TW202225826A

TW202225826A - 改善光學近端校正技術的方法及系統

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Publication number: TW202225826A
Application number: TW109145551A
Authority: TW
Inventors: 朱為麟; 唐詩皓; 曾信綸; 黃聖文; 黃志仲
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-07-01
Also published as: TWI782372B

Abstract

本文公開一種改善布局的方法及系統。一種方法包括：接收設計布局；決定第一光學模型及光阻模型的光阻校正項目的第一子集合；根據該第一光學模型及該光阻模型的該第一子集合進行模型式光學近端校正(MOPC)並更新該設計布局得到第一更新設計布局；決定第二光學模型及該光阻模型的該光阻校正項目的第二子集合；根據該第二光學模型及該光阻模型的該第二子集合進行MOPC並更新該第一設計布局得到第二更新設計布局；及根據該第二更新布局製造光罩。

Description

改善光學近端校正技術的方法及系統

本發明係關於光學近端校正技術的方法及系統。

在先進半導體技術中，持續減小之裝置尺寸及日益複雜之電路配置使積體電路(IC)之設計及製作更具挑戰性且成本更高。在電路交付進行批量生產之前，必須確認電路設計滿足設計規範及製造準則以提高製造良率。為了儘可能早地偵測設計錯誤或缺陷，電路設計者會採用業界廣泛使用的電腦輔助電路設計工具，用以輔助設計者識別潛在的設計缺陷。然而，隨著電路複雜性及裝置密度不斷增加，電路設計及驗證中涉及之軟體程序所消耗的時間及運算資源越來越龐大。因此，有需要改良電路設計流程以減少設計時間，並同時維持電路設計的品質。

本文的實施例公開一種改善布局的方法，包括：接收設計布局；決定第一光學模型及光阻模型的光阻校正項目的第一子集合；根據該第一光學模型及該光阻模型的該第一子集合進行模型式光學近端校正(MOPC)並更新該設計布局得到第一更新設計布局；決定第二光學模型及該光阻模型的該光阻校正項目的第二子集合；根據該第二光學模型及該光阻模型的該第二子集合進行MOPC並更新該第一設計布局得到第二更新設計布局；及根據該第二更新布局製造光罩。

本文的實施例公開一種改善布局的方法，包括：接收設計布局；決定光阻校正項目的初始子集合作為新子集合；根據該新子集合決定光阻模型；決定光學模型；根據光學模型以及該光阻模型進行模型式光學近端校正(MOPC)並更新該設計布局為第二更新布局；判斷是否該第二設計布局符合設計規範；及因應於該第二設計布局不符合設計規範，進行以下步驟：經由維持原本光阻校正項目或納入更多光阻校正項目而更新該新子集合；及根據該更新子集合對該第二設計布局進行MOPC並更新該第二設計布局得到第三設計布局。

本文的實施例公開一種系統，其包括一或多個處理器及存有指令之一或多個程式，該等指令在由該一或多個處理器執行時使該系統執行以下步驟：接收設計布局；決定第一光學模型及光阻模型的光阻校正項目的第一子集合；根據該第一光學模型及該光阻模型的該第一子集合進行模型式光學近端校正(MOPC)並更新該設計布局得到第一更新設計布局；決定第二光學模型及該光阻模型的該光阻校正項目的第二子集合；根據該第二光學模型及該光阻模型的該第二子集合進行MOPC並更新該第一設計布局得到第二更新設計布局；及根據該第二更新布局製造光罩。

本發明之各種目的、特徵、態樣與優勢將可從本發明較佳實施例的實施方式、連同附圖而變得更明白，在附圖中的相同編號代表類似組件。

下述揭露提供用於實施所提供標的的不同特徵之許多不同的實施例或示例。為簡化本發明，下面說明組件和配置的特定示例。當然，這些僅為示例且並未受限。舉例而言，在下列說明中，形成一第一特徵件於一第二特徵件上或上方可包括第一和第二特徵件以直接接觸方式形成之實施例，且亦包括可以在第一和第二特徵之間形成附加特徵件，使得第一和第二特徵件可以未直接接觸的實施例。此外，本發明可能在各個示例中重複參考編號及/或字母。這是為了簡化和清晰之目的而重複，其本身並不代表所述各種實施例及/或配置之間的關係。

此外，本說明書使用的空間相對用語，例如「下方」、「在下方」、「低於」、「在上方」、「上方」等係為易於描述說明如圖式所述一元件或特徵件對另一元件或特徵件的關係。空間相對用語旨在涵蓋裝置在除圖式所描述方向以外、在使用或操作中的不同方向。該裝置可以以其他方向（旋轉90度或其他角度方向），而且在本說明書中使用的空間相對用語可因此同樣被解釋。

儘管闡述本發明的廣泛範圍的數值範圍和參數是近似值，但是在具體實例中闡述的數值是盡可能精確提出。然而，任何數值本質上包含通常必然從各個測試測量中發現偏差導致的某些誤差。同時，如本說明書的使用，用語「約」、「實質」和「實質上」一般是表示在一特定數值或範圍的10%、5%、1%或0.5%內。或者，在為本領域中具有通常知識者所考慮時，用語「約」、「實質」和「實質上」是指在平均值的可接受標準誤差內。除了在操作/工作示例中，或者除非另有明確說明，否則本說明書所揭露的所有數值範圍、數量、數值和百分比（例如材料數量、持續時間、溫度、操作條件、數量比例等）在任何情況下都應理解為由用語「約」、「實質」或「實質上」所修飾。因此，除非有相反的教示，否則本發明和文後申請專利範圍中闡述的數值參數是可依需要而變化的近似值。最起碼，每個數值參數至少應根據所提出的有效數字的數量並且藉由應用普通的四捨五入技術來解釋。範圍在本說明書中可以表示為從一端點到另一端點或在兩端點之間。除非另有說明，否則本說明書揭露的所有範圍均包括端點。

本文中所出現「布局」、「設計布局」及「光罩布局」相關用詞指的是積體電路(IC)在對應於IC之構件的幾何圖案內容，諸如組成IC組件之金屬層、介電層或半導體層。在一些例子中，「布局」、「設計布局」及「光罩布局」等用詞還包含可轉換成幾何圖案之機器可讀碼或文字串的相關資料檔案。此外，設計布局的檔案亦可包含附加資訊(諸如自幾何圖案轉化的IC相關參數)用以改善IC設計及製程。

本文中所出現「光微影」及「微影」相關用詞指的是將光罩上與電路相關的幾何圖案轉印到基板上一層的製程。光罩上所包含的幾何圖案則可由光罩的設計布局圖案所定義。光微影或微影製程通常使用特定波長的光為光源，在經由光學系統調整並傳送後照射到光罩上，其中光罩可以是穿透式或反射式，視入射光源性質而有不同。在一些情況中，由於光源(加上所經過的光學系統)與基板(或其上的光阻)的交互反應，使得轉印到基板上的幾何圖案與光罩布局上的理想圖案出現誤差，因而減低所製造的半導體裝置的性能。因此，通常需要針對光罩布局進行微影改善工程而對光罩上的幾何圖案進行修改，以確保最終轉印到基板上的幾何圖案能與原本光罩的設計布局圖案之間的誤差值符合設計規範。

此外，針對使用極紫外光(EUV)為光源進行曝光的微影技術(EUV lithography, EUVL)，其微影改善工程可能更加複雜，因為EUVL所導致的各種光學效應(諸如繞射及干涉)對微影效能的影響比其他更長波長的光源更加明顯。在考量EUVL微影技術的改良時，同時還須控制成本及時間在可接受範圍內。

本文提出一種簡化現有微影技術的改善工程。現有微影技術的改善包含光學近端校正(optical proximity correction, OPC)技術，藉由對光罩布局圖案進行反覆校正，而使得更新的光罩布局圖案所轉印在基板上的圖案能逐漸逼近原始的理想圖案。目前在進行OPC的疊代過程中，每回合所採用的光學模型及光阻模型的參數複雜度固定為最高等級，以滿足布局圖案中複雜度最高的多邊形的校正需求。本文所提出的改善方式，是將不同疊代回合的OPC針對光學模型或光阻模型採用採用不同複雜度的參數組合。例如，在初期幾回的OPC，可採用複雜度較低的光學模型或光阻模型，以達到初步的校正。而在最終幾回的OPC，則可回復到最完整的光學模型或光阻模型進行校正。上述在不同回合採用不同模型複雜度的OPC改善方式，一方面可利用在初期幾回的OPC中較簡單的模型對較簡單的布局圖案進行校正，其運算成本較低而且校正結果並未降低太多；另一方面可利用在最終幾回的OPC中以較複雜的模型對較複雜的布局圖案進行校正，最終不至於犧牲複雜圖案的校正準確度。上述的方法可以降低整體的運算成本，而布局圖案的改善結果仍然可以達到所預期的目標，因此可加速整體設計及製造的效率。

圖1係展示根據一些實施例之IC製造系統100之示意圖。IC製造系統100經組態以透過多個單位製造IC裝置160，諸如設計公司120、光罩廠130及IC製造商(晶圓廠或代工廠)150。IC製造系統100中的不同單位可藉由通信管道(例如，有線或無線管道)連接，且透過網路(例如內部網路或網際網路)彼此互動。在一實施例中，設計公司120、光罩廠130及IC製造商150可以隸屬同一個單位，或各自獨立運作。

設計公司(或設計團隊)120負責在IC設計階段中，產生設計布局122，用以製造IC裝置160。設計布局122包含各種幾何圖案，其可執行IC裝置的預定效能並且符合製造限制。設計布局122中的幾何圖案表示所製造的IC裝置160中各種IC組件之電路構件，例如金屬層、介電質層或半導體層，用以構成例如主動區、閘極電極、源極及汲極，以及層間互連件中的金屬線、通路或絕緣層。在一實施例中，設計公司120進行電路設計程序以產生設計布局122。電路設計程序可包含但不限於：邏輯設計、實體電路設計、布局前模擬、擺置繞線、時序分析、參數提取、設計規則檢查及布局後模擬。設計布局122可經由以文字表示的檔案轉換成可視化的圖形以充分顯示所欲表示的實體布局，諸如所描繪圖案之尺寸、形狀及位置。在一實施例中，設計布局122可以一GDSII、DFII或OASIS檔案格式表示。

光罩廠130自設計公司120接收設計布局122，並且根據設計布局122製造一或多個光罩。在一實施例中，光罩廠130包含光罩布局製備次系統132、光罩製作次系統144及光罩檢驗次系統146。光罩布局製備次系統132用以修改設計布局122，使得更新的設計布局134可便於光罩寫入器根據需求轉寫設計布局122。當光罩製作完成時，該光罩可用來將該光罩中的圖案重複地轉印至半導體晶圓中的不同單元中，且在每次曝光製程中，光罩將圖案化的光源投射到預定大小的曝光區域進行圖案轉印。另外，半導體晶圓的不同單元之間可以存在切割道區域，測試結構可形成於切割道區域的空間中。

光罩製作次系統144經組態以根據設計布局134對光罩基板加工來形成一光罩。在光微影製程中，微影光源投射至設計布局134之圖案後將圖案化的光線投射至光阻上，之後可進行蝕刻以在光罩基板上留下與設計布局相同之圖案。在一實施例中，光罩製作次系統144導入一檢查程序以確保布局圖案符合光罩寫入器或光罩製造商之要求，且布局圖案可用來根據需要產生光罩。製作光罩過程中的布局圖案轉印製程可使用一電子束(e-beam)設備來進行。此外，可用其他各種技術製作光罩。在一實施例中，使用二元技術製作光罩，其中二元光罩包含透明基板(例如，熔融石英)及塗佈於光罩上之不透明材料(例如，鉻)。在另一實例中，使用相位移技術(例如，相位移光罩(PSM))製作光罩。

在製作光罩之後，光罩檢驗次系統146用以檢驗所製作光罩以判定在所製作光罩中是否存在任何缺陷，諸如全高度及非全高度缺陷。若偵測到任何缺陷，則考慮放棄該光罩或修改光罩中之設計布局。

IC製造商150用於製作各種不同IC產品，並可包含多個製造設施。IC製造商150使用由光罩廠130製作之光罩來製作半導體晶圓152，其中半導體晶圓152包含多個IC裝置160。半導體晶圓152可以是矽基板或其他合適基板，在半導體晶圓152上可以有各種層用以形成各種光罩圖案。在一實施例中，IC製造商150包含IC測試次系統154，其經組態以測試晶圓152，使得IC裝置160符合實體製造規範及機械及/或電性效能規範。在一些實施例中，可利用形成於晶圓152上之測試結構來產生作為品質指標的測試資料。在晶圓152通過由晶圓測試次系統154進行的測試程序之後，晶圓152可沿著切割道區進行切割以形成單獨的IC裝置160。切割製程可藉由切割及單粒化完成，並可藉助機械鋸或雷射切削來進行。

圖2是根據一些實施例之圖1之IC製造系統100中的光罩布局製備次系統132示意圖。光罩布局製備次系統132包含規則式OPC(rule-based OPC, ROPC)模組210、邊緣分割模組(boundary dissection, BD)220、模型式OPC(model-based OPC, MOPC)模組230、及微影製程檢查(lithography process check, LPC)模組240。

ROPC模組210經組態以檢驗設計布局122，以便根據預定的光罩製造規則修改設計布局122。ROPC模組210接收由各製造商之製造規範所組成的規則表用以檢查設計布局122。若設計布局122不符合ROPC模組210的規則表，則將據此由ROPC模組210修改設計布局122直至經修改設計布局122符合規則。規則表可包含對設計布局122中的圖案的幾何型態的設計規範，例如圖案的最小長度、最小間距、最大數量等。

圖3A是根據本發明實施例之設計布局300A示意圖。參照圖2以及圖3A，設計布局300A可以是設計布局122的局部，其包含一示例性圖案302，其中圖案302可以是經過ROPC模組210檢查並修正過的圖案，因此符合ROPC模組210的規則表中的設計規範。

復參照圖2，設計布局122經由BD模組220進行邊緣分割。參照圖2以及圖3B，在圖案300B中，用於定義圖案302的邊緣302B被分割為多個邊緣片段302S，例如由標號(1)至標號(5)的邊緣片段302S。分割完成的設計布局則成為更新的設計布局202。圖案302的每一邊緣片段302S係作為微影校正步驟的最小單位，可在微影改善方法中對每個邊緣片段302S個別進行修正，以使更新後的圖案302能得到更好的微影效果。邊緣片段302S的長度可隨需求調整。邊緣片段302S的長度越小，則微影改善方法所得到的更新圖案302可以得到更精確的校正結果，然而也有可能因為導致圖案302的邊緣片段302S總數增多，而必須使用更多運算資源。

在一實施例中，BD模組220在對設計布局300A進行邊緣分割時，同時對每個邊緣片段302S進行分類。在一實施例中，邊緣片段302S的分類是依據其複雜度屬於一維或二維圖形決定。舉例而言，編號(1)、(2)的邊緣片段302S因其本身為複雜度較低的直線，也沒有接近圖案302的轉角或圖案末端，因此可被分類為一維圖形。編號(3)、(4)、(5)的邊緣片段302S因其本身接近圖案302的轉角處或圖案末端，因此複雜度較高而被分類為二維圖形。上述分類方式僅為例示，本文的BD模組220還可依據其他特徵進行邊緣片段分類。例如，分類為一維圖形中的邊緣片段302S還可以進一步視圖案302與其他鄰近圖案的距離而分類為稀疏一維圖形及稠密一維圖形。再者，分類為二維圖形中的邊緣片段302S還可以進一步視圖案302與其他鄰近圖案的距離或是圖案302在該邊緣片段302S的寬度而分類為稀疏二維圖形及稠密二維圖形。

在另一實施例中，對邊緣片段302S進行分類可依照圖案302本身或圖案302在該邊緣片段302S的關鍵尺寸(critical dimension, CD)進行分類。由於OPC的光學模型與光阻模型對於不同關鍵尺寸的圖案產生不同的校正效果，因此針對設計布局300B的邊緣片段302S所對應的關鍵尺寸進行分類將有助於簡化OPC的校正工作並提高校正效能。在一實施例中，可將邊緣片段302S分類為小尺寸、中尺寸及大尺寸等不同類別。在一實施例中，BD模組220可對邊緣片段302S進行多重分類，例如同時針對一維/二維圖形特性及關鍵尺寸進行更細緻的分類。

在進行邊緣片段分割及分類後，本文所提供的微影改善方法將設計布局300B以MOPC模組230進行模型式光學近端校正(MOPC)。在一些實施例中，MOPC模組230用以套用預定的光學模型及光阻模型，並模擬微影光源途經光學路徑及經過各種光學效應將設計布局圖案(例如圖3A的圖案302)曝光到半導體基板上的光強度分布值而得到的模擬圖案成像。在一實施例中，MOPC模組230可收集模擬的圖案成像與理想圖案之間的成像誤差，諸如由與光學有關的繞射、干涉或其他效應，或是與光阻成分有關的效應或製程效應。

在一些實施例中，OPC模組230將微影系統中的光學元件存在的缺陷所造成的之眩光效應或狹縫效應納入校正考量。在一實施例中，眩光效應通常是指由光學元件造成非理想反射或散射之雜散光入射光罩的綜合效應。在一實施例中，狹縫效應用於模擬弧形曝光狹縫的效應，其中穿過弧形曝光狹縫的入射光，其方位角從弧形曝光狹縫之中心部分到末端部分會產生不均勻分布。而方位角之變異可能會導致穿過狹縫之光的強度、相位、偏光的不均勻性，因而產生成像誤差。

在一實施例中，MOPC模組230可針對所收集到的成像誤差資料，應用微影改善技術進一步加以補償，亦即進行光學近端校正。在一實施例中，改善特徵或圖案(諸如散射條、襯線及/或鎚頭)根據所建立的光學模型或規則加入設計布局122或自設計布局122移除。例如，MOPC模組230可執行以下任一方式的校正：對原始圖案進行重新定義邊界；將一次解析度(sub-resolution)輔助特徵附接至原始圖案；或將散射條添加至原始設計布局中。

在一實施例中，上述對設計布局圖案的曝光強度分布模擬與設計布局300B的圖案302的校正過程可以是針對圖案302整體進行或是對每一個邊緣片段302S個別進行。圖3C是根據本發明實施例之設計布局300C示意圖。設計布局300C包含圖案304，其代表圖案302經過MOPC模組的校正過程後產生的更新圖案。圖案304的邊緣304B以虛線表示，其中邊緣304B一部分邊緣片段304S與原本的邊緣302S重疊，代表經過MOPC模組230的校正過程後這些邊緣片段並不需要修改位置。在另一方面，邊緣304B另一部分邊緣片段304S與原本的邊緣302S相隔一段距離，代表代表經過MOPC模組230的校正過程後這些邊緣片段需要平移以得到更好的微影效果。

在一實施例中，上述的設計布局300C的圖案304的邊緣片段304S需要經過多回合疊代得到，每回合會計算出需平移或不須平移，以及平移的距離。經過多回合校正及收斂的過程，每一個邊緣片段304S會收斂到理想的位置。

復參照圖2，LPC模組240用以模擬IC製造商150所實施的製造流程，而所模擬的範圍可覆蓋設計布局(例如布局202)的全部或一部分。在本實施例中，LPC模組240模擬設計布局202經過MOPC模組230改善後得到的設計布局300C。在一些實施例中，LPC模組240經組態以檢驗最終設計布局300C以判定是否存在任何有問題區域(亦稱「熱點」)。「熱點」一詞可用於代表IC裝置160中對效能產生負面影響的區域或特徵。熱點可能是電路設計及/或製程控制不當所引起，而熱點所表現的症狀包含特徵的擠壓/頸縮、橋接(短路)、凹陷、腐蝕、RC延遲、線厚度變動、蝕刻殘留及其他可能態樣。

當最終設計布局300C通過LPC模組的檢驗後，產生設計布局134，如前所述，可供光罩製作次系統144進行光罩的製造。

圖4是根據本發明實施例之模型式光學近端校正模組(MOPC)230示意圖。MOPC模組包含片段選擇模組410、光學模型模組420、光阻模型模組430以及片段校正模組440。在一實施例中，MOPC模組230中可進行多回合疊代以對設計布局202中的圖案進行校正，其中片段選擇模組410、光學模型模組420、光阻模型模組430以及片段校正模組440所組成的校正流程可重複進行修正以使校正結果逐漸收斂。此外，上述MOPC模組230的各組成模組可針對不同回合採用不同的運算參數，以節省運算時間並提高校正效果，其細節將於以下段落說明。

在一實施例中，片段選擇模組410接收設計布局202並進行圖案邊緣的片段類別選擇。如前所述，設計布局202中的圖案邊緣在經過BD模組220的分割成邊緣片段302S後也對其進行分類，例如分類為一維圖形及二維圖形等不同類別。在一實施例中，片段選擇模組410將根據邊緣片段302S的分類，在MOPC模組132的頭幾回合校正過程中，僅將設計布局202的圖案片段選擇一部分(例如一維圖形)進行校正，而對其他未選擇的部分(例如二維圖形)不進行任何處理。在一實施例中，片段選擇模組410在MOPC模組132的後幾回合疊代中，選擇設計布局202的圖案片段未校正的部分(例如二維圖形)進行校正。在另一實施例中，片段選擇模組410在MOPC模組132的後幾回合疊代中，把設計布局202的所有圖案片段不論其分類皆進行校正。上述疊代MOPC的疊代數目可隨需求訂定，而不一定是固定的。

在一實施例中，設計布局202經過挑選過的邊緣片段302S進入光學模型模組420。光學模型模組420提供一光學投射路徑的模型以模擬在設計布局202上每個位置受到光源照射的曝光強度分布。在一實施例中，將設計布局202設定為未經MOPC處理的初始圖案。此初始圖案以矩陣H表示，其由P行及Q列的矩陣元素組成，P及Q是正整數，其中第(p,q)個元素表示成

。接著，將設計布局202的矩陣元素

進行二元化設定。舉例而言，與被選中的邊緣片段302S相重疊的矩陣元素

設定為"1"，而其他未與被選中的邊緣片段302S重疊的矩陣元素

設定為"0"。

在一實施例中，將光學模型模組420所選擇的光學模型

對矩陣H進行交互運算而得到初始圖案所接收的光強度。在一實施例中，針對位於矩陣元素

上的某一邊緣片段，可將矩陣元素

附近的局部區域設定為運算區域，而以此運算區域為範圍對矩陣元素

與光學模型

進行旋積(convolution)以得到初始圖案接收的光強度矩陣

，如下式所表示。

其中運算元

代表旋積運算，函數

代表光學模型

的第 i個組成函數，權重值

代表組成函數

所占權重值。

在一實施例中，MOPC模組還包含光學資料庫402，其包含不同光學模型

的種類及相關參數。光學模型

可依需求從光學資料庫402選擇不同種類以求得光強度矩陣

，其中不同的光學模型

其參數的物理意義及模型複雜度都不同。例如，參照圖5A，光學模型

可以是垂直入射(normal incidence, NI)模型，其假設射入目標物502(例如光阻)的光線504皆為垂直入射至目標物502的表面。在另外的實施例中，參照圖5B，光學模型

可以是偏軸照明(off-axis illuminance, OAI)模型，其假設射入目標物502(光阻或光罩)的光線506與目標物502的表面之間可包含垂直及斜射等不同角度。一般而言，垂直入射模型的運算需求較低，可以用於圖形複雜度較低的微影改善工程；另一方面，偏軸照明模型可用以模擬較複雜(例如二維圖形)的微影改善工程，然而也必須承受較高的運算需求。

在一實施例中，光學資料庫402還包括光阻的表面地形三維分布資訊，可模擬光阻材料在接受微影製程的曝光時，因光阻表面非理想平面所造成的曝光強度變化。

在一實施例中，初始圖案在接受光學模型模組420的處理後進入光阻模型模組430，用以模擬光阻材料與光進行光化學反應、接受微影後烘烤以及顯影的過程以預測所產生的光阻圖案。在一實施例中，MOPC模組包含光阻資料庫404，其包含與光阻或其他微影製程材料的校正項目、其模型及相關參數。舉例而言，光阻資料庫404的光阻校正項目可包括光阻材料、蝕刻化學品種類、酸濃度分佈值、鹼濃度分佈值、光酸擴散、二元光罩(binary mask)相關衍生值(例如密度差異)、曲率切線向量、曲率正向向量等。

在一實施例中，將光阻模型模組430所選擇的光阻模型

對光學模型模組420的光強度矩陣

進行運算而得到光阻圖案的光強度矩陣J。在一實施例中，針對位於矩陣元素

上的邊緣片段，以上述的運算區域為範圍，可對光強度矩陣

與光阻模型

進行旋積以得到光強度矩陣

，如下式所表示。

其中

代表光阻模型

第 i個光阻校正項目的函數，權重值

代表

所占有的權重，N代表光阻模型

的組成函數總數。

在一實施例中，為了模擬顯影或蝕刻製程，對光強度矩陣

而言，若一元素光強度大於顯影門檻值T，則代表該元素所代表的位置會在顯影過程後留下圖案。反之，若一元素光強度小於顯影門檻值T，則代表該元素所代表的位置會在顯影過程後被移除。以此運算即可以得到預測的光阻圖案輪廓

，其元素數值以二元值表示，可由以下運算式得到。

在一實施例中，校正模組440比較光阻圖案輪廓K與圖1的設計布局122的圖案輪廓，而決定如何校正設計布局122或202的圖案的邊緣片段302S，因而得到圖3C的更新設計布局300C。在另一實施例中，校正模組440根據光阻圖案的光強度矩陣

與顯影門檻值T的差距，經比對圖1的設計布局122的圖案輪廓，而決定如何校正設計布局202的圖案的邊緣片段302S，因而決定如何校正設計布局202的圖案的邊緣片段302S，以得到圖3C的更新設計布局300C。

在一實施例中，校正模組440在移動設計布局300C的一個或多個邊緣片段302S之前，需先計算上回合的移動是否已移動達到最佳位置。。換句話說，片段選擇模組410、光學模型模組420、光阻模型模阻430以及校正模阻440需經多回合的疊代運算才能使最終的光阻圖案輪廓K達到收斂，亦即光阻圖案輪廓K與設計布局122的圖案輪廓誤差值低於設計規範)。而在每回合的計算過程中，校正模阻440可認為某些邊緣片段302S尚未收斂而對其進行移動，然而其他邊緣片段302S若已收斂就不再進行移動。

在一實施例中，在每一回合的計算過程中，每一個邊緣片段302S不論是否需要再移動，都仍需再經過光學模型模組420及光阻模型模組430的運算。由於光學模型模組420與光阻模型模阻430為了計算預測的光阻圖案輪廓

所佔用的運算資源佔去MOPC整體的比例相當高，因此為了改善現有技術運算量過大的缺點，可以選擇在疊代的不同回合採用不同光學模型

或光阻模型

。再者，經由適當安排不同回合中光學模型

或光阻模型

的複雜度，亦即複雜度由低至高的方向，可以具有節省運算量的優點，亦能維持光阻圖案輪廓

的校正效果於不墜。

在一實施例中，不同複雜度的光阻模型

所採用的光阻校正項目總數N並不同。值得注意的是，在光阻模型

中的每個光阻校正項目函數

所對應的權重值

，可能隨著其他光阻校正項目函數

而變動。因此當決定不同光阻校正項目組成不同複雜度的光阻模型

時，其最佳的權重值

也須重新訓練才能得到。圖6是根據一些實施例之光阻模型訓練方法之流程圖。在圖6所顯示的步驟之前、中間及之後可以提供額外步驟，並且方法600所描述之某些步驟在一些實施例中可以移除或被其他步驟替換。在一些實施例中，方法600中的步驟順序可以調換。

在步驟602時，接收光阻模型

的第一光阻校正項目函數

及對應的第一權重值

。在一實施例中，光阻模型

是未簡化的光阻模型，而第一光阻校正項目函數

的總數為A。在步驟604時，決定子集合函數數目B作為光阻模型

的第二光阻校正項目函數

總數，其中

。

在步驟606時，根據第一權重值

大小選擇B個第一光阻校正項目函數

作為光阻模型

的第二光阻校正項目函數

，其中第二光阻校正項目函數

具有相對應的第一權重值

。在一實施例中，第二光阻校正項目函數

是第一光阻校正項目函數

的子集合。在一實施例中，選擇B個最大權重值

的第一光阻校正項目函數

作為第二光阻校正項目函數

。在一實施例中，根據光罩製程特性選擇B個第一光阻校正項目函數

作為第二光阻校正項目函數

。

在步驟608時，決定是否重新訓練第二光阻校正項目函數

的第一權重值

。若經決定不用重新訓練，則方法600進行至步驟610，根據光阻模型

的第二光阻項目函數

及第一權重值

進行圖4的MOPC(例如進行光阻模型模阻430的運算)。

若經決定需重新訓練第一權重值

，則方法600進行至步驟612，利用已知光罩圖案訓練光阻模型

的第二光阻校正項目函數

而得到對應的第二權重值

，其取代原有的第一權重值

。在一實施例中，利用已知光罩圖案以迴歸方式得到第二權重值

。在一實施例中，第二權重值

與第一權重值

不相同。在一實施例中，利用已知半導體裝置的電路圖案訓練第二光阻項目函數

而得到第二權重值

。在步驟614時，根據光阻模型

的第二光阻項目函數

及第二權重值

進行圖4的MOPC(例如進行光阻模型模阻430的運算)。

上述的光阻模型

，由於函數數目A＞B，因此其套用第一光阻校正項目函數

的模型複雜度大於套用第二光阻校正項目函數

的模型複雜度，然而皆可用於本文所提供的光阻模型模組430中。在一實施例中，雖然都是使用第二光阻校正項目函數

進行光阻模型模組430的運算，因此可節省運算資源，然而若使用第二權重值

，由於其經過重新訓練的優化，因此其效能會優於使用第一權重值

的第二光阻校正項目函數

。

如前所述，本文所提出的MOPC方法以疊代方式進行漸進式的設計布局圖案校正，而疊代的每個回合可選擇不同複雜度的邊緣片段集合、光學模型

或光阻模型

。圖7是根據一些實施例之MOPC方法疊代複雜度示意圖700。在示意圖700中出現16個柱狀圖分別代表MOPC的16個疊代回合(N=16)，並在第16回合(n=16)時結束。每個柱狀圖皆由三個短柱所組成，其分別代表該疊代回合中所採用的邊緣片段集合、光學模型

及光阻模型

，不同的短柱圖樣代表不同的複雜度。在一實施例中，本文所提出的MOPC方法至少在最後一回合(n=16)採用了一次未簡化的邊緣片段集合，以及未簡化的光學模型和光阻模型。在一實施例中，片段選擇模組410、光學模型模組420及或光阻模型模組430各自所採用的集合或模型，初期回合(亦即n較小)與晚期回合(亦即n較大)相比具有相同或較低的複雜度。

舉例而言，片段選擇模組410在疊代回合n=1~5時採用第一邊緣片段集合，在疊代回合n=6~10時採用第二邊緣片段集合，在疊代回合n=11~16時採用第三邊緣片段集合，其中第一邊緣片段集合可以是小尺寸一維圖形，第二邊緣片段集合可以是所有尺寸的一維圖形，而第三邊緣片段集合可以是所有尺寸的圖形(包含一維圖形及二維圖形)。

在另一實施例中，光學模型模組420在疊代回合n=1~8時採用第一光學模型，而在疊代回合n=8~16時採用第二光學模型，其中第一光學模型可以是垂直入射模型，而第二光學模型可以是偏軸照明模型。在一實施例中，第二光學模型的複雜度大於第一光學模型的複雜度。

在更另一實施例中，光阻模型模組430在疊代回合n=1~4時採用N ₁種光阻校正項目函數，在疊代回合n=5~8時採用N ₂種光阻校正項目函數，在疊代回合n=9~12時採用N ₃種光阻校正項目函數，並在疊代回合n=13~16時採用N ₄種光阻校正項目函數，其中

。在一實施例中，N ₄代表光阻模型的所有光阻校正項目函數的總數。

圖8是根據一些實施例之光學近端校正方法800的流程圖。本文所提供的方法800，在圖8所顯示的步驟之前、中間及之後可以提供額外步驟，並且方法800所描述之某些步驟在一些實施例中可以移除或被其他步驟替換。在一些實施例中，方法800中的步驟順序可以調換。

在步驟802中，接收設計布局。在步驟804中，對該設計布局進行ROPC。在步驟806中，決定第一光學模型及光阻模型的光阻校正項目的第一子集合。在一實施例中，第一子集合為方法600中的光阻模型

的第二光阻校正項目函數

。在步驟808中，決定第一疊代數目。在步驟810中，根據該第一光學模型及光阻模型

的該第一子集合進行該第一疊代數目的MOPC，並更新該設計布局得到第一更新設計布局。

在步驟812中，決定第二光學模型及該光阻模型的該光阻校正項目的第二子集合。在一實施例中，第二子集合為方法600中的光阻模型

的第一光阻校正項目函數

。在步驟814中，決定第二疊代數目。在步驟816中，根據該第二光學模型及光阻模型

的該第二子集合進行該第二疊代數目的MOPC，並更新該第一設計布局得到第二更新設計布局。在步驟818中，根據該第二更新布局製造光罩。在步驟820中，根據該光罩製造半導體裝置。

圖9是根據一些實施例之光學近端校正方法900的流程圖。本文所提供的方法900，在圖9所顯示的步驟之前、中間及之後可以提供額外步驟，並且方法900所描述之某些步驟在一些實施例中可以移除或被其他步驟替換。在一些實施例中，方法900中的步驟順序可以調換。

在步驟902中，接收設計布局。在步驟904中，對該設計布局進行ROPC。在步驟906中，決定光阻模型的光阻校正項目的初始子集合作為新子集合。在步驟908中，根據該新子集合決定光阻模型。在一實施例中，根據該初始子集合接收或決定在該光阻模型中光阻校正項目的初始子集合相對應的權重值。

在步驟910中，決定光學模型。在步驟912中，根據該光學模型以及該光阻模型進行模型式OPC並更新該設計布局。在步驟914中，判定是否該更新設計布局符合設計規範。在一實施例中，以該更新設計布局誤差是否小於預設值判定是否該更新設計布局符合設計規範。

若是該更新設計布局經判定誤差符合設計規範，則在步驟916中根據該更新布局製造光罩。若是該更新設計布局經判定誤差並未符合設計規範，則在步驟918中，藉由維持原本光阻校正項目或納入更多光阻校正項目而形成新子集合，並且方法900回到步驟908繼續進行，直到更新的設計布局經判定其誤差已符合設計規範，或是方法900已達到預設疊代數目，方法900即停止。

圖10是根據一些實施例之實施光學近端校正方法之系統1000示意圖。系統1000包含一處理器1001、一網路介面1003、一輸出入(I/O)裝置1005、一儲存裝置1007、一記憶體1009及一匯流排1008。匯流排1008將網路介面1003、I/O裝置1005、儲存裝置1007、記憶體1009及處理器1001彼此連接。

處理器1001經組態以執行程式指令，該等程式指令包含工具指令，經組態以執行如本文圖式所描述及繪示之方法。因此，該工具經組態以執行步驟，諸如提供設計規範、產生設計布局資料、執行OPC步驟、執行LPC步驟、提取布局相依參數、執行模型訓練及對設計布局圖案進行校正。

網路介面1003經組態以存取程式指令及資料，其中該資料可透過網路(未繪示)遠端儲存並由程式指令存取。

I/O裝置1005包含經組態以使使用者能與系統1000互動之輸入裝置及輸出裝置。在一些實施例中，輸入裝置包括例如鍵盤、滑鼠及其他裝置。此外，輸出裝置包括例如顯示器、印表機及其他裝置。

儲存裝置1007經組態以儲存程式指令以及由程式指令存取之資料。在一些實施例中，儲存裝置1007包括一非暫時性電腦可讀儲存媒體，例如磁碟及光碟。

記憶體1009經組態以儲存由處理器1001執行之程式指令及由程式指令存取之資料。在一些實施例中，記憶體1009包括隨機存取記憶體(RAM)、其他揮發性儲存裝置、唯讀記憶體(ROM)及其他非揮發性儲存裝置之任何組合。

前面描述數種實施例的特徵，因此熟習該項技藝者可更理解本發明之態樣。熟習該項技藝者應明白其可以直接使用本發明作為設計或修改其他製程或結構的基礎，以實現本說明書所導入實施例的相同目的及/或實現相同優勢。熟習該項技藝者也應理解到這些等效架構並未悖離本發明的精神和範疇，且其可進行本說明書的各種變化、替換和替代例，而不悖離本發明之精神和範疇。

100:積體電路(IC)製造系統 120:設計公司 122:設計布局 130:光罩廠 132:光罩布局製備次系統 134:設計布局 144:光罩製作次系統 146:光罩檢驗次系統 150:積體電路製造商 152:半導體晶圓 154:積體電路測試次系統 160:積體電路(IC)裝置 202:設計布局 210:規則式光學近端校正模阻 220:邊緣分割模阻 230:模型式光學近端校正模阻 240:微影製程檢查模阻 402:光學資料庫 404:光阻資料庫 410:片段選擇模組 420:光學模型模組 430:光阻模型模組 440:片段校正模阻 502:目標物 504:光線 600:方法 602:步驟 604:步驟 606:步驟 608:步驟 610:步驟 612:步驟 614:步驟 700:疊代複雜度示意圖 800:方法 802:步驟 804:步驟 806:步驟 808:步驟 810:步驟 812:步驟 814:步驟 816:步驟 818:步驟 820:步驟 900:方法 902:步驟 904:步驟 906:步驟 908:步驟 910:步驟 912:步驟 914:步驟 916:步驟 918:步驟 1001:處理器 1003:網路介面 1005:輸出入 (I/O)裝置 1007:儲存裝置 1008:匯流排 1009:記憶體 n:疊代回合

從下列實施方式、連同附圖將更瞭解本發明的態樣。應注意，根據業界的標準實務，各種特徵件並未按實際比例繪製。事實上，為了清楚說明，各種特徵件的尺寸可任意放大或縮小。

圖1是根據一些實施例之積體電路(IC)製造系統之示意圖。

圖2是根據一些實施例之光罩布局製備次系統示意圖。

圖3A-3C是根據本發明實施例之設計布局示意圖。

圖4是根據本發明實施例之模型式光學近端校正模組示意圖。

圖5A及5B是根據一些實施例之光學模型示意圖。

圖6是根據一些實施例之光阻模型訓練的方法流程圖。

圖7是根據一些實施例之光學近端校正方法的疊代複雜度示意圖。

圖8是根據一些實施例之光學近端校正的方法流程圖。

圖9是根據一些實施例之光學近端校正的方法流程圖。

圖10是根據一些實施例之實施光學近端校正方法的系統示意圖。

202:設計布局

230:模型式光學近端校正模阻

240:微影製程檢查模阻

402:光學資料庫

404:光阻資料庫

410:片段選擇模組

420:光學模型模組

430:光阻模型模組

440:片段校正模阻

Claims

一種改善布局的方法，包括：接收設計布局；決定第一光學模型及光阻模型的光阻校正項目的第一子集合；根據該第一光學模型及該光阻模型的該第一子集合進行模型式光學近端校正(MOPC)並更新該設計布局得到第一更新設計布局；決定第二光學模型及該光阻模型的該光阻校正項目的第二子集合；根據該第二光學模型及該光阻模型的該第二子集合進行MOPC並更新該第一設計布局得到第二更新設計布局；及根據該第二更新布局製造光罩。
如請求項1所述的方法，還包括根據該光罩製造半導體裝置。
如請求項1所述的方法，還包括：重新訓練該光阻模型而得到該第一子集合的對應權重值，其中根據該第一光學模型及該光阻模型的該第一子集合進行MOPC包括根據該第一子集合的該對應權重值進行MOPC。
如請求項1所述的方法，其中該第二子集合包含該第一子集合。
如請求項1所述的方法，其中該第一光學模型為垂直入射模型，且該第二光學模型為偏軸照明模型。
如請求項1所述的方法，還包括將該設計布局的圖案邊緣分割成多個邊緣片段，並對該等邊緣片段至少分類成第一邊緣片段集合及第二邊緣片段集合，其中根據該第一子集合及該光學模型的該第一子集合對該設計布局進行MOPC的步驟包括僅對該第一邊緣片段集合進行MOPC，其中根據該第二光學模型及該光阻模型的該第二子集合進行MOPC包括對該第一邊緣片段集合及該第二邊緣片段集合進行MOPC。
如請求項6所述的方法，其中對該等邊緣片段至少分類成第一邊緣片段集合及第二邊緣片段集合包含將該等邊緣片段中的一維圖形及二維圖形分別分類為該第一邊緣片段集合及該第二邊緣片段集合。
一種改善布局的方法，包括：接收設計布局；決定光阻校正項目的初始子集合作為新子集合；根據該新子集合決定光阻模型；決定光學模型；根據光學模型以及該光阻模型進行模型式光學近端校正(MOPC)並更新該設計布局為第二更新布局；判斷是否該第二設計布局符合設計規範；及因應於該第二設計布局不符合設計規範，進行以下步驟：經由維持原本光阻校正項目或納入更多光阻校正項目而更新該新子集合；及根據該更新子集合對該第二設計布局進行MOPC並更新該第二設計布局得到第三設計布局。
如請求項8所述的方法，還包括將該設計布局的圖案邊緣分割成多個邊緣片段，並對該等邊緣片段根據該等圖案邊緣的關鍵尺寸至少分類成第一尺寸邊緣片段集合及第二尺寸邊緣片段集合，其中根據光學模型以及該光阻模型進行模型式光學近端校正(MOPC)的步驟包括僅對該第一尺寸邊緣片段集合進行MOPC。
一種系統，其包括一或多個處理器及存有指令之一或多個程式，該等指令在由該一或多個處理器執行時使該系統執行以下步驟：接收設計布局；決定第一光學模型及光阻模型的光阻校正項目的第一子集合；根據該第一光學模型及該光阻模型的該第一子集合進行模型式光學近端校正(MOPC)並更新該設計布局得到第一更新設計布局；決定第二光學模型及該光阻模型的該光阻校正項目的第二子集合；根據該第二光學模型及該光阻模型的該第二子集合進行MOPC並更新該第一設計布局得到第二更新設計布局；及根據該第二更新布局製造光罩。