TWI388922B - 圖案形成方法及相位移遮罩的製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於圖案形成方法，並且，特別是關於一種處理一基板上塗覆層藉由去除部分塗覆層成預定圖案，然後形成一凹槽於對應該塗覆層至少一部分被去除之區域部分塗覆層下之下層中的圖案形成方法。
本發明也關於一種製造一相位移遮罩的方法，此遮罩為用以藉由投射曝光設備的使用，轉移一細微LSI或類似物之圖案；並且特別地是，關於一種修正於製造過程中在遮光層下之下層上所產生之殘餘缺陷之方法。
隨著大尺寸積體電路(LSIs)中之高度整合與電路圖案微型化，相位移遮罩已被提出並用在實際使用上以作為微影成像(photolithography)中之超解析(super-resolution)技術。
已有人提出許多類型的相位移遮罩，諸如：勒文森型(Levenson type)、邊緣增強型(edge emphasizing type)、輔助圖案型(auxiliary pattern type)、去鉻型(chromeless type)以及半色調型(halftone type)。例如，該勒文森型相位移遮罩具有由諸如鉻薄膜(chromium film)或類似物之金屬薄膜於一透明基板上形成一光防護圖案。該勒文森型相位移遮罩裝配成在該等光防護部與光傳送部在交替配置如同線與空間(line-and-space)圖案之情況下，傳送光的相位經由每一光防護部透過互相鄰近之光傳送部而位移180度。由於透過光傳送部之傳送光間的相位移，故
可預防因為繞射光間的干擾所造成的解析度降低，藉以達到線與空間圖案解析度的改善。
在此相位移遮罩中，每一傳送光均具有一波長λ，經由光防護部透過互相鄰近之該等光傳送部，會於傳送光之間產生一光學路徑長度的差異[λ(2m-1)/2](m為一自然數)，藉以於傳送光之間導致180度的相位差。為了產生此一光學路徑長度差，經由光防護部於互相鄰近之該等光傳送部上之透明基板厚度之間的差異d應滿足[d=λ(2m-1)/2n]，其中n代表該透明基板之折射率(refractive index)。
為了於相位移遮罩中在相鄰光傳送部上之透明基板之厚度間產生此差異，於該等光傳送部之一的透明基板上塗覆一層薄的透明薄膜藉以增加厚度，或者於該等光傳送部之一蝕刻透明基板以降低厚度。亦即在位移器(shifter)塗覆型(凸型)相位移遮罩中，透明基板於相位移部覆蓋具有厚度d(=λ(2m-1)/2n)之薄透明薄膜(位移器)。
另一方面，於蝕刻透明基板之蝕刻型相位移遮罩位移遮罩中，透明基板係於相位移部上蝕刻深度d(=λ(2m-1)/2n)。該光傳送部沒有塗覆薄透明薄膜或蝕刻處當作非相位移部。值得注意的是，在相鄰光傳送部分別具有該等具有淺蝕刻部與深蝕刻部之情況下，該淺蝕刻部可作為一非相位移部。
再者，作為用以形成一如接觸孔之絕緣圖案之相位移遮罩，該輔助圖案型相位移遮罩已於日本專利(JP-B)第2710967號(專利文件1)中提出說明。
如第1A圖到第1C圖所示之輔助圖案型相位移遮罩之結構，其中第1A圖為輔助圖案型相位移遮罩之平面圖(二個遮罩的平面圖是相同的)，並且第1B圖與第1C圖就二個實例而論分別顯示各沿著第1A圖中的鏈線A所作之剖面圖。
在第1A圖到第1C圖中，每個輔助圖案型相位移遮罩包含一透明基板101與一形成於其上的遮光層102，其中該遮光層102係由一主開口部103與複數個輔助開口部104所形成，其中該複數個輔助開口部104係設置於該主開口部103之多個周圍部分上。其裝配成使得通過該主開口部103之光並使得通過每一輔助開口部104之光具有約180度相位差。為此目的，於第1B圖中所示之實例中，該透明基板101於對應該主開口部103之區域中具有一蝕刻至一預定深度之蝕刻部105。另一方面，於第1C圖所示之實例中，該透明基板101具有多個蝕刻部105，每個蝕刻部於對應該輔助開口部104之區域中分別蝕刻至一預定深度。該輔助開口部104可在多個預定位置上形成，並且每一輔助開口部均具有一細微線寬，使得通過每一輔助開口部104之光無法分解基板上之抗蝕(resist)，其中圖案係轉移至該基板上。
第2A圖至第2F圖顯示傳統相位移遮罩製造方法之程序圖。
對於如第1C圖中所示之輔助圖案型相位移遮罩之製造，一遮光層102與一第一抗蝕薄膜106首先於透明基板101上以如第2A圖中所指定的次序形成。然後，如第2B
圖中所示，藉由例如一電子束寫入設備之使用而將對應一主開口部103與複數輔助開口部104之圖案寫入該第一抗蝕薄膜106，並接著顯影，藉以形成一第一抗蝕圖案107。接著，該遮光層102使用該第一抗蝕圖案107為遮罩來蝕刻，藉以形成一具有主開口部103與複數輔助開口部104之遮光層圖案108。之後，如第2C圖所示，去除(stripped)剩餘第一抗蝕圖案107。
接著，如第2D圖所示，形成一第二抗蝕薄膜109於該遮光層圖案108上。隨後，如第2E圖中所示，藉由例如一電子束寫入設備之使用而將對應該輔助開口部104之圖案寫入該第二抗蝕薄膜109並接著顯影，藉以形成一第二抗蝕圖案110。接著，使用該第二抗蝕圖案110為一遮罩，蝕刻透明基板101，藉以形成複數個蝕刻部105。隨後，如第2F圖所示，去除剩餘第二抗蝕圖案110，以完成輔助圖案型相位移遮罩。
在第2A圖到第2F圖所示之製造方法中，該透明基板101於對應該輔助開口部104之區域中被蝕刻。然而，相同製造方法也可應用至於對應該主開口部103之區域中蝕刻透明基板101之情況。亦即，在第2E圖中，該第二抗蝕薄膜109可被寫入對應該主開口部103之圖案並接著顯影，藉以形成一第二抗蝕圖案。接著，使用此第二抗蝕圖案為一遮罩蝕刻透明基板101，藉以形成如第1B圖所示之蝕刻部105。
再者，作為用於形成一如接觸孔之絕緣圖案相位移遮罩，有一半色調型相位移遮罩。
第3A圖到第3G圖係顯示一傳統半色調型相位移遮罩製造方法之程序圖。
對於製造一半色調型相位移遮罩、一光半透射層(light-semitransmitting layer)111、一遮光層102以及一第一抗蝕薄膜106。首先於一透明基板101上以於第3A圖所指定次序形成。然後如第3B圖中所示，藉由例如一電子束寫入設備之使用而將一開孔圖案(hole opening pattern)寫入該第一抗蝕薄膜106並接著顯影，藉以形成一第一抗蝕圖案107。接著，該遮光層102使用該第一抗蝕圖案107為遮罩被蝕刻，藉以形成一遮光層圖案108。之後，如第3C圖所示，去除(stripped)剩餘第一抗蝕圖案107。
接著，如第3D圖中所示，利用該遮光層圖案108作為遮罩半透射層111被蝕刻，藉以形成一光半透射層圖案112。再者，如第3E圖中所示，形成一第二抗蝕薄膜109於該遮光層圖案108上。接著如第3F圖所示，藉由例如電子束寫入設備之使用，而將對應一主開口部113之圖案寫入該第二抗蝕薄膜109並接著顯影，藉以形成一第二抗蝕圖案110。接著，使用該第二抗蝕圖案110作為一遮罩以蝕刻該遮光層102，藉以形成一遮光層圖案114。之後，如第3G圖中所示，去除剩餘第二抗蝕圖案110，藉以完成一半色調型相位移遮罩。
需注意的是，於此情況下，該半透射層111與該光防層102可分別以對於其它材料之蝕刻具有抗性(resistance)之材料製成。
在前述二種相位移遮罩製造方法中，可執行複數次蝕刻以製造單一相位移遮罩。因此，相較於只需要一次遮光層蝕刻之正常光罩之製造，該相位移遮罩製造方法於製造程序中是複雜的並且太耗時，導致較高的缺陷產生率。
在如上所述之相位移遮罩之製造中，由於在蝕刻時粉末或類似物之併入會產生殘留缺陷。該殘留缺陷為應該蝕刻而沒被蝕刻掉的缺陷部分。為修補此一殘留缺陷，可應用雷射光或FIB(聚焦離子光束)之使用而蝕刻一剩蝕缺陷(residue-defect)部之方法，一藉由特製針或類似物之使用而刮除殘留缺陷部之方法。
關於該半色調型相位移遮罩中該遮光層102之第二蝕刻所產生的缺陷，可以如日本專利(JP-B)第3650055號(專利文件2)所說明之整體修正予以實施。
同時，相對於如上所述相位移遮罩之製造中所產生之缺陷，其中修正之時機取決於其產生程序或其類型。亦即，在前述二個製造方法中，例如，若於該遮光層102之第一蝕刻中產生的缺陷是巨大的或非常小的，或若其於複數部分上產生或具有一複雜外形，依據前述各種修正方法很難保證其修正之準確性並且所需修正之時間是相當長的。有鑑於此，應予確認實際上不可能修正該遮光層102之第一蝕刻中所產生的缺陷。
另一方面，在該遮光層102之第一蝕刻之後，可修正該透明基板101或該半透射層111之蝕刻中所產生的缺陷，然而，依據前述各種修正方法也具有修正準確性與修
正時間的問題，並因此需要一能更容易準確修正之製造方法。
順帶一提地是，如該專利文件2中所述之修正方法，意欲用於半色調型相位移遮罩中之遮光層102之第二蝕刻產生的缺陷之修正，並且不能處理透明基板101之蝕刻中所產生的缺陷或半透射層111之蝕刻中所產生之缺陷。
本發明之一目的係提供一相位移遮製造方法，其在遮光層之第一蝕刻後，可輕易地並準確地修正透明基板或光半透射層之蝕刻中所產生的殘留缺陷。
本發明之另一目的係提供一種圖案形成方法，其適用以在基板塗覆層下之下層中形成一凹槽，其中該圖案形成方法於該塗覆層第一蝕刻之後可輕易地並準確地修正塗覆層下下層之蝕刻中所產生的殘留缺陷。
依據本發明之第一觀點，一圖案形成方法包括於一基板上之塗覆層上形成一抗蝕圖案之多個步驟，使用抗蝕圖案作為一遮罩施加一第一蝕刻至該塗覆層，以於該塗覆層上形成一圖案，並且至少使用該塗覆層作為一遮罩，施加一第二蝕刻至位於該塗覆層下之下層，以於該下層中形成一凹槽層。該圖案形成方法更包括針對該凹槽執行一缺陷檢查，當該凹槽之殘留缺陷藉由該缺陷檢查而被偵測時，則產生包括一殘留缺陷部之圖案之缺陷部資料。該圖案形成方法基於該缺陷部資料又包括於該塗覆層上形成一修正用抗蝕圖案，使用該塗覆層與修正
用抗蝕圖案作為一遮罩，施加一第三蝕刻至下層，以形成凹槽於該下層中，藉以修正該殘留缺陷部。
依據該第一觀點之圖案形成方法中，較佳的是該下層為基板。
依據該第一觀點之圖案形成方法中，該下層可為一形成於塗覆層與基板之間之第二塗覆層。
依據該第一至第三觀點之任何一觀點之圖案形成方法中，該缺陷部資料可以下述方式產生：基於該殘留缺陷之座標資料，該缺陷部資料包含一表示一凹槽尺寸之圖案資料，其中該尺寸係大於形成於該下層中之凹槽尺寸。
依據本發明之第五觀點，用於製造一包括於透明基板上之遮光層之相位移遮罩之方法，包括下列步驟：形成一抗蝕圖案於該遮光層上；使用該抗蝕圖案作為一遮罩，施加第一蝕刻至該遮光層，以形成一圖案於該遮光層上；以及使用至少該遮光層作為一遮罩，施加一第二蝕刻至位於遮光層下之下層，以形成一凹槽於該下層中之步驟。該方法更包含針對凹槽執行一缺陷檢查；當凹槽之殘留缺陷藉由缺陷檢查來偵測時，產生一包括殘留缺陷部之圖案之缺陷部資料；基於該偵測部資料，於該遮光層形成一修正用抗蝕圖案；以及使用該遮光層與修
正用抗蝕圖案作為一遮罩，施加一第三蝕刻至該下層，以形成凹槽於該下層中，藉以修正殘留缺陷部。
依據該第五觀點之相位移遮罩製造方法中，較佳地，該下層為透明基板。
依據該第五觀點之相位移遮罩製造方法中，該下層可為一形成於遮光層與透明基板之間之半透射層。
依據該第五至第七觀點之任何一觀點之相位移遮罩製造方法中，該缺陷部資料可以下述方式產生：基於該殘留缺陷之座標資料，該缺陷部資料包含一表示一凹槽尺寸之圖案資料，其中該尺寸係大於形成於該下層中之凹槽尺寸。
在本發明中，在形成凹槽於塗覆層或遮光層下之下層中之後執行凹槽之缺陷檢查，並且當偵測該殘留缺陷時，可產生表示一殘留缺陷部之缺陷部資料，基於該缺陷部資料以藉由第三蝕刻而修正該殘留缺陷部。因此，只增加相對容易的程序至一傳統製造方法，可準確地修正該殘留缺陷部，以改善產量。
亦即，依據本發明，可提供一相位移遮罩製造方法而可輕易地且準確地修正在遮光層之第一蝕刻之後，於透明基板或半透射層之蝕刻中產生之殘留缺陷。
再者，依據本發明，可提供一圖案形成方法而適用以形成凹槽於該塗覆層下之一下層中，其中該圖案形成
方法可輕易地且準確地修正於塗覆層下之下層之蝕刻中所產生的殘留缺陷，其是於塗覆層之第一蝕刻之後執行。
現在參照圖式，下述將詳細說明依據本發明圖案形成方法之實施例，在下述每個實施例中，依據本發明之圖案形成方法可應用至相位移遮罩製造方法。然而，本發明並不拘限於相位移遮罩製造方法，亦即，在下述說明中，一透明基板可為包括那些不是透明的各種基板之任何一基板，並且遮光層可為各種塗覆層之任何一個塗覆層。
第4A圖到第4J圖係顯示依據本發明相位移遮罩製造方法之第一實施例之製程圖(在輔助圖案型相位移遮罩之情況下)。
依據第一實施例之相位移遮罩製造方法中，為了製造一輔助圖案型相位移遮罩，首先以第4A圖中所示之順序在一透明基板1上依序形成一遮光層(或一塗覆層)2與一第一抗蝕薄膜6。在此情況下，在該遮光層2下之下層為透明基板1。接著，如第4B圖所示，藉由例如一電子束寫入設備之使用而將對應一主開口部3(第4C圖)與複數輔助開口部4(第4C圖)之圖案寫入該第一抗蝕薄膜6並接著顯影，藉以形成一第一抗蝕圖案7。接著，該遮光層2使用該第一抗蝕圖案7作為遮罩來蝕刻，藉以形成一具有主開口部3與複數輔助開口部4(第4C圖)之遮光層圖案8
。之後，如第4C圖中所示，去除(stripped)剩餘第一抗蝕圖案7。
接著，如第4D圖中所示，形成一第二抗蝕薄膜9於該遮光層圖案8上。隨後，如第4E圖中所示，藉由例如一電子束寫入設備之使用而將對應該輔助開口部4之圖案寫入該第二抗蝕薄膜9並接著顯影，藉以形成一第二抗蝕圖案10。接著，使用該遮光層圖案8與第二抗蝕圖案10作為一遮罩，蝕刻透明基板1，藉以形成複數個蝕刻部5(複數個凹槽)。在此，如第4E圖所示，可假設例如在該第二抗蝕圖案10形成之後，一異物(foreign substance)17進入對應於該輔助開口部4之一部分。接著，如第4F圖所示，該透明基板1之蝕刻會在該引起異物17之部分被阻礙，並因此產生一殘留缺陷(非蝕刻缺陷)18(第4G圖)。
接著，如第4G圖中所示，去除該剩餘第二抗蝕圖案。隨後，執行相關於透明基板1之蝕刻狀態之缺陷檢查。
第5A圖顯示藉由缺陷檢查所偵測之殘留缺陷狀態之平面圖，並且第5B圖係顯示包括殘留缺陷部之區域之圖案缺陷部資料之平面圖。
如第5A圖中所示，在該偵測檢查中，當在其它蝕刻部5上被偵測之殘留缺陷18形成於透明基板1時，如第5B圖中所示，可產生殘留缺陷部之一圖案之缺陷部資料或包括殘留缺陷部之區域之圖案。此缺陷部資料係由取得殘留缺陷部之座標資料並使用該取得之座標資料而產生。較佳地，該產生之缺陷部資料可作為表示一大於形成於透明基板1中之其它蝕刻部5之區域之資料。另一方面
，較佳地，可以下述方式產生缺陷部資料：依殘留缺陷之座標資料，缺陷部資料包含一表示具有尺寸之蝕刻部的圖案資料，其中該尺寸大於形成於透明基板1中之蝕刻部5之尺寸。
如第4H圖中所示，在該缺陷檢查後，可形成一修正抗蝕薄膜15於遮光層圖案8上。接著，如第4I圖中所示，基於在缺陷檢查中所得到的缺陷部資料，例如可使用電子束寫入設備而將一圖案寫入該修正抗蝕薄膜15並接著顯影，藉以形成一修正用抗蝕圖案16。接著，使用該修正用抗蝕圖案16作為一遮罩，蝕刻該透明基板1，藉以形成(修正)一蝕刻部5。
之後，如第4J圖中所示，去除該剩餘修正用抗蝕圖案16，以完成一輔助圖案型相位移遮罩。
如上所述，在第一實施例中，在該第二蝕刻之後執行缺陷檢查，當發現一殘留缺陷時，藉由產生對應該殘留缺陷部之缺陷部資料，塗覆一修正抗蝕薄膜，基於該缺陷部資料藉由再次排列寫入而形成一修正用抗蝕圖案，以及接著藉由該修正用抗蝕圖案的使用執行蝕刻，而修正該殘留缺陷部。因此，即使殘留缺陷部是龐大的或非常小或具有複雜形狀，或即使產生複數個殘留缺陷部，也可輕易地將其修正。
本發明基於由第一蝕刻得到而形成遮光層圖案之假設。因此，在本發明中，該遮光層圖案之邊緣已被界定，故藉由設定對應一殘留缺陷部之缺陷部資料稍微大於一正常圖案尺寸，即使於覆寫(overlay writing)中發生一
些排列偏移(offset)，其可避免其它由此排列偏移所導致之影響。
在該第一實施例中，使用該遮光層2作為一塗覆層。然而，塗覆層並不拘限於單一層，並且例如，其可為包含遮光層2與形成於其下之半透射層。在此情況下，其可裝配成例如使得該遮光層2可由鉻基材料製成之薄膜形成，並且該半透射層可由矽化鉬基材料製成之薄膜形成，藉以在第4J圖中所示之製程之後，去除一部分或整個遮光層2並留下剩餘半透射層。
第6A圖至第6L圖係顯示依據本發明相位移遮罩製造方法之第二實施例之製程圖(在半色調型相位移遮罩之情況下)。
依第二實施例之相位移遮罩製造方法中，為了製造半色調型相位移遮罩、半透射層(第二塗覆層)11、遮光層2以及第一抗蝕薄膜6首先依第6A圖中所示次序形成於透明基板1上。在此情況下，於遮光層2下之下層為半透射層11形成於遮光層(塗覆層)2與透明基板1之間。接著，如第6B圖中所示，藉由例如一電子束寫入設備使用而將開孔圖案(hole opening pattern)寫入該第一抗蝕薄膜6並接著顯影，藉以形成一第一抗蝕圖案7。接著，該遮光層2使用該第一抗蝕圖案7為遮罩來蝕刻，藉以形成一遮光層圖案8。之後，如第6C圖所示，去除(stripped)剩餘第一抗蝕圖案7。
接著，使用該遮光層圖案8作為遮罩，蝕刻半透射層
11，以形成一半透射層圖案12(第6E圖)。在此，假設一異物17進入如第6D圖中所示之遮光層圖案8之開口部之一。然後，如第6E圖中所示，該半透射層11之蝕刻在引起異物17之部分被阻礙，如第6F圖中所示，產生一殘留缺陷(非蝕刻缺陷)18。
在此，執行相對於該半透射層11蝕刻狀態之缺陷檢查。
第7A圖係平面圖，用以顯示藉由缺陷檢查所偵測到殘留缺陷之狀態，以及第7B圖係平面圖，用以顯示包括殘留缺陷部之區域之圖案缺陷部資料。
如第7A圖中所示，在該缺陷檢查中，當殘留缺陷18於一將於半透射層11中形成的開口部(凹槽)上被偵測到時，如第7B圖中所示，可產生殘留缺陷部之圖案或包括該殘留缺陷部之區域之圖案的缺陷部資料。藉由取得殘留缺陷部之座標資料並使用此取得之座標資料而產生此缺陷部資料。較佳地，產生該缺陷部資料以作為表示大於將形成於半透射層11中之開口部區域之資料。換言之，較佳地，該缺陷部資料可以下列方式產生：基於殘留缺陷之座標資料，缺陷部資料包含一表示開口部尺寸之圖案資料，其中該尺寸係大於形成於半透射層11中之開口部之尺寸。
在該缺陷檢查後，如第6G圖中所示，一修正抗蝕薄膜15可於遮光層圖案8上形成，接著，如第6H圖中所示，基於在缺陷檢查中所得到之缺陷部資料，使用例如電子束寫入設備而將一圖案寫入該修正抗蝕薄膜15並接著顯
影，藉以形成一修正用抗蝕圖案16。接著，使用該修正用抗蝕圖案16為遮罩來蝕刻該半透射層11，藉以形成(修正)一開口部。之後，如第6I圖中所示，去除剩餘修正用抗蝕圖案16。
再者，如第6J圖中所示，於遮光層圖案8上形成一第二抗蝕薄膜9。接著，如第6K圖中所示，藉由例如電子束寫入設備之使用而以對應一主開口部13之圖案寫入第二抗蝕薄膜9並接著顯影，藉以形成一第二抗蝕圖案10。接著，使用該第二抗蝕圖案10作為遮罩蝕刻該遮光層2，以形成遮光層圖案14。之後，如第6L圖中所示，去除該剩餘第二抗蝕圖案10，以完成一半色調型相位移遮罩。
在該第二實施例中，當使用遮光層8作為一遮罩蝕刻該半透射層11時，並當使用該修正抗蝕薄膜16作為一遮罩蝕刻該半透射層11(以半透射層圖案12之形式)時，該透明基板1也可沿半透射層11被蝕刻。在此情況中，該狀態使得形成多個凹槽且每一凹槽透過半透射層11而到達透明基板1之內部，亦即，該透明基板1於那些部分上形成有蝕刻部分，其中那些部分為該等開口部在該半透射層11中形成之地方。
同樣，於第二實施例中，在第二蝕刻之後執行缺陷檢查，並且當發現一抗蝕缺陷，藉由對應殘留缺陷部之缺陷部資料之產生而修正殘留缺陷部，塗覆一修正抗蝕薄膜，基於缺陷部資料藉由再次排列寫入而形成一修正用抗蝕圖案，以及接著藉由該修正用抗蝕圖案之使用實施蝕刻，因此，即使殘留缺陷部是龐大的或非常小的或
具有複雜形狀，或者即使產生複數個殘留缺陷部，也能輕易地將其修正。
該第二實施例中也可基於假設形成由第一蝕刻而得到的遮光層圖案。因此，同樣於第二實施例中，該遮光層圖案之邊緣業已被界定，並因而藉由設定對應殘留缺陷部之缺陷部資料為稍微大於一正常圖案尺寸，即使於覆寫中發生一些排列偏移，其可避免其它由此列排偏移所導致之影響。
在此之後，依據本發明之相位移遮罩製造方法之第一實例將給予說明。
作為一透明基板，可預備一具有鏡面磨光(mirror-polished)表面之夸脫(quarts)玻璃基板並接受預定清洗，此透明基板具有0.25吋厚度之6吋平方大小，首先，由鉻所製成並具有100nm厚度之遮光層可藉由濺鍍(sputtering)而於透明基板上形成。接著，作為第一抗蝕薄膜，一正型(positive-type)電子束抗蝕(由Zeon股份有限公司所製造之“ZEP7000”)藉由旋轉塗覆(spin coating)一厚度500nm於該遮光層上。
接著，藉由一電子束寫入設備之使用，以對應主開口部與多個輔助開口部之圖案寫入該第一抗蝕薄膜並接著顯影，藉以形成一第一抗蝕圖案。接著，使用該第一抗蝕圖案作為一遮罩而使用應用至遮光層之Cl2
與O2
之混合氣體乾蝕刻，藉以形成一具有主開口部與多個輔助開口部之遮光層圖案。之後，去除該剩餘第一抗蝕圖案。
接著，作為第二抗蝕薄膜，一正型(positive-type)電子束抗蝕(由Zeon股份有限公司所製造之“ZEP7000”)藉由旋轉塗覆(spin coating)一厚度500nm於該遮光層上。隨後，藉由電子束寫入設備之使用，以對應多個輔助開口部之圖案寫入該第二抗蝕薄膜並接著顯影，藉以形成一第二抗蝕圖案。接著，使用該第二抗蝕圖案作為一遮罩而使用應用至透明基板之CHF3
與O2
之混合氣體乾蝕刻，藉以於透明基板中形成多個凹槽，而每個凹槽均具有170nm之厚度。之後，去除該剩餘第二抗蝕圖案。
接著，執行缺陷檢查。由於該檢查之結果，於第二蝕刻中發現一些被認為黏附在多個輔助開口部之一上之異物，因此，於對應部上導致一非蝕刻殘留缺陷。因而產生只有受到該非蝕刻缺陷之圖案之缺陷部資料。
隨後，於遮光層圖案上形成一修正抗蝕薄膜。接著，藉由電子束寫入設備之使用，以基於該缺陷部資料而將對應殘留缺陷部之圖案寫入該修正抗蝕薄膜並接著顯影，藉以形成一修正用抗蝕圖案。接著，使用該修正用抗蝕圖案作為一遮罩蝕刻透明基板，藉以形成一正常圖案以修正該殘留缺陷部。
之後，去除該剩餘修正用抗蝕圖案，以完成輔助圖案型相位移遮罩。
透過前述處理而製成之輔助圖案型相位移遮罩，之後再接受缺陷檢查，但沒有缺陷部會被偵測到，並更甚者，於轉移時也可得到良好的結果。
依據本發明相位移遮罩製造方法之第二實例將於下述說明。
作為一透明基板，預備一具有鏡面磨光(mirror-polished)表面之夸脫(quarts)玻璃基板並接受預定清洗。此透明基板具有0.25吋厚度之6吋平方大小。首先，由鉬矽氮化合物所製成並具有93nm厚度之半透射層藉由濺鍍(sputtering)於透明基板上形成。接著，一由鉻所製成並具有100nm厚度之遮光層藉由濺鍍於半透射層上形成。接著，作為第一抗蝕薄膜，一正型(positive-type)電子束抗蝕(由Zeon股份有限公司所製造之“ZEP7000”)藉由旋轉塗覆(spin coating)一厚度500nm於該遮光層上。
接著，藉由一電子束寫入設備之使用，以對應多個開口部之圖案寫入該第一抗蝕薄膜並接著顯影，藉以形成一第一抗蝕圖案。接著，使用該第一抗蝕圖案作為一遮罩而使用應用至遮光層之Cl2
與O2
之混合氣體乾蝕刻，藉以形成一具有多個開口部之遮光層圖案。之後，去除該剩餘第一抗蝕圖案。
接著，使用遮光層圖案作為一遮罩而使用應用半透射層之CF4
與O2
之混合氣體乾蝕刻，藉以形成半透射層圖案。
隨後，執行一缺陷檢查。由於該檢查結果，於第二蝕刻發現一些被認為黏附在多個開口部之一上之異物，因此，於對應部上導致一非蝕刻殘留缺陷。因而產生只有受到該非蝕刻缺陷之圖案之缺陷部資料。
接著，於遮光層圖案上形成修正抗蝕薄膜(由Zeon股
份有限公司所製造之“ZEP7000”)。接著，藉由電子束寫入設備之使用，以基於缺陷部資料而對應殘留缺陷部之圖案寫入該修正抗蝕薄膜並接著顯影，藉以形成一修正用抗蝕圖案，接著，使用該修正用抗蝕圖案作為一遮罩，使用應用至半透射層之CF4
與O2
之混合氣體乾蝕刻，藉以形成一正常圖案以修正殘留缺陷部。之後，去除剩餘修正用抗蝕圖案。
接著，作為第二抗蝕薄膜，一正型(positive-type)電子束抗蝕(由Zeon股份有限公司所製造之“ZEP7000”)藉由旋轉塗覆(spin coating)一厚度500nm於該遮光層上。隨後，藉由電子束寫入設備之使用而將對應主開口部之圖案寫入該第二抗蝕薄膜並接著顯影，藉以形成一第二抗蝕圖案。接著，使用該第二抗蝕圖案作為一遮罩而使用應用至遮光層之Cl2
與O2
之混合氣體乾蝕刻，藉以形成遮光層圖案。之後，去除剩餘第二抗蝕圖案，以完成一半色調型相位移遮罩。
透過前述製程而製成之半色調型相位移遮罩，其後再接受缺陷檢查，但沒有殘留缺陷部被偵測到，更甚者，於轉移時也可得到良好的結果。
儘管該輔助圖案型相位移遮罩與該半色調型相位移遮罩已詳細說明，但本發明並不拘限於此，其也可應用於各種不同其它相位移遮罩。
亦即，本發明可適用於曝光製造方法，其中由第一蝕刻得到之遮光層圖案於第二蝕刻中用以作為一遮罩等諸如此類，並因此也可適用於交替型(alternating type)
相位移遮罩(所謂勒文森型相位移遮罩)之製造方法。
本發明可適用於各種不同曝光製造方法，每一方法使用一經處理於預定圖案中之塗覆層作為一遮罩，以蝕刻該塗覆層下之下層，藉以於該塗覆層下之下層中形成凹槽。例如，可應用於任何曝光製造方法，其中被選擇蝕刻的一部分由製程之組合予以指定並且當於透明基板中形成凹槽時作資料處理，再者，如前所述，其中形成一光半透射層作為遮光層下之下層並且在透明基板中形成凹槽後，最後去除該遮光層之曝光製造方法。在此情況下，該光半透射層可為一實質上沒有產生一相位差之薄膜。
1、101‧‧‧透明基板
2、102‧‧‧遮光層
3、103、113‧‧‧主開口部
4、104‧‧‧輔助開口部
5、105‧‧‧蝕刻部
6、106‧‧‧第一抗蝕薄膜
7、107‧‧‧第一抗蝕圖案
8、108、14、114‧‧‧遮光層圖案
9、109‧‧‧第二抗蝕薄膜
10、110‧‧‧第二抗蝕圖案
15‧‧‧修正抗蝕薄膜
16‧‧‧修正用抗蝕圖案
11、111‧‧‧光半透射層
12、112‧‧‧光半透射層圖案
17‧‧‧異物
18‧‧‧殘留缺陷
第1A圖至第1C圖顯示輔助圖案型相位移遮罩之一般結構，其中第1A圖係輔助圖案型相位移遮罩之平面圖(二個遮罩的平面圖是相同的)並且第1B圖與第1C圖就二個實例而論分別顯示各沿著第1A圖中的鏈線A所作之剖面圖；第2A圖至第2F圖顯示傳統相位移遮罩製造方法之程序圖；第3A圖到3G圖係顯示一傳統半色調型相位移遮罩製造方法之程序圖；第4A圖到第4J圖係顯示依據本發明相位移遮罩製造方法之第一實施例之製程圖(在輔助圖案型相位移遮罩之情況下)；第5A圖係顯示依據本發明藉由相位移遮罩製造方法
之第一實施例中之缺陷檢查所偵測到之殘留缺陷之狀態之平面圖，並且第5B圖係顯示包括殘留缺陷部之區域之圖案缺陷部資料之平面圖；第6A圖至第6L圖係顯示依據本發明相位移遮罩製造方法之第二實施例之製程圖(在半色調型相位移遮罩之情況下)；以及第7A圖係依據本發明相位移遮罩製造方法之第二實施例中藉由缺陷檢查所偵測到之殘留缺陷之狀態之平面圖，以及第7B圖係包括殘留缺陷部之區域之圖案缺陷部資料之平面圖。
1‧‧‧透明基板
2‧‧‧遮光層
3‧‧‧主開口部
4‧‧‧輔助開口部
5‧‧‧蝕刻部
6‧‧‧第一抗蝕薄膜
7‧‧‧第一抗蝕圖案
8‧‧‧遮光層圖案
9‧‧‧第二抗蝕薄膜
10‧‧‧第二抗蝕圖案
15‧‧‧修正抗蝕薄膜
16‧‧‧剩餘修正用抗蝕圖案
17‧‧‧異物
18‧‧‧殘留缺陷
Claims (14)
- 一種圖案形成方法，其特徵為包含下列步驟：於基板上之塗覆層上形成抗蝕圖案；使用該抗蝕圖案作為遮罩，對該塗覆層施加第一蝕刻處理以便在該塗覆層形成圖案；使用至少該塗覆層作為遮罩，對該塗覆層之下層施加第二蝕刻處理，以便在該塗覆層的下層形成凹槽；對已形成的該凹槽執行缺陷檢查；當藉由該缺陷檢查在該凹槽偵測到殘留缺陷時，產生包含該殘留缺陷部之圖案的缺陷部資料；基於該缺陷部資料於該塗覆層上形成修正用抗蝕圖案；以及使用該塗覆層與該修正用抗蝕圖案作為遮罩，對該塗覆層的下層施加第三蝕刻處理，以便於該下層形成該凹槽，藉以修正該殘留缺陷部，在該第一蝕刻處理中，界定出已形成為圖案的該塗覆層的邊緣，在該第三蝕刻處理中，係使用該已界定出邊緣的塗覆層作為遮罩，且該缺陷部資料係產生表示比要形成在該塗覆層的下層的凹槽還廣的區域的資料。
- 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中該塗覆層的下層為該基板。
- 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中該塗覆層的下層為形成於該塗覆層與該基板之間之第二塗覆層。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之圖案形成方法，其中該缺陷部資料係以下列方式產生：基於該殘留缺陷之座標資料，該缺陷部資料包含表示尺寸比要形成在該塗覆層的下層之該凹槽的尺寸還大之凹槽的圖案資料。
- 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中該塗覆層係由遮光層及光半透射層所構成，該第三蝕刻處理之後，具有將該遮光層的一部分或全部除去的步驟。
- 一種相位移遮罩之製造方法，該相位移遮罩包含透明基板及該透明基板上的遮光層，其特徵為包含下列步驟：形成抗蝕圖案於該遮光層上；使用該抗蝕圖案作為遮罩，對該遮光層施加第一蝕刻處理，以形成圖案於該遮光層上；使用至少該遮光層作為遮罩，對該遮光層之下層施加第二蝕刻處理，以形成凹槽於該遮光層的下層；對已形成的該凹槽執行缺陷檢查；當藉由該缺陷檢查在該凹槽偵測到殘留缺陷時，產生包含該殘留缺陷部之圖案之缺陷部資料；基於該缺陷部資料，於該遮光層上形成修正用抗蝕圖案；以及使用該遮光層與該修正用抗蝕圖案作為遮罩，對 該遮光層的下層施加第三蝕刻處理以形成該凹槽於該下層，藉以修正該殘留缺陷部，在該第一蝕刻處理中，界定出已形成為圖案的該遮光層的邊緣，在該第三蝕刻處理中，係使用該已界定出邊緣的遮光層作為遮罩，且該缺陷部資料係產生表示比要形成在該遮光層的下層的凹槽還廣的區域的資料。
- 如申請專利範圍第6項之相位移遮罩之製造方法，其中該遮光層的下層為該透明基板。
- 如申請專利範圍第6項之相位移遮罩之製造方法，其中該遮光層的下層為形成於該遮光層與該透明基板之間之光半透射層。
- 如申請專利範圍第6至8項中任一項之相位移遮罩之製造方法，其中該缺陷部資料係以下列方式產生：基於該殘留缺陷之座標資料，該缺陷部資料包含表示尺寸比要形成在該遮光層的下層之該凹槽的尺寸還大之凹槽的圖案資料。
- 如申請專利範圍第6項之相位移遮罩之製造方法，其中該相位移遮罩具有已形成在該遮光層的主開口部、及該遮光層之已設在該主開口部的周圍部分的輔助開口部，通過該主開口部的光與通過該輔助開口部的光具有180度的相位差，該輔助開口部具有通過的光無法將被轉印體上的抗蝕劑解像程度的細微線寬。
- 如申請專利範圍第10項之相位移遮罩之製造方法，其中在該輔助開口部中，在該下層形成凹槽。
- 如申請專利範圍第10項之相位移遮罩之製造方法，其中在該主開口部中，在該下層形成凹槽。
- 如申請專利範圍第6項之相位移遮罩之製造方法，其中該下層係由光半透射層所構成，該遮光層及該光半透射層係使用對彼此的蝕刻具有抗性的材料的膜。
- 如申請專利範圍第6項之相位移遮罩之製造方法，其中該第三蝕刻處理之後，藉由蝕刻該遮光層形成遮光帶圖案。
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