專利名稱：利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種用以穩(wěn)定黃光制程的方法，特別是關(guān)于一種利用檔片圖案(dummy Pattern)制造活動(dòng)區(qū)來(lái)穩(wěn)定黃光制程的方法，以簡(jiǎn)化黃光制程，并使制程更為穩(wěn)定。
目前半導(dǎo)體制造技術(shù)，大部分是以傳統(tǒng)的光學(xué)方法曝光，但是由于光學(xué)的波動(dòng)特性，限制了曝光線寬的極限。因此若要達(dá)到較細(xì)的線寬，必須使用波長(zhǎng)較短的光源?，F(xiàn)今半導(dǎo)體工業(yè)所使用的光源波長(zhǎng)已經(jīng)短至248nm，甚至此光源在較為先進(jìn)的制程中，其波長(zhǎng)已經(jīng)達(dá)到干涉的限制，必須使用極為復(fù)雜的相位偏移光罩法(Phase Shifting Mask Method)，才能在較為先進(jìn)的深次微米制程中使用。
如上述可知黃光微影制程和曝光的線寬有關(guān)，越細(xì)的線寬，必須要使用越短波長(zhǎng)的微影制程，才能避免繞射現(xiàn)象，而得到精確的圖案。故如果以相同的波長(zhǎng)對(duì)不同線寬的元件曝光時(shí)，某些區(qū)域可精確的曝光，而某些區(qū)域則會(huì)產(chǎn)生繞射現(xiàn)象；且因?yàn)橐话氵壿嬙a(chǎn)品線有其特殊性，常常會(huì)因產(chǎn)品的不同，而使得活動(dòng)區(qū)的圖案密度(pattern density)不同，而于同一產(chǎn)品制程中，亦因每一段制程的黃光制程皆有所差異，也就是說(shuō)在每一段制程都需要改變黃光的條件，因此，為了解決此種問(wèn)題，在一般傳統(tǒng)制程中，大部分以微調(diào)黃光制程去符合產(chǎn)品的需求，但也造成量產(chǎn)上的困擾，使得量產(chǎn)線愈來(lái)愈復(fù)雜。
本發(fā)明的主要目的是提出一種利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，通過(guò)特殊且規(guī)則的活動(dòng)區(qū)檔片圖案補(bǔ)入空曠區(qū)域，解決現(xiàn)有邏輯元件在量產(chǎn)上的困擾，達(dá)到增加活動(dòng)區(qū)的圖案密度，及穩(wěn)定黃光制程的目的。
本發(fā)明的另一目的是提出一種利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，通過(guò)降低產(chǎn)品之間活動(dòng)區(qū)密度上的差異，達(dá)到簡(jiǎn)化黃光制程，并獲得穩(wěn)定制程的目的。
本發(fā)明的再一目的是提供一種利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，達(dá)到將黃光制程時(shí)的鏡片熱效應(yīng)降到最低的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，其特征是它依次包括下列步驟(1)提供一產(chǎn)品元件所需的活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層；(2)再形成一層特殊且規(guī)則的檔片圖案附屬擴(kuò)散層；(3)利用邏輯操作，連結(jié)該活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層及該檔片圖案附屬擴(kuò)散層，而完成最后的擴(kuò)散層，以獲得一邏輯元件產(chǎn)品圖案層。
該檔片圖案附屬擴(kuò)散層與該活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層結(jié)合，使圖案的密度均勻，符合邏輯產(chǎn)品所需的圖案。該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案是由邊長(zhǎng)比例為1∶1的矩形交錯(cuò)排列而成。該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案是由邊長(zhǎng)比例為2∶1的矩形交疊而成的十字形依陣列方式排列而成。該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案是由邊長(zhǎng)比例為3∶1的矩形交疊而成的十字形交錯(cuò)排列而成。該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案是由邊長(zhǎng)比例為1∶1的正方形依陣列方式排列而成。該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案是由邊長(zhǎng)比例為2∶1的矩形依陣列方式排列而成。該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案比例是介于25％-45％之間。該活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層以及該檔片圖案附屬擴(kuò)散層是由相同的材質(zhì)所構(gòu)成。
本發(fā)明是利用邏輯操作，將一活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層與一特殊且規(guī)則的檔片圖案附屬擴(kuò)散層連結(jié)在一起，令檔片圖案附屬擴(kuò)散層填補(bǔ)入活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層的活動(dòng)區(qū)較為空曠的區(qū)域，使兩者的圖案及密度都能夠互相結(jié)合而完成最后的圖案擴(kuò)散層，以獲得一符合圖案密度及圖案分布條件的邏輯元件產(chǎn)品圖案層。
下面結(jié)合較佳實(shí)施例配合附圖詳加說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明的剖視示意圖。
圖2-圖9為本發(fā)明的檔片圖案附屬擴(kuò)散層的各種狀態(tài)示意圖。
在進(jìn)行曝光微影的制程中，由于一般邏輯元件的產(chǎn)品特性，常常造成活動(dòng)區(qū)的圖案密度，因產(chǎn)品的不同而不同，使其在每一段制程都需要改變黃光的條件，不但使制程變得更為復(fù)雜，而且制程的穩(wěn)定性將受到影響，也常造成量產(chǎn)時(shí)的困擾。因此，本發(fā)明是將兩個(gè)相同材質(zhì)且不同圖案密度的活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層與檔片圖案附屬擴(kuò)散層結(jié)合在一起，并借此得到一符合邏輯元件產(chǎn)品要求的圖案層，使其可適用于不同邏輯元件的活動(dòng)區(qū)圖案密度，而無(wú)須改變黃光制程條件。
如圖1所示，本發(fā)明先提供一產(chǎn)品元件所需的活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層10，其是具有較為空曠的活動(dòng)區(qū)12；再準(zhǔn)備一層特殊且規(guī)則的檔片圖案附屬擴(kuò)散層20，且此檔片圖案附屬擴(kuò)散層20的圖案分布是與活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層10不同；最后，再利用邏輯操作(logic operation)，將上述活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層10及檔片圖案附屬擴(kuò)散層20連結(jié)在一起，使兩者的圖案及密度都能夠互相結(jié)合而完成最后的圖案擴(kuò)散層30，以獲得一符合圖案密度及圖案分布條件的邏輯元件產(chǎn)品圖案層。
舉例來(lái)說(shuō)，有第一邏輯元件。活動(dòng)區(qū)圖案密度為52％(圖案/全部面積，dark/total)，因此必須制作一個(gè)具有52％圖案密度的活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層10，使其在微影制程中利用該活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層10，而在半導(dǎo)體底材內(nèi)得到一圖案密度為52％的活動(dòng)區(qū)，而另一第二邏輯元件的活動(dòng)區(qū)圖案密度是為64％，無(wú)法使用該具有52％圖案密度的活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層10，因此，必須再增設(shè)一檔片圖案附屬擴(kuò)散層20，并利用邏輯操作將此檔片圖案附屬擴(kuò)散層20與該活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層10連結(jié)在一起，以將檔片圖案附屬擴(kuò)散層20填補(bǔ)入該活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層10的空曠區(qū)，使結(jié)合在一起的圖案擴(kuò)散層30，其密度能夠由原來(lái)的52％增加至所需的64％，以獲得一圖案密度為64％的邏輯元件產(chǎn)品圖案層；利用一活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層結(jié)合一檔片圖案附屬擴(kuò)散層所得到的圖案層去制作不同產(chǎn)品的邏輯元件，即可避免微調(diào)黃光制程的困擾，而簡(jiǎn)化黃光制程，并獲得穩(wěn)定的制程。
其中，上述檔片圖案附屬擴(kuò)散層20的檔片圖案是由邊長(zhǎng)比例為1∶1的矩形交錯(cuò)排列或依陣列方式排列而成；或是由邊長(zhǎng)比例為2∶1(矩形交疊而成的十字形依陣列方式排列，或依陣列方式排列而形成；也可以是由邊長(zhǎng)比例為3∶1的矩形交疊而成的十字形交錯(cuò)排列及依陣列方式排列而形成的圖案。且此種具有各種排列圖案的檔片圖案附屬擴(kuò)散層的檔片圖案的比例是介于25％-45％(圖案/全部面積，dark/total)之間，參閱圖2-圖9所示，其中
圖2的圖案密度占33.3％；圖3的圖案密度占31.25％；圖4的圖案密度占41.66％；圖5的圖案密度占25％；圖6的圖案密度占33.5％；圖7的圖案密度占44.4％；圖8的圖案密度占25％；圖9的圖案密度占40％。
其可依據(jù)不同邏輯產(chǎn)品的需求，而選擇不同的檔片圖案附屬擴(kuò)散層。
故本發(fā)明在半導(dǎo)體底材中形成產(chǎn)品所需的活動(dòng)區(qū)圖案層之前，先利用檔片圖案附屬擴(kuò)散層以填補(bǔ)活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層內(nèi)較空曠的區(qū)域，以增加產(chǎn)品的圖案密度，而完成最后的擴(kuò)散層以制造出邏輯元件產(chǎn)品圖案層。因此，使用上述的檔片圖案的方法，讓活動(dòng)區(qū)的密度均勻后，不僅可降低邏輯產(chǎn)品圖案密度的差異性，亦可將黃光制程予以簡(jiǎn)化，并使其制程較為穩(wěn)定，同時(shí)也可使黃光制程時(shí)的鏡片熱效應(yīng)降到最低，最重要的是能解決邏輯產(chǎn)品元件量產(chǎn)上的困擾。
以上所述的實(shí)施例僅是為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在使熟習(xí)此項(xiàng)技藝的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容，凡依本發(fā)明揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，其特征是它依次包括下列步驟(1)提供一產(chǎn)品元件所需的活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層；(2)再形成一層特殊且規(guī)則的檔片圖案附屬擴(kuò)散層；(3)利用邏輯操作，連結(jié)該活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層及該檔片圖案附屬擴(kuò)散層，而完成最后的擴(kuò)散層，以獲得一邏輯元件產(chǎn)品圖案層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，其特征是該檔片圖案附屬擴(kuò)散層與該活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層結(jié)合，使圖案的密度均勻，符合邏輯產(chǎn)品所需的圖案。
3.利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，其特征是該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案是由邊長(zhǎng)比例為1∶1的矩形交錯(cuò)排列而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，其特征是該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案是由邊長(zhǎng)比例為2∶1的矩形交疊而成的十字形依陣列方式排列而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，其特征是該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案是由邊長(zhǎng)比例為3∶1的矩形交疊而成的十字形交錯(cuò)排列而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，其特征是該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案是由邊長(zhǎng)比例為1∶1的正方形依陣列方式排列而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，其特征是該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案是由邊長(zhǎng)比例為2∶1的矩形依陣列方式排列而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，其特征是該檔片圖案附屬擴(kuò)散層的圖案比例是介于25％-45％之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，其特征是該活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層以及該檔片圖案附屬擴(kuò)散層是由相同的材質(zhì)所構(gòu)成。
全文摘要
一種利用檔片圖案制造活動(dòng)區(qū)以穩(wěn)定黃光制程的方法，先提供一活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層，再配合一檔片圖案附屬擴(kuò)散層，并利用邏輯操作將此檔片圖案附屬擴(kuò)散層與活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層連結(jié)在一起，以將檔片圖案附屬擴(kuò)散層填補(bǔ)入活動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)圖案層的空曠區(qū)來(lái)增加活動(dòng)區(qū)的圖案密度，并得到一符合邏輯元件產(chǎn)品要求的圖案層，使其可適用于不同邏輯元件的活動(dòng)區(qū)圖案密度，同時(shí)亦降低產(chǎn)品之間的密度差異。具有簡(jiǎn)化黃光制程并使制程較為穩(wěn)定，及降低鏡片熱效應(yīng)的功效。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1405844SQ0114175
公開(kāi)日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2001年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月17日
發(fā)明者黃仲仁, 陳昕輝, 劉光文, 王致皓, 邱家榮 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司