掩模及决定掩模图案的方法

专利名称：掩模及决定掩模图案的方法
技术领域：
本发明涉及一种掩模及决定掩模图案的方法，且特别涉及一种用于制备阵列排列的圆形图案的掩模及决定该掩模图案的方法。
背景技术：
半导体存储器装置，例如动态随机存储(DRAM)装置，其具有多个存储单元，每一存储单元是由一存取晶体管及一储存电容器所构成。如要提高单元密度，势必需要减小该晶体管及该电容器的尺寸，以避免增加存储器芯片的尺寸。高集成密度和小尺寸半导体装置相关。因此，有必要提供先进的技术以形成导电层间的接触(Contact)而确保该半导体存储器装置的运作。由于集成电路装置的设计已减小至次50纳米(Sub-50nm)尺寸，存储晶体管或存储阵列的关键尺寸在形成接触时面临了蚀刻工艺的极限。

参考图1，显示适用于掩模的第一种现有初步设计图案。该第一初步设计图案I是用于在一掩模上产生对应的图案。该第一初步设计图案I包括一基本部分11及多个矩形部分12，其中该多个矩形部分12对应该掩模的可透光区域，且该基本部分11对应该掩模的不透光区域。该多个矩形部分12是以棋盘方式排列在该基本部分11上。该多个矩形部分12具有相同尺寸，每一矩形部分12具有四个边121及一宽度W。二个相邻矩形部分12的对应位置间的距离定义为一间距P。每一矩形部分12的每一边是面对相邻矩形部分12的一边。也即，每一矩形部分12是以边对边方式面对其相邻的矩形部分，且该多个矩形部分12间的间隙G1为均一。参考图2，显示适用于掩模的第二种现有的初步设计图案。为了找到较佳的归一化影像对数斜率(Normalized Image Log-slope,NILS)或聚焦深度(Depth of Focus,D0F),该第一初步设计图案I被施加一全面偏移(Global Bias)B1以形成一第二初步设计图案2。该第二初步设计图案2包括一基本部分21及多个矩形部分22。每一矩形部分22是由该矩形部分12扩大而成，且具有一宽度W1，其中W1 = ff+2 B1，且W1 < P。参考图3显示适用于掩模的第三种现有的初步设计图案。该第一初步设计图案I被施加一全面偏移B2以形成一第三初步设计图案3。该第三初步设计图案3包括多个矩形部分32。每一矩形部分32是由该矩形部分12扩大而成，且具有一宽度^，其中W2 = W+2B2=P0如图3所示，由于W2 = P，该第三初步设计图案3不具有基本部分。因此，该图案的特征消失了，且该第三初步设计图案3无法用于在掩模上产生对应的图案。如上所述，全面偏移的容许量(Tolerance)受限于该间距P。也即，当W2等于P时，全面偏移即无法再增加。

发明内容
本发明的目的在于为解决上述技术问题而提供一种掩模及决定掩模图案的方法。本发明提供一种掩模，其用于制备阵列排列的圆形图案。该掩模包括一基材及多个矩形区域，其中该多个矩形区域的透光性与该基材的透光性不同。该多个矩形区域以阵列方式排列在该基材上，且该多个矩形区域间的间隙不均一。
本发明还提供一种掩模，其用于制备阵列排列的圆形图案。该掩模包括一基材及多个矩形区域，其中该多个矩形区域的透光性与该基材的透光性不同，该多个矩形区域是以阵列方式排列在该基材上。该掩模具有一纵轴，每一矩形区域具有四个边，且该纵轴与每一矩形区域的一边间具有一夹角。本发明还提供一种决定掩模图案的方法。该方法包括以下步骤(a)提供一初步设计图案，该初步设计图案包括一基本部分及多个矩形部分，该多个矩形部分是以阵列方式排列在该基本部分上，且该多个矩形部分间的间隙不均一；及(b)根据该初步设计图案产生该掩模的图案。本发明还提供一种决定掩模图案的方法。该方法包括以下步骤(a)提供一初步设计图案，该初步设计图案包括一基本部分、多个矩形部分及一纵轴，该多个矩形部分是以阵列方式排列在该基本部分上，每一矩形部分具有四个边，且该纵轴与每一矩形部分的一边间具有一夹角 '及(b)根据该初步设计图案产生该掩模的图案。 在本发明中，可以找到较佳的归一化影像对数斜率(Normalized ImageLog-slope, NILS)或聚焦深度(Depth of Focus, D0F),且可施加较大的全面偏移(Global Bias)。上文已相当广泛地概述本发明的技术特征，以使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的申请专利范围标的的其它技术特征将描述于下文。本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域中具有通常知识者也应了解，这类等效建构无法脱离后附的申请专利范围所界定的本发明的精神和范围。


图I显示适用于掩模的第一种现有初步设计图案；图2显示适用于掩模的第二种现有初步设计图案；图3显示适用于掩模的第三种现有初步设计图案；图4显示根据本发明一实施例的适用于掩模的第一初步设计图案；图5显示根据图4的第一初步设计图案所形成的掩模图案；图6显示根据本发明另一实施例的适用于掩模的第二初步设计图案；图7显示图6的局部放大图；图8显示根据图6的第二初步设计图案所形成的掩模图案；图9显示根据本发明另一实施例的适用于掩模的第三初步设计图案；图10显示根据本发明另一实施例的适用于掩模的第四初步设计图案；及图11显示根据图10的第四初步设计图案所形成的掩模图案。其中，附图标记说明如下宽度W ；间距P ；间隙K1 ；全面偏移％ ；宽度=W1 ；全面偏移=B2 ；宽度W2;夹角Θ ;
第一间隙G2 ；第二间隙G3 ；全面偏移B ；宽度為；第一初步设计图案1;第二初步设计图案2;第三初步设计图案3 ；第一初步设计图案4 ；掩模4A ；第二初步设计图案5 ；掩模5A ；第三初步设计图案:7 ；第四初步设计图案8;掩模8A;基本部分11;矩形部分12;
基本部分21 ;矩形部分22、32 ;基本部分41 ;基材41A ;矩形部分42 ；矩形区域42A ；横轴43、43A；纵轴44、44A第一矩形部分45;第一矩形区域45A;第二矩形部分46 ；第二矩形区域46A ；第三矩形部分47 ；第三矩形区域47A ；基本部分51 ;扩大矩形部分52 ；基材52A；纵轴54A ；封闭部分55 ；矩形区域55A ；基本部分71 ;扩大矩形部分72 ；基本部分81 ;扩大矩形部分82 ；基材82A；纵轴84A ；封闭部分85 ；矩形区域85A ；边121、421、421A、551A、851A。
具体实施例方式参考图4，显示根据本发明一实施例的适用于掩模的第一初步设计图案。该第一初步设计图案4用于在一掩模上产生对应的图案。该第一初步设计图案4包括一基本部分41、多个矩形部分42、一横轴43及一纵轴44。该多个矩形部分42对应该掩模的可透光区域，且该基本部分41对应该掩模的不透光区域。该横轴43垂直该纵轴44。该多个矩形部分42是以阵列方式排列在该基本部分41上。该多个矩形部分42具有相同尺寸，且每一矩形部分42具有四个边421及一宽度W。二个相邻矩形部分42的对应位置间的距离定义为一间距(Pitch)P。在本实施例中，该宽度W及该间距P分别与图I的该宽度W及该间距P相等。与图I的矩形部分12相比，该多个矩形部分42为顺时针转动Θ角度，其中Θ为大于O度且小于45度。因此，该边421与该纵轴44间具有一夹角Θ。在本实施例中，每一矩形部分42的每一边421面对二个矩形部分的二个边，且间隙(Gap)不均等。举例而言，该第一初步设计图案4包括一第一矩形部分45、一第二矩形部分46及一第三矩形部分47。该第一矩形部分45及该第二矩形部分46间具有一第一间隙G2,该第一矩形部分45及该第三矩形部分47间具有一第二间隙G3。该第一间隙G2与该第二间隙匕不同。也即，该第一间隙G2与该第二间隙匕不相等。因此，该多个相邻矩形部分42间的间隙不均一。要注意的是，该多个矩形部分42并不是以棋盘方式排列在该基本部分41上。参考图5，显示根据图4的第一初步设计图案所形成的掩模图案。该掩模图案以下列步骤所形成。首先，提供一初步设计图案。接着，根据该初步设计图案产生该掩模的图案。在本实施例中，该初步设计图案为图4的第一初步设计图案4。因此，该掩模4A的图案对应图4的第一初步设计图案4。该掩模4A用于制备阵列排列的圆形图案，且包括一基材41A、多个矩形区域42A、一横轴43A及一纵轴44A。该多个矩形区域42A的透光性与该基材41A的透光性不同。在本实施例中，该多个矩形区域42A为可透光，且该基材41A为不透光。该横轴43A垂直该纵轴44A。该多个矩形区域42A以阵列方式排列在该基材41A上，且该多个矩形区域42A间的间隙不均一。该多个矩形区域42A具有相同尺寸，且每一矩形区域42A具有四个边421A及一宽度W。每一矩形区域的一边421A与该纵轴44A间具有一夹角Θ。

在本实施例中，每一矩形区域42A的每一边421A面对二个矩形区域的二个边，且间隙不均等。举例而言，该掩模4A包括一第一矩形区域45A、一第二矩形区域46A及一第三矩形区域47A。该第一矩形区域45A及该第二矩形区域46A间具有一第一间隙G2，且该第一矩形区域45A及该第三矩形区域47A间具有一第二间隙G3。该第一间隙G2与该第二间隙匕不同。也即，该第一间隙G2与该第二间隙G3不相等。因此，该多个相邻矩形区域42A间的间隙小均一。参考图6，显示根据本发明另一实施例的适用于掩模的第二初步设计图案。为了找到较佳的归一化影像对数斜率(Normalized Image Log-slope, NILS)或聚焦深度(Depthof Focus, D0F),该第一初步设计图案4被施加一全面偏移(Global Bias) B以形成一第二初步设计图案5。该第二初步设计图案5包括一基本部分51及多个扩大矩形部分52。每一扩大矩形部分52由该矩形部分42扩大而成，且具有一宽度W3,其中W3 = W+2B。四个扩大矩形部分52围绕出一封闭部分55。参考图7，显示图6的局部放大图。如图7所示，经由几何关系可以得出以下公式Dl = HPXsec45。，其中 HP = P/2Q1 = 90。_45。_ Θ = 45。_θ
L=DI xcos01 =Ρ/2Xsec45°xcos(45°-θ)= y[2 P/2xcos(45°-0)W3的最大值为2L，其表示当W3扩大延伸至2L时，该图案的特征会消失。因此，当Θ =0。时，W3 = 2L = P;当 Θ =45。时，W3=2L=V^P。由于 O。< Θ <45。，因此P< W3<WP。由此，该扩大矩形部分52的宽度W3的最大值可以达到V^P，其表示掩模偏移(Mask Bias)的容许量不受限于该间距。参考图8，显示根据图6的第二初步设计图案所形成的掩模图案。该掩模图案以下列步骤所形成。首先，提供一初步设计图案。该初步设计图案具有多个矩形部分。接着，施加一全面偏移(Global Bias)以调整该初步设计图案，使得该多个矩形部分被扩大而形成扩大矩形部分。接着，根据该初步设计图案产生该掩模的图案。在本实施例中，该初步设计图案为图4的第一初步设计图案4，且之后被调整成如图6的第二初步设计图案5。因此，该掩模5A的图案对应图6的第二初步设计图案5。该掩模5A用于制备阵列排列的圆形图案，且包括一基材52A及多个矩形区域55A。该基材52A对应该多个扩大矩形部分52，且该多个矩形区域55A对应该多个封闭部分55。该多个矩形区域55A的透光性与该基材52A的透光性不同。在本实施例中，该多个矩形区域55A为可透光，且该基材52A为不透光。该多个矩形区域55A是以阵列方式排列在该基材52A上，且该多个矩形区域55A间的间隙不均一。该多个矩形区域55A具有相同尺寸，且每一矩形区域55A具有四个边551A。每一矩形区域的一边551A与纵轴54A间具有一夹角
θ O参考图9，显示根据本发明另一实施例的适用于掩模的第三初步设计图案。该第三初步设计图案7由调整图4的第一初步设计图案4而成，其中该夹角Θ为45度且全面偏移B1被施加。该第三初步设计图案7包括一基本部分71及多个扩大矩形部分72。该全面偏移B1与图2的全面偏移B1相同。在本实施例中，该多个扩大矩形部分72为菱形，且每一扩大矩形部分72以角落对角落方式面对其相邻的扩大矩形部分。 参考图10，显示根据本发明另一实施例的适用于掩模的第四初步设计图案。该第四初步设计图案8由调整图4的第一初步设计图案4而成，其中该夹角Θ为45度且全面偏移B2被施加。该第四初步设计图案8包括一基本部分81及多个扩大矩形部分82。该全面偏移B2与图3的全面偏移B2相同。四个扩大矩形部分82围绕出一封闭部分85。因此，该多个封闭部分85可作为该图案的特征。如上所述，该现有第三初步设计图案3(图3)无法用于在掩模上产生对应的图案；然而，该第四初步设计图案8可以用于在掩模上产生对应的图案。参考图11，显示根据图10的第四初步设计图案所形成的掩模图案。该掩模8A的图案对应图10的第四初步设计图案8。该掩模8A用于制备阵列排列的圆形图案，且包括一基材82A及多个矩形区域85A。该基材82A对应该多个扩大矩形部分82，且该多个矩形区域85A对应该多个封闭部分85。该多个矩形区域85A的透光性与该基材82A的透光性不同。在本实施例中，该多个矩形区域85A为可透光，且该基材82A为不透光。该多个矩形区域85A以阵列方式排列在该基材82A上，且该多个矩形区域85A间的间隙不均一。该多个矩形区域85A具有相同尺寸，且每一矩形区域85A具有四个边851A。每一矩形区域的一边851A与纵轴84A间具有一夹角Θ。在本实施例中，该多个矩形区域85A为菱形，且每一矩形区域85A以角落对角落方式面对其相邻的矩形区域。本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，在不背离后附申请专利范围所界定的本发明精神和范围内，本发明的教示及揭示可作种种的替换及修饰。例如，上文揭示的许多工艺可以不同的方法实施或以其它工艺予以取代，或者采用上述二种方式的组合。此外，本发明的权利范围并不局限于上文揭示的特定实施例的工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，基于本发明教示及揭示工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本案实施例揭示者以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，也可使用于本发明。因此，以下的申请专利范围用于涵盖用于此类工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。
权利要求
1.ー种制备阵列排列的圆形图案的掩模，其特征在于，包括 一基材；及 多个矩形区域，其中该多个矩形区域的透光性与该基材的透光性不同，该多个矩形区域以阵列方式排列在该基材上，所述多个矩形区域包括一第一矩形区域、一第二矩形区域及一第三矩形区域，该第一矩形区域及该第二矩形区域间具有一第一间隙，该第一矩形区域及该第三矩形区域间具有一第二间隙，且该第一间隙与该第二间隙不同。
2.根据权利要求I所述的掩模，其特征在干，该多个矩形区域具有相同尺寸。
3.根据权利要求I所述的掩模，其特征在干，该多个矩形区域为菱形，且每一矩形区域以角落对角落方式面对其相邻的矩形区域。
4.根据权利要求I所述的掩模，其特征在干，该多个矩形区域为可透光，且该基材为不透光。
5.ー种制备阵列排列的圆形图案的掩模，其特征在于，包括 一基材；及 多个矩形区域，其中该多个矩形区域的透光性与该基材的透光性不同，该多个矩形区域以阵列方式排列在该基材上，该掩模具有ー纵轴，每一矩形区域具有四个边，且该纵轴与每ー矩形区域的ー边间具有ー夹角。
6.根据权利要求5所述的掩模,其特征在于,该夹角大于O度且小于45度。
7.根据权利要求5所述的掩模，其特征在于，所述多个矩形区域包括一第一矩形区域、一第二矩形区域及一第三矩形区域，该第一矩形区域及该第二矩形区域间具有一第一间隙，该第一矩形区域及该第三矩形区域间具有一第二间隙，且该第一间隙与该第二间隙不同。
8.ー种掩模图案的决定方法，其特征在于，包括以下步骤 提供一初歩设计图案，该初步设计图案包括一基本部分及多个矩形部分，该多个矩形部分以阵列方式排列在该基本部分上，该初步设计图案的所述多个矩形部分包括一第一矩形部分、一第二矩形部分及一第三矩形部分，该第一矩形部分及该第二矩形部分间具有一第一间隙，该第一矩形部分及该第三矩形部分间具有一第二间隙，且该第一间隙与该第二间隙不同；及 根据该初步设计图案产生该掩模的图案。
9.根据权利要求8所述的决定方法，其特征在于，在提供该初步设计图案之后还包括一调整该初歩设计图案的步骤，其中利用施加一全面偏移使得该多个矩形部分被扩大而形成扩大矩形部分，每ー扩大矩形部分具有ー宽度w3，p< W3<V2 P，其中P代表ニ个相邻矩形部分的间距。
10.根据权利要求9所述的决定方法，其特征在干，四个扩大矩形部分围绕出一封闭部分，且该掩模的图案对应该多个封闭部分。
11.根据权利要求9所述的决定方法，其特征在于，每ー扩大矩形部分以角落对角落方式面对其相邻的扩大矩形部分。
12.ー种掩模图案的决定方法，其特征在于，包括以下步骤 提供一初歩设计图案，该初步设计图案包括一基本部分、多个矩形部分及ー纵轴，该多个矩形部分以阵列方式排列在该基本部分上，每ー矩形部分具有四个边，且该纵轴与每ー矩形部分的ー边间具有ー夹角；及 根据该初步设计图案产生该掩模的图案。
13.根据权利要求12所述的决定方法，其特征在于，该夹角大于O度且小于45度。
全文摘要
本发明公开了一种掩模及决定掩模图案的方法，该掩模包括一基材及多个矩形区域，其中该多个矩形区域的透光性与该基材的透光性不同。该多个矩形区域是以阵列方式排列在该基材上，且该多个矩形区域间的间隙不均一。由此，该掩模具有较佳的归一化影像对数斜率或聚焦深度。
文档编号G03F1/00GK102681331SQ201110274128
公开日2012年9月19日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年3月18日
发明者吴俊伟 申请人:南亚科技股份有限公司