TWI281092B - Method for correcting mask pattern, exposure mask, and mask producing method - Google Patents

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1281092 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本‘明有關修正形成半導體元件之電路圖樣之微影姓刻 步驟中所用曝光光罩的方法，尤其有關適用於所謂「遠紫 •夕卜光」的反射式曝光光罩。此外，本發明有關曝光光罩和 製造曝光光罩的方法。 【先前技術】 近成年來，奴著半導體元件持續縮小，也一直要求縮小 • 11由曝光和顯影作為塗布在晶圓上之感光材料之光阻所形 成之光阻圖樣的線寬，及進一步要求縮小藉由银刻光阻圖 樣作為姓刻光罩所得之電路圖樣的線寬。除線寬外，也一 • 4要求縮小圖樣間距等等。這些要求向來藉由縮短用來曝 *光&阻之光波長度來滿1。已#光波長度肖圖樣解析度之 間的關係可以如下雷萊公式（Rayleigh，s formula)表示。 w=klx(X/NA)...(l) 在公式（1)裡，參考碼w代表要形成之圖樣的最小寬度； να代表投影光學系統之透鏡的數值孔徑；而λ代表曝光光 線之光波長度。此外，已知參考碼kl代表由光阻效能以及 解析度加強技術的選擇所決定之程序常數，並端視最適合 的光阻和解析度加強技術，可達約kl =0.35的程序常數K1。 解析度加強技術係一種為了獲得比光波長度更小的圖樣， k用由光罩光線傳輸或反射及由光罩上配置的光隔絕圖樣 衍射之光線之第一級衍射光的技術。 當使用ΝΑ=〇·9之透鏡時，雷萊公式代表最小圖樣寬度， 97980.doc 1281092

例如波長為15 7 nm，則w=61 nm。換言之，為了獲得小於 61 nm的圖樣寬度’必須使用具波長短於15 7 nm之曝光光線 或液體浸液透鏡。如果使用具波長15 7 nm之光線和具數值 孔徑NA=1.2之液體浸液透鏡，最小圖樣寬度變得小至46 nm。因此，在45nm世代後，已論及使用具波長帶約為〇.6llm 及中央波長為13·5ηιη之曝光光線，而這種光線被稱為遠紫 外線（EUV)(請參考列於以下之專利文件丨）。如果使用EUV 及具數值孔徑ΝΑ=0·25之曝光單元，按雷萊公式，可在 乂120.6之條件下形成線寬^32.4 11111。 然而，如果使用具波長為13 · 5 nm之ΕϋV，必須分別以反 射式光罩及反射式光學系統形成曝光光罩和光學系統，而 非透明光罩和光學I統。換言之，由於有可傳輸至具波長 157 nm之|外光的透明材料，如氟化鈣（CaF2)和二氧化矽 (Si02)’故能製造可傳輸紫外光之光罩及光學系統。然而， 部沒有任何材料具有所需厚度並可傳輸具波長為13.5腿 之 EUV。 此外使用反射式光罩時，應將反射在光罩前表面的另 線導入投影光學H而不與光罩的人射光線互相干擾。 因此胃反射式光罩為入射的光線對光罩前表面的法線具 有一角度Φ。換言之，，ν ϋτΤΛ, 3 , 、 以EUV曝光光阻時，對曝光光罩的前 表面為入射之光線對 a 于光罩月|J表面的法線具有一角度（例 如’請參考以下所列 J之專利文件2)。此角度端視投影光學 系統之透鏡的數值孔經 A光罩之放大率以及光源之強度

σ而定。明確地說，A 在阳圓上配置具有放大率4χ的光罩，且 97980.doc 1281092 使用具有NA43的曝光單元時，光線㈣光I表面法線大 於I3!。的入射角度入射光罩。同樣地，在具有财=0·25之 曝光I元中，光線以大於3.58。之人射角度人射光罩。 在半導體元件製程的微影步驟中，對晶圓曝光光線後， 應该可以在晶圓上獲得所需的傳輸影像（圖樣）。然而，由於 光學近接效應的影響，即使根據其設計值製造曝光光罩， 部不總是可以獲得所需的傳輸影像。尤其，當圖樣寬 度、圖樣間距等因圖樣縮小而縮短時，光罩圖樣與被傳輸 影像之形狀間的差異傾向於變大。因此，在考量到光學近 接效應的情況下，要在設計階段中進行光學近接效應修正

Optical proximity effect correction ; OPC)，其中修正微影 蝕刻步驟中所用曝光光罩的光罩圖樣（請參考如列於以= 之專利文件3)。 在曝光光罩上的光罩圖樣之OPC可依下列方式進行。如 果使用透明的光罩，光線垂直入射光罩的前表面。因此， 傳輸到晶圓上之影像圖樣的中央位置匹配於光罩上之光罩 圖樣的中央位置。如果在晶圓上獲得和所需圖樣不同的已 傳輪影像，則要修正光罩圖樣以便在光罩上滿足C=：AL/Mm 的關係。在此公式中，參考碼C代表光罩上圖樣形狀的修正 量；AL代表晶圓上所傳輸之影像大小與所需圖樣大小間的 差異。此外’參考碼Mm代表定義為Mm=(AWMM)之光罩的 誤差因子，其中ΔΜιη代表代表晶圓上以下兩個項目的比 率··藉以改變光罩圖樣大小的ΔΜ和藉以改變已傳輸影像之 圖樣大小的AW。 97980.doc 1281092 曰本專利申 曰本專利申 曰本專利申 專利文件1 2002- 365785 專利文件2 2003- 257810 專利文件3 2002-122977 【發明内容】 :未審查之 :未審查之 :未審查之 請公開案第 請公開案第 請公開案第

然而，如果使用EUV’則光線以和前表面之法線成一角 度的方式傾斜人射曝光光罩的前表面。因&，永遠無㈣ 當地藉由上述先前技術的修正方法修正差異。這是因為如 果EUV傾斜入射光罩的前表面，euv不僅會受到光學近接 效應的影響’也會受到傾斜入射效應的影響。 傾斜入射曝光光線有兩個函數。第一函數造成圖樣的位 置往入射光線的方向移位。第二函數造成在晶圓上形成的 影像變形及影像保真度惡化。其中，在第一函數裡，圖樣 的位置往入射光線的方向移位，晶圓上圖樣的位移量可使 用直線圖樣或直線及間隔圖樣以晶圓上的傳輸結果加以估 °十。因此’藉由偏移整個光罩圖樣或藉由給曝光單元設定 偏移值，則可修正圖樣移位。 然而’在第二函數裡，晶圓上已傳輸影像的保真度惡化， 變形量隨著在光罩圖樣之構造面與傾斜入射光線之入射向 里間的角度改變。如果直線圖樣延伸的方向垂直於入射光 線之向量，則在入射光線近側的圖樣邊緣之變形量異於在 入射光線遠側的圖樣邊緣之變形量。結果，直線圖樣的重 97980.doc 1281092 力中心位置發生偏差。 明確地說，在圖36A及圖36B所示的圖樣中，即使對著入 射光線的向量有2種圖樣方向，在圖36A及圖36Bm示的布 局中，晶圓上已傳輸影像之圖樣邊緣A、B、c、及〇的修正 量仍有所；f同。目此，如果EUV反射式光罩使用傾斜入射 光線，無法適當地藉由先前技術修正光罩，因為沒有考慮 到傾斜入射效應的影響。

晶圓上已傳輸影像的保真度因傾斜入射光罩之曝光光線 而惡化之現象及晶圓上已傳輸影像的保真度因光學近接效 應而惡化之現象係由不同的原因所造成。因此，較佳分開 修正這些現象°換言之，較佳以固定的光罩誤差因子Mm修 正近接效應，而非以光罩傾斜人射光線在圖樣—側對入射 光線之向量的方向加以修正，然後不論光罩誤差因子Mm為 何，再以傾斜入射光線加以修正。 因此’本發明在於藉* _ 4舌/欠Τ τητ , u ^ 種修正光罩圖樣的方法、曝光 光罩、以及製造光罩的方法’能夠在考量到傾斜入射效應 影響的情況下，使用EUV修正微影㈣步驟中曝光光罩的 光罩圖樣乂防止曰曰圓上已傳輪影像的保真度惡化，並改 善透過微影㈣步驟所製造之半導體元件的效能。 成、上所㉛本發明的第—方面為修正光罩圖樣的 方法。換言之’本發明的第-方面為修正曝光光罩的方法， 曝光光罩包括：光罜其；^ 九罩基底版’其具有反射Euv的功能；及 吸收體薄臈，其係經圖樣化在光罩基底膜上，以吸收EUV; 及光罩傳輸對應於以傾斜人射該光罩前表面之經反射的 97980.doc 1281092 EUV形成於吸收體薄膜上之光罩圖樣的一影像。本方法包 括以下步驟：在EUV為垂直入射光罩之前表面時或euv以 可視為垂直的角度入射光罩之前表面時，獲得光能;在 ' EUV為傾斜入射光罩之前表面以及EUV被反射時，獲得光 " 能El ;及根據光能^和之比較結果修正光罩圖樣。 為了完成上述，本發明的第二方面為曝光光罩。換言之， 本發明的第二方面為曝光光罩，曝光光罩包括··光罩基底 膜，其具有反射EUV的功能；及吸收體薄膜，其係經圖樣 • &在光罩基底膜上，以吸收請；及光罩傳輸對應於以傾 斜入射光罩前表面之經反射的EUV形成於吸收體薄膜上之 光罩圖樣的影像。產生曝光光罩的本方法包括以下步驟·· 在EUV為垂直入射光罩之前表面時，或在Euv以可視為垂 直的角度入射該光罩之前表面時，獲得光能Eg;在EUV為 傾斜入射光罩之前表面以及EUV被反射時，獲得光能e〆 及根據光能Ε〇和Ε!之比較結果修正該光罩圖樣。 為了完成上述，本發明的第三方面為製造光罩的方法。 換言之，本發明的第三方面為製造曝光光罩的方法，曝光 光罩包括··光罩基底膜，其具有反射EUV的功能；及吸收 體薄膜，其係經圖樣化在光罩基底膜上，以吸收而v;及 光罩傳輸對應於以傾斜入射光罩前表面之經反射的形 成於該吸收體薄膜上之光罩圖樣的影像。產生光罩的本方 法包括以下步驟··在EUV為垂直入射該光罩之前表面時， 或在EUV以可視為垂直的角度入射光罩之前表面時，獲得 光此E〇，在EUV為傾斜入射光罩之前表面以及Euv被反射 97980.doc -10 - ⑧ 1281092 日守’獲得光能E!，及根據光能匕和ε!之比較結果修正該光 罩圖樣。 根據包含上述步驟之用於修正光罩圖樣的方法、藉由本 方法製造的曝光光罩、及用於製造以製造曝光光罩之方法 - 所製造之光罩的方法，在修正光罩圖樣前，可在光罩的前 表面形成之光罩圖樣上獲得光能^和Ει。較佳以近場光獲 得光能。「近場光」是在光罩前表面反射光線時只達 到近場區域之光線，該區域具有短於光波長度的波長。或 • 者，可以小於從吸收體層（而非近場光）之前表面之EUV的兩 倍波長λ(曝光光線的波長）的距離獲得光能。在和吸收體層 之前表面隔開2λ或更小的位置上，可獲得光能。在和吸收 體層之前表面隔開2λ或更小的距離上，可將衍射之光線的 分布視為相等。因此，在和吸收體層之前表面隔開2λ或更 小距離的位置上，可獲得光能。藉由明確求取近場光強度 分布的積分可獲得這些光能。r EUV為垂直入射」到光罩的 前表面，即EUV沿著正規向量入射到光罩的前表面（即入射 攀角為0。）。 另一方面，「EUV以可視為垂直入射到光罩的前表面之入 射角度入射到光罩的前表面」，即雖然EUV以小於一預定值 之入射角傾斜入射光罩的前表面，但因所獲得的光能幾乎 如同那些垂直入射光罩的前表面之Ευν，故EU V可視為垂 直入射光罩的前表面。基於能量Eq以及能量Ε〇和能量Ει的 比較結果’修正光罩圖樣以使能量Ει變成與能量幾乎同 相。修正光罩圖樣時，即使Euv傾斜入射光罩的前表面， 97980.doc -11 - 1281092 其EUV反射的光能幾乎變成盘euv千* 夂似^、tUV垂直入射的光能相同。 換言之，使用經過修正的光軍圖樣，彷佛光線為垂直入射 光罩的前表面，可將影像曝光及傳輸到晶圓上。 根據修正光罩圖樣之方法、曝光光罩、以及本發明製造 光j的方法，即使在修正光罩圖樣時，EUV傾斜入射光罩 的别表面’仍可將影像曝光及傳輸到晶圓丨，彷彿光線為 垂直入射光罩的前表面。㈣，可防止傳輸到晶圓之影像 的保真度因傾斜入射效應的影響惡化。結果，可如所設計 的傳輸影像。換言之，在根據本發明修正光罩圖樣時，可 改善使用EUV之微影蝕刻步驟所製造之半導體元件的效 能。 【實施方式】 接著，參考附圖說明用於修正光罩圖樣的方法、曝光光 罩、及用於製造光罩的方法。當然，請注意，本發明並不 限於以下具體實施例。 首先，先簡短說明曝光光罩的結構。在半導體元件的製 造方法中，曝光光罩係用以反射EUV及按微影蝕刻步驟在 晶圓上傳輸所需圖樣（例如，電路圖樣）。一般以波長丨3 5 nm 為代表，「EUV」是具有短於習用微影蝕刻步驟所用之紫外 光之波長（例如，1 nm至1〇〇 nm)的光線。 曝光光罩由光罩基底膜和吸收體薄膜所構成，以反射 EUV並曝光且傳輸所需圖樣的影像到晶圓上。光罩基底膜 反射EUV。吸收體薄膜被圖樣化到光罩基底膜上。吸收體 薄膜吸收EUV。光罩基底膜一般如由4〇個或更多的石夕（s〇 97980.doc •12· !28l〇92 層和鉬（Mo)層所構成，這些層交替堆疊。 吸收體層係以吸收EUV的材料所製成。吸收體層例如為 氮化钽（TaN)層。然而，吸收體薄膜可以其他材料製成，只 要能用作EUV光罩即可。明確地說，除TaN外，吸收體層可 以鈕（Ta)或鈕化合物、鉻（Cr)或鉻化合物、鎢或鎢化合 物製成。在光罩基底膜及吸收體薄膜之間，可由例如釕（Ru) 層、二氧化矽SiOJ層或鉻（Cr)層，形成緩衝膜為蝕刻停止

層，用來形成吸收體薄膜或在移除其缺陷時防止已形成之 吸收體薄膜受到損壞。 製造此曝光光罩時，如有必要，可在光罩基底膜上形成 緩衝層後，形成吸收體薄膜。吸收體薄膜應由已知的微參 银刻技術以所需的圖樣形成。結果，可獲得麟的反射式: 曝光光罩。 然而，即使根據設計值在曝光光罩上形成光罩圖樣，即， 曝光光罩的光罩圖樣和要曝光及傳輸的所需圖樣相同或相 似’因為光學近接效應、傾斜入射效應等等，無法永遠辦 得所需的傳輸影像。因&，晶圓上傳輸影像的保真度可 會惡化。因此，製造曝光夯置士 …— 先罩％’在吸收體薄膜上形成光 罩圖樣之W，必須在設計階段中修正光單圖樣。 有3個因素使得晶圓上的傳輸影像和設計的影像不匹 配·（a)傳輸影像由於光學近接 曝光光線傾斜人射晶圓而移位^H，⑻圖樣位置因 射效應而變形。 （〇傳輸影像由於傾斜入 其中’可以下列方式解決如因素⑷之傳輸影像的變形。 97980.doc -13- ⑧ 1281092 光學近接效應發生於上述公式⑴的程序常數_得小於 〇.6時。換言之，由於來自光罩圖樣的較高階衍射光線和投 影透鏡系統的光瞳平面分開，而主要衍射光線的一部分又 和光瞳平面分開，因此晶圓上傳輸影像的形狀異於所需圖 樣的形狀。因此，藉由如0PC之類的光罩圖樣預先變形， 即可修正晶圓上傳輪影像因光學近接效 按照下文可解決晶圓上傳輪影像因因素⑻所產^的變 形。如上述，傾斜入射光罩的曝光光線有兩個函數。第一 函數造成圖樣位置移位到光線入射方向。換言之，傾斜入 射光罩的曝光光線使衍射的光束變得不對稱。結果，晶圓 上傳輸影像之圖樣的位置移位到光線入射方向。然而，位 置位移量幾乎可視為常數，和光罩圖樣的形狀並不相依。 因此’要解決圖樣位置因傾斜入射光線而移位的問題，同 樣也必須移動光罩圖樣，或在將圖樣傳輸到晶圓時，必須 在曝光，元中移位圖樣。換言之，如果整個光罩圖樣偏移 或曝光單元的曝光條件恰當設定，則可修正圖樣的位移量。 另-方面，可按照下文解決由於傾斜入射之曝光光線的 另-個函數問題，即’晶圓上傳輸影像由於因素⑷而變形 ^問題。晶圓上傳輸的影像係因傾斜入射效應而變形。換 5之，傾斜入射光罩的曝光光線造成來自光罩圖樣的衍射 光束變得不對稱。此外，光罩圖樣播住一部分反射光。結 牛低曰日圓上傳輸影像的圖樣對比。因此，晶圓上傳輸 :像之形狀的保真度在撞住的光線量小於反射光線量之布 "(Ρ稠在布局且分開的間距）降低。如同因光學近接效應 97980.doc -14- 1281092 而艾形藉由修正光罩圖樣的變形，即可移除晶圓上傳輸 影像的變形。 在以下‘正光罩圖樣的方法中，修正由於如因素（C)之傾 斜入射效應而變形之晶圓上的傳輸影像。因此，即使使用 EUV的反射式光罩’晶圓上傳輸的影像可具有所需的保真 度。晶圓上的傳輸影像由於因素（a)及（b)的修正和稍後說明 之光罩圖樣的修正分開進行。此外，由於其可用已知的技 術進行，本說明書將省略其說明。 接著將”兒明曰曰圓上傳輸影像因如因素（c)之傾斜入射效 應之光罩圖樣的修正。圖丨為流程圖，顯示修正晶圓上傳輸 影像由於傾斜入射效應而變形的程序，即本發明修正光罩 圖樣之方法的程序。 如圖1所示，在光罩圖樣形成之前，根據本發明之具體實 施例加以修正。在第一步驟，為要形成的光罩圖樣執行OPC 以作為參考（對應於設計值的光罩圖樣）（步驟S101，下文將 簡％步驟為「S」）。然而，在此情況中，執行〇pC係假設 曝光光線以垂直或以可視為垂直入射之角度入射光罩的前 表面。在此情況中，「曝光光線垂直入射光罩的前表面」代 表曝光光線沿著正規向量往光罩的前表面入射光罩的前表 面。換言之，所謂的入射角為〇。。另一方面，「曝光光線以 可視為垂直入射之角度入射光罩的前表面」代表雖然曝光 光線以小於預定值的入射角傾斜入射光罩的前表面，但是 由於入射角很小，所得光學能量幾乎和稍後說明之曝光光 線為垂直入射之光學能量相同。因此，曝光光線可視為垂 97980.doc -15- 1281092 直入射的曝光光線。 明確地說，使用4x光罩（其中4x代表放大4倍）及具有 NA=0.3之曝光單元時，如果曝光光線以4.30。或更小的入射 角入射光罩前表面的法線，則曝光光線可視為垂直入射光 罩剷表面的曝光光線。同樣地，使用具有Να==〇·25的曝光單 元時，如果曝光光線的入射角為3.58。或更小，則此種曝光 光線可視為垂直入射光罩前表面的曝光光線。 在第一步驟，可設想使用模擬技術來執行〇pC。然而， 由於OPC疋為垂直入射或可視為垂直入射的曝光光線之曝 光光線而執行，故可使用任何已知的技術。因此，本說明 不提已知模擬技術的細節。此外，0PC並不一定永遠需要 使用模擬技術來執行。或者，可測量晶圓上傳輸影像的形 狀以作為光罩圖樣的曝光結果。根據測得結果即可執行 OPC。 曝光光線以垂直或以可視為垂直之入射角度入射參考光 罩圖樣時，要執行⑽以保持在晶圓上被傳輸的影像之形 狀的保真度。若保持晶圓上傳輸影像對參考光罩圖樣之形 狀的保真度’將如稍後所說明的—樣，可改善光罩圖樣之 修正的精確性。因此，芸 右保持晶0上傳輸影像之形狀的保 真度，並不一定永遠需要執行第一步驟。 其後，在第二步驟，執行0PC後，曝光光線以垂直或以 ::為垂直入射之角度入射參考光罩圖樣時，可獲得曝光 光線之反射光線的能量EQ(步驟讀卜月確地說，可獲得 反射曝先先線之近場光的能量Eo。在此情況中，「近場光 97980.doc -16- 1281092 代表只達到近場區域（較短於光波長度的區域）的光線。然 而’並不一定要一直得到作為近場光的能量E〇。 或者’可在距離吸收體層前表面的兩倍於或更小之EUV 的波長λ(曝光光線之波長）獲得光線能量。如圖2所示，模 擬結果顯示，如果距離為約兩倍波長，在近場區域中所得 之晶圓上衍射光線的光線強度則和距離吸收體層前表面 λ<Κ 2λ之晶圓上衍射光線的光線強度相匹配。 換言之，如果距離吸收體層的前表面等於或小於2λ，散 射光線的分布可視為相等。因此，可從距離吸收體層前表 面等於或小於2λ處獲得光線的能量。接著，將說明近場光 之能量Ε〇的情況。 近場光的能量可以如下程序獲得。用作曝光光線的EuV 具有見的頻譜。經由照明光學系統以及投影光學系統之多 層鏡重複反射EUV後，作為具有介於1315 11111至13夕5 nm之 波長之曝光光線的最終光線可到達晶圓。因此，以達到晶 圓時在波長帶中冑光光線之能量&布函數加權的波長求得 光線強度分布的積分，彳以獲得光罩上近場區域中的光線 強度的分布。換言之，在光罩上近場區域内光線強度J的分 布可以如下公式（2)表示。 = C'1 |λ(α)/(Λ, χ)άλ ... (2) 在a式（2)中’ Ι1(λ)代表到達晶圓之曝光光線的能量分布 函數；w，x)代表每個波長的光線強度分布；而以表正規 化*數Ι1(λ)可表不為照明光學系統和投影光學系統之反 97980.doc -17- 1281092

射鏡的反射re(x)和光罩基底膜之反射RMa)的乘積，如公 式（3)所示。 ' A Κ(λ)=ΙΙΕ(λ)12 ΙΙΜ(λ)"·(3) 如以下公式（4)所示，在就區域χ求取J(x)的積分時，可獲 得在光罩的前表面上之近場光的能量E〇。

EzzCJ(X)dx ··· (4) 因此，在帛二步.驟，假設曝光光線為以垂直或以可視為 垂直入射角度的人射光線人射光罩的前表面，則可藉由明 確求取近場光強度之分布的積分，以獲得料前表面上之 近場光的能量E〇。 在第三步驟，如果曝光光線以在第二步驟之相同方式以 參考光罩圖樣(其0PC在第一步驟未執行)之相同入射角入 射光罩的前表面，則可從光罩的前表面獲得反射光線之近 場光的能量E1(步驟S103)。請注意，第三步驟不一定要在第 -步驟和第二步驟之後。而是，第一步驟和第二步驟可在 第三步驟後執行。 第-到第三步驟完成後’執行第四步驟。在第四步驟， 在第二步驟所獲得的能量E。與在第三步驟所獲得的能量& 相比較。根據比較的結果，相對於參考光罩圖樣修正光罩 圖樣（步驟SUM)。修正光罩圖樣使能量&和能量^變成幾乎 相同。 例如’考慮到修正主要圖樣的圖樣大小。在此情況中， 假設在曝光光線垂直入射光罩，參考光罩圖樣間隔寬度為 97980.doc 1281092 〇的ft况下，以及在曝光光線傾斜入射光罩圖樣，間隔寬 度(其中w〇==Wi)的情況下，如果修正光罩圖樣使能量El 矛月匕里匕變成幾乎相同，則在光罩上修正的間隔寬度w2可 如以下公式（5)表示。 w2=w1x(E〇/E1)...(5) 依…、相同方式可修正光罩圖樣的圖樣邊緣位置。換言 之’在第四步驟，相對於參考光罩圖樣，修正圖樣大小及 圖樣位置中至少一項，使如能量A和能量變成幾乎相同。 第四步知後，要執行以下步驟，以進一步改善光罩圖樣 的G正精確f生。在第四步驟修正光罩圖樣的圖樣大小時， 已t正光罩上的間隔寬度W2，可在光罩上獲得以如光罩圖 樣之相同入射角之傾斜入射光線之近場光的能量&。此 柃以如同第四步驟的方式，可獲得能量e2。獲得能量e2 後’即可和已獲得的能量Eq進行比較。根據比較的結果修 正光罩圖樣。修正光罩圖樣，以使能量匕變成幾乎等於能 量。。此時，光罩上已修正的間隔寬度w3可以下列公式（6) 表示。 w3=w2x(E〇/E2)...(6) 當此步驟重複（nd)次時，即已修正對光罩為傾斜入射之 曝光光線之光罩上的近場能量匕^，該曝光光線的角度和按 照光罩上間隔寬度Wn-1進行曝光及傳輸之光罩圖樣之曝光 光線的角度相同。其後，例如，對能量Εη_ι和已獲得的能量 E〇進行比較。根據比較的結果，修正光罩圖樣，使例如能 里By和能量e〇變成幾乎相同。結果，光罩上已修正的間隔 97980.doc -19- ⑧ 1281092 寬度Wn可以如下公式（7)表示。

Wn = Wn-lX(E〇/En.i)...(7) 此外，此時，假設構成光罩圖樣的直線間距表示為P，則 直線的線寬Ln可以下列公式（8)表示。

Ln=p[(l-E〇/En.1)+Ln.1(E〇/En.1)...(8) 將差異Δ(光罩上修正n次的間隔寬度Wn和光罩上修正 (n-1)次的間隔寬度貿“之間的差）和修正的格柵大小§相 比，g為在修正圖樣大小或圖樣位置後的最小大小（步驟 S 105)。當差異變成已修正的格柵大小g或更小時，完成該 光罩圖樣修正。換言之，滿足以下公式（9)時，光罩圖樣之 修正即告完成。 Δ==Κ~^-ι \^g . · · (9) 當重複程序η次時，光罩圖樣的圖樣大小或圖樣位置聚集 在能量Εη變成和能量Eg相同的值上。換言之，重複程序η次 時，即可改善修正的精確性。請注意，不一定永遠需要重 複程序η次。而是，修正程序可在第四步驟完成後即告完成。 在上述程序中修正光罩圖樣時，即使曝光光線傾斜入射 光罩的前表面，反射曝光光線之近場光的能量，或和吸收 體層的前表面距離等於或大於兩倍曝光光線波長λ的光線 月b里’變成和垂直入射光罩前表面之曝光光線的能量幾乎 相同。換言之’修正後的光罩圖樣讓影像能夠和垂直入射 光罩之要曝光及傳輸至晶圓之曝光光線的影像幾乎相同。 口此’即使修正光罩圖樣時，曝光光線傾斜入射光罩的 月,J表面’影像也可以幾乎如垂直入射光罩之曝光光線的相 97980.doc -20 · Ϊ281092 同形狀曝光及傳輸到晶圓上。因此，可消除傾斜入射效應 :影響，即晶圓上傳輸影像由於因素⑷所造成的變形。換 口之在上述程序中修正光罩圖樣時，可防止傳輸影像的 保=度因傾斜人射效應而惡化。結果，可傳輸所需的（設計 、）p像因此，使用曝光光罩時，可改善使用EUV以微影 蝕刻步驟製造的半導體元件效能。 上述範例中，光罩圖樣的圖樣大小和圖樣位置中至少有 員又到修正。然而’請注意’本發明非僅限於該範例。 ，U修正構成光罩圖樣之吸收體薄膜的膜厚度時，能量 Ει至En也可變成和能量匕幾乎相同。此外，在選擇構成光 、，圖樣之吸收體薄膜的材料及修正吸收體薄膜之光線的消 光係數時，能量EjEn變成和能量〜幾乎相同。換言之， 已設想能量EjEn變成和能量E〇幾乎相同之修正可藉由以 下方式來執行：適當改變光罩圖樣之圖樣大小及圖樣位 置、吸收膜之薄膜厚度、或吸收膜之材料或其中任何組人 中的至少一項。 σ 一已設想上述程序可以資訊處理單元達成，而資訊處理單 :執行預定的貝況處理程式時’其運作如同電腦。在此情 :中，假設光罩圖樣之形狀的資料及晶圓上傳輪影像之線 寬的資料係透過資訊輸入單元輸入。然而，以上部分資:代 係藉由資訊處理單元所執行的模擬獲得，而非從外= 已αχ想達成此程序的資訊處理程 式可預先安裝到次^ 處理早7L上。或者，電腦可讀取的儲存媒體可儲存並 M A處理程式。或者’資訊處理程式可透過電縵通訊系统 ^7980.d〇c 1281092 或無線通訊系統傳布。 接者’將洋細說明主要圖樣修正方法之程序的特定範 例。在以下說明中，將曝光光線為反射之光線的能量稱為 近％月b里」。當然’同樣地，在和吸收體層前表面相隔等 於或小於曝光光線之波長λ的距離處所得能量也可以套用 至近場能量中。 [關於預先條件的說明] 接著，在曝光光線傾斜入射光罩時，應以下列定性條件 修正光罩上的圖樣··如果公式（丨）的程序常數是或更 小，則在光罩的前表面上，曝光光線的入射角很大或吸收 體薄膜的薄膜厚度很大。為了實際將其識別出來，將舉例 說明具有圖3所示光罩結構及圖4所示光罩圖樣的曝光光 罩。 圖3所示光罩的結構形成方式是在玻璃基板1上形成光罩 基底膜2。在光罩基底膜2之上，形成吸收體薄膜3。在此範 例中，吸收體薄膜3具有〇·94的折射率及介於〇〇25至〇〇4〇 的消光係數k 吸收體薄膜3之為〇 · 9 4的折射率幾乎等於各 Ta、Cr、及其用作吸收體薄膜3之材料之化合物的折射率。 介於0.025至〇·〇4〇的消光係數k幾乎等於這些材料及緩衝膜 之材料的合成消光係數。當使用線寬為22 nm及曝光光線之 中央波長為13,5nm及ΝΑ=0·30的投影光學系統時，公式（1) 的程序常數kl為0.5。此外，具有圖4所示圖樣間距176疆 及線寬88 n_4x光罩圖樣可使具有圖樣間距料麵及線寬 22咖的圖樣形成於晶圓上。同㈣，具有圖*所示圖樣間 97980.doc -22- ⑧ 1281092 距352 nm及線寬88 nm的4x光罩圖樣可使具有圖樣間距88 nm及線寬22 nm的圖樣形成於晶圓上。 圖5A、圖5B、圖5C、及圖5D為說明使用這些曝光光罩之 曝光結果之特定範例的圖式。這些圖式顯示在消光係數為 0_025、0.030、0.035、及0.040，曝光光線的入射角為4.48、 6.16、7.49、及8·38，光罩上線寬為88nm，及間距為176nm 之情況中，吸收體薄膜3之薄膜厚度、晶圓上線寬、及入射 角間的關係。光罩上的線寬及間隔寬度並未修正。此外， 光罩圖樣各側和傾斜入射光罩的曝光光線垂直。曝光量的 設定假設光罩的線寬為88 nm及間距為352 nm。換言之，基 於稀疏圖樣布局，決定稠密布局的線寬。如同曝光光線的 光學條件，透鏡的數值孔徑為ΝΑ=0·30及光源的尺寸為 δ-0.90。光源尺寸§==〇.9〇的定義致使曝光光線垂直入射光罩 的W表面時，吸收體薄膜3的薄膜厚度約為1〇〇 nm，具稀疏 圖樣布局之曝光量之稠密布局圖樣的線寬變成22 nm。 這些圖式顯示隨著吸收體薄膜3的薄膜厚度增加，晶圓的 線見傾向於增加。因此，可以說在吸收體薄膜3的薄膜厚度 很大時，需要修正光罩上的圖樣。線寬增加的傾向隨著入 射角支曰加而交得強烈。$ 一方面，此傾向大部分和消光係 數並不相依。因此，已設想依各入射角指定吸收體薄膜3 之可允σ午的薄膜厚度，以滿足對晶圓上所需線寬U 之可 允許的量 ±5%，即 22 ηιη±23·1 nm。 可設想以光罩基底膜2前表面之反射比〜及吸收體薄膜 之反射比RA的對比7指定吸收體薄膜3的薄膜厚度。明確地 97980.doc -23- 1281092 說’雖然以Y=(RA/RM)x 100 (%)定義對比γ，但設想可指定吸 收體薄膜3的薄膜厚度以使對比γ變成1%或更小。圖6為說明 光罩前表面之反射比對比和吸收體薄膜3之薄膜厚度之關 係之特定範例的圖式。此圖式顯示在消光係數k為〇 〇25

’吸收體薄膜3的薄膜厚度必須為§ 6 nm或更大；在消光 係數k為0.030時，吸收體薄膜3的薄膜厚度必須為72 nm* 更大’及在消光係數k為〇·040時，吸收體薄膜3的薄膜厚度 必須為56 nm或更大。換言之，圖式顯示消光係數越大，越 能減少滿足對比β 1 ·〇 (%)之關係的薄膜厚度。 圖7Α、圖7Β、圖7C、及圖7D為說明滿足線寬之可允許量 及對比值γ一者之條件之特定範例的圖式。在這些圖式中， 滿足二者的條件顯示為陰影區。換言之，消光係數越大， 可允許的面積就越寬。然而，在使用曝光晶圓上具有線寬 22 nm之圖樣所需之具NA=0·30的曝光單元時，考慮到光罩 的入射角為7。或更大，則沒有均滿足線寬之可允許量及對 比值γ的條件。：^是因為假設光罩圖樣的各側和傾斜入射光 罩的曝光光線垂直’為光罩上的線寬88細及間距说腿設 定曝光量。將就光罩上的近場能量說明為何沒有滿足這兩 個值之條件的原因。 為了獲得近場能量，就具有線寬88nm及間距176麵之光 罩的兩個週期及具有線寬88 nm及間距352麵之光罩的一 個週期獲得光罩上近場中的光強度办)分布。圖8a及圖8b 為說明所得結果之特定範例的圖式。圖8A顯示以下情況之 光罩上近場中的光強度分布··人射角為q。，曝光光線係垂 97980.doc -24- 1281092 直入射光罩的前表面。圖8B顯示以下情況之光罩上近場中 的光強度分布··入射角為7.84。，曝光光線係傾斜入射光罩 的前表面。按下列公式（10)明確取得光罩近場中光強度J(x) 之分布的積分，即可獲得光罩上近場光的能量。 ί52 j{x)dx . . . (10) 現在，假設具有線寬88 nm及間距176 nm之光罩上的近場 能量表示為Edense，及具有線寬88 nm及間距352 nm之光罩 上的近場能量表示為Esparse。此外，這些能量的比率可表 示為Edense/Esparse。具有線寬88 nm及間距176 nm之光罩 之稠密布局圖樣之晶圓上之能量比率Edense/Esparse及線 寬間的關係經標繪如圖9A、圖9B、圖9C、及圖9D所示。圖 9A、圖9B、圖9C、及圖9D為說明以下情況之晶圓上能量比 率及線寬間關係之特定範例的圖式：消光係數為0.025、 0.030、0.035、及 0·040，以及入射角為 4.480、6.16°、7.49°、 及8.3 8。。這些圖式顯示，隨著光罩上近場能量的比率減少， 晶圓上的線寬增加。晶圓上線寬增加的傾向隨著入射角變 大而變得強烈。此外，顯而易見，隨著消光係數越小，光 罩上之近場能量對晶圓上線寬的影響越強烈。 具線寬88 nm及間距176 nm且曝光光線為垂直入射之光 罩上的近場能量表示為Enormal—sparse。具線寬88 nm及間 距3 5 2 nm且曝光光線為垂直入射之光罩上的近場能量表示 為Enormal_sparse。這些能量和能量Edense或Esparse的比率 將表示為 Edense/Enormal—dense和 Esparse/Enormal—sparse。在 標繪能量比率 Edense/Enormal—dense和 Esparse/Enormal—sparse 979S0.doc -25- ⑧ 1281092

時，可獲得圖10A及圖10B所示的圖式。圖i〇A及圖10B為說 明以下二者之相對比較之特定範例的圖式：〇。入射角（垂直 入射）之光罩上的近場能量，和在消光係數k=〇·〇4〇之條件下 另一入射角之光罩上的近場能量。這些圖式顯示，就稀疏 布局圖樣而言’即使入射角增加，光罩上近場能量比率的 改變也很小，並顯示曝光光線為垂直入射之光罩上近場能 量和曝光光線為傾斜入射之光罩上近場能量間的差異很 小。另一方面，就稠密布局圖樣而言，隨著入射角增加， 光罩上近場能量比率的改變也會變大。尤其，在入射角為 6°或更大時，光罩上的近場能量將顯著減少。光罩上近場 能1的減少將使晶圓上光強度的對比減少。結果，線寬增 加且解析度減少。 [修正說明] 接著’上述現象會變得很清楚。接著，修正光罩圖樣以 滿足以下公式（11)及（12)。

Edens e/Enormal—dense

Esparse/Enormal—sparse « 1···(12) 即，在曝光光線入射光罩日卑彳之 尤皁4修正光罩上的圖樣使光罩 上的近場能量匹配曝井朵綠炎+ 曰 +尤九線為垂直入射之光罩上的近場能 ΐ。已要修正之格柵大小在狄光罩上為i 。 圖11為顯示要修正之曝光光罩之結構範例的示意圖。圖 _示光罩的結構形成方式如下：在玻璃基板i及光罩基底 膜&上形成吸收體薄膜3。吸收體薄膜3以具有厚度％腿 的鼠化组製成。此外’在光罩基底膜2及吸收體薄膜3之間 97980.doc -26 - ⑧ 1281092 形成緩衝膜4。緩衝膜4以叫製成且具有厚度3〇nm。EUV 經曝光於光罩的光學條件如下··透鏡财的孔徑數值難為 0.30,光源尺寸σ為0.90,及光罩前表面的傾斜入射角為入5。 至入8。。在此曝光光單中，緩衝膜4的消光係數為〇〇ιι，吸 收體薄膜3的消光係數為〇〇32。緩衝膜4及吸收體薄膜3的 總厚度為106 nm及合成消光係數為〇〇26。因此，顯而易 見，圖11所示的曝光光罩和圖7所示可允許之吸收體薄膜厚 度及入射角的範圍偏差極大。換言之，為了在晶圓上獲得 傳輸影像的所需保真度，必須修正上光罩的圖樣。 光罩上的圖樣必須根據圖i所示程序進行修正，以滿足公 式（11)及公式（12)。在此範例中，假設使用的稠密圖樣具有 線X 88 nm及間距176 nm (間隔寬度88 nm)及稀疏圖樣具有 線寬88 nm及間距352 nm (間隔寬度264 nm)。此外，假設光 罩的傾斜入射角為7.8。。圖12A(假設曝光光線為垂直入射 之光罩上的近場能量定義為「丨」）顯示曝光光線為傾斜入 射之光罩上近場能量對應於光罩圖樣修正次數的相對量。 圖12B顯示曝光光線為垂直入射之光罩上的間隔寬度及曝 光光線為傾斜入射之光罩上對應於光罩圖樣修正次數的間 隔寬度。在此情況中，以間隔寬度取代間距來定義線寬。 圖式顯示具有間距丨76 nm之稠密圖樣在圖樣經修正三次時 聚集及具有間距352 nm之稀疏圖樣在圖樣經修正一次時聚 修正光罩上近場光強度之分布的程序及修正晶圓上光強 度之分布的程序如圖13A、圖13B、圖14A、及圖14B所示。 97980.doc -27- ⑧ 1281092 圖13A及圖13B顯示稠密圖樣的程序。圖14A及圖14B顯示稀 疏圖樣的程序。圖15顯示以下情況之晶圓上線寬的比較： 曝光光線垂直入射光罩的前表面，及曝光光線傾斜入射光 罩的前表面，及曝光光線傾斜入射光罩的前表面且已修正 光強度。圖中清楚顯示在晶圓上的所需線寬為22 nm時，光 強度未修正情況中的晶圓上線寬為28.7 nm，及強度已修正 情況中的晶圓上線寬為23.1。 接著，顯示修正圖樣更複雜的特定範例。圖16為說明要 修正之4x光罩圖樣之設計布局之範例的示意圖。光罩圖樣 係以88nm的直線及具有寬度352 11111的兩個方塊組成，直線 和兩個方塊各隔開88 nm。要修正之特定圖樣係藉由許多圖 樣週期加以形成。換言之，圖16所示光罩上的圖樣為特定 圖樣的一個週期。假設光學條件為ΝΑ=〇·3〇, σ==〇·9〇，及傾 斜入射角=7.6。。 為了要修正光罩上的圖樣，必須修正其中的模型圖樣。 圖17Α及圖17Β為顯示模型圖樣之範例的示意圖。在此模型 圖樣中光光線係垂直入射光罩的前表面。如圖ΐ7β所 不’假設已就以兩個稠密間隔組成之模型圖樣執行〇pc。 圖18Α及圖18Β為祝明針對人射角7·6。修正模型圖樣之結果 的不思圖。圖19Α及圖19Β顯示以圖18Α及圖18Β所示修正值 修正的光罩圖樣及曝光光罩圖樣的結果。從圖19Α(修正後 、光罩圖樣）及圖19Β(晶圓上的傳輸影像）清楚可見，在以修 正的光罩圖樣對晶圓曝光光線時，可以獲得滿足線寬22麵 -+1.1㈣之容許條件的良好傳輸影像。 97980.doc -28- 1281092 _ 接著，為了比較，將簡短說明非基於本發明的修正結果。 圖20A及圖20B為說明未基於本發明之修正結果範例的示 思圖。在這些範例中，在曝光光線以入射角7·6〇入射光罩的 條件下，將a又疋曝光光線的量致使以具有線寬88 及間距 ' 352 nm的光罩，在晶圓上獲得2211111的線寬。在此條件下， 在晶圓上獲得傳輸影像。此外，在晶圓上獲得移動光罩圖 樣邊緣位置的傳輸影像。使用這些傳輸影像，根據以下公 式（13)獲得光罩誤差因子（MEEF)。此外，根據以下公式（1句 _ 獲得所需邊緣座標位置XnQwafef之光罩上的修正值c。重複 修正格栅大小直到滿足gxMEFF的關係，其中g代表修正 的格柵大小。修正的格栅大小在乜光罩上為1 nm。 舰如4/(娜一 一氣j…(13) C^^AXno^fer-Xnwafer)\/MEEF ... (14) 在公式（13)及（14)中，參考代表光 罩圖樣之邊緣位置的位移量。參考碼+AXPwafer和_Δχρ^〜 • 代表晶圓上對著+ΔΧΡπ^α及之位移量之圖樣之邊 緣位置的位移量。在公式（13)中，m代表光罩的倍率。 如從圖20A(修正後的光罩圖樣）及圖2〇B(晶圓上的傳輸 影像）清楚可見，在此程序中所獲光罩圖樣的修正結果（下文 稱此結果為「先前技術」）具有複雜的形狀。另一方面，如 從圖19A及圖19B清楚可見，基於本發明的修正結果（此結果 稱為「本具體實施例」）具有比先前技術之修正結果簡單的 形狀。將先前技術之晶圓上光強度分布和本具體實施例的 97980.doc ⑧ 1281092 相比，獲得以下結果。圖21A及圖21B顯示光罩上近場光強 度分布和晶圓上沿著圖1 6所示圖樣中線之光強度分布的特 疋乾例。圖21A清楚顯示先前技術之光罩上近場光強度的分 布和本具體μ施例的相比時，本具體實施例之吸收體薄膜3 之陰影部分的光強度大於先前技術的。此外，本具體實施 例之光罩上的近場能量比先前技術的大約12倍。此外，圖 21Β清楚顯示本具體實施例之晶圓的光強度分布大於先前 技術的。 根據本具體實施例，修正光罩圖樣致使曝光光線為傾斜 入射之光罩上的近場能量幾乎匹配於曝光光線為垂直入射 之光罩上的近場能量。因此，無論投影光學系統的條件為 何，均可修正光罩圖樣。因此，在光學條件有所差異時， 在曝光光線傾斜入射光罩前表面的情況中，晶圓上的圖樣 成乎匹配於曝光光線垂直入射光罩前表面的情況。圖Μa 及圖22B為說明以下情況之晶圓上傳輪影像形狀之範例的 示意圖··晶圓在NA4.25及σ=0·70的光學條件下以圖19A所 不光罩上的圖樣進行曝光。如圖22A所示，入射角為〇。時， NA變小。由於公式（1)的程序因子kl變為〇·4，故解析度惡 化。由於光學近接效應的影響，圖樣因此變形。此外，如 圖22Β所示，和入射角為〇。的情況一樣，在曝光光線以入射 角7.6。入射光罩的情況中，以光罩上的近場能量修正晶圓上 傳輸影像的形狀因光學近接效應的影響而變形。換言之， 雖然修正因傾斜入射光所造成的影響，但光學近接效應的 影響仍在。 〜 97980.doc -30- 1281092 因此，即使根據本具體實施例修正光罩圖樣且防止晶圓 上傳輸影像的保真度因傾斜入射效應的影響而惡化，較佳 應以習用方法修正圖樣以進一步改善晶圓上傳輪影像的保 真度。圖23A(修正後的光罩圖樣）及圖23B(晶圓上的傳輸影 像）顯示進一步移除光學近接效應影響之結果的特定範例。 在獲得曝光光線為垂直入射之光罩上的近場能量時，可 在已經執行OPC之光罩上獲得具有參考圖樣的近場能量。 圖24A(修正後的光罩圖樣）及圖24B(晶圓上的傳輸影像）為 說明以下結果之特定範例的示意圖：在Να=〇·25及<3=0.70 的條件下，對曝光光線為垂直入射之光罩上的模型圖樣執 行OPC。圖25 Α(修正後的光罩圖樣）及圖25Β(晶圓上的傳輸 影像）為說明以下情況之修正光罩圖樣及傳輸影像之特定 範例的示意圖：曝光光線為垂直入射且執行〇pc之光罩上 的近場能量幾乎匹配於曝光光線以入射角7·6。入射之光罩 上的近場能量時。將圖24Α及圖24Β所示結果和圖25Α及圖 25Β所示結果相比時，顯而易見，其幾乎匹配。 接著，說明另一個特定範例。圖26為說明要修正之4χ光 罩圖樣之設計布局之另一範例的示意圖。在4χ光罩上形成 具有見度88 nm的Τ形圖樣。要修正之特定圖樣係藉由許多 圖樣週期加以形成。換言之，圖26所示光罩上的圖樣為特 定圖樣的一個週期。假設光學條件為ΝΑ=〇·3〇, σ==〇·9〇,及 傾斜入射角=7.8。。 為了要修正光罩上的圖樣，必須修正其中的模型圖樣。 圖27為顯示模型圖樣之範例的示意圖。在此模型圖樣中， 97980.doc -31 - 1281092 *光光線係重直入射光罩的前表面。圖2 8為說明圖2 6所示 模里圖樣之修正結果的示意圖，曝光光線係以入射角入8 〇 射；光罩上圖29A及圖29B為顯示以圖28所示修正值修 正之光罩圖樣及曝光光罩圖樣之結果的示意圖。圖29β清楚 顯示將光線曝光於具修正光罩圖樣的晶圓上時，即使以簡 單杈型修正光罩圖樣，仍可在晶圓上獲得已適當修正的傳 輸影像。圖29A所示光罩的正面部分使用已就曝光光線垂直 入射曰曰圓觔表面情況中之晶圓上之傳輸影像執行Ο%的 值圖30A及圖30B為說明已經修正之光罩圖樣及晶圓上傳 輸:像之特定範例的不意圖，以改善晶圓上傳輸影像對應 於光罩之正面部分之形狀的保真度。 將况明另外的特定範例。為了使曝光光線為傾斜入射之 光罩上的近場能量和曝光光線為垂直入射之光罩上的近場 月b i成乎匹配，可獲得光罩上作為每單位面積能量的近場 能量。 圖31A及圖3 1B為說明本具體實施例之圖樣的示意圖。圖 3 1A顯示光罩圖樣的設計致使曝光光線在入射角&8。、 NA430及㈣·90之光學條件下垂直入射光罩的情況中，在 曰曰圓上形成22 nm的孔洞。圖31Β顯示已經修正的光罩圖樣。 圖32為說明晶圓上在圖3 1A及圖3 1β所示圖樣已經修正 時之光強度分布之特定範例的圖式。圖32清楚顯示曝光光 線在已經修正之光罩前表面上為傾斜入射時，光罩上的光 強度和曝光光線垂直入射光罩情況中的光強度一樣。另一 方面，具經修正之圖樣之光罩上的光強度报低。 97980.doc ⑧ 1281092 圖33A、圖33B、及圖33C為說明以下項目之特定範例的 圖式·光罩上近場能量的比率（E0/En)、光罩圖樣之孔洞面 積、及對應於圖樣修正次數之光罩圖樣的孔洞寬度。圖33A 至圖3 3 C顯示在圖樣經修正五次後，曝光光線為斜對角入射 之光罩上的近場能量幾乎匹配於曝光光線為垂直入射之光 罩上的近場能量。 接著，說明另一個特定範例。為了使曝光光線為傾斜入 射之光罩上的近場能量和曝光光線為垂直入射之光罩上的 近場能量幾乎匹配，可以選擇具有大消光係數的材料或薄 化吸收膜的薄膜厚度。 圖34A、圖34B、圖35A、及圖35B為說明根據消光係數比 較近場能量之結果之特定範例的圖式。圖34A及圖34B顯示 以下二者的比較結果：使用以鎳製成且具有消光係數 0·0727及厚度28nm之吸收體薄膜之光罩的近場能量，及使 用以氮化组製成且具有厚度76 nm之吸收體薄膜及以si〇2 製成且具有厚度30 nm之緩衝膜之光罩的近場能量。圖35 a 及圖35B顯示光罩上的近場光強度代表光罩上的近場能量 改善條件和圖34A及圖34B所示的條件相同。此比較結果代 表光罩上的近場能量已從垂直入射光罩（以具有厚度76 nm 之氮化组吸收體薄膜及具有厚度3〇 nm之Si〇2緩衝膜組成） 之曝光光線的能量（參考能量）大幅改善。尤其，4X光罩（具 有間距176 nm及以具有厚度176 nm之氮化鈕吸收體薄膜及 具有厚度30 nm之Si〇2緩衝膜組成）之近場能量的比率 (E〇/En)為〇·71 ’以具有厚度28 nm之鎳吸收膜組成之光罩之 97980.doc -33- 1281092 近場能量的比率則提高到0.87。 在上述第一至第四範例中，可使用垂直入射光罩之曝光 光線的近場能量作為參考值。或者，可使用可視為垂直入 射光罩之曝光光線以及垂直入射光罩之曝光光線的近場能 里作為參考值。例如，在圖10A及圖10B中，可以使用以入 射角5。或更小入射光罩之曝光光線的近場能量作為參考 值’因為和垂直入射光罩之曝光光線的近場能量相比，近 %能量並不會減少很多。 【圖式簡單說明】 圖1為顯示修正本發明之光罩圖樣之方法程序範例的流 程圖； 圖2為顯示晶圓上光強度及和吸收體薄膜前表面之距離 間關係之特定範例的圖式； 圖3為顯示光罩結構範例的示意圖，其中說明吸收體薄膜 可允夺之溥膜厚度及曝光光線可允許之入射角的關係； 圖4為顯示光罩圖樣範例的示意圖，其中說明吸收體薄膜 可允許之薄膜厚度及曝光光線可允許之入射角的關係； 圖5A、圖5B、圖5C及圖5D為說明圖3所示光罩及具有圖4 所不光罩圖樣之曝光光罩之曝光結果特定範例的圖式，尤 其顯示吸收體薄膜之薄膜厚度、晶圓上線寬、及入射角之 間的關係； 圖6為說明吸收體薄膜之前表面反射比對比及厚度間之 關係之特定範例的圖式，尤其顯示滿足1%或更小之反射比 對比所需之吸收體薄膜的條件； 97980.doc -34- 1281092 圖7A、圖7B、圖7C、及圖7D為說明均滿足可允許之線寬 及對比之條件之特定範例的圖式，尤其顯示滿足線寬±5% 及反射比對比1%或更小之最大可允許薄膜厚度之兩個條 件的可允許區域； 圖8A及圖8B為說明光罩上光強度分布結果之特定範例 的圖式； 圖9A、圖9B、圖9C、及圖9D為說明料上近場能量及晶 圓上線寬之比率間之關係之特定範例的圖式；

圖10A及圖10B為說明0〇(垂直入射）入射角之光罩上近場 能量及其他入射角(傾斜入射)之光罩上近場能量之相對比 較之特定範例的圖式； 圖11為顯示要修正之曝光光罩之結構範例的示意圖； 圖12A及圖12B為說明以下相對量之特定範例的圖式：圖 11所示曝光光線為垂直人射之光罩上的近場能量及間隔寬 度，以及曝光光線對應於光罩修正次數為傾斜入射之光罩 上的近場能量； 圖13A及圖13B為說明修正圖丨丨所示曝光光罩上近場光 強度之程序之特定範例的圖式，其修正係對應於修正圖4 所示為稠密圖樣之光罩圖樣的次數；且說明修正晶圓上光 強度分布之程序之特定範例的圖式，其修正係對應於修正 光罩圖樣的次數； ’ 圖14A及圖14B為說明修正圖丨丨所示曝光光罩上近場光 強度之程序之特定範例的圖式，其修正係對應於修正圖4 所不為稀疏圖樣之光罩圖樣的次數；且說明修正晶圓上光 97980.doc -35- 1281092 強度为布之程序之特定範例的圖式，其修正係對應於修正 光罩圖樣的次數； 圖15為說明以下情況之晶圓上線寬比較的圖式··曝光光 線在光罩前表面為垂直入射；曝光光線在光罩前表面為傾 斜入射；及曝光光線在光罩前表面為傾斜入射，並使用具 入射角7·8。及間距352 nm的光罩，以晶圓上線寬22nm的曝 光光線量為具有間距176 nm之光罩修正的曝光光線量修正 光強度； 圖16為說明要修正之妆光罩圖樣之設計布局之範例的示 意圖； 圖17A及圖17B為說明用以修正圖16所示圖樣之模型圖 樣範例的示意圖； 圖18A及圖18B為說明針對入射角7·6。修正模型圖樣之結 果的示意圖； 圖19Α及圖19Β為顯示以圖18Α及圖18Β所示修正結果修 正光罩圖樣及因曝光光罩圖樣所造成之傳輸影像之特定範 例的示意圖； 圖20Α及圖20Β為顯示未根據本發明之修正結果而在晶 圓上傳輸之光罩圖樣及影像之特定範例的示意圖； 圖21Α及圖21Β為說明光罩上沿著圖16所示圖樣中線之 近％光強度分布及晶圓上光強度分布之特定範例的圖式； 圖22A及圖22B為說明以下情況中晶圓上光罩圖樣及傳 輸影像之範例的示意圖：使曝光光線以入射角7 6。入射之光 罩上的近場能ϊ幾乎匹配於曝光光線以入射角〇。（垂直入 97980.doc -36- 1281092 射）入射之光罩上的近場能量以修正圖16所示的圖樣，圖 19A所示之所得光罩圖樣的曝光條件為ΝΑ=〇·25及 σ=0·70(程序因子]^=0 4); 圖23Α及圖23Β為顯示以下情況中光罩上光罩圖樣及傳 輸影像之特定範例的示意圖：在獲得如圖22A及22B所示的 傳輸影像後，在先前技術之入射角=7.6。的條件下修正光罩 圖樣； 圖24A及圖24B為說明以下情況中晶圓上光罩圖樣及傳 輸影像之範例的示意圖··對曝光光線以圖16所示入射角〇〇 為入射之光罩上圖樣執行〇PC，及在ΝΑ=〇·25及σ=〇.7〇(程 序因子kl=0.4)的條件下曝光光罩圖樣； 圖25A及圖25B為說明以下情況中晶圓上修正光罩圖樣 及傳輸結果之特定範例的示意圖：在入射角=〇。、NA==〇.25、 及σ=0·70(程序因子Η=〇·4)的條件下，對圖16所示圖樣執行 opc時，及曝光光線以入射角7·6。為入射之光罩上的近場能 里幾乎和曝光光線以入射角0。（垂直入射）為入射之光罩上 的近場能量相匹配； 圖26為說明要修正之4χ光罩圖樣之設計布局之另一範例 的示意圖； 圖27為說明用以修正要用來修正圖％所示圖樣之模型庫 之模型圖樣範例的示意圖； 圖28為說明圖27所示模型圖樣之修正結果的示意圖，同 時提供曝光光線條件為ΝΑ，、σ=〇·9〇及曝光光線以入射 角7.8。入射光罩； 97980.doc -37- 1281092 圖29A及圖29B說明以圖28所示修正結果修正光罩圖樣 及因曝光光罩圖樣而在晶圓上之傳輸影像之特定範例的示 意圖； 。 圖30A及圖30B為說明以下情況之晶圓上之修正光罩圖 樣及傳輸影像之特定範例的示意圖··修正光罩圖樣致使提 间晶圓上對應於光罩正面部分之傳輸影像的保真度； 圖31A及圖31B為說明要修正之圖樣範例的示意圖，· 圖32為說明曝光圖3 1A及圖3^所示圖樣之情況中光罩 上光強度分布之特定範例的圖式：； 圖33A、圖33B、及圖33C為說明光罩上近場能量比率 (E〇/En)、光罩圖樣之孔洞面積、及光罩圖樣之孔洞寬度對 應於孔洞圖樣在曝光光線以入射角8·8。入射光罩時之修正 次數之關係的圖式； 圖34Α及圖34Β為說明顯示近場能量及消光係數之關係 之特定範例（第一範例）的圖式，尤其顯示以下曝光光罩之近 场此ΐ的相對比率：以鎳（Ni)組成且具有厚度28 nm (k=0.〇727)的曝光光罩、及以氮化鈕（TaN)組成且具有厚度 76 nm (k=〇.〇32)的曝光光罩、及二氧化矽（si〇2)且具有厚度 30 nm (k-0.011)的曝光光罩（合成消光係數=〇 〇26)，這些曝 光光罩可用來恢復曝光光線以入射角8.8。為入射之光罩上 的近場能量損失； 圖35A及圖35B為說明顯示近場能量及消光係數之關係 之特定範例（第二範例）的圖式，尤其顯示代表以下曝光光罩 之近場能置提高之光罩上的近場光強度：以鎳（Ni)組成且具 97980.doc •38- 1281092 有厚度28 nm (k=0.0727)的曝光光罩、及以氮化鈕（TaN)組 成且具有厚度76 nm (k=〇.〇32)的曝光光罩、及二氧化石夕 (SiOd且具有厚度30 nm (k=〇.〇ii)的曝光光罩（合成消光係 數=0.026)，這些曝光光罩可用來恢復曝光光線以入射角 8.8°為入射之光罩上的近場能量損失；及 圖36A及圖36B為顯示入射光之投影向量與圖樣布局之 關係之特定範例的示意圖。 【主要元件符號說明】 1 玻璃基板 2 光罩基底膜 3 吸收體薄膜 4 緩衝膜 97980.doc -39-

Claims (1)

1281092 十、申請專利範圍： 1β 一種用於修正一曝光光罩之方法，該曝光光罩包括：一 光罩基底膜，其具有反射一 EUV之功能；及一吸收體薄 膜’其係經圖樣化在該光罩基底膜上以吸收該EUV ;及 該曝光光罩傳輸對應於以傾斜入射該光罩前表面之經反 射的EUV形成於該吸收體薄膜上之一光罩圖樣的一影 像，該方法包含·· 在该EUV為垂直入射該光罩之前表面時或該euv以可 視為垂直的角度入射該光罩之前表面時獲得一光能£〇的 一步驟； 在遠EUV為傾斜入射該光罩之前表面及該guv被反射 時，獲得一光能Ei的一步驟；及 根據該等光能Εο* Ε!之比較結果修正該光罩圖樣的一 步驟。 2 _如請求項1之用於修正一曝光光罩之方法，其中·· 該光能E〇及/或該光能Ei為藉由反射該EUV所得之一近 場光的能量。 3.如請求項1之用於修正一曝光光罩之方法，其中： 該光能E〇及/或該光能E!為得自和該吸收體薄膜之一表 面之距離介於該EUV之兩倍波長處之光線的能量。 4 ·如請求項1之用於修正一曝光光罩之方法，其中： 修正該光罩圖樣之一圖樣尺寸及一圖樣位置中至少一 項，致使該光能£^變成大約等於修正該光罩圖樣之該步 驟中的該光能E〇。 97980.doc 1281092 5.如請求項1之用於修正一曝光光罩之方法，其中： 修正構成該光罩膜之吸收體薄膜之一膜厚度，致使該 光能變成大約等於修正該光罩圖樣之該步驟中的該光 能E〇 〇 6·如請求項1之用於修正一曝光光罩之方法，其中· 選定構成該光罩膜之吸收體薄膜之形成材料，致使該 光能E〗變成大約等於修正該光罩圖樣之該步驟令的該光 能E〇。 7。 如請求項1之用於修正一曝光光罩之方法，其中： 在獲得該光能E〇的該步驟之前，對該光罩圖樣執行一 光學近接效應修正。 8。 如請求項1之用於修正一曝光光罩之方法，其中： 該光能E〇及該光能Ei中的一個或兩個係藉由模擬而獲 得。 9· 一種曝光光罩，其包括··一光罩基底膜，其具有反射一 EUV之功能；及一吸收體薄膜，其係經圖樣化在該光罩 基底膜上以吸收該EUV ;及該曝光光罩傳輸對應於以傾 斜入射該光罩前表面之經反射的EUV形成於該吸收體薄 膜上之該光罩圖樣的一影像，製造該曝光光罩的方法包 含： 在該EUV為垂直入射該光罩之前表面時或該EUV以可 視為垂直的角度入射該光罩之前表面時獲得一光能E〇的 一步驟； 在該EUV為傾斜入射該光罩之前表面及該EUV被反射 97980.doc ⑧ 1281092 時，獲得一光能Ε!的一步驟；及 根據该等光能E〇和E1之比較結果修正該光罩圖樣的一 步驟。 • 10· 一種用於製造一曝光光罩之方法，該曝光光罩包括：一 ▲ 光罩基底膜，其具有反射一 EUV之功能；及一吸收體薄 膜’其係經圖樣化在該光罩基底膜上以吸收該EUV ;及 該光罩傳輸對應於以傾斜入射該光罩前表面之經反射的 EUV形成於該吸收體薄膜上之該光罩圖樣的一影像，產 # 生該光罩的方法包含： 在該EUV為垂直入射該光罩之前表面時或該guv以可 視為垂直的角度入射該光罩之前表面時獲得一光能E〇的 一步驟； 在該EUV為傾斜入射該光罩之前表面及該euv被反射 時，獲得一光能Ei的一步驟；及 根據該等光能Ej之比較結果修正該光罩圖樣的一 步驟。 97980.doc ⑧