專利名稱：光掩模、曝光方法與儀器、圖形制造、形成方法及半導(dǎo)體器件的制作方法
光掩模、曝光方法與儀器、圖形制造、形成方法及半導(dǎo)體器件 技術(shù)領(lǐng)域所述本發(fā)明涉及一種能夠?qū)⒏咔逦葓D形轉(zhuǎn)印在晶片上的光掩 模， 一種使用所述光掩模進(jìn)行掃描曝光的方法以及儀器， 一種制造所 述光掩模圖形的方法， 一種圖形形成方法，以及一種半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
步進(jìn)器廣泛地用作縮小投影曝光儀器，用于將微電路圖形轉(zhuǎn)印在 晶片上形成的抗蝕劑或者另一種感光材料上。所述步進(jìn)器為一種步進(jìn)重復(fù)(step-and-repeat)曝光儀器，如圖19A所示，包含具有束源的照 明光學(xué)系統(tǒng)41，光掩模42，與縮小投影光學(xué)系統(tǒng)43。在步進(jìn)器中，將 在光掩模42上的電路圖形縮小以及投影在所述晶片44的表面上，并 在單一工藝過(guò)程中將所述圖形轉(zhuǎn)印在所述晶片44上。當(dāng)完成一次曝光 時(shí)，將其上設(shè)置了所述晶片44的平臺(tái)以預(yù)定量步進(jìn)，并再次曝光所述 晶片。重復(fù)該程序直到曝光整個(gè)晶片44。隨著近年來(lái)半導(dǎo)體器件具有更高集成度，對(duì)用于晶片的微機(jī)械加 工提出了更多的要求。并且，芯片尺寸增加以及需要具有大直徑以及 高數(shù)值孔徑(NA)的投影透鏡用于所述步進(jìn)器。在步進(jìn)器中，然而， 單次曝光所涵蓋的可曝光區(qū)域(曝光區(qū)域)的尺寸主要取決于所述投 影透鏡的直徑以及像差，因?yàn)橥哥R像差隨著所述透鏡直徑增加而增加， 而難以保證更寬的曝光區(qū)域同時(shí)維持高分辨率。有鑒于此，近年來(lái)已經(jīng)開始使用具有寬的曝光區(qū)域的高分辨率步 進(jìn)掃描(step-and-scan)曝光儀器(日本未決專利申請(qǐng)No.JP09-167735)。 該曝光儀器稱為"掃描器"，進(jìn)一步的具有用于形成狹縫照明區(qū)域的 光掩模遮板46，通過(guò)依照所述縮小投影光學(xué)系統(tǒng)43的縮小投影放大倍 率以預(yù)定速度同步地掃描所述光掩模42以及晶片44來(lái)進(jìn)行一次掃描， 如圖19B所示。當(dāng)完成一次掃描曝光時(shí)，將其上設(shè)置了所述晶片的平 臺(tái)以預(yù)定量步進(jìn)，并再次曝光所述晶片。通過(guò)重復(fù)該程序曝光整個(gè)晶 片。由于在所述掃描器中僅使用部分具有低像差的透鏡，所以在所述 狹縫的縱向能夠顯著地增加曝光區(qū)域，并且結(jié)果能夠確保大的曝光區(qū) 域。因此與同時(shí)曝光所述芯片的整個(gè)表面的步進(jìn)器相比能夠更精細(xì)地 轉(zhuǎn)印圖形。當(dāng)利用傳統(tǒng)的步進(jìn)器和掃描器處理晶片時(shí)，根據(jù)所述縮小投影光 學(xué)系統(tǒng)(投影透鏡)的縮小倍率使用在其上以4或5的倍數(shù)形成的放 大的電路圖形的光掩模。在傳統(tǒng)的光掩模50中，將所述掩模圖形51 的放大倍率(掩模放大倍率)在X和Y方向設(shè)定為相同(例如4X4 的放大倍率)，通過(guò)精確地穿過(guò)所述晶片上的光掩模50的復(fù)制光束以 在所述晶片上形成非常微小的圖形，如圖20所示。然而，所述圖形間距隨著越來(lái)越小的半導(dǎo)體器件變得越來(lái)越窄， 并且難以獲得期望分辨率。并且所述衍射束的衍射角隨著在所述光掩 模上的圖形的縮小而增加。因此存在問(wèn)題在于難以限制射束在所述投 影透鏡之內(nèi)，并且不能獲得期望圖形。更小的圖形也引起問(wèn)題在于所 述光掩模自己的成品率降低，導(dǎo)致供給不足。因此本發(fā)明目的是提供一種能夠在晶片上形成微圖形并具有高成 品率的光掩模。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造該光掩模的簡(jiǎn)便的方法。本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一種根據(jù)步進(jìn)掃描曝光技術(shù)形成特別 精細(xì)圖形的改善曝光方法與器件，其中使用所述光掩模。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種能夠在晶片上形成微細(xì)圖形的圖 形形成方法。本發(fā)明另外的目的是提供一種高集成高性能半導(dǎo)體器件。 發(fā)明內(nèi)容通過(guò)在掃描曝光儀器內(nèi)使用的光掩模能夠完成本發(fā)明的以上所述 及其他目的，其中沿著掃描方向以預(yù)定放大倍率偏差延伸掩模圖形。利用本發(fā)明的所述光掩模，當(dāng)采用所述掃描和步進(jìn)方法以在所述 放大倍率偏差方向上對(duì)應(yīng)于所述掩模放大倍率的掃描速度曝光晶片時(shí)，因?yàn)榭v橫尺寸具有放大倍率偏差，所以和利用在縱向和橫向具有 相同掩模放大倍率的普通的光掩模進(jìn)行的掃描曝光相比，能夠轉(zhuǎn)印更 高清晰度圖形。并且，由于與普通的光掩模相比，間隔和圖形的寬度 在單一方向延伸，所以可以更靈活的設(shè)定所述光掩模上的圖形處理精度。在本發(fā)明中，優(yōu)選地，相比于所述掃描方向，所述掩模圖形的縱 向更接近于與所述掃描方向垂直的方向，并且所述掩模圖形優(yōu)選地具 有以預(yù)定間距間歇排列的重復(fù)圖形。當(dāng)以最低處理尺寸的間距重復(fù)地 形成線和間隔圖形或者另一個(gè)重復(fù)圖形時(shí)，所述圖形分辨率存在特別 問(wèn)題，但是當(dāng)按照本發(fā)明沿著掃描方向延伸所述光掩模上的掩模圖形 的寬度時(shí)，可以得到顯著性的效果。所述重復(fù)圖形優(yōu)選地包括以下任 —:線和間隔，密集孔，密集的柱狀圖形，環(huán)狀圖形，和U形圖形。優(yōu)選地本發(fā)明的光掩模進(jìn)一步地包含記錄在外部曝光區(qū)域內(nèi)的有 關(guān)所述放大倍率偏差的信息。只要有關(guān)所述放大倍率偏差的信息記錄 在所述光掩模上，則當(dāng)在曝光儀器內(nèi)設(shè)定所述光掩模時(shí)，能夠讀取所 述光掩模的放大倍率偏差，并且能夠基于所述放大倍率偏差自動(dòng)的計(jì) 算所述晶片的掃描速度，并且能夠?qū)⒁毓獾木亩ㄏ蛘{(diào)整到期望定向。本發(fā)明的所述光掩?？赡苁瞧胀ǖ亩庋谀＃琌PC掩模，或者 衰減的或者交替的無(wú)鉻相移掩模，或者這些掩模的組合。本發(fā)明的上述目的能夠通過(guò)根據(jù)步進(jìn)掃描技術(shù)曝光晶片的曝光方 法獲得，其中使用具有沿著掃描方向以預(yù)定放大倍率偏差延伸的掩模圖形的光掩模。本發(fā)明優(yōu)選地包含移動(dòng)速度確定步驟，用于根據(jù)所述放大倍率 偏差和所述晶片的移動(dòng)速度確定所述光掩模的移動(dòng)速度；以及掃描曝 光步驟，用于在利用狹縫射束照明所述晶片并且以與所述晶片同步的 所述光掩模的移動(dòng)速度移動(dòng)所述光掩模的同時(shí)，通過(guò)以預(yù)定掃描速度移動(dòng)所述晶片來(lái)曝光所述光掩模。根據(jù)該方法，通過(guò)利用在縱向和橫 向具有不同的掩模放大倍率的放大倍率偏置光掩模，在所述掩模圖形延伸方向設(shè)定所述光掩模的掃描方向，與利用普通的光掩模進(jìn)行掃描 曝光的情況相比能夠轉(zhuǎn)印更高清晰度圖形。得到該結(jié)果是因?yàn)樵诨?沿著掃描方向掩模放大倍率所確定的預(yù)定速度移動(dòng)所述光掩模的同時(shí) 掃描并且曝光所述晶片。所述光掩模移動(dòng)速度確定步驟優(yōu)選地包括以 下步驟設(shè)定所述光掩模移動(dòng)速度是所述晶片的移動(dòng)速度的n倍，其 中n (n>l)是沿著掃描方向的所述掩模放大倍率，m (n〉m〉1)是在 與所述掃描方向垂直的方向的掩模放大倍率。本發(fā)明優(yōu)選地進(jìn)一步地具有放大倍率偏差信息讀取步驟用于讀 取記錄在所述光掩模上的有關(guān)所述放大倍率偏差的信息，該步驟在所 述掃描速度確定步驟之前。當(dāng)在所述曝光儀器內(nèi)設(shè)定所述光掩模時(shí)， 通過(guò)讀取所述光掩模的掩模放大倍率信息，能夠基于所述掩模放大倍 率信息自動(dòng)地計(jì)算所述晶片的掃描速度。本發(fā)明優(yōu)選地進(jìn)一步地具有晶片方向調(diào)整步驟用于根據(jù)有關(guān)所 述放大倍率偏差的信息調(diào)整所述晶片的定向，該步驟在所述掃描曝光 步驟之前。在利用具有放大倍率偏差的光掩模的情況下，所述掩模圖 形的延伸方向必須匹配于所述掃描方向，因?yàn)樵谡{(diào)整所述晶片定向的 時(shí)候不需要調(diào)整所述光掩模的定向所以處理所述光掩模變得更為方 便。根據(jù)步進(jìn)掃描技術(shù)曝光晶片的曝光儀器，通過(guò)利用具有沿著掃描 方向以預(yù)定放大倍率偏差延伸的掩模圖形的光掩模能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的 上述目的，所述曝光儀器包括照明系統(tǒng)，用于照明所述光掩模上的 狹縫射束；縮小投影曝光儀器，用于將穿過(guò)所述光掩模的所述射束縮 小和投影在所述晶片上；掃描曝光裝置，用于根據(jù)所述光掩模的掩模 放大倍率之一以預(yù)定掃描速度掃描和曝光的所述晶片。在本發(fā)明中，所述掃描曝光裝置優(yōu)選地包含在其上安置了光掩 模的光掩模平臺(tái)；在其上安置了晶片的晶片平臺(tái)；以及掃描控制裝置， 用于以相反方向彼此同步地移動(dòng)所述光掩模平臺(tái)和所述晶片平臺(tái)。此 時(shí)，所述掃描曝光裝置優(yōu)選地設(shè)定所述光掩模平臺(tái)的移動(dòng)速度為所述 晶片平臺(tái)的移動(dòng)速度，其中n (n>l)是沿著掃描方向的所述掩模放大 倍率，m (n>m>l)是在與所述掃描方向垂直的方向的掩模放大倍率。根據(jù)本發(fā)明的所述曝光儀器，與利用其中所述掩模放大倍率在縱 向和橫向相同的普通的光掩模進(jìn)行掃描曝光的情況相比，能夠轉(zhuǎn)印更 高清晰度圖形。獲得該結(jié)果是因?yàn)槔镁哂衅每v橫尺寸的光掩模， 采用所述步進(jìn)掃描技術(shù)以是放大倍率偏差方向m倍的掃描速度進(jìn)行掃 描本發(fā)明的所述曝光儀器優(yōu)選地進(jìn)一步地包含放大倍率偏差信息 讀取裝置，用于讀取記錄在所述光掩模上的有關(guān)所述放大倍率偏差的-信息；掃描速度確定裝置，用于根據(jù)有關(guān)所述放大倍率偏差的信息和所述晶片的移動(dòng)速度確定所述光掩模平臺(tái)的移動(dòng)速度。當(dāng)在所述曝光
儀器中設(shè)定所述光掩模時(shí)，能夠通過(guò)讀取有關(guān)所述光掩模的所述放大
倍率偏差信息自動(dòng)地計(jì)算光掩模的移動(dòng)速度，節(jié)省所需的手動(dòng)輸入有 關(guān)放大倍率偏差信息的勞動(dòng)量。
本發(fā)明的曝光儀器中，所述晶片平臺(tái)優(yōu)選地進(jìn)一步地包含晶片旋 轉(zhuǎn)裝置，所述晶片旋轉(zhuǎn)裝置根據(jù)有關(guān)所述放大倍率偏差的信息調(diào)整所述 晶片的定向。在利用具有放大倍率偏差的光掩模的情況下，所述掩模圖 形的延伸方向必須匹配于所述掃描方向，但是因?yàn)樵谡{(diào)整所述晶片定向 的時(shí)候不需要調(diào)整所述光掩模的定向所以處理所述光掩模變得更為方 便。
本發(fā)明的所述曝光儀器可以是浸式曝光方法，改進(jìn)的照明方法， 或者所述二者的組合。
本發(fā)明的上述目的還能夠通過(guò)光掩模圖形制造方法完成，包括 實(shí)際圖形制造支持步驟，用于支持制造投影在晶片上的具有相等的縱 向和橫向比率的實(shí)際圖形的圖形；輔助圖形生成步驟，用于根據(jù)所述
實(shí)際圖形生成輔助圖形；組合圖形生成步驟，用于生成所述實(shí)際圖形 和所述輔助圖形的組合圖形；轉(zhuǎn)換步驟，用于利用預(yù)定掩模放大倍率
在所述組合圖形的縱向和橫向上轉(zhuǎn)換所述尺寸。在該情況下，實(shí)際圖
形制造支持步驟優(yōu)選地包括以下步驟利用相等的縱向和橫向比率顯 示所述實(shí)際圖形和其尺寸指示比例，所述轉(zhuǎn)換步驟優(yōu)選地包括以下步 驟利用相等的縱向和橫向比率顯示所述組合圖形并且在己經(jīng)放大其 尺寸指示比例之后顯示所述尺寸。依據(jù)這種方法處理，無(wú)須考慮所述 偏置圖形的形狀而能夠在圖形制造屏幕上處理類似于實(shí)際圖形的圖 形。
本發(fā)明的上述目的還能夠通過(guò)使用本發(fā)明的所述光掩模的圖形形 成方法來(lái)完成，所述圖形形成方法包括以下步驟在晶片上形成第一 布線圖形；旋轉(zhuǎn)所述晶片同時(shí)將所述光掩模掃描方向保持相同方向，
并且形成第二布線圖形，該第二布線圖形基本上垂直于所述晶片上的 所述第一布線圖形。
本發(fā)明的上述目的還可以通過(guò)一種圖形形成方法完成，其包含 普通圖形形成步驟，利用其中縱向和橫向的掩模放大倍率是相等的光
掩模形成圖形；高分辨率圖形形成步驟，利用其中縱向和橫向的掩模
放大倍率是不等的光掩模形成圖形。
本發(fā)明的上述目的還可以通過(guò)一種圖形形成方法完成，其中當(dāng)在 具有所述圖形的晶片上根據(jù)所述重復(fù)圖形形成孔圖形時(shí)在與重復(fù)圖形 的縱向相垂直的方向上進(jìn)行掃描和曝光。
本發(fā)明的上述目的還可以通過(guò)利用根據(jù)本發(fā)明所述光掩模制造的 半導(dǎo)體器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此能夠獲得一種高密度高性能半導(dǎo)體器件。
本發(fā)明的上述目的還可以通過(guò)利用根據(jù)所述本發(fā)明的所述曝光方 法制造的半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)。因此能夠獲得一種高密度高性能半導(dǎo)體器 件。
本發(fā)明的上述目的還可以通過(guò)利用根據(jù)所述本發(fā)明的所述圖形形 成方法制造的半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)。因此能夠獲得一種高密度高性能半導(dǎo) 體器件。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種光掩模，其能夠在晶片上形成微圖形 并具有高成品率。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種光掩模制造方法，其能夠在晶片上形 成微圖形并具有高成品率。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種曝光方法與器件，其能夠根據(jù)所述步
進(jìn)掃描技術(shù)利用在X和Y方向上具有不同的掩模放大倍率的光掩模形 成高清晰度圖形。


通過(guò)參考具體說(shuō)明并結(jié)合附圖將使得本發(fā)明的以上所述及其他目
的特征和優(yōu)點(diǎn)更明顯，其中
圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的所述光掩模的構(gòu)造的示意
性俯視圖2是所述光掩模的剖視圖3是顯示了所述OPC掩模圖形的示意性俯視圖4A是顯示了所述半色調(diào)類型相移掩模圖形的示意性橫截面圖4B是顯示了 Levenson類型相移掩模圖形的示意性橫截面圖； 圖5A是顯示了與在晶片上縮小和曝光的實(shí)際圖形相比，在偏置放
大倍率光掩模IO上的掩模圖形13 (線和間隔的重復(fù)圖形)的示意性俯
視圖5B是顯示了與在晶片上縮小和曝光的實(shí)際圖形相比，在偏置放 大倍率光掩模IO上的掩模圖形13 (孔圖形)的示意性俯視圖6A是描述偏置放大倍率光掩模的效果的示意性視圖，特別地顯 示了利用普通的光掩模在晶片上形成的圖形形狀；
圖6B是描述偏置放大倍率光掩模的效果的示意性視圖，特別地顯 示了利用所述本實(shí)施例的偏置放大倍率光掩模在晶片上形成的圖形形 狀；
圖7A是描述偏置放大倍率光掩模的效果的示意性視圖，特別地顯 示了穿過(guò)普通的光掩模的光的強(qiáng)度分布；
圖7B是描述偏置放大倍率光掩模的效果的示意性視圖，特別地顯 示了穿過(guò)偏置放大倍率光掩模的光的強(qiáng)度分布；
圖8A是顯示了偏置放大倍率光掩模的作用的矩形(柱形)圖形的
視圖8B作用是顯示了偏置放大倍率光掩模的作用的基本圓形圖形 的視圖8C是顯示了偏置放大倍率光掩模的作用的U型圖形的視圖； 圖9是顯示了在所述掩模圖形的方向和所述掃描方向之間關(guān)系的 示意性視圖IO是顯示了所述偏置放大倍率光掩模的制造程序的流程圖IIA是顯示了光掩模繪圖屏幕(在轉(zhuǎn)換之前的放大倍率)的示 意性視圖11B是顯示了光掩模繪圖屏幕(在轉(zhuǎn)換之后的放大倍率)的示 意性視圖12是顯示了掃描器20的構(gòu)造的示意性透視圖，其中使用偏置 放大倍率光掩模；
圖13是顯示利用所述掃描器20的進(jìn)行掃描和曝光晶片的順序的 流程圖14是顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的所述曝光儀器的構(gòu)造的 原理圖15是顯示了根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的所述曝光儀器的構(gòu)造的 原理圖16是描述離軸照明系統(tǒng)原理的原理圖17A至17G是用于說(shuō)明雙重曝光方法的示意性俯視圖18A和18B是顯示了在所述光掩模上形成的掩模圖形的寬度的
控制方法的示意性剖視圖19A是顯示了在先步驟和重復(fù)類型投影曝光系統(tǒng)(步進(jìn)器)的
原理圖19B是顯示了現(xiàn)有技術(shù)中的步進(jìn)掃描類型投影曝光系統(tǒng)(掃描 器)的原理圖；以及
圖20是顯示了現(xiàn)有技術(shù)中的光掩模的結(jié)構(gòu)的平面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參考所述附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的所述光掩模的構(gòu)造的示意
性俯視圖；圖2是所述光掩模的剖視圖。
如圖1所示，所述光掩模10包含襯底ll，位于所述襯底ll上
的曝光區(qū)域12，在所述曝光區(qū)域12內(nèi)形成的掩模圖形13，以及在所 述曝光區(qū)域12的外部曝光區(qū)域14中形成的掩模放大倍率信息14x。在 所述本發(fā)明的光掩模10中，在所述曝光區(qū)域12內(nèi)設(shè)置四個(gè)芯片圖形， 如圖所示，在一次曝光中曝光四個(gè)芯片。
所述襯底11還稱為掩?；撞⒂赏该魇⒁r底或者玻璃襯底構(gòu) 成。如圖2所示，所述石英襯底的表面由鉻(Cr)或者另一種擋光膜 13a部分地覆蓋，并因此形成掩模圖形13。所述掩模圖形13可以是負(fù) 性或者正性圖形。
本實(shí)施例的所述光掩模10可以是普通二元光掩模如圖1和2所示， 也可以是OPC (光學(xué)鄰近效應(yīng)校正)掩模，在掩模圖形13的外圍形成 0PC輔助圖形13b，如圖3所示。所述光掩模還可以是半色調(diào)(還稱為 "衰減")相移掩模，如圖4a所示使用半擋光膜13c，或者可以是 Levinson (還稱為"交替")相移掩模，如圖4B所示，使用薄膜(移相 器)13d等等。所述光掩模還可以是無(wú)鉻相移掩模，其中根本不使用由 鉻(Cr)組成的擋光膜。還可以使用以上所述的組合。
在本實(shí)施例中，包括所述掩模圖形13的整個(gè)曝光區(qū)域12沿著由 箭頭指示的掃描方向(Y方向)延伸，并且在所述曝光區(qū)域12內(nèi)形成 的所述掩模圖形13的X和Y方向的所述掩模放大倍率是不同的，如圖 l所示。例如，在圖中的所述掩模圖形13的掩模放大倍率在X方向設(shè) 定為幅值4， Y方向設(shè)定為幅值8。在本實(shí)施例中，當(dāng)利用在X和Y方 向上具有不同掩模放大倍率的所述光掩模(以下簡(jiǎn)稱"偏置放大倍率光 掩模")進(jìn)行所述步進(jìn)掃描曝光技術(shù)時(shí)，通過(guò)利用Y方向作為掃描方向 并且在Y方向上以是所述晶片的掃描速度8倍的速度移動(dòng)所述光掩模， 能夠轉(zhuǎn)印具有相等的縱向和橫向比率的高清晰度晶片。
右側(cè)區(qū)域14用作用于定位掩模的形成區(qū)域還用作所述掩模放大倍 率信息14X的記錄區(qū)域。特別地，在本實(shí)施例中，所述掩模放大倍率 信息14X本身被用作定位掩模。所述掩模放大倍率信息14X是用于指 示所述光掩模在X和Y方向的掩模放大倍率的信息，使用例如數(shù)字、 代碼、或者條型碼的格式記錄。光掩模的掩模放大倍率通常地在X和 Y方向相同，但是在偏置放大倍率光掩模中X和Y方向的掩模放大倍
率是不同的。掃描器讀取所述掩模放大倍率信息14X，通過(guò)根據(jù)所述 掩模放大倍率信息14X計(jì)算放大倍率偏差能夠確定掃描速度?？梢詥?獨(dú)設(shè)定Y方向的掩模放大倍率，因?yàn)樗鯴方向的掩模放大倍率基于 使用了所述光掩模的曝光儀器的透鏡放大倍率而被設(shè)定為唯一值。相 對(duì)于X方向(垂直于掃描方向的方向)，所述掩模放大倍率可以設(shè)定 為的Y方向(掃描方向)的放大倍率偏差并記錄在右側(cè)區(qū)域14。在該 情況下，所述光掩模10的放大倍率偏差是"2"。所述X和Y方向的掩 模放大倍率能夠被處理作為有關(guān)所述光掩模10的放大倍率偏差信息。
圖5A和5B是顯示了與在晶片上縮小和投影的實(shí)際圖形相比，在 偏置放大倍率光掩模IO上的掩模圖形13的示意性俯視圖；圖5A顯示 了線和間隔的重復(fù)圖形，圖5B顯示了孔圖形。
如圖5A所示，當(dāng)在晶片上形成具有W,寬度的線15a和間隔15b 的重復(fù)圖形作為實(shí)際圖形時(shí)，在所述光掩模上的所述線15a和間隔15b 的寬度均設(shè)定為nWi。在該情況下，"n"是Y方向上的掩模放大倍率。 所述Y方向掩模放大倍率被設(shè)定為超過(guò)所述X方向的掩模放大倍率m 的放大倍率，并且所述X方向的掩模放大倍率m被設(shè)定為等于所述縮 小投影光學(xué)系統(tǒng)(投影透鏡)的縮小倍率，即，n〉m>l。因此，例如， 當(dāng)所述縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的縮小倍率是幅值4并且在X和Y方向的所 述放大倍率偏差是n/m二2時(shí)，Y方向的掩模放大倍率被設(shè)定為n==8， 并且在所述偏置放大倍率光掩模上所述線15c和間隔15d設(shè)定為 "8W,。如箭頭所示，所述掩模圖形的掃描方向被設(shè)定為所述線和間 隔的延伸方向，即，該方向基本上垂直于所述線和間隔的寬度方向。如圖5B所示，當(dāng)在晶片上形成具有W2的長(zhǎng)度和寬度的孔圖形16a 作為實(shí)際圖形時(shí)，所述光掩模上的孔圖形16b的長(zhǎng)度被設(shè)定為mW2， 寬度設(shè)定為nW2。在該情況下，"m"是X方向的掩模放大倍率，"n" 是Y方向的掩模放大倍率。所述Y方向掩模放大倍率被設(shè)定為超過(guò)所 述X方向的掩模放大倍率的放大倍率，并且所述X方向的掩模放大倍 率m被設(shè)定為等于所述縮小投影光學(xué)系統(tǒng)(投影透鏡)的縮小倍率， 即，n〉m〉1。當(dāng)所述縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的縮小倍率等于4時(shí)，在所述X 方向的掩模放大倍率被設(shè)定為m二4。當(dāng)在所述X和Y方向的放大倍率 偏差被設(shè)定為n/m = 2時(shí)，Y方向的掩模放大倍率被設(shè)定為n==8，在所 述偏置放大倍率光掩模上的所述孔圖形16b的長(zhǎng)度被設(shè)定為"4W2"， 寬度被設(shè)定為"8W2 "。所述掩模圖形的掃描方向被設(shè)定為所述孔圖 形的寬度方向，即，該方向基本上垂直于所述孔圖形的縱向，如箭頭 所示。然而所述孔圖形的長(zhǎng)度和寬度是W2時(shí)，可以設(shè)定任一方向?yàn)閷?度方向。圖6和7是描述偏置放大倍率光掩模的作用的示意性視圖。圖6A 顯示了利用在X和Y方向具有相等的掩模放大倍率的普通光掩模(參 見圖18)在晶片上形成的圖形形狀。圖6B顯示了利用本實(shí)施例的所述 偏置放大倍率光掩模在晶片上形成的圖形形狀。圖7A顯示了穿過(guò)普通 的光掩模的光的強(qiáng)度分布，圖7b顯示了穿過(guò)偏置放大倍率光掩模的光 的強(qiáng)度分布。如圖6A所示，當(dāng)利用普通的曝光方法和具有(mxm)的掩模放 大倍率的普通的光掩模將掩模圖形轉(zhuǎn)印在光掩模上時(shí)，所述實(shí)際圖形 17的沿著X方向的邊緣上的不均勻性增加。相反，當(dāng)具有(mxn)的 掩模放大倍率的偏置放大倍率光掩模以n倍于掃描速度的速度移動(dòng)并 轉(zhuǎn)印掩模圖形時(shí)，與普通的光掩模相比能夠降低所述實(shí)際圖形17的邊 緣上的不均勻性，并且能夠形成高清晰度圖形，如圖6B所示。
如圖7A所示，當(dāng)利用普通的曝光方法和具有(mxm)的掩模放 大倍率的普通的光掩模在光掩模上轉(zhuǎn)印圖形時(shí)，穿過(guò)所述掩模圖形13 的光的強(qiáng)度圖形L的上升和下降部分是略微逐漸地傾斜的。相反，當(dāng) 以n倍于所述晶片的掃描速度的速度移動(dòng)具有(rnxn)的掩模放大倍率 的偏置放大倍率光掩模以轉(zhuǎn)印掩模圖形時(shí)，能夠形成高清晰度圖形， 因?yàn)榇┻^(guò)所述掩模圖形13的光的強(qiáng)度圖形L2的上升和下降部分直線地 垂落，如圖7B所示。隨著所述掩模圖形的尺寸接近于所述光的波長(zhǎng)該 現(xiàn)象變得更為顯著。因此，當(dāng)以窄間距形成線和間隔的的重復(fù)圖形諸如字線和數(shù)據(jù)線 時(shí)，通過(guò)設(shè)定垂直于所述圖像的延伸方向的方向?yàn)閽呙璺较虿⑶以O(shè)定 所述線和間隔的寬度為大于由所述縮小投影放大倍率確定的寬度，則 能夠降低線圖形的邊緣的不均勻性。換句話說(shuō)，通過(guò)以此方式形成微 布線圖形，能夠降低那些與所述掃描方向相交的邊緣的不均勻性并且 能夠形成更高清晰度圖形同時(shí)確保在關(guān)于所述掃描方向和平行圖形方 面具有相同的常規(guī)工藝精度。所述偏置放大倍率光掩模的掩模圖形不限于孔或者線以及上述的 形狀，可以考慮各種各樣的形狀。所述圖形可以是矩形形狀(柱狀) 如圖8A所示，基本環(huán)形圖形如圖8B所示，或者U形圖形如圖8C所 示。此外，所述掩模圖形的縱向不是必需定向在垂直于所述掃描方向 的方向，優(yōu)選地，所述縱向相比于掃描方向(Y方向)更接近于垂直 于所述掃描方向的方向(X方向)，如圖9所示。利用這樣的定向， 可以充分增加所述晶片上的形成的圖形的分辨率，但是不超過(guò)該定向 垂直的情況時(shí)的程度。圖IO是顯示了偏置放大倍率光掩模的制造程序的流程圖。圖11A 和11B是顯示了光掩模繪圖屏幕的示意性視圖。圖11A顯示了在轉(zhuǎn)換 之前的放大倍率，圖IIB顯示了在轉(zhuǎn)換之后的放大倍率。
如圖IO所示制造偏置放大倍率光掩模的第一步是設(shè)計(jì)實(shí)際圖形，即實(shí)際形成在所述晶片上的圖形(S101)。使用圖形設(shè)計(jì)CAD制造實(shí) 際圖形的繪圖，通過(guò)利用CAD保證主圖形的繪圖。在該情況下用子制 造實(shí)際圖形的初始格柵被設(shè)定為在所述實(shí)際圖形17x的X和Y方向具 有相同比例。隨后基于所述實(shí)際圖形生成輔助圖形(S102)。輔助圖形的范例 包括用于形成OPC掩模的OPC圖形，用于形成相移掩模的相移圖形等 等。其后制造由實(shí)際數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)組成的組合圖形(S103)。接下來(lái)，設(shè)定所述組合圖形X和Y方向的掩模放大倍率(S104)。 如上所述，當(dāng)制造普通光掩模時(shí)，設(shè)定所述X和Y方向的掩模放大倍 率為相同，(即mxm)。然而當(dāng)制造偏置放大倍率光掩模時(shí)，設(shè)定X 方向或者Y方向的掩模放大倍率大于另一方向的掩模放大倍率?？梢?根據(jù)所述主圖形的形狀確定將所述X方向或者Y方向設(shè)定為更高放大 倍率。當(dāng)在所述組合圖形中出現(xiàn)許多線和間隔的重復(fù)圖形時(shí)，和所述 圖形的延伸方向基本垂直的方向優(yōu)選地設(shè)定為更高放大倍率。因此能 夠降低所述線圖形的邊緣的不均勻性，在晶片上形成高清晰度圖形。 當(dāng)用于制造光掩模的光掩模繪圖機(jī)必須建立或者在光掩模制造期間所 用的尺寸校正必須設(shè)定時(shí)，優(yōu)選地在已經(jīng)所述掩模放大倍率之后 (S104)設(shè)定期望尺寸校正。接下來(lái)，基于所述X和Y方向的掩模放大倍率轉(zhuǎn)換所述組合圖形 的X和Y方向的尺寸進(jìn)而設(shè)定(S105)。即使是偏置圖形，在所述屏 幕上顯示具有在所述縱向和橫向具有相同掩模放大倍率的圖形17y，僅 轉(zhuǎn)換和顯示用于顯示所述尺寸的比例，如所圖IIB所示。因此，圖形 設(shè)計(jì)者能夠處理作為相似的圖形的在所述屏幕上的實(shí)際圖形而無(wú)須考 慮所述偏置放大倍率圖形的形狀。通過(guò)在光掩模上實(shí)際形成以此方式 制造的組合圖形完成本實(shí)施例的偏置放大倍率光掩模(S106)。
接下來(lái)，將描述使用了偏置放大倍率光掩模的晶片的曝光方法。圖12是顯示了使用了偏置放大倍率光掩模的掃描器20的構(gòu)造的 示意性透視圖。如圖12所示，所述掃描器20包含光源21，透鏡22a和22b， 設(shè)置在所述透鏡22a和22b之間的光掩模遮板23，用于改變穿過(guò)所述 透鏡22b的光的傳播方向的反射鏡24，會(huì)聚透鏡25，以及投影透鏡27。 所述掃描器20的照明系統(tǒng)由所述光源21、透鏡22a和22b、光掩模遮 板23、反射鏡24以及會(huì)聚透鏡25組成。所述掃描器20的縮小投影光 學(xué)系統(tǒng)由所述投影透鏡27組成。所述掃描器20進(jìn)一步地包含光掩 模平臺(tái)26,在其上安置具有繪圖掩模圖形的光掩模18;晶片平臺(tái)28， 在與其安置在一起的晶片19上已經(jīng)施加抗蝕劑或者另一種感光材料； 成像裝置29，其能夠成像光掩模的表面；以及控制器30，用于控制所 述組件?？梢杂糜谒龉庠?1的光源包括g-， h-，或者i-線激光；KrF準(zhǔn) 分子激光器，ArF準(zhǔn)分子激光器，F(xiàn)2準(zhǔn)分子激光器，EUV，以及X射 線或者其他能量射線。通過(guò)利用所述光掩模平臺(tái)26在所述Y方向移動(dòng) 光掩模18，通過(guò)所述控制器30控制移動(dòng)速度V2以及所述Y方向上的 位置30。通過(guò)利用所述晶片平臺(tái)28在所述X以及Y方向移動(dòng)所述晶 片19，并通過(guò)所述控制器30控制Y方向上的移動(dòng)速度V！以及在X和 Y方向上的位置。所述晶片平臺(tái)28具有晶片旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述晶片19 的定向能夠旋轉(zhuǎn)360°。所述光掩模平臺(tái)26和晶片平臺(tái)28是同步和通 過(guò)所述控制器30控制的?？s小和投影所述光掩模上的整個(gè)掩模圖形同 時(shí)相互同步并以相反方向移動(dòng)所述晶片19和光掩模18。用經(jīng)由所述透鏡22a的從所述光源21發(fā)射的光輻射所述光掩模遮 板23。所述光掩模遮板23具有狹縫23a，其以X方向延伸如圖所示，
因此獲得狹縫照明區(qū)域31。通過(guò)所述光掩模遮板23限制的光經(jīng)由所述 透鏡22b，反射鏡24，和會(huì)聚透鏡25指向所述光掩模18。穿過(guò)所述光 掩模18的光通過(guò)所述投影透鏡27傳輸并指向所述晶片19。以此方式，在掃描方向以V,的掃描速度移動(dòng)所述狹縫照明區(qū)域， 以至于在如箭頭Pl所示的，通過(guò)與所述掃描方向相反的方向上以預(yù)定 速度Vj多動(dòng)所述晶片19來(lái)掃描并曝光所述晶片上的整個(gè)預(yù)定曝光區(qū) 域，同時(shí)通過(guò)穿過(guò)所述光掩模18的狹縫光來(lái)輻射所述晶片19。另一方 面，所述狹縫照明區(qū)域掃描所述光掩模18上的所述整個(gè)掩模圖形，并 如箭頭P2所示，通過(guò)以預(yù)定速度V2在和所述晶片19的移動(dòng)方向相反 的方向上(即，所述掃描方向)移動(dòng)所述光掩模18，在所述晶片19上 的預(yù)定曝光區(qū)域縮小并投影所述整個(gè)掩模圖形。在該情況下，利用具有mXm(m〉1)的掩模放大倍率的普通光掩 模，其中根據(jù)所述投影透鏡27的縮小投影放大倍率m對(duì)其進(jìn)行設(shè)定， 則通過(guò)設(shè)定所說(shuō)光掩模的移動(dòng)速度V2為所述晶片的移動(dòng)速度V,的m 倍，即v^mXV!，能夠形成對(duì)應(yīng)于所述掩模放大倍率的期望圖形。相 反，利用具有mXn (n>m〉l)的掩模放大倍率的偏置放大倍率光掩模， 通過(guò)與普通光掩模的相同方式，設(shè)定光掩模的移動(dòng)速度V2為所述晶片 的移動(dòng)速度Vl的n倍，即V2二nXVp可以在晶片上形成具有相等縱 向和橫向比率的圖形。此外，相比于普通光掩模，能夠形成在沿著X 方向的圖形邊緣沒有非均性的高清晰度圖形。接下來(lái)，參考圖13說(shuō)明利用掃描器20對(duì)上述晶片進(jìn)行掃描和曝 光的程序。當(dāng)如上所述利用掃描器20掃描和曝光所述晶片19時(shí)，先將所述 光掩模18安置在所述光掩模平臺(tái)26上(S201)。對(duì)于安置了偏置放 大倍率光掩模的具體情況，設(shè)定所述圖形的延伸方向，以使得其定向 在所述掃描方向。隨后通過(guò)所述成像裝置29讀取光掩模18上的右側(cè)
區(qū)域，根據(jù)所述右側(cè)區(qū)域彼此相對(duì)地放置所述光掩模18和晶片19，并 讀取所述光掩模18得掩模放大倍率信息(S202)。
定位所述光掩模18和晶片19還涉及到關(guān)于所述掃描方向調(diào)整所 述晶片19的定向(S203)。使用普通光掩模的情況下，可以根據(jù)晶片 的定向自由地確定所述掩模圖形的定向，對(duì)所述光掩模18上的掩模圖 形的定向無(wú)限制，因?yàn)樗鲅谀D形具有相等的縱向和橫向比率。在 使用偏置放大倍率光掩模的情況下，所述光掩模放大倍率在X和Y方 向是不同的，所以所述圖形的延伸方向必須匹配于所述掃描方向。因 此，通過(guò)所述掃描方向限制所述掩模圖形的定向，照例確定在所述掃 描器20上安置的所述光掩模18的定向。因此，通過(guò)以所需預(yù)定量旋 轉(zhuǎn)所述晶片平臺(tái)28，使得所述光掩模19的定向匹配于所述光掩模18 的定向。
接下來(lái)，根據(jù)所述掩模放大倍率信息確定所述光掩模18的移動(dòng)速 度V2 (S204)。根據(jù)掃描方向(Y方向)的掩模放大倍率和所述晶片 19的移動(dòng)速度Vp確定所述光掩模的移動(dòng)速度。例如，對(duì)于具有mX m(m〉1)的掩模放大倍率的普通光掩模，其中已經(jīng)根據(jù)所述投影透鏡 27的縮小投影放大倍率m對(duì)其進(jìn)行了設(shè)定，則設(shè)定所述光掩模的移動(dòng) 速度V2為所述晶片的移動(dòng)速度Vi的m倍，艮卩，V2二mXVi。因此可 以形成對(duì)應(yīng)于所述掩模放大倍率的期望圖形。
相反，利用具有mXn (n〉m〉1)的掩模放大倍率的偏置放大倍率 光掩模，設(shè)定光掩模的移動(dòng)速度V2為所述晶片的移動(dòng)速度Vi的n倍， 即V2二nXVi。例如，在具有4X8的掩模放大倍率的偏置放大倍率光 掩模的情況下，所述光掩模的移動(dòng)速度設(shè)定為是所述掃描速度的8倍。 此外，例如在具有4X16的掩模放大倍率的偏置放大倍率光掩模情況 下，所述光掩模的移動(dòng)速度設(shè)定為是所述掃描速度的16倍。因此，以 和普通光掩模相同方式，在晶片19上可以形成具有相等縱向和橫向比 率的圖形。此外，相比于普通光掩模，能夠形成在X方向的圖形邊緣
沒有非均性的高清晰度圖形。接下來(lái)，掃描并曝光晶片19 (S205)。在掃描曝光中，通過(guò)以相 互相反的方向移動(dòng)所述光掩模平臺(tái)26和晶片平臺(tái)28，使得在晶片19 上的狹縫照明區(qū)域在Y方向以預(yù)定掃描速度移動(dòng)，同時(shí)以狹縫光通量 照明所述光掩模18。以此方式，通過(guò)掃描整個(gè)光掩模18將所述光掩模 18上的整個(gè)圖形轉(zhuǎn)印到所述晶片19上。在此，以普通方式掃描并曝光 普通光掩模，其中在Y方向上以mXVi的速度移動(dòng)光掩模18，在Y方 向上以nXVi的速度掃描偏置放大倍率光掩模。因此，當(dāng)根據(jù)光掩模的 掩模放大倍率以預(yù)定速度掃描光掩模時(shí)，在晶片上能夠形成具有相等 的縱向和橫向比率的高清晰度圖形。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，以Y方向用作掃描方向，利用偏置放 大倍率光掩模，其中X方向的掩模放大倍率是m (m>l)且Y方向的 掩模放大倍率是n (n〉m>l)，則以晶片的掃描速度的n倍的速度移動(dòng) 所述光掩模。因此，可以在晶片上形成具有相等的縱向和橫向比率的 圖形，并且可以形成比普通光掩模具有更高清晰度的圖形。本發(fā)明的偏置放大倍率光掩模能夠被進(jìn)一步地應(yīng)用于多種掃描和 曝光系統(tǒng)。圖14是顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的曝光儀器的構(gòu)造的原理圖。在所述曝光儀器32內(nèi)采用浸式曝光方法，并且所述曝光儀器32 包括純凈水供應(yīng)單元33，用于在所述投影透鏡27和安置在所述晶片 平臺(tái)28上的晶片19之間供給純凈水；以及純凈水回收單元34，用于 回收純凈水，如圖14所示。要以銳角穿過(guò)所述投影透鏡27的射束因?yàn)榭諝獾慕缑娑瓷?。因此，分辨率不增高，但是?dāng)加了水時(shí)，射束 會(huì)在水的界面彎曲，能夠達(dá)到焦點(diǎn)，改善焦深。根據(jù)該浸式曝光方法，
可以進(jìn)行電路線寬是45nm的超精細(xì)加工，因?yàn)榭梢垣@得134nm的等 效波長(zhǎng)a/n)，即使是具有193nm的ArF準(zhǔn)分子激光器用作束源。因?yàn)樵谒銎毓鈨x器32內(nèi)采用的是通過(guò)利用所述步進(jìn)掃揺技術(shù)移 動(dòng)和曝光晶片19的掃描曝光方法，所以可以使用本發(fā)明的偏置放大倍 率光掩模。換句話講，如上所述的利用掃描器20的相同方式，通過(guò)掃 描和曝光所述晶片19同時(shí)根據(jù)光掩模的放大倍率偏差和所述晶片的掃 描速度來(lái)以預(yù)定速度移動(dòng)所述偏置放大倍率光掩模，能夠形成高清晰 度圖形。具體而言，因?yàn)椴捎媒狡毓夥椒?，相比于掃描?0的情況， 可以獲得更高分辨率的圖形。圖15是顯示了根據(jù)本發(fā)明的還一實(shí)施例的曝光儀器的構(gòu)造的原理圖。如圖15所示，在曝光儀器36內(nèi)采用改進(jìn)照明方法(離軸照明)， 該曝光儀器特征是用于進(jìn)行離軸照明的離軸照明37的孔徑。所述離軸 照明的孔徑設(shè)置在所述照明光學(xué)系統(tǒng)的傅立葉變換平面內(nèi)。從光源發(fā) 射的射束穿過(guò)所述離軸照明37的孔徑內(nèi)的傳播窗口 37a并進(jìn)入會(huì)聚透 鏡25。換句話講，在利用離軸照明進(jìn)行曝光的情況下，照明位置偏移 于所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸。因此，利用離軸照明，0階射束和士1階射束 傳播同時(shí)偏移于所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸的中心，如圖16所示。因此，不 使用離光軸中心遠(yuǎn)的射束(在此是+l階射束)，并且僅使用離光軸近 的兩個(gè)分量(O和-l階射束)。因此可以使得增加緊湊圖形的DOF焦 深，并且進(jìn)行繪圖的條件范圍得以擴(kuò)展。使用所述改進(jìn)照明方法的曝光儀器36也能夠采用掃描曝光技術(shù)， 其中利用所述步進(jìn)掃描技術(shù)移動(dòng)并曝光晶片19，同時(shí)使用本發(fā)明的偏 置放大倍率光掩模。換句話說(shuō)，以如上所述掃描器20的同樣的方法能 夠形成高清晰度圖形，其中通過(guò)掃描和曝光所述晶片19同時(shí)以根據(jù)所 述光掩模的放大倍率偏差和所述晶片的掃描速度的預(yù)定速度移動(dòng)所述
偏置放大倍率光掩模。特別地，因?yàn)椴捎酶倪M(jìn)照明方法，與如上所述掃描器20相比能夠獲得更高分辨率圖形。如果聯(lián)合如上所述改進(jìn)照明 方法和所述浸式曝光方法，能夠獲得更高分辨率圖形。接下來(lái)，將說(shuō)明利用所述偏置放大倍率光掩模的雙重曝光方法。 如果形成高清晰度密集的孔圖形或者高清晰度密集的焊盤圖形，所述 雙重曝光方法是有效的。圖17A至17F是用于說(shuō)明所述雙重曝光方法的示意性俯視圖。例如，當(dāng)如所圖17A所示以負(fù)抗蝕劑工藝形成密集的孔圖形60 時(shí)，首先制備晶片61，在其上涂敷了光致抗蝕劑62 (圖17B)，并且 通過(guò)本實(shí)施例的所述雙重曝光方法在所述晶片61上形成第一線圖形63 的潛像(圖17C)。在該情況下，制備與第一線圖形對(duì)應(yīng)的包含了掩模 圖形的偏置放大倍率光掩模64 (圖17D)，并掃描利用所述偏置放大 倍率光掩模進(jìn)行晶片61的曝光。所述偏置放大倍率光掩模64的掩模 圖形包含開口區(qū)65a，對(duì)應(yīng)于所述第一線圖形；除所述開口區(qū)域65a 之外的擋光區(qū)65b，并且所述開口區(qū)65a的寬度在沿著掃描方向上以預(yù) 定放大倍率偏差延伸。如圖17C所示，通過(guò)利用所述偏置放大倍率光 掩模64對(duì)所述晶片61掃描和曝光，在所述晶片61上形成第一線圖形 63的所述潛像。接下來(lái)，所述晶片61旋轉(zhuǎn)90度(圖17E)，之后在所述晶片61 上形成和所述第一線圖形63的潛像相垂直的第二線圖形66的潛像(圖 17F)。在該情況下，制備對(duì)應(yīng)于第二線圖形的包含了掩模圖形的偏置 放大倍率光掩模67 (圖17G)，并利用所述偏置放大倍率光掩模67對(duì) 所述晶片進(jìn)行掃描和曝光。因此，如圖17F所示，在所述晶片61上形 成第二線圖形66的所述潛像。進(jìn)一步地，顯影所述晶片61并去除所 述曝光區(qū)域之外的抗蝕劑62。如圖17A所示，因而獲得密集孔圖形60。
在利用普通光掩模的情況下，隨著所述圖形變得精細(xì)，光掩模的 工藝準(zhǔn)確度的偏差增加。然而，在利用偏置放大倍率光掩模的情況下， 由于所述掩模的尺寸精度在一個(gè)方向能夠更高，所述雙重曝光方法行 之有效。所述雙重曝光方法不限制子形成如上所述的孔圖形，可以適 用于各種各樣的圖形。
在接近于分辨率極限的條件下，以一比一的比例形成線寬度和間 隔寬度。然而，上述偏置放大倍率光掩模中，所述線寬度(開口區(qū)的 寬度)窄于間隔寬度(所述擋光區(qū)的寬度)。通過(guò)以下控制方法調(diào)整。
圖18A和18B是顯示了對(duì)在所述光掩模上形成的掩模圖形的寬度 調(diào)整方法的示意性剖視圖；當(dāng)擴(kuò)展所述掩模圖形的寬度時(shí)，如圖18A所示，在所述掩模材料 73的表面上形成具有接近于所述分辨率極限的預(yù)定寬度的抗蝕劑圖形 74，之后通過(guò)利用所述抗蝕劑圖形74構(gòu)圖所述掩模材料73。因此形成 具有預(yù)定線寬度的掩模圖形73a。接下來(lái)，通過(guò)在所述掩模圖形73a上 形成由相同材料組成的薄掩模膜并回蝕該膜，形成側(cè)壁73b。因此，擴(kuò) 展所述線圖形的寬度。
如圖18B所示，當(dāng)變窄所述掩模圖形的寬度時(shí)，在所述掩模材料 73的表面上形成具有與所述分辨率極限相接近的預(yù)定寬度的抗蝕劑圖 形74，之后用02等離子處理進(jìn)行修整工藝。因此變窄了所述抗蝕劑圖 形74的寬度。接下來(lái)，通過(guò)利用所述抗蝕劑圖形74并構(gòu)圖所述掩模 材料73形成掩模圖形73c，其比所述初始抗蝕劑圖形74的線寬度更窄。 因此，能夠變窄所述線圖形的寬度。
因此，參考具體實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了顯示和說(shuō)明。然而， 應(yīng)該認(rèn)為，本發(fā)明決不限于所述配置的細(xì)節(jié)，無(wú)須偏離于所附的權(quán)利 要求的范圍可以進(jìn)行各種變化和修改。
例如，如實(shí)施例所述，所述掃描器20的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)用投影 透鏡27構(gòu)造，如所圖12所示，但是本發(fā)明不限于該構(gòu)造，還可以是 任意構(gòu)造，只要其中僅使用了反射鏡和其他反射光學(xué)系統(tǒng)。此外，如上所述的實(shí)施例中，Y方向上的掩模放大倍率設(shè)定為超 過(guò)X方向的掩模放大倍率，但這是出于方便說(shuō)明的考慮如此設(shè)定X和 Y方向，并且可以設(shè)定所述X方向的掩模放大倍率為高放大倍率。在 該情況，然而，很明顯必須設(shè)定所述X方向?yàn)閽呙璺较颉?br> 權(quán)利要求
1. 一種用于掃描曝光儀器中的光掩模，其包括 在沿著掃描方向上以預(yù)定放大倍率偏差延伸的掩模圖形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述光掩模，其中，所述掩模圖形的縱向相比 于所述掃描方向更接近于和所述掃描方向垂直的方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光掩模，其中，所述掩模圖形具有以預(yù) 定間距間歇地排列的重復(fù)圖形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述光掩模，其中，所述重復(fù)圖形包括以下任 意線和間隔；密集孔；密集柱狀圖形；環(huán)狀圖形；和U形圖形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述光掩模，其中設(shè)定所述放大倍率偏差超過(guò)
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述光掩模，進(jìn)一步地包括記錄在外部曝光區(qū) 域內(nèi)的有關(guān)所述放大倍率偏差的信息。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述光掩模，包括普通二元光掩模。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述光掩模，包括衰減、交替、或者無(wú)鉻相移 掩模。
9. 一種根據(jù)步進(jìn)掃描技術(shù)曝光晶片的曝光方法，其使用具有在沿 著掃描方向上以預(yù)定放大倍率偏差延伸的掩模圖形的光掩模。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述曝光方法，包括光掩模移動(dòng)速度確定步驟，用于根據(jù)所述放大倍率偏差和所述晶 片的移動(dòng)速度確定所述光掩模的移動(dòng)速度；以及掃描曝光步驟，用于通過(guò)以預(yù)定掃描速度移動(dòng)所述晶片同時(shí)以狹 縫射束照明所述晶片，并且與所述晶片同步以所述光掩模的移動(dòng)速度 移動(dòng)所述光掩模，對(duì)所述光掩模進(jìn)行曝光。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述曝光方法，其中，所述光掩模移動(dòng)速度 確定步驟包括以下步驟設(shè)定所述光掩模移動(dòng)速度是所述晶片的移動(dòng)速度的n倍，其中n (n〉1)是沿著掃描方向的所述掩模放大倍率，m (n>m>l)是在與所 述掃描方向垂直的方向的掩模放大倍率。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述曝光方法進(jìn)一步地包括放大倍率偏差 信息讀取步驟，用于讀取記錄在上所述光掩模上的有關(guān)所述放大倍率 偏差的信息，該步驟在所述掃描速度確定步驟之前。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述曝光方法進(jìn)一步地包括晶片方向調(diào)整 步驟，用于根據(jù)有關(guān)所述放大倍率偏差的信息調(diào)整所述晶片的定向， 該步驟在所述掃描曝光步驟之前。
14. 一種在晶片上形成圖形的方法，包括以下步驟通過(guò)利用具有在沿著掃描方向上以預(yù)定放大倍率偏差延伸的掩模 圖形的第一光掩模，在晶片上形成多個(gè)第一線圖形的潛像，并掃描和曝光所述晶片；通過(guò)利用具有在沿著掃描方向上以預(yù)定放大倍率偏差延伸的掩模 圖形的第二光掩模，在所述晶片上形成與第一線圖形垂直的多個(gè)第二 線圖形的潛像；以及通過(guò)顯影所述晶片形成密集孔圖形或者密集焊盤圖形。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述在晶片上的圖形方法，進(jìn)一步地包括以 下步驟 擴(kuò)展形成在所述晶片上的所述密集孔圖形或者所述密集焊盤圖形 的寬度。
16. —種曝光儀器，其根據(jù)所述步進(jìn)掃描技術(shù)，通過(guò)利用具有在 沿著掃描方向上以預(yù)定放大倍率偏差延伸的掩模圖形的光掩模，對(duì)晶片曝光，該曝光儀器包括照明系統(tǒng)，用于將狹縫射束照明在所述光掩模上； 縮小投影曝光儀器，用于將穿過(guò)所述光掩模的射束縮小并投影在所述晶片上；以及掃描曝光裝置，用于以根據(jù)所述光掩模的掩模放大倍率之一的預(yù) 定掃描速度掃描和曝光所述晶片。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述曝光儀器，其中所述掃描曝光裝置包含 光掩模平臺(tái)，在其上安置光掩模；晶片平臺(tái)，在其上安置晶片；以及掃描控制裝置，用于彼此同步地在相反方向上移動(dòng)所述光掩模平 臺(tái)和所述晶片平臺(tái)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述曝光儀器，其中，所述掃描曝光裝置設(shè) 定所述光掩模平臺(tái)的移動(dòng)速度為所述晶片平臺(tái)的移動(dòng)速度，其中n(n〉1)是沿著掃描方向的所述掩模放大倍率，m (n〉m〉1)是在與所 述掃描方向垂直的方向的掩模放大倍率。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述曝光儀器，進(jìn)一步地包括 放大倍率偏差信息讀取裝置，用于讀取記錄在所述光掩模上的有關(guān)所述放大倍率偏差的信息；以及掃描速度確定裝置，用于根據(jù)有關(guān)所述放大倍率偏差的信息和所 述晶片的移動(dòng)速度確定所述光掩模平臺(tái)的移動(dòng)速度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述曝光儀器，其中，所述晶片平臺(tái)進(jìn)一步地包含晶片旋轉(zhuǎn)裝置，所述晶片旋轉(zhuǎn)裝置根據(jù)有關(guān)所述放大倍率偏 差的信息調(diào)整所述晶片的定向。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述曝光儀器，其以浸式曝光方法曝光所述曰h!r 曰曰斤o
22. 根據(jù)權(quán)利要求16所述曝光儀器，其以改進(jìn)照明方法曝光所述曰ti" 曰曰斤o
23. —種光掩模圖形制造方法，包括實(shí)際圖形制造支持步驟，用于對(duì)被投影在晶片上的具有相等的縱向和橫向比率的實(shí)際圖形的繪圖進(jìn)行支持制造；輔助圖形生成步驟，用于根據(jù)所述實(shí)際圖形生成輔助圖形； 組合圖形生成步驟，用于生成所述實(shí)際圖形和所述輔助圖形的組合圖形；以及轉(zhuǎn)換步驟，用于利用預(yù)定掩模放大倍率，轉(zhuǎn)換所述組合圖形在縱 向和橫向的尺寸。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述光掩模圖形制造方法，其中所述實(shí)際圖 形制造支持步驟優(yōu)選地包括以下步驟利用相等的縱向和橫向比率顯 示所述實(shí)際圖形和其尺寸指示比例，并且所述轉(zhuǎn)換步驟優(yōu)選地包括以 下步驟在已經(jīng)放大所述尺寸指示比例之后利用相等的縱向和橫向比率顯示所述組合圖形并顯示所述尺寸。
25. —種圖形形成方法，其使用具有在沿著掃描方向上以預(yù)定放 大倍率偏差延伸的掩模圖形的光掩模，該方法包括以下步驟在晶片上形成第一布線圖形；以及旋轉(zhuǎn)所述晶片同時(shí)將所述光掩模掃描方向保持相同方向以及在晶 片上形成第二布線圖形，其基本垂直于所述第一布線圖形。
26. —種圖形形成方法包括普通圖形形成步驟，用于利用在所述縱向和橫向具有相等的掩模放大倍率的光掩模形成圖形；以及高分辨率圖形形成步驟，用于利用在所述縱向和橫向具有不同的 掩模放大倍率的光掩模形成圖形。
27. —種圖形形成方法，其中，當(dāng)在已具有圖形的晶片上根據(jù)重 復(fù)圖形形成孔圖形時(shí)，在和重復(fù)圖形的縱向相垂直的方向進(jìn)行掃描和 曝光。
28. —種半導(dǎo)體器件，利用根據(jù)權(quán)利要求1至8之任一所述光掩 模所制造。
29. —種半導(dǎo)體器件，利用根據(jù)權(quán)利要求9至B之任一所述曝光 方法所制造。
30. —種半導(dǎo)體器件，利用根據(jù)權(quán)利要求14或者15所述圖形形 成方法所制造。
31. —種半導(dǎo)體器件，利用根據(jù)權(quán)利要求25至27之任一所述圖 形形成方法所制造。
全文摘要
所述光掩模10包含襯底11，位于所述襯底11上的曝光區(qū)域12，在所述曝光區(qū)域12內(nèi)形成的掩模圖形13，以及在所述曝光區(qū)域12的外部曝光區(qū)域14(右側(cè)區(qū)域)內(nèi)形成的掩模放大倍率信息14X。包括所述掩模圖形13的所述整個(gè)曝光區(qū)域12在沿著如箭頭所示的掃描方向(Y方向)上延伸。例如，所述掩模圖形13的掩模放大倍率在所述X方向設(shè)定為幅值4，在Y方向上設(shè)定為幅值8。當(dāng)利用在所述X和Y方向具有不同的掩模放大倍率的光掩模進(jìn)行步進(jìn)掃描曝光技術(shù)時(shí)，能夠轉(zhuǎn)印具有相等的縱向和橫向比率的高清晰度晶片。
文檔編號(hào)G03F1/36GK101122735SQ20061015679
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者山口秀范 申請(qǐng)人:爾必達(dá)存儲(chǔ)器株式會(huì)社