TW200834366A - Method and system for proximity effect and dose correction for a particle beam writing device - Google Patents

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Katsuo Komuro
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200834366 九、發明說明： L發明所属之技術領域]1 發明領域 本發明的領域係有關於用於製造精細圖像的粒子束寫 5 入及微影技術(lithograph technologies)，且特別的是有關於 一種用於粒子束寫入裝置之鄰近效應及劑量校正的方法與 系統。 發明背景 10 在習知以微影法在板上產生精細圖像的半導體製程 中’人們已使用諸如粒子束寫入器及光學投影式微影方法 之類的技術，其係使用由透明及半透明部件組成的遮罩。 該板係塗上粒子束敏感阻劑（particle beam sensitive resist) 〇粒子束寫入态的例子之一為電子束（eb)寫入哭，其 15係用於在光學投影式微影之矽晶圓及玻璃遮罩上寫入精細 圖像。使用電子束(EB)寫入器用於直接在半導體晶圓上製 成半導體積體電路之精細圖像的技術為電子束直接寫入 (EBDW)技術。 習知微影技術的基本問題是在技術過程中由化學及物 20理效應導致的圖像品質劣化與解析限度。精細圖像會加劇 所得圖像與想要圖案的劣化或差異。鄰近效應為這些效應 中之一個最主要的問題。 〜 一般而言，校正鄰近效應，對於包含電子束寫入器的 粒子束寫入器都是必需的。鄰近效應為寫入圖像的劣化或 5 200834366 差異，其係由入射粒子或來自阻劑下層之向後散射 (backscattering)或反射粒子在阻劑中散射造成的。 習知電子束(EB)寫入器一次可寫入數個複雜的圖案。 變形束(VSB)型EB寫入器一次可寫入任何有彈性預定尺寸 5的矩形/三角形/梯形。單元投影(CP)型EB寫入器一次可寫入 數個界定於模板(stencil plate)上的複雜圖案。不過，cp單 元在模板上的大小有限制。一般而言，常用CP單元的允許 大小為數微米X數微米。 第1圖圖示可用VSB與CP製圖的EB寫入器1〇〇。電子束 10源1〇2投射的電子束1〇3用形成於第一遮罩106的矩形開孔 104或第一成形開孔形成矩形1〇8，然後投射穿過形成於模 板遮罩或板112的模板開孔(stencil aperture) 11 Ob。單元圖案 1H是從模板遮罩112的模板開孔ii〇b投射到晶圓表面或基 板116上的。如第1圖所示，模板遮罩112包含各種用於VSB 15及CP單元圖案寫入的模板開孔ii〇a、ii〇b、llla、nib。 在VSB及CP型寫入時’帶電粒子（例如，電子）日夸射一 次的劑量或數目可用曝光時間來控制。射入粒子的數量被 稱作劑量。一般而言，帶電粒子的劑量越高可提供越大的 圖像。第2A圖係圖示低劑量的情形，而第2B圖圖示高劑量 2〇 的情形。如圖示’第2A圖的目標圖案或區域2〇〇與第2b圖 的目標圖案或區域202相同。然而，由於曝光時間不同，第 2B圖的所得圖像212會大於第2A圖的所得圖像21〇。 已有人提出一些鄰近效應校正方法。其中有一種劑量 校正方法是藉由控制VSB或CP照射一次的劑量來校正鄰近 200834366 效應。另一種是圖案式鄰近效應校正法（圖案式PEC)，其係 藉由修正寫入圖案或添加辅助圖案來校正鄰近效應。輔助 圖案有時會被稱作協助圖案或虛圖案。使用圖案修正法(例 如，使圖案中之一些部份變瘦或變胖）以及圖案添加襯線圖 5案以得到想要圖像的PEC方法也被列為使用輔助圖案的 PEC方法。下文把這些類型的校正方法稱作圖案式鄰近效 應校正法（圖案式PEC)。第3A圖與第3B圖圖示圖案式PEC 的例子。第3A圖圖示目標圖案3〇〇與無圖案式pEC的所得圖 像302,而第3B圖圖示目標圖案31〇、輔助圖案312、以及有 10 圖案式PEC的所得圖像314。 有些用於遮罩寫入的EB寫入器是具體實作成只有VSB 型機能。圖案式PEC方法不適用於寫入器，因為 圖案修正或輔助圖案會增加需要.照射的次數，結果，寫入 ¥間會k長。因此，劑量校正方法主要是用於VSB型eb寫 15入器。另一方面，使用CP單元型寫入器，以一次CP照射來 寫入多個圖案，然而一般難以實現cp單元中之圖案的劑量 板正或用不同的劑量來寫入圖案於CP單元。 第4圖圖示一CP單元400以及圖解說明集中劑量於cp 單元400的實質困難性。如第4圖所示，CP單元400包含單元 20邊界402而且可包含多個用一次耶照射寫成的圖案姻。如 以上所說明的，在所得圖像的寬度會隨著CP單元400位置改 變時會出現問題，儘管圖案的目標寬度都_樣。 第5圖® wcp單元4〇〇中之圖像4〇4因鄰近效應而變胖 或欠成車乂大圖像5〇〇的情形…般而言，cp單元樣的圖案 7 200834366 無法藉由劑量調整來實現鄰近效應的校正，因為圖像4〇4通 常是一次寫成。 計算時間為另一個PEC問題。以目前電腦的能力，校 正一層需要數小時。常用的習知方法稱作面積密度(AD) 5法，它是用栅格(Srid)覆蓋整個晶片面積來逼近的近似法。 如第6圖所示，晶片面積600分成數個由數微米χ數微米矩形 組成的小柵格602。鄰近效應計算是用各個柵格的面積密度 (AD)來近似’在此面積密度的定義為柵袼中圖案之面積與 柵格矩形之面積的比率。一般而言，藉由調整柵格6〇2的大 10小可控制原始布局圖案610的近似612精確度(accuracy)，或 者密集的栅格會導致較高的精確度。如果選定粗柵格，計 算時間會減少。此一近似模型有可能要折衷精確度與計算 時間。 不過，A面積岔度(AD)法不是精確的近似。另一個問 15題是用栅格來分割晶片不適於CP單元式寫入的概念。如第7 圖所示，AD法用柵袼把CP單元分成數個子區7〇〇來形成柵 格邊界702會相當不方便。理由是CP單元中有些部份需要用 不同的劑量照射。不過，CP單元通常只照一次。為了解決 上述問題，亟須可應用於CP及VSB寫入的精確近似模型及 20 方法。 就製造半導體積體電路的最近趨勢而言，應考慮增加 寫入用之金屬層的數目，而且也應考慮使用除鋁 以外的金 屬材料。第8圖為最近之半導體積體電路8〇〇的橫截面圖。 圖示結構的頂層802係塗上電子束敏感阻劑8〇4。通常沒有 8 200834366 充分考慮寫入粒子或電子的反射或碰撞或貫孔/接觸材料 所造成的散射效應。與諸如鋁之類的常用材料相比，鎢 (W)812、钽(Ta)及銅(Cu)81〇有高反射特性。在阻劑下有高 反射材料的情形下，粒子或電子束的寫入需要仔細考慮會 5被散射環境嚴重影響的鄰近效應計算。 第9A圖至第9B圖圖解說明計算結果，其係反映散射參 數如何隨著阻劑下層結構的變化而改變的情形。第9A圖圖 示上述計异所假定之阻劑的下層結構。該結構隨著銅帶數 有〇至20條而改變。第9B圖係圖示反射能量與入射能量的參 10數或比率如何隨著銅帶數改變而改變。不過，習知的解決 方案都不貫際，因為考慮到下層結構效應的程序既麻煩又 耗時。此問題的其他方面是貫孔及接線的組合會產生繁雜 的結構以致電腦難以處理。 弟10A圖至弟10B圖圖示電子的散射與一散射模型。第 15 10A圖圖示有鎢(W)層1002的第一分層化結構1〇〇〇與有鋁 (A1)層1012的弟一分層化結構1 〇 1 〇。如第1 〇B圖所示，習知 以覆蓋半導體晶片的簡單栅格1〇2〇來建模散射效應的方法 不是利用CP單元式寫入之優勢的方法。此一弱點的理由是 沒有使用CP及VSB寫入來暴露之區域的大小及位置與散射 20模型對齊以致於散射模型無法直接用來寫入。因此，需要 更有效率的散射模型或計算方法。 一般而言，散射模型取決於阻劑的下層結構，例如金 屬接線與貫孔。換言之，模型的參數都取決於阻劑下各層 的布局圖案。然而，布局圖案本身不適合用來產生模型， 9 200834366 因為該等圖案有不同的組態。因此，需要效率更高的阻劑 下布局建模法和快速的散射參數估計。以品質控制的觀點 視之，有實質重要性的是要瞭解劑量在晶片面積上的數量 v 分布或晶片上任何一點的劑量強度。 ^ 5 【劈^明内容】 發明概要 本發明係有關於粒子束寫入，用於製成精細圖像的微 • 影技術，以及鄰近效應校正。微影技術利用粒子束寫入器 的例子包含(但不受限於）··電子束(EB)寫入裝置、χ射線寫 10入裝置、以及光學（光）雷射光束寫入裝置。習知微影技術技 術的基本問題之一是鄰近效應會導致想要圖案的圖像品質 劣化。此一問題可利用被稱作鄰近效應校正的技術來解決。 在一具體實施例中，用於粒子束寫入系統（包含電子束 (EB)寫入系統）的本發明係有關於一種同時可用於變形束 15 (VSB)及單元投影(CP)寫入的鄰近效應校正方法。 / • 在另一具體實施例中，本發明係有關於一種劑量校正 方法，其係基於可用於VSB及CP寫入有快速精確性的沉積 能量計算方法。該方法比習知面積密度法更加精確而且與 習知方法相比是相當快速的。在一方面中，本發明包含一 20 種用於計算及模型產生法的新模型。 在另一具體實施例中，本發明係有關於一種能夠有效 估計粒子（例如，電子）在阻劑下層結構向後及向前散射 (forward scattering)之參數的散射參數計算方法。 在另一具體實施例中，本發明係有關於一種用於以直 200834366 覺理解方式顯示劑量校正及散射參數計算之方法。 在另-具體實施例中，-種粒子束微影的方法包含： 製備-模板’其係具有至少-群以修改圖案來校正鄰近效 應的圖案，藉由修改用於VSB及cp模式寫入兩者之粒子^ 5照射L量來校正蘭近效應，以及，卿沾及❹模 式寫入一微影圖像。 在-方面中，該圖案群中之該等圖案的邊緣係獨立移 動以便以修改圖案來做校正。該圖案群中之該等圖案的邊 緣係移動不均勻的距離以便做校正。該圖案群中之該等圖 0案有至少-邊緣是通過—插入頂點來分割以及在該頂點產 生-彎曲以便做PEC。藉由修改該圖案群中之該等圖案的 形狀來校正該圖案群中之該等圖案之間的鄰近效應。使得 用於圖案式PEC修正的劑量強度(d〇se 卿)等於利用該 粒子束產生圖像之沉積能量的閥值。 5 在另一具體實施例中，一種用於計算鄰近效應的模型 產生法，其係包含：預備一由至少兩個圖案組成之群，以 及界定至少-代表圖案用來近似由該群圖案引起的鄰近效 應。 在一方面中，該群圖案為一 Cp單元。該pEC模型包含 20該群圖案的最小外接矩形以及單元圖案在該群之總面積與 该最小外接矩形之面積的面積比。該PEC模型包含至少一 代表矩形用來近似由該群w案引起的鄰近效應。該PEC模 型包含至少一以在該模型移到無限遠時會逐漸趨於零為特 徵的數學函數用來近似由該單元圖案群引起的鄰近效應。 200834366 在另一具體實施例中，——種用於粒子束微影的鄰近效 應計算(PEC)方法，其係包含：選定至少兩個圖案、叢聚該 至少兩個圖案的目標圖案成為一個圖案群(pattern group)、 用一或更多代表圖案來近似該圖案群的鄰近效應、以及完 5成該圖案群的鄰近效應校正(PEC)。 在一方面中，該圖案群中之各個圖案的劑量係複製該 圖案群之該代表圖案的劑量或使它等於該代表圖案的劑 篁。該圖案群中之圖案之間的鄰近效應計算是用該圖案群 中之每一個圖案來達成。 10 在另一方面中，該方法可進一步包含：分割數個目標 圖案以及計算出該等經分割之圖案的鄰近效應。用於分割 數個的標準係取決於一由該粒子束之一次照射寫入之區域 的大小。 在另一具體實施例中，一種用於粒子束微影的鄰近效 15應計算方法包含：由一寫入資料選出至少兩個圖案以形成 一圖案群、儲存數個用於該圖案群的散射參數、取回該圖 案群的該等散射參數用來計算鄰近效應、以及使用該等散 射參數來完成該圖案群或該圖案的鄰近效應校正(PEC)。在 一方面中，該圖案群是用一個CP單元，或一個用於變形束 20 (VSB)的單元圖案。 在另一具體實施例中，一種粒子束微影的方法包含： 由一布局資料檔選出多個圖案以形成多個圖案群、計算數 個用於各個圖案群的散射參數、以使得該等散射參數與對 應圖案群保持關連的方式來儲存該等散射參數於一儲存媒 12 200834366 ，取回各個圖案群的該等散射參數 完成各個圖案群的鄰近效應 丈應 正㈣後，寫入各個圖案:叫以及在鄰近效應校 面中餘數個重覆使用®案群中相重疊之多 ==參數係預先算好且以使得該等散射參數與對 應圖案群保持關連的方式儲存於該儲存媒體。 鏟拖7方面中’該方法可進—步包含：將-多層結構 轉換成-層數較少的等價結構、產生一包含一等價層及塊 10 矽的基本模型、以及由該基本模型計算出數個散射參數。 该基本模型包含-作為輪入的面積比、數個作為輸出的散 射參數、以及-模型，該模型係計算該面積比之一函數的 輸出。 在另-具體實施例中，-種粒子束微影的方法包含： 15 將寫入區分割成多個網格、使用各個網格中之數個下層 圖案來算出各個網格的數個散射參數、以使得各個網格與 該等散射參數保持關連的方式來儲存該等算出散射參數於 一儲存媒體、以及使用該等散射參數來算出一資料結構的 必要資訊。 在一方面中，各層都用同樣的網格，而且使用用於該 2〇下層結構的散射參數來計算出一層的散射參數。 在另一方面中，該方法可進一步包含：產生一預定模 型’違模型係使用一指定區域的數個LSI設計參數作為輪入 來計算出該指定區域的散射參數，以及產生一程序，該程 序係使用該預定模型來送回該LSI布局之一給定位置的散 13 200834366 射參數。該方法可進一步包含：產生一能量通量模型（energy flux腦del)，該模型係至少使用一種用於該LSI中之每一層 之材料、各層之厚度作為輸入，以及計算出粒子能量通量 的透射比率與粒子通量的反射比率。該方法可進一步包 5含：一散射參數模型，其係使用一種用於該LSI中之每一層 之材料、各層之厚度、以及一面積比（它的定義為目標材料 佔用面積與指定區域之面積的比率)作為輪入，以及計算出 向後政射範圍以及向後散射與向前散射能量的向後散射能 量比率。該方法可進一步包含：將該LSI之一目標區分割成 10多個網格以及計算各個網格的數個散射參數。該方法可進 一步包含：擷取數個位於數個指定VSB圖案或CP單元之下 的VSB圖案與CP單元，計算一面積比；使用經補償之面積 比把多層轉換成一等價層，以及基於該補償面積比來算出 數個散射參數。 15 在另一具體實施例中，一種粒子束微影的方法包含： 通過劑量控制來校正鄰近效應，以修改圖案來校正該至少 兩個圖案之群的鄰近效應，以及顯示與該粒子束微影之鄰 近效應校正(PEC)有關的資訊，其係按照操作員的要求，在 一與一布局圖案有關的位置處顯示該資訊。該資訊包含一 20鄰近效應模擬圖像、數個校正結果、數個該鄰近效應模擬 及校正所需要的參數。 在一方面中，係通過圖案的色彩與形狀來顯示一或更 多用於近似指定圖案之鄰近效應的代表圖案、一劑量計算 值、以及數個用於計算鄰近效應所需要的參數。藉由指向 14 200834366 5 W 一相關圖案，該方法會以疊加一圖形來顯示一與鄰近效應 有關的數量範圍，該圖形係與顯示圖案的比例類似。 在另一方面中，該方法可進一步包含：顯示通過劑量 校正在一與該圖案有關之位置處得到的劑量，以及顯示一 用模擬得到的圖像，該模擬係基於在一與一晶片面積之原 始圖案有關之位置中的計算劑量，其中該資訊係同時或獨 立顯示。 由以下結合附圖的說明可更加明白本發明上述及其他 的目標與優點。 10 圖式簡單說明 第1圖圖示單元投影式粒子束寫入裝置。 第2A圖至第2B圖圖示投影因劑量而改變的情形。 第3A圖至第3B圖圖示用輔助圖案來校正鄰近效應的 情形。 15 第4圖為單元投影(CP)之一實例。 第5圖圖示CP的鄰近效應。 第6圖圖示面積密度(AP)法的近似。 第7圖圖示CP單元與面積密度(AP)法。 第8圖圖示示範半導體元件的橫截面。 20 第9A圖圖示隨著下層結構而改變的散射參數。 第9B圖圖示反射能量與入射能量之比率的變化圖。 第10A圖至第10B圖圖示電子的散射與散射模型。 第11圖圖示用於CP之矩形劑量模型的產生。 第12圖圖示CP單元用多個矩形的劑量計算模型。 15 200834366 第13圖CP用之矩形劑量模型的產生。 第14圖圖示相對能量誤差。 第15 A圖至第15B圖圖示應用本發明於變形束(VSB)實 例的不同具體實施例。 5 第15C圖圖示分割VSB圖案之多邊形的方式。 第16圖圖示用於計算散射參數的程序。 第17圖圖示一散射模型及其參數。 第18圖圖示一用於多層的散射模型。 第19圖圖示一用於單層的散射參數模型。 10 第20A圖至第20B圖圖示基本模型、面積比以及散射參 數之間的關係。 第21圖圖示對應至VSB及CP的散射參數。
第22圖以本發明之一具體實施例圖示一用於CP及VSB 的示範散射參數計算程序。 15 第23圖圖示CP及VSB的照射與散射參數之間的關係。 第24圖為考慮到向後散射之模擬、劑量校正及資料輸 出的流程實施例。 第25圖至第26圖為圖示劑量校正結果的各種顯示實施 例。 20 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 下文會以參考附圖的方式來描述本發明的各種具體實 施例。應注意，該等附圖不是按比例繪成而且圖中結構或 功能類似的元件都用相同的元件符號表示。 16 200834366 在一具體實施例中，本發明使用圖案修正型鄰近效應 校正與劑量型鄰近效應校正兩者。此一程序的第一步驟係 使用於圖案式PEC修正的假定劑量與決定微影圖案之外觀 的沉積能量閥值匹配。在下一個步驟中，應用圖案式PEC 5 修正於CP單元。對於相關CP單元中之所有多邊形都會進行 下列步驟。 (1) 把多邊形分成一組為該多邊形之邊界的線段。
(2) 在該等線段上設定數個評估點以便可計算出能量沉 積於評估點之目標值與所得值的差異。 10 (3)移動該等線段使得目標沉積能量與所得沉積能量的 總差異變最小。 在一方面中，具體實作用上述程序校正的CP單元於一 模板上。用於圖案式PEC修正的假定劑量與閥值都用於PEC 的劑量校正。 15 一般而言，鄰近效應校正的計算需要大量的計算時 間。簡單地減少CPU時間而沒有仔細考慮會使精確度出問 題。 在一方面中，計算沉積能量fp所耗用的CPU時間用公 式（1)表示： 2〇 fP(^y) = k exp -(/+/) -(彡+/)'
在此，/3 f :向前散射範圍，pb :向後散射範圍，ηΕ : 沉積能量的比率，以及k:常數。使用公式（1)，用積分公式 (2)表示在阻劑敏感位置(X，Y)處、定義域為D的沉積能量 17 200834366 F(X，Υ): F(XJ) = ^fP(xfy)m(xfy)dxdy 9 ……....(2)
D 在此m(x，y)為表示寫入圖像的函數，若該點被照射， 則m(x，y)=l，若該點不被照射，則m(x，y)=0。在定義域D 為矩形的情形下，方程式(2)有封閉解，而且在文獻[1-3]中 有描述。根據文獻[3]:
FR(x，Y)二
在此FR(X，Y)為點(X，Y)的沉積能量，定義域是以（XI， 10 Yl)、（X2，Y2)界定的矩形，A為常數，β£為向前散射直徑， 為向後散射直徑，以及erf()為誤差函數。 為了精確計算出位置(X，Y)的沉積能量，吾等需要計 算出（X，Y)四周所有圖案的方程式(2)或(3)。從計算時間的 觀點視之，天真地用（2)及(3)做全晶片劑量校正是不切實際 15 的。為了解決此一問題以及發明快速的沉積能量計算方法 為在開發出實用鄰近效應校正時最重要的因素之一。在一 方面中，此一計算方法也可應用於微影模擬、劑量模擬、 以及其他的領域。 在圖示於第6圖的習知面積密度法中，把用於鄰近效應 20 校正之目標的區域分成大小相同的網格。這樣，為面積密 度值之分母的矩形大小會永遠固定而且彼此相等。由於有 此均勻性，則基於面積密度法，則容易計算出一網格的鄰 18 200834366 近效應和其他網格的鄰近效應。實際上，為了基於組態預 先計算出數個圖案的方程式(3)，則習知方法是用於計算」 娜之鄰較應的面㈣縣上另—纟_之鄰近效應=面 積擒度。網格有此均勻性可減少方程式(3)的必要計算而且 可極為有效率地再使用計算結果。不過，如前述以^單 元來匹配電子束寫入法是不容易描述的。
10 15 在一具體實施例中，是用被稱作包圍盒面積密度法 (Bounding Box Area Density Method)的近似法，它可應用於 CP單元法而且具有面積密度法的簡單性。如下文所述，在 本發明中，該近似模型包含一界定為目標圖案之最小包容 矩形（minimal circumscribed rectangle)的包圍盒，以及目找 圖案總面積與包圍盒面積的面積比。藉此定義，可一次寫 成該等目標圖案，但不受限於此。以包圍盒的頂點與面積 比為座標，用公式(3)的數值乘積計算出鄰近效應的數量(例 如，點(X，Y)的沉積能量）。
在另一具體實施例中’是用被稱作代表矩形法 (Representative Rectangle Method)的近似模型。該代表矩形 法的特徵為面積等於一次寫成目標圖案之總面積而且形狀 與包圍盒相似的代表矩形。在此一方法中，代表矩形是放 20在該等目標圖案的重心。在該代表矩形法中，以代表矩形 為座標，用公式(3)計算出鄰近效應的數量（例如，點（X， Y)的沉積能量）。第11圖圖示用於產生該模型的程序。 在一具體實施例中’作為代表矩形法的先進形式，另 一方法是把包園盒分成多個子盒(sub_Box)並且把代表矩形 19 200834366 Z各=’其中該代表矩形是_的代表矩形法 =:弟:圖圖：用以產生適用於-群相對複雜圖案之提 系核型的&序。就此_方法的本質而言，近似值會隨著子 盒數增加而更加精確。概似法包含把-咖案分成數個 子群_·，Ρ)以及用與代表矩形__方法(在下文稱 它為南階代表矩形法）來產生代表矩形。
10 15
藉由調整高階或普通代表矩形法中之代表矩形的位置 及大小’有可能產生高度精確的模型。在_具體實_中， 第13圖圖示此-概念的原理。第13圖的上半部⑽圖示由9 個矩形組成的CP單元。第13圖的下半部13〇4圖示cp單元中 只有-個被_代表矩形驗形。可娜代表矩形的位置 (又’外高度狀寬度^點⑽的鄰近效應數量或沉積能 量為Er或被稱作準確值，如第13圖的上半部13〇2所示，它 是用公式（3)加總9個矩形。代表矩形貢獻給觀測點1314的近 似值或Es是用公式(3)算出。在一方面中，Es為位置(χ，γ) 或觀測點與矩形之距離以及矩形之Η、W的函數。 在一方面中，最好應最小化觀測點的近似誤差，此一 誤差的算式為準確值Er、近似值es之差的平方，或 (Er-Es)2。此外，觀測點數(例如，N)愈多，近似值愈強健。 20 例如，觀測點數為，點i的準確值為Er1，點i的 近似值為Esi，問題是要找出應使目標函數Ε(χ、γ、H、w) 最小化的變數X、Y、H、W。目標函數的陳式為： E(X，Y，H，W)=曼㈤―E;(X，Y，H，W))2.........(4) i=i 7 20 200834366 問題是要找出應使公式(4)最小化的變數X、Y、H、W。 這是-個非線性優化問題。在—具體實施例中，如本文所 述、參門題的處理方式是陸續以暫時固定其他3維而變成 一維問題來解決。問題H維來處理而且可用不使用梯 5度計算的搜尋絲解決。在-方面中，x、Y、imW有幾 何性質的約束條件。 、1於有兩個m之子盒的較高階代表矩形法，可應用
”上述方去類似的方法’而且藉由調整代表矩形的位置及 大小有可能改善近似值的精確度。 fη目為比|父各種方法產生之誤差的實驗結果。選定 一翻轉單元(mP御eell)作為評估目標以収定5個要優 化的觀測Si。用5微米X5微米栅格㈣知面積密度法顯示在 評估方法中有最低的精確度。與習知方法相比，包圍盒面 積密度法顯示有相當優異的結果，儘管沒有優化技術。也 15圖不普通及高階代表矩形法所得到的誤差。該代表矩形法 係使用一個矩形來做近似，而高階方法是用兩個矩形。對 於用兩個㈣的純絲矩形法，圖示初始解的相依性供 比較。一是由安置矩形於包圍盒的中心點開始，而另一個 是由安置矩形於該等圖案的重心開始。在這兩種情形下， 2〇矩形的大小都等於該等圖案的總面積。在比較時，由重、 開始可得到優異的結果。 u 在以上關於本發明的說明中，是用幾何及圖案來解 釋’例如形狀、大小、位置、等等。由公式(3)顯而:見， 對於鄰近效應及矩形有可能用數學術語及函數來做類似的 21 200834366 討論。由許多矩形組成之複雜圖案的鄰近效應或沉積能量 是用該等矩形的大小及位置以公式(3)的加總來提供。如果 公式(3)的加總用較簡單的函數來近似，則可大幅減少計算 時間。考慮到公式(3)的性質，顯然可由在移動離開圖案群 5組时會逐漸進為零的函數類選出比較簡單的近似函數。 錄頁然，使用提議的近似法可減少用於鄰近效應(在電子 束寫入恭的情況下’為電子的沉積能量）以及鄰近效應校正 的計算時間。理由是這可減少用於評估的圖案數。 本發明的另一具體實施例是近似模型的最佳混合或依 ίο據CP單元大小切換使用的模型以便用合理的計算成本來改 善計算的精確度。對於相對小群的圖案或小Cp單元，用一 個代表矩形的近似可得到合理的精確度。另一方面，相對 大群的圖案或大CP單元（例如，複雜的觸發電路卬屮冶叩 circuit)需要使用多少個代表矩形用來近似有合理精確度的 15 效應。藉由一併使用這兩種近似法，可實現計算的精確度 同時降低計算資源的要求。 如前述，已討論過本發明一些用於一次寫入一群圖案 的鄰近效應計算方法。不過，本發明的概念可應用於較寬 廣且與鄰近效應有關的計算領域。在有許多相對小圖案供 20 寫入的情形下’發明一種以空間鄰域(spatial neighborhood) 來叢聚小圖案以及用一些代表圖案來近似鄰近效應的方 法。用一矩形來近似由一群距離鄰近圖案所導致之鄰近效 應的概念用來計算是合理的。空間鄰近圖案會給出相同劑 量供寫入的假設也可接受。 22 200834366 基於上述討論，_近似絲有效率及精確地計算出鄰 近效應不只可應用於CP單元寫入，也可應用於較寬面積的 电子束寫入。在一具體實施例中，鄰近效應的計算方法係 包含以下步驟·根據空間鄰域來把數個目標圖案叢聚成一 5圖案群，以及用少數幾個代表圖案來近似該圖案群的鄰近 效應。本文會以用於改善速度的近似模型來詳述本發明的 概念之一，例如如何產生代表圖案。由於此一近似方案， 有可月b顯著減少計异時間而不會犧牲精確度。 第15A圖圖示在混合寫入CP單元及VSB的情形下用雨 1〇個代表圖案1504近似一群VSB圖案1502的情形。用叢聚來 近似的概念也可應用於劑量校正與鄰近效應校正兩者。在 該等校正方法中，就近似演算法的本質而言，可得到該等 代表圖案1504的校正結果。基於上述理由，必須反饋該等 代表圖案1504的校正結果回到該群中用該圖案表示的成 15員。在有多個代表圖案的情形下，可指定不同的校正結果 給各個代表圖案。也會出現發送多個校正結果的反饋。犹 此情形而言，由近似產生的子盒會有助於複製校正結果商 到圖案。 請參考第15B圖，本發明的另一具體實施例係有關於以 20較高精確度為目標來叢聚的鄰近效應校正。其係考慮到有 許多圖案要用VSB寫入於鄰近效應校正之目標區的情形。 與前一節類似，鄰近效應校正包含：叢聚數個圖案，產生 數個代表圖案，以及有可能進行代表圖案之間的校正。在 叢來所產生之群中的圖案之間的距離會比不同群圖案之間 23 200834366 的距離短。為了減少CPU時間和犧牲最少精確度，下文提 出合理的概念。此方法的特徵為鄰近效應的計算方式，其 中同群中之圖案的計算是用在自己群中的圖案來完成，而 不同群圖案之間的計算是用會被校正的目標圖案與其他群 5中的代表圖案來完成。電子束寫入設備一次曝光可寫入的 面積大小係受限於硬體或第一成形開孔中之矩形孔的大 小。至於產生叢聚的方法’有可能使用以設計來保持的階 層。藉由此一方法，可有效產生咼品質的叢聚。 第15C圖係圖示把大圖案分成數個可用電子束寫入設 10 備寫入之VSB圖案的實施例。電子束寫入設備一次曝光可 寫入的面積大小係受限於硬體或第一成形開孔中之矩形孔 的大小。晶圓上最大圖像大約為數微未X數微米，即使是最 近的技術。另一方面，在製造半導體用之晶圓上寫入長产 或寬度超過數毫米的布局圖案是常見的。因此，常常需要 15把布局圖案分成VSB孔大小的情形。故而，需要一種^有 效地把大圖案分成小於特定尺寸的技術。 本發明提供-種與習知VSB式寫入相比是即精確又有 效的寫入方法，以及在混合寫入VSB用之圖案鱼叢聚 圖案用之代表圖案的情形下，一種適合做劑量校正及 20 的方法。 超過观大小的大圖案會被分成數個小的。This圖案分 割程序常被稱作碎片化伽eturing)。在多數情形下，圖宰备 被碎成-組矩形。不過，在斜圖案的情形下 ^ 三角形或數蝴輪物似物。使謂:，’ 24 200834366 电子束寫入設備可寫入有非正交邊的複雜圖案，但是非正 交圖案的劑量校正不容易。習知面積密度法難以用來校正 /也口 CP單兀及VSB的寫入。為了寫人更加精確的圖案，把 圖案碎成小片較佳，但是此-方法的VSB圖案數會增加以 5致於劑量校正的計算時間和電子束寫入器的寫入時間會增 加。 在這裡所描述的本發明特徵為：拆分目標圖案，叢聚 VSB圖案，產生—或更多代表矩形，寫人圖案的劑量校正， 以及用電子束寫入没備做微影的鄰近效應模擬以便減少劑 10 量校正及寫入時間。 寫入圖像的精確度與用於校正的計算時間之間的折衷 可用碎片化的程度與使用模型的精確度來控制。可用手動 或者自動方式來控制這些參數。劑量校正，鄰近效應模擬 以及其他重要資訊的計算結果是圖示於顯示器上。 15 請參考第10A圖，注射於半導體積體電路(1C)表面的電 子會撞擊1C的材料而散射。有些入射電子會被電子反射而 返回到1C表面。有些被反射及入射電子會與在半導體表面 上的阻劑反應而產生潛像(latent image)。向後散射問題會隨 著增加多金屬層式接線(如第8圖所示）以及使用有大原子序 20數的重金屬（例如，鶴，鈕及銅）而愈來愈嚴重。實際上，如 第9A圖至第9B圖所示，電子的散射參數會隨著阻劑下層結 構而改變。第9B圖圖示向後散射能量與向前散射的比率， 它會隨著阻劑下的銅接線數而明顯不同。第9A圖圖示阻劑 的典型下層結構。就此情形而言，銅接線數有0到20條不等。 25 200834366 粒子(例如，電子）的散射問題對於微影的鄰近效應校正 與劑量校正會有大影響力。這是嚴重的問題，特別是使用 用以接線的多金屬層以及使用下層結構用之鑛來製造半導 體ic至於劑蓋权正與鄰近效應校正，必須考慮到會隨著 5校正區而改變的散射參數。k等參數包含向前散射範圍、 向後散射範圍、以及向後散射能量與向前散射能量的反射 率。 圖示於第10B圖的模型為部份滿足上述要$的技術。在 此-模型中，劑量校正用的目標區用柵格分割並指定散射 !〇參數值至各個柵格。藉由使用指定給各區的參數，可得到 考慮到散射效應之局部特性的適當劑量與鄰近效應校正。 對於使用網格的習知校正法(例如，面積密度法），使散射參 數估計網格與校正網袼對齊可產生數項好處。為了近似複 雜的分散對背問題(distributed problem)，自然的方法是分割 15目標區以及估計各區的散射參數。對於減少問題的複雜 度，此一方法也有效。在只用VSB照射的情形下，所描述 的方法有其優勢。 在CP單元用於寫入的情形下，用網格來分割區域未必 較佳，如第7圖所示。亦即，拆分CP單元並給出cp單元中 2〇之各部份的劑量是不可能的。對於一次照射寫入的圖案， 指定不同的散射參數至其中不同的部份是不切實際的。為 了適當地處理CP單元式寫入，本文提出一種新穎的散射參 數估計法，它可處理圖案一次照射來寫入之問題而不用網 格分告J。第21圖圖示本發明如何指定該等散射參數至各個 26 200834366 CP單元及VSB圖案。計算出用於各個CP單元及vSB圖案的 散射參數，以及儲存於儲存所而與寫入物件(例如，CP單元 及VSB圖案)保持關連。在需要評估相關CP單元或vSB圖案 的劑里或校正鄰近效應時，取回存入的散射參數。用此一 5發明’寫入設備的照射係與該等散射參數直接相關。 如第8圖例如，半導體1(：有多樣的橫截面。忙的橫截面 、、’口構會隨著晶片的位置而定。由實務觀點或計算時間的觀 點視之，由物理原理難以算出散射參數。吾等預期本發明 有效實用的散射參數計算法可應用於1(：的各種橫截面結 10構。本文所描述的本發明可符合晶片層級的估計需求。 第16圖係概要圖示本發明的散射參數計算方法。使計 异目標區的複雜層結構1602陸續縮減成由Cu/Si〇2層1610 及塊矽1612組成的基本結構1603，其中Cu/Si〇2層係由銅及 二氧化矽的部份組成，其中兩部份的比率為口，··。〆 15被稱作有效面積比(effective area rati〇)。使用基本結構丨6〇3 與P’，用基本模型1620計算出向後散射參數。如第2〇A圖及 第20B圖所示，如果給定Cu/Si〇2層的有效面積比p，與厚度， 容易用該基本模型來算出諸如向後散射範圍與能量比 率η之類的參數。該基本模型的特徵為散射模擬器而是用輸 20入為Cu/Si〇2層之Ρ’與厚度、輸出為參數/3 b與η的表格表示。 以下描述圖示於第16圖的層縮減程序。考慮的問題 是：由能量通量的觀點視之，用p，的面積比把兩層 Cu/Si〇2(銅的面積比分別為Pl與A)結構(如第！6圖的部份 縮減成一 Cu/Si〇2層結構(如第16圖的部份(b))。如第丨7圖所 27 2〇〇δ34366 不，有給定厚度的材料及其性質，電子通量在薄膜上的透 射比率與反射比率分別為T#料與R㈣。對於材料的必要厚 度，用基於蒙地卡羅法的散射模擬器產生丁㈣與的表 "。下文用此一表格與能量通量關係來描述用於導出有效 雨積比p1及基本模型的程序。 '首先，以圖示於第18圖的兩層結構為例來描述概念， $後解釋一般理論。首先，描述向後散射能量與入射電子 如量之電子能量通量比率的計算。計算第18圖兩層結構之 的能量通量比率Ef如下：⑴第一 Cu/Si〇2層（面積比為pi) 之表面的反射通量係由鋼部份Rcu i*pi的反射與Si〇2部份
Si〇2、r(l_Pl)的反射組成，（2)第二Cu/si〇2層（面積比為p2) ^表面的反射通量係由鋼部份Rcu2*p2的反射與以〇2部份 1〇2、2*(i-p2)的反射組成(考慮到第二層表面的反射通量會透 射第〜層以及在第一層表面觀測反射的情形），第二層的反 射公式為： 考1塊矽表面的反射，兩層結構之表面的總能量通量 比率Bf會變成··
Cu—1 P1 +Rsi〇2_l * (1 _p 1)+ {TQU~^l+Tsi〇2^^ ^在此’ Rsi為電子在塊矽表面的反射率，RCU_n與了^為 層之銅部份的反射率與透射率，以及^。2—隱』為 弟η層之Si〇2部份的反射率與透射率。 28 200834366 ^出方程式(4)的廣義公式，即方程式(5)，在此Tm_n 與Rm_n為導電材料mfn層的透射率與反射率，以及加與 Tin為絕緣材料mfn層的透射率與反射率。向後散射能量與 入射能量通量的能量通量比率Ef為公式(5): 5 Ef=l[{Rm-n*Pn+Ri^(1-^}*n»iTm_k*pk+TLkni-Pj}1^ 在圖不於第19圖的基本模型中，向後散射能量與入射 能量通量的能量通量比率££為：
Ef ' R〇u_i p +Rsio2 , * (1 - Ρτ) + {Tcu^ * p^Tsi〇2 i * (l - P1 )}2 * Rsi5 · · · (6) 在此p·為銅的有效面積比。 10 在此用只有一層的簡單基本模型來討論由多層組成之 結構的能量通量比率Ef以及用有效面積比pl來做調整：
Ef=Ef，......(7) 假定方程式(7)使兩者相等。方程式⑺為p，的二次方程 式，例如： 5 a(P’)2+bp’+c=0， 在此a、b、c為 b = 2*Rsi*(Tcul*Tsi〇2i—凡… C - Rsi02 1 + Rsi * TSi〇2」- Ef )+ RCu_l - Rsi02 1 > ⑻ 假定基本模型的金屬層厚度等於上金屬層的厚度。使 用算出的有效面積比p，與如第20A圖與第2〇B圖所示的基本 20 模型表格，可算出pb與η。 第22圖圖示一基於本發明原理的程序。在此一程序 中，處理所有用VSB及CP單元在相關目標區寫成的圖案。 29 200834366 對於每一群在頂層以一次照射寫成的圖案，亦即VSB照射 的矩形或CP單元的包圍盒視為是界定一與散射參數計算有 關的區域。與此一區域有關的圖案都用來計算每一相關層 的面積比P’。用算出的有效面積比p’來計算各區域的散射參 5 數。 以下逐步詳細解釋列於第22圖的步驟： 步驟22A與221、22B與22E分別表示重覆程序的迴圈。 在22A至221之間的步驟是對每一 VSB及CP單元重覆執行。 在22B至22E之間的步驟是重覆執行照射VSB或者CP單元 10的下層結構。22E與221分別圖示各由22B、22A開始之重覆 迴圈的結束指示符。 在步驟22C中，擷取VSB或CP單元照射之下的布局圖 案。在步驟22D中，計算目標布局圖案的面積比，該目標布 局圖案是在用於VSB或CP單元之圖案的區域中。 15 在步驟22F中，完成層數縮減，其係使用等價面積比把 多層轉變成一層。 在步驟22G中，使用圖示第第2〇A圖及第20B圖的基本 核型與等價面積比計算出用於指定區域的散射參數。在步 驟22H中，將所得到的散射參數及其與VSB或^照射的關 2〇係儲存於儲存所。第幻圖圖示CP及VSB照射與散射參數的 關係。第24圖圖示有考慮到向後散射之模擬、劑量校正及 資料輸出的流程實施例。 得自上述程序、用於各個VSB及cp單元的散射參數域 可用於鄰近效應模擬器、鄰近效應校正程式、劑量校正程 30 200834366 式、等等。在此概要解釋該等模擬器及校正輕式。 兹提出描述於此之散射參數計算方法的另一且體實施 用:重覆圖案(例如’ cp單元)之散射參數的有效 法。Μ考第21圖，在許多源於標準單元㈣的CP ，=，直到金屬1之層的圖案都相同，儘管是料元。 …元是__情::=置= ;直::=圖有用到。對= 10 15 20 应:先心與〇>早元有關的面積比以及館存計算結果和 ”cm的連結於儲存所可節省計算資源。在样明的先 ’制有效面積比可職完❹於散射參數計算 到的有效面積比和與cp單元或圖案群的 存㈣有助於散射計算。使用本發明的這 個特徵’可顯著減少計算散射參數所需要的CPU時門右 =Γ用來寫入重覆出現的金屬接線及貫孔圖案。庫 =本=於此類層會比用於標準單元及記憶體的情況難: _二==標層下有，結構的話， =果顯示裝置上顯示一些與布局資料保持關連的姓 果’則對於優化輯是有益的。顯示出來的 Μ、，。 ，正、指定給寫入圖索的劑量、散射範圍二： 此莖。例如，當LSI短路時，顯示器上的向後 2 局圖案對於問題的解決會有幫助。受位於下層 (P㈣的影響，兩條接線的短路可能導致接線的缺陷。如^ 31 200834366 下層的向後散射狀悲與布局圖案一起顯示，則容易識別此 一類型的缺陷。 第25圖的實施例是用色彩圖示在以vsb及CP單元寫成 之圖案上的劑里。在另一用第26圖圖示的具體實施例中， 5是用指向裝置(例如，滑鼠)指向待由VSB或CP寫入的圖案 來顯示與寫入有關的參數。在此一實施例中，劑量、向前 散射範圍、向後散射範圍、反射能量比率、等等都是顯示 於顯示裝置上。第26圖為顯示方法的另一具體實施例，藉 由以指向裝置指向圖案，用向後散射範圍的圓圈來顯示向 10後散射的範圍。這種直覺的顯示方式對於問題的解決是有 益的。 本發明提供一種新的解決方案可應用於變形束(v s B) 的寫入方法、單元投影(cp)、以及這兩種寫入方法的組合。 習知方法主要集中於VSB的寫入方法，而且不考慮使用cp 15方法的特徵。習知用於劑量校正的近似模型與用於阻劑下 之向後散射的模型都不適合CP式寫入，因為該模型不考慮 cp單兀的形狀。本發明的方法天生就適合用於cp寫入，而 且有用於產生近似模型的方法與校正的方法使得它適合用 於CP方法。 20 屬習知方法的面積密度法[1-3]是用來提供用於劑量校 正及微影模擬的近似法，而且是要在完全固定布局之後才 應用。反之，本發明的方法可極其有效地提供近似模型， 因為使用設計階層與基於CP單元的方法。亦即，_次就可 兀成CP單元之模型的製備，即使設計重覆使用Cp單元，而 32 200834366 且設計中有用到的地方都可複製該模型。在用網格分割目 標區而不考慮有重覆性之布局圖案的習知面積密度法中， 每-個網格都必須產生-個模型。面積密度法無法利用⑶ 單元的階層性或重覆性資訊。 5 關量及鄰近效應校正之基礎的本發卿近效應計算 方法可提供精確性高於習知面積密度法的解決方案而不會 犧牲計算時間的效率。理由是陳述相關目標區之影響的代 表模型有高度的精確度。另一個本發明近似模型的效益是 匕的彈丨生亦即，可知需要來提高近似的精確度，這與習 H)知的面積密度法不同。在代表矩形模型中，近似精確度會 隨著代表矩形數的增加而提高。可穩定地調整近似的模型 參數而且容易找到最佳點。 本發明用於阻劑下之接線結構的向後散射模型與計算 方法，合於CP單元及VSB的寫人，可降低計算的複雜度y 15而且各易實作成資料結構。在習知的模型與方法中，沒有 考慮到CP式寫入，而且沒有實現軟體實作與處理容易性的 又產生用於複雜層結構的習知向後散射模型很耗時。用 1二月的新穎方法，容易由以本發明方法為特徵的單層模 2〇 出用於複雜結構的模型。用本發明的方法，可用少數 參數來完成一層的特徵化。也容易迅速地計算出用於 一層之小區域的參數。與習知方法相比，用本發明提出的 方去可實現CPU耗用時間的簡化與減少。 未發明的向後散射模型適合用來產生用於以一次照射 33 200834366 為單位寫成之一群圖案的模型，該模型係適合VSB與cp 與用於計算鄰近效應的代表矩形模型類似，用設計階層次 訊可有效地產生該模型。以可直覺理解的方式顯示劑量和 正結果是重要的。本發明的顯示方法是以容易理解劑量的 5 方式加上彩色於以一次照射寫成的VSB或CP圖案。
本發明使得用於粒子束寫入的鄰近效應校正成為有可 能。實施例之一為電子束(EB)寫入，其係可應用％VSB、 CP以及這兩種寫入方法的組合。高度精準的校正變成有可 能，不只可用來做線寬校正或一維校正，用於圖案的二維 10校正也更有彈性。對於在處理長帶圖案的校正時會出現的 問題，本發明可提供解決方案。亦即，在一維校正方案中， 最小化在一方向（例如，線長）的誤差是意謂另一方向（例 如，線寬）的校正不充分。 使用基於本發明近似模型的計算方法，在短計算時間 15内可完成計算微影圖像的微影模擬而精確度的犧牲為最 此外，本發明的近似模型有彈性且可擴充。若需要高 度的精密度時，容易藉由增加代表矩形來改善近似的精確 度。 向後散射為來自下層金屬層及貫孔之電子束的反射效 應。相較於習知模型，本發明的模型既緊湊又有彈性。在 方面中以測里或模挺來製備用於單元層（Unit layer)的特 隆表模型（characteristic table model)，容易產生用於阻劑下 之結構的散射模型。 34 200834366 即使以上是在EB直接寫入(EBDW)的情形下做說明， 本發明的應用應不受限於EB直接寫入，而可以類似的方式 應用於使用有CP性能之EB寫入器的遮罩寫入，這可改善吞 口士量 〇 5 此外，應瞭解，本發明也可應用於使用除EB以外之其 他類型粒子束的其他繪圖技術，例如光學（光）雷射光束、χ 射線束、或直線進行且可刺激敏感材料(阻劑)層以形成圖案 於塑膠板上的任何其他粒子束。 儘官已圖示及描述數個本發明的特定具體實施例，應瞭 10解’不希望本發明受限㈣等較佳具體實施例，對熟諸此藝 者而言，顯然不做出不同的改變及修改而不脫離本發明的範 可。因此，本專利說明書與附圖應被視為是用來做圖解說明 2沒有限定本發明的意思。希望由本發明申請專利範圍所界 疋的本發明範_可涵蓋所有的替代、修改及等價陳述。 15 【圈式簡單說明】 第1圖圖示單元投影式粒子束寫入裝置。 弟2Α圖至弟2Β圖圖示投影因劑量而改變的情形。 第3Α圖至第3Β圖圖示用輔助圖案來校正鄰近效應 情形。 20 第4圖為單元投影(CP)之一實例。 第5圖圖示CP的鄰近效應。 第6圖圖示面積密度(ΑΡ)法的近似。 第7圖圖示CP單元與面積密度(ΑΡ)法。 第8圖圖示示範半導體元件的橫截面。 35 200834366 第9A圖圖示隨著下層結構而改變的散射參數。 第9B圖圖示反射能量與入射能量之比率的變化圖。 第10A圖至第10B圖圖示電子的散射與散射模型。 第11圖圖示用於CP之矩形劑量模型的產生。 5 第12圖圖示CP單元用多個矩形的劑量計算模型。 第13圖CP用之矩形劑量模型的產生。 第14圖圖示相對能量誤差。 第15A圖至第15B圖圖示應用本發明於變形束(VSB)實 例的不同具體實施例。 10 第15C圖圖示分割VSB圖案之多邊形的方式。 第16圖圖示用於計算散射參數的程序。 第17圖圖示一散射模型及其參數。 第18圖圖示一用於多層的散射模型。 第19圖圖示一用於單層的散射參數模型。 15 第20A圖至第20B圖圖示基本模型、面積比以及散射參 數之間的關係。 第21圖圖示對應至VSB及CP的散射參數。
第22圖以本發明之一具體實施例圖示一用於CP及VSB 的不範散射參數計鼻程序。 20 第23圖圖示CP及VSB的照射與散射參數之間的關係。 第24圖為考慮到向後散射之模擬、劑量校正及資料輸 出的流程實施例。 第25圖至第26圖為圖示劑量校正結果的各種顯示實施 例0 36 200834366 【主要元件符號說明】 100···ΕΒ寫入器 610…原始布局圖案 102…電子束源 612…近似 103···電子束 700…子區 104…矩形開孔 702…栅格邊界 106···第一遮罩 800…半導體積體電路 108···矩形 802…頂層 110a、110b、Ilia、111b…模 804…電子束敏感阻劑 板開孔 810…銅 112…模板遮罩或板 812…嫣 114···單元圖案 1000…第一分層化結構 116···晶圓表面或基板 1002…鎢(W)層 200，202···目標圖案或區域 1010…第二分層化結構 210，212…所得圖像 1012···鋁(A1)層 300···目標圖案 1020…簡單栅格 302…所得圖像 1302…上半部 310···目標圖案 1304…下半部 312···輔助圖案 1312…上半部 314…所得圖像 1314···觀測點 400...CP 單元 1502—VSB 圖案 402…單元邊界 1504…代表圖案 404…圖案 1602···層結構 500…圖像 1603…基本結構 600…晶片面積 1610...Cu/SiO2 層 602···小插格 1612…塊石夕 37 200834366 1620…基本模型 22A…用於目標層中的VSB 圖案及CP單元 22B…用於下層 220··擷取目標下的VSB圖 案及CP單元 22D···計算目標層的面積比 22F…計算層縮減1後的面積 比 22G···用面積比以及pb與η 的模型計算出散射參數 22Η…儲存VSB圖案及CP單元 的散射參數
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Claims (1)

  1. 200834366 十、申請專利範圍： 1. 一種粒子束微影的方法，其係包含： 製備一模板，其係具有至少一群以修改圖案來校正 鄰近效應的圖案； 藉由修改用於VSB及CP模式寫入兩者之粒子束照 射的一次劑量來校正該鄰近效應；以及 用VSB及CP模式寫入一微影圖像。 2·如申請專利範圍第1項的方法，其中該圖案群中之該等 圖案的邊緣係獨立移動以便以修改圖案來做校正。 3. 如申請專利範圍第2項的方法，其中該圖案群中之該等 圖案的邊緣係移動不均勻的距離以便做校正。 4. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該圖案群中之該等 圖案有至少一邊緣是通過一插入頂點來分割以及在該 頂點產生一彎曲以便做PEC。 5. 如申請專利範圍第1項的方法，其中藉由修改該圖案群 中之該等圖案的形狀來校正該圖案群中之該等圖案之 間的鄰近效應。 6. 如申請專利範圍第、項的方法，其中係使用於該圖案式 PEC修正的劑量強度等於藉由該粒子束來產生該等圖 像之沉積能量的閥值。 7. 如申請專利範圍第1項的方法，其中粒子束微影包含電 子束(EB)微影，以及其中該粒子束包含一電子束。 8. 如申請專利範圍第1項的方法，其中粒子束微影包含光 學（光）雷射微影，以及其中該粒子束包含一光學（光）雷 39 200834366 射光束。 9. 如申請專利範圍第1項的方法，其中粒子束微影包含x 射線束微影，以及其中該粒子束包含一乂射線束。 10. -種用於計算鄰近效應的模型產生法，其係包含： 預備一由至少兩個圖案組成之群；以及 界疋至j 一代表圖案用來近似由該群圖案引起的 鄰近效應。 11·如申明專利範圍第10項的方法，其中該群圖案為一 單元。 12·如申請專利範圍第1〇項的方法，其中該pEC模型包含該 群圖案的最小外接矩形以及單元圖案在該群之總面積 與該最小外接矩形之面積的面積比。 13.如申請專利範圍第10項的方法，其中該pEC模型包含至 )代表矩形用來近似由該群圖案引起的鄰近效應。 14·如申請專利範圍第丨〇項的方法，其中該pEC模型包含至 少以在4模型移到無限遠時會逐漸趨於零為特徵的 數學函數用來近似由該單元圖案群引起的鄰近效應。 15· —種用於粒子束微影的鄰近效應計算(pEC)方法，其係 包含： 選定至少兩個圖案； 叢聚該至少兩個圖案的目標圖案成為一個圖案群； 用一或更多代表圖案來近似該圖案群的鄰近效 應；以及 完成該圖案群的鄰近效應校正(PEC)。 40 200834366 16. 如申請專利範圍第15項的方法，其更包含製備一用於該 圖案群的鄰近效應計算模型。 17. 如申請專利範圍第16項的方法，其中該鄰近效應計算模 型包含至少一以在該模型移到無限遠時會逐漸趨於零 為特徵的數學函數用來近似由該圖案群之該至少兩個 單元圖案引起的鄰近效應。 18. 如申請專利範圍第15項的方法，其中該圖案群中之各個 圖案的劑量係複製該圖案群之該代表圖案的劑量或使 它等於該代表圖案的劑量。 19. 如申請專利範圍第15項的方法，其中該圖案群中之圖案 之間的鄰近效應計算是用該圖案群中之每一個圖案來 達成。 20. 如申請專利範圍第15項的方法，其更包含：分割數個目 標圖案以及計算出該等經分割之圖案的鄰近效應。 21. 如申請專利範圍第20項的方法，其中用於分割數個的標 準係取決於一由該粒子束之一次照射寫入之區域的大 小。 22. —種用於粒子束微影的鄰近效應計算方法，其係包含： 由一寫入資料選出至少兩個圖案以形成一圖案群； 儲存數個用於該圖案群的散射參數； 取回該圖案群的該等散射參數用來計算鄰近效 應；以及 使用該等散射參數來完成該圖案群或該圖案的鄰 近效應校正(PEC)。 41 200834366 23·如申請專利範11第22項的方法，其中該®案群為_cp ην ^ 早兀。 24.如申請專職圍第22_方法，其巾關鱗為一用於 變形束(VSB)的單元圖案。 25· —種粒子束微影的方法，其係包含： 由一布局資料檔選出多個圖案以形成多個圖案群； 計算數個用於各個圖案群的散射參數； 以使得該等散射參數與對應圖案群保持關連的方 式來儲存該等散射參數於一儲存媒體； 取回各個圖案群的該等散射參數用來計算鄰近效 應； 元成各個圖案群的鄰近效應校正(PEc);以及 在鄰近效應校正(PEC)後，寫入各個圖案群。 26. 如申請專利範圍第25項的方法，其中用於數個重覆使用 圖案群中相重疊之多層的複合散射參數係預先算好且 以使得該等散射參數與對應圖案群保持關連的方式儲 存於該儲存媒體。 27. 如申請專利範圍第25項的方法，其更包含：將一多層結 構轉換成一層數較少的等價結構，產生一包含—等價層 及塊石夕的基本模型，以及由該基本模型計算出數個2 參數。 28. 如申請專利範圍第25項的方法，其中該基本模型包含一 作為輸入的面積比、數個作為輸出的散射參數、以及一 模型，該模型係計算該面積比之—函數的輸出。 42 200834366 29· —種粒子束微影的方法，其係包含： 將一寫入區分割成多個網格； 使用各個網格中之數個下層圖案來算出各個網格 . 的數個散射參數； . 以使得各個網格與該等散射參數保持關連的方式 來儲存該等算出散射參數於一儲存媒體；以及 使用該等散射參數來算出一資料結構的必要資訊。 書 30·如申明專利範圍第29項的方法，其中各層都用同樣的網 而且使用用於該下層結構的散射參數來計算出一芦 的散射參數。 31.如申請專利範圍第29項的方法，其更包含：產生一預定 扠型，該模型係使用一指定區域的數個LSI設計參數作 為輸入來片异出该指定區域的散射參數，以及產生一程 序，該程序係使用該預定模型來送回該LSI布局之一給 定位置的散射參數。 • 32·如:請專利範圍第31項的方法，其更包含：產生一能量 、曰模圭忒模型係至少使用一種用於該LSI中之每一 、=材料、各層之厚度作為輸人，以及計算出粒子能量 通置的透射比率練子通量的反射比率。 33·=請1利範圍第31項的方法，其更包含：一散射參數 、1 '、係使用一種用於該LSI中之每一層之材料、各 層之厚度、w β ^ ^ 生^ 及一面積比（它的定義為目標材料佔用面 / 1、9疋區域之面積的比率)作為輸入，以及計算出向 '射fc圍和向後散射與向前散射能量的向後散射能 43 200834366 量比率。 34.如申請專利範圍第31項的方法，其更包含··將該LSI之 一目標區分割成多個網袼以及計算各個網袼的數個散 射參數。 35·如申請專利範圍第29頊的方法，其更包含：擷取數個位 於數個指定VSB圖案或CP單元之下的VSB圖案與CP單 元，計算一面積比，使用經補償之面積比把多層轉換成 一等價層，以及基於該補償面積比來算出數個散射參 數。 36· —種粒子束微影的方法，其係包含· 通過劑量控制來校立鄰近妹應； 以修改圖案來校正該至少雨個圖案之群的鄰近效 應；以及 顯示與該粒子束微影之鄰近效應校正(PEC)有關的 資訊，其係按照操作員的要求，在一與一布局圖案有關 的位置處顯示該資訊， 其中該資訊包含一鄰近效應模擬圖像、數個校正結 果、數個該鄰近效應模擬及校正所需要的參數。 37.如申請專利範園第36項的方法，其中係通過圖案的色彩 與形狀來顯示一或更多用於近似指定圖案之鄰近效應 的代表圖案、一劑量計算值、以及數個用於計算鄰近效 應所需要的參數。 38·如申請專利範園第36項的方法，其中藉由指向一相關圖 案，該方法會以疊加一圖形來顯示一與鄰近效應有關的 44 200834366 數量範圍，該圖形係與顯示圖案的比例類似。 39. 如申請專利範圍第36項的方法，其更包含：顯示通過劑 量校正在一與該圖案有關之位置處得到的劑量，以及顯 示一用模擬得到的圖像，該模擬係基於在一與一晶片面 積之原始圖案有關之位置中的計算劑量，其中該資訊係 同時或獨立顯示。 40. 如申請專利範圍第36項的方法，其更包含··顯示數個散 射參數，其中包含：在一與一相關區域或圖案有關的位 置處的向後散射範圍以及向後散射與向前散射的能量 比率。 41. 一種用於製成一電路的方法，其係包含下列步驟： 提供一晶圓； 製備一模板，其係具有至少一群以修改圖案來校正 鄰近效應的圖案； 藉由修改用於變形束(VSB)及單元投影(CP)模式寫 入兩者之粒子束照射的一次劑量來校正該鄰近效應；以 及 使用VSB及CP模式在該晶圓上寫入該電路。 42. —種用於製成一電路的方法，其係包含下列步驟： 提供一晶圓； 預備一由至少兩個圖案組成的圖案群；以及 界定至少一代表圖案用來近似由該群圖案引起的 鄰近效應， 完成該群圖案的鄰近效應校正(PEC); 45 200834366 在該晶圓上寫入該圖案群以便形成該電路。 43. —種用於製成一電路的方法，其係包含下列步驟： 提供一晶圓； 選定至少兩個圖案； 叢聚該至少兩個圖案的目標圖案成為一個圖案群； 用一或更多代表圖案來近似該圖案群的鄰近效 應；以及 完成該圖案群的鄰近效應校正(PEC); 在该晶圓上寫入该圖案群以便形成該電路。 44· 一種用於製成一電路的方法，其係包含下列步驟： 提供一晶圓； 由一寫入資料選出至少兩個圖案以形成一圖案群； 儲存數個用於該圖案群的散射參數； 取回該圖案群的該等散射參數用來計算鄰近效 應；以及 使用該等散射參數來完成該圖案群或該圖案的鄰 近效應校正(PEC); 在該晶圓上寫入該圖案群以便形成該電路。 45. —種用於製成一電路的方法，其係包含： 提供一晶圓； 由一布局資料檔選出多個圖案以形成多個圖案群； 計算數個用於各個圖案群的散射參數； 以使得該等散射參數與對應圖案群保持關連的方 式來儲存該等散射參數於一儲存媒體； 46 200834366 取回各個圖案群的該等散射參數用來計算鄰近效 應； 完成各個圖案群的鄰近效應校正(PEC);以及 在鄰近效應校正(PEC)後，寫入各個圖案群以便在 該晶圓上形成該電路。
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