CN102998895B

CN102998895B - 光学邻近修正掩膜

Info

Publication number: CN102998895B
Application number: CN201110269209.4A
Authority: CN
Inventors: 叶癸廷
Original assignee: Winbond Electronics Corp
Current assignee: Winbond Electronics Corp
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2031-09-13
Also published as: CN102998895A

Abstract

本发明公开了一种光学邻近修正掩膜，其包括二个开口图案以及一对散射条图案。开口图案沿一第一方向排列于一基底上，且彼此隔开一既定距离。一对散射条图案沿垂直于第一方向的一第二方向排列于基底上，且邻近于每一开口图案的二个相对侧。从侧视观点，每一散射条图案在第一方向及第二方向上，不与开口图案重叠，且每一开口图案与每一散射条图案之间存在180°的相移。本发明的光学邻近修正掩膜，可降低开口图案边缘的光强度但不降低开口图案本身的光强度，进而改善经由掩膜转印至光阻上的开口图案的轮廓，并增加光刻工艺中的对比度。另外，由于光刻工艺中的对比度的增加，因此可增加光阻材料的选择弹性或进一步增加光学邻近修正掩膜的工艺容许度。

Description

光学邻近修正掩膜

技术领域

本发明涉及一种光学光刻技术，特别是有关于一种用于制造接触孔洞(contact hole)的光学邻近修正(optical proximity correction，OPC)掩膜。

背景技术

在半导体装置制造中，对应于各个特征图案(例如，接触孔洞)通常通过光刻工艺所使用的掩膜转印至晶片上的光阻。之后，通过刻蚀工艺将特征图案形成于晶片上。然而，由于光线绕射或其他因素，掩膜上的图案并无法顺利转印至光阻上而造成特征图案制造上的困难。因此，半导体装置制造的其中一个目标就是使原始设计图案能够通过掩膜准确地转印至晶片上的光阻。

目前，已经有发展出许多光学邻近修正掩膜，使原始设计图案能够更准确地转印至光阻上。一种熟习的光学邻近修正掩膜为在掩膜上增加次解析(subresolution)的散射条(scattering bar)图案。由于散射条图案很细小，因此光学邻近修正掩膜中的散射条图案无法通过曝光工艺而转印至光阻上，但可改善光刻技术中图案的锐利度(sharpness)。例如，美国专利编号第6,238,825号揭露一种具有间隔排列的散射条的掩膜，用以修正光学邻近效应而提升光刻工艺的解析度。

然而，随着集成电路的积集度(integration)增加而使对应于各个特征图案的图案尺寸及间距(pitch)缩小。如此一来，散射条图案将变得非常靠近掩膜上图案(例如，接触孔洞图案)，因而降低制备掩膜的工艺容许度(processwindow)，且容易使相邻的图案产生交连，而使图案无法顺利转印至光阻上。

因此，有必要寻求一种新的光学邻近修正掩膜，其能够解决上述的问题。

发明内容

本发明一实施例提供一种光学邻近修正掩膜，包括：二个开口图案，沿一第一方向排列于一基底上，且彼此隔开一既定距离；以及一对散射条图案，沿垂直于第一方向的一第二方向排列于基底上，且邻近于每一开口图案的二个相对侧。从侧视观点，每一散射条图案在第一方向及第二方向上，不与开口图案重叠，且每一开口图案与每一散射条图案之间存在180°的相移。

本发明另一实施例提供一种光学邻近修正掩膜，包括：多个矩形开口图案，分别沿一第一方向排列于一基底上，以在矩形开口图案之间定义出多个间隔区；以及多对散射条图案，沿垂直于第一方向的一第二方向排列于基底上，使每一对散射条图案邻近于一对应的间隔区的二个相对侧。从侧视观点，每一散射条图案在第一方向及第二方向上，不与矩形开口图案重叠，且每一矩形开口图案与每一散射条图案之间存在180°的相移。

本发明实施例的光学邻近修正掩膜，由于每一开口图案的边缘附近不存在任何散射条图案，因此制备光学邻近修正掩膜的工艺容许度并不会因开口图案的尺寸及间距缩小而降低。再者，由于开口图案与散射条图案之间存在180°的相移，因而可降低开口图案边缘的光强度但不降低开口图案本身的光强度，进而改善经由掩膜转印至光阻上的开口图案的轮廓，并增加光刻工艺中的对比度。另外，由于光刻工艺中的对比度的增加，因此可增加光阻材料的选择弹性或进一步增加光学邻近修正掩膜的工艺容许度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1绘示出根据本发明实施例的光学邻近修正掩膜的平面示意图；

图2A至图2E为绘示出对应于图1的光学邻近修正掩膜的区域A中，不同边对边距离下，开口图案与散射条图案的光强度分布图/空间影像图；

图3A至图3E，其绘示出对应于图1的光学邻近修正掩膜的区域A中，不同边对边距离下，开口图案与散射条图案的光强度分布图/空间影像图，其中开口图案与散射条图案之间存在180°的相移。

附图标号：

10～第一方向；

20～第二方向；

100～光学邻近修正掩膜；

102～基底；

104～开口图案；

106～散射条图案；

A～区域；

D～边对边距离；

Ic～中心光强度；

Ie～边缘光强度；

L1、L2～长边；

S～间隔区；

W1～既定距离；

W2～宽度。

具体实施方式

以下说明本发明实施例的光学邻近修正掩膜。然而，可轻易了解本发明所提供的实施例仅用于说明以特定方法制作及使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

请参照图1，其绘示出根据本发明实施例的光学邻近修正掩膜100的平面示意图。在本实施例中，光学邻近修正掩膜100用于制造一半导体特征图案，例如接触孔洞，其包括多个开口图案104及多对散射条图案106。这些开口图案104，沿一第一方向10排列于一基底102(例如，石英或玻璃)上，基底102上镀有一层具有图案的不透光材料(例如，铬(Cr)金属膜)，且相邻的开口图案104彼此隔开一既定距离W1，以在开口图案104之间定义出多个间隔区S。

每一对散射条图案106沿垂直于第一方向10的一第二方向20排列于基底102上，使每一对散射条图案106邻近于一对应的间隔区S的二个相对侧，且邻近定义出该间隔区S的开口图案104的二个相对侧。

需注意的是虽然图1中绘示出五个开口图案104及四对散射条图案106，然而任何所属技术领域中具有通常知识者可以理解的是开口图案104的数量取决于设计需求，而散射条图案106的对数则取决于开口图案104的数量。亦即，光学邻近修正掩膜100需至少包括二个开口图案以及用以修正光学邻近效应的一对散射条图案，其邻近设置于每一开口图案的二个相对侧。

在本实施例中，特别的是从侧视观点，每一散射条图案106在第一方向10上不与开口图案104重叠。也就是说，间隔区S内不存在任何散射条图案106。再者，从侧视观点，每一散射条图案106在第二方向20上不与开口图案104重叠。也就是说，散射条图案106位于相邻的开口图案104之间且位于间隔区S外侧。

在上述开口图案104与散射条图案106的配置中，开口图案106与每一散射条图案104排列定义出一边对边距离(edge-to-edge distance)D，且边对边距离D可在0至80纳米的范围。如此一来，由于每一开口图案104的边缘附近不存在任何散射条图案106，因此制备光学邻近修正掩膜100的工艺容许度并不会因开口图案104的尺寸及间距缩小而降低。在一实施例中，每一开口图案104可为矩形，其具有一长边L1平行每一散射条图案106的一长边L2，且平行第二方向20。再者，每一散射条图案106的宽度W2与既定距离W1的比不超过0.5。

另外，在本实施例中，特别的是每一开口图案104与每一散射条图案106之间存在180°的相移。例如，每一开口图案104具有0°的相位，而每一散射条图案106具有180°的相位。在上述开口图案104与散射条图案106的配置中，通过开口图案104的光与通过散射条图案106的光可产生干涉作用，因而降低开口图案104边缘以及间隔区S的光强度但不降低开口图案104本身的光强度。如此一来，可改善经由光学邻近修正掩膜100转印至光阻上的开口图案的轮廓，并增加光刻工艺中的对比度(contrast)。另外，在其他实施例中，每一开口图案104也可具有180°的相位，而每一散射条图案106具有0°的相位。

请参照图2A至图2E，其绘示出对应于图1的光学邻近修正掩膜的区域A中，不同边对边距离下，开口图案与散射条图案的光强度分布图/空间影像(aerial image)图，其中开口图案与散射条图案之间不存在相移。在图2A中，边对边距离(如图1的标号“D”所示)为0纳米(nm)(即，图1中，开口图案104的一侧边切齐于散射条图案106的一侧边)。在此情形中，开口图案104的中心光强度Ic为0.486，而开口图案104的边缘光强度Ie为0.178；在图2B中，边对边距离为10nm。在此情形中，开口图案104的中心光强度Ic为0.478，而开口图案104的边缘光强度Ie为0.131；在图2C中，边对边距离为20nm。在此情形中，开口图案104的中心光强度Ic为0.472，而开口图案104的边缘光强度Ie为0.129；在图2D中，边对边距离为30nm。在此情形中，开口图案104的中心光强度Ic为0.466，而开口图案104的边缘光强度Ie为0.086；在图2E中，边对边距离为40nm。在此情形中，开口图案104的中心光强度Ic为0.461，而开口图案104的边缘光强度Ie为0.086。

如图2A至图2E所示，当边对边距离增加时，可降低开口图案104边缘的光强度Ie。然而，由于开口图案104的中心光强度Ic随边对边距离增加而降低，因而无法有效提升对比度。

请参照图3A至图3E，其绘示出对应于图1的光学邻近修正掩膜的区域A中，不同边对边距离下，开口图案与散射条图案的光强度分布图/空间影像图，其中开口图案与散射条图案之间存在180°的相移。在图3A中，边对边距离为0nm。在此情形中，开口图案104的中心光强度Ic为0.450，而开口图案104的边缘光强度Ie为0.086；在图3B中，边对边距离为10nm。在此情形中，开口图案104的中心光强度Ic为0.455，而开口图案104的边缘光强度Ie为0.046；在图3C中，边对边距离为20nm。在此情形中，开口图案104的中心光强度Ic为0.459，而开口图案104的边缘光强度Ie为0.046；在图3D中，边对边距离为30nm。在此情形中，开口图案104的中心光强度Ic为0.460，而开口图案104的边缘光强度Ie为0.046；在图3E中，边对边距离为40nm。在此情形中，开口图案104的中心光强度Ic为0.460，而开口图案104的边缘光强度Ie为0.046。

比较图2A至图2E与图3A至图3E可知，开口图案104的中心光强度Ic并没有随边对边距离增加而降低。再者，当开口图案104与散射条图案106之间存在180°的相移时，可进一步降低开口图案104边缘的光强度Ie而提升对比度。因此，经由光学邻近修正掩膜100转印至光阻上的开口图案的轮廓得以改善。

根据上述实施例，由于每一开口图案的边缘附近不存在任何散射条图案，因此制备光学邻近修正掩膜的工艺容许度并不会因开口图案的尺寸及间距缩小而降低。再者，由于开口图案与散射条图案之间存在180°的相移，因而可降低开口图案边缘的光强度但不降低开口图案本身的光强度，进而改善经由掩膜转印至光阻上的开口图案的轮廓，并增加光刻工艺中的对比度。另外，由于光刻工艺中的对比度的增加，因此可增加光阻材料的选择弹性或进一步增加光学邻近修正掩膜的工艺容许度。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种光学邻近修正掩膜，其特征在于，包括：

二个开口图案，沿一第一方向排列于一基底上，且彼此隔开一既定距离，以在所述开口图案之间定义出一个间隔区；以及

一对散射条图案，沿垂直于所述第一方向的一第二方向排列于所述基底上，且邻近于所述间隔区的二个相对侧；

其中从侧视观点，每一散射条图案在所述第一方向及所述第二方向上，不与所述开口图案重叠，且其中每一开口图案与每一散射条图案之间存在180°的相移。

2.如权利要求1所述的光学邻近修正掩膜，其特征在于，每一开口图案具有0°的相位，而每一散射条图案具有180°的相位。

3.如权利要求1所述的光学邻近修正掩膜，其特征在于，每一开口图案具有180°的相位，而每一散射条图案具有0°的相位。

4.如权利要求1所述的光学邻近修正掩膜，其特征在于，每一开口图案为矩形，其具有一长边平行每一散射条图案的一长边，且平行所述第二方向。

5.如权利要求1所述的光学邻近修正掩膜，其特征在于，每一散射条图案的宽度与所述既定距离的比不超过0.5。

6.如权利要求1所述的光学邻近修正掩膜，其特征在于，所述开口图案与每一散射条图案排列定义出一边对边距离，且所述边对边距离在0至80纳米的范围。

7.一种光学邻近修正掩膜，其特征在于，包括：

多个矩形开口图案，沿一第一方向排列于一基底上，以在所述矩形开口图案之间定义出多个间隔区；以及

多对散射条图案，分别沿垂直于所述第一方向的一第二方向排列于所述基底上，使每一对散射条图案邻近于一对应的间隔区的二个相对侧；

其中从侧视观点，每一散射条图案在所述第一方向及所述第二方向上，不与所述矩形开口图案重叠，且其中每一矩形开口图案与每一散射条图案之间存在180°的相移。

8.如权利要求7所述的光学邻近修正掩膜，其特征在于，每一矩形开口图案具有一长边平行每一散射条图案的一长边，且平行所述第二方向。

9.如权利要求7所述的光学邻近修正掩膜，其特征在于，所述矩形开口图案与每一散射条图案排列定义出一边对边距离，且所述边对边距离在0至80纳米的范围。

10.如权利要求7所述的光学邻近修正掩膜，其特征在于，每一间隔区具有一宽度沿所述第一方向延伸，且每一散射条图案的宽度与每一间隔区的宽度的比不超过0.5。