CN1285012C - 光学接近修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对光掩膜布局图进行光学接近修正的方法，其中该光掩膜布局图至少包含一个光掩膜图案。该方法包含有下列步骤：收集预定加入该光掩膜布局图中之一辅助图案的辅助图案修正偏差值，接着结合该辅助图案修正偏差值，进行基准式光学接近修正，计算出该光掩膜图案需修正的目标修正偏差值，并依照计算结果对该光掩膜图案进行修正，输出修正的光掩膜布局图，最后在该修正的光掩膜布局图中加入该辅助图案。

Description

光学接近修正方法

技术领域

本发明涉及一种光学接近修正方法(optical proximity correction，OPC)，尤指涉及一种在进行基准式(rule-based)光学接近修正后，再将散射条(scattering bar)等辅助图案加入修正后的光掩膜图案的光学接近修正方法。

背景技术

在半导体工艺中，为了将集成电路(integrated circuits)的图案顺利地转移到半导体芯片上，必须先将电路图案设计在光掩膜布局图上，再依据光掩膜布局图所输出的光掩膜图案(photomask pattern)来制作光掩膜，并且将光掩膜上的图案以一定的比例转移到该半导体芯片上。

由于在光掩膜上所能制作出的图案的临界尺寸(critical dimension，CD)会受限于曝光工具(optical exposure tool)的分辨率限止(resolutionlimit)，因此当集成度逐渐提高，电路图案设计越来越小，在对这些高密度排列的光掩膜图案进行曝光过程以进行图案转移时，很容易产生光学接近效应(optical proximity effect，OPE)，造成图案转移的偏差。例如直角转角圆形化(right-angled corner rounded)、直线末端紧缩以及直线线宽增加或缩减等，都是常见的光学接近效应所导致的光掩膜图案缺陷。

为了避免上述光学接近效应造成光掩膜图案转移失真，通常在制作光掩膜时都会对光掩膜布局图进行光学接近修正，以消除光学接近效应。其方式是将欲曝光在半导体基底上的原始光掩膜图案，先以计算机辅助设计(computer aided design，CAD)，以数据计算机和软件包运算加以计算修正，得到与原始光掩膜图案不同的修正光掩膜图案，再将该修正光掩膜图案输入计算机存盘，并制作该修正后的图案在光掩膜上。根据经过光学接近修正后所制作的光掩膜，在经过光束透过投影在半导体基底上形成图案时，几乎可与原始光掩膜图案相同。

光学接近修正可分为仿真式(model-based)光学接近修正法以及基准式(rule-based)光学接近修正法。仿真式光学接近修正法主要是利用测试光掩膜图案与原始光掩膜图案进行比对，以建立光掩膜修正模式，再利用仿真器依据照光条件(illumination condition)以及先前曝光结果等参数，进行一连串复杂的修正计算。然而，为了建立光掩膜修正模式，仿真式光学接近修正法必须花费大量的时间对测试光掩膜图案以及原始光掩膜图案进行比较、运算与模拟，也因此其对光掩膜图案的修正效率并不高。

基准式光学接近修正法是根据所欲转移的原始布局图案的宽度及图案之间的疏密度，利用数据库中已获得的修正基准来做修正，基准式光学接近修正法的优点是只要在已有的数据库中搜寻适当的参数组合，就可得到需要的修正值。当无法在数据库中找寻到完全相符的参数组合时，必须利用内插的方式于最相近的修正条件中推算出修正值。相较于仿真式光学接近修正法，基准式光学接近修正法可以非常快速地计算出修正值而完成光掩膜图案的光学接近修正，但因为数据内插以及函数公式的适用性所导致的误差却也使得光掩膜图案修正的可靠性降低。

请参考图1，图1为现有技术利用基准式光学接近修正法的光学近似效应修正流程100的流程示意图，其包含有下列步骤：

步骤102：利用测试光掩膜(test mask)曝光半导体芯片上，以测量收集出半导体芯片上的曝光后线宽、各图案间距离的偏差数据。

步骤104：根据步骤102所收集到的数据，执行基准式光学接近修正，在原始光掩膜图案中加上修正目标偏差值。

步骤106：将步骤104所得的结果输出，制作成光掩膜。

目前基准式光学接近修正法的实行皆是利用套装的计算机软件来进行，而这类软件包的输入数据必须有特定格式，因此在执行完步骤102之后，通常会利用计算机程序对收集到的测试光掩膜偏差数据进行数据格式转换，再将该转换格式后的偏差数据输入套装计算机软件中，进行光学接近修正。虽然利用修正流程100可以对光掩膜布局图进行修正，例如在线宽较大的情形下，不论是密集线条(dense line)或孤立线条(isolated line)的工艺宽裕度都可以利用加入修正偏差值来达到修正效果，然而当线宽越来越小时，加入修正偏差值却无法改善孤立线条的工艺宽裕度，因此仅使用基准式光学修正法的修正流程已无法满足在高集成度下进行图案转移的需求。

目前业界最常使用的光学接近修正方法是先将散射条(scattering bar)加入欲进行图案转移的原始光掩膜布局图中，再对该光掩膜布局图进行仿真式光学接近修正。请参考图2，图2为现有技术利用加入散射条及仿真式光学接近修正法的光学接近修正流程200的流程示意图，其中欲修正的光掩膜布局图案包含有多个光掩膜图案。修正流程200包含有下列步骤：

步骤202：计算欲加入原始光掩膜布局图中的散射条的各参数，将散射条加至原始光掩膜布局图中。

步骤204：根据已加入散射条的光掩膜布局图建立光学接近修正模块。

步骤206：对已加入散射条的光掩膜布局图进行仿真式光学接近修正，以将修正偏差值加入至光掩膜布局图的各光掩膜图案中。

步骤208：输出修正后的光掩膜布局图，并依该结果制作光掩膜。

散射条为一种用来增加工艺宽裕度的辅助图案，在孤立线条区中各孤立线条间的固定距离处加入散射条，可以提高对比度和分辨率，使孤立线条产生和密集线条有一样的曝光效果，改善孤立线条和密集线条的共同工艺宽裕度。然而在修正流程200中，先加入的散射条会在后续进行的仿真式光学接近修正中一并被修正，无法达到工艺中预期的目标临界尺寸的效果，使得各光掩膜图案和各散射条的距离因修正而改变，导致各光掩膜图案的工艺宽裕度不固定，甚至超出散射条的加入限制，造成因为修正偏差值过大而在曝光时将散射条曝出的情况。此外，图二所示的修正流程200仍然因为使用仿真式光学接近修正法而必须花费大量的时间，才能得到修正结果。

由上述可知，利用现有技术光学接近修正方法并无法完全有效地对具有高密度光掩膜图案的光掩膜布局图进行修正，而依据现有技术修正的光掩膜布局图所制作的光掩膜仍然可能在曝光时造成图案转移的偏差。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种对光掩膜布局图先进行基准式光学接近修正后再加入辅助图案的光学接近修正方法，以解决上述现有技术光学接近修正方法的问题。

本发明公开了一种在光掩膜布局图进行光学接近修正的方法，其中该光掩膜布局图至少包含有一光掩膜图案。本发明的方法包含有下列步骤：收集预定加入该光掩膜布局图中为散射条的图案的辅助图案修正偏差值并同时收集原始光掩膜图案的曝光偏差值数据；将收集到的该辅助图案修正偏差值和原始光掩膜图案的曝光偏差值转换成进行该基准式光学接近修正时所需求的数据模式；然后结合该辅助图案修正偏差值，对光掩膜图案进行基准式光学接近修正，计算出该光掩膜图案需修正的目标修正偏差值，并依照计算结果对该光掩膜图案进行修正，接着输出修正后的光掩膜布局图；最后在修正的光掩膜布局图中加入该散射条图案的辅助图案。

本发明还公开了进行该基准式光学接近修正的步骤，包括有收集该光掩膜图案的宽度及疏密度，以得到光掩膜图案参数数据，并根据该光掩膜图案参数数据，利用数据库中的修正基准，对该光掩膜图案加上至少一个第二辅助图案，该第二辅助图案可包括边角衬线或锤头状图案，以修正光掩膜图案的边缘。

由于本发明是在对光掩膜图案进行基准式光学接近修正后，才对光掩膜图案加上散射条，能使光掩膜图案的临界尺寸符合工艺需求，又能固定各散射条与各光掩膜图案间的距离，保留原来散射条提高分辨率和改善孤立线条的工艺宽裕度的优点，且基准式光学接近修正法在执行时也较仿真式光学接近修正法简便，因此，利用本发明的光学接近修正方法可以非常有效率地完成光掩膜布局图的修正，得到曝光精确度大为提高的光掩膜图案。

为了能更近一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。然而附图仅供参考与辅助说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为现有基准式光学接近修正法的流程示意图。

图2为现有利用加入散射条及仿真式光学接近修正法的流程示意图。

图3为本发明光学接近修正方法对光掩膜布局图进行修正流程的流程示意图。

具体实施方式

请参考图3，图3为本发明光学接近修正方法对光掩膜布局图进行修正流程300的流程示意图，其中该光掩膜布局图至少包含一个光掩膜图案。修正流程300包含有下列步骤：

步骤302：收集预定加入到光掩膜布局图案中的第一辅助图案的辅助图案修正偏差值，建立一个类似数据库的辅助图案修正模式，并同时收集原始光掩膜图案的曝光偏差值数据。在此步骤中，预定加入的第一辅助图案可为散射条。此步骤的实施方法可利用测试光掩膜，先测量好光掩膜图案需要修正的偏差值，以得到散射条的适当加入位置及适当尺寸。

步骤304：结合步骤302得到的数据库，进行基准式光学接近修正，将目标修正偏差值加至原始光掩膜图案中。在此步骤中仍可利用测试光掩膜进行验证，将曝光结果修正到预期的效果。基准式光学接近修正系利用软件包(例如Niagara软件)执行，因此在步骤302之后，通常会利用特定程序将收集到的辅助图案修正偏差值做数据处理(例如以Buffalo程序进行数据处理)，以符合基准式光学接近修正软件的数据模式。

步骤306：输出经由计算机软件修正后的光掩膜布局图，以在下一步骤中加入辅助图案。

步骤308：利用设计规则检查(design rule checker，DRC)等实体验证工具或支持软件，将步骤302中的第一辅助图案加入至修正后的光掩膜布局图中。

步骤310：输出步骤308的结果，并依据所得结果制作成光掩膜。

在步骤304中的基准式光学接近修正方法的原理，是先收集光掩膜布局图中各光掩膜图案的宽度及疏密度，得到光掩膜图案参数数据后，再根据这些光掩膜参数数据，利用软件包数据库中的修正基准，计算出对各光掩膜图案的修正偏差值。一般来说，步骤304的基准式光学接近修正方法系用来修正光掩膜图案的边缘，修正的结果会在光掩膜图案的转角或直线末端等位置加入至少一个第二辅助图案，如边角衬线(serif)或锤头状(hammerhead)图案，借着这些第二辅助图案的加入，可以有效改善直线末端紧缩、直角转角圆形化等现有技术中可能发生的问题。

相较于现有技术，本发明的光学接近修正方法是先一并考虑原始光掩膜布局图的光掩膜图案参数以及散射条等预定加入光掩膜布局图中的第一辅助图案的参数，对原始光掩膜布局图进行基准式光学接近修正，以将第二辅助图案加入至原始光掩膜图案中，得到修正后的光掩膜布局图后，再将第一辅助图案加至修正后的光掩膜布局图中。根据本发明的方法，最后加入的散射条不会在基准式光学接近修正过程被一并修正，因此在制作中可以正确掌握各散射条和各光掩膜图案间的距离，大幅改善现有技术中加入散射条的限制或可能曝出散射条的情形。再者，在本发明方法的流程之初，已先将欲加入的散射条参数一并考虑，输入至基准式光学接近修正软件中，因此能使后续加入光掩膜布局图中的散射条有助于曝光时有最好的效果，特别是改善孤立线条区的工艺宽裕度。此外，本发明方法是利用基准式光学接近修正法对原始光掩膜布局图进行修正，能以简单有效率的时间得到修正后的光掩膜布局图，再配合散射条等第一辅助图案的加入，可以使临界尺寸准确符合工艺目标，大幅提高图案对比度和分辨率，改善产品成品率。

以上所述仅为本发明的优化实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种在光掩膜布局图进行光学接近修正的方法，该光掩膜布局图至少包含一个光掩膜图案，该方法包含有下列步骤：

收集预定加入该光掩膜布局图中为散射条图案的辅助图案修正偏差值并同时收集原始光掩膜图案的曝光偏差值数据；

将收集到的该辅助图案修正偏差值和原始光掩膜图案的曝光偏差值转换成进行该基准式光学接近修正时所需求的数据模式；

结合该辅助图案修正偏差值，进行基准式光学接近修正，计算出该光掩膜图案需修正的目标修正偏差值，并依照计算结果对该光掩膜图案进行修正，输出修正的光掩膜布局图；以及

在该修正的光掩膜布局图中加入该散射条图案的辅助图案。

2.如权利要求1所述在光掩膜布局图进行光学接近修正的方法，其中该基准式光学接近修正是用来修正该光掩膜图案的边缘。

3.如权利要求1所述在光掩膜布局图进行光学接近修正的方法，其中该基准式光学接近修正包含有下例步骤：

收集该光掩膜图案的宽度及疏密度，得到光掩膜图案参数数据；以及

根据该光掩膜图案参数数据，并利用数据库中的修正基准，对该光掩膜图案加上边角衬线或锤头状图案的辅助图案。

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