光學鄰近修正掩膜的製作方法

2023-09-18 16:46:15

專利名稱：光學鄰近修正掩膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光學光刻技術，特別是有關於一種用於製造接觸孔洞(contact hole)的光學鄰近修正(optical proximity correction, 0PC)掩膜。
背景技術：
在半導體裝置製造中，對應於各個特徵圖案(例如，接觸孔洞)通常通過光刻工藝 所使用的掩膜轉印至晶片上的光阻。之後，通過刻蝕工藝將特徵圖案形成於晶片上。然而， 由於光線繞射或其他因素，掩膜上的圖案並無法順利轉印至光阻上而造成特徵圖案製造上 的困難。因此，半導體裝置製造的其中一個目標就是使原始設計圖案能夠通過掩膜準確地 轉印至晶片上的光阻。
目前，已經有發展出許多光學鄰近修正掩膜，使原始設計圖案能夠更準確地轉印 至光阻上。一種熟習的光學鄰近修正掩膜為在掩膜上增加次解析(subresolution)的散射 條(scattering bar)圖案。由於散射條圖案很細小，因此光學鄰近修正掩膜中的散射條圖 案無法通過曝光工藝而轉印至光阻上，但可改善光刻技術中圖案的銳利度(sharpness)。例 如，美國專利編號第6，238，825號揭露一種具有間隔排列的散射條的掩膜，用以修正光學 鄰近效應而提升光刻工藝的解析度。
然而，隨著集成電路的積集度(integration)增加而使對應於各個特徵圖案的圖 案尺寸及間距(pitch)縮小。如此一來,散射條圖案將變得非常靠近掩膜上圖案(例如,接 觸孔洞圖案)，因而降低製備掩膜的工藝容許度(process window)，且容易使相鄰的圖案產 生交連，而使圖案無法順利轉印至光阻上。
因此，有必要尋求一種新的光學鄰近修正掩膜，其能夠解決上述的問題。發明內容
本發明一實施例提供一種光學鄰近修正掩膜，包括二個開口圖案，沿一第一方向 排列於一基底上，且彼此隔開一既定距離；以及一對散射條圖案，沿垂直於第一方向的一第 二方向排列於基底上，且鄰近於每一開口圖案的二個相對側。從側視觀點，每一散射條圖案 在第一方向及第二方向上，不與開口圖案重疊，且每一開口圖案與每一散射條圖案之間存 在180°的相移。
本發明另一實施例提供一種光學鄰近修正掩膜，包括多個矩形開口圖案，分別沿 一第一方向排列於一基底上，以在矩形開口圖案之間定義出多個間隔區；以及多對散射條 圖案，沿垂直於第一方向的一第二方向排列於基底上，使每一對散射條圖案鄰近於一對應 的間隔區的二個相對側。從側視觀點，每一散射條圖案在第一方向及第二方向上，不與矩形 開口圖案重疊，且每一矩形開口圖案與每一散射條圖案之間存在180°的相移。
本發明實施例的光學鄰近修正掩膜，由於每一開口圖案的邊緣附近不存在任何散 射條圖案，因此製備光學鄰近修正掩膜的工藝容許度並不會因開口圖案的尺寸及間距縮小 而降低。再者，由於開口圖案與散射條圖案之間存在180°的相移，因而可降低開口圖案邊緣的光強度但不降低開口圖案本身的光強度，進而改善經由掩膜轉印至光阻上的開口圖案 的輪廓，並增加光刻工藝中的對比度。另外，由於光刻工藝中的對比度的增加，因此可增加 光阻材料的選擇彈性或進一步增加光學鄰近修正掩膜的工藝容許度。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，並不 構成對本發明的限定。在附圖中
圖1繪示出根據本發明實施例的光學鄰近修正掩膜的平面示意圖2A至圖2E為繪示出對應於圖1的光學鄰近修正掩膜的區域A中，不同邊對邊 距離下，開口圖案與散射條圖案的光強度分布圖/空間影像圖3A至圖3E，其繪示出對應於圖1的光學鄰近修正掩膜的區域A中，不同邊對邊 距離下，開口圖案與散射條圖案的光強度分布圖/空間影像圖，其中開口圖案與散射條圖 案之間存在180°的相移。
附圖標號
10 第一方向；
20 第二方向；
100 光學鄰近修正掩膜；
102 基底；
104 開口圖案；
106 散射條圖案；
A 區域；
D 邊對邊距離；
Ic 中心光強度；
Ie 邊緣光強度；
L1、L2 長邊；
S 間隔區；
Wl 既定距離；
W2 寬度。
具體實施方式
以下說明本發明實施例的光學鄰近修正掩膜。然而，可輕易了解本發明所提供的 實施例僅用於說明以特定方法製作及使用本發明，並非用以局限本發明的範圍。
請參照圖1，其繪示出根據本發明實施例的光學鄰近修正掩膜100的平面示意圖。 在本實施例中，光學鄰近修正掩膜100用於製造一半導體特徵圖案，例如接觸孔洞，其包括 多個開口圖案104及多對散射條圖案106。這些開口圖案104，沿一第一方向10排列於一基 底102 (例如，石英或玻璃)上，基底102上鍍有一層具有圖案的不透光材料(例如，鉻(Cr) 金屬膜)，且相鄰的開口圖案104彼此隔開一既定距離Wl，以在開口圖案104之間定義出多 個間隔區S。
每一對散射條圖案106沿垂直於第一方向10的一第二方向20排列於基底102上，使每一對散射條圖案106鄰近於一對應的間隔區S的二個相對側，且鄰近定義出該間隔區 S的開口圖案104的二個相對側。
需注意的是雖然圖1中繪示出五個開口圖案104及四對散射條圖案106，然而任何所屬技術領域中具有通常知識者可以理解的是開口圖案104的數量取決於設計需求，而散射條圖案106的對數則取決於開口圖案104的數量。亦即，光學鄰近修正掩膜100需至少包括二個開口圖案以及用以修正光學鄰近效應的一對散射條圖案，其鄰近設置於每一開口圖案的二個相對側。
在本實施例中，特別的是從側視觀點，每一散射條圖案106在第一方向10上不與開口圖案104重疊。也就是說，間隔區S內不存在任何散射條圖案106。再者，從側視觀點， 每一散射條圖案106在第二方向20上不與開口圖案104重疊。也就是說，散射條圖案106 位於相鄰的開口圖案104之間且位於間隔區S外側。
在上述開口圖案104與散射條圖案106的配置中，開口圖案106與每一散射條圖案104排列定義出一邊對邊距離(edge-to-edge distance) D,且邊對邊距離D可在O至80 納米的範圍。如此一來，由於每一開口圖案104的邊緣附近不存在任何散射條圖案106，因此製備光學鄰近修正掩膜100的工藝容許度並不會因開口圖案104的尺寸及間距縮小而降低。在一實施例中，每一開口圖案104可為矩形,其具有一長邊LI平行每一散射條圖案106 的一長邊L2，且平行第二方向20。再者，每一散射條圖案106的寬度W2與既定距離Wl的比不超過O. 5。
另外，在本實施例中，特別的是每一開口圖案104與每一散射條圖案106之間存在 180°的相移。例如，每一開口圖案104具有0°的相位，而每一散射條圖案106具有180° 的相位。在上述開口圖案104與散射條圖案106的配置中，通過開 口圖案104的光與通過散射條圖案106的光可產生幹涉作用，因而降低開口圖案104邊緣以及間隔區S的光強度但不降低開口圖案104本身的光強度。如此一來，可改善經由光學鄰近修正掩膜100轉印至光阻上的開口圖案的輪廓，並增加光刻工藝中的對比度(contrast)。另外，在其他實施例中，每一開口圖案104也可具有180°的相位，而每一散射條圖案106具有0°的相位。
請參照圖2A至圖2E，其繪示出對應於圖1的光學鄰近修正掩膜的區域A中，不同邊對邊距離下，開口圖案與散射條圖案的光強度分布圖/空間影像(aerial image)圖，其中開口圖案與散射條圖案之間不存在相移。在圖2A中，邊對邊距離(如圖1的標號「D」所示)為O納米(nm) (S卩，圖1中，開口圖案104的一側邊切齊於散射條圖案106的一側邊)。 在此情形中，開口圖案104的中心光強度Ic為O. 486，而開口圖案104的邊緣光強度Ie 為O. 178 ;在圖2B中，邊對邊距離為10nm。在此情形中，開口圖案104的中心光強度Ic為 O. 478，而開口圖案104的邊緣光強度Ie為O. 131 ;在圖2C中，邊對邊距離為20nm。在此情形中，開口圖案104的中心光強度Ic為O. 472，而開口圖案104的邊緣光強度Ie為O. 129 ； 在圖2D中，邊對邊距離為30nm。在此情形中，開口圖案104的中心光強度Ic為O. 466，而開口圖案104的邊緣光強度Ie為O. 086 ;在圖2E中，邊對邊距離為40nm。在此情形中，開口圖案104的中心光強度Ic為O. 461，而開口圖案104的邊緣光強度Ie為O. 086。
如圖2A至圖2E所示，當邊對邊距離增加時，可降低開口圖案104邊緣的光強度 Ie。然而，由於開口圖案104的中心光強度Ic隨邊對邊距離增加而降低，因而無法有效提升對比度。
請參照圖3A至圖3E，其繪示出對應於圖1的光學鄰近修正掩膜的區域A中，不同 邊對邊距離下，開口圖案與散射條圖案的光強度分布圖/空間影像圖，其中開口圖案與散 射條圖案之間存在180°的相移。在圖3A中，邊對邊距離為Onm。在此情形中，開口圖案 104的中心光強度Ic為O. 450，而開口圖案104的邊緣光強度Ie為O. 086 ;在圖3B中，邊對 邊距離為10nm。在此情形中，開口圖案104的中心光強度Ic為O. 455，而開口圖案104的 邊緣光強度Ie為O. 046 ;在圖3C中，邊對邊距離為20nm。在此情形中，開口圖案104的中 心光強度Ic為O. 459，而開口圖案104的邊緣光強度Ie為O. 046 ;在圖3D中，邊對邊距離 為30nm。在此情形中，開口圖案104的中心光強度Ic為O. 460，而開口圖案104的邊緣光 強度Ie為O. 046 ;在圖3E中，邊對邊距離為40nm。在此情形中，開口圖案104的中心光強 度Ic為O. 460，而開口圖案104的邊緣光強度Ie為O. 046。
比較圖2A至圖2E與圖3A至圖3E可知，開口圖案104的中心光強度Ic並沒有隨 邊對邊距離增加而降低。再者，當開口圖案104與散射條圖案106之間存在180°的相移 時，可進一步降低開口圖案104邊緣的光強度Ie而提升對比度。因此，經由光學鄰近修正 掩膜100轉印至光阻上的開口圖案的輪廓得以改善。
根據上述實施例，由於每一開口圖案的邊緣附近不存在任何散射條圖案，因此制 備光學鄰近修正掩膜的工藝容許度並不會因開口圖案的尺寸及間距縮小而降低。再者，由 於開口圖案與散射條圖案之間存在180°的相移，因而可降低開口圖案邊緣的光強度但不 降低開口圖案本身的光強度，進而改善經由掩膜轉印至光阻上的開口圖案的輪廓，並增加 光刻工藝中的對比度。另外，由於光刻工藝中的對比度的增加，因此可增加光阻材料的選擇 彈性或進一步增加光學鄰近修正掩膜的工藝容許度。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技 術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視 權利要求範圍所界定者為準。
權利要求
1.一種光學鄰近修正掩膜，其特徵在於，包括二個開口圖案，沿一第一方向排列於一基底上，且彼此隔開一既定距離；以及一對散射條圖案，沿垂直於所述第一方向的一第二方向排列於所述基底上，且鄰近於每一開口圖案的二個相對側；其中從側視觀點，每一散射條圖案在所述第一方向及所述第二方向上，不與所述開口圖案重疊，且其中每一開口圖案與每一散射條圖案之間存在180°的相移。
2.如權利要求1所述的光學鄰近修正掩膜，其特徵在於，每一開口圖案具有0°的相位，而每一散射條圖案具有180°的相位。
3.如權利要求1所述的光學鄰近修正掩膜，其特徵在於，每一開口圖案具有180°的相位，而每一散射條圖案具有0°的相位。
4.如權利要求1所述的光學鄰近修正掩膜，其特徵在於，每一開口圖案為矩形，其具有一長邊平行每一散射條圖案的一長邊，且平行所述第二方向。
5.如權利要求1所述的光學鄰近修正掩膜，其特徵在於，每一散射條圖案的寬度與所述既定距離的比不超過O. 5。
6.如權利要求1所述的光學鄰近修正掩膜，其特徵在於，所述開口圖案與每一散射條圖案排列定義出一邊對邊距離，且所述邊對邊距離在O至80納米的範圍。
7.一種光學鄰近修正掩膜，其特徵在於，包括多個矩形開口圖案，沿一第一方向排列於一基底上，以在所述矩形開口圖案之間定義出多個間隔區；以及多對散射條圖案，分別沿垂直於所述第一方向的一第二方向排列於所述基底上，使每一對散射條圖案鄰近於一對應的間隔區的二個相對側；其中從側視觀點，每一散射條圖案在所述第一方向及所述第二方向上，不與所述矩形開口圖案重疊，且其中每一矩形開口圖案與每一散射條圖案之間存在180°的相移。
8.如權利要求7所述的光學鄰近修正掩膜，其特徵在於，每一矩形開口圖案具有一長邊平行每一散射條圖案的一長邊，且平行所述第二方向。
9.如權利要求7所述的光學鄰近修正掩膜，其特徵在於，所述矩形開口圖案與每一散射條圖案排列定義出一邊對邊距離，且所述邊對邊距離在O至80納米的範圍。
10.如權利要求7所述的光學鄰近修正掩膜，其特徵在於，每一間隔區具有一寬度沿所述第一方向延伸，且每一散射條圖案的寬度與每一間隔區的寬度的比不超過O. 5。
全文摘要
本發明公開了一種光學鄰近修正掩膜，其包括二個開口圖案以及一對散射條圖案。開口圖案沿一第一方向排列於一基底上，且彼此隔開一既定距離。一對散射條圖案沿垂直於第一方向的一第二方向排列於基底上，且鄰近於每一開口圖案的二個相對側。從側視觀點，每一散射條圖案在第一方向及第二方向上，不與開口圖案重疊，且每一開口圖案與每一散射條圖案之間存在180°的相移。本發明的光學鄰近修正掩膜，可降低開口圖案邊緣的光強度但不降低開口圖案本身的光強度，進而改善經由掩膜轉印至光阻上的開口圖案的輪廓，並增加光刻工藝中的對比度。另外，由於光刻工藝中的對比度的增加，因此可增加光阻材料的選擇彈性或進一步增加光學鄰近修正掩膜的工藝容許度。
文檔編號G03F1/36GK102998895SQ201110269209
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月13日 優先權日2011年9月13日
發明者葉癸廷 申請人:華邦電子股份有限公司