[0001] 本发明实施例涉及一种减少光罩(掩模)缺陷影响的光刻工艺方法。

[0002] 半导体装置工业经历了快速成长。集成电路材料以及设计的技术进步产生了数代的集成电路，其中每一代都具有比前一代更小以及更复杂的电路。在集成电路发展的进程中，随着几何尺寸(亦即，利用一工艺可形成的最小构件(或线))的减少，功能密度(定义为每芯片面积的互连元件的数量)大体上已获得增加。尺寸缩减过程通常可带来益处，例如增加制造的效率以及降低相关成本，但也会增加半导体装置的设计以及制造的复杂度。然而，这样的缩减也增加了集成电路(IC)的加工以及制造的复杂性，为了实现这些进展，需要在IC加工以及制造方面取得类似的发展。举例来说，高分辨率的光刻工艺(例如极紫外线(EUV)光刻工艺是为了满足32 纳米技术节点以及以下接近临界尺寸公差的尺寸限制而实施的。EUV光刻使用一反射光罩(亦称为中间光罩(reticle))，以将集成电路装置的一个层的图案转移到晶圆上。一个反射光罩通常包括位于一基板上的一反射多重膜层涂层(多层镜像堆叠)。在基板上的任何缺陷(包括微小的缺陷)都会造成反射多重膜层涂层的材料层中的扰动(或变形)，而这些变形将影响反射光罩的图案的转印。这种缺陷往往难以检测，而即使检测到了也很难修复。因此，尽管现有的EUV光罩以及制造EUV光罩的方法已普遍适用于它们的预期用途，但它们在各方面仍不尽理想。

[0038] 以下是提供了许多不同的实施例、或示例，用于实现本发明的不同特征。以下公开各种元件以及配置的具体实施例或示例以简化描述本发明。当然这些仅为示例但不以此为限。举例来说，说明书中第一特征位于第二特征上方的结构可包括以第一特征与第二特征直接接触的形式，以及可包括以于第一特征与第二特征之间插入额外的特征的形式，使得第一特征以及第二特征并未直接接触。此外，本发明于各种示例中将重复标号和/或字母。上述的重复用于简化以及清楚的目的，并非用以指定各种实施例和/或上述配置中的关系。
此外，空间相关术语例如”在…之下”、”以下”、”较低的”、”以上”、”上方”等空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征之间的关系。空间相关术语可包括设备于使用或操作中除了图中描绘的方位以外的不同方位。设备可以其它方式被定向(旋转90度或往其它方位)，并且在此使用的空间相关描述词应可被相应地理解。

[0039] 图1为根据本发明一些实施例所述的光罩100(亦称为光罩(photomask) 或中间光罩(reticle))的示意性侧面剖视图。在所描绘的实施例中，光罩 100为将经历一光罩制作过程的空白光罩，光罩制作过程用以利用一集成电路(IC)装置的一个层的一设计来图案化此空白光罩，使得光罩100可用于集成电路装置的制造。为了清楚说明，图1已经过简化，以更佳地理解本发明实施例的发明概念。额外的特征可被添加在光罩100中，以及在光罩100的其它实施例中以下所描述的一些特征将可被替换或删除。

[0040] 光罩100包括基板110。基板110具有一表面112以及相对于表面112 的一表面114。在本示例中，基板110包括一低热膨胀材料(LTEM)。在一示例中，LTEM基板包括掺杂熔融硅石(SiO2)的二氧化钛(TiO2)。或者，取决于光罩100的设计需求，基板110可包括其它材料，例如石英或玻璃。

[0041] 一反射多重膜层涂层(reflective multilayer coating,RMLC)120(亦称为一多重膜层镜(multilayer mirror,MLM))沉积在基板110上，特别是沉积在基板110的表面112上。RMLC 120包括多个材料层1221、1222、1223、 1224...，其中N为RMLC 120的材料层的总数量。之后，为了便于讨论，“一材料层”或“多个材料层”被简称为“一层”或”层”。在本示例中，关于基板110的表面112，层1221可被称为RMLC 120的一最底层，以及层122N可被称为RMLC 120的一最顶层。更进一步地，多个层1221、1222、1223、 1224、…、122N形成多个层对，其中每个层对包括具有不同反射率的两个层(即第一材料以及第二材料的组合，其中第一材料的反射率不同于第二材料的反射率)。举例来说，层对包括层1221以及层1222，另一层对包括层 
1223以及层1224等。选择层对中材料的组合以在两层之间提供具有较大差异的反射率(例如根据菲涅耳(Fresnel)方程在两层的一介面处实现较大的反射率)，但对层提供了小的消光系数(extinction coefficient)(例如以将吸收最小化)。于一示例中，RMLC 120包括钼-硅(Mo/Si)层对。在另一个示例中，RMLC 120包括钼-铍(Mo/Be)层对。根据入射在光罩100上的光(例如极紫外(EUV)辐射)的一波长以及一入射角度来调整RMLC 120 的每个层对的每个层的厚度，使得光罩100实现从RMLC  120的不同介面反射的光的最大建设性干涉
(interference)。一般而言，RMLC 120的反射率随着RMLC 120层对数目的增加而增加。因此，原则上，如果层对的数量够大且层的材料的消光系数接近于零，则不管层对中层的材料的反射率差异如何，RMLC 120的反射率可接近100％。然而，在EUV波长范围内，可实现的最高反射率受到RMLC 120层的材料的消光系数的限制。在本示例中，RMLC 120的层对的数量为20～80。举例来说，在所描绘的实施例中，为了实现RMLC 120大于90％的最大可实现反射率(通过选择的材料)以及最小化光罩制造时间以及成本，RMLC 120包括约四十个层对，例如四十个Mo/Si对(其中N＝80；包括硅且具有约3～5nm的厚度(例如约4nm)。

[0042] RMLC 120包括改变从RMLC 120反射的光的相位的一相位缺陷区域 (phase-defect region)。在所描绘的实施例中，缺陷130(例如突起缺陷(bump defect))位于基板110的表面112上。如图1所示，缺陷130造成沉积在基板110的表面112上的RMLC 120的多个层中的变形。更具体地，变形发生在每个层1221、1222、1223、1224，…122N中。因此，缺陷130形成在每个连续形成的层中，使得RMLC 120的相位缺陷区域从最底层(层1221) 延伸至最顶层(层122N)。或者是说，相位缺陷区域延伸穿过RMLC 120 一有限数量的层1221、1222、1223、
1224、…。在另一实施例中，相位缺陷区域延伸穿过有限数量的层1221、1222、1223、1224、…、
122N，某一层中 /上的缺陷导致随后沉积的层中的变形，而随后沉积的层中的变形与层中/ 上的缺陷有关，而非与基板110的表面上的缺陷(例如缺陷130)有关。RMLC 120的变形可以具有不同的轮廓，其取决于在形成RMLC 120的层1221、 1222、1223、1224、…、122N期间与变形以及工艺条件有关的缺陷类型。

[0043] 从RMLC 120反射的光包括从RMLC 120的各种不同介面反射的所有光。在本示例中，部分反射光是相移的(即具有相位误差)，原因为RMLC 120中层1221、1222、1223、1224、…、122N的变形(在此由缺陷130所造成)。所示的相位缺陷区域(RMLC 120的层中的变形集合)主要影响从 RMLC 120反射的光的相位，尽管它可仅轻微地影响这种反射光的幅度。当使用小成像波长(例如EUV波长)来照射光罩100时，尽管1221、1222、 1223、1224、…、
122N等层的变形与RMLC 120的相位缺陷区域有关程度可能很小，但仍有可能在RMLC 120的相位缺陷区域中造成大的相位误差。举例来说，当成像波长为13.5nm时，具有约3.4nm的高度或深度(约四分之一成像波长)的缺陷可能引起多达180°的一相位误差。由于RMLC 120 的相位缺陷区域所产生的相位偏移(误差)，从而对使用光罩100的光刻工艺产生负面影响。
事实上，一个相对小于180°的相位差(例如30°)可对光刻工艺视窗或利用光罩100所产生的图案保真度(fidelity)有负面的影响。因此，基板110(特别是基板110的表面112)以及RMLC 
120是希望不存在缺陷的(例如突起缺陷、凹陷缺陷(pit defect)以及其它类型的缺陷)。然而，使用传统技术很难实现无缺陷的基板以及无缺陷的RMLC。以下讨论了如何减少这些缺陷的影响，特别是缺陷区域的影响。更进一步地，本发明实施例更提供一种实现EUV光刻工艺的方法，其有效地消除了缺陷的影响，并进一步地减少或最小化制造成本。

[0044] 图2为根据本发明一些实施例所述的用于形成一图案化抗蚀剂层的方法的流程图。方法200起始于方块210，形成一抗蚀剂层于基板上。于方块 220，决定一最佳曝光剂量(EOP)。在一给定的光刻工艺中，一给定的抗蚀剂层具有一既定阈值的曝光剂量(ETH)，既定阈值的曝光剂量为最小曝光剂量，相较于未曝光的部分，其可可靠地改变抗蚀剂层的曝光部分(当光罩上的图案与所使用的辐射源的波长相比较大时)。举例来说，在抗蚀剂层包括正型的抗蚀剂材料时，在阈值曝光剂量下抗蚀剂层的曝光部分会变为可溶化的，如此，在显影工艺中，抗蚀剂层的曝光部分被移除，使得被显影的抗蚀剂层包括该图案。在另一示例中，抗蚀剂层包括一种负型的抗蚀剂材料，在阈值曝光剂量下抗蚀剂层的曝光部分变为不可溶化的，如此，在显影工艺中，抗蚀剂层的未曝光部分被移除，而被显影的抗蚀剂层包括该图案。然而，各种现实的影响可能导致阈值剂量不足。举例来说，当光罩上的图案大小接近或小于所使用的辐射源的波长时，降低空中图像的对比度的绕射影响将变得明显。在另一示例中，曝光后的烘烤程序可能会表现出如化学放大阻抗的酸扩散(acid diffusion)、淬灭剂(quencher)的酸湮没(acid annihilation)等作用。为了校正上述作用，在一些实施例中，可根据用于预先指定的测试图案的曝光剂量来决定一最佳曝光剂量，以在对应的单一曝光工艺中于一晶圆上实现一预先确定的目标维度(target dimension)。

[0045] 于方块230，通过混合光刻曝光工艺以及显影工艺以于抗蚀剂层中形成一图案。混合光刻曝光工艺包括多个分别使用不同的光罩以及同一光罩的不同图案区域的曝光工艺。以下将提出详细的说明。在一些实施例中，多重曝光工艺使用极紫外线(EUV)进行，而每个曝光工艺的辐射可能具有大致相同的波长。于方块230的多重曝光工艺中，每个曝光工艺可利用小于最佳曝光剂量的一曝光剂量，并且多重曝光工艺的总曝光剂量(ET)大约等于最佳曝光剂量(换言之，E1

[0046] 在多重曝光工艺期间，抗蚀剂层以相同的图案(例如相同的集成电路 (IC)图案)多次于同一区域进行曝光。然而，相同的IC图案来自不同的光罩图案，包括多个光罩(光罩的数量为M)以及每个光罩的多个部分(部分的数量为N)。光罩的部分在下面的描述中亦被称为子区域。每个曝光工艺皆用不同的光罩或一个光罩的不同部分来实现的。因此，多重曝光工艺被统称为混合光刻曝光工艺。混合光刻曝光工艺包括共L个曝光工艺，其中L＝M*N。以下将提出更详细的说明。

[0047] 多重曝光工艺被分为多组曝光工艺，每组曝光工艺都与一相同的光罩有关。在这种情况下，与一光罩有关的同一组曝光工艺中的每个曝光工艺都使用该光罩的不同部分来曝光抗蚀剂层，其中该光罩每个部分具有相同的图案。另一组曝光工艺使用不同的光罩，以同样的方式曝光抗蚀剂层。不同的光罩以及一光罩的不同部分可包括缺陷(如突起缺陷、凹陷缺陷、其它类型的缺陷或其组合)以及相位缺陷区域。然而，这些缺陷通常是随机分布的，且只对多个曝光工艺中的其中一者作出贡献，例如对曝光剂量的贡献小于ET/L。当L够大时，比如L>10，那么来自一个缺陷的剂量变化太小(远小于总曝光剂量ET)而不会引起所显影的光阻图案的实际上的变化。因此，混合光刻曝光工艺会减少缺陷的影响。因此，即使是光罩有合理数量缺陷(例如1或2)，它仍然为可用的。总而言之，其降低制造成本。

[0048] 在抗蚀剂层中形成图案的步骤还可包括一显影工艺，其中一显影溶液会被施加到曝光后的抗蚀剂层上。抗蚀剂层亦可能在抗蚀剂层曝光前及/或曝光后进行一烘烤程序。额外的步骤可提供在方法200之前、期间以及之后，所述的一些步骤可被替换、移除或移动到方法200的其它实施例中。以下的讨论说明了一抗蚀剂层的各种实施例，抗蚀剂层可根据图2的方法进行图案化。

[0049] 图3A-图3E为图2所示方法的不同阶段中抗蚀剂层的不同示意图。图 3A-图3E已被简化以更佳地理解本发明实施例所公开的概念。在图3A中，提供了一晶圆310。晶圆310为一基板、一光罩(亦被称为光罩(photomask) 或中间光罩)，或任何一种用于可于其上提供多个材料层以形成集成电路装置的各种特征部件的基础材料。在所述的实施例中，晶圆310为包括硅的一半导体基板(即一硅晶圆)。另外，晶圆310包括另一种基本半导体 (elementary semiconductor)，例如锗；一种化合物半导体，包括碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、铟砷化铟和/或锑化铟；一种合金半导体，包括 SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP和/或GaInAsP；或其组合。在另一种选择中，晶圆310为绝缘体基板上的半导体(SOI)。晶圆310 亦可被称为材料层，或晶圆310可包括一材料层，以在其上形成一层抗蚀剂层。在一示例中，材料层为一金属层、一半导体层或一介电层。在另一示例中，材料层为一硬罩幕层(hard mask layer)，例如硅氧化物层或氮化硅层。

[0050] 一抗蚀剂层320为通过一旋转涂布技术设置在晶圆310上。抗蚀剂层 (resist layer)320亦被称为光阻层(photoresist layer，光刻胶层)、感光层 (photosensitive layer)、成像层、图案化层或感应辐射层(radiation sensitive layer)。一清洗工艺(rinsing process)(例如去离子水冲洗)可在设置抗蚀剂层320前在晶圆310上进行。抗蚀剂层320可能会会被施加一烘烤程序，例如软烘烤程序(亦称为后应用烘烤程序)。在所述的实施例中，抗蚀剂层 320包括正型抗蚀剂材料。另外，抗蚀剂层320包括负型抗蚀剂材料。抗蚀剂层320有合适的厚度，如厚度约10～1000纳米。

[0051] 在图3B-图3E中，抗蚀剂层320被图案化以形成一图案化抗蚀剂层 320A。图案化抗蚀剂层320的步骤包括执行一混合光刻曝光工艺，其包括如图3B-图3D所示的一个以上的曝光工艺。其中，每个曝光工艺所使用的曝光剂量小于相应的单一曝光工艺的最佳曝光剂量EOP。于所述的实施例中，第一曝光工艺330(图3B)、第二曝光工艺340(图3C)以及第三曝光工艺 350(图3D)的每一者是使用一不同的光罩图案分别以第一曝光剂量(E1)、第二曝光剂量(E2)、第三曝光剂量(E3)的辐射照射选择性地抗蚀剂层320，从而于抗蚀剂层320中形成一潜像332。在此所述的光罩图案指在光罩的不同部分或不同的光罩所形成的相同IC图案。在本示例中，仅示例性地描述三个曝光工艺，以进行说明以及解释。总曝光数量并不限制为L。第一曝光剂量(E1)、第二曝光剂量(E2)以及第三曝光剂量(E3)皆小于最佳曝光剂量(EOP)。更进一步地，在当前的示例中，第一曝光剂量(E1)、第二曝光剂量(E2)、以及第三曝光剂量(E3)的总曝光剂量(ET)约等于最佳曝光剂量(EOP)(即ET＝E1+E2+E3≥EOP)，如此在第三曝光工艺350后潜像 332为可显影的。在所述的实施例中，第一曝光工艺330、第二曝光工艺340 以及第三曝光工艺350以具有波长小于约100纳米的辐射(例如一极紫外线(EUV)范围、x射线范围、深紫外范围、真空紫外线范围或其组合)照射抗蚀剂层320。在一示例中，辐射为波长等于13.5纳米的EUV辐射。或者，辐射的波长范围大于100纳米。举例来说，一辐射源可能为一光源(例如具有波长为248纳米的氟化氪(KrF)准分子激光、具有波长为193纳米的氟化氩(ArF)准分子激光、具有波长为157纳米的氟化物(F2)准分子激光、或其它光源)。值得注意的是，在替代实施例中，只有两个曝光工艺或三个以上的曝光工艺可在抗蚀剂层320上形成一可显影的潜像图案。

[0052] 在第一曝光工艺330、第二曝光工艺340以及第三曝光工艺350中所使用的光罩图案包括一图案(例如根据一设计布局的集成电路图案)，此图案于每个曝光工艺330、340以及350期间被转移到抗蚀剂层。在一示例中，在第一曝光工艺、第二曝光工艺为340以及第三曝光工艺为350中使用了具有相同集成电路图案的不同光罩图案。

[0053] 在下面的示例中，更进一步地描述一组与一光罩有关的曝光工艺。同一光罩中具有相同的集成电路图案的不同部是分别在第一曝光工艺330、第二曝光工艺340以及第三曝光工艺350中被使用。举例来说，参阅图4A～图4E，在第一曝光工艺330中所使用的光罩的第一部分的具有一集成电路图案，在第二曝光工艺340中所使用的光罩的第二部分(即不同于第一部分)具有相同的集成电路图案，在第三曝光工艺350中所使用的光罩的第三部分(即不同于第一部分以及第二部分)具有的相同的集成电路图案。光罩的这些部分被称为光罩的子区域。在光罩的子区域上所定义的IC图案为相同的。在图4A中，一光罩包括光罩成像区域以及光罩框架区域，其中光罩成像区域包括一第一部分(或第一光罩子区域)，第一部分包括一集成电路图案1，一第二部分(或第二光罩子区域)包括一集成电路图案2，以及一第三部分(或第三光罩子区域)包括一集成电路图案3。在所描述的实施例中，集成电路图案1、2以及3为相同的集成电路图案。该光罩用以将集成电路图案1、2以及3(彼此皆相同)转移到晶圆310，特别是多次转移到晶圆310上的抗蚀剂层320(图4A-图4E中未显示)。举例来说，该光罩用于多重曝光工艺，以将集成电路图案转移到晶圆310的各个次场 (subfield)。光罩的子区域具有相同的图案。每个场(field)表示晶圆310 中将以给定时间进行曝光的一区域，以及每个场对应至一光罩图像区域。每个次场表示晶圆310中以一给定时间进行曝光的区域，在所描述的实施例中，每个次场对应至一光罩子区域。在图4A中，一次场表示为370。
一次场可定义一集成电路芯片，其最后将自晶圆310上切割，并被封装成一电路芯片。或者，次场可定义多个集成电路芯片，其最后将被封装成多个电路芯片。在现有的方法中，光刻工艺为基于场的工艺，而本发明实施例的方法为基于次场的工艺。这将于以下提出更进一步的说明。在一示例中，一曝光工具(例如步进器或扫描器)处理一或多个次场，接着处理下一个或多个次场，以此类推，如此每个次场370被分别定义光罩的第一、第二以及第三子区域的集成电路图案1、2以及3加以曝光。

[0054] 为了便于讨论，本示例显示单一个集成电路装置区域370的所有曝光程序(晶圆310上侧、左侧的集成电路装置区域370)。然而，必须理解的是，在晶圆制作过程中，多个集成电路装置区域370被加工并被完全曝光。参考图3B以及图4B，第一曝光工艺330将光罩中具有集成电路图案1的第一子区域与次场370中的其中一个(在此为左上方次场370)对齐，并将第一曝光剂量(E1)的辐射投射到光罩上。一部分辐射传输到抗蚀剂层320，从而将光罩第一子区域的集成电路图案1转印到抗蚀剂层320，以形成潜像图案332，其中潜像图案332包括潜像部分332A。在所描述的实施例中，抗蚀剂层320包括正型抗蚀剂材料，潜像部分
332A部分变成部分可溶化的。接着，参阅图3C以图4C，第二曝光过程340将光罩中具有集成电路图案2 的第二部分与同一次场370(在此为左上方次场370)对齐，并将第二曝光剂量(E2)的辐射投射到光罩上。在第二曝光工艺期间，光罩的第一子区域亦与晶圆310的另一子场370对齐。辐射的一部分被传输到抗蚀剂层320，从而将光罩第一以及第二区域的集成电路图案分别转印到抗蚀剂层320。在本示例中，潜影图案332的可溶性(尤其是潜影部分
332A)在左上方的次场370中增加。潜像图案332因此包括潜像部分332B，其比潜像部分332A 更容易溶解。由于第二曝光工艺340中所提供的额外曝光剂量，潜像部分的可溶性增加。为了进一步地说明本示例，曝光至光罩的第一部分的其它次场370包括潜像部分332A，因为其只接受第二曝光工艺340。参阅图3D 以及图4D，第三曝光工艺350将光罩中具有集成电路图案3的第三子区域与同一次场370(在此为左上方的次场370)对齐，并将第三曝光剂量(E3) 的辐射曝光在光罩上。辐射的一部分被传输到抗蚀剂层320，从而将光罩的第一、第二以及第三子区域的集成电路图案分别转印到抗蚀剂层320。在本示例中，潜像图案332的可溶性(尤其是潜像部分332B)在左上方的次场 370中增加。潜像图案332因此包括潜像部分332C，其比潜像部分332B更容易溶解。在所有M个光罩被执行之前，此一过程在其它光罩上重复执行。由于第一曝光剂量(E1)、第二曝光剂量(E2)、第三曝光剂量(E3)、…、以及第Lth曝光剂量约等于最佳曝光剂量(EOP)，潜像部分为可溶的，如此在左上方的集成电路装置区域370中可显影出潜像332。根据各个实施例，曝光剂量(Ei)为彼此相同或不同。在一示例中，曝光剂量(Ei)为彼此相同的，每个曝光剂量Ei＝Eop/L＝Eop/(M*N)＝Eop/(M*Nx*Ny)。在前述的公式中，N代表光罩的子区域的总数量，并且光罩上的次场配置为Nx×Ny的阵列。在图4A的光罩示例中，该光罩包括在1*3的阵列中配置3个子区域，因此在本示例中，N、Nx以及Ny分别为3、1以及3。

[0055] 在图4E中，随着后续曝光工艺的进行，由于已接收最佳曝光剂量，因此左上方的次场370已完全曝光。前面提到的多重曝光工艺完全符合扫描器通过步进以及扫描曝光整个晶圆时所采取的动作。扫描器的晶圆台在扫描方向上移动时仅需要在扫描方向上移动一部分的场大小(晶圆的一或多个次场或对光罩而言一或多个子区域)，以及在扫描期间沿扫描方向移动整个场大小。因此，多重曝光工艺所产生的对晶圆生产率的影响将可最小化。除了减少随机分布的光罩缺陷(包括相位缺陷、图案缺陷以及粒子)的影响外，该方法亦能有效地减少其它随机误差的影响，例如线边缘粗糙度以及光罩图案的重合误差(registration error)。

[0056] 使用多重曝光工艺以在抗蚀剂层320中形成潜像图案332，其中每个曝光工艺使用小于最佳曝光剂量的曝光剂量将抗蚀剂层320曝光为相同的图案，以减少在多重曝光工艺中使用的光罩的缺陷或缺陷区域的影响。举例来说，在所述的实施例中，第一曝光工艺330、第二曝光工艺340、第三曝光工艺350中使用的光罩为有缺陷或缺陷区域的，如图1中所示的光罩100。当使用不同的光罩图案时(包括不同的光罩或光罩的不同子区域)，一或多个不同的光罩图案包括一相位缺陷区域。因为投射到一光罩图案的曝光剂量(在一光罩的子区域中所定义的曝光剂量)小于最佳曝光剂量，其仅占所有曝光剂量的一小部分(例如在一示例中，EOP/(M*Nx*Ny))，该相位缺陷对一个光罩的对应子区域的影响将明显地降低。由于这些缺陷是随机分布在不同的光罩上或光罩的不同的子区域中，因此并无缺陷会接收到完整的曝光剂量。更具体地，每个独立的缺陷所影响的空中图像强度将会降低，从而降低这种缺陷的可转印性。不同的实施例可能有不同的优点，且对于任何实施例都不需要特定优点。在一示例中，每个曝光工艺的曝光剂量大约等于最佳曝光剂量(EOP)除以L，其中L为曝光工艺的总数量。因此，在本示例中，第一曝光剂量(E1)、第二曝光剂量(E2)、…、第L曝光剂量(El)等于最佳曝光剂量(EOP)的1/L。或者，第一曝光剂量(E1)、第二曝光剂量(E2)、…以及第L曝光剂量(E1)约等于最佳曝光剂量(EOP) 的不同分数(varying fraction)。可根据缺陷的可转印性调整多个EUV曝光工艺的曝光剂量。举例来说，如果光罩上的缺陷为可转印的，那么光罩的曝光剂量就会减少使其变得不可转印的。

[0057] 随后，抗蚀剂层320可能会被施加曝光后烘烤(post-exposure bake，PEB) 的步骤。参阅图3E，在抗蚀剂层320上进行了一显影工艺，从而形成图案化抗蚀剂层320A。在显影工艺中，将显影液(developing solution)施加于抗蚀剂层320。在一示例中，显影液为一硷性溶液(basic solution)，例如四甲基氢氧化铵(tetramethylammoniun hydroxide，TMAH)。根据抗蚀剂层320 的特性使用任何浓度(concentration level)的TMAH显影液，例如大约2.38％的TMAH显影液。根据抗蚀剂材料，显影液将抗蚀剂层的曝光部分或未曝光部分去除。举例来说，在本示例中，抗蚀剂层320包括了正型抗蚀剂材料，因此显影工艺中会移除抗蚀剂层320的曝光部分(潜像图案322)，将抗蚀剂层320的未曝光部分遗留在晶圆310上。或者，抗蚀剂层320中包括负型抗蚀剂材料，显影工艺中会移除抗蚀剂层320的未曝光部分，将抗蚀剂层的曝光部分320遗留在晶圆310上。清洗工艺(rinsing process)包括例如去离子(de-ionized，DI)水清洗。清洗工艺可清除残留的颗粒。图案化抗蚀剂层320A包括开口362，其露出位于下方的晶圆310的部分。后续的过程可包括蚀刻晶圆310在图案化抗蚀剂层
320A的开口中所露出的部分。或者，金属沉积、离子注入、或其它过程可在晶圆310上进行。
可通过任何合适的工艺移除(或剥离)图案化抗蚀剂层320A。举例来说，图案化抗蚀剂层
320A可用流体(或剥离溶液)移除。在某些情况下，晶圆310中所露出的部分进行离子轰击(ion bombardment)或等离子体表面处理工艺 (plasma treatment process)的影响，此流体会剥离经离子轰击后的图案化抗蚀剂层320A和/或等离子体表面处理后的图案化抗蚀剂层320A。在移除图案化抗蚀剂层320A后，后续工艺可继续完成集成电路装置的制造。举例来说，可执行额外的图案化工艺、蚀刻工艺、沉积工艺以及其它工艺，以形成集成电路装置的其它特征。

[0058] 图5为根据本发明一些实施例所述的混合光刻曝光工艺的方法500的流程图。方法起始于方块510，接收IC设计布局或仅接收一IC图案。集成电路图案可能为集成电路的一部分，例如在半导体芯片的一材料层上所形成的图案。集成电路图案为集成电路设计者所设计或光罩制造商根据半导体制造技术进行进一步地修改。举例来说，IC图案与IC图案的各种虚拟特征进一步结合以改善其制造，例如减少负载效应(蚀刻或抛光负载效应) 以及平滑图案密度。在另一示例中，根据光学邻近校正(OPC)修改IC图案以强化光刻曝光工艺的分辨率。

[0059] 方法进入操作520，根据IC图案决定可用的子区域(亦称为候选子区域)。操作520为配合参阅图4A进行描述。如图4A所示，一光罩包括一光罩图像区域，该区域还包括多个光罩图像子区域。这些光罩图像子区域亦简称为子区域。在光罩的子区域中所形成的图案为相同的。此外，M光罩的子区域中所形成的图案皆为相同的。在一示例中，任何子区域都包括一芯片的集成电路图案。如前所述，子区域可包括多个芯片的图案，例如芯片阵列。子区域的数量取决于晶圆的大小，因为子区域包括至少一芯片。在图4A的光罩示例中，光罩包括三个子区域，每个子区域皆有一IC图案，其中IC图案可对应一或多个芯片。子区域的数量(N)为根据操作520中的IC图案来决定。数量N可为1*3、2*2、2*3或其它合适的整数。

[0060] 图6A显示具有四个子区域的光罩600。光罩600包括光罩框架区域610 以及4个分别标示为1、2、3以及4的光罩图像区域。每个子区域包括IC 图案形成于其中。四个子区域排列在一2*2的阵列中。或者，如图6B所示，四个子区域排列在一1*4的阵列中。一般而言，子区域排列成一阵列，阵列具有沿一方向(图6A的X方向)排列的Nx个子区域以及沿另一方向(图 6A的Y方向)排列的Ny个子区域。光罩上子区域的数量N为Nx*Ny，或 N＝Nx*Ny。因此，操作520亦决定可用的Nx以及Ny。在本示例中，可用的Nx以及Ny分别为2以及2。每个子区域可包括对应于单个芯片或多个芯片的集成电路图案。举例来说，每个子区域可代表2*2个芯片的图案。因此，以下操作可自由选择2*2、2*4、4*2或4*4个子区域。换言之，可用的Nx*Ny包括2*2、
2*4、4*2以及4*4。

[0061] 当光罩被成像到晶圆时，晶圆上对应的区域为一个场。类似地，子区域对应至场的子区域。晶圆上的子区域称为次场。

[0062] 方法500进入操作530，根据可用的子区域以及制造成本函数，决定子区域Nx、Ny以及光罩数量M。子区域Nx以及Ny仅能从操作520中所决定的可用的子区域中选择。举例来说，可用的子区域Nx*Ny包括2*2、2*4、 4*2以及4*4。子区域Nx以及Ny只能从可用的区域中选择。在操作530中，还根据制造成本函数决定子区域Nx以及Ny。制造成本函数为评估整体制造成本的函数，包括光罩制造成本以及与混合光刻曝光工艺相关的晶圆制造成本。光罩制造成本还包括空白光罩成本(不含图案的光罩基板的成本) C1、光罩图案成本C2以及光罩修复成本C3。在某些示例中，光罩成本还包括与光罩复杂性相关的成本，例如表示为光罩复杂性参数。当光罩图案较复杂时，光罩图案成本较高。在本示例中，使用多个光罩(数量为M)。空白光罩成本等于一空白光罩的成本乘以M。然而，由于带有缺陷的光罩可用于这个目的，且带有缺陷的光罩较为便宜。空白光罩成本(带有缺陷的空白光罩的成本的N倍)甚至比一没有缺陷的空白光罩的成本更低。光罩图案成本包括图案化空白光罩以及其它相关费用的成本。当多个电子束写入技术成熟时，此一成本将可大幅地降低。光罩修复成本包括修复有缺陷的光罩的成本。由于混合光刻曝光工艺可容忍大部分缺陷，因此此成本可减少或消除。晶圆制造成本C4包括与光刻曝光工艺相关的成本。混合光刻曝光工艺成本更高，因为其包括多个曝光工艺，曝光工艺包括扫描时间以及步进时间相关的成本。每一光刻曝光工艺皆包括移动至一个场的动作，以及扫描一个场的相关时间。如前所述，混合光刻曝光工艺的扫描时间本质上类似于单一常规光刻曝光工艺的扫描时间，由于混合光刻曝光工艺的每个曝光工艺皆使用单一常规光刻曝光工艺的扫描时间的一个片段(大约 1/L)。然而，混合光刻曝光工艺的步进时间大于单一常规光刻曝光工艺的步进时间。制造成本函数Fc可定义为Fc＝f(C1,C2,C3,C4)。此一函数可为线性的，例如Fc＝a1*C1+a2*C2+a3*C3+a4*C4。系数a1、a2、a3、a4是根据上述成本模型所决定。在可用的子区域Nx以及Ny中，子区域Nx以及Ny是由可用的子区域决定，这些子区域的制造成本被最小化，或制造成本函数被最小化。在不同的示例中，M、Nx以及Ny被决定为[3,2,2]、[3,4,1]或[3,1,4]。

[0063] 方法500进入操作540，制作多个光罩，其中数量M是于操作530中所决定的。这些光罩的图案相同。特别的是，IC图案形成在每个光罩上Nx以及Ny子区域上。光罩制作过程可使用多个电子束写入。

[0064] 图7为根据本发明一些实施例所述的混合光刻曝光工艺的方法的流程图。在一实施例中，方法700依照并接续于方法500。举例来说，方法700 可通过接收在操作540中所定义的M个光罩以起始于方块705。

[0065] 方法700进入操作210，形成一层抗蚀剂层在一基板(例如半导体晶圆) 上。

[0066] 方法700进入操作220，如图2所述，决定最佳曝光剂量(EOP)。

[0067] 方法700进入操作710，通过执行一混合光刻曝光工艺以在抗蚀剂层中形成一图案，其中混合光刻曝光工艺包括使用M个光罩的多重曝光工艺，其中每个曝光工艺所使用的曝光剂量小于最佳曝光剂量(EOP)。混合光刻工艺包括许多曝光工艺，其中L等于M*Nx*Ny。参数M、Nx以及Ny在方法500的操作530中决定。此外，M个相同的光罩是于方法500的操作540 中所制造。

[0068] 混合光刻曝光工艺中的多重曝光工艺被分为M组并与M个光罩匹配，每组采用匹配的光罩进行多重曝光工艺(例如Nx*Ny)。每组彼此相似。

[0069] 继续参阅图7，完成操作710的混合光刻曝光工艺后，方法700进入操作720，形成一图案化抗蚀剂层。操作720包括使用合适的显影器进行显影程序。操作720还可包括其它工艺步骤。举例来说，操作720可包括在显影步骤之前的曝光后烘烤，显影后的清洁以及显影后的硬烘烤。

[0070] 参阅图8，操作710包括M组曝光工艺，例如方块750中对一基板上的抗蚀剂层使用第一光罩的第一组曝光工艺；方块760中对基板上的抗蚀剂层使用第二光罩的第二组曝光工艺；…以及方块770中对基板上的抗蚀剂层使用第M个光罩的第M组曝光工艺。由于每一组曝光工艺除了使用各自的光罩外，皆与其它组相同，因此在此仅详细描述一组曝光工艺(例如方块750的第一组曝光工艺)。一组曝光工艺皆使用相同的光罩来执行，即 M个光罩的其中一者。

[0071] 作为一示例，如图6A所示，假设Nx以及Ny分别为2以及2，这表示光罩600包括2*2个子区域以及一组曝光工艺包括2*2个曝光工艺。图9A、图9B、图9C、图9D、图9E、图9F、图9G、图9H、图9I、图9J、图9K、图9L、图9M、图9N、图9O、图9P显示一组曝光工艺。在图9A中，基板310仅包括6个示例性的场(或3*2个场)910。每个场包括Nx*Ny个次场，其对应于光罩310的Nx*Ny个子区域。在本示例中，每个场包括2*2 个次场，其对应于光罩310的2*2个子区域。晶圆上的次场被标示为(i,j)，其代表沿着X方向第i个以及沿着Y方向第j个次场，次场从左下方开始为(1,1)。

[0072] 方块750中第一组曝光工艺在图9A～图9P中共同描述以及说明。从图 9A开始，将光罩600移动到一位置，使得第一次场(1,1)被光罩310的第一子区域所覆盖。具体而言，光罩600自第一次场(1,1)的顶点920中沿X方向移动第一距离Dx(对应于次场的维度(dimension))以及沿Y方向移动第二距离Dy(对应于次场的维度)。值得注意的是，图9A以更好理解的方式显示。一般而言，子区域与次场的维度不同。然而，子区域中的IC图案的图像是对齐的，并映射到具有相同维度的次场。值得注意的是，步进为光罩与晶圆310之间的相对运动。一般而言，晶圆相对于光罩移动。为了简单地说明以及更加地理解，其被描述为光罩相对于晶圆步进地移动。接着，以小于最佳曝光剂量Eop的曝光剂量扫描光罩600以在第一次场(1,1) 中形成IC图案。基于光罩的位置，光罩600的一子区域仅曝光第一次场。

[0073] 参阅图9B，光罩600沿Y方向移动Dy，以覆盖另一次场。接着，扫描光罩600以在两个次场(1,1)以及(1,2)上形成IC图案。换言之，仅曝光两个次场(1,1)以及(1,2)。

[0074] 参阅图9C，光罩600沿Y方向移动另一Dy，以覆盖另一次场。接着，扫描光罩600以在两个次场(1,2)以及(1,3)上形成IC图案。

[0075] 参阅图9D，光罩600沿Y方向移动另一Dy。接着，扫描光罩600以在两个次场(1,3)以及(1,4)上形成IC图案。在本示例中，仍然会曝光两个次场。

[0076] 参阅图9E，光罩600沿Y方向移动Dy。接着，扫描光罩600以在一个次场(1,4)上形成IC图案。

[0077] 参阅图9F，光罩600沿X方向移动Dx。接着，扫描光罩600以在两个次场(1,4)以及(2,4)上形成IC图案。

[0078] 参阅图9G，光罩600沿-Y方向移动Dy。接着，扫描光罩600以在包括四个次场(1、4)、(1、3)、(2、3)以及(2,4)的完整的场上形成IC图案。

[0079] 参阅图9H，光罩600沿-Y方向移动Dy。接着，扫描光罩600以在四个次场(1，2)、(1，3)、(2，2)以及(2，3)上形成IC图案。

[0080] 参阅图9I，光罩600沿-Y方向移动Dy。接着，扫描光罩600以在四个次场(1，1)、(1，2)、(2，1)以及(2，2)上形成IC图案。

[0081] 参阅图9J，光罩600沿-Y方向移动Dy。接着，扫描光罩600以仅在两个次场(1，1)以及(2，1)上形成IC图案。

[0082] 参阅图9K，光罩600沿X方向移动Dx。接着，扫描光罩600以仅在两个次场(2，1)以及(3，1)上形成IC图案。

[0083] 类似地，如图9K～图9P所示，这种步进扫描过程一直持续到基板310 的次场被耗尽为止。特别的是，这种步进扫描过程将一直持续直到基板310 的每个次场分别由光罩600的Nx*Ny子区域的IC图案曝光Nx*Ny次为止。在本示例中，每个次场分别在四个子区域中以相同的IC图案曝光2*2次。因此，第一组曝光工艺已经完成。值得注意的是，Dx以及Dy的步距与传统的曝光工艺不同。在一般曝光工艺中，步距与整个场的维度相对应，即Nx*Dx以及Ny*Dy(或在本示例中为2Dx以及2Dy)。由于上述扫描的一子集并未曝光一完整的场尺寸(一些仅曝光一个次场，而一些仅曝光两个次场)，因此需要更多的步进以及扫描来取得完整的覆盖(每个次场需曝光在Nx*Ny中)。在这种情况下，第一组曝光工艺需要(3*Nx+1)*(2*Ny+1)个步进扫描动作(周期)。根据以下的内容将可理解。在常规的单一光刻工艺中，如果基板310包括3*2个场，则步进扫描动作包括3*2个。在混合光刻曝光工艺中，每个次场皆曝光Nx*Ny次。所有步进扫描动作应该为(3*Nx)*(2*Ny)。然而，由于某些步进以及扫描的操作并未覆盖整个场(或在本示例中是4 个次场)。因此需要额外的动作。因此，第一组曝光工艺最后具有 (3*Nx+1)*(2*Ny+1)个步进扫描动作。这应该考虑到制造成本函数中的晶圆制造成本。

[0084] 请参阅图8，混合光刻曝光工艺持续进行到其它组曝光工艺(类似于前述的第一组)，例如在方块760中对基板上的抗蚀剂层使用第一光罩的第二曝光工艺；…以及在方块770中对基板上的抗蚀剂层使用第M个光罩的第 m组曝光工艺。

[0085] 在图9A～图9P的描述中，共同描述了第一组曝光工艺。然而，只要每个次场分别由光罩600的Nx*Ny个子区域的IC图案曝光Nx*Ny次，即可设计不同的步进扫描动作顺序。群内的Nx*Ny个曝光工艺可用不同的顺序来实现。第一组曝光工艺包括Nx*Ny个(在本示例中为2*2)曝光工艺。第一组曝光工艺中的每一者包括步进以及扫描动作，但有三个不同。第一，开始的步进位置不同，因此在不同的曝光工艺中具有不同的位移。第二，步距为整个场的维度(即沿着X方向移动Nx*Dx、沿Y方向移动Ny*Dy)，因此在同一曝光工艺中相邻的扫描动作之间具有重叠覆盖。第三，每个曝光工艺可能需要不同数量的步进扫描周期。

[0086] 在此更进一步地以使用光罩600作为一示例。光罩600包括四个子区域。因此，与一光罩有关的每个组中有4个曝光工艺。第一组中的第一曝光工艺包括第一步进动作，其具有如图9A所示的一起始位置。在这种情况下，第一扫描动作仅曝光一次场(1,1)，接着如图9C所示，其沿着Y方向移动Ny*Dy。第二扫描动作仅曝光两个次场(1,2)以及(1,3)。接着如图9E所示，其沿着Y方向移动Ny*Dy。第三扫描动作仅曝光一次场(1,4)，接着沿着X 方向移动Nx*Dx。后续的扫描动作仅曝光两个次场(2,4)以及(3,4)。如图9L 所示，其一直持续到最后一个步进动作到达次场(6,1)为止，并接着扫描这个次场。第一曝光工艺总共需要12个步进扫描周期。

[0087] 第一组第二曝光工艺包括一第一步进动作，其具有如图9B所示的一起始位置。在这种情况下，第一扫描动作仅曝光两个次场(1,1)以及(1,2)。接着，如图9D所示，其沿着Y方向移动Ny*Dy。第二扫描动作仅曝光两个次场(1,3) 以及(1,4)。接着，其沿着X方向移动Nx*Dx以覆盖四个次场(2,3)、(3,3)、(2,4) 以及(3,4)。如图9M所示，其一直持续到最后一个步进动作到达次场(6,1) 以及(6,2)为止。后续的扫描动作曝光这两个次场。第二曝光工艺总共需要8 个步进扫描周期。

[0088] 第一组第三曝光工艺包括一第一步进动作，其具有如图9J所示的一起始位置。在这种情况下，第一扫描动作曝光两个次场(1,1)以及(2,1)。接着，如图9H所示，其沿着Y方向移动Ny*Dy。第二扫描动作曝光包括四个次场(1,2)、(2,2)、(1,3)以及(2,3)的整个场。接着，如图9F所示，其沿着Y方向移动Ny*Dy以覆盖两个次场(1,4)以及(2,4)。后续的扫描动作曝光这两个次场。其一直持续到最后一个步进动作到达次场(5,4)以及(6,4)为止。后续的扫描动作曝光这两个次场。第三曝光工艺总共需要9个步进扫描周期。

[0089] 第一组第四曝光工艺包括第一步进动作，其具有如图9I中所示的一起始位置。在本示例中，第一扫描动作曝光包括四个次场(1，1)、(2，1)、(1，2) 以及(2，2)的整个场。接着如图9G所示，其沿着Y方向移动Ny*Dy。第二扫描动作仅曝光包括四个次场(1，3)、(2，3)、(1，4)以及(2，4)的整个场。接着，其沿着X方向移动Nx*Dx以覆盖四个次场(3，3)、(4，3)、(3，4)以及(4，4)。后续的扫描动作曝光包括前述四个次场的整个场。直到最后一个步进到达次场 (5，3)、(6，3)、(5，4)以及(6，4)为止。后续的扫描动作将曝光这四个次场。第四曝光工艺总共仅需要6次步进扫描周期。第一组中第四曝光工艺的总步进扫描周期为35，如前所述，其等于(2*Nx+1)*(2*Ny+1)。以上的描述为基于图6A中具有2*2个次场的光罩600。其它混合光刻曝光工艺使用其它光罩，例如图6B的光罩600。

[0090] 前述的混合光刻工艺在图10中进一步地总结为使用第一光罩的第一组曝光工艺750的流程图。其它组为相似的。第一组曝光工艺750包括第一曝光工艺810、第二曝光工艺
820、…、第N曝光工艺830。第一组中曝光工艺的数量等于N，其进一步地等于Nx*Ny(本示例中为2*2)。第一曝光工艺810以一第一起始步进位置以及一第一数量的步进扫描周期施加于抗蚀剂层；第二曝光工艺820以一第二起始步长位置以及一第二数量的步进扫描周期施加于抗蚀剂层；...；第N曝光工艺830以第N起始步进位置以及第N个数量的步进扫描周期施加于抗蚀剂层。用于N个曝光工艺的起始步进位置为不同的，因此每个次场分别以第一光罩的第N子区域的IC图案曝光N次。每个曝光工艺因为不同的起始步进位置可包括不同数量的步进扫描周期。每个曝光工艺以第一光罩的不同子区域上所具有的IC图案对一相同的次场进行曝光。

[0091] 在前述的示例中，当光罩移动至同一方向的下一位置时，步距为一常数(固定的)。然而，不仅步进以及扫描顺序可不同，步距亦可不同或者亦可改变步距。图11-1～图11-35提供另一示例，其进一步地描述具有不同步距的混合曝光工艺。图11-1～图11-35显示一光罩的完整步进以及扫描顺序。上述过程可重复到第M个光罩，如图8所示。如图11-1所示，光罩1100 包括2*3个子区域。光罩上的子区域被标记为子区域(i，j)，其代表沿X方向为第i个且沿着Y方向为第j个的子区域，子区域从左下方开始为(1，1)。晶圆310包括9个场，每个场包括2*3个次场。因此，在本示例中，Nx以及 Ny分别为2以及3。类似地，光罩上的次场被标记为次场(i,j)，其表示沿着 X方向为第i个且沿着Y方向第j个的次场，子区域从左下方开始为(1,1)。

[0092] 从图11-1开始，光罩1100被移到一位置，如此第一次场(1,1)被一子区域覆盖(在本示例中为子区域(2,3))。假设X以及Y方向上的次场维度分别是Dx以及Dy。在本示例中，从第一次场(1,1)的顶点1110开始，到X方向上的一第一距离为0、在Y方向上的一第二距离Dy、或称为步进(0,Dy)。值得注意的是，图11-1以更好理解的方式显示。如上所述，子区域与次场的维度不同。然而，子区域中的IC图案的图像为对齐的，并映射到具有相同维度的次场。值得注意的是，步进为光罩与晶圆310之间的相对运动。一般而言，其为相对于光罩移动的晶圆。为了简化描述以及更加地理解，其被描述光罩为相对于晶圆移动。接着，光罩1100以小于优化曝光剂量Eop的曝光剂量扫描以形成IC图案在第一次场(1,1)中。由于光罩的位置，仅第一次场被光罩1100的一子区域曝光。在此，第一次场(1,1)被标记为”1”，这表示第一次场(1,1)已被曝光过一次。

[0093] 请参阅图11-2，光罩1100在Y方向上沿Y方向移动2*Dy，以覆盖另一次场。接着，对光罩1100进行扫描，以于三个次场(1,1)、(1,2)以及(1,3) 上形成IC图案。换言之，仅三个次场(1,1)、(1,2)以及(1,3)被曝光。这些次场中的数字表示到目前为止已经完成的曝光工艺的数量。注意在此步距为 2*Dy，与图11-1的步距不同。类似地，次场中的数字表示已完成对该次场的曝光工艺的数量。在本示例中，对次场(1,1)、(1,2)以及(1,3)的曝光工艺的数量分别为2、1以及1。

[0094] 请参阅图11-3，光罩1100在Y方向上又移动另一Dy，以覆盖另一次场。接着，扫描光罩1100以分别在三个次场(1,2)、(1,3)以及(1,4)上形成IC 图案。

[0095] 为了简化说明，一个光罩的混合光刻曝光工艺将依照图11-1～图11-35 的顺序进行说明。自图11-1～图11-35的步进扫描周期中的步距为(0,Dy)、 (0,2Dy)、(0,Dy)、(0,2Dy)、(0,Dy)、(Dx,0)、(0,-Dy)、(0,-2Dy)、(0,-Dy)、 (0,-2Dy)、(Dx,0)、(0,2Dy)、(0,Dy)、(0,
2Dy)、(0,Dy)、(Dx,0)、(0,-Dy)、(0, -2Dy)、(0,-Dy)、(0,-2Dy)、(Dx,0)、(0,2Dy)、(0,Dy)、(0,
2Dy)、(0,Dy)、(Dx, 0)、(0,-Dy)、(0,-2Dy)、(0,-Dy)、(0,-2Dy)、(Dx,0)、(0,2Dy)、(0,Dy)、(0,
2Dy) 以及(0,Dy)。如图11-35所示，对顺序进行补充之后，每个次场平均被曝光 4次。这个实施例说明了各种替代方案。首先，步距非为常数。举例来说，从图11-1～图11-4的前4步，沿Y方向的步距分别是Dy、2Dy、Dy以及2Dy。其次，通过采用不同的、阶段性步骤的混合光刻工艺，一个光罩所获得的曝光工艺的数量非为N＝Nx*Ny，而为N'。N'通常小于N，在本示例中，一个光罩所获得的曝光工艺的数量为2*2＝4，而非2*3。换言之，N'＝Nx'*Ny'，其中Nx'以及Ny'小于或最多等于Nx以及Ny。特别是，有一种图案可于过程中被识别出来。对于如图11-1～图11-
35所示的晶圆310的各个次场而言，每个第1行(row)的次场(例如(1,1)、(2,1)、…、以及(6,
1))皆被对应的光罩1100的子区域(1,1)、(1,3)、(2,1)以及(2,3)曝光4次。每个第二行的次场(例如，(1,2)、(2,2)、…、以及(6,2))被对应的光罩1100的4个子区域(1,2)、(1,3)、(2,
2)、…、以及(2,3)曝光4次。每个第三行的次场(例如 (1,3)、(2,3)、…、以及(6,3))被对应的光罩1100的4个子区域(1,2)、(1,3)、 (2,1)、…、以及(2,3)曝光4次。第四、第五以及第六行重复同样的图案。

[0096] 一般而言，通过使用不同且周期性的步骤来实现这种混合光刻工艺，曝光工艺的数量为L'＝M*N'＝M*Nx'*Ny'，其可能等于或小于L＝M*N＝ M*Nx*Ny。在上面的公式中，Nx'为一整数，可为1、2、…、或Nx，以及 Ny'为一整数，可为1、2、…、或Ny，附加条件为Nx'*Ny'大于1。换言之， Nx'以及Ny'不能皆为1。在图11-1～图11-35的光罩1100中，一光罩的曝光工艺数量为N'＝Nx'*Ny，其可为1*2、2*1、2*2或2*3。

[0097] 本发明一些实施例提供一种极紫外线光刻(EUVL)方法。EUVL方法为一种混合曝光工艺，包括多个曝光工艺，每一曝光工艺皆使用在不同光罩图像区域中所定义的IC图案，该IC图案与多个光罩以及每个光罩的多个子区域有关。极紫外线光刻方法还可包括决定一最佳曝光剂量；根据IC 图案决定一光罩的可用的子区域；根据可用的子区域以及一制造成本函数，决定光罩数量M以及一光罩的子区域参数Nx以及Ny。制造成本函式定义一种与混合光刻曝光工艺相关的制造成本，以作为光罩制造成本以及晶圆制造成本的函数。该光罩成本还包括空白光罩成本、制造图案成本以及光罩修复成本。晶圆成本包括步进扫描动作成本。混合光刻曝光工艺包括一多个曝光工艺，其中多个曝光工艺的每一者所使用的曝光剂量小于最佳曝光剂量以及多个曝光工艺的每一者的曝光剂量的总和约等于最佳曝光剂量。

[0098] 当不同的光罩图案(包括不同的光罩以及一光罩的不同子区域)被用于曝光相同的IC图案时，通过具有多重曝光工艺的混合光刻曝光工艺，一或多个不同的光罩图案会包括一相位缺陷区域。由于在不同光罩图案下的曝光剂量小于最佳曝光剂量，因此在不同光罩图案下的相位缺陷区域的影响大大降低。由于这些缺陷或缺陷区域随机分布在各种光罩或这些光罩的各个子区域，因此没有一个缺陷或缺陷区域将接收一完整的曝光剂量。更具体地，每一缺陷或缺陷区域所影响的空中图像强度将会降低，从而降低了该缺陷或缺陷区域的可转印性。

[0099] 因此，本发明一些实施例提供一种光刻工艺方法，包括：形成一抗蚀剂层于一基板上；执行一第一曝光工艺以将一第一光罩的一第一子区域的一第一图案成像至一次场中的一抗蚀剂层；执行一第二曝光工艺以将第一光罩的一第二子区域的一第二图案成像至次场中的上述抗蚀剂层；以及执行一第三曝光工艺以将一第二光罩的第一子区域的一第三图案成像至次场中的抗蚀剂层。其中，第二图案以及第三图案与第一图案相同；以及第一曝光工艺、第二曝光工艺以及第三曝光工艺共同于次场中的抗蚀剂层上形成第一图案的一潜像(latent image)。

[0100] 根据本发明一些实施例，光刻工艺方法还包括一第四曝光工艺，用以将第二光罩的一第二子区域的一第四图案成像至次场中的抗蚀剂层。其中，第四图案与第一图案相同。

[0101] 根据本发明一些实施例，其中来自各个曝光工艺的第一图案的图像、第二图案的图像、第三图案的图像以及第四图案的图像重叠于抗蚀剂层上。

[0102] 根据本发明一些实施例，光刻工艺方法还包括显影抗蚀剂层以形成具有与第一图案有关的图案的一图案化光阻。

[0103] 根据本发明一些实施例，其中执行第一曝光工艺的步骤包括以一第一曝光剂量执行第一曝光工艺；执行第二曝光工艺的步骤包括以一第二曝光剂量执行第二曝光工艺；执行第三曝光工艺的步骤包括以一第三曝光剂量执行第三曝光工艺；执行第四曝光工艺的步骤包括以第一曝光剂量执行第四曝光工艺；第一曝光剂量、第二曝光剂量、第三曝光剂量以及第四曝光剂量共累计成一累计曝光剂量Ds，以共同决定抗蚀剂层上的第一图案的一临界尺寸(CD)。

[0104] 根据本发明一些实施例，其中累计曝光剂量Ds等于一最佳曝光剂量Eop。其中第一光罩以及第二光罩具有相同的图案，使得第一光罩以及第二光罩中的每一者包括多个子区域，并且子区域的每一者显示与第一图案相同的图案。

[0105] 本发明一些实施例是提供一种极紫外线光刻工艺(EUVL)方法，包括：接收一集成电路(IC)设计布局；根据集成电路设计布局，决定多个候选子区域；根据一制造成本函数以及候选子区域，决定子区域参数Nx与Ny以及一光罩参数M；以及根据集成电路设计布局，制造一第一数量的相同的光罩。其中，第一数量等于光罩参数M，光罩的每一者包括于一阵列中配置Nx*Ny个子区域，并且光罩的每一者上的子区域的每一者显示一相同图案。

[0106] 根据本发明一些实施例，其中制造成本函数被定义为一光罩制造成本以及一光刻曝光成本的函数。

[0107] 根据本发明一些实施例，其中光罩制造成本还包括一光罩制作成本、一空白光罩成本以及一光罩修复成本；光刻曝光成本为一步进时间成本以及一扫描时间成本的函数。

[0108] 根据本发明一些实施例，极紫外线光刻工艺方法还包括：于一基板上形成一抗蚀剂层；以及利用光罩对抗蚀剂层中一个相同的区域执行一第二数量的曝光工艺。其中，第二数量等于M*Nx'*Ny'；曝光工艺的每一者仅使用光罩的其中一者；曝光工艺包括与第一数量的光罩匹配成对的M个群，从而利用一所匹配成对的光罩来实施每组曝光工艺；每组曝光工艺还包括使用所匹配成对的光罩的一相应子区域的Nx'*Ny'个曝光工艺；第二数量的曝光工艺共同于抗蚀剂层的区域中形成图案的一潜像，其中Nx'为值为1、 2、...或Nx的整数，以及Ny'为值为1、2、...或Ny的整数，其中Nx'*Ny'大于1。

[0109] 根据本发明一些实施例，极紫外线光刻工艺方法还包括：显影抗蚀剂层以于区域中形成具有图案的一图案化光阻。

[0110] 根据本发明一些实施例，极紫外线光刻工艺方法还包括决定抗蚀剂层的一最佳曝光剂量Eop。

[0111] 根据本发明一些实施例，其中抗蚀剂层的区域通过第二数量的曝光工艺以对应的曝光剂量曝光M*Nx'*Ny'次，曝光剂量的每一者小于最佳曝光剂量。

[0112] 根据本发明一些实施例，其中来自曝光工艺的对应的曝光剂量共累加成一累计曝光剂量Es，其中累计曝光剂量Es等于最佳曝光剂量Eop。

[0113] 根据本发明一些实施例，其中对应的曝光剂量等于Eop/M*Nx'*Ny'。

[0114] 本发明一些实施例提供一种光刻工艺方法，包括：接收一第一数量(M 个)的光罩，光罩的每一者具有Nx*Ny个子区域配置于一阵列中，其中 Nx以及Ny为整数，且分别定义沿着x以及y方向的子区域的数量，其中光罩的子区域的图案皆与一电路图案相同；形成一抗蚀剂层于一基板上；以及对抗蚀剂层执行一第二数量的曝光工艺。其中，第二数量等于M*Nx'*Ny'；曝光工艺包括与第一数量的光罩匹配成对的M个群，从而利用一所匹配成对的光罩来实施每组曝光工艺；每组曝光工艺还包括具有彼此不同的一对应步进位置的Nx'*Ny'个曝光工艺；第二数量的曝光工艺共同于抗蚀剂层上形成电路图案的一潜像；Nx'为1、2、...或Nx的整数，以及Ny'为1、2、... 或Ny的整数，其中Nx'*Ny'大于1。

[0115] 根据本发明一些实施例，其中曝光工艺的每一者将对应的曝光剂量提供给一区域中的抗蚀剂层；来自第二数量的曝光工艺的每一者的对应的曝光剂量累加成一累计曝光剂量Es，以共同决定抗蚀剂层的区域上的电路图案的一临界尺寸(CD)。

[0116] 根据本发明一些实施例，其中对抗蚀剂层执行第二数量的曝光工艺的步骤包括以不同的步进动作执行第二数量的曝光工艺，其中Nx'小于Nx以及Ny'小于Ny。

[0117] 根据本发明一些实施例，其中对抗蚀剂层执行第二数量的曝光工艺的步骤包括以一恒定的步进动作执行第二数量的曝光工艺，其中Nx'等于Nx以及Ny'等于Ny。

[0118] 前述的实施例或示例已概述本发明的特征，本领域技术人员可更佳地理解本发明的一实施例。本领域技术人员应当理解，他们可轻易地使用本发明作为用于设计或修改其它过程以及结构以实施相同的目的和/或实现本发明所介绍的实施例或示例的相同优点。本领域技术人员可理解的是，上述等效构造并未脱离本发明的精神以及范围，并且可于不脱离本发明的精神以及范围进行各种改变、替换以及更改。