TWI489200B

TWI489200B - 半圓對接式光罩圖案的設計方法

Info

Publication number: TWI489200B
Application number: TW101119150A
Authority: TW
Inventors: Tzung Ming Chen; Bo Hsiang Tseng; Chun Yen Peng; Wen Ching Hsu
Original assignee: Sino American Silicon Prod Inc; Sino Sapphire Co Ltd
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2015-06-21
Also published as: TW201348857A

Description

半圓對接式光罩圖案的設計方法

本發明是有關於一種半圓對接式光罩圖案的設計方法，且特別是有關於一種用於步進曝光製程時，能避免曝光後在基板上形成可視線條的半圓對接式光罩的設計方法。

微影技術是將設計好的圖案(例如電路佈線圖)從光罩轉印至光阻，進而透過曝光、顯影、蝕刻製程，在基板上形成相同圖案的製程技術。隨著電子元件的微型化以及積體電路中元件積集度的提高，基板上的圖案尺寸越來越小。如果要以1：1的比例將圖案從光罩轉移至基板，意謂著必須製作非常精細(例如，次微米級)的光罩，這是已知的技術無法達到的。反之，現有技術是以縮小的比例(例如5：1或10：1)將光罩上的圖案轉印至光阻，藉此獲得更高的圖案解析度。與1：1的圖案轉印技術相較，縮小比例的圖案轉印技術需要一種不同的曝光系統。

圖1是習知的步進式曝光系統的示意圖。步進式曝光系統10包括光源12、透鏡14、光罩16、透鏡18以及基板平台22。在步進曝光製程中，光源12發出光線L，其藉由透鏡14聚焦成為平行光，而後通過光罩16，接著藉由透鏡16聚焦在塗布有光阻的基板20上，以將光罩16的圖案以特定比例縮小轉印成圖案24。在步進曝光製程的下一步驟，藉由掃描及對準系統，光線L會聚焦於基板20上與圖案24鄰接的區域。透過不斷重複前述步驟，完成對整片基板20的曝光。

目前在製作發光二極體時，需要對藍寶石基板進行圖案化，以得到圖案化藍寶石基板(patterned sapphire substrate，PSS)。在進行這道圖案化製程期間，會利用步進曝光在藍寶石基板上形成由多個圓形圖案構成的硬罩幕(hard mask)作為蝕刻罩幕，再對藍寶石基板進行蝕刻。然而，在步進曝光的過程中，各個圖案(譬如圖1中的圖案24)的相接處常形成可視格線，這會在後續蝕刻藍寶石基板的過程中造成問題。

本發明提供一種半圓對接式光罩圖案的設計方法，使用根據該設計方法製作的半圓對接式光罩，可以避免在步進曝光時，於基板上形成格線。

本發明提出一種半圓對接式光罩圖案的設計方法，所述半圓對接式光罩具有第一對邊與第二對邊，而所述設計方法包括：於第一對邊與第二對邊上分別設置多個第一邊緣圖案與多個第二邊緣圖案；在第一與第二邊緣圖案所環繞的區域內設置多個內部圖案，其中沿第一對邊之延伸方向的內部圖案之間距小於等於沿第二對邊之延伸方向的內部圖案之間距；以及縮小與第二邊緣圖案相鄰的部份內部圖案，縮小率為大於0至25%。

在本發明之一實施例中，上述縮小率為5%至10%。

在本發明之一實施例中，沿第一對邊之延伸方向的內部圖案之間距愈小，與第二邊緣圖案相鄰的部份內部圖案的縮小率愈大。

在本發明之一實施例中，半圓對接式光罩圖案的設計方法更包括縮小與第一邊緣圖案相鄰的部份內部圖案，縮小率為大於0至25%。

在本發明之一實施例中，上述縮小率為5%至10%。

在本發明之一實施例中，沿第二對邊之延伸方向的內部圖案之間距愈小，與第一邊緣圖案相鄰的部份內部圖案的縮小率愈大。

在本發明之一實施例中，內部圖案呈六角堆積。

在本發明之一實施例中，內部圖案呈四角堆積。

在本發明之一實施例中，內部圖案的尺寸相同。

在本發明之一實施例中，內部圖案的形狀為圓形。

基於上述，本發明創作提出一種半圓對接式光罩圖案的設計方法，將根據此方法製作的半圓對接式光罩用於步進曝光製程時，可以達到曝光後基板上無外觀可視格線的效果。

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

圖2是一實施例的半圓對接式光罩圖案的設計方法的步驟圖。

請參照圖2，半圓對接式光罩圖案的設計方法包括如下步驟：在半圓對接式光罩圖案的第一對邊與第二對邊上分別設置多個第一邊緣圖案與多個第二邊緣圖案(步驟S200)；在第一與第二邊緣圖案所環繞的區域內設置多個內部圖案，其中沿第一對邊之延伸方向的內部圖案之間距小於等於沿第二對邊之延伸方向的內部圖案之間距(步驟S202)；縮小與第二邊緣圖案相鄰的部份內部圖案，其縮小率為大於0至25%，且更佳為5%至10%(步驟S204)。此處所謂的縮小率，是指長度的縮小比率。

在步驟S204中，如果沿第一對邊之延伸方向的內部圖案之間距愈小，則與第二邊緣圖案相鄰的該些內部圖案的縮小率愈大。此處所謂的間距是指相鄰兩內部圖案的圓心間距。

根據這個實施例，半圓對接式光罩圖案的設計方法還可選擇進行步驟S206：縮小與第一邊緣圖案相鄰的內部圖案，其縮小率為大於0至25%，且更佳為5%至10%。此時，如果沿第二對邊之延伸方向的內部圖案之間距愈小，則與第一邊緣圖案相鄰的內部圖案的縮小率愈大。

圖3A是根據上一實施例的設計方法製作的半圓對接式光罩的示意圖。

請參照圖3A，半圓對接式光罩300具有第一對邊301與第二對邊303，且半圓對接式光罩300預定設置多個第一邊緣圖案302、多個第二邊緣圖案304以及多個內部圖案306和306a。在圖3中，沿第一對邊301之延伸方向的內部圖案306之間距P1小於沿第二對邊303之延伸方向的內部圖案306之間距P2。並且，原本應該與內部圖案306相同尺寸的內部圖案306a會縮小(對照圖2的步驟S204)，其縮小率為大於0至25%，且更佳為5%至10%。此外，內部圖案306例如具有相同尺寸。在圖3A所繪示的半圓對接式光罩300中，邊緣圖案302、304為半圓形，而內部圖案306為圓形。以下將簡要說明使用半圓對接式光罩300的步進曝光製程。

以圖3A所示的半圓對接式光罩300為例，在步進曝光製程的其中一道曝光步驟中，將半圓形圖案從第一邊緣圖案302轉印至光阻(未繪示)，於隨後的曝光步驟中，此半圓形圖案與另一半圓形圖案(亦轉印自第一邊緣圖案302)對接，從而形成完整的圓形。同理，轉印自第二邊緣圖案304的半圓形圖案在步進曝光製程期間亦與另一半圓形圖案相接，從而形成完整的圓形。這些完整的圓形與內部圖案306例如具有相同尺寸。

圖3B是根據上述實施例的設計方法製作的另一種半圓對接式光罩的示意圖。圖3B的半圓對接式光罩300與圖3A的大致相同，差異在於，除了執行前述步驟S200至步驟S204之外，還執行了步驟S206，因此，除了內部圖案306a以外，也將與第一邊緣圖案302相鄰的內部圖案(圖3A的306)縮小，成為內部圖案306b(對照圖2的步驟206)。相對於其餘內部圖案306的尺寸，其縮小率為大於 0至25%，且更佳為5%至10%。

如圖3A與圖3B所示，內部圖案306例如呈六角堆積。但本發明不限於此。在本發明的另一實施例中，內部圖案306也可呈四角堆積，如圖3C所示。此時，沿第一對邊301之延伸方向的內部圖案306之間距P3等於沿第二對邊303之延伸方向的內部圖案306之間距P4。此外，除了內部圖案306a與306b以外的內部圖案306例如具有相同尺寸。

綜上所述，本發明提出一種半圓對接式光罩的圖案設計方法，藉由縮減光罩上部份圖案的尺寸，使通過該部份圖案的光線量適當降低，來達到曝光後基板上無外觀可視格線的效果。此外，還可藉由控制曝光時間與焦距來調整曝光能量，以最佳化本發明消除格線的效果。

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。

10‧‧‧步進式曝光系統

12‧‧‧光源

14、18‧‧‧透鏡

16‧‧‧光罩

20‧‧‧基板

22‧‧‧基板平台

24‧‧‧圖案

300‧‧‧半圓對接式光罩

301‧‧‧第一對邊

302‧‧‧第一邊緣圖案

303‧‧‧第二對邊

304‧‧‧第二邊緣圖案

306、306a、306b‧‧‧內部圖案

L‧‧‧光

P1、P2、P3、P4‧‧‧間距

S200~S206‧‧‧步驟

圖1是步進式曝光系統的示意圖。

圖2是本發明一實施例的半圓對接式光罩圖案的設計方法的步驟圖。

圖3A是根據本發明之實施例的設計方法製作的半圓對接式光罩的示意圖。

圖3B是根據本發明之實施例的設計方法製作的另一種半圓對接式光罩的示意圖。

圖3C是本發明之另一實施例的內部圖案的示意圖。

S200~S206‧‧‧步驟

Claims

一種半圓對接式光罩圖案的設計方法，所述半圓對接式光罩具有一第一對邊與一第二對邊，該設計方法包括：於該第一對邊與該第二對邊上分別設置多個第一邊緣圖案與多個第二邊緣圖案；在該些第一與第二邊緣圖案所環繞的區域內設置多個內部圖案，其中沿該第一對邊之延伸方向的該些內部圖案之間距小於等於沿該第二對邊之延伸方向的該些內部圖案之間距；以及縮小與該第二邊緣圖案相鄰的部份該些內部圖案，其縮小率為大於0至25%。
如申請專利範圍第1項所述之半圓對接式光罩圖案的設計方法，其中該縮小率為5%至10%。
如申請專利範圍第1項所述之半圓對接式光罩圖案的設計方法，其中沿該第一對邊之延伸方向的該些內部圖案之間距愈小，與該第二邊緣圖案相鄰的部份該些內部圖案的縮小率愈大。
如申請專利範圍第1項所述之半圓對接式光罩圖案的設計方法，更包括：縮小與該第一邊緣圖案相鄰的部份該些內部圖案，其縮小率為大於0至25%。
如申請專利範圍第4項所述之半圓對接式光罩圖案的設計方法，其中該縮小率為5%至10%。
如申請專利範圍第4項所述之半圓對接式光罩圖案的設計方法，其中沿該第二對邊之延伸方向的該些內部圖案之間距愈小，與該第一邊緣圖案相鄰的部份該些內部圖案的縮小率愈大。
如申請專利範圍第1項所述之半圓對接式光罩圖案的設計方法，其中該些內部圖案呈六角堆積。
如申請專利範圍第1項所述之半圓對接式光罩圖案的設計方法，其中該些內部圖案呈四角堆積。
如申請專利範圍第1項所述之半圓對接式光罩圖案的設計方法，其中該些內部圖案的尺寸相同。
如申請專利範圍第1項所述之半圓對接式光罩圖案的設計方法，其中該些內部圖案的形狀為圓形。