專利名稱：轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法與裝置以及制造光罩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法與裝置以及制造光罩的方法，特別指一種可補(bǔ)償接合效應(yīng)(Stitching Effect)的轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法與裝置以及制造光罩的方法。
背景技術(shù)：
微影制程的主要目的為在半導(dǎo)體基板上定義出微小且精準(zhǔn)的圖樣。不管是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(Dynamic Random Access Memory；DRAM)或是中央處理器(Central processing Unit；CPU)，都是希望能做成高密度；亦即，在單位面積上所能容納的晶體管越多越好，因此微影線寬就必須越做越小。
微影技術(shù)因其曝光光源不同可分為光學(xué)、X光、電子束、離子束微影等，而半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初便以光學(xué)微影為主，一直到目前仍然為業(yè)界生產(chǎn)的主流技術(shù)。光學(xué)微影技術(shù)從過去的G-line(436納米)、I-line(365納米)，一直發(fā)展到現(xiàn)在的深紫外光(248納米、193納米)微影技術(shù)。然而，為了制作線寬愈來愈小的納米組件，現(xiàn)有的微影技術(shù)已經(jīng)無法滿足半導(dǎo)體業(yè)的需求。經(jīng)過學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的研究與評(píng)估，投射式電子束微影(Electron BeamProjection Lithography；EPL)是除了光學(xué)微影外，另一可行的微影技術(shù)。
電子束微影的優(yōu)點(diǎn)便是可制作小線寬任意圖樣，但其存在耗時(shí)的缺點(diǎn)，因此往往復(fù)雜的圖樣需要數(shù)個(gè)小時(shí)才能完成曝光。為解決此缺點(diǎn)，業(yè)界便開始研發(fā)各種具有高分辨率與長(zhǎng)聚焦深度的投射式電子束微影步進(jìn)機(jī)系統(tǒng)，并以掃描的方式來進(jìn)行曝光，以增加產(chǎn)能，此即投射式電子束最重要的改進(jìn)之處。此外，電子束投射系統(tǒng)倍率的縮小雖然增加其復(fù)雜性，但亦相對(duì)地提升其分辨率及效能。其中，在各種改良的方式及現(xiàn)況中，以投射式縮小曝光可變軸沒入式透鏡(Projection Reduction Exposure Variable Axis ImmersionLenses；PREVAIL)的技術(shù)較為成熟。
PREVAIL的主要技術(shù)改進(jìn)是在電子束光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用曲線可變軸透鏡(Curvilinear Variable Axis Lens；CVAL)技術(shù)。CVAL技術(shù)改變曝光系統(tǒng)中光軸的位置，使得所有的入射電子束皆能以近軸方式照射，以減少成像像差，故可改善光罩上的圖像。在經(jīng)過電磁非對(duì)稱雙透鏡(Telecentric Anti-symmetricDoublets；TAD)縮小M倍后，芯片端的成像品質(zhì)亦獲得改善。此外，影響傳統(tǒng)投影式電子束微影成像品質(zhì)的另一主要因素在于空間電荷累積造成電子束的庫(kù)侖互斥力，而CVAL所使用的曝光電子束屬于高斯分布高能量的部分，故對(duì)于空間電荷所造成的影響較小，因此可獲得較佳的電子束成像。
PREVAIL技術(shù)中的照射束曝光系統(tǒng)包括一照射光學(xué)系統(tǒng)以及一投射光學(xué)系統(tǒng)。在照射光學(xué)系統(tǒng)中，是以一照射束來照射光罩；而投射光學(xué)系統(tǒng)則是用來將通過光罩的照射束投射至一光敏基材上。此外，所使用的模板(Stencil)光罩是使用單一的吸收層來制作圖案，而不需要額外使用薄膜散射的方式來增加光罩對(duì)比度。制作完成的光罩是由支撐體(Strut)所分割的薄膜數(shù)組副場(chǎng)(Sub-field)所組成。通常，一片標(biāo)準(zhǔn)100mm光罩包括800個(gè)1×1mm大小的副場(chǎng)薄膜數(shù)組。
在上述PREVAIL系統(tǒng)中，由于所需求的組件關(guān)鍵尺寸(CriticalDimension；CD)愈來愈小，因此對(duì)圖形的位移偏差而言，需要愈來愈高的控制能力。如上所述，在PREVAIL的曝光束投射微影系統(tǒng)中，接合副場(chǎng)(Stitching Sub-field)用以形成所需的電路圖形。然而，由于圖形位移偏差所引起的接合偏差會(huì)導(dǎo)致非預(yù)期的圖形不連續(xù)性。因此，有必要尋求解決之道。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的就是在提供一種轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法與裝置，可藉以補(bǔ)償光罩接合區(qū)(Stitching Area)因?yàn)榻雍闲?yīng)(Stitching Effect)所產(chǎn)生的誤差。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，此轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法至少包括以下步驟。首先，提供用以產(chǎn)生一光罩的一數(shù)據(jù)文件，并將此數(shù)據(jù)文件分成復(fù)數(shù)個(gè)部分，其中每一部分至少包括一主要圖形區(qū)與一接合區(qū)(Stitching Area)，且此接合區(qū)至少包括一共同圖形。接著，以一照射束照射上述復(fù)數(shù)個(gè)部分。接著，形成主要圖形區(qū)的被照射部分的一影像。接著，以另一照射束照射上述每一部分的一連接端所對(duì)應(yīng)的一基材區(qū)域。然后，形成接合區(qū)的被照射部分的一影像，并在共同圖形所對(duì)應(yīng)的接合區(qū)產(chǎn)生一半色調(diào)灰階(Halftone Gray Level)曝光劑量分布，其中相鄰的每一接合區(qū)的共同圖形重迭于基材區(qū)域上，且產(chǎn)生半色調(diào)灰階曝光劑量分布的共同圖形至少包括一幾何特征。
如上所述的轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法，其中該接合區(qū)的該共同圖形至少包括一耦合圖形。
如上所述的轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法，其中該幾何特征至少包括一多邊形。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的方法。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，此自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的方法至少包括以下步驟。首先，提供用以產(chǎn)生一光罩的一數(shù)據(jù)文件，并將此數(shù)據(jù)文件分成復(fù)數(shù)個(gè)部分，其中每一部分至少包括一主要圖形區(qū)與一接合區(qū)，且此接合區(qū)至少包括一共同圖形。接著，以一帶電粒子束照射上述復(fù)數(shù)個(gè)部分。接著，形成主要圖形區(qū)的被照射部分的一影像。接著，以另一帶電粒子束照射上述每一部分的一連接端所對(duì)應(yīng)的一晶圓區(qū)域。然后，形成接合區(qū)的被照射部分的一影像，并在共同圖形所對(duì)應(yīng)的接合區(qū)產(chǎn)生一半色調(diào)灰階曝光劑量分布，其中相鄰的每一接合區(qū)的共同圖形重迭于晶圓區(qū)域上，且產(chǎn)生半色調(diào)灰階曝光劑量分布的共同圖形至少包括一幾何特征。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的影像裝置。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，此自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的影像裝置至少包括一數(shù)據(jù)文件，用以產(chǎn)生一光罩，其中此數(shù)據(jù)文件分成復(fù)數(shù)個(gè)部分，且每一部分至少包括一主要圖形區(qū)與一接合區(qū)，而此接合區(qū)至少包括一共同圖形；一照射束，用以照射上述復(fù)數(shù)個(gè)部分，因而形成主要圖形區(qū)的被照射部分的一影像；以及另一照射束，用以照射上述每一部分的一連接端所對(duì)應(yīng)的一晶圓區(qū)域，因而形成接合區(qū)的被照射部分的一影像，并在共同圖形所對(duì)應(yīng)的接合區(qū)產(chǎn)生一半色調(diào)灰階曝光劑量分布，其中相鄰的每一接合區(qū)的共同圖形重迭于晶圓區(qū)域上，而產(chǎn)生半色調(diào)灰階曝光劑量分布的共同圖形至少包括一幾何特征。
如上所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的方法及影像裝置，其中該接合區(qū)的該共同圖形至少包括一耦合圖形。
如上所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的方法及影像裝置，其中該幾何特征至少包括一多邊形。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種制造光罩的方法。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，此制造光罩的方法至少包括以下步驟。首先，提供用以產(chǎn)生一光罩的一數(shù)據(jù)文件，并將此數(shù)據(jù)文件分成復(fù)數(shù)個(gè)部分，其中每一部分至少包括一主要圖形區(qū)與一接合區(qū)，且接合區(qū)至少包括一幾何圖形。然后，于接合區(qū)形成一組幾何特征，其中于一照射過程后此組幾何特征形成一半色調(diào)灰階曝光劑量分布。
如上所述的制造光罩的方法，其中該接合區(qū)的該組幾何特征至少包括一耦合圖形。
如上所述的制造光罩的方法，其中該組幾何特征至少包括一多邊形。
因此，應(yīng)用本發(fā)明可藉以補(bǔ)償光罩接合區(qū)因接合效應(yīng)所產(chǎn)生的光罩誤差。


圖1是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例中可產(chǎn)生半色調(diào)灰階曝光劑量分布的單一光罩副場(chǎng)圖形及其曝光劑量與光罩位置的關(guān)系圖。
圖2是二個(gè)相鄰的圖1中的光罩副場(chǎng)圖形的接合示意圖及曝光劑量與光罩位置的關(guān)系圖。
圖3至圖8是本發(fā)明中具有各種不同接合區(qū)幾何形狀的光罩副場(chǎng)圖形的示意圖，其中各圖中還包括重迭橫向偏移及/或重迭縱向偏移，而仍可產(chǎn)生半色調(diào)灰階曝光劑量分布。
其中，附圖標(biāo)記說明如下100副場(chǎng)圖形110主要圖形區(qū)120接合區(qū)130連接端140半色調(diào)灰階曝光劑量分布150重迭橫向偏移160重迭縱向偏移
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是有關(guān)于一種可補(bǔ)償接合效應(yīng)的轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法與裝置。運(yùn)用本發(fā)明的方法與裝置時(shí)，首先需提供用以產(chǎn)生一光罩的一數(shù)據(jù)文件，其中此數(shù)據(jù)文件可分成數(shù)個(gè)部分。請(qǐng)參考圖1所示的依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例中可產(chǎn)生半色調(diào)灰階曝光劑量分布的單一光罩副場(chǎng)圖形及其曝光劑量與光罩位置的關(guān)系圖。上述用以產(chǎn)生光罩的數(shù)據(jù)文件中的每一部分即圖1中的單一副場(chǎng)圖形100。如圖1中所示，每一個(gè)單一副場(chǎng)圖形100包括主要圖形區(qū)110與接合區(qū)120等，其中接合區(qū)120鄰近主要圖形區(qū)110，且接合區(qū)120為相鄰二個(gè)單一副場(chǎng)圖形100的接合連接端。此外，每一個(gè)接合區(qū)120皆包括一共同圖形，而此共同圖形可包括一耦合圖形與一幾何特征。其中，此幾何特征并不限定為具有副分辨率特征的多邊形，例如為圖1中所示的接合區(qū)120中的數(shù)個(gè)矩形長(zhǎng)條。
上述圖1中的光罩的單一副場(chǎng)圖形100若以一照射束(如電子的帶電離子束)來加以照射，則由于接合區(qū)120具有特殊幾何特征，將使得圖1上方的照射劑量與光罩位置的關(guān)系圖中呈現(xiàn)半色調(diào)灰階曝光劑量分布的特征。亦即，若光罩的主要圖形區(qū)110的對(duì)應(yīng)劑量為1，則在本發(fā)明中光罩的接合區(qū)120的對(duì)應(yīng)劑量介于1與0之間。
至于，圖2則是二個(gè)相鄰的圖1中的光罩副場(chǎng)圖形的接合示意圖及劑量與光罩位置的關(guān)系圖。當(dāng)以照射束在兩次照射(Shot)中先后照射光罩上如圖2中所示的相鄰兩組單一副場(chǎng)圖形100時(shí)，于此兩組相鄰的單一副場(chǎng)圖形100的連接端130亦將具有半色調(diào)灰階曝光劑量分布140。
于是，藉由圖2中具有連接端130的兩組相鄰的光罩單一副場(chǎng)圖形100，可使照射束穿越其中，而在基材(如覆蓋在晶圓上的光阻)上形成具有半色調(diào)灰階曝光劑量分布140的對(duì)應(yīng)影像，因此可藉以避免圖形位移偏差所引起的接合偏差與圖形的不連續(xù)性。
再有，除了圖2中的實(shí)施例外，本發(fā)明中可產(chǎn)生半色調(diào)灰階曝光劑量分布的光罩副場(chǎng)圖形更可如圖3中的下方圖形所示，具有重迭橫向偏移150及/或重迭縱向偏移160。本發(fā)明中的光罩副場(chǎng)圖形即使具有如圖3中所示的重迭橫向偏移150及/或重迭縱向偏移160，仍可產(chǎn)生半色調(diào)灰階曝光劑量分布，因而可藉以避免圖形位移偏差所引起的接合偏差與圖形的不連續(xù)性。
另外，如圖4至圖8中所示，本發(fā)明中的光罩副場(chǎng)圖形可具有各種不同幾何形狀的接合區(qū)，且各圖中更顯示出具有重迭橫向偏移及/或重迭縱向偏移的實(shí)施例，而仍可產(chǎn)生半色調(diào)灰階曝光劑量分布。
由上述本發(fā)明較佳實(shí)施例可知，應(yīng)用本發(fā)明可藉以補(bǔ)償光罩接合區(qū)因接合效應(yīng)所產(chǎn)生的光罩誤差。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的變化與修飾。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法，其中至少包括提供用以產(chǎn)生一光罩的一數(shù)據(jù)文件，并將該數(shù)據(jù)文件分成復(fù)數(shù)個(gè)部分，其中每一這些部分至少包括一主要圖形區(qū)與一接合區(qū)，且該接合區(qū)至少包括一共同圖形；以一第一照射束照射這些部分；形成該主要圖形區(qū)的被照射部分的一影像；以一第二照射束照射每一這些部分的一連接端所對(duì)應(yīng)的一基材區(qū)域；以及形成該接合區(qū)的被照射部分的一影像，并在該共同圖形所對(duì)應(yīng)的該接合區(qū)產(chǎn)生一半色調(diào)灰階曝光劑量分布，其中相鄰的每一這些接合區(qū)的該共同圖形重迭于該基材區(qū)域上，其中產(chǎn)生該半色調(diào)灰階曝光劑量分布的該共同圖形至少包括一幾何特征。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法，其中該接合區(qū)鄰近該主要圖形區(qū)，且為每一這些部分的該連接端。
3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法，其中該接合區(qū)的該共同圖形至少包括一耦合圖形。
4.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法，其中該接合區(qū)的該共同圖形具有該半色調(diào)灰階曝光劑量分布。
5.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法，其中該幾何特征至少包括一多邊形。
6.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法，其中該多邊形為副分辨率特征。
7.一種自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的方法，其中至少包括提供用以產(chǎn)生一光罩的一數(shù)據(jù)文件，并將該數(shù)據(jù)文件分成復(fù)數(shù)個(gè)部分，其中每一這些部分至少包括一主要圖形區(qū)與一接合區(qū)，且該接合區(qū)至少包括一共同圖形；以一第一帶電粒子束照射這些部分；形成該主要圖形區(qū)的被照射部分的一影像；以一第二帶電粒子束照射每一這些部分的一連接端所對(duì)應(yīng)的一晶圓區(qū)域；以及形成該接合區(qū)的被照射部分的一影像，并在該共同圖形所對(duì)應(yīng)的該接合區(qū)產(chǎn)生一半色調(diào)灰階曝光劑量分布，其中相鄰的每一這些接合區(qū)的該共同圖形重迭于該晶圓區(qū)域上，其中產(chǎn)生該半色調(diào)灰階曝光劑量分布的該共同圖形至少包括一幾何特征。
8.如權(quán)利要求7所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的方法，其中該接合區(qū)鄰近該主要圖形區(qū)，且為每一這些部分的該連接端。
9.如權(quán)利要求7所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的方法，其中該接合區(qū)的該共同圖形至少包括一耦合圖形。
10.如權(quán)利要求7所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的方法，其中該接合區(qū)的該共同圖形具有該半色調(diào)灰階曝光劑量分布。
11.如權(quán)利要求7所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的方法，其中該幾何特征至少包括一多邊形。
12.如權(quán)利要求11所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的方法，其中該多邊形為副分辨率特征。
13.一種自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的影像裝置，其中至少包括一數(shù)據(jù)文件，用以產(chǎn)生一光罩，其中該數(shù)據(jù)文件分成復(fù)數(shù)個(gè)部分，且每一這些部分至少包括一主要圖形區(qū)與一接合區(qū)，而該接合區(qū)至少包括一共同圖形；一第一照射束，用以照射這些部分，因而形成該主要圖形區(qū)的被照射部分的一影像；以及一第二照射束，用以照射每一這些部分的一連接端所對(duì)應(yīng)的一晶圓區(qū)域，因而形成該接合區(qū)的被照射部分的一影像，并在該共同圖形所對(duì)應(yīng)的該接合區(qū)產(chǎn)生一半色調(diào)灰階曝光劑量分布，其中相鄰的每一這些接合區(qū)的該共同圖形重迭于該晶圓區(qū)域上，其中產(chǎn)生該半色調(diào)灰階曝光劑量分布的該共同圖形至少包括一幾何特征。
14.如權(quán)利要求13所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的影像裝置，其中該接合區(qū)鄰近該主要圖形區(qū)，且為每一這些部分的該連接端。
15.如權(quán)利要求13所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的影像裝置，其中該接合區(qū)的該共同圖形至少包括一耦合圖形。
16.如權(quán)利要求13所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的影像裝置，其中該接合區(qū)的該共同圖形具有該半色調(diào)灰階曝光劑量分布。
17.如權(quán)利要求13所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的影像裝置，其中該幾何特征至少包括一多邊形。
18.如權(quán)利要求17所述的自光罩轉(zhuǎn)移電路圖形至晶圓的影像裝置，其中該多邊形為副分辨率特征。
19.一種制造光罩的方法，其中至少包括提供用以產(chǎn)生一光罩的一數(shù)據(jù)文件，并將該數(shù)據(jù)文件分成復(fù)數(shù)個(gè)部分，其中每一這些部分至少包括一主要圖形區(qū)與一接合區(qū)，且該接合區(qū)至少包括一幾何圖形；以及于該接合區(qū)形成一組幾何特征，其中于一照射過程后該組幾何特征形成一半色調(diào)灰階曝光劑量分布。
20.如權(quán)利要求19所述的制造光罩的方法，其中該接合區(qū)鄰近該主要圖形區(qū)，且為每一這些部分的該連接端。
21.如權(quán)利要求19所述的制造光罩的方法，其中該接合區(qū)的該組幾何特征至少包括一耦合圖形。
22.如權(quán)利要求19所述的制造光罩的方法，其中該接合區(qū)的該組幾何特征具有該半色調(diào)灰階曝光劑量分布。
23.如權(quán)利要求19所述的制造光罩的方法，其中該組幾何特征至少包括一多邊形。
24.如權(quán)利要求23所述的制造光罩的方法，其中該多邊形為副分辨率特征。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法與裝置以及制造光罩的方法，可藉以補(bǔ)償光罩接合區(qū)(Stitching Area)因?yàn)榻雍闲?yīng)(Stitching Effect)所產(chǎn)生的誤差。本發(fā)明的轉(zhuǎn)移光罩圖形的方法至少包括以下步驟。首先，提供用以產(chǎn)生一光罩的一數(shù)據(jù)文件，并將此數(shù)據(jù)文件分成復(fù)數(shù)個(gè)部分，其中每一部分至少包括一主要圖形區(qū)與一接合區(qū)，且此接合區(qū)至少包括一幾何圖形。然后，于接合區(qū)形成一組幾何特征，其中于一照射過程后此組幾何特征形成一半色調(diào)灰階曝光劑量分布。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1534380SQ200310124030
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2003年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者張仲興, 林建宏, 林本堅(jiān), 林佳惠, 金持正, 林進(jìn)祥, 梁輔杰, 陳政宏, 何邦慶 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司