圖案生成方法
【專利摘要】一種圖案生成方法，用于使用計(jì)算機(jī)來生成用于生成掩模的圖案的單元的圖案，包括：獲得單元的圖案的數(shù)據(jù)；通過重復(fù)改變當(dāng)具有單元的圖案的掩模受照射以將單元的圖案的圖像投影到基板上以使基板曝光時(shí)的曝光條件的參數(shù)值、以及單元的圖案的參數(shù)值來計(jì)算單元的圖案的圖像以獲得圖像的評價(jià)值；以及確定當(dāng)評價(jià)值滿足預(yù)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的單元的圖案的參數(shù)值。
【專利說明】圖案生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖案生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]曝光裝置用在半導(dǎo)體器件的制造工藝的曝光工藝中。曝光裝置使用來自光源的光來照射在上面形成有使用照射光學(xué)系統(tǒng)的半導(dǎo)體器件的電路圖案的掩模(光罩)，并且使用投影光學(xué)系統(tǒng)將掩模圖案傳送到晶片上。
[0003]近來，半導(dǎo)體器件的圖案的小型化已經(jīng)進(jìn)一步發(fā)展，在曝光工藝中，已經(jīng)使用分辨率增強(qiáng)技術(shù)(比如照射光學(xué)系統(tǒng)的離軸照射或掩模圖案的光學(xué)鄰近校正(0PC))。
[0004]掩模的整個(gè)表面的圖案包括與一個(gè)半導(dǎo)體芯片的區(qū)域?qū)?yīng)的一個(gè)或多個(gè)圖案。通過組合包括在一個(gè)組中形成功能塊的塊單元、指示數(shù)據(jù)的輸入/輸出的IO單元以及以邏輯元件為單位的標(biāo)準(zhǔn)單元的電路圖案組來構(gòu)成一個(gè)半導(dǎo)體芯片區(qū)域的圖案。
[0005]當(dāng)對整個(gè)半導(dǎo)體芯片的掩模圖案執(zhí)行OPC時(shí)，圖案的校正數(shù)據(jù)量太大，這需要若干天作為處理時(shí)間。因此，已經(jīng) 研究了用于對標(biāo)準(zhǔn)單元執(zhí)行OPC的技術(shù)(下文中，被稱為單元0PC)作為對整個(gè)掩模圖案執(zhí)行的OPC的先前步驟。
[0006]作為OPC被應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)單元的示例，討論用于對于每個(gè)單元重復(fù)進(jìn)行提取一個(gè)單元、把OPC應(yīng)用于該單元以及在庫中登記完成的單元的操作的技術(shù)(見日本專利申請N0.3073156)。
[0007]此外，討論了掩模圖案被分類為單元OPC被應(yīng)用到的圖案以及其中OPC被應(yīng)用到半導(dǎo)體芯片的整個(gè)表面的圖案的圖案(下文中，被稱為芯片級別0PC)(見日本專利N0.3827659)。日本專利N0.3827659討論了對用于單元OPC的圖案執(zhí)行OPC并且在單元庫中登記對其執(zhí)行了 OPC的單元。此外，日本專利N0.3827659還討論了用于在通過布置從單元庫選擇的單元來生成半導(dǎo)體芯片的圖案之后對芯片級別OPC應(yīng)用圖案執(zhí)行OPC以生成掩模圖案的技術(shù)。
[0008]同時(shí)，為了處理圖案的小型化，變得困難的是，在(水平和垂直方向上延伸的)傳統(tǒng)的二維布局圖案中將期望的圖案滿意地傳送到晶片上。因此，存在使用被稱為面向制造的設(shè)計(jì)(DfM)的用于設(shè)計(jì)的改進(jìn)技術(shù)的動(dòng)作，DfM允許在制造工藝中進(jìn)行容易處理以防止在后續(xù)工藝中檢測到的熱點(diǎn)(hot spot)出現(xiàn)。
[0009]對于邏輯器件研究了用于產(chǎn)生圖案的方法，稱為一維柵格設(shè)計(jì)規(guī)則(ID-GDR)(—維布局)技術(shù)，其中間距限制被加入到設(shè)計(jì)圖案(見“Low klLogic Design using GriddedDesign Rules^y Michael C.Smayling等人，Proc.0f SPIE Vol.6925(2008))。在 1D-GDR技術(shù)中，具有單個(gè)間距的線和空間(L/S)圖案預(yù)先形成在晶片上，然后多個(gè)圖案元件(例如孔圖案或切分圖案)在多個(gè)位置中暴露在具有相同圖像大小的相等柵格上。通過該方法，具有單個(gè)間距的L/S圖案被圖案元件切分，或空間被填充以產(chǎn)生器件。與具有高自由度的圖案(例如相關(guān)技術(shù)中所使用的二維布局圖案)相比，ID-GDR技術(shù)可以不僅具有大曝光裕量，而且還減少單元面積。[0010]此外，作為ID-GDR的檢驗(yàn)示例，可以形成在20nm節(jié)點(diǎn)以下的器件(見“Sub-20nmLogic Lithography Optimization with Simple OPC and Multiple Pitch Division，，byMichael C.Smayling 等人 Proc.0f SPIE Vol.8327 (2012))。
[0011]在日本專利N0.3073156和3827659所討論的發(fā)明中，當(dāng)對單元執(zhí)行OPC時(shí)，在不調(diào)整曝光裝置的曝光條件的情況下執(zhí)行計(jì)算。如果在固定曝光條件的同時(shí)執(zhí)行單元0PC，則當(dāng)曝光條件不適當(dāng)時(shí)，無法獲得期望的圖像性能。在此情況下，如果在調(diào)整曝光條件以獲得在對其執(zhí)行單元OPC的單元被布置為設(shè)計(jì)掩模圖案以執(zhí)行芯片級別OPC時(shí)的適當(dāng)曝光條件的同時(shí)校正掩模圖案，則待校正的位置或部分中的圖案的線寬度和校正量增加，以使得計(jì)算量增加。因此，存在計(jì)算時(shí)間增加的問題。
[0012]此外，如在日本專利N0.3073156中所討論的那樣，如果單元OPC被重復(fù)施加于每個(gè)單元，則用于所有單元的計(jì)算時(shí)間增加。
[0013]此外，單元的圖案可以被設(shè)計(jì)為用于在“Low klLogic Design using GriddedDesign Rulesly Michael C.Smayling等人，Proc.0f SPIE Vol.6925 (2008)和“Sub_20nmLogic Lithography Optimization with Simple OPC and Multiple Pitch Division，，byMichael C.Smayling 等人，Proc.0f SPIE Vol.8327(2012)中所討論的一維布局的切分圖案。然而，當(dāng)對以上圖案執(zhí)行日本專利N0.3073156和N0.3827659中所討論的單元OPC時(shí)，可能出現(xiàn)相同問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]本發(fā)明針對一種單元圖案生成方法，其中，單元被布置為在短時(shí)間中生成掩模圖案。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種圖案生成方法，用于使用計(jì)算機(jī)來生成用于生成掩模的圖案的單元的圖案，包括:獲得單元的圖案的數(shù)據(jù)；通過重復(fù)改變當(dāng)具有單元的圖案的掩模受照射以將單元的圖案的圖像投影到基板上以使基板曝光時(shí)的曝光條件的參數(shù)值、以及單元的圖案的參數(shù)值來計(jì)算單元的圖案的圖像以獲得圖像的評價(jià)值；以及確定當(dāng)評價(jià)值滿足預(yù)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的單元的圖案的參數(shù)值。
[0016]從參照附圖對示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是示出單元圖案的生成方法的流程圖。
[0018]圖2是示出單元圖案的示例的圖。
[0019]圖3是示出掩模圖案的生成方法的流程圖。
[0020]圖4是示出單元的一種圖案的圖。
[0021]圖5是多個(gè)單元的布置和計(jì)算區(qū)域的示例的示圖。
[0022]圖6是示出圖案元件的參數(shù)的圖。
[0023]圖7A和圖7B是示出有效光源分布的參數(shù)的圖。
[0024]圖8A和圖8B是分別示出多個(gè)單元的圖案的優(yōu)化結(jié)果的圖。
[0025]圖9是示出相鄰地布置單元的測試芯片上的布局的圖。
[0026]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的當(dāng)在測試芯片的金屬層中執(zhí)行OPC時(shí)的掩模圖案的圖。
[0027]圖11是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例和第一比較性實(shí)施例的計(jì)算結(jié)果的圖。
[0028]圖12是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例和第二比較性實(shí)施例的計(jì)算結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明可以應(yīng)用于生成掩模(原始板)圖案的數(shù)據(jù)。掩模用于制造各種器件(例如半導(dǎo)體芯片(如IC或LSI)、顯示器件(如液晶面板)、檢測器件(如磁頭)或圖像捕獲器件(如(XD傳感器)),或用于微機(jī)械。
[0030]將描述根據(jù)示例性實(shí)施例的單元的圖案的生成方法。圖1是示出根據(jù)該示例性實(shí)施例的單元的圖案的生成方法的流程圖。通過信息處理裝置(如計(jì)算機(jī))來執(zhí)行該生成方法。
[0031]在該示例性實(shí)施例中，指示邏輯元件的標(biāo)準(zhǔn)單元被布置為生成單元的圖案?？梢酝ㄟ^經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)或記錄介質(zhì)將能夠執(zhí)行圖1所示的各個(gè)步驟的程序提供給信息處理裝置(計(jì)算機(jī))并且允許信息處理裝置讀取并且執(zhí)行存儲(chǔ)介質(zhì)(如存儲(chǔ)器)中所存儲(chǔ)的程序來實(shí)施根據(jù)該示例性實(shí)施例的生成方法。
[0032]首先，在步驟SlOl中，計(jì)算機(jī)獲得多個(gè)單元的圖案的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以通過從計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的單元庫10 (未示出)的多個(gè)單元選擇數(shù)據(jù)來獲得或通過讀取用戶所輸入的多個(gè)單元來獲得。
[0033]可以選擇具有臨界圖像性能的單元(單元非?？赡墚a(chǎn)生糟糕的分辨率)，或可以選擇很可能被設(shè)置在掩模上的所有單元。
[0034]數(shù)據(jù)是例如單元的設(shè)計(jì)值的GDSII數(shù)據(jù)。圖2是包括多個(gè)矩形圖案元件的圖案的圖，該圖案為在一維布局技術(shù)中所使用的孔圖案或切分圖案。
[0035]單元庫10包括單元信息，諸如包括單元的名稱和范圍、輸入/輸出管腳信息以及引線層的布局物理屬性信息的LEF文件、包括晶體管的寄生電容或溫度電勢的變化的LIB文件、邏輯電路的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或設(shè)計(jì)值的GDSII數(shù)據(jù)。在一個(gè)單元中包括晶體管、柵極、觸點(diǎn)、金屬以及過孔的散布。
[0036]接下來，在步驟S102中，在步驟SlOl中所選擇的多個(gè)單元被充分地隔離以使得光學(xué)鄰近效果不施加在各單元之間，并且被設(shè)置在計(jì)算區(qū)域中。如果所選擇的單元的數(shù)量較大并且因此所選擇的單元未被設(shè)置在一個(gè)計(jì)算區(qū)域中，則這些單元被設(shè)置在多個(gè)計(jì)算區(qū)域中，隨后計(jì)算處理可以由單獨(dú)的計(jì)算機(jī)對計(jì)算區(qū)域中的每一個(gè)執(zhí)行，或由一個(gè)計(jì)算機(jī)依次按時(shí)間順序執(zhí)行。換句話說，多個(gè)所選擇的單元被劃分為第一單元組和第二單元組，并且各組可以被獨(dú)立地計(jì)算。
[0037]接下來，在步驟S103中，設(shè)置多個(gè)單元的圖案的參數(shù)以及曝光條件的參數(shù)的初始值。單元的圖案的參數(shù)包括圖案的線寬度和偏移量。曝光條件是當(dāng)掩模受照射以將掩模的圖案的圖像投影到晶片(基板)上以使晶片曝光時(shí)的條件。曝光條件的參數(shù)包括曝光裝置的照射光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面上的光強(qiáng)度分布(有效光源分布)的形狀、NA、像差以及投影光學(xué)系統(tǒng)的曝光波長。
[0038]接下來，在步驟S104中，當(dāng)具有所設(shè)置的初始值的單元的圖案被假設(shè)為在掩模中并且掩模在初始值的曝光條件下受照射以使基板曝光時(shí)，計(jì)算多個(gè)單元的圖案的圖像。接下來，在步驟S105中，使用(以下將描述的)預(yù)定評價(jià)指標(biāo)來評價(jià)所計(jì)算的圖像，以獲得評價(jià)值。
[0039]在步驟S106中，確定在步驟S104中所執(zhí)行的圖像的計(jì)算的次數(shù)和在步驟S105中所執(zhí)行的評價(jià)值的計(jì)算的次數(shù)是否達(dá)到指定次數(shù)。如果在步驟S106中確定它們尚未達(dá)到指定次數(shù)，則在步驟S107中，改變多個(gè)單元的圖案的參數(shù)值和曝光條件的參數(shù)值。然后，使用改變后的參數(shù)值來執(zhí)行步驟S104中的圖像的計(jì)算以及步驟S105中的評價(jià)值的計(jì)算。通過重復(fù)改變參數(shù)值直到計(jì)算的次數(shù)達(dá)到指定次數(shù)來執(zhí)行這些計(jì)算，以獲得多個(gè)評價(jià)值。
[0040]如果步驟S104中所執(zhí)行的圖像的計(jì)算的次數(shù)和步驟S105中所執(zhí)行的評價(jià)值的計(jì)算的次數(shù)達(dá)到指定次數(shù)，則在步驟S108中，確定當(dāng)多個(gè)評價(jià)值當(dāng)中的某個(gè)評價(jià)值滿足預(yù)定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的單元的圖案的參數(shù)值。此外，在步驟S109中，確定當(dāng)該評價(jià)值滿足預(yù)定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的曝光條件的參數(shù)值。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以是最佳值(最大值或最小值)或預(yù)定的可接受的值。
[0041]接下來，在步驟SllO中，創(chuàng)建單元的信息，所述單元的信息被加入到在步驟S108中所確定的多個(gè)單元中的每一個(gè)的圖案。在步驟Slll中，該信息被存儲(chǔ)在與作為OPC完成單元的單元庫10不同的單元庫20中并且被管理為用于掩模圖案設(shè)計(jì)的邏輯元件的信息。
[0042]此外，在步驟S106中，通過重復(fù)改變參數(shù)值直到計(jì)算的次數(shù)達(dá)到指定次數(shù)來執(zhí)行圖像的計(jì)算和評價(jià)值的計(jì)算。在此情況下于在步驟S105中計(jì)算評價(jià)值之后，每次確定評價(jià)值是否滿足可接受的值(評價(jià)標(biāo)準(zhǔn))以及何時(shí)評價(jià)值滿足可接受的值，參數(shù)值就可以確定了。
[0043]接下來，將描述根據(jù)該示例性實(shí)施例的掩模圖案的生成方法。圖3是根據(jù)該示例性實(shí)施例的掩模圖案的生成方法的流程圖。通過信息處理裝置(如計(jì)算機(jī))來執(zhí)行該生成方法。
[0044]在步驟S301中，基于設(shè)計(jì)規(guī)范(如專用集成電路(ASIC))來執(zhí)行邏輯電路設(shè)計(jì)，并且生成對邏輯元件進(jìn)行組合的電路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。通常，以被稱為Netlist的格式來記錄信息，并且安裝邏輯電路的部分被指示。在步驟S302中，從單元庫20選擇與步驟S301中所生成的邏輯元件相對應(yīng)的單元。然后，在步驟S303中，通過在布局和布線工具中輸入所選擇的單元來執(zhí)行單元的布局和布線。
[0045]例如,布局和布線工具(如Synopsys, Inc所制造的IC編譯器或Mentor GraphicsCorporation所制造的Olympus-SoC)用于確定單元的布局和布線。此外，包括不對其執(zhí)行OPC的設(shè)計(jì)值的單元的單元庫10用于在很多情況下生成一般的掩模圖案，具有非臨界的圖像性能的單元可以選自單元庫10。
[0046]接下來，在步驟S304中，對于掩模的每個(gè)層提取圖案。例如，對于每個(gè)所設(shè)置的單元提取一層圖案并且各層圖案彼此連接，以使得可以獲得芯片的整個(gè)表面的圖案文件，這通常被稱為平坦化處理。對于每個(gè)層重復(fù)該處理，以獲得用于每個(gè)曝光工藝的芯片的整個(gè)表面的掩模圖案信息。接下來，在步驟S305中，設(shè)置曝光條件的參數(shù)值。在單元OPC的情況下，曝光條件的參數(shù)值被設(shè)置為與在步驟S109中所確定的曝光條件的參數(shù)值相同的值或近似的值。
[0047]接下來，在步驟S306中，設(shè)定對于每個(gè)層所提取的圖案的參數(shù)值。接下來，在步驟S307中，當(dāng)步驟S306中設(shè)定的圖案被設(shè)置在掩模中時(shí)，掩模在步驟S305中所設(shè)定的曝光條件下受照射，計(jì)算當(dāng)掩模圖案的圖像投影到晶片上時(shí)的掩模圖案的圖像，并且評價(jià)圖像。
[0048]在步驟S308中，確定圖像的評價(jià)值是否滿足預(yù)定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(可接受的值)。如果圖像的評價(jià)值不滿足評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，則操作返回步驟S306，圖案的參數(shù)值被改變以被重置，來計(jì)算并且評價(jià)圖像。
[0049]在步驟S306至S308中，調(diào)整掩模圖案(OPC)以將掩模圖案的圖像近似為圖像形成圖案的期望大小。在步驟S309中，如果圖像的評價(jià)值滿足評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，則確定在此情況下的掩模圖案。此外，可以使用Mentor Graphics Corporation所制造的Calibre或BrionTechnologies, Inc所制造的Tachyon來執(zhí)行芯片的整個(gè)表面上的在步驟S305至S309中的OPC。
[0050]如果確定了圖案，則在步驟S310中，呈現(xiàn)掩模圖案所需的數(shù)據(jù)格式被轉(zhuǎn)換，并且通過一般的電子束光刻法來生成掩模。對于掩模的每個(gè)層重復(fù)執(zhí)行步驟S305至S310中的處理，以生成用于半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵工藝的掩模圖案。
[0051]根據(jù)該示例性實(shí)施例，使用曝光條件和單元圖案的參數(shù)對于包括多個(gè)單元的每個(gè)單元組計(jì)算光學(xué)圖像，以優(yōu)化圖像性能，以使得與當(dāng)對于每個(gè)單元執(zhí)行計(jì)算時(shí)相比可以在更短時(shí)間中執(zhí)行計(jì)算。
[0052]此外，根據(jù)該示例性實(shí)施例，在確定具有期望圖像性能的掩模圖案之前，使用曝光條件和單元圖案的參數(shù)來確定單元中的每一個(gè)單元的圖案，以優(yōu)化圖像性能。因此，可以在確定掩模圖案之前使用基于適當(dāng)曝光條件所計(jì)算的OPC完全單元的圖案，因此減少了確定掩模圖案所需的計(jì)算時(shí)間。
[0053]將描述這樣的示例:上述示例性實(shí)施例中描述的圖案生成方法被應(yīng)用于使用20nm節(jié)點(diǎn)的ID-GDR的標(biāo)準(zhǔn)單元的金屬工藝的掩模圖案的生成。
[0054]在ID-GDR器件中，通過在形成微小線和空間(L/S)圖案之后用消除L/S的一部分空間的切分圖案來填充L/S圖案并且蝕刻整個(gè)L/S圖案，來形成隔離槽。即使無論單元如何L/S都是均勻的，通常切分圖案的數(shù)量和布置也在單元中的每一個(gè)單元中變化。將描述切分圖案工藝的掩模作為示例。這與在消除L/S的一部分線的用于柵極圖案的切分圖案中相同。
[0055]作為曝光裝置的曝光條件，使用具有193.368nm的光源波長、1.35的投影系統(tǒng)數(shù)值孔徑、1.437的浸入折射率(immersion refractive index)以及1.683抗蝕劑折射率(resist refractive index)的切向極化照射。掩模是二元掩模,并且在掩模中，每個(gè)圖案元件是黑色(遮光部)，并且背景是白色(透射部)，其為亮場。
[0056]在20nm節(jié)點(diǎn)的ID-GDR中，通常，柵極間距是84nm，金屬間距是64nm。因此，獲得這樣的單元:其中在X方向上具有84nm的長度并且在Y方向上具有64nm的長度的L/S形成柵格。在該示例性實(shí)施例中，如圖4所示，從單元庫10選擇多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元的設(shè)計(jì)圖案。
[0057]以下以nm為單位來描述單元中的每一個(gè)單元的區(qū)域(水平長度(X)、垂直長度(Y))。
[0058]A: (1353，640)
[0059]B: (861，640)
[0060]C: (369，640)
[0061]D: (369，640)[0062]E: (287，640)
[0063]F: (1599，640)
[0064]G: (123，640)
[0065]H: (205，640)
[0066]1: (615，640)
[0067]J: (287, 640)
[0068]K: (287，640)
[0069]L: (369，640)
[0070]Μ: (369，640)
[0071]N: (943，640)
[0072]O: (779, 640)
[0073]通常，如果當(dāng)有效光源分布被劃分為多個(gè)元件(點(diǎn)光源)時(shí)的劃分?jǐn)?shù)量是固定的，則光學(xué)計(jì)算的計(jì)算區(qū)域的一側(cè)的長度與波長/NA成比例。然而，近年來，由于在不改變曝光裝置的波長和NA的情況下進(jìn)行了單元的圖案的小型化，因此可以在不改變計(jì)算區(qū)域的情況下在計(jì)算區(qū)域中放置更多的單元。在以上曝光條件中，光學(xué)圖像的計(jì)算區(qū)域近似4.5平方微米。
[0074]圖5示出多個(gè)單元的計(jì)算區(qū)域和布置的示例。以虛線指示的框是計(jì)算區(qū)域。各單元(單元A至O)之間的空間在光學(xué)計(jì)算的計(jì)算區(qū)域中在X和Y方向上以Ium而分離地設(shè)定，可以在三個(gè)計(jì)算區(qū)域中設(shè)置總共15個(gè)所選擇的單元。包括單元Α、F、N和O的單元組、包括單元B、C、D、E、I和J的單元組以及包括單元G、H、K、L和M的單元組分別設(shè)置在一個(gè)計(jì)算區(qū)域中。
[0075]因此，如果對于每個(gè)單元重復(fù)圖案的光學(xué)圖像的計(jì)算，則需要15次計(jì)算，但根據(jù)該示例性實(shí)施例，僅需要三次計(jì)算。因此，組合多個(gè)單元以計(jì)算光學(xué)圖像，以使得在更短時(shí)間中執(zhí)行計(jì)算。
[0076]單元中的每一個(gè)單元的圖案是由包括多個(gè)在圖6中所示的圖案元件的圖案構(gòu)成的。圖案元件(i，j)的寬度的設(shè)計(jì)值是常數(shù)Lx (i，j)和Ly (i，j)，圖案元件(i，j)的坐標(biāo)的設(shè)計(jì)值是常數(shù)Px (i，j)和Py (i，j)。i是指示圖4的單元A至O的變量,j指示單元中的圖案元件的數(shù)量。
[0077]圖案元件中的每一個(gè)的線寬度的變化是Alx(i，j)和Λ Iy (i，j)，變量是單元圖案的參數(shù)。此外，圖案元件中的每一個(gè)的坐標(biāo)的偏移量是APX(i，j)和APy(i，j)，變量也是單元圖案的參數(shù)。此外，單元圖案的參數(shù)可以是圖案元件的相對側(cè)之間的距離(線寬度)，例如 Lx (i, j) + A Ix (i, j)。
[0078]在該示例性實(shí)施例中，圖案元件中的每一個(gè)的線寬度的設(shè)計(jì)值是:
[0079]Lx(i, j)=41nm, VlVj
[0080]Ly (i, j) =64nm, VlVj
[0081]當(dāng)多個(gè)圖案元件彼此相鄰時(shí)，使用相鄰側(cè)的邊緣(邊界)的位置是固定這樣的約束。
[0082]圖7A和圖7B示出曝光條件的參數(shù)。在該示例性實(shí)施例中，曝光裝置的有效光源分布的形狀被參數(shù)化以被定義為曝光條件的參數(shù)。圖7A示出照射光學(xué)系統(tǒng)的四極(quadrupole)照射的光瞳空間。光強(qiáng)度分布(黑色顯示)在外部σ SO和內(nèi)部σ SI之間，并且由指示為Intx的極的孔徑角Ax和指示為Inty的極的孔徑角Ay表示。圖7Β示出每個(gè)極的光強(qiáng)度，Intx和Inty的光強(qiáng)度由通過以Intx的光強(qiáng)度為I進(jìn)行歸一化所獲得的值表示，并且假設(shè)每個(gè)極的光強(qiáng)度是均勻分布的。
[0083]待評價(jià)的圖案是通過以閾值Ith分割圖像平面上的掩模圖案的空中圖像并且連接所獲得的水平線所獲得的圖(下文中被稱為光學(xué)圖像)。在該示例性實(shí)施例中，即使使用光學(xué)圖像來簡化描述，也可以使用通過使用指示抗蝕劑感光材料的感光和顯影屬性的抗蝕劑參數(shù)或基板材料的蝕刻參數(shù)來對光學(xué)圖像執(zhí)行工藝鄰近校正所獲得的圖像。
[0084]曝光條件的參數(shù)和單元圖案的參數(shù)的可變化范圍如下。
[0085]0.7 ≤ SO ≤ 0.98
[0086]0.5 ≤(S0/SI)≤ 0.8
[0087]20° ≤ Ax ≤ 90°
[0088]20° ≤ Ayi^ 90°
[0089]Intx=I
[0090]O ≤ Inty ≤ I
[0091]10 ^ Δ Ix ^ 100
[0092]10 ^ Δ Iy ^ 100
[0093]-5 ^ Δ px ^ +5
[0094]-5 ^ Δ py ^ +5
[0095]作為曝光條件，即使有效光源分布的形狀是變量，除了有效光源分布的形狀之外，投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑也可以是變量。此外，閾值Ith是O < Ith < I。
[0096]待評價(jià)的圖案的圖像的目標(biāo)是每一個(gè)圖案元件的線寬度誤差的均方根(RMS)和歸一化圖像對數(shù)斜率(NILS)。此外，包括每一個(gè)圖案元件的設(shè)計(jì)值中心的X橫截面的大小⑶X以及包括每一個(gè)圖案元件的設(shè)計(jì)值中心的Y橫截面的大小CDy的EL (曝光裕量)滿足5%處的焦點(diǎn)深度F也是待評價(jià)的目標(biāo)。此外，圖案元件的位置偏移誤差RGx和位置偏移誤差RGy也是評價(jià)目標(biāo)。
[0097]期望的是，圖案元件的線寬度誤差和位置偏移誤差最小化，NILS和焦點(diǎn)深度最大化，以使得在該示例性實(shí)施例中，以下等式I用作評價(jià)指標(biāo)(評價(jià)函數(shù))P。多個(gè)單元的圖案的圖像相對于線寬度誤差的所有評價(jià)點(diǎn)的總RMS值，多個(gè)單元的圖案的圖像相對于NILS、位置偏移誤差、以及焦點(diǎn)深度的所有評價(jià)點(diǎn)當(dāng)中的最差值(最小值)用作評價(jià)函數(shù)的項(xiàng)。
[0098]P=線寬度誤差RMS/線寬度誤差RMS可接受的值+NILS可接受的值/ (NILS最小值+0.001) +位置偏移誤差RGx和RGy的最小值/位置偏移誤差可接受的值+焦點(diǎn)深度可接受的值/ (焦點(diǎn)深度F的最小值+0.001)……(I)
[0099]此外，線寬度誤差RMS可接受的值=目標(biāo)線寬度的1%
[0100]NILS可接受的值=1.5
[0101]位置偏移誤差可接受的值=5nm
[0102]焦點(diǎn)深度可接受的值=70nm
[0103]首先，計(jì)算用于所有選擇的單元的圖案的圖像，并且計(jì)算針對多個(gè)單元的圖案的圖像的所有評價(jià)點(diǎn)中的每一個(gè)評價(jià)點(diǎn)的線寬度誤差RMS、NILS、位置偏移誤差和焦點(diǎn)深度F0
[0104]多個(gè)單元的圖案的圖像對于線寬度誤差的所有評價(jià)點(diǎn)的總RMS，以及多個(gè)單元的圖案的圖像對于NILS、位置偏移誤差、以及焦點(diǎn)深度的所有評價(jià)點(diǎn)當(dāng)中的最差值(最小值)被計(jì)算，以獲得要被確定為評價(jià)值的評價(jià)函數(shù)的值。
[0105]評價(jià)指標(biāo)并不限于此，并且可以使用通過把針對多個(gè)單元來評價(jià)多個(gè)單元中的每一個(gè)的圖案的圖像的值相加所獲得的值或在評價(jià)多個(gè)單元的圖案的圖像的值當(dāng)中的最小值或最大值而被設(shè)定。
[0106]然后，參數(shù)值中的每一個(gè)被改變以使評價(jià)指標(biāo)的評價(jià)值最小化，以便執(zhí)行其優(yōu)化。在該示例性實(shí)施例中，曝光條件的參數(shù)是九，多個(gè)單元的圖案的參數(shù)是745，以便優(yōu)化總共754個(gè)參數(shù)。
[0107]圖8A和圖SB分別示出優(yōu)化結(jié)果的圖案?；疑?虛線)區(qū)域部分表示單元的設(shè)計(jì)值的圖案元件，以及被示出為包圍圖案元件的實(shí)線框表示在單元OPC優(yōu)化之后的經(jīng)校正的圖案元件的外部形狀。
[0108]圖8A是圖4所示的單元A的示例，圖8B是圖4所示的單元B的示例,應(yīng)理解,單元的設(shè)計(jì)值和在優(yōu)化之后的形狀是廣泛改變的。在優(yōu)化之后所計(jì)算的單元圖案以GDSII數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)在單元庫20中。GDSII數(shù)據(jù)加入到初始設(shè)計(jì)值的單元的信息，以構(gòu)成單元OPC庫。在單元C至O中情況相同。
[0109]以下描述有效光源分布的參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果。
[0110]SO=0.85
[0111]比率=SI/S0=0.703
[0112]Ax=57°
[0113]Ay=61°
[0114]Inty=0.442
[0115]閾值Ith 是 0.4086。
[0116]評價(jià)指標(biāo)在該示例性實(shí)施例是1，但評價(jià)指標(biāo)的數(shù)量不限于I。例如，如果設(shè)置多個(gè)不同的評價(jià)指標(biāo)，則單元圖案和曝光條件的優(yōu)化結(jié)果改變。也就是說，對于評價(jià)指標(biāo)中的每一個(gè)所確定的單元圖案的參數(shù)值彼此不同。
[0117]創(chuàng)建單元庫以存儲(chǔ)使用評價(jià)指標(biāo)的設(shè)定來確定的單元的參數(shù)，并且可以根據(jù)目的來選擇適當(dāng)?shù)膯卧獛臁４送?，在?yōu)化之后的曝光條件的參數(shù)與單元圖案的參數(shù)的組合的多個(gè)集合可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中并且被管理。
[0118]接下來，將描述使用單元庫中所存儲(chǔ)的OPC完全單元來生成掩模圖案的方法。圖9示出在從單元庫選擇OPC完全單元以相鄰地設(shè)置單元圖案之后的圖案。為了簡化描述，單元A至O中所包括的任意標(biāo)準(zhǔn)單元相鄰地設(shè)置為5乘5，以使用總共25個(gè)單元來形成測試單元。豎直相鄰單元在分離達(dá)到金屬的一個(gè)柵格間距的情況下彼此鍵合。
[0119]作為曝光條件，使用具有193.368nm的光源波長、1.35的投影系統(tǒng)數(shù)值孔徑、
1.437的浸入折射率以及1.683抗蝕劑折射率(resist refractive index)的切向極化照射。在此，作為有效光源分布的參數(shù)，即使使用與優(yōu)化結(jié)果的值相等的值，值也可能不等于優(yōu)化結(jié)果的值。例如，在以下范圍中可以使用外部σ S02、外部σ和內(nèi)部σ的比率2、X方向上的極的孔徑角Ax2、Y方向上的極的孔徑角Ay2、X方向上的極的光強(qiáng)度Intx2、Y方向上的極的光強(qiáng)度Inty2。
[0120]e=0.2
[0121]e2=60
[0122]e3=0.5
[0123]SO* (1- e)≤ S02 ( S0*(l+e)
[0124]比率* (1- e)≤比率2≤比率* (1+e)
[0125]Ax - e2 ≤ Ax2 ≤ Ax+e2
[0126]Ay - e2 ≤ Ay2 ≤ Ay+e2
[0127]Intx* (1- e3) ≤ Intx2 ≤ Intx* (l+e3)
[0128]Inty*(l - e3) ≤ Inty2 ≤ Inty*(l+e3)
[0129]例如，外部σ可以在與優(yōu)化結(jié)果的值SO差預(yù)定量e的范圍中改變。
[0130]掩模是圖案部分為黑色并且背景為白色(亮場)的二元掩模。
[0131]設(shè)定曝光條件的參數(shù)值，以將圖9所示的圖案設(shè)定為初始值。然后，在計(jì)算圖案中的每一個(gè)的圖像的同時(shí)對圖案中的每一個(gè)執(zhí)行0PC，并且在改變圖案中的每一個(gè)的參數(shù)的同時(shí)執(zhí)行優(yōu)化。
[0132]當(dāng)包括參數(shù)元件中的每一個(gè)的設(shè)計(jì)值中心的X橫截面的大小是⑶X并且Y橫截面的大小是CDy時(shí)，對于評價(jià)指標(biāo)使用與整個(gè)圖案元件的設(shè)計(jì)值的差的RMS。在以下等式中示出RMS的等式。
[0133]
【權(quán)利要求】
1.一種圖案生成方法，用于使用計(jì)算機(jī)來生成用于生成掩模的圖案的單元的圖案，所述方法包括: 獲得單元的圖案的數(shù)據(jù)； 通過重復(fù)改變當(dāng)具有單元的圖案的掩模被照射以將單元的圖案的圖像投影到基板上以使基板曝光時(shí)的曝光條件的參數(shù)值、以及單元的圖案的參數(shù)值，來計(jì)算單元的圖案的圖像以獲得圖像的評價(jià)值；以及 確定當(dāng)評價(jià)值滿足預(yù)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的單元的圖案的參數(shù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案生成方法，其中，確定當(dāng)評價(jià)值滿足預(yù)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的曝光條件的參數(shù)值和單元的圖案的參數(shù)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案生成方法，其中，單元的圖案包括矩形的圖案元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖案生成方法，其中，單元的圖案的參數(shù)包括該圖案元件的線寬度和偏移量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案生成方法，其中，獲得多個(gè)單元的圖案的數(shù)據(jù)， 計(jì)算所有多個(gè)單元的圖像的所獲得的評價(jià)值，以及 確定當(dāng)評價(jià)值滿足預(yù)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的曝光條件的參數(shù)值和單元的圖案的參數(shù)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案生成方法，其中，使用多個(gè)評價(jià)指標(biāo)來計(jì)算圖像的評價(jià)值，以及 確定當(dāng)評價(jià)值滿足用于評價(jià)指標(biāo)中的每一個(gè)評價(jià)指標(biāo)的預(yù)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的單元的圖案的參數(shù)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖案生成方法，其中，針對評價(jià)指標(biāo)中的每一個(gè)評價(jià)指標(biāo)所確定的單元的圖案的參數(shù)值彼此不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案生成方法，其中，獲得多個(gè)單元的圖案的數(shù)據(jù)，以及 計(jì)算所述多個(gè)單元的圖案的圖像，其中，所述多個(gè)單元彼此分隔開不互相施加光學(xué)鄰近效應(yīng)的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案生成方法，其中，獲得多個(gè)單元的圖案的數(shù)據(jù)，評價(jià)值包括通過針對多個(gè)單元把多個(gè)單元的圖案的圖像的評價(jià)值相加所獲得的值以及包括在多個(gè)單元的圖案的圖像的評價(jià)值當(dāng)中的最小值和最大值中的至少一個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案生成方法，還包括: 在單元庫中存儲(chǔ)當(dāng)評價(jià)值滿足預(yù)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的單元的圖案。
11.一種掩模圖案生成方法，包括: 從單元庫獲得通過根據(jù)權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)所述的圖案生成方法生成的多個(gè)單元的圖案，或獲得用戶輸入的多個(gè)單元的圖案以生成用以切分或連接線圖案和空間圖案的掩模圖案。
12.—種掩模圖案生成方法,包括: 當(dāng)通過從存儲(chǔ)通過根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖案生成方法生成的多個(gè)單元的圖案的單元庫中選擇單元來生成用以切分或連接線圖案和空間圖案的掩模圖案時(shí)， 通過重復(fù)改變包括從單元庫中選擇的單元的圖案的掩模圖案的參數(shù)值，使用所確定的曝光條件的參數(shù)值來計(jì)算所選擇的單元的圖案的圖像以獲得圖像的評價(jià)值；以及 確定當(dāng)評價(jià)值滿足預(yù)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的掩模圖案的參數(shù)值。
13.—種掩模圖案生成方法,包括: 當(dāng)通過從存儲(chǔ)有通過根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖案生成方法生成的多個(gè)單元的圖案的單元庫中選擇單元來生成用以切分或連接線圖案和空間圖案的掩模圖案時(shí)， 通過重復(fù)改變包括從單元庫中選擇的單元的圖案的掩模圖案的參數(shù)值、以及在與曝光條件的所確定的參數(shù)值相差預(yù)定量的范圍中的曝光條件的參數(shù)值來計(jì)算所選擇的單元的圖案的圖像，以獲得圖像的評價(jià)值；以及 確定當(dāng)評價(jià)值滿足預(yù)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的掩模圖案的參數(shù)值。
14. 一種信息處理裝置，被配置為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的圖案生成方法。
15.一種曝光裝置，被配置為把掩模上形成的圖案曝光到基板上，掩模的圖案是通過用于使用計(jì)算機(jī)來生成用于生成掩模的圖案的單元的圖案的圖案生成方法生成的，所述方法包括: 獲得單元的圖案的數(shù)據(jù)； 通過重復(fù)改變當(dāng)包括單元的圖案的掩模被照射以將單元的圖案的圖像投影到基板上以使基板曝光時(shí)的曝光條件的參數(shù)值、以及單元的圖案的參數(shù)值，來計(jì)算單元的圖案的圖像以獲得圖像的評價(jià)值；以及 確定當(dāng)評價(jià)值滿足預(yù)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的單元的圖案的參數(shù)值。
16.一種器件制造方法，包括:使用曝光裝置來對基板曝光，并且使經(jīng)曝光的基板顯影，其中，曝光裝置把在掩模上所形成的圖案曝光到基板上，掩模的圖案是通過用于使用計(jì)算機(jī)生成用于生成掩模的圖案的單元的圖案的圖案生成方法生成的，所述圖案生成方法包括: 獲得單元的圖案的數(shù)據(jù)； 通過重復(fù)改變當(dāng)包括單元的圖案的掩模被照射以把單元的圖案的圖像投影到基板上以使基板曝光時(shí)的曝光條件的參數(shù)值、以及單元的圖案的參數(shù)值，來計(jì)算單元的圖案的圖像以獲得圖像的評價(jià)值；以及 確定當(dāng)評價(jià)值滿足預(yù)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的單元的圖案的參數(shù)值。
【文檔編號】G03F1/36GK103488043SQ201310226984
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】三上晃司, 荒井禎, 石井弘之 申請人:佳能株式會(huì)社