TWI443449B - 光罩 - Google Patents

Description

光罩

本發明是有關於一種光罩，且特別是有關於一種用於在極端照明(extreme illumination)下針對由透鏡像差(lens aberration)所產生的問題進行成像品質改善的光罩。

近來，半導體業均趨向縮小電路元件的設計發展，而於整個半導體製程中最為舉足輕重的步驟之一即為微影製程(photolithography)。凡是與半導體元件結構相關例如各層薄膜的圖案，都是由微影製程來決定其關鍵尺寸(critical dimension，簡稱CD)的大小，也決定於微影製程技術的發展。所以，光罩圖案轉移(transfer)的精確性，便佔了非常重要的地位，若是圖案的轉移不正確，則會影響晶片上之關鍵尺寸的容忍度(tolerence)，降低曝光的解析度。

然而，當光通過掃描器(scanner)時，透鏡在吸收光能之後，透鏡會因繞射圖案分布不均而產生不均勻的受熱膨脹，所以影像會因透鏡像差而產生變形，進而降低影像的成像品質。上述問題在照明使用強的偏軸式照明(off-axis illumination(OAI))時更為明顯，如偶極照明(dipole illuminator)。

本發明提供一種光罩，其可有效地改善由透鏡像差所導致的成像品質降低的情況。

本發明提出一種光罩，適用於微影機台，且光罩包括基板與設置於基板上的光罩圖案。光罩圖案包括至少一主要圖案及多個次解析輔助圖案(sub-resolution assistant feature，SRAF)。次解析輔助圖案彼此分離設置於主要圖案的周圍，其中各個次解析輔助圖案與主要圖案之間的距離為主要圖案的線寬的約3倍至10倍。

依照本發明的一實施例所述，在上述之光罩中，次解析輔助圖案的線寬例如是主要圖案的線寬的約1/4倍至1/10倍。

依照本發明的一實施例所述，在上述之光罩中，次解析輔助圖案的線寬例如是主要圖案的線寬的約1/4倍至1/5倍。

依照本發明的一實施例所述，在上述之光罩中，相鄰兩個次解析輔助圖案之間的距離例如是各個次解析輔助圖案的線寬的約5倍至10倍。

依照本發明的一實施例所述，在上述之光罩中，當光罩圖案包括多個主要圖案時，次解析輔助圖案例如是位於相鄰兩個主要圖案之間。

依照本發明的一實施例所述，在上述之光罩中，次解析輔助圖案例如是位於相鄰兩個主要圖案之間的中央位置。

依照本發明的一實施例所述，在上述之光罩中，主要圖案例如是以陣列方式排列。

依照本發明的一實施例所述，在上述之光罩中，次解析輔助圖案例如是以陣列方式排列。

依照本發明的一實施例所述，在上述之光罩中，光罩圖案例如是基板上的透光區域或部分透光區域。

依照本發明的一實施例所述，在上述之光罩中，光罩圖案以外的區域例如是基板上的不透光區域。

基於上述，在本發明所提出之光罩中，由於在至少一主要圖案的周圍設置有多個次解析輔助圖案，且次解析輔助圖案與主要圖案之間的距離為主要圖案的線寬的約3倍至10倍，所以繞射圖案能更均勻分布，而使得透鏡可均勻地受熱膨脹，進而使得在晶圓上所得到的影像具有較佳的成像品質。值得注意的是，次解析輔助圖案並不會影響原本的光學系統解析度。亦即，在不考慮透鏡像差的情況下，次解析輔助圖案並不會影響正規化影像對數斜率(image normalized image log slope，NILS)。

為讓本發明之上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1所繪示為本發明之一實施例的光罩的示意圖。圖2至圖4所繪示為本發明之其他實施例的光罩的示意圖。

請參照圖1，光罩100適用於微影機台，且光罩100包括基板102與設置於基板102上的光罩圖案104。光罩圖案104例如是基板102上的透光區域或部分透光區域。光罩圖案104以外的區域例如是基板102上的不透光區域。

光罩圖案104包括至少一主要圖案106及多個次解析輔助圖案108。主要圖案106的線寬W1例如是在100奈米以下，而主要圖案106的形狀例如是條狀，但並不用以限制本發明。此外，這些主要圖案106的線寬及形狀可為彼此相同或不同。於此技術領具有據通常知識者可視實際的設計需求分別對各個主要圖案106的線寬及形狀進行調整。

多個次解析輔助圖案108彼此分離設置於單一個主要圖案106的周圍，且各個次解析輔助圖案108與主要圖案106之間的距離D1為主要圖案106的線寬W1的約3倍至10倍，而有助於改善繞射圖案的均勻度。次解析輔助圖案108可為奈米尺寸(nano-sized)、尺寸可調整(size flexible)、任意形狀(arbitrary shape)或不影響正規化影像對數斜率(non NILS-impacted)的次解析輔助圖案。

次解析輔助圖案108的線寬W2為使得次解析輔助圖案108無法成像的線寬。次解析輔助圖案108的線寬W2例如是主要圖案106的線寬W1的約1/4倍至1/10倍，且次解析輔助圖案108的線寬W2更可為主要圖案106的線寬W1的約1/4倍至1/5倍。在此實施例中，雖然次解析輔助圖案108的圖案是以矩形為例進行說明，但並不用以限制本發明。此外，這些次解析輔助圖案108的線寬及形狀可為彼此相同或不同。於此技術領具有據通常知識者可視實際的設計需求分別對各個次解析輔助圖案108的線寬與形狀進行調整。

相鄰兩個次解析輔助圖案108之間的距離D2例如是次解析輔助圖案108的線寬W2的約5倍至10倍，而可更進一步地改善繞射圖案的均勻度。

多個次解析輔助圖案108可設置於單一個主要圖案106的同一側、兩側或是圍繞主要圖案106。此外，次解析輔助圖案108亦可位於相鄰兩個主要圖案106之間，如位於相鄰兩個主要圖案106之間的中央位置，此時無需在光罩上設計額外的標線空間(reticle space)來對成像圖案進行修正，所以不會影響到光罩100原有的使用空間。

在此實施例中，雖然主要圖案106的數量是以4個為例進行說明，而次解析輔助圖案108的數量是以30個為例進行說明，且主要圖案106與次解析輔助圖案108是以陣列方式排列為例進行說明，但並不用以限制本發明。只要在一個主要圖案106的周圍設置有兩個以上的次解析輔助圖案108即屬於本發明所保護的範圍，於此技術領域具有通常知識者可依照設計需求對於主要圖案106的數量、次解析輔助圖案108的數量以及其排列方式進行調整。

舉例來說，請參照圖2及圖4，位於主要圖案106兩側的次解析輔助圖案108的數量可互不相同，且次解析輔助圖案108可不以陣列方式排列。請參照圖3所示，主要圖案106的形狀可互不相同，且主要圖案106可不以陣列方式排列。此外，請參照圖4，有別於圖1至圖3中矩形的次解析輔助圖案108，次解析輔助圖案108可為圖4中的菱形。

基於上述實施例可知，由於在至少一主要圖案106的周圍設置有多個次解析輔助圖案108，且次解析輔助圖案108與主要圖案106之間的距離D1為主要圖案106的線寬W1的約3倍至10倍，所以繞射圖案能更均勻分布，而使得透鏡可均勻地受熱膨脹，進而使得在晶圓上所得到的影像具有較佳的成像品質。

此外，由於將次解析輔助圖案108與主要圖案106之間的距離D1控制在主要圖案106的線寬W1的約3倍至10倍內，所以無需在光罩100上設計額外的標線空間來對成像圖案進行修正，因此不會影響到光罩100原有的使用空間。

綜上所述，上述實施例至少具有下列特徵：

1.　上述實施例之光罩在晶圓上可產生較佳的成像品質。

2.　在使用上述實施例之光罩時，不會影響到光罩原有的使用空間。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．光罩

102．．．基板

104．．．光罩圖案

106．．．主要圖案

108．．．次解析輔助圖案

D1、D2．．．距離

W1、W2．．．線寬

圖1所繪示為本發明之一實施例的光罩的示意圖。

圖2至圖4所繪示為本發明之其他實施例的光罩的示意圖。

100．．．光罩

102．．．基板

104．．．光罩圖案

106．．．主要圖案

108．．．次解析輔助圖案

D1、D2．．．距離

W1、W2．．．線寬

Claims (10)

1. 一種光罩，適用於一微影機台，且該光罩包括一基板與設置於該基板上的一光罩圖案，該光罩圖案包括：至少一主要圖案；以及多個次解析輔助圖案(sub-resolution assistant feature，SRAF)，彼此分離設置於該主要圖案的周圍，其中各該次解析輔助圖案與該主要圖案之間的距離為該主要圖案的線寬的3倍至10倍。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，其中各該次解析輔助圖案的線寬為該主要圖案的線寬的1/4倍至1/10倍。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光罩，其中各該次解析輔助圖案的線寬為該主要圖案的線寬的1/4倍至1/5倍。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，其中相鄰兩個次解析輔助圖案之間的距離為各該次解析輔助圖案的線寬的5倍至10倍。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，其中當該光罩圖案包括多個主要圖案時，該些次解析輔助圖案位於相鄰兩個主要圖案之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光罩，其中該些次解析輔助圖案位於相鄰兩個主要圖案之間的中央位置。
7. 如申請專利範圍第5項所述之光罩，其中該些主要圖案以陣列方式排列。
8. 如申請專利範圍第5項所述之光罩，其中該些次解析輔助圖案以陣列方式排列。
9. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，其中該光罩圖案為該基板上的透光區域或部分透光區域。
10. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，其中該光罩圖案以外的區域為該基板上的不透光區域。