TW480608B - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480608 A7 五、發明說明（1 ) 發明ϋ 本發明係關於半導體積體電路裝置之製造技術，尤其是 關於可有效的適用於實行曝先處理時使用相、倍務姨患罩 (phase shifting mask)的光刻（lithography)技術之技術。 譬如說，在曰本專利特開平第6一 83〇32號公報，則於相 位移相光罩（以下稱謂移相光罩）的移相器（phase shifter)之 材料係使用電子緣畫用之抗蝕劑或氧化矽膜的結構之光罩 中’把由膜所構成移相器部的光透過率造成之曝光光衰 減’視爲問題之所在而揭示一種將以實體分離的兩片光罩 之各自同一光罩圖案（mask pattern)予以疊合曝光，藉以減 低在移相器邵的曝光光衰減之技術，以作爲解決該問題之 手段。 另外，在日本專利特開平第n — 233429號公報中，則揭 示一種關於因應曝光對象的圖案之性質來改變曝光條件而 實行多次曝光之曝光技術。 另外，在曰本專利特開平第丨丨―丨丨丨6〇丨號公報中，則揭 示一種超析像雙重掃描曝光技術，其係在一片光罩的不同 平面位置設置相同光罩圖案，並.將其光罩圖案以掃描方式 之曝光處理實行多次曝光以解決實行多次曝光處理時若使 用兩片光罩，則於曝光處理時因需要光罩更換作業所造成 曝光工序之產能下降或增加光罩製作成本等問題。 另外’在日本專利特開平第5 - 19 7 12 6號公報中，則揭示 一種將互相交叉之移相器圖案配置於同一光罩基板之不同 平面位置，並使其互相交叉之移相器圖案錯開半個節距而 — r J-------_-裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n H ϋ j ’ · ·ϋ i_i ϋ ϋ ϋ #. -4-

480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2 ) 實施曝光以貫行多’人曝光’以使圖案複製於該交叉領域之 曝光技術。 另外，在曰本專利特開平第1 〇一 12543號公報中，則揭示 一種藉由把互相交叉之移相器圖案錯開半個節距而曝光以 實行多次曝光’以使圖案複製於該交又領域之雙重曝光技 術0 此外，在曰本專利特開平第11_ 143085號公報，則揭示 一種施予利用兩光束與通常光之多次曝光，以使圖案複製 於該交叉領域之多次曝光技術。 發明之簡&摘要 在製造半導體積體電路裝置，用來在半導體晶圓上複製 械細圖案之方法係採用光刻技術。該光刻技術主要使用投 影曝光裝置，使裝設在投影曝光裝置之光罩（ph〇t〇 mask) 之圖案複製於半導體晶圓上，以形成積體電路圖案。 該投影曝光裝置包括：步進機，其係用來以分步重複處 理（step and repeat process)方式複製光罩圖案；與掃描器， 其係用來將光罩及半導體晶圓朝相對相反方向掃描以連續 地複製缝隙狀（曝光區。步進機與掃描器之最大差異乃在 於步進機係使用投影透鏡之全面而複製圖案，惟掃描器卻 是僅使用投影透鏡之朝直徑方向延伸之縫隙⑷⑴狀部分來 複製圖案。 然而，構成半導體積體電路裝置的圖案之微細化，係依 賴於半導體積體電路裝置製造工序之光刻工序中主要使用 的縮小投影曝光裝置之高性能化所達成。然而，如欲更進 -5- 本紙張尺度賴巾關家標準（CNS)A4規格（210^97公釐)' I ϋ pi 4§ h h h h h · ϋ n n I n n n 一 a If n n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·· 480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（3 ) 一步提高圖案之微細加工性，則須要使縮小投影曝光裝置 的數値孔徑（numerical aperture) NA大孔徑化。尤其在經佈 局成鬲密度的微細孔圖案，如欲得高析像性，則需要曝光 光之短波長化或高NA化，但是，這些皆需要巨額設備投 資’且在半導體積體電路裝置之微細加工水準正在逐年加 速發展當中，若在尚未攤完半導體製造裝置的設備折舊之 前就添新的設備投資之舉，乃是非現實之措施。於是，最 近在光刻技術方面，正在推行應用一種含有通過如移相光 罩等光罩的光之相位資訊之光罩。移相光罩技術係藉由操 作k過光罩（包括初縮掩膜板；r e t i c u 1 e)的光之相位以提高 析像度及聚焦深度之技術，例如，在互相鄰接的光透過領 域之一方佈局移相器，而使透過雙方的先透過領域之光相 位互相反轉之累賓遜（levenson)型移相光罩技術等。 溝槽移相器係在光罩‘上比遮光膜較位於下層之透明膜或 在透明光罩基板等上形成、凹部而成者。例如，將光罩上從 互相鄰接的光透過圖案之一方所露出之透明膜或透明光罩 基板，以使其透g鄰接的光透過圖案之光相位反轉丨❼氧 之方式往下挖，藉此以形成移相器者。 然而，本發、明人在上述溝槽移相器構造之移相光罩技術 中，卻發現尚存在著下列課題。 第一，就是隨著圖案乏微細化而被要求高精度的相位差 ，控制）。例如/曝光光使用KrF激元激光器（excinierlaser)光 時’其溝槽移相器之深度則爲約245 nm。假設所要求之相 位决差允玲f爲2度’光'罩基板之挖入量則需約土 3 n m之 -6- I ;— ·------ip —裝-------""訂-----I--' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ♦ 一 i ¾ y/ z X u 1 z i 現 A 1/ n IN J V 千 I ϊ 480608 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 精度。惟由於光罩基板係由玉英等玻璃基板構成，且也不 能靠溫度控制等來調整其挖入深度等，因此，如依賴爲挖 溝槽所施予之乾姓刻處理來達成在其範圍（精度）下孓挖溝 則極其困難。因而，就溝槽移相器構造之移相光罩而言， 其相位絕對値之控制將成爲重大課題。 第二’就移相光罩而言，則有起因贫用以附加相位差之 光罩構造而造成複製圖案之尺寸精度下降之課題。例如， 在溝槽移相器構造，因受到光罩挖入部側面之影響而使透 過光之光量變少的結果，會使透過佈置了溝槽移相器之處 及與其相鄰接的未佈置溝槽移相器之處的光所複製之各自 圖案之尺寸，產生差異。於是，採取在溝槽移相器部分使 上述透明膜或透明光罩基板向溝槽寬度方向外伸（〇να_ hang) ’俾在溝槽移相器邵分使遮光圖案端部突出成房簷 狀之構造（微細房簷型溝槽移相器構造）之方法，但是隨著 複製圖案之微細化，即使採用微細房簷型溝槽移相器構造 仍有無法解除上述複製圖案尺寸差之課題存在。 罘三，因需要形成上述相位之高精度絕對,値控制或微細 房簷型溝槽移相器，導致光罩製造有困難。而且，隨著複 製圖案微細化會在光罩缺陷檢驗或修正上需要高精武。由 於這些因r，致有光罩製造良率下降之課題存在。 叩本發明之目的乃在於提供一種技術，其於具有溝槽移相 器構造之光罩中能放寬其相位之絕對値控制精度。 另外，本發明之其他目的乃在於提供一種技術，其能提 高使用具有溝槽移相器構造之光罩所複製之圖案的^寸精 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公楚 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I-c U0 I n mtmm n mmmmm 1 I .f 丨、a ea— i iai n i ^ro H-δυθϋδ Α7 Β7 五、發明說明（5 度 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，本發明之其他目的乃在於提供—種技術 寬檢驗具有溝槽移相器構造之光罩的檢出尺寸。 ^另外’本發明之其他目的乃在於提供—種技術 南具有溝槽移相器構造之光罩的製造上之容易性 古另外’本發明之其他目的乃在於提供一種技術 南具有溝槽移相器構造之光罩的良率。 、=明之上述及其他之目的與新顆特徵，將由本說明壹 之敍述及附圖得以明瞭。 ^ 曰在本中請案所揭示發明中較具代表性者之概要簡單 #充明如下。 就是説’本發明係包括 5人赋# Α舲先罩上所形成複製領域以 曝光處理曝光於晶圓上時，對於上述晶圓之同一複製領 或知在上逑光罩互相具有同-光罩圖案|相疊合時能使 ^溝^私相态之佈局成爲相反所構成也教^不同的複製領 域，丁以璺合而曝光，藉此以在上述晶圓上複製預定之積 體電路圖案之工序。 另外，本發明係包括··對於晶圓第一主面之第一領域， 將包含基板溝槽移相器之第_移相光㈣案m卜光施 丁縮小投影B暴光之工序；以及對於上述晶圓之第一主面第 一領域，將包含基板溝槽移相器且使上述第一移相光罩圖 木之相位反轉之第二移相光罩圖案，以紫外光予以縮小投 影曝光之工序。 另外，本發明係包括：對於上述晶圓第^主面之第一領 其能放 其能提 其能提 Ί , ^_w« Μ--------^-----I-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 8 - k紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（6 域，將包含基板溝槽移相器之第一移相光罩圖案，以紫外 光予以縮小投影曝光之工序；以及對於上述晶圓之第一主 面第一領域，將包含基板上薄膜溝槽移相器且使上述第一 移相光罩圖案之相位反轉之第二移相光罩圖案，以紫外光 予以縮小投影曝光之工序。 另外，本發明係包括：對於上述晶圓之第一主面第一領 或知帛私相光罩圖案，以紫外光予以縮小投影曝光之 工序、;、：及對於上述晶圓之第-主面第-領域，將形成在 與上述移相光罩圖案同一光罩基板上之同一主面上且 使上述第一移相光罩圖案之相位予以反轉之第二移相光罩 圖案，以紫外光予以縮小投影曝光之工序。 另外，本發明係包括：對於晶圓第一主面之第一領域， 將包含微細房詹型溝槽移相器之第一移相光罩圖案，以紫 外光=以縮小投影曝光之工序；以及對於上述晶圓之第一 王面弟-領域，將包含微細房詹型溝槽移相器且使上述第 I移相光罩圖案之相位予以反轉之第：移相光罩圖案，以 紫外光予以縮小投影曝光之工序。 另外，本發明係包括：對於晶圓之第一主面第一領域， 以紫外光將第-移相光罩圖案予以縮小投影曝光之工序； =上述：H王面第_領域，將上述第—移相光罩 -木之相位丁以反轉《第二移相光罩圖案，以紫外光予以 縮小投影曝光之工序；對於上述晶圓之第一主面第一領 =再度以紫外光將上述第_移相光罩圖案予以縮小投影 W、一〈工序’以及對於上述晶圓之第一主面第一領域，再 各紙張尺度適財關家標準 χ 297公釐） L -111— I «^ew— · I I----I ---------.1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 度以糸外光將上述第二移相光罩圖案予以縮小投影曝光之 工序。 1外’本發明中上述第二移相光罩圖案，係形成在與上 述第—移相光罩圖案同一光罩基板上之同一主面上。 夕卜 卜’本發明中上述（C)及（d)工序之曝光，係以掃描曝光 法實行。 另外’本發明中上述第一及第二移相光罩圖案，係依照 累賓遜方式。 另外’本發明中依照累賓遜方式之光罩圖案，係用以複 製線幅與線距圖案（line and space pattern) ° 另外’本發明中依照上述累賓遜方式之光罩圖案，係用 以複製複數個孔圖案（hole pattern) 〇 另外’本發明係包括：對於晶圓之第一主面第一領域， 、糸卜光知包含輔助圖案之第一移相光罩圖案予以縮小投 影曝光&工序；以及對於上述晶圓之第一主面第一領域， 將包含輔助圖案且使上述第一移相光罩圖案之相位予以反 轉I第二移相光罩圖案，以紫外光予以縮小投影曝光之工 序0 另外，本發明係包括··對於晶圓第一主面之第一領域， 知匕έ /冓槽移相器之第一移相光罩圖案，以使用紫外光作 爲曝光光’予以縮小投影而掃描曝光之工序；以及對於上 述晶圓之第一主面第一領域，將包含溝槽移相器且使上述 第私相光罩圖案之相位予以反轉之第二移相光罩圖案， 以使用紫外光作爲曝光光，予以縮小投影而掃描曝光之工 -10- ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) « 丨裝 訂--- # υδ

五、發明說明（8 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 不同平 合而曝 ;而於 圖案且 之光的 〇 不同平 合而予 上之工 同之光 平面位 合曝光 序。 另外，本發明係包括：對於晶圓之第—^面第—領域， 將第一移相光罩圖案，以使用紫外光作爲曝光光，予以縮 2衫而掃描曝光之工序；以及對於上述晶圓之第一主面 弟、域，知上述第-移相光罩圖案之相位予以反轉之第 =移相光罩圖案’以使用紫外光作爲曝光光，予以縮小投 影而掃描曝光之工序。 再者，炫知在本申請案所揭示發明中其他較具代表性 之概要簡單説明如下。 1 ·本發明~係包括：將佈局在同一光罩之同一面上 面位置之複數個複製領域，對於晶圓之同一領域疊 光，以使預定之積體電路圖案複製在晶圓上之工序 進仃上述疊合曝光時，則將佈局了互爲相同之光罩 溝槽移相咨係佈局成疊舍時能使透過同一平面位置 相位互相反轉之複數個複製領域，予以疊合曝光者 2.本發明係包括：將佈局在同一光罩之同一面上 面位置之複數個複製領域，對於晶圓之同一領域疊 以掃描曝光，以使預定之積體電路圖案複製在晶圓 序；而於進行上述疊合曝光時，則將佈局了互爲相 罩圖案且溝槽移相器係佈局成疊合時能使透過同一 置之光的相位互相反轉之複數個複製領域，予以疊 者。 3·本發明係包括：將佈局在同一光罩之同一面上不同平 面位置之複數個複製領域，對於晶圓之同一領域叠合而予 11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -Γ.--:1?------—^_ew« ·--------^-------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 480608 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 ) 以掃描曝光，以使預定之積體電路圖案複製在晶圓上之工 序；且包括：於進行上述疊合曝光時，將佈局了互爲相同 之光罩圖案且溝槽移相器係佈局成疊合時能使透過同一平 面位置之光的相位.反-轉之複數個複製領域，予以疊合 曝光之工序；而於上述疊合曝光時則使將要疊合之複數個 複製領域，沿上述掃描曝光的曝光領域之掃描方向排列而 佈局在光罩上者。 4.本發明係包括：將佈局在同一光罩之同一面上不同平 面位置之複數個複製領域，對於晶圓之同一領域疊合而予 以掃描曝羌’以使預定之積體電路圖案複製在晶圓上之工 序；且包括：於進行上述疊合曝光時，將佈局了互爲相同 之光罩圖案且溝槽移相器係佈局成疊合時能使透過同一平 面位置之光的相位互相反轉之複數個複製領域，予以疊合 曝光I工序·，而上述光罩圖案具有供複製在晶圓之主光透 過圖案，與佈置在其附近之光透過圖案而以不會複製在晶 圓上之尺寸所形成之輔助光罩圖案；並在將要疊合之各自 複製領域中，將溝槽移相器佈局成使透過上述主光透過圖 案與輔助光罩圖案的光之相位能反轉者。 扣5.本發明中上述第1至4項中任一項所記載之溝槽移相 时，係由挖在構成光罩之光罩基板本身之溝槽所形成基板 溝槽移相器構成。 本發明中上述第丨至4項中任一项所記載之溝槽移相 益，係由在介於構成光罩之光罩基板與遮光圖案之間的移 相膜上，以露出光罩基板表面之方式所挖成之溝槽所形成 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） --JIH-------ttw— --------^--------.1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智.«:財產局員工消費合作社印製 薄膜溝槽移相器構成。 哭係t:中上述罘1至4項中任一項所記載之溝槽移恭 1 =由構成其之溝槽係挖至遮光㈣之端部下方，以供 成遮光圖案端部突出的構造之微細房筹型溝槽移相器梯 二：發明中上述第7項所記載之微細房簷型溝槽移相器之 房詹長度爲曝光光波長之70。/。以下。 Λ本發明中上述第7項所記載之微細房簷型溝槽移相器之 居詹長度爲曝光光波長之40〇/。以下。 ίο.本發明中上述第丨至9項中任—項所記載之複數個複製 :/口自具有光罩圖案係互相平行鄰接之複數個光透過圖 案，且在其互相鄰接之光透過圖案中任一方佈局溝槽移相 器。 1.本I明中上述第1至丨〇項中任一項所記載之光罩製造 序係包括·（a)在形成遮光圖案及光透過圖案之光罩基 板上形成光阻圖案之工序；⑻將上述光阻圖案作爲遮罩而 在由其露出的遮罩挖出溝槽以形成溝槽移相器之工序；以 及（C)將上述光阻圖案除去後檢驗相位之工序。 I2·本發明中上述第1至11項中任一項所記載之光罩之溝 槽移相器形成工序，係包括：⑷在形成遮光圖案及光透過 ^案之光罩基板上形成光阻圖案之工序；（b)將上述光阻圖 案作爲遮罩而在由其露出的遮罩挖出溝槽以形成溝槽移相 器之工序；（c)將上述光阻圖案除去後檢驗相位之工序；以 及（d)經上述（c)工序後對於光罩施予各向同性的濕餘刻以 13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） I - ' -裝·— (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將光罩表面予以蝕刻除去之工序。 圖式之J要說1 圖1係顯示本發明一實施形態之半導體積體電路裝置 造方法之概略製造工序説明圖。 匕 圖2係顯示圖1之半導體積體電路裝置製造方法所使用曝 光裝置之一例子説明圖。 圖3係將圖2之曝光裝置之重要部分抽出而顯示之說明 圖。 圖4係以模式顯示圖2及圖3之曝光裝置之曝光領域俯视 圖。 圖5係以模式顯示步進機之曝光領域之俯視圖。 圖6(a)係使用於本發明一實施形態之半導體積體電路裝 置製造方法的光罩之一例子全體俯視圖，（b)及（c)係分別 爲（a)之A - A線及B - B線之剖面圖。 圖7自（a)至（c)係圖6之’各種光罩之重要部分剖面圖。 圖8自（a)至（c)係圖6之各種光罩之重要部分剖面圖。 圖9係用以説明本發明一實施形態之半導體積體電路裝 置製造方法之曝光處理工序説明圖。 圖10(a)係經由本發明人檢討之移相光罩之局部剖面圖， (b)係表示⑷之移相光罩之透過光強度分布圖，（c)係由（a) 之移相光罩所複製之圖案俯視圖。 圖11 (a)係經由本發明人所檢討移相光罩之局部剖面圖， (b)係表示（a)之移相光罩之透過光強度分布圖表，（c)係由 (a)之移相光罩所複製之圖案俯視圖。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I Γ.--^ I ^--I---^ · I---I--訂---— II--.1 Γ%先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480608 A7 五、發明說明（12 ) 圖12係在使用經由本發明人等所 一 寺所对移相光罩之曝光裝 置中，顯不線幅與線距（圖案）之尺， VUI术；I尺才，與各尺寸 案之尺寸差間之關係圖表。 ^ 圖1 3係經挺擬本發明一會访开彡能+坐— 、 貝她形怨足+導體積體電路裝置 製造方法的曝光處理之光強度分布而得之圖表。 圖14係經模擬由本發明人等所檢討曝光處理之光強度分 布而得之圖表。 圖15(a)係在本發明一實施形態之半導體積體電路裝置製 造方法的曝光處理所使用光罩的將要疊合之兩複製領域俯 視圖，（b)係⑷之a—A線及B—B線之剖面圖，⑷係顯示透 過⑷之各複製領域之光強度分布圖表，（d)係顯示將⑷之 各複製領域疊合曝光時所得之光強度分布圖表。 圖16係經由本發明人檢討之技術，而以模式顯示使用步 進機施行曝光處理時將在複製圖案產生位置偏移之説明 圖。 圖17(a)、（b)係經由本發明人檢討之技術，而以模式顯示 使用步進機複製光罩上不同平面位置座標的複製領域之情 形説明圖。 圖1 8係本發明之技術思想，而以模式顯示使用步進機複 製光罩上不同平面位置座標的複製領域之情形説明圖。 圖19(a)係光罩之複製領域之重要部分俯視圖，（b)係（a) 之A— A線剖面圖，（c)係使用掃描器進行曝光處理時將（a)之 光罩曝光一次時之光罩圖案俯視圖。 圖20(a)係光罩之兩處複製領域之重要部分俯視圖，（b)係 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） :ί Ί------—·裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1Τ-------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（13 ) (a)之A—A線及B—B線之剖面圖，⑷係使用掃描器將⑷之兩 處複製領域疊合而曝光時之光阻圖案俯視圖。 圖2 1⑷係、在光罩存在著缺陷的複製領域之重要部分俯視 圖’（b)係在光罩並未存在雜、> 什在缺陷的稷製領域之重要部分俯視 圖。 圖22自（a)至（c)係於使用播 > 哭 又用伸撝备作曝光處理時，僅使用圖 叫)之光罩之情形及將圖21⑷、（b)之光罩疊合曝光兩次 或兩次以上之情形下所複製之圖案尺寸之評價結果圖表。 圖2 3係顯示使用掃描哭作暖氺走 _ 田w作曝先處理時將光罩曝光一次時 之圖案尺寸分布精度圖表。 圖24係顯示使用掃描器作曝光處理時作多重曝光時之 案尺寸分布精度圖表。 圖25自⑷至⑷係經由本發明人等所檢討光罩製造 之局部剖面圖。 圖26係本發明一實施形能之车道曲 、、 ，、他y心、< 牛導體積體電路裝置製造 法所使用之光罩製造工序流程圖。 圖27自（a)至（c)係圖26之光罩製造工床由、干衣、丄序中〈重要邵，分 圖。 . 圖28係圖26之光罩製造工序中之重要部分剖面圖。 圖29係應用本發明一實施形態之半導體積體電路裝置 造方法之曝光方法所製造半導體積體電路裝置之 俯視圖。 H 圖30係圖29之A-Α線剖面圖。 圖3_系衣發明之其他實施形態之半導體積體電路裳置 圖 中 方 面 製 分 -16· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明說明（14 ) 製仏方去所使用光罩之重要部分俯視圖，係⑷之A—A 線剖面圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3 2(a)係圖3 1之光罩的其他平面位置之重要部分俯視 圖’（b)係（a)之a—a線剖面圖。 士圖33(a)係本發明之另一其他實施形態之半導體積體電路 裝置製造方法所使用光罩之重要部分俯視圖，（…及。）係（a) 之A-A線及B-B線之剖面圖。 發明之詳細説明 在説明本案發明之實施形態之前，先就本案説明書中用 語之基本意思説明如下。 1 ·紫外光··在半導體領域中其係指自45〇 nm左右至短波 長之50 nm以下私度之電磁波，.其中自3〇〇 起之長波長 稱謂近紫外域，低於此之短波長領域則稱謂遠紫外域，而 在200 nm以下則特別稱謂眞空紫外域。光源則有諸如：水 銀弧光燈等之i線（波長365 nm)&g.(波長436 nm)，KrF激 兀激光器（波長248 nm)，以及八巧及卜激元激光器等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2·掃描曝光：係將微細之縫隙狀曝光帶相對於晶圓與光 罩或初縮掩膜板（reticule ;在本案中若指謂光罩，即表示 也包含初縮掩膜板之廣義概念），朝與缝隙之長度方向成 正交之方向（向斜向移動也可）作相對連續移動（掃描），以 在晶圓上之預定部分複製光罩上的電路圖案之曝光方法。 3 ·步進掃描曝光：係組合上述掃描曝光法與步進曝光法 而將晶圓上欲加以曝光之部分全部予以曝光之方法，係屬 於上述掃描曝光法之下位概念。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 608 A7 B7

4·基板溝槽移相器：係在石英等透明光罩基板本身之表 面形成凹部之移相I。所謂的基板本身之表面係指包括在 基板表面所形成材質與基板類似之膜者。 、5.基板上薄膜溝槽移相器··係在基板上之遮蔽膜下，形 成旱度it。作爲》相③而起作用的目的之移相器膜，而利 用與辰質基板間之㈣j速率差等所形成之溝槽移相器。 &溝槽移相器1屬於包含上述基板溝槽移相器及基板 上溝才“夕相态等之上位概念，係指在較光遮蔽膜位於下層 (透明膜：透明基板等形成凹部而成之所有移相器。與此 相對，以遮蔽膜佈置移相器膜之方式稱謂移相器膜上裝方 式或上裝移相器。 上微細房詹型溝槽移相$ :係指在溝槽移相器周邊（寬度 幸乂 +的。丨面方向）光遮蔽膜從石英基板等之凹部側壁上端 ^哭出狀（或以房詹狀）外伸的部分之長度p，若β單色曝光 光皮長λ作爲基準時，則在於40%(ρ/几=40 0么時稱謂 「房簷長度」）以下之情形。 t移相光罩圖案：係指包含至少具有一個移相器的光罩 孔徑（aperture)圖案之光罩上之電路圖案。例如，係指在對 應^步進曝光之單一曝光領域（以一個步驟曝光之範圍）或 在掃描曝光下以單一掃描所曝光之領域的光罩上之電路圖 术群例如日曰圓上之單位晶片領域或相當於其整數倍的光 罩基板上之光罩圖案（電路圖案）等。 9·輔助光罩圖案：一般係指當使其投影在晶圓上時，並 不會形成對應於其孔徑圖案的獨立像之光罩上之孔徑圖 «.L--:丨*------Ijp·裝 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 訂--------.-嫌 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

本紙張尺度_令國國家標準T^S)A4規格（210 X 297公爱） 4«U6U8 五、發明說明（16 案 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 〇.累賓遜型移相杏罢 , ,、 先罩··也稱謂2間頻率調變型移相光 罩，一般係由在遮井續# < , 、A 九、域馬光遮敝膜所隔離，互相接近而 設置複數個孔徑/並使其相位交替反轉之孔徑群所構成 者。如粗略的分類’則有線幅與線距圖案與交替反轉孔圖 案（亦稱謂接觸孔用累賓遜圖案）等。 二11.輔助圖案万式移相光罩：如粗略的分類，可分成爲孤 立的線圖案（line pattern)與孔圖案用，前者之代表者就是 實孔徑圖案與設在其兩側之輔助移相器圖案(其相位反轉 圖案亦爲等效），後者之代表者就是四邊開口型（outngger type)之孔圖帛（係由中央之實孔徑與設在其周邊之複數個 輔助孔徑構成）。然而，由於上述累賓遜型移相光罩之光 罩圖案端部或周邊也需設置輔助孔徑或輔助移相器，因 此，貫際上之圖案，則以混合兩方式之場合較多。 12·移相器邊緣方式移相光罩：如粗略的分類，可分成爲 以透明移相器之邊緣形成圖案之單邊緣方式，以微細或微 小的透明移相器之兩邊緣形成之兩邊緣方式，在孔徑中佈 局移相為邊緣之邊緣強調方式，以及將這些移相器作成半 透明之半色調（half tone)方式等。 13 _移相光罩：在本説明圖中若單稱謂爲移相光罩，就是 指這些之總稱。 14.所謂晶圓（半導體晶圓、半導體基板）係指使用於製造 半導體積體電路之碎單晶基板（一般係略呈平面圓形狀）， 藍寶石基板，玻璃基板，其他之絕緣、反絕緣或半導體基 19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 ^4IMJll —---I · I--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-------- 480608 五、發明說明（17 ) 及這些之複合基板。另外，在本說明圖中若稱謂半 導體積體電路裝置，就是指除石夕晶圓或藍寶石基板等之半 導體或形成在絕緣體基板上者之外，特別是除明示爲並非 屬该類型者之外，也包含如TFT(薄膜電晶體；丁仙· T腿istor)及 STN (Super Twisted Nematie)液晶等形成在玻 璃等其他之絕緣基板上者等。 15·若稱爲「遮光領域」、「遮光圖案」、「遮光膜」或 「遮光」時，即表示照射在其領域之曝光光中，且有能使 未滿40%者透過之光學特性。一般而言，係使用數％至未 滿30%者。另方面，稱爲「光透過領域」、「光透過圖 案」、「透明領域」、「透明膜」或「透明」時，則表示 照射在其領域之曝光光中，具有能使6〇%以上透過之光學 特性。一般係使用90%以上者。 16· 「光阻圖案」係指將光敏性之有機膜以光刻 (photolithography)法施予圖案形成操作而成之膜圖案。另 外，該圖案包含關於該部分完全並未具有孔徑之單純的光 阻膜。 17.所謂通常照明係指非變形照明，即光強度分布比較均 勻之照明。 1 8·所謂變形照明係指將中央部之照明度予以降低之照 明，包含斜方照明、輪帶照明、四重極照明以及五重極照 明等多重極知、明或利用與其等效的目鏡（pUpil lens)之超析 像技術。 19·折像度：圖案尺寸可將投影透鏡之數値孔徑να與曝 「裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --丨丨訂----I--—.1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 480608 A7 -"—- B7 五、發明說明（18 ) 光波長λ予以規格化而表達之。在本實施形態，係使用曝 光波長248 nm之KrF激元激光器光，投影透鏡之Να則主要 使用0.65者。因此若使用不同的波長或透鏡^^八時，由於析 像度R可以R=K1 · λ /ΝΑ表示之，故予以換算使用即可（例 如，通常Kl=0.6)。但聚焦深度D也可以D=K2 ·凡/(Να)2表 示之，因此，聚焦深度不相同。 20_移相器之深度··移相器部之基板挖入深度係依存於曝 光波長，而能使相位反轉180度之深度Ζ可以z= A 1^ 表·示之。其中II係相對於特定曝光波長的基板之折射率， λ係曝光波長。 2 1.複I圖案·係使用光罩複製在晶圓上之圖案，且體而 言，係指將上述光阻圖案及光阻圖案作爲遮罩而實際形成 在晶圓上之圖案。 以下之實施形態説明中，爲説明方便，必要時則以分成 複數之篇段或實施形態下加以説明，惟，除特別加註之部 分外，該等並非互爲無相關關係，其一方可爲與另一方之 一部分或全部之變形例、詳細、補充説明等之關係。 另外，以下之實施形態中，若言及要素之數目等（包括個 數、數値里、範圍等）時，除特別明示之情況及原理上 顯然地應限定於特定數目者之外，並不受局限於其特定數 目，也可爲特定數目以上或以下。 另外，以下之實施形態中，其構成要素（也包含要素步驟 等），除特別明示之情況及原理上顯然地可視爲必需之情 況等外，當然應可視爲未必爲不可少者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21-

獨608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（19 ) 同樣地’在以下之實施形態中，若言及構 狀:位置關係等時，除特別明示之情況及原理上顯然地可

視爲並非屬該類型之情況答> L f目兄寺爻外，則應視爲包含實際上近 似或類似於其形狀等者。 另外，在用來說明實施形熊. ^< 全圖中，具有相同功能者 則附以相同符號，並省略其重覆説明。 另外，在用來説明實施形態之圖面巾，即使其爲光罩之 俯視圖’將在遮光圖案及溝榫# 。' 口术A /彝彳目移相器邵分附加斜線之陰影 線，以使圖面易於看懂。 (實施形態1) 圖1係頒7F本貫犯形悲1之半導體積體電路裝置製造方法 之概略製造工序。 首先，將光罩及晶圓安置於曝光裝置，並對準雙方之相 對平面位置。在本實施形態丨，光罩係使用具有溝槽移相 态4移相光罩。在晶圓上已預先從下層依序沉積有被處理 膜及光阻膜（工序1 〇 1)。接著，將該光罩之光阻圖案曝光於 晶圓上之光阻膜。此時，在本實施形態1，則在晶圓上之 一個領域，將光罩複製領域之光罩圖案疊合兩次或兩次以 上而曝光。在此，則將形成在同一光罩内不同位置的複製 領域之光阻圖案彼此或經實體分離之各別的光罩之複製領 域光罩圖案彼此，至少疊合兩次而曝光。此時，該各複製 領域之各自光罩圖案係相同，且在其各自複製領域，則以 使透過其各自複製領域之對應位置（曝光時將以平面重疊 之位置）之各自光的相位能互相反轉1 8 0度之方式，佈局溝 -22- K紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ΙΓ — Ι — — — I - I I I I I I I «Ι1ΙΙΙΙΙ1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 --~—-- 五、發明說明（20 ) —' 〜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 槽移相器（工序1G2)。之後，對光阻膜施行顯像處理使 圖㈣成後（工序_，以該光阻圖案作爲遮罩，對被處理 月吴施丁蝕刻處理，俾在被處理膜形成圖案（工序Μ#)。之 後除去光阻圖案，以在晶圓上形成由被處理膜構成之預 疋圖案（工序1〇5)。按本發明之技術思想也可應用於以光阻 圖案作爲it罩而纟4導體1板之預定平面纟置選擇性地導 入雜質等之場合。 ^ 接著，以圖2至圖4説明上述多次曝光處理所使用曝光裝 置之一例子。 圖2所示之曝光裝置1，係一種例如縮小比爲4 ·丄之掃描 型縮小投影曝光裝置（以下稱爲掃描器）。曝光裝置丨之曝光 條件係例如如下。曝光光EXL係使用例如曝光波長248 nm 左右之KrF激元激光器光，光學透鏡之數値孔徑να二 0.65 ’照明形狀爲圓形，而連貫性（c〇herence( f :化削)) 値=0.3。光罩2則使用累賓遜型移相光罩。但並非限定於 此’也可作各種變形，例如，也可使用波長爲丨93 nm左右 之ArF激元激光器光。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由曝光光源1 a發出之光，係經由繩眼透鏡丨b，孔徑1 c， 聚光透鏡ldl、ld2，以及反射鏡le而照射光罩（在此則爲初 縮掩膜板）2。在光學條件中之連貫性値，係改變孔徑丨？的 小孔部大小來調整。在光罩2上設有保護膜（pellicle) 2p， 以防止異物附著所造成之圖案複製不良等。描緣在光罩2 上之光阻圖案將透過投影透鏡1 g投影在晶圓3上。另外， 光罩2係安置在由光罩位置控制手段ih及鏡H1所控制之光 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480608 經濟部智慧財產局員工说費合作社印製 A7 _____B7 ____ 五、發明說明（21 ) 罩載台1 i2上，其中心與投影透鏡1 g之光軸，係經施予正 確的位置對準。 晶圓3係以眞空吸附在試樣台U上。試樣台U係載放在可 朝投影透鏡1 g之光軸方向，亦即’向垂直於試樣台1j的晶 圓載放面之方向（z方向）可移動之Z載台11^上，而且，再使 其載放在可朝平行於試樣台lj之晶圓載放面方向移動之XY 載台lm上。z載台lk及XY載台1 m，由於其係按照來自主 控制系統1 η之控制指令而由各自之驅動手段1 p、1 q所驅 動，因此，可朝所希望之曝光位置移動。其位置係作爲固 定於Z載台lk的鏡lr之位置而以雷射測長機is正確地加以 監控。另外，晶圓3之表面位置係以通常之具有曝光裝置 之焦點位置檢出手段檢測之。按照檢測結果驅動Z載台 lk，便可使晶圓3之表面經常與投影透鏡lg之成像面相 符。 光罩2與晶圓3係按照縮小比受到同步驅動，使曝光領域 邊掃描光罩2上邊將光罩圖案縮小而複製於晶圓3上。此 時，晶圓3之表面位置也藉由上述手段可相對於晶圓掃描 而到動怨之驅動控制。對於在晶圓3上所形成之電路圖 案’疊合光罩2上之電路圖案而進行曝光時，則使用對準 檢出光學系統1Uu以檢測標記圖案位置，並由、其檢測結果 將晶圓3加以定位而疊合複製。主控制系統ln係與網路裝 置lu成電連接，可遙控監視曝光裝置1之狀態。 圖3係以模式顯示上述曝光裝置丨之掃描曝光動作之圖。 光罩2與晶圓3係成鏡面對稱關係，因此，進行曝光處理 本紙張尺度適用中ϋ家標準（CNS)A4規格⑵G χ挪公餐1 ------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂ί 480608 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（22 ) 時，光罩2之掃描方向與晶圓3之掃描方向，如圖3之載台 掃描方向所示，將成爲相反。驅動距離，在縮小比4: 1之 情況下，相對於光罩2的移動量之4，晶圓3之移動量將爲 1。此時，經由縫隙1以將曝光光EXL照射於光罩2以形成縫 隙狀曝光領域（曝光帶），並使該縫隙狀曝光領域，在光罩2 上朝縫隙1 fs之免度方向，亦即，與缝隙1 fs之長度方向成 正交或斜向交叉之方向作連續移動（掃描），再經由成像光 學系統（投影透鏡1 g)照射於晶圓3上。藉此，將光罩2之複 製領域内之光罩圖案，複製於晶圓3之複數個晶片形成領 域CA之各領域。其中每個晶片形成領域ca，係用以形成 一個半導體晶片所需之領域。 在孔徑1 f設有平面長方形狀之缝隙1 fs，曝光光E X乙係 通過π亥缝隙1 fs而照射於光罩2。就是説，如圖3及圖4所 示，曝光裝置1係將包含在投影透鏡1§之有效曝光領域lga 内之縫隙狀曝光領域（爲使圖面易於看懂，在圖4中附上斜 線之陰影線）S A1當做有效之曝光領域使用。因此，曝光裝 置（掃描）1能曝光縫隙狀之曝光領域SA1。雖並未特別限 定，該縫隙lfs之寬度通常在晶圓3上是例如爲4至7 mm左 右。於圖5顯示在步進機所曝光之領域以供比較。在步進 機則將四隅係内接於投影透鏡之有效曝光領域丨料之平面 正方形狀之曝光領域（爲使圖面易於看懂，在圖5中附上斜 線之陰影線）SA2當做有效之曝光領域使用。步進機可將光 罩2内之圖案總括起來作曝光。另外，本發明之技術思想 也可應用於步進機。另外，在圖2至圖5係僅顯示爲說=曝 Ι Γ.--—1 I----I - I I--— II ^ --- ------- ^_Kwi . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -25-

480608 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（23 ) 光狀置之功能所必要之部分，惟其他通常曝光裝置（掃描 機或步進機）所必需之部分仍與通常裝置者相同。 接著，參照圖兑明本實施形態i所使用上述蟲罩2之 一例子。圖6(a)係光罩2之全體俯視圖，圖6(b)及（c)分別爲 圖6(a)之A-A線及B-B線之剖面圖。圖7及圖8係圖6之光罩 重要部分擴大剖面圖之一例子。其中圖6(a)雖爲俯視圖， 但爲使圖面易於看得懂，特別附上陰影線。 該圖係舉例顯示在一片光罩2之主面（同一面）倒如佈局了 兩複製領域4A、4B之情形。各複製領域4A、4]8係形成爲 例如平面長方形狀，並使其各自長邊隔著一定距離下平行 佈局。各複製領域4 A、4B相當於例如複製一個半導體晶片 (上述晶片形成領域）所需之領域。此外，在一片光罩2上可 供佈置之複製領域數目並非局限於上述，尚可進行各種變 更。 構成違光罩2之光罩基板2 a係由例如平面四角形狀之透 明的合成石英玻璃製成，光罩圖案則形成在其主面上之各 複製領域4A、4B。該光罩圖案係用以複製預定之積體電路 圖案，色括由例如鉻、氧化鉻或這些之疊層膜形成之遮光 圖案2b ’以及局邵性地使光罩基板2a露出之光透過圖案 2c。另在各複製領域4A、4B内互相鄰接的光透過圖案2c中 任一方，則佈置上述溝槽移相器2d。在本實施形態1中， 上述複製領域4A、4B之各光罩圖案之形狀及尺寸係相同。 但是，複製領域4A、4B之各溝槽移相器2d之佈置卻呈相 反。換言之，當將複製領域4A、4B疊在晶圓之一個領域 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ί--------· —裝--------訂-------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480608 A7 ______________ B7 五、發明說明（24 ) (晶片形成領域）以進行曝光時，就透過複製領域4 A中預定 光透過圖案2c之光，與透過能與該複製領域4A之預定光透 過圖案2c平面重疊的複製領域4B之預定光透過圖案2c之光 而言，溝槽移相器2d係佈局成可使其透過光之相位反轉 180 度。 溝槽移相器2d之深度Z，係形成爲Ζ= λ /(2(n-1))，俾使 透過光之相位反轉180度。式中n爲相對於預定曝光波長之 曝光光的基板折射率’ X爲曝光波長。在上述例子中，由 於使用例如曝光波長爲248 nm之KrF，深度Ζ將爲例如245 nm左右。若不採取如上述之多次曝光處理，溝槽移相器2d 之深度誤差範圍乃在於例如土'3 nm(以相位角度計則爲2度） 左右，範圍相當窄。因此，光罩2之製造非常困難，構成 光罩2之生產良率下降原因。與此相對，本實施形態1卻能 使溝槽移相器2d之深度誤差範圍放寬至例如從土 4 nm至8 nm(以相位角度計則爲自3度至6度）左左。 因此’可大幅度#疋南光罩2之製造客易性。而且，也可 大幅度提高光罩2之製造良率。關於此點容後再詳加以説 明。 ， 另外，在上述複製領域4A、4B内，除實質上用以構成積 體電路之圖案外，也包括非用以構成積體電路之圖案，諸 如：於對齊時所使用之標誌圖案，於疊合檢驗時所使用之 標就圖案或幹檢查電氣特性時所使用之標諸圖案等。另在 複製領域4A、4B之外周遮光領域，則使光罩基板2 a之一 部分露出，而形成如光罩對齊標誌或計測用標誌等其他光 -27- 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I r! — — I — — I----1^-------1ΊAwi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480608 A7 B7 五、發明說明（25 ) 透過圖案2e。 圖7及圖8係顯示圖6之光罩2之一對光透過圖案“、2c(係 互相鄰接的光透過圖案仏、2c，在其中之任一方佈置了溝 槽移相器2d的光透過圖案對）部分之擴大剖面圖之一例 子0 圖7中自（a)至（c)係顯示溝槽移相器2d係採用上述基板溝 才曰私相备I場合。亦即，溝槽移相器2d係在光罩基板2本 ^之2面挖出剖面凹狀之溝槽所形成。圖7(a)係顯示無房 簷構造之情形。亦即，溝槽移相器2 d之側壁面，與遮光 圖案2 b之開口部（光透過圖案2〇之側壁面係大致一致，而 在=遮光圖案2b之開口部側端部並未形成房簷之情形。此 種情形下，溝槽移相器2d之深度z，就是以光罩2之圖案形 成平坦面咼度爲基準而由其直至溝槽移相器2d之底部平坦 面馬止 < 長度。在本實施形態1，即使爲屬於不具房簷構 k之圖7(a)所示之光罩2，只要施予多次曝光處理，即可提 南複製於晶圓上之圖案尺寸精度。 圖7(b)、（c)係顯示溝槽移相器2(1係使用上述微細房簷型 溝槽移相器之場合。亦即，在溝槽移相器24之周邊（寬度 事的剖面方向）光罩基板2a向溝槽移相器2d之寬度方向外 伸，使彳于面對於溝槽移相器2b之遮光圖案2b之端部突出成 房詹狀 < 構造。在此，例如該遮光圖案2b突出部分之房簷 長度P如以單色曝光光之波長A作爲基準時，則爲400/〇 (Ρ/ λ =40%)以下。但是，本發明本身係對於房簷長度]?爲 70/°以下者（例如，曝光光波長爲248 nm時，房簷長度將成 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（Cns)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---- 華. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（26 ) 爲150 nm左右者）也可適用之。採用如上述之房筹構造， 便能抑制光之導波管（wave guide)現象。亦即，能抑制透 過光之光強度因受到溝槽移相器2d的側壁影響而衰減之現 象。因此，在本實施形態1中進行多次曝光處理時，如使 用圖7(b)、（c)之光罩2，即能把複製於晶圓上之圖案尺寸 精度更加提高。 在圖7(b)中’在未佈局溝槽移相器2d之光透過圖案2c 中’雖也形成了挖入於光罩基板2 a之溝槽2 f，惟其也能使 k過佈局了溝槽移相器2d之光透過圖案2c，與佈局了溝槽 2f之光透過圖案2c之各光，產生180度之相位差。溝槽2f也 疋呈房簷結構。形成該溝槽移相器2 (1時，若以光阻膜覆蓋 典須形成溝槽之光透過圖案2C ,則須增加光阻膜塗布或形 成圖案操作之工序。於是，圖7(b)之光罩2，則在溝槽移相 器2d形成房簷結構時不予形成光阻膜，而以遮光圖案化充 當蝕刻遮罩，對光罩基板2a之表面（圖案形成面）施予濕蝕 刻。溝槽2f就是於其情形下所形成者。若依照本方法，即 可廢除光阻膜之塗布或圖案形成操作之工序，因此，可簡 化光罩2之製造工序。此種光罩2之溝槽移相器2d之深度 Z ’係以4槽2f底之光罩2之圖案形成平坦面高度爲基準而 由其起直至溝槽移相器2(1底之平坦面爲止之長度。另在圖 7(c)係顯示並未形成圖7(b)之溝槽2f之情形。此種情形下溝 槽移相器2d之深度則與圖7(a)之情形相同。關於這些圖7(a) 至（c)之光罩2之製造方法容後再詳細說明之。 再况，圖8(a)至（c)係顯示溝槽移相器“係使用上述基板 LI ---------·* 裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---- -29

480608 A7 ------- B7 五、發明說明（27 ) 上薄膜溝槽移相器之情形。亦即，其係具有在光罩基板2a 之表面上形成移相器膜2g，再在其上面形成遮光圖案2b之 構造。移相器膜2g係以適合作爲移相器而起作用的目的之 厚度（=上述Z之通式）下所形成，例如，由具有與光罩基板 2a同等或同程度之光透過率及折射率之s〇G(旋塗式玻璃； Spin On Glass)等製成。溝槽移相器2d係將預定之光透過圖 案2c之移相器膜2g，直至能使光罩基板2a之表面露出爲止 予以除去所形成。此種情況下，形成溝槽移相器2d時，則 提高光罩基板2a與移相器膜2g之蝕刻選擇比，使移相器膜 2g之蚀刻速率比光罩基板2a之蝕刻速率爲快。就是説，將 光罩基板2a充當蝕刻阻止膜而形成溝槽移相器2d。由於 此，即可在極高的精度下形成溝槽移相器2d之深度（亦 即，移相器膜2g之厚度）及溝槽移相器2d底面之平面性。 因此，可大幅度降低或消除透過光之相位誤差，可使複製 於晶圓上之圖案尺寸精度大幅度提高。另外，圖8(勾至（c) 係各自對應於圖7(a)至（c)。亦即，圖8(a)係無房簷結構之 構造，圖8(b)係形成房簷及溝槽2f之構造，圖8(c)係僅具房 簷而未具溝槽2f之構造。 接著，以圖9説明本實施形態1之多次曝光方法之一例子 如下。圖9係晶圓3之全體俯視圖，其係例示使用光罩2(請 參閱圖6)及掃描器1(請參閱圖丨），在晶圓3之主面（塗有光 阻膜），複製預定之積體電路圖案之步進掃描（step and scan) 曝光處理。 曝光條件係與説明上述曝光裝置1時所説明者相同。在 -30- Μ--II-----^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C / 0 N W V 卞 If I 一 1 - / y 480608 A7

五、發明說明（28 ) 晶圓3之主面上形成例如厚度爲200 nm左右之絕緣膜（氧化 矽膜等）。並在其絕緣膜上沉積例如厚度爲50〇 nm左右之 正光阻膜。對於該光阻膜之曝光量，則調整爲例如25 mJ/cm2，施予雙曝光時則爲例如50 mj/cm2。光罩2内之最 小圖案’折合成晶圓3上’則爲例如1 50 nm之線幅與線 距。 首先，以上述掃描曝光處理將光罩2之複製領域4A、4B 複製於晶圓3上之領域5 A。亦即，將光罩2與晶圓3邊使其 各主面保持平行邊朝相反方向相對移動（圖9之上下縱向）， 使上述缝隙狀曝光領域在晶圓3之主面上移動，以使光罩2 之複製領域4A、4B内之光罩圖案（積體電路圖案)複製於晶 圓3主面上之領域5A。晶圓3上之領域5A之複製領域5A1、 5 A2，係經予分別複製光罩2之複製領域4 A、4B之領域， 在此係相當於晶片形成領域。 接著’向圖9之右方向水平移動晶圓3，與上述同樣地依 序曝光領域5B、5C。在這些領域5A、5B、5C之曝光量爲 必需量之1/2左右。另外，各領域5B、5C内之複製領域 5B1、5C1係與複製領域5A1相同，複製領域5B2、5C2係與 複製領域5A2相同。 接著，例如，僅就複製領域5A1、5A2之一個份向圖9之 上方向移動晶圓3後，與上述同樣方式將領域5D加以曝 光。此時，在本實施形態1則使領域5 D内之複製領域 5D1，與以前複製之領域5C内之複製領域5C2能夠平面重 疊在一起。就是説，在經被複製光罩2的複製領域4B之複 -31- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 广請先閲讀背ίΜ浲意事頊存填寫本 i I----丨訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480608 A7 B7 五、發明說明（29 ) 製領域5C2上，使同一光罩2之複製領域4A平面重疊在一起 而進行複製。此時，如上述經透過光罩2之複製領域4 A、 4B之同一平面位置之各各光，其相位係反轉180度。 接著，將晶圓3向圖9之左方向水平移動，與上述同樣地 將領域5E加以曝光。此時，則使領域5E内之複製領域 5E1，與以前複製之領域5B内之複製領域5B2能夠平面重疊 在一起。就是説，在經被複製光罩2的複製領域4B之複製 領域5C2上，使同一光罩2之複製領域4A平面重疊在一起而 進行複製。此時，如上述經透過光罩2之複製領域4A、4B 之同一平面位置之各各光，其相位係反轉1 80度。 在這些領域5D、5E之曝光量爲必需量之1/2左右。因 此，從領域5A疊上5E(複製領域5B2、5E1及複製領域 5C2、5D1等）之處的曝光量即可達到必需量。另外，各領 域5 D、5 E内之複製領域5 D 1、5 E1係與複製領域5 A1相同， 複製領域5D2、5E2係與複製領域5A2相同。 在晶圓3之全面内反複進行如上述之多次曝光處理動 作，以使複數個晶片形成領域之積體電路圖案複製於晶圓 3上。惟在本實施形態1則使光罩2之複製領域4A與複製領 域4B相疊在一起。換言之，光罩圖案雖爲相同，但卻將溝 槽移相器2 d係以能使透過光相位反轉之方式所佈置而成之 複製領域4A、4B，相疊合在一起而曝光。藉由此種曝光處 理，即能提高複製於晶圓3上之圖案尺寸精度。 再者，據上述説明，最外周之複製領域5A、5B、5C之複 製領域5 A1、5 B 1、5 C 1雖未受到雙曝光，但關於此部分， -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 「裝--------訂i Φ 480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（30 ) 則採取例如以遮光板（masking blade)將光罩2之複製領域4A 予以遮光，且使光罩2之複製領域4B之複製領域在圖9之晶 圓3之複製領域5A1上平面疊合在一起而複製之方法施予雙 曝光。關於複製領域5B 1、5C 1也是相同。 知將本實施形態1之多次曝光處理之作用，連同經由本 發明人等爲完成本發明所檢討之技術問題點也夾雜在一起 而加以説明。 首先’以圖10説明經由本發明人等檢討之技術問題點如 下。圖10(a)係顯示移相光罩50之剖面形狀。移相光罩5〇係 包括光罩基板50a，形成在其主面上之遮光圖案5〇b，以及 光透過圖案5 0c。遮光圖案5 Ob係由例如鉻等製成。在互相 鄰接的光透過圖案50c、50c之一方，爲了對於透過其各各 之光賦予1 8 0度相位差’則將光罩基板5 〇 a按預定深度挖入 以形成溝槽移相器50d。圖上係例示屬於基板溝槽移相器 而非微細房簷型溝槽移相器之情況。另外，互相鄰接的光 透過圖案50c、50c之平面形狀及尺寸係相同。 當使用該移相光罩50實行投影曝光時，在被投影基板上 所得之光強度，如圖10(b)所示，透過佈置了溝槽移相器 50d之光透過圖案50c的光之強度51a，就會比透過並未佈 置溝槽移相器50d之光透過圖案5〇c的光之強度51b變得 小。其係透過光之強度會受到挖在光罩基板50a之溝槽移 相器5 0 d的側壁之影響而衰減所致。因此，若以通常方法 (曝光一次）在光阻膑:上複製圖案時，如圖1 〇(c)之曝光平面 所示，經由佈置了溝槽移相器50d之光透過圖案5〇c所複製 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I · 11-----訂--------.1 480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（31 ) 光阻圖案52a之寬度方向尺寸w50，即將變得比由並未佈置 溝槽移相器50d之光透過圖案50c所複製光阻圖案52b之寬 度方向尺寸w5 1爲小。換言之，本來應以相同平面尺寸下 複製而成之光阻圖案52a、52b之平面尺寸，即將因有無溝 槽移相器50d之關係而變成互不相同。 爲防止上述問題，如圖11 (a)所示，則採用將溝槽移相器 50d作成上述微細房簷型溝槽移相器構造之方法。亦即， 將光罩基板50a之溝槽移相器50d之側壁加以調整，使其躱 藏在遮光圖案50b下方，以使遮光圖案5〇b之端部只以房詹 長度P突出成房簷狀之構造。如採用該構造，則如圖11 (b) 所示，透過佈置了溝槽移相器50d之光透過圖案5〇c的光之 強度53a，雖會變得與透過並未佈置溝槽移相器5〇d之光透 過圖案5 0 c的光之強度5 3 b大致相同，但仍然不能使之完全 相同。結果，如圖11 (c)之曝光平面所示，經由佈置了溝槽 移相器50d之光透過圖案50c所複製光阻圖案55a之寬度方 向尺寸W52，與經由並未佈置溝槽移相器5〇d之光透過=案 所複製之光阻圖案55b之寬度方向尺寸评53，雖會變得 大致相同，但仍然不能變得完全相同。 ;於是’本發明人則再詳加以調查.研究。圖⑵系顯示其 調查.研究之結果。橫軸表示線幅與線距（圖案）之尺寸， 縱軸表示相對於各尺寸之光阻圖案55a、55b之尺寸声（w52_ 州）。這裡的圖案複製條件，例如，如下所述。房詹長度 P ’例如取1 〇〇 nm，析像圖案乏；^ 4 ， 口衣<尺寸，例如取自0.1 2起變化 至0· 1 8 " m。曝光條件則與說明上十 u门上迷曝先裝置1時所説明者 '34- ti m (cns)a4 (210 χ 297^57 • L Τ -------I --------^--------' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) uo

五、發明說明（32 ) =、°、Γ'结果、，得以明瞭光阻圖案…、55b之尺寸w52、 :同二此t照欲在晶圓上形成的圖案之尺寸値而有所 是單純的料槽㈣器作成爲房 “構’仍然不容易消除複製在晶圓上之圖案尺寸差。 '在本只Μ形怨1，/則如上述以多次曝光處理將光 罩先罩圖案複製在晶圓3上。此時，則使供多次曝光之 亡罩圖案《溝槽移相器_佈置互相反轉而實行。藉此， 複製在晶圓3上之1¾[安士 1 'k —n aj. 、 固木中，由於可將其相位之絕對値誤差 所=起複製圖案之尺寸差，有無溝槽移相器2d所引.起複製 圖末之尺寸差，以及欲在晶圓上形成圖案之尺寸互異所引 起復製圖案〈尺寸差，予以減少或消除，因此，可提高複 製圖案（尺寸精度，也可使複製圖案之尺寸均勻化。 於圖13顯示以模擬調查本實施形態丨之多次曝光效果之 、’ 口果另於圖14顯示一次曝光之結果以供作比較。全都是 ，示在晶圓上所得之光強度分佈。另夕卜，其曝光處理全都 疋使用通常 < 溝槽移相器（非微細房簷型溝槽移相器）構造 之移相光罩。 如圖13所示，如根據本實施形態1，則可知由於將佈置 成此使溝槽移相器2d互相反轉之複製領域4A、4B施予雙曝 光’因而互相鄰接之光強度峰値6a、6b可得均勻的光強 度。與此相對，採取一次曝光時，如圖14所示，即可知透 過經佈置了溝槽移相器之光透過圖案的光之強度56a，仍 比透過並無溝槽移相器之光透過圖案的光之強度56b爲 -35· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） I I- I -4 1*1 — — — — — I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂----- 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480608 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（33 ) 圖1 5係將本實施形態1之多次曝光處理之作用予以簡化 而以模式顯示者。圖中（a)係顯示光罩2之供疊合之兩複製 領域4C、4D ’（b)係頭示⑷之A-A線及b-Β線之剖面圖。 分別在複製領域4C、4D中，形成互相鄰接的帶狀光透過圖 案2c、2c。複製領域4C、4D之光透過圖案2c、仏之平面形 狀及尺寸相同。在複製領域4C、4D之任一方均在其互相鄰 接的光透過圖案2c、2c之一方佈局溝槽移相器2ci，惟其係 佈局成當使複製領域4C與複製領域4D相疊合時能使其成爲 相反’亦即’能使透過光之相位反轉U0度。圖15(c)係顯 示透過各複製領域4C、‘ 4D之光強度分布。透過複製領域 4C、4D之各各光之強度分布，全都是透過經佈局了溝槽移 相為2d之光透過圖案2c的光強度有衰減。與此相對，圖 1 5(d)係顯示將複製領域4C、4D予以疊合而實行·曝光時之 透過光強度分布。此種情況下，由於透過經予佈局溝槽移 相器2d之光透過圖案2c的光，與透過並無溝槽移相器2(1之 光透過圖案2c的光’就使其在同一位置進行雙重曝光，因 此，可使雙方光強度均勻分布，消除不平衡光強度，可使 光強度分布均勻。 , 因此，如根據本實施形態1之多次曝光處理，即使相位 之絶對値精度（誤差精度）有些不良，也能獲得與1 8〇度相位 差時之同等析像特性。換言之，可使相位誤差允許量（相 位之絕對値精度）緩和至例如，自3度至6度（以溝槽移相器 2d之深度計則爲自士4 nm至土 8 nm)左右。因此，可大幅 度提高光罩2之製造容易性。另外，也可大幅度提高光罩2 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 一 面 κ I an n ϋ n n ‘01 I n n ϋ n n ϋ n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) J608 五、發明說明（34 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 =良率。尤其對於在同一光罩2之同一平面内不同平 i f形成供Φ合之複製領域4A、4B之本實施形態1而 :罩卜：：將溝槽移相器2d之深度及其誤差量，與在個別 罩上形成供疊合之複製領域之方法相比，可在光罩2之 吏二大致均勾’因此’較之將供疊合之複製領域形成 ^ 光罩之方去，可在確保相對的高相位絕對値精度下 容易製造光罩2。 另万面，如根據本實施形態丨之多次曝光處理，即可抑 制或防止因有搂溝槽移相器2d所引起鄰接的複製圖案之尺 寸變動。因此，可大幅度提高供複製的圖案之尺寸精度。 ^且，由於可減少或防止因有無溝槽移相器2d所引起鄰接 枚氣圖术之尺寸.交動，不再需要構成爲細 相器之必要性…，可大幅度提高光罩2之製造= 。居簷結構雖然是其房簷長度越表越有效果，但由於 k著曰曰圓上之圖案微細化要求，光罩2上之遮光圖案也 跟著微細化，所以房簷長度之增長自有其界限存在。本 施形態1之技術，由於不採取房簷結構也可提高圖案尺 精度，因此’係一種適合於圖案微細化之技術。 再者’如根據本實施形態丨之多次曝光處理，即可按 和要衩製在晶圓3上之圖案尺寸來抑制或防止鄰接圖案 尺寸差變動。因此，可在複製領域内全體，提高複製在 圓3上之圖案尺寸精度。 經貫際複製圖案的結果，例如，1 5〇 nm之圖案得以在 片全面以150 nm 土 1〇 nm之精度下形成良好的圖案 實寸 昭 之 而 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -37· 480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（35 ) 且，相鄰接的圖案之解析尺寸差也看不出有任何特別傾 向。因光罩2之缺陷所引起圖案短路等也未曾發生。另方 面，在同一條件下不實行雙重曝光之技術，丨5〇 nm之圖案 則得以在晶片全面以150 nm 土 22 nm之精度下形成。另 外，經予佈局溝槽移相器之圖案與未佈局之圖案，其解析 尺寸差爲8 nm，而經由佈局溝槽移相器所形成者，則得以 形成爲細。 接著，就經由本發明人等所檢討之其他問題點説明如 下。就使用投影光學系統之圖案複製而言，投影像會因投 影透鏡之各種像差（aberration)而發生失眞現象。此現象因 投影面之位置而異。較具代表性之像差有例如複製像之歪 曲。其係指投影圖案之位置偏移，例如，佈置爲絕對格子 之圖案將歪曲成纏線架狀或木桶狀而被複製出來。換士 之，通常由於投影透鏡有各種像差存在·致欲形成和原設 计一模一樣的圖案則有困難。 按在使用步進機之圖案複製，若以單曝光（one sh〇t)複製 複數個積體電路圖案，並依錯開曝光法進行多次曝光處理 時，將因圖案位置歪曲之影響而產生疊合誤差，使析像特 性大幅度退化，因此，難於付諸實用。圖16係以模式顯示 其情形。在此則舉以步進機之圖案複製爲例加以説明。符 號60爲理想格子上之設計圖案，其係呈無歪斜之四角形圖 案。符號61、62就是經實際複製所得之複製圖案。由此即 可知，複製圖案61係相對於理想格子起位移而被複製成纏 線架狀，複製圖案62則相對於理想格子起位移而被複製成 _ -38- 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格⑵0 x 297公髮y ---- I I J* I I I I I I AW I · I I I I--I ^ --------.1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（36 ) 木桶狀。如上述，投影透鏡之像差必.會引起圖案之位移， 其位移態樣則因複製位置而異。 另外，圖17(a)、（b)係以模式顯示使用步進機將光罩上不 同平面位置座標之複製領域予以複製之情形。圖17(a)、（b) l符號63a、63b，係以模式顯示將上述光罩上不同平面位 置之同一圖案所構成複製領域，實際予以複製後之複製領 域全體之位移狀態。如圖17(a)所示，複製領域63a、6讣係 被形成（複製）爲互異之形狀，因此，如圖17(b)所示，將兩 者相宜合時，就會造成圖案位置偏差，故如欲形成（複製） 良好的圖案則有困難。 於是，在本實施形態1，如上述，使用掃描器在晶圓3上 複製光罩2之光罩圖案時，則將光罩2之同一圖案在晶圓3 之同一領域施予多次曝光。使用掃描器之曝光處理，係將 光罩2上之圖案透過缝隙而複製在晶圓3上。此種情況下在 掃描方向可使像差分布變得均勾。換言之，向掃描方向施 予疊合曝光時，也不致於產生因像差造成之疊合誤差。因 此，可實行疊合曝光。 於圖1 8顯tf使用掃描器時之圖案複製狀態。其中符號7 爲理想格子上之設計圖案，其係呈無歪斜之四角形狀圖 案。付號7a表示設計圖案7中平行於掃描方向（圖18之上下 縱方向）之邊，符號7b表示設計圖案7中正交於掃描方向之 邊，其中掃描方向係指投影透鏡之掃描方向，晶圓3等被 曝光處理基板則可朝與此相反方向移動。符號8表示經實 際複製出來之複製圖案。符號8a表示複製圖案中平行^ 1·--^ —Γ I I---Aw I -------丨訂-----I I I .1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •39-

480608 A7 B7____ 五、發明說明（37 ) rtt先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 描方向之邊，符號8b表示複製圖案8中正交於掃描方向之 邊。另外，符號9a、9b係以模式顯示將上述光罩2上由不 同平面位置之同一圖案所構成複製領域4A、4B，經實際予 以複製的複製領域之全體狀態。 使用掃描器實行曝光處理時，與掃描方向成正交之方向 (圖18之左右橫向）雖會產生起因於透鏡像差之位置偏差， 但在掃描方向透鏡像差則相同，故仍可保持相同形狀。例 如，複製圖案8中平行於掃描方向的邊。，看來係相對於 在設计圖案7中平行於掃描方向的邊7a有位置偏移情事， 但其偏差量在掃描方向均爲相同。另方面，複製圖案8中 正交於掃描方向之邊8b，則與在設計圖案7中正交於掃插 方向的邊7b大致成相重疊，看來並無位置偏差情事。就是 説，使用掃描器實行曝光處理時，複製領域9a、9b之圖 案，在正交於掃描方向之方向則呈大致相同之變形，且在 掃描方向可以大致相同形狀下形成之。因此，即使將複製 領域9a、9b在晶圓3等被曝光處理基板上之同一領域上實 施雙曝光’也可以咼疊合精度（〇verlay accuracy)下形成 之。本發明係利用此特性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著’就經由本發明人等所檢討之另一其他問題點説明 如下。圖19之（a)係顯示形成了溝槽移相器2d之光罩64之重 要部分俯視圖，（b)係顯示⑷之A_A線剖面圖。 在複製領域65佈局例如1 5〇 nm之線幅與線距。在互相鄰 接的光透過圖案66之一方佈局溝槽移相器67。在該複製領 域65存在著缺陷68a、68b。缺陷68b之平面尺寸係相對地 -40- 本紙張尺度適用中國國豕ί示準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） A7 ---------_B7___ 五、發明說明（38 ) 大於缺陷68a之平面尺寸。 (請先閱讀背面之注意事項再填冩本頁) 如上述之複製領域6 5不施予雙曝光處理（即一次曝光）下 做掃描曝光之結果，顯示於圖19(c)。此種情況下，除正常 的光阻圖案69之外，起因於光罩64之缺陷68a，68b的光阻 殘餘物70a、70b也會一併受到複製。其中之光阻殘餘物 7〇b會構成圖案間短路缺陷之原因。另外，圖i9(c)中之虛 、、泉’係表示光透過圖案6 6及缺陷6 8 a、6 8 b，俾使光阻圖案 69及光阻殘餘物7〇b，與光罩64之光透過圖案66及缺陷 68a、68b間之相對位置關係能夠更加明確。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 與此相‘，如按照本實施形態1之上述雙曝光方法，卻 能獲得圖20所示之結果。圖20(a)係顯示形成在同一光罩2 之同一平面不同平面位置之複製領域4Ai、4B2之俯視圖， (b)係顯示⑷之a-A線及B-B線之剖面圖。在複製領域 4A1、4B1上，雖然佈局了互爲相同之光罩圖案，但其溝槽 移相器2d卻係如上述佈局成相反（相位反轉1 8〇度）。在複製 領域4A1上有上述缺陷68a、68b存在。線幅與線距之大小 則與圖19之光罩相同。然而，在本實施形態1之曝光處 理，則將如上述之複製領域4A1、4B 1分別以1 /2之曝光量 下實施疊合曝光，因此，缺陷部分與不存在缺陷之部分即 將受到多次曝光。其結果，可將光罩2之缺陷予以減少或 使之完全消除。其複製結果顯示於圖20(c)。 在對應於光罩2複製領域4A1的缺陷68a之位置S1，並未 曾看出光阻圖案10a有變形。另方面，在對應於光罩2之複 製領域4A1内的缺陷68b之位置S2，光阻圖案i〇a雖有變形 -41- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 608 A7

五、發明說明（39 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (光阻殘餘物η)現象，❻尚在於不致構成圖案間之短路缺 陷靶圍内。像此種圖案缺陷，經檢查結果如有必要則以如 FIB(聚焦離子束；F〇cused Ι〇η以咖）等使用能量光束 (energy beam)之修正處理即可加以修正。此時，由於能使 圖案變形量變得比較小，可使其修正容易進行。另外，圖 20(c)中之虛線，係表示光透過圖案以及缺陷68&、6朴，俾 使光阻圖案10a及光阻殘餘物u，與光罩4A1之光透過圖案 2c及缺陷68a、68b間之相對位置關係能夠更加明確。 如上述，-如根據本實施形態1之多次曝光處理，則可將 光罩2之複製領域中以隨機存在之缺陷予以平衡或除去， 因此，可抑制或防止光罩2之缺陷被複製出來。而且，即 使有缺陷被複製，也能使其缺陷之複製界限予以擴大。例 如，在步進機之情形下則有光罩上〇.2 " m以上之缺陷即會 被複製出來，惟在本實施形態丨，則以光罩4上〇.4"m以上 之更大缺陷才被複製出來。亦即，光罩2上未達〇·4 " 缺陷可予以忽視，因此，可放寬缺陷檢查之尺寸界限。換 言之’可使光罩2之缺陷檢查及缺陷修正更加容易進行。 因此，可提高光罩2製造上之容易性。 再者’本發明人等也就在增加本實施形態1之曝光處理 時之少/人曝光處理次數之情況下，光罩2上之缺陷對於複 製圖案尺寸之影響加以調查。此時之曝光條件，仍於說明 上述曝光裝置1時所説明者相同。圖2丨顯示此時所使用光 罩2之複製領域4A2、4B2之重要部分俯視圖。該圖21中⑷ 係顯示有缺陷存在之複製領域4A2之重要部分俯視圖，（¾) __-42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（40 ) 係顯示並無缺陷存在之複製領域4B2之重要部分俯視圖。 在圖21(a)、（b)之複製領域4A2、4B2，則各自佈局了使互 相之長邊平行排列所佈置平面長方形狀之複數個光透過圖 案2cl、2c2。光透過圖案2cl、2c2之寬度b及鄰接間之空 間尺寸c，爲例如0.25 " m左右。但在圖21(a)中則繪出例如 下列三種缺陷。亦即，例如，一邊之尺寸爲比上述空間尺 寸爲小的尺寸之平面正方形狀之透明缺陷68c，長邊之尺 寸爲與上述空間尺寸相等之平面長方形狀之透明缺陷 68d，以及一邊之尺寸爲比上述寬度爲小的尺寸之平面正 方形狀之遮光缺陷68e。缺陷大小係以變數a表示之。進行 曝光處理時’則將缺陷存在的圖2 1 (a)圖案，與缺陷未存在 的圖2 1 (b)之圖案，疊合複數次而進行疊合曝光。然後，對 於光透過圖案2cl、2c2之尺寸bl至b3的複製圖案之尺寸加 以評價。其評價結果顯示於圖22。 圖22中自（a)至（c)，係分別顯示尺寸bl至b3之測定結果。 圖22(a)至（c)中，一次係表示僅以圖21(a)之有缺陷之複 製領域4 A2實行曝光之情況，兩次係表示將圖2 1 (a)之有缺 陷之複製領域4A2與圖21(b)之無缺陷之複製領域4B2實行 疊合曝光之情況，三次係表示在上述兩次曝光再疊上圖 2 1 (b)之無缺陷之複製領域4 B 2而再行曝光之情況，四次係 表示在上述三次曝光再疊上圖21(b)之無缺陷之複製領域 4B2而再行曝光之情況。由圖得知，任何缺陷只要越增加 無缺陷圖案之疊合次數越能使缺陷之影響減少。另外，上 面係就著眼於圖案之尺寸而評價之情形加以説明，惟經就 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -1. ' -------I 裝--------訂--------.1 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（41 圖案之斷線或短路等也加以評價結果，曝光三次以上時， 便可不受缺陷大小之影響下得以防止斷線、短路之發生。 在本實施形態1，由於使用移相光罩，如考量會發生相位 反轉，則疊合次數仍以偶數次爲宜。 再者，根據本實施形態1之多次曝光方法，也能提高複 製在晶圓上之圖案尺寸分布精度。茲以圖23及圖24將之加 以說明。圖23係顯示以不實行兩次曝光處理下以掃描器曝 光（亦即，只曝光一次）之結果。自位置S1至S4爲一個晶 片’自位置S5至S8爲另一個晶片。尺寸分布係受到光罩之 尺寸分布影響使得晶片中央部圖案形成得較細，其最大尺 寸與最小尺寸之差，例如，爲0 063 " m左右。與此相對， 在本實施形態1之多次曝光方法，如圖24所示，由於將圖 23中自位置S1至S4與自位置S5至S8予以疊合而曝光，可使 尺寸均勻，提高複製圖案之尺寸分布精度。其最大尺寸與 取小尺寸之差，僅爲例如，〇 · 〇 3 6 # m。亦即，尺寸偏声可 使其減少約一半。 以上述曝光條件下進行多次曝光處理之本實施形態1， 即可使例如0.25 " m之圖案在晶片全面以〇·25 士 〇 〇2 "茁之 精度下开y成良好之圖案。而且，也看不出有光罩2之缺p 所引起圖案間之短路問題發生。 曰 接著，說明本實施形態1之光罩2製造方法。首先，在f :月本實施形態1之光罩2製造方法之前，先就經由本發明： 等所k #之光罩製造上之問題點説明如下。 圖25係顯示經由本發明人等所檢討之光罩製造工序中之 本紙張尺度適_ (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 訂--------.— ^wi. A7 B7 五 、發明說明（42 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 重要部分剖面圖。在本技術，則如圖 通常方法在光罩基板80上形成 ，以 〇9 、Λ, ~光圖案81及光透過圖奎 82。遮光圖案82係由鉻（c ) 口木 -. 寺構成。接著，如圖25(b)户斤 #、以通¥方法在光罩基板8〇上^ ^ ^ ^ 案83後，將露出於光阻圖案83之；=7形成用先阻圖 庀！ _木83心先罩基板80以乾蝕刻處理 乙一，以形成移相器形成用之溝槽Μ 〇此時，如果 :難以高精度下把相位差控制在180度，則如圖25⑷所^ ，光罩圖案㈣，測定相位差，以決定下次之二 刻I。然後，如圖25(d)所 . 尸^不，以通常万法在光罩基板80上 再度形成移相器形成用之光罩圖案85，並以目標蝕刻量下 對光罩基板8G施加濕姓刻處理。此時，則藉由如濕姓刻等 各向同性的蚀刻法，連同遮光圖案81之下部也_起加以# 刻，以形成上述微細房簷型文溝槽移相器86。最後，除去 光固木85如圖25(e)所示，即可完成所望之光阻圖案 具有溝槽移相器86之光罩構造。 如上述具有溝槽移相器之光罩，其在相位控制（亦即， 槽冰度）上被要求鬲精度。按溝槽移相器之深度係依存 曝光波長，由於圖案之微細化要求，曝光波長也跟著 短，致深度有變淺之傾向。因此，總覺得溝槽似也容易& 成’但實際上由於對其溝槽所允許之誤差範圍係取決於溝 槽冰度且爲一足之値，故溝槽移相器之深度精度本身仍 需要嚴格的加以控制。因此，光罩之製造極其困難。 且，爲實現其鬲精度相位控制或房簷形狀之形成，光罩 造工序也變得更加複雜。由於這些因素所致光罩製造工 及 於 變 挖 舊 而 製 序 ------------Μ f請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) • ^1 VI I n 丨 t -訂--------· -45- 本紙張尺度適时關冢標準（CNS)A4規;^1〇 X 297公釐） A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（43 數增加或生產良率降低，己造成極大的問題。 、接著’按照圖26之流程以圖27及圖28說明本實施形態丄 之光罩2之製造方法如下。 首先：在光罩圖案形成工序，如圖27(a)所示，在光罩基 ,2a〈王面上全面以濺鍍法等沉積例如由鉻等形成之遮光 月吴（工序2G1)。接著，經在該遮光膜上塗布光阻膜後，將之 施予圖案形成操作，藉此以形成預定之光阻圖案（工序 2〇2)。（後’則虫刻法等除去由其光阻圖案露出之遮光膜 邵分，藉此以形成遮光圖案孔及光透過圖案2c(工序2〇3)。 接著，除去光阻圖案後（工序2〇4)，檢查有無圖案欠缺等缺 1½ (工序205)。之後’根據其檢查結果能加以修正者則予以 修正(工序206)。到此爲止之工序，係與上述經由本發明人 寺所加以檢討之光罩製造技術相同。 接著，在移相器形成工序，則將光阻膜塗布在光 h上遮光圖案2b之形成面上後，如圖27(b)所示，對其=阻 膜施予圖木φ成操作，以形成可使預定之光透過圖案露出 且可覆蓋其餘部分之光阻圖案12(工序207)。接著，以其光 阻，案11充當爲钱刻遮罩’將由其露出之光罩基板以以各 向兴性的乾蝕刻法施予蝕刻處理，以形成溝槽移相器 2d(工序208)。之後，如圖27(c)所示，除去光阻圖案12後 (工序209)，最後，檢查該光罩2之透過光相位（工序21〇)， 以製造光罩2。 如上述，在本實施形態丨，由於可如上述放寬光罩相位 差之絕對値控制（誤差允許量）精度，且不再需要在光罩2之 公釐） 11 ~ 11111111 —I1I1II1*" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -46- 480608 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

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五、發明說明（45 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以比上述檢討技術可簡化光罩2之製造工序。 其次，於圖2 9及圖3 0顯示將本發明之技術思想適用於將 DRAM(動態隨机存取記憶體）之各圖案以曝光處理進行複 製之一例子。圖3 0係圖2 9之A- A線剖面圖。由於將本$施 形態之曝光方法應用於DRAM之製造技術，特別是可、咸少 晶片内之缺陷數，因此，可減少位元救濟晶片數。 半導體基板3 S係構成例如由平面略圓形狀之晶圓3所切 割出DRAM之平面四角形狀晶片之部分，例如，由p型單晶 矽構成。在該半導體基板3S之主面上形成p型井21，在該p 型井21上七形成有DRAM之記憶格。此外，形成有記憶格 的領域（記憶體陣列）之p型井2 1，爲防止雜訊從形成在半導 體基板3 S外其他領域之輸入輸出電路侵入，則由形成在其 下部之η型半導體領域22所電性隔離於半導體基板3S。 記憶格係由在記憶格選擇用MISFET(金屬絕緣體半導體 場效電晶體）Q s之上部佈局了資訊蓄積用電容元件c之推 宜構k構成。;己憶格選擇用MISFETQs由η通道型I s F e T 構成，係形成在P型井21之活性領域L。活性領域X由沿圖 29之X方向筆直延伸之細長的島狀圖案構成，在其各自之 活性領域L，則使互相共同所有源極、汲極之一方（n型半 導體領域）之記憶格選擇用MISFETQs，向X方向鄰接而形 成兩個。. 圍繞活性領域L之元件分離領域，係由溝槽型元件分離 邵（溝渠隔離）23構成，其係埋設在開設於p型井21上的淺溝 之氧化矽膜等構成之絕緣膜所形成。埋設在該溝槽型元件 -48- 本紙張又/艾週用中國國家標準（CNS)A4規格 x 297公釐） ---L ΙΓ — — — — — I --1---— It--I----I .1 Awl (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（46 ) 分離邵23心絕緣膜，其表面係使其平坦化成大致與活性領 域L之表面成相同高度。由此種溝槽型元件分離部23構成 之元件分離領域，由於鳥嘴（bird，s bead)不會形成在活性領 域L之端部，因此，活性領域L之有效面積乃比由 LOCOS(石夕局部氧化；Locai〇xidizati〇ii〇f如丨⑽）法所形 成同一尺寸之元件分離領域（場氧化膜）爲大。 記憶格選擇用MISFETQs，主要係包括閘極絕緣膜24， 閘極25及構成源極、汲極之一對n型半導體領域％％。 閘極25係與字線WL—體構成，而以同一寬度、同一間距 下沿Y方向直線延伸。閘極25(字線WL)具有多金屬構造， 其係包括經予摻雜例如P(磷）等11型雜質之低電阻多晶矽 膜，形成在其上部之由WN(氧化鎢）膜等構成之隔離金屬 層，以及开〉成在其上邵之W (鎢）膜等高融點金屬膜。多金 屬構造之閘極25(字線WL)，由於其電阻較之由多晶矽膜或 夕曰日石夕化金屬膜所構成之閘極爲低，因此，可減少字線之 k唬延遲。但是，閘極25也可以多晶矽膜之單體膜構成 又，也可採用在多晶矽膜上疊上如鎢矽化金屬等矽化金屬 膜構成之上述多晶矽化金屬構造。 在記憶格選擇用MISFETQs之閘極25(字線WL)之上部， 形成由氮化矽膜等構成之罩（cap)絕緣膜27，在該罩絕緣膜 27之上部及側壁與閘極25(字線WL)之側壁，則形成例如由 氮化碎膜構成之絕緣膜28。記憶體陣列之罩絕緣膜27與絕 緣膜28，在記憶格選擇用MISFETqs之源極、汲極（n型半導 體領域26、26)之上部以自對準（seif aiignment)法形成接觸 r ----- I.------Αν— ^--------訂--------.1 AW1 . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -49-

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 貝1 480608 Α7 Β7 五、發明說明（47 孔時，可當做阻蝕膜（etching stopper)而使用。 在δ己t思格選擇用ΜIS F E T Q s上，形成S〇G (旋塗玻璃）膜 29a。SOG膜29a之上面則再形成由兩層氧化矽膜等構成之 絕緣膜29b、29c，上層之絕緣膜29c，其表面係施予平面 化處理以使半導體基板3S之整個領域大致成爲相同高度。 在構成記憶格選擇用MISFETQs之源極、汲極之一對〇型 半導體領域26、26之上部，則形成有貫通絕緣膜2%、2外 及SOG膜29a之接觸孔30a、30b。在這些接觸孔3〇a、30b之 内部’則埋設由掺雜η型雜質（例如p)之低電阻多晶石夕膜所 構成之插塞3 1。 接觸孔30a、30b之底部X方向之徑，係取決於相對的兩 支閘極25(字線WL)之一方側壁之絕緣膜28與另一方側壁之 絕緣膜28間之間距。就是説，接觸孔3〇a、3〇b係相對於閘 極2 5 (字線WL)以自對準方式所形成。 如圖29所示’一對接觸孔30a、3〇,中一方之接觸孔之 Y方向（圖29之上下方向）之直徑，乃與活性領域方向 尺寸大致相同。與此相對，&另_方之接觸孔3〇a(由兩個 記憶格選擇用題FETQs共同户斤有之n型半導體領域％上之 接觸孔）之Y方向之徑，係比活性領域LtY方向尺寸爲大。 就是説，接觸孔30b係由Y方向之徑比χ方向（圖乃之左右士 向）之徑爲大的大致長方形之平面圖案構成，其一部分 自活性領域L離開而平面延伸於溝槽型元件分離部U上 若以此種模式構成接觸孔30a，則於經由接觸^孔…使 元韓與η型半導體領域26間電互連時，不再需要將位 -1.------I --------^--------—Awl (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '50-

480608 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 — B7 _ 五、發明說明（48 ) 線BL之寬度局邵性的變粗而延伸至活性領域[之上部，或 是將活性領域L之一部分向位元線bl方向延伸，因此，可 縮小記憶格之大小。 在絕緣膜29c上形成有絕緣膜32a。在接觸孔3〇ai形成有 通孔（through hole) 33，其内部則埋設由自下層依序疊層τ i (鈥）膜，TiN(氮化欽）膜及w膜之導電膜所構成之插塞。 通孔33係佈局在離開活性領域L的溝槽型元件分離部㈡之 上方。 在絕緣膜29c上形成有位元線bl。位元線BL係佈局在溝 槽型元件分離邵23之上方，以同一寬度、同一間距下沿χ 方向直線延伸。位元線BL係由例如鎢膜構成，其係經由上 述通孔33及形成在其下部之絕緣膜32a、29c、29b、s〇G膜 29a及閘極絕緣膜24之接觸孔30a而與記憶格選擇用 MISFETQs之源極、汲極之一方（由兩個記憶格選擇用 MISFETQs所共同所有之n型半導體領域26)成電互連。由於 以金屬（鎢）構成位元線BL便能減低其薄片電阻，因此，可 以南速執行資訊讀出及寫入。另外，由於可以同—工序同 時形成位元線BL與周邊電路間之佈線，因此，可簡化 DRAM之製造工序。 另方面，如以耐熱性及高抗電致遷移性金屬（鎢）構成位 兀線BL，則即使將位元線bl之寬度予以微細化時，也能 確實防止斷線。 在位元線B L上形成有例如，由氧化珍構成之絕緣膜 32b、32c。上層之絕緣膜32c係施予平面化處理，以使其 -51- 本紙張尺度適用中_家標準（CNS)A4規彳‘咖χ 297 Γ讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

480608 A7 五、發明說明（49 ) 表面在半導體基板3S之整個領域成爲大致相同高度。在記 i思體陣列1絕緣膜32c上形成有由氮化矽等構成之絕緣膜 34，在此絕緣膜34之上方則再形成有資訊蓄積用電容元件 C。貝詋蓄積用電容元件C具有包括下部電極（蓄積電 極）3 5a與上部電極（屏極）35b與設在這些之間之丁(氧化 担）等之電容咨絕緣膜（電介質膜）35c。下部電極35a由經摻 雜例如P(磷）之低電阻多晶石夕膜構成，上部電極35b則由例 如TiN膜構成。資訊蓄積用電容元件c之下部電極35a，係 經由埋設在貫通絕緣膜34及某下層之絕緣膜32c、32b、 32a之通孔36内之插塞37，與接觸孔3〇b内之插塞31成電互 連，並再經由該插塞3 1與記憶格選擇用MISFETQs之源 極、及極之另一方（η型半導體領域26)成電互連。 在貧訊蓄積用電容元件C之上部，形成有由雙層氧化石夕 等構成之絕緣膜38，並在其上部再形成第二層之佈線 39L2。在該第二層之佈線39L2上則形成有由氧化矽等構成 之絕緣膜40a、40b。其中，下層之絕緣膜40a係由佈線 39L2的優於塡隙（gap filling)性之高密度電漿CVD法所形 成。另外，其上方之絕緣膜40b係經施予平面化處理以使 其表面在半導體基板3 S之整個領域成爲大致相同高度。在 該絕緣膜40b上則形成有第三層之佈線39L3。第二、第三 層之佈線39L2、39L3，係由例如以A1(鋁）爲主體之導電膜 構成。 如上述，依照本實施形態即可獲得如下列之效果。 (1)·即便是光罩2之相同圖案，使透過光之相位會反轉 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -rr IL------·-裂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丁 I i me— · ϋ imam n ·ϋ n an i I i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 v 經濟部智慧財產局P貝工消費合作社印製 480608 A7 五、發明說明（50 ) 1 8 0度之圖案疊合於晶圓3之同一領域而實行曝光’，7尤也月匕 放寬具有溝槽移相器2d的光罩2之相位誤差允許量（相位差 之絕對値控制精度）。 (2) ·將光罩2之同一圖案疊合於晶圓3之同一領域而實行 曝光，即可放寬具有溝槽移相器2d的光罩2之缺陷檢查界 限尺寸。 (3) ·即便是光罩2之相同圖案，使透過光之相位會反轉 180度之圖案疊合於晶圓3之同一領域而實行曝光，就也能 抑制或防止有無佈局溝槽移相器2d所造成鄰接複製圖案之 尺寸變動。 (4) .由於上述（3)，不再需要將光罩2之溝槽移相器2d做 成房簷結構。 (5) ·由於上述（1)、（2)、或（4)，可提高光罩2之製造上之 容易性。 (6) ·由於上述（1)、（2)、（3)、（4)、或（5)，可提高光罩2之 製造良率。 (7) ·將光罩2之同一圖案疊合於晶圓3之同一領域而實行 曝光，即可使光罩2内之光罩圖案尺寸分布均勻化，因 此，可抑制或防止光罩圖案之尺寸差異所造成複製圖案之 尺寸變動。 (8) ·進行掃·描曝光時，沿著掃描方向使光罩2之同一圖案 疊合而實行曝光，即可使曝光裝置丨之光學系統之透鏡像 差均勻化。 (9) .由於上述（1)、（7)、（8)等，可提高複製圖案之尺寸精 i I*------Aw I ---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) tr--------.丨· -53-

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(10) .由於上述（1)、（7)、（8)、（9)等 電路裝置之製造良率。 (11) ·由於上述（1)、（7)、（8)、（9)等 電路裝置之信賴性。 (12) ·由於上述（1)、（7)、（8)、（9)等 電路裝置之性能。 (13) ·由於上述（1)、（7)、（8)、（9)等 電路裝置之元件或佈線之積體产。 (實施形ϊ|2) 根據本發明人等之調杳社罢 、 —〜果，於將輔助光罩圖案佈局 主要的光透過圖案之周圍的移相本 7杪相先罩中，新發現所複製 案之折像尺寸，係依溝槽移相器之佈局方法，1髀而士 係依將溝槽移相器佈局在作爲主要的光透過圖案:情; 佈局在輔助圖案之情形而有所不同。輔助圖案，如上述 係一種開口圖案，用以提高作爲主要的光透過圖案之折 特性，係以投影在晶圓上時在晶圓上不致於形成獨立像 方式開口於光罩之光透過圖案。 於圖3 1及圖3 2顯示此種移相光罩之重要部分。 圖3 1(a)係顯示其光罩2之重要部分俯視圖，（b)係顯示< 之A— A線剖面圖。形成爲平面帶狀之光透過圖案，係 光罩基板2a上之遮光膜予以開口所形成。光透過圖案2c 供由曝光處理複製在晶圓上之作爲主要的圖案。在該光 過圖案2c之兩長邊附近，平面帶狀之輔助光罩圖案2CS 可提高半導體積體 可提高半導體積體 可提高半導體積體 可提高半導體積帶 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .54- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480608 A7 —__B7 五、發明說明（52 ) 隔著一定的平面長之遮光圖案2b下相對於光透過圖案2(：平 行佈局。爲提鬲光透過圖案2 c之折像度特性，輔助光罩圖 案2cs係將光罩基板2a上之遮光膜予以開口所形成。輔助 光罩圖案2cs之長度方向長度係與光透過圖案2c之長度方 向長度相同，惟其寬度卻予以設計成比光透過圖案2c爲 細，以使其不致被複製在晶圓上。在圖3 1中，係將溝槽移 相器2d佈局在輔助光罩圖案2cs，俾透過光透過圖案2C之光 與透過輔助光罩圖案2cs之光間使其相位反轉180度。 另一方面，圖32(a)係顯、示圖31之光罩2之同一平面上不 同平面位置之重要部分俯視圖，（b)係顯示⑷之A—a線剖 面圖。光透過圖案2c及輔助光罩圖案2cs之形狀、尺寸及 功能等係與圖3 1者相同。但是，溝槽移相器2d則將之佈局 在光透過圖案2c，俾透過光透過圖案2c之光與透過輔助光 罩圖案2cs之光間使其相位反轉180度。亦即，就圖31與圖 32來説，若比較其光罩2之同一平面位置之透過光相位 時’其各各之光相位係使其反轉1 8 0度。 依照本發明人等之調查結果，使用此種光罩2來實行一 次曝光處理時，新發現在圖3 1與圖32間之複製圖案之尺寸 有所不相同。於是，在本實施形態2，也與上述實施形態1 同樣地，將圖31之光罩圖案與圖32之光罩圖案在晶圓同一 項域貫行登合曝光（多次曝光），即可與在上述實施形態1 所說明之相同理由下，提高複製在晶圓之圖案尺寸精度。 (實施形態3) 在本貝施形悲3 ’則將對於孔圖案（hole pattern)之適用例 -----Llr 丨丨 II 丨 I ·丨―— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 加以説明。孔圖案就是如接觸孔或通孔（through hole)等爲 使互兴的層間予以電連接而穿孔在絕緣膜者。 圖3 3(a)係顯示其光罩2之重要部分俯視圖，（b)、（幻係分 別顯不⑷之A- A線及B-B線之剖面圖。在此光罩2,顯示 進行曝光處理時供作疊合之用的雨個複製領域4E、4F。複 製頃域4E、4F係佈局在同一光罩2之同一平面不同的平面 位置在k製領域4E、4F，佈局例如平面正方形狀之光透 過圖案2c3，圍繞其四周之輔助光罩圖案2cs以及平面正方 形狀之複數個光透過圖案2C4。 光透過圖案2c3係用來複製孤立孔圖案之圖案，其係將 光罩基板2a上之遮光膜予以開口所形成。輔助圖案2以係 以提高光透過圖案2c3之折像度爲目的之圖案，係以折像 界限以下之圖案寬度所形成。在光透過圖案2c3與輔助圖 案2cs，則將溝槽移相器2d佈局在其中之任一方，以使透 過其各各之光相位反轉18〇度。此種情況下，在複製領域 4E ’則在輔助圖案2cs佈局溝槽移相器2d，在複製領域 4F，則在光透過圖案2C3佈局溝槽移相器2d。就是説，在 光透過圖案2c3及輔助圖案2cs之形成領域中，就複製領域 4E與複製領域4F來説，若比較其同一平面位置之透過光相 位時，其各各之光相位係反轉18〇度。 另外，光透過圖案2c4係用來複製反復佈置成稠密的孔 圖案之圖案’其係以圖33(a)之上下左右方向隔著—定的間 隔下有規則的佈局而成。在該複數個光透過圖案2c4中， 溝槽移相器2 d係佈局成可使透過互相鄰接的各各光透過圖 -56- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------I --------訂------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480608 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（54 案2c4之透過光之相位反轉180度。此種情況下，在該複數 個光透過圖案2c4之一群中，就複製領域4E與複製領域4F 來説，若比較其同一平面位置之透過光之相位時，則其各 各光之相位會反轉180度。 將此種複製領域4E、4F在晶圓上同一領域施予疊合曝光 (多次曝光）處理，即可在與上述實施形態1所説明之相同理 由下，以高尺寸精度在晶圓上複製良好的微細孔圖案。 以上所述只不過是就本發明人等所創作發明根據實施形 態具體加以説明，惟本發明並非局限於上述實施形態1至 3’當可在未脱離其要旨下尚可作種種之變更，乃至爲顯 明。 例如，上述實施形態1至3，係針對將同一光罩之同一平 面上不同平面位置之同一光罩圖案予以疊合曝光之情形加 以説明，惟並非用以限定本發明，例如，將形成在實體分 離的各別光罩上之同一圖案施予疊合曝光亦屬可行。 另外，曝光條件並非限定於上述實施形態1至3所説明 者，尚可作種種變更。例如，曝光光也可使用曝光波長 365 nm之i線。照明方面也可使用如斜方照明或輪帶照明 等變形照明。 以上所述只不過是主要將本發明人等所創作發明應用於 當做發明背景的利用領域之dram之情形加以説明，惟並 非局限於此，當也可適用於：具有SRAM(靜態隨機存取記 憶體）或快閃記憶體（EEPROM ;電子可抹除可程式唯讀記 憶體）等記憶體電路之半導體積體電路裝置，具有微處理 -57- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱 45U〇^〇 Α7 Β7 五、發明說明（55 ) 機等邏輯電路之半導體積體 玖溆、-雜+ 〃 略良置’或將上述記憶體電 路與避輯電路設在同一半導 、丁 路裝署。 ，& 土板〈混裝型半導體積體電 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 特別是可有效地適用於最小加工 Φ ^ 4, y, 乂寸馬0 · 1 5 V m以下4取 尖:技術下使用的移相光罩之光刻技術者。 么么將由本申请案所揭示發明 4 # 1 、， *月中了由較具代表性者獲得之 政果間早說明如下。 ⑴.依照本發明’雖爲光罩之同—圖案，但將透過光之 係反轉（圖案在晶圓上同一領域進行疊合曝光處理， 即可使具有溝槽移相器構造 W ^埏〈先罩，放寬其相位絕對値控 制精度。 (2) .依照本發明，雖爲光罩之同一圖案，但將透過光之 相位係反轉之圖案在晶圓上同一領域進行疊合曝光處理， 即可提高使用具有溝槽移相器構造之光罩所複製圖案之尺 寸精度。 (3) •依照本發明，將光罩之同一圖案在晶圓上同一領域 進行疊合曝光處理，即可在具有溝槽移相器構造之光罩， 放寬光罩檢查之缺陷檢查尺寸。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (4) .依照本發明，由上述（1)、或（3)，即可提高具有溝槽 移相咨構造之光罩在製造上之容易性。 (5) ·依照本發明，由上述（1)、（2)、或（3)，即可提高具有 溝槽移相器構造之光罩在製造上之良率。 (6) ·依照本發明，由上述（1 )、（2)、或（3)，即可提高半導 體積體電路裝置之良率。 -58- 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（21G χ 297公餐 480608 A7 B7 五、發明說明（56 ) (7) .依照本發明，由上述（1)、（2)、或（3)，即可提高半導 體積體電路裝置之信賴性。 (8) ·依照本發明，由上述（1)、（2)、或（3)，即可提高半導 體積體電路裝置之性能。 (9) ·依照本發明，由上述（1)、（2)、或（3)，即可提高半導 體積體電路裝置之元件或佈線之積體度。 -----L------I 裝·-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------Φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -59- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 480608 第8 9 1 2 1 2 1 〇號專利中請案 中文申請專利範圍修正本(90年11月)

   六、申請專利範圍 1· 一種半導體積體電路裝置之製造方法，其特徵為包括下 列工序： (a) 在晶圓之第一主面形成光阻膜之工序； (b) 將开;？成上述光阻膜之上述晶圓設置於曝光裝置之晶 圓載臺之工序； (0對於設置在上述晶圓載臺之上述晶圓之上述第一主 面第一領域，將含有基板溝槽移相器之第一移相光罩圖 案以紫外光施予縮小投影曝光之工序；以及 · (d)經上述工序後，對於設置在上述晶圓載臺之上述晶 圓<上述第一主面之上述第一領域，將含有基板溝槽移 相器且使上述第一移相光罩圖案之相位反轉之第二移相 光罩圖案以紫外光施予縮小投影曝光之工序。 2·如申請專利範圍第丨項之半導體積體電路裝置之製造方 法’其中上述第二移相光罩圖案係形成在與上述第一移 相光罩圖案同一光罩基板上之同一主面上。 3.如申請專利範圍第2項之半導體積體電路裝置之製造方 法，其中上述（c)及（d)工序之曝光係以掃描曝光法實行。 4·如申請專利範圍第3項之半導體積體電路裝置之製造方 法’其中上述第一及第二之移相光罩圖案係依照累賓遜 方式。 ^ 、 5·如申請專利範圍第4項之半導體積體電路裝置之製造方 法’其中依照累賓遜方式之光罩圖案係用以複製線幅與 線距圖案。 〃 6·如申請專利範圍第4項之半導體積體電路裝置之製造方 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

   中依照累賓遜方式之光罩圖案係用以複製複數個 孔圖案 包括下 一種半導體積體電路裝置之製造方法，其特徵為 列工序： (a) 在晶圓之第一主面形成光阻膜之工序； 置之晶 (b) 將形成上述光阻膜之上述晶圓設置於曝光 圓載臺之工序； 2)對於設置在上述晶圓載臺之上述晶圓之上述第一主 面第一領域，將含有基板上薄膜溝槽移相器之第一移S 光罩圖案以紫外光施予縮小投影曝光之工序；以及 (d)經上述工序後，對於設置在上述晶圓載臺之上述晶 圓足上述第一主面之上述第一領域，將含有基板上薄膜 溝槽移相器且使上述第一移相光罩圖案之相位反轉之第 二移相光罩圖案以紫外光施予縮小投影曝光之工序。 8·如申請專利範圍第7項之半導體積體電路裝置之製造方 法其中上述第二移相光罩圖案係形成在與上述第一移 相光罩圖案同一光罩基板上之同一主面上。 9.如申請專利範圍第8項之半導體積體電路裝置之製造方 法，其中上述（c)及（d)工序之曝光係以掃描曝光法實行。 1〇·如申請專利範圍第9項之半導體積體電路裝置之製造方 法’其中上述第一及第二之移相光罩圖案係依照累賓遜 方式。 11·如申請專利範圍第10項之半導體積體電路裝置之製造方 法，其中依照累賓遜方式之光罩圖案係用以複製線幅與 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公#) ' ^ . 480608 A8 B8 C8

   線距圖案。 12. 如申請專利範圍第10項之半導體積體電路裝置之製迕方 中依照累賓遜方式之光罩圖案係用以複製複 札_業〇 13. 一種半導體積體電路裝置之製造方法，其包括 序： ，J U)在晶圓之第一主面形成光阻膜之工序； (b) 將形成上述光阻膜之上述晶圓設置於曝光裝置之晶 圓載臺之工序； (c) 對於設置在上述晶圓載臺之上述晶圓之上述第一主 面第一領域，將第一移相光罩圖案以紫外光施予縮小投 影曝光之工序；以及 (d) 經上述工序後，對於設置在上述晶圓載臺之上述晶 圓之上述第一主面第一領域，將形成在與上述第一移相 光罩圖案同一光罩基板上之同一主面上且使上述第一移 相光罩圖案之相位反轉之第二移相光罩圖案以紫外光施 予縮小投影曝光之工序。 14·如申請專利範圍第13項之半導體積體電路裝置之製造方 法，其中上述（c)及（d)工序之曝光係以掃描曝光法實行。 15.如申請專利範圍第14項之半導體積體電路裝置之製造方 法’其中上述第一及第二之移相光罩圖案係依照累賓遜 方式。 16·如申請專利範圍第15項之半導體積體電路裝置之製造方 法，其中依照累賓遜方式之光罩圖案係用以複製線幅與 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

   訂

   線距圖案。 17·:申ϊί利範圍第15項之半導體積體電路裝置之製造、 孔圖案。依照累賓遜方式之光罩圖案係用以複製複數: 導體積體電路裝置之製造方法，其特徵為包括下 (a) 在晶圓之第一主面形成光阻膜之工序； 置之 晶 (b) 將形成上述光阻膜之上述晶圓設置於曝 圓載臺之工序； (C)對於設置在上述晶圓載臺之上述晶圓之上述第一主 2又上述第一領域，將含有微細房簷型溝槽移相器之= 一移相光罩圖案以紫外光施予縮小投影曝光之工序；以及 。（d)經上述工序後，對於設置在上述晶圓載臺之上述晶 圓之上述第一主面之上述第一領域，將含有微細房簷= 溝槽移相器且使上述第一移相光罩圖案之相位反轉之^ 二移相光罩圖案以紫外光施予縮小投影曝光之工序。 19·如申請專利範圍第18項之半導體積體電路裝置之製造方 法其中第一移相光罩圖案係形成在與上述第一移相光 罩圖案同一光罩基板上之同一主面上。 20.如申請專利範圍第19項之半導體積體電路裝置之製造方 法’其中上述（c)及（d)工序之曝光係以掃描曝光法實行。 21·如申請專利範圍第2〇項之半導體積體電路裝置之製造方 法’其中上述第一及第二之移相光罩圖案係依照累賓遜 方式。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS) A4規格(210X297公釐) A8 B8

   ^申％專利範圍第21項之半導體積體電路裝置之製造 幅與:f賓遜方式之光罩圖案係用以複製線 申目專利範圍第21項之半導體積體電路裝置之製造方 數個=照上述累賓遜方式之光罩圖案係用以複製複 24·如申請專利範圍第22項之半導體積體電路裝置之製造方 法’其中包含在上述第一及第二之移相光罩圖案之微細 居詹型溝槽移相器房簷長度為20%以下。 25·如申#專利範圍第24項之半導體積體電路裝置之製造方 亡’其中包含在上述第一及第二移相光罩圖案之微細房 簷型溝槽移相器之房簷長度為10%以下。 26.-種半導體積體電路裝置之製造方法，其特徵為包 列工序： U)在晶圓之第一主面形成光阻膜之工序； (b) 將形成上述光阻膜之上述晶圓設置於曝光裝置之晶 圓載臺之工序； (c) 對於設置在上述晶圓載臺之上述晶圓之上述第一主 面第一領域，將第一移相光罩圖案以紫外光施予縮小投 影曝光之工序； (d) 經上述工序後，對於設置在上述晶圓載臺之上述晶 圓之上述第一主面之上述第一領域，將上述第一移相光 罩圖案之相位反轉之第二移相光罩圖案以紫外光施予縮 小投影曝光之工序； -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

   裝 訂

   480608 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (e) 經上述工序（c)後，對於設置在上述晶圓載臺之上述 晶圓之上述第一主面第一領域，將上述第一移相光罩圖 案再度以紫外光施予縮小投影曝光之工序；以及 (f) 經上述工序（d)後，對於設置在上述晶圓載臺之上述 晶圓之上述第一主面之上述第一領域，將上述第二移相 光罩圖案再度以紫外光施予縮小投影曝光之工序。 27. —種半導體積體電路裝置之製造方法，其特徵為包括下 列工序： (a) 在晶圓之第一主面形成光阻膜之工序； (b) 將形成上述光阻膜之上述晶圓設置於曝光裝置之晶 圓載臺之工序； (c) 對於設置在上述晶圓載臺之上述晶圓之上述第一主 面之第一領域，將包含輔助圖案之第一移相光罩圖案以 紫外光施予縮小投影曝光之工序；以及 (d) 經上述工序後，對於設置在上述晶圓載臺之上述晶 圓之上述第一主面之上述第一領域，將包含輔助圖案且 使上述第一移相光罩圖案之相位反轉之第二移相光罩圖 案以紫外光施予縮小投影曝光之工序。 28. —種半導體積體電路裝置之製造方法，其特徵為包括下 列工序： (a) 在晶圓之第一主面形成光阻膜之工序； (b) 將形成上述光阻膜之上述晶圓設置於曝光裝置之晶 圓載臺之工序； (c) 對於設置在上述晶圓載臺之上述晶圓之上述第一主 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)

   η

   480608 六、申請專利範圍 以：孙、將包含溝槽移相器之第-移相光罩圖案， 床 4曝光光，經由_曝光予以料投影之工 序；以及 ⑷經上，工序後，料設置在上述晶圓載臺之上述晶 ::上述：—王面之上述第—領域，將包含溝槽移相器 且使上述第一移相井罝圓安、 罩圖术<相位反轉之第二移相光罩 圖案，以紫外光作為曝朵亦尤旱 下為曝先先，經由掃描曝光予以縮小投 影之工序。 [種半導體積體電路裝置之製造方法，其特徵為包括下 列序· (a) 在晶圓之第一主面形成光阻膜之工序； (b) 將形成上述光阻膜之上述晶圓設置於曝光裝 圓載臺之工序； " (0對於設置在上述晶圓載臺之上述晶圓之上述第一主 面足上述第一領域，將第一移相光罩圖案，以紫外光作 為曝光光，經由掃描曝光予以縮小投影之工序；以及 (d)經上述工序後，對於設置在上述晶圓載臺 、 曰Θ 圓之上述第一主面之上述第一領域，將經使上逑第一移 相光罩圖案之相位反轉之第二移相光罩圖案，以紫外光 作為曝光光，經由掃描曝光予以縮小投影之工序。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）