TW565881B - Lithographic method of manufacturing a device - Google Patents
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Description
565881 A7
發明領域 本發明關於在至少一基板的 該方法包含以下步驟: 一疊層中製造 一裝置的方法 一光阻層中; ’該區域係由該圖 -提供一包含圖案特徵的設計圖 /、對應於要配置在該 疊層中的裝置特徵; -轉移該設計圖案於提供在該基板層上的 -移除材料或加入材料到該疊層的區域 案化的光阻層所描述; _ 一些次圖案,其每個包含該設計圖案要連續轉移在一相 對應數目的光阻層中不同的部份,其係連續地塗佈在該基 板層上。 本务明亦關於一種分配一設計圖案的圖案特徵在一此次 圖案上的方法。 本發明進一步關於一種組裝微影次遮罩在一起而形成一 虛構的設計遮罩,以配置一裝置圖案在一基板的一疊層中。 發明背景 為了執行該製造方法,係使用一光學微影投射裝置。一 微影投射裝置為製造積體電路(1C)之基本工具,其係使用遮 罩,蝕刻及植入技術。對於每個要配置的裝置層,一對應 於該疊層的該裝置特徵之包含圖案特徵之設計遮罩圖案, 係藉由這種裝置來成像在於執行該成像化步驟之前塗佈於 該疊層上的一輻射-感應層。該設計遮罩圖案為一基板層的 一圖案設計程序的結果,該程序係在該基板層配置程序之 前。該輪射-感應層,其特定地敏感於用來成像的該輻射, -4- 本紙張尺度適用中固國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
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五、發明説明(2 ) 其在該輻射入射的區域中改變其特性。這種疊層為一光阻 層的具體實施例,該術語亦涵蓋一敏感於一電荷粒子束的 疊層,例如一電子束。實際上,一輻射_感應層亦可敏感於 一電子束。轉移圖案可瞭解為同時代表成像一相對應的遮 罩圖案在一光阻層中,並寫入一圖案在這種層中,例如藉 由一電子束。在該裝置製造程序期間,連貫的遮罩圖案,
每一個對於另一個基板層係成像在該基板上相同的標靶上 ’例如IC區域。 該微影方法及裝置亦可用於製造其它裝置,例如像是整 合的或平面光學裝置’磁頭,或液晶顯示面板。 1 丁
一基板可暸解為代表一板材,例如矽,其為一完整的多 位準裝置,例如一 1C,所要一層一層地形成於其中,其係 藉由一些製程步驟的連續組合。每個這些組合包含一主要 製程步驟·塗佈一輻射-感應層,或光阻層在該基板上,對 準戎基板於一遮罩,成像此遮罩的該圖案在該光阻膜中, 顯影該光阻膜,經由該光阻膜蝕刻該基板,及進一步清洗 及其匕‘程步“。5亥術語基板涵蓋了在該製造程序中不同 階段之基板,例如一不具有或僅具有一位準的已經配置之 裝置特徵的基板,及一具有幾乎一位準的已經配置的裝置 特徵,及所有中間基板。 因為其需要來穩定地增加在一 IC裝置中的電子元件數目 及這種裝置的運作速率,該裝置特徵的寬度或線寬,及這 些特徵之間的距離必須不斷地降低。因此,具有逐漸較小 的圖案特徵,及這些特徵之間的較小距離之遮罩圖案必須 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公爱) 565881 A7 B7 五、發明説明(3 成像。該圖案特徵之最小尺寸,其可由一微影投射裝置成 像於所需要的品質,係根據此裝置的該投射系統之該分解 能力或解析度,及該遮罩圖案的結構。此解析度係正比於 λ/ΝΑ ’其中λ為該投射光束波長,而NA為該投射系統的數 值光圈。該數值光圈的增加及/或該波長的降低可增加該解 析度。實際上,該數值光圈的增加,其在目前的微影投射 裝置中非常大,其不是很有可能,因為此會降低該投射系 統的焦距,其正比於λ/ΝΑ2。再者,當進一步增加數值光圈 日寸’其成為太困難而無法在整個所需要的範圍中來修正該 投射系統,該深紫外光(DUV)的波長降低如同現今在發展中 的微影投射裝置中所使用,其由193 nm開始到例如157 nm ,其造成關於該投射系統之光學元件的材料及敏感於此輻 射之波長的光阻膜之新問題。其已經對於下一代的微影投 射裝置提出使用遠紫外光(EUV)輻射,其波長等級為13 nm 。事實上,使用這種輻射允許成像出一相當微細的圖案結 構’但一EUV投射裝置的設計及發展為非常具有挑戰性, 且耗時的工作。因為Euv輻射很容易被空氣吸收,該投射 光束的路徑必須在真空中,其造成特定及新的問題。一適 當及有效率的EUV轉射源並不可得,且新的敏感於請韓 射的光阻材料必須要發展。適合於裝置生產的一EUV投射 裝置將無法在近年内成為可用。 ^ 因此,其非常需要―種製造具有裝置特徵的—裝置之方 法’其相較於那些目前製造的裝置相當地小,胃方法使用 一習用的投射裝置。
•裝 訂
撕881 、發明説明( US-Α 5,716,758揭示一種在一半 ^ A 亍净肢基板上形成一微細週 J性線性圖案之方法,該週期齐 (功係小於該投射裝置的分解能 力。根據此方法,其形成一第一 叹弟一路遮罩,其遮罩 圖案為交錯的,及當疊置時,爷 ^ . *'7 ^ 〜一 °亥弟一圖案的長條係位在該 :二圖案的相鄰長條之間。-有機材料層,做為-反射保 瘦層’其塗佈在該基板上層,其中配置有該裝置圖案。該 ,機材料層係藉由該第來圖案化。—感光膜形成在 该圖案化的有機材料層i ’且此薄膜係藉由該第二遮罩來 圖案化方式為該感光膜圖案的每個特徵係插入在該有 機材料層圖案的兩個相鄰特徵之間。由該#機層圖案之特 徵及該感光薄膜圖案的該插入特徵所組成的該整體結構係 做為用㈣刻該基板上層的一遮I。此上層為該唯一的處 理層,用於配置該基板的該相關層。 忒方法描述於US-Α 5,716,758,其使用兩個遮罩圖案,其 係用來印刷週期性線性圖案,並減半可用一令人滿意的方 式所成像的該圖案之週期。該特徵之整體結構顯示出一相 當大.的地形,即高度結構。在US-A 5,7 16,758中圖3的最簡 單具體實施例中,該感光膜圖案的特徵已經具有一高度大 於這些特徵及該有機層圖案的那些特徵之間的距離。在其 它使用更多疊層中的更為複雜之具體實施例,該高度對距 離比甚至更大。由於該特徵之整體結構的地形,蝕刻該基 板上層或處理層通過此結構,而具有所要的準確度是非常 困難的,如果並非不可能的話。此即使得US-A 5,7 16,758之 方法相當不實際。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂 線 565881 五、發明説明(5 個U S A 5,7 16,7 5 8未處理的問題係關於在光學微擎中 斤使用的σ玄遮罩的貫際結構。此問題在當增加該遮罩圖 中的特徵密度時更為顯著。US_A 5,716,758的方法使用;鉻 遮罩。這種遮罩由例如石英的一透明層所構成,其係覆= 在具有-圖案化的鉻層之-側面上。在此層中的開口:: 了投射於-光阻層中的該圖案。$了降低可具有:需 要品質之成像的該最小特徵寬度,目前使用一相位-偏移= 罩,其包含透明相位-偏移元件,該遮罩可為一鉻相位 遮罩’或-無鉻相位·偏移遮罩。在—路相位·偏移遮罩中, 相位-偏移元件係配置在該鉻層與該遮罩基板之轉接處。由 於其干擾效應’這些元件修正在該鉻/基板轉接處的繞射所 ,成的該特徵寬度擴大。在—無路相位_偏移,遮罩該圖案 特徵係完全由相位.偏移元件所決定。假如—具有相位-偏移 元件的遮罩代表在此遮罩上的一疊層$面區域部份必,保 留給每個圖案特徵,其相較於不具有相位_偏移元件的」遮 罩。 另-個在該光學㉟影領i或中目前所使用的技術為該光學 近接修正(OPC)。小修正元件係配置在該遮罩圖案位置處了 例如在-圖案特徵的邊緣處,或在兩個非常接近的特徵之 間’其中造成於該光阻層中的特徵寬度擴大之不想要的繞 射將會發生。這些修正元件並未成像’即其並未由該投射 系統所分解’但的確會繞射該成像輕射,其方式為直修正 該不想要的繞射。在該遮罩圖案表面上的一些空間必須保 留改這些修正元件。 裝 訂 線
565881 A7 B7 五、發明説明( 又另-種技術用來使得較小的目案特徵要由該投射系統 成像,其可適應於該遮罩及該投射系統之照明。這種可適 合代表該投射光束並不填補該投射系統的整個孔徑,但僅 為、-部份或其部份。此可為一中央圓形部份,或一環狀部 伤或每個光瞳一半(雙極)的一部份,或每個光瞳一半的兩 個。Η刀’然而’這些照明的類型並不能使用如果一遮罩圖 案包含-給定(禁止)對稱性,該特徵的空間週期(間隔)及/或 方向’因為具有這種禁止參數的遮罩圖案不能夠成像而沒 有像差。對於每種照明有不同的禁止參數。 發明概要 —本發明的一目的在於提供裝置實質上增加一裝置圖案的 -度其可配置在一基板中,而仍使用一習用的微影投射 裝置。這些裝置同時關於該遮罩圖案及其製造,並關於該 組製程步驟來設定具有次關鍵密度的一裝置圖案,即一高 於έ玄投射系統的解析度之密度。 根據本發明,在該公開文獻中所定義的方法之特徵在於 該額外的步驟: -形成至少一第一配對的一處理層及一抗反射層之堆疊, 及一第二配對的這種疊層在該基板上; 次圖案在 -塗佈一光阻層在該上處理層上,並轉移一第一 該光阻層中; 中 -顯影該光阻層,藉此形成對應於該第一次圖案之第 間圖案; _經由該第—中間圖案蝕刻該上方處理層,藉此形成對應 -9 - 565881 A7
於該第一次圖案的一裝置特徵的第一圖案; 以一第二光阻層塗佈該裝置特徵的第一圖案 轉移一第二次圖案在該第二光阻層中; 二次圖案之第 顯影該第二光阻層 二中間圖案; 藉此形成對應於該第 -經由該交錯的第一裝置特徵圖案及第二 t 間圖幸· 6C- -tM. JL' 的该钱刻遮罩來钱刻一底部的處理層, 一 莖一 d ^回也 错此形成對應於該 弟一及弟一。人圖案之組合的一裝置特徵的第二圖案, -移除該第二光阻層及該上處理層。_處理層可瞭解為代 表-疊層,其中裝置特徵係在當進行該方法時來配置:此 術語同時涵蓋一臨時層’例如上述的第一處理層,其中該 裝置圖案的一些特徵係臨時地儲存,及一最終層,其為爷 基板的最上層,且其中該裝置圖案的所有特徵皆最後地配 置。 在本發明方法中,每個處理層係經由一相當薄的蝕刻遮 罩來蝕刻,其由一圖案化的光阻層所構成,或較佳地是由 4述之圖案化處理層及一抗反射層之配對所構成,所以 姓刻可良好地控制及準確。因為一獨立的抗反射層係對於 每個處理層存在,其在蝕刻該先前處理層期間不會被破壞 ’其可永遠得到一完整的抗反射層。該連續轉移的次圖案 不需要被交錯,但可包含重疊的區域,而該整體遮罩圖案 可具有一任意的組態。此組態可具有一非常高的密度,例 如在該基板層中相鄰裝置特徵之間的距離可小到5 0 nm。此 允许或设計圖案,除了該裝置特徵,可具有修正元件’像 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 565881 A7 B7 五、發明説明(8 是相位-偏移元件及0PC元件’而不會引起隱含在這也元件 中的上述問題。因為裝置特徵,其將構成一禁止的對稱性 ’在一設計圖案中的-禁止間距及/或-禁止方向,其可分 佈在至少兩個次圖案上,即可解決該禁止參數的問題了刀 該方法的一具體實施例進一步之特徵在於至少—第二配 對層及一抗反射層可加入到該疊層堆疊的編 ,而其中進行以下的額外步驟: -以一第三光阻層塗佈該裝置特徵的第二圖案; 轉私一第二次圖案在該第三光阻層中; -顯影該第三光阻層,藉此形成對 三中間圖案; 成淺.於“二次圖案之第 ,.工由。玄敕置特徵的共平面第二 ― 口茶及該弟二中間圖案來 蝕刻该弟二處理層’藉此形成對應於該第一,第二及第三 次圖案之組合的一裝置特徵的第三圖案;及 —一 -移除該第三光阻層及該第二處理層。區分該初始設計圖 案在二個次圖案中’並轉移這些次圖案在該相關的基板層 其可允許進-步增加該設計圖案的密度,其關連於適 田的k置特徵’但亦關於其它像是修正元件的特徵。藉由 使用一仍更大數目的次圖案及-相對應數目的處理層,曰該 密度;可甚至更為增加’提供該流量,即每個單位時間所處 理的該基板的數目,仍可接受。 本方法一第一具體實施例之特徵在於每個次圖案係藉由 光學地成像-次遮罩’包含該次圖案,在該光阻層中,來 轉移在該對應的光阻層中。 -11- 565881 A7 B7 五、發明説明- '--〜 此具粗貫施例最為接近地連結於目前的微影技術。 每個::女闾& _於 ,案,代表此圖案的該資料係直接轉換到一實㈣ 案,該遮罩圖案,其係整體成像。 ^圖 第一具體貫施例之特徵在於至少一個該次圈 係轉移到該對應的光阻層,其係利用一充電粒子束來:案 此次圖案在該光阻層中。 、、、' 利用一充電粒子束來寫入個別的圖案特徵,例如—電子 束,其可在當該次圖案包含較低數目的小粒子時成為吸引 人。 °玄第一具體實施例之進一步特徵在於所有的次遮罩圖案 皆利用相同波長範圍的輻射來成像。 該輻射可為深紫外光(DUV)輻射,例如波長為248 nm的輻 射’其目前用於微影投射裝置,或波長為193 nm。 另一個選擇是,該第一具體實施例之特徵在於至少該次 遮罩圖案之一係利用Euv輻射來成像,而另一個次圖案係 利用DUV輻射來成像。 如果一微影投射裝置,其使用遠紫外光(EUV)輻射,而成 為可用,其仍有吸引力來使用這種裝置僅在於成像最為困 難的次圖案,並用於藉由使用Duv輻射之更加習用的裝置 來成像其它的次圖案。一般而言,該次遮罩圖案不需要由 一個裝置成像,但會使用到數個裝置,不論是相同種類或 不同種類。 做為另一個選擇’該第一具體實施例之特徵在於至少一 個該次遮罩圖案係利用一充電粒子投射束來成像。 -12 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 565881
發明説明 如對於該EUV投射裝置所做成之類似的評論,可對於使 用一充電粒子束的投射裝置來做成。 方法較仏地疋其特徵在於所有配對的疊層中,該相對 應的疊層包含相同的材料,並具有相同的厚度,除了位在 該基板側之處理層,其具有大於其它處理層之厚度。 後ir私不同的次圖案到該相關基板層即可使用與處理 屬於该次圖案之堆疊層之裝置相同的設定。因為在該基板 側的該處理層不是做為一蝕刻遮罩,而該裝置特徵最後係 配置在此層中,其可以及厚於其它的處理層。 該方法較佳地是進一步之特徵在於一配對的每個疊層之 材料係抵抗於用來蝕刻該配對的另一層之蝕刻處理。 對於每個配對的疊層,此使得其有可能來使用一第一蝕 刻處理來先圖案化該配對的該抗反射層,然後使用一不同 的蝕刻處理來蝕刻該處理層,而該圖案化的抗反射層係做 為一硬遮罩。當蝕刻該處理層時,在該處理層之上的該圖 案化抗反射層,以及一該底部配對的一空白抗反射層,如 果存在的話,其並未被破壞。 该方法可進一步特徵在於所使用的該處理層為多晶矽層。 該方法的此具體實施例非常適合於配置一具有電晶體閘 極的一基板層,其中多晶矽層為一非常適合的材料。如果 一基板層必須配置導線’至少在該基板側的該處理層可為 一金屬,像是或銅。 該方法較佳地是進一步之特徵在於所使用的該抗反射層 為雙重層’其包含一抗反射薄膜及其上的一氧化膜。 • 13 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公袭:) 565881 五、發明説明(11 該氧化膜功能做為在 之上的-光阻層之二下的該抗反射層及該薄膜 層的银刻之㈣中止層。層’並亦形成防止此抗反射 該方法較佳地是進一步 料或一錐# # μ β 4 4寸谜在於一單一抗反射層的材 :&重層的该抗反射膜之材料為-無機材料。 門 %丄 、匕一人圖案的該處理層中的處理期 間’该光阻必須由始g以SL a ^ 彤& a ,曰邛份移除,因為在此處理層中 形成的該裝置特徵必須维捭 Τ 用节mu " 持 反射層來覆蓋。藉由使 用違抗反射層之無機材料, 杻^ . °亥先阻的移除,其為一有機材 科,“在該抗反射層為一有機層 )狀/兄中成為更為容易, 如在吴國專利編號5,716,758中所述的方法。 此方法的一較佳具體實施例 氧氮化㈣豕。 ^在於该無機材物 -次具體實施例之特徵在於該無機材料 此矽氧氮化物的特殊具體實施例,A 物§1]"。 朴、 再x =0, z== 1,及V二】 其為在微影中已知的抗反射材料, , 法。 其非常適合於實施本方 本方法之隶為貫際的具體實施例 阻層。 I之仏政在於其使用正光 正光阻目前為微影中最常用的光阳 廿士 ^ 阻,其亦可用於本方法 的應用中。 4乃忐 但是’在某些狀況下’其可使用-負光阻,例如當在— 大的空白場域中有一小的特徵,或當_ 田 %欲的圖案必須 轉時。 、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) _ 裝 訂 線 • 14- 565881 A7 B7 五、發明説明 然後所使用的方法之特徵在於其使用正及負光阻層。 為了降低該基板層中該裝置特徵的寬度,該方法之特衩 在於至少一個該中間圖案的特徵係在蝕刻㈣底部處:層 中這種圖案之4藉由光阻灰化來降低尺寸。 藉由結合該新方法與已知的光阻灰化技術,該裝置特徵 與這些特徵的寬度之間的距離可降低。 ’ 本發明亦關於製造-遮罩圖案之問題的解決方案,用於 配置一高密度裝置圖案在一基板中。通常,一電子束寫入 裝置係用於寫人-遮罩圖案在—光阻層中。如果這種裝置 係用於寫入-具有非常高密度的遮罩圖案,展示在這種裝 置中的這些裝置的限制解決方案的近接效應成為清楚的f 该近接效應係由於在該電子束的小限制位置中該電子之相 互抵抗性,並造成該寫入特徵之模糊化。 根據本發明,該問題可A v^ 「J & j由以政佈一初始圖案的圖案特徵 ’其不能夠以令人滿意的方式來轉移之方法解決: 在一些次圖案上,該方法姓 乃沄之%傚在於結合了以下的散佈 規則: •該次圖案的數目儘可能地小; -f每個次圖案中’裝置特徵及其相關的特徵之配置方 為每個裝置特徵的轉移係無關於其它裝置特徵,及 "在每個次圖案中,該裝置特徵_可能均勾散佈。滿 傻者的條件代表該最佳轉移條件可設定為每個次圖案, 禁止的對稱性’週期及特徵方向將不會發生。該術語相 的^政涵蓋所有的特徵,其並不轉移到_基板層,但係
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565881 A7 B7 五 發明説明(13 轉移期間使用來最佳化_裝置特徵,或改善此特徵的轉移 相關特徵的範例為輔助特徵來控制一裝置的該寬度特徵 在基板層中,光學近接修正元件及散射柵。 4初始设计圖案的特徵係散佈在一些次圖案上,其每個 具有比该W始圖案要低的密度,而該相對應的次遮罩比包 口所有彳寸U的遮罩要容易製造。此散佈方法實際上可以 應用,由於如上述的新多重曝光方法,其係連續地成像該 次圖案在該基板上的一裝置圖案。 如果此方法係用於散佈一初始圖案,其包含一初始群組 的獨立多邊形區域,該第_規則可由以下㈣來滿足: 裝 :由該初始群組中移除該多邊形區域,其違反該第二及/或 第一規則’亚放置這些多邊形區域在新群組中,其滿足這 些規則,及 訂 -放置剩餘的初始群組及該新群組在獨立的次圖案中。 該散佈方法的—較佳具體實施例之特徵在於以下步驟: -決定那-個多邊形區域違反該第二及該第三規則; 線 /據發生在這些區域之違反的數目來評㈣初始群組的 夕邊形區域,呈中呈右异夕、五 n f八有取多逞反數目的該多邊形區域具有 农低的評等順序編號; -形成具有該最低料順序編號的—第二群組之多邊形區 域及那些具有較高評等順序 其在該第二群組中仍 滿足遠弟一及該第二規則,及 -對於在該初始群組中剩餘 #馇牛,β —寺川貝序編號來重覆該 取後步私,及形成一第三及進一 /拜組,直到在該剩餘初 -16 - 565881 14 五、發明説明( 始群組中的所有多邊形區 ,^ A 了滿足该弟二及該第三規則。 本發明亦關於一群組的科^ A 、 他士 U衫次遮罩,其係在當進行哕勒 佈方法時得到,並用於 仕田進订。玄政 :彡次遮罩共同形成一虛構的整體遮:一=配::::: 置圖案在一基板層中,复 置早衣
"中该虛構的整體遮罩具有一遮罩 圖案’其包含獨立的多邊你F $立aa ^ 邊形區域,該遮罩圖案不能以令人 满思的方式來成像,其輯料 ; 政在於该夕邊形區域係配置在該 -人遮罩的母個遮罩圖案中 地成像。 〃 使仟该久遮罩圖案可令人滿意 該群組的微影次遮罩之較廢 平乂仏具體a轭例之特徵在於JL包 含具有辅助特徵之次逆I ’、 人〜罩,其位於一裝置特徵的側面,並 具有一特定寬度來實質上、灰卞 产 、、上决疋该相關裝置特徵的該影像寬 該裝置特徵的寬度可葬由祐 猎由使用具有辅助特徵之次遮罩來 控制。 對於該種次遮罩,該群έ f、及的-人遮罩可顯不不同的具體實 施例。 该群組的微影次遮罩之第一 本 早 < 弟 具體戶、苑例之特徵在於該次 遮罩為振幅遮罩。 最為常用的振幅遮罩為一鉻遮罩,即一包含一遮罩圖案 之遮罩,其形式為在一透明基板上一圖案化的鉻層。 。玄群組的u衫次遮罩之第二具體實施例之特徵在於該次 遮罩為相位遮罩。 一相位遮罩顯示出整個遮罩圖案區域中固定的穿透率, 本紙張尺度適用巾g g家標準(CNs) A4規格(⑽χ撕公爱) -17- 565881 15 五、發明説明( 而其遮罩圖案由一相位轉換圖案所構成。 人該群組的微影次遮罩之第三具體實施例之特徵在於其勺 含振幅遮罩及相位遮罩。 、匕 泛種群組的次遮罩提供對於每個次圖案形成具有最确去 種類的遮罩之裝置特徵的可能性。 〜田 為了精製裝置特徵,該鉻次遮罩的群組可進 在於其包含具W偏移元件之次料。 政 土;相同的理由’ 3亥群組的相位遮罩之特徵在於其包含 在相位轉換位置處具有振幅元件之相位遮罩。 一振幅元件可瞭解為❹—料表面積,其改變了入射 於其上的該轄射振幅。此區域可為—吸收區域。一相位轉 換與振幅兀件的結合提供了最佳的特徵成像品質。 該群組的微影次遮罩 學修正元件之次遮罩 步…在於其包含具有光 改 不 »亥成k的遮罩特徵之品f可由熟知的光學修正元件來 善,其形式為例如截線,鎚頭’及散射柵,其很小所以 會成像。 參 本發明的這杜及复立古 —夂/、匕方面可错由非限制性的範例,及 考以下所述的具體實施例來瞭解及詳述。 圖式簡單說明 圖式說明: 圖1所示為可進行該方法的一微影投射裝置的-具體實施 例; 圖以及213所示分別為用於該新方法中具有一第一特徵的 -18- 第遮罩圖案,及具有一第二特徵的一第二遮罩之部份; 圖以到讣所示為該方法的連續製程步驟; β斤示於用於§玄方法之該疊層堆疊的具體實施例; 圖〕所示為一相位遮罩的一部份; 圖6所示為形成-相位遮罩之成像理論; 圖7所示為具有輔助特徵之相位遮罩的一部份; 二圖8所不為一印刷的裝置特徵之寬度,其為該辅助特徵的 該相互距離之函數; 圖9所不為利用該新方法及圖7之遮罩所得到的兩個裝置 特徵及其相互距離; 圖ι〇所不於具有一步進的相位轉換之相位遮罩特徵; 圖11所不為具有截線〇PC元件之遮罩特徵彎曲; 圖12所示為具有戴線〇PC元件之正方遮罩特徵; 圖13所示於具有一鎚頭〇pc元件之長條形遮罩圖案; 圖14所不為具有一散射柵之遮罩圖案之一部份; 广圖1)所不為具有戴線及散射柵之實際遮罩圖案的一小部 圖16所示為一遮罩圖案特徵之尺寸估量; 圖17所示為一正反器電路的原始設計圖案; 圖18a-18d所示為散佈此圖案的特徵在三個次圖案上; 圖19所不為用來轉移圖17之該遮罩圖案特徵在一某板 中的該疊層的堆疊; & > 及具有用 及 圖20所示為具有非常靠近的部份之圖案待徵 於產生5亥圖案知被之重璧特徵之兩個次遮罩圖案 B7
五、發明説明( 圖2 1所示為該光阻灰化的技術。 發明詳細說明 圖1的架構圖僅顯示一微影投射裝置的一具體實施例之最 重要模組。此裝置包含一投射欄,其容納_投射系統,例 如-鏡片投射系統PL。—用於承載—遮ΐΜΑ的—遮罩夹持 器ΜΗ ’其包含要成像的一遮罩圖案c,其配置在此系統之 上。該遮罩夾持器形成一遮罩台ΜΤ的一部份。一基板台 WT係配置在該投射鏡面系統之下的該投射棚中。該基板台 係具有一基板夾持器WH來夾持一基板w,例如一半導體基 板,其亦稱之為一晶圓。一輻射_感應層pR,例如一光阻層 ,其塗佈在該基板上。該遮罩圖#(:必須數次成像在該光阻 層中,每次係在另一個IC區域,或晶粒,Wd。該基板台可 在該X-及Y-方向上移動,使得在該遮罩圖案已經成像在一 1C區域中之後,下一個IC區域可位在該遮罩圖案及該投射 系統之下。 該裝置進一步包含一具有一輻射源LA之照明系統,例如 一水銀燈或一激發雷射,例如一氪氟化物(Krypt〇nFlu〇nde) 激發雪射,一鏡片系統LS,一反射器及一聚光鏡c〇。由 該照明系統所供應的一投射光束PB照明該遮罩圖案c。該 投射系統PL成像此圖案在該基板w上的一 ic區域中。 該裝置進一步具有一些量測系統。一量測系統為一對準 量測系統,用於在該XY-平面上決定該基板相對於該遮罩圖 案C之對準。另一個量測系統為一干涉計系統I f,用於量測 該X-及Y-位置,及該基板的方向。一焦點錯誤偵測系統(未 -20- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 565881 A7 ____B7__ 五、發明説明(18 ) 示出)’其亦提供用於決定該投射系統的焦點,或影像域, 及在该基板上該輪射-感應層p r之間的變異。這些量測系統 為伺服系統的部份,其包含電子信號處理,及控制電路, 及驅動器,藉此該基板及該焦點的位置及方向可利用由該 量測系統所供應的信號來修正。 該對準偵測系統在該遮罩MA中使用兩個對準標記Μι及 ’該標記係顯示在圖1之右上方區段。舉例而言,這些標記 為繞射光柵,但也可由其它標記構成,像是正方形或長條 ,其在光學上與其週遭不同。該對準標記較佳地是為二維 ’即其延伸在兩個相互垂直的方向上,即圖1的X及γ_方向 。該基板W包含至少兩個對準標記,其中兩個匕及匕示於圖 1。這些標記係位於該基板W的區域之外,其中必須形成該 遮罩圖案的該影像。該光柵標記p i及Ρ2較佳地是為相位光 柵,而該光柵標記Mi及M2為振幅光柵。該對準偵測系統可 為一雙重系統,其中使用兩個對準光束b及b,來分別偵測該 基板標Z P2相對於或遮罩標記M2之對準,及偵測該基板標 記P i相對於該遮罩標記Μ [之對準。在已經穿過該對準偵、測 乐統之’母個對準光束係分別入射在一輻射-感應偵測器 3,3 ’上。每個偵測器轉換該相關的光束到一電子信號,其 代表該基板標記對準相對於該遮罩標記之對準程度和基板 對準相對於該遮罩的程度。一雙重對準偵測系統係揭示於 美國專利US-A 4,778,275 ’其提到關於此系統的進一步細 即 ° 為了準確地決定該基板的X及Y-位置,該微影裝置包含一 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) ---
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565881 A7 B7 五、發明説明(19 ) 多軸干涉計系統,其由圖1之方塊IF來表示。一兩轴干涉計 系統係揭示於美國專利US-A 4,25 1,160,及一三軸干涉計系 統揭示於美國專利US-A 4,737,823。EP-A 0,498,499揭示一 五軸干涉計系統,藉此沿著該X及Y-軸的位移,及關於該Z-軸的旋轉,及關於該X及Y-軸的傾斜可以非常準確地量測。 如圖1所示,該干涉計系統的輸出信號Si及該對準偵測系 統的信號S3及S3 ’係供應到一信號-處理電路s P u,例如一微 電腦’其處理這些信號到一驅動器AC之控制信號Sac。此驅 動為、在該XY-平面上移動該基板夾持器WH,經由該基板台 WT。 該投射裝置進一步具有一焦點錯誤偵測系統,其未示於 圖1,用於決定該投射鏡片系統的焦點平面與該輻射-感應 層PR之平面之間的一變異。這種變異可藉由例如在方向 上將該投射鏡面系統與該基板相對於彼此移動來修正,或 藉由在Z-方向上移動一或多個該投射系統的鏡片元件。這 種焦點錯誤偵測系統,其可固定於該投射鏡片系統,其係 示於美國專利US-A 4,356,3 92。可同時偵測一焦點錯誤及該 基板的局部偏斜之偵測系統係揭示於美國專利US-A 5,191,200。 對於一裝置特徵的該細節,該寬度,或線,及該相鄰裝 置特徵之間的距離有不斷增加的需求來降低,藉以增加該 衣置的運作速率’及/或增加在這種裝置中的組件數目。該 細節的小型化,其可由圖丨所示之範例的微影投射裝置來令 人滿意地成像,其可由該成像品質來決定,並分解該投射 -22- 本紙張尺度適用中@ s家標準(CNS) A4規格(2lQ χ 297公g 一 —--- 訂
線 565881 A7 _ B7 五、發明説明(2Q ) 系統的功率。該分解的功率,或解析度在習用上係由增加 該數值光圈NA及/或降低該投射輻射的波長來改善。進一步 增加該數值光圈在實際上幾乎不可預期,而進一步降低該 投射光束的波長將造成許多新問題。 在最新的發展巾’其係利用投射系統來成像化較小的圖 案細即,其仍可製造出來,其為使用一步進及掃描微影裝 置,而非一步進微影裝置。在一步進裝置中,其使用一完 整場域照明,即整個遮罩圖案在一次作業中照明,並整體 成像在該基板的一 1C區域上。在已經曝光一第一 IC區域之 後,進行一步進到下一個1(:區域,即該基板夾持器之移動 方式為下一個1C區域係置於該遮罩圖案之下。然後,此IC 區域即曝光,依此類推,直到該基板的所有IC區域皆具有 該遮罩圖案的一影像。在一步進及掃描裝置中,僅有該遮 罩圖案的一長方形或圓形段落形狀的區域被照明,因此每 -人亦曝光該基板區域1C之相對應的一次區域。該遮罩圖案 及該基板係同步地移動通過該投射光束,並考慮到該投射 系統的放大率。在一連續製程中,該遮罩圖案的後續次區 域即每次成像在該相關IC區域的相對應次區域上。在依此 方式成像整個遮罩圖案在一 IC基板上之後,該基板夾持器 執仃一步進移動,即下一個IC的開始係移動在該投射光束 中然後έ玄遮罩係設定在例如其初始位置中,然後該下一 個1C區域即掃描曝光。因為僅有該影像域的中央部份用於 5玄步進及掃描方法中,因此僅有此部份需要對於光學像差 來G正’其可使用一相當大的數值光圈。依此方式,該裝 -23- Ϊ纸張尺度適用^ii^(CNS) Α4規;^_21GX297公爱) —
裝 -訂
565881 A7 B7 21 五、發明説明( 置特徵的寬度及其間隙,其可利用所需要的品質來成像, 其可某種程度的降低。作B ^ * ^ 此增加该裝置圖案的密度將 不足以用於1C及其它裝置之接下來的世代。再者,由於該 裝置的缺陷,例如光學像差,及由於該數值光圈所設定的 該微影製程之理論限制,該波長及該掃描原理將益法達到 實用化。 明顯增加-裝置圖案的密度之問題可藉由一新的方法來 解決,其散佈該初始裝置圖案的特徵在一實際,及有限的 數目之次圖案,並藉由新方法來疊置轉移該相對應的次遮 罩在,玄基板中。該轉移方法將參考兩個相鄰裝置特徵或長 條來解釋。每個這此具彳欠游# 二長缸形特啟形成一獨立遮罩圖案的一 部份。 圖2a所示為僅具有—第一特徵10之第一遮罩圖案。之一 非常小部份之俯視圖。在該最簡單的例子中,該遮罩為一 鉻遮罩,而該特徵10為一衝程形狀的開口在一絡層中。 圖孔所示為具有該第二特徵14之第-遮罩圖案C2,即在一 絡層16中的一衝程形狀的開口。 置^所示為該4層堆疊的—橫截面,其係用於轉移該遮 ^到該基板。在此圖中,參考編號2Q代表—基板的上 ::例如-半導體基板。疊層22為—第一處理層,例如一 父“夕層’其塗佈有一第一抗反射層24。叠層26為一第二 ’較佳地是與該第—處理層相同的㈣。 ==有-第二抗反射層28,其較佳地是與該第一抗反 射層相同的材料。 本纸張尺度格_Χ297公釐) 裝 訂 -24- 22 五、發明説明( α玄这罩特彳政1〇及14係以下述的方法來轉移到該第一處理 層22。該f層堆疊係具有一光阻層3〇,而該第一遮罩圖案 成像在此:M:層中。該光阻層係使用一輻射的衝程在對應於 遮罩圖案C1中該特徵1〇的言亥位置之位置處來照明。在顯影 該光阻及光阻剝除之後,即移除該光阻層的那些部份,其 在一正光阻的例子中並未照明,一光阻材料的一衝程”遺 Θ在X且層28之上,如圖3b所示。然後該抗反射層μ係先 J後蝕刻忒第一處理層26,其使用該光阻圖案做為 蝕刻这罩锊彳政1 0,及該第一遮罩圖案的其它特徵(未示 出),然後其已經轉移到特徵35 ,即一處理層%材料之隆起 ,如圖3c所示。在此隆起之上,仍有一抗反射材料的一衝 程34。在下-步驟中,該光阻材料的衝程^被剝除。因為 該光阻係為一有機材料,而該抗反射層係由—無機材料製 成,該光阻可簡單地移除,而不會破壞該抗反射層。如圖
Jd所不’在移除該光阻之後’該剩餘的叠層堆疊之上係由 -抗反射層構成’其同時會在該特徵35的位置及該上表面 之其它位置。除了透過該圖案化的光阻層32來鞋刻該處理 層,其亦有可能,甚至較佳地來透過該圖案化的光阻層來 僅#刻該抗反射層’然後剝除該光阻層。然後該處理^係 經由該圖案化的抗反射層34而蝕刻,其對於該處理層:成 所謂的一硬遮罩。 7 在該第—特徵35依此方式已經轉移之後,該叠層堆疊係 塗佈-新的光阻層36’如圖3e所示。包含遮罩特制之第 二遮罩圖案係成像在此光阻層中。在顯影該光阻層%及移 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -25- 565881
除此疊層的該曝光的部份之後,一光阻材料的衝程38遺留 在該抗反射層24上’如圖玎所示、然後蝕刻該抗反射層以 及該第-處理層22’其使用特徵35(其上具有抗反射層Μ)及 »玄光阻衝私3 8之組合結構做為—㈣遮罩。該抗反射層μ 及該第二處理層35係與該抗反射層以及第一處理層22的蝕 刻同時移除。該圖案化的光阻層38即被剝除。現在該遮罩 特徵1 0及14分別轉移到择罢4士 / J衣置4寸欲40及44。這些裝置特徵為 處理層2 2材料的隆起。氐伽爿士 / 衣置特被係分別由一衝程的抗 反射材料42及46所覆蓋,如圖㈣示。如果沒有進一步的 仏政而要轉移’ 4k反射材料的衝程42及Μ被移除,所以 兩個裝置特徵40,44形成所堂盈+ 而要的、、、吉構在該基板的上層仍保 留。 因為對應於該裝置转科β 1 μ h 、 衣置将效40及44的該遮罩特徵不需要同時 也j像a才又射乐統的解析度不再決定該特徵扣及料之間 =最小距離d。現在最小距離係由該遮罩特㈣可相對於先 前配置在該第二處理層 之故置4寸被35來定位之準確度而 定。微影投射裝置現在已可 .a ^ 仕匕了使用,其具有非常先進的對準 伺服糸統。藉由這種糸姑 ye 不、、先,可侍到一單一機器覆蓋準確度 優於10 nm,即一梦罢产 . 、 在一光阻層中相對於先前底部配置的 裝置特徵之位置誤差可小 # 」j於10 nm。错由使用具有一準確對 準伺服糸統之新方法 z : 方法了侍到在裝置特徵之間等級在50 nm 之最小距離d。兮雜士、+ —Γ* ㈣μ可對於已料用的對準賴系統之 準確性做最佳的使用。 此方法之好處在於一 士 几整的抗反射層在每次照明一光阻 •26-
:¾ 裝 訂 m 線 565881 五、發明説明(24 層期間係存在於号Γ | 、Μ先阻層之下,且用來蝕刻該處理層之钱 刻遮罩的高度維持恨小。舉例而言,一蝕刻遮罩的高度可 小到如同一抗反射層與一處理層之厚度的總和。由於該钱 刻遮罩的小南度’光學近接效應可以忽略。 兩個遮罩圖案及一對準词服系統的使用,如同在圖3a-3h 之具體貫施例中’用於實現兩個相鄰裝置特徵者,其提供 了相對於遮罩圖案設計之最大的自由度。#果該裝置圖案 為一具有小週期的-週期圖t,其有可能使用一遮罩圖案 ’並在已經配置該第-裝置特徵之後,移動此圖案一距離 等於該兩個裝置特徵之間所f要的距離。 每個k反射層24’ 28可為_抗反射膜與其上的_薄氧化層 之又重層。4氧化層形成該抗反射膜與塗佈於此雙重層上 的-光阻層之間的隔離,當該底部處理層要進行圖案化時 。再者’該氧化層形成一餘刻中止層,其防止該抗反射膜 之不想要的餘刻。 該抗反射膜係由盔機姑枓制# …拽材枓衣成,例如矽氧氮化物siz〇xNy 。此材料的一特定具體實施例,即石夕氮化物㈣,x=0及 y〜1)’其幸父佳地是用於兮·姑e直 、^抗反射脖。此材料已經用於該微 影領域,並非常適用於實施本方法。 圖4所示為包含雙重抗反射層的一疊層堆疊。參考編號2〇 代表該石夕基板,或晶圓。一非常薄的所謂問極氧化層& 其隔離了該基板與該處理層22,其可配置在此基板與該第 :處理層22之間,例如多㈣_抗反射㈣,及一上 氧化層25係配置在該第一處理層《上。該第二處理層“係 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝 訂 線 565881 A7 B7 五、發明説明(25 配置在®層25之上。一 SiN抗反射膜28,及一上氧化層29係 配置在該處理層26之上。一光阻層3〇塗佈在此雙重層上。 在該疊層堆疊的實際具體實施例中,該閘極氧化層21之 厚度為2 nm。該多晶矽處理層22及26之厚度分別為ι〇〇 及2〇 nm。每個抗反射膜24’,28,之厚度為23 nm,而其上方 層25^29每個厚度為12 nm。在此具體實施例中,該钱刻遮 罩之最大高度為55 nm。在該第_遮罩圖案特徵1〇已經成像 在該光阻層30中’且此層已經顯影’該上氧化層Μ即進行 乾蝕刻20秒。然後此光阻即被剥除,其使用一標準光阻剥 除’而該堆疊進行濕清洗。該第二多晶石夕處理層%係經由 該圖案化上氧化層29及抗反射膜28,所形成的該硬遮罩所蝕 刻’其係在一5_秒清洗步驟,- 10-秒主要蝕刻步驟,及一 1田〇_秒過度㈣步驟中。在此㈣期間,無光阻存在於該雄 疊上。在該第二遮罩圖案特徵14已經成像在此第二光阻層 36中’且此層已經顯影之後’該上氧化層^係利用與疊層 29相同的方式來钱刻。㉟第―多晶碎處理層22,其為^ 二處理層26的5倍厚,其經由該圖案化的氧化層^及抗㈣ 膜24’在-3〇_秒主要㈣步驟及_3〇_秒過度姓刻步驟中來姓 刻。 -裝置特徵圖案的密度並僅是由相鄰裝置特徵之間的距 一離決定’但也由該裝置特徵的寬度決定。形成在兩個相鄰 遮罩圖案特徵的-光阻層中的該影像之對比降低,而“亥 特徵之間的距離降低時,形成在一處理層中的這歧特二 寬度即增加。該對比可使用具有相位偏料件的—路遮罩 &張尺度適財@ @家標準(cAs) A4規格(摩撕公爱f 訂 線 28 565881 A7 B7 五、發明説明(26 ) 來增進,而非一習用的純鉻遮罩,其為一穿透式遮罩。改 善形成在該光學微影中之影像對比之技術首先是由 Levenson等人在以下文獻中提出··“利用相位-偏移遮罩改善 微影i虫刻之解析度 ("Improving resolution in Photolithography with a Phase-Shifting Mask··),見於 IEEE Transactions on Electron Devices,第 ED-29卷, 案號 1?, 1982年12月,第25至32頁。該習用穿透式遮罩包含一透明 的基板,例如石英基板,其由一不透明,較佳地是具有孔 徑之鉻層所覆盍。這些孔徑定義了所想要的強度圖案,以 及要印刷在該基板的一疊層中的該裝置圖案。當利用電磁 輻射來照明這種穿透式遮罩時,此輻射的電場在每個孔徑 具有相同的相位。但是,由於在該孔徑邊緣的輻射之繞射 ,及該投射鏡片系統的有限解析度,在該基板層級的電場 圖案即散開。因此-單-小遮罩孔徑可提供在基板層級的 一較寬的強度分佈。由相鄰孔徑繞射的波之間的建設性干 涉會增進在基板層級的該孔徑投射之間的電場。因為該強 度圖案係正比於該電場的平方’此兩個相鄰遮罩孔徑的圖 案係均句地展開到-相當高的程度,並且在該投射的孔徑 位置顯示出明顯的尖峰。 圖5所示為具有相位-偏移元侔 奴 '危至 呵π 仟的一鉻遮罩之一小部份。此 遮罩包含由一絡層42所覆芸的一,泰口甘 设里的透明基板40。在此層中的 孔徑44及46構成該遮罩圖案的 J网1圓将欲。该兩個孔徑之一 係忮盍有一透明的相位-偏蔣分丛^ 0 珣移几件48。此元件之厚度4為人/ 2(η-1 ),其中η為該元件材料的% 十的折射係數,而λ為該投射輻射
565881 A7 B7 27 五、發明説明( 之波長,使得傳送通過該相鄰孔徑44及46之波彼此為丨8〇。 的相位偏差。現在破壞性干涉會由該相鄰孔徑所繞射的波 之間來發生,所以該電場以及在晶圓層級之孔徑之投射之 間的強度可最小化。何投射系統將投射這種相位_偏移遮 罩的影像,相較於不具有相位_偏移器的相對應遮罩,其解 析度較佳,對比較高。 一鹆鉻相位-偏移遮罩,如EP-A 〇 68〇 624中所揭示,其 可提供對於對比及特徵寬度之類似的改善。這種遮罩的該 圖案結構’其定義了該裝置結構,其並為包含一鉻的圖案 結構,或其它不透明材料,但該圖案為一相位轉換的圖案 。圖6所示為一具有一相位轉換或遮罩特徵52之相位遮罩的 一小部份。該參考編號50代表該透明的遮罩基板。該相位 轉換為該基板的表面54與一凹陷55之間的轉換。此區域的 深度係由e代表。因為該遮罩係透明於該投射叩,該轉換為 此光束的一相位轉換。此代表該投射光束PB的部份,其已 經通過該凹陷區域55,其具有與已經通過一表面區域Μ之 光束部份不同_立。在該光束部份之間的相 度計)如下式: 二 φ = (η2-ηι).6.2π/ λ 2中,h為該遮罩基板的折射係數,ηι為該週遭媒體的折射 係數,通常n=l時伴隨空氣,而;1為該投射光束的波長,其 為一電磁輻射光束。 在已經通過該相位結構之後,該光束的電場向量e之大小 為該位置X之函數,如曲線57之變化。在此曲線中垂直斜= -30- 565881 A7 B7 28 五、發明説明( 38之位置係對應於該相位轉換52之位置。在通過該投射系 統PL之後,在圖6中所示的一單一半鏡片元件,該電場向量 E’之大小為該位置X之函數,如曲線60之變化。該曲線57的 垂直斜率58已經轉換為曲線60之傾斜斜率61。此係為事實 上該投射鏡片系統PL並非·一理想系統之故,但具有一點展 開函數。一點並未成像為一點,但其輻射或多或少會展開 橫跨一空氣圖案。如果該投射系統為理想的,該電場向量 E’將為垂直,如虛線62所示。該電場向量£,之大小代表該 投射光束的振幅,所以曲線6〇顯示該光束的振幅為在該光 阻層30P6)之平面上之位置的函數。因為該光束的強度係等 於。玄振巾田的平方(i = E,2),此強度顯示為該位置X的函數, 即曲線64的變化。該曲線6〇的邊緣61已經改變成具有 斜㈣及66之兩個邊緣,其代表㈣位_偏移❹圖案的_ 直線形相位轉換係成像在具有某個寬度飢之衝程中。 除了一穿透式圖案,也可#用一 G μ 宏式相位-偏移遮罩圖 案,即/、中该凹陷區域55的圖案及該週遭區域^ 式。在後者的例子中’該凹陷區域的最佳深度或高度传等 於該波長的四分之一。 门没1丁、寺 一相位-偏移遮罩也可在該相位轉換的位置U 件’例如絡。這種振幅元件56,如圖6之虛線所示,二: ,後者決定了該裝置特徵換及振幅元件 寬度。 片疋了此特徵的 在一實際的應用中,成傻名4上 成像在该先阻層中的該長條之寬度 本纸張尺度適用中國國豕標準(CNS) Α4規格(210X297公爱) 裝 訂 線 • 31 - 565881 A7 B7 五、發明説明(29 ) 尤其是根據該投射系·統的數值光圈,及該照明的凝聚值。 該凝聚值或σ-,其為在該投射系統的光瞳平面上該投射光 束的橫截面與此系統之光圈之比例。因此,該σ值代表該 投射系統由該投射光束填滿的程度,其通常小於丨。一裝置 捋被寬度,例如一電晶體閘極,其在顯影該光阻及蝕刻之 後形成在該基板的相關疊層中,其係根據用於該微影投射 衣置中的該曝光劑量。該曝光劑量為該投射量,或曝光, 幸田射畺,其在成像一遮罩特徵在此區域中的期間入射在一 光阻層區域。一旦該數值光圈的參數值,凝聚值及曝光劑 量已經設定,所有該相位遮罩圖案的相位轉換係轉移到該 基板層的長條中,其皆具有相同的寬度。舉例而言,在曝 光波長為248 nm下,可得到數值光圈NA=〇 63,及一凝聚值 ° 〇. 3 5,及一知'彳政I度等級為1 〇 〇 nm。但是,實際上,具 有不同寬度的裝置特徵,例如具有不同閘極長度的電晶體 閑極,皆為1C裝置所需要。再者,其需要進—步降低 徵寬度。 在加入兩個輔助特徵到一相位轉移的技術中,該裝置特 徵的最小寬度可顯著地降低,且此寬度可在一明顯的範圍 中1¾:化,而不用改變上述的參數。 圖7所示為圖6之相位轉換,其在該轉換的兩側具有 輔助特徵70及71。這些特徵具有如此小(次解析度)寬度’其 不能像是在該光阻中所成像的,但具有一繞射效應,因:: 可稱之為散射柵。其可由鉻構成,其寬度例如為3〇〜。 該柵70及71係相對於該相位轉換52來對稱地配置,也其相 -32- 565881 A7 B7 五、發明説明( 30 、為例如2.5 μπι。該栅70置於該遮罩基板的上表面54 ^。為了提供該柵71的一支撐,一遮罩基板材料的一小攔 '、、頁在田衣作5亥相位轉換時來儲存。此欄的尺寸可被最 佳化’例如濕蝕刻。 雖然屬於該相位轉換52的散射柵7〇及71並未轉移到該光 阻層,#對於該轉換的影像有影響。A射在一散射柵之曝 光輻射的一部份係導引朝向圖6的強度尖峰58,並與該原始 強度大峰的輪射相干涉’因此會修正該尖峰。加入輔助特 徵的技術係基於認知到形成在該光阻層中一特徵之影像寬 度’因此印刷在該基板層中的該裝置特徵寬度可短暫地配 置^且主要係由一對散射栅之間的相互距離所決定。此外 4政射栅的寬度,這些柵的穿透率,及由這些栅引起的 ^位偏&,皆對於形成在該綠中的該裝置特徵之影像寬 度有影響。 見 圖8所示為一印刷裝置特徵之寬度的變化,亦稱之為線寬 柵二為該散射柵之相互距離p之函數。對於此範例,該 柵的先度心該基板位準為90nm,而在該遮罩層級為36〇㈣ =果該投射系統之放大率 一電腦模财所得到的線寬,而該實線曲纟 2 所得到的線寬。這些實驗係利用— t如、由汽驗 ^ ^Μλ_α 破爪值0.35及一數值 先圈ΝΑ=0.63之步進微影裝置 0 , 4灵驗焦距大約為 〇.) Pm,亦為具有最小寬 勹 大約為10%。 ㈣试㈣光劑量的寬容度 圖8中的曲線Ve顯示如果該相互 艮p彡日加時,該印刷的 裝 訂 m 線 -33 - 565881 A7 B7 五 、發明説明(31 裝置特徵寬度WIF降低。其亦顯示出’該印刷特徵寬产 確地設定到謂臟及5〇随之間的任何數值,藉由^地改 變該散射柵之間的距離1)在250 nm&600 nm之間(在基板位 :)。因此該對柵’允許由一廣範圍中選擇一印刷裝二特: 見度,此範圍之最大寬度為該最小寬度的超過5倍大。 舉例而言,圖9所示為姓刻在該第一多晶石夕處^層中的兩 個裝置特徵80及8 i之橫載面’其中已經使用該新的雙重曝 光及具有散射拇之相位遮罩。該圖面說明裝置特徵可製造 出具有寬度大約為60 nm,及相互距離p大約為6()咖之裝置 特徵。對於印刷這些裝置特徵,其係使用圖4之疊層堆疊及 相對於此堆疊所引用之製程步驟。所使用的該投射;:置之二作 波長為248 nm,其數值光圈ΝΑ=〇 63,及_凝聚值口 = ^。 如上所述,該印刷裝置特徵之寬度主要係由J散射拇之 間的距離ρ所決定。但是,這些柵的寬度%,其穿透率,及 由該投射光束中這些.柵所引起的相位-偏移對於最终宽度有 其影響。該參數Wb,穿透率及相位可用於微調該印刷^置 特徵之寬度。 原理上,一輔助特徵也可由一相位轉換構成,而非由一 不透明才冊或長條構成。ϋ種相位轉換輔助特徵的寬度必須 非常小,藉此防止這種特徵成像是在該光阻層中的成像 此使其更為困難地來製造出一具有輔助特徵為相位轉換形 式的一遮罩圖案。 輔助特徵,在-穿透式遮罩的例子中,及其穿透率低於 其週遭,其形成了對於不透明輔助特徵之較佳的另一選擇 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X297公釐) 裝 訂 _ 線 1較低穿透率的輔助特徵可稱之為細長的輔助特徵,並 相罕父於所謂的細長相位遮罩之裝置特徵。如在心專利申請 ,:〇 99/47981中所述’ 一細長的相位遮罩為一相位遮罩的 特定具體實施例,其中該遮罩圖案特徵係由具有一穿透率 的長條所構成,例如其等級為5%小於其週遭的穿透率。這 種遮罩圖案特徵同時對於該投射光束具有一相位效應及一 振幅效應。 " 本發明方法,及根據圖3及4之疊層堆疊的特定結構,立 允許使用-第三及-第四的次遮罩,並成像這些遮罩在;; 第三’ -第四等的光阻層。—第三,第四等的處理層,以 及-第三,第四等的抗反射層(圖3),或一抗反射層加上一 上氧化層,其必須加入到圖3或4之疊層堆疊。因為钱刻咳 處理層的所有钱刻遮罩具有一小的地形,而其最大高度係 等於一處理層厚度與一抗反射層之總和,蝕刻可用非常準 確的方式來執行。所使用之次遮罩所需要的數目,及因此 該疊層堆疊的連續曝光之數目,其係根據該整體遮軍圖案 之複雜度及密度。—整體遮罩圖案之複雜度及密度不僅是 由要配置在一基板層中的該裝置圖案所決定,但也藉由= 同目的來加入到該遮罩圖案之其它特徵所決定。 一遮罩圖案的最簡單遮罩結構為一穿透率,例如一鉻遮 罩。一穿透式遮罩的每個圖案特徵,亦稱之為二元化^ = ,其將被成像,並對應到要配置在該相關基板層中的該裝 置特倣之一特徵。一穿透式次遮罩的另一選擇為一反射式 次遮罩,其包含一反射式及非反射式區域的圖案。一反^ 565881
式遮罩亦屬於該二元化遮罩類別。 一遮罩圖案的更為複雜的遮罩結構為具有相位·偏移元件 之一穿透式’或反射«罩。加人相位·偏移元件代表該遮 罩圖案的密度增加。 一遮罩圖案的另一個遮罩結構為一相位遮罩,其可為一 穿透式遮罩或-反射式遮罩。—穿透式相位遮罩"已在先前 麥考圖6來討論。此圖面僅顯示一個垂直轉換,其由該遮罩 表面54到該凹陷區域55,該轉換係用來實現該光阻層的長 條形照明68。但是,用來產生此長條的該遮罩區域,及藉 此之在該基板層中的一相對應裝置特徵,其包含一第二轉 換,由該凹陷的區域55到該遮罩表面54,如圖1〇所示。在 此圖中,該第一轉換係由垂直實線53代表,而該第二轉換 係由該垂直虛線56代表。為了防止該第二轉換亦成像在該 光阻層中,造成一相位-偏移180。的轉換56可再次區分為一 些次轉換,其每個造成一較小的相位_偏移。舉例而言,每 個4 一個-人轉換59丨,592及593造成一相位-偏移6〇。,其可 存在於該凹陷區域55之蔓延邊緣。來自該次轉換之投射光 束部份具有與該次轉換區域之不同相位及輻射,其將被模 糊掉,並不會集中在一小區域中,如圖6之區域68。對於該 -人轉換’需要在該遮罩圖案中額外的空間。對於圖7之相位 遮罩中該輔助特徵,或柵7〇及7丨亦需要一些空間,其輔助 特徵係用來控制裝置特徵的寬度。 因為一光學微影投射裝置的投射系統係使用在其解析度 邊緣’遮罩圖案特徵的成像不再完美,且伴隨有像差’特 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 565881 A7 ___B7 五、發明説明(34 ) 別是在這些特徵的邊緣。舉例而言,如圖丨丨所示,一特徵 之90。彎曲90可成像為一曲線的彎曲92,而一正方形特徵區 域9 6可成像為一圓形區域9 8,如圖12所示。為了修正這也匕 像差,小的,所謂的光學近接修正(〇pc)元件93及99,其分 別加入到該原始遮罩圖案。該〇PC元件93及99稱之為截線 。如圖13所示,一長條形遮罩圖案特徵的直線邊緣ι〇ι可成 像為一曲線的邊緣103。一〇PC元件1〇5,稱之為鎚頭,其 可加入到泫原始遮罩圖案,藉此得到具有一直線邊緣之影 像。如圖14所示,一些圖案特徵可配置成彼此靠近,而下 一個特徵109係位在一更大的距離。當成像這種圖案部份時 ,其可發生一人為製品形成在最後一個特徵1〇7之影像與該 特徵109之間的該光阻層中。為了防止這種人為製品,可加 入一小的散射柵110到該原始遮罩圖案。該散射柵並未成像 ,但繞射投射輻射,並由於與該輻射干涉所形成的該人為 製品’造成不會形成該人為製品。如圖丨5之範例所示,一 遮罩圖案可包含OPC元件及散射柵。此圖顯示出實際所使 用之一遮罩圖案的一小部份。所示的部份包含大量的截線 99 ’及兩個相互垂直的散射栅1 〇9。 由於該成像步驟及/或其它數個製程步驟的不完美,其可 發生在一處理層中一遮罩圖案特徵之轉移會伴隨某個收縮 ,即該印刷裝置特徵的寬度或長度會相對於該遮罩特徵較 小或較短為了修正這種收縮’該原始設計特徵之寬度或長 度可以增加已知為遮罩特徵之尺寸估量。此係示於圖 16,其中該原始設計特徵112係由虛線代表,而該尺寸估量 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 565881 A7
的特徵1 14係由實線代表。 雖然在s玄遮罩圖案中0PC元件需要額外的空間,且立本身 尺寸相當+,該OPC的應用及尺寸化技術可造成_修正的 圖案特徵太靠近於-或多個相鄰特徵。此係代表該〇pc及 尺寸技術將無法應用。 上述的相位-偏移元件.,輔助特徵,OPC元件,散射柵一 般而言係代表結合於—裝置特徵或相關特徵的特徵。 -太高密度的問題,或遮罩圖案特徵之間太小的距離, 其會同時發生在—-;$ 在—兀化遮罩,-相位遮罩,-具有輔助 特徵之相位遮罩,或在每個具有〇PC元件之這些遮罩中, 柵或尺寸估量的特徵可由散佈具有其相關特徵之裝置 才寸 <政在# 一人圖案上來解決,並可疊置轉移該次圖案到該 相關的基板層’其係藉由先前所述的該特殊疊層堆疊。 该散佈方:結合於該特殊的微影疊層堆疊,其亦可用於 解決顯示某種對稱性之遮罩圖案部份,其稱之為禁止的對 稱性,其由於投射系統像差,對於這種對稱性會成為顯著 而不能用所想要的品質來成[舉例而言,如果一遮罩圖 案:份顯示沿著三軸的對稱性,此部份的影像可由於該投 射系統之三點像差而受到干擾。此種像差係在以下文獻中討論 到·· “Zennke係數··是否真的足夠?,,(" Zermke c〇effici_s
Are they really enoughr),其由 c pr〇gler等人揭示於
Proceedings of the SPIE 第 4000, 2000卷,第 40至46 頁。 再者如不&殊種類的遮罩圖案照明用於該投射裝置 中,例如一所謂的偏軸照射,例如一雙極或四極照射,遮 -38 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公爱)
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565881 A7 B7 五 發明説明(36 罩圖案部份顯示出特定的週期性,稱之為禁止的對稱性, 其不能夠具有所想要的品質來成像。舉例而言’如果一偏 軸光束’例如—具有環形橫載面之光束’其照明該遮罩圖 案’用於成像化該遮罩圖案,其僅使用以第—繞射等級所 繞射的次光束。此代表僅有第一階次光束必須完全地落在 該投射系統的光瞳内’ @第二及進_步更高階的次光束必 贫不落在此光瞳内。因為首先-較高階次光束對—遮罩圖 案之繞射角度係由在此部份内的該週期來決定,即該週期 愈小’該繞射角愈大’僅對於一給定範圍的週期能滿足該 需求。對於小於該給定範圍之圖案週期’該第一階光束將 會偏離該光瞳,而所形成的影像將不完整。對於大於那些 給定範圍之圖案週期,第二及其它較高階光束將偏移到二 光瞳中’並造成形成該影像的干擾。因此,在給定範圍之 外的週期被禁±。在四極照明的例子中,即僅有該光晴的 四個象限之部份被照明,而其它週期及該遮罩圖案中的對 稱性被禁纟。會發生在該原始設計遮罩圖案中的禁止週期 及對稱性之干擾效應可實質上降低,或甚至消❺,其係藉 由散佈此圖案的特徵在一些次遮罩圖案上。因為這些次圖 案係獨立地成像,這些次圖案之照明條件可適應於其圖案 結構,所以其可用最佳的方式來成像。 、 貫際上’延伸在該二維χ·γ圖案之χ_方向上的該圖案特徵 之最佳照明條件可以不同於延伸在該γ_方向上的圖案特徵 之那些條件。根據本發明’該X特徵與該¥_特徵可分別配置 在一第一次遮罩圖案及一第二次遮罩圖案中,且兩個圖案 -39- 565881 五、發明説明( 使用该特定的疊層堆疊即 宜置成像。最佳的照明條件可 對於该χ-特徵及該γ-特徵來選擇。 月亦提供一有效率的方法來散佈該原始遮罩圖案特 ,遮罩圖案上。有效率可瞭解為代表沒有任何的次: 罩圖案包含任何像差-敏感的圖案部份,而該次遮罩的數目 儘y能地小。該術語像差-敏感圖案部份可瞭解為代表—圖 ^ 其在虽使用所規定的照明條件之下成像時,其^ 造成-影像會受到像差影響。該像差_敏感度可由以下造成 -圖案特徵之間的最小距離’輔助特徵,0PC元件,及气 射栅,其相互之間及相對於彼此之最小距離’其在該料 乐統的解析度之觀點係太小; -在該特徵圖案中的對稱性,其為該投射系統所具有之隱 含的限制性,其可無像差地成像; … -在該特徵圖案中的空間週期’其不相容或較低相容於所 規定的該種照明,及 -在該遮罩平面中的特徵之方向,其較低相容於所規定的 該種照明。 該散佈方法的具體實施例將參考一正反器電路來說明。 該起點為一該電路的配置或設計,其形式為_標準化的檔 案例如一 GDS2-棺案。此棺案包含一長表列的遮罩特徵, 亦稱之為多邊形,其共同構成該電路。圖1 7所示為該正反 器電路的原始設計遮罩圖案之一部份。該圖案包含12個多 邊形121到132。此圖案的一共通規則為該多邊形的相鄰部 份之間的距離必須大於一給定的最小距離,其尤其是由气 -40- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 装 訂 線 565881
投射系統的解析度來決定。在該遮罩圖案中的位置,其違 反此規則,係由該斜線的小衝程135所標示。
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⑽這種位置。第一個步驟是,選擇具有最大數 的多邊形,且此多邊形,多邊形123顯示出6個違反,其係 移動到一第一次遮罩圖案120a,如圖18a所示。在下一步驟 中具有最大數目的違反之多邊形由剩餘的多邊形中選出 。此為多邊形126’其顯示出四個違反。因為多邊形126係 位於與夕邊形123具有充份的距離,其亦可移動到該第一次 遮罩圖案12〇a,而不會造成此次遮罩圖案中的違反。其餘 的原始遮罩圖案包含三個多邊形121,127及13(),其每個顯 示出3個違反。這些多邊形不能移動到該第一次遮罩圖案,、 因為其與該多邊形123及126之距離太小。該多邊形121,127 及^ 〇 口此必須移動到另一個次遮罩,因為在它們之間沒有 %生运反其可移動到一單一次遮罩。該次遮罩圖案12〇b I各有4夕邊形121,π 7及130,如圖18b所示。其餘的原始 遮罩圖案,其包含多邊形122, 124, 125, 128, 129, 13 1及132 ,其亚未顯示任何的違反,所以這些多邊形可仍留在一單 人‘罩圖案中,其為圖18c所示之第三次遮罩圖案。圖 18 d已被加入來在一視圖中顯示該三個次遮罩圖案,其彼此 係由不同的光柵來區別。 為了以一豐置的方式來成像該三個次遮罩圖案,其必須 使用包含二個處理層之疊層堆疊,如圖19所示。圖Μ的堆 疊係類似於圖4,但以-第三處理層26,,一第三抗反射層 28及第二氧化層29’來延伸。這些疊層較佳地是具有相 -41 -
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同的厚度並包含與疊層26, 28,及29相同的材料。 與刖述相同的方法’用於轉移一遮罩圖案到一基板層, ’、中夕邊形或&置特徵彼此太過於靠近,其亦可用來轉移 一遮罩圖案,*中該裝置特徵係具有-充份的距離,但對 於OPC兀件’散射柵或辅助特徵,其必須加入來做為該裝 置特徵的-準確及可靠的成像。該方法亦可用於轉移一遮 罩圖案#中裝置特徵彼此太過於靠近,且其亦包含〇PC 元件,2射栅及辅助特徵。在該次遮罩圖案上的散佈,其 必/頁使仔该OPC 牛’散射柵&輔助特徵移動到其所屬於 的《玄衣置捋ί政之次遮罩圖案。如已經註明#,該方法亦可 用於移除該遮罩圖案之禁止的對稱性及週期,纟用於防止 圖案特徵延伸於一第…向及一第二心方向來在相同的 …、月ir、件下來成像。如果僅有一圖案的χ_圖案特徵及圖 案特徵必須分別移動到_第—及_第:次料圖案,其需 要僅具有兩個處理層之疊層堆疊。 如果為於成像不同的次遮罩圖案需要—些不同的照明條 牛,、可使用相對應數目的投射裝置,其每個可適應於 由其成像的該特定次遮罩圖#。_般而言,其可使用不同 的投射裝置,^關於該照明種類,用於配置一基板層所需 要的成像該次遮罩圖案。 、目前為止,其已經假設每個次圖案的特徵係藉由光學 成像包含此圖案的—次遮罩在該光阻層中來轉移到該相 的基板層。但是,纟亦可能來藉由一投射裝置,其不是 光學投射裝置,來轉移至少一個次圖案到該光阻層,例 -42- 本紙張尺度巾g a家標準(CNS) A4_2ig χ 297公爱)
裝 4 40 565881 五、發明説明( =粒子束裝置’例如—E_光束投射裝置。除了使用一 二Φ成像化此遮罩’ 一次圖案亦可藉由寫入此圖案在該 ΓΓ來轉移到—光阻層。該寫人裝置可為—充電粒子束 :例如一電子束-寫入裝置。該至少-個次圖案的資料 “共應到該E-光束裝置’然後其直接寫入該次圖案到該最 層堆疊上的一光阻層中。該光阻層可與該疊層具有相同材 料。中遮罩圖案係光學地成像。該E_光束裝置的使用 在原始遮罩圖案包含_相當少量的小特徵及/或要製造 的该裝置數目很小時,會很吸引人。 士 f圖18到18d的範例中,該次遮罩圖案12以到i2〇c之一的 :寺徵並不具有任何與其他次遮罩圖案之一的特徵相重疊的 刀。但疋,屬於—特徵的長條,例如該特徵⑵之兩個左 方長條136及138(圖18b),其彼此太過接近。然後執行散佈 在-人特徵位準上,即屬於一個特徵之部份係散佈在不同的 次遮罩圖案上,如圖20之範例所示。一設計特徵14〇包含一 水平長條142及二個垂直長條144,146及148,其中丨46及I" 彼此太過於接近。一第一次遮罩圖案之形成包含一具有分 別對應於該長條142,144及146之長條142,,丨44,及146,之特 徵140’。在該設計圖案中,一具有長度對應於長條148之^ 條148’,其必須配置在一第二次遮罩圖案中。一基本條件 是,其在該基板層中該印刷的特徵中的長條148及142之間 沒有開口,即長條148必須結合於長條M2。藉以避免衝裎 148不結合於該印刷特徵中的長條142,該長條148,被加長 ,所以在該第二次遮罩圖案中的此長條丨48,,顯示出與該第 本紙張尺度適用中S S家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) 裝 訂 線 -43- 五、發明説明(^ -- 遮罩圖案中的長條142,有—些重疊。這種重疊在本發 的方法中不會造成任何問題。 你、了僅使用正光阻層之外,如同在圖3a到3h之具體實施 _ ,、也可使用正光阻層與一負光阻層之組合。一般而 V 一負光阻層將用於結合-暗場域遮罩,如果在一空白 的)區域巾+特徵必須成像,且當需要一圖案的鏡 轉時。 要印刷在該相目基板層巾的特徵之間的距離可藉由結合 該特徵散佈方法及該疊層堆疊來明顯地降低。如果其需要 降低該特徵寬度,該已知的光阻灰化技術可加入成為另一 個製程步驟。圖21所示為此技術的原理,其參考到其中使 用一相位-偏移遮罩18〇之具體實施例,其在該轉換丨82處具 有鉻長條184。在利用這種遮罩來曝光之後,在該轉換位置 處由該光阻所接收的輻射強度係由曲線186所代表。該水平 線188通過該曲線186代表該顯影的臨界值。在顯影之後, 其可得到在基板190上的一光阻圖案。一光阻特徵192具有 一給定的寬度Wr及高度Hr。然後該光阻圖案利用一〇2電漿 蝕刻來蝕刻。在該光阻特徵的側面及上方,光阻材料係轉 換到一像灰狀的物質,並移除。此光阻灰化的結果為一明 顯降低的光阻特徵194。依此方式,該光阻特徵的寬度可降 低數十個百分比。光阻灰化係描述於以下文獻:“延伸Kr_F 微影到次50 nm圖案形成,,(”Extension 〇f Kr-F lithography to sub-50 nm pattern formation’’),其由 S. Nakao等人發表於 SPIE,’ 第 4000, 2000卷,第 358 頁。 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱)
Claims (1)
- 565881 弟091110516號專利申請案(劃線) 中文申請專利範圍修正本(92年7月)1· 一種在至少一基板的一疊層中製造一裝置之方法,該方 法包含以下步驟·· -提供一包含圖案特徵的設計圖案,其對應於要配置 在該疊層中的裝置特徵; -轉移該設計圖案於提供在該基板層上的一光阻層中; -移除材料或加入材料到該疊層的區域,該區域係由 該圖案化的光阻層所描述; -複數個次圖案,其每個包含該設計圖案要連續轉移 在一相對應數目的光阻層中不同的部份,其係連續地塗 佈在該基板層上,其特徵在於以下步驟: -形成至少一第一對的一處理層及一抗反射層,及在 該基板上一第二對的這種疊層;在該上處理層塗佈一光 阻層’在該光阻層巾轉移一第—次圖案的一堆疊; -顯影該光阻層,藉此形成對應於該第一次圖案之一 第一中間圖案; -經由該第一中間圖案來蝕刻該上處理層,藉此形成 對應於該第一次圖案之裝置特徵的一第一圖案; _以一第二光阻層塗佈一裝置特徵的該第一圖案; -轉移在該第二光阻層中的一第二次圖案; -顯影該第二光阻層,藉此形成對應於該第二次圖案 之一第二中間圖案; -經由該交錯的裝置特徵的第—圖案及第二中間圖案 所構成的該蝕刻遮罩來蝕刻一底部的處理層,藉此形成 對應於認第-及第二次圖案之該組合的裝置特徵的,第本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公|)申請專利範圍 二圖案,及 移除該第一光阻層及該上處理層。 2 ·如申凊專利範圍第1項之方法,其特徵在於至少一第三配 對的處理層及一抗反射層可加入到該疊層堆叠的該基 板側,而其中進行以下的額外步驟: -以一第三光阻層塗佈裝置特徵的該第二圖案; -轉移一第三次圖案在該第三光阻層, -顯影該第三光阻層,藉此形成對應於該第三次圖案 之一第三中間圖案; -經由裝置特徵的該共平面第二圖案及該第三中間圖 案來蝕刻該第三處理層,藉此形成對應於該第一,第二 及第三次圖案之該組合的裝置特徵的一第三圖案;及 •移除該第三光阻層及該第二處理層。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法,其特徵在於每個次圖案係 藉由光學地成像在該光阻層中包含該次圖案的一次遮罩 ,以轉移在該相對應的光阻層中。 4·如申請專利範圍第1項之方法,其特徵在於至少一個該次 圖案係藉由使用一充電粒子束在該光阻層中來寫入此次 圖案來轉移到該相對應的光阻層。 5·如申請專利範圍第3項之方法,其特徵在於所有的次遮軍 圖案皆利用相同波長範圍的輻射來成像。 6·如申請專利範圍第3項之方法,其特徵在於至少一個該次 遮罩圖案係利用EUV輻射來成像,而其它的次遮罩圖案 係利用DUV輻射來成像。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 565881 Α8 Β8 C8 ______D8 ΐ請專利範圍 ^ 7. 8· 9. 10 11 12 13 14 15 16 如申請專利範圍第3項之方法,其特徵在於至少一個該次 遮罩圖案係利用一充電粒子投影束來成像。 如申請專利範圍第1到7項中任一項之方法,其特徵在於 所有配對的疊層中,該相對應的疊層包含相同的材料, 並具有相同的厚度,除了位在該基板側之處理層,其具 有大於該其它處理層之厚度。 如申凊專利範圍第1到7項中任一項之方法,其特徵在於 一配對的每個疊層之該材料係抵抗於用於蝕刻該配對的 另一疊層之該蝕刻處理。 .如申凊專利範圍第1到7項中任一項之方法,其特徵在於 所使用的該處理層為多晶矽層。 .如申請專利範圍第1到7項中任一項之方法,其特徵在於 所使用的該抗反射層為雙重疊層,其包含一抗反射層, 及在其上的一氧化膜。 .如申凊專利範圍第1到7項中任一項之方法,其特徵在於 一單一抗反射層的材料或一雙重層的該抗反射膜之材料 為一無機材料。 •如申請專利範圍第12項之方法,其特徵在於該無機材料 為一矽氧氮化物SizOxNy 。 •如申請專利範圍第13項之方法,其特徵在於該無機材料 為一矽氮化物SiN。 .如申叫專利範圍第1到7項中任一項之方法,其特徵在於 其使用正光阻層。 •如申μ專利範圍第1到7項中任一項之方法,其特徵在於 本紙張尺度相巾g g家料(CNS) A4規格(21()X297公楚) 565881 A8 B8 C8其使用正及負光阻層。 如申請專利範圍篱1 ill 7¾ tWi _ TS 1、.,的這種圖案之前之光阻灰化來降低其尺寸一種散佈一初始圖案之圖案特徵之方法 令人滿意的方式來轉移在一些次圖案上 在於其結合了以下的散佈規則: -該等次圖案的數目儘可能地小; •在母個;入圖案中,裝置特徵及其相關的特徵之配置 方式為每個裝置特徵的該轉移係無關於該其它裝置特徵 -在每個次圖案中,該裝置特徵係儘可能地均勻散佈。 19.如申請專利範圍第18項之方法,其用於散佈包含獨立的 多邊形區域之一初始群組之一初始圖案,其中該第一規 則係由以下步驟所滿足: -由該初始群組中移除該多邊形區域,其達反該第二 及/或第三規則,並放置這些多邊形區域在新群組中,其 滿足這些規則,及 -放置該剩餘的初始群組及該新群組在獨立的次圖案 中0 2 0 ·如申請專利範圍第19項之方法,其特徵在於以下步驟: -決定那一個多邊形區域達反該第二及該第三規則; -根據發生於這些區域中的該達反數目來評等該初始 群組之該多邊形區域,其中具有該最高數目達反的該多 本紙張尺度適用中國國冬標準(CNS) A4規格(210 X 297公董) 565881 A BCD 中 圍 利專 邊形區域具有最低的評等順序編號; -形成一第二群組的具有該最低評等順序編號之多邊 形區域,而在該第二群組中那些具有較高評等順序編號 者仍可滿足該第一及該第二規則,及 -重複在該初始群組中剩餘的較高評等順序編號之該 取後步驟’並形成一第三及進一步的群組,直到在該剩 餘的初始群組中所有多邊形區域滿足該第二及第三規則。 21· —種微影次遮罩群組,其共同形成一虛構的整體遮罩, 用於配置一單一裝置圖案在一基板之一層中,該設計遮 罩具有包含獨立的多邊形區域之一遮罩圖案,該遮罩圖 案不能以一令人滿意的方式來成像,其特徵在於該多邊 形區域係配置在該次遮罩的每個遮罩圖案中,使得該次 遮罩圖案可令人滿意地成像。 22·如申請專利範圍第21項之微影次遮罩群組,其特徵在於 其包含提供辅助特徵之次遮罩,其位於一裝置特徵的側 面’並具有一特定寬度來實質上決定該相關裝置特徵的 該影像寬度。 23. 如申請專利範圍第21項之微影次遮罩群組,其特徵在於 該次遮罩為振幅遮罩。 24. 如申請專利範圍第21項之微影次遮罩群組,其特徵在於 该次遮罩為相位遮罩。 25. 如申請專利範圍第21項之微影次遮罩群組,其特徵在於 其包含振幅遮罩及相位遮罩。 26·如申請專利範圍第23項之微影次遮罩群組,其特徵在於 565881 A B c D 々、申請專利範圍 其包含具有相位_偏移元件之次遮罩。 27·如申請專利範圍第24項之微影次遮罩群組,其特徵在於 其包含在相位轉換位置處具有振幅元件之相位遮罩。 28·如申請專利範圍第21、22、23、24、25、26或27項中任 一項之微影次遮罩群組,其特徵在於其包含提供光學修 正元件的之次遮罩。 29· —種以微影製造之裝置,包含一基板,其中一裝置特徵 圖案利用轉移一對應至該裝置特徵所需之圖案的一遮罩 圖案而構裝形成於該基板,其中該轉移藉由申請專利範 圍第1、2、3、4、5、ό或7項中之方法而實現。 30· —種以微影製造之裝置,包含一基板,其中一裝置特徵 圖案利用轉移一對應至該裝置特徵所需之圖案的一遮罩 圖案而構裝形成於該基板,其中該遮罩圖案包括如申請 專利範圍第21、22、23、24、25、26、27或28項中之_ 次遮罩群組。 -6-
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