TWI292857B - A method and apparatus for defining mask patterns utilizing a spatial frequency doubling technique - Google Patents

Description

1292857 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般與產生興鉻相位顯影技術使用的光罩圖案相 關，且更特定地，與用以藉由利用空間倍頻技術根據一目 «案產生-光罩圖案相關。此夕卜本發明與使用微影裝 置之裝置製造方法相關，該裝置包括一照射系、统，用於提 供照射《投射光束；一光罩桌，用於支撐一光罩，其做為 圖案化投射光束、-基板桌，用以支撐—基板；以及一投 射系統，用以投射該圖案化之投射光束至基板之目標部份 上。 【先前技術】 可以使用U又裝置（工具），例如，在積體電路（IC)之 製l中在化杈之情況下，該光罩包括一對應至該IC之個 力J層之私路圖‘ ’且孩圖樣可被映射在一基板(矽晶圓)上之 一目標部份上(例如，包括-或更多晶片），其已經以-層的 照射感應材料(光阻)塗覆。-般來說，-單一晶圓將包含一 整個網路的相鄰目；I：#却人 ^ ^ ^ I 口P刀，其P过後會經由投射系統一次一 個照射H式的微影投射裝置中，在-次執行中，每 個目柊4刀藉由暴露整個光罩圖樣在目標部分上而被照 射’廷樣之裝置通常被稱為晶圓步進機。在另一裝置中_通 常被稱為一步進來掃描裝置·每個目標部分由往一給定參 :方向（S *描万向”）之投射光束下，循序地掃描該光罩圖 K而…、射g時以平行或反平行於該方向，同步地掃描該 基板桌；因為，一般來說，該投射系統具有一放大倍數Μ(通 84522 1292857 常小於i)，該基板桌被掃描之速度v將是倍數撾乘上該光罩 桌被知描時之速度。關於在此描述之微影裝置的更多資訊 可乂例如，彳疋美國專利申請書案號ό，046,792取得，其因 參考而在此加入。 在使用微影投射裝置之製造方法中，—光罩圖樣映射至 一基板上，其至少部分地由一層的照射感應材料（光阻）所覆 蓋。在該映射步驟之前，該基板會經歷許多程序，例如印 刷1光阻塗覆以及軟烘乾。在暴露之後，該基板會經歷其 彳序例如，後暴路烘乾（ΡΕΒ)、顯影、硬烘乾以及映射 :特徵之測量/檢查。使用該系列的程序為圖樣化裝置例如 :ICKil別層的基礎。之後這樣之圖樣化層可以經歷許 多万法，例如蝕刻、離子植入（摻雜）、金屬化、氧化、化學 機械开磨等等’全都是要完成一個別層。假如需要許多層 時正個孝王序、或其之變4匕，對於每個新的層來說必須重 複。㈣’―系列的裝置將在基板（晶圓）上呈現。之後這些 裝置藉由例如切開、或鋸開之技術而分開。之後，該等個 別裝置可^ -載體上裝載、連接至針腳等等。關於該製程 ，進一 I步資訊可例如從該書"微晶片製造：半導體處理之實 務導引第—版’由peter van Zant，Μ⑹aw Hill出版公 司1997, ISBN〇-07_06725〇_4,獲得，在此因參考而加入。 該微影工具可以是具有兩或更多基板桌（和/或兩或更多光 罩桌）之種型式。在這樣的’眾多階段，，裝置中，可平行 地使用該額外桌、成| ;佳丰跡 次者卞備步驟可在或更多桌上實施，同 争或更夕^他桌可用於暴露上。例如，雙階段微影工具 84522 1292857 在US 5,969,441和W0 98/4〇79 i中描述，因參考而在此加入。 上面所指稱的微影光罩包括幾何圖樣，其對應至將被整 合至梦晶圓的電路組件。使料產生該等光罩之圖樣利用 CAD(電腦輔助設計）程式而產生，該方法通常被稱為腫（電 子？又计自動化）。大多數的C a 斗，、苗％ , 、 ^双日7 UAD秸式遵循一組的預定設計規 則以產生功能性光罩。根據處理和設計限制而設^這些規 則。例如，設計規則定義電路裝置（例如，閘極、電容器等 等）或内連線之間之空間容忍度，使得確保該等電路裝^或 線不會以不是所要的方式彼此互相作用。 當然’積體電路製造的目的之一係為在晶圓上忠實地複 製原始電路設計（經由料）。另—目的係為儘可能地使用半 導體晶圓真實資產。當積體電路之尺寸減少而其密度增加， 然而，相對應 < 光罩圖樣的CD(關鍵尺寸）接近光學暴霖工 具的解析度限制。暴露工具之解析度定義為暴露工具；以 在晶圓上重複地暴露的最小特徵。現有暴露裝備之解析度 值通常限制了對於許多先進IC電路設計的CD。 並且，微處理器速度、記憶體封裝密度以及微電子組件 <低功率消耗的持續改進與微影技術在半導體裝置之許多 曰上轉和和开> 成圖樣直接地相關。最新技藝需要在可得光 來源波長之下圖樣化CD的井。例如，248奈米的電流產生 波長被推向小於100奈米的CD之圖樣化。在未來5-1〇年，此 工業趨勢將持續且可能加速，如在半導體國際技術藍圖 (ITRS 2000)所描述的。 現在獲得微影界額外注意的一種技術，用以進一步改進 84522 1292857 微影設備的解析度/印刷能力被稱為無鉻相位微影” C P L，，。 CPL興現有其他電流相位偏移光罩（ρ§Μ)技術比較起來，係 為重新定義影像如何在標線上定義的新技術。CpL係為一種 技術，對於使用三種可能的情況〇(沒有光線傳送穿越該標 線）、+1(10〇%傳送、沒有相位偏移）、以及_1(1〇〇%傳送、18〇 度相位偏移）在標線上定義圖案，允許完全的自由度，產生 真的三元光罩。此自由度之增加帶來了如何轉換由給定設 汁所定義的二元目標設計成為合適的光罩圖案的挑戰。的 確，對於光罩設計師需要的是，確認使用許多技術之光罩 結構全部以可接受的方式交互作用使得該所需的圖案在晶 圓上印刷。然而，因為今日光罩的複雜度，此通常是長時 間、冗長、且困難的過程。 並且，現在光罩設計方法實質上為人為方法，在試誤的 基礎上執行，其非常仰賴光罩設計師的知識和經驗。結果， 設計合適光罩所需要的時間，和最後光罩的效能，將非常 地取決於光罩設計師的經驗。 因此，對於一種方法存在需要，該方法提供實質上設計 光罩的自動方法，提供光罩設計師在基板上複製目標圖案 之光罩設計。 w 【發明内容】 在解決前述需要之努力中，本發明之目的之一 货、為提供 根據所需目標圖案產生光罩圖案之實質上自動化方去、、 方法提供複製該目標圖案之光罩設計。 更特定地，在-例示具體實施例中，本發明與—種產生 84522 Ϊ292857 用以在基板上印刷目舞同安+ 、 心圖木中使用的光罩的方法相關。該 万法包括下列步驟··（ v各定 二、 夬疋代表將被印刷在基板上之電路 設計的一目標圖者· 從丄 ’（b)精由縮小目標圖案〇.5倍產生一第一 圖木/及（e)藉由執行結合該目標圖案和該第—圖案之布 林操作產生-第二圖案。之後利用該第二圖案以在基板上 印刷該目標圖案。 雖然在本文中對於在IC之製造中本發明之使用有特定參 考’但是應該明顯地了解本發明具有許多其他可能應用。 例如’可在整合光學系、、统、磁性領域記憶體之導引和偵測 圖樣、液晶顯示面板、薄膜磁性頭等等之製造中利用。孰 悉該技藝的人士將了解，在這樣另外應用之情況下，在本 又中任何名詞"標線"、"晶圓"或"晶片"之使用，應該分別地 視為被更一般的詞”光罩”、"基板"和”目標部分"所替換。 、在本文件中’使用該等詞照射"和"光束"以包括所有種類 之電磁照射、包括紫外線照射（例如，具有365、248、193、 m或m奈米之波長）和EUV(極度紫外線照射，例如具有範 圍在5-20奈米之波長）。 使用在本文中之詞光罩可被廣泛地解釋為指稱一般圖樣 化裝置，其可使用以賦予進來照射光束圖樣化的剖面，其 對應至將在基板之一目標部分中產生之圖樣；該詞“光瓣，， 也可使用在該上下文中。除了傳統光罩（傳輸性的或反射性 的；二元的、相位偏移的、混和的等等），其他這樣的圖樣 化裝置之範例包括： a) 一可程式化鏡陣列。這樣裝置之一範例係為具有黏著 84522 -10- 1292857 伸縮性的控制層以及一反射性表面的矩陣可定址的表面。 该裝置背後之基本原則係為（例如）反射性表面之被定址區域 反射入射光為分解光，而未被定址區域反射光為未分解光。 使用適當過濾器，該未分解光可從該反射光束被濾出，僅 留下被分解的光，以此方式，根據該矩陣可定址表面之定 址圖樣，Μ光束被圖樣化。使用適當電子裝置可以執行所 需的矩陣定址。這樣鏡陣列的更多資訊例如可從美國專利 5,296,891和1^5,523，193中獲得，其因參考而在此加入。 b) —可程式化LCD陣列。這樣結構之範例在美國專利1；§ 5,229,872中可得到，其因參考而在此加入。 本發明之方法提供比先前技藝更重要的優點。例如，前 逑方法&供產生-光罩設計用以複製目標圖案的自動化方 法。要注意的是，假如需要的話，該光罩設計隨後可由光 =設計師修改，以進-步最佳化給定目標設計的光罩的效 此然而，重要地，藉由提供形成初始設計的自動化方法， 其通合於複製目標圖案，在過去由光罩設計師試誤方法所 執行的光罩設計努力的一大部分現在可以減少。因此，大 大地減少與光罩設計相關的時間和努力。並且，產生有品 質的光罩，不再需要有高度技巧的光罩設計師，因為最： 化猎由本發明之方法所產生初使光罩所需的技術程度比所 需於設計一完全光罩的少。 另-優點係為本發明提供所需於產生光罩設計所需的時 ’的只貝上減彡’因為，該方法減少許多當利用先前技術 產生光罩設計時所需的試誤步驟。 84522 1292857 從本發明的例示具體實施例之下列 外優m」叶、、田描逑本發明之额 …對於熟悉此技藝的人來說將變得更明顯。 發明本身和進一步目的和優點 mm ^ 町爹亏下列砰細描述和隨 附圖式而有最佳了解。 【實施方式】 本發明之較佳具體實施例與自動地產生 圖案之光罩的方法相關。如在下更詳細地描述，本發2 =在當映射緊密週期性圖案（例如，dram設計）㈣別地 且，要注意本發明之方法可利用標準⑽系統（例 口上面所提及的）而執行， 作。 八傲％式化以根據下列描述操 在討論根據本發明產4 _止！、 、t 一、、 豕个叙乃座生先罩又万法的細節之前，會簡 短討論有關於本發明背 曰 3傻理淪。在光學微影中，已知一週 期性圖案係當以―致光束暴露時，會產生—給定分解圖案。 :分解圖案係為週期性圖案之空間頻率的直接結果，該複 雜圖案的許多而pE|招、玄.# ^ ^ 二門A率成分以直接與該等頻率相關的角度 將光分解。例如，异銪w 取間早的週期性結構可以是一條線和空 間圖案。該圖案僅包括一办 二間頻率成分，可被該線-空間圖 案（例如，垂直、水平 、卜 水十與水平相差+X角度、與垂直相差 角度等等）、間距， 主 及貝任週期（即是線尺寸對空間尺寸的 比例）的方向所定義。 由該線-空間圖案所甚 生的分解圖案可以沿著與該線-空間 圖案之方向垂直的單一 曰]早万向，且角度為 0==如 '(nuypj 84522 -12- 1292857 其中Θ為分解光之角度，η為分解階，义為光的波長以及p為 該線-空間圖案之間距，如圖1所顯示。參考圖1，一緊密鏡 頭11在標線12上聚焦一光源。該標線12，其在這給定的範 例中，呈現一相等線：空間圖案，產生許多分解階（m)的光 線，其中一些被投射鏡頭13所捕捉而在基板14上映射。 一週期性線-空間圖案之第三成分係為責任週期。當一空 間頻率的責任週期改變時，結果為光在分解階之強度和分 布改變。該事實係為重要的因為它允許空間倍頻圖案之分 解階内之強度可藉由調整圖案的大小（即是，改變責任週期） 而控制。結果，藉由控制圖案之責任週期，在定義週期性 結構的CPL圖案上有另一自由度。 使用空間頻率的觀念，可以顯示從間距巧圖案產生的+2 分解階的角度將剛好相等於從g / 2圖案所產生的+丨分解階的 角度由加倍圖案之芝間頻率（將間距除以2)所產生重疊分 解階的觀念由本發明之方法所利用以定義一光罩標線圖 案，例如利用CPL技術’將提供原始週期性圖案增進的解析 度。 如上所逑，無鉻相位微影根據〇(〇%傳輸）、+ι(ι〇〇%傳輸 及0相位移），以及_1(100%傳輸及18〇度相位移）光穿越該標 線：圖案形成-影像。因此，當使用CPL技術以達成一所需 的影像，孩所要的圖案（或設計）必須被分解成為這些成分的 二二圖案，可能跟原來圖案完全不同。本發明提出達成此 任而於许多圖案’包括緊密週期性圖案，的-種方法。 "〜、示具有相等線：空間比例的例示線_空間圖案。將 84522 -13- 1292857 使用孩例示圖案以顯示本發明之方法如何利用前述空間倍 頻的觀念產生根據原始目標圖案映射基板的光罩標線。參 考圖2,該目標圖案包括線23以及空間21，每個都具有相同 寬度(即是，才目同線和空間比例)。然而，假如產生光罩以映 射居圖术且S光罩僅包含+1區域（對應至線）且-1區域（對 應至空間）和具有相等線··空間比例時，在晶圓中沒有影像 形成。此也在圖2中顯示，其中參考號碼25顯示從映射前述 光罩所產生的同聳影像。並且，假如修改光罩使得+1區域 ^0區域分別使用於線和空間特徵時，之後該結果係為一簡 單二元圖案且未達成解析度的增進。進一步地，改變該+1 區域至一區域且留下〇未改變絕對沒有放果；它仍是二元 圖案。藏範例使關於光罩設計的困難變得更清楚，因為僅 根據所需目標圖案產生光罩並不會產生能夠在晶圓上產生/ 映射該目標圖案的光罩。 ，要注意的是定義該線為_ ”〇，，區域且之後以，，+ 1，，區域和 -1區域變換每個其他空間係可能的，這樣組成了交替的 PSM ’以印刷在圖2中所提出的線空間圖案。然而，此需要 光罩&计師在设計方法初使步驟中從目標圖案變化光罩設 f如上所楗及，在這樣之設計方法中，當被印刷的圖案 又知更複雜時，光罩設計師的知識及能力在該過程中變得 更重要。 相反地，本發明方法允許一光罩之產生，其合適於藉由 目標圖案〈系統操控印刷該所需的目標圖冑。該方法的第 —步驟需要目標圖案之空間倍頻以產生—第二圖案。此藉 84522 •14- 1292857 由肩小孩目標圖案至原始尺， 如哕m神 寸本身的1/2而完成。例如，假 $邊目標圖案呈現200奈米之鬥忙β 假 右1 πλ * 間距（即疋，每個線和空間且 有100奈米的寬度），該目標 和二間具 ^ ^ 也 π圖木和弟二圖案之間的僅有差 /、田疋孩第二圖案呈現100奉 β左 間且；ir α Α ^ '、未的間距（即是，每條線和空 n具有50奈米的寬度）。 工 孩第一步驟功能為不管目樟 日# ^ 铋圖案《複雜度，加倍包各立 目払圖案中所有週期性 。在 例中冰 毐<空間頻率成分。在該前述範 智 口衣，鈿小孩圖案50。/〇，僅改變 Θ間距至一半但對於責任 又 4或孩線_空間圖案之方向沒有 效果。結果，該縮小圖案 八 口木义罘一分解階與目標圖案之第二 刀解1¾重疊，該縮小圖案之- v ^ 罘—为解階將與目標圖案之箓 四为解階重疊，而該縮小圖案一 〈罘二分解階將與目標圖案 (罘六分解階重疊，菩菩 ^ ^ ^ 寺寺如下所解釋，在該方法之第二 步驟中，該縮小圖案與目標

/、曰铋圖案合併以定義一光罩圖案（例 如，+1和_1 CPL圖案（血欸A U 觉诂田、 （各）或、〇、+1和-1 CPL圖案（三元））， /、使用以在基板上映射目標圖案。 如所述，在該方法之第二步 .、☆、,固在 , 乂纖中，孩縮小圖案（即是，办 間倍頻圖案)與原始圖案結合 工 、 座玍罘二圖案，其可被利 用以在基板上映射目擇圖安 、、 ^ H木。如下所詳細解釋，結合該等 圖案之方法取決於許多因音， 例如疋否使用透明場或黑暗 %目^:圖案。然而，主要曰沾 的係以使得該倍頻圖案出現（或 修改）成為將是該目標圖案之、、 、 、呻4分的万式合併孩目標圖 案和縮小圖案。在接觸範例士 、、 妖啊靶例 < 情況下，因為背景將是圖案 之黑暗部分所以背景f石早接總、 (不疋接觸洞本身）會隨著合併而改變。 84522 -15- 1292857 在線空間範例中，線會變成黑的而具有空間倍頻成分。此 詞'於無鉻設計和三元設計來說都是真的。 要注意合併空間倍頻圖案進入原始圖案產生引進更高頻 階至原始圖案且加強包含在目標圖案之原始空間頻率，因 為這些空間頻率也在空間倍頻圖案之中。該目標圖案之原 始空間頻率之加強產生目標圖案之改進映射效能。的確， 如下所顯不’孩開始不能在基板上映射的目標圖案一旦經 過前述方法時就可被映射。 m逑方法由在圖2和3所提出的範例所說明。在該範例中， 如圖2所顯不’將被印刷的目標圖案係為具有+丨區域23(1〇〇% 傳知和零相位移）為將被印刷的圖案以及_丨區域2ι(1⑻。乂傳 輸及180度相位移）為場的cpL圖案。然而，如上所解釋，直 接地k β目；^圖案形成-光罩標線將不會使目標圖案在晶 圓上映射。|考號碼25顯示當使用對應至顯示在圖2之目標 圖案之光罩標線，映射基板時，所獲得的模擬的高聳影像。 如所頭π ’ Μ產生高聳圖案僅是背景光線，沒有調變，所 以/又有映射。應孩王意該圖案沒有映射發生，因為該圖案 導致零1¾的此里I成零。為了映射該圖案，該零階和+1或-1階係為需要的。 圖3顯示根據本發明开2> 知月化成<先罩和藉由在基板上映射該 罩所獲仔的結果。夢結·令 ’、、’k績圖2之範例，如所述， 目標圖案係為具有將# g口反丨 、,册被印刷的+1區域23和作為場之^區 2:的CPL圖案。在該第-步驟中，該目標圖案縮小〇·5倍 形成具有相同相等線：空間組態的圖案，然而該間距減少( 84522 -16 - 1292857 倍（例如，所有100奈米線在該縮小圖案中係為50奈米線卜 之後結合該縮小圖案和原始目標圖案。在現在的範例中， 使用邏輯"OR”的布林功能結合目標圖案和縮小圖案。執行 該布林OR功能基本上需要在目標圖案上覆蓋該縮小圖案7 且足後不論+1區域係在-1區域上，因為+1區域定義將被印 刷的目標圖案的亮區域，該結合光罩圖案包括該+1區域。 參考圖3，顯示該結合的光罩圖案，在產生的光罩圖案中， 有-+1區域23，具有在目標圖案中一原始線寬度的ι/2配置 在每個-1區域21中。進-步注意，較佳地該縮小圖案在結 合該等圖案之前，相對於該目標圖案放置使得該具有減少 寬度之+ 1線區域23在-1區域21中間存在的。圖3也顯示藉由 映射該結合光罩圖案所獲得的映射結果。如所顯示，利用 圖3之結合光罩所獲得的高聳影像允許包含在目標圖案中特 徵27之映射。 圖4顯示獲得如圖3之光罩相同的結果的一光罩。顯示在 圖4的光罩可藉由從在圖2之範例中的目標圖案減去該縮小 圖案而獲仵。更特足地，當從該目標圖案減去該縮小圖案_ 時果為+1區域23比-1區域21少而該影像將會相反（+ i 區域將夂黑而· 1區域將變亮）。執行之實際操作—旦再一次 ^ ‘圖木和鈿小圖案互相重疊，之後不論何處+1區域在_1 區域上存在’邊減去方法導致這些區域變成」區域。圖*顯 π攸另個減去孩等圖案的結果，以及藉由使用具有圖4之 圖:的光罩映射該基板所獲得的高聳影像。如所顯示，圖4 之光罩獲得如圖3之光罩相同結果。在兩個情況中，該影像 84522 -17- 1292857 從沒有影像轉換成需要的線_空間圖案。 也可能利用本發明之方法產生三元CPI^^線設計，其如 在上顯示的包括光罩的三種形式的區域，即是，+1區域、 -1區域以及0區域（零傳輸）。執行以產生這樣三元CPl光罩 之方法基本上與執行以獲得圖3和圖4的光罩的相同，除了 鉻區域53取代在縮小圖案之+ 1區域或_丨區域。 更特足地，如圖2之範例，該目標圖案係為具有將被印刷 的+1區域59以及-1區域57為場的圖案。在第一步驟中，該 目標圖案縮小〇·5倍以形成具有相同相等線：空間組態的圖 案，然而該間距減少〇·5倍（即是，全部1〇〇奈米線在該縮小 圖案中為50奈米）。在該縮小圖案中之+ 1區域之後由鉻區域 53取代。之後該縮小圖案與原始目標圖案結合。在現有範 例中使用除外QR’’之布林功能以結合該目標圖案和縮小 圖案。執行該布林X0R功能基本上需要在目標圖案上覆蓋 孩縮小圖案，之後不論何處鉻區域^在-丨區域“上存在， 該絡區域57保留在最後光罩圖案中。然而，不論何處鉻區 域53覆蓋+1區域51，該鉻區域53被移除。該x〇r功能之結 果在圖5顯示。如所顯示的，該結合之光罩圖案包括具有在 目標圖案中原始線寬度的1/2配置在每個_丨區域55中之鉻區 域53。再次注意較佳地在結合該等圖案之前，該縮小圖案 係為位於這樣相對於目標圖案的位置使得具有一減少寬度 之鉻區域53存在在_1區域55之中間。並且在圖5中顯示，利 用圖5之結合光罩所獲得的高聳影像允許包含在目標圖案中 的特徵59的映射。 84522 -18- 1292857 圖6靜員tjt如圖5中所彡曰λ . 安、M、士 獲仔的相同結果可藉由執行在縮小圖 衣艾間惑布林，丨和”功能而獲 ^ , λ ^ ^ 又于入起與圖5在上描述的方 式加入絡特徵53的使用。 ^ ^ Α 文W疋地，當執行該”和”功能， 该、，、口 6光罩圖案包括具有 军+ —又 、哥在目私圖案中原始線寬度的1/2配 置在母個二區域51t之路區域53，每個都被]區域⑽開。 如同圖5的範例，較佳地在人 口 J寺圖案《丽，該縮小圖案 係為位万^樣相對於目標圖案的位置使得具有—減少寬度 區域5培在在+1區域51之中間。利用_之結合光罩所 獲仵的咼耷影像允許包含在目標圖案中的特徵Μ的映射， 如圖6所顯示。 前述範例顯示一目擇圖安 、 知圖木如何在一貫質上自動化方法中 利用以屋生-光罩設計（即是，結合的光罩）於複製該目標圖 木雖然本發明已經跟具有相等線··空間比例之圖案說明， 但是並不因此有所限制。的確’本發明可以一起與複雜圖 案設計使用。 作為另-範例’圖7a顯示包括一接觸洞陣列的例示目標 圖案，其包括將被印刷的接觸洞71和場72。圖7b顯示利: 一光罩映射一基版的結果，其利用例如’ +1區域代表接觸 洞71和-1區域代表場72 ’具現該目標圖案。如所顯示，在 圖7b，藏產生影像與需要的目標圖案不相似。 然而’藉由利用本發明的方法’可能產生能夠映射圖π 之目標圖案的光罩圖案。如上所描述，在該方法中的第一 步驟為縮小該目標圖案0.5倍，以產生該目標圖案的空間倍 頻圖案。該縮小圖案顯示在圖8在該原始圖案上覆蓋。參考 84522 -19- 1292857 圖δ，該原始圖案由元件71和72表示，且該空間倍頻圖案由 元件75表示。下一步驟需要結合該縮小圖案和原始圖$。 此以一起與圖3之範例在上所討論的相同方式而完成。特定 地，该縮小圖案和目標圖案”或，，在一起。因此，+1區域在 結合光罩中形成，不論何處存在顯示在圖以之該原始接觸 洞71和顯示在圖8之接觸洞75。該結果，其係為結合的光罩， 在圖9a中顯示。利用該結合光罩以映射晶圓之結果在圖％ 中棱出。如圖9b之高聳影像所顯示，該結合光罩能夠映射 藏目標圖案。圖10顯示從圖处之模擬所得出的方法視窗。 要〉王意的是，在前述範例中，執行以結合該縮小圖案和 目標圖案的布林功能係為一”或”功能，因為它就是一黑場 光罩且孩目的係為獲得一無鉻光罩設計。或者，假如利用 -透明場光罩且該目的還是一無絡光罩設計，則可藉由從 原始目禚圖案減去該縮小圖案獲得該結合光罩。 當以相似於一起在圖5和6中所顯示的範例在上描述的方 法處理衩减圖案時，也可能加鉻至該結合光罩圖案。一 般來况，想要的是當利用一黑場光罩時，加入鉻特徵至背 景且在透明場之情況下，應該加入鉻至將被印刷的該等特 徵顯示利祕圖案化圖7a之接觸洞圖案之該結合光 罩\即疋’二兀光罩設計）。如所顯示，該光罩包括+ 1區域1 1 1， 、备區或112以及-1區域113。圖llb顯示從映射圖Ha之光罩所 產生的高聳影像。如所顯示’該光罩精確地複製該目標圖 案。圖12顯示從圖Ub之模擬所得出的方法視窗。 4彳者旎夠控制之另一自由度係為空間倍頻圖案相對於 84522 -20- 1292857 該原始圖案的哪裡放置。此對於產生更可製造的圖案非常 的有用。與圖9a比較起來，圖13a顯示產生光罩圖案，當空 間倍頻圖案（利用以开> 成圖9 a之光罩）往X方向偏移水平間距 的1/4。該情況之偏移導致更有利於標線製造限制的圖案， 因為該產生的幾何（即是，圖案）會更大且減少小特徵的數 目。圖13b顯示從映射圖13a之光罩所產生的高聳影像。 當然’形成光罩圖案之前述方法之變異也是可能的。例 如，當產生縮小圖案時，也可能變化原始目標之相等線： 空間尺寸，使得在該等縮小圖案線中具有比空間還稍為大 的寬度，反之亦然。這樣之縮小圖案的”改變尺寸”作用為 供分解階之最佳平衡（即是，在需要時可能增加或減少在 零中之能量以改進映射）。 本發明之光罩產生方法之另一變異係為在結合縮小圖案 和目標圖案之前，加倍該目標圖案之頻率成分以形成該縮 小圖案兩次。圖14包括一 CPL設計之影像，具有從圖7a之接 觸洞圖案之雙倍和四倍成分所得出的+1區域141和4區域 142。然而，當使用具有這樣高空間頻率之圖案時，該結果 係為更複雜的圖案和以現有標線製造技術可能不能製造的 圖案。但是原則上，該圖案可重複地縮小5〇%，每次都加倍 二間頻率成分且以產生將印刷原始所需週期性圖案的CpL設 計的方式全部重建。 圖15概要地描述適合於與在本發明之幫助下所設計的光 罩一起使用的微影投射裝置。該裝置包括： -一照射系統Ex，IL，用以供應照射的投射光束pB。在該特 84522 -21 - 1292857 別情況下’該照射系統也包括一照射源la ; -一第一物件桌（光罩桌）MT，提供一光罩持有器於持有—一 罩MA(例如，一標線），以及連接至第一定位裝置，用〆， 確地相對於項目PL定位光罩； 、精 —一第二物件桌（基板桌）WT，提供一基板持有器，以持有一 基板W(例如，一光阻塗覆的矽晶圓），以及連接至第二定俨 裝置’用以精確地相對於項目PL定位基板； -一投射系統（”鏡頭”）PL(例如，一折射、反射或折反射式光 學系統）’用以映射光罩MA之照射部分至基板w之一目授部 分C (例如，包括一或更多晶片）。 如在此描述的，該裝置係為傳輸型式（即是，具有一傳輸 性光罩）。然而，一般來說，也可能是反射型式，例如（具有 一反射光罩）。或者，該裝置可利用另一類的圖樣化裝置為 使用光罩之另一方式；範例包括一可程式化鏡陣列或LCD 矩陣。 該來源LA(例如，水銀燈、激光雷射、電漿放電來源）產 生照射之光束。該光束引至一照明系統（照明器）IL，不論直 接地或在穿越調節裝置，例如光束擴展器Ex，之後。該照 明器IL可以包括調整裝置AM，用以設定在光束中強度分布 的外面和/或内在放射範圍（一般分別地稱為σ -外部和〇·-内 部）。此外，將一般地包括許多其他組件，例如整合器IN和 一緊密器C0。以此方式，衝擊在光罩MA上之光束PB在其 剖面具有所需的一致性和強度分布。 關於圖1 5應該注意該來源LA可位在微影投射裝置之機殼 84522 -22- 1292857 内（例如，通常為當來源LA係為水銀燈的情況），但是也可 能距離微影投射裝置有一段距離，它產生之照射光束引導 至該裝置（例如，以合適的引導鏡之幫助）；後者的情境通常 為该來源L A為激光雷射（例如根據KrF、ArF或F2雷射）。本發 明包括這些情境兩者。 該光束PB隨後攔截光罩MA，其由光罩桌MT所保持。在 穿越光罩MA之後，該光束pb穿越鏡頭PL，其聚焦該光束pb 在基板W之目標部分C上。在第二定位裝置（以及干涉測量 裝置IF)之幫助下，該基板桌wτ可被精確地移動，例如在該 光束PB之路徑中定位不同目標部分c。相似地，例如在機 械地從光罩庫擷取光罩MA之後，或在掃描期間，可使用該 第一定位裝置以相對於光束PB之路徑精確地定位該光罩 MA。一般來說，物件桌MT、WT<移動將以長敲擊模組（粗 略足位）以及短敲擊模組（精細定位）之幫助而實現，在圖Η 中並沒有明顯地描述。然而’在晶圓步進機之情況下㈠目反 於步進和掃描工具），該光罩桌町可剛好連接至短敲擊促動 器或是固定住。 剛描述工具可在兩個不同模式下使用： -在步進模式中’該光罩桌MT基本上保持靜止且全部光罩影 像5-次執行(即是’單一”閃”)中投射至一目標部分C。之 L 土板桌WT彺X和/或7方向偏移使得不同目標部分c可被 光束P B照射。 •在掃描模式中，其太 +基本上可通用相同情境，除了一給定目標 部刀C並不在一單一"問” ]中暴露。而是，該光罩桌MT以 84522 -23- 1292857 :度:往：定方向(稱為"掃描方向,，，即是y方向)可移動，使 付可讓投射光束PB掃描一光罩；^ ,,^ > u時，孩基板桌WT以 ΪΓΓΓ 反方向同時地移動，其中關為鏡视 常，M=1/4或1/5)。以此方式，可暴露相對大 目祆邙/刀C，而不需在解析度上作妥協。 如上所提示’本發明提供比先其技藝更重要的優點。更 重要㈣，藉由提供形成起始光罩設計之自動方法，過去 先罩^十努力之一大部分由光罩設計者藉由試誤方法所執 ϋ 除。因此，相關於光罩設計之時間和努力有利 地減少。並且，古洛士 # π α 一所 阿度有技巧的光罩設計師不再需要於產生 Γ品質光罩，因騎需於最佳化由本發明之方法所產生的 初使光罩的技術程度比設計—完全光罩所需的還少。 ，然已經揭示本發明之某特定具體實施例，但是要注意 6疋本發月不而3離本身精神或基本特徵，可以其他形式 具現。所以孩等具體實施例在所有觀點來說被視為說明性 而不/、有限制性，本發明之範圍由增附申請宣告範園所指 '，且在中請專利範園之相等意義和範圍内相符的改變因 此被視為被包含在裡面。 【圖式簡單說明】 圖1』不藉由利用具有相等線：空間圖案的光罩標線所產 生的例示分解圖案。 圖2顯示具有相等線··空間比例的例示目標線-空間圖案。 圖7F根據本發明形成的例示光罩和由映射該光罩所庐 得的結果。 84522 -24- 1292857 圖4顯示根據本發明形成之另一例示光罩和由映射該光罩 所獲得的結果。 圖5顯示修改以包括鉻的使用之圖3的例示光罩和由映射 該光罩所獲得的結果。 圖6顯示修改以包括鉻的使用之圖4的例示光罩和由映射 該光罩所獲得的結果。 圖7a和7b顯示一複雜接觸洞圖案和藉由以直接從複雜接 觸洞圖案形成的光罩標線，映射圖案所獲得的結果。 圖8顯示根據本發明所產生之空間倍頻圖案，其對應至覆 蓋在該目標接觸洞圖案上之圖7a的目標接觸洞圖案。 圖9a和9b顯示根據本發明產生的組合圖案，其對應至在 圖8顯示的空間頻率倍頻圖案和由映射該組合圖案所獲得的 結果。 圖10顯示圖9a的光罩設計的相對應暴露計量暴露容忍 度。 圖lla和m顯示根據本發明產生的組合光罩，用以利用 鉻圖案化圖7a的接觸洞圖案，以及從映射圖…之光罩所產 生的高聳影像。 圖12顯示圖11 a之光罩設钟的與處 平 < 寸的對應暴露劑量暴露容忍度。 圖13 a和1 3 b顯示當利用办a ^ 」用二間倍頻圖案形成在圖9a之光罩 時所產生的光罩圖案以水平間w“ y、、 八卞間距1/4任X万向偏移，以及從 映射圖13a所產生的高聳影像。 圖14顯示從圖7a之接觸涧R安、 啊，问圖案惑兩倍和四倍成分所得出 的CPL光罩設計的影像。 84522 -25- 1292857 圖1 5概要地描述適合於與在本發明之幫助下所設計的光 罩一起使用的微影投射裝置。 【圖式代表符號說明】 11 緊密鏡頭 12 標線 13 投射鏡頭 14 基板 21 空間 23 線 25 高聳影像 27 > 59 特徵 53 、 112 鉻區域 59、5卜 111 、 141 +1區域 57 、 55 ' 113 、 142 -1區域 71 > 75 接觸洞 72 場

84522 -26-

Claims (1)

1292857 第092106621號專利申請案 ι 中文申請專利範圍替換本(95年8月） 拾、申请專利範園： 1.-種產生在m统巾使用的光罩的方法，該方法包括 下列步驟： (a) 決定一目標圖案’其代表將在基板上印刷的電路設 計； (b) 藉由縮小該目標圖案少於1的倍數產生一第1 案； ⑷藉由執行結合該目標圖案和該第一圖案之一布林 操作，產生一第二圖案；及 其中該第一圖案保與用以產生該第—圖案的該目標圖 案之該相同邵分結合。 2.如申請專利範圍第丨項之方法， T成Η %圖案縮小〇.5倍 以產生該第一圖案。 標圖案之空間頻率成分。 4 ·如申請專利範圍第1項之方法， 複數個線和空間的線-空間圖案 具有相等寬度尺寸。 3.如申請專利範園第2項之方法，其中該目標圖案具有空間 頻率成分，且該第—圖案具有空間頻率成分，其加倍該目 其中該目標圖案係為具有 且居每個線和該每個空間 圖案代表用以 如申請專利範圍第！項之方法，其中該第二 印刷該目標圖案之一光罩圖案。 V 1292857 6·如申請專利範園第3項之方法，其中該第二圖案具有空間 頻率成分，該空間頻率成分係高於該目標圖案之該空間頻 率成分。 7.種產生一用於在基板上印刷目標圖案所使用的光罩之 裝置’該裝置包括： 一處理器，其用以： 决走目圖案，其代表將在基板上印刷的電路設計； 藉由縮小該目標圖案少於1的倍數產生-第-圖案；以 ，用以藉由執行結合該目標圖案和該第-圖案之-布林 操作，產生一第二圖案；及 /、中4帛—目案係與用以產㈣帛一圖案的該目標圖 案之該相同部分結合。 8·如中π專利m第7項之裝置’其中該目標圖案縮小倍 以產生該第一圖案。 9.如申請專利範圍第8項之裝置’其中該目標圖案具有空間 頻率成分，且該第-圖案具有空間頻率成分，其係為該目 標圖案之空間頻率成分的兩倍。 1 〇·如申蜎專利範圍第7項之裝置，其中該目標圖案係為具有 複數個線和*間的線·空間圖案且該空間具有相等寬度尺 寸。 η·如申請專利_第7項之裝置，其中該第二圖案代表用以 84522-950830.doc -2- 1292857 印刷該目標圖案之光罩圖案。 1 2·如申請專利範圍第9項之裝置，其中該第二圖案具有空間 頻率成分，該空間頻率成分係高於該目標圖案之該空間頻 率成分。 1 3 · —種電腦可讀取媒體，其上包含一電腦程式，該電腦程 式用以指導一電腦產生對應至一光罩之至少—产要，“ 田木^咳光 罩使用在微影影像方法中，該檔案之產生包括下列步赞· (a)決定一目標圖案，其代表將在基板上印刷的電路& 計； 叹 圖 (b)藉由縮小該目標圖案少於1的倍數產生一 案；以及 布林 (c) 藉由執行結合該目標 操作，產生一第二圖案； 其中該第-圖案係與用以產生該第一圖案的該目襟圖 案之該相同部分結合。 。 14·如申請專利範圍第13項之電腦可讀取媒體，其中該目於 圖案縮小0.5倍以產生該第一圖案。 1 I5·如申請專利範園第14項之電腦可讀取媒體，其中診^ 圖案具有空間頻率成分，且該第一 4矛圖案具有空間頻率成 分，其為該目標圖案之空間頻率成分的兩倍。 16.如申請專利範圍第13項之電腦可讀取媒體，其中讀目 84522-950830.doc 1292857 圖案係為具有複數個線和空間的線-空間圖案且該每個線 和該每個空間具有相等寬度尺寸。 17. 如申請專利範圍第13項之電腦可讀取媒體，其中該第二 圖案代表用於印刷該目標圖案的一光罩圖案。 18. 如申請專利範圍第15項之電腦可讀取媒體，其中該第二 圖案具有空間頻率成分，該空間頻率成分係高於該目標圖 案之該空間頻率成分。 84522-950830.doc