CN1431558A

CN1431558A - 利用光学邻近效应修正多边形光罩特征图案的方法

Info

Publication number: CN1431558A
Application number: CN 02101840
Authority: CN
Inventors: 谢昌志; 黄俊仁; 黄瑞祯
Original assignee: United Microelectronics Corp
Current assignee: United Microelectronics Corp
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2003-07-23
Anticipated expiration: 2022-01-09
Also published as: CN1285967C

Abstract

本发明是提供一种光罩图案区块的方式，且不需使用外加的饰线以修正具有内角多边形的光罩特征图案，使得具有至少一个内角的特征图案可以得到有效的光学邻近效应修正且不会有任何外加的数据点增加。因此，可以取代传统的利用饰线作为光学邻近效应修正的方式，进一步地可以获得有效的光学邻近效应修正。此外，对於规则的光罩写入单位，当未修正的光罩特征图案经分割形成数个形状为矩形或是不规则四边形光罩写入单位时，可以改善光罩写入的时间，并且在分割的光罩写入单位中没有内角的存在。另外，当使用简单的几何图形时，可以简化图案检查并且使得校正步骤较为容易。

Description

利用光学邻近效应修正多边形光罩特征图案的方法

(1)技术领域

本发明有关於一种光学邻近修正光罩图案的方法，特别地是有关一种具有内角(corner)的多边形光罩特征图案的光学邻近效应修正方法。

(2)背景技术

微缩集成电路(IC，integrated circuits)最小的特征尺寸(feature size)已经进行了许多年。随着特征相当於尺寸的缩小，不同的工艺限制使得集成电路的制作更加困难。而其中，一项工艺限制在光学微影步骤(photolithography)。

光学微影的重要成份为光罩，此光罩包含一图案是根据集成电路设计的图案特征。这些光罩一般包含了一透明的玻璃板且覆盖一图案转移明亮区块材料例如铬(Cr，chromium)。

对於高阶晶片而言，图案设计的复杂性及光罩的文件大小都会极速的增加。例如，对於大小为50十亿比特(Giga Bytes)的文件来说，光罩写入的时间需要花上两天的时问。因此，要如何减少文件的大小是重要的议题。在传统的光学邻近效应修正(OPC，optical proximity correction)理论是利用外加的饰线(extraserif)修正内角图案。对於单一内角(inner corner)而言，其数据点点数的数量可能由一个增加至五个。总括而言，利用外加的饰线会增加输出的文件大小及快速地增加光罩写入时间，这是因为饰线通常需要次分辨率的点所造成的。因此，写入的数据点数大小会增加且写入的速度会变慢。

在图1A至图3C是表示在传统利用外加饰线(extra serif)修正L形(L-shaped)、T形(T-shaped)及交错形(crossed-shaped)的光罩特征图案的光学邻近效应修正方法，并且利用外加的数据点(extra data point)及光罩写入单位(maskwriting unit)修正这些光学邻近效应修正特征图案。在图1A至图1C是表示对应於集成电路图案的光罩图形。图1A是表示一未修正的L形光罩特征图案10。为了避免L形光罩特征图案有内角产生，利用饰线修正未修正的L形光罩特征图案10以形成一修正的L形光罩特征图案10a，且此修正的L形光罩图案具有一单一内角(single inner corner)14，如图1B中所示。因此，外加的数据点点数及文件容量的大小都会在修正后增加。在未修正的L形光罩特征图案10中只有一个数据点数12A，然而，经修正后所形成的修正的特征图案10a共有四个外加数据点数12B、12C、12D及12E。因此，在电脑数据处理的容量及文件容量大小都会随着数据点数的增加而增加。参考图1C，修正的L形光罩特征图案分割成五个矩形特征图案16a至16e，使得在光罩分割步骤后产生两个外加的光罩写入单位。

接着，图2A中是表示具有两个数据点22A与22B未修正的T形光罩特征图案20。其修正步骤与图1A至图1C相同，经饰线修正后所形成的修正的T形(T-shaped)光罩特征图案20a具有两个内角24a与24b，如图2B中所示。在图2C中是表示在经过修正后产生八个外加数据点数22C至22J，并且光罩在经过分割后，产生七个外加的光罩单位26a至26h。接着，参考图3A，此图是表示具有四个数据点32A至32D的未修正的交错形(crossed-shaped)光罩特征图案30。如以上所描述，在经过饰线法的光学邻近效应修正后，经修正的交错形光罩特征图案30a具有四个内角34a至34d且产生十六个外加数据点数32E至32T。因此，输出文件容量大小及光罩写入时间的增加是因为饰线需要增加新的数据点的原因。

接着，图4是表示未修正的交错形光罩特征图案30的结构图像(contourimage)。由实线所围成的范围为原来的未修正的交错形光罩特征图案30，在经过曝光步骤后，在未修正的交错形光罩特征图案30上有一经过模拟的后由虚线所构成的模拟区域图像(simulation area image)40，且其图像40的范围小於未修正的交错形光罩特征图案30。但是模拟区域图像40具有四个角42a、42b、42c及42d，且更进一步地这些内角会造成图案检查时的问题。此外，为了要解决内角所产生的种种问题，传统的技术是利用饰线以修正传统的交错形光罩特征图案30。根据图3B中所示，在经过曝光步骤之后，模拟区域图像40a的大小是趋近於利用饰线修正之后的交错形光罩特征图案30a，如图5中所表示。在图5中，即使模拟区域图像40a的范围大小接近已修正的交错形光罩特征图案30a，但是模拟区域图像40a有内角产生且仍然使得光罩载入时间及光罩写入时间增加。

鉴於上述的发明背景中，传统的光学邻近效应修正所产生的诸多缺点，本发明提供一种不需要利用外加饰线(serif)的光学邻近效应修正(OPC，opticalproximity correction)的方式以修正具有内角的多边形光罩特征图案，并可以得到最小的光罩文件容量大小，通过精确地修正具有内角的光罩特征图案可以改善规则性的光罩写入单位为具有数个的矩形写入单位(或不规则四边形)及缩短光罩图案检查时间。

(3)发明内容

本发明的主要目的，是利用一光学邻近效应修正且不需使用外加的饰线的方法以得到最高分辨率的光罩图案尺寸。

本发明的另一目的是提供一有效的光学邻近效应修正方法以减少光学邻近效应修正的输出文件大小。

本发明的再一目的是提供一种光学邻近效应修正方法对多边形光罩特征图案形成数个矩形或不规则四边形光罩写入单位，借以改善光罩写入时间。

本发明的又一目的是提供一种光学邻近效应修正方法，改善光罩的一致性及减少图案检查时间。

根据本发明一方面的一种利用光学邻近效应修正具有第一内角的一第一特征图案的方法，其特点是，包括：分割该第一特征图案以形成至少两个分开的特征图案，使得该两个分开的各个特征图案中不具有该第一内角。

根据本发明另一方面的一种光学邻近效应修正的方法，其特点是，包括：提供一第一特征图案，其中，该第特征图案具有一第内角；分割该第一特征图案以形成一第二特征图案与第三特征图案，使得该第二特征图案与该第三特征图案中不具有该第一内角。

根据本发明又一方面的一种光学邻近效应修正的方法，其特点是，包括：提供一第一特征图案，其中，该第特征图案具有一第内角；分割该第一特征图案以形成一第二特征图案与第三特征图案，使得该第二特征图案与该第三特征图案中不具有该第一内角。

根据本发明再一方面的一种光学邻近修正方法，其特点是，包括：提供一第一特征图案，其中，该第一特征图案的内角数是由一第一内角及相邻於该第一内角的一第二内角、一第三内角与一第四内角组合确定；分割该第一特征图案，其中，分开该第一特征图案的特征图案数是由一第二特征图案、一第三特征图案、一第四特征图案与一第五特征图案组合确定，其中，该第二特征图案、该第三特征图案、该第四特征图案与该第五特征图案中不具有该内角数是由该第一内角、该第二内角、该第三内角及该第四内角组合确定。

本发明提供一种光罩图案区块的方式，且不需使用外加的饰线以修正光罩特征图案。对於具有至少一个内角(Inner corner)的多边形光罩特征图案进行修正使得不会有任何外加的数据点数及光罩写入单位增加。因此，可以取代传统利用饰线作为光学邻近效应修正的方式，获得有效的光学邻近效应修正。此外，对於规则的光罩写入来说，当未修正的多边形光罩特征图案分割成数个矩形或是不规则四边形光罩写入单位时，可以改善光罩写入的时间。再则，当使用简单的几何图形时，分割之后的各个矩形光罩写入单位或是不规则四边形光罩写入单位不具有内角的存在，可以简化图案检查时间并且可以较容易进行光罩校正的步骤。

为进一步说明本发明的所述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

(4)附图说明

图1A到图1C为使用传统的技术，对於一L形光罩特征图案利用传统的光学邻近效应修正时的各步骤结构示意图；

图2A到图2C为使用传统的技术，对於一T形光罩特征图案利用传统的光学邻近效应修正时的各步骤结构示意图；

图3A到图3C为使用传统的技术，对於一交错式光罩特征图案利用传统的光学邻近效应修正时的各步骤结构示意图；

图4为使用传统技术的一交错式光罩特征图案的结构图案的俯视图；

图5为使用传统的技术经过饰线修正之后交错形光罩特征图案的结构图像的俯视图；

图6A至图6D是根据本发明所揭示的技术分割多边形光罩特征图案以形成多数个特征图案的各步骤的俯视图；

图7A至图7D是根据本发明所揭示的技术分割一L形光罩特征图案以形成两个分割特征图素的各步骤的俯视图；

图8A至图8B是根据本发明所揭示的技术分割一T形光罩特征图案以形成两个被分割特征图案的各步骤的俯视图；

图9A至图9B是根据本发明所揭示的技术分割一交错形光罩特征图案以形成三个被分割特征图案的各步骤的俯视图；

图10是根据本发明所揭示的技术的一交错形光罩特征图案的结构图案的俯视图；

图11A至图11B是根据本发明所揭示的技术以不同的方法分割一L形光罩特征图案以形成三个分割特征图案的各步骤的俯视图；

图12A至图12B是根据本发明所揭示的技术以不同的方法分割一T形光罩特征图案以形成三个分割特征图案的各步骤的俯视图；

图13A至图13B是根据本发明所揭示的技术以不同的方法分割一交错形光罩特征图案。

图14是根据本发明的一交错形光罩特征图案结构图像的俯视图。

(5)具体实施方式

本发明的一些实施例将详细描述如下。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围不受限定，其以所附的权利要求书所限定的范围为准。

本发明的方法是利用不需外加的饰线作为图案区块(pattern section)的一种光学邻近效应修正光罩特征图案的方法。对於具有至少一个内角(corner)的光罩特征图案可以得到有效的光学邻近效应修正且不会产生外加的数据点数，且通过光学邻近效应修正之后所分割的各个特征图案中不具有内角的存在，可以减少图案检查的时间，进一步地可以使得文件容量大幅地减少，在此，光罩特征图案可以是多边形光罩特征图案。故利用图案区块的方式取代传统饰线的光学邻近效应修正，以达到有效地光学邻近效应修正。此外，在光罩写入的时间也因原始的特征图案经分割成为数个区块的矩形或是不规则四边形写入单位而大幅的改善。同时，当使用简单的几何图形时，光罩特征图案的检查时间及校正都比利用复杂的饰线修正方式来得简单且容易。

参考图6A，是表示一具有三个数据点62A、62B及62C及至少具有三个内角的多边形特征图案60。在本发明的方法中是提供一种分割光罩特征图案且不需要使用饰线的光学邻近效应修正的方法，将多边形光罩特征图案60分割成数个不规则四边形或是矩形的特征图案。如图6B所示，此图是表示在经过分割步骤之后，多边形特征图案60分割成数个矩形或是不规则四边形的写入单位60a至60e，此外在多边形特征图案60分割之后增加十一个数据点62D至62N，即使数据点数增加，在分割之后所形成的不规则四边形或是矩形特征图案比原来的多边形的光罩经饰线光学邻近效应修正後的特征图案检查时间及光罩载入(mask loading)时间要来的少。此外，在图6C是为另一种具有至少三个内角及三个数据点66A、66B及66C的多边形特征图案64，根据以上所描述的方法，将具有三个内角的多边形特征图案64分割成三个矩形或是不规则形的特征图案64a、64b及64c，并且在分割之后增加四个数据点数66D、66E、66F及66G。同样地，由於特征图案64经修正之后，将原来的特征图案图形64简化成较简单的特征图案形状(64a、64b及64c)(与多边形特征图案64经饰线光学邻近效应修正比较)，且在各个分割的特征图案64a、64b及64c中不具有原特征图案64的三个内角，如图6D所表示，使得图案检查的时间可以大幅减少。在此，在本发明实施例中所提出的多边形的夹角包含大於0度，并小於180度。

此外，在本发明的最佳实施例中提出计算两个分开区块之间的分割最佳距离的方法。在此，以具有一内角的L形特征图案作为计算分割的各个特征图案之间的间隔宽度说明。在经过光学邻近效应修正之后，将L形特征图案分割成至少两个或三个特征图案，在两个邻近的被分割的各个特征图案之间的距离修正为间隔宽度D。光源照射波长则是以拉丁文λ修正，则间隔宽度可以以公式D＝λ/n计算，其中n为两个邻近被分割的各个特征图案之间的间距，其数值介於1.2至8之间。由此方法可以很快地计算出分割之后的两个各个特征图案之间的最佳距离，并且可以得到最适的光学邻近效应修正的光罩特征图案。

在本发明的第一个最佳实施例中，是提供一种将多边形特征图案分割成数个不规则四边形或是矩形的特征图案，使得原本利用传统饰线的方法修正特征图案所产生的内角效应问题不存在外，也可以减少数据点数的产生使得文件输出的容量大小可以减少。在图7A至图9B中是表示分割多边形特征图案时各步骤的俯视图。图7A至图7D是表示一L形光罩特征图案、图8A至图8B是表示一T形光罩特征图案及图9A至图9B是表示一交错形(cross-shaped)光罩特征图案。在本发明中，是提供一作为光罩的透明平板，其材质通常为石英。接着，一不透明图案形成在光罩上，此不透明图案可以为铬(Cr)、相位移光罩(PSM，phase shift mask)或是半色调(half tone)，不透明的图案在微影步骤时，是投影在晶片表面上的旋涂的光阻层上。在本发明的实施例中，不透明图案的图形样式包含有L形、T形及交错形等特征图案，及其内角角度大於0并小於180度的多边形光罩特征图案。

在图1A中为具有一数据点数12A且未修正的L形光罩特征图案10，为了要减少光罩载入时间及特征图案检查时间，在本发明中提出一不需使用外加的饰线的光学邻近效应修正方法，分割未修正的光罩特征图案10形成两个矩形的特征图案70a及70b，如图7A所示。

在经过分割步骤之后，外加的数据点数是增加两点72B及72C，且没有任何的外加光罩写人单位增加，如图7B所表示。此外，如同图7C与图7D中所示，不规则L彤的光罩特征图案10经分割步骤之后形成两个不规则四边形特征图案，此种分割的方式的优点是所产生的外加数据点较传统利用饰线作为修正的方法来得少，使得文件的容量大小大幅减少，并且在分开之后的各个特征图案之间不会有内角产生，同时也可以减少光罩载入与光罩写入的时间。

接着，参考图8A，此图是根据传统的图2A中T形光罩特征图案20分割成为两个矩形光罩特征图案80a及80b。在此仅以矩形光罩特征图案作为实施例说明，其它样式如图7C及图7D相同，在此及以下所描述的实施例中不再多加赘述。在经分割步骤之后，产生两个矩形光罩特征图案，但是在各个矩形光罩特征图案中并没有任何数据点数增加，在图2A中只有两个数据点数22A与22B，在图8A中也只有两个数据点数82A与82B。此外，在第图8B中也表示没有任何的外光罩写入单位增加。

同样地根据传统的图3A的未修正交错形光罩特征图案30，利用本发明的方法将该特征图案30分割成三个矩形图案90a、90b及90c，如图9A所示。在原来未修正的交错形光罩特征图案30中具有四个内角及四个数据点数32A至32D。在经过分割步骤之后，分开的三个的各个矩形图案中并没有任何的外加数据点数增加，仍然是四个数据点数92A至92D，同样地，在图9B中也表示没有任何外加的光罩写入单位增加。

接着，图10是表示在一交错形特征图案30上的一结构图像100。在图中由实线所围成的范围为未修正的交错形光罩特征图案30，在经过曝光步骤之后，在未修正的交错形光罩特征图案30上形成一通过模拟之后所形成的模拟区域图像(simulation area lmage)100(图中虚线所构成的部份)，此模拟区域图像100的范围小於原始的交错形光罩特征图案30。此外，结构图像100是表示一相似的内角修正效应。

棍据以上所描述，在本发明的第一最佳实施例中是提出一种将多边形光罩特征图案分割成数个矩形或不规则四边形的光罩特征图案，使得原始光罩特征图案中的内角效应降低，并且在分割之后的各个特征图案中没有内角的存在，此外，利用饰线修正光罩特征图案时，减少所产生的外加数据点的点数，同时也大幅降低文件的容量。

在本发明的第二个最佳实施例是提出另一种分割多边形光罩图案的方式，同样地也可以得到更有效的光学邻近效应修正。在图11A至图13B是表示不同的光罩图案分割方式，同样地，在此也以L形(图11A至图11B)、T形(图12A至图12B)及交错形光罩特征图案(图13A至图13B)三种光罩图案作为举例说明。

同样地对传统的图1A未修正的L形光罩特征图案10进行分割步骤，使得未修正的L形光罩特征图案10分割成三个被分割特征图案110a、110b及110c，如图11A所示，且各个被分割的特征图案中不具有内角存在。并且在经过分割之后产生六个数据点数112B至112G，此外，在图11B中也表示并没有任何外加的光罩写入单位产生。此外，在经过曝光之后在晶片上所形成的特征图案近似於原始未修正的特征图案。

相似於图11A至图11B的步骤，对於原始未修正的T形光罩特征图案20进行分割步骤，使得T形光罩特征图案20分割成为三个矩形的被分割特征图案120a、120b及120c，如图12A中所示。同时，如图12B中所表示，在经过分割步骤之后，并没有任何外加的光罩写入单位形成，且分割之后各个特征图案中没有内角存在。

接下来，参考图3A为一未修正的交错形光罩特征图案30且具有四个数据点数32A至32D。在经过分割步骤之后，原始的交错形光罩特征图案30被分割成五个矩形区块130a至130e，并且增加八个外加数据点数132E至132L，如图13A中所示。此外，如图13B中所示，没有任何的外加光罩写入单位增加，在分开的各个特征图案中也没有内角存在。

参考图14，此图是表示一交错形光罩特征图案的结构图像。在图中以实线所构成的交错形光罩特征图案范围为原始的未修正的交错形光罩特征图案30，经曝光步骤之后，在未修正的交错形光罩特征图案30上形成一模拟区域图像140(由虚线构成的范围)，此模拟区域图像的大小较近似原来的交错形光罩特征图案30。因此，结构图像所形成的特征图案是表示相似的内角修正效应。

即使在第二个最佳实施例中，外加的数据点数及文件容量大小比第一个最佳实施例要来得多，并且造成光罩写入的时间、载入光罩时间及特征图案检查时间增加。然而，根据第二种分割光罩特征图案的方法可以得到较有效的光学邻近效应修正，同样地，在经过分割之后的各个特征图案中没有内角存在。

根据以上所描述的结论，本发明所提出改变分割具有内角的多边形光罩特征图案以产生数个矩形或是不规则四边形的分割特征图案的方式，使得不会有外加的数据点及外加的光罩写入单位，较传统的饰线方法为少并且在曝光步骤之后，分割的图案中没有内角的存在。此外，文件容量大小也因为数据点数的减少而大幅地缩小，同时，由於分割之后所形成的矩形或不规则四边形的光罩特征图案所需要的光罩写入时间、载入光罩时间以及图案检查时间都可以获得立即的减少。

当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims

1.一种利用光学邻近效应修正具有第一内角的一第一特征图案的方法，其特征在于，包括：

分割该第一特征图案以形成至少两个分开的特征图案，使得该两个分开的各个特征图案中不具有该第一内角。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述该两个分开的各个特征图案之间的一间隔宽度可以根据公式D＝λ/n计算，其中，λ为一光源照射波长，n为该两个分割的各个特征图案之间的一间距。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述两个分开的各个特征图案之间的该间距的数值介於1.2至8。

4.如权利要求1项的方法，其特征在于，还包括分割该第一特征图案以形成至少三个分开的特征图案，使得该三个分开的各个特征图案中不具有该第一内角。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一特征图案包含相邻於该第一内角的一第二内角，使得该两个分开的各个特征图案中不具有该第一内角与该第二内角。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括分割该第一特征图案以形成至少三个分开的特征图案，使得该三个分开的各个特征图案中不具有该第一内角与该第二内角。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一特征图案包含相邻於该第二内角的一第三内角，使得该三个分开的各个特征图案中不具有该第一内角、该第二内角及该第三内角。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一特征图案包含相邻於该第三内角的一第四内角，使得该三个分开的各个特征图案中不具有该第一内角、该第二内角、该第三内角及该第四内角。

9.如权利要求8的方法，其特征在于，还包括分割该第一特征图案以形成至少五个分开的特征图案，使得该五个分开的各个特征图案中不具有该第一内角、该第二内角、该第三内角与该第四内角。

10.一种光学邻近效应修正的方法，其特征在于，包括：

提供一第一特征图案，其中，该第特征图案具有一第内角；

分割该第一特征图案以形成一第二特征图案与第三特征图案，使得该第二特征图案与该第三特征图案中不具有该第一内角。

11.如权利要求10的方法，其特征在于，还包括分割该第一特征图案以形成一第四特征图案，使得该第二特征图案、该第三特征图案与该第四特征图案中不具有该第一内角。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一特征图案包含相邻於该第一内角的一第二内角，使得该第二特征图案与该第三特征图案中不具有该第一内角与该第二内角。

13.如权利要求12的方法，其特征在于，还包括分割该第一特征图案以形成一第五特征图案，使得该第二特征图案、该第三特征图案与该第五特征图案中不具有该第一内角与该第二内角。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一特征图案包含相邻於该第一内角的一第三内角，使得该第二特征图案、该第三特征图案与该第五特征图案中不具有该第一内角、该第二内角与该第三内角。

15.如权利要求14的方法，其特征在于，所述第一特征图案包含相邻於该第三内角的一第四内角，使得该第二特征图案、该第三特征图案与该第五特征图案中不具有该第一内角、该第二内角、该第三内角与该第四内角。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括分割该第一特征图案以形成一第六特征图案与一第七特征图案，使得该第二特征图案、该第三特征图案、该第五特征图案、该第六特征图案与该第七特征图案中不具有该第一内角、该第二内角、该第三内角与该第四内角。

17.一种光学邻近修正方法，其特征在于，包括：

提供一第一特征图案，其中，该第一特征图案的内角数是由一第一内角及相邻於该第一内角的一第二内角、一第三内角与一第四内角组合确定；

分割该第一特征图案，其中，分开该第一特征图案的特征图案数是由一第二特征图案、一第三特征图案、一第四特征图案与一第五特征图案组合确定，其中，该第二特征图案、该第三特征图案、该第四特征图案与该第五特征图案中不具有该内角数是由该第一内角、该第二内角、该第三内角及该第四内角组合确定。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括分割该第一特征图案以形成第六特征图案与一第七特征图案，使得该第二特征图案、该第三特征图案、该第五特征图案、该第六特征图案与该第七特征图案中不具有该第一内角、该第二内角、该第三内角与该第四内角。