專利名稱：光掩模及用來在光掩模上形成非正交特征的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及光刻，并且更具體地說涉及光掩模以及用來在光
掩模上形成非正交特征(nonorthogonal feature)的方法。
背景技術(shù)：
由于裝置制造者不斷制造更小和更復(fù)雜的裝置，因此用來制作這 些裝置的光掩模不斷需要更寬范圍的能力。光掩模，也稱為掩模版 (reticle)或掩模，通常包括襯底，其具有形成在襯底上的圖案化的 層。所述圖案化的層通常包括形成在吸收體材料(例如鉻)中的圖案， 其描繪在光刻系統(tǒng)中可以被轉(zhuǎn)移到晶片上的圖像。對(duì) 一 些應(yīng)用而言， 這些裝置可能需要形成非正交特征。隨著裝置特征尺寸減小，制造具 有非正交圖案的復(fù)雜特征變得更加困難。以前的用來制造具有大于大 約300納米(nm)的臨界尺寸的非正交特征(例如圓形特征)的技術(shù) 包括將這些特征模型化為三十二邊形。然而，當(dāng)制造更小裝置所需要 的特征的尺寸減小到大約300 nm以下時(shí)，寫這些小特征需要的大量曝 光和減小的分辨率使這些技術(shù)變得無效。另一個(gè)用于具有小于大約120 nm尺寸的特征的技術(shù)使用步進(jìn)和閃光壓印光刻(SFIL)工藝。在較小 尺寸情況下，非正交特征可以被模型化為正方形使得這些特征在光掩 模上將被寫為圓形。然而，在大于大約120 nm的尺寸下，正方形特征 可以被精確地寫為正方形而不是期望的非正交特征。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，與在光掩模上生成非正交特征相關(guān)的缺點(diǎn)和 問題基本上已經(jīng)被減少或被消除。在具體實(shí)施例中，在掩模布局中使 用原始形狀以在光掩模上制作非正交特征。
才艮據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用來在光掩才莫坯件(photomask blank)上形成 非正交特征的方法包括提供包括原始形狀的掩模圖案文件以及將原始 形狀分裂成多個(gè)可寫形狀。通過利用光刻系統(tǒng)將所述可寫形狀從掩模 圖案文件成像到光掩模坯件的抗蝕劑層上，由所述可寫形狀形成的非正交特征被形成在光掩模坯件上。
根據(jù)另 一 個(gè)實(shí)施例，用來在光掩模上形成非正交特征的方法包括 利用原始形狀的第 一部分曝光光掩模坯件的抗蝕劑層以及利用被設(shè)置 得與所述第 一部分相鄰的原始形狀的至少第二部分曝光抗蝕劑層?？?br> 蝕劑層被顯影以形成非正交特征，所述非正交特征由具有在大約120 和大約300 nm之間的臨界尺寸的原始形狀的第一和第二部分形成。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，用來在表面上形成非正交特征的光 掩模包括襯底和形成在所述襯底的至少一部分之上的圖案化的層。通 過使用被分裂成至少兩個(gè)可寫形狀的原始形狀，利用光刻系統(tǒng)將非正 交特征形成在圖案化的層中。


通過結(jié)合附圖參考以下描述，可以獲得本發(fā)明的更完整和徹底的 理解及其優(yōu)點(diǎn)，其中類似的參考數(shù)字表示類似的特征，并且其中 圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的光掩模組件的截面圖； 圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的光掩模的頂視圖； 圖2A示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的包含在掩模布局文件中的圓形特征； 圖2B示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的被分裂成掩模圖案文件中的可寫形狀的 圓形特征；
圖3A示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的包含在掩模布局文件中的正方形特征； 圖3B示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的被分裂成掩模圖案文件中的可寫形狀的 正方形特征；
圖3C示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的形成在光掩模上的正方形特征；
圖4A示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的包含在掩模布局文件中的十字形特
征；
圖4B示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的被分裂成掩模圖案文件中的可寫形
狀的十字形特征；
圖4C示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的形成在光掩模上的十字形特征； 圖5A示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的包含在掩模布局文件中的五圖 (f ive-f igure )十字形特征；
圖5B示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的掩模圖案文件中被分裂成可寫形狀
的五圖十字形特征；圖5C示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的形成在光掩模上的五圖十字形特
征；
圖6A示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的包含在掩模布局文件中的六邊形特
征；
圖6B示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的掩模圖案文件中被分裂成可寫形狀 的六邊形特征；
圖6C示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的形成在光掩模上的六邊形特征； 圖7A示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的包含在掩模布局文件中的八邊形特
征；
圖7B示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的掩模圖案文件中被分裂成可寫形狀 的八邊形特征；
圖7C示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的形成在光掩模上的八邊形特征； 圖8 A示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的用來依大、排列掩模布局文件中的
六邊形特征的實(shí)例4支術(shù)；以及
圖8B示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的用來依大小排列掩模布局文件中的
六邊形特征的實(shí)例技術(shù)。
具體實(shí)施例方式
通過參考圖1到圖8最好地理解本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和它們的優(yōu) 點(diǎn)，其中類似的數(shù)字>^皮用來表示類似和相應(yīng)的部件。
圖1示出實(shí)例光掩模組件10的截面圖。光掩模組件10包括安裝 在光掩模12上的薄膜組件14。襯底16和圖案化的層18形成光掩模 12,或者稱為掩?；蜓谀０?，其可以具有多種尺寸和形狀，包括但不 限于圓形、矩形、或正方形。光掩模12也可以是光掩模類型中的任何 種類，包括但不限于一次母版、五英寸掩模版、六英寸掩模版、九英 寸掩模版或任何其它合適大小的可以用來將電路圖案的圖像投射到半 導(dǎo)體晶片上的掩模版。此外光掩模12可以是二進(jìn)制掩模、相移掩模 (PSM)(例如，交替孔相移掩模，還被稱為Levenson型掩模)、光 學(xué)鄰近校正(0PC )掩模，或者適用于光刻系統(tǒng)的任何其它類型的掩模。 在其它實(shí)施例中，光掩模12可以是用來在可聚合流體構(gòu)成中形成圖案 印記的步進(jìn)和閃光壓印光刻(SFIL)模板，所述的可聚合流體構(gòu)成固 化以在晶片上形成裝置。所述模板可以是半透明材料，并且所述可聚合流體可以通過暴露于輻射源被固化以便在晶片上形成裝置。
光掩模12包括形成在襯底16的頂部表面17上的圖案化的層18， 其在暴露于光刻系統(tǒng)中的電磁能時(shí)將圖案投射到半導(dǎo)體晶片(未明確 示出)的表面上。襯底16可以是透明材料，例如石英、合成石英、熔 融硅石、氟化鎂(MgF2)、氟化鉤(CaF2)、或傳播具有大約10納米 (nm)和大約450 nm之間波長的入射光的至少百分之七十五(75%) 的任何其它合適材料。在可替換實(shí)施例中，襯底16可以是反射材料， 例如硅或反射大于具有大約10 nm和450 nm之間波長的入射光的大約 百分之五十(50% )的任何其它合適材料。
圖案化的層18可以是金屬材料，例如鉻、氮化鉻、金屬氧-碳-氮 化物(oxy-carbo-nitride)(例如MOCN,其中M選自包括-4各、鈷、 鐵、鋅、鉬、鈮、鉭、鈦、鴒、鋁、鎂、和硅的組)、或者任何其它 適當(dāng)?shù)牟牧希湮站哂性谧贤饩€(UV)范圍、深紫外線(DUV)范圍、 真空紫外線(VUV)范圍和超紫外線范圍(EUV)中的波長的電磁能量。 在可替換實(shí)施例中，圖案化的層18可以是部分透射的材料，例如硅化 鉬(MoSi)，其在UV、 DUV、 VUV和EUV范圍中具有大約百分之一 (1 % )到大約百分之三十(30% )的透射率。
框架20和薄膜22可以形成薄膜組件14?？蚣?0通常由陽極氧化 鋁形成，盡管它可以替換地由不銹鋼、塑料或在暴露于光刻系統(tǒng)之內(nèi) 的電磁能量時(shí)不退化或除氣的其它合適材料形成。薄膜22可以是由下 述材料形成的薄膜片例如硝化纖維、醋酸纖維、非晶含氟聚合物， 例如由E. I. du Pont de Nemours and Company制造的TEFLON AF 或者由Asahi Glass制造的CYT0P 、或?qū)V、 DUV、 EUV和/或VUV范 圍中的波長透明的另一合適的膜?？梢酝ㄟ^常規(guī)技術(shù)例如旋轉(zhuǎn)鑄造來 制備薄膜22。
通過確保污染物保持在遠(yuǎn)離光掩模12的規(guī)定距離，薄膜22可以 保護(hù)光掩模12免受污染物例如灰塵顆粒的影響。這在光刻系統(tǒng)中可能 特別重要。在光刻工藝過程中，光掩模組件IO暴露于由光刻系統(tǒng)之內(nèi) 的輻射能量源產(chǎn)生的電磁能量中。該電磁能量可以包括多種波長的光， 例如大約在汞弧燈的I線和G線之間的波長，或者DUV、 VUV或EUV光。 在操作中，薄膜22;fc沒計(jì)成允許大百分比的電磁能量通過它。集中在 薄膜22上的污染物在被處理的晶片的表面處有可能散焦，因此，晶片上暴露的圖像可能是清楚的。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的薄膜22可以和所有 類型的電磁能量一起被令人滿意地使用，并且不局限于在該申請(qǐng)中描 述的光波。
可以利用標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝由光掩模坯件形成光掩模12。在光刻工藝 中，包括圖案化的層18的數(shù)據(jù)的掩模圖案文件可以由掩模布局文件生 成。在一個(gè)實(shí)施例中，掩模布局文件可以包括表示集成電路的晶體管 和電連接的多邊形。當(dāng)集成電路被制造在半導(dǎo)體晶片上時(shí)，在掩模布 局文件中的多邊形可以進(jìn)一步表示所述集成電路的不同的層。例如， 晶體管可以形成在具有擴(kuò)散層和多晶硅層的半導(dǎo)體晶片上。因此掩模 布局文件可以包括繪制在擴(kuò)散層上的一個(gè)或多個(gè)多邊形以及繪制在多 晶硅層上的一個(gè)或多個(gè)多邊形。在相同或替換實(shí)施例中，掩模布局文 件可以包括表示將被制造在磁存儲(chǔ)裝置、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、生物 MEMS (bio-MEMS)、和/或光學(xué)裝置之中和/或之上的特征的多邊形或 形狀。
根據(jù)本發(fā)明，掩模布局文件的多邊形可以是原始形狀，包括但不 限于正方形、矩形、六邊形、八邊形、十字形及其任何組合。在掩模 布局文件中使用的原始形狀不限于所列的那些，并且可以包括任何數(shù) 量的類似設(shè)計(jì)的特征。
每層的多邊形可以被轉(zhuǎn)換成表示集成電路的一層的掩模圖案文 件。在這樣的應(yīng)用中，每個(gè)掩模圖案文件可以被用來為特定的層生成 光掩模。在一些實(shí)施例中，掩模圖案文件可以包括一個(gè)以上的集成電 路層使得光掩?？梢员挥脕韺⑻卣鲝囊粋€(gè)以上的層成像到半導(dǎo)體晶片 的表面。在相同或替換實(shí)施例中，每層的多邊形可以表示將被制造在 磁存儲(chǔ)裝置、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、生物MEMS (bio-MEMS)、和/或 光學(xué)裝置之中和/或之上的特征。
可以使用激光器、電子束或X射線光刻系統(tǒng)將期望的圖案成像到 光掩模坯件的抗蝕劑層中。在一個(gè)實(shí)施例中，激光器光刻系統(tǒng)使用發(fā) 射具有大約364納米(nm)波長的光的氬離子激光器。在可替換實(shí)施 例中，激光器光刻系統(tǒng)使用發(fā)射波長從大約154 nm到大約300 nm的 光的激光器。在其它實(shí)施例中，25 keV或50 keV電子束光刻系統(tǒng)使用 六硼化鑭(lanthanum hexaboride)或熱場(chǎng)發(fā)射源。在相同或替換實(shí) 施例中，電子束光刻系統(tǒng)使用向量形狀的電子束光刻工具。在另外的實(shí)施例中，可以使用不同的電子束光刻系統(tǒng)。通過顯影和刻蝕抗蝕劑
層的暴露區(qū)域以創(chuàng)建圖案、刻蝕圖案化的層18的未被抗蝕劑覆蓋的部 分、以及除去未被顯影的抗蝕劑以在襯底16上創(chuàng)建圖案化的層18來 制作光掩模12。
圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括非正交特征24的光掩模12 的頂視圖。在所示的實(shí)施例中，光掩模12包括襯底16和形成在圖案 層18中的非正交特征24a、 24b和24c (—般稱作非正交特征24)。 在一個(gè)實(shí)施例中，非正交特征24可以用襯底16的暴露部分表示。在 另一個(gè)實(shí)施例中，非正交特征24可以由用來形成圖案化的層18的吸 收體材料的剩余部分表示。
可以使用包含在掩模布局文件中的原始形狀來形成非正交特征 24。當(dāng)掩模布局文件的每一層被轉(zhuǎn)換成掩模圖案文件時(shí)，這些原始形 狀中的每一個(gè)可以被分裂成多個(gè)可寫形狀，例如矩形或梯形。掩模圖 案文件可以被成像到光掩模坯件上并且所述坯件可以被顯影和刻蝕以 形成包括非正交特征24的光掩;f莫。在一個(gè)實(shí)施例中，非正交特征24a 可以是通過利用繪制在掩模布局文件中的六邊形特征形成的圓形特 征。在另一個(gè)實(shí)施例中，非正交特征24b可以是通過利用繪制在掩模 布局文件中的伸展的八邊形特征形成的卵形和/或橢圓形特征。在另外 的實(shí)施例中，非正交特征24c可以是通過利用繪制在掩模布局文件中 的十字形特征形成的菱形特征。在其它實(shí)施例中，可以通過利用繪制 在掩模布局文件中的不同原始形狀在光掩模12上形成任何其它合適的 非正交特征。
圖2A示出掩模布局文件中的圓形特征31的常規(guī)表示。在所示的 實(shí)施例中，圓形特征31可以具有大約174 nm的直徑。在其它實(shí)施例 中，圓形特征31 —般可以具有在大約120 nm和大約300 nm之間的臨 界尺寸(例如直徑)。
圖2B示出在被分裂以創(chuàng)建掩模圖案文件中的可寫圖像32之后的 圖2A中所示的圓形特征31。可寫圖像32可以;故分裂成掩;f莫圖案文件 中的可寫形狀以便在光掩模上形成特征。在示出的實(shí)施例中，可寫圖 像32已經(jīng);故分裂成23個(gè)梯形(trapezoid)。在常規(guī)分裂過程中，每 當(dāng)特征被寫在光掩模上時(shí)，特征將被分裂成的可寫形狀的數(shù)目可能不 容易預(yù)測(cè)，并且具有僅稍微大于當(dāng)前實(shí)例的尺寸的尺寸的圓形特征可以被分裂成可變數(shù)量的可寫形狀。
每個(gè)可寫形狀可以表示用來將圖案寫在光掩模上的光刻系統(tǒng)的曝 光或"脈沖(shot)"。通常，需要更多曝光的特征將需要更多時(shí)間
來寫。因此，可寫圖像32可能至少需要光刻系統(tǒng)的23個(gè)曝光來在光 掩模12上形成圓形特征31。因此，在使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的光刻工藝過程中， 圓形特征31和類似大小的非正交特征可能需要大量時(shí)間來創(chuàng)建，其可
能增加制作成本。
圖3A到3C示出在光掩模12上形成非正交特征的工藝過程中的多 個(gè)步驟的正方形特征。特別地，圖3A示出掩模布局文件中的正方形特 征41的?！芬姳硎尽Ｔ谝粋€(gè)實(shí)施例中，正方形特征41可以具有小于大 約120 nm長度的邊。
圖3B示出在被分裂以創(chuàng)建掩模圖案文件中的可寫圖像42之后的 圖3A中所示的正方形特征41?？蓪憟D像42可以被分裂成掩模圖案文 件中的多個(gè)可寫形狀以便在光掩模上形成特征。因?yàn)檎叫翁卣?1是 筒單的正方形，所以它可以被分裂成與掩模布局文件中最初所繪制的 特征類似的單個(gè)可寫形狀。與任何數(shù)量的其它特征相結(jié)合，正方形特 征41可以被轉(zhuǎn)換成表示將被創(chuàng)建的裝置的層的掩模圖案文件。包含在 掩模圖案文件中的形狀可以被寫在以上參考圖1所述的光掩模坯件上。
圖3C示出形成在光掩模上的正方形特征。在示出的實(shí)施例中，包 括采用膠版印刷圖案的多個(gè)正方形特征41的掩模布局文件被用來在掩 模襯底上形成包括非正交特征43的圖案化的層。在足夠小的尺寸下， 例如小于大約120 nm的邊長，可寫圖像42可以印為基本上為圓形的 非正交特征43。利用SFI1^莫板創(chuàng)建的特征尤其如此。然而，可寫特征 42可以印為大約300 nm的正方形。因此，雖然當(dāng)特征尺寸減小時(shí)將圓 形特征成像為光掩模上的正方形圖形可能更有效，但是在大約120和 大約300 nm之間的尺寸下它不是有效的方法。
圖4A示出包含在掩模布局文件中的十字形特征51。十字形特征 51可以是通過繪制所示的或旋轉(zhuǎn)的三個(gè)矩形51a、 51b和51c來創(chuàng)建的 原始形狀。例如，可以通過繪制垂直取向的矩形51b和在第一矩形51b 的兩邊的兩個(gè)較小的矩形51a和51c來創(chuàng)建十字形特征51。在另一個(gè) 實(shí)施例中，十字形特征51可以被繪制為 一個(gè)矩形覆蓋在第二個(gè)矩形上。 十字形特征可以具有臨界尺寸，例如矩形51a、 51b和51c的長度和寬度從大約120 nm變動(dòng)到大約300 nm。十字形特征51也可以械j會(huì)制為 使得矩形51a、 51b和51c的長度和寬度彼此獨(dú)立變化并且不是大約相 等的。
圖4B示出被分裂以創(chuàng)建掩模圖案文件中的可寫圖像52之后的圖 4A中所示的十字形特征51。在一個(gè)實(shí)施例中，十字形特征51可以#皮 始終如一地分裂成三個(gè)可寫形狀52a、 52b和52c (例如矩形)來形成 可寫圖像52。在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，可寫形狀的精確構(gòu)造可以改 變。例如，可寫圖像52可以:故分裂成垂直取向的矩形和在第一矩形的 兩邊的兩個(gè)較小的矩形。在另一個(gè)實(shí)施例中，可寫圖像52可以;故分裂 成具有相同結(jié)果的垂直取向的大矩形52b和位于第一矩形52b之上和 之下的4支小矩形52a和52c。在其它實(shí)施例中，可寫圖《象52可以^皮分 裂成兩個(gè)重疊的矩形，其中一個(gè)矩形水平取向并且一個(gè)矩形垂直取向。 因此，使用包含可寫圖像52的掩模圖案文件的光刻系統(tǒng)可以使用少到 兩個(gè)曝光來在光掩模12上印制十字形特征51。
圖4C示出形成在光掩模上的十字形特征51。在示出的實(shí)施例中， 包括采用膠版印刷圖案的多個(gè)十字形特征51的掩模布局文件被用來在 掩模襯底上形成包括非正交特征53的圖案化的層。在大約12G nm和 大約300 nm之間的尺寸下，可寫圖〗象52可以印為形狀大致為菱形但， 是具有圓頭的非正交特征53。因此，在掩模布局文件中的十字形特征 51可以被用來在光掩模上創(chuàng)建菱形特征或該形狀的輕微變型。
圖5A示出包含在掩模布局文件中的五圖十字形特征61。五圖十字 形特征61可以是通過繪制所示的或旋轉(zhuǎn)的五個(gè)矩形61a-61e來創(chuàng)建 的原始形狀。例如，可以通過繪制垂直取向的矩形61c、在第一矩形 61b的兩邊的水平取向的兩個(gè)較小的矩形61b和61d、在矩形61b的頂 邊的一個(gè)較小的矩形61a和在矩形61d的底邊的另一個(gè)^^小的矩形61e 來創(chuàng)建五圖十字形特征61?？商鎿Q地，五圖十字形特征61可以被繪制
為帶有繪制在其四邊中的每一邊的較小的矩形的單個(gè)大矩形。在其它 實(shí)施例中，五圖十字形特征61可以;故繪制為三個(gè)重疊的矩形，在一個(gè) 實(shí)施例中，五圖十字形特征61可以表示具有大致相等的長度和寬度的 特征。五圖十字形特征61可以具有臨界尺寸，例如矩形61a-61e的 長度和寬度從大約120 mn變化到大約300 nm。五圖十字形特征61也 可以被繪制成使得這些矩形的長度和寬度彼此獨(dú)立變化并且不是大致相等的。特征的其它尺寸也可以變化，取決于光掩模上的特征的預(yù)期 形狀。
圖5B示出被分裂以創(chuàng)建掩模圖案文件中的可寫圖像62之后的五 圖十字形特征61。在一個(gè)實(shí)施例中，五圖十字形特征61可以始終如一 地分裂成七個(gè)可寫形狀62a - 62g來形成可寫圖形62。在本發(fā)明的不同 實(shí)施例中，可寫形狀的精確構(gòu)造可以改變。例如，可寫圖像62可以祐二 分裂成在第一矩形62a的一邊具有三個(gè)4支小矩形62b、 62d、和62f的 垂直取向的矩形62a、以及在第一矩形62a的另一邊的三個(gè)4交小矩形 62c、 62e、和62g。在另一個(gè)實(shí)施例中，可寫圖<象62可以凈皮分裂成水 平取向的大矩形和位于所述第一矩形之上和之下的三個(gè)較小矩形。因 此，使用包含可寫圖像62的掩模圖案文件的光刻系統(tǒng)可以使用少到五 個(gè)和七個(gè)之間的曝光來在光掩模12上印制五圖十字形特征61。
圖5C示出形成在光掩模上的五圖十字形特征61。在示出的實(shí)施例 中，包括采用膠版印刷圖案的多個(gè)五圖十字形特征61的掩模布局文件 被用來在掩模襯底上形成包括非正交特征63的圖案化的層。在大約 120 nm和大約300 nm之間的尺寸下，可寫圖^f象62可以印為形狀大致 為菱形但是具有圓頭的非正交特征63。因此，在掩模布局文件中的五 圖十字形特征61可以被用來在光掩模上創(chuàng)建菱形特征或該形狀的輕微 變型。
圖6A示出包含在掩模布局文件中的六邊形特征71。六邊形特征 71可以是原始形狀，并且可以;f皮簡單繪制為六邊形。在一個(gè)實(shí)施例中， 六邊形特征71可以具有大致相等的邊長。在另一個(gè)實(shí)施例中，六邊形 特征71也可以被繪制成使得邊長彼此獨(dú)立變化并且不是大致相等的。 六邊形特征71的臨界尺寸(例如在兩個(gè)相對(duì)點(diǎn)之間測(cè)量的直徑)可以 在大約120 nm和大約300 nm之間。
圖6B示出被分裂以創(chuàng)建掩模圖案文件中的可寫圖像72之后的六 邊形特征71。在一個(gè)實(shí)施例中，六邊形特征71可以始終如一地分裂成 兩個(gè)可寫形狀72a和72b,兩個(gè)都是梯形，以形成可寫圖〗象72。在不 同實(shí)施例中，可寫形狀的精確構(gòu)造可以改變。因此，使用包含可寫圖 像72的掩模圖案文件的光刻系統(tǒng)可以使用少到兩個(gè)曝光來在光掩模 12上印制六邊形特征71。因?yàn)樵夹螤罾缌呅翁卣?1可以分裂 成減少數(shù)目的可寫形狀，所以由光刻系統(tǒng)需要的曝光的數(shù)目可以減少。較少數(shù)目的曝光可以導(dǎo)致增加的生產(chǎn)速度和降低的成本。
圖6C示出形成在光掩模上的六邊形特征71。在示出的實(shí)施例中， 包括采用膠版印刷圖案的多個(gè)六邊形特征71的掩模布局文件被用來在 掩模襯底上形成包括非正交特征73的圖案化的層。在大約12G nm和 大約300 nm之間的尺寸下，可寫圖像72可以印為大致為圓形的非正 交特征73。因此，在掩模布局文件中的六邊形特征71可以;陂用來在光 掩模上創(chuàng)建圓形特征73或該形狀的輕微變型。與圖2B中所示特征的 至少23個(gè)曝光相比，通過使用六邊形特征71，可以利用少到兩個(gè)曝光 來創(chuàng)建圓形特征73。這可以發(fā)生是因?yàn)榱呅翁卣?1被分裂為少到兩 個(gè)可寫形狀，所述每個(gè)可寫形狀需要一個(gè)曝光來形成，而圓形特征31 可以被分裂成至少23個(gè)可寫形狀，所述每個(gè)可寫形狀需要一個(gè)曝光來 形成。
圖7A示出包含在掩^t布局文件中的八邊形特征81。八邊形特征 81可以是原始形狀，并且可以;故簡單繪制為八邊形。在一個(gè)實(shí)施例中， 八邊形特征81可以具有大致相等的邊長。在另一個(gè)實(shí)施例中，八邊形 特征81也可以;陂繪制成使得邊長彼此獨(dú)立變化并且不是大致相等的。 例如，具有不成比例的長度和寬度的八邊形特征81可以被用來在光掩 模上形成橢圓和/或卵形特征。八邊形特征81的臨界尺寸(例如在兩 個(gè)相對(duì)點(diǎn)之間測(cè)量的直徑或在垂直邊之間測(cè)量的直徑)可以在大約120 nm和大約300 nm之間。
圖7B示出被分裂以創(chuàng)建掩模圖案文件中的可寫圖像82之后的八 邊形特征81。在一個(gè)實(shí)施例中，八邊形特征81可以始終如一地分裂成 三個(gè)可寫形狀，矩形82b和兩個(gè)梯形82a和82c,以形成可寫圖〗象82。 矩形82b可以i殳置在三角形82a和82c之間。在不同實(shí)施例中，可寫 形狀的精確構(gòu)造可以改變。因此，使用包含可寫圖像82的掩模圖案文 件的光刻系統(tǒng)可以使用少到三個(gè)曝光來在光掩模12上印制八邊形特征 81。
圖7C示出形成在光掩模上的八邊形特征81。在示出的實(shí)施例中， 包括采用膠版印刷圖案的多個(gè)八邊形特征81的掩模布局文件被用來在 掩模襯底上形成包括非正交特征83的圖案化的層。在大約120 nm和 大約300 nm之間的尺寸下，可寫圖^f象82可以印為大致為圓形的非正 交特征83。因此，在掩模布局文件中的八邊形特征81可以-陂用來在光掩模上創(chuàng)建圓形特征或該形狀的輕微變型。
圖8A和8B示出根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的用來依大小排列六邊 形特征的技術(shù)。首先轉(zhuǎn)向圖8A，所述圖形示出具有在大約120nm和大 約300 nm之間的直徑的圓形特征90。圓形特征90可以祐:繪制在掩才莫 布局文件中。該特征被用在當(dāng)前實(shí)例中作為參考，并且將不會(huì)被成像 在光掩模上。在一個(gè)實(shí)施例中，六邊形特征91被繪制在圓形特征90 里面并且具有與圓形特征90的圓周相交的角。六邊形特征91可以被 包含在掩模布局文件中并且被分裂成可寫形狀，如以上參考圖6B所述 的。掩模圖案文件可以被成像在光掩模坯件上并且被顯影以便在光掩 模上形成圓形特征。在一個(gè)實(shí)施例中，光掩模上被顯影的圓形特征的 直徑可以小于圓形特征90的直徑。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8B，圓形圖形90可以被繪制在掩模布局文件中并且具 有在大約120 nm和大約300 nm之間的直徑。該特征4皮用作參考，并 且將不^皮顯影。與參考圖8A討論的實(shí)施例對(duì)比，六邊形特征92凈皮依 大小排列使得六邊形特征92的邊接觸圓形特征90的圓周。六邊形特 征92可以被包含在掩模圖案文件中并且被分裂成可寫形狀。掩模圖案 文件可以被成像在光掩模坯件上并且被顯影以便在光掩模上形成圓形 特征。在一個(gè)實(shí)施例中，光掩模上被顯影的圓形特征的直徑可以大致 與圓形特征90的直徑相同。用來繪制并且依大小排列掩模布局文件中 的特征的技術(shù)可以允許用戶便利地估計(jì)光掩模上被顯影的特征的實(shí)際 尺寸。
盡管通過以上實(shí)施例示出的本發(fā)明已經(jīng)被詳細(xì)描述，但是多種變 化對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。例如，在掩^t布局文件中創(chuàng) 建的特征的尺寸和形狀可以改變以在光掩模上產(chǎn)生期望的非正交特 征。也可以通過吸收體層或通過光掩模襯底的暴露部分形成非正交特 征。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離由以下權(quán)利要求所述的本發(fā)明的精神和 范圍的情況下，在此可以進(jìn)行多種改變、替換和變型。
權(quán)利要求
1. 一種用來在光掩模坯件上形成非正交特征的方法，包括提供包括原始形狀的掩模圖案文件；將原始形狀分裂成多個(gè)可寫形狀；以及通過利用光刻系統(tǒng)將可寫形狀從掩模圖案文件成像到光掩模坯件的抗蝕劑層上來在光掩模坯件上形成非正交特征，所述可寫形狀在光掩模坯件上形成非正交特征。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述非正交特征選自包括圓形、 菱形、橢圓形和卵形的組。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述非正交特征包括在大約120 nm和大約300 nm之間的臨界尺寸。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述非正交特征包括圓形、橢 圓形或卵形所述臨界尺寸是圓形或橢圓形的直徑。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述非正交特征包括菱形并且 所述臨界尺寸是菱形的邊長。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述原始形狀選自包括十字形、 五圖十字形、六邊形、和/\邊形的組。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述多個(gè)可寫形狀包括兩個(gè)梯形。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述多個(gè)可寫形狀包括少于大 約十個(gè)的可寫形狀。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述光刻系統(tǒng)選自包括電子束 光刻工具、激光器光刻工具、和X射線光刻工具的組。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中利用光刻系統(tǒng)的少于大約十 個(gè)的曝光來形成非正交特征。
11. 一種用來在光掩;f莫上形成非正交特征的方法，包括 利用原始形狀的第 一部分曝光光掩^t坯件的抗蝕劑層；利用原始形狀的至少第二部分曝光抗蝕劑層，所述第二部分被設(shè) 置得與所述第一部分相鄰；以及顯影抗蝕劑層以形成具有在大約120和大約300 nm之間的臨界尺 寸的非正交特征，所述原始形狀的第一和第二部分形成非正交特征。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述非正交特征選自包括圓形、菱形、橢圓形和卵形的組。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述原始形狀的第一和第二 部分包括矩形、梯形、和三角形中的至少一個(gè)。
14. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述原始形狀選自包括十字 形、五圖十字形、六邊形、和八邊形的組。
15. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中利用光刻系統(tǒng)的少于大約10 個(gè)的曝光來形成非正交特征。
16. —種用來在表面上形成非正交特征的光掩模，包括 襯底，以及形成在所述襯底的至少一部分之上的圖案層，所述圖案層包括通 過使用被分裂成至少兩個(gè)可寫形狀的原始形狀利用光刻系統(tǒng)形成的非 正交特征。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的光掩模，其中所述非正交特征選自包括圓 形、菱形、橢圓形和卵形的組。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16的光掩模，其中所述原始形狀選自包括十字 形、五圖十字形、六邊形、和八邊形的組。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16的光掩模，其中所述至少兩個(gè)可寫形狀中的 每一個(gè)包括梯形、矩形、或三角形中的至少一個(gè)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16的光掩模，其中所述非正交特征具有在大約 120和大約300 nm之間的臨界尺寸。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的光掩模，其中所述臨界尺寸是所述非正交特征的長度、寬度或直徑。
22. 根據(jù)權(quán)利要求16的光掩模，進(jìn)一步包括耦合到所述襯底的薄膜組件。
全文摘要
提供一種用來在光掩模上形成非正交特征的光掩模和方法。用來在光掩模坯件上形成非正交特征的方法包括提供包括原始形狀的掩模圖案文件以及將原始形狀分裂成多個(gè)可寫形狀。通過利用光刻系統(tǒng)將可寫形狀從掩模圖案文件成像到光掩模坯件的抗蝕劑層上，由可寫形狀形成的非正交特征被形成在光掩模坯件上。
文檔編號(hào)G03F9/00GK101305319SQ200680041429
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2006年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月7日
發(fā)明者D·梅倫欣, S·S·麥唐納 申請(qǐng)人:凸版光掩膜公司