光掩模版、制作光掩模版的方法及曝光的方法

专利名称：光掩模版、制作光掩模版的方法及曝光的方法
技术领域：
本发明涉及光掩模版、制作光掩模版的方法及曝光的方法。
背景技术：
光刻工艺是集成电路制造工艺中不可或缺的重要技术。所述光刻工艺通 常包括如下步骤，先在晶圓表面涂布光阻等感光材料，在感光材料干燥后， 通过曝光机将光掩;f莫版上的掩模图形以特定光源曝在所述的感光材料上，随 后，再以显影剂将感光材料显影，并利用显影出来的图形作为屏蔽，进行蚀 刻等工艺，并最终完成掩才莫图形的转移。
随着集成电路制造工艺中器件的尺寸的越来越小，对于光刻工艺的要求 也越来越高。目前， 一般都是通过缩小曝光光源的曝光波长来达到曝出更小 尺寸图形的目的。然而，这种仅仅借由缩小曝光波长的方式，通常会出现光 刻分辨率不足的问题。为了增加光刻分辨率，如今的集成电路制造工艺已发 展出光学邻近修正以及相位移掩模等分辨率增强技术。最近，还出现了另一 种提高分辨率的技术一 "两次曝光技术"，所述"两次曝光技术"是将需要 进行曝光的电路图形分解成两部分，首先爆光一部分电路图形，然后将已曝 光图形移到邻近地方，再对剩下的一部分电路图形进行曝光。采用这一技术 能够提高光刻分辨率。而当前在"两次曝光技术，，中使用的是基于双极照明
的两次曝光技术。所述两次曝光是先把布局图形分解成X极和Y极两套，并 写入光掩模版形成掩模图形，再分别对掩模图形进行曝光。在例如专利申请 号为03128638.0的中国专利申请中还能发现更多关于利用双极照明来得到具 有较小特征尺寸的电路图形的方法。并且，目前的工艺是采用既定的规则(X极和Y极有两套不同的规则)，
针对布局图形中每条边进行不同的移动，以形成分别对应于X极和Y极的两 套布局图形，再对两套布局图形进行光学修正后写入两张光掩模版中。然后 进行两次曝光，曝光后图形在晶圆上叠加从而得到实际的器件图形的。然而， 由于对应于X极和Y极的布局图形是写在两张光掩模版上的，因而在两次曝 光之间需要转换光掩模版，并对光掩模版的位置作出校准，而这样的校准往 往会给曝光过程带来误差，降低了曝光精度。

发明内容
本发明提供一种光掩模版、制作光掩模版的方法及曝光的方法，来解决 现有技术曝光精度不高的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种光掩模版，包括基板、位于同一基板 上的至少一个对应于X极曝光光源的第一掩模图形和至少一个对应于Y极曝 光光源的第二掩才莫图形，其中，所述第一掩模图形和第二掩模图形成对出现。
所述第一掩模图形位于基板的上半部，所述第二掩模图形位于基板的下 半部。
所述第 一掩模图形位于基板的左半部，所述第二掩模图形位于基板的右 半部。
所述第一掩模图形和第二掩模图形间隔排列于基板上。 本发明还提供一种制作光掩模版的方法，包括下列步骤， 将布局图形分解成对应于X极曝光光源和Y极曝光光源的两套布局图
形；
对所述分解后的两套布局图形进行光学修正，以分别获得第 一布局修正
图形和第二布局修正图形；选定第 一布局修正图形和第二布局修正图形在同 一基板上的写入区域；
将所述第 一布局修正图形和第二布局修正图形转移至基板上所对应的写 入区域，形成第一掩模图形和第二掩模图形，
其中，所述第一掩模图形和第二掩模图形成对出现。
选定第 一布局修正图形在基板上的写入区域为基板的上半部，选定第二 布局修正图形在基板上的写入区域为基板的下半部。
选定第 一布局修正图形在基板上的写入区域为基板的左半部，选定第二 布局修正图形在基板上的写入区域为基板的右半部。
选定第 一布局修正图形和第二布局修正图形在基板上的写入区域为间隔 排列。
本发明还提供一种曝光方法，包括下列步骤，
提供光掩模版，包括基板和形成于基板上对应于X极曝光光源的第一掩 模图形和对应于Y极曝光光源的第二掩模图形；
根据光掩模版上的掩模图形的位置，分别对光掩模版上对应于X极曝光 光源的第 一掩模图形和Y极曝光光源的第二掩模图形进行曝光，
其中，所述第一掩模图形和第二掩模图形成对出现。
所述第一掩模图形位于基板的上半部，所述第二掩模图形位于基板的下 半部。
所述第一掩模图形位于基板的左半部，所述第二掩模图形位于基板的右 半部。
所述第 一掩模图形和第二掩模图形间隔排列于基板上。
所述分别对第 一掩模图形和第二掩模图形进行曝光为先对光掩模版上的所有第 一掩模图形或第二掩模图形进行曝光，再对第二掩模图形或第 一掩模 图形进行曝光。
所述分别对第 一掩模图形和第二掩模图形进行曝光为先对同属于一个布 局图形的第一掩模图形和第二掩模图形进行曝光，再对下一个同属于一个布 局图形的第 一掩模图形和第二掩模图形进行曝光。
与现有技术相比，上述所公开的光掩模版、制作光掩模版的方法及曝光
的方法具有以下优点上述所公开的光掩模版、制作光掩模版的方法及曝光 的方法通过在应用两次曝光技术的光刻工艺中，将经X极和Y极分解的两套 布局图形制作在同 一光掩模版上，再对光掩模版上相应的掩模图形分别进行 曝光，从而避免了转换光掩模版以及校准光掩模版给曝光过程带来的误差， 提高了曝光的精度。


图l是本发明光掩模版的一种实施方式示意图2是本发明光掩模版的另一种实施方式示意图3是本发明制作光掩模版的方法的一种实施方式示意图4是本发明曝光方法的一种实施方式示意图5是本发明光掩模版的一种实施方式对应的未分解前布局图形示意图。
具体实施例方式
本发明所公开的光掩模版、制作光掩模版的方法及曝光的方法在应用两 次曝光技术的光刻工艺中，将经X极和Y极分解的两套布局图形制作在同一 光掩模版上，再对光掩模版上相应的掩模图形分别进行曝光，从而避免了转 换光掩模版以及校准光掩模版给曝光过程带来的误差，提高了曝光的精度。
参照图l所示，本发明光掩才莫版的一种实施方式包括基板1、形成于基板1上的两个对应于X极曝光光源的第一掩模图形10、 11和两个对应于Y极曝光光源的第二掩模图形20、 21,并且所述的两个第一 掩模图形10、 11位于基板1的上半部分，所述的两个第二掩模图形20、 21 位于基板1的下半部分。其中所述第一掩模图形IO和第二掩模图形20对应 于同一个布局图形，而第一掩模图形11和第二掩模图形21对应于同一个布 局图形。所述第一掩模图形和第二掩模图形的个数并非限定于两个，也可以 是一个，具体的数量可以根据工艺设计的要求而定。
所述掩模图形的间距，例如第一掩模图形IO和第一掩模图形11的间距； 第一掩模图形10和第二掩模图形20的间距；第二掩沖莫图形21和第二掩模图 形20的间距；第二掩模图形21和第二掩模图形11的间距， 一般为光掩模版 上分割线的宽度，例如此处所述掩才莫图形的间距为80um。所述的基板l为光 掩模版上的可透光板， 一般为有机玻璃等可透光材料。而所述第一掩模图形 10、 11和第二掩模图形20、 21均位于光掩模版上的不透光区域，所述不透光 区域的材质一般为铬，所述铬位于所述的可透光板上。
参照图2所示，本发明光掩^^莫版的另一种实施方式包括
基板1、形成于基板1上的两个对应于X极曝光光源的第一掩模图形10、 11和两个对应于Y极曝光光源的第二掩模图形20、 21，并且所述的两个第一 掩模图形10、 11位于基板1的左半部分，所述的两个第二掩模图形20、 21 位于基板1的右半部分。其中所述第一掩模图形10和第二掩模图形20对应 于同一个布局图形，而第一掩模图形11和第二掩模图形21对应于同一个布 局图形。所述第一掩模图形和第二掩模图形的个数并非限定于两个，也可以 是一个，具体的数量可以根据工艺设计的要求而定。
所述掩模图形的间距，例如第一掩模图形IO和第一掩模图形11的间距； 第一掩模图形10和第二掩模图形20的间距；第二掩模图形21和第二掩模图
8形20的间距；第二掩模图形21和第二掩模图形11的间距， 一般为光掩模版 上分割线的宽度，例如此处所述掩才莫图形的间距为80um。所述的基板l为光 掩模版上的可透光板， 一般为有机玻璃等可透光材料。而所述第一掩模图形 10、 11和第二掩模图形20、 21均位于光掩模版上的不透光区域，所述不透光 区域的材质一般为铬，所述铬位于所述的可透光板上。
参照图3所示，本发明制作光掩模版的方法的一种实施方式包括下列步
骤，
步骤sl，将布局图形分解成对应于X极曝光光源和Y极曝光光源的两套 布局图形；
步骤s2，对所述分解后的两套布局图形进行光学修正，以分别获得第一 布局修正图形和第二布局修正图形；
步骤s3,选定第一布局修正图形和第二布局修正图形在同一基板上的写 入区域；
步骤s4,将所述第一布局修正图形和第二布局修正图形转移至基板上所 对应的写入区域，形成第一掩模图形和第二掩模图形，所述第一掩模图形对 应于第一布局修正图形，第二掩模图形对应于第二布局修正图形，其中，所 述第 一掩模图形和第二掩模图形成对出现。
选定第 一布局修正图形在基板上的写入区域为基板的上半部，选定第二 布局修正图形在基板上的写入区域为基板的下半部。
选定第 一布局修正图形在基板上的写入区域为基板的左半部，选定第二 布局修正图形在基板上的写入区域为基板的右半部。
选定第 一布局修正图形和第二布局修正图形在基板上的写入区域为间隔 排列。所述掩模图形的间距一般为光掩模版上分割线的宽度，例如此处所述掩
模图形的间距为80um。所述的基板为光掩模版上的可透光板， 一般为有机玻 璃等可透光材料。而所述第一掩模图形和第二掩模图形均位于光掩模版上的 不透光区域，所述不透光区域的材质一般为铬，所述铬位于所述的可透光板 上。
参照图4所示，本发明曝光方法的一种实施方式包括下列步骤，
步骤s10，提供光掩模版，包括基板和形成于基板上对应于X极曝光光源 的第一掩模图形和对应于Y极曝光光源的第二掩模图形；
步骤s20,根据光掩模版上的第一掩模图形和第二掩模图形的位置，移动 光掩模版分别对第 一掩模图形和第二掩模图形进行曝光，
其中，所述第一掩模图形和第二掩才莫图形成对出现。
所述第 一掩模图形位于基板的上半部，所述第二掩模图形位于基板的下 半部。
所述第一掩模图形位于基板的左半部，所述第二掩模图形位于基板的右 半部。
所述第一掩模图形和第二掩模图形间隔排列于基板上。
所述掩模图形的间距一般为光掩模版上分割线的宽度，例如此处所述掩 模图形的间距为80um。所述的基板为光掩模版上的可透光板， 一般为有机玻 璃等可透光材料。而所述第一掩模图形和第二掩模图形均位于光掩模版上的 不透光区域，所述不透光区域的材质一般为铬，所述铬位于所述的可透光板 上。
所述分别对第一掩模图形和第二掩模图形进行曝光为，先对光掩模版上 的所有第 一掩模图形或第二掩模图形进行曝光，再对第二掩模图形或第 一掩
10模图形进行曝光。
所述对第一掩模图形和第二掩模图形进行曝光为，先对同属于一个布局 图形的第 一掩模图形和第二掩才莫图形进行曝光，再对下 一个同属于一个布局 图形的第 一掩模图形和第二掩模图形进行曝光。
下面以一个从制作光掩模版到所述的曝光过程为例，进行详细说明，以 使得上述的光掩模版、制作光掩模版的方法及曝光的方法更加清楚。
继续参照图3所示，当需要在光刻工艺中应用两次曝光技术时，首先就 需要对所要进行光刻工艺的布局图形进行分解。例如，参照图5所示，所述 布局图形为一组互相平行的折线图形，所述折线图形包括沿与X极曝光光源
对应的x方向的第一线段(图1中未标示)和沿与Y极曝光光源对应的y方 向的第二线段(图1中未标示)，第一线段和第二线段垂直相交。那么所述的 布局图形就可以分解为两套布局图形， 一套布局图形包括第一线段，而另一 套布局图形包括第二线段。
众所周知，在将掩模图形转移到晶圆上时，很容易产生光学临近效应 (OPE， optical proximity effect),例如直角專争角圆形4匕(right-angled corner rounded)、直线末端紧缩(line end shortened)以及直线线宽增加/缩减(line width increase/decrease )等都是常见的光学临近效应所导致的掩模图形转移到 晶圓上的缺陷。因而，在将布局图形写入光掩模版形成掩模图形之前，就需 要先对布局图形进行修正。本例中，所述布局图形被分解成了对应于X极曝 光光源和Y极曝光光源的两套布局图形，因而就需要对所述的两套布局图形 分别进行修正得到第一布局修正图形和第二布局修正图形。而修正的目的就 是补偿光学临近效应带来的影响， 一般对线性图形的修正方法有基于规则的 光学临近效应修正法、基于模型的光学临近效应修正法、基于像素的光学临 近效应修正法等本领域技术人员公知的方法，这里就不再对光学临近修正的方法作详细叙述了 。
在得到第一布局修正图形和第二布局修正图形后，由于需要将第一布局 修正图形和第二布局修正图形写入同一光掩模版，因而在此之前，就需要先 分别选定第一布局修正图形和第二布局修正图形写入的区域。如前所述，第 一布局修正图形和第二布局修正图形写入的区域分别位于基板的两侧，参照 图1所示，第一布局修正图形和第二布局修正图形写入的区域可以分别位于
基板的上半部分和下半部分；参照图2所示，第一布局修正图形和第二布局
修正图形写入的区域也可以分别位于基板的左半部分和右半部分。当然，第 一布局^f'务正图形和第二布局修正图形的写入区域也可以间隔排列。
当选定了第 一布局修正图形和第二布局修正图形写入的区域之后，就可 以通过电子束写入装置或激光束写入装置将第一布局修正图形和第二布局修 正图形写入基板，形成第一掩模图形和第二掩模图形。所述第一掩^t图形和 第二掩模图形的材质为不透光材质， 一般为铬。至此，光掩模版的制作就完成了。
而在光掩模版制作完成之后，将光掩模版送入曝光系统中进行曝光制程。 在光掩模版被送入曝光系统后，需要先对于光掩模版的位置进行校准，以使 得光掩模版能够精确定位于曝光光源下设定的位置。当完成校准之后，就可
以分别使用X极曝光光源或Y极曝光光源对相应的掩模图形进行曝光了。继 续参照图4所示，所述曝光系统根据光掩模版上的第一掩模图形和第二掩模 图形的位置，移动光掩模版分别对第一掩模图形和第二掩模图形进行曝光
这里的曝光过程可以有两种选择， 一种是先使用 一种单一光源对光掩模 版上所有对应的掩模图形进行曝光，例如使用X极光源对光掩模版上所有的 第一掩模图形进行曝光，然后再转换另一种单一光源对光掩模版上所有对应 的掩模图形进行曝光，例如使用Y极光源对光掩模版上所有的第二掩模图形进行曝光；另 一种是根据各个第 一掩模图形和第二掩模图形所对应的分解前
的布局图形进行分别曝光，即轮流使用X极光源和Y极光源对属于一个布局
图形的第一掩模图形和第二掩模图形进行曝光，当完成之后，再对属于另一 个布局图形的第一掩^t图形和第二掩模图形进行曝光，直至完成光掩模版上 所有掩模图形的曝光。
以下的例子是为了使上述对曝光过程的描述更加清楚，并非用于限定。
例如，继续参照图1所示，第一掩模图形IO和第二掩模图形20是一个布局 图形经分解、修正后写入的掩模图形；而第一掩模图形11和第二掩模图形21 是另一个布局图形经分解、修正后写入的掩模图形。那么对所述掩模图形的 曝光过程，既可以是先使用X极曝光光源对基板1上的所有第一掩模图形， 即第一掩模图形IO和第一掩模图形11进行曝光，再使用Y极曝光光源对基 板1上的所有第二掩才莫图形，即第二掩模图形20和第二掩模图形21进形曝 光；也可以是先对基板l上同属于一个布局图形的第一掩模图形IO和第第二 掩模图形20轮流使用X极曝光光源和Y极曝光光源进行曝光后，再对基板1 同属于另一个布局图形的第一掩模图形11和第二掩模图形21轮流使用X极 曝光光源和Y极曝光光源进行曝光。
在上述的两种曝光过程中，由于X极曝光光源所对应的掩模图形和Y极 曝光光源所对应的掩模图形都形成于同一个光掩模版上，因而在X极曝光和 Y极曝光之间，并不需要再对于光掩模版的位置进行校准，只需要在完成其 中 一种曝光之后，将另 一种曝光光源对应的掩才莫图形移动到该曝光光源下即 可。这样就避免了引进新的光掩模版所必需的重新校准过程，不仅提高了曝 光的效率，也避免了重新校准给曝光带来的误差。并且，由于所需的掩模图 形都是制作于同 一 张光掩模版上的，相对之前两次曝光需要两张光掩模版来 说，也降低了成本。
综上所述，上述所公开的光掩模版、制作光掩模版的方法及曝光的方法通过在应用两次曝光技术的光刻工艺中，将经X极和Y极分解的两套布局图
形制作在同一光掩模版上，再对光掩模版上相应的掩模图形分别进行曝光， 从而避免了转换光掩模版以及校准光掩^^莫版给曝光过程带来的误差，提高了 曝光的精度。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改， 因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1. 一种光掩模版，其特征在于，包括基板、位于同一基板上的至少一个对应于X极曝光光源的第一掩模图形和至少一个对应于Y极曝光光源的第二掩模图形，其中，所述第一掩模图形和第二掩模图形成对出现。
2. 如权利要求1所述的光掩模版，其特征在于，所述第一掩模图形位于基板 的上半部，所述第二掩模图形位于基板的下半部。
3. 如权利要求1所述的光掩模版，其特征在于，所述第一掩模图形位于基板 的左半部，所述第二掩模图形位于基板的右半部。
4. 如权利要求1所述的光掩模版，其特征在于，所述第一掩模图形和第二掩 模图形间隔排列于基板上。
5. —种制作光掩模版的方法，其特征在于，包括将布局图形分解成对应于X极曝光光源和Y极曝光光源的两套布局图形；对所述分解后的两套布局图形进行光学修正，以分别获得第 一布局修正 图形和第二布局修正图形；选定第 一布局修正图形和第二布局修正图形在同 一基板上的写入区域；将所述第 一布局修正图形和第二布局修正图形转移至基板上所对应的写 入区域，形成第一掩模图形和第二掩模图形，其中，所述第一掩模图形和第二掩模图形成对出现。
6. 如权利要求5所述的制作光掩模版的方法，其特征在于，选定第一布局修 正图形在基板上的写入区域为基板的上半部，选定第二布局修正图形在基板 上的写入区域为基板的下半部。
7. 如权利要求5所述的制作光掩模版的方法，其特征在于，选定第一布局修 正图形在基板上的写入区域为基板的左半部，选定第二布局修正图形在基板上的写入区域为基板的右半部。
8. 如权利要求5所述的制作光掩模版的方法，其特征在于，选定第一布局修正图形和第二布局修正图形在基〖反上的写入区域为间隔排列。
9. 一种曝光的方法，其特征在于，包括提供光掩模版，包括基板和位于基板上对应于X极曝光光源的第一掩模 图形和对应于Y极曝光光源的第二掩才莫图形；根据光掩模版上的掩模图形的位置，分别对光掩模版上对应于X极曝光 光源的第 一掩模图形和Y极曝光光源的第二掩模图形进行曝光；其中，所述第一掩模图形和第二掩模图形成对出现。
10. 如权利要求9所述的曝光的方法，其特征在于，所述分别对第一掩模图形 和第二掩模图形进行曝光为先对光掩模版上的所有第 一掩模图形或第二掩模 图形进行曝光，再对第二掩模图形或第 一掩模图形进行曝光。
11. 如权利要求9所述的曝光的方法，其特征在于，所述分别对第一掩模图形 和第二掩模图形进行曝光为先对同属于一个布局图形的第一掩模图形和第二掩模图形进行曝光，再对下一个同属于一个布局图形的第一掩模图形和第二 掩模图形进行曝光。
12. 如权利要求9所述的曝光的方法，其特征在于，所述第一掩模图形位于基 板的上半部，所述第二掩模图形位于基板的下半部。
13. 如权利要求9所述的曝光的方法，其特征在于，所述第一掩模图形位于基 板的左半部，所述第二掩模图形位于基板的右半部。
14. 如权利要求9所述的曝光的方法，其特征在于，所述第一掩模图形和第二 掩模图形间隔排列于基板上。
全文摘要
一种光掩模版，包括基板、位于同一基板上的至少一个对应于X极曝光光源的第一掩模图形和至少一个对应于Y极曝光光源的第二掩模图形，其中，所述第一掩模图形和第二掩模图形成对出现。本发明还公开了一种制作光掩模版的方法及曝光的方法。所述光掩模版、制作光掩模版的方法及曝光的方法，避免了转换光掩模版以及校准光掩模版给曝光过程带来的误差，提高了曝光的精度。
文档编号G03F1/36GK101446754SQ20071017108
公开日2009年6月3日 申请日期2007年11月27日 优先权日2007年11月27日
发明者王谨恒 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司