形成密集間距圖案的方法【專利摘要】本發(fā)明提供了一種形成密集間距圖案的方法。首先提供一目標(biāo)圖案包含多個(gè)第一條狀圖案，第一條狀圖案具有一第一寬度以及一第一長度。接著提供一光掩膜具有多個(gè)第二條狀圖案對應(yīng)于第一條狀圖案，其中第二條狀圖案具有一第二寬度以及一第二長度。然后在一曝光系統(tǒng)中利用光掩膜進(jìn)行一第一曝光工藝，第一曝光工藝使用一第一光源，其可以解析出第二條狀圖案的第二寬度。最后在曝光系統(tǒng)中利用光掩膜進(jìn)行一第二曝光工藝，第二曝光工藝使用一第二光源，其不能解析出第二條狀圖案的第二寬度?！緦＠f明】形成密集間距圖案的方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及了一種形成多個(gè)密集間距的條型圖案的方法，特別來說，是涉及了一種使用兩次曝光以及同一光掩膜，以形成一串密集間距的接觸圖案(contactpattern)或接觸洞串(contactchain)的方法?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]在半導(dǎo)體工藝上,為了將集成電路(integratedcircuits)的圖案順利地轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體芯片上，必須先將電路圖案設(shè)計(jì)于一光掩膜布局圖上，之后依據(jù)光掩膜布局圖所輸出的光掩膜圖案(photomaskpattern)來制作一光掩膜,并且將光掩膜上的圖案以一定的比例轉(zhuǎn)移到該半導(dǎo)體芯片上。而隨著半導(dǎo)體電路的積體層次的快速增加，元件的長寬尺寸變得加精細(xì)，也使得電路圖案的轉(zhuǎn)移質(zhì)量備受考驗(yàn)。[0003]請參考圖1與圖2，其中圖1是公知技術(shù)中一個(gè)光掩膜的示意圖，圖2是以圖1的光掩膜來進(jìn)行曝光工藝時(shí)所模擬出來的相對光強(qiáng)度示意圖。如圖1所示，目標(biāo)圖案(targetpattern)100包含有多個(gè)條狀圖形102，每個(gè)條狀圖形102具有一長度約160納米(rim)、一寬度約38納米，以及一間距(pitch)約76納米。在公知的曝光工藝中，為了能精確形成目標(biāo)圖案100,曝光機(jī)臺會使用二孔偏軸發(fā)光(dipoleilluminationlight)作為其光源，如圖2所示的光強(qiáng)度模擬示意圖，在此操作環(huán)境下寬度的關(guān)鍵尺寸(criticaldimension,CD)以及分辨率都能達(dá)到預(yù)定數(shù)值；但因?yàn)槎灼S發(fā)光源僅能針對寬度提供優(yōu)選的分辨率，因此長度的關(guān)鍵尺寸(201.4nm)并無法達(dá)到預(yù)定的數(shù)值。[0004]為了使長度的數(shù)值能夠達(dá)到預(yù)設(shè)的數(shù)值(160nm)，公知技術(shù)會將光掩膜上圖形的長度刻意縮小，請參考圖3與圖4，其中圖3表示了一種縮小長度的光掩膜圖形示意圖，圖4是利用圖3的光掩膜來進(jìn)行曝光工藝時(shí)所模擬出來的相對光強(qiáng)度示意圖。如圖3所示，將光掩膜上長度縮小，例如從160nm縮小至lOOnm，結(jié)果發(fā)現(xiàn)長度的關(guān)鍵尺寸(182.8nm)雖然可以一同縮小，但仍無法達(dá)成預(yù)定值(160nm)，且長度和寬度的分辨率都會一起下降。[0005]另一種解決前述問題的方法，是將二孔偏軸發(fā)光源的雙軸光形狀改為四偏軸形狀(cross-quadrupleillumination)。請參考圖5,表示了利用四偏軸光以及圖1的光掩膜來進(jìn)行曝光工藝時(shí)所模擬出來的相對光強(qiáng)度示意圖。當(dāng)以四偏軸光作為曝光光源以同時(shí)增加X軸方向和y軸方向偏軸時(shí)，雖然模擬的長度的關(guān)鍵尺寸可以達(dá)到預(yù)定值，但這會使得寬度的分辨率下降，因此降低了形成圖案的質(zhì)量。[0006]因此，還需要一種新穎的曝光方法以同時(shí)能夠形成預(yù)定密集間距圖案，也可以獲得優(yōu)選的分辨率。【
發(fā)明內(nèi)容】[0007]本發(fā)明于是提供一種可以形成良好分辨率的密集間距圖案的曝光方法。[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種形成密集間距圖案的方法。首先提供一目標(biāo)圖案，其中目標(biāo)圖案包含多個(gè)第一條狀圖案，第一條狀圖案具有一第一寬度以及一第一長度。接著提供一光掩膜，其具有多個(gè)第二條狀圖案對應(yīng)于第一條狀圖案，其中第二條狀圖案具有一第二寬度以及一第二長度。然后在一曝光系統(tǒng)中利用光掩膜進(jìn)行一第一曝光工藝，其中第一曝光工藝使用一第一光源，第一光源可以解析出第二條狀圖案的第二寬度。最后利用光掩膜進(jìn)行一第二曝光工藝，其中第二曝光工藝使用一第二光源，第二光源不能解析出第二條狀圖案的第二寬度。[0009]通過本發(fā)明所提供的形成密集間距圖案的方法，可以形成質(zhì)量良好的圖案。由于只使用了單一個(gè)光掩膜，因此不會有公知使用兩個(gè)光掩膜時(shí)重復(fù)曝光的問題，也不會有兩個(gè)光掩膜彼此間干擾(noise)的問題。此外，本發(fā)明的技術(shù)可以輕易地整合于現(xiàn)有的光刻系統(tǒng)與設(shè)備，并不需要額外的成本設(shè)備，故可以同時(shí)達(dá)到節(jié)省成本與高質(zhì)量的需求。【專利附圖】【附圖說明】[0010]圖1是公知技術(shù)中一個(gè)光掩膜的示意圖。[0011]圖2是利用圖1的光掩膜來進(jìn)行曝光工藝時(shí)所模擬出來的相對光強(qiáng)度示意圖。[0012]圖3所不為一種縮小長度的光掩膜圖形不意圖。[0013]圖4所示是利用圖3的光掩膜來進(jìn)行曝光工藝時(shí)所模擬出來的相對光強(qiáng)度示意圖。[0014]圖5是利用四偏軸光以及圖1的光掩膜來進(jìn)行曝光工藝時(shí)所模擬出來的相對光強(qiáng)度示意圖。[0015]圖6所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中一種形成密集間距圖案的方法的流程示意圖。[0016]圖7顯示了本發(fā)明的目標(biāo)圖案的其中一個(gè)實(shí)施例示意圖。[0017]圖8所示為本發(fā)明光掩膜圖案其中一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。[0018]圖9是利用圖8的光掩膜來進(jìn)行第一曝光工藝時(shí)所模擬出來的相對光強(qiáng)度示意圖。[0019]圖10是利用圖8的光掩膜來進(jìn)行第二曝光工藝時(shí)所模擬出來的相對光強(qiáng)度示意圖。[0020]圖11所示為結(jié)合第一曝光工藝與第二曝光工藝的結(jié)果所呈現(xiàn)的光強(qiáng)度示意圖。[0021]其中，附圖標(biāo)記說明如下:[0022]102條狀圖案402步驟[0023]300目標(biāo)圖案404步驟[0024]302第一條狀圖案406步驟[0025]304光掩膜圖案408步驟[0026]306第二條狀圖案【具體實(shí)施方式】[0027]為使本發(fā)明所屬【
技術(shù)領(lǐng)域：
】的技術(shù)人員能進(jìn)一步了解本發(fā)明，以下的說明舉出了本發(fā)明幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，并配合附圖與說明，以詳細(xì)說明本發(fā)明的內(nèi)容及所欲實(shí)現(xiàn)的效果。[0028]圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種形成密集間距圖案方法的流程示意圖。如圖6所示，本發(fā)明的曝光方法包含以下步驟:首先，提供一目標(biāo)圖案(步驟402)。目標(biāo)圖案302指后續(xù)欲形成于半導(dǎo)體光致抗蝕劑層上的理想圖案，反映了后續(xù)例如電路的布局圖案(layout)。圖7顯示了本發(fā)明的目標(biāo)圖案的其中一個(gè)實(shí)施例示意圖。如圖7所示，目標(biāo)圖案300包含多個(gè)第一條狀圖案302，其中第一條狀圖案302大體上重復(fù)地排列?？梢岳斫獾氖牵说谝粭l狀圖案302以外，目標(biāo)圖案300也可以包含其它形狀的圖案，并沒有在圖7中表示出來。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，第一條狀圖案302向y軸方向延伸且大體上彼此平行，每個(gè)第一條狀圖案302具有一長度L1(此處長度是定義為投影在y軸方向上的長度)以及一寬度W1(定義為投影在X軸方向上的長度)。在一實(shí)施例中，寬度W1例如是曝光機(jī)臺所能達(dá)到的臨界尺寸(criticaldimension,CD)而長度L1則大于寬度W1,舉例來說,若寬度W1為38nm，長度L1可以為160nm。間距P1則約為兩倍的寬度W1，也就是76nm。[0029]接下來的步驟，將目標(biāo)圖案300轉(zhuǎn)移至一光掩膜(圖未示)上以形成一光掩膜圖案304(步驟404)。圖8所示為本發(fā)明光掩膜圖案其中一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。光掩膜圖案304包含多個(gè)第二條狀圖案306，彼此大體上重復(fù)地排列且對應(yīng)于第一條狀圖案302。每個(gè)第二條狀圖案306具有一寬度W2以及一長度L2。在一優(yōu)選實(shí)施例中，第二條狀圖案306的寬度W2大體上等于第一條狀圖案302的寬度W1，而第二條狀圖案306的長度L2會大于第一條狀圖案302的長度L1，例如長度L2大約是長度L1的1.2倍至2倍。在一實(shí)施例中，寬度W2約為38nm而長度L2約為260nm。[0030]在第三個(gè)步驟，以第一光源來進(jìn)行一第一曝光工藝，其中此第一曝光工藝是使用包含光掩膜圖案304的光掩膜來進(jìn)行，且第一光源可以解析出(resolve)第二條狀圖案的寬度W2(步驟406)。圖9是利用圖8的光掩膜來進(jìn)行第一曝光工藝時(shí)所模擬出來的相對光強(qiáng)度示意圖，其中虛線表示第二條狀圖案的輪廓。如圖9所示，第一光源對于寬度W2(也就是寬度W1,當(dāng)寬度W1等于寬度W2時(shí))可以提供良好的分辨率。在一實(shí)施例中，圖案的分辨率可以依據(jù)下面的公式I來決定:[0031]R=(0.5.A)/(N.A.?(1+Ho))[0032](公式I)[0033]其中，R代表分辨率，入為光源的波長，N.A.代表數(shù)值孔徑(numeralaperture),而Ho則是代表曝光系統(tǒng)的孔徑可調(diào)半徑(apertureadjustableradius,即sigma)。在本發(fā)明一實(shí)施例中，為了能夠提供寬度W2良好的分辨率，第一曝光工藝是使用二孔偏軸發(fā)光源，其提供了y軸方向的偏振，在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，此二孔偏軸發(fā)光源不具有X值方向的偏振。光掩膜優(yōu)選是使用一相位移光掩膜(phaseshiftmask,PSM)。在一實(shí)施例中，第一光源的波長U)大體上為193nm，數(shù)值孔徑(N.A.)大體上為1.35，孔徑可調(diào)半徑(Ho)大體上為I，故此曝光系統(tǒng)下可以提供35.7nm的分辨率，得以解析出寬度W2(38nm)。[0034]接著，以相同的光掩膜進(jìn)行一第二曝光工藝，其中第二曝光工藝系使用一第二光源，且第二光源無法解析出寬度1但卻能夠解析出長度L2(步驟408)。請參考圖10，其是利用圖8的光掩膜來進(jìn)行第二曝光工藝時(shí)所模擬出來的相對光強(qiáng)度示意圖，其中虛線繪示了第二條狀圖案的輪廓。[0035]舉例來說，當(dāng)?shù)诙l狀圖案306的寬度W2為38nm而長度L2為260nm時(shí)，所需分辨率則如下列所述的范圍內(nèi):[0036]38nm<(0.5.入)/(N.A.?(1+Ho))<260nm[0037]在一實(shí)施例中，第二光源與第一光源的波長相同，因此N.A.*(1+110)在第二曝光工藝中的值會小于在第一曝光工藝中的值。舉例來說，若波長(X)為193nm,貝U第二曝光工藝中N.A.?(1+Ho)的值大約為0.371至2.539之間。在本發(fā)明中，N.A.?(1+Ho)的值可以借由改變數(shù)值孔徑(N.A.)或孔徑可調(diào)半徑(Ho)來達(dá)成，舉例來說，數(shù)值孔徑可以為0.9而孔徑可調(diào)半徑可以為0.35，如此一來，N.A.?(1+Ho)的值為1.215。[0038]圖11所示為結(jié)合第一曝光工藝與第二曝光工藝的結(jié)果所呈現(xiàn)的光強(qiáng)度示意圖。如圖11所示，若將第一曝光工藝與第二曝光工藝之間的光源強(qiáng)度調(diào)整至適當(dāng)比例，例如1:1.65，所模擬出來的寬度(37.9nm)與長度(159.8nm)都接近原先目標(biāo)圖案300的期望值(寬度為38nm而長度為160nm)，且長度和寬度的對比依舊維持良好的水平(0.622與0.787)。由此可見，本發(fā)明的方法所形成的目標(biāo)圖案300可以達(dá)成預(yù)設(shè)的尺寸且具有良好的分辨率。[0039]可以理解的是,本發(fā)明的步驟可以應(yīng)用在一般的光刻(lithography)工藝中，舉例來說，可以先將一光致抗蝕劑層(圖未示)形成在一基底(圖未示)上。接著利用一具有第二圖形304的光掩膜來進(jìn)行第一曝光工藝以及第二曝光工藝，使得目標(biāo)圖案300能夠轉(zhuǎn)移到光致抗蝕劑層上，后續(xù)才能在基底上形成對應(yīng)電路圖形的圖案。[0040]綜上而言，本發(fā)明提供了一種形成密集間距圖案的方法，其中一個(gè)特征在于第一曝光工藝以及第二曝光工藝中是使用同一個(gè)光掩膜。本發(fā)明另外一個(gè)特征在于，在第一曝光工藝中使用的第一光源，可以提供所需圖案寬度良好的分辨率，而在第二曝光工藝中使用的第二光源，無法提供所需圖案寬度良好的分辨率。一方面來說，由于寬度的分辨率在第一曝光工藝已經(jīng)被決定，故在第二曝光工藝時(shí)并不會受到太大影響；另一方面，長度的分辨率則是大體上在第二曝光工藝中被決定。[0041]值得注意的是，長度與寬度的關(guān)鍵尺寸的大小可以借由第一曝光工藝與第二曝光工藝之間光強(qiáng)度的比例來加以調(diào)整。由于長度大致上是在第二曝光工藝中被決定，因此優(yōu)選第二曝光工藝的光強(qiáng)度或曝光時(shí)間會大于第一曝光工藝的光強(qiáng)度或曝光時(shí)間，使得第二曝光工藝后可以得到長度的理想臨界尺寸。另外，由于第二條狀圖案306的長度L2大于第一條狀圖案302的長度L1,因此可以在調(diào)整第一曝光工藝與第二曝光工藝之間光強(qiáng)度的比例時(shí)，可以提供更多的空間(margin)與彈性。[0042]通過本發(fā)明所提供的形成密集間距圖案的方法，可以形成質(zhì)量良好的圖案。由于只使用了單一個(gè)光掩膜，因此不會有公知使用兩個(gè)光掩膜時(shí)重復(fù)曝光的問題，并且也不會有兩個(gè)光掩膜彼此之間干擾(noise)的問題。此外，本發(fā)明的技術(shù)可以輕易地整合于現(xiàn)有的光刻系統(tǒng)與設(shè)備，并不需要額外的成本設(shè)備，故可以同時(shí)達(dá)到節(jié)省成本與高質(zhì)量的需求。[0043]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。【權(quán)利要求】1.一種形成密集間距圖案的方法，其特征在于，包含:提供一目標(biāo)圖案，其中所述目標(biāo)圖案包含多個(gè)第一條狀圖案，所述第一條狀圖案具有一第一寬度以及一第一長度；提供一光掩膜，其具有多個(gè)第二條狀圖案對應(yīng)于各所述第一條狀圖案，其中各所述第二條狀圖案具有一第二寬度以及一第二長度；在一曝光系統(tǒng)中利用所述光掩膜進(jìn)行一第一曝光工藝，其中所述第一曝光工藝使用一第一光源，所述第一光源可以解析出所述第二條狀圖案的所述第二寬度；以及在所述曝光系統(tǒng)中利用所述光掩膜進(jìn)行一第二曝光工藝，其中所述第二曝光工藝使用一第二光源，所述第二光源不能解析出所述第二條狀圖案的所述第二寬度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，所述第二光源可以解析出所述第二條狀圖案的所述第二長度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，所述第二條狀圖案的所述第二長度大于所述第一條狀圖案的所述第一長度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，所述第二條狀圖案的所述第二寬度實(shí)質(zhì)上等于所述第一條狀圖案的所述第一寬度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，所述第一寬度與所述第二寬度為所述曝光系統(tǒng)中的臨界尺寸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，所述第一曝光工藝與所述第二曝光工藝中的分辨率以下列公式來決定:R=(0.5.A)/(N.A`.?(1+Ho))其中，R代表分辨率，、代表光源波長，N.A.代表數(shù)值孔徑，He代表孔徑可調(diào)半徑。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，所述第一光源的波長實(shí)質(zhì)上等于所述第二光源的波長。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，所述第一曝光步驟中，N.A.?(1+Ho)的值會大于所述第二曝光步驟中N.A..(1+Ho)的值。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，所述第一寬度與所述第二寬度為38納米，所述第一長度為160納米，而所述第二長度為260納米。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，所述第一光源的波長與所述第二光源的波長都為193納米。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，在所述第一曝光工藝中，所述孔徑可調(diào)半徑為1.35而所述分辨率為I。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，在所述第二曝光工藝中，N.A.?(1+Ho)的值介于0.371與2.539之間。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成密集間距圖案的方法，其特征在于，還包含:提供一基底；形成一光致抗蝕劑層于所述基底上；以及在進(jìn)行了第一曝光工藝與所述第二曝光工藝后，在所述光致抗蝕劑層上形成所述目標(biāo)圖案。【文檔編號】G03F7/20GK103631094SQ201310015562【公開日】2014年3月12日申請日期:2013年1月16日優(yōu)先權(quán)日:2012年8月22日【發(fā)明者】吳俊偉申請人:南亞科技股份有限公司