发明名称 具有可调透射之内嵌式衰减相移光罩
摘要 本发明揭示一种内嵌式衰减相移光罩(EAPSM),其衰减与相移特性可加以独立地选择。在一内嵌式相移层之区域的开槽之后或期间,将一基板之曝露区域蚀刻至一预定深度。接着曝露该内嵌式相移层之额外区域并将其修整至一预定厚度,以提供期望之衰减量,其中该基板之最终蚀刻深度补偿由该相移层之修整所引起的相对相移之变化。接着在一单一EAPSM基底上制造一矩阵测试元件,其具有带有不同位准之衰减及/或相移的复数个单元。
申请公布号 TWI270754 申请公布日期 2007.01.11
申请号 TW094108420 申请日期 2005.03.18
申请人 福昌公司 发明人 善宽敏
分类号 G03F9/00(2006.01) 主分类号 G03F9/00(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种内嵌式衰减相移光罩,其包括一半透明基板 、由覆盖该基板的相移及衰减材料组成的一内嵌 式相移层、与覆盖该内嵌式相移层的一不透明材 料层,其中: 已移除该不透明材料之区域以定义一电路图案;并 且在该移除之不透明材料之该等区域内, 完全移除该内嵌式相移层之第一区域, 使该内嵌式相移层之第二区域变薄至一预定高度, 其等效于衰减之一预定位准,以及 将邻近于该内嵌式相移层之第二区域的该基板之 区域蚀刻至一预定深度,以便针对穿过该第一区域 的辐射,使穿过该内嵌式相移层之该第二区域的辐 射相移达一预定数量。 2.如请求项1之内嵌式衰减相移光罩,其进一步包括 复数个测试单元,其中该复数个测试单元之至少一 个具有第一衰减,而该复数个测试单元之该第二个 具有不同于该第一衰减的一第二衰减。 3.如请求项1之内嵌式衰减相移光罩,其进一步包括 复数个测试单元,其中该复数个测试单元之至少一 个具有第一相移,而该复数个测试单元之该第二个 具有不同于该第一相移的一第二相移。 4.一种用于制造一内嵌式衰减相移光遮罩之方法, 该光遮罩包含一基板、具有习知厚度的一内嵌式 相移层与一不透明层,该方法包括: 完全移除该光遮罩之第一区域中的该相移层; 将该相移层之该等已移除第一区域下方之该第一 区域中的该基板移除至一预定深度;以及 使该光遮罩之第二区域中的该相移层变薄,以达到 用于穿过该等第二区域的辐射之一预定衰减; 从而使穿过该等第一区域的辐射与穿过该等第二 区域的辐射之间的该相对相移等于一所需相移。 5.如请求项4之方法,其中在该相同的蚀刻程序期间 进行该完全移除该相移层并移除至该基板之一预 定深度区域。 6.如请求项4之方法,其中: 在该等第二区域中,藉由同时移除该等第一区域中 的该基板之一额外数量的一蚀刻程序,使该相移层 变薄;以及 选择该预定深度,以便在使该相移层变薄期间移除 该基板之该额外数量之后,该第一区域中的该已移 除基板之总深度引起穿过该第一区域的辐射与穿 过该第二区域的辐射之间的一预定相对相移。 7.如请求项4之方法,其中使该相移层变薄包含用于 从该相移层移除材料之一蚀刻程序,并且其中根据 该预定衰减而选择用于该相移层之该第二蚀刻的 一时间。 8.如请求项7之方法,其中该蚀刻程序移除该等第一 区域中的该基板之额外数量,并且其中决定该预定 深度,以便在蚀刻该相移层期间移除该基板之一额 外数量之后,该第一区域中的该已移除基板之总深 度引起穿过该第一区域的辐射与穿过该第二区域 的辐射之间的一预定相对相移。 9.一种由一内嵌式衰减相移光罩组成之装置,该内 嵌式衰减相移光罩包含一基板、一内嵌式相移层 与一不透明层,该内嵌式相移光罩之上已制造复数 个测试单元,其中该复数个测试单元之一第一个已 曝露邻近于具有一第一衰减之未衰减特征区域的 该内嵌式相移层之区域,而该复数个测试单元之一 第二个已曝露邻近于具有第二衰减之未衰减特征 区域的该内嵌式相移层之区域。 10.一种由一内嵌式衰减相移光罩组成之装置,该内 嵌式衰减相移光罩包含一基板、具有一预定厚度 的一内嵌式相移层、与一不透明层,该内嵌式相移 光罩已在其上制造复数个测试单元,其中该复数个 测试单元之一已曝露邻近于已得以修整至小于该 预定厚度之一厚度之未衰减特征区域的该内嵌式 相移层之区域。 11.如请求项10之装置,其中该复数个测试单元之该 一个已曝露邻近于未衰减特征区域的该内嵌式相 移层之区域,该等曝露区域系用于达到衰减之一预 定第一位准,并且其中该复数个测试单元之一第二 个已曝露邻近于具有第二衰减之未衰减特征区域 的该内嵌式相移层之区域。 12.如请求项10之装置,其中该复数个测试单元之该 一个包含其中已将该基板蚀刻至一预定深度的未 衰减特征区域,并且其中邻近的该内嵌式相移层之 该等已修整之曝露区域,与该等蚀刻之未衰减特征 区域之间的一相对相移,不同于曝露相移层与该复 数个测试单元之另一个中的特征之间的相移。 13.一种最佳化具有一相移层的一光遮罩之相移层 参数之方法,其包括: 于一光遮罩上形成复数个测试单元图案,该复数个 测试单元图案之至少二个具有至少一个不同的相 移层参数; 采用该光遮罩于一半导体基板上制造复数个测试 单元,该半导体基板上的该等测试单元对应于该图 案中的该复数个测试单元;以及 评估该半导体基板上的该等测试单元。 14.如请求项13之方法,其进一步包括至少部分根据 该等测试单元之该评估结果而选择用于一生产光 遮罩的相移参数。 15.如请求项13之方法,其进一步包括: 使用该光遮罩之至少一部分之一模型,于一半导体 基板上模拟形成一图案之至少一部分;以及 根据该等测试单元之该评估结果而验证或修正该 光遮罩模型。 16.一种内嵌式衰减相移光罩,其包括: 一不透明材料层,其中形成一第一图案; 一相移材料层,其中在该不透明材料层下方形成一 第二图案,该第二图案包括至少一个移除部分、至 少一个凹陷部分与至少一个非凹陷部分,该第二图 案之该至少一个非凹陷部分与该第一图案相符,使 该至少一个凹陷部分凹陷至根据该光罩之一所需 透射率而加以预定的一深度;以及 一实质透明基板,其中在该相移材料层下方形成一 第三图案,该第三图案与该第二图案之该至少一个 移除部分相符,并具有根据该光罩之一所需相移而 加以预定的一深度。 17.如请求项1之内嵌式衰减相移光罩,其中该不透 明材料系选自由铬及MOSi组成的群组。 18.如请求项1之内嵌式衰减相移光罩,其中该相移 材料系选自由MOSi、氮化钛及氮化矽组成的群组。 19.一种内嵌式衰减相移光罩,其包括: 复数个测试单元,该复数个测试单元之各个具有至 少一个相移状况,其不同于该等其他测试单元之相 移状况,各该复数个测试单元包括: 一不透明材料层,其中形成一第一图案; 一相移材料层,其中在该不透明材料层下方形成一 第二图案,该第二图案包括至少一个移除部分、至 少一个凹陷部分与至少一个非凹陷部分,该第二图 案之该至少一个非凹陷部分与该第一图案相符;以 及 一实质透明基板,其中在该相移材料层下方形成一 第三图案,该第三图案与该第二图案之该至少一个 移除部分相符。 20.如请求项19之内嵌式衰减相移光罩,其中该至少 一个相移状况系选自由透射率、相移角与三色调 组成的群组。 21.如请求项20之内嵌式衰减相移光罩,其中该至少 一个相移状况为透射率,并且使该第二图案之该至 少一个凹陷部分凹陷至根据一对应测试单元之一 所需透射率而加以预定的一深度。 22.如请求项20之内嵌式衰减相移光罩,其中该至少 一个相移状况为相移角,并且该第三图案具有根据 一对应测试单元之一所需相移角而加以预定的一 深度。 23.如请求项19之内嵌式衰减相移光罩,其中将该复 数个测试单元配置于一矩阵内。 24.一种使用一光遮罩基底来形成一内嵌式衰减相 移光遮罩之方法,该光遮罩基底包括一基板、形成 于该基板上的一相移层、与形成于该相移层上的 一不透明层,该方法包括以下步骤: 移除该不透明层之至少一个第一部分以及该相移 层之至少一个对应第一部分,以曝露该基板之至少 一个部分; 移除该基板之该曝露的至少一个部分至一深度D1; 移除该不透明层之至少一个第二部分以曝露该相 移层之至少一个对应第二部分;以及 移除该相移层之该曝露的至少一个第二部分至一 深度D2,以达到该相移层之一所需透射率,根据该基 板之该至少一个部分与该相移层之该至少第二部 分之间的所需相对相移而预定该深度D1。 25.如请求项24之方法,其中由以下等式决定该相移 层之该至少一个第二部分之移除深度D2; 其中「D0」表示一初始相移层厚度,「T」表示在一 波长下该相移层之一所需透射,而「T0」表示在 该波长下该相移层之一初始透射。 26.如请求项25之方法,其中在移除该相移层之该曝 露的至少一个第二部分之该步骤期间,进一步移除 该基板之该曝露的至少一个部分。 27.如请求项26之方法,其中由以下等式决定该基板 之该曝露的至少一个部分之移除深度D1: 其中,「n2」表示在该波长下的该基板之一折射 率,「0」表示在该波长以及该初始相移层厚 度D0下的该相移层之一相角,r1'表示在移除该不透 明层之至少一个第一部分以及该相移层之至少一 个对应第一部分之该步骤期间该相移层之一蚀刻 率,而r2'表示在移除该相移层之该曝露的至少一个 第二部分之该步骤期间该基板之一蚀刻率。 28.一种形成一半导体元件之方法,其包括以下步骤 : 将一内嵌式衰减相移光罩插入一半导体晶圆与一 能量源之间,其中该内嵌式衰减相移光罩包括: 一不透明材料层,其中形成一第一图案; 一相移材料层,其中在该不透明材料层下方形成一 第二图案,该第二图案包括至少一个移除部分、至 少一个凹陷部分与至少一个非凹陷部分,该第二图 案之该至少一个非凹陷部分与该第一图案相符,使 该至少一个凹陷部分凹陷至根据该光罩之一所需 透射率而加以预定的一深度;以及 一实质透明基板,其中在该相移材料层下方形成一 第三图案,该第三图案与该第二图案之该至少一个 移除部分相符,并具有根据该光罩之一所需相移而 加以预定的一深度; 于该能量源中产生能量; 透过形成于该内嵌式衰减相移光罩之该不透明材 料层、该相移材料层与该基板中的该等图案,发送 该产生的能量至该半导体晶圆;以及 在对应于形成于该内嵌式衰减相移光罩之该不透 明材料层、该相移材料层与该基板中的该等图案 之该半导体晶圆上蚀刻一影像。 图式简单说明: 图1A为已移除不透明层及内嵌式相移材料之区域 之后,内嵌式衰减光遮罩基底之一部分的断面示意 图。 图1B为在移除基板之某些区域的情况下,图1A所示 的光遮罩之部分的断面示意图。 图1C为在移除不透明层之额外区域,从而曝露下方 相移层之区域之后,图1A所示的光遮罩之部分的断 面示意图。 图1D为在已修整内嵌式相移层之某些曝露区域之 后,图1A所示的光遮罩之部分的断面示意图。 图2A为在已完全移除内嵌式相移层之区域并已蚀 刻基板之下方区域之后,内嵌式衰减相移光遮罩之 一部分的断面示意图。 图2B为在已使内嵌式相移层之曝露部分变薄(并视 蚀刻程序之选择性而移除基板之额外数量)以达到 衰减之所需或预选位准之后,图2A之光遮罩之部分 的断面示意图。 图3为用于使用实证推导资讯而决定蚀刻时间,以 达到用于内嵌式衰减相移光遮罩的预选衰减及相 移的程序之基本步骤之流程图。 图4为用于产生可调相移层透射之内嵌式衰减相移 光罩的蚀刻周期之分解图。 图5为形成于单一内嵌式衰减相移光遮罩基底上以 用于测试衰减、相移之不同位准及/或其他可调整 参数的矩阵测试元件之示意性解说。 图6为解说制造图5之矩阵测试元件之基本程序步 骤的流程图。
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