專利名稱：使用鉻膜輔助圖形的無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種光學鄰近修正的方法，特別是有關(guān)一種利用鉻膜輔助圖案的無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩。
(2)背景技術(shù)在微影制程中，一種曝光能量，例如紫外光，是將圖案穿透過光罩(mask orreticle)，并且將圖案穿透至靶材上，其中靶材可以是硅芯片。一般而言，包含不透明及透兩個區(qū)域的光罩形成在預先決定的圖案上。曝光能量曝露形成在靶材上的光阻層的光罩圖案。接著，對于正光阻而言是移除任何一個光阻上的曝光區(qū)域，對負光阻而言是將未曝光區(qū)域移除。光罩一般而言是包含透明平板如耐火二氧化硅(fused silica)具有不透明的成份在平板上，用于形成圖案，在此不透明成份為鉻(chrome)。接著，根據(jù)已知的方法，將幅射光源照射光罩。此幅射光源穿透過光罩以及曝光工具投影光學在光阻上形成一光罩圖案的衍射(diffraction)有限圖案。此光罩可以用于后續(xù)制程。在半導體制程中，光罩可以用于具有較小特征圖案的集成電路制程如沉積、蝕刻或是離子植入制程。
一半導體制造提升至超大型集成電路(ULSI，ultra-large scaleintegration)，在芯片上的元件已經(jīng)縮小至次微米的尺寸，同時其集成電路的積密度增加至每晶粒(die)有個數(shù)百萬晶體管存在。為了達到高封裝積密度，愈來愈小的元件尺寸的需求是日趨重要。其重要性包含內(nèi)連線的線寬及距離以及不同特征圖案的角落及邊緣的幾何圖案。
由于在圖案的復雜性的增加使得半導體元件的復雜度也隨之增加，使得位于兩個不透明區(qū)域之間的距離減少。藉由減少位于不透明區(qū)域之間的距離，較小的通孔會使得光透過通孔時將光源分散。干擾光源會造成當光穿過兩個不透明區(qū)域時，會使得光源分散或是將光源彎曲，而使得兩個不透明區(qū)域沒有解析度，因此，對于光學微影技術(shù)而言，衍射(diffraction)是一個很重要的限制條件。
在光學微影技術(shù)中，處理衍射效應的方法是利用相位移轉(zhuǎn)移光罩(phaseshift mask)。一般而言，光為一種波，相轉(zhuǎn)移是光波的正弦函數(shù)圖案的波形，在一時間轉(zhuǎn)移中所造成的結(jié)果，并且藉此將光傳導至一透明材料上。
一般來說，相轉(zhuǎn)移可以由光穿透過不同厚度的透明材料的區(qū)域或是透過不同反射指數(shù)的材料、藉此改變相或是光波形的周期性圖案。相轉(zhuǎn)移光罩是藉由結(jié)合光及相轉(zhuǎn)移干射光以減少衍射效應，以至于建設(shè)性及破壞性干涉可以有效地解決。平均而言，藉由相轉(zhuǎn)移光罩方式其圖案解析度的最小寬度約為原來光罩的解析度的寬度的一半。
此外，這些相轉(zhuǎn)移光罩結(jié)構(gòu)是由具有三個不同材料的層所構(gòu)成的光罩(reticle或masks)。一透明層是圖案轉(zhuǎn)移以形成光阻檔區(qū)(light blockingarea)，此光阻檔區(qū)可以允許非曝光光源照射穿透過。一穿透層，一般為底材，是將圖案轉(zhuǎn)移至具有光傳導區(qū)域(transmissive area)上，此傳導區(qū)域可以允許趨近于百分之百的曝光光源透過。一相轉(zhuǎn)移層是將圖案轉(zhuǎn)移至一相轉(zhuǎn)移區(qū)域，此相轉(zhuǎn)移區(qū)域允許接近百分之百的曝光光源透過，并且有180度角轉(zhuǎn)移。因此，曝光光源位于傳導區(qū)域及相轉(zhuǎn)移區(qū)域使得在暗區(qū)之間且經(jīng)由每一個區(qū)域的曝光光源相互抵消。因此而產(chǎn)生暗區(qū)圖案及亮區(qū)圖案，暗區(qū)圖案及亮區(qū)圖案可以用于清楚的描述特征圖案。這些特征圖案一般是由不透明層(如，不透明特征圖案)或是藉由在不透明層的開口(如透明特征圖案)所形成。
對于半導體制程而言，選擇性通孔轉(zhuǎn)移光罩一般是用于數(shù)個成對的緊密不透明特征圖案。然而，當特征圖案與鄰近的特征圖案相似度較差的時候，通常會利用次解析度相轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)做為特征圖案。次解析度相轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)一般是用于孤立特征圖案(isolated feature)，例如，接觸窗(contact opening)及線開口(lineopening)，其中相轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)可以包含輔助狹縫(assist-slots)或是位于特征圖案側(cè)端的支架結(jié)構(gòu)(outrigger)。次解析度相轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)在光學微影解析度限制以下，因此，無法將圖案列印在靶材上。
參考圖1A，它表示一原始的光罩圖案100。在經(jīng)過曝光步驟后，光阻的特征圖案會如同圖1B所表示的一樣。為了得到較佳的圖案轉(zhuǎn)移結(jié)果，加入輔助特征圖案以形成一光學近似特征圖案，如圖1B所示。這些輔助特征圖案包含102、104、106、108、110及112。在經(jīng)過圖案轉(zhuǎn)移步驟之后，這些光學鄰近效應修正圖案提供相似于原始圖案的圖案。然而，輔助特征圖案的尺寸大小相當?shù)男?，因此，尺寸小的輔助圖案很難去制作，且在光罩檢查(mask inspection)上有很大的困難度。
對于具有輔助圖案的傳統(tǒng)的光學鄰近修正方法是用于補償位于相似圖案(iso-pattern)與密集圖案(dense pattern)之間的臨界尺寸(CD，criticaldimensional)。
此外，為了防止輔助特征圖案在曝光步驟的過程中被曝露出來，因此輔助圖案需為虛線形狀。更進一步，對于大塊的圖案例如圖2A中所表示的T型具有鉻膜的原始圖案200。傳統(tǒng)的校正方式是利用如無鉻膜轉(zhuǎn)移光罩的輔助特征圖案202、204、206、208、210及212將T型具有鉻膜的原始圖案分割為數(shù)個特征圖案，其中分割的數(shù)個特征圖案是接近T型鉻膜的原始圖案，如圖2B中所示。上述利用無鉻膜作為相轉(zhuǎn)移光罩校正的方法其缺點是，無法決定需要分割多少個特征圖案于原始的特征圖案上。如果利用太多個輔助圖案，由于數(shù)個特征圖案之間的距離太小使得圖案在曝光后的解析度降低。另一方面，特征圖案的數(shù)目無法決定，而且會增加檔案的大小及圖案檢查的時間也會增加。因此，根據(jù)上述所描述，傳統(tǒng)利用無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩修正特征圖案必需考慮輔助特征圖案之間的功率比(dutyratio)。此外，大塊的圖案上無鉻膜圖案的配置是一個很重要的問題。輔助特征圖是用于修正特征圖案或修正后形成數(shù)個無鉻膜圖案，其電腦輔助設(shè)計(CAD，computer-aided design)與光罩制造上的困難度都會增加。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有鉻膜輔助特征圖案的無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩，它采用光學鄰近效應修正方法修正特征圖案，用以改善密集圖案與相似圖案之間的差異性，可利用鉻膜輔助圖案作為特征圖案并且可在具有大臨界尺寸的無鉻膜光罩上利用鉻膜輔助圖案作為輔助圖案。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于在集成電路中用于光學微影制程的相轉(zhuǎn)移光罩，其特點是，該相轉(zhuǎn)移光罩包含一第一透明平板；一第一不透明膜位于該第一透明平板上，其中該第一不透明膜具有一第一圖案并形成一主要特征圖案，該第一圖案將影像映射至一光阻層上且該光阻層涂布在一晶片上；至少一個相轉(zhuǎn)移區(qū)域，該相轉(zhuǎn)移區(qū)域位于該第一透明平板上；至少兩個第二透明平板鄰近于該第一透明平板；及 至少兩個不透明膜位于至少兩個第二透明平板上，該至少兩個不透明膜具有至少兩個特征圖案，其中該至少兩個特征圖案位于該第一不透明膜的該第一圖案的邊緣且與該第一不透明膜的該第一圖案分開，及該至少兩個特征圖案映射至具有該相轉(zhuǎn)移區(qū)域及該第一圖案的該芯片上。
本發(fā)明提供了一種具有輔助光學鄰近效應修正的相轉(zhuǎn)移光罩，在此光罩中包含有一穿透式平板及一主要的特征區(qū)域；它是利用一輔助特征圖案如混合式的無鉻膜及鉻膜圖案用于修正圖案。在一實施例中，利用具有鉻膜的特征圖案用以修正原始的特征圖案使得電腦輔助設(shè)計的制程可以簡化。另外，利用具有無鉻膜的特征圖案修正具有較大的臨界尺寸的圖案，使得在光罩制造的過程中，不需使用到小塊的無鉻膜圖案，同時，缺陷發(fā)生的機率會降低。
為進一步說明本發(fā)明的目的、結(jié)構(gòu)特點和效果，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。
(4)


圖1A至圖1B是表示根據(jù)傳統(tǒng)的技術(shù)，執(zhí)行傳統(tǒng)無鉻膜輔助圖特征圖案以修正圖案時的示意圖；圖2A至圖2B是表示根據(jù)傳統(tǒng)的技術(shù)，具有大臨界尺寸的鉻膜特征圖案修正圖案的示意圖；圖3A至圖3B是根據(jù)本發(fā)明所的具有鉻膜特征圖案修正圖案時的示意圖；及圖4是根據(jù)本發(fā)明的具有鉻膜圖案以修正具有大的臨界尺寸圖案的示意圖。
(5)具體實施方式
本發(fā)明的一些實施例會詳細描述如下。然而，除了詳細描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其他的實施例施行，且本發(fā)明的范圍不受其限定，而是以權(quán)利要求所限定的的專利范圍為準。
光學微影制程技術(shù)包含先將感光材料涂布在芯片上。接著，光源投影至感光材料并經(jīng)過光罩，此光罩主要是由玻璃所構(gòu)成。其光束經(jīng)過具有相同圖案的光罩使得光罩圖案可以轉(zhuǎn)移至芯片上的感光材料上。感光材料可以是光阻。然后，經(jīng)由曝光或是顯影步驟，相等或是互補在光罩上的圖案，使得在光罩上的圖案可以轉(zhuǎn)移至感光材料上。若感光材料為正光阻，則可以得到相同的光罩。另一方面，若感光材料為負光阻，則可以得到一互補的圖案。
本發(fā)明是提供一混合式無鉻膜(chromeless)及鉻膜(chrome)的圖案用以修正圖案以減少缺陷(defect)發(fā)生的機率以及得到一個較簡單的光罩制作步驟。
本發(fā)明是利用混合式的無鉻膜及鉻膜輔助圖案用以修正圖案以得到最佳的解析度。修正具有輔助圖案的特征圖案可以使得圖案得到較佳的解析度，并且可以減少檔案大小，在此，特征圖案可以是多邊形特征圖案。此外，由于原始特征圖案分割成數(shù)個小塊的特征圖案，使得光罩寫入時間同樣地可以改善以及圖案檢查的時間也相對的減少。
當光源照射透過光罩時，傳統(tǒng)的無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩無法決定需要在輔助圖案的虛線上加入多少的功率比(duty ratio)，這使得特征圖案無法得到較佳的解析度。為了改善圖案的解析度，本發(fā)明是提供一種混合式無鉻膜及鉻膜的圖案方法，用以修正圖案。參考圖3A，是表示一無鉻膜的原始圖案10A，此一無鉻膜的原始圖案10A可以是多邊形圖案，在本發(fā)明的實施例中是以四邊形作為實施例的說明。在本發(fā)明的實施例中是以石英為材質(zhì)的透明平板。接著，位于光罩上的主要圖案為一透明圖案，且涂布在光罩上，其鉻膜在光罩上至少具有兩個輔助圖案12A及12B并且鄰近于主要圖案。接下來，在光學微影制程中，將透明圖案映射至位于芯片上的光阻層，且下層是由光阻層去光阻、蝕刻等步驟，使得在芯片上形成集成電路。
接著，參考圖3B，示出是表示本發(fā)明另一實施例，同樣地在本發(fā)明中提供由石英作成的透明平板。然后，位于光罩上的主要特征圖案為不透明圖案，如圖3B中具有鉻膜的原始圖案10B，此不透明圖案是藉由鉻膜涂布在光罩上，且至少具有鉻膜的兩個輔助圖案12A及12B鄰近于主要圖案10B。因此，由于混合式鉻膜及無鉻膜相轉(zhuǎn)移取代傳統(tǒng)無鉻膜圖案或是鉻膜輔助圖案，使得不需要考慮在圖案的虛線之間要加多少的功率比(duty ratio)且可以使得圖案的規(guī)則簡單化。
此外，如果主要特征圖案為大塊的特征圖案，如圖4中所表示具有大臨界尺寸的多邊形圖案20，其特征圖案可以是T型、L型或是其他相似于多邊形狀的特征圖案。在光罩制作過程中，需要制作小的無鉻膜圖案，這使得在大塊的光罩制作過程中，如光罩寫入時間長、光罩檢查時間增加及檔案大小增加等等缺點，都會造成光罩制程上的困難度。因此，為了解決上述所描述的種種缺點，本發(fā)明的另一實施例是利用混合式鉻膜及無鉻膜圖案用以修正大塊的特征圖案。在本發(fā)明中是利用鉻膜特征圖案取代傳統(tǒng)具有小制程的無鉻膜以修正特征圖案，將光罩圖案分割成大塊及數(shù)個小區(qū)塊的部份，其中大塊的部份為具有鉻膜的特征圖案，如圖4中參考標號22；數(shù)個小區(qū)塊的部份為具有無鉻膜的特征圖案，如圖4中參考標號24A、24B。因此，并不需加入功率比于每一個無鉻膜圖案之間，同時，在經(jīng)過曝光步驟后，其圖案的解析度較傳統(tǒng)無鉻膜特征圖案要來得佳。因此，在經(jīng)過曝光步驟的后，其解析度可以增加、缺陷發(fā)生的機率降低并且可以簡化光罩制程。
當然，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在集成電路中用于光學微影制程的相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，該相轉(zhuǎn)移光罩包含一第一透明平板；一第一不透明膜位于該第一透明平板上，其中該第一不透明膜具有一第一圖案并形成一主要特征圖案，該第一圖案將影像映射至一光阻層上且該光阻層涂布在一晶片上；至少一個相轉(zhuǎn)移區(qū)域，該相轉(zhuǎn)移區(qū)域位于該第一透明平板上；至少兩個第二透明平板鄰近于該第一透明平板；及至少兩個不透明膜位于至少兩個第二透明平板上，該至少兩個不透明膜具有至少兩個特征圖案，其中該至少兩個特征圖案位于該第一不透明膜的該第一圖案的邊緣且與該第一不透明膜的該第一圖案分開，及該至少兩個特征圖案映射至具有該相轉(zhuǎn)移區(qū)域及該第一圖案的該芯片上。
2.如權(quán)利要求1所述的相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，所述透明平板包含石英。
3.如權(quán)利要求1所述的相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，所述第一不透明膜包含鉻膜。
4.如權(quán)利要求1所述的相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，所述至少兩個第二不透明膜包含鉻膜。
5.一種具有鉻膜輔助特征圖案的無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，該無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩包含一第一透明平板；一第一薄膜位于該第一透明平板上，該第一薄膜具有一第一圖案并形成一主要特征區(qū)域，該第一圖案映射至位于一芯片上的一光阻層；至少一相轉(zhuǎn)移區(qū)域位于該第一透明平板上；至少兩個第二透明平板鄰近于該第一透明平板；及至少兩個不透明膜，該至少兩個第二不透明膜位于該至少兩個第二透明平板上，該至少兩個不透明膜具有至少兩個特征圖案，該兩個特征圖案位于該第一薄膜的該第一圖案的邊緣且與該第一薄膜的該第一圖案分開，及該至少兩個特征圖案映射至具有該相轉(zhuǎn)移區(qū)域及該第一圖案的該芯片上。。
6.如權(quán)利要求5所述的相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，所述第一透明平板包含石英。
7.如權(quán)利要求5所述的相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，所述第一薄膜包含鉻膜。
8.如權(quán)利要求5所述的相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，所述第一薄膜包含無鉻膜。
9.如權(quán)利要求5所述的相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，所述至少兩個第二不透明膜包含鉻膜。
10.一種具有鉻膜輔助特征圖案的無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，該無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩包含一透明平板；一薄膜位于部份該透明平板上使得該透明平板分割成多個區(qū)塊，該薄膜具有一圖案并形成一主要特征區(qū)域，該圖案映射至涂布在一芯片上的一光阻層；及至少一相轉(zhuǎn)移區(qū)域位于該透明平板上。
11.如權(quán)利要求10所述的無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，所述透明平板為一多邊形平板。
12.如權(quán)利要求11所述的無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，所述透明平板包含石英。
13.如權(quán)利要求11所述的無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，鉻膜位于該部份該透明平板上較大面積一區(qū)塊。
14.如權(quán)利要求11所述的無鉻膜相轉(zhuǎn)移光罩，其特征在于，所述位于該透明平板上的該多數(shù)個區(qū)塊上為一無鉻膜，具有該無鉻膜的多個區(qū)塊的面積小于具有該鉻膜的該區(qū)塊。
全文摘要
一種用于在集成電路中用于光學微影制程的相轉(zhuǎn)移光罩，包含一第一透明平板；一第一不透明膜位于第一透明平板上，第一不透明膜具有一第一圖案并形成一主要特征圖案，第一圖案將影像映射至一光阻層上且光阻層涂布在一晶片上；至少一個相轉(zhuǎn)移區(qū)域，它位于第一透明平板上；至少兩個第二透明平板鄰近于第一透明平板；及至少兩個不透明膜位于至少兩個第二透明平板上，至少兩個不透明膜具有至少兩個特征圖案，它們位于第一不透明膜的第一圖案的邊緣且與第一不透明膜的第一圖案分開，及至少兩個特征圖案映射至具有相轉(zhuǎn)移區(qū)域及第一圖案的芯片上。本發(fā)明的相轉(zhuǎn)移光罩不需使用到小塊的無鉻膜圖案，并且使缺陷發(fā)生的機率會降低。
文檔編號G03F1/38GK1462908SQ0212204
公開日2003年12月24日 申請日期2002年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月29日
發(fā)明者林金隆, 楊春暉, 洪文田 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司