TWI639882B

TWI639882B - 光罩組及其微影方法

Info

Publication number: TWI639882B
Application number: TW106120875A
Authority: TW
Inventors: 李正強
Original assignee: 華邦電子股份有限公司
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2018-11-01
Also published as: TW201905579A

Abstract

本發明實施例提供一種光罩組，包括：第一光罩，具有第一條狀圖案，沿第一方向延伸；以及第二光罩，具有第二條狀圖案，沿第二方向延伸，第二方向與第一方向相異；其中第一光罩與第二光罩疊置對同一光阻層雙重曝光時，第一條狀圖案與第二條狀圖案之重疊區域形成交錯式圖案。

Description

光罩組及其微影方法

本發明實施例係有關於一種微影技術，且特別有關於一種用於雙重曝光之光罩組及其微影方法。

半導體積體電路產業經歷快速成長。積體電路設計與材料的科技發展生產了數世代的積體電路，其中每個世代具備比上個世代更小及更複雜的電路。在積體電路發展的進程中，幾何尺寸逐漸縮小。

微影技術是推動半導體尺寸持續微縮的重要關鍵，在業界持續的開發下，現在已有很多不同的方式可加以運用，包括雙重曝光(Double Exposure,DE)、雙微影蝕刻(Litho Etching Litho Etching,LELE)、極紫外光微影(Extreme Ultraviolet Lithography,EUVL)、自對準雙重圖案(Self Alignment Double Patterning,SADP)、負型顯影(negative tone development,NTD)、定向自我組裝(directed self-assembly,DSA)等等方式。

目前極紫外光微影的光源功率尚未提升至可量產的能力，而定向自我組裝的材料尚在研發階段，因此現行的圖形微縮則仰賴多重圖案化(multi-patterning)的技術，而雙重曝光是一種有效微縮接觸孔洞(contact hole)的製程技術。一般而言，良好的光罩圖形設計可提升製程寬裕度(process window)。

雖然現有的雙重曝光技術對於原目的來說已經足夠，其並非在各個面向皆令人滿意。舉例來說，光罩圖案設計仍需被改善。

本發明實施例亦提供一種微影方法，包括：提供上述光罩組；提供基板；以第一光罩曝光光阻層，以於基板上形成第一條狀圖案；以第二光罩曝光光阻層，以於基板上形成第二條狀圖案，第一條狀圖案與第二條狀圖案之重疊區域形成交錯式圖案；顯影光阻層，留下一至少曝光一次的光阻層。

100、200、300、400、500‧‧‧光罩圖案

102、202、302、402、502‧‧‧光罩圖案

100D、200D、300D、400D‧‧‧方向

100X、200X、300X、400X‧‧‧光罩邊框

100Y、200Y、300Y、400Y‧‧‧光罩邊框

102D、202D、302D、402D‧‧‧方向

102X、202X、302X、402X‧‧‧光罩邊框

102Y、202Y、302Y、402Y‧‧‧光罩邊框

104、204、304、404、504‧‧‧光罩疊置圖案

106、206、306、406‧‧‧光罩重疊區域圖案

106’‧‧‧光罩重疊區域圖案

106X‧‧‧光罩邊框

106Y‧‧‧光罩邊框

108、208、308、408‧‧‧光阻圖案

108E、208E、308E、408E‧‧‧光阻圖案

108X、208X、308X、408X‧‧‧光阻圖案

300a、400a‧‧‧光罩圖案

302a、402a‧‧‧光罩圖案

300aD、400aD‧‧‧方向

300aX、400aX‧‧‧光罩邊框

300aY、400aY‧‧‧光罩邊框

302aD、402aD‧‧‧方向

302aX、402aX‧‧‧光罩邊框

302aY、402aY‧‧‧光罩邊框

304a、404a‧‧‧光罩疊置圖案

306a、406a‧‧‧光罩重疊區域圖案

308a、408a‧‧‧光阻圖案

308aE、408aE‧‧‧光阻圖案

308aX、408aX‧‧‧光阻圖案

610‧‧‧基板

612‧‧‧光阻

612E1、612E2‧‧‧光阻

612X1、612X2‧‧‧光阻

X、Y‧‧‧方向

L1、L2‧‧‧行

C1、C2‧‧‧列

AA’、BB’、EE’‧‧‧線段

以下將配合所附圖式詳述本發明實施例。應注意的是，依據在業界的標準做法，各種特徵並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上，可能任意地放大或縮小元件的尺寸，以清楚地表現出本發明實施例的特徵。

第1A圖及第1B圖係根據一些實施例分別繪示出一光罩組中兩光罩之上視圖。

第1C圖為第1A圖及第1B圖中兩光罩的疊置圖案。

第1D(I)圖及第1D(II)圖為第1A圖及第1B圖中兩光罩重疊區域圖案。

第1E圖為第1A圖及第1B圖中兩光罩雙重曝光顯影後產生的光阻圖案。

第2A圖及第2B圖係根據一些實施例分別繪示出一光罩組中兩光罩之上視圖。

第2C圖為第2A圖及第2B圖中兩光罩的疊置圖案。

第2D圖為第2A圖及第2B圖中兩光罩重疊區域圖案。

第2E圖為第2A圖及第2B圖中兩光罩雙重曝光顯影後產生的光阻圖案。

第3A圖及第3B圖係根據一些實施例分別繪示出一光罩組中兩光罩之上視圖。

第3C圖為第3A圖及第3B圖中兩光罩的疊置圖案。

第3D圖為第3A圖及第3B圖中兩光罩重疊區域圖案。

第3E圖為第3A圖及第3B圖中兩光罩雙重曝光顯影後產生的光阻圖案。

第3F圖為第3A圖調整後之光罩圖案。

第3G圖為第3B圖調整後之光罩圖案。

第3H圖為第3F圖及第3G圖中兩光罩的疊置圖案。

第3I圖為第3F圖及第3G圖中兩光罩重疊區域圖案。

第3J圖為第3F圖及第3G圖中兩光罩雙重曝光顯影後產生的光阻圖案。

第4A圖及第4B圖係根據一些實施例分別繪示出一光罩組中兩光罩之上視圖。

第4C圖為第4A圖及第4B圖中兩光罩的疊置圖案。

第4D圖為第4A圖及第4B圖中兩光罩重疊區域圖案。

第4E圖為第4A圖及第4B圖中兩光罩雙重曝光顯影後產生的光阻圖案。

第4F圖為第4A圖調整後之光罩圖案。

第4G圖為第4B圖調整後之光罩圖案。

第4H圖為第4F圖及第4G圖中兩光罩的疊置圖案。

第4I圖為第4F圖及第4G圖中兩光罩重疊區域圖案。

第4J圖為第4F圖及第4G圖中兩光罩雙重曝光顯影後產生的光阻圖案。

第5圖係根據一些實施例繪示出具有不同階梯大小圖案之兩光罩的疊置圖案。

第6A至第6E圖係根據一些實施例繪示出以一光罩組雙重曝光的微影方法。

以下公開許多不同的實施方法或是例子來實行本發明實施例之不同特徵，以下描述具體的元件及其排列的實施例以闡述本發明實施例。當然這些實施例僅用以例示，且不該以此限定本發明實施例的範圍。例如，在說明書中提到第一特徵形成於第二特徵之上，其包括第一特徵與第二特徵是直接接觸的實施例，另外也包括於第一特徵與第二特徵之間另外有其他特徵的實施例，亦即，第一特徵與第二特徵並非直接接觸。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示，這些重複僅為了簡單清楚地敘述本發明實施例，不代表所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。

此外，其中可能用到與空間相關用詞，例如「在...下方」、「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」及類似的用詞，這些空間相關用詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係，這些空間相關用詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖式中所描述的方位。當裝置被轉向不同方位時(旋轉90度或其他方位)，則其中所使用的空間相關形容詞也將依轉向後的方位來解釋。

在此，「約」、「大約」、「大抵」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內，較佳是10%之內，且更佳是5%之內，或3%之內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。「大抵垂直」之用語通常表示夾角在90°±10°之內，較佳是90°±5°之內。給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「大抵」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「大抵」之含義。

本發明實施例係利用微調光罩組的光罩圖案，使兩光罩疊置曝光時進行雙重曝光及蝕刻後，得到交錯式陣列孔洞或柱體。上述交錯式陣列孔洞例如可用於形成接觸孔洞，圓形的接觸孔洞截面積較大，因此接觸電阻較小，可降低接點電阻(contact resistance)，進一步提升產品效能。

第1A圖及第1B圖係根據一些實施例分別繪示出由光罩圖案100與光罩圖案102所構成之光罩組。光罩圖案100及光罩圖案102為分別包含複數個平行條狀圖案。其中兩光罩的平行條狀圖案之延伸方向100D、102D均不平行於光罩之任一邊框(亦即沿X方向之邊框100X、102X，以及沿Y方向之邊框100Y、102Y)，且兩延伸方向100D、102D不互相垂直。第1C圖為將光罩圖案100及光罩圖案102重疊而成的光罩疊置圖案104，第1D(I)圖則顯示光罩圖案100及光罩圖案102重疊區域的圖案106，易言之，該重疊區域從未被曝光，如圖中所示，光罩重疊區域圖案106為菱形組成的交錯式陣列圖案。

如第1D(I)圖所示，此處「交錯式」是指例如第一行L1與第二行L2之圖案在X方向上未對齊排列，同樣地，第一列C1與第二列C2之圖案在Y方向上亦未對齊排列。

在一些實施例中，如第1D(II)圖所示，光罩圖案100及光罩圖案102為複數個平行條狀圖案，其延伸所得之重疊區域圖案106’為菱形組成的交錯式陣列圖案，然而此交錯式陣列圖案之邊界方向並不平行於光罩之邊框。為進行後續製程及量測步驟，於第1D(I)圖中僅取第1D(II)圖中重疊區域圖案106’之部分交錯式陣列圖案，亦即光罩重疊區域圖案106，使交錯式陣列圖案之邊界平行於光罩之邊框106X(沿X方向)及邊框106Y(沿Y方向)。

第1E圖係根據一些實施例將一光阻層經光罩圖案100及光罩圖案102的雙重曝光並顯影後，產生的光阻圖案108，其中光阻圖案108E為至少曝光一次的光阻圖案，光阻圖案108X為從未被曝光的光阻圖案。如圖中所示，光阻圖案108X為橢圓形組成的交錯式陣列圖案。

由於光罩圖案100及光罩圖案102的平行條狀圖案的延伸方向100D、102D不互相垂直，光罩重疊區域圖案106為複數個菱形組成的交錯式陣列。因光學繞射(diffraction)限制，以及曝光後烘烤(post exposure bake,PEB)擴散等製程效應之故，曝光時於圖案邊緣產生圓角化(corner rounding)，這些菱形圖案在曝光製程後於光阻上形成橢圓形圖案，並於蝕刻製程之後形成橢圓形孔洞或柱體。

非正交的平行條狀圖案可給予光罩設計更多的彈性來完成想要的交錯式陣列圖案，但橢圓形孔洞相較於圓形孔洞的面積較小，導致接點電阻較大。

第2A圖及第2B圖係根據一些實施例分別繪示出由光罩圖案200與光罩圖案202所構成之光罩組。光罩圖案200及光罩圖案202分別包含複數個平行條狀圖案，其中兩光罩的平行條狀圖案之延伸方向200D、202D均不平行於光罩之任一邊框(亦即沿X方向之邊框200X、202X，以及沿Y方向之邊框200Y、202Y)，且兩延伸方向200D與202D大抵互相垂直。第2C圖為將光罩圖案200及光罩圖案202重疊而成的光罩疊置圖案204，第2D圖則顯示光罩圖案200及光罩圖案202重疊區域的圖案206，易言之，該重疊區域從未被曝光，如圖中所示，光罩重疊區域圖案206為正方形組成的交錯式陣列圖案。

第2E圖係根據一些實施例將一光阻層經光罩圖案200及光罩圖案202的雙重曝光並顯影後，產生的光阻圖案208，其中光阻圖案208E為至少曝光一次的光阻圖案，光阻圖案208X為從未被曝光的光阻圖案。如圖中所示，光阻圖案208X為圓形組成的交錯式陣列圖案。

因光罩圖案200及光罩圖案202的平行條狀圖案相垂直，光罩重疊區域圖案206為複數個正方形組成的交錯式陣列。由於光學繞射(diffraction)限制，以及曝光後烘烤(post exposure bake,PEB)擴散等製程效應之故，曝光時於圖案邊緣產生圓角化(corner rounding)，這些正方形圖案在曝光製程後於光阻上形成圓形圖案，並於蝕刻製程之後形成圓形孔洞或柱體。

以雙重曝光形成交錯式陣列圖案，除了圖案節距(pitch)不受曝光波長極限限制之外，由於直線圖案曝光製程較方形圖案曝光製程相對容易，以直線圖案雙重曝光所形成的交錯式陣列圖案較為均勻。

由於光罩圖案200及光罩圖案202的平行條狀圖案的延伸方向200D、202D均不平行於光罩之任一邊框(亦即沿X方向之邊框200X、202X，以及沿Y方向之邊框200Y、202Y)，需於光罩邊框四周的圖案進行光學鄰近修正(optical proximity correct,OPC)，以避免因曝光蝕刻環境不均所所造成交錯式陣列圖案於陣列邊緣大小不均之現象。

圓形孔洞若作為接觸孔洞，由於接觸孔洞截面積較大，因此接觸電阻較小，可降低接點電阻(contact resistance)，進一步提升產品效能。

非正交的平行條狀圖案可給予光罩設計更多的彈性來完成想要的交錯式陣列圖案，若能使非正交的平行條狀圖案疊置後重疊之處調整為正方形，便可於雙重曝光顯影後，產生複數個圓形陣列，並於蝕刻後形成圓形陣列孔洞，以降低接點電阻。如此一來，將可兼具光罩設計彈性大以及接點電阻小的優點。

第3A圖及第3B圖係根據一些實施例，分別繪示出由光罩圖案300與光罩圖案302所構成之光罩組。光罩圖案300及光罩圖案302為分別包含複數個階梯式排列的條狀圖案。其中兩光罩的階梯式排列的條狀圖案之延伸方向300D、302D均不平行於光罩之任一邊框(亦即沿X方向之邊框300X、302X，以及沿Y方向之邊框300Y、302Y)，且此兩延伸方向300D、302D大抵互相垂直。第3C圖為將光罩圖案300及光罩圖案302重疊而成的光罩疊置圖案304，第3D圖則顯示光罩圖案300及光罩圖案302光罩區域的圖案306，易言之，該重疊區域從未被曝光，如圖中所示，光罩重疊區域圖案306為長方形組成的交錯式陣列圖案。

第3E圖係根據一些實施例將一光阻層經光罩圖案300及光罩圖案302的雙重曝光並顯影後，產生的光阻圖案308，其中光阻圖案308E為至少曝光一次的光阻圖案，光阻圖案308X為從未被曝光的光阻圖案。如圖中所示，光阻圖案308X為橢圓形組成的交錯式陣列圖案。

由於光罩重疊區域圖案306為複數個長方形組成的交錯式陣列，又因曝光時於圖案邊緣產生圓角化(corner rounding)，這些長方形圖案在曝光製程後於光阻上形成橢圓形圖案，而並非圓形圖案，並於蝕刻製程之後形成橢圓形孔洞或柱體，而並非圓形孔洞或柱體。

由於橢圓形孔洞相較於圓形孔洞的面積較小，導致接點電阻較大，若能使階梯式排列的條狀圖案疊置後重疊之處調整為複數個正方形陣列，便可於雙重曝光並蝕刻後形成圓形孔洞陣列，以降低接點電阻。

第3F圖及第3G圖係根據一些實施例，分別繪示出由光罩圖案300與光罩圖案302分別調整為光罩圖案300a及光罩圖案302a所構成之光罩組。光罩圖案300a及光罩圖案302a為分別包含複數個至少兩個等階並排的階梯式排列的條狀圖案。其中兩光罩的階梯式排列的條狀圖案之延伸方向300aD、302aD均不平行於光罩之任一邊框(亦即沿X方向之邊框300aX、302aX，以及沿Y方向之邊框300aY、302aY)，且此兩延伸方向300aD、302aD大抵互相垂直。第3H圖為將光罩圖案300a及光罩圖案302a重疊而成的光罩疊置圖案304a，第3I圖則顯示光罩圖案300a及光罩圖案302a重疊區域的圖案306a，易言之，該重疊區域從未被曝光，如圖中所示，光罩重疊區域圖案306a為大抵呈正方形組成的交錯式陣列圖案。

第3J圖係根據一些實施例將一光阻層經光罩圖案300a及光罩圖案302a雙重曝光並顯影後，產生的光阻圖案308a，其中光阻圖案308aE為至少曝光一次的光阻圖案，光阻圖案308aX為從未被曝光的光阻圖案。如圖中所示，光阻圖案308aX為圓形組成的交錯式陣列圖案。

由於光罩圖案300a及光罩圖案302a的階梯式排列的條狀圖案包括至少兩個等階排列的條狀圖案，使光罩重疊區域圖案306a為複數個正方形組成的交錯式陣列，因曝光時於圖案邊緣產生圓角化(corner rounding)，這些正方形圖案在曝光製程後於光阻上形成圓形圖案，並於蝕刻製程之後形成圓形孔洞或柱體。

如上所述，將平行條狀圖案解析為階梯式排列的條狀圖案之後，便可利用適當調整階梯圖案的位置，例如等階並排，使兩光罩圖案交疊之處大抵成為正方形，便可於曝光顯影後形成圓形陣列圖案，並進一步於蝕刻後得到圓形陣列孔洞。如此一來，可給予光罩設計更多的彈性，得到較多光學鄰近修正(optical proximity correct,OPC)調整空間，並可降低圖形失真來完成想要的交錯式陣列圖案，亦可同時降低接點電阻。

第4A圖及第4B圖係根據一些實施例，分別繪示出由光罩圖案400與光罩圖案402所構成之光罩組。光罩圖案400為包含複數個階梯式排列的條狀圖案，其延伸方向400D不平行於光罩之任一邊框(亦即沿X方向之邊框400X，以及沿Y方向之邊框400Y)。光罩圖案402為複數個平行條狀圖案，其延伸方向402D平行於光罩之一邊框(在此實施例中即沿Y方向的邊框402Y)。光罩圖案400及光罩圖案402的條狀圖案的延伸方向400D、402D並不互相垂直。第4C圖為將光罩圖案400及光罩圖案402重疊而成的光罩疊置圖案404，第4D圖則顯示光罩圖案400及光罩圖案402重疊區域的圖案406，易言之，該重疊區域從未被曝光，如圖中所示，光罩重疊區域圖案406為不規則狀組成的交錯式陣列圖案。

第4E圖係根據一些實施例將一光阻層經光罩圖案400及光罩圖案402的雙重曝光並顯影後，產生的光阻圖案 408，其中光阻圖案408E為至少曝光一次的光阻圖案，光阻圖案408X為從未被曝光的光阻圖案。如圖中所示，光阻圖案408X為具圓角的不規則狀組成的交錯式陣列圖案。

光罩重疊區域圖案406為複數個不規則狀組成的交錯式陣列，由於曝光時於圖案邊緣產生圓角化(corner rounding)，這些不規則狀圖案在曝光製程後於光阻上形成具圓角的不規則狀圖案，而並非圓形圖案，並於蝕刻製程之後形成具圓角的不規則狀孔洞或柱體，而並非圓形孔洞或柱體。

由於具圓角的不規則狀孔洞相較於圓形孔洞的面積較小，導致接點電阻較大，若能使階梯式排列的條狀圖案疊置後重疊之處調整為複數個正方形陣列，便可於雙重曝光並蝕刻後形成圓形孔洞陣列，以降低接點電阻。

第4F圖及第4G圖係根據一些實施例，分別繪示出由光罩圖案400與光罩圖案402分別調整為光罩圖案400a及光罩圖案402a所構成之光罩組。光罩圖案400a包含複數個至少兩個等階並排的階梯式排列的條狀圖案，其延伸方向400aD不平行於光罩之任一邊框(亦即沿X方向之邊框400aX，以及沿Y方向之邊框400aY)。光罩圖案402a與光罩圖案402相同，為複數個平行條狀圖案，其延伸方向402aD平行於光罩之一邊框(在此實施例中即沿Y方向的邊框402aY)。光罩圖案400a及光罩圖案402a的條狀圖案的延伸方向400aD、402aD並不互相垂直。第4H圖為將光罩圖案400a及光罩圖案402a重疊而成的光罩疊置圖案404a，第4I圖則顯示光罩圖案400a及光罩圖案402a重疊區域的圖案406a，易言之，該重疊區域從未被曝光。如圖中所示，光罩重疊區域圖案406a為大抵呈正方形組成的交錯式陣列圖案。

第4J圖係根據一些實施例將一光阻層經光罩圖案400a及光罩圖案402a雙重曝光並顯影後，產生的光阻圖案408a，其中光阻圖案408aE為至少曝光一次的光阻圖案，光阻圖案408aX為從未被曝光的光阻圖案。如圖中所示，光阻圖案408aX為圓形組成的交錯式陣列圖案。

由於光罩圖案400a的階梯式排列的條狀圖案包括至少兩個等階排列的條狀圖案，使光罩重疊區域圖案406a為複數個正方形組成的交錯式陣列，又因曝光時於圖案邊緣產生圓角化(corner rounding)，這些正方形圖案在曝光顯影製程後於光阻上形成圓形圖案，並於蝕刻製程之後形成圓形孔洞或柱體。

值得注意的是，在本實施例中，其中一張光罩的平行條狀圖案延伸方向平行於光罩邊框的Y方向，但並不限定於此，在另一些實施例中，其中一張光罩的平行條狀圖案延伸方向可平行於光罩邊框的X方向。

如上所述，若光罩組中其中一張光罩的平行條狀圖案延伸方向平行於光罩邊框，在一些實施例中，可只進行單一階梯式排列的條狀圖案光罩的微調，減少光罩製作時間及成本。此外，亦只需於光罩兩側的圖案進行光學鄰近修正(optical proximity correct,OPC)，以避免因曝光蝕刻環境不均所所造成交錯式陣列於陣列邊緣大小不均之現象，可大幅簡化光學鄰近修正之處理程序。

此外，平行條狀圖案延伸方向平行於光罩邊框的光罩製作成本較低，過程也較簡易。因此可盡量使其中一張光罩為平行於光罩邊框的平行條狀圖案，如此可有效降低光罩製作成本，簡化光學鄰近修正處理程序，完成想要的交錯式陣列圖案，亦可同時降低接點電阻。

雖然在前述的實施例中，光罩的階梯式排列的條狀圖案之階梯圖案大小均相同，但在另一些實施例中，也可使用階梯圖案大小不同的條狀圖案。例如，第5圖繪示出光罩圖案500及光罩圖案502重疊而成的光罩疊置圖案504，其中階梯式排列的條狀圖案500及502之階梯圖案大小不同。為節省光罩製作成本及時間，可僅於兩光罩交疊之處解析為較小的階梯圖案，其餘部分則為較大的階梯圖案。如此有效可降低光罩製作成本，完成想要的交錯式陣列圖案，亦可同時降低接點電阻。

根據一些實施例，第6A至6E圖係根據第2A至2E圖之實施例之一系列剖面示意圖，用以說明一光罩組雙重曝光的微影方法。第6A圖及第6C圖分別使用第2A及第2B圖中的兩光罩圖案200及光罩圖案202曝光光阻。

在此實施例中，光阻612為負型光阻，然而，亦可於另一實施例中使用正型光阻或正負型混合光阻雙重曝光圖案化(double patterning)以得交錯式陣列孔洞。

根據一些實施例，如第6A圖所示，首先提供一基板610，此基板610可為半導體晶圓、晶片、或電路板，基板610可包括半導體材料如Si、Ge、InAs、InP、GaAs或其他三五族化合物，基板610可包括內連線結構、隔離結構、閘極結構、位元線、接觸插塞、電容等結構，為簡化圖示，於第6A圖中未顯示上述基板610之結構。

第6A圖為第2A圖中沿線段AA’之剖面圖。如第6A圖所示，以光罩圖案200為罩幕圖案，對光阻層612進行第一次曝光，此時第6A圖中光阻圖案612E1為曝光之光阻圖案，光阻圖案612X1為未被曝光之光阻圖案。

第6B圖為第2B圖中沿線段BB’之剖面圖。如第6B圖所示，將光罩圖案202疊置於已第一次曝光的光阻612上方。

接著，如第6C圖所示，以光罩圖案202為罩幕圖案，對同一光阻層進行第二次曝光。光阻層612經過雙重曝光，此時第6C圖中光阻圖案612E2為至少曝光一次的光阻圖案，光阻圖案612X2為從未被曝光之光阻圖案，亦即為光罩圖案200及光罩圖案202的重疊區域。

接著，如第6D圖所示，在光罩圖案200及光罩圖案202對光阻612雙重曝光之後，顯影光阻612，在一實施例中，進行負型顯影(negative tone developer,NTD)留下至少曝光一次的光阻612E2。

因曝光時於圖案邊緣產生圓角化(corner rounding)，第2D圖中的正方形圖案光阻在曝光製程後於光阻上形成如第2E圖中的圓形圖案光阻，第6D圖為第2E圖中沿線段EE’之剖面圖，此時光阻612E2之間的間距亦因圖案邊緣圓角化而隨之增加。

如第6E圖所示，接著進行一蝕刻製程以蝕刻基板610。在蝕刻製程之後，形成交錯式圓形孔洞陣列。如此一來，可保留光罩設計更多彈性來完成想要的交錯式陣列圖案，亦可降低接點電阻。

上述孔洞可作為動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory,DRAM)的接觸孔洞，亦可應用於非揮發性記憶體元件(non-volatile memory,NVRAM)，抑或是其他任何類型的半導體元件中，例如電容器區域。

值得注意的是，在此實施例中，先以光罩圖案200為罩幕圖案曝光再以光罩圖案202為罩幕圖案曝光，然而此實施例中兩光罩的使用順序並不限定，亦可先以光罩圖案202為罩幕圖案曝光再以光罩圖案200為罩幕圖案曝光。

綜上所述，本發明實施例僅需兩光罩進行一次雙重曝光即可產生交錯式孔洞或柱體圖案，可減少曝光次數而降低曝光成本，更藉由進一步微調光罩組的光罩圖案，使兩光罩疊置曝光時，其重疊區域大抵呈正方形，在進行雙重曝光及蝕刻後，得到圓形圖案所組成的交錯式陣列孔洞或柱體。上述交錯式陣列孔洞可為接觸孔洞，圓形的接觸孔洞截面積較大，因此接觸電阻較小，可降低接點電阻(contact resistance)，進一步提升產品效能。

上述內容概述許多實施例的特徵，因此任何所屬技術領域中具有通常知識者，可更加理解本發明實施例之各面向。任何所屬技術領域中具有通常知識者，可能無困難地以本發明實施例為基礎，設計或修改其他製程及結構，以達到與本發明實施例實施例相同的目的及/或得到相同的優點。任何所屬技術領域中具有通常知識者也應了解，在不脫離本發明實施例之精神和範圍內做不同改變、代替及修改，如此等效的創造並沒有超出本發明實施例的精神及範圍。

Claims

一種光罩組，包括：一第一光罩，具有複數個第一條狀圖案，該些第一條狀圖案沿一第一方向延伸；以及一第二光罩，具有複數個第二條狀圖案，該些第二條狀圖案沿一第二方向延伸，該第二方向與該第一方向相異；其中該第一光罩與該第二光罩疊置對同一光阻層雙重曝光時，該些第一條狀圖案與該些第二條狀圖案之重疊區域形成一交錯式圖案，其中相鄰行列的該交錯式圖案在該第一光罩或該第二光罩之一邊框之方向未對齊排列。
如申請專利範圍第1項所述之光罩組，其中該第一方向或該第二方向平行於該第一光罩或該第二光罩之一邊框。
如申請專利範圍第1項所述之光罩組，其中該第一方向及該第二方向不平行於該第一光罩或該第二光罩之一邊框。
如申請專利範圍第1項所述之光罩組，其中該些第一條狀圖案與該些第二條狀圖案之重疊區域為接觸孔洞圖案。
如申請專利範圍第1項所述之光罩組，其中該些第一條狀圖案與該些第二條狀圖案之重疊區域大抵呈正方形。
如申請專利範圍第1項所述之光罩組，其中該些第一條狀圖案與該些第二條狀圖案分別呈階梯式排列，其中該些第一條狀圖案與該些第二條狀圖案分別包括至少兩個等階並排的複數個階梯圖案。
如申請專利範圍第6項所述之光罩組，其中組成該些第一條狀圖案及該些第二條狀圖案的該些階梯圖案大小不同。
如申請專利範圍第6項所述之光罩組，其中組成該些第一條狀圖案及該些第二條狀圖案的該些階梯圖案大小相同。
如申請專利範圍第6項所述之光罩組，該些第一條狀圖案與該些第二條狀圖案之重疊區域的該些階梯圖案小於非重疊區域的該些階梯圖案。
一種微影方法，包括：提供一如申請專利範圍第1項所述之光罩組；提供一基板；以該第一光罩曝光一光阻層，以於該基板上形成該些第一條狀圖案；以該第二光罩曝光該光阻層，以於該基板上形成該些第二條狀圖案；顯影該光阻層，留下一至少曝光一次的光阻層，其中相鄰行列的該交錯式圖案在該第一光罩或該第二光罩之一邊框之方向未對齊排列。