TWI492272B - 結合四光束干涉輔助式微影以及其他光學微影技術的解析度提升技術 - Google Patents

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Description

結合四光束干涉輔助式微影以及其他光學微影技術的解析度提升技術
本發明係有關於結合四光束干涉輔助式微影以及其他光學微影技術的解析度提升技術。
微影技術的光學解析度是根據雷利方程式(Rayleigh’s equation)來決定的。對於目前技術中在聚焦平面(或晶圓表面)與最終透鏡元件之間是空氣的氟化氬(ArF)微影系統來說，當數值孔徑(NA)為0.93且K1 因子為0.3時，光學解析度的極限值為63奈米的半間距(half pitch，HP)。
目前也已發展出浸潤式微影技術。浸潤式微影技術是將晶圓表面與最終透鏡之間的氣隙換成折射係數大於1的液體介質。在此類系統中，藉著使用較高數值孔徑(N.A.)的透鏡以使解析度的縮減倍數等於液體折射係數。目前的浸潤式微影工具使用高純度的水做為浸潤液體，並且能夠達成的特徵尺寸低於非浸潤式系統之雷利極限值。然而，浸潤式微影技術會發生一些在乾式系統中不會出現的各種製造問題，例如新類型的缺陷：水痕、乾燥印跡、水瀝殘留物(water leaching)、水剝邊現象(wafer edge peeling)以及氣泡等，這些缺陷限制了在尺寸縮減製造上的努力。目前技術發展著重在各種避免發生此類不良影響的製造技術上。根據雷利方程式，對於NA值為1.35且K1 因子為0.3的水浸潤式微影技術來說，其光學解析度之限值為42奈米的半間距(HP)。進一步研究的是尋求具有更高折射係數的透鏡材料、浸潤流體和光阻，以進一步降低解析度極限值。然而，曾有一些突破性研究結果顯示，使用高浸潤折射係數並非是次世代微影技術的技術選擇指標。
目前正在發展多種可提供低於雷利極限值之光學解析度的微影技術。例如，有些技術試著採用雙重圖案化技術。此類系統可能對兩層光阻層上進行兩次曝光和兩次顯影步驟。但使用雙重圖案化技術有一些技術性的挑戰，例如對準兩個圖案所要求的公差(tolerance)可能就比現階段技術領域中之曝光工具(稱作掃描儀)可能達到的公差要更嚴格。其二，兩次獨立的曝光可能導致兩種獨立的參數分配，而使得裝置和設計變異度複雜許多。再者，沉積與顯影兩個光阻可能需要例如抗反射塗層或硬遮罩層等額外成像膜層，以及需要兩次曝光，因此相較於單次圖案化方法只需要單次曝光而言，會提高操作昂貴掃描儀與薄膜處理工具的使用次數，從而提高成本。
其他方法則嘗試使用極紫外光(EUV)微影技術作為另一種為193奈米光學微影技術提供低於雷利極限值之光學解析度的解決方法。目前正在發展中的系統使用波長13.5奈米的光源。在極紫外光微影技術能實施在任一種製造方案中之前，必須先解決各種基本問題，最嚴重的問題是低源功率、光學裝置的組合、多個光罩的掌握控制以及許多一般性的製造問題。這些艱鉅任務限制了EUV微影技術，使其難以作為使光學解析度低於193奈米系統之雷利極限值的可行製造方案。
現已發展出一些雙重圖案化技術。此類雙重圖案化技術需要兩個遮罩、兩次顯影與兩個光阻塗層。每個額外步驟都更增加複雜度和成本，並且增加了出錯的可能性。
因此，在此領域中，仍需要一種能提供接近或低於雷利極限值之光學解析度的光學微影系統。
根據一實施例提供一種曝光一晶圓的方法。該方法係在一第一曝光過程中使用干涉微影使第一組實質平行線曝光在該晶圓上。該第一曝光提供一第一劑量給該第一組實質平行線。該方法更在一第二曝光過程中使用第二微影技術來曝光該晶圓的多個第二部分。該第二曝光提供一第二劑量給該晶圓的該些第二部分。在一些實施例中，該晶圓的該些第二部分與至少一部分之該晶圓的該些第一部分重疊，其中該晶圓之第一部分與第二部分重疊的該些部位經過該第一劑量與第二劑量曝光。
在某些實施例中，該第二微影技術可包括電子束微影、EUV微影、干涉微影及/或光學微影。在某些實施例中，該第二微影技術包括光學微影技術，其提供具有至少一輔助特徵的光罩。
在不同實施例中，該方法可根據該第二劑量來最適化該第一劑量，根據該第二曝光的曝光速率來最適化該第一曝光的曝光速率，根據該第一劑量來最適化該第二曝光，以及/或根據該第一曝光的曝光速率來最適化該第二曝光的曝光速率。
在某些實施例中，該方法可在該晶圓上提供一光阻，以及在經歷該第一曝光和該第二曝光兩者後顯影該光阻。
在某些其他實施例中，該方法可在該晶圓的一硬遮罩層上提供一第一光阻；在該第一曝光之後，以及在該第二曝光之前，顯影該第一光阻；蝕刻該硬遮罩層，以將該第一曝光過程中所提供的圖案轉移至該硬遮罩層中；在該第二曝光之前，在該晶圓上提供一第二光阻；在該第二曝光之後，顯影該第二光阻；以及蝕刻該硬遮罩層，以將該第二曝光過程中所提供的圖案轉移至該硬遮罩層中。
在某些其他實施例中，該方法可在該晶圓的一硬遮罩層上提供一第一光阻；在該第一曝光之後，以及在該第二曝光之前，顯影該第一光阻；冷凍該第一光阻，使得該第一光阻不會對該第二曝光感光；在該第二曝光之前，在該晶圓上提供一第二光阻；在該第二曝光之後，顯影該第二光阻；以及蝕刻該硬遮罩層，以將該第一曝光和該第二曝光時所提供的圖案轉移至該硬遮罩層中。
根據一實施例，該方法可提供一負光阻。該些第二部分可包含至少一條線實質垂直於該些實質平行線，使得至少在顯影之後，該至少一條線連接該些實質平行線中的其中兩條線。根據另一實施例，該方法可提供一正光阻。該些第二部分包含至少一條線實質垂直於該些實質平行線，使得至少在顯影之後，該至少一條線分割該些實質平行線中的至少一條線。根據另一實施例，該方法可在該晶圓上提供一正光阻。該些第二部分可包含至少一條線與至少一部分的該些實質平行線實質重疊，使得至少在顯影之後，該至少一條線使該些實質平行線中的至少一條線形成凸塊(bulge)。
根據另一實施例，係在該晶圓上提供一正光阻。該些第二部分包含至少一條線與一部分的該些實質平行線實質重疊，使得至少在顯影之後，該至少一條線會修剪(trim)該些實質平行線中的至少一條線。根據另一實施例，係在該晶圓上提供一正光阻。該些第二部分包含至少一條線而與一部分的該些實質平行線成實質垂直，使得至少在顯影之後，該至少一條線在該些實質平行線中的至少一條線處增加一凸出部(tab)。
根據另一實施例提供一種用來曝光一晶圓的系統。該系統包括二束式干涉微影干涉儀以及一微影掃描儀。該二束式干涉微影干涉儀設計用以在一第一曝光過程中使用干涉微影來曝光該晶圓，該第一曝光提供第一曝光劑量的多條實質平行線至該晶圓上。該微影掃描儀設計用以在一第二曝光過程中曝光該晶圓，該第二曝光提供第二曝光劑量在該晶圓的多個部分上。在某些實施例中，該第二掃描儀包括一光學微影掃描儀，該光學微影掃描儀包含一具有至少一輔助特徵的光罩。在其他實施例中，該第二掃描儀包含一光學微影掃描儀，其建構成以曝光不足(underexpose)的方式來曝光至少一部分的該晶圓。
在某些實施例中，該干涉儀建構成以曝光不足的方式來曝光至少一部分的該晶圓。該系統可能更包括一腔室，用以容納該干涉儀和該微影掃描儀。在另一實施例中，該系統包括一第一腔室和一第二腔室，使得該干涉儀設置在其中一個腔室中，且該微影掃描儀設置在另一腔室中。
根據一實施例亦提供一種微影系統，其包括一干涉微影工具、一微影工具以及一後處理工具。該干涉微影工具可提供第一曝光劑量的多條實質平行線至該晶圓上。該微影工具可提供第二曝光劑量在該晶圓的多個部分上。該後處理工具用來顯影該晶圓的多個部分。
根據一實施例亦提供一種曝光一晶圓的方法。該方法包括在該晶圓上提供一光阻。隨後進行第一曝光使用干涉微影且根據一第一曝光圖案來曝光該晶圓。該第一曝光圖案包含多條實質平行線。該第一曝光圖案亦可設計成以該些實質平行線來曝光該晶圓。該第一曝光亦可提供一第一劑量至該晶圓的多個部分。也可使用一光學微影系統來曝光該晶圓的多個部分，該光學微影系統包含一光罩。該曝光可提供一第二劑量在該晶圓的多個部分上。接著在該第一曝光和該第二曝光兩者之後，顯影該光阻。在某些實施例中，該第一曝光與該第二曝光的順序可以反過來。
根據另一實施例提供一種圖案化一晶圓的方法。係在一晶圓上提供一第一光阻。使用四束式干涉微影且根據第一曝光圖案對該光阻進行第一曝光。該第一曝光圖案可包含以陣列方式排列在整個晶圓表面上的多個點。該曝光圖案可設計成用以在該些點處曝光該光阻。該第一曝光可提供第一劑量給該光阻。根據一第二曝光圖案對該光阻進行第二曝光。該第二曝光可提供第二劑量給該光阻。在某些實施例中，該第二曝光圖案的多個部分係與該第一曝光圖案的多個部分重疊。在某些實施例中，使用電子束微影、光學微影、干涉微影及/或極紫外光微影對該晶圓進行第二曝光。在某些實施例中，該些點於實質垂直的兩方向中排列成多個實質平行線。
在某些實施例中，該光阻包括一負光阻，以及該方法更包括後處理(post processing)該晶圓，以提供多個未顯影的點在該晶圓上。在某些實施例中，光阻包括一正光阻，以及該方法更包括後處理該晶圓，以在該晶圓中提供多個顯影後的孔。
在某些揭露的方法中，可在對該光阻進行第一曝光之後，且在對該光阻進行第二曝光之前，顯影該第一光阻；在對該光阻進行第二曝光之前，可先在該晶圓上沉積一第二光阻；以及在對該光阻進行第二曝光之後，顯影該第二光阻。在文中所述方法的某些實施例中，在對光阻進行第一曝光之後以及對該光阻進行第二曝光之後，顯影該第一光阻。
在文中所述的某些實施例中，該晶圓包含一硬遮罩層，以及該第一光阻沉積在該硬遮罩層上。可在第一曝光之後以及在第二曝光之前，顯影該第一光阻。可冷凍該第一光阻，使得該第一光阻不會對該第二曝光感光。可在進行第二曝光之前，將第二光阻沉積在該晶圓的一硬遮罩層上。可在第二曝光之後，顯影該第二光阻。
本發明提供另一種曝光晶圓的方法。根據一些實施例，使用干涉微影且根據第一曝光圖案對該晶圓進行第一曝光，以及使用四光束式干涉微影且根據第二曝光圖案對該晶圓進行第二曝光。在某些實施例中，第一曝光圖案包含多條實質平行線，該曝光圖案設計用以使用該些實質平行線來曝光該晶圓，及/或該第一曝光提供第一劑量至該晶圓。在某些實施例中，該第二曝光圖案包含多個陣列在整個晶圓表面上的點，該曝光圖案設計成在該些點處曝光該晶圓，及/或該第二曝光提供一第二劑量至該晶圓。在某些實施例中，第二曝光圖案中的該些點與該第一曝光圖案中的該些平行線實質重疊。
在文中所述的某些實施例中，可對光阻使用一劑量臨界值(dosage threshold)，該劑量臨界值定義為適當顯影該光阻所需要的劑量。在某些實施例中，第一劑量小於或等於該劑量臨界值，該第二劑量小於該劑量臨界值，及/或該第一劑量與該第二劑量的總合大於或等於該劑量臨界值。在某些實施例中，對光阻使用一劑量臨界值，該劑量臨界值定義為適當顯影該光阻所需要的劑量。在某些實施例中，第一劑量大於或等於該劑量臨界值，且該第二劑量少於該劑量臨界值。
根據另一實施例，提供一種用來曝光晶圓的微影系統。該微影系統包含四束式干涉微影干涉儀以及一微影掃描儀。在某些實施例中，該四束式干涉微影干涉儀建構成根據一含有多條實質平行線的第一曝光圖案對該晶圓進行第一曝光。該曝光圖案設計成以該些實質平行線來曝光該晶圓，並且該第一曝光提供第一劑量至該晶圓。該微影掃描儀建構成可根據一第二曝光圖案對該晶圓進行第二曝光，且提供一第二劑量至該晶圓。
在某些實施例中，該微影掃描儀可包含一光學微影掃描儀(optical photolithography scanner)，其包含具有至少一輔助特徵的光罩。在某些實施例中，該微影掃描儀可包含一光學微影掃描儀，其設計成以曝光不足的方式來曝光至少一部分的該晶圓。在某些實施例中，該干涉儀可建構成可在第一曝光與第二曝光至少其中一者的過程中以曝光不足的方式來曝光至少一部分的該晶圓。在某些實施例中，微影系統可包含一腔室，使得四束式干涉微影干涉儀和微影掃描儀皆設置在該腔室中。在某些實施例中，微影系統可包含第一腔室和第二腔室，使得四束式干涉微影干涉儀設置在該第一腔室中，且該微影掃描儀設置在該第二腔室中。在某些實施例中，微影掃描儀可能是光學微影掃描儀、電子束掃描儀、極紫外光掃描儀及/或干涉微影掃描儀。
根據另一實施例提供一種圖案化一晶圓的方法。該方法可包含一用以在晶圓上沉積光阻的沉積手段。還可包含一用以曝光晶圓的手段，其使用四束式干涉微影而根據第一曝光圖案對該晶圓進行第一曝光。此類手段可將含有多個陣列的點的圖案曝光在晶圓的整個表面上。該曝光圖案設計成在該些點處曝光該晶圓，並且該第一曝光提供第一劑量給該晶圓。亦可提供一可對該晶圓進行第二曝光的手段，其可根據第二曝光圖案對該晶圓進行第二曝光，並且提供第二劑量至該晶圓。還可提供一顯影該晶圓的手段，以移除該光阻的多個部分。
還提供一種曝光方法。此方法可包括使用干涉微影且根據第一曝光圖案對晶圓進行第一曝光，以及使用干涉微影且根據第二曝光圖案對該晶圓進行第二曝光。在某些實施例，第一曝光圖案包含第一組實質平行線，該曝光圖案設計以該些實質平行線來曝光該晶圓，及/或該第一曝光提供一第一劑量至該晶圓，在某些實施例中，第二曝光圖案包含第二組實質平行線，該第二組實質平行線實質垂直於該第一組實質平行線，該曝光圖案設計成以該些實質平行線來曝光該晶圓，及/或該第二曝光提供一第二劑量至該晶圓。
根據另一實施例提供一種圖案化一晶圓的方法。該方法可包括：沉積一硬遮罩層在該晶圓上；沉積第一光阻層在該硬遮罩層上；以含有第一圖案的第一曝光來曝光該第一光阻；顯影該第一光阻；蝕刻該下層的硬遮罩層，以將該第一圖案轉移至該硬遮罩層；沉積第二光阻在該硬遮罩層上；以含有第二圖案的第二曝光來曝光該第二光阻；顯影該第二光阻；及/或蝕刻該下層的硬遮罩層，以將該第二圖案轉移至該硬遮罩層。
本文所述的實施例是有關於多重曝光微影系統。根據某些實施例，該系統利用下列微影工具中的至少兩種工具來曝光一目標物，該些微影工具為：二束式干涉微影(two-beam interference lithography，IL)、三束式IL、四束式IL、光學微影(OPL)、電子束微影、使用極偶極的OPL或極紫外光干涉微影(EUV-IL)。亦可使用任何其他微影工具來曝光目標物。在某些實施例中，可使用兩次、三次、四次、五次或更多次的曝光。任一次曝光或每個曝光可能對目標物的多個部分曝光不足(underexpose)，以補償來自另一次曝光的額外劑量。可在一或多個曝光中使用修改過的解析度增強技術(RET)，以改善結合的曝光效果。本文還提供使用多重曝光來曝光目標物的方法。
目標物可能包括基材及/或晶圓，該些基材及/或晶圓可包含正光阻及/或負光阻層。在某些實施例中，光屬可能是非線性(non-linear)光阻，例如光阻只會在到達某特定劑量時才會活化。某些實施例包括該些具有組合正負光阻的基材及/或晶圓。可以單次光阻塗覆、兩步驟式施用及/或多步驟施用的方式來施用正-負光阻。亦可先施用正及/或負光阻其中任一者，隨後對該光阻進行處理以改變特定區域中的光阻調性(tone of photoresist)。因此，該光阻可能是一組合式正負光阻。當揭露內容談到曝光一晶圓時，某些情況下，是假設該晶圓包含一光阻。
某些實施例可能在晶圓上提供32奈米的半間距或更小的圖案。本文中不同的實施例亦可能提供至少22奈米或16奈米之半間距的圖案。
在某些實施例中，可使用兩次曝光。在這些實施例中，第一次與第二次曝光之間，曝光時間及/或劑量可能改變。例如，若第一曝光為曝光不足，則第二曝光可能提高曝光，以補償該曝光不足。亦可根據所使用的光阻來決定曝光及/或劑量。此外，可在其他曝光步驟中提供第二或第一曝光，以補償曝光不足。在一實施例中，先進行OPL曝光，隨後進行IL曝光。
在不同實施例中，在曝光過程中可使用各種光源來進行曝光。此類光源包含雷射。例如，準分子雷射(excimer laser)可能包含產生波長126奈米之光線的氬分子(Ar2 )雷射、產生波長146奈米之光線的氪分子(Kr2 )雷射、產生波長157奈米之光線的氟分子(F2 )雷射、產生波長172或175奈米之光線的氙分子(Xe2 )雷射、產生波長193奈米之光線的ArF雷射、產生波長248奈米之光線的KrF雷射、產生波長282奈米之光線的XeBr雷射、產生波長308奈米之光線的XeCl雷射、產生波長351奈米之光線的XeF雷射、產生波長222奈米之光線的KrCl雷射、產生波長259奈米之光線的氯氣(Cl2 )雷射，或產生波長337奈米之光線的氮氣(N2 )雷射。在不偏離本文揭露實施例的範圍下，亦可使用操作其他光譜波帶的其他各種雷射。文中將使用產生193奈米之光線的ArF準分子雷射來說明該些不同實施例。在另一實施例中，可使用極紫外光(EUV)光源。例如，該EUV光源可產生波長13.6奈米的光線。
亦可在其中一次曝光或每次曝光過程中使用各種浸潤技術(immersion techniques)。例如，可使用水或他種高折射係數的材料。在某些實施例中，可在多次曝光之間使用對準技術(alignment technique)來對準基材。
某些實施例可能利用各種光微影技術來曝光一光阻。光阻可分成兩種，正光阻和負光阻。正光阻是指，受到光線曝射的光阻部分會變成可溶於光阻顯影劑中，而未受曝光的光阻部分則保持不溶於光阻顯影劑的光阻種類。負光阻是指，受到光線曝射的光阻部分會變成相對較不溶於光阻顯影劑中，而未受曝光的光阻部分則可被光阻顯影劑溶解的光阻種類。
以下圖式未按比例繪製。圖中所示的線寬和間隔未按比例。該些圖式是用來說明使用不同技術的多重曝光製程可提供各種不同特徵結構，並且具有可縮減線寬與間隔、提供各種點狀或孔洞圖案，以及提供各種其他特徵結構的優點。
下述多個圖式顯示利用各種微影技術所創造出來的潛藏(latent)曝光圖案。在某些情況下，提供兩個圖式來顯示多個潛藏曝光圖案，用以組合而在一光阻上產生一線條圖案。應注意到，可使用任一種微影技術來創造任何其中一個潛藏曝光圖案。此外，在不同實施例中，某些潛藏曝光圖案可能對該光阻曝光不足。但當與其他次的曝光組合後，該些重疊的曝光不足部分可提供足夠的劑量而允許適當顯影。因此，雖然以下說明內容中可能僅描述一種微影技術，但也可能使用其他微影技術。
此外，在某些實施例中，當一具有光阻的晶圓在第一曝光室中曝光之後，該晶圓會被移動到第二曝光室，並且於曝光室中進行曝光之前，可能需要先對準晶圓。
第1A圖顯示具有多層的SRAM晶胞影像。可使用文中所述的不同實施例來創造出該SRAM晶胞中任一膜層的線條圖案。例如，第1B至1C圖進一步顯示出可能達成的線條圖案。第1B圖顯示使用例如干涉微影(IL)在正光阻上形成一潛藏曝光圖案。白色區域120是該光阻的已曝光部分，而陰影區域110則是該光阻在第一曝光中尚未曝光的部分。也可使用不同的其他微影技術來製造圖中所示的線條圖案。第1C圖顯示第二微影曝光所創造出來的潛藏曝光圖案130。同樣地，白色部分140顯示該光阻的已曝光區域，陰影部分則保持未曝光。舉例而言，可使用光學微影技術(OPL)、極紫外光(EUV)或電子束微影來創造出此圖案。使用OPL技術，可使用類似於潛藏曝光圖案130的光罩。該光罩可允許及/或限制光線曝射該光阻。
第1D圖顯示在使用第1B至1C圖中所示的兩次曝光來曝光晶圓之後，產生由線條圖案組成的複合圖案170。在曝光後的製程中，例如顯影、蝕刻、烘烤及/或退火，光阻的該些已曝光部分155被顯影，並且以白色來表示，同時以黑色來表示未顯影的該些未曝光部分160。第1C圖中所示的第二曝光在第1B圖的未曝光線條120中製造出多個斷口(breaks)。所產生的影像類似於例如第1A圖中所示的閘極層(多晶層或多晶閘極層)。在某些實施例中，可在進行IL曝光之前，實際執行第二曝光。
第2A至2C圖顯示根據一實施例之雙重曝光製程的另一範例。第2A圖顯示在正光阻上使用例如干涉微影(IL)形成的潛藏曝光圖案。該潛藏曝光圖案是形成在正光阻上。白色區域120是光阻的已曝光部分，陰影區域110是光阻的未曝光部分。第2B圖顯示第二微影曝光的潛藏曝光圖案230。例如，可使用OPL、EUV或電子束微影來創造出此圖案。例如，當使用具有類似於潛藏曝光圖案130之圖案的OPL時，可使用一光罩。第2C圖顯示使用第2A至2B圖之兩曝光所產生的複合圖案270。所產生的複合圖案270提供第2C圖所示的獨特接觸墊圖案。在曝光後的處理中，例如顯影及/或蝕刻過程中，顯影光阻的已曝光部分且圖中以白色來表示，同時不顯影該些未曝光部分，並以黑色來表示。
第3A至3C圖繪示根據另一實施例在一基材上提供SRAM主動區(AA)圖案的步驟。第3A圖顯示使用例如IL在一正光阻上提供一潛藏曝光圖案。第3B圖顯示第二微影曝光的潛藏曝光圖案330。第3C圖顯示結合使用第3A-3B圖之曝光而創造出複合圖案370。該複合圖案顯示能夠獲得圖案寬度的局部變化(可用於主動區)，又不會影響整個圖案的長範圍週期規律性(long range periodicity)；在某些實施例中，其可用於主動區域。在曝光後處理的過程中，例如顯影過程中，可顯影光阻的該些已曝光部分，如白色處所示，並且留下黑色的未顯影部分。主動區域310位於該複合圖案上。參照第3A至3C圖所述的製程可用於創造主動區、閘極修剪及/或形成接墊(landing pad)。
第4A至4C圖繪示根據一實施例可用來提供具有不同線寬之圖案的步驟。第4A圖顯示使用例如IL技術在正光阻上形成的潛藏曝光圖案。該潛藏曝光圖案提供在正光阻上。第4B圖顯示第二微影曝光的潛藏曝光圖案430。第4C圖顯示結合使用第4A至4B的曝光所創造出來的複合圖案470。例如，該複合圖案顯示能夠獲得不同線寬又不影響整個週期性圖案的間隔。在曝光後的處理過程中，例如顯影過程中，可使光阻的該些已曝光部分顯影，並且留下黑色的未顯影部分。此複合圖案包含具有不同線寬和不同間隔420的線條410。舉例而言，參照第4A至4C圖所描述的製程可用來創造內連線。
第5A至5C圖根據一實施例繪示出可提供在單條線上具有兩接觸墊之圖案的步驟。第5A圖顯示使用例如IL在正光阻上形成的潛藏曝光圖案。該潛藏曝光圖案是提供在正光阻上。第5B圖顯示第二微影曝光的潛藏曝光圖案530。第5C圖顯示結合使用第5A至5B圖之曝光所創造出來的複合圖案570。在曝光後的處理過程中，例如光阻顯影或正在顯影的過程中，顯影光阻的已曝光部分，例如白色處所示；並且留下黑色的未曝光部分。複合圖案570包含包含一接觸墊510，該接觸墊在未蝕刻線的兩方向上延伸。例如，參照第5A至5C圖所描述的製程可用來創造出接墊。
第5D至5F圖係根據一實施例繪示可提供在兩不同相鄰線上具有接觸墊之圖案的步驟。第5A圖顯示使用例如IL在正光阻上提供一潛藏曝光圖案。第5E圖顯示第二微影曝光的潛藏曝光圖案530。第5F圖顯示結合使用第5D至5E圖所示之曝光所創造出來的複合圖案570。在曝光後的處理過程中，例如光阻顯影或顯影過程中，將光阻的該些已曝光部分顯影，例如白色所示；並且留下黑色的未曝光部分。複合圖案570包含一接觸墊525，其位於兩相鄰之未蝕刻線上。例如，參照第5D至5F圖所述的製程可用來創造出接墊。
在某些實施例中，可使用非線性的光阻，其具有一顯影光阻所需的要的曝光臨界值(exposure threshold)。第二曝光為目標物的某些已曝光部分增加額外的曝光劑量。IL曝光可能使光阻的多個部分曝光不足，同時第二曝光可進一步提供克服目標物及/或基材之劑量臨界值所需要的劑量。因此，在第二曝光過程中，該潛藏曝光圖案的中心部分未使該目標物曝光，使得該目標物的這個部分未被顯影及/或未被蝕刻，而留下例如第5C圖所示的接觸墊。此外，第二曝光可為第一曝光中的曝光線條提供額外的曝光。該複合圖案顯示出可獲得局部延伸延伸的線條，例如接觸墊(contact pad)或通孔接墊(via landing pads)，但不影響整個週期性圖案的間隔。
第6A至6C圖係根據一實施例繪示用來提供具有相同寬度但具有不同間隔之線條圖案的步驟。第6A圖顯示使用例如IL在一正光阻上提供的潛藏曝光圖案。第6B圖中顯示第二微影曝光的潛藏曝光圖案630。第6C圖顯示結合使用第6A至6B圖之曝光所創造出的複合圖案670。複合圖案670包含不同寬度的間隔620以及具有相同寬度的線條610。第二曝光使該光阻中未於第一曝光中曝光的多個部分曝光，並因此從原來的週期性圖案中移除選定的線條。舉例來說，參考第6A至6C圖所述的製程可用來創造內連線。
第7A圖顯示使用例如IL曝光在一正光阻上製造的潛藏曝光點狀圖案705。白色部分720已曝光，而陰影部分725則未被曝光。例如，使用四束式IL曝光或多次連續的正交兩束式曝光可創造出圖案705。第7B圖顯示在至少一第二微影曝光過程中所產生的第二潛藏曝光圖案730。第7C圖顯示使用第7A圖之IL曝光和第7B圖之第二曝光所創造的複合圖案770。在曝光後的處理過程中，例如光阻顯影或顯影過程，目標物的點狀未曝光圖案未被顯影，並及/或被移除，以黑色顯示；並且留下該些已被顯影的已曝光部分，以白色表示。
可使用不同的微影技術，例如使用光罩配合OPL技術，來創造出其他各種獨特圖案。上述內容以及第7A至7C圖顯示及/或描述一種複合點狀圖案。使用IL曝光和第二曝光可創造出從單點到多點圖案的幾乎任何一種圖案。這些圖案可用來產生接觸墊、通孔、接墊、貫穿晶圓的孔以及用於例如淺溝渠隔離及/或溝渠式電容等其他用途的孔。
第8A~8C圖和第9A~9C圖顯示根據不同實施例使用兩種曝光圖案在正光阻及負光阻上所獲得的不同結果。從第8A圖開始，使用例如IL曝光在一正光阻上產生一潛藏曝光線條圖案105。如第9A圖所示，使用移位過(transposed)的IL設定將可在一負光阻上提供類似的潛藏曝光圖案905。白色部分是光阻上的已曝光部分，陰影部分則是光阻上的未曝光部分。在第8B和9B圖的兩種情況中，在第二次曝光過程中可提供類似的第二潛藏曝光圖案830。第8C和9C圖顯示經過曝光後處理的結果圖案870、970。在曝光後處理之後，正光阻切割第8A圖的線條而產生如第8C圖中之曝光後處理870所顯示的圖案。另一方面，在曝光後處理之後，負光阻曝光該IL圖案905的白色部分，並且提供進一步的潛藏曝光圖案830，而顯示出第9C圖中的複合影像980。可使用參照第8A~8C和9A~9C圖所述的製程，以創造出例如內連線及/或閘極層的多個部分。
第10A~10F圖是比較使用正光阻和使用負光阻所形成的不同潛藏曝光圖案。先參見第10A圖，使用例如一或多次IL曝光在一正光阻上產生第一潛藏曝光點狀圖案1000。該點狀圖案包含實質線性排列在二維方向中的多個點。該點狀圖案包含多個未曝光的點。在某些實施例中，可使用兩正交的二束式IL來創造出如第10A圖中的點狀圖案。也可使用其他的微影技術來創造出第一潛藏曝光圖案。該些白色部分是光阻的已曝光部分，並且該些陰影部分是光阻的未曝光部分。在一第二曝光過程中提供第二潛藏曝光圖案1030。在第二曝光期間可使用各種微影技術，例如光學微影(OPL)及/或電子束微影。第10C圖顯示在曝光後處理之後所產生的圖案1005。第10C圖顯示一獨特的點狀圖案。例如，第10C圖所示的該些點可能用來在晶圓上創造出多個接墊(pad)的圖案。
第10D圖顯示與第10A圖相同的潛藏曝光點狀圖案1000。然而，在此實施例中使用的是負光阻。第10E圖顯示，在第二曝光期間使用同樣的第二潛藏曝光圖案1030來曝光該負光阻。第10F圖顯示在曝光後處理之後所產生的圖案1050。經曝光後處理之後，該些白色部分是已經顯影及/或蝕刻後的部分，黑色部分則尚未顯影或尚未蝕刻。而在晶圓上留下多個孔的圖案。在某些實施例中，此孔狀圖案亦可創造出多個通孔及/或貫穿孔。
第11A~11F圖亦是比較使用非線性正光阻和使用非線性負光阻所形成的潛藏曝光點狀圖案。首先參見第11A圖，使用例如一或多次IL曝光在一非線性正光阻上產生第一潛藏曝光點狀圖案1100。該希白色部分是光阻的已曝光部分，陰影部分則是光阻的未曝光部分。在某些實施例中，例如使用四束式IL來創造此點狀圖案。在此實施例中，該些點經過光線曝光，然而在第10A和10D圖中這些點則未被曝光。在某些實施例中，該曝光所提供的光線低於非線性光阻的曝光臨界值。因此，若無進一步曝光，在顯影的時候，該光阻則會實質上是未曝光的。也可使用其他微影技術來創造該第一潛藏曝光圖案。在第11B圖所示的第二曝光過程中提供第二潛藏曝光圖案1130。類似地，第二曝光所提供的曝光低於該非線性光阻的曝光臨界值。然而，第一曝光和第二曝光的總合曝光量可能大於該非線性光阻的臨界值。因此，該光阻中經過兩次曝光的部分能被顯影。在第二曝光過程中可使用各種微影技術，例如OPL及/或電子束微影。第11C圖顯示經過曝光後處理之後所產生的圖案1105。在曝光後處理之後，該些白色部分已被顯影，而黑色部分則是未顯影部分，而在晶圓上留下多個孔的圖案。在某些實施例中，此多孔圖案亦可用來創造通孔及/或貫穿孔。
第11D圖顯示與第11A圖相同的潛藏曝光點狀圖案1100。然而，在此實施例中是使用非線性負光阻。在第11E圖的第二曝光過程中使用相同的第二潛藏曝光圖案1130來曝光該負光阻。第11F圖顯示經過曝光後處理之後所產生的圖案。第11F圖顯示獨特的點狀圖案1135。例如，可使用第11F圖中所顯示的該些點來創造晶圓上的接墊圖案。
第12A圖顯示使用例如IL曝光在一正光阻上產生潛藏曝光線條圖案105。潛藏曝光線條圖案105包含一組已曝光部分1205以及未曝光線條1210。第12B圖顯示使用第二微影技術進行第二曝光所形成一潛藏曝光圖案1215。根據一實施例，此曝光包含一個(多個)輔助特徵1220，而可用來在基材上創造出在其中一條線內具有一斷口的線條圖案。例如，可在OPL光罩上使用解析度增強技術，已提供該輔助特徵。光罩中的該奇特圖案可視為用來進行光學鄰近修正(optical proximity correction)的一種光學訣竅。在某些實施例中，例如，可在一OPL曝光中使用類似於第12B圖之潛藏曝光圖案的光罩。然而無法憑直覺得知的是，此類圖案提供如第12C圖所示之結果圖案的最佳化效果，第12C圖展現出兩次曝光結合後所獲得的線條圖案1230。線條圖案1230包括多條線條，並且在該中央線條1222中有一斷口1220，該斷口1220對齊第二潛藏曝光線條圖案105中的輔助特徵。可使用各種其他輔助特徵或解析度提升技術使最終圖案最佳化，及/或使該些角度最佳化。第13A~15C圖顯示可用於至少一曝光過程中之輔助特徵的各種其他範例。可使用參照第12A~12C圖所述的製程來創造出內連線及/或閘極層的多個部分。
第13A圖顯示使用例如一IL曝光在一正光阻上產生一潛藏曝光線條圖案105。該線條圖案包含一組已曝光部分1205和未曝光線條1210。第二曝光產生具有多個輔助特徵的第二潛藏曝光線條圖案1315，如第13B圖所示。在此實施例中，該些輔助特徵是設計用來為光阻提供進一步曝光，使得在兩線條之間產生一切口。在某些實施例中，例如，可在一OPL曝光中使用類似第13B圖之潛藏曝光圖案的光罩。使用該兩次曝光所形成的複合圖案1310顯示在第13C圖中。所產生的複合圖案1310包含多個線條1320，並且在兩線條1322、1324中包含多個間隙1330、1332。可使用各種其他輔助特徵在該些線條中創造出相同的切口。參照第13A~13C圖所述的製程可用來創造出例如內連線，及/或閘極層的多個部分。
第14A圖顯示使用例如IL曝光產生潛藏曝光線條圖案105的其他範例。該些已曝光部分1205為白色，而未曝光部分則是該些陰影部分1210。第二曝光產生具有多個輔助特徵的第二潛藏曝光線條圖案1415，如第14B圖所示。在此實施例中，該些輔助特徵是設計用來進一步曝光該光阻，以在單條線中產生一切口。注意到，對於該條即將被切的線條而言，該輔助特徵並非是對稱的。在某些實施例中，可在一OPL曝光中使用與第14B圖之潛藏曝光圖案類似的光罩。第14C圖中所示的複合線條圖案1410包含多個線條1420並且在一線條1422中有一斷口1430。可使用參照第14A~14C圖所述的製程來創造例如內連線及/或閘極層的多個部分。
第15A圖顯示使用例如一IL曝光產生潛藏曝光線條圖案105的另一範例。該些已曝光部分1205顯示為白色，該些未曝光部分則為陰影部分1210。第二曝光產生具有多個輔助特徵的第二潛藏曝光線條圖案，如第15B圖所示。在此實施例中，可使用相偏移光罩(PSM)1515來執行OPL。也可使用其他微影技術，以添加相位資訊至該曝光。相偏移光罩(PSM)1515可以是一種衰減式相偏移光罩(attenuated PSM)或交替式相位偏移光罩(alternating PSM)。相位偏移光罩控制著曝光基材及/或晶圓的光線相位，進而提供更清晰的強度對比。相位偏移光罩(PSM)不僅提供振幅資訊，還提供相位資訊至目標物。光罩允許光線以一相位通過區域1518，並且以另一相位通過區域1520。在某些實施例中，PSM可提供增大的聚焦深度。使用兩次曝光所形成的複合影像1510顯示於第15C圖中。在該些線條中的兩線條1522、1524具有間隙1530、1532。可使用參照第15A~15C所述的製程來創造例如內連線及/或閘極層的多個部分。
第16圖顯示描述一實施例的流程圖。晶圓、基材或任何其他目標物在步驟1605中進行曝光前處理。相關領域中的習知技術者將可認知到可在曝光前處理中執行各種製程。曝光前處理中可能包含各種步驟，例如，提供光阻、執行曝光前烘烤、執行各種退火步驟、使用任何沉積技術來施用光阻等等。接著在步驟1610可使用IL干涉儀。該IL曝光可以一線條圖案或一點狀圖案來曝光晶圓。在某些實施例中，IL曝光以曝光不足(underexpose)的方式來曝光晶圓的多個部分。在IL曝光之後，於步驟1615使用OPL來曝光該晶圓。在某些實施例中，OPL曝光可能包含具有或不具有多個輔助特徵的光罩。在某些實施例中，該光罩可能包括相位偏移光罩(PSM)。OPL曝光可能提供較高的曝光劑量給晶圓上該些在IL曝光過程中已經曝光的部分。在某些實施例中，來自IL曝光和OPL曝光的總合劑量可為晶圓上的光阻提供適當曝光。在OPL曝光之後，在步驟1620對晶圓進行曝光後處理。曝光後處理可能包括烘烤、退火、清潔、顯影、蝕刻、沖洗、冷凍等等。
第17圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其掉換OPL曝光1615和IL曝光1610的順序。
第18圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其具有第一曝光和第二曝光，該第一曝光包含步驟1630的EUV-IL曝光，以及該第二曝光包含OPL曝光。
第19圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其具有第一曝光和第二曝光，該第一曝光包含步驟1640的電子束微影曝光，以及第二曝光為IL曝光1615。在某些實施例中，可改進現行的電子束微影系統，使其包含一IL系統而可提供IL曝光。在不同的其他實施例中，可能使用IL干涉儀且利用一光組在晶圓上執行IL曝光。隨後將晶圓傳送至一電子束微影室。在某些實施例中，IL曝光可提供實質規則的線條圖案或點狀圖案，並且電子束曝光可提供例如輔助特徵、斷口、凸出部(tabs)、凸塊(bulges)、額外的曝光以增加線寬或間隔寬度、孔、通孔等等。
第20圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其具有第一曝光和第二曝光，該第一曝光包含步驟1650之具有極偶極曝光(extreme dipole exposure)的OPL，以及第二曝光包含OPL曝光1615。
第21圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其流程中包含做為第三曝光的電子束微影曝光步驟1640。當然，IL曝光1610、OPL曝光1615和電子束微影曝光1640的順序可以相反或是任意順序。然而，可在不偏離文中所述實施例之精神的情況下，使用任意種類的微影技術來執行任意次數的曝光。該些各種曝光中的一些曝光也可以曝光不足的方式來曝光目標物的多個部分。
第22圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其流程中具有第一曝光和第二曝光，該第一曝光包含步驟1650之具有極偶極曝光的OPL，以及第二曝光包含步驟1640的電子束微影曝光。當然，步驟1640的電子束微影曝光和步驟1650之具有極偶極曝光的OPL可以順序相反。
第23圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其流程中具有第一曝光和第二曝光，該第一曝光包含步驟1655的二束式IL曝光，以及第二曝光包含步驟1665的四束式IL曝光。在某些實施例中，二束式IL曝光可在光阻上提供由多個線條組成的圖案。四束式曝光可例如可在二束式曝光所提供的線條中，以規則的間隔來提供額外的曝光。該組合曝光可在線條中提供凸塊，如第37C圖所示。
第24圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其流程中具有第一曝光、第二曝光和第三曝光，該第一曝光包含步驟1655的二束式IL曝光，第二曝光包含步驟1660的三束式IL曝光，以及第三曝光包含步驟1665的四束式IL曝光。
第25圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其流程中具有第一曝光和第二曝光，該第一曝光包含步驟1655的四束式IL曝光，且第二曝光包含二束式IL曝光。
第26圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其流程中具有第一曝光和第二曝光，該第一曝光包含步驟1655的二束式IL曝光，且第二曝光包含與第一曝光正交(orthogonal)的另一個二束式IL曝光(步驟1670)。
第27圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其流程中具有第一曝光、第二曝光和第三曝光，該第一曝光包含步驟1655的二束式IL曝光，該第二曝光包含步驟1670的正交二束式IL曝光，以及第三曝光包括步驟1615的OPL曝光。
第28圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其流程中具有第一曝光、第二曝光和第三曝光，該第一曝光包含步驟1655的二束式IL曝光，該第二曝光包含步驟1670的正交二束式IL曝光，以及第三曝光包括步驟1640的電子束微影曝光。
第29圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其流程中具有第一曝光、第二曝光和第三曝光，該第一曝光包含步驟1655的二束式IL曝光，該第二曝光包含步驟1670的正交二束式IL曝光，以及第三曝光包括步驟1630的EUV-IL。
第30圖係根據另一實施例顯示類似於第16圖的流程圖，其流程中具有第一曝光、第二曝光和第三曝光，該第一曝光包含OPL曝光，該第二曝光包含步驟1655的二束式IL曝光，以及第三曝光包括步驟1670的正交二束式IL曝光。
雖然第16~30圖顯示使用各種曝光組合的製程流程圖，但並不只限於這些組合。還可在不偏離文中所述實施例之精神和範圍的情況下，使用各種微影技術的各種其他曝光組合。
此外，一些在第16~30圖所述的實施例中，可在該些曝光之間執行一些曝光後處理。例如，第16~30圖顯示了多個雙重或三重曝光製程。第44圖顯示一雙重圖案化製程，其類似於第16圖所示的雙重曝光製程。第45圖顯示具有微影冷凍步驟(litho-freezing)的雙重圖案化製程。此外，該些多個曝光可在單一個腔室或是不同的腔室中執行。在其他實施例中，可在多個曝光之間使用相對較小的間隔時間來執行該些曝光。例如，各個曝光之間的間隔可少於一小時或是在數分鐘以內。在其他實施例中，可在一段較長的時間之後執行曝光。例如，多個曝光之間可能會有數小時或數天的間隔時間。
第31A圖顯示使用例如IL曝光在正光阻上產生的潛藏曝光點狀圖案。可使用四束式IL來進行IL曝光。該些白色部分是光阻的已曝光部分，該些陰影部分則是光阻的未曝光部分。第31B圖顯示第二曝光具有三角形的潛藏曝光圖案。第31C圖顯示在光阻經過兩次曝光並且經過任何曝光後處理之後所產生的圖案。較大的三角形孔是來自於OPL曝光。
第32A圖案顯示例如使用正光阻來進行IL曝光所製造的潛藏曝光點狀圖案。可使用四束式IL或兩正交二束式曝光來造成IL曝光。第32B圖顯示出，第二曝光的潛藏曝光圖案提供具有L形的曝光圖案重疊在第一曝光的某些點上。第32C圖顯示根據一實施例，使用如第32A圖之IL曝光圖案以及第32B圖之第二曝光且藉由正光阻在基材上形成孔洞圖案。該些L形孔可包含一膜層中的接墊或電性連接部。
第33A圖示出使用例如IL配合正光阻所製造的第一潛藏曝光圖案。第33B圖顯示第二曝光圖案。舉例而言，可利用具有兩個十字型的OPL光罩執行OPL來產生第二曝光。在另一範例中，亦可使用電子束微影來產生第33B途中的潛藏十字圖案。第33C圖顯示使用正光阻且利用第33A-33B圖的曝光圖案在基材上產生孔洞圖案。
第34A圖顯示例如使用IL以及正光阻所產生的第一潛藏曝光圖案。根據一些實施例，可使用四束式干涉儀來創造該圖案。在其他實施例中，可使用在晶圓上形成兩正交路徑(pass)的二束式干涉儀來創造出該圖案。第34B圖顯示用於第二曝光的潛藏圖案。在一些實施例中，可使用具有兩個X形圖案的光罩執行OPL來產生此曝光。第34C圖顯示根據一實施例使用第34A的IL曝光圖案以及第34B圖的第二曝光在基材上形成的孔洞圖案。
第35A圖顯示使用例如IL以及正光阻所產生的第一潛藏曝光圖案。第35B圖顯示用於第二曝光的潛藏曝光圖案。在一些實施例中，可使澃有兩個X形圖案的光罩執行OPL來產生此曝光。第35C圖顯示根據一實施例使用第35A圖的IL線條圖案以及第35B圖的第二曝光在基材上所產生的孔洞圖案。
第36A圖顯示使用IL以及正光阻所製造的第一潛藏曝光圖案。第36B圖顯示使用可配合第36A圖之IL孔洞圖案來曝光基材的一組不同形狀圖案進行第二曝光而得的潛藏圖案。第36C圖顯示根據一實施例使用第36A圖中的IL線條圖案以及第36B圖之第二曝光在基材上產生的孔洞圖案。
第37A圖顯示使用例如IL曝光所製造的第一潛藏曝光圖案。第37B圖顯示使用具有輔助特徵且可配合第37A圖之IL線條圖案來曝光基材的第二曝光所產生的潛藏圖案。第37C圖顯示根據一實施例使用第37A圖的曝光以及第37B圖的第二曝光在基材上產生在多個線條中具有多個凸塊的複合圖案。舉例而言，可使用參照第37A至37C圖所述的製程來創造出接墊(landing pad)。
第38A至38H顯示可使用二束式系統在基材上創造出來的各種潛藏影像和圖案。第38A圖顯示使用例如第一IL曝光在基材最左邊的三分之一處產生水平線條圖案構成的第一潛藏曝光圖案。第38B圖顯示根據一實施例使用第38A圖的IL曝光在基材上形成的圖案。第38C圖顯示使用例如第一IL曝光在基材中央三分之一處產生水平線條圖案構成的潛藏曝光圖案。第38D圖顯示根據一實施例使用第38A和38C圖的IL曝光在基材上形成的圖案。第38E圖顯示在基材中央三分之一處製造由垂直線條圖案構成的另一潛藏曝光圖案，其與第38C圖的圖案成垂直。第38F圖顯示所產生的IL曝光。第38G圖顯示使用例如第四IL曝光在基材最右方的三分之一處製造由水平線條圖案所構成的潛藏曝光圖案。第38H圖顯示根據一實施例利用第38A、38C、38E和38G的IL曝光在基材上產生的圖案。舉例而言，可使用參照第38A至38H圖所述的製程來製造DRAM及/或快閃層(flash layer)。
第39A圖顯示可利用本文中所述實施例來創造各種半導體特徵的影像。第39B圖顯示例如使用二束式曝光所產生的潛藏曝光圖案。第39C圖顯示配合第39B圖之IL線條圖案對基材進行第二曝光的潛藏曝光圖案。舉例而言，可使用四束式IL來提供第二曝光。第39D圖顯示根據一實施例利用第39B的曝光以及第39C的第二曝光在基材上形成具有多個凸塊的複合圖案。例如，可使用四束式IL來產生第二曝光。在某些實施例中，線條中的凸塊可形成接墊，以供後續通孔(vias)接合其上。在此類實施例中，比起沒有接墊而必須達成完美對準的情況而言，這些接墊容許某些程度的錯位(misalignment)並且提供更高的產率。舉例而言，第39A至39C圖可用來創造接墊。
第40A圖顯示具有多膜層之SRAM晶胞的影像。可利用文中所述的不同實施例來創造出任何一層SRAM晶胞膜層的線條圖案。第40B至40C圖顯示可用來製造此影像中具有多個特徵之閘極層的光微影步驟。第40B圖顯示使用例如IL曝光來製造一潛藏曝光圖案。第40C圖顯示在第二曝光過程中創造出的潛藏曝光圖案，以配合第40B圖的IL線條圖案。第40D圖顯示根據一實施例使用第40B圖的曝光和第40C圖的第二曝光所形成的複合圖案，該複合圖案對應於第40A圖之閘極層。例如，第40A至40C圖可用來創造閘極層的內連線及/或多個部位。
第43圖顯示類似第16圖之雙重曝光製程的更詳細流程圖。在步驟4305中，在基材及/或裝置層上沉積一硬遮罩層。隨後在步驟4310中，沉積光組在該硬遮罩層。在某些實施例中，可在各個沉積步驟之前、之後及/或各個沉積步驟之間執行曝光前烘烤。接著在步驟1610執行IL曝光，隨後於步驟1615執行OPL曝光。在曝光之後，於步驟4315顯影光阻。顯影後，接著於步驟4320蝕刻(乾蝕刻或濕蝕刻)該下方膜層，硬遮罩層及/或裝置層。亦可在蝕刻硬遮罩之前，先執行曝光後烘烤。雖然是參照使用IL和OPL曝光的第16圖來說明這些細節內容，但是也可毫無侷限地應用第17至30圖中所顯示和描述的任一流程。
第44圖係根據一實施例顯示雙重圖案化製程的流程圖。在此實施例中，於步驟4305和4310中沉積一硬遮罩和第一光阻。接著在步驟1610執行IL曝光。然後在步驟4405顯影該第一光阻，並且接著於步驟4410執行蝕刻製程(乾或濕蝕刻)以蝕刻下方膜層，例如硬遮罩及/或裝置層。在某些實施例中，可在顯影之後，蝕刻之前，執行烘烤或退火。在步驟4415沉積第二光阻。接著於步驟1615使用OPL來曝光第二光阻。然後，於步驟4420顯影第二光阻，之後於步驟4425執行蝕刻製程(乾或濕蝕刻)來蝕刻下方膜層，例如硬遮罩及/或裝置層。雖然是參照使用IL和OPL曝光的第16圖來說明這些細節內容，但是也可毫無侷限地應用第17至30圖中所顯示和描述的任一流程。
第45圖顯示根據某些實施例使用微影-冷凍技術的雙重圖案化製程。在此實施例中，於步驟4305和4310沉積一硬遮罩和第一光阻。接著在步驟1610執行IL曝光。然後在步驟4405顯影該第一光阻。在顯影第一光阻之後，接著於步驟4505冷凍該第一光阻，使得第一光阻不會對第二曝光感光。該冷凍步驟(freezing)可能是一溫度固化步驟(thermal curing)及/或塗覆冷凍材料。冷凍之後，於步驟4415沉積第二光阻。接著於步驟1615使用OPL來曝光第二光阻。然後，於步驟4420顯影第二光阻，之後於步驟4425執行蝕刻製程(乾或濕蝕刻)來蝕刻下方膜層，例如硬遮罩及/或裝置層。雖然是參照使用IL和OPL曝光的第16圖來說明這些細節內容，但是也可毫無侷限地應用第17至30圖中所顯示和描述的任一流程。
在某些實施例中，冷凍一光阻可能包括以化學冷凍材料覆蓋住第一光阻中已顯影的圖案，化學冷凍材料包括能避免第二微影製程損害該光阻的冷凍劑。在某些實施例中，冷凍劑可能包括樹脂、交聯劑(crosslinker)及/或一鑄膜溶劑(casting solvent)。
以根據多個實施例來敘述數種多重曝光微影系統及/或方法。在某些實施例中，可使用具有劑量臨界值的光阻。此劑量臨界值定義為能適當曝光及顯影光阻所需要的光線量。在某些實施例中，例如，第一曝光以及第二曝光兩者所提供的劑量少於該光阻的劑量臨界值；然而，總合的劑量可能大於該劑量臨界值。在其他實施例中，該些曝光的其中一次曝光所提供的劑量大於劑量臨界值，並且另一次曝光所提供的劑量小於該劑量臨界值。在又其他實施例中，第一曝光和第二曝光兩者所提供的劑量各自大於劑量臨界值。
干涉微影
第41圖顯示根據一實施例之干涉微影系統4100的方塊圖。雷射102產生一同調光束，該同調光束在一光束分裂器(splitter)104處分裂成兩光束。雷射102例如可能包含一準分子雷射。也可使用各種其他光源，例如配有濾波器的LED寬頻譜光源等等。其他光源可能包含來自氣體填充燈(gas-charged lamp)的紫外光源，例如汞燈的g線(436奈米)和i線(365奈米)，或是來自磁電管或錫電漿(Tin plasma)且波長為13.5奈米的極紫外光。
準分子雷射可能產生各種紫外光波長的光線。舉例而言，準分子雷射可能包括產生光線波長為126奈米的氬氣雷射(Ar2 )、光線波長為146奈米的氪氣雷射(Kr2 )、光線波長為157奈米的氟雷射(F2 )、光線波長為172或175奈米的氙氣雷射(Xe2 )、光線波長為193奈米的ArF雷射、光線波長為248奈米的KrF雷射、光線波長為282奈米的XeBr雷射、光線波長為308奈米的XeCl雷射、光線波長為351奈米的XeF雷射、光線波長為222奈米的KrCl雷射、光線波長為259奈米的氯氣雷射(Cl2 )，或光線波長為337奈米的氮氣雷射(N2 )。在不偏離本文揭露內容範圍的情況下，意可使用其他光譜頻帶的各種其他雷射。以下將使用可產生193奈米之光線的ArF準分子雷射來說明文中的多個實施例。
使用兩鏡子108和109將光束分裂器104產生的兩光束反射朝向一目標物114。在沒有基材或其他材料的情況下，目標物114可能是一製程夾盤。該目標物可用來固持一基材或其他材料。光束分裂器104可能包括任何光線分裂元件，例如稜鏡或繞射光柵。該兩光束在目標物114處發生建設性和破壞性干涉，而在目標物114處創造出干涉圖案。干涉圖案的位置取決於該兩光束的相差。角度θ是一光束相對於目標物114之法線的入射角。角度2θ則是在基材處兩光束之間的角度。
可沿著各個光束路徑設置空間濾波器(Spatial filter)112。這些空間濾波器112可擴展光束而在一大面積上提供均勻的劑量。此外，可使用空間濾波器112來移除光束中的空間頻率雜訊。由於可能有相對較長的傳播距離(~1公尺)以及在空間濾波器之後沒有額外的光學裝置，因此在基材處的光束干涉作用可能精確地趨近於球形。在兩光束的整個光學路徑中可能使用其他的光學元件。
可藉著該些光束的相對相位來判斷出干涉條紋(interference fringe)的空間位置，其使得這類的干涉儀對於兩臂之間的路徑長度差距極為靈敏。基於此原因，可在干涉微影系統4100的一臂中合併使用一相差感測器122和一波克斯盒(Pockels cell)111。相差感測器122可能包括另一個光束分裂器118和兩個光二極體(photodiode)121。光二極體121上的強度微變化可能轉換成相差。之後可在波克斯盒111處調整該相差。在沒有波克斯盒111的一臂中可使用一可變式衰減器(variable attenuator)106，以平衡通過波克斯盒111造成的任何功率損失。
波克斯盒111可能包括任何含有光折射光電晶體(photo refractive electro-optic crystal)及/或壓電元件的裝置，該壓電元件能回應所施加的電壓來改變光束的偏極化及/或相位。藉著回應施加電壓來改變波克斯盒的折射係數可以改變相位。當將一電壓施加於此晶體時，可改變光束的相位。在某些波克斯盒中，可利用例如下列方程式來計算產生特定相位變化Φ所需要的電壓(V)：
其中，是二分之一波長的電壓，其取決於光束通過波克斯盒的波長λ。波克斯盒可能包括例如鉍和鍺的氧化物，或是鉍和矽的氧化物。最重要地，波克斯盒可能包括在施加電壓的情況下能調整光線相位的任何裝置或材料。
可使用能改變通過光學元件之光學路徑距離的光學元件來取代波克斯盒。藉著旋轉光學元件或是收縮光線元件的寬度可改變通過光學元件的光學路徑距離。可使用機械裝置或壓電元件(piezoelectrics)來改變光學路徑距離。為了產生180°的相差，舉例來說，可藉著下列公式來獲得該光學元件應增加的光學路徑距離：
其中，n是該光學元件的折射係數。因此，藉著旋轉光學元件或收縮來改變距離都是通過該光學元件之光束波長的分數(fraction)。
在各種實施例中，第一次曝光和第二次曝光之間的相差不一定要180°。例如，在三次曝光之間可以使用121°的相差。此外，在四次曝光之間可使用90°的相差。在其他實施例中，可在不同的曝光之間使用各種其他相差，以改變非線性光阻之已曝光部分的配置定位或寬度。
波克斯盒可用來對準干涉儀中兩光束的相位，以及調整兩光束之間的相差，使得兩光束具有180°的顛倒相位。
第1B圖顯示利用第41圖之干涉微影設備4100在目標物114的表面上產生由間隔120(曝光處)和線條110(未曝光處)所構成之潛藏曝光圖案105的實際影像或潛藏影像。「潛藏」意指光阻上的圖案已接受過輻射而發生化學反應，但尚未在溶液中顯影以移除正光阻的已曝光區域。該些線條110具有實質相等的寬度。該些間隔120的寬度可能等於或不等於該些線條110的寬度。
如第1B圖所示，間距(pitch)是線寬110和間隔寬度120的總合。最小二分之一間距(minimum HP)是可利用投射光學曝光設備以一預定波長λ和數值孔徑(NA)所能解晰的間距測量值。最小二分之一間距(HP)可由下列公式來表示：
其中NA是微影工具中之投射鏡的數值孔徑，n1 是介於基材和光學投射系統中最後一個元件間之介質的折射係數，以及k1 是雷利常數(Rayleigh's constant)。某些目前用於微影技術中的光學投射系統是使用空氣，因此n1 =1。對於液體浸潤式微影系統(liquid immersion microlithographic systems)，n1 ＞1.4。當n1 =1，HP可表示成：
使用ArF準分子雷射時，波長λ是193奈米。最小的k1 值約為0.28，並且NA可能近乎1。因此，使用此一系統所能達到的最小HP可能約為54奈米，並且經常被稱為雷利極限值。採用如浸潤式微影這類技術的其他系統可能達到接近32奈米的HP。多個實施例可能提供少於32奈米的HP。
在另一實施例中，目標物114包括具有非線性、超線性(super-linear)或無記憶(memoryless)性質的光阻。此類光阻可能具有有限的反應期(limited response period)。該光阻可能是一熱光阻(thermal photoresist)。不講求完全同義，在本案揭示的內容全文中，無記憶性光阻、非線性光阻、超線性光阻以及熱光阻可互換使用。此類光阻可廣泛地描述為只要沒有能量超過一臨界值並且在該些曝光之間具有一段時間(或是有足夠的冷卻時間)，則該光阻就不會累積(integrate)連續多次曝光的能量。此外，只要入射光超過一臨界值，非線性光阻可能只累積入射光的能量。
使用如第41圖之干涉儀入射在目標物114的光線強度I 12 可寫成下式：
其中，I 1 和I 2 是來自干涉儀之第一和第二臂的光線強度，和是與入射光有關的第一和第二電場，以及k1 和是各自的波動向量(wave vector)。再者，是位置向量，ΔΦ是兩入射光束的相差。當餘弦(cosine)項等於零，可得到強度最大值：
一種二束干涉圖案可能包含一組線條和一組間隔，並且當使用正光阻時，該些線條是光阻的未曝光處且該些間隔是光阻的已曝光處；若使用負光阻則是反過來。藉著小心控制兩入射光束之間的相差，使得第二曝光使用的相位與第一相位相差約180度，干涉儀可以多個實質平行的線條來曝光目標物的表面。
電子束微影
第42圖顯示可用於某些實施例中的電子束設備4200之示意圖。圖中顯示電子來源或電子槍4205設置在一真空腔室4220內之目標物4230的上方。目標物可能包括具有任意數目之附著物(label，例如一光阻層)的基材。目標物可放置在一機械桌台4235上。電子來源4205可例如是鎢熱離子來源(tungsten thermionic source)、LaB6 來源、冷場發射器(cold field emitter)或熱場發射器。也可包含各種電子光學裝置，例如一或多個透鏡、一電子束偏向器4215、一用以開關電子束的阻斷器4210、用以修正電子束中任何散光的散光相差補償器(stigmator)、幫助界定電子束的孔徑、用以使電子束集中成縱排的對準系統，及/或輔助聚焦及鎖定樣本上之記號的電子偵測器。
電子束設備4200可包含一電子偏向器4215以使電子束掃描整個目標物4230。電子束偏向器4215可能是磁性或靜電性的。在某些實施例中，可使用多個線圈或多個板來磁性或靜電性地偏轉電子束。例如，可在電子束周圍設置四個偏向器，以使電子束能夠偏轉而朝向目標物4230上的多個位置。
電子束設備4200亦可包含多個電子束阻斷器(beam blanker)4210，用以開啟或關閉電子束。電子束阻斷器4210可能包含多個靜電偏向板，可使電子束偏離目標物4230。在某些實施例中，其中一個或該些偏向板可連接一放大器且具有一快速響應時間。為了關閉電子束，可在該些板上施加一電壓，而使電子束偏離軸。
可使用電腦4250或任何其他處理機器來指揮電子束的控制動作。電腦4250可接收任何來源的光罩資料4255。光罩資料4255描述電子束所欲入射的座標。電腦4250可使用光罩資料4255來控制電子束偏向器4215、電子束阻斷器4210及/或機械驅動裝置4260，該機械驅動裝置連接至機械桌台4235。訊號可傳送至電子束偏向器4215以控制電子束的偏轉方向，使電子束指在桌台上的特定位置。可使用桌台位置監視器4270來偵測機械桌台的相對位置，並且通知電腦。
102．．．雷射
104、118．．．光束分裂器
105、130、230、330、430、530、630．．．潛藏曝光圖案
106．．．可變式衰減器
108、109．．．鏡子
110、410、610．．．線條
111．．．波克斯盒
112．．．空間濾波器
114．．．目標物
120、420、620．．．間隔
121．．．光二極體
122．．．相差感測器
140．．．白色部分
155．．．已曝光部分
160．．．未曝光部分
170、270、370、470、570、670、770．．．複合圖案
310．．．主動區域
510、525．．．接觸墊
705．．．潛藏曝光點狀圖案
720．．．白色部分
725．．．陰影部分
730、830、1030、1130．．．第二潛藏曝光圖案
870、970、1105、1005、1050．．．圖案
905．．．IL圖案
980．．．複合影像
1000、1100．．．第一潛藏曝光點狀圖案
1135．．．點狀圖案
1205．．．已曝光部分
1210．．．未曝光線條
1215．．．潛藏曝光圖案
1220．．．輔助特徵
1222．．．中央線條
1230．．．線條圖案
1310．．．複合圖案
1315．．．第二潛藏曝光線條圖案
1320、1322、1324．．．線條
1330、1332．．．間隙
1410．．．複合線條圖案
1415．．．第二潛藏曝光線條圖案
1420、1422．．．線條
1430．．．斷口
1510．．．複合影像
1515．．．相偏移光罩
1518、1520．．．相位通過區域
1522、1524．．．線條
1530、1532．．．間隙
1605、1610、1615、1620、1630、1640、1650．．．步驟
1655、1660、1665、1670．．．步驟
4100．．．干涉微影系統
4200．．．電子束設備
4205．．．電子來源/電子槍
4210．．．電子束阻斷器
4215．．．電子束偏向器
4220．．．真空腔室
4230．．．目標物
4235．．．機械桌台
4250．．．電腦
4255．．．光罩資料
4260．．．機械驅動裝置
4270．．．桌台位置監視器
4305、4310、4315、4320．．．步驟
4405、4410、4415、4420、4425、4505．．．步驟
可參閱附圖和說明書的其他部分而更加了解文中所述實施例的本質與優點，其中係以相似的元件符號來表示該些附圖中的相似部件。在某些情況下，元件符號具有下標示並且跟在連字號之後，以代表多個相似部件的其中一員。而當元件符號沒有特別註明下標示時，則是代表全部的此類相似部件。
第1A圖顯示可使用某些實施例所能達成的各種半導體特徵影像。
第1B圖顯示根據一實施例使用干涉微影(IL)曝光所製造的第一潛藏曝光圖案。
第1C圖顯示根據一實施例使用第二微影技術所製造的第二潛藏曝光圖案。
第1D圖顯示根據一實施例使用第1B圖的曝光及第1C圖的第二曝光在一基材上形成的複合圖案。
第2A圖顯示根據一實施例使用例如IL曝光所製造的第一潛藏曝光圖案。
第2B圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第2A圖之IL線條圖案所產生的第二潛藏曝光圖案。
第2C圖顯示根據一實施例使用第2A圖之曝光以及第2B圖之第二曝光在基材上創造出不同孔洞尺寸圖案而形成複合圖案。
第3A圖顯示根據一實施例使用例如IL曝光所產生的第一潛藏曝光圖案。
第3B圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第3A圖之IL線條圖案所產生的第二潛藏曝光圖案。
第3C圖顯示根據一實施例使用第3A圖之曝光以及第3B圖之第二曝光而形成在基材上的複合圖案。
第4A圖顯示根據一實施例使用例如IL曝光所產生的第一潛藏曝光圖案。
第4B圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第4A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第4C圖顯示根據一實施例使用第4A圖之曝光和第4B圖之第二曝光在基材上創造不同線寬而形成的複合圖案。
第5A圖顯示根據一實施例使用例如IL曝光所製造的第一潛藏曝光圖案。
第5B圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第5A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第5C圖顯示根據一實施例使用第5A圖之曝光和第5B圖之第二曝光在基材上創造出坐落在線上的接墊而形成複合圖案。
第5D圖顯示根據一實施例使用例如IL曝光所產生的第一潛藏曝光圖案。
第5E圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第5A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第5F圖顯示根據一實施例使用第5A圖之曝光和第5B圖之第二曝光在基材上創造出坐落於線上的接墊而形成複合圖案。
第6A圖顯示根據一實施例使用例如IL曝光所產生的第一潛藏曝光圖案。
第6B圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第6A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第6C圖顯示根據一實施例使用第6A圖之曝光和第6B圖之第二曝光在基材上創造出相同線寬但不同間隔的線條而形成複合圖案。
第7A圖顯示根據一實施例使用例如IL曝光所產生的第一潛藏曝光圖案。
第7B圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第7A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第7C圖顯示根據一實施例使用第7A圖之曝光和第7B圖之第二曝光創造出孔洞圖案而在基材上形成複合圖案。
第8A圖顯示根據一實施例在一正光阻上使用例如IL曝光產生的第一潛藏曝光圖案。
第8B圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第8A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第8C圖顯示根據一實施例使用一正光阻藉由第8A圖之曝光和第8B圖之第二曝光在基材上創造出具有斷口的線條而形成複合圖案。
第9A圖顯示根據一實施例在一負光阻上使用IL曝光產生的第一潛藏曝光圖案。
第9B圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第9A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第9C圖顯示根據一實施例使用一負光阻藉由第9A圖之IL線條圖案和第9B圖之第二曝光在基材上形成複合圖案。
第10A圖顯示根據一實施例使用正光阻以及IL曝光產生的第一潛藏曝光圖案。
第10B圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第10A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第10C圖顯示根據一實施例使用正光阻藉由第10A圖之IL線條圖案和第10B圖之第二曝光在基材上產生孔洞圖案。
第10D圖顯示根據一實施例使用負光阻以及IL曝光產生的第一潛藏曝光圖案。
第10E圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第10D圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第10F圖顯示根據一實施例使用負光阻藉由第10D圖之IL線條圖案和第10E圖之第二曝光在基材上產生孔洞圖案。
第11A圖顯示根據一實施例使用非線性正光阻以及IL曝光產生的第一潛藏曝光圖案。
第11B圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第11A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第11C圖顯示根據一實施例使用非線性正光阻藉由第11A圖之IL線條圖案和第11B圖之第二曝光在基材上產生孔洞圖案。
第11D圖顯示根據一實施例在非線性負光阻上使用IL曝光產生的第一潛藏曝光圖案。
第11E圖顯示根據一實施例使用第二微影技術配合第11D圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第11F圖顯示根據一實施例使用非線性負光阻藉由第11D圖之IL線條圖案和第11E圖之第二曝光在基材上產生孔洞圖案。
第12A圖顯示根據一實施例在正光阻上使用IL曝光產生的第一潛藏曝光圖案。
第12B圖顯示根據一實施例使用包含輔助特徵的第二微影技術配合第12A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第12C圖顯示在基材上根據一實施例所做的複合圖案。
第13A圖顯示根據一實施例使用IL曝光產生的第一潛藏曝光圖案。
第13B圖顯示根據一實施例使用包含輔助特徵的第二微影技術配合第13A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第13C圖顯示根據一實施例使用第13A圖之曝光和第13B圖之第二曝光在基材上產生具有兩個線條斷口的複合圖案。
第14A圖顯示根據一實施例使用例如IL曝光產生的第一潛藏曝光圖案。
第14B圖顯示根據一實施例使用包含輔助特徵的第二微影技術配合第14A圖之IL線條圖案產生第二潛藏曝光圖案。
第14C圖顯示根據一實施例使用第14A圖之曝光和第14B圖之第二曝光在基材上形成具有單個線條斷口的複合圖案。
第15A圖顯示根據一實施例使用正光阻以及IL曝光產生的第一潛藏曝光圖案。
第15B圖顯示根據一實施例之具有輔助特徵的OPL相偏移光罩(PSM)，用以配合第15A圖之IL線條圖案來曝光基材。
第15C圖顯示根據一實施例使用第15A圖之曝光和第15B圖之第二曝光在基材上形成的複合圖案。
第16圖顯示根據一實施例使用具有IL曝光和OPL曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第17圖顯示根據一實施例使用具有OPL曝光和IL曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第18圖顯示根據一實施例使用具有EUV-IL光曝光和OPL曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第19圖顯示根據一實施例使用具有電子束微影曝光和IL曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第20圖顯示根據一實施例利用極偶極曝光來模擬干涉的OPL曝光和OPL修剪曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第21圖顯示根據一實施例使用具有IL曝光、OPL曝光和電子束微影曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第22圖顯示根據一實施例使用具有極偶極的OPL曝光和電子束微影曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第23圖顯示根據一實施例使用具有二束IL曝光和四束式IL曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第24圖顯示根據一實施例使用具有二束IL曝光、三束式IL曝光和四束式IL曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第25圖顯示根據一實施例使用具有四束式IL曝光和二束IL曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第26圖顯示根據一實施例使用具有二束IL曝光和正交二束IL曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第27圖顯示根據一實施例利用具有二束IL曝光、正交二束IL曝光和OPL曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第28圖顯示根據一實施例利用具有二束IL曝光、正交二束曝光和電子束微影曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第29圖顯示根據一實施例使用具有二束IL曝光、正交二束曝光和EUV-IL曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第30圖顯示根據一實施例使用具有OPL曝光、二束IL曝光和正交二束曝光之干涉輔助式微影(IAL)技術的方法流程圖。
第31A圖顯示根據一實施例使用IL曝光和正光阻所製造的第一潛藏曝光圖案。
第31B圖顯示根據一實施例配合第31A圖之IL線條圖案用來曝光基材的第二潛藏曝光圖案，第二潛藏曝光圖案包含兩個三角形。
第31C圖顯示根據一實施例以正光阻使用第31A圖之IL線條圖案和第31B圖之第二曝光而在基材上產生孔洞圖案。
第32A圖顯示根據一實施例使用IL曝光和正光阻所製造的第一潛藏曝光圖案。
第32B圖顯示根據一實施例配合第32A圖之IL線條圖案用來曝光基材的第二潛藏曝光圖案，第二潛藏曝光圖案包含兩個L形圖形。
第32C圖顯示根據一實施例以正光阻使用第32A圖之IL線條圖案和第32B圖之第二曝光而在基材上產生孔洞圖案。
第33A圖顯示根據一實施例使用IL曝光和正光阻所製造的第一潛藏曝光圖案。
第33B圖顯示根據一實施例配合第33A圖之IL線條圖案用來曝光基材的第二潛藏曝光圖案，第二潛藏曝光圖案包含兩個十字圖形。
第33C圖顯示根據一實施例以正光阻使用第33A圖之IL線條圖案和第33B圖之第二曝光而在基材上產生孔洞圖案。
第34A圖顯示根據一實施例使用IL曝光和正光阻所製造的第一潛藏曝光圖案。
第34B圖顯示根據一實施例配合第34A圖之IL線條圖案用來曝光基材的第二潛藏曝光圖案，第二潛藏曝光圖案包含兩個x圖形。
第34C圖顯示根據一實施例以正光阻使用第34A圖之IL線條圖案和第34B圖之第二曝光而在基材上產生孔洞圖案。
第35A圖顯示根據一實施例使用IL曝光和正光阻所製造的第一潛藏曝光圖案。
第35B圖顯示根據一實施例配合第35A圖之IL線條圖案用來曝光基材的第二潛藏曝光圖案，第二潛藏曝光圖案包含一系列線條。
第35C圖顯示根據一實施例以正光阻使用第35A圖之IL線條圖案和第35B圖之第二曝光而在基材上產生孔洞圖案。
第36A圖顯示根據一實施例使用IL曝光和正光阻所製造的第一潛藏曝光圖案。
第36B圖顯示根據一實施例配合第36A圖之IL線條圖案用來曝光基材的第二潛藏曝光圖案，第二潛藏曝光圖案包含一系列不同形狀的圖形。
第36C圖顯示根據一實施例以正光阻使用第36A圖之IL線條圖案和第36B圖之第二曝光而在基材上產生孔洞圖案。
第37A圖顯示根據一實施例使用例如IL曝光所製造的第一潛藏曝光圖案。
第37B圖顯示根據一實施例，配合第37A圖之IL線條圖案使用且利用包含輔助特徵之第二微影技術所產生的第二潛藏曝光圖案。
第37C圖顯示根據一實施例使用第37A圖之曝光和第37B圖之第二曝光而在基材上產生具有位於線條上之凸塊的複合圖案。
第38A圖顯示根據一實施例使用例如第一IL曝光而在基材最左方的三分之一處製造出具有水平線條圖案的第一潛藏曝光圖案。
第38B圖顯示根據一實施例使用第38A圖之IL曝光在基材上所產生的圖案。
第38C圖顯示根據一實施例使用例如第二IL曝光而在基材的中央三分之一處製造出具有水平線條圖案的潛藏曝光圖案。
第38D圖顯示根據一實施例使用第38A和38B圖之IL曝光在基材上所產生的圖案。
第38E圖顯示根據一實施例使用例如第三IL曝光而在基材的中央三分之一處製造出具有垂直線條圖案的潛藏曝光圖案。
第38F圖顯示根據一實施例使用第38A、38C和38E圖之IL曝光在基材上所產生的圖案。
第38G圖顯示根據一實施例使用例如第四IL曝光而在基材最右方的三分之一處製造出具有水平線條圖案的潛藏曝光圖案。
第38H圖顯示根據一實施例使用第38A、38C、38E和38G圖之IL曝光在基材上所產生的圖案。
第39A圖顯示使用某些實施例所能達成的各種半導體特徵的影像。
第39B圖顯示根據一實施例使用IL曝光所製造的潛藏曝光圖案。
第39C圖顯示根據一實施例配合第39B圖之IL線條圖案用來曝光基材的第二潛藏曝光圖案。
第39D圖顯示根據一實施例使用第39B圖之曝光以及第39C圖之第二曝光在基材上形成具有多個凸塊之主動層的複合圖案。
第40A圖顯示使用某些實施例所能達成的各種半導體特徵的影像。
第40B圖顯示根據一實施例使用IL曝光所製造的潛藏曝光圖案。
第40C圖顯示根據一實施例配合第40B圖之IL線條圖案用來曝光基材的第二潛藏曝光圖案。
第40D圖顯示根據一實施例使用第40B圖之曝光以及第40C圖之第二曝光在基材上形成相當於第40A圖之閘極層的複合圖案。
第41圖顯示根據一實施例之干涉微影系統的方塊圖。
第42圖顯示根據一實施例之電子束設備圖。
第43圖顯示使用第16圖所示兩次沉積之雙重曝光製程的流程圖。
第44圖顯示使用第16圖所示兩次沉積之雙重圖案化製程的流程圖。
第45圖顯示使用第16圖所示兩次沉積之微影-冷凍製程的流程圖。
1050．．．圖案

Claims (9)

  1. 一種用來曝光一晶圓的微影系統，該微影系統包括：一第一曝光圖案，該第一曝光圖案包含多個實質平行線；一四束式干涉微影干涉儀，該四束式干涉微影干涉儀用以根據該第一曝光圖案對該晶圓進行一第一曝光，其中該第一曝光圖案設計用以在該多個實質平行線處曝光該晶圓，且其中該第一曝光提供一第一劑量至該晶圓；以及一第二曝光圖案，該第二曝光圖案具有一輔助特徵，該輔助特徵可用來在基材上創造出一線條圖案，其中該線條圖案之一條線內具有一斷口；一微影掃描儀，用以根據該第二曝光圖案對該晶圓進行一第二曝光，其中該第二曝光提供一第二劑量至該晶圓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該第二掃描儀包含一光學微影掃描儀，其係設計以曝光不足的方式來曝光該晶圓的至少一部分。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該干涉儀設計用以在該第一曝光和該第二曝光至少其中一者的過程中以曝光不足的方式來曝光該晶圓的至少一部分。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，更包括一腔室，其中在該腔室內容納該四束式干涉微影干涉儀和該微影掃描儀兩者。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之系統，更包括一第一腔室和一第二腔室，其中該四束式干涉微影干涉儀容納在該第一腔室中，以及該微影掃描儀容納在該第二腔室中。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該微影掃描儀選自於由光學微影掃描儀、電子束掃描儀、極紫外光掃描儀和干涉微影掃描儀所構成的群組中。
  7. 一種圖案化一晶圓的方法，包括：沉積手段，用以在該晶圓上沉積一光阻；第一微影手段，用以使用四束式干涉微影且根據一第一曝光圖案對該晶圓進行一第一曝光，其中該第一曝光圖案包含多個點，該多個點陣列在該晶圓的表面，其中該曝光圖案設計成在該多個點處曝光該晶圓，並且其中該第一曝光提供一第一劑量至該晶圓；第二微影手段，用以根據一第二曝光圖案對該晶圓進行一第二曝光，其中該第二曝光圖案具有一輔助特徵，該輔助特徵可用來在基材上創造出一線條圖案，其中該線條圖案之一條線內具有一斷口；且其中該第二曝 光提供一第二劑量至該晶圓；以及顯影手段，用以顯影該晶圓，以移除該光阻的多個部分。
  8. 一種曝光一晶圓的方法，包括：使用干涉微影根據一第一曝光圖案對該晶圓進行一第一曝光，其中該第一曝光圖案包含多個第一實質平行線，其中該曝光圖案設計在該多個實質平行線處曝光該晶圓，並且其中該第一曝光提供一第一劑量至該晶圓；以及使用干涉微影根據一第二曝光圖案對該晶圓進行一第二曝光，其中該第二曝光圖案具有一輔助特徵，該輔助特徵可用來在基材上創造出一線條圖案，其中該線條圖案之一條線內具有一斷口；其中該第二曝光圖案包含多個第二實質平行線，其中該多個第二實質平行線實質垂直於該多個第一實質平行線，其中該曝光圖案設計在該多個實質平行線處曝光該晶圓，且其中該第二曝光提供一第二劑量至該晶圓。
  9. 一種圖案化一晶圓的方法，包括：沉積一硬遮罩層在該晶圓上；沉積一第一光阻層在該硬遮罩層上；以包含一第一圖案的一第一曝光來曝光該第一光阻； 顯影該第一光阻；蝕刻下方的該硬遮罩層，以將該第一圖案轉移至該硬遮罩層；沉積一第二光阻層在該硬遮罩層上；以包含一第二圖案的一第二曝光來曝光該第二光阻，其中該第二圖案具有一輔助特徵，該輔助特徵可用來在基材上創造出一線條圖案，其中該線條圖案之一條線內具有一斷口；顯影該第二光阻；以及蝕刻下方的該硬遮罩層，以將該第二圖案轉移至該硬遮罩層。
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