发明名称 光罩之制造方法及光罩
摘要 本发明为求缩短光罩之光罩图案的变更及修正时间,于构成光罩PM1之光罩基板1上,除设置积体电路图案复制用之由金属构成的遮光图案2a之外,且部分设置积体电路图案复制用之由光阻膜构成的遮光图案3a。
申请公布号 TW594869 申请公布日期 2004.06.21
申请号 TW092102292 申请日期 2001.06.27
申请人 日立制作所股份有限公司 发明人 长谷川 昇雄;冈田 让二;田中 稔彦;森和孝;宫崎浩
分类号 H01L21/30;G03F1/14;G03F9/00 主分类号 H01L21/30
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种光罩,其特征为在光罩基板上具有积体电路 图案复制用之由金属构成的遮光图案,及上述积体 电路图案复制用之由光阻膜构成的遮光图案。2. 如申请专利范围第1项之光罩,其中上述金属构成 之遮光图案具有连接于上述光阻膜构成之遮光图 案的部分。3.如申请专利范围第1或2项之光罩,其 中在上述光罩基板上设置防带电膜。4.如申请专 利范围第1或2项之光罩,其中在上述光罩基板上设 置以上述光阻膜构成之遮光图案所形成之顾客资 讯图案复制用的遮光图案。5.如申请专利范围第1 或2项之光罩,其中形成上述遮光图案之光阻膜的 主要成分为酚醛系树脂。6.如申请专利范围第1或2 项之光罩,其中形成上述遮光图案之光阻膜的主要 成分为聚乙烯苯酚系树脂。7.如申请专利范围第1 或2项之光罩,其中上述金属由高融点金属膜或高 融点金属膜矽化物所构成。8.如申请专利范围第1 或2项之光罩,其中于曝光处理时使用之曝光光线 的波长为100 nm以上,250 nm以下。9.一种光罩,其特征 为在光罩基板上具有积体电路图案复制用之由金 属构成的遮光图案,及上述积体电路图案复制用之 由光阻膜构成的半色调图案。10.一种光罩,其特征 为在光罩基板上具有积体电路图案复制用之由金 属构成的遮光图案、上述积体电路图案复制用的 移相器、及上述积体电路图案复制用的图案,其系 设置成包围上述移相器周边之由光阻膜构成的遮 光图案。11.一种光罩,其特征为在光罩基板上具有 积体电路图案复制用之由光阻膜构成的遮光图案 、及由与上述光阻膜不同材料构成之上述积体电 路图案复制用的半色调图案。12.一种光罩,其特征 为在光罩基板上具有积体电路图案复制用之由光 阻膜构成的半色调图案、及由与上述光阻膜不同 材料构成之上述积体电路图案复制用的半色调图 案。13.一种光罩,其特征为在光罩基板上具有积体 电路图案复制用的里宾森型移相图案、及积体电 路图案复制用之由光阻膜构成的遮光图案。14.一 种光罩,其特征为在光罩基板上具有积体电路图案 复制用的里宾森型移位图案、上述积体电路图案 复制用的移相器、及上述积体电路图案复制用的 图案,其系设置成包围上述移相器周边之由光阻膜 构成的遮光图案。15.一种光罩,其特征为在光罩基 板上具有积体电路图案复制用之由金属构成的遮 光图案、及上述积体电路图案复制用的图案,其系 在第一光阻膜上重叠有第二光阻膜的光阻图案,并 以上述第一、第二光阻膜中任何一种形成半色调 图案。16.一种光罩,其特征为在光罩基板的一部分 上具有积体电路图案复制用之由光阻膜构成的遮 光图案。17.一种用于积体电路装置之电路图案的 曝光之光学光罩,具有以下之构成: (a)具有第一及第二主面之透明光罩基板; (b)设于上述第一主面上之主要由金属膜所构成之 第一光罩图案; (c)设于上述第一主面上之主要由光阻膜所构成之 第二光罩图案;及 (d)设于上述金属膜表面之保护膜。18.一种用于积 体电路装置之电路图案的曝光之光学光罩之制造 方法,具有: (a)在透明光罩基板主第一主面的大致全面上,于具 有金属遮光膜之空白遮光罩的上述第一主面上之 第一区域,将上述金属遮光膜图案化之步骤; (b)在上述第一主面上之第二区域,将上述金属遮光 膜全面除去之步骤; (c)至少在上述第二区域涂布光阻膜之步骤;及 (d)藉由将上述光阻膜图案化,形成遮光膜图案之步 骤。19.一种用于积体电路装置之电路图案的曝光 之光学光罩之制造方法,具有: (a)在透明光罩基板之第一主面的大致全面上,于具 有主要由无机材料所构成之半色调移相膜之空白 遮光罩的上述第一主面上之第一区域,将上述半色 调移相膜图案化之步骤; (b)在上述第一主面上之第二区域,将上述半色调移 相膜全面除去之步骤; (c)至少在上述第二区域涂布光阻膜之步骤;及 (d)藉由将上述光阻膜图案化,形成遮光膜图案之步 骤。20.一种用于积体电路装置之电路图案的曝光 之光学光罩之制造方法,具有: (a)在透明光罩基板之第一主面的大致全面上,于具 有主要由无机材料所构成之第一半色调移相膜之 空白遮光罩的上述第一主面上之第一区域,将上述 半色调移相膜图案化之步骤; (b)在上述第一主面上之第二区域,将上述第一半色 调移相膜全面除去之步骤; (c)至少在上述第二区域涂布光阻膜之步骤;及 (d)藉由将上述光阻膜图案化,形成第二半色调移相 膜图案之步骤。图式简单说明: 图1(a)为本发明一种实施形态之光罩的平面图,(b) 为(a)之A-A线的剖面图。 图2为模型显示在光罩上描绘指定图案时之光罩保 持手段的说明图。 图3(a)~(c)为图1之光罩制造步骤中的剖面图。 图4显示代表性之电子线光阻膜的分光穿透率图。 图5(a)~(c)为图1之光罩制造步骤的类似例,其制造步 骤中的剖面图。 图6(a)~(c)为图1之光罩制造步骤的类似例,其制造步 骤中的剖面图。 图7为使用图1之光罩之半导体积体电路装置的制 造步骤,其中(a)为半导体晶圆的重要部分平面图,(b )为(a)之A-A线的剖面图。 图8继续图7的步骤,其中(a)为半导体晶圆的重要部 分平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图9继续图8的步骤,其中(a)为半导体晶圆的重要部 分平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图10为本实施形态使用之一种缩小投影曝光装置 的说明图。 图11为使用图1之光罩之具体半导体积体电路装置 之制造步骤中的重要部分剖面图。 图12为继续图11之使用光罩之具体半导体积体电路 装置之制造步骤中的重要部分剖面图。 图13为继续图12之使用光罩之具体半导体积体电路 装置之制造步骤中的重要部分剖面图。 图14为继续图13之使用光罩之具体半导体积体电路 装置之制造步骤中的重要部分剖面图。 图15(a)为以光阻膜所形成之遮光图案之修正变更 步骤时之图1的光罩平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面 图。 图16继续图15之步骤,(a)为以光阻膜所形成之遮光 图案之修正变更步骤时之图1的光罩平面图,(b)为(a )之A-A线的剖面图。 图17(a)显示以图16之光罩所复制之图案的半导体晶 圆平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图18为开发或制造本实施形态之光罩时使用之一 种有效半导体晶片的平面图。 图19为开发或制造本实施形态之光罩时使用之其 他一种有效半导体晶片的平面图。 图20为开发或制造本实施形态之光罩时使用之另 外一种有效半导体晶片的平面图。 图21(a)为本发明其他实施形态之光罩的平面图,(b) 为(a)之A-A线的剖面图。 图22(a)为以光阻膜形成之遮光图案之修正变更步 骤时,图21的光罩平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图23(a)为以光阻膜形成之遮光图案之修正变更步 骤时,图1的光罩平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图24(a)为本发明其他实施形态之光罩的平面图,(b) 为(a)之A-A线的剖面图。 图25(a)为以光阻膜形成之遮光图案之修正变更步 骤时,图24的光罩平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图26(a)为以光阻膜形成之遮光图案之修正变更步 骤时,图1的光罩平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图27(a)为本发明其他实施形态之第一光罩的平面 图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图28(a)为本发明其他实施形态之第二光罩的平面 图(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图29(a)为以光阻膜形成之遮光图案之修正变更步 骤时,图28的光罩平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图30(a)为以光阻膜形成之遮光图案之修正变更步 骤时,图28的光罩平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图31为本发明其他实施形态之光罩的剖面图,(b)显 示穿透(a)之光罩各部之曝光光线相位倒置状态的 光罩剖面图。 图32为本发明其他实施形态之之光罩的剖面图,(b) 为(a)之光罩制造步骤中的剖面图。 图33为本发明其他实施形态之之光罩的剖面图,(b) 为(a)之光罩制造步骤中的剖面图。 图34(a)~(d)为本发明其他实施形态之光罩制造步骤 中的剖面图。 图35为本发明其他实施形态之光罩的剖面图,(b)显 示穿透(a)之光罩各部之曝光光线相位倒置状态的 光罩剖面图。 图36(a)~(e)为图35之光罩制造步骤中的剖面图。 图37为本发明其他实施形态之光罩的剖面图,(b)显 示穿透(a)之光罩各部之曝光光线相位倒置状态的 光罩剖面图。 图38为本发明其他实施形态之光罩的剖面图。 图39为本发明其他实施形态之光罩的剖面图。 图40(a)为本发明其他实施形态之光罩的剖面图,(b) 为(a)之光罩图案修正变更时的剖面图。 图41(a)为本发明其他实施形态之光罩的剖面图,(b) 为(a)之光罩图案修正变更时的剖面图。 图42(a)为本发明其他实施形态之光罩的剖面图,(b) 为将(a)之光罩安装在曝光装置上时的说明图。 图43(a)为本发明其他实施形态之光罩之以金属构 成之遮光图案与以光阻膜构成之遮光图案之连接 部的平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图44(a)及(b)为本发明其他实施形态之光罩中,以金 属构成之遮光图案与以光阻膜构成之遮光图案之 间产生位置偏差时的说明图。 图45(a)为本发明其他实施形态之光罩之以金属构 成之遮光图案与以光阻膜构成之遮光图案之连接 部的平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图46(a)为图45之光罩中,以金属构成之遮光图案与 以光阻膜构成之遮光图案之间产生位置偏差时的 说明图,(b)使用(a)之光罩复制到半导体晶圆上之图 案的平面图,(c)为(b)之A-A线的剖面图。 图47(a)及(b)也显示图46(b)之上层之图案层的半导体 晶圆重要部分平面图,(c)为(a)及(b)之A-A线的剖面图 。 图48(a)为本发明其他实施形态之光罩之以金属构 成之遮光图案与以光阻膜构成之遮光图案之连接 部的平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图49(a)为使用图48之光罩,复制到半导体晶圆上之 图案的平面图,(b)为(a)之A-A线的剖面图。 图50(a)为本发明其他实施形态之光罩之以金属构 成之遮光图案与以光阻膜构成之遮光图案之连接 部的重要部分平面图,(b)显示(a)之以金属构成之遮 光图案与以光阻膜构成之遮光图案产生位置偏差 时的重要部分平面图。 图51为本发明其他实施形态之半导体晶片的平面 图。 图52(a)为图51之半导体晶片之基本单元的平面图,(b )为(a)之重要部分剖面图,(c)为形成在(b)之配线层 时之半导体晶片的重要部分剖面图。 图53(a)为形成在图51之半导体晶片上之NAND电路的 示意图,(b)为(a)之电路图,(c)显示(b)之图案布局的 重要部分平面图。 图54(a)及(b)为本发明其他实施形态的光罩,使用于 复制图53之电路图案时的重要部分平面图。 图55(a)为形成在图51之半导体晶片上之NOR电路的示 意图,(b)为(a)之电路图,(c)显示(b)之图案布局的重 要部分平面图。 图56(a)及(b)为本发明其他实施形态的光罩,使用于 复制图55之电路图案时的重要部分平面图。 图57(a)为光罩ROM的重要部分平面图,(b)为(a)之电路 图,(c)为(a)之A-A线的剖面图。 图58(a)为本发明其他实施形态的光罩,藉由在图57 之光罩ROM内离子注入,将用于资料写入之图案复制 到半导体晶圆上时使用的重要部分平面图,(b)显示 以(a)之光罩复制之图案位置的半导体晶圆重要部 分平面图,(c)显示(a)之资料写入时之状态的半导体 晶圆剖面图。 图59(a)为本发明其他实施形态的光罩,藉由在图57 之光罩ROM内离子注入,将用于资料写入之图案复制 到半导体晶圆上时使用的重要部分平面图,(b)显示 以(a)之光罩复制之图案位置的半导体晶圆重要部 分平面图,(c)显示(a)之资料写入时之状态的半导体 晶圆剖面图。 图60(a)为本发明其他实施形态的光罩,藉由在图57 之光罩ROM内离子注入,将用于资料写入之图案复制 到半导体晶圆上时使用的重要部分平面图,(b)显示 以(a)之光罩复制之图案位置的半导体晶圆重要部 分平面图,(c)显示(a)之资料写入时之状态的半导体 晶圆剖面图。 图61(a)为其他光罩ROM的重要部分平面图,(b)为(a)之 电路图,(c)为(a)之A-A线的剖面图。 图62(a)为本发明其他实施形态的光罩,在图61之光 罩ROM内,将用于资料写入之接触孔图案复制到半导 体晶圆上时使用的重要部分平面图,(b)显示以(a)之 光罩复制之图案位置的半导体晶圆重要部分平面 图,(c)为(b)之电路图,(d)为(b)之A-A线的剖面图。 图63(a)及(b)为用于说明图62之接触孔形成方法的半 导体晶圆重要部分剖面图。 图64(a)为本发明其他实施形态的光罩,在图61之光 罩ROM内,将用于资料写入之接触孔图案复制到半导 体晶圆上时使用的重要部分平面图,(b)显示以(a)之 光罩复制之图案位置的半导体晶圆重要部分平面 图,(c)为(b)之电路图,(d)为(b)之A-A线的剖面图。 图65(a)为本发明其他实施形态的光罩,在图61之光 罩ROM内,将用于资料写入之接触孔图案复制到半导 体晶圆上时使用的重要部分平面图,(b)显示以(a)之 光罩复制之图案位置的半导体晶圆重要部分平面 图,(c)为(b)之电路图,(d)为(b)之A-A线的剖面图。 图66(a)为本发明其他实施形态之光罩ROM的重要部 分平面图,(b)为(a)之电路图,(c)为(a)之A-A线的剖面 图。 图67为本发明其他实施形态之半导体积体电路装 置之特性调整的说明图。 图68为本发明其他实施形态之半导体积体电路装 置之特性调整的说明图。 图69(a)为模型显示半导体晶圆上之图67或图68之端 子图案的说明图,(b)为使用在(a)之图案复制之光罩 的重要部分平面图。 图70(a)为半导体晶圆上之图67或图68之端子图案的 说明图,(b)为使用在(a)之图案复制之光罩的重要部 分平面图。 图71为本发明其他实施形态之半导体积体电路装 置之冗余构造的说明图。 图72(a)为模型显示半导体晶圆上之图71之端子图案 的说明图,(b)为使用在(a)之图案复制之光罩的重要 部分平面图。 图73(a)为半导体晶圆上之图71之端子图案的说明图 ,(b)为使用在(a)之图案复制之光罩的重要部分平面 图。 图74(a)~(c)为本发明其他实施形态之半导体积体电 路装置之制造步骤中使用之光罩一种一连串流程 的说明图。 图75为本发明其他实施形态之半导体积体电路装 置之制造步骤的说明图。 图76为本发明其他实施形态之半导体积体电路装 置之制造步触的说明图。 图77为本发明其他实施形态之半导体积体电路装 置之制造步骤的说明图。 图78(a)为本发明其他实施形态之半导体积体电路 装置之制造步骤中的半导体晶圆重要部分平面图, (b)及(c)显示复制到半导体晶圆上之资讯描述范例 的半导体晶圆重要部分平面图,(d)为(b)之A-线的剖 面图。 图79(a)及(b)为本发明其他实施形态之光罩,使用在 复制图78(b)之资讯时的重要平面图。
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