TW200423221A - Microlithographic process - Google Patents

Description

200423221 五、發明說明（1) 發明所屬之技術 本發明是有關於一種微影製程（Lith〇graphy

Process)，且特別是有關於一種將不同密度之圖案設計在 不同之光罩上，以防止不同密度之圖案的關鍵尺寸產生偏 差之微影製程。 先前技術 隨著積體電路積集度之提昇，整個電路元件尺寸之設 計也必須隨之縮小。而在整，的半導體製程中最舉足輕重的 可說是微影製程’凡是與金氧半導體元件相關的，例如各 層膜之圖案（Pattern)及掺有雜質（Dopant)之區域，都是 藉由微影製程這個步驟來決定的。 在微影製程中，於進行圖案轉移之曝光步驟時，由於 同光罩上低欲度圖案區與高密度圖案區的曝光光強度的 不一致，，而會存在有所謂的漏光效應（Flare Ef f ect)。換 言之’當以相同之一曝光步驟來對高密度圖案以及低密度 圖案作曝光而將圖案作轉移時，低密度圖案之曝光強度會 較高密度圖案區之曝光強度為弱，因此將會使高密度圖案 2低揹度圖案之關鍵尺寸產生偏差。意即，在漏光效應的 影響之下j高密度圖案所感受到的曝光能量總是較低密度 圖案所感受到的曝光能量低，而使得不同密度之圖案的關 鍵尺寸產生偏差。 口此，為了解決上述之問題，習知技術是利用在曝光 六:中額外裝設一濾光片QTilter)，以使低密度圖案與高 岔又圖.案之曝光能篁有所不同，以防止低密度圖案與高密

凝0眺州 第7頁 200423221 五、發明說明（2) 度圖案之關鍵尺寸產 然而，習知方法 片，而且對於不同的 因此，將會使得製程 發明内容 因此，本 曝光步驟中因 關鍵尺寸會有 本發明的 利用濾光片來 製程過於繁雜 本發明提 形成一層光阻層。之 罩，且第一光罩上具 曝光步驟，以將第一 其中第一曝光步驟之 移開之後’在光阻層 上具有一低密度圖案 第二光罩上之低密度 驟之曝光能量係為E2 驟’以圖案化光阻層 圖案以及低密度圖案 度圖案之關鍵尺寸均 由.於本發明係將 發明的 漏光效 生偏差。 必須在每一部曝光機台 圖案設計還必須使用不 步驟過於繁瑣。 中都加裝濾光 同的濾光片， 目的就是提供一種微影 應的產生’而造成不同 偏差之情形。， 再一目的是提供一種微影製程 降低低密度圖案區的曝光能量 之缺點。 出一種微影製程 ，其係 後，在光阻層之 有一高密度圖案 高密度 光罩上之 曝光能量 之上方設 。隨後， 圖案轉移 ，且E2大 ，其中被 ，且高密 符合目標 高密度圖 係為E1 置一第 進行一 至光阻 於E1 〇 圖案化 度圖案 值而無 案以及 首先在 上方設 。之後 圖案轉 。然後 二光罩 第二曝 層，其 最後， 的光阻 之關鍵 偏差。 低密度 製程，以避免 密度的圖案之 ，以解決習知 之方法，會有 一基底 置一第 之上方 一光 一第一 ’進行 移至光阻層， ’將第一光軍 ，且第 光步驟 二光罩 ，以將 曝光步 進行一顯影步 高密度 及低密 中第 二 層具有 尺寸以 圖案分開設計

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在兩光罩上，且在曝光步驟中 定其最佳之曝光能量值，因此 微影製程會使高密度圖案與低 差之問題。 本發明將不同密度的圖案 免漏光效應之產生’此種方法 光片之技術相較，係為一種與 較習知更為簡易的方法。， 為讓本發明之上述和其他 顯易懂，下文特舉一較佳實施 細說明如下： 對於不同密度的圖案分別設 本發明之方法可以解決習知 密度圖案之關鍵尺寸產生偏 設計在不同的光罩上，以避 與習知於曝光機台中裝設濾 習知不同的方法，且是一種 目的、特徵、和優點能更明 例，並配合所附圖式，作詳 實施方式 本發明係將不同密度的圖案設計在不同的光罩上，以 2漏光效應而造成圖案之關鍵尺寸產生偏差，而且在曝 t V驟中針對不同密度的圖案分別設定其最佳之曝光能量 值，以使最後在光阻層上所形成之圖案（不同密度的圖案） =關鍵尺寸都能符合目標值而無偏差。而以下係舉一較佳 貝鉍，以詳細說明之，但並非用以限定本發明。 第=圖至第1 c圖係繪示本發明一較佳實施例之微影製 二圖、。請先參照第1八圖，在一基底10上係形成有- 二“為了圖案化材料層I2，通常會在材料層12上形 阻層來作為其蝕刻罩幕。其中，材料層12可以是 V 1：材=或是非導電材料，在此並不加以限制。 接著’在材料層1 2上形成一光阻層丨4。其中，形成光

200423221 五、發明說明（4) 阻層1 4之方法例如先利用旋轉塗佈法將光阻劑塗佈在材料 層12之表面上’之後’再進行軟烤步驟，以驅除光阻劑中 之溶劑而形成成光阻層1 4。 之後’在光阻層14之上方设置' —光罩100，其中光罩 100上具有高密度圖案102，如第2圖所示，第2圖係為光罩 1 0 0之上視圖。在一較佳實施例中，高密度圖案1 〇 2例如是 記憶體元件中3己憶體陣列之圖案。而光罩1 〇 〇上之高密度 圖案102例如是透光區，而其他區域則是非透光區。 之後，進行第一曝光步驟，以將光罩1〇〇上之高密度 圖案102轉移至光阻層14上，而於光阻層14中形成高密度 圖案之影像l〇2a。其中，第一曝光步驟之曝光能量係為 E1，且第一曝光步驟之曝光能量E1係依據光罩1〇〇上之高 密度圖案102的密度與尺寸等參數，而計算出來的一最佳 曝光能量值。 請參照第1B圖，在將光罩1 〇 〇移開之後，將另一光罩 200設置在光阻層14之上方，其中光罩200上具有低密度圖 案202，如第3圖所示，第3圖係為光罩200之上視圖。在一 較佳實施例中，低密度圖案2〇2例如是記憶體元件中周邊 電路之圖案。而光罩2〇〇上之低密度圖案202例如是透光 區，而其他區域則是非透光區。 之後’進行第二曝光步驟，以將光罩2〇〇上之高密度 圖案202轉移至光阻層丨4上，而於光阻層η中形成低密度 圖案之影像202a。其中，第二曝光步驟之曝光能量係為 E2 ’且第二曝光步驟之曝光能量E2係依據光罩2〇〇上之低

JQ720twf .ptd 第10頁 200423221 五、發明說明（5) 密度圖案202的密度與尺寸等參數，而計 曝光能量值。 特別值得一提的是，當以曝光步驟來對高密度圖案以 及低密度圖案作圖案轉移時，低密度 高密度圖案區之曝光強度為弱。因此，在上述之；以 步驟以及第—曝光步驟中，其曝光能量Ει與以的關係通常 是第二曝光步驟之曝光能量E2(對低密度圖案之曝光步驟） 係大於第一曝光步驟之曝光，能量E1 (對高密度圖案之曝光 步驟）。 請參照第1C圖，在曝光步驟完成之後，接著進行 影步驟，間案化光阻層14 ’而形成高密度之光阻圖案 14a以及低密度之光阻圖案14b，如第3圖所示，第3圖 圖案化後之光阻層的上視圖。 ” 後續，便可以以此圖案化之光阻層14為蝕刻 蝕刻製程，以圖案化材料層丨2。 订 在上述之實施例中係以利用圖案化之光阻層作 層之蝕刻罩幕的製程來說明，但本發明之並檑 能限定在上述之製程應用中，本發明之微影《=非： 用在其他製程應用巾，例如是以圖案化光阻；離二： 入罩幕的製程中。 θ邛馬離子植 綜合以上所述，本發明具有下列優點： I由於本發明係將高密度圖案以及低密度 计在兩光罩上，且在曝光步驟中對於不同密产=二開汉 設定其最佳之曝光能量值，因此本 ς叮回案分別 个a您方法可以解決習

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Ji)72〇twf.ptd 第11頁 200423221 五、發明說明（6) 知微影製程會使高密度圖案與低密度圖案之關鍵尺寸產生 偏差之問題。 2·本^月將不同密度的圖案設計在不同的光罩上，以 避免漏光效應之產生，此種方法與習知於曝光機台中裝設 濾光片之技術相較，係為一種 不同的方法， 種較習知更為簡易的方法 疋 雖然本發明p ^ 太於明，k/較佳實施例揭露如上，然其並非 用以 t 任何熟習此技，藝者，在不脫離本發明之笋神範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準本“之保濃 4Q720twf.ptd 第12頁 200423221 圖式簡單說明 第1 A圖至第1 C圖是依照本發明一較佳實施例之微影製 程之流程剖面示意圖； 第2圖是依照本發明一較佳實施例之一光罩之上視 圖； 第3圖是依照本發明一較佳實施例之另一光罩之上視 圖，以及 第4圖是依照本發明一較佳實施例之一圖案化光阻層 之上視圖。 ， 圖式標示說明 10 :基底 12 :材料層 14 :光阻層 14a :高密度光阻圖案 14b :低密度光阻圖案 100、200 :光罩 102 :光罩上之高密度圖案 202 :光罩上之低密度圖案 102a :高密度圖案之影像 2 0 2a :低密度圖案之影像

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Claims (1)

1. 200423221

   六、申請專利範圍 1 · 一種微影製程，包括： 提供一光阻層； 在該光阻層之上方設置一第一光罩’且該第一光罩上 具有一高密度圖案； 進行一第一曝光步驟，以將該高密度圖案轉移至該光 阻層，其中該第一曝光步驟之曝光能量為E1 ; 在該光阻層之上方設置一第二光罩’且δ亥第一光罩上 具有一低密度圖案； ， 進行一第二曝光步驟，以將該低密度圖案轉移至該光 阻層，其中該第二曝光步驟之曝光能量為£2，且£2與151不 相同，以及 進行一顯影步驟，以圖案化該光阻層。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之微影製程，其中該间 密集圖案係為一記憶胞陣列之圖案。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之微影製釭，其中該低 密度圖案係為一周邊電路之圖案。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之微影製程其=中4第， 一曝光步驟之曝光能量Ei係為該高密度圖案之最佳曝光

   能量 *辨影製程，其中該第 γ如申請專利範圍第！項所达二曝光步驟之曝光能 一曝光步驟之曝光能量E1係小於該弟

   第14貢 200423221 六、申請專利範圍 量E2。 7. 如申請專利範圍第1項所述之微影製程，其中該第 一光罩上之該高密度圖案係為一透光區。 8. 如申請專利範圍第1項所述之微影製程，其中該第 二光罩上之該低密度圖案係為一透光區。 9. 一種光罩設計的方法，該方法係將一膜層中之一高 密度圖案設計在一光罩上，將該膜層中之一低密度圖案設 計在另一光罩上。 、 1 0.如申請專利範圍第9項所述之光罩設計的方法，其 中該高密集圖案係為一記憶胞陣列之圖案。 11.如申請專利範圍第9項所述之光罩設計的方法，其 中該低密度圖案係為一周邊電路之圖案。 1 2.如申請專利範圍第9項所述之光罩設計的方法，其 中該光罩上之該高密度圖案係為一透光區。 1 3.如申請專利範圍第9項所述之光罩設計的方法，其 中該另一光罩上之該低密度圖案係為一透光區。

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