專利名稱：多重曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曝光方法，特別是涉及一種針對轉(zhuǎn)移島狀或凹孔狀的圖案而采用多次曝光的方式，用以增加圖案分辨率的曝光方法。
在半導(dǎo)體制作工藝中，芯片進(jìn)行表面光致抗蝕劑(光阻)的曝光所需要的工具除光源外，還有用來提供線路圖形以便執(zhí)行圖形轉(zhuǎn)移的光掩模。目前，隨著半導(dǎo)體集成電路之積體層次的快速增加，光刻技術(shù)所要求的線幅寬度也越來越小，同樣的，各半導(dǎo)體組件之間的距離也日益縮短，因此，光照上的透光區(qū)尺寸也隨之相對縮小。然而，上述組件間的距離在曝光制作工藝中會因?yàn)槭艿焦鈱W(xué)特性的影響而有其物理上的限制，特別在形成島狀及凹孔狀的結(jié)構(gòu)中，其所轉(zhuǎn)移的圖案通常具有很差的分辨率。如

圖1所示，若要直接于光致抗蝕劑層11形成如標(biāo)號12所示的結(jié)構(gòu)時，圖案的轉(zhuǎn)移結(jié)果通常都不好。其原因在于曝光時，為求得到微小尺寸的組件，光掩模中透光區(qū)的尺寸將配合組件尺寸而縮小，而在此情況下，通過島狀及孔狀結(jié)構(gòu)的透光區(qū)域的光線所產(chǎn)生的繞射現(xiàn)象將更為嚴(yán)重，因此導(dǎo)致所轉(zhuǎn)移圖案的分辨率更加惡化，無法將光掩模上的圖案正確地轉(zhuǎn)移到芯片上。再者，若要顯示如圖2所示的重復(fù)性圖案時，將更為困難，此因在于當(dāng)光掩模各透光區(qū)之間的間隔縮小至特定的范圍時(例如 ，其中λ為照射光的波長，而NA為照射光經(jīng)過Lens的折射率)，通過光掩模的光線將發(fā)生繞射的現(xiàn)象，從而影響轉(zhuǎn)移后圖案的分辨率。
針對上述的問題，目前傳統(tǒng)的作法通常是使用效果更好的透鏡系統(tǒng)及較復(fù)雜的控制程序來避免上述問題，然而，卻必須負(fù)擔(dān)龐大的硬件費(fèi)用，并因?yàn)閺?fù)雜的程序而影響了制作工藝的產(chǎn)量。另外，可使用DUV以及Scanner再加上Mask用OPC及PSM去限定圖案，但結(jié)果仍然無法得到預(yù)期的分辨率。
本發(fā)明的目的在于提供一種多重曝光方法，對于在轉(zhuǎn)移凹孔狀或島狀的圖案所產(chǎn)生的分辨率不佳的問題，提出解決的方案，即在形成上述的凹孔狀或島狀的圖案時，并不像現(xiàn)有技術(shù)的方式，直接以待限定圖案形狀的光掩模限定圖案，而是間接曝光光致抗蝕劑層上待限定圖案外圍的光致抗蝕劑，由此同樣可以達(dá)到準(zhǔn)確轉(zhuǎn)移圖案的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即提供一種多重曝光方法，適用于一光致抗蝕劑層限定一矩形圖案，包括下列步驟在上述光致抗蝕劑層形成具有第一及第二對邊組的對應(yīng)于上述矩形圖案的矩形區(qū)域；在上述光致抗蝕劑層中的第一曝光區(qū)域執(zhí)行第一曝光制作工藝，上述第一曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以第一對邊組的延伸方向?yàn)檫吔纾辉谏鲜龉庵驴刮g劑層中的第二曝光區(qū)域執(zhí)行第二曝光制作工藝，上述第二曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以第二對邊組的延伸方向?yàn)檫吔纾患霸谏鲜龅谝黄毓鈪^(qū)域及第二曝光區(qū)域執(zhí)行顯影制作工藝，使得上述矩形圖案顯現(xiàn)于基底。
本發(fā)明還提供一種多重曝光方法，適用于一光致抗蝕劑層限定一矩形圖案，包括下列步驟在上述光致抗蝕劑層形成具有第一對邊組及大于上述第一對邊組的第二對邊組的對應(yīng)于上述矩形圖案的矩形區(qū)域；在上述光致抗蝕劑層中的第一曝光區(qū)域執(zhí)行第一曝光制作工藝，上述第一曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以第一對邊組的延伸方向?yàn)檫吔?；分別在上述光致抗蝕劑層中的第二曝光區(qū)域與第三曝光區(qū)域執(zhí)行第二曝光制作工藝及第三曝光制作工藝，上述第二曝光區(qū)域及第三曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以第二對邊組的延伸方向?yàn)檫吔?；及在上述第一曝光區(qū)域、第二曝光區(qū)域及第三曝光區(qū)域執(zhí)行顯影制作工藝，使得上述矩形圖案顯現(xiàn)于基底。
本發(fā)明還提供一種多重曝光方法，適用于一光致抗蝕劑層限定一矩形圖案，包括下列步驟在上述光致抗蝕劑層形成對應(yīng)于上述矩形圖案的矩形區(qū)域，其中上述矩形區(qū)域具有第一邊、第二邊、第三邊以及第四邊；在上述光致抗蝕劑層中的第一曝光區(qū)域執(zhí)行第一曝光制作工藝，上述第一曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以上述第一邊的延伸方向?yàn)檫吔纾辉谏鲜龉庵驴刮g劑層中的第二曝光區(qū)域執(zhí)行第二曝光制作工藝，上述第二曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以上述第二邊的延伸方向?yàn)檫吔纾辉谏鲜龉庵驴刮g劑層中的第三曝光區(qū)域執(zhí)行第三曝光制作工藝，上述第三曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以上述第三邊和延伸方向?yàn)檫吔?；在上述光致抗蝕劑層中的第四曝光區(qū)域執(zhí)行第四曝光制作工藝，上述第四曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以上述第四邊的延伸方向?yàn)檫吔?；及在上述第一曝光區(qū)域、第二曝光區(qū)域、第三曝光區(qū)域及第四曝光區(qū)域執(zhí)行顯影制作工藝，使得上述矩形圖案顯現(xiàn)于基底。
另外，有關(guān)光致抗蝕劑的種類上，主要可分為以下兩種，一種是光致抗蝕劑遇光之后會產(chǎn)生鏈接(Cross Linking)，使得遇光的光致抗蝕劑結(jié)構(gòu)加強(qiáng)而不溶于顯影劑，稱之為負(fù)光致抗蝕劑(NegativePhotoresist)；另外一種光致抗蝕劑其本身難溶于顯影劑，但遇光之后會因?yàn)榻怆x而溶于顯影液，稱之為正光致抗蝕劑(PositivePhotoresist)。借著使用上述不同特性的光致抗蝕劑，使用本發(fā)明所提供的方法，能夠?qū)?yīng)的形成島狀或凹孔狀的結(jié)構(gòu)。由于根據(jù)本發(fā)明所提供的方法，在各曝光程序所曝光的圖案尺寸相對于直接曝光的島狀或凹孔狀的結(jié)構(gòu)來說較大，且相對距離較寬，因此無需考慮因?yàn)槠毓鈭D案夾角過小所造成的分辨率不佳的光學(xué)特性，巧妙地避免了現(xiàn)有技術(shù)在轉(zhuǎn)移孔狀圖案時所遭遇的問題。
下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1為現(xiàn)有直接在光致抗蝕劑層轉(zhuǎn)移待限定圖案的配置圖；圖2為現(xiàn)有直接在光致抗蝕劑層轉(zhuǎn)移待限定圖案的另一配置圖；圖3A至圖3D為本發(fā)明第一實(shí)施例所述的多重曝光方法的操作流程示意圖；圖4A至圖4D為本發(fā)明第二實(shí)施例所述的多重曝光方法的操作流程示意圖；圖5A至圖5F為本發(fā)明第三實(shí)施例所述的多重曝光方法的操作流程示意圖；圖6A及圖6B為顯示線條式的光掩模示意圖。
以下將介紹實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的實(shí)施例，在以下的實(shí)施例中，僅以限定單一矩形結(jié)構(gòu)為例，但不可用以限制本發(fā)明的范圍，在實(shí)際運(yùn)用時，仍可應(yīng)用于多個矩形結(jié)構(gòu)。
參閱圖3A至圖3D，圖3A至圖3D為本發(fā)明第一實(shí)施例所述的多重曝光方法的操作流程示意圖。首先，參閱圖3A，在光致抗蝕劑層21界定具有第一及第二對邊組(22A、22B)的矩形區(qū)域22，此矩形區(qū)域22與所要限定的結(jié)構(gòu)形狀相同。然而，在此僅為了限定區(qū)域方便而界定此矩形區(qū)域22，在實(shí)際應(yīng)用上，得直接進(jìn)行下述的步驟。參閱圖3B，在光致抗蝕劑層21中的第一曝光區(qū)域23執(zhí)行第一曝光制作工藝，第一曝光區(qū)域23與矩形區(qū)域22以第一對邊組22A的延伸方向?yàn)檫吔?。接著，參閱圖3C，在光致抗蝕劑層21中的第二曝光區(qū)域24執(zhí)行第二曝光制作工藝，第二曝光區(qū)域24與矩形區(qū)域22以第二對邊組22B的延伸方向?yàn)檫吔纭Ｗ詈?，在第一曝光區(qū)域23及第二曝光區(qū)域24執(zhí)行顯影制作工藝，將其光致抗蝕劑層洗掉，使得矩形圖案25顯現(xiàn)于基底26(如圖3D所示)。
若上述光組層21為正光致抗蝕劑，則最后所形成的矩形圖案為凹孔形結(jié)構(gòu)。反之，若上述光組層21為負(fù)光致抗蝕劑，則最后所形成的矩形圖案為島形結(jié)構(gòu)。
參閱圖4A至圖4D，圖4A至圖4D為本發(fā)明第三實(shí)施例所述的多重曝光方法的操作流程示意圖。首先，參閱圖4A，在光致抗蝕劑層31界定具有第一及第二對邊組(32A、32B)的矩形區(qū)域32，在此第二對邊組32B大于第一對邊組32A。而矩形區(qū)域32與所要限定的結(jié)構(gòu)形狀相同。然而，與第一實(shí)施例相同，在此僅為了限定區(qū)域方便而界定此矩形區(qū)域32，在實(shí)際應(yīng)用上，得直接進(jìn)行下述的步驟。參閱圖4B，在光致抗蝕劑層31中的第一曝光區(qū)域33執(zhí)行第一曝光制作工藝，第一曝光區(qū)域33與矩形區(qū)域32以第一對邊組22A的延伸方向?yàn)檫吔纭＝又?，參閱圖4C，分別在光致抗蝕劑層31中的第二曝光區(qū)域34與第三曝光區(qū)域35執(zhí)行第二曝光制作工藝及第三曝光制作工藝，上述第二曝光區(qū)域34及第三曝光區(qū)域35與上述矩形區(qū)域32以第二對邊組32B的延伸方向?yàn)檫吔纭Ｔ诖藢⒌诙毓庵谱鞴に嚰暗谌毓庵谱鞴に嚪珠_執(zhí)行的原因是顧及第二曝光區(qū)域34及第三曝光區(qū)域35的位置過于接近而影響圖案轉(zhuǎn)移的分辨率。最后，在第一曝光區(qū)域33、第二曝光區(qū)域34及第三曝光區(qū)域35執(zhí)行顯影制作工藝，將其光致抗蝕劑層洗掉，使得矩形圖案36顯現(xiàn)于基底37(如圖4D所示)。
同樣的，若上述光組層31為正光致抗蝕劑，則最后所形成的矩形圖案為凹孔形結(jié)構(gòu)。反之，若上述光組層31為負(fù)光致抗蝕劑，則最后所形成的矩形圖案為島形結(jié)構(gòu)。
參閱圖5A至圖5F，圖5A至圖5F顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例所述的多重曝光方法的操作流程示意圖。首先，參閱圖5A，在光致抗蝕劑層41界定具有第一邊至第四邊(42A～42D)的矩形區(qū)域42，此矩形區(qū)域42與所要限定的結(jié)構(gòu)形狀相同。然而，在此僅為了限定區(qū)域方便而界定此矩形區(qū)域42，在實(shí)際應(yīng)用上，得直接進(jìn)行下述的步驟。參閱圖5B，在光致抗蝕劑層41中的第一曝光區(qū)域43執(zhí)行第一曝光制作工藝，第一曝光區(qū)域43與矩形區(qū)域42以第一邊42A的延伸方向?yàn)檫吔纭＝又?，參閱圖5C，在光致抗蝕劑層41中的第二曝光區(qū)域44執(zhí)行第二曝光制作工藝，第二曝光區(qū)域44與矩形區(qū)域42以第二邊42B的延伸方向?yàn)檫吔纭＝又?，參閱圖5D，在光致抗蝕劑層41中的第三曝光區(qū)域45執(zhí)行第三曝光制作工藝，第三曝光區(qū)域45與矩形區(qū)域42以第三邊42C的延伸方向?yàn)檫吔纭＝又?，參閱圖5E，在光致抗蝕劑層41中的第四曝光區(qū)域46執(zhí)行第四曝光制作工藝，第四曝光區(qū)域46與矩形區(qū)域42以第四邊42D的延伸方向?yàn)檫吔?。最后，分別于第一曝光區(qū)域43、第二曝光區(qū)域44、第三曝光區(qū)域45、及第四曝光區(qū)域46執(zhí)行顯影制作工藝，將其光致抗蝕劑層洗掉，使得矩形圖案47顯現(xiàn)于基底48(如圖5F所示)。
若上述光組層41為正光致抗蝕劑，則最后所形成的矩形圖案為凹孔形結(jié)構(gòu)。反之，若上述光組層41為負(fù)光致抗蝕劑，則最后所形成的矩形圖案為島形結(jié)構(gòu)。
再者，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法，若要轉(zhuǎn)移如圖2所示的圖案，則可分別以如圖6A及圖6B所示的光掩模而形成的。由于此種線條式光掩模的透光量大，分辨率高，相對于孔狀的光掩模來說，不易造成光的干擾。分別將此等光掩模先后在同一位置重疊曝光，若為正光致抗蝕劑，則可形成凹孔狀的圖案，而若為負(fù)光致抗蝕劑，則可形成光致抗蝕劑島狀圖案。
通過本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法，能夠?qū)?yīng)的形成島狀或凹孔狀的矩形結(jié)構(gòu)及重復(fù)性結(jié)構(gòu)的圖案。由于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法，在各曝光程序所曝光的圖案尺寸相對于直接曝光的島狀或凹孔狀的結(jié)構(gòu)來說較大，且相對距離較寬，因此無須考慮因?yàn)槠毓鈭D案夾角過小所造成的分辨率不佳的光學(xué)特性，巧妙地避免了傳統(tǒng)技術(shù)在轉(zhuǎn)移孔狀圖案時所遭遇的問題。
雖然以上結(jié)合較佳實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可做少許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多重曝光方法，適用于一光致抗蝕劑層限定一矩形圖案，包括下列步驟在上述光致抗蝕劑層形成具有第一及第二對邊組的對應(yīng)于上述矩形圖案的矩形區(qū)域；在上述光致抗蝕劑層中的第一曝光區(qū)域執(zhí)行第一曝光制作工藝，上述第一曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以第一對邊組的延伸方向?yàn)檫吔?；在上述光致抗蝕劑層中的第二曝光區(qū)域執(zhí)行第二曝光制作工藝，上述第二曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以第二對邊組的延伸方向?yàn)檫吔?；及在上述第一曝光區(qū)域及第二曝光區(qū)域執(zhí)行顯影制作工藝，使得上述矩形圖案顯現(xiàn)于基底。
2.如權(quán)利要求1所述的多重曝光方法，其中上述光致抗蝕劑層為正光致抗蝕劑。
3.如權(quán)利要求2所述的多重曝光方法，其中上述矩形圖案為凹孔形結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的多重曝光方法，其中上述光致抗蝕劑層為負(fù)光致抗蝕劑。
5.如權(quán)利要求4所述的多重曝光方法，其中上述矩形圖案為島形結(jié)構(gòu)。
6.一種多重曝光方法，適用于一光致抗蝕劑層限定一矩形圖案，包括下列步驟在上述光致抗蝕劑層形成具有第一對邊組及大于上述第一對邊組的第二對邊組的對應(yīng)于上述矩形圖案的矩形區(qū)域；在上述光致抗蝕劑層中的第一曝光區(qū)域執(zhí)行第一曝光制作工藝，上述第一曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以第一對邊組的延伸方向?yàn)檫吔纾环謩e在上述光致抗蝕劑層中的第二曝光區(qū)域與第三曝光區(qū)域執(zhí)行第二曝光制作工藝及第三曝光制作工藝，上述第二曝光區(qū)域及第三曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以第二對邊組的延伸方向?yàn)檫吔?；及在上述第一曝光區(qū)域、第二曝光區(qū)域及第三曝光區(qū)域執(zhí)行顯影制作工藝，使得上述矩形圖案顯現(xiàn)于基底。
7.如權(quán)利要求6所述的多重曝光方法，其中上述光致抗蝕劑層為正光致抗蝕劑。
8.如權(quán)利要求7所述的多重曝光方法，其中上述矩形圖案為凹孔形結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求6所述的多重曝光方法，其中上述光致抗蝕劑層為負(fù)光致抗蝕劑。
10.如權(quán)利要求9所述的多重曝光方法，其中上述矩形圖案為島形結(jié)構(gòu)。
11.一種多重曝光方法，適用于一光致抗蝕劑層限定一矩形圖案，包括下列步驟在上述光致抗蝕劑層形成對應(yīng)于上述矩形圖案的矩形區(qū)域，其中上述矩形區(qū)域具有第一邊、第二邊、第三邊以及第四邊；在上述光致抗蝕劑層中的第一曝光區(qū)域執(zhí)行第一曝光制作工藝，上述第一曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以上述第一邊的延伸方向?yàn)檫吔?；在上述光致抗蝕劑層中的第二曝光區(qū)域執(zhí)行第二曝光制作工藝，上述第二曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以上述第二邊的延伸方向?yàn)檫吔?；在上述光致抗蝕劑層中的第三曝光區(qū)域執(zhí)行第三曝光制作工藝，上述第三曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以上述第三邊和延伸方向?yàn)檫吔?；在上述光致抗蝕劑層中的第四曝光區(qū)域執(zhí)行第四曝光制作工藝，上述第四曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以上述第四邊的延伸方向?yàn)檫吔纾患霸谏鲜龅谝黄毓鈪^(qū)域、第二曝光區(qū)域、第三曝光區(qū)域及第四曝光區(qū)域執(zhí)行顯影制作工藝，使得上述矩形圖案顯現(xiàn)于基底。
12.如權(quán)利要求11所述的多重曝光方法，其中上述光致抗蝕劑層為正光致抗蝕劑。
13.如權(quán)利要求12所述的多重曝光方法，其中上述矩形圖案為凹孔形結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求11所述的多重曝光方法，其中上述光致抗蝕劑層為負(fù)光致抗蝕劑。
15.如權(quán)利要求14所述的多重曝光方法，其中上述矩形圖案為島形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種多重曝光方法,包括下列步驟:在光致抗蝕劑層形成具有第一及第二對邊組的對應(yīng)于矩形圖案的矩形區(qū)域;在光致抗蝕劑層中的第一曝光區(qū)域執(zhí)行第一曝光制作工藝,第一曝光區(qū)域與上述矩形區(qū)域以第一對邊組的延伸方向?yàn)檫吔?在光致抗蝕劑層中的第二曝光區(qū)域執(zhí)行第二曝光制作工藝,第二曝光區(qū)域與矩形區(qū)域以第二對邊組的延伸方向?yàn)檫吔?及在第一曝光區(qū)域及第二曝光區(qū)域執(zhí)行顯影制作工藝,使矩形圖案顯現(xiàn)于基底。
文檔編號G03F7/20GK1381770SQ01117029
公開日2002年11月27日 申請日期2001年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月19日
發(fā)明者連日昌 申請人:南亞科技股份有限公司