TWI624717B - 光罩及使用其形成多層電路圖案於晶圓上的方法 - Google Patents

Abstract

一種光罩，用於一光微影成像系統以形成多層電路圖案於一晶圓上。光罩包括一第一圖案區域與一第二圖案區域、一第一條碼區域以及一第二條碼區域。第一條碼區域相鄰於第一圖案區域。第二條碼區域相鄰於第二圖案區域。第一條碼區域與該第二條碼區域相對於光罩的中心為點對稱。

Description

光罩及使用其形成多層電路圖案於晶圓上的方法

本發明是有關於一種光罩及使用其形成多層電路圖案於晶圓上的方法，且特別是有關於一種具有點對稱之第一條碼區域與第二條碼區域的光罩及使用其形成多層電路圖案於晶圓上的方法。

隨著半導體裝置之尺寸逐漸縮小，半導體裝置之內部元件間的線距(line width)也隨之縮小。因此，光蝕刻製程在對位與分辨上需要更加地成熟。現今，多層標線光罩(multi-layer-reticle mask)已被用於光蝕刻製程，利用一逐步且重複的方式對齊於晶圓，並使一部分的晶圓曝光以形成期望的圖案於晶圓上。

然而，由於光罩在曝光過程中會受熱，可能會於圖案化的區域產生不對稱或梯形的圖案，使得在圖案化晶圓的過程 中產生錯位或無法對齊的情況。

本發明係有關於一種光罩及使用其形成多層電路圖案於晶圓上的方法。利用光罩之第一條碼區域與第二條碼區域具有點對稱的特性，能有效防止在圖案化晶圓的過程中產生錯位或無法對齊的情況。

根據本發明，提出一種光罩，用於一光微影成像系統以形成多層電路圖案於一晶圓上。光罩包括一第一圖案區域與一第二圖案區域、一第一條碼區域以及一第二條碼區域。第一條碼區域相鄰於第一圖案區域。第二條碼區域相鄰於第二圖案區域。第一條碼區域與該第二條碼區域相對於光罩的中心為點對稱。

根據本發明，提出一種使用一光罩以形成多層電路圖案於一晶圓上的方法，包括以下步驟。提供光罩於晶圓上，光罩包括一第一圖案區域與一第二圖案區域、一第一條碼區域以及一第二條碼區域，一第一圖案設置於第一圖案區域，一第二圖案設置於該第二圖案區域，第一條碼區域相鄰於第一圖案區域，第二條碼區域相鄰於第二圖案區域，第一條碼區域與第二條碼區域相對於光罩的中心為點對稱。藉由第一圖案曝光晶圓，以形成一第一圖案層。將光罩水平旋轉180度。藉由第二圖案曝光晶圓，以形成一第二圖案層。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

1‧‧‧光罩

11‧‧‧第一圖案區域

12‧‧‧第二圖案區域

13‧‧‧禁止區域

21‧‧‧第一條碼區域

22‧‧‧第二條碼區域

31‧‧‧第一條碼圖案

32‧‧‧第二條碼圖案

41‧‧‧第一圖案

42‧‧‧第二圖案

101‧‧‧第一側邊

102‧‧‧第二側邊

103‧‧‧第三側邊

104‧‧‧第四側邊

410、410’、420、420’‧‧‧電路圖案

70‧‧‧晶圓

701‧‧‧晶圓之區域

110、110’‧‧‧第一圖案於晶片上所曝光、顯影之範圍

120、120’‧‧‧第二圖案於晶片上所曝光、顯影之範圍

H1、H1’、H2、H2’‧‧‧高溫區域

C1、C1’、C2、C2’‧‧‧低溫區域

C‧‧‧光罩的中心

X、Y‧‧‧座標軸

第1圖繪示本發明實施例之光罩的俯視圖。

第2圖繪示使用本發明實施例之光罩以形成多層電路圖案於一晶圓上的示意圖。

第3圖繪示使用一比較例之光罩以形成多層電路圖案於一晶圓上的示意圖。

以下係參照所附圖式詳細敘述本發明之實施例。圖式中相同的標號係用以標示相同或類似之部分。需注意的是，圖式係已簡化以利清楚說明實施例之內容，圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製，因此並非作為限縮本發明保護範圍之用。

第1圖繪示本發明實施例之光罩1的俯視圖。要注意的是，為了更清楚地說明本發明實施例之光罩1的配置，係省略部分元件。本發明實施例之光罩可例如用於一光微影成像系統，以形成多層電路圖案於一晶圓上。

在本實施例中，光罩1包括一第一圖案區域11與一第二圖案區域12、一第一條碼區域21以及一第二條碼區域22。第一條碼區域21 相鄰於第一圖案區域11，第二條碼區域22相鄰於第二圖案區域12。第一條碼區域21與第二條碼區域22相對於光罩1的中心C為點對稱。也就是說，當固定光罩1的中心C將光罩1水平旋轉180度時，第一條碼區域21可與未旋轉前之第二條碼區域22重合，而第二條碼區域22可與未旋轉前之第一條碼區域21重合。

此外，本發明實施例之光罩也包括一第一條碼圖案31、一第二條碼圖案32、一第一圖案41與一第二圖案42。第一條碼圖案31設置於第一條碼區域21，第二條碼圖案32設置於第二條碼區域22，且第一條碼圖案21與第二條碼圖案22不同。第一圖案41設置於第一圖案區域11，第二圖案42設置於第二圖案區域12，且第一圖案41與第二圖案42係用以形成不同層的電路圖案。

在本實施例中，由於光罩1可圖案化晶圓中兩個不同層之電路圖案，因此，第一條碼圖案31與第二條碼圖案32可分別對應於第一圖案41與第二圖案42，用以於晶圓上的不同層形成不同的圖案化電路。要注意的是，為了方便說明，第一圖案41與第二圖案42係被簡化，實際應用於在晶圓上進行光微影蝕刻的圖案應複雜許多。

同時，由於第一條碼圖案31設置於第一條碼區域21，第二條碼圖案32設置於第二條碼區域22，在進行光微影蝕刻程序時，可藉由第一條碼區域21與第二條碼區域22的位置進行對位。

在一實施例中，光罩1也可包括一禁止區域13，禁止區域13係設置於第一圖案區域11與第二圖案區域12之間。禁止區域13除了可分隔第一圖案區域11與第二圖案區域12之外，在進行光微影蝕刻程序的 期間，也可作為一熱吸收器(thermal absorber)。舉例來說，禁止區域13可為不透明，用以吸收曝光時產生的熱能。

如第1圖所示，在本實施例中，光罩1具有一第一側邊101與一第二側邊102，第一側邊101與第二側邊102相對。第一條碼區域21係設置於第一側邊101，第二條碼區域22設置於第二側邊102，但本發明並未限定於此。

在其他實施例中，第一條碼區域21與第二條碼區域22也可設置於第三側邊103與第四側邊104，只要能使第一條碼區域21與第二條碼區域22相對於光罩1的中心C為點對稱，也就是說，當固定光罩1的中心C將光罩1水平旋轉180度時，第一條碼區域21可與未旋轉前之第二條碼區域22重合，而第二條碼區域22可與未旋轉前之第一條碼區域21重合的位置，即可作為本發明之實施例。

此外，由於第一圖案41與第二圖案42係用以於晶圓中形成不同層的電路圖案，在某些實施例中，第一圖案區域11與第二圖案區域12之面積相等。

以下係簡單說明使用本發明實施例之光罩1以形成多層電路圖案於一晶圓上的方法。形成多層電路圖案於晶圓上的方法可包括以下步驟。

首先，提供光罩1於晶圓上，如前方所述，光罩1可包括一第一圖案區域11與一第二圖案區域12、一第一條碼區域21以及一第二條碼區域21。第一圖案41位於第一圖案區域11內，第二圖案42位於第二圖案區域12內。第一條碼區域21相鄰於第一圖案區域11，第二條碼區域22 相鄰於第二圖案區域12，且第一條碼區域21與第二條碼區域22相對於光罩1的中心C為點對稱。

接著，藉由第一圖案41曝光晶圓，以於晶圓上形成一第一圖案層。

於晶圓上形成第一圖案層後，將光罩1水平旋轉180度，繼續進行晶圓上另一層的曝光。

接著，藉由第二圖案42曝光晶圓，以於晶圓上形成一第二圖案層。

第2圖繪示使用本發明實施例之光罩1以形成多層電路圖案於一晶圓70上的示意圖。光罩1可於晶圓70之區域701上之不同層形成電路圖案。在此，為了方便說明不同層之電路圖案的對位情形，係假設第一圖案區域11內之第一圖案41與第二圖案區域12內之第二圖案42係形成相同的電路圖案。

如第2圖所示，實線110所圈起之區域係代表第一圖案區域11內之第一圖案41於晶片70上所曝光、顯影之範圍，虛線120所圈起之區域係代表第二圖案區域12內之第二圖案42於晶片70上所曝光、顯影之範圍。由於曝光時熱分布不平均的關係，區域110與區域120係產生形變為例如是梯形，且分別具有高溫區域H1、H2以及低溫區域C1、C2。

如圖所示，使用本發明實施例之光罩1，並透過上述方式形成多層電路圖案於晶圓70上，雖然區域110與區域120係產生形變，但第一圖案41於晶圓70上所形成的電路圖案410，與第二圖案42於晶圓70上所形成的電路圖案420依然具有良好的對位。

第3圖繪示使用一比較例之光罩以形成多層電路圖案於一晶圓70上的示意圖。比較例之光罩同樣可於晶圓70之區域701上之不同層形成電路圖案。與發明實施例不同之處，係在於比較例之光罩的第一條碼區域與第二條碼區域係位於光罩之同一側，且相對於比較例之光罩的中心並非點對稱。

如第3圖所示，實線110’所圈起之區域係代表比較例之第一圖案於晶片70上所曝光、顯影之範圍，虛線120’所圈起之區域係代表比較例之第二圖案於晶片70上所曝光、顯影之範圍。類似地，由於曝光時熱分布不平均的關係，區域110’與區域120’係產生形變為例如是梯形，且分別具有高溫區域H1’、H2’以及低溫區域C1’、C2’。

如圖所示，比較例之光罩所形成之區域110’的高溫區域H1’係與區域120’的低溫區域C2’同側，而區域110’的低溫區域C1’係與區域120’的高溫區域H2’同側。因此，比較例所形成的電路圖案410’與電路圖案420’係產生了錯位的情況。

比較第2、3圖之結果可知，使用本發明實施例之光罩1，並透過上述方式形成多層電路圖案於晶圓，即便曝光時熱分布不均可能產生形變，但所形成的電路圖案依然具有良好的對位，能有效防止在圖案化晶圓的過程中產生錯位或無法對齊的情況。

綜上所述，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。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。因此，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。

Claims (10)

1. 一種光罩，用於一光微影成像系統以形成多層電路圖案於一晶圓上，該光罩包括：一第一圖案區域與一第二圖案區域；一第一條碼區域，相鄰於該第一圖案區域；以及一第二條碼區域，相鄰於該第二圖案區域；其中該第一條碼區域與該第二條碼區域相對於該光罩的中心為點對稱。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，更包括：一第一條碼圖案，設置於該第一條碼區域；及一第二條碼圖案，設置於該第二條碼區域；其中該第一條碼圖案與該第二條碼圖案不同。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，其中當固定該光罩的中心將該光罩水平旋轉180度時，該第一條碼區域係與未旋轉前之該第二條碼區域重合，該第二條碼區域係與未旋轉前之該第一條碼區域重合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，更包括：一禁止區域，設置於該第一圖案區域與該第二圖案區域之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光罩，其中該禁止區域為不透明。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，更包括： 一第一圖案，設置於該第一圖案區域；一第二圖案，設置於該第二圖案區域；其中該第一圖案與該第二圖案係用以形成不同層的電路圖案。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，其中該光罩具有一第一側邊與一第二側邊，該第一側邊與該第二側邊相對，且該第一條碼區域設置於該第一側邊，該第二條碼區域設置於該第二側邊。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光罩，其中該第一圖案區域與該第二圖案區域之面積相等。
9. 一種使用一光罩以形成多層電路圖案於一晶圓上的方法，包括：提供該光罩於該晶圓上，其中該光罩包括一第一圖案區域與一第二圖案區域、一第一條碼區域以及一第二條碼區域，一第一圖案設置於該第一圖案區域，一第二圖案設置於該第二圖案區域，該第一條碼區域相鄰於該第一圖案區域，該第二條碼區域相鄰於該第二圖案區域，該第一條碼區域與該第二條碼區域相對於該光罩的中心為點對稱；藉由該第一圖案曝光該晶圓，以形成一第一圖案層；將該光罩水平旋轉180度；以及藉由該第二圖案曝光該晶圓，以形成一第二圖案層。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該光罩更包括： 一第一條碼圖案，設置於該第一條碼區域；及一第二條碼圖案，設置於該第二條碼區域；該第一條碼圖案與該第二條碼圖案不同。