CN1577722B - 图形修正方法、系统、掩模、半导体器件制造方法和半导体器件 - Google Patents

图形修正方法、系统、掩模、半导体器件制造方法和半导体器件 Download PDF

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Abstract

本发明提供图形修正方法，在密集图形和孤立图形之间的中间部位进行合适的修正。该方法根据成为设计图形的对象图形和配置于该对象图形附近的附近图形之间的配置状态来修正该对象图形的形状，包括：第一检测步骤(S102)，检测所述对象图形的边缘的第一规定部和所述附近图形之间的第一配置状态；第二检测步骤(S104)，检测所述对象图形的边缘的第二规定部和所述附近图形之间的第二配置状态；确定步骤(S106)，根据与所述第一配置状态和所述第二配置状态对应的规则来确定所述对象图形的边缘的修正值；以及修正步骤(S108)，对所述对象图形的边缘附加所述修正值。

Description

图形修正方法、系统、掩模、半导体器件制造方法和半导体器件
技术领域
本发明涉及图形修正方法、图形修正系统、掩模制造方法、半导体器件制造方法、图形修正程序、以及设计图形。
背景技术
近年来的半导体制造技术的进步非常引人注目，最小加工尺寸为0.18μm的半导体已批量生产。这样的微细化通过掩模处理技术、光刻处理技术、以及腐蚀处理技术等微细图形形成技术的飞跃性进步而实现。
在图形尺寸足够大的时代，通过制作与设计者描绘的图形相同形状的掩模图形，将该掩模图形用曝光装置复制在涂敷于晶片上的抗蚀剂上，就可以形成设计那样的图形。
但是，因图形尺寸的微细化，曝光光的衍射对晶片上的图形尺寸产生的影响增大，用于高精度地形成微细图形的掩模和晶片的加工技术变得困难，从而即使使用与设计图形相同的掩模，也难以在晶片上形成设计那样的图形。
为了提高设计图形的忠实性，使用制作用于在晶片上形成相同于设计图形的图形的掩模图形的被称为光邻近效应修正(Optical ProximityCorrection：OPC)、处理邻近效应修正(Process Proximity Correction：PPC)的技术。
在OPC、PPC技术(以下，包括OPC用PPC表示)中，大致有两种方法。第一种方法，根据图形的宽度、或图形之间的最邻近图形间距离等，将构成设计图形的边缘移动量作为规则来规定，根据该规则，使边缘移动。第二种方法，使用可高精度地预测曝光光的衍射光强度分布的光刻模拟装置，最合适地逼近边缘移动量，以使在晶片上能够形成与设计图形相同的图形。进而，还提出了通过组合这两种方法，实现精度更高的修正的修正方法。
而且，近年来，不仅提出用于修正掩模图形的方法，而且提出对设计者描绘的设计图形也根据某一规则进行修正的技术(以下，成为靶MDP处理)。其目的是，预测在晶片上难以形成特定的图形种时，通过修正该图形种，使其容易形成在晶片上。
在该方法中，由于设计图形自身与设计者描绘的原来的图形不同，需要预先与设计者商议图形的变形方法以后进行。可是，由于近年来特别难以确保光刻处理中的处理裕度(容限)，所以需要更复杂地使设计图形变形的技术。
再有，在专利文献1公开的掩模图形修正方法中，在设计规则上是可制造的，但对于在曝光工序中的曝光量、焦距变动产生的图形尺寸的变动量大的图形，需要进行处理。
专利文献1
特开2002-131882号公报
图14是表示以往例的靶MDP处理的图。在现有的靶MDP处理的修正规则中，首先如图14所示，根据图形间的间隔宽度来规定修正值。这里，将相邻的图形间的距离S分类为S1、S2、S3，并设S1＜S2＜S3。这种情况下，设距离S为S1＜S≤S2时的靶MDP处理中的修正值为a，距离S为S2＜S≤S3时的靶MDP处理中的修正值为b，则a、b一般满足a＜b的关系。即，越是至相邻的图形的间隔宽的孤立的图形，越可以通过加宽图形容易地形成在晶片上。
因此，对于孤立图形102(1)的边缘1’(粗线表示)，附加比在其附近存在的密集图形101大的修正值(边缘移动量)，使图形变粗。然后，为了能够在晶片上形成与该设计图形相同的图形形状，再通过PPC来对掩模图形进行修正，形成晶片上的完成图形。此外，对于密集图形101，由于通常对这种密集图形进行析像的处理条件已被确定，所以不需要靶MDP处理。
此时，圆标记p包围的部分成为密集图形101和孤立图形102之间的中间图形。因此，由于该部分的相邻部分存在密集图形101，所以被看作是密集的图形，不附加修正值。此外，如果将这种中间的图形看作是孤立的图形，则由于进行与其附近的边缘1’相同的修正，所以会附加非常大的修正值，与相邻的图形2之间的距离变得非常短。
其结果，在现有的靶MDP处理中，难以在这样的密集图形和孤立图形之间的中间部位确保充分的光刻裕度，成为在晶片上引起断路/短路的原因。
发明内容
本发明的目的在于，提供在密集图形和孤立图形之间的中间部位进行合适的修正的图形修正方法、图形修正系统、及图形修正程序。
此外，本发明的目的在于，提供使用在密集图形和孤立图形之间的中间部位进行了合适的修正的设计图形的掩模制造方法及半导体器件制造方法。
此外，本发明的目的在于，提供在密集图形和孤立图形之间的中间部位进行了合适的修正的设计图形。
为了实现解决课题的目的，本发明的图形修正方法、图形修正系统、掩模制造方法、半导体器件制造方法、图形修正程序、以及设计图形如下构成。
本发明的图形修正方法，根据成为设计图形的对象图形和配置于该对象图形附近的附近图形之间的配置状态来修正该对象图形的形状，包括：第一检测步骤，检测所述对象图形的边缘的第一规定部和所述附近图形之间的第一配置状态；第二检测步骤，检测所述对象图形的边缘的第二规定部和所述附近图形之间的第二配置状态；确定步骤，根据与所述第一配置状态和所述第二配置状态对应的规则来确定所述对象图形的边缘的修正值；以及修正步骤，对所述对象图形的边缘附加所述修正值。
本发明的图形修正系统通过上述图形修正方法来修正设计图形。
本发明的掩模制造方法利用由上述图形修正方法修正的设计图形来制造掩模。
本发明的半导体器件制造方法使用由上述掩模制造方法制造出的掩模来制造半导体器件。
本发明的图形修正程序，使计算机执行以下步骤：第一检测步骤，检测成为设计图形的对象图形的边缘的第一规定部和配置在所述对象图形的附近的附近图形之间的第一配置状态；第二检测步骤，检测所述对象图形的边缘的第二规定部和所述附近图形之间的第二配置状态；确定步骤，根据与所述第一配置状态和所述第二配置状态对应的规则来确定所述对象图形的边缘的修正值；以及修正步骤，对所述对象图形的边缘附加所述修正值。
本发明的设计图形的对象图形在其附近的图形配置变化的部位有两个或两个以上的台阶。
附图说明
图1是表示本发明实施例的图形修正方法中的靶MDP处理的流程图。
图2是表示本发明实施例的实施靶MDP处理的设计图形的图。
图3是表示本发明实施例的实施靶MDP处理的设计图形的图。
图4是表示本发明实施例的实施靶MDP处理的设计图形的图。
图5是表示本发明实施例的实施靶MDP处理的设计图形的图。
图6是表示本发明实施例的实施靶MDP处理的设计图形的图。
图7是表示本发明的实施例的采用第二修正规则实施靶MDP处理情况下的设计图形的图。
图8是表示现有的方法和本发明的方法的设计图形的图。
图9是表示现有的方法和本发明的方法的设计图形的图。
图10是表示现有的方法和本发明的方法的设计图形的图。
图11是表示现有的方法和本发明的方法的设计图形的图。
图12是表示对于现有的方法和本发明的方法产生的设计图形，进行光邻近效应修正，形成掩模图形，将该掩模图形曝光在晶片上的结果的图。
图13是表示对于图12，使聚焦位置也和曝光量一起变动的结果的图。
图14是表示现有例的靶MDP处理的图。
符号说明
101  密集图形
102  孤立图形
1、2、11 图形
A、B、C  图形部分
A1、B1、C1、A1’、B1’、C1’边缘
A2、B2、C2中点
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。
图1是本发明实施例的图形修正方法中的靶MDP处理的流程图。而图2～图6是表示实施了该靶MDP处理的设计图形的图。以下，根据图1、图2～图6来说明该靶MDP处理的步骤。再有，该靶MDP处理由未图示的计算机执行图形修正程序来进行。
首先，如图2所示，在步骤S101中，分割作为处理对象的图形。图2所示的设计图形有密集图形101和孤立图形102。这里，将处理对象的一个图形1分割为包含在密集图形101中的部分A、形成孤立图形102的部分C、以及它们中间的部分B。
如图3所示，在步骤S102中，测定图形1中的各部分A、B、C的边缘A1、B1、C1的各端部和配置在它们附近(相邻)的各图形(边缘C1附近的图形未图示)之间的第一距离SA、SB、SC。再有，在与图形1的边缘A1、B1、C1垂直的方向上，存在所述各图形。
如图4所示，在步骤S103中，提取各边缘A1、B1、C1的中点A2、B2、C2。如图5所示，在步骤S104中，测定各边缘A1、B1、C1的中点A2、B2、C2和配置在它们附近的各图形(边缘B1、C1附近的图形未图示)之间的第二距离SA’、SB’、SC’。
在步骤S105中，比较第一距离SA、SB、SC和第二距离SA’、SB’、SC’。从图3、图5中，可获得SA＝SA’、SB＜SB’、SC＝SC’的判定。
在步骤S106中，对图形1进行修正。在该靶MDP处理的第一修正规则中，根据上述步骤S105的比较结果，对于判定为第一距离和第二距离相等的边缘，按照与其附近的图形之间的距离来规定修正值。这里，将边缘和其附近图形之间的基准距离分类为S1、S2、S3，并设S1＜S2＜S3。这种情况下，设边缘和其附近图形之间的实际距离S为S1＜S≤S2时的修正值为a，实际距离S为S2＜S≤S3时的修正值为b。
在本实施例中，设SA(SA’)≤S1，不对边缘A1进行修正。而设S1＜SC≤S2，对于边缘C1采用修正值a。
而且，在该靶MDP处理的第二修正规则中，根据上述步骤S105的比较结果，对于判定为第一距离＜第二距离的边缘，按照与其附近图形之间的距离来规定修正值。这种情况下的修正值比第一修正规则的修正值小。例如，设边缘和其附近图形之间的实际距离S为S1＜S≤S2时的修正值为a/2，实际距离S为S2＜S≤S3时的修正值为b/2。
在本实施例中，设S1＜SB≤S2，对于边缘B1采用修正值a/2。
其结果，如图6所示，对于图形1的边缘C1附加修正值a，对于边缘B1附加修正值a/2。再有，对图形1的另一边缘A1’、B1’、C1’也进行与上述S101～S106同样的处理，对于边缘C1’附加修正值a，对于边缘B1’附加修正值a/2。即，在密集图形101和孤立图形102之间的中间部分B的边缘B1、B1’上，分别附加修正值a/2。
由此，在密集图形101和孤立图形102之间的中间部位上进行合适的修正，可获得在该部位带有台阶的设计图形。
如以上那样，在本实施例中，首先，将对象图形的边缘进行分割，测定(检测)从分割后的各边缘的端部(第一规定部)至配置在其附近的图形的距离(对象图形和附近图形之间的第一配置状态)，同时测定(检测)从各边缘的中点(第二规定部)至其附近图形的距离(对象图形和附近图形之间的第二配置状态)。
在边缘A1(A1’)、C1(C1’)中，从端部至其附近图形的距离和从中点至其附近图形的距离相等。这种情况下，从边缘C1(C1’)至其附近图形为比较宽的间隔(SC)，所以边缘C1(C1’)被看成是孤立图形的边缘，按照第一修正规则使用修正值a。而在边缘A1(A1’)的附近配置的图形存在于距离SA的位置，所以被看成是密集图形，不采用修正值。在该状态下，带有边缘B1(B1’)的部分B不改变其宽度，仍为细的图形，所以难以确保处理裕度。
在边缘B1(B1’)中，从端部至附近图形的距离和从中点至附近图形的距离不同。这种情况下，判定为边缘B1(B1’)从中点至附近图形的距离SB’比从端部至附近图形的距离SB长，采用与上述第一修正规则不同的第二修正规则。该第二修正规则的修正值比第一修正规则的修正值小。通过采用该第二修正规则，即使对于在第一修正中没有附加修正值的边缘B1(B1’)，也可以附加合适的修正值。
通过这样的方法，即使对于以往没有附加修正而不能充分确保处理裕度的边缘，也可以进行修正，所以大幅度提高处理裕度。
图7是表示采用第二修正规则来实施上述靶MDP处理的情况下的设计图形的图。而下表是可用于第二修正规则的修正表。
表1
  W   R1   R2   修正量(mm)
  0≤W＜100   0≤R1＜100   0≤R2＜100   0
  0≤W＜100   0≤R1＜100   100≤R2＜1000   +10
  0≤W＜100   100≤R1＜200   任意   +15
  0≤W＜100   200≤R1＜500   任意   +20
  0≤W＜100   500≤R1   任意   +30
  100≤W＜200   0≤R1＜100   0≤R2＜100   0
  100≤W＜200   0≤R1＜100   100≤R2＜1000   +5
  100≤W＜200   100≤R1＜200   任意   +10
  100≤W＜200   200≤R1＜500   任意   +15
  100≤W＜200   500≤R1   任意   +20
在图7中，设作为对象的图形1中的密集图形和孤立图形之间的中间部分B的线宽度为W，图形1的边缘整体和附近图形2之间的距离为R1，部分B的边缘上的特定点(边缘的中点附近的点)B3和附近图形(未图示)之间的距离为R2，最邻近图形2和部分B的分割线B4的延长线之间的距离为F。在F＝150nm时，在第二修正规则中可以根据上述表确定修正值(修正量)。
图8(a)、图8(b)、图8(c)是表示现有的方法和本发明的方法产生的设计图形的图。在各图中，用圆标记包围了进行修正的部分。对于图8(a)所示的修正前的设计图形，在图8(b)中通过现有的靶MDP处理来进行修正，在对象图形11中设置一阶台阶。对此，在图8(c)中，对于图8(a)所示的修正前的设计图形，通过本发明的靶MDP处理来进行修正，在对象图形中设置二阶台阶。
图9(a)、图9(b)、图9(c)是表示现有的方法和本发明的方法产生的设计图形的图。在各图中，用圆标记包围了进行修正的部分。对于图9(a)所示的修正前的设计图形，在图9(b)中通过现有的靶MDP处理来进行修正，在对象图形11中设置一阶台阶。对此，在图9(c)中，对于图9(a)所示的修正前的设计图形，通过本发明的靶MDP处理来进行修正，在对象图形中设置二阶台阶。
图10(a)、图10(b)、图10(c)是表示现有的方法和本发明的方法产生的设计图形的图。在各图中，用圆标记包围了进行修正的部分。对于图10(a)所示的修正前的设计图形，在图10(b)中通过现有的靶MDP处理来进行修正，在对象图形11中设置一阶台阶。对此，在图10(c)中，对于图10(a)所示的修正前的设计图形，通过本发明的靶MDP处理来进行修正，在对象图形中设置二阶台阶。
图11(a)是表示按现有的方法制成的设计图形的图，图11(b)是表示按本发明的方法制成的设计图形的图。与图11(a)相比，在本发明的方法中如图11(b)所示，可以制成对象图形11在其周边环境(附近的图形)变化的部位有两个或两个以上的台阶的设计图形。因此，根据本发明，可以形成处理裕度提高的设计图形形状。
图12(a)、图12(b)是表示分别对于图11(a)、图11(b)所示的设计图形，进行光邻近效应修正，制成掩模图形，在晶片上曝光该掩模图形的结果。再有，以使图11(b)所示的设计图形和通过所述掩模图形形成的晶片上的图形的形状一致的方式确定所述光邻近效应修正。
图12(a)、图12(b)表示假设曝光装置的聚焦为最佳(最佳聚焦)时，将从曝光装置照射的曝光量为最佳值(最佳剂量)的情况和从最佳值变化±10％情况时的完成平面形状重叠表示的情况。圆标记包围的部分是要关注的部位，由此可知，与图12(a)相比，图12(b)所示的本发明的方法的该部分的完成形状平稳地变化。
图13(a)、图13(b)是表示分别对于图12(a)、图12(b)，使聚焦位置也和曝光量一起变动的结果的图。圆标记包围的部分是要关注的部位。在相同曝光量之间进行比较时，相对于在图12(a)所示的现有方法中图形产生断线的情况，在案图12(b)所示的本发明的方法中不产生断线，本发明的处理裕度提高的效果明显。
由此可以证明：若按照本发明的方法来制成设计图形，对于该设计图形，在必要的情况下制成对包含光邻近效应修正的晶片处理中造成的尺寸变换差进行了修正的对象图形，并在晶片上曝光，则与现有的方法相比，可以确保大的处理裕度。
再有，可以通过实施本实施例的图形修正方法的计算机来构筑图形修正系统。此外，可以用按照本实施例的图形修正方法修正的设计图形来制造掩模。此外，可以使用该掩模来制造半导体器件。
如以上那样，根据本实施例，根据构成对象图形的边缘和相邻图形边缘的距离和对象图形的宽度，作成规定对象图形的边缘修正量(移动量)的规则，按照该规则来修正对象图形的边缘。即，根据对象图形的边缘端部和相邻图形的边缘的最小距离、对象图形的边缘中心部和相邻图形的边缘的最小距离，通过规定与各种距离对应的不同的边缘修正量，可以实现现有方法中不能实现的图形修正。其结果，可以大幅度提高光刻等处理裕度，可以极大提高半导体器件的成品率。
此外，本发明不限于上述实施例，在不变更主要精神的范围内可适当变形实施。
根据本发明，可以提供在密集图形和孤立图形之间的中间部位进行合适的修正的图形修正方法、图形修正系统、及图形修正程序。
此外，根据本发明，可以提供使用在密集图形和孤立图形之间的中间部位进行了合适的修正的设计图形的掩模制造方法及半导体器件制造方法。
此外，根据本发明，可以提供在密集图形和孤立图形之间的中间部位进行合适的修正的设计图形。

Claims (11)

1.一种图形修正方法，根据作为处理对象的对象图形和配置于该对象图形附近的附近图形之间的距离来修正该对象图形的形状，该处理对象由多个分割部构成，其特征在于，该方法包括：
检测所述对象图形的边缘的端部和所述附近图形之间的第一距离的第一检测步骤；
检测所述对象图形的边缘的中间部和所述附近图形之间的第二距离的第二检测步骤；
根据与所述第一距离和所述第二距离对应的规则来确定所述对象图形的边缘的修正值的确定步骤；以及
对所述对象图形的边缘附加所述修正值的修正步骤。
2.如权利要求1所述的图形修正方法，其特征在于，所述确定步骤根据与所述第一距离和所述第二距离的比较结果对应的两个规则来确定所述对象图形的边缘的修正值。
3.如权利要求1所述的图形修正方法，其特征在于，所述第一及第二距离是所述对象图形的边缘与在垂直于该边缘的方向上存在的所述附近图形的边缘之间的距离。
4.如权利要求1所述的图形修正方法，其特征在于，所述第一及第二距离是所述对象图形的宽度。
5.如权利要求1所述的图形修正方法，其特征在于，所述确定步骤在所述第一距离和所述第二距离相等时确定第一修正值，在所述第二距离比所述第一距离大时确定第二修正值，所述第二修正值比所述第一修正值小。
6.如权利要求1所述的图形修正方法，其特征在于，在通过所述修正步骤进行修正后，通过光邻近效应修正来确定掩模图形，
7.如权利要求6所述的图形修正方法，其特征在于，以使所述修正步骤产生的修正后的设计图形与通过所述掩模图形形成的晶片上的图形形状一致的方式确定所述光邻近效应修正。
8.一种图形修正系统，根据作为处理对象的对象图形和配置于该对象图形附近的附近图形之间的距离来修正该对象图形的形状，该处理对象由多个分割部构成，其特征在于，该系统包括：
检测所述对象图形的边缘的端部和所述附近图形之间的第一距离的第一检测单元；
检测所述对象图形的边缘的中间部和所述附近图形之间的第二距离的第二检测单元；
根据与所述第一距离和所述第二距离对应的规则来确定所述对象图形的边缘的修正值的确定单元；以及
对所述对象图形的边缘附加所述修正值的修正单元。
9.一种掩模制造方法，其特征在于，用根据权利要求1至7的任意一项所述的图形修正方法修正过的设计图形来制造掩模。
10.一种半导体器件制造方法，其特征在于，使用按权利要求9所述的掩模制造方法制造出的掩模来制造半导体器件。
11.一种半导体器件，其具有基于设计图形的图形，该设计图形包含由多个分割部构成的对象图形，其特征在于，上述对象图形至少包括：
从自身的边缘到附近图形的距离与从自身的中间部到附近图形的距离相同并且第一修正规则被应用的第一分割部；以及
从自身的边缘到附近图形的距离与从自身的中间部到附近图形的距离不同并且与第一修正规则不同的第二修正规则被应用的第二分割部。
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