TW201032000A - Photomask - Google Patents

Description

201032000 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於一用於製造半導體裝置的曝光製程中使 用之光罩，並且較具體相關於一包括在主要圖案周圍之開 放區域中形成一辅助圖案之光罩。 【先前技術】 在製造一半導體裝置的光微影中，使用一光罩以在一 半導體基板上形成-圖案。該光罩具有用於形成該半導體 裝置的各個部件之-遮罩圖案。隨著使該半導體裝置較多 地整合’該遮罩圖案的特徵尺寸變得更小。 當該遮罩圖案的特徵尺寸達到一曝光者的解析限制， 由於光學鄰近效應，難以將理想的圖案轉移到基板上。 也就是說，當該遮罩圖案藉曝光源（例如，氟化氪 (Krypton Fluoride，KrF)準分子雷射或氟化氬⑷州 & FWide，ArF)準分子雷射）的照射轉移到_基板上的圖案 上’形成在該光罩的圖案不會均勻地轉移到該基板。該圖 案依據其圖案的位置而歪曲。當一光源之光通過該光罩， 各種依據該遮罩圖案的位置和形狀之光學現象發生，使該 光的強度依據該光罩的位置而有所不同。 為了解決上述問題，已使用一個光學鄰近修正（Optical Proximity Correction，OPC)技術。 該OPC是統計地或實驗地計算在一預期圖案和一形成 在光軍的實際圖案之間的關係。然後，該遮罩圖案的大小 3 201032000 和形狀依據計算結果調整。 然而’當使用一普遍的〇PC，難以改善焦聚深度的邊 緣和在所有晶片圖案中關鍵尺寸（Critical Dimension，CD) 之均勻性。一形成在一晶胞陣列的外部邊界之圖案特別容 易散焦。 圖1是說明當未經辅助圖案執行光學鄰近修正，形成 在一晶胞陣列區域之接觸孔洞的SEM照片之圖。 關於圖1，由於該散焦現象，一置於該外部邊界之接觸 孔洞圖案歪曲。圖丨顯示在該外部邊界圖案之散焦現象如 何隨焦聚深度從-0.2微米至_〇.〇4微米變化而變化。 圖2是以最好的焦聚說明圖1的接觸孔洞圖案的虛擬 影像之。 如置於圖2接觸孔洞丨丨之間的虛擬影像12所示，當 散焦發生時，在鄰近接觸孔洞丨丨之間產生橋樑的可能性是 明顯增加。 為了防止橋樑產生，已使用一種擴大外部邊界圖案的 孔洞直徑之方法。然而，當該接觸孔洞的直徑擴大時一 接觸區域擴及到一閘極區域，並可能導致在該兩區域之間 ，短路。結果’該擴大在外部邊界圖案的孔洞直徑的方法 是有一限制。 另外解決上述情況的替代法，可使用將一輔助圖案插 光罩之方法。然而，用這種方法難以獲得一理想的 外部圖案和一理想的製程邊緣。 結果，需要-新的輔助圖案以獲得一用於形成該外部 201032000 該外部圖案是最容易受到散焦現 圖案之理想的製程邊緣， 象0 【發明内容】 本發明的各種實施例是針對提供一包含與—主要圖案 相同間距對稱形成之光罩。 ,據本發明的某—實施例，一光罩包含：-藉由光微

元轉移到基板上之標㈣案；和-與標圖案的主要圖 案對稱形成之辅助圖案，其基於《㈣㈣外部部圖案。 該輔助圖案處 兴该主要圖案對稱形成，因此將該外部圖 案的製程邊界改基爲Λ 介文善侍與該主要圖案一樣好並且在散焦環境 下減少該外部圖案之損失。 較佳地’該辅助圖案具有與該主要圖案間距相同的間 距。形成該輔助圖案以具有與主要圖案間距相同的間距並 且與該主要圖案對稱，因此在散焦環境下減少該外部圖案 之損失。 ' 較佳地該輔助圖案包括形成一網狀之第一線和第二 線。該第-線具有與第—組主要圖案斜率大致相同的斜率 並且第二線具有與第二組主要圖案斜率大致相同的斜率。 較佳地，形成該輔助圖案以在該第一線與第二線鄰近 交又點之間具有與該主要圖案間距相同的距離。該輔助圖 案在鄰近交叉點之間具有與Υ方向間距相同的χ方向間距。 較佳地，該輔助圖案包括一鉻（Cr)膜、一鉬（Μ〇) 膜和一其所堆疊之結構。 5 201032000 較佳地，在鄰近該外部圖案處開放區域的 是一磚牆形圖案。 刑助圏案 :佳&肖主要圖案和外部圖案是在一晶胞陣列區域 中以-給定間距重複形成之接觸孔洞圖案。該縣圖 -光學鄰近校正圖案。料部圖案具有—切 宰 鍵尺寸之關鍵尺寸。 關 【實施方式】 圖 圖3是根據本發明的某—實施例說明-光罩的佈局之 圖3的該光罩包含形成在一透明基板（未顯示）上之 一標把圖案100和一辅助圖案2〇〇。 該標把圖帛1GG是-藉由光微影轉移到—光阻膜之圖 案。在本實施例中，該標乾圖案_ p用㈣觸孔㈣ 在-晶胞陣列區域形成之圖案。g 3的該標靶圖t 1〇〇顯 示藉由在該晶胞陣列區域中以一給定間距形成之接觸孔洞 圖案上執行—光學鄰近校正明得_圖案。形成在該標粗 圖案叫以下，簡稱為「外部圖案」）的外部邊界之圖案 120疋一用於改善一主要圖案11〇的製程邊緣之虛擬圖案。 形成該外部圖案12〇以具有一主要圖案11〇還大的孔洞直 徑。 該輔助圖案200形成在該光罩上，但不會轉移到該光 阻上。該輔助圖案200形成在外部圖案12〇附近之一未使 用的區域（開放的地區）上，因此將該標靶圖案1〇〇的光 201032000 ❷

學效應最大化以改善該標靶圖案100的製程邊緣。形成該 辅助圖案200以具有一比使用於一曝光製程中之照明解析 度還小的關鍵尺寸，以至於在光微影製程期間該辅助圖案 2〇〇沒有轉移到光阻上。該輔助圖案2〇〇是由主要圖案 和外部圖案120以一參考線r對稱」（或類似）形成。這 是為了改善該標靶圖案100的製程邊緣之做法，特別是該 外邛圖案120。當使用於此處，該用語「對稱的」或「對稱 地」代表該圖案具有相同的χ方向和γ方向之間距。在本 實施例中，該輔助圖案2〇〇和該主要圖案丄1〇對於其各自 重複的形狀具有相同的間距。該辅助圖案2〇〇較佳地形成 在一比該外部圖案12〇之i微米還大的區域。 該輔助圖案200包括與該主要圖案110的接觸孔洞平 订排列的線圖案210。該線圖案21〇對角線般互相交叉以建 立網狀。在圖3的該辅助圖案2〇〇 +，形成與該主要圖 案1 〇的X方向間距（X’）和γ方向間距（γ，）相同之該 線相交之點的距離[即，χ方向間距（X)和Y方向間距（Y)]。 雖然圖3顯示該間距X，形成是與該間距Y，相同，依據該主 要圖案110的形狀他們可以彼此不相同。 一払靶圖案100和該輔助圖案200可各自以鉻膜、一 銷膜和一其所堆疊之結構形成。 輔 4b 案 圖^是根據本發明的某一實施例說明當以一包 :::之光罩執行一曝光製程時的一虛擬影像之圖。 據本發明的某-實施例說明當以-不包括一辅 之光罩執行-純料的—錢影狀圖。括 201032000 圖4a和4b的虛擬影像的比較結果如下β 關於圖4b，該主要圖案π的虛擬影像和該外部圖案 14的虛擬影像是形成的。關於圖4a，與該主要圖案的虛擬 影像3 10對稱之虛擬影像41 〇是形成在該外部圖案外側的 開放區域中。也就是說，雖然該輔助圖案2 i 〇沒有轉移到 該半導體基板，基於該外部圖案320的虛擬影像，與該虛 擬影像310對稱之該虛擬影像41〇是形成在該開放區域。 圖5a是說明在圖4a中沿A-A，發光的光強度之圖，並 且圖5b是說明在圖4b中沿A_A，發光的光強度之圖。 圖5b顯示各自對應一猜想主要圖案13所在以形成之 點和一猜想外部圖案14所在以形成之點的主要尖峰丨5和 一外部尖峰16,但在該開放區域不存在虛擬影像尖峰。該 外峰尖峰16具有約與該主要尖峰15相同的高度，致使它 們的尖峰數值彼此相似。難以改善在曝光製程中該外部圖 案120的製程邊緣。 另一方面’圖5a顯示一具有與該主要尖峰51〇形狀相 似的輔助央峰530 ’雖然該輔助峰值53〇的尖峰數值是小 的。也就是說，對應於該辅助圖案2〇〇之該輔助尖峰53〇 是以該外部圖案120的外部尖峰52〇作為一中線（或參考） 與該主要圖案110的主要尖峰5 1〇對稱。對應於該外部圖 案120的外部尖峰52〇之值（即，〇 42)是明顯大於該主要 尖峰510之值（即’ 0.35)。如圖5a所示，該輔助圖案200 的开》成增加該外部圖案12〇的外部尖峰52〇之值。 換δ之，具有與該主要圖案丨丨〇的間距相同的該輔助 201032000 圖案200是以對稱主要圖案110形成，因此增加用於該主 要圖案〇和輔助圖案2〇〇的光強度之間的差異。結果， 置於該主要圖案110和該輔助圖案200之間的該外部圖案 120之外部尖峰52〇之值是增加的。 以這種方式，該外部尖峰52〇的增加也增加了該外部 圖案12G的製程邊緣。因此’該外部圖案12G取得對抗該 散焦現象並形成具有一理想的形狀。 ❹ ® 6是說明在圖4a巾料部圖案320附近之虛擬影像 之圖。 如圖：的外部圖案32〇的接觸孔洞之間形成該虛擬影 像330所不，斑阁 、圖2比較，在該鄰近接觸孔洞32〇之間橋 樑產生的可能性是降低的。 圖7是根據本發明的另一實施例說明輔助圖案之圖。 圖3的該辅助圖案包括相交的對角線圖案21〇以形成 網狀。然而，如圖7 一 不，可以包括由水平和垂直方向排 列的線圖案形成該姿*7:1； «· Θ ® 圖案使其具有一棋盤形狀（該間距 據該主要圖案110的形狀而定），或者如圖几所示的磚 牆形狀。該碑牆形狀意指像—道牆般置放之碑的形狀。 上述本發明的實施例是說明性而不是限制性。各種替 :::等效是可能的。本發明不藉由在此描述的沉積類型、 光和圖案步驟所限制。也不以任何特定類 ==發明。例如，本發明可執行在-動態隨機存 取存儲1§裝置或非揮發 發生6己隐體裝置。鏗於本發明的揭露 忍、、人本附加申請專利m圍内的範蹲的之其他補充、 9 201032000 增減或修改是顯而易見。 【圖式簡單說明】 圖1是說明當未經輔助圖案執行光學鄰近修正，形成 在一晶胞陣列區域之接觸孔洞的SEM照片之圖。 圖2是以最好的焦、聚說明圖丨的接觸孔洞圖案的虛擬 影像之。 圖3是根據本發明的某一實施例說明一光罩的佈局之 圖。 ® 是根據本發明的某—實施例說明當以-包含-辅 助圖案之光罩執行-曝光製料的__虛擬影像之圖。 圖仆是根據本發明的某一實施例說明當以一不包含一 輔助圖案之光罩執行一曝光製程時的一虛擬影像之圖。 圖5a是說明在圖4a中沿α·α，發光的光強度之圖。 圖5二是說明在圖4b中沿α_α，發光的光強度之圖。 :6是,明在圖^中該外部圖案附近之虛擬影像之圖。 疋根據本發明的另一實施例說明輔助圖案之囷。 【主要元件符號說明】 11 ：接觸孔洞 12 :虛擬影像 13 :主要圖案 14 :外部圖案 15 ： 主要尖峰 16 :外部尖峰 201032000 100 :標靶圖案輔助圖案 110 :主要圖案 120 :外部圖案 200 :輔助圖案 2 1 0 :線圖案 3 1 0 :虛擬圖像 320 :虛擬圖像 3 3 0 :虛擬圖像 41 0 :虛擬圖像 510 :主要尖峰 520 :外部尖峰 530 :輔助尖峰 11

Claims (1)

1. 201032000 七、申請專利範圍： 種光罩包括： 一藉由光微影轉移到一基板上之標靶圖案；和 基於該標靶圖案的外部圖案而與該標靶圖案的主要 圖案對稱形成之辅助圖案。 、 2.根據申請專利範圍第1項之光罩，其中該輔助圖案且 有與該主要圖案間距相同的間距。 …、 广·根據申請專利範圍第1項之光罩，其中該輔助圖案包 括形成網狀之第一線和第二線。 _ 4一根據申請專利範圍第3項之光罩，其中該第一線具有 與第’I主要圖案斜率大致相同的斜率，並且該第二線具 有與第二組主要圖案斜率大致相同的斜率。 、5.根據申請專利範圍第3項之光罩，其中形成該辅助圖 案以在。玄第一線肖第二線鄰近交叉點t間具有與該主要圖 案間距相同的距離。 根據申明專利範圍第5項之光罩，其中該輔助圖案在 鄰近交又點之間具有與γ方向間距相同的χ方向間距。 ❹ 7·根據申明專利範圍第W之光罩，其中該輔助圖案包 括一鉻（C〇膜、一鉬（Μ〇)膜和一其所堆疊之結構。 8. 根據申β月專利範圍第丄項之光罩，其中該辅助圖案是 一磚牆形圖案。 9. 根據申》月專利範圍第w之光罩，其中該輔助圖案形 成在該外部圖案附近之一開放區域。 10·根據申請專利範圍第1項之光罩，其中該主要圖案 12 201032000 和外部圖案是在一晶胞陣列區域中以一給定間距重複形成 之接觸孔洞圖案。 11. 根據申請專利範圍第丨項之光罩，其中該標靶圖案 是一光學鄰近校正圖案。 12. 根據申請專利範圍第丨項之光罩，其中該外部圖案 具有一大於主要圖案關鍵尺寸之關鍵尺寸。 ® 八、圖式： (如次頁）

   13