使用可变形束的曝光方法以及使用所述方法的图案形成方法

专利名称：使用可变形束的曝光方法以及使用所述方法的图案形成方法
技术领域：
本发明涉及一种用于半导体器件制造的曝光方法，更具体地涉及 一种使用能够校正可变形束的临界尺寸(CD)线性度的可变形束的曝 光方法，以及一种使用可变形束的图案形成方法。
背景技术：
随着半导体设备变得更加集成化，图案的线宽变得更精细。很难 使用光刻工艺在晶片上精确地形成具有精细线宽的图案。已经提出各 种曝光技术来使用光刻工艺在晶片上形成这种具有精细线宽的图案。 作为这样的曝光方法之一，可以使用利用电子束的电子束刻蚀 (Electronbeam lithography)。电子束刻蚀技术与其他曝光技术相比， 具有极好的分辨率和精确度。
根据束的形状，电子束刻蚀的示例包括高斯束法、单元投影法、 和可变形束(VBS)法。在VSB方法的刻蚀技术中，孔径开口设置为 彼此部分重叠，电子束可以通过开口的覆盖部分，并且形成的电子束 照射到衬底上的光致抗蚀层上以在衬底上形成光致抗蚀图案。由于 VSB方法的刻蚀技术可以将设计电路图案划分成可以用于执行曝光 的、具有各种大小的多个矩形射束，因此重要的是，产生具有与划分 后的电路图案大小相同的电子束。
根据电子束曝光设备的控制精确度和工艺条件，产生的电子束的 CD测量可以指示在设计射束(beam shot)的CD和产生的射束的DC之
5间创建的CD差值。因此，很难精确地在衬底上形成期望的光致抗蚀图 案。为了精确地形成期望的光致抗蚀图案，可以校正设计射束的CD
和产生的射束的CD之间的CD差值。特别地，由于抗蚀剂分辨率的限 制，当要形成的电路图案的设计CD小于特定数值时，设计射束的CD 和产生的射束的CD之间的差值还可以增加。
图l是示出了当根据现有技术的使用电子束曝光设备对具有各种 CD的电路图案进行曝光时关于CD变化的电路图案的线性度的图。这 里，将电路图案的CD解释为表示设计CD。参照图l，当电路图案的设 计CD改变时，目标平均(MTT)值也改变。当设计CD大于特定值时， 例如，当设计CD处在大于300nm的范围(如A部分所示)内时，在MTT 和设计CD之间存在线性关系。相反，当设计CD在小于200nm的范围 (例如，B部分)内时，在MTT和设计CD之间存在非线性关系。此外， 当电路图案的设计CD变得更小，则MTT和设计CD之间的线性度更加 恶化。
电路图案可以表示在衬底(诸如石英衬底)上形成的光致抗蚀剂 图案、或在半导体晶片上形成的光致抗蚀剂图案。设计CD可以表示要 在衬底上形成的光致抗蚀剂图案的目标CD或要在晶片上形成的光致 抗蚀剂图案的目标CD。产生的CD可以表示曝光工艺之后，在衬底或 晶片上实际形成的光致抗蚀剂图案的测量CD。线性度可以表示设计 CD和电路图案的测量CD之间的差值根据设计CD变化的程度。当如果 设计CD变化，而设计CD和产生的CD之间的CD差值是常量时，可以 认为线性度是极好的。因此，为了在衬底上精确地形成设计的电路图 案，在电子束曝光方法中，可以通过控制中电子束射束大小来校正CD 线性度。
图2是示出了控制电子束的射束大小的方法来校正CD线性度的方 法的图。参照图2，在理想的情况下，如线21所示，照射在衬底或晶片 上的电子束的射束输出(产生的射束的CD)与由电子束曝光设备产生 的电子束的射束输入(设计射束的CD) —致。在这种情况下，即使电 路图案的CD变化，设计射束的CD和产生的射束的CD之间的CD差值 不存在。因此，射束的CD不需要校正。在射束输出以恒定速率增加的典型实施例中，如线段23所示，当 射束输入增加，可以控制电子束的射束增益来校正射束的CD。当射束
输出以恒定速率变化时，如线段25所示，当射束输入增加，可以控制 电子束的射束偏移来校正射束的CD。可以使用射束偏移校正方法或射 束增益校正的方法来校正MTT线性变化的范围(图1的A部分)内的射 束的CD线性度。然而，当使用射束增益校正方法或射束偏移校正方法 来校正在MTT非线性变化的范围(图1的B部分)内射束的CD线性度 时，则如图3所示产生误差。这是由于射束增益校正方法和射束偏移校 正方法是线性校正方法。
因此，当电路图案的设计CD大于特定值时，可以使用射束增益校 正方法或射束偏移校正方法来线性地控制射束的CD以校正CD线性 度。相反，当电路图案的设计CD小于特定值时，可以非线性地校正射 束的CD。在典型实施例中，当电路图案的设计CD小于特定值时，关 于电路图案的设计CD的射束的CD产生表格，并且CD的表格可以直接 应用在校正CD线性度中。可选地，可以使用从表格获得地规则控制非 线性的射束的CD以校正CD线性度。这里将更加详细地描述根据典型 实施例的校正CD线性度的方法。

发明内容
示例实施例提供了一种使用能够非线性地校正由电路图案的CD 变化引起的可变形束的CD线性度的可变形束的曝光方法，以及一种使 用可变形束的图案形成方法。
根据典型实施例，提供了一种可以使用可变形束的曝光方法，所 述方法包括判断可以使电路图案曝光的射束的设计尺寸是小于特定 值，还是大于特定值；如果根据判断设计尺寸大于特定值，则线性地 校正射束的尺寸；以及如果根据判断设计尺寸小于特定值，则非线性 校正射束的尺寸。如图1所示，该特定值可以是预定数值或期望数值， 可以表示与MTT中的变化相比设计CD从线性关系过渡到非线性关系
的阈值。
设计尺寸小于特定值的示例实施可以包括沿第一方向(X轴方向)的设计尺寸和沿第二方向(Y轴方向)的设计尺寸中的至少一项小于 特定值的典型实施例。
沿X轴方向的设计尺寸和沿Y轴方向的设计尺寸中的至少一项小
于特定值的典型实施例可以包括，沿X轴方向的设计尺寸和沿Y轴方向 的设计尺寸之一的目标平均(MTT)值存在非线性变化部分的典型实 施例。
射束的尺寸的非线性校正可以包括基于沿X轴方向的设计尺寸 和沿Y轴方向的设计尺寸，预先设置束的校正量；以及单独控制沿X 方向和Y方向的射束的设计尺寸。
校正量的预先设置可以包括用表格列出沿X方向的每一设计尺寸 和沿Y方向的每一设计尺寸的校正量，或基于校正量，用表格列出沿X 轴方向的射束的校正尺寸和沿Y轴方向的校正尺寸。
单独控制沿X轴方向和Y轴方向的设计尺寸可以包括，如果沿X轴 方向的设计尺寸小于沿Y轴方向的设计尺寸，则向着(+ ) Y轴方向和 (一)Y轴方向之一校正沿Y轴方向的设计尺寸。
所述方法还可以包括，在单独控制沿X轴方向和Y轴方向的设计 尺寸之后，向着(+ ) Y轴方向和(一)Y轴方向的另一方向，移动射 束的位置。
单独控制沿X轴方向和Y轴方向的设计尺寸可以包括，如果沿Y轴 方向上的设计尺寸小于沿X轴方向的设计尺寸，则向着(+ )X轴方向 和(一)X轴方向之一校正沿X轴方向的设计尺寸。
所述方法还可以包括，在单独控制沿X轴方向和Y轴方向的设计 尺寸之后，向着(+ ) X轴方向和(一)X轴方向的另一方向，移动射 束的位置。
单独控制沿X轴方向和Y轴方向的设计尺寸可以包括，如果沿第 一方向的设计临界尺寸(CD)和沿第二方向的设计CD相同，则向着 (+ ) X轴方向或(一)X轴方向以及(+ ) Y轴方向或(一)Y轴方 向校正产生的射束的尺寸。
所述方法还可以包括，在单独控制沿X轴方向和Y轴方向的设计 尺寸之后，向着(+ ) X轴方向或(一)X轴方向以及(+ ) Y轴方向或(一)Y轴方向移动校正后射束的位置。
根据典型实施例，提供了一种使用可变形束的曝光方法，所述方 法包括测量可以使电路图案曝光的射束的沿X轴方向和沿垂直于X 轴方向的Y轴方向的设计尺寸；获得射束的沿X轴方向和Y轴方向的测 量尺寸；基于射束的沿X轴方向和Y轴方向的设计尺寸和射束的沿X轴 方向和Y轴方向的产生的尺寸，预先设置射束的校正量；基于校正量， 单独控制沿X轴方向和Y轴方向的测量尺寸。
校正量的预先设置可以包括，用表格列出沿x轴方向的每一设计
尺寸和沿Y轴方向的每一设计尺寸的校正量，或基于校正量，用表格 列出射束的沿X轴方向的校正尺寸和沿Y轴方向的校正尺寸。
单独控制测量的尺寸可以包括，如果沿X轴方向测量CD差值足够 小，则基于沿Y轴方向的CD差值，校正沿垂直于X轴方向的Y轴方向 测量尺寸，以及如果沿Y轴方向测量CD差值足够小，则基于沿X轴方 向的CD差值，校正沿垂直于Y轴方向的X轴方向测量尺寸。术语"足 够小"表示测量CD差值是可以忽略的。
所述方法还可以包括，在单独控制测量尺寸之后，向着X轴方向 和Y轴方向之一移动射束的位置。
所述方法还可以包括，如果线性地对射束的沿X轴方向测量尺寸 进行校正，则向(+ )X轴方向和(一)X轴方向之一移动射束的位置， 以及如果线性地对射束的沿Y轴方向测量尺寸进行校正，则向(+ ) Y 轴方向和(一)Y轴方向之一移动射束的位置。
单独控制测量尺寸可以包括，如果沿X轴方向测量CD差值和沿Y 轴方向测量CD差值可以相同，分别基于沿X轴方向测量CD差值和沿Y 轴方向测量CD差值，对沿X轴方向测量尺寸和沿Y轴方向测量尺寸进 行校正。
所述方法还可以包括，在单独控制测量尺寸之后包括，向X轴方 向和Y轴方向移动射束的位置。
根据典型实施例，提供了一种使用可变形束的图案形成方法，所 述方法包括测量可以使电路图案曝光的沿X轴方向和垂直于X轴方向 的Y轴方向上的设计尺寸；获得产生的射束的X轴方向和Y轴方向的测量尺寸；基于射束的沿X轴方向和Y轴方向的设计尺寸，以及产生的射 束的沿X轴方向和Y轴方向的测量尺寸，预先设置射束的校正量；基于
射束的校正量，非线性地对沿X轴方向和Y轴方向中的至少一个方向测 量尺寸进行校正；以及将校正后射束照射到衬底的光致抗蚀剂层。


通过参照附图更详细地描述典型实施例，典型实施例的上述和其 他特征以及优点将变得显而易见。附图意在描述典型实施例并不能解 释成对权利要求的预期范围的限制。除非明确指出，否则附图不能视 作按比例示出。
图1是示出了关于CD变化的电路图案的线性度的常规图，其中， 使用电子束曝光设备对具有各种CD的电路图案进行曝光。 图2是对校正CD线性度的方法进行解释的常规图。 图3是示出了当使用线性校正方法在非线性范围内校正射束时所
产生的误差的常规图。
图4是示出了根据典型实施例的产生可变形束的可变形束发生器
的结构的视图。
图5是对根据典型实施例的使用图4的可变形束发生器的电子束 曝光方法进行解释的流程图。
图6是对根据另一典型实施例的使用图4的可变形束发生器的电 子束曝光方法进行解释的流程图。
图7是示出了根据典型实施例的要使用图5和6的电子束曝光方法
进行曝光的电路图案的示例的视图。
图8A是示出了根据典型实施例的沿X轴方向具有恒定设计CD并 在沿Y轴方向改变设计CD的各种射束的视图。
图8B是示出了根据典型实施例的图8A的射束的沿X轴方向的 MTT和沿Y轴方向的MTT的图。
图8C是示出了根据典型实施例的相对于图8A的射束的设计CD对 垂直方向上的射束CD进行校正之后，射束的沿X轴方向和Y轴方向的 MTT的图。图9是示出了根据典型实施例的校正产生的射束的CD的方法的视
图，其中，设计射束的沿X轴方向的设计CD和Y轴方向上的设计CD彼
此不同。
具体实施例方式
这里公开了详细的典型实施例。然而，这里所公开的特定结构和 功能的细节仅表示描述典型实施例的目的。然而，典型实施例可以以 许多可选的形式体现，并不应视作仅对这里提出的实施进行限制。
因此，虽然典型实施例具备各种修改和可选形式，其实施例通过 附图中的示例示出并将更详细地进行描述。然而，应当理解的是，并 不倾向于使典型实施例受限于所公开的特定形式，反之，典型实施例 意在覆盖落于实施例实施例范围内的所有修改、等同物、和可选中。 相同的附图标记指贯穿附图的相同元件。
应当理解的是，尽管这里可以使用术语第一、第二等来描述各种 元件，但这些元件不应受限于这些术语。这些术语仅用于区分一个元 件和另一元件。例如，在不背离典型实施例的范围的前提下，第一单 元不能称作第二单元，类似地，第二单元不能称作第一单元。如这里 所使用的术语"和/或"包括任一和所有一个或多个相关所列项目的组
合o
应当理解的是，当单元被称作"连接"或"耦合"至另一单元时， 其可以直接连接或耦合至另一单元或可以存在插入元件。相反，当元 件被称作"直接连接"或"直接耦合"至另一元件时，不存在插入元 件。用于描述元件之间关系的其他单词可以以类似的方式插入(例如， "在...之间"对"直接在...之间"、"相邻"对"直接相邻"等)。
这里所使用的术语仅出于描述特定示例的目的并非意在限制典 型实施例。除非上下文中明确指示其他情况，如这里所使用的单数形 式"一"和"该"意在还包括复数形式。还应当理解的是，当这里使 用术语"包含"、"包括"时，表示陈述的特征、整体、步骤、操作、 元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、 操作、单元、组件和/或其组合的存在或添加。还应当注意的是，在一些可选实施例中，所示的功能/动作可以在 图中所示的次序之外发生。例如，事实上，以连续方式示出的两幅图 根据所设计的功能/动作，可以基本上同时执行，或有时可以以相反的
次序执行。
图4示出了根据典型实施例的可以产生可变形束的可变形束发生 器的结构。可变形束发生器100可以包括电子束发生器110、具有第
一开口125的第一孔径120、具有第二开口135的第二孔径130。电子束 可以由电子束发生器110来产生。电子束可以通过第一孔径120的第一 开口125并可以形成为四边形电子束。可以通过第一孔径120的四边形 电子束可以通过第二孔径130的第二开口135，并且可以通过第一孔径 120的第一开口125和第二孔径130的第二开口135的重叠，形成为具有
预定尺寸的电子束。
可变电子束发生器100还可以包括使电子束偏转的偏转器140。偏 转器140可以包括成形偏转器141和位置偏转器145。成形偏转器141可 以使由第一孔径120形成电子束偏转，从而电子束可以通过第二孔径 130的第二开口135。位置偏转器145可以使通过第二孔径130的电子束 偏转，从而可以将电子束精确地照射到要被曝光的光致抗蚀剂层153 的一部分154上。
图5是示出了根据典型实施例的使用图4的可变形束曝光设备100 的电子束曝光方法的流程图。如图中所示，在方法操作S110中，确定 X轴或Y轴方向上的设计尺寸是否小于特定值。如图1所示，该值可以 是预定值，表示设计CD与MTT的变化相比从线性关系变化到非线性关 系的阈值。
如果在操作S110中确定沿X轴方向或Y轴方向的设计值小于特定 值，则如操作S120所示，对于小于特定值的设计尺寸，对射束进行非 线性校正。应当注意的是，沿X轴和Y轴方向的设计尺寸均可以小于特 定值，在这样的情况下，可以对两个尺寸进行非线性校正。
如果在操作S110中确定沿X轴或Y轴方向的设计值不小于特定 值，则如操作S130所示，可以对射束进行线性校正。
如操作S140中所示，然后可以对校正尺寸的射束的位置进行校正，以便校正产生的射束的位置的位移(以下将更详细地描述)。
图6是示出了根据另一典型实施例的使用图4的可变形束曝光设 备100的电子束曝光方法的流程图。图7示出了使用图5和6的电子束曝
光方法的要曝光的电路图案。针对该示例的目的，假设要使用电子束
曝光方法进行曝光的电路图案155 (如图6所示)是"F"形的字符， 从而电路图案155被划分成分别具有不同设计CD的多个图案155a、 155b、和155c。在该示例中，三次照射射束，以便执行总曝光。
可以将光致抗蚀剂层153的电路图案155划分成针对每一个电子 束的设计尺寸的多个图案155a、 155b和155c。然后可以对相应的图案 155a、 155b和155c的设计射束的设计尺寸进行测量(S210)。设计尺寸 表示被设计为使图案155a、 155b和155c曝光的射束的CD，其中这些射 束的尺寸与图案155a、 155b和155c的设计CD—致。随后，可以获得与 设计射束相对应的产生的射束的测量尺寸(S220)。测量尺寸表示产 生的射束的测量CD，当使用具有与图案155a、 155b和155c的设计CD 相同的设计尺寸的射束对光刻层153进行曝光时，产生的射束被照射到 光致抗蚀剂层153上。
第一图案155a的设计射束沿第一方向(例如，X轴方向)可以具 有设计尺寸dlx，并且图案155a沿第二方向(例如，Y轴方向)可以具 有设计尺寸dly。沿X轴方向上的设计尺寸dlx可以大于沿Y轴方向的设 计尺寸dly。第二图案155b的设计射束沿X轴方向可以具有设计尺寸 d2x，并沿Y轴方向具有设计尺寸d2y。沿X轴方向的设计尺寸d2x可以 相对小于沿Y轴方向的设计尺寸d2y。第三图案155c的设计射束沿X轴 方向可以具有设计尺寸d3x，并沿Y轴方向具有设计尺寸d3y。沿X轴方 向的设计尺寸d3x可以与沿Y轴方向的设计尺寸d3y相同。
随后，基于设计尺寸，可以对MTT非线性变化的范围内的设计射 束的测量尺寸进行校正。如非线性地控制射束的尺寸的大小的方法， 基于沿X轴方向的设计尺寸和沿Y轴方向的设计尺寸，和产生的射束的 沿X轴方向的测量尺寸和沿Y轴方向上测量尺寸，可以产生相应设计射 束的设计尺寸的表格(S230)。 g卩，如表1所示，可以产生针对射束的 X轴方向的设计尺寸和Y轴方向的设计尺寸的校正后的射束的X轴方向的尺寸和Y轴方向的尺寸的表格。参照表l，当设计射束的沿X轴方
向的设计尺寸为1000nm、 500nm、 30nm、 200nm和100nm并沿Y轴方 向的设计尺寸为1000nm、 500nm、 30nm、 200nm和100nm时，用表格 列出校正后射束的沿X轴方向和Y轴方向的校正量。
随后，基于被列成表格的校正量，可以对要产生的校正后的射束 的尺寸进行非线性校正(S240)。如表1所示，"10/10"表示，当设计 射束的沿X轴方向的设计尺寸为300nm并且设计射束的沿Y轴方向的 设计尺寸为300nm时，设计射束的设计尺寸应当沿X轴方向被校正 10nm并沿Y轴方向被校正10nm，从而校正后射束的沿X轴方向和沿Y 轴方向的校正后尺寸分别为310nm和310nm。因此，当对沿X轴方向的 设计CD为300nm并沿Y轴方向的设计CD为300nm的图案155c进行曝 光，在晶片上实际曝光的产生的射束的沿X轴方向和沿Y轴方向的测量 CD分别为290nm和290nm。因此，为了对沿X轴方向和沿Y轴方向的设 计CD分别为300nm和300nm的第三图案155c进行曝光，应当使用沿X 轴方向和Y轴方向的CD分别为(300+10) nm和(300+10) nm的校正 后的射束。
表l的"20/10"表示，如果沿X轴方向和Y轴方向的设计CD分别 为300nm和200nm时，则设计射束的设计CD应当沿X轴方向被校正 20nm并沿Y轴方向被校正10nm，从而校正后射束的校正后CD在X轴方 向为320nm并在Y轴方向为210nm。因此，为了对沿X轴方向和沿Y轴 方向的设计CD分别为300nm和200nm的第一图案155a进行曝光，校正 后射束的沿X轴方向和Y轴方向的CD应当是320nm和210nm。当 "10/20"表示，当沿X轴方向和Y轴方向的设计CD分别为200nm和 300nm时，则设计射束的设计CD应当在沿X轴方向被校正10nm并沿Y 轴方向被校正20nm,从而校正后射束的校正后CD沿X轴方向应当为 210nm并在Y轴方向应当为320nm。因此，为了对沿X轴方向和沿Y轴 方向设计CD分别为200nm和300nm的图案155b进行曝光，校正后射束 的沿X轴方向和Y轴方向的CD应当是21 Onm和320nm。
设计cd7 111)----l，OOO500300200100
设计cd (y-轴)
1,00010/1010/3010/5010/7010/100
1450030/1030/3030/503CV7030/100
30050/1050/3050/5050/7050/100
20070/1070/3070/5070/7070/100
100100/10100/30100/50100/70100/100
表图8A是示出了在X轴方向具有恒定设计尺寸沿Y轴方向具有变化 设计尺寸的各种射束的视图。图8B示出了使用图8A的射束的沿X轴方 向的MTT和沿Y轴方向的MTT。图8C示出了相对于图8A的射束的设计 尺寸对沿垂直方向的射束尺寸进行校正之后的MTT。参照图8A和8B， 当设计射束的沿X轴方向的设计尺寸为常值并且设计射束的沿Y轴方 向的设计尺寸变化时，沿Y轴方向的MTT变化较小，而沿X轴方向的 MTT变化象沿Y轴方向的设计CD变化一样。
因此，当设计射束的沿X方向和Y方向的设计尺寸彼此不同时， 根据X轴方向的设计尺寸和Y轴方向的设计尺寸，产生的射束的测量尺 寸可以极大地受到设计射束的沿垂直方向的设计尺寸的影响。例如， 当设计射束的沿X轴方向的设计尺寸和沿Y方向的设计尺寸的沿X轴 方向的设计尺寸的MTT处在非线性范围内时，与产生的射束的沿X轴 方向的测量尺寸相比，产生的射束的沿Y轴方向的测量尺寸可以变化 的更多。当沿X轴方向的设计尺寸和沿Y方向的设计尺寸的沿Y轴方向 的设计尺寸的MTT处在非线性范围内时，与产生的射束的沿Y轴方向 的测量尺寸相比，产生的射束的沿X轴方向的测量尺寸可以变化的更 多。
因此，相对于设计射束的沿X轴方向的设计尺寸在要曝光的图案 的设计尺寸的沿X轴方向的设计尺寸的MTT是非线性的范围内，可以 对产生的射束的沿Y轴方向的测量尺寸进行校正。相对于设计射束的 沿Y轴方向的设计尺寸在要曝光的图案的设计尺寸的沿Y轴方向的设 计尺寸的MTT是非线性的范围内，可以对产生的射束的沿X轴方向的 测量尺寸进行校正。参照图8C，当沿X轴方向的设计尺寸与沿Y轴方 向的设计尺寸彼此不同，并且沿Y轴方向的设计尺寸的MTT为非线性 时，则通过对垂至于设计射束的沿Y轴方向的设计尺寸的沿X轴方向的 测量尺寸进行校正，来极大地提高沿X轴方向的MTT。
图9是示出了对设计射束曝光的线性度进行校正的方法的视图，例如，X轴方向的设计尺寸和Y轴方向的设计尺寸彼此不同的第一图案
155a。参照图9，设计射束155aa可以被设计为对在X轴方向具有设计 尺寸dlxb和在Y轴方向具有设计尺寸dlyb的第一图案155a进行曝光。 在理想的情况下，当通过设计射束155aa对第一图案155a进行曝光时， 可以将设计射束155aa照射到图l的光致抗蚀剂层153上。然而，当实际 测量照射到光致抗蚀剂层153上的光束时，可以获得沿X轴方向具有设 计尺寸dlxb'和沿Y轴方向具有设计尺寸dlyb'的产生的射束155ab。
可以获得沿X轴方向的设计尺寸和测量尺寸之间的CD差值2Ax， 以及可以从设计射束155aa和产生的射束155ab来获得沿Y轴方向设计 尺寸和测量尺寸之间的CD差值2Ay。因此，由于测量尺寸dlxb'远小于 沿X轴方向的设计尺寸dlxb，因此沿X轴方向的CD差值2Ax很重要。由 于测量尺寸dlyb'与沿Y方向的设计尺寸dlyb类似，因此沿Y轴方向的 CD差值2Ay可以忽略。这可以与如表1所示的X轴方向和Y轴方向的设 计尺寸分别为1000nm和100nm的情况相对应。
基于所获得的CD差值2Ax，可以通过控制产生的射束155ab的增 益或偏移来对产生的射束155ab的测量尺寸进行线性校正。当对沿(+ ) X轴方向的Ax和沿(一)X轴方向的Ax之和的CD差值2Ax进行校正来 说明设计射束155aa的设计CDdlxb和产生的射束155ab的测量CDdlxb， 之间的差值时，可以获得CD校正的射束155ac。起初校正后射束155ac 具有X轴方向的CDdlxb"和Y轴方向的dlyb"。因此，校正后射束155ac 可以沿X轴方向具有等于X轴方向的设计射束155aa的CD dlxb的CD dlxb"，并且校正后射束155ac可以沿Y轴方向具有等于Y轴方向的设计 射束155a的CD dlyb的CD dlyb"。
例如，虽然可以对产生的射束155ab进行线性校正来产生校正后 射束155ac，但校正后射束155ac可以从产生的射束155ab的边缘仅在 (+ ) X轴方向和(一)X轴方向之一上延伸。如图1所示，参照第二 孔径130的第二开口135的边缘137，通过由第一孔径120的第一开口125 和第二孔径130的第二开口135的重叠创建的可变形电子束来引起该图 像的位移。
因此，即使可以将产生的射束155ab照射到图l的光致抗蚀剂层上作为线性校正后的射束155ac，可以不用将校正后的射束155ac照射到 要形成第一图案153a的光致抗蚀剂层153上，而是将其照射到沿(+ ) X轴方向移动Ax的位置上。即使可以将具有与设计射束155aa相同尺寸 的校正后的射束155ac照射到光刻层153上，但由于光致抗蚀剂层153 上的校正后射束155ac的唯一，可能不能精确地形成校正后射束155ac 的位置。
因此，校正后射束155ac可以在沿(一)X轴方向移动Ax来产生位 置校正射束155ad。由于位置校正射束155ad可以在沿(_) X轴方向 移动Ax并将其照射到光刻层153上，可以使电子束在形成第一图案 155a的光致抗蚀剂层153的位置上曝光。如上所示，当第一图案155a 沿X轴方向的设计尺寸dlx大于沿Y轴方向的设计尺寸dly时，并且第一 图案155a沿X轴方向具有可以认为可忽略的CD差值时，可以对沿X轴 方向的测量尺寸进行线性校正，然后沿(一)X轴方向的位置校正可 以移动校正后射束155ac，从而校正后射束可以与相同的CD和设计射 束155aa的位置相对应。
可以接着考虑沿X方向的设计尺寸与沿Y轴方向的设计尺寸不同 的第二图案155b。沿X轴方向的设计尺寸d2x可以小于沿Y轴方向的设 计尺寸d2y，沿X轴方向的设计尺寸的MTT出在非线性范围内。处于示 例的目的，如表1所示，沿X轴方向的设计尺寸和沿Y轴方向的设计尺 寸分别为100nm和1000nm。使用射束对第二图案155b进行曝光，沿Y 轴方向的设计尺寸d2y可以大于沿X轴方向的设计尺寸d2x，并且因此， 沿X轴方向的设计射束的设计尺寸和产生的射束的测量尺寸之间的 CD差值可以足够小，从而认为沿X轴方向的CD差值可以忽略。同时， 沿Y轴方向的设计尺寸和测量尺寸之间的CD差值可以很重要，从而CD 差值可以影响沿Y轴方向的设计射束的CD。
因此，当校正第二图案155b类似于图9的校正方法时，可以获得 沿Y轴方向的产生的射束的测量尺寸和设计尺寸之间的CD差值。基于 沿Y轴方向所获得的CD差值，可以将产生的射束的沿Y轴方向的测量 尺寸线性地校正成设计射束的沿Y轴方向的尺寸。随后，可以沿(+ ) Y方向或(一)Y方向对尺寸校正射束进行位置校正。此外，可以考虑沿X轴方向的设计CD与沿Y轴方向的设计CD相同 的图案的情况。例如，当校正第三图案155c时，如表1所示，沿X轴方 向的设计尺寸和沿Y轴方向的设计尺寸分别为300nm和300nm。由于沿 X轴方向的设计尺寸d3x和沿Y轴方向的设计尺寸d3y相同，因此基于表
l中所示的校正量，可以对产生的射束的测量尺寸进行非线性校正 (S240),并且使用图8所示的方法，射束的位置可以沿(一)X轴方 向和(+ ) X轴方向之一的方向移动Ax，并可以沿(一)Y轴方向和 (+ ) Y轴方向之一的方向移动Ay (如图5的操作S250所示)。
如上所述，使用如图8A、 8B、 8C和9所示的校正方法，在MTT是 非线性的范围内，相对于设计射束的X轴方向的设计尺寸，可以对产 生的射束的Y轴方向的测量尺寸进行校正，或者相对于设计射束的Y 轴方向的设计尺寸，可以对产生的射束的X轴方向的测量尺寸进行校 正。为了用表格列出校正后射束的数据，如表1所示，可以用表格列出 沿X轴方向和Y轴方向的射束的CD差值，或沿X轴方向和Y轴方向的校 正后射束的校正后CD。为了非线性地校正射束尺寸，可以直接使用表 l中所示的校正后射束的表列数据，或者可以从表l中所示的表列数据 中获得预定规则，从而使用所获原则来非线性地校正射束。
在使用上述方法对射束的线性度和位置进行校正之后，可以通过 縮影透镜(未示出)，将针对相应的图案155a、 155b和155c而校正的校 正后射束照射到镀到图4的衬底151上的光致抗蚀剂层153上。可以通过 显影工艺将由电子束曝光的光致抗蚀剂层153的一部分154移除以形成 光致抗蚀剂图案。可以使用光致抗蚀剂图案来刻蚀由Cr形成的阻光层 152以形成阻光图案。可以移除光致抗蚀剂图案以便制造掩模150。
在根据典型实施例的使用可变形束的曝光方法中，当电路图案的 设计尺寸小于特定值时，可以产生针对电路图案的设计CD的射束尺寸 的表格，并且可以将该表格直接应用于校正射束尺寸。可选地，可以 基于从表格所获得的原则来非线性地校正针对电路图案的设计CD的 射束尺寸。因此，可以针对电路图案的每一设计CD线性或非线性地校 正电子束的射束尺寸。
此外，在校正电子束的射束尺寸之后，根据典型实施例的曝光方法可以校正被电子束照射的位置，因此，精确地将电子束照射到光致 抗蚀剂层的期望位置。此外，当电路图案中X轴方向的设计CD与Y轴 方向的设计CD不同时，可以沿X轴方向或Y轴方向(或这二者)对电
子束的射束尺寸进行校正。
已经对典型实施例进行了描述，显而易见的是，可以采用许多方 法来改变相同的方法。这样的改变不能视作背离典型实施例的预期精 神和范围，对本领域的技术人员来说，所有这样的修改将是显而易见 的，并意在包含在所附权利要求的范围内。
权利要求
1、一种使用可变形束的曝光方法，所述方法包括确定射束的设计尺寸是小于特定值还是大于特定值，所述射束用于对电路图案进行曝光；如果设计尺寸大于特定值，则对射束的尺寸进行线性校正；以及如果设计尺寸小于特定值，则对射束的尺寸进行非线性校正。
2、 根据权利要求l的方法，其中，设计尺寸小于特定值包括:射束 沿第一方向的设计尺寸和沿第二方向的设计尺寸中的至少一项小于特 定值，所述第一方向是X轴方向，以及所述第二方向是Y轴方向。
3、 根据权利要求2的方法，其中，小于特定值的沿X轴方向的设 计尺寸和沿Y轴方向的设计尺寸中的至少一项具有非线性变化范围内 的目标平均(MTT)值。
4、 根据权利要求3的方法，其中，所述非线性校正包括 确定射束的沿X轴方向和Y轴方向的至少一个方向的校正量，所述校正量基于所述设计尺寸，在产生射束之前确定校正量；以及基于所述校正量，控制沿X轴方向和Y轴方向的至少一个方向的 射束的设计尺寸。
5、 根据权利要求4的方法，其中，确定校正量包括用表格列出 沿X轴方向的设计尺寸和沿Y轴方向的设计尺寸的校正量。
6、 根据权利要求4的方法，其中，控制沿X轴方向和Y轴方向的 设计尺寸包括如果沿X轴方向的设计尺寸小于沿Y轴方向的设计尺寸，向着 (+ ) Y轴方向和(一)Y轴方向之一校正沿Y轴方向的设计尺寸。
7、 根据权利要求6的方法，还包括向着(+ ) Y轴方.向和(一)Y轴方向的另一方向移动射束的位置。
8、 根据权利要求4的方法，其中，控制沿X轴方向和Y轴方向的 设计尺寸包括如果沿Y轴方向的设计尺寸小于沿X轴方向的设计尺寸，向着(+ ) X轴方向和(一)X轴方向之一校正沿X轴方向的设计尺寸。
9、 根据权利要求8的方法，还包括向着(+ ) X轴方向和(一)X轴方向的另一方向移动射束的位置。
10、 根据权利要求4的方法，其中，控制沿X轴方向和Y轴方向的设计尺寸包括如果沿第一方向的设计临界尺寸(CD)和沿第二方向的设计CD 相同，则向着(+ ) X轴方向或(一)X轴方向以及(+ ) Y轴方向或 (_)Y轴方向校正所产生的射束的测量尺寸。
11、 根据权利要求10的方法，还包括向着(+ ) X轴方向或(一)X轴方向以及(+ ) Y轴或(_) Y轴方向移动校正后射束的位置。
12、 根据权利要求4的方法，其中，确定校正量包括，用表格列 出沿X轴方向的校正后设计尺寸和沿Y轴方向的校正后设计尺寸。
13、 一种使用可变形束的曝光方法，所述方法包括 测量射束的沿X轴方向和Y轴方向的设计尺寸，所述射束用于对电路图案进行曝光；获得所产生的射束的沿X轴方向和Y轴方向的测量尺寸； 确定射束的沿X轴方向和Y轴方向的至少一个方向的校正量，所述校正量是基于所产生的射束的测量设计尺寸；以及基于所述校正量，控制沿X轴方向和Y轴方向的至少之一的测量尺寸。
14、 根据权利要求13的方法，其中，确定校正量包括用表格列 出沿X轴方向的设计尺寸和沿Y轴方向的设计尺寸的校正量。
15、 根据权利要求14的方法，其中，控制测量尺寸包括 如果沿X轴方向的测量CD差值足够小，则基于沿Y轴方向的CD差值来校正沿Y轴方向的测量尺寸，所述X轴方向大约垂直于所述Y轴方 向，沿X轴的测量CD差值是射束的沿X轴的测量设计尺寸和所产生的 射束的沿X轴的测量尺寸之间的差值；以及如果沿Y轴方向的测量CD差值足够小，则基于沿X轴方向的CD差值来校正沿X轴方向的测量尺寸，沿Y轴的测量CD差值是射束的沿Y轴的测量设计尺寸和所产生的射束的沿Y轴的测量尺寸之间的差值。
16、 根据权利要求15的方法，还包括向着X轴方向和Y轴方向中的一个方向移动射束的位置。
17、 根据权利要求16的方法，还包括如果线性地校正射束沿x轴方向的测量尺寸，则向着(+ )x轴方向和(_) X轴方向之一移动射束的位置；以及如果线性地校正射束沿Y轴方向上的测量尺寸，则向着(+ ) Y 轴方向和(一)Y轴方向之一移动射束的位置。
18、 根据权利要求14的方法，其中，控制测量尺寸包括如果沿X轴方向的测量CD差值与沿Y轴方向的测量CD差值相同， 则基于沿X轴方向的测量CD差值和沿Y轴方向的测量CD差值，分别对 沿X轴方向的测量尺寸和沿Y轴方向的测量尺寸进行校正，所述沿X轴 的测量CD是射束的沿X轴的测量设计尺寸和所产生的射束的沿X轴的 测量尺寸之间的差值，所述沿Y轴的测量CD是射束的沿Y轴的测量设 计尺寸和所产生的射束的沿Y轴的测量尺寸之间的差值。
19、 根据权利要求17的方法，还包括 向着X轴方向和Y轴方向移动所述射束的位置。
20、 根据权利要求13的方法，还包括将校正后的射束照射到衬底的光致抗蚀剂层上，其中，所述测量 尺寸的控制是非线性校正。
21、 根据权利要求13的方法，其中，确定校正量包括，用表格列 出射束沿X轴方向的校正尺寸和沿Y轴方向的校正尺寸。
全文摘要
本发明提供了一种使用可变形束的曝光方法，可以在校正电路图案的设计CD的CD线性度期间，最小化临界尺寸(CD)分布和目标平均(MTT)差值，还提供了一种使用该曝光方法的图案形成方法。在曝光方法中，确定用于使电路图案曝光的射束的设计尺寸是小于特定值还是大于特定值。如果设计尺寸大于该值，则线性地校正射束的尺寸。当设计尺寸小于该值时，非线性地校正射束的尺寸。
文档编号G03F7/20GK101482703SQ20081019034
公开日2009年7月15日 申请日期2008年12月31日 优先权日2007年12月31日
发明者李昊骏 申请人:三星电子株式会社