TW451297B - Method to improve the uniformity of the critical dimension of beam exposure system - Google Patents

Description

451297 五、發明說明（i) 本發明係有關於一種改善光束曝光系統之臨界尺寸一 致性之方法’其利用在原始之圖案外固形成一框形圖案， 因此可藉由相同曝光光束大小來曝光，所以可使曝光顯影 後之光阻具有較佳之臨界尺寸一致性。 於利用電子束或雷射光束等光束曝光系統曝光基板上 的光阻時’若以可變形光束（variable shaped beam, VSB)電子束作為曝光源時，由於是以不同的光束大小來曝 光’使得圖案之臨界尺寸因受到曝光之光束大小不一致而 造成曝光顯影後之光阻之臨界尺寸亦失去一致性。而若以 高斯電子束（gaussian E-beam )或雷射光束（laser beam) 作為曝光源時’不同的曝光線寃是利用強度不一的灰階效 應來控制，亦引起鄰近效應，造成所轉移的圖案失真。 第1圖係一預定轉移至基板上之圈案，在此是以藉由 可變形光束電子束作為曝光源來舉例說明，由圖中可以看 出，在多邊形圖案102之周園環繞著大小不一的曝光區塊 60、62及64，而由於以不同的光束大小來曝光，使得曝光 顯影後之光阻之臨界尺寸失去一致性。 為了解決上述問題，本發明之目的即在提供改善光束 蜷光系統之臨界尺寸一致性之方法，其利用在原始之闲案 外園形成一框形圈案，因此可藉由相同曝光光束大小來曝 光*所以可使曝光顯影後之光阻具有較佳之臨界尺寸一致 性。 因此，本發明提供一種改善光束曝光系統之臨界尺寸 一致性之方法’包括以下步驟。首先，於一基板上形成一

第4頁 5 1 29 了 五、發明說明（2) 光阻層，接著，提供一預定藉由光束曝光系統轉移至基板 上至少一多邊形圖案。其次，於各個至少一多邊形圖案之 外圍形成一框形圖案以環繞各個至少一多邊形囷案而組成 一合併圈案。然後，藉由光束曝光系統以合併圖案對光阻 層施行一曝光程序。最後，對於此光阻層施行一顯影程 序。 而將本發明之改善光束曝光系統之臨界尺寸一致性之 方法應用在光罩製造上時，可在上述之基板與光阻間增加

一遮蔽層’再將曝光顯影後之光阻層圖案轉移至遮蔽層以 製作一光罩。 由於本發明之改善光束曝光系統之臨界尺寸一致性之 方法，利用在原始之圖案外圍形成一框形圖案，因此可藉 由相同曝光光束大小來曝光，而改善因受到曝光之光束大 小不一致而造成曝光顯影後之光阻之臨界尺寸亦失去一致 性，及舒緩高斯電子束或雷射光束的利用灰階效應控制曝 光線寬所產生的鄰近效應，使得轉移到基板上的線路圖案 較精確，而獲得較佳的臨界尺寸一致性，增加製鞋的良 率。

為讓本發明之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂， 下文特舉較佳實施例’並配合所附圈式’做詳細說明如 下。 圖式簡單說明 第1圖係顯示預定轉移至基板上之圖案〇 第2圖係顯示本發明實施例之於多邊形圖案之外圍形 BBOHr 第5頁 4^1^2 9 7 五、發明說明（3) 成一框形囷案以環繞多邊形圖案而组成一合併圖案。 第3圈係顯示本發明實施例1預定被轉移圓案之基板之 别面圖。 第4圖係顯示本發明實施例2預定被轉移圖案之基板之 剔面圖。 符號說明 10，20~基板； 12、24〜光阻層； 22〜遮蔽層； 102~主圈案； 1〇4~框形圖案； 106〜輔助圖案； 108〜光束曝光區塊I ; 110〜光束曝光區塊II = 實施例1 第2圓係顯示本發明實施例之於多邊形圖案1〇2之外圍 形成一框形圖案104以環繞多邊形圖案102，在框形圓案 104與光束曝光區塊m 10之間有一框線106，框線丨06之線 寬小於或等於製程之偏差值。。為了簡便起見，第2圖中 與第1圖相同之元件係使用相同之符號。 首先’請參照第3圖’於一基板10上形成一光阻層 12，基板10之材料可由玻璃、陶瓷、金屬、半導體、高分 子聚合物、或前述材料之組合中選用。接著，如第2圈所 示，提供一預定藉由光束曝光系統轉移至基板1〇上至少一 多邊形圖案102。之後’於各個至少一多邊形圖案1〇2之外 圍形成一框形圓案1〇4以環繞各個至少一多邊形圖案1〇2 , 在框形圓案104與光束曝光區塊ΙΠι〇之間有一框線1〇6， 其中，框形圈案1〇4之内邊是與各個至少—多邊形圖案1〇2 151297 五、發明說明（4) 之外邊相距同一光束曝光區塊1108，光束曝光區塊π 〇8之 大小或形狀可由可變形光束電子束、高斯電子束或雷射光 束等光束曝光系統來決定。框線106之線寬可由微影製程 之偏差值來決定，本實施例框線106之線寬係採用小於或 等於製程之偏差值。 其次，藉由光束曝光系統以多邊形圈案102、框形圖 案104、光束曝光區塊1108及光束曝光區塊II110等之合併 圖案對光阻層12施行一曝光程序。之後，對於光阻層12施 行一顯影程序。由於框線106在進行微影製程時因為其線 寬小於或等於製程之偏差值*所以當製程完成時，框線 106將自動除去。其後，更可以顯影後之光阻層12作為罩 幕’蝕刻基板10，藉以將光阻層12之圖案轉移至基板（未 顯示）。 由第2圈中可以看出’在舆第1圖中之多邊形圖案j 〇2 比較之下，由於框形圖案104的加入，使得多邊形囷案1〇2 是由光束曝光區塊1108所環繞，即以相同曝光光束大小來 曝光’所以可使曝光顯影後之光阻具有較佳之臨界尺寸一 致性。 表1是利用習知方法及本實施例之藉由加入框形圖案 之合併圓案，以可變形光束電子束曝光基板上的光阻，顯 影後光阻圏案之最大臨界尺寸差值之比較。由表1中可發 現利用本實施例之合併圓案，曝光基板上的光阻，顯影後 光阻圓案之最大臨界尺寸差值可大幅減低。

451297 五、發明說明（5) 表1 暗線酋界尺寸〔jLiKl) 習知方法之最大臨 本實施例之最大臨 界尺寸差值（JL/E〕 界尺寸差值Cjuii) 1.0 0.058 0.048 i.l 0.059 0.049 1.15 0.089 0.059 表2是利用習知方法及本實施例之方法，以臨界尺寸 0.6/zm之圖案藉由雷射光束曝光基板上的光阻，顯影後不 同圖案密度之臨界尺寸之比較。由表2中可發現利用本實 施例之合併圖案，曝光顯影後光阻圖案之不同圊案密度臨 界尺寸差值可由37nm大幅減至26nm。 表2 «案密度〔%) S知方法之tt界尺寸（#E) 本實絶例之ft界又寸（//m〕 100 0.561 0.57 90 0.577 0. 585 65 0.582 0. 588 50 0.598 0.596 雄界尺寸差 值（仰） 0.037 0. 026 實施例2 本發明之改善光束曝光系統之臨界尺寸一致性之方

451297 五、發明說明（6) —--- 法’可利用於光罩製造上。 首先，請參照第4圖，於—基板2〇上形成一遮蔽層22 及一光阻層24，基板20之材料可以石英玻璃為材質之光罩 基板，遮蔽層22可為鉻金屬層。接著’如第2圏所示，提 供一預定藉由光束曝光系統轉移至基板2〇上至少一多邊形 圖案102。之後，於各個至少一多邊形圖案1〇2之外圍形成 一框形圖案104以環繞各個至少一多邊形围案1〇2，在框形 圖案104與光束曝先區域〖πιο之間有—框線，其申， 框形圖案104之内邊是與各個至少一多邊形圖案1〇2之外邊 相距同一光束曝光區塊1108 ’光束曝光區塊Π08之大小或 形狀可由可變形光束電子束、高斯電子束或雷射光束等光 束曝光系統來決定。框形圓案之線寬可由微影製程之偏差 值來決定，本實施例框線106之線寬係採用小於或等於製 程之偏差值。 其次’以多邊形圖案102、框形圖案104、光束曝光區 塊1108及光束曝光區塊ΙΙ110等之合併圖案對光阻層24施 行一光束曝光程序。之後，對於光阻層24施行一顯影程 序。接著，以顯影後之光阻層24作為罩幕，蝕刻遮蔽層 22 ’由於辅助圖案106内之圖案在進行微影製程時因為輔 助圖案106之線寬小於或等於製程之偏差值，所以當製程 完成時，輔助圈案106將自動除去》藉以將光阻層之圖案 轉移至遮蔽層。最後’去除光阻層，即完成一光罩之製作 (未顯示）。 其次，藉由光束曝光系統對光阻層24施行一曝光.程

451297 五、發明說明（7) 序。之後’對於光阻層24施行一顯影程序《由於框線1〇6 在進行微影製程時因為其線宽小於或等於製程之偏差值， 所以當製程完成時，框線10 6將自動除去。接著，以顯影 後之光阻層24作為罩幕’蚀刻遮蔽層22，藉以將光阻層之 围案轉移至遮蔽層。最後，去除光阻層，即完成一光罩之 製作（未顯示）。 本發明中所應用之物質材料，並不限於實施例所引述 者’其能由各種具恰當特性之物質和形成方法所置換，且 本發明之結構空間亦不限於實施例引用之尺寸大小。 本發明雖已以較佳實施例揭露如上，但其並非用以限 制本發明》任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和 範圍内’當可做些許之更動與潤飾。因此本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

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Claims (1)

1. 4 5 1 2 9 7ι 六、申請專利範圍 1. 一種改善光束曝光系統之臨界尺寸一致性之方法， 包括以下步驟： 於一基板上形成一光阻層； 提供一預定藉由該光束曝光系統轉移至該基板上至少 一多邊形囷案； 於該各個至少一多邊形圖案之外圍形成一框形圖案以 環繞該各個至少一多邊形圈案而組成一合併圖案； 藉由該光束曝光系統以該合併圖案對該光阻層施行一 曝光程序；以及 對於該光阻層施行一顯影程序。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該光東曝 光系統為可變形光束電子束曝光系統。 3. 如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中該光束鑤 光系統為高斯電子束曝光系統。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中該光束嗓 光系統為雷射光束曝光系統。 5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該框形圖 案之内邊是與該各個至少一多邊形圖案之外邊相距同一光 束嗓光區塊。 6. 如申猜專利範圍第5項所述之方法，其中該光束爆 光區塊之大小或形狀可由可變形光束電子束、高斯電子束 或雷射光束等光束曝光系統來決定。 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該框形圖 案之線寬可由微影製程之偏差值所決定。

   第11頁 4 51297 六、申靖專利範圍 8.如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該框形圖 案之線宽小於或等於微影製程之偏差值。 9_如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基板之 材料可由玻璃、陶瓷、金屬、半導體、高分子聚合物、或 前述材料之組合中選用。 10.如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括以該顯 影後之光阻層作為罩幕，蝕刻該基板。 11· 一種改善光束曝光系统之臨界尺寸一致性之方 法，包括以下步驟： 於一基板上形成一遮蔽層及一光阻層； 提供一預定藉由該光束曝光系統轉移至該基板上至少 一多邊形圖案； 於該各個至少一多邊形围案之外圍形成一框形圖案以 環繞該各個至少一多邊形圈案而組成一合併圖案， 藉由該光束曝光系統以該合併圖案對該光阻層施行一 曝光程序；以及 對於該光阻層施行一顯影程序；以及 以該光阻層作為罩幕，蝕刻該遮蔽層。 12. 如申請專利範圍第η項所述之方法，其中該卷束 曝光系統為可變形光束電子束曝光系統。 13. 如申請專利範固第11項所述之方法，其中該光束 曝光系統為高斯電子束曝光系統。 14. 如申請專利範圍第u項所述之方法，其中該光束 曝光系統為雷射光束曝光系統。

   第12頁 H297 六、申請專利範圍 15. 如申請專利範圍第u項所述之方法，其中該框形 圖案之内邊是與該各個至少一多邊形圖案之外邊相距同一 光束曝光區塊。 16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該光束 曝光區塊之大小或形狀可由可變形光束電子束、高斯電子 束或雷射光束等光束曝光系統來決定。 17. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該框形 圓案之線宽可由微影製轾之偏差值所決定。 18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該框形 圖案之線寬小於或等於微影製程之偏差值。 19. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該基板 為以石英玻璃為材質之光罩基板。 2〇·如申請專利範圍第11項所述之方法’其中該遮蔽 層為鉻金屬層。