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接觸孔洞光刻的輔助設(shè)計方法

文檔序號:7214160閱讀:475來源:國知局
專利名稱:接觸孔洞光刻的輔助設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種接觸孔洞光刻的輔助設(shè)計方法;特別是涉及利用此輔助設(shè)計方法,形成具有較佳焦距深度的接觸孔洞。
背景技術(shù)
在一般半導(dǎo)體制作工藝中,利用一孔洞圖案經(jīng)由曝光顯影,在一半導(dǎo)體層上形成一接觸孔洞(contact/hole簡稱C/H)。
圖1A是顯示經(jīng)由偏軸式照明系統(tǒng)的2/3環(huán)型濾光片曝光時,接觸孔洞的簡要示意圖;圖1B是顯示經(jīng)由偏軸式照明系統(tǒng)的2/3環(huán)型濾光片曝光后,接觸孔洞的尺寸焦距示意圖。比較圖1A與圖1B,當接觸孔洞的尺寸約為105nm±10nm時,接觸孔洞的聚焦深度約為0.2μm。
然而,隨著曝光光刻的分辨率進入次微米制作工藝時,分辨率愈高將使得聚焦深度愈淺。因此,如何增加分辨率,且同時增加聚焦深度,成為本領(lǐng)域研究的重點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種接觸孔洞光刻的輔助設(shè)計方法,通過此方法可增加焦距深度。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的,即提供一種接觸孔洞光刻的輔助設(shè)計方法,包括下列步驟決定曝光機光源的曝光波長;通過曝光機的相擾度、制作工藝整合參數(shù)與數(shù)值光圈決定最小解像線見;將上述最小解像線寬通過圖案縮小比例還原光掩模上的最小線寬;以及在光掩模上,利用小于上述最小線寬的線型圖案連接光掩模中的多個接觸孔洞。
本發(fā)明另一特點在于,上述最小解像線寬符合下列等式W=k×λ(1+σ)×N.A.]]>其中,k是制作工藝整合參數(shù)、λ是曝光機光源的曝光波長、σ是曝光機的相擾度以及N.A.是曝光機的光學投影系統(tǒng)的數(shù)值光圈。
本發(fā)明方法的優(yōu)點在于,通過此方法,對于接觸孔洞曝光時,可增加焦距深度,修正光學鄰近效應(yīng)。


圖1A為經(jīng)由偏軸式照明系統(tǒng)的2/3環(huán)型濾光片曝光時,接觸孔洞的簡要示意圖;圖1B為經(jīng)由偏軸式照明系統(tǒng)的2/3環(huán)型濾光片曝光時,接觸孔洞的尺寸焦距示意圖;圖2A為經(jīng)由接觸孔洞光刻的輔助設(shè)計方法,在光掩模上形成鏈型的接觸孔洞的示意圖;圖2B至圖2D分別為經(jīng)由偏軸式照明系統(tǒng)的2/3環(huán)型濾光片曝光后,不同鏈型的接觸孔洞的尺寸焦距示意圖;圖2E至圖2G分另為經(jīng)由偏軸式照明系統(tǒng)的軸上扇形濾光片曝光后,不同鏈型的接觸孔洞的尺寸焦距示意圖;圖3A與圖3B分別為通過不同的濾光片,將不具有線型圖案的接觸孔洞圖案經(jīng)由曝光形成的接觸孔洞示意圖;圖3C與圖3D分別為通過不同的濾光片,將具有70nm線寬的線型圖案的接觸孔洞圖案經(jīng)由曝光形成的接觸孔洞示意圖;圖4A至圖4F分別為在光掩模上,線型圖案串接多個接觸孔洞圖案的不同方法。
具體實施例方式
圖2A是顯示經(jīng)由接觸孔洞光刻的輔助設(shè)計方法,在光掩模上形成鏈型的接觸孔洞的簡要示意圖。
如圖2A所示,一光掩模10上具有多個孔洞圖案1,并且多個孔洞圖案1通過線型圖案2連接。當光掩模設(shè)置于曝光機時,為了避免線型圖案通過曝光,在半導(dǎo)體芯片上形成對應(yīng)的線型圖案。位于光掩模上的線型圖案必須滿足下列條件L<W/m其中,W是線型圖案于芯片上曝光的最小解像線寬,且m是光掩模圖案投影至芯片上的圖案縮小比例。一般而言,最小解像線寬W滿足下列等式W=k×λ(1+σ)×N.A.]]>其中,k是制作工藝整合參數(shù)、λ是曝光機光源的曝光波長、σ是曝光機的相擾度以及N.A.是曝光機的光學投影系統(tǒng)的數(shù)值光圈。在本發(fā)明的實施例中,k的范圍可選取自0.25至0.6。
在本發(fā)明的實施例中,特別以波長λ=248nm、相擾度σ=0.85、選取k值為0.4、N.A.值為0.68的曝光機以及圖案縮小比例m是4∶1,對于圖2A所示的光掩模圖案進行曝光。根據(jù)上述條件,最小解像線寬W為78.85nm。換言之,光掩模上串接多個接觸孔洞的線型圖案的線寬L必須小于315nm。
參考圖2B至圖2D,隨著串接多個接觸孔洞的線型圖案的線寬增加,曝光機形成接觸孔洞的焦距深度也增加。在實施例一中,因為串接多個接觸孔洞的線型圖案的線寬增加,使多個接觸孔洞的圖案類似線間隔圖案(L/Spattern)。進一步,使接觸孔洞的焦距深度增加。因此,本發(fā)明的實施例一中,確實解決焦距深度不足的問題。實施例二圖2E至圖2G是分別顯示經(jīng)由偏軸式照明系統(tǒng)的軸上扇形濾光片曝光后,不同鏈型的接觸孔洞的尺寸焦距圖。圖2E是光掩模上具有多個孔洞圖案,并且多個孔洞圖案通過線寬為200nm的線型圖案連接。圖2F是光掩模上具有多個孔洞圖案,并且多個孔洞圖案通過線寬為240nm的線型圖案連接。圖2G是光掩模上具有多個孔洞圖案,并且多個孔洞圖案通過線寬為280nm的線型圖案連接。
參考圖2E至圖2G,隨著串接多個接觸孔洞的線型圖案的線寬增加,曝光機形成接觸孔洞的焦距深度也增加。在實施例二中,因為串接多個接觸孔洞的線型圖案的線寬增加,使得多個接觸孔洞的圖案類似線間隔圖案。進一步,使接觸孔洞的焦距深度增加。因此,本發(fā)明的實施例二中,確實解決焦距深度不足的問題。
在半導(dǎo)體光刻制作工藝中,容易產(chǎn)生光學失真的曝光現(xiàn)象。也就是,光學鄰近效應(yīng)(optical proximity effect)。圖3A與圖3B是分別顯示通過不同的濾光片,將不具有線型圖案的接觸孔洞圖案經(jīng)由曝光形成的接觸孔洞。參考圖3A與圖3B,經(jīng)由光學鄰近效應(yīng)作用在半導(dǎo)體芯片上形成變形的接觸孔洞。圖3C與圖3D是分別顯示通過不同的濾光片,將具有70nm線寬的線型圖案的接觸孔洞圖案經(jīng)由曝光形成的接觸孔洞。參考圖3C與圖3D,連接多個接觸孔洞圖案的線型圖案,修正了變形的接觸孔洞圖案。
圖4A至圖4F是分別顯示于光掩模上,線型圖案串接多個接觸孔洞圖案的不同方法。圖4A至圖4C是顯示線型圖案縱向串接多個接觸孔洞;其中,線型圖案可以對稱的、中央的或側(cè)邊的串接多個接觸孔洞。圖4D至圖4F是顯示線型圖案橫向串接多個接觸孔洞,其中,線型圖案也可以對稱的、中央的或側(cè)邊的串接多個接觸孔洞。
在本發(fā)明中,雖然使用偏軸式照明系統(tǒng)說明;然而,通過線型圖案串接多個接觸孔洞圖案的方法也適用于軸上照明系統(tǒng)。
雖然結(jié)合以上較佳實施例揭露了本發(fā)明,然而其并非用以限定本發(fā)明,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),可作更動與潤飾,因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種接觸孔洞光刻的輔助設(shè)計方法,包括下列步驟決定曝光機光源的曝光波長;通過曝光機的相擾度、制作工藝整合參數(shù)與數(shù)值光圈決定最小解像線寬;將上述最小解像線寬通過圖案縮小比例還原光掩模上的最小線寬;以及在光掩模上,利用小于上述最小線寬的線型圖案連接光掩模中的多個接觸孔洞。
2.如權(quán)利要求1所述的接觸孔洞光刻的輔助設(shè)計方法,其中上述最小解像線寬符合下列關(guān)系式W=k×λ(1+σ)×N.A.]]>其中,k是制作工藝整合參數(shù)、λ是曝光機光源的曝光波長、σ是曝光機的相擾度以及N.A.是曝光機的光學投影系統(tǒng)的數(shù)值光圈。
3.如權(quán)利要求2所述的接觸孔洞光刻的輔助設(shè)計方法,其中上述k值范圍是0.25至0.6。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,其中上述方法適用于所有曝光照明系統(tǒng)。
全文摘要
一種接觸孔洞光刻的輔助設(shè)計方法,包括下列步驟決定曝光機光源的曝光波長;通過曝光機的相擾度、制作工藝整合參數(shù)與數(shù)值光圈決定最小解像線寬;將上述最小解像線寬通過圖案縮小比例還原光掩模上的最小線寬;以及在光掩模上,利用小于上述最小線寬的線型圖案連接光掩模中的多個接觸孔洞。
文檔編號H01L21/027GK1411032SQ0114091
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者吳元薰 申請人:南亞科技股份有限公司
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