[发明专利]有辅助相位区的相移掩模

说明书

交叉参考相关申请

本申请是2010年12月21日递交的美国专利申请序列No.12/928,862、标题为“Photolithographic LED fabrication using phase-shift mask”的部分继续申请，该申请通过引用被合并入本文。

技术领域

本公开一般涉及在光刻中使用的相移掩模，尤其涉及有辅助相位区的相移掩模。

背景技术

相移掩模被用于各种光刻应用，以形成半导体集成电路和发光二极管(LED)。相移掩模与常用的铬-玻璃(chrome-on-glass)掩模不同在于相移掩模中的透明区有相对相位差，而在铬-玻璃掩模中，透明区全都有相同的相对相位。相移掩模中透明区有选择的相位差的优点是，该透明区能够被配置成使电场振幅按导致更锐像强度(像对比度)的方式添加。这样当在光刻胶中印出特征时又导致增加的成像分辨率。

示例性相移掩模能够包含交替相移区，即，0度和180度(π)相位区的周期图形。这样的相移掩模对增强重复图形的特征分辨率是有用的。然而，该改进的像对比度因为该重复图形必须在光刻曝光场的边缘(周界)结束而停止。结果是，相邻场边缘而形成的特征图形趋于由不那样有利的相位干涉中的不连续性引起畸变。通过把相移掩模和成像场配置成使畸变特征印在最终不被用于形成实际装置的晶片上的区中，这个问题已经在过去被解决。然而，不是所有制造应用都有这种适应性，从而该常用的交替相位的相移掩模不能够被采用。

场边缘上的畸变特征能够成为问题的一个示例性制作应用是在LED制造中。由于LED制作和LED设计的不断改进，LED变得日益更加有效。然而，对LED光发射效率的一般限制是由于LED内产生的光的全内反射。例如，在基于氮化镓(GaN)的LED中，n掺杂和p掺杂的GaN层由有表面的半导体基片(如蓝宝石)支承。该n掺杂和p掺杂的GaN层中间夹着激活层，且GaN层之一存在与空气对接的表面。光在激活层中被产生并沿所有方向同样地被发射。然而，GaN有约3的相对高的折射率。结果是，在GaN-空气界面存在最大入射角锥(“出射锥”)，在该“出射锥”内，光从p-GaN-空气界面出射，但在该“出射锥”外，由于Snell定律，光被反射回去，进入GaN结构。

为改进LED光发射效率，某些LED已经用粗糙化的基片表面制作。该粗糙化的基片表面散射内反射光，使一些光落入该出射锥内并从该LED出射，从而改进LED的光发射效率。

在制作环境中，需要有可控的和一致的形成粗糙化的基片表面的方法，以便LED有相同的结构和相同的性能。为此目的，需要该粗糙化的基片表面被形成而没有上述特征图形畸变。

发明内容

本公开的一方面，是一种供有分辨率极限的光刻成像系统使用的相移掩模。该相移掩模有被做成分辨率极限大小或该分辨率极限以上大小的相移区R的棋盘形阵列。相邻的相移区R有180度的相对相位差，且该阵列有周界。该相移掩模还有多个辅助相位区R′。该辅助相位区R′被布置在紧邻该周界的至少一部分，每一辅助相位区R′被做成分辨率极限以下大小并相对于相邻的相移区R有180度的相对相移差。

在该相移掩模中，该周界最好包含四个边缘。该相移区最好被布置成与该四个边缘的每一个相邻。

在该相移掩模中，该周界最好包含由该四个边缘定义的四个拐角。该辅助相位区R′分别被布置成与该四个拐角相邻。

在该相移掩模中，该辅助相位区R′最好被布置成与该棋盘形阵列的整个周界紧邻。

该相移掩模最好还有不透明层，紧邻由辅助相位区R′定义的周界。

本公开的另一方面，是一种供有分辨率极限和波长的光刻成像系统使用的相移掩模。该相移掩模有掩模体。该掩模体有表面，且该掩模体一般对光刻成像系统的波长是透明的。该相移掩模包含相移区R的棋盘形阵列，该相移区R受该掩模体表面支承并被做成分辨率极限大小或该分辨率极限以上大小，相邻的区R有180度的相位差。该棋盘形阵列有包含多个边缘和四个拐角的周界。该相移掩模还包含受基片表面支承的多个辅助相位区R′。每一辅助相位区R′被做成分辨率极限以下大小。该辅助相位区R′被布置成紧邻该多个边缘和四个拐角，以便包围该周界，每一辅助相位区R′相对于相邻的相移区R和相对于相邻的辅助相位区R′有180度的相移差。

该相移掩模最好还包含不透明层，紧邻由辅助相位区R′定义的周界。