專利名稱：一種主動(dòng)光學(xué)接近修正法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是提供一種主動(dòng)光學(xué)接近修正法(aggressive opticalproximity correction)，尤指一種避免直線末端緊縮效應(yīng)的光學(xué)接近修正法。
然而當(dāng)電路的組件尺寸日益縮小，在經(jīng)過微影制程之后，芯片表面的電路圖案與原始光罩圖案之間的差異也隨之增大，尤其是光學(xué)接近效應(yīng)(optical proximity effect)造成的轉(zhuǎn)角圓形化(corner rounding)以及直線末端緊縮(line end shortening)等等，是典型可以觀察到的現(xiàn)象。
為了避免光學(xué)接近效應(yīng)造成芯片上的圖案與光罩圖案不一致，目前解決的方法多是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer aided design，CAD)來對(duì)光罩圖案進(jìn)行一光學(xué)接近修正(optical proximitycorrection，OPC)，以消除光學(xué)接近效應(yīng)，然后再依據(jù)修正過的光罩圖案進(jìn)行圖案轉(zhuǎn)移。此外，為因應(yīng)制程線寬不斷縮小的要求，現(xiàn)今的趨勢(shì)，是于該光罩圖案于芯片表面中形成之后，再對(duì)圖案化的光阻層進(jìn)行一修整蝕刻制程(trim etching process)，使制程的線寬能繼續(xù)縮減至曝光極限之下，以達(dá)成更小面積容納有更多組件的目的。
請(qǐng)參考

圖1，圖1為習(xí)知的光學(xué)接近修正的運(yùn)算流程圖。如圖1所示，習(xí)知利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer aided design，CAD)進(jìn)行的光學(xué)接近修正，是先利用一輸入裝置將光罩圖案的原始布局圖(original layout)輸入至計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，然后輸入光罩條件設(shè)定值(illumination conditions)等操作參數(shù)，以進(jìn)行一光學(xué)程序計(jì)算，仿真光罩圖案在芯片表面所形成的芯片圖案布局圖。之后將仿真出的芯片圖案布局圖與儲(chǔ)存的光罩圖案布局圖進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)二者圖案相符合時(shí)，亦即二者圖案的比對(duì)結(jié)果合于一容許誤差(tolerance)時(shí)，即利用一輸出裝置將光罩圖案布局圖輸出，并形成于一透明光罩之上。若是二者圖案不符合，則針對(duì)比對(duì)出的不符合部分進(jìn)行光罩圖案布局圖的修改，再將修正后的光罩圖案布局圖作為一原始布局圖儲(chǔ)存于內(nèi)存中，并依照上述步驟重新進(jìn)行整個(gè)流程的運(yùn)算回路(calculation loop)，直到芯片圖案布局圖與修正后的光罩圖案布局圖的比對(duì)結(jié)果相符合。
請(qǐng)參考圖2及圖3，圖2及圖3是以一直線圖案為例，一原始布局圖案、該布局圖案依序經(jīng)過光阻曝光顯影(after developmentinspection，ADI)以及進(jìn)行一修整蝕刻制程形成的芯片圖案布局圖的示意圖。圖2為在未經(jīng)過光學(xué)接近修正的情形下，一原始布局圖案10以及原始布局圖案10依序經(jīng)過一光阻曝光顯影(afterdevelopment inspection，ADI)13以及進(jìn)行一修整蝕刻制程15形成的芯片圖案布局圖14、16的示意圖。其中原始布局圖案10由于在顯影制程13中受到光學(xué)接近效應(yīng)的影響，以及后續(xù)的修整蝕刻制程15造成的直線末端縮減效應(yīng)，因此最后形成的芯片圖案布局圖14與原始布局圖案10有明顯差異。圖3為利用光學(xué)接近修正后，一布局圖案16以及布局圖案16依序經(jīng)過一光阻曝光顯影(afterdevelopment inspection，ADI)13以及進(jìn)行一修整蝕刻制程15形成的芯片圖案布局圖18、20的示意圖。其中布局圖案16為圖2中的原始布局圖案10經(jīng)過光學(xué)修正的結(jié)果，因此經(jīng)過微影13與修整蝕刻制程15形成的芯片圖案布局圖20與原始布局圖案10差異較小。
然而，由于習(xí)知對(duì)光罩圖案進(jìn)行的光學(xué)接近修正，主要是以消除光學(xué)接近效應(yīng)為目的，并未考慮該修整蝕刻制程造成的直線末端縮減的現(xiàn)象，因此原始布局圖案與實(shí)際形成的芯片圖案布局圖仍有相當(dāng)?shù)牟町?，進(jìn)而產(chǎn)生失焦(defocus)與曝光容忍度(exposurelatitude，EL)降低的問題，不但使得光罩圖案嚴(yán)重失真，同時(shí)亦有可能因?yàn)橐苊庠撝本€末端縮減的現(xiàn)象而缺乏足夠的制程空間(process window)。這種情形尤其在最小線寬縮減至0.13微米以下時(shí)，最為明顯。
本發(fā)明是提供一種利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以修改一光罩圖案(photo mask pattern)的方法，該光罩圖案是用來制作一光罩，以轉(zhuǎn)移至一半導(dǎo)體芯片表面的光阻層上，形成一預(yù)定的原始圖案。本發(fā)明方法是先依據(jù)一預(yù)定的光學(xué)接近效應(yīng)(optic proximityeffect)進(jìn)行一第一修正，再依據(jù)一預(yù)定的直線末端緊縮效應(yīng)(lineend shortening effect)進(jìn)行一第二修正。本發(fā)明可避免后續(xù)在對(duì)該原始圖案進(jìn)行一修整蝕刻制程(trim down etching process)以縮減該原始圖案的線寬時(shí)，發(fā)生該直線末端緊縮效應(yīng)。
一種用來修正一光罩圖案(photo mask pattern)的主動(dòng)光學(xué)接近修正法(aggressive optical proximity correction)，該主動(dòng)光學(xué)接近修正法包含有下列步驟依據(jù)一預(yù)定的光學(xué)接近效應(yīng)(optic proximity effect)的檢測(cè)條件來檢測(cè)該光罩圖案中會(huì)發(fā)生該光學(xué)接近效應(yīng)之處，并于符合該條件之處進(jìn)行一第一修正，以消除該會(huì)發(fā)生該光學(xué)接近效應(yīng)之處的光學(xué)接近效應(yīng)；以及依據(jù)一預(yù)定的直線末端緊縮效應(yīng)(line end shorteningeffect)的檢測(cè)條件來檢測(cè)經(jīng)該第一修正后的該光罩圖案以找出會(huì)發(fā)生該直線末端緊縮效應(yīng)之處，并于符合該條件之處進(jìn)行一第二修正，以消除該會(huì)發(fā)生該直線末端緊縮效應(yīng)之處的直線末端緊縮效應(yīng)。
一種利用一計(jì)算機(jī)來修改一原始光罩圖案的方法，該計(jì)算機(jī)包含有一內(nèi)存用來儲(chǔ)存一原始光罩圖案、一第一與第二檢測(cè)程序及一第一與第二修正程序，以及一處理器用來執(zhí)行儲(chǔ)存于該內(nèi)存內(nèi)的各該程序，該方法包含有下列步驟利用該處理器來執(zhí)行該第一檢測(cè)程序，以依據(jù)一預(yù)定的光學(xué)接近效應(yīng)(optic proximity effect)的檢測(cè)條件來檢測(cè)該內(nèi)存中的該原始光罩圖案中會(huì)發(fā)生該光學(xué)接近效應(yīng)之處，并于符合該條件之處利用該第一修正程序來進(jìn)行一第一修正，以消除該會(huì)發(fā)生該光學(xué)接近效應(yīng)之處的光學(xué)接近效應(yīng)；以及利用該處理器來執(zhí)行該第二檢測(cè)程序，以依據(jù)一預(yù)定的直線末端緊縮效應(yīng)(line end shortening effect)的檢測(cè)條件來檢測(cè)經(jīng)過該第一修正后的該原始光罩圖案以找出會(huì)發(fā)生該直線末端緊縮效應(yīng)之處，并于符合該條件之處利用該第二修正程序來進(jìn)行一第二修正，以消除該會(huì)發(fā)生該直線末端緊縮效應(yīng)之處的直線末端緊縮效應(yīng)，形成一修正光罩圖案；其中該修正光罩圖案是用來形成于一光罩表面，以于一微影制程中，被轉(zhuǎn)移至一半導(dǎo)體芯片表面的光阻層上，并于該光阻層中形成一相對(duì)應(yīng)的原始圖形。
由于本發(fā)明是利用兩次修正程序來修改光罩圖案，以改善微影制程中的光學(xué)接近效應(yīng)，以及后續(xù)修整蝕刻制程造成的直線末端緊縮效應(yīng)所引起的圖形失真以及其所帶來的失焦與曝光容忍度的降低等的問題。
圖號(hào)說明10原始布局圖案16、30布局圖案13、31顯影制程15、33修整蝕刻制程12、14、18、20、32、34芯片圖案布局圖本發(fā)明的主動(dòng)光學(xué)接近修正法是先依據(jù)一預(yù)定的光學(xué)接近效應(yīng)(optic proximity effect)以對(duì)光罩圖案進(jìn)行一第一修正，以降低該光罩圖案自一光罩轉(zhuǎn)移至一半導(dǎo)體芯片表面時(shí)所可能產(chǎn)生的光學(xué)接近效應(yīng)。然后依據(jù)一修整蝕刻制程可能造成的直線末端緊縮效應(yīng)，利用一包含一多階方程式的修正程序以對(duì)該光罩圖案進(jìn)行第二修正。其中該光罩圖案于芯片表面的光阻層中形成后，另對(duì)該圖案化的光阻層進(jìn)行一修整蝕刻制程(trim down etching process)，使該原始圖案的最小線寬，能縮減至約0.13微米以下。
請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明的主動(dòng)光學(xué)接近修正法的運(yùn)算流程圖。如圖4所示，本發(fā)明是先利用一輸入裝置將光罩圖案的原始布局圖(original layout)輸入至計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，然后輸入光罩條件設(shè)定值(illumination conditions)等操作參數(shù)，以進(jìn)行一光學(xué)程序計(jì)算。此光學(xué)程序計(jì)算是用來避免該光罩圖案在進(jìn)行曝光的過程中，發(fā)生過度曝光(overexpose)或是曝光不足(underexpose)等的導(dǎo)致分辨率減損(resolution loss)的現(xiàn)象，進(jìn)而避免轉(zhuǎn)移至光阻層中的原始圖形產(chǎn)生如轉(zhuǎn)角圓形化效應(yīng)(corner roundingeffect)等的光學(xué)接近效應(yīng)。接著再將一修整蝕刻制程的操作參數(shù)輸入，以進(jìn)行一直線末端縮減效應(yīng)的程序計(jì)算。其中，該修整蝕刻制程的操作參數(shù)可由習(xí)知一般半導(dǎo)體制程中發(fā)生的直線末端緊縮效應(yīng)(line end shortening effect)結(jié)果逆推計(jì)算得之，故在此不多加贅述。
最后，結(jié)合上述二次的程序計(jì)算結(jié)果，再仿真在芯片表面形成的芯片圖案布局圖。之后將仿真出的芯片圖案布局圖與儲(chǔ)存的光罩圖案布局圖進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)二者圖案相符合時(shí)，亦即二者圖案的比對(duì)結(jié)果合于一容許誤差(tolerance)時(shí)，即利用一輸出裝置將光罩圖案布局圖輸出。若是二者圖案不符合，則針對(duì)比對(duì)出的不符合部分進(jìn)行光罩圖案布局圖的修改，修正后的光罩圖案布局圖作為一原始布局圖儲(chǔ)存于內(nèi)存中，并依照上述步驟重新進(jìn)行整個(gè)流程的運(yùn)算回路(calculation loop)，直到芯片圖案布局圖與修正后的光罩圖案布局圖的比對(duì)結(jié)果相符合，并將該光罩圖案布局圖輸出為止。
請(qǐng)參考圖5，圖5是以圖2中的直線圖案為例，一布局圖案30以及布局圖案30依序經(jīng)過一光阻曝光顯影(after developmentinspection，ADI)31以及進(jìn)行一修整蝕刻制程33形成的芯片圖案布局圖32、34的示意圖。其中布局圖案30為圖2中的原始布局圖案10經(jīng)過經(jīng)過本發(fā)明的主動(dòng)光學(xué)修正法修正的結(jié)果。與圖3所示利用習(xí)知光學(xué)接近修正得到的芯片圖案布局圖20相較之下，利用本發(fā)明的主動(dòng)光學(xué)修正法形成的芯片圖案布局圖34，與原始布局圖案10較為相近。
綜合上述說明，本發(fā)明是利用兩次修正程序來修改光罩圖案，以改善微影制程中的光學(xué)接近效應(yīng)，以及后續(xù)修整蝕刻制程造成的直線末端緊縮效應(yīng)所引起的圖形失真，與其所帶來的失焦與曝光容忍度的降低的問題。
相較于習(xí)知技術(shù)，本發(fā)明不僅考慮到一光學(xué)近接效應(yīng)，亦考慮到一直線末端緊縮效應(yīng)，所以在對(duì)圖案化的光阻層進(jìn)行一修整蝕刻制程以縮段制程線寬時(shí)，可以有效避免習(xí)知光學(xué)接近修正法所無法解決的該直線末端緊縮效應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種用來修正一光罩圖案(photo mask pattern)的主動(dòng)光學(xué)接近修正法(aggressive optical proximity correction)，該主動(dòng)光學(xué)接近修正法包含有下列步驟依據(jù)一預(yù)定的光學(xué)接近效應(yīng)(optic proximity effect)的檢測(cè)條件來檢測(cè)該光罩圖案中會(huì)發(fā)生該光學(xué)接近效應(yīng)之處，并于符合該條件之處進(jìn)行一第一修正，以消除該會(huì)發(fā)生該光學(xué)接近效應(yīng)之處的光學(xué)接近效應(yīng)；以及依據(jù)一預(yù)定的直線末端緊縮效應(yīng)(line end shortening effect)的檢測(cè)條件來檢測(cè)經(jīng)該第一修正后的該光罩圖案以找出會(huì)發(fā)生該直線末端緊縮效應(yīng)之處，并于符合該條件之處進(jìn)行一第二修正，以消除該會(huì)發(fā)生該直線末端緊縮效應(yīng)之處的直線末端緊縮效應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)光學(xué)接近修正法，其特征在于經(jīng)過該主動(dòng)光學(xué)接近修正法修正的該光罩圖案是用來于一微影制程中被轉(zhuǎn)移至一半導(dǎo)體芯片表面的光阻層上，以于該光阻層中形成一預(yù)定的原始圖形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主動(dòng)光學(xué)接近修正法，其特征在于形成于該光阻層中的該原始圖形會(huì)再被施行以一修整蝕刻制程(trim downetching process)，以縮減該原始圖形的線寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主動(dòng)光學(xué)接近修正法，其特征在于該預(yù)定的直線末端緊縮效應(yīng)是由該修整蝕刻制程所造成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主動(dòng)光學(xué)接近修正法，其特征在于該原始圖形的線寬是小于0.13微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)光學(xué)接近修正法，其特征在于該預(yù)定的光學(xué)接近效應(yīng)是由過度曝光(overexpose)或是曝光不足(underexpose)所導(dǎo)致的分辨率減損(resolution loss)所造成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)光學(xué)接近修正法，其特征在于該預(yù)定的光學(xué)接近效應(yīng)是一轉(zhuǎn)角圓形化效應(yīng)(corner rounding effect)。
8.一種利用一計(jì)算機(jī)來修改一原始光罩圖案的方法，該計(jì)算機(jī)包含有一內(nèi)存用來儲(chǔ)存一原始光罩圖案、一第一與第二檢測(cè)程序及一第一與第二修正程序，以及一處理器用來執(zhí)行儲(chǔ)存于該內(nèi)存內(nèi)的各該程序，該方法包含有下列步驟利用該處理器來執(zhí)行該第一檢測(cè)程序，以依據(jù)一預(yù)定的光學(xué)接近效應(yīng)(optic proximity effect)的檢測(cè)條件來檢測(cè)該內(nèi)存中的該原始光罩圖案中會(huì)發(fā)生該光學(xué)接近效應(yīng)之處，并于符合該條件之處利用該第一修正程序來進(jìn)行一第一修正，以消除該會(huì)發(fā)生該光學(xué)接近效應(yīng)之處的光學(xué)接近效應(yīng)；以及利用該處理器來執(zhí)行該第二檢測(cè)程序，以依據(jù)一預(yù)定的直線末端緊縮效應(yīng)(line end shortening effect)的檢測(cè)條件來檢測(cè)經(jīng)過該第一修正后的該原始光罩圖案以找出會(huì)發(fā)生該直線末端緊縮效應(yīng)之處，并于符合該條件之處利用該第二修正程序來進(jìn)行一第二修正，以消除該會(huì)發(fā)生該直線末端緊縮效應(yīng)之處的直線末端緊縮效應(yīng)，形成一修正光罩圖案；其中該修正光罩圖案是用來形成于一光罩表面，以于一微影制程中，被轉(zhuǎn)移至一半導(dǎo)體芯片表面的光阻層上，并于該光阻層中形成一相對(duì)應(yīng)的原始圖形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于該第二修正程序是包含有一多階方程式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于該預(yù)定的光學(xué)接近效應(yīng)是由過度曝光(overexpose)或是曝光不足(underexpose)所導(dǎo)致的分辨率減損(resolution loss)所造成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于該預(yù)定的光學(xué)接近效應(yīng)是一轉(zhuǎn)角圓形化效應(yīng)(corner rounding effect)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于形成于該光阻層中的該原始圖形會(huì)再被施行以一修整蝕刻制程(trim down etchingprocess)，以縮減該原始圖形的線寬。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于該預(yù)定的直線末端緊縮效應(yīng)是由該修整蝕刻制程所造成。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于該原始圖形的線寬是小于0.13微米。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以修改一光罩圖案(photo mask pattern)的方法，該光罩圖案是用來制作一光罩，以轉(zhuǎn)移至一半導(dǎo)體芯片表面的光阻層上，形成一預(yù)定的原始圖案；本發(fā)明方法是先依據(jù)一預(yù)定的光學(xué)接近效應(yīng)(opticproximityeffect)進(jìn)行一第一修正，再依據(jù)一預(yù)定的直線末端緊縮效應(yīng)(line end shortening effect)進(jìn)行一第二修正；本發(fā)明可避免后續(xù)在對(duì)該原始圖案進(jìn)行一修整蝕刻制程(trim down etchingprocess)以縮減該原始圖案的線寬時(shí)，發(fā)生該直線末端緊縮效應(yīng)。
文檔編號(hào)G03F1/14GK1405626SQ0213193
公開日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月7日
發(fā)明者黃義雄, 陳桂順, 張峰源, 王見明 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司