TWI502274B - 雙重曝光製程之光罩組及其形成方法 - Google Patents

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Cheng Te Wang
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雙重曝光製程之光罩組及其形成方法
本發明係相關於一種用於雙重曝光製程之光罩組之通孔圖樣，尤指一種於角落具有截角之通孔圖樣。
在積體電路之設計及製造過程中，光罩設計是不可欠缺的一個流程。光罩設計係根據積體電路之電路設計而產生相對應之通孔圖樣陣列，再將通孔圖樣陣列形成於光罩上，進而於積體電路之製造過程中利用光罩對晶圓表面進行曝光顯影。然而，積體電路之積集度越來越高且其製程要求越來越精密，現有曝光顯影機台所提供之光線波長有其極限，假若光罩上之通孔圖樣太接近，將會造成晶圓表面上曝光顯影之圖樣無法清楚顯影出來，進而使得製作之積體電路產生缺陷。
本發明提供一種用於雙重曝光製程之光罩組包含一第一光罩，其具有一第一組通孔圖樣，及一第二光罩，其具有一第二組通孔圖樣。該第一組通孔圖樣包含至少二通孔圖樣，沿一對角方向設置，且二該通孔圖樣分別具有至少一截角。該第一組通孔圖樣及該第二組通孔圖樣係於水平及垂直方向相互交錯排列。
本發明另提供一種利用雙重曝光製程之光罩組於一晶圓上形成半導體之方法，包含提供一光罩組，該光罩組包含一具有一第一組通孔圖樣之第一光罩以及一具有一第二組通孔圖樣之第二光罩，該第一組通孔圖樣及該第二組通孔圖樣係於水平及垂直方向相互交錯排列，且該二組通孔圖樣之至少其中一組包含具有截角的通孔圖樣；利用該第一光罩於一晶圓上進行曝光；及利用該第二光罩於該晶圓上進行曝光。
本發明另提供一種形成雙重曝光製程之光罩組之方法，包含產生一通孔圖樣陣列；將該通孔圖樣陣列分為一第一組通孔圖樣及一第二組通孔圖樣，其中該第一組通孔圖樣及該第二組通孔圖樣係於水平及垂直方向相互交錯排列，且可互補成該通孔圖樣陣列；調整該第一組通孔圖樣及該第二組通孔圖樣，以於該第一組通孔圖樣及/或該第二組通孔圖樣之至少一通孔圖樣之一角落形成一截角；及將該調整後之第一組通孔圖樣形成於一第一光罩上，且將該調整後之第二組通孔圖樣形成於一第二光罩上。
相較於先前技術，本發明係於矩形曝光圖樣之角落上形成直角三角形之遮蔽區域以增加矩形曝光圖樣之透光區域間的距離，進而解決因矩形曝光圖樣陣列之矩形曝光圖樣太接近而產生顯影不清楚的問題。使得曝光顯影機台能進一步製作製程更精密之積體電路。
請同時參考第1圖及第2圖，第1圖為雙重曝光製程之光罩組100的示意圖，而第2圖為利用第1圖雙重曝光製程之光罩組100對晶圓200進行曝光顯影的示意圖。為了解決矩形曝光圖樣太接近所導致干涉、顯像不足等之問題，本發明係利用雙重曝光製程，於一電腦系統中，先將預定形成在晶圓200上的佈局(layout)分為兩組圖樣並分別據以製做成一對光罩組100。例如，本發明之一較佳實施例，在雙重曝光製程中會將預定形成在晶圓200上呈陣列排列的通孔圖樣(via pattern)產生之通孔圖樣陣列10分為一第一組通孔圖樣20及一第二組通孔圖樣30，其中第一組通孔圖樣20及第二組通孔圖樣30係於水平及垂直方向相互交錯排列，且第一組通孔圖樣20及第二組通孔圖樣30相對於晶圓上的曝光位置彼此不重疊並互補成原佈局的陣列圖樣。第一組通孔圖樣20係形成於一第一光罩110上，而第二組通孔圖樣30係形成於一第二光罩120上。進而再於曝光顯影時利用第一光罩110及第二光罩120分別對晶圓200進行曝光，如此即可避免因通孔圖樣陣列10之通孔圖樣12太接近而產生顯影不清楚的問題。本發明之雙重曝光製程不但可使現有曝光顯影機台能進一步製作製程更精密之積體電路，而且可整合於現行之二次曝光一次蝕刻(2P1E)以及二次曝光二次蝕刻(2P2E)的雙重曝光製程。通孔圖樣通常係為矩形或多邊形，在本發明實施例中係以矩形(或正方形)作為例子。
請參考第3圖，第3圖為雙重曝光製程之通孔圖樣之設置模式的示意圖。如第3圖所示，雙重曝光製程係將其通孔圖樣陣列分為互補之兩組通孔圖樣，因此通孔圖樣32之間係相互間隔設置以增加通孔圖樣32之間的距離，然而，通孔圖樣32之間仍可能因角落之位置過於接近，導致干涉現象而產生顯影不清楚的問題。
請參考第4圖，第4圖為雙重曝光製程之通孔圖樣於彼此相鄰之最接近的角落具有截角的示意圖。為了避免通孔圖樣之間因角落之位置過於接近而產生顯影不清楚的問題，本發明於第一通孔圖樣52和第二通孔圖樣54最接近之角落具有截角C。如此於對角位置之兩通孔圖樣52、54之間的間隔距離將可變大。
上述截角C之截邊S之長度係介於通孔圖樣寬度之1/2倍及通孔圖樣寬度之1/20倍之間，且截角C之截邊S之長度較佳係介於通孔圖樣寬度之1/5倍及通孔圖樣寬度之1/10倍之間。
請參考第5圖，第5圖為通孔圖樣調整前後的示意圖。如第5圖所示，通孔圖樣62可只於一個角落具有截角，亦可於四個角落皆具有截角。本發明可視通孔圖樣之間距離之情況調整通孔圖樣之截角之數目。
請參考第6圖，第6圖為通孔圖樣具有最大截角的示意圖。如第6圖所示，當通孔圖樣62於四個角落皆具有截角，且截角之截邊之長度係為通孔圖樣寬度之1/2倍時，調整後之通孔圖樣係為菱形，上述配置和將第3圖之通孔圖樣32旋轉45度之方式設置不同，因為若只將通孔圖樣32旋轉45度，則在定位通孔圖樣32之頂點時，需使頂點離通孔圖樣32之中心點之距離為原有邊線離通孔圖樣32之中心點之距離的倍，而為無理數，因此通孔圖樣32之頂點將會偏移，進而造成通孔圖樣32變形。而第6圖截角後之通孔圖樣將不會有變形之問題。
另外，本發明可對調整後之通孔圖樣進行光學校正，以使晶圓表面上曝光之圖樣能準確顯影出來。上述光學校正方法可利用預先建好之光學模型進行模擬以對調整後之通孔圖樣進行光學校正。
請參考第7圖，第7圖為本發明形成雙重曝光製程之光罩組之方法之流程圖700。本發明形成雙重曝光製程之光罩組之流程如下列步驟：步驟710：產生一通孔圖樣陣列；步驟720：將該通孔圖樣陣列分為一第一組通孔圖樣及一第二組通孔圖樣，其中該第一組通孔圖樣及該第二組通孔圖樣係於水平及垂直方向相互交錯排列，且可互補成該通孔圖樣陣列；步驟730：調整該第一組通孔圖樣及該第二組通孔圖樣，以於該第一組通孔圖樣及/或該第二組通孔圖樣之至少一通孔圖樣之一角落形成一截角；及步驟740：將該調整後之第一組通孔圖樣形成於一第一光罩上，且將該調整後之第二組通孔圖樣形成於一第二光罩上。
基本上，上述結果的達成，流程圖700的步驟並不一定要遵守以上順序，且各個步驟並不一定係相鄰的，其他的步驟也可介於上述步驟之間，例如選擇性對調整後之第一組矩形曝光圖樣及第二組矩形曝光圖樣進行光學校正等步驟。
相較於先前技術，本發明雙重曝光製程之光罩組係於通孔圖樣之角落具有截角以增加通孔圖樣之間的距離，進而解決因通孔圖樣陣列之通孔圖樣太接近，導致干涉現象而產生顯影不清楚的問題。使得曝光顯影機台能進一步製作製程更精密之積體電路。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10．．．通孔圖樣陣列
12,32,52,54,62．．．通孔圖樣
20．．．第一組通孔圖樣
30．．．第二組通孔圖樣
100．．．光罩組
110．．．第一光罩
120．．．第二光罩
200．．．晶圓
C．．．截角
S．．．截邊
700．．．流程圖
710至740．．．步驟
第1圖為雙重曝光製程之光罩組的示意圖。
第2圖為利用第1圖雙重曝光製程之光罩組對晶圓進行曝光顯影的示意圖。
第3圖為雙重曝光製程之通孔圖樣之設置模式的示意圖。
第4圖為雙重曝光製程之通孔圖樣於彼此相鄰之最接近的角落具有截角的示意圖。
第5圖為通孔圖樣調整前後的示意圖。
第6圖為通孔圖樣具有最大截角的示意圖。
第7圖為本發明形成雙重曝光製程之光罩組之方法之流程圖。
62．．．通孔圖樣

Claims (10)

  1. 一種用於雙重曝光製程之光罩組，包含：一第一光罩，其具有一第一組通孔圖樣，該第一組通孔圖樣包含至少二通孔圖樣，沿一對角方向設置，且該二通孔圖樣分別具有至少一截角；及一第二光罩，其具有一第二組通孔圖樣，其中該第一組通孔圖樣及該第二組通孔圖樣於水平及垂直方向相互交錯排列。
  2. 如請求項1所述之光罩組，其中該二通孔圖樣係於彼此相鄰之最接近的角落具有該截角。
  3. 如請求項1所述之光罩組，其中該截角之截邊之長度係介於該通孔圖樣寬度之1/2倍及該通孔圖樣寬度之1/20倍之間。
  4. 如請求項3所述之光罩組，其中該截角之截邊之長度係介於該通孔圖樣寬度之1/5倍及該通孔圖樣寬度之1/10倍之間。
  5. 一種利用雙重曝光製程之光罩組於一晶圓上形成半導體之方法，該方法包含：提供一光罩組，該光罩組包含一具有一第一組通孔圖樣之第一光罩以及一具有一第二組通孔圖樣之第二光罩，該第一組通孔圖樣及該第二組通孔圖樣係於水平及垂直方向相互交錯排列，且該二組通孔圖樣之至少其中一組包含具有截角的通孔圖樣；利用該第一光罩於一晶圓上進行曝光；及利用該第二光罩於該晶圓上進行曝光。
  6. 一種形成雙重曝光製程之光罩組之方法，該方法包含：產生一通孔圖樣陣列；將該通孔圖樣陣列分為一第一組通孔圖樣及一第二組通孔圖樣，其中該第一組通孔圖樣及該第二組通孔圖樣係於水平及垂直方向相互交錯排列，且可互補成該通孔圖樣陣列；調整該第一組通孔圖樣及該第二組通孔圖樣，以於該第一組通孔圖樣及/或該第二組通孔圖樣之至少一通孔圖樣之一角落形成一截角；及將該調整後之第一組通孔圖樣形成於一第一光罩上，且將該調整後之第二組通孔圖樣形成於一第二光罩上。
  7. 如請求項6所述之方法，另包含對該調整後之第一組通孔圖樣及該調整後之第二組通孔圖樣進行光學校正。
  8. 如請求項7所述之方法，其中對該調整後之第一組通孔圖樣及該調整後之第二組通孔圖樣進行光學校正，係為利用光學模型對該調整後之第一組通孔圖樣及該調整後之第二組通孔圖樣進行光學校正。
  9. 如請求項6所述之方法，其中該截角之截邊之長度係介於該通孔圖樣寬度之1/2倍及該通孔圖樣寬度之1/20倍之間。
  10. 如請求項6所述之方法，其中該截角之截邊之長度係介於該通孔圖樣寬度之1/5倍及該通孔圖樣寬度之1/10倍之間。
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