本发明涉及集成电路上打印触点、贯孔或曲线的光罩的双曝光图案化，其中，一种方法及系统用于：在光罩基材的光阻层上使用第一次阈值剂量，以光罩写入设备形成第一矩形形状；在该光阻层上使用第二次阈值剂量以该光罩写入设备形成重叠的第二矩形形状，该第二矩形形状相对于该第一矩形形状转动以形成下列其中一者：六角重叠区及八角重叠区，其使该光阻层曝照到至少一阈值剂量；以及基于显影该经曝照的光阻层而形成光罩，以提供对应于下列其中一者的光学透射：至少该阈值剂量的该六角重叠区、及至少该阈值剂量的该八角重叠区，以供光刻系统用于在集成电路基材上写入触点、贯孔、或曲线形状中任一者。
在光罩基材的光阻层上使用能量束的第一次阈值剂量，以光罩写入设备形成第一矩形形状；
在该光阻层上使用第二次阈值剂量以该光罩写入设备形成重叠的第二矩形形状，该第二矩形形状相对于该第一矩形形状转动以形成下列其中一者：六角重叠区及八角重叠区，其使该光阻层曝照到至少一阈值剂量；以及基于显影该经曝照的光阻层而形成光罩，以提供对应于下列其中一者的光学透射：至少该阈值剂量的该六角重叠区、及至少该阈值剂量的该八角重叠区；
其中，当两个重叠的矩形曝照错准时，与使用两个错准的重叠圆形曝照相比较，对曝照的重叠区造成的效应较低。
2.如权利要求1所述的方法，更包含在光刻系统中使用该光罩以在集成电路基材上打印触点、贯孔、及曲线形状中任一者。
3.如权利要求1所述的方法，其中，该能量束包含下列其中一者：电子及光子。
4.如权利要求1所述的方法，其中，经曝照的该光阻层当作释放掩模用于蚀刻光罩材料以形成光罩，以提供光刻系统所使用的该光罩。
5.如权利要求1所述的方法，其中，该第一矩形形状及该第二矩形形状包含同等大小的正方形，产生形成规则八角形的该八角重叠区，其近似圆形。
6.如权利要求1所述的方法，其中，该第一矩形形状及该第二矩形形状包含产生该八角重叠区的不等大小的正方形，其形成近似椭圆的不规则八角形。
7.如权利要求1所述的方法，其中，该第一矩形形状及该第二矩形形状其中一者包含正方形，而该第一矩形形状及该第二矩形形状其中另一者包含非正方形的矩形，产生该六角重叠区，其近似椭圆。
在光罩基材的光阻层上使用能量束的第一次阈值剂量，以光罩写入设备形成第一正方形状；
在该光阻层上使用第二次阈值剂量以该光罩写入设备形成与该第一正方形状同等大小的重叠的第二正方形状，该第二正方形状相对于该第一正方形状转动以形成规则八角重叠区，其使该光阻层曝照到至少一阈值剂量；以及基于显影该经曝照的光阻层而形成光罩，以提供与至少该阈值剂量的该规则八角重叠区对应的光学透射，其近似圆形；
其中，当两个重叠的正方形曝照错准时，与使用两个错准的重叠圆形曝照相比较，对曝照的重叠区造成的效应较低。
9.如权利要求8所述的方法，更包含在光刻系统中使用该光罩以在集成电路基材上打印触点、贯孔、及曲线形状中任一者。
10.如权利要求8所述的方法，其中，该能量束包含下列其中一者：电子及光子。
11.如权利要求8所述的方法，其中，经曝照的该光阻层当作释放掩模用于蚀刻光罩材料以形成光罩，以提供光刻系统所使用的该光罩。
集成电路(IC)设计软件，其提供触点、贯孔、及曲线形状中任一者的实体布局；以及光罩写入设备，其：基于该实体布局，在光罩基材的光阻层上使用能量束的第一次阈值剂量形成第一矩形形状；
基于该实体布局，在该光阻层上使用第二次阈值剂量形成重叠的第二矩形形状，该第二矩形形状相对于该第一矩形形状转动以形成下列其中一者：六角重叠区及八角重叠区，其使该光阻层曝照到至少一阈值剂量；以及基于显影该经曝照的光阻层而形成光罩，以提供对应于下列其中一者的光学透射：至少该阈值剂量的该六角重叠区、及至少该阈值剂量的该八角重叠区；
其中，当两个重叠的矩形曝照错准时，与使用两个错准的重叠圆形曝照相比较，对曝照的重叠区造成的效应较低。
13.如权利要求12所述的系统，其中，该光罩于光刻系统中用于在集成电路基材上打印触点、贯孔、及曲线形状中任一者。
14.如权利要求12所述的系统，其中，该能量束包含下列其中一者：电子及光子。
15.如权利要求12所述的系统，其中，经曝照的该光阻层当作释放掩模用于蚀刻光罩材料以形成光罩，以提供光刻系统所使用的该光罩。
16.如权利要求12所述的系统，其中，该第一矩形形状及该第二矩形形状包含同等大小的正方形，产生形成规则八角形的该八角重叠区，其近似圆形。
17.如权利要求12所述的系统，其中，该第一矩形形状及该第二矩形形状包含产生该八角重叠区的不等大小的正方形，其形成近似椭圆的不规则八角形。
18.如权利要求12所述的系统，其中，该第一矩形形状及该第二矩形形状其中一者包含正方形，而该第一矩形形状及该第二矩形形状其中另一者包含非正方形的矩形，产生该六角重叠区，其近似椭圆。
集成电路上打印触点、贯孔或曲线的光罩的双曝光图案化
技术领域
[0001] 本发明关于集成电路(IC)的制造，并且更尤指通过减少用于在IC上打印触点、贯孔、及曲线形状的光罩图案化相关形状的曝照闪光数，用于提升光罩生产率及良率的方法及系统。
背景技术
[0002] 光罩在整体半导体制造成本所占的比重正日益增加。就传统而言，光罩在半导体制造成本所占的比重小于百分的一。然而，倘若特定应用集成电路(ASIC)的制造量时常偏小，每片光罩的IC制造数量会随的减少，导致光罩制作成本相对更高。
[0003] IC设计后，光罩或掩模通过各种程序建立自IC的实体设计或布局。可根据衍生自实体设计布局的掩模数据，将电子束用于将图案写到涂有光阻的玻璃掩模基材上。替代地，可用光学激光系统取代电子束，典型用的是深紫外线光谱，用以根据掩模数据，将图案写到涂有光阻的玻璃掩模基材上。经曝照的光阻显影后，将产生的释放掩模(relief mask)当作原位掩模(in-situ mask)用于蚀刻铬或其它掩模材料，用以提供由光刻系统所使用的光学透射掩模。
[0004] 光罩图案化的生产率(throughput)直接有关于用于在光罩基材上图案化光阻层的曝照“闪光”数，即闪光数(shot count)。大体上，将二或更多个次阈值闪光(sub-threshold shots)或“单闪光”组合以产生至少一临限能的复合剂量，用以在光罩基材上图案化形状。有助益的是，这二或更多个次阈值闪光或单闪光容许置放及尺寸调整复合打印剂量的均值，可接着将其用在IC的设计元件的光刻打印。为了符合设计布局的各种多角形状，使多角形状分解或“破裂”成单纯多边形的数据集，例如：某一大小限制的矩形及45度三角形，而适用于连结至光罩写入设备的计算机辅助设计(CAD)软件。通过数据破裂演算法所产生的各“破裂”形状需要各别闪光；藉此，显著增加闪光数、光罩写入时间与成本，因为掩模设计与居主导地位的“大型”矩形特征有所偏离。
[0005] 由于用于建立光罩的曝照波长、及用于检验光罩的检验波长近期内预期没有变化，而且因推动维持摩尔定律而持续生产愈来愈小的IC，写至光罩的各种多角形状正变得日益复杂，需要更多的基本规范或设计限制条件才能因应所欲的光罩形状、蚀刻/解析度的基本限制、以及光罩的临界尺寸(critical dimension:CD)检验问题。
[0006] 为了使闪光数极少，通常“曼哈顿化(Manhattanized)”、或采用理想的曲线形状以拟合居主导地位的“曼哈顿”或正交框架。至于打印触点、贯孔、或其它互连形状，此“曼哈顿化”通常将目标曲线形状改变成单纯的正方形或矩形。
[0007] 在给定现有技术限制条件的前提下，对于有效率建立所欲光罩形状仍有需求。
发明内容
[0008] 在本发明的一具体实施例中，一种方法包括在光罩基材的光阻层上使用能量束的第一次阈值剂量，以光罩写入设备形成第一矩形形状；在该光阻层上使用第二次阈值剂量以该光罩写入设备形成重叠的第二矩形形状，该第二矩形形状相对于该第一矩形形状转动以形成下列其中一者：六角重叠区及八角重叠区，其使该光阻层曝照到至少一阈值剂量；以及基于显影该经曝照的光阻层而形成光罩，以提供对应于下列其中一者的光学透射(optical transmission)：该六角重叠区及该八角重叠区，以供光刻系统用于在集成电路基材上打印触点、贯孔、及曲线形状中任一者。
[0009] 在本发明的另一具体实施例中，一种方法包括在光罩基材的光阻层上使用能量束的第一次阈值剂量，以光罩写入设备形成第一正方形状；在该光阻层上使用第二次阈值剂量以该光罩写入设备形成与该第一正方形状同等大小的重叠的第二正方形状，该第二正方形状相对于该第一正方形状转动以形成规则八角重叠区，其使该光阻层曝照到至少一阈值剂量；以及基于显影该经曝照的光阻层而形成光罩，以提供与该规则八角重叠区对应的光学透射，其紧密近似圆形，以供光刻系统用于在集成电路基材上打印触点、贯孔、及曲线形状中任一者。
[0010] 在本发明的又另一具体实施例中，一种系统包括集成电路(IC)设计软件，其提供触点、贯孔、及曲线形状中任一者的实体布局；以及光罩写入设备，其：基于该实体布局，在光罩基材的光阻层上使用能量束的第一次阈值剂量形成第一矩形形状；基于该实体布局，在该光阻层上使用第二次阈值剂量形成重叠的第二矩形形状，该第二矩形形状相对于该第一矩形形状转动以形成下列其中一者：至少一阈值剂量的六角重叠区、及至少该阈值剂量的八角重叠区，其曝照该光阻层；以及基于显影该经曝照的光阻层而形成光罩，以提供对应于下列其中一者的光学透射：至少该阈值剂量的该六角重叠区、及至少该阈值剂量的该八角重叠区，以供光刻系统用于在集成电路基材上打印触点及贯孔中任一者。
附图说明
[0011] 本文中的具体实施例将会参照图式经由以下详细说明而更加让人了解，此等图式不必然按照比例绘制，其中：
[0012] 图1A是一示意图，绘示同等大小的两个重叠的次阈值方形闪光或曝照，该两个重叠的次阈值方形闪光其中一者转动，用以对本文具体实施例中光罩基材上的光阻图案化规则八角形状的至少一阈值闪光，该规则八角形状可紧密近似圆形；
[0013] 图1B是一示意图，绘示不等大小的两个重叠的次阈值方形闪光或曝照，该两个重叠的次阈值方形闪光其中一者转动，用以对本文具体实施例中光罩基材上的光阻图案化不规则八角形状的至少一阈值闪光，该不规则八角形状可近似椭圆；
[0014] 图1C是一示意图，绘示由方形闪光及非正方矩形闪光所组成的两个重叠的次阈值闪光，该两个重叠的次阈值方形闪光其中一者转动，用以对本文具体实施例中光罩基材上的光阻图案化不规则六角形状的至少一阈值闪光，该不规则六角形状可近似椭圆；
[0015] 图2A是一示意图，绘示当本文的一具体实施例中两个重叠的矩形次阈值曝照错准(misaligned)时，对至少一阈值曝照的重叠区造成的效应；
[0016] 图2B是一示意图，绘示当相关技术中两个重叠的圆形次阈值曝照错准时，对至少一阈值曝照的重叠区造成的效应；
[0017] 图3是一种方法的一流程图，用以写入下列其中一者：至少一阈值剂量的六角重叠区、及至少一阈值剂量的八角重叠区，其曝照本文的一具体实施例中的光罩基材上的光阻层；
[0018] 图4是一种方法的一流程图，用以写入至少一阈值剂量的规则八角重叠区，其紧密近似圆形，用以曝照本文的一具体实施例中光罩基材上的光阻层；以及
[0019] 图5是一示意图，绘示一种系统，用以进行写入下列其中一者的方法：至少一阈值剂量的六角重叠区、及至少一阈值剂量的八角重叠区，其曝照本文的一具体实施例中的光罩基材上的光阻层。
[0020] 主要组件符号说明
[0021] 110 规则八角形
[0022] 115 圆形形状
[0023] 130 不规则八角形
[0024] 135 椭圆形形状
[0025] 160 不规则六角形
[0026] 165 椭圆形形状
[0027] 210 损失区
[0028] 220 受增益区
[0029] 270 重叠区
[0030] 300 流程图
[0031] 310至330 步骤
[0032] 400 流程图
[0033] 410至430 步骤
[0034] 500 系统
[0035] 520 集成电路(IC)设计软件
[0036] 540 光罩写入设备
[0037] 560 光罩。
具体实施方式
[0038] 如上述，在给定现有技术限制条件的前提下，对于有效率建立所欲光罩形状仍有需求。
[0039] 触点及贯孔是每一个集成电路(IC)无所不在的设计元件。在理想的情况下，触点与贯孔的目标形状会由圆形或椭圆所组成，其可通过缩减实体布局上诸设计元件的间的对角距离，来增加该等设计元件的聚集(packing)密度。然而，以光罩写入设备写入圆形或椭圆时会有问题。高斯(Gaussian)电子束可写入圆形，但高斯束与20nm及14nm技术节点的最高端光罩写入设备不相容。可由光罩写入设备所使用的圆形口孔对于20nm及14nm技术节点仍在概念阶段，而且若不显著牺牲品质，便无法商业化。按照习知，当打印设备与重叠闪光相容时，圆形或椭圆形的光罩设计元件需要至少三次重叠次阈值闪光。在不容许重叠闪光的设备中，产生与光罩上圆形近似的形状会需要多达50或更多次唯一闪光。在典型IC中，可能形成数百万个触点及贯孔；因此，为形成触点与贯孔而使闪光数有任何减少时，都可能显著减少写入时间与成本。
[0040] 请参阅图1A、1B及1C，本发明的一例示性具体实施例可仅使用两个重叠的次阈值矩形闪光或曝照，这两个重叠的次阈值矩形闪光其中一者相对另一重叠的次阈值矩形闪光或曝照大约转动45度，亦即自40度至50度，用以对光罩基材上的光阻写入下列其中一者：可紧密近似圆形形状、椭圆形形状、或曲线形状的八角形状的一至少阈值剂量、以及亦可近似椭圆形形状或曲线形状的六角形状的一至少阈值剂量。
[0041] 如图1A所示，若这两个重叠的次阈值矩形闪光或曝照各由转动大约45度的两个重叠的次阈值方形闪光其中一者同等大小的方形闪光所组成，紧密近似圆形形状115的规则八角形110的一至少阈值剂量可通过光罩写入设备，仅以两次闪光来写入至光罩基材上的光阻，各次阈值方形闪光一次。这两个重叠的次阈值方形闪光各可具有相等或不等的次阈值剂量，而规则八角形的重叠区包括阈值或超阈值剂量，通过添加这两个次阈值剂量的各者所提供。在光阻上显影规则八角形的经曝照的重叠区后，可形成光罩，光罩提供与规则八角形的重叠区对应的光学透射，以供光刻系统用于在IC基材上形成触点及/或贯孔。
[0042] 如图1B所示，当这两个重叠的次阈值矩形闪光或曝照各由转动大约45度(亦即，自40度至50度)的两个重叠的次阈值方形闪光其中一者不等大小的方形闪光所组成，近似椭圆形形状135的不规则八角形130的一至少阈值剂量可通过光罩写入设备，仅以两次闪光来写入至光罩基材上的光阻，各次阈值方形闪光一次。这两个重叠的次阈值方形闪光各可具有相等或不等的次阈值剂量，而不规则八角形的重叠区包括阈值或超阈值剂量，通过添加这两个次阈值剂量的各者所提供。在光阻上显影不规则八角形的经曝照的重叠区后，可形成光罩，光罩提供与不规则八角形的至少阈值剂量的重叠区对应的光学透射，以供光刻系统用于在IC基材上形成触点及/或贯孔。
[0043] 如图1C所示，若这两个重叠的次阈值闪光或曝照由方形闪光及非正方矩形闪光所组成，且这两个重叠的次阈值闪光其中一者大约转动45度，亦即自40度至50度，则近似椭圆形形状165的阈值或超阈值不规则六角形160可通过光罩写入设备，仅以两次闪光来写入至光罩基材上的光阻，各次阈值方形闪光一次。这两个重叠的次阈值闪光各可具有相等或不等的次阈值剂量，而不规则六角形的重叠区包括阈值或超阈值剂量，通过添加这两个次阈值剂量的各者所提供。在光阻上显影不规则六角形的经曝照的重叠区后，可形成光罩，光罩提供与不规则六角形的重叠区对应的光学透射，以供光刻系统用于在IC基材上形成触点及/或贯孔。
[0044] 请参阅图2A及2B，本发明的一具体实施例的一态样展示当两个重叠的矩形曝照错准时，与使用两个错准的重叠圆形曝照相比较，对曝照的重叠区造造成的效应较低。在图2A中，举例而言，若第二矩形次阈值闪光或曝照与第一矩形次阈值闪光错准，则受增益区220再受增益例如因第二矩形次阈值闪光向右位移而损失的重叠区，即损失区210。相比的下，图2B绘示相对第一圆形闪光向右位移的第二圆形闪光的错准误差，重叠区270在两次曝照中央区的各横向侧上产生损失，但无补偿性增益。
[0045] 请参阅图3的流程图300，一种例示性方法用以写入下列其中一者：六角重叠区及八角重叠区，其使光罩基材上的光阻层曝照到至少一阈值剂量，该方法包括：于310，在光罩基材的光阻层上使用能量束的第一次阈值剂量，以光罩写入设备形成第一矩形形状；于320，在该光阻层上使用第二次阈值剂量以该光罩写入设备形成重叠的第二矩形形状，该第二矩形形状相对于该第一矩形形状转动以形成下列其中一者：六角重叠区及八角重叠区，其使该光阻层曝照到至少一阈值剂量；以及于330，基于显影该经曝照的光阻层而形成光罩，以提供对应于下列其中一者的光学透射：至少该阈值剂量的该六角重叠区、及至少该阈值剂量的该八角重叠区，以供光刻系统用于在集成电路基材上打印触点、贯孔、及曲线形状中任一者。该方法所使用的能量束可包括下列其中一者：电子及光子。该方法中光罩的形成可导因于该经曝照的光阻层当作释放掩模用于蚀刻光罩材料，以提供该光刻系统所使用的该光罩。在该方法中，该第一矩形形状及该第二矩形形状可包括同等大小的正方形，产生形成规则八角形的该八角重叠区，其近似圆形。在该方法中，该第一矩形形状及该第二矩形形状可包括不等大小的正方形，产生形成不规则八角形的该八角重叠区，其更紧密近似椭圆。
在该方法中，该第一矩形形状及该第二矩形形状其中一者可包括正方形，而该第一矩形形状及该第二矩形形状其中另一者可包括非正方矩形，产生该六角重叠区，其近似椭圆。
[0046] 请参阅图4的流程图400，一种例示性方法用以写入规则八角重叠区，其紧密近似圆形，用来使光罩基材上的光阻层曝照到至少一阈值剂量，该方法可包括：于410，在光罩基材的光阻层上使用能量束的第一次阈值剂量，以光罩写入设备形成第一正方形状；于420，在该光阻层上使用第二次阈值剂量以该光罩写入设备形成与该第一正方形状同等大小的重叠的第二正方形状，该第二正方形状相对于该第一正方形状转动以形成规则八角重叠区，其使该光阻层曝照到至少一阈值剂量；以及于430，基于显影该经曝照的光阻层而形成光罩，以提供与该规则八角重叠区的至少该阈值剂量对应的光学透射，其紧密近似圆形，以供光刻系统用于在集成电路基材上打印触点、贯孔、及曲线形状中任一者。
[0047] 请参阅图5，绘示本发明的一种系统的一具体实施例的一示意图可包括：集成电路(IC)设计软件520，其提供触点、贯孔、及曲线形状中任一者的实体布局；以及光罩写入设备540，其：基于该实体布局，在光罩基材的光阻层上使用能量束的第一次阈值剂量形成第一矩形形状；基于该实体布局，在该光阻层上使用第二次阈值剂量形成重叠的第二矩形形状，该第二矩形形状相对于该第一矩形形状转动以形成下列其中一者：六角重叠区及八角重叠区，其使该光阻层曝照到至少一阈值剂量；以及基于显影该经曝照的光阻层而形成光罩
560，以提供对应于下列其中一者的光学透射：至少该阈值剂量的该六角重叠区、及至少该阈值剂量的该八角重叠区，以供光刻系统用于在集成电路基材上打印触点、贯孔、及曲线形状中任一者。光罩写入设备540的能量束可包括下列其中一者：电子及光子。光罩560可由当作释放掩模用于蚀刻光罩材料的经曝照的光阻层所形成。
[0048] 本文中使用的术语目的只是为了说明特定具体实施例，用意不在于限制本发明。单数形式的“一”及“该”于本文中使用时，用意在于同样包括复数形式，除非内容另有清楚指示。将进一步了解的是，“包括”或包含等词于本说明书中使用时，指明所述特征、整体、步骤、操作、元件及/或组件的存在，但并未排除一或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件及/或其群组的存在或新增。
[0049] 本发明的各项具体实施例的描述已为了说明目的而介绍，但用意不在于穷举或受限于所揭示的具体实施例。许多修改及变例对于所属领域技术人员将会显而易知，但不会脱离所述具体实施例的范畴及精神。本文中使用的术语是为了最佳阐释具体实施例的原理、对市场出现的技术所作的实务应用或技术改良、或让所属领域技术人员能够理解本文中所揭示的具体实施例而选择。
