使用电子束的图案化方法和配置为执行该方法的曝光系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种使用电子束的图案化方法和被配置为执行所述方法的曝光系统。所述图案化方法可采用诸如电子束(E-束)的粒子束以及曝光系统，所述图案化方法可包括：准备限定E-束的空间分布的曝光布置；基于曝光布置对掩模层执行E-束曝光工艺；对掩模层执行显影工艺，以形成包括第一图案的掩模图案。第一图案可以是单个固体图案，曝光布置可包括与针对与第一图案对应的第一区域限定的多个E-束条件关联的第一数据。
【专利说明】使用电子束的图案化方法和配置为执行该方法的曝光系统
[0001]本申请要求于2013年8月29号提交到韩国知识产权局的第10-2013-0103462号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的全部内容通过引用被包含于此。
【技术领域】
[0002]根据本发明构思的原理的示例性实施例涉及一种用于形成精细图案的方法，具体地说，涉及一种使用诸如电子束(E-束)的粒子束的图案化方法以及一种被配置为形成所述图案的曝光系统。
【背景技术】
[0003]通过使用光刻技术，可以将与图案的空间布置相关的数据(以下称作布置数据)以较高的产率复制或转录到目标层上。例如，可以通过包括光刻步骤的图案化工艺来以高的产率形成光掩模的精细图案或半导体器件的精细图案。
[0004]在用于制造光掩模的光刻步骤的情况下，可以使用电子束来复制或转录布置数据。然而，图案的尺寸的减小可能导致(例如，与图案分辨率和/或工艺保真有关的)各种技术问题。
【发明内容】
[0005]根据发明构思的原理的示例性实施例提供一种能够实现高图案分辨率的图案化方法。
[0006]发明构思的其他示例实施例提供一种能够形成具有保真度的图案的图案化方法。
[0007]发明构思的又一示例实施例提供一种能够形成具有高分辨率和高保真度的图案的图案化方法。
[0008]发明构思的又一示例实施例提供一种能够实现高图案分辨率的曝光系统。
[0009]发明构思的又一示例实施例提供一种能够形成具有保真度的图案的曝光系统。
[0010]发明构思的又一示例实施例提供一种能够形成具有高分辨率和高保真度的图案的曝光系统。
[0011]根据依照发明构思的原理的示例性实施例，一种形成图案的方法可包括:准备限定电子束(E-束)的空间分布的曝光布置；基于曝光布置对掩模层执行E-束曝光工艺；对掩模层执行显影工艺，以形成包括第一图案的掩模图案。第一图案可以是单个固体图案，曝光布置可包括第一数据，第一数据包括针对与第一图案对应的第一区域限定的多个E-束条件。
[0012]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，第一区域可包括:多个曝光区域，E-束照射到所述多个曝光区域；非曝光区域，防止E-束照射到非曝光区域。至少两种不同的剂量可被应用到所述曝光区域。
[0013]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，所述曝光区域可通过非曝光区域彼此隔开。
[0014]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，曝光区域可彼此连接，非曝光区域可通过曝光区域彼此隔开。
[0015]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，在第一区域的部分区域中，曝光区域可通过非曝光区域彼此隔开，在第一区域的其他区域中，曝光区域可彼此连接，非曝光区域可包括通过曝光区域彼此隔开的多个部分。
[0016]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，第一图案可包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，照射到与中心部分对应的区域、与边缘部分对应的区域以及与拐角部分对应的区域的E-束的剂量彼此可基本相等。
[0017]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，第一图案可包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，照射到与中心部分对应的区域、与边缘部分对应的区域以及与拐角部分对应的区域的E-束的剂量可以以列出的顺序增加。
[0018]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，第一图案可包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，照射到与中心部分对应的区域的E-束的剂量可大于照射到与边缘部分对应的区域的E-束的剂量，照射到与拐角部分对应的区域的E-束的剂量可大于照射到与边缘部分对应的区域的E-束的剂量。
[0019]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，第一图案可包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，照射到与中心部分对应的区域和与边缘部分对应的区域的E-束的剂量彼此可基本相等并且可小于照射到与拐角部分对应的区域的E-束的剂量。
[0020]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，可利用多束曝光技术执行E-束曝光工艺。
[0021]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，所述方法还可包括对设置在掩模图案下方的目标层执行蚀刻工艺。目标层构成光掩模。
[0022]根据依照发明构思的原理的示例性实施例，一种电子束(E-束)曝光系统可包括:数据存储部分，用于存储曝光布置；E-束曝光部分，用于对掩模层执行E-束曝光工艺；控制部分，用于基于曝光布置来控制E-束曝光部分的E-束曝光工艺。E-束曝光部分可被配置为向第一区域照射具有至少两种不同的剂量的E-束，其中，单个固体图案将形成在第一区域中。
[0023]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，第一区域可包括:多个曝光区域，E-束照射到所述多个曝光区域；非曝光区域，防止E-束照射到非曝光区域。
[0024]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，E-束曝光部分可被配置为这样的方式，具有至少两种不同的剂量的E-束基本同时地照射到曝光区域。
[0025]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，曝光区域可通过非曝光区域彼此隔开。
[0026]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，曝光区域可彼此连接，从而非曝光区域可包括通过曝光区域彼此隔开的多个部分。
[0027]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，在第一区域的部分区域中，曝光区域可通过非曝光区域彼此隔开，在第一区域的其他区域中，曝光区域可彼此连接，非曝光区域可包括通过曝光区域彼此隔开的多个部分。
[0028]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，单个固体图案可包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，E-束曝光部分可被配置为这样的方式，照射到与中心部分、边缘部分和拐角部分对应的区域的E-束的剂量彼此基本相等。
[0029]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，单个固体图案包括:多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，E-束曝光部分可被配置为这样的方式，照射到与中心部分、边缘部分和拐角部分对应的区域的E-束的剂量以列出的顺序增加。
[0030]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，单个固体图案可包括:多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，E-束曝光部分可被配置为这样的方式，照射到与中心部分和拐角部分对应的区域的E-束的剂量大于照射到与边缘部分对应的区域的E-束的剂量。
[0031]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，单个固体图案可包括:多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，E-束曝光部分可被配置为这样的方式，照射到与中心部分和边缘部分对应的区域的E-束的剂量彼此基本相等并且小于照射到与拐角部分对应的区域的E-束的剂量。
[0032]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种为固态器件形成图案的方法可包括以下步骤:准备限定电子束(E-束)的空间分布的曝光布置，基于曝光布置对掩模层执行E-束曝光工艺，对掩模层执行显影工艺，以形成包括第一图案的掩模图案，其中，第一图案是单个固体图案，曝光布置包括第一数据，第一数据包括针对与第一图案对应的第一区域限定的多个电子束条件。
[0033]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种为固态器件形成图案的方法，其中，第一区域包括:多个曝光区域，E-束照射到所述多个曝光区域；非曝光区域，E-束没有照射到非曝光区域，其中，所述限定的多个E-束条件包括被应用到所述曝光区域的至少两种不同的剂量。
[0034]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种为固态器件形成图案的方法，其中，曝光区域通过非曝光区域彼此隔开。
[0035]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种为固态器件形成图案的方法，其中，曝光区域彼此连接，非曝光区域通过曝光区域彼此隔开。
[0036]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种为固态器件形成图案的方法，其中，在第一区域的部分区域中，曝光区域通过非曝光区域彼此隔开，在第一区域的其他区域中，曝光区域彼此连接，非曝光区域包括通过曝光区域彼此隔开的多个部分。
[0037]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种为固态器件形成图案的方法，其中，第一图案包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，照射到与中心部分对应的区域、与边缘部分对应的区域以及与拐角部分对应的区域的E-束的剂量彼此基本相等。
[0038]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种为固态器件形成图案的方法，其中，第一图案包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，照射到与中心部分对应的区域、与边缘部分对应的区域以及与拐角部分对应的区域的E-束的剂量以列出的顺序增加。
[0039]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种为固态器件形成图案的方法，其中，第一图案包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，照射到与中心部分对应的区域的E-束的剂量大于照射到与边缘部分对应的区域的E-束的剂量，照射到与拐角部分对应的区域的E-束的剂量大于照射到与边缘部分对应的区域的E-束的剂量。
[0040]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种为固态器件形成图案的方法，其中，第一图案包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，照射到与中心部分对应的区域和与边缘部分对应的区域的E-束的剂量彼此基本相等并且小于照射到与拐角部分对应的区域的E-束的剂量。
[0041]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种为固态器件形成图案的方法，其中，利用多束曝光技术执行E-束曝光工艺。
[0042]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种为固态器件形成图案的方法可包括:对设置在掩模图案下方的目标层执行蚀刻工艺，其中，目标层构成光掩模。
[0043]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种系统可包括:数据存储部分，用于存储曝光布置；E_束曝光部分,用于对掩模层执行E-束曝光工艺；控制部分,用于基于曝光布置来控制E-束曝光部分的E-束曝光工艺，其中，E-束曝光部分被配置为向第一区域照射具有至少两种不同的剂量的E-束，单个固体图案将形成在第一区域中。
[0044]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种系统可包括第一区域，第一区域包括:多个曝光区域，E-束照射到所述多个曝光区域；非曝光区域，防止E-束照射到非曝光区域。
[0045]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种系统可包括E-束曝光部分，E-束曝光部分被配置为用具有至少两种不同的剂量的E-束来基本同时地照射曝光区域。
[0046]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种系统可包括通过非曝光区域彼此隔开的曝光区域。
[0047]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种系统可包括彼此连接的曝光区域，从而非曝光区域包括通过曝光区域彼此隔开的多个部分。
[0048]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种系统，其中，在第一区域的部分区域中，曝光区域通过非曝光区域彼此隔开，在第一区域的其他区域中，曝光区域彼此连接，非曝光区域包括通过曝光区域彼此隔开的多个部分。
[0049]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种系统可包括单个固体图案，单个固体图案包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，E-束曝光部分被配置为这样的方式，照射到与中心部分、边缘部分和拐角部分对应的区域的E-束的剂量彼此基本相等。
[0050]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种系统可包括单个固体图案，单个固体图案包括:多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，E-束曝光部分被配置为这样的方式，照射到与中心部分、边缘部分和拐角部分对应的区域的E-束的剂量以列出的顺序增加。
[0051 ] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种系统可包括单个固体图案，单个固体图案包括:多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，E-束曝光部分被配置为这样的方式，照射到与中心部分和拐角部分对应的区域的E-束的剂量大于照射到与边缘部分对应的区域的E-束的剂量。
[0052]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种系统可包括单个固体图案，单个固体图案包括:多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分，E-束曝光部分被配置为这样的方式，照射到与中心部分和边缘部分对应的区域的E-束的剂量基本相等并且小于照射到与拐角部分对应的区域的E-束的剂量。
[0053]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法可包括:产生包括敞开的特征和封闭的特征的设计布置；产生与设计布置对应的曝光布置，所述曝光布置包括照射区域和非照射区域，其中，照射区域包括多个射束剂量级别。
[0054]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法可包括产生曝光布置的步骤，所述步骤包括采用反馈来确定在曝光布置中包括的射束剂量级别。
[0055]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法可包括根据曝光布置对目标块进行曝光。
[0056]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法，其中，目标块为半导体布置掩模。
[0057]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法，其中，目标块为半导体层。
[0058]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法，其中，在曝光之后对目标块进行显影。
[0059]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法，其中，在显影之后对目标块进行蚀刻。
[0060]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法，其中，通过电子束来执行曝光。
[0061 ] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法可包括磁性地控制电子束的条件。
[0062]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法可包括针对微机电系统的设计布置。
[0063]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法可包括针对在晶片上分布的多个图案的曝光布置。
[0064]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法可包括设置多个E束源。
[0065]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法可包括所述多个E束源中的每个E束源提供不同通量的电子流。
[0066]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种方法可包括所述多个E束源中的每个E束源提供不同能量的电子束。
[0067]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种电子装置可包括根据曝光布置来曝光的装置中的层，其中，曝光布置包括与设计布置对应的照射区域和非照射区域，其中，照射区域包括多个射束剂量级别。
[0068]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种电子系统包括电子装置，所述电子装置包括根据曝光布置来曝光的装置中的层，其中，曝光布置包括与设计布置对应的照射区域和非照射区域，其中，照射区域包括多个射束剂量级别。
[0069]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种便携式电子装置包括电子装置，所述电子装置包括根据曝光布置来曝光的装置中的层，其中，曝光布置包括与设计布置对应的照射区域和非照射区域，其中，照射区域包括多个射束剂量级别。
[0070]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种蜂窝电话包括电子装置，所述电子装置包括根据曝光布置来曝光的装置中的层，其中，曝光布置包括与设计布置对应的照射区域和非照射区域，其中，照射区域包括多个射束剂量级别。
【专利附图】
【附图说明】
[0071]将通过下面结合附图进行的简要描述来更加清楚地理解示例实施例。附图代表这里所描述的非限制性的示例实施例。
[0072]图1是示例性示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的形成目标结构的工艺的流程图。
[0073]图2到图5是示例性示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的形成目标结构的工艺的剖视图。
[0074]图6是示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的曝光布置、设计布置、目标图案之间的关系的不意图。
[0075]图7到图9是示例性示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的曝光布置的部分的不图。
[0076]图10是示例性示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的曝光区域的布置的示图。
[0077]图11是放大图6的曝光布置的一部分的示图。
[0078]图12是示例性示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的可被应用于曝光区域的电子束的曝光条件的示图。
[0079]图13是示例性示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的电子束曝光系统的框图。
[0080]图14是示例性示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的应用电子束曝光技术的电子产品的示图。
[0081]图15是根据发明构思的一些示例的包括半导体器件的电子系统的框图。
[0082]图16和图17示出可以采用根据发明构思的一些实施例的半导体器件的示例性半导体系统。
[0083]应当注意这些附图意在示出在特定示例实施例中采用的方法、结构和/或材料的总体特性，并且意在补充下面提供的书面描述。然而，这些附图不是按比例，并且可能不是精确地反映任意给定的实施例的精确的结构的特性或性能的特性，并且不应当被解释为限定或限制示例实施例所包含的值或属性的范围。例如，为了清楚起见，可能减小或夸大分子、层、区域和/或结构元件的相对厚度和定位。在各幅附图中使用相似或相同的标号意在指示存在相似或相同的元件或特征。
【具体实施方式】
[0084]将参照附图来更加充分地描述各种示例性实施例，附图中示出了示例性实施例。然而，示例性实施例可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为局限于这里阐述的示例性实施例。相反，提供这些示例性实施例以使本公开将是彻底的，并且将把示例性实施例的范围传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚起见，可能夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。
[0085]将理解的是，当元件或层被描述为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合至IJ”另一元件或层时，该元件或层可直接在另一元件或层上、直接连接到或直接结合到另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。相反，当元件被指出“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。相同的标号始终表示相同的元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列的项目的任意组合和所有组合。除非另外指出，否则术语“或”以包括的意义使用。
[0086]应当理解，虽然在这里可使用术语例如第一、第二、第三来描述各个元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅仅用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。在这种方式下，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
[0087]可在这里使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下面的”、“在…上方”、“上面的”等空间关系术语来容易地描述图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应当理解，除了附图中描述的方位以外，空间关系术语还意图包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件的方位随后将被定向为在其他元件或特征的“上方”。在这种方式下，示例性术语“在…下方”可以包括“在…上方”和“在…下方”两种方位。装置可以位于另外的方位(旋转90度或者在其他方位)，进而这里使用的空间关系描述符应该被相应地解释。
[0088]这里使用的术语仅仅是为了描述特定的示例实施例，而非意图限制示例性实施例。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0089]这里参照剖视图来描述示例性实施例，所述剖视图是理想化的示例性实施例的(和中间结构)的示意图。这样，预计会出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状上的变化。以这种方式，示例性实施例不应该被解释为局限于在此示出的区域的具体形状，而应该包括例如由制造导致的形状上的偏差。例如，示出为矩形的注入区域在其边缘将通常具有倒圆或曲线的特征和/或注入浓度的梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样地，通过注入形成的埋区可导致在埋区和通过其发生注入的表面之间的区域中出现一定程度的注入。在这种方式下，在图中示出的区域实际上是示意性的，它们的形状并不意图示出装置的区域的实际形状，也不意图限制示例性实施例的范围。
[0090]除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。将进一步理解，除非这里明确定义，否则诸如在通用的字典中定义的术语应该被解释为具有与相关领域的上下文中它们的意思相同的意思，而不是理想地或者过于形式化地解释它们的意思。
[0091]以下，将参照附图来详细地解释根据发明构思的原理的示例性实施例。
[0092]下面将描述形成包括精细的图案的结构(以下，被称为“目标结构”)的方法。根据依照发明构思的原理的示例性实施例，可利用充电的粒子(这里也被称为粒子束)来形成目标结构。在依照发明构思的原理的示例性实施例中，充电的粒子可以以电子束(E-束)的形式来提供。为了减小附图的复杂程度并提供对依照发明构思的原理的示例性实施例的更好的理解，随后的描述将表示以E-束的形式提供的充电的粒子的示例性实施例，但是根据本发明构思的原理的实施例不限于此。
[0093]依照发明构思的原理的方法可采用具有一种或多种条件的至少两种不同的值的粒子束，以在目标块中产生图案。为了在目标块中创建图案，可以产生具有可以是敞开或封闭的、正或负的区域的设计布置。可以根据发明构思的原理来使用设计布置，以产生指示粒子束的操作的曝光布置，以在目标块中产生敞开的(例如，被照射的)或封闭的(例如，未被照射的)区域。依照发明构思的原理，可以利用例如不同的射束强度来照射将要被照射的区域。即，不是简单的、二元的、从设计布置到曝光布置的转变，依照发明构思的原理的方法可在曝光布置的单个区域内采用诸如射束强度的多个射束条件(并在随后的工艺步骤中相应地照射)。
[0094]在示例性实施例中，所述粒子束可以是例如电子束，条件可以是例如射束强度。例如，可以依照发明构思的原理来使用所述方法，以创建用于半导体制造的图案掩模，或者可用于将图案直接写在半导体上。例如，可以通过根据发明构思的原理的系统来采用反馈，以调节例如射束条件。这种反馈可以实时获得，或者可以作为在由射束创建的对象(在这里也被称为目标块)上执行的测试的结果。例如，将要被转印到目标块(诸如半导体掩模)上的图案可在这里被称为设计布置。通过使用电子束利用受控的照射图案来照射目标块，设计布置可以被转印到目标块(诸如半导体掩模或者半导体层)上。为了形成所述图案，一些区域不被射束照射。可以根据发明构思的原理来采用射束控制、阻挡或其他处理，以防止照射不要被照射的那些区域。可利用具有多个强度级别的射束来照射目标块的将要被照射的区域(在这里也被称为“固体图案”)。即，不是采用简单的二元的电子束的施加的“关闭或打开”，依照发明构思的原理的方法采用“以一种强度关闭或打开，或者以另一强度关闭或打开，或者以另一…关闭或打开”，可以在每个照射的区域内应用多个强度级别。即，各种强度不需要被应用到不同的照射区域，但是可被应用在单个照射区域内。被照射的区域和未被照射的区域的图案可形成较大的图案，如同在半导体晶片布置中一样，例如，这种较大的图案可被重复，以形成多个器件的布置。
[0095]在示例性实施例中，目标区域可以是矩形区域或者是具有中心部分、三个边缘部分以及位于三个边缘部分的交叉处的一对拐角部分的矩形区域的顶端。为了解决分辨率的问题、模糊或者其他的处理问题，例如，根据发明构思的原理的方法可控制被传送到那些区域中的每个区域的射束的强度。
[0096]图1是示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的形成目标结构的工艺的流程图。图2到图5是示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的形成目标结构的工艺的剖视图。
[0097]参照图2，目标层20和掩模层30可以顺序地形成在基底10上。为了减小附图的复杂程度并提供对依照发明构思的原理的示例性实施例的更好的理解，下面的描述将指的是本实施例的示例，在该示例中，目标层20和基底10被用作构成光掩模的层。S卩，目标结构可以是光掩模，但是根据发明构思的原理的实施例不限于此。例如，在其他的示例性实施例中，目标结构可以是将要通过微机电系统(MEMS)技术制造的产品。根据发明构思的原理的半导体器件可以采用目标层20和基底10，这种半导体器件可以被用在根据发明构思的原理的电子装置中。
[0098]参考图1，形成目标结构的过程(在S1000中)可包括用于在目标层20中实现一个或多个图案的空间布置的多个步骤，所述图案由设计布置DL所限定。例如，可以准备设计布置DL，以限定将要被形成在目标结构中的图案上的空间信息，可以执行处理S1000，以将设计布置DL复制或转录到目标层20。在依照发明构思的原理的示例性实施例中，可以以电子的或光学的信息的形式来将设计布置存储在电子的或光学的数据存储器或者包括所述数据存储器的电子系统中。
[0099]根据依照发明构思的原理的示例性实施例，工艺S1000可包括从设计布置DL产生曝光布置EL的步骤S100、曝光掩模层30的步骤S110、对曝光的掩模层30进行显影的步骤S120以及蚀刻目标层20的步骤S130。如图3中所示，曝光掩模层30的步骤SllO可包括使用E-束基于曝光布置EL来曝光掩模层30。S卩，可通过掩模布置EL来确定掩模层30的选择性曝光。如图4中所示，对曝光的掩模层30进行显影的步骤S120可包括选择性地移除掩模层30的被E-束曝光的部分，以形成掩模图案35。如图5中所示，蚀刻目标层20的步骤S130可包括使用掩模图案35作为蚀刻掩模来(例如，各向异性地)蚀刻目标层20。作为蚀刻步骤S130的结果，可以将空间定位和排列由设计布置DL限定的目标图案25形成在基底10上。
[0100]在步骤SllO中，可以使用E-束来将设计布置DL复制或转录到掩模层30上。然而，作为失真影响(诸如射束模糊和二次电子)的结果，掩模图案35的形状可以与掩模层30的由E-束曝光的区域的形状不同。在依照发明构思的原理的示例性实施例中，曝光布置EL可以被配置为减小设计布置DL与目标图案25之间的形状的这种差异。即，依照发明构思的原理，曝光布置EL可被配置为预先补偿失真影响。将参照图6到图12更加详细地描述从设计布置DL产生依照发明构思的原理的的曝光布置EL的步骤S100。
[0101]图6是示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的曝光布置EL、设计布置DL与目标图案25之间的关系的示意图。图7到图9是示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的曝光布置的一部分的示图。
[0102]在根据依照发明构思的原理的示例性实施例中，可以利用从设计布置DL产生的曝光布置EL来执行曝光步骤S110，而非直接采用设计布置DL。通过采用根据本发明构思的原理的曝光布置EL，目标图案25可具有由设计布置DL限定的图案形状，具体地说，如图I中所示，通过基于理论的或经验的数据(例如，测试数据(TD))来更改设计布置DL，目标图案25可以与期望的图案(例如，如在设计布置DL中体现的)更加紧密地匹配。
[0103]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，可以由设计布置DL来限定多个固体图案。在该示例性实施例中，当在平面图或布局图中观察时，每个固体图案可以是单个连续的图案，而不管其形状如何。例如，图6示出了可以被包括在设计布置DL中的两个十字形的固体图案。
[0104]在依照发明构思的示例性实施例中，对于在设计布置DL中限定的固体图案中的每个固体图案，可以产生曝光布置EL，以限制将要照射E-束的多个曝光区域ER以及将不照射E-束(例如，即，将要被阻挡)的至少一个非曝光区域NR。例如，如图6中所示，可以产生曝光布置EL，以限定针对每个固体图案的阵列，在该阵列中包括多个曝光区域。
[0105]在示例性实施例中，根据发明构思的原理，曝光区域ER可以被设置为通过非曝光区域NR彼此隔开。例如，如图7中示例性地示出，曝光区域ER可以通过网孔状的非曝光区域NR彼此隔开，因此，曝光区域ER可以被规则地二维地布置。
[0106]在其他的示例实施例中，曝光区域ER可以互相连接，因此，非曝光区域可以通过曝光区域ER彼此隔开。例如，如图8中示例性地所示，非曝光区域NR可以通过彼此连接的曝光区域ER被划分为多个隔离的部分。
[0107]在又一示例实施例中，如图9中示例性地示出，曝光区域ER可以被设置为在与每个固体图案相关联的区域的一部分(例如，中心部分)中通过非曝光区域NR彼此隔开，曝光区域ER可以在其他部分(例如，边缘部分和中心部分)中彼此连接。
[0108]然而，参照图7到图9描述的曝光区域ER的定位和结构可以不同地改变，但是仍保留在发明构思的范围内。例如，如图10中所示，曝光区域ER的邻近的对的空间d以及每个曝光区域ER的宽度X和y可以考虑到被考虑的固体图案的图案密度、形状和/或位置，以及邻近于此的其他固体图案的形状、位置和距离而不同地改变。
[0109]在根据发明构思的原理的示例性实施例中，可以针对将要被施加到曝光区域ER的E-束来限定至少两个不同的曝光条件(例如，剂量)。即，根据发明构思的原理，可以通过将多个E-束曝光条件应用到曝光区域ER来实现每个固体图案。例如，如图11中示例性地示出(使用与图6的区域99对应的区域99)，可以针对将要照射到曝光区域ER的E-束来限定至少四个不同的强度I1U2U3和14。出于示出的目的，在图11的示例性实施例中，射束强度对应于高度和底纹(shading)。然而，类似于曝光区域ER的定位和结构，根据发明构思的原理，曝光条件可以考虑到被考虑的固体图案(例如，将要被转印的图案)的图案密度、形状和/或位置以及邻近于该固体图案的其他固体图案的形状、位置和距离而不同地改变。
[0110]例如，如图12中所示，在被考虑的固体图案包括彼此面对的矩形部分的情况下，针对曝光区域ER的E-束的曝光条件(例如，剂量)可被配置为满足四个条件中的一个。
[0111]如图12所示，被考虑的固体图案可包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述边缘部分的交叉处的一对拐角部分。在依照发明构思的原理的示例性实施例中，与条件I对应，照射到与中心部分(CT)对应的曝光区域ER、与边缘部分(ED)对应的曝光区域ER、与拐角部分(CR)对应的曝光区域ER的E-束的剂量可以彼此基本相等。换句话说，可以利用具有基本相同的剂量的E-束来照射位于中心部分的曝光区域ER、位于边缘部分的曝光区域ER和位于拐角部分的曝光区域ER; S卩，Ict = Ied =込。
[0112]在其他的示例性实施例中，对应于条件II，例如，在位于中心部分的曝光区域ER中的E-束的剂量可小于在位于边缘部分的曝光区域ER中的E-束的剂量(即，ICT〈IED)，在位于边缘部分的曝光区域ER中的E-束的剂量可小于在位于拐角部分的曝光区域ER中的E-束的剂量(即，IED〈ICK)。
[0113]在其他的示例性实施例中，当对应于条件III时，在位于中心部分的曝光区域ER中的E-束的剂量可大于在位于边缘部分的曝光区域ER中的E-束的剂量(即，ICT>IED)，在位于边缘部分的曝光区域ER中的E-束的剂量可小于在位于拐角部分的曝光区域ER中的E-束的剂量(即，IED〈ICK)。
[0114]在其他的示例性实施例中，如条件IV中所示，照射到位于中心部分和边缘部分的曝光区域ER中的E-束的剂量可基本相等并且小于照射到在位于拐角部分的曝光区域ER中的E-束的剂量(即，Ict= uaj。这样的条件与对应的曝光图案的组合被预期在发明构思的范围内。
[0115]图13是根据依照发明构思的原理的示例性实施例的E-束曝光系统的框图。依照发明构思的原理的E-束曝光系统可包括E-束装置100、数据存储部分110、控制部分120。E-束装置100可包括产生E-束的E-束产生部分101、存储器103 (包括目标层和掩模层的结构被装载在存储器103上)以及将E-束引导到存储器103上的射束引导结构102。
[0116]射束引导结构102可包括用于控制E-束的方向的透镜结构、用于控制E-束的形状(即，例如，截面形状)的成形结构以及用于控制E-束的截面尺寸的孔径结构中的至少一个。所述透镜结构、成形结构和孔径结构中的至少一个可以被配置为利用与E-束的电磁相互作用。
[0117]在依照发明构思的原理的示例性实施例中，射束引导结构102可被配置为执行多束曝光技术。例如，射束引导结构102可被配置为每次(即，例如在单次曝光中)影响参照图6到图10描述的曝光区域ER和非曝光区域NR。在示例性实施例中，如图7中所示，对于每个固体图案，射束引导结构102可被配置为将E-束同时照射到通过非曝光区域NR彼此隔开的曝光区域ER。相似地，在图8到图10中示例性地示出，射束引导结构102可被配置为通过一次工艺(在这里也被称为单次曝光或照射工艺)实现非曝光区域NR和曝光区域ER的定位，。
[0118]另外，如之前参照图11和图12所描述的，射束引导结构102可被配置为每次(例如，在单次曝光中)针对每个固体图案将多个E-束曝光条件应用到曝光区域ER。
[0119]图14是示例性示出根据依照发明构思的原理的示例性实施例的应用E-束曝光技术的电子产品的示图。
[0120]根据示例性实施例，根据依照发明构思的原理的E-束曝光技术可被用于制造光掩模。例如，固体图案可以是形成在这样的光掩模上的图案(正或负的)。光掩模可用于制造包括如图14中所示的晶体管501的产品500、或者包括这样的晶体管的集成电路、或者包括这样的集成电路的电子产品。在示例性实施例中，晶体管501可包括栅电极502，可利用使用由依照发明构思的E-束曝光技术制造的光掩模的图案化方法来形成栅电极502。
[0121]根据依照发明构思的原理的示例性实施例，具有至少两种不同的曝光条件(诸如，剂量)的电子束被同时照射到将形成单个固体图案的区域。使用这样的电子束使得形成具有高分辨率和高保真度的图案成为可能。
[0122]图15是包括依照发明构思的原理的半导体器件的电子系统的框图。
[0123]电子系统1100可包括控制器1110、输入/输出器件(I/O) 1120、存储器1130、接口 1140和总线1150。控制器1110、1/0 1120、存储器1130和/或接口 1140可以通过总线1150彼此连接。总线1150对应于数据移动通过的路径。
[0124]控制器1110可包括微处理器、数字信号处理器、微控制器和能够起到与这些元件的作用类似的作用的逻辑元件中的至少一种。I/o 1120可包括键盘、键区、显示装置等。存储器1130可存储数据和/或命令。接口 1140可执行将数据发送到通信网络或者从通信网络接收数据的功能。接口 1140可以是有线的或无线的。例如，接口 1140可包括天线或者有线的/无线的收发器等。虽然没有示出，电子系统1100还可包括作为工作存储器的高速DRAM和/或SRAM，以改善控制器1110的操作。例如，依照发明构思的原理的半导体器件可以设置在存储器1130中或者可被设置在控制器1110或者I/O 1120的一些组件中。
[0125]电子系统1100可被应用到如下便携式电子装置，诸如个人数字助理(PDA)、便携式计算机、网络板、无线电话、移动电话、数字音乐播放器、存储卡或者能够在无线环境中传输和/或接收信息的任意类型的电子装置。
[0126]图16和图17示出可以采用根据发明构思的原理的半导体器件的示例性半导体系统。图16示出了根据发明构思的原理的半导体器件被应用到诸如平板PC或者蜂窝电话的便携式电子装置的示例，图17示出了根据发明构思的原理的半导体器件被应用到笔记本计算机的示例。根据发明构思的原理的半导体装置还可应用到这里没有示出的其他的IC
>j-U ρ?α装直。
[0127]虽然已经具体示出并描述了发明构思的示例性实施例，但是将理解的是，在不脱离由发明构思的精神和范围的情况下，可以在这里做出形式和细节上的改变。
【权利要求】
1.一种形成用于固态器件的图案的方法，所述方法包括: 准备限定电子束的空间分布的曝光布置， 基于曝光布置对掩模层执行电子束曝光工艺， 对掩模层执行显影工艺，以形成包括第一图案的掩模图案， 其中，第一图案是单个固体图案， 曝光布置包括第一数据，第一数据包括针对与第一图案对应的第一区域限定的多个电子束条件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一区域包括: 多个曝光区域，电子束照射到所述多个曝光区域； 非曝光区域，电子束没有照射到非曝光区域， 其中，所述限定的多个电子束条件包括被应用到所述曝光区域的至少两种不同的剂量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多个曝光区域通过非曝光区域彼此隔开。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，曝光区域彼此连接，非曝光区域通过曝光区域彼此隔开。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，在第一区域的部分区域中，曝光区域通过非曝光区域彼此隔开，在第一区域的其他区域中，曝光区域彼此连接，非曝光区域包括通过曝光区域彼此隔开的多个部分。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，第一图案包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分， 照射到与中心部分对应的区域、与边缘部分对应的区域以及与拐角部分对应的区域的电子束的剂量彼此基本相等。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，第一图案包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分， 照射到与中心部分对应的区域的电子束的剂量、照射到与边缘部分对应的区域的电子束的剂量以及照射到与拐角部分对应的区域的电子束的剂量以列出的顺序增加。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，第一图案包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分， 照射到与中心部分对应的区域的电子束的剂量大于照射到与边缘部分对应的区域的电子束的剂量， 照射到与拐角部分对应的区域的电子束的剂量大于照射到与边缘部分对应的区域的电子束的剂量。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，第一图案包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分， 照射到与中心部分对应的区域和与边缘部分对应的区域的电子束的剂量彼此基本相等并且小于照射到与拐角部分对应的区域的电子束的剂量。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，利用多束曝光技术执行电子束曝光工艺。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括对设置在掩模图案下方的目标层执行蚀刻工艺， 其中，目标层构成光掩模。
12.—种电子束曝光系统,包括: 数据存储部分，用于存储曝光布置； 电子束曝光部分，用于对掩模层执行电子束曝光工艺； 控制部分，用于基于曝光布置来控制电子束曝光部分的电子束曝光工艺， 其中，电子束曝光部分被配置为向第一区域照射具有至少两种不同的剂量的电子束，单个固体图案将形成在第一区域中。
13.根据权利要求12所述的电子束曝光系统，其中，第一区域包括: 多个曝光区域，电子束照射到所述多个曝光区域； 非曝光区域，防止被电子束照射。
14.根据权利要求13所述的电子束曝光系统，其中，电子束曝光部分被配置为利用具有至少两种不同的剂量的电子束基本同时地照射曝光区域。
15.根据权利要求13所述的电子束曝光系统，其中，曝光区域通过非曝光区域彼此隔开。
16.根据权利要求13所述的电子束曝光系统，其中，曝光区域彼此连接，从而非曝光区域包括通过曝光区域彼此隔开的多个部分。
17.根据权利要求13所述的电子束曝光系统，其中，在第一区域的部分区域中，曝光区域通过非曝光区域彼此隔开，在第一区域的其他区域中，曝光区域彼此连接，非曝光区域包括通过曝光区域彼此隔开的多个部分。
18.根据权利要求12所述的电子束曝光系统，其中，单个固体图案包括多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分， 电子束曝光部分被配置为这样的方式，照射到与中心部分、边缘部分和拐角部分对应的区域的电子束的剂量彼此基本相等。
19.根据权利要求12所述的电子束曝光系统，其中，单个固体图案包括:多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分， 电子束曝光部分被配置为这样的方式，照射到与中心部分、边缘部分和拐角部分对应的区域的电子束的剂量以列出的顺序增加。
20.根据权利要求12所述的电子束曝光系统，其中，单个固体图案包括:多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分， 电子束曝光部分被配置为这样的方式，照射到与中心部分和拐角部分对应的区域的电子束的剂量大于照射到与边缘部分对应的区域的电子束的剂量。
21.根据权利要求12所述的电子束曝光系统，其中，单个固体图案包括:多个边缘部分、位于所述多个边缘部分之间的中心部分以及位于所述多个边缘部分的交叉处的至少一个拐角部分， 电子束曝光部分被配置为这样的方式，照射到与中心部分对应的区域和与边缘部分对应的区域的电子束的剂量基本相等并且小于照射到与拐角部分对应的区域的电子束的剂量。
22.—种方法，包括以下步骤: 产生包括敞开的和封闭的特征的设计布置； 产生与设计布置对应的曝光布置，所述曝光布置包括照射区域和非照射区域，其中，照射区域包括多个射束剂量级别。
23.一种电子装置，包括: 根据曝光布置来曝光的装置中的层，其中，曝光布置包括与设计布置对应的照射区域和非照射区域，其中，照射区域包括多个射束剂量级别。
24.一种电子系统，使用如权利要求23所述的电子装置。
【文档编号】G03F7/20GK104423179SQ201410418906
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】郑镛席, 李祥熙 申请人:三星电子株式会社