556277 A7 B7 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 五、發明說明（1 ) 本申請案先於2001年8月17日提出之日本專利申請 案 No· 2001-247868。 發明背景 1, 發明頜娀. 5 本發明與製造半導體裝置的技術有關，更明確地說， 與製造半導體裝置之曝光法所適用的技術有關。 2. 背景描沭 在半導體裝置上形成指定之圖案可以使用半色調 (half-tone)式的相移光罩進行曝光。半色調式相移光罩是 一種遮光罩，它是在透明的遮罩上塗布一層對曝光光線半 透明的膜，此膜稱為”半色調膜"。此半色調膜致使通過它 的曝光光線相移，但不影響所通過的曝光光線。此半色調 膜通常是由無機材料製成，且厚度較厚(例如100奈米）。 對半色調式相移光罩的例示性描述見於公開的日本專 利211837/1997。其所揭示的相移光罩是為防止由於被遮 蔽部分中出現副波峰導致異常圖案。 習知的半色調式相移光罩是以無機膜製造，它至少具 有以下的限制。第一項限制是由於半色調膜之厚度導致製 造精密度不佳。第二項限制是由於圖案的微型化影響光罩 6吳差放大因數（Mask Error Enhance Factor ; MEF)，致使轉 移到晶圓上之圖案的尺寸精確度不佳。第三項限制是由於 半色调式相移光罩的製造精密度不佳，致使需要製造若干 個光罩以便在其中挑選可被接受的合格光罩，此對縮短製
556277 A7 B7 五、發明說明（2 ) ; 造半導體裝置的Turn Around時間（Turn Around Time ; TAT)是項阻礙。 ； 發明概述
I 5 本發明提供一種能增進轉移到晶圓上之圖案尺寸精確 度的技術，且可縮短製造半導體裝置的TAT。 ―從以下配合圖式的描述中，將可瞭解本發明其它及更 多的目的、特徵及優點。概言之，本文所揭示的發明是關 1 於以縮小投影曝光通過其上成形有半色調相移圖案的光 10 罩，將圖案轉移到晶圓上的光阻膜，該光罩具有用於調整 相位的衰減膜及有機膜。 圖式簡單說明 為能透徹瞭解本發明且易於實用，以下將配合圖式描 15 述本發明，其中，相同的參考字元指示相同或類似的單 元，該些圖式併入本說明書並為本說明書的一部分，其 中： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1顯示本發明用於製造半導體裝置之光罩第一例重 要部分的截面圖； 20 圖2(a)至（d)顯示製造圖1所示光罩之步驟的截面 圖； 圖3顯示圖1所示光罩的平面圖； 圖4(a)至⑴顯示製造按照本發明用於製造半導體裝置 之另一款光罩之步驟的截面圖； -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 556277 A7 B7 五、發明說明（3) 圖5(a)顯示圖4所示之光罩的平面圖，以及圖5(b)說 明光罩如何安裝到曝光系統上； 圖6(a)到6(d)顯示製造按照本發明用於製造半導體裝 置之另一款光罩之步驟的截面圖； 5 圖7顯示圖6所示光罩的平面圖； 圖8(a)及8(b)顯示圖7所示光罩重要部分的放大平面 圖； ~ 圖9(a)是一平面圖，9(b)是9(a)所示光罩的側視圖， 其中說明製造按照本發明用於製造半導體裝置之光罩的方 10 法； 圖10的圖示說明按照本發明製造半導體裝置所使用 的曝光步驟； 圖11的圖示說明按照本發明製造半導體裝置所使用 之曝光系統的實例； 15 圖12顯示按照本發明製造半導體裝置之例示性製程 的流程圖； 圖13(a)至13(f)顯示按照本發明製造半導體裝置之重 要步驟的截面圖； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖14顯示按照本發明用於製造半導體裝置之光罩之 20 相位角的曲線圖； 圖15(a)及15(b)說明調整用於製造半導體裝置之按照 本發明之光罩的相位； 圖16顯示按照本發明製造半導體裝置之另一例示製 程的流程圖， 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 556277 A7 B7 五、發明說明（4 ) 圖17顯示製造按照本發明用於製造半導體穿置之光 罩之例示性製程的流程圖； 圖18說明按照本發明在製造半導體裝置之過程中如 何使用光罩； 圖19說明按照本發明在製造半導體裝置之過程中如 何使用光罩。 發明詳細説明 須瞭解，本發明的圖式及描述都已簡化成與清楚瞭解 10本發明有關的說明元素，$時，為凸顯本發明，也删除了 其它為吾人所熟知的元素。熟悉此方面技術之人士應瞭 解，為實施本發明，當然需要其它元素。不過，由於這些 元素都是習知技術，且它們對進—步瞭解本發明並無助 益，因此，在本文中不討論這些元素。在下文中將參^附 15 圖詳細描述本發明。 以下先定義本說明書中使用的幾個名詞： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1· π光罩π包括一基體以及成形於其上的圖案，該圖案用於 遮蔽光或改變光的相位。，，在基體上，，意指基體的頂表面及在基體 之頂表面内或外側附近的區域(例如，圖案可能配置在置於田比鄰 20基體頂表面的另一基體上）。一般的光罩可能不僅包括鉻光罩俱 用以遮蔽光線的金屬膜是鉻），同時也包括一般的半色調式相移 光罩(其中的半色調遮罩是無機膜)以及所謂的，，Levenso_移光單 (其中，將透射光之相位反轉的移相器交替地配置在開孔處）。在 本文中將這些光罩(photomask)簡稱為光罩(mask)。 -6- ----- 本纸張尺㈣㈣_家標；^cNS)A4 «^210^7^ 556277 A7 B7 五、發明說明（ 2· ”製造半導體裝置的整備時間_㈣"意指在該半導體 裝置量產之前的發展、試造及評估的初步階段。 除非另有提及’在以下描述中所解釋的本發明實施例 都相互相關’即使是在不同段落或不同例中的解釋。其中 5某-實例可能是修改自另一實例，或者，某一實例可能是 用以補充對另一例的描述。 在以下所提及的—«ΠΤ，除非明確提及或原則上要被 限制在某指定數字的情況之外，元素的數量（包括元素具 有的值、數量、範圍等）並不限制在特定的數字。該數字 10 可能大於或小於指定的數字。 此外，在以下提及的實例中，除非明確提及或原則上 非其不可的情況之外，構成的元素（包括基本的步驟)並不 需要非其不可。前文中提及的值與範圍亦同。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在說明實例的圖式中，具有相同功能的元素賦予相同 15的參考編號，且對它們的解釋也不重複。為便於瞭解，在 這些說明實例的圖式中，即使是平面圖中都會有包括平行 相父的細線。此外’在以下提及的例中，mis代表 MISFET(金屬絕緣體半導體場效電晶體），pMis代表通 道MISFET，nMIS代表η-通道MISFET。本發明的實例 20 將參考附圖詳細說明。 實例1 第一例示性光罩製造法 此例說明一半色調相移光罩，其載面結構(僅重要部 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐） 556277 Α7 五、發明說明（6 ) 分)如圖1所示。圖中顯示—透明的玻璃基體（或光罩基 师，其上有衰減曝光光線的薄_案（或衰減薄案 或衰減薄膜)2a，以及光阻圖案(或光敏有機膜或光敏混合 物膜伽。半色調式相移光罩包括半色調膜，該半色調膜 5是-層積膜’是由薄膜圖案2a與成形於其上之光敏有機 膜圖案3a所構成。玻璃基體1並不限用玻璃，它可以是 結晶之Si〇2或⑽2你任何基體，它們對用來投影圖案的 曝光光線透明。玻璃基體1上成形有半色調膜的-側在本 文中稱為第-主平面，其相對側稱為第二主平面。 1〇 町參考圖2解釋製備半色調式相移光罩的過程。第-步如 圖2(a)所不，在石英玻璃或類似材料的玻璃基體(空白)ι上塗布衰 減薄膜2。在衰減薄膜2上再成形光_。光阻膜淡以電子束製 作的圖案。在本例中’衰減薄膜2是以鉻成形。不過，它也可以 是ZrSlxOy、SiON、SiN、CrFx、M〇Six、CrOxFy、W、Ta、Ti、 15 TiN、WNx、或類似物的薄膜。任何包含金屬的薄膜都合用，因 為它們能極有效地衰減曝光光線，且對曝光光線的耐光性極高。 $如’鉻膜較佳的厚度為2〇奈米。在衰減薄膜2上成形光阻膜3之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 刖，先使衰減薄膜2與hexamethyldisilazane或類似物疏水化。此步 驟可減少在後續濕蝕時的側蝕量，以增進製造的精密度及降低尺 20 寸的變異。 · 光阻膜3的較佳厚度大約122奈米。它可以成形自化學放大電 子束光阻’诸如聚氫氧基苯乙烯(polyhydroxystyrene)樹脂。它也 可成形自非化學放大的光阻，如naphthoquinonediazide或PMMA 光阻。光阻可是正型或負型。此外，光阻也可以是對波長365奈 本紙張尺度適^(21〇 χ 297公爱7 556277 A7 B7 五、發明說明（7) 米之雷射敏感的光阻。從耐光性的觀點來看，除了聚合物主幹上 固疋有能吸㈣3奈纽長之^^吸錄騎翻旨或_—樹脂外 光阻中不應摻光吸收劑。在樹脂中添加任何光-吸收劑都會引 起化學反應，導致吸收率、折射率及膜的厚度改變。 5 任何光敏混合物都可取代光阻，如摻了酸產生劑(acid_ generating agent)的SOG(旋附玻璃）。經過烘焙硬化，s〇G可獲得 良好的耐光性。其優點是它不會隨著時間發生實質的改變。在顯 影時厚度不會明顯減少的任何光阻都可使用，因為可以很容易地 控制相移。這類光阻的實例之一是丙烯酸類光阻，或高活化能類 1〇 的光阻(High Activation Energy Type Resist ; HAER) 接下來進行顯影以形成如圖2(b)所示的光阻圖案3&(包括電路 圖案4a及十字線對正標記圖案5幻。之後，在U(rc烘焙以硬化光 阻。此烘焙允許後續以穩定的方法進行蝕刻。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接下來的步驟是蝕刻鉻膜(衰減器），以形成如圖2(c)所示的衰 15減器薄膜圖案2a。此蝕刻步驟可以使用乾姓或濕蝕。在本例中， 是以硝酸二銨鈽(diammonium cerium(IV)血㈣的水溶液進行濕 蝕。濕蝕的優點例如顆粒瑕疵少，且由於蝕刻均勻，因此尺寸精 確度高。其它優點例如由於實質上光阻沒有被侧，因此，相位 很容易控制。被蝕刻的膜很薄(大約2〇奈米)且被側蝕的程度很輕 20 。另一方面，乾蝕的優點是不會導致針孔瑕疵。 —接下來的步驟如圖2(d)所示，經由紅外線雷射曝光以形成遮 敝帶。此遮蔽帶用以防止在後續的照相曝光中發生重疊。被紅外 線雷射光束照射的光阻形成遮蔽帶3b，其光阻變暗(變黑)以便獲 侍較佳的遮蔽效果。遮蔽帶％採用的形狀是在電路圖案區外側平 冬 -----—------------------------- 本紙張尺度翻中@ @家標準(cns)A4 ^ (210^297^^ ~~ -~— ^^6277 A7 ΤΓ ' - ~--_____ Β7 五、發明說明（8 ) — 力匕的透光性(對曝光光線而言)較在該位置的半色調膜 沒有遮蔽帶处’半色調膜的透光率大約是曝光光線齡 、、1執行烘；^以完成半色調式相移光罩。此烘培程序並非 不k b可增進對曝光光線的耐光性或對時間的耐久性。 以DUV射線(大約a奈-米)照射烘培，將可有效地硬化光阻且不 會改變光阻的形狀。 二’反覆曝光麵後會致朗顏域重複曝光(此將導致有瑕 疲的圖案）。此問題因遮蔽帶3b得以避免。 本例所製備的光罩，在半色調随膜(職是由鉻膜及光阻 膜所構成的層積膜)的開口處，能對波長為⑽奈米的激發雷 射光產生7Γ的相位差。半色調膜(或層積膜)的透光率大約你；不 過’此值並非限制。半色調膜包括厚度17奈米的路膜以及125奈 米的光阻膜(透光率9%)，因此，半色調式相移光罩可得到π的相 位差。衰減薄膜2(或薄膜圖案邱的厚度該薄或厚，是由所需的透 15光特性財。另—方面，也可經由改變光_(或光阻圖案坤的 厚度調整相位差。按此方式即可得到具有所欲光學特性的半色調 式相移光罩。 經 濟 部 智 慧丨 財： 產： 局丨丨 員 消 費 合 社 印 製 圖3是以本例所述方法製備之半色調式相移光罩的平面圖。 圖中顯示電路圖案4a、遮蔽帶3b及十字線對正標記圖^，這些 2〇圖案都是成形在玻璃基體!上。本例的十字線對正標記圖案喊 成形在遮蔽帶3b的外側。此位置乃隨曝光系統的不同而異。將其 安排在遮蔽帶遞域内也是-例。易言之，也可遮蔽帶聊 分的開口做為標記圖案5a。
-10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐） 556277 A7 B7 五、發明說明（9 ) 5 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 第二例示性光罩製造法 此例展現與例1相同的半色調式相移光罩，不過，其光阻膜 的厚度為383奈米，且半色調圖案的相位差為3;r。較厚的光阻膜 3可避免濕織間會發生的針孔瑕疲。因此，可以得到瑕庇密度 低的半色赋姆鮮。無朗免的針孔贼可罐由錢碳(此 方法用於一般的半色調式相移光罩)加以改正。此外，由於顆粒 所造成的黑型瑕疵-，亏以經由聚焦離子束(FIB)法改正。可按照一 般相移光罩所使用的瑕疵檢驗法檢查瑕疵。 第三例示性光罩製造法 本例所說明的半色調式相移光罩具有可溶於水的負光阻遮蔽 帶以及一薄皮(pellicle)。以下參考圖4⑷到4(_釋製造步驟。 第-步如圖4⑷所示，在石英玻璃或類似材料製成的玻璃基 體(空白㈣貝序塗布衰減器薄膜2及光阻膜3。在經過—般的 ，使用電子束製作光卿斷在本辦，衰減_是使祕 成形；不過，也可個其它適賴料，這些材料如前文中。 2(a)所做的解釋。衰減薄膜2的較佳厚度大約”奈米。^ 光阻膜是使用PMMA成形’較佳的厚度大約⑸ 呈 此厚度的半色賴，触長⑼奈米之光線能歧^相健 且透光率娜。如果要以無針孔難(如前文所造^ 3疋的光阻膜，其厚度約為467奈米。 相位差為 第一步是顯影以形成光阻圖案3a，1 字線對正標記圖案5a，如圖4(b)所示。:光阻圖案=及十 對應於稍後步驟中配置薄膜框的位置。 :、中的開孔以 第：步疋在衰減薄膜(或 _ I 1 _ 圖 具有 ----—__________ 本紙張尺㈣財關家標準(CNS^A4祕(^297^^ 556277 A7 B7 五、發明說明（10) 絡膜)上侧以形成薄膜圖案2a。雖然乾餘也可接受，但此步驟的 蝕刻採用濕蝕。 第四步如圖4(d)所示，在整個表面塗布水溶性的負光阻％。 對要形成遮蔽帶的部分曝光。第五步是顯影以形成平坦框形狀的 5遮蔽帶3c，如圖4(e)所示。本文所使用的例示性水溶性負光阻是 按下述方法配製。將6·26克的(acrylamide)及6.34克的(diacetone acrylamide)溶解在1~8〇竞的去離子水中。將所得到的溶液置於2〇〇 毫升的可分離燒瓶中，並隔水加熱到5rt。在已加熱的溶液中加 入無根(free-radical)聚合作用的啟始劑(initiat〇r)，即，含有〇 〇2克 10 2,2’-az〇biS(2-(imidaz〇lin-2_yi)propane)dihydr〇chi〇ride的水溶液。聚 合作用持續5小時。所得到共聚物的分子量為丨，4⑻，〇〇〇。 0.066 克的 sodium 4_azidocinnamaldehyde-2-sulfonate、1.9〇 克 的去離子水、以及3.6克之1%的氫氧化鈉水溶液加入9·4〇克的共 聚物(7%的溶液)中。反應2天後，以醋酸中和反應生成物，接著 15以去離子水稀釋，以使固形物含量成為丨.5%。在此溶液中加入乙 稀乙二醇(100%以固形物含量為準)及矽烷耦合劑(〇〇1%以固形物 含量為準）。最後，得到此光阻溶液。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用負光阻的優點是曝光部分僅限於成形遮蔽帶之很小的區 域’其餘大的部分在顯影期間被自動去除。本例所使用的曝光光 20線是波長365奈米的雷射光束；不過，也可以使用電子束。水溶 性光阻不會對ΡΜΜΑ圖案有任何影響。 最後’具有薄皮膜7a的薄皮框斯如圖4(f)所示贿接於玻璃基 體1。因此’得到用於波長193奈米之ArF激發雷射的半色調相移 光罩。由於開孔6a已在先前的步驟中形成，因此，薄皮框几的底 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格⑵g X 297公 556277 A7 五、發明說明（u) 部乃疋直細接在玻絲體丨上。因此，薄皮_仍在其位置。 如果在配置薄皮框7b的位置有光阻膜，當附接或去除薄皮框7b時 ’外物使會光賴觸。林例而言，這些潛麵缺點都得以避 免，因為薄皮框7b直接附接在破璃基體i上。 5 圖5(a)顯示本例所製備之半色調式相移光罩的平面圖。在玻 璃基體1上成形有電路圖案如、遮蔽帶％、+字線對正標記圖案 5a及薄皮框7b。縣例巾，恃雜正標記_5a是飾在薄皮 框7b的外側，不過，此位置隨曝光系統的不同而異。十字線對正 標記圖案5a配置在薄皮框7b的内側也是一例。 10 ®5(b)顯示半色調式相移光罩放置在曝光系統之台座8上的截 面圖。在與曝光系統之台座8接觸的位置並無半色調膜(或是包括 光阻膜3及鉻膜的衰減薄膜2Wb種配置可避免光_因接觸外 物而被剝離。 此第二例不性製造法可製造出圖案尺寸精確度(9奈米)極高的 15光罩，即如剷述第二例示性光罩製造法所製造的光罩。 第四例示性光罩製造法 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此方法使用光敏的SOG及一般的負光阻取代上述第三光罩萝 造法所使用的PMMA光阻及水溶性負光阻。較佳的光敏8〇(}是由 20 silanol及酸產生劑(5%)構成，且水溶性負光阻是化學放大類$的 酚樹脂。遮蔽帶是以電子束曝光。在光敏S〇G顯影後進行乃〇它 的硬化烘焙，以使SOG硬化並使SOG圖案不會被酚基的化學放大 負光阻溶解。 此第四例示性製造法可製造出圖案尺寸精確度(9奈米)極高的 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐） 556277 A7 B7 五、發明說明（12) ~~ ~ —- 光罩，即如前述第-及第三例示性光罩製造法所製造的光罩。 第五例示性光罩製造法 此方法包括在_針·舰㈣步驟。參考 5到6(d)解釋成形半色調式相移光罩的步驟。 ▲第一步如圖6⑷所示，在石英玻璃的玻璃基體(空白)丨上被覆 衰減薄膜2及光阻膜3。烘培後，以電子束_製作光阻膜3的圖 案。在此步射，以電子束(EB1)在要成形遮蔽帶的區域中成形 二細圖案(如圖8所示，並在下文中解釋）。在本方法中，衰減薄膜 1〇 2是以鉻成形；不過，也可使用其它適用材料，這些材料如前文 中參考圖2(a)及4⑷所做的解釋。衰減薄膜2的厚度大約2〇.6奈米 ，光阻膜3大約383奈米。光阻膜3是使用對電子束敏感的正化學 放大光阻成形。此種厚度光阻膜的功用如同半色調膜，它能對波 長248奈米的光產生3 π的相位差。 15 接下來的步驟是顯影。因此，在此步驟可得到光阻圖案3a， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中包括·圖練、十字線對正標記隨、關對正標記圖案 5b、以及細遮蔽圖案3b，如圖6(b)所示。在光阻圖案3a中之開孔 6a的位置與稍後步驟中成形薄皮框的位置對應。 在鉻·膜上進行蝕刻以成形衰減器，因此，形成如圖6(c)所示 20的衣減器圖案2a。雖然也可使用乾餘，但此餘刻是以 diammonium cerium(IV)nitrate 的水溶液進行濕餘。 如圖6(d)所示，在玻璃基體丨上提供了具有薄皮膜％的薄皮框 7b。因此’吾人得到適用於KrF激發雷射的半色調式相移光罩。 薄皮框7b的底是通過先前成形的開孔6a直接附接在玻璃基體 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐） 556277 A7 _________—---------------------B7 五、發明說明（U) ~~~ 。因此，所得到的效果與前文中參考圖4(f)的解釋相同。 圖7是按本例所製備之半色調式相移光罩的平面圖。在玻璃 基體1上成形有電路圖案4a、十字線對正標記圖案5a、薄皮框几 及遮敝帶3b。在此例中，十字線對正標記圖案Sa是成形在薄皮框 5 7b的外側，·不過’此位置乃隨不同的曝光系統而異。例如十字線 對正標s己圖案5a可配置在薄皮框几的内側。 晶圓對正標記圖案％是成形在遮蔽帶外的區域中。換言之， 成形標記随5b是要移除及對部分的遮蔽帶·孔。晶圓對正標 記圖案5b是層對齊的參考標記。此標記圖案％被轉移到晶圓，: 10圖案是以的方式刻劃在晶圓上。標記圖案是供_做為晶圓 位置的乡考’且務後的對正也要參考此標記。此標記圖案％成形 在遮敗帶3b巾具有高遮蔽率的區域巾為佳。在半色調式相移光罩 中經常使用孔形，主體_受光之繞射的辟極大，且因此在晶 圓曝光時的簡劑量變大。由於晶圓標記對正圖雜比主體圖案 15大-個數量級較佳，因此，與主體圖案相較，適當的照射劑量較 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，在半色調場(half-tone field)的透光率為曝光光線數個 百分比的情況，晶圓曝光時再加上透鏡像差的響影，副波峰的大 小會改變，且圖案的左右對稱遭破壞，對參考標記造成負面影響 2〇 。如果將晶圓標記對正圖案北成形在遮蔽帶3b的區域内，即可使 每口P刀的光線里為零，將負面影響降至最低。因此，如此可增進 偵測b曰圓標記對正圖案5b的精密度，並因此可提高半導體裝置的 產量及可靠度。 圖8顯示遮蔽帶3b之重要部分的平面圖。遮蔽帶北包括一細 -15 - 本紙張尺度咖+ ®目家標準(CNS)A4規格（21〇7^7公爱y 556277 A7 _______________________ _ B7 五、發明說明（14 ) ~~ 孔3bl及一半色調部分3b2(半色調場部分）。在圖8(a)中 ，此細孔 3M是條形’細孔3bl與半色調部分北2在垂直方向交替排列，且 其間有微小的間距P1。細孔北丨的圖案可以是圖8(a)所示的條形， 或是圖8(b)所示的孔形，或是結合此兩種形狀。若為條形，任何 5的垂直線，水平線或斜線都可接受。圖案重複的間距應為以補八 ，且細孔3bl與半色調部分3b2的面積比應為ρ·(τ)1/2，其中λ是曝 光光線的波長rNA是投影透鏡的光圈數字，τ是半色調膜的透光 率，且α4)·8、0.5^^2.0。按此方式使用遮蔽帶3b將可得到足夠 的遮蔽比。 —— 10 第六例示性光罩製造法 15 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 f 合 作 社 印 製 20 此方法是使用墨水掃猫塗布法成形遮蔽帶。圖9顯示將墨水 施加到遮蔽帶的部分略圖。圖9(a)顯示在玻璃基奶之主平面(形 成光罩圖案的面)上塗布遮蔽帶3d的方法4水9從由位置控制系 統l〇a控制位置的噴嘴·中喷出，墨水9施加到遮蔽帶，同時， 在玻璃基體1的主平面上沿著箭頭所指方向做2字形移動(見圖 9(b))。墨水9是由控制系統1〇d電氣地控制墨水供應系統收開或 關以便從喷嘴尖端·喷出。控制系統·是根據決定要被塗布 之區域的資料庫L控制墨水㈣出。按照上述部分塗布的方 法可節省墨水9的消耗，藉以降低光罩的製造成本。較佳的墨水9 =枓應不能溶於光阻(例如光敏成分)且須對曝光光線具有光遮蔽 、寺丨在本例中’可以使用含有界面活性劑的水溶性墨水。 在下对吾人贿釋·上述_至六種鮮製造法所製造之 半色5周相移光罩曝光的方法。 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格⑽χ297~^ 556277 A7 B7 五、發明說明（15) 圖10說明使用上述半色調相移光罩的曝光處理。以石夕單晶製 成的晶圓11的主平面(成形裝置的平面)上沈積有光阻膜12。晶圓 11主平面上方是上述的半色調相移光罩，—縮小投影透鏡13L介 於兩者之間。如上所述，在半色她移光罩的第—主平面上成形 5有由細圖案2a及光阻圖案蝴構成的半色調膜。此半色調相移 光罩的配置是將成猶半色調蘭第—主平面面向縮小投影透鏡 13L或晶圓It的主:平面。 隹此狀態 10 15 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消丨 費 合 作 社 印 製 20 小7Ό 7L跟L的照射是從半色調相移光罩的第二主 平面(第-主平面的背面)畅第—主平面，接紐職小投影透 鏡13L照射到晶圓U上的光阻膜12。因此，半色調相移光罩上圖 案的影像顯現在晶圓11表面的光阻膜12上完成曝光。 、此時、，半色調相移光罩所在的大氣6需充以氮氣或類似的方 法使,、成為無氧大氣(即非氧化大氣）。如果本例的半色調相移光 罩被曝露於氧化大氣之下，光阻_3a_會被麵，且圖案會 文薄光阻圖案3a-旦被剝姓，相位角即會出現不欲見的改變。反，’如果疋在無氧大氣中，由於曝光所產生之活性氧的量(如 臭乳)會減彡’光_敍的職她及圖賴_程度也減輕。 因^，在無氧大氣中可增進對曝光光_耐紐。氦氣_即是 可含於大氣B中的一例。 卜&由將光阻圖案3a及薄膜圖案2a朝向縮小投影透鏡 -己’曝光光線L是照射向玻璃基體1的第二主平面，並通過 曰3 ^^光線耐光性極高之金__23(衰減薄膜2)到達 。因此，對光阻圖案_照射量以及曝光強度 • 禮，因此’可以增進半色調膜的耐光性。特別是 本紙張尺錢心11岭縣 -17« 556277 A7 B7 五、發明說明（16) ，以193奈米的波長曝光，光阻由於吸收大量光子所造成的損害 很大，因此，如果曝光強度降低，所得到降低損害的效果可高於 正比關係。在下文中將更詳細解釋此曝光方法。 本例使用的縮小投影曝光系統如圖U所示。從縮小投影曝光 5系統13之光源13a放射出的曝光光線經由蠅眼透鏡(fly eye lens)13b 、照明圖案選擇光圈13e、聚光透鏡13dl及13d2、及反射鏡13e入 射到上述的争色調相移光罩M。在半色調相移光罩M上配置有遮 蔽片’因此’可以根據所要曝光區域的大小調整開孔的大小。此 半色調相移光罩Μ的安裝方式是使成形有上述 _半色調膜的第一主 10平面朝下(晶圓11側）。因此，上述的曝光光線是通過半色調相移 光罩Μ之主平面對面的第二主平面照射。按此方式，繪於半色調 相移光罩Μ上的光罩圖案通過縮小投影透鏡13L投影在晶圓^上( 即上述晶圓11的光阻膜12上），晶圓11是一樣本基體。在半色調相 移光罩Μ的第一主平面上配置有薄皮7以防止由於外來物黏附於 15其上導致瑕疫的圖案轉移。如前所述，此薄皮7包括薄皮膜7a及 薄皮框7b。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 半色調相移光罩Μ以真空方式密封在光罩台座i3g上較佳， 光罩台座13g由光罩位置控制器uf控制，如此，它的中心點可以 精確地與投影透鏡的光軸對正。晶圓11也是以真空密封方式固定 20在樣本台座13i上。樣本台座⑶安裝在Z-台座13j上，Z-台座13j可 在备s小投影透鏡13L之光軸(或z軸)的方向移動，Z-台座13j再安裝 在ΧΥ·台座13k上，XY_台座13k是由驅動器13nl及13n2按照來自 主控制器13m的控制指令驅動，因此，可移動到任何所要的曝光 位置。經由雷射量測系統13g監視固定在厶台座13j•上的鏡片13p藉 -18- 本紙張尺度適时_家標準 556277 A7 B7 五、發明說明（17 以精確地監視曝光位置。位置檢知器13h例如是齒素燈。 在半色調相移光觀域光絲顯使光輔不存留於與曝 光系統之台座及傳衫統接_部分可防止因轉移致使外物出現 。如果沒魏行此項處理，即可能出現外物並造成轉移瑕庇。 5 在本貫化例中’固定在上述曝光系統上之半色調相移光罩Μ 的圖案經過步進及掃㈣曝光被轉移到晶_上的光阻此。結果 是，不會發生轉移瑕症，且與一般的半色調相移光罩相較，尺寸 和確度可增進大約8奈米。儘管是經由4倍縮小光料統曝光，半 色調相移光罩Μ對尺寸精確度的增進可改善由於光罩誤差放大因 10數(Mask Enw Enhance Factor ; MEF)對尺寸精確度的影響。此外 ’由於遮蔽帶3b是成形在半色調相移光罩社，即使是多次照相 之多次曝光的部分也不會發生問題。 接下來將參考圖12解釋按照本發明製造半導體裝置的例示性 方法。步驟101是將主圖案轉移到晶圓丨丨上的圖案轉移步驟，步 I5驟111是進行各項製程的步驟，例如侧及膜的形成。以一般的 半導體裝置而言，圖案的轉移及各項製造步驟不斷地重複，直到 步驟112判斷所有的製造步驟都告完成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以本實施例而言，在圖案轉移步驟1〇1之光阻膜施加到晶圓 11(步驟102)後，在步驟103選擇使用一般(傳統)光罩(例如具有鉻 20膜或無機半色調膜的半色調相移光罩)或混合式半色調相移光罩( 在後文中稱其為”混合式光罩”），如前所述，混合式光罩的疊層膜 是由有機的光敏樹脂與含金屬的薄膜所構成。在此，如果每一個 光罩所要曝光的晶圓數量小於某既定值，混合式光罩要分開製備 ，如下所述。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 556277 A7 B7 五、發明說明（18) ^~- ^來，在步獅4_5將所選獅—般解歧合式光罩 I ^先糸統’接著’在步驟飾m〇將光阻圖案成形到晶_ 上0 接下來將參考圖13解釋使用上述半色調相移光罩製造具有雙 5井式CMIS(互獅s)電路之半導體裝置的例子⑻到1聊員 不製造期間晶圓11之重要部分的截面圖。 例如’包括晶圓11的半導體基體11S(在後文中稱為”基體")是 成形自呈平圓形的n-型石夕單晶。 一開始，在基體11S上成形供光罩對正的晶野對正標記(未顯 川不）。此晶圓對正標記也可在成形井時以額外的選擇性氧化步驟 製作。之後，如圖13(a)所示，在基體11S上成形二氧化矽(Si〇2)或 類似物質的絕緣膜15a。在此步驟之後，在絕緣膜15a上以k線印 刷成形做為植入遮罩的光阻圖案16a。此時使用的光罩是一般的 鉻光罩。接著’以上述的光阻圖案16a做為遮罩，在基體us上以 15離子植入法摻雜磷。η-井(NWL)因此成形。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著以灰化法(ashing)去除光阻圖案16a與絕緣膜15a。如圖 13(b)所示，在基體11S上成形氧化矽的絕緣膜15b，接著，在絕緣 膜15b上以線印刷成形做為植入遮罩的光阻圖案16b。此時使用 的光罩也是一般的鉻光罩。接著，以上述的光阻圖案16b做為遮 20罩，在基體11S上以離子植入法摻雜硼。p-井(PWL)因此成形。 之後’去除光阻圖案16b及絕緣膜15b，接著在基體11S的第 一主平面成形絕緣溝形的場絕緣膜17(例如二氧化矽膜)用以絕緣 ，如圖13(c)所示。至於絕緣的方法，也可以使用矽局部氧化 (LOCOS)法。成形絕緣時的印刷，以使用光源為KrF激發雷射的 •20- —_ ----- — ' - - — - - - - - -*·................... .........- — —---- —----------------- ......——— 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐） 556277 A7 五、發明說明（19) ——— 縮小投影曝光系統及一般的鉻光罩較佳。 之後，在此場絕緣膜17所包圍的活性區域内成形__及 pMlSQp。nMISQn及pMISQp的間絕緣膜關如是二氧化石夕膜。 成形nMISQn及PMISQP之閘電極19(接線)的方法如下。形成間的 5低電阻複雜例如是以0瓜戈類似方法沈積。此膜的圖案是使用 光源為KrF激發雷射的縮小投影曝光系統及按照第五例示性光罩 製造法所製俩混合式光罩印刷製作。接著對製作有圖案的膜進 行_。Μ Π上的光_崎水性的化學放大光阻較佳。在本 例中，光阻膜可以是正型或負型。閘電極19也可以使用光源為 10 ArF激發雷射的縮小投影曝光系統及按照第三例示性光罩製造法 所製備的混合式光罩印刷製作。由於娜激發雷射的波長較短， 對細微圖案之解析度可有較大的曝光範圍。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 nMISQn的η型半導體區域20例如是以閘電極19做為自對正的 遮罩將磷或砷離子植入基體11S。在本例中，閘電極19只是以低 15電阻袓石夕成形的膜，不過，它也可以是由低電阻複石夕膜與石夕化鹤 或矽化鈷之石夕化物膜所構成的”p〇lyCide”結構。它也可以是由低電 阻複矽膜與鎢或類似材料之金屬膜且壁障導體膜(諸如氮化鈦及 氮化嫣)夾於其間所構成的，’polymetal”結構。 初始如圖13(d)所示’在基體11S上例如以化學氣相沈積 20 (CVD)或類似方法沈積二氧化矽膜做為中間介電層22a，再以 CVD或類似方法在其上沈積複矽膜。接著在複矽膜上進行印刷， 之後以蝕刻製作圖案，將雜質送入已製作有圖案之複矽膜的預定 區域，藉以形成複矽膜的接線23L及電阻23R。 之後，如圖13(e)所示，在基體11S上以CVD或類似方法沈積 -21- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） 556277 A7 B7 五、發明說明（20 二乳化石夕做為中間介電層22b。使用光源為跡激發雷射的縮小投 影曝光系統及按照第五例示性光罩製造法所備的混合式光罩印 刷並接著蝕刻以形成接觸孔24(接線），該接觸孔露出部分的半導 體區域20及21與中間介電層22a及22b中的接線2儿。在晶圓us上 5使用的光阻是對KrF激發雷射敏感的疏水樹脂類的化學放大光阻 。此例中的光阻膜是正型光阻。 由於本交中之接觸孔24的直徑例如是θ α微米，因此使用 KrF激發雷射曝光。如果需要直徑小於αΐ5奈米的孔，那就要使 用ArF激發雷射。按此方式就可以很穩定地解決直徑大約小於 10 〇·15微米的孔。此時，半色調相移光罩上光阻膜的厚度需能使
ArF激發雷射光束發生相位反轉(相位差大约π*3π)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，使用濺射法或CVD法在基體us上連續地沈積金屬膜 ，例如鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鎢(w)。接著，使用光源為研激發 雷射的縮小投影曝光系統及按照第五例示性光罩製造法所製備的 15混合式光罩在金屬膜上印刷並蝕刻。因此，第一層互連25U(接 線)形成，如圖13(f)所示。之後，以形成第一層互連25U的方法 成形第二層互連，於是，半導體裝置製造完成。由於本文所使用 的接線間距例如是0.36微米，因此，曝光時可以使用激發雷 射；不過，如果所要成形之圖案的接線間距小於〇·3微米，由於解 20析度的關係，就要使用ArF激發雷射曝光。 以定製的LSI產品而言，對光罩除錯之一般慣常的做法主要 是在第一層互連25L1上進行。供應到第一層互連25U之光罩的速 度決定了產品發展的能力與所需增加之光罩的數量。因此，由於 光罩的精密度，能特別有效率地供應到此步驟，混合式光罩具有 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（2Ϊ〇 χ~297公楚) 556277 A7 五、發明說明（η) 高產量。 此外’由於MEF的關係’光罩尺寸的分布與發散在轉移時也 加劇。因此，如果使用-般的光罩，尺寸的發散會很大。不過， 在曝光處理時使用按照本發明的混合式光罩，光罩本身的尺寸精 5確度高，這類問題因此得以減少或避免。特別是，由於在成形^ 互連步驟中對尺寸精確度的要求制高，因此，尺寸精確度高的 混合式光罩制有效。此外’挪成細脑時，祕很大 ’尺寸精確度高的混合式光罩也能有效地增轉移的尺寸精確度 10 至於混料光罩，在本文巾主要是使轉社辦五例示性 光罩製造法所製備的混合式光罩，不過，使用其它的混合式光罩 也能獲致正面的效果。 由於精確度與產量都很高，光罩的製造成本降低，且由於產 品的周期很短，它可降低具有CMIS電路之半導體裝置的製造成 15本。它也能縮短製造具有CMIS電路之半導體裝置的時辰。此外 ，它也能縮短發展具有CMIS電路之半導體裝置的TAT。 例2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本例說明混合式光罩的制，它對曝光光線具有卓越的耐光 2〇性，長時間不會改變。上述中解釋的半色調相移光罩是使用 光敏有機膜，典型上是以光阻膜做為半色調遮罩。因此，在長時 間使用後，隨著曝光次數的增加，光敏有機膜的厚度變薄，相位 也跟著改變。在下文中將會指出此極限。 以本例而言，在使用半色調相移光罩的同時量測相位，且如 -23- ----------- ""—------------------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4 x297 ^y ——— 556277 A7 B7 五、發明說明（22 ) ' ~— 果相位超⑽雜’即歸_基船贿顧半色賴的光與 通過半色調膜之開口沒有半色調膜部分的光間得到所要的相位差 。圖14的圖表顯示相位角隨著曝光次數的改變。如圖14所示，監 視累積的曝光量或相位角，且如果監視的結果是低於參考值，二 5按需要掘除玻璃基體1以調整相位角。 、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以圖14為例，每當照相的次數到達1><1〇6、3χΐ〇6、5χι〇ό等， 就將玻璃基體1的厚度掘除對應於4度她角的量。由於每次照相 之曝光光線到達晶圓表面的量大約4〇〇焦耳/米2，因此，每當半導 體破置步驟巾的曝光光線g積量到達大約百萬焦耳/米2、 10 1200百萬焦耳/米2、2_百萬焦耳/米2等，就要掘除玻絲船。 按此方式，可以根據控制累積的曝光光線量增加掘除玻璃基體i 的步驟，但是，如果需要較高精度的控制，就要使时射干涉的 方法量測半色調膜的相位角。例如將相位角控制在18〇土2。以内。 接下來，將參考圖15解釋掘除玻璃基體丨以微調混合式光罩 15的方法。圖15(a)是顯示半色調相移光罩(如前文中第一到第六例 示性光罩製造法所示)之重要部分的放大截面圖，其中包括玻璃 基體1、薄膜圖案2a及光阻圖案3a。在此，如果相位角由於經過 一丰又時間發生改變或曝光照射造成改變，可經由钱刻法掘除玻璃 基體1的曝光面C(薄膜圖案2a及光阻圖案3a以外的外露部分），以 20得到所要的相位差。此蝕刻可經由乾蝕達成；不過，濕蝕可以在 光阻圖案3a之膜厚無明顯損耗下很容易地調整相位角。 例如，薄膜圖案2a使用鉻，其功能是做為衰減膜，以濕蝕溶 液在玻璃基體1上進行蝕刻，濕蝕溶液是氟化銨與氫氟酸之6〇 : i 的混合溶液(以體積計）。此外，也可以使用雷射干涉儀量測由薄 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297^^) ~ 556277 A7 B7 23 五、發明說明 膜圖案域光阻圖案3a所構成之半色調膜與沒有半色調膜之開 玻璃表面)_目錄。如躺親執彳恤m可以得到使它們 之間的相位發生反轉所需的侧量。按此方法，可將相位差窄化 到所欲的高精度值(相位反轉狀態）。事實上，此方法可將相位差 5窄化到目標值±1。的精密度。此調整是可能做到的，因為隨時間 及曝光照射發生的改變是朝膜厚變薄的方向。 例3 半導體裝置(定製的LSI(大型積體電路))中例如閘陣列，它們 1〇的閘陣列擴散層(主層)是固定的圖案，此圖案對各不同客戶都通 用。另-方面，最上層的接線層典型上是定製的層，它綠按照 客戶的要求修改或變化。 因此’在此例3中，在量產前的發展與試製階段以及在量產 階段中使社述的-般鮮成形上述主層的圖案。此外，在完成 15按照客戶之規格除錯之前，使社述的混合式光罩成形上述的定 製層’以及’在得到客戶的量產許可時，將混合式光罩轉換成一 般光罩進行定製LSI的量產。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖16是按照此例製造半導體裝置的流程。在步驟2〇〇成形活 性區，步驟201成形井，步驟202成形閘電極，步驟2〇3成形源/汲 20的半導體區域，以上使用-般光罩(包括無機膜式的半色調光罩) 。步驟204成形接觸孔，步驟205成形第一層互連，步驟206成形 第一貫穿孔，步驟207成形第二層互連，步驟2〇8成形第二貫穿孔 ，步驟209成形第三層互連，以上各步驟在發展階段使用混合式 光罩，在量產階段使用一般光罩(包括無機膜式的半色調光罩）。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公复） 556277 Α7 B7 五、發明說明（24 步驟210成形包括在定製層中的接墊。此步驟可以使用或不使用 任何光罩成形。當此情況，需要為定製的LSI(諸如由快閃記憶體( 電氣可抹除可規劃唯讀記憶體(EEPR0M : Electric Erasable
Programmable Read Only Memory)構成的場可規劃閘陣列(FPGA :Field Programmable Gate Array)，以混合式光罩製造閘陣列，以 及以一般陣列構成閘陣列)準備一選單(menu)，以供客戶按照數量 從選單中選擇他所要的類型。 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 按照此例，混合式光罩的精密度及良品率都很高，且可以很 快地提供可供商品化量產的光罩，因此，可大幅縮短定製LSI的 發展周期，且不會受光罩供應的限制。它也能提供符合客戶要求 的定製LSI。此外，由於光罩的良品增加致使光罩成本降低，也 可大幅降低定製LSI的發展成本。因此，製造商可以小量生產多 樣化的定製LSI。換言之，製造商可以承挽以前無法接單之量小 樣多的定製LSI。因此，總銷售量可以增加。此外，客戶可以降 低取得符合所需規格之高可靠度定製LSI的成本。 例4 本例說明按照本發明另-例製造驗製造半導體裝置的光罩 。圖Π顯示製造客戶選擇用來製造半導體裝置之光罩的流程。 -開始，使財導體裝置的_配置設計資料建立光罩的圖 以下的方程式是用於評 案^置設計資料(步驟)。接下來錢銳半導難置是否是合 於舞期產品(lifetime production)的產品 斷哥期產品的標準： 半導體裝置的鮮域本=((移的技的數 -26- 556277 A7 B7 (25) 五、發明說明 其它花費)/壽期產品的數量)+製造成本。 在此方程式中’’’其它花費’’例如包括發展成本。估計光罩的 花費在總單位成本中所佔比例，例如2%，即可得到壽期產品之 數量的門檻值。如果所要製造的半導體裝置的數量大於門檻值， 5即決疋该產品是壽期產品，否則，該產品是非壽期產品。 如果該半導體裝置不是一壽期產品(或壽期產品的數量低於 上述的門檻值），則適用圖17中左支的流程，並使用前述的混合 式光罩做為半色調相移光罩。即圖17中左支的流程，經過混合式 光罩的試製階段移動到使用混合式光罩製造半導體裝置的階段。 10以混合式光罩製造半導體裝置的pg段是從試製混合式光罩的階段 開始，在磁帶輸出(Tape-Out)大量的半導體裝置發展因數(步驟 3〇2al)之後，製作出用以製造半導體裝置的混合式光罩供測試(步 驟302a2)。接著評估測試用的混合式光罩(步驟3〇2幻)並檢查它的 功旎疋否此被接受(步驟3〇2a4)。如果所做的決定是功能被接受， 15在磁帶輸出(步驟302a5)之後，在曝光處理之時使用該混合式光罩 製造半導體裝置。另-方面，如果所做的決定是功能不成功，則 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 在前述試製的混合式光罩上進行修改(步驟3〇2a6)，並從磁帶輸出 (步驟302a5)開始重複各步驟。 如果是使用混合式光罩，精密度與良品率都高，因此，可以 20很容易地在短時間内以最少的材料、操作及燃料花費修改及改變 光罩圖案。因此，經由使用此半導體裝置之發展階段或試製階段 (量產前)的流程，它可以縮短半導體裝置的發展周期與試製。此 外，它也可以降低發展及試製半導體裝置的花費。因此，即使是 生產數量很少的半導體裝置，也可以在相對較低的成本下製造出 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（2丨〇 χ297公爱) 556277 A7 五、發明說明（26 ) 成品。 在接下來的階段中詢問已發展成形的半導體裝置以決定產量 是否增加，如果產量擴張被確認，流程即移_最右側，並使用 ^述的-般光罩做為光罩。決定是否產量擴_方法與上述決定 5疋否是壽期產品的方法相同。一般光罩(包括無機膜式的半色調 相移光罩)具有良好的耐久性且可靠度高，可驗量產曝光處理 ’因此’它很適合大量生產。換言之，當半導體裝置之產量擴張 被確認後(或移產之時），可在量叙峡肖—般光罩以增進 光罩的可靠度。因此，可以增進使用傳„統光罩製造半導體裝置的 10 可靠度及產量。 此外，如果在步驟301所做的決定是該半導體裝置是壽期產 品(或如果壽期產品的數量大於前述的門檻值），則對功能的可靠 度做決定(步驟302bl)。此步驟是判斷半導體裝置是否具有可靠的 功能。如果從決定的結果中發現在客戶的設計中包含很多發展因 15數且光罩需要做數項修改與改變，則依循圖π中位在中央的流程 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在圖17的中央流程中，使用上述的混合式光罩做為發展階段 與試製的半色調相移光罩。之後，當做成目標規格滿足客戶的決 定時，接著製造一般光罩(包括無機膜式的半色調相移光罩)並準 20備開始量產。此時’在磁帶輸出大量的半導體裝置發展因數(步 驟302b2)後，在試製的基礎上製造用於製造半導體裝置的混合式 光罩(步驟302b3)。接下來，評估試製的混合式光罩(步驟3〇2μ) 並決定它是否符合要求的功能(步驟302b5)。如果功能成功，即製 造一般的半色調相移光罩(包括無機膜式半色調相移光罩），並使 -28- •. — 一 一 - - · —， ·- - - — — · — — - - - - - - ·- -- — 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公----------- 556277 A7 五、發明說明（27) 用此光罩進行曝光處理以製造半導體裝置。 另-方面，如果功能不成功，則修改上述試製的混合式光罩 (步驟302b6) ’並重複從磁帶輸出(步驟鳩)開始的所有步驟。之 後，當決定目標規格滿足客戶時，接著製造一般光罩(包括益機 5膜式的半色調相移光罩），並在製造半導體裝置的曝光處理中使 用此光罩(步驟303b)。 在不穩定隨，如半導體裝置的發展及試製赌，在此期間 的功能可靠度並不確定，它可以在很短的時間内改變或修改光罩 圖案。此外，經由使用以低成本製造的混合式光罩，可以縮短半 10導體裝置之發展與試製的時辰。它也可大幅降低半 展與試製的花費。另m裝置的功能被確認可在^ 量曝光處理時使用耐久性及可靠度均高的一般光罩(包括無機膜 式的半色調相移光罩）。按此方式，可增進量產時光罩的可靠度 ，並因此可增進使用它所製造之半導體裝置的可靠度及產量。 15 如果在步驟301判定半導體裝置是壽期產品，已按客戶的設 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 計除錯，且在步驟302bl確認了功能的可靠度，此時，光罩需要 改變與修改的可能性很小。因此，將依循圖17中右支的流程。易 言之，在磁帶輸出(步驟3〇2c)之後，從一開始即製備一般光罩(包 括無機膜式的半色調相移光罩），且在製造半導體裝置的曝光處 20理(步驟3〇3c)過程中使用此光罩。按此方式，它可降低整體花費 及製造半導體裝置的成本。上述的曝光處理可以使用前述的步 進-及_重複曝光法或步進-及-掃瞄曝光法完成。 在製造半導體裝置時，半導體裝置的製造商或供應商向客戶 k:出半導體裝置的製造方式，如圖18所示。在本文中例示了4種 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐） 556277 A7 五、發明說明（28) 製造方式，包括：”只使用混合式光罩"；”只在製造之初使用混合 式光罩發展時使用混合式光罩，，；以及，，只使用傳統半色調光 罩。只使用混合式光罩π的製造方式解釋於圖17的左支流程；，， 只在製造之初使用混合式光罩”的製造方式是從圖17的左支流程 5經由步驟3〇4移動到右支流程；"發展時使用混合式光罩"的製造 方式解釋於圖17的中支流程；以及"只使用傳統半色調光罩"的製 造方式解釋於圖17的右支流程。按此方式，可供客戶檢視預期半 導體裝置之壽期產品數量(等)的市場資訊及各種因素，諸如客戶 之设計的確定性，再從表18所示的選單中挑選最適合每一產品或 每一製造步驟的製造方式。如此，客戶可以很容易地選擇所需的 製造方式。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，製造商可透過網際網路將上述製造方式的選單張貼到 網頁上或公告在其它各種私有的通訊域中。客戶經由通信線路（ 諸如網際網路或專線)存取網頁或私有通信域，如此，客戶即可 I5選擇上述的製造方式。#此情況，可畴構—導覽系統，它允許 為客戶自動地選擇最佳的製造方式。例如，上述的網頁或私有通 k域可以詢問進入系統的客戶有關的各種因素，諸如製造量，發 展花費，發展TAT，以及改變圖案的可能性。經由客戶逐—地回 答這些問題，即可以自動地選擇最佳的製造方式。 2〇 客戶的選單(如圖18所示)可以寫在網頁或各種專用的通訊域 上，如此，客戶必須選擇所要的製造方式。按此方式，客戶可以 簡單地選擇最適合產品的製造方式或能有效率地製造半導體沪置 的製程。此外，製造商也可提供有關各種半導體裝置的即時資气 給客戶。當然，也可以使用電話線或其它通信工具選擇製造方弋 -30- 本紙張尺度適用巾@國家縣(cns)a4規格（2ΐ()χ297公変） 556277 A7 B7 五、發明說明（29 ) 圖19具to顯讀合光阻式光罩發展之製辭導縣置的步驟 。圖19顯示_子無直整合柄半導體製造商不同 ，它所使用 的^罩，其5又5十、發展、試製、及商業生產，從開始到結束都在 5豕公司中進彳了。易言之，在發展階段(從第-階段到第四階段) ，其範圍(從設計到試製)橫跨測試單元群_ Εΐ_ηί Gr〇Up ; TEG)、原似產品解幾個段落，都是使舰合式光罩以降低 光罩的花費並縮短發展及試製咖夺辰。之後，在此階段中產品的 功能被確認，《也被確認，光罩婦換成—般鮮(包括無機 10膜式的半色調相移光罩），製造計晝也轉換成半導體裝置的量產 〇 到目前為止所解_實施例並無_本伽之意；它們 可做各種修改，都不會偏離本發明的範圍。 例如，上述實施例鱗釋的接線是傳統構造。但本發明並不 15限於此。例如，接線可以使用鑲嵌法或雙鎮嵌法成形，該方法是 設計用來在成形於絕緣膜内的溝中黏附導體膜以形成接線或塞 (Plug) 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，上述實施例所解釋之半導體裝置的基體都是半導體。 但本發明並不限於此。例如，基體可以是在絕緣層上成形一半導 20體薄層的矽絕緣體(Silicon On Insulator ; S0I)，或者，基體也可 以是成形在半導體基體上的磊晶(epitaxiai)層。 此外’在曝光處理時可以侧各種鮮，它容許用來改變如 上所述之曝光光線的照明。 以上有關於對本發明的描述，基本上是用來製造具有cmk -31- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 556277 A7 B7 五、發明說明（30) 5 10 15 圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 電路之半導體裝置的方法。不過，本發明並不限於此一領域。本 發明可應用於具有記憶體電路的半導體裝置，諸如動態隨機存取 記憶體(DRAM)、靜態隨機存取記憶體(SRAM)及快閃記憶體(電 氣可抹除可規劃唯讀記憶體），具有邏輯電路的半導體裝置，諸 如微處理器，以及在同一半導體基體上同時具有記憶體電路與邏 輯電路的混合半導體裝置。 本發明所產生的典型效果包括：增進轉移到晶圓上之圖案的 尺寸精確度，以及，縮短半導體裝置的製造及發展TAT，這是因 為疋以縮小投影曝光法將圖案轉移到晶圓的光阻膜上，該方法使 用具有可供調整相位之衰減膜及光敏材料膜所構成之半色調相移 圖案的光罩。 以上的描述並無意將本發明限制於任何特定之材料、幾何、 或邛件(part)的方向。很多部件/方向的替代也都在本發明的範圍 内。本文所描述的實施例僅只是用於例示，並非限制本發明的範 圍。 雖:、、、:疋以應用中的特定實施例描述本發明，但熟悉一般技術 之人士應瞭解，由於本文的教導，可崎生出鮮其它的實施例 及修改，不會偏離所申請之發明的精神或超越其範圍。因此，可 ^解’本文巾的圖式及描碰只是例示，以有利於對本發明更透 澈的瞭解，且無意關本義的範圍。 -32- 沒張尺度適用中國國家標準 556277 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明（31) 圖式之代號說明： 代表 符號 名 稱 代表 符號 名 1 玻璃基體 13dl 聚光透鏡 2 衰減薄膜 13d2 聚光透鏡 2a 薄膜圖案 13e 反射鏡 3 光阻膜 13f 光罩位置控 3a 光阻圖案 13g 光罩台座 3b 遮蔽帶 13h 位置檢知器 3b 微遮蔽圖案 13i 樣本台座 3b2 半色調部分 13j Z-台座 3bl 細孑L 13k XY-台座 3c 遮蔽帶 13m 主控制器 3d 遮蔽帶 13nl 驅動器 4a 電路圖案 13n2 驅動器 5a 十字線對正標記圖案 13p 鏡片 5b 晶圓對正標記圖案 15a 絕緣膜 6a 開孔 16a 光阻圖案 7a 負光阻 17 場絕緣膜 7b 薄皮框 19 閘電極 8 曝光系統之台座 20 半導體區域 9 墨水 21 半導體區域 10a 位置控制系統 22a 介電層 10b 喷嘴 22b 介電層 lObl 喷嘴尖端 23L 接線 10c 墨水供應系統 23R 電阻 lOd 控制系統 24 接觸孔 lOe 資料庫 25L1 第一層互連 11 晶圓 M 半色調相移 12 光阻膜 13 縮小投影曝光系統 13a 光源 13b 蠅眼透鏡 13c 照明圖案選擇光圈 稱 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐）