TWI228642B

TWI228642B - Method of two dimensional feature model calibration and optimization

Info

Publication number: TWI228642B
Application number: TW091123294A
Authority: TW
Inventors: Thomas Laidig; Jang Fung Chen; Xuelong Shi; Ralph Schlief; Uwe Hollerbach
Original assignee: Asml Masktools Inc
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2005-03-01
Also published as: EP1329771A2; DE60214506T2; US20070117030A1; JP3706364B2; EP1329771B1; KR100576752B1; US7820341B2; US7175940B2; EP1329771A3; KR20030052958A; DE60214506D1; US20030082463A1; JP2003215780A

Description

(〇 1228642 衣、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡襄言霉^ f明領域本發明一般關係微影蝕刻投影，及較具體關係一種方法產生已知函數組（即校正模型）以定義一成像系統的性能’然後利用該系統以校正光鄰近效應及改善基板上印刷光罩圖案。本發明也關係在一微影蝕刻投影裝置令使用校正技術，一般包括： -一放射系統用以供應一放射投影光束； -一支撐結構用以支撐成型裝置（如光罩），成型裝置則用來根據所需圖案成型投影光束； -一基板台用以固定一基板；以及 -一投影系統用以將成型的光束投影在該基板的目標部份上。發明_背景微影蝕刻裝置可用於，例如，積體電路（IC)的製造。在此種情況中，光罩包括一相當於1C的各層的電路圖案，並可將此圖案映射於已塗佈一層對輻射敏感的材料（光阻）的一基板（矽晶圓）上面的目標部份（如包括一或多個晶模粒）。一般而言，一單晶圓可包括相鄰目標部份所構成之整個網路，並將依序由投影糸統母-人照射一部份。在一種微影蝕刻投影裝置中，每照射一目標部份須要曝光整個光罩圖案一次，此種裝置一般稱為晶圓步進機。在另_種替代裝置中，一般稱為步進掃描裝置’彳又影光束下以一指定 -6- 1228642 (2) 發說鹱續買參考方向（「掃描」方向）逐步掃描光罩圖案以照射每一目標部份’並同步於平行或反平行方向掃描基板台，因為一般此投影系統具有一放大倍率M(通常< i )，所以掃描基板台的速率V將為掃描光罩速率的Μ倍。有關上述微影蝕刻裝置的進步資訊可於，例如，US 6,046,792中見到，該文中以提及方式併入本文。在使用微影蝕刻投影裝置的製造方法中，一光罩圖案係映射在至少部份由一層對輻射敏感材料（光阻）塗佈的基板上。在此成像步驟之前，基板可經各種程序處理，例如打底、光阻塗佈及軟烘乾。曝光之後，該基板可接受其他處理，例如曝光後烘乾（ΡΕΒ)、顯影、一硬烘乾及測量/ 檢查成像的特徵。這一程序陣列係用來作為一基礎以成型一裝置（如1C)的各層。然後，此成型層可再經過各種處理，例如蝕刻、離子植入（摻雜）、金屬電鍍、氧化、化學機械拋光等，所有步驟皆為各層表面處理所需。如果需要許多層，則整個程序，或其一變化步驟必須每一新層重覆。最後，在基板（晶圓）上將呈現一裝置陣列。然後這些裝置利用一技術如分割或鋸開分成各個裝置固定在一载體上、連接至梢等等。進一步有關處理的資料可從，例如， Peter van Zant著的「MicrochiP公司：一半導體處理的實用規範」，第三版，McGraw Hill 出版公司 ’ 1997 ’ ISBN 0-07-067250-4 ，一書中獲得，並以提示方式併入本文。為簡化起見，以下稱投影系統為「透鏡」；不過，這個術語必須作廣義的解釋以包括各種投影系統’例如’包含 1228642 發_說螞續頁 (3) 折射光學、反射光學及反折射的系統。該輻射系統亦可包含根據任何設計類型操作的組件，用以定向、成型或控制的投影光束，且該組件以下也可以統稱或獨稱為「透鏡」。另外，此微影蝕刻裝置可能是一種具有兩個以上基板台 (及/或兩個以上光罩台）的形式。在此種「多平台」裝置中，可以平行使用額外台面，或在一或多個台面上進行準備步驟，而其他一或多個台面則用於曝光。雙平台微影蝕刻裝置在，例如，US 5,969,441及W0 98/40791專利中均有說明，此處以提及方式併入本文。上述微影蝕刻光罩包括相當於積合在矽晶圓上的電路組件的幾何圖案。用於產生光罩的圖案係利用CAD(電腦輔助設計）程式產生，這種方法通常稱為EDA(電子自動設計）。大部份CAD程式係根據一組預定設計規則以便產生函數化光罩。這些規則包括處理及設計限制。例如，設計規則定義電路裝置（如閘極、電容器等）之間的空間公差或連接線，以確保電路裝置或線之間不發生不良的相互作用。設計規則限制一般稱為「臨界尺寸」（C D)。一電路的臨界尺寸可定義為最小線寬或兩線之的最小間隙。如此，C D決定設計電路的總尺寸及密度。當然，積體電路製造的一個目標為可靠地在晶圓上複製 (經光罩）原來的電路設計。另外目標為儘量使用半導體晶圓不動產。因為積體電路的尺寸減少及其密度增加，不過，其相對光罩圖案的CD則接近光曝光工具的解析度極限。曝光工具的解析度的定義為曝光工具可重複曝光在晶 1228642 圓上的最小特徵。許多新穎1C電路設計的CD通常受到現有曝光設備的解析度值限制。因為電路配置的臨界尺寸變小及接近曝光工具的解析度值，光罩圖案及光阻層上顯影的真實電路之間的一致性明顯減少。光罩及真實電路圖案之間的相差量及程度係根據電路特徵之間的鄰近性而定。所以，圖案轉移問題稱為「鄰近效應」。協助克服鄰近效應問題，使用一些技術以添加次·微影蝕刻特徵至光罩圖案。次-微影蝕刻特徵具有尺寸小於曝光工具的解析度及因而不轉移至光阻層。代之，次-微影蝕刻特徵與原來光罩圖案作用及補償鄰近效應，因而改善最後轉移電路圖案。次-微影蝕刻特徵例如為散射條及反-散射條，如美國專利US 5,821，014(以提示方式併入）所揭露，添加光罩圖案以減少光罩圖案内由鄰近效應產生的差。較特別，次解析度協助特徵，或散射條己經用作校正光學鄰近效應的裝置及已經顯示用於有效增加總處理窗（即，一致印刷具有特定 CD的特徵的能力，而不論相鄰特徵是否相互隔離或密集封包）。如前述’014專利，一般而言，光學的鄰近校正的發生係由利用放置散射條靠近特徵而改善焦點深度以達到對隔離特徵較少密集。散射條功能改變有效圖案密度 (隔離或較少密集特徵）更為密集，因而抵銷隔離或較少密集特徵印刷相關的不良鄰近效應。不過，重要的是散射條不印在晶圓上。 1228642 發_隸萌續買對於中節距特徵的節距，因為沒有空間插入S B，準光學的鄰近校正方法（OPC)為調整特徵邊緣（或施壓）致使印刷特徵寬度較接近預定寬度。為了使用次度特徵及/或特徵偏移成為有效減少光鄰近效應，如獲得理想的目標，一操作者需要具有大量有關遮設計刷處理的知識及大量的經驗以修改光罩設計包括次度特徵及/或特徵邊緣調整（偏移）。確實，既使一位驗操作者執行這任務，通常需要進行一「反覆試驗」法以便適當定位次解析度特徵以獲得理想的校正。反驗驗的方法可以重複修改光罩後再重複模擬因而費時又責昂的方法。另外的校正光學的鄰近效應（ΟΡΕ)方法藉由「校正刷處理以便補償ΟΡΕ。目前己知技術包括「相關處理謂校正OPC模式的校正參數，該方法需要執行一組各特徵現場的詳細SEM CD測量。不論真實特徵形狀，使寬度測量。更多的測量資料收集，校正參數的準確準確。不過，作一可靠模型參數校正通常需要數百個同相鄰環境下的各臨界特徵現場的C D測量。這是一力密集及費時的工作。更嚴重地，由於經驗程度測：往往得依賴操作者，非常明顯對參數校正有不良影響而限制技術的總效果。所以，有需要一種產生一組參數（或校正因數）的方以定義一已知成像系統的印刷性能致使可以利用參自動校正及/或減少已知成像系統相關的光學的鄰近一標加偏解析果要及印解析有經的方覆試成為」印」所不同用ID 度愈在不項勞 t CD ，因法，數以效應 -10 - 1228642 (6) 發嚼鍊_續1 而不必讓操作者進行上述反覆試驗的光罩修改方法。另外，有必要具有一自動校正及最佳化方法以根據實際2D 晶圓圖案產生一組準確模型參數，操作者影響最小而結果一致。發明概要在致力於解決上述的需要，本發明的一目標為提供一種自動方法產生一組最佳化參數（或校正因數）使用印刷2D 晶圓圖案以定義一已知成像系統的印刷性能致使可以利用參數自動校正及/或減少已知成像系統相關的光學的鄰近效應而不必要操作者執行反覆試驗的光罩修改方法或收集大量的ID SEM CD資料，如上述該項資料收集是一項勞力密集的工作。較特別，本方明的方法關係產生一微影蝕刻光罩用於利用一成像系光統轉移一光罩内生成的圖案至一基板上。本方法包括下列步驟：（a)定義一組校正圖案，以一資料格式表示；（b)利用已知成像系統印刷校正圖案於基板上； (c) 由成像在基板上的校正圖案決定一第一組輪廓圖案； (d) 產生一假強度函數（SPIF)能較準確表示成像系統的成像性能；（e)利用系統的假強度函數決定一第二組輪廓圖案以定義如何校正圖案（設計資料）成像到基板上；（f)比較第一組輪廓圖案及第二組輪廓圖案以決定其間之差異；（g) 調整系統的假強度函數的參數或真實函數本身直到第一組輪廓圖案及第二組輪廓圖案低於一預定標準；及（h)利用調整系統假強度函數以修改光罩以便提供光學的鄰近 -11 - 1228642 ⑺ 發瞵說嗎續i: 校正。如以下詳述，本發明提供明顯勝過先前技藝的優點。例如，利用自動抽取印刷晶圓圖案的2 D輪廓用於S P IE模型校正及最佳化，以便能更確實表示該實際晶圓的特徵。另外，利用實際模造己知成像系統的成像性能，便能自動作作調整光罩設計以補償光學的鄰近效應及其他降低成像性能的因數。較重要，本發明方法避免了需要某些較熟練成像處理者進行「反覆試驗」的方法校正光學的鄰近效應或如一般由一些人進行勞力密集的ID SEM CD資料收集。如此，本發明在時間及成本方面造成種大節省以產生一耐用光罩設計。另外，利用真實2D圖案輪廓作為校正及最佳化的輸入，本發明利用許多「富裕」資料資訊以描述實際晶圓特徵，及獲得更多準確模型參數結果。熟悉本技藝者參考下列具體實施例的詳細說明將會明白本發明的額外優點。雖然本文所提供是使用本發明製造1C的特定參考例子，但必須明白本發明具有許多其他的應用。例如’利用光光罩成型校正及光阻模造，及晶圓蝕刻模造，及一般2 D 圖案校正應用如積體光系統、磁範圍記憶體的偵測圖案及標準、液晶顯示板、薄膜磁頭等。熟悉本技藝者會想到，在其他應用中，任何使用本文所述的名詞「光環」、「晶圓」或「晶粒」必須考慮以更通用的名詞「光罩」、「基板」及「目標部份」分別取代。在本文件中所使用的名詞「放射」及「光束」可用來包 1228642 (8) 發_說鹱續頁含所有型式的電磁放射，包括紫外線放射（如波長為 365、248、193、157 或 126 nm)及 EUV(遠紫外線放射，如具有一波長範圍5至20 nm)。此處所用名詞光罩應廣義解釋為可用以賦予射入之放射光束一成型之斷面的裝置，該斷面係對應基板目標部份產生的圖案；名詞「光閥」亦可用於此處。除了典型光罩 (透射或反射；二元、移相、混合等）外，尚包括其他成型

校正的例子：

• 一可程式反射鏡陣列。此種裝置的一個例子是一具有黏彈性（v i s c 〇 e 1 a s t i c)控制層及反射表面的陣列可定址表面。該種裝置的基本原理為（例如）反射表面的已定址區域反射入射光成為繞射光，而未定址區域則反射入射光成為非繞射光。利用適當濾波器可自反射光束中篩檢出該非繞射光，僅擋下繞射光，如此光束即根據陣列可定址表面的定址圖案成型。可使用適當的電子裝置，以執行所需的陣列定址。如需此種反射鏡陣列更多詳細資訊，可參考，例如，美國專利案號US 5,296,891和US 5,523,193，此處以提示方式將其併入本文。 • 一可程式LCD陣列。這種構造的一例子用於美國專利案號US 5,229,872，並以提示方式併入本文。本發明包括其他目標及優點在參考下列詳細說明及附圖後會更加明白。圖式簡單說明圖1為一流程圖顯示根據本發明的校正方法的一具體實 -13 - 1228642 (9) 發_說嗎續頁 .................····.·······........ 施例。圖2 A顯示一未受校正處理的密集特徵的例子。圖2 B顯示利用本發明方法決定的一第一組校正因數印刷圖2A的密集特徵圖案。圖2 C顯示利用本發明方法決定的一第二組校正因數印刷圖2A的密集特徵圖案。圖3 A顯示一未受校正處理的半隔離特徵圖案的例子。

圖3 B顯示利用本發明方法決定的一第一組校正因數印刷圖3 A的半隔離特徵圖案。圖3 C顯示利用本發明方法決定的一第二組校正因數印刷圖3 A的半隔離特徵圖案。圖4 A顯示一未受校正處理的隔離特徵的例子。圖4 B顯示利用本發明方法決定的一第一組校正因數印刷圖4A的隔離特徵圖案。圖4 C顯示利用本發明方法決定的一第二組校正因數印刷圖4A的隔離特徵圖案。

圖5顯示一微影蝕刻投影裝置的例子。發明詳細說明根據本發明，揭露一種方法用於校正一成像系統藉由決定一組性能參數（如校正模式）以定義已知成像系統的印刷性能。決定的性能參數用於一般光罩設計中的多種型式特徵的印刷（如密集空間特徵、半隔離特徵、隔離特徵、線端、彎頭等）。如以下詳細說明，利用性能參數以決定如何修改一光罩致使要求的特徵準確印刷在晶圓上面 -14- 1228642 (10) (如，由光罩準確地對照要求的特徵形成光阻圖案）。一旦充分數量的特徵的性能參數（或校正模型）完成決定，便利用性能參數以補償在已知光罩設計中利用的其他型式的特徵的相同條件下於光阻印刷期間（或蝕刻以後）產生的光鄰近錯誤。一種成像模型可作為系統假強度函數，或SPIF，表示如下； SPIF(x,y)=2 αι |Μ(χ,γ)*Ψι(χ,γ) |2 i=\ 其中： a i為一校正及最佳化的加權係數； M(x，y)為光罩透射函數； %(χ，Υ)為選擇基本函數組用來代表光學的成像系統，如，理論光學系統的Eigen函數； x，y為晶圓圖案的位置；及 *為迴旋運算符號。利用S PIF預測已知設計圖案如何印刷，便能修改設計以印刷出要求（「目標」）圖案。對這種型式的最佳化方法，可使用任何已建立的最佳化方法，例如，Levenberg-Marquardt 。換言之，性能參數容許預校正印刷特徵的光罩資料致使在晶圓上印刷完成的圖案較像所要求的圖案。如此，本發明的方法必須產生一校正模型（即，性能參數），以便以模型為準自動校正光罩圖案的光鄰近（OPC)效應。必須注意本發明的方法也可以應用於確認經0 p C校正的光罩的性能。 -15 - 1228642 發_説明續買 ⑼ 以下為本發明最佳化迴路的標準流程概說； 1. 「SPIF預測」方法： a. 計算連續限值 SPIF，及 b. 描繪多角形輪廓圍繞上述限值（或> 1，作為標準限值）區域。 2. 「OPC」方法： a. 執行「SPIF預測」：

b. 比較結果及要求， c. 如果合格，最佳化便告完成，及 d. 如不合格，調整錯誤的反方向的設計邊緣。圖1為一流程圖顯示根據本發明的校正方法的一具體實施例。現在說明本發明的方法的例子。本方法的第一步（步驟1)必須設計（或決定）一組圖案，稱為校正圖案，代表印刷在晶圓上的實際特徵，包括例如，但不限於，密集線/空間圖案，半隔離線/空間圖案及隔離線/空間圖案。較理想，圖案包括圓、彎頭等。另外，注意，一般來說，獲得較多校正的圖案，能較準確利用本發明方法校正印刷晶圓的Ο P E。例如，在一具體實施例中，一些線/空間圖案全部可以認為並決定為密集，包括一些半密集線/空間圖案及隔離線/空間圖案。如以下較詳細說明，收集或決定較多的校正圖案，在校正包括在光罩内的真實特徵時本方法需要在已知校正圖案之間内插便較少。換言之，獲得更多校正圖案，印刷的實際的特徵便更接近相對的預定校正圖案。必須說明在本發明的一具體實 -16 - 發殡隸嗎續買 1228642 ⑼ 施例中，校正圖案由多角形圖型表示。一多角形為一多邊2D圖型一般由一組（Χ，Υ)頂點加以描述。GDSII 5丈1^31111^為半導體工業通用的資料格式以表示1C設計資料的2D多邊形圖型。不 '過，任何其他能適合表示光罩設計的資料格式也可以利用。本方法的步驟2需要形成一光罩相對步驟1定義的校正圖案，及將光罩上形成的校正圖案印刷在晶圓上。必須說明，校正圖案必須利用完全相同的半導體裝置商業生產的方法及步驟印刷，如此才能進行校正。一旦校正圖案己經印刷在晶圓上，下一步驟（步驟3)需要成像及使用光阻成型及測量在矽晶圓上形成的校正圖案。成像可利用，例如，一 SE Μ(掃描電子顯微鏡）裝置完成。必須說明測量可以為，例如，上下S Ε Μ或一斷面C D (臨界尺寸）SEM。在目前具體實施例中，較理想利用一上下 SEM CD及一相當SEM影像用於各測量的校正圖案。進一步說明，最佳校正性能，較理想具有S Ε Μ影像並充分放大。例如，用於1 3 0 nm及低設計規則，較佳S Ε Μ影像放大為70 ΚΧ以上。在這種高放大率下，主圖案可容易地佔有整個觀看範圍及一般不具有任何額外空間用來對準光罩作為對準及比例用的S Ε Μ影像的一部份。如此，如下所述，較理想具有影像旋轉及比例包括作為這種新穎最佳化結構的一部份。圖2Α、3 Α及4 Α說明成像在晶圓上的各密集，半阻離及阻離線/空間圖案的SEM影像。必須說明完成的SEM輪廓 1228642 (13) I發隸明磺頁 1 2係重®在原來的多角形設計資料上（表示一理想的成像方法）以便谷許比較要求的圖案（由多角形資料定義）及由成像方法印刷的實際圖案（由SEM成像定義）。參考圖2A，例如，可以看見完成的圖案的SEM影像為較差，因為，例如，光學的鄰近效應。一個問題是線縮短，這由SeM影像的線端與多角形資料決定的理想線端位置之差加以說明（參考號碼14表示線縮短產生的間隙）。圖3A及4A顯示各圖案的差相似。回到圖1，在步驟4，完成SEM影像進行數位影像處理及限制抽取二維光阻輪廓。光滑的輪廓接近多邊多角形。換言之’留在晶圓上的光阻外形由系統定義成像圖案，經識別及數位處理。在下一步驟（步驟5)中，在步驟4獲得的2-D光阻輪廓轉換成（約略為）多角形或任何其他適當格式，如GDSII St re amTM。必須說明利用的資料格式必須與步驟i利用以表示校正圖案的相同。必須明白S em影像表示實際印刷在晶圓上的校正圖案的結果。如此，S EM影像及校正圖案之間的差距的表示成像系統及印刷處理中原有「誤差」。如以下所述，2-D光阻輪廓轉換成多角形資料格式容許光阻印刷（或钱刻成型以後）性能直接與代表成像糸統性能的模型函數作比較。利用步驟4中獲得實際影像調整模型函數，所以該函數準確代表成像系統的印刷性能。這樣容許利用該函數自動修改光罩設計以便補償成像系統原有多角形設計資料差。換言之’可以利用該函數提供光學 • 18 - (14) 1228642

的鄰近校正。接著抽取輪廓，S E M成像起初較粗略重疊原有光罩資料圖案。可以想到在X及Y兩方向都存有位址偏移。比較原來π计及SEM成像的預定參考點（如方形特徵的中心），便可決疋疋否印刷方法產生一位移，旋轉及/或比例印刷特徵。必須說明任何適當參考點（如，特徵中心、特徵的角落或已知邊等）可利用作為比較參考點。本發明的方法容許同步最佳化叫及位置偏移（如，移動及旋轉）。同樣，最仏化可以在最佳化迴路中調整S Ε Μ比例因數。這可以下列矩陣運算： —A B· X X· C D Λ 其中： Α為X比例因數及〇為γ比例因數； C為旋轉及D為SEM影像的偏態；及 X及Y表示原始位置及广及γ，為新位置。重要必須說明，A、Β、〇及D分別在一最佳化迴路中最佳化但為了同組的SEM影像，因而假設A、B、C及D必須保持不變。這是一種實用假設因為SEM必須保持有穩定及 S E Μ像係在一操作期中一致生產。其-人’在步驟6，一組系統假強度函數（S ΡIF )產生。S ΡIF 為預定代表成像及光阻系統的合併回應函數作為一 ^量函數致使印刷光阻輪廓的概數可在一預定限值取樣 SPIF獲得。這稱為轉換連續變化spiF達一分離函數為「 -19· 1228642 (15) 發稻說嗎磺買其中S PIF大於限值及” 0 ”除外。選擇的限值為任意數。最佳化的SPIF為最佳化的一已知限值。如此，一旦定義SPIF 用於一已知成像系統及方法，便能大概了解一已知圖案如何印刷在晶圓上。必須說明各成像系統及處理方法各有不同的S P IF。用於s PIF組的相對的加權係數（a i)需要最佳化處理。參考圖2及3用於限值SPIF圖案（已經重疊晶圓圖案輪廓）。在步驟7中，利用S P IF及在步驟6產生相對加權係數結合在步驟1獲得的多角形設計資料以產生一概略的光阻圖案輪廓藉由印刷步驟1定義的校正圖案造成。必須再說明， S P 1F表示成像系統如何作用的一概要。如此，由施加s p [ F 至步驟1的校正圖案便能獲的成像系統操作概要，及產生的光阻輪廓圖案。較理想，步驟7產生的光阻輪廓圖案的概要產生的格式與步驟1產生校正圖案及步驟5實際輪扉圖案的表示所利用資料格式相同，在本例中即為多角形柊式。（參考「SPIF預定方法」）必須說明，圖1所述本方法的步驟6及7與步驟2-5不同及可獨立執行。例如，步驟6 及7可在步驟2-5之前，或相反，在步驟2-5之後執行。一旦光阻輪廓圖案利用SPIF(步驟7)已經獲得概要，下步驟（步驟8)需要比較概要的輪廓圖案與利用已知成像乐統真實印刷校正圖案產生的輪廓圖案。更特別，預定圖案輪扉（利用SPIF產生）比較從相對SEM影像抽取的輪靡圖案。然後，SPIF組及相對加權係數產生變化直到Spip 輪廊圖案及S E Μ輪廓圖案之間獲得充分相配。例如，如以 -20- 1228642

下更詳細說明，假設考慮的特徵具有一方型，完成的SEM 輪廊圖案具有一圓形結構，調整SPIF函數的係數直到由 ’ SP IF函數產生的輪廓圖案具有一幾乎為圓的結構。，更特別，完成步驟8的比較，繼續至步驟9處理以決定是否SPIF產生的輪廓圖案已充分接近（配合）sem輪廓圖案。用於決定是否輪廓圖案充分相配的標準值包括，例如’但不限於，（1)模型（SPIF產生）及實驗輪廓（SEM)之間重疊區有差距，（2)輪廓（絕對或標示）之間的距離，在選 _ 擇點或在所有輪廓點，及（3 )兩輪廓之間距離的平方和。这些稱為成本函數的標準值在配合處理中減少。一旦選擇一標準值’便已決定相關值，然後利用該值作為步驟9的分割因數。必須說明步驟9的處理包括確認位置偏差及印刷特徵的比例低於一合格預定標準值。如果產生SPIF輪廓圖案及SEM輪廓圖案之間的差詎夂大（如，不能滿足步驟9的標準值），則進行步驟1〇處毽， /、中S P IF奋數位置偏移、比例及/或傾斜因數經過修改 φ 以使το成的SPIF輪廓圖案的形狀及位置較接近相對的 SEM輪廊圖案。（參考「〇pc方法」）。然後回到步驟7以夜根據更新的前述變數再生輪廓圖案。然後，再重複爹鳞S 及9。一如果在數次重複步驟1〇的迴路後產生SPIF輪廓圖案及SEM輪廊圖案之間的差距仍然太大，則進行步驟10A。在乂驟1〇八中進行選擇/建構一新SPIF函數及或增加剎用基本函數的數目「n」以構成SPIF函數。然後回到步賻6 * -21 - 1228642 (17) _ 發_鍊明磧買一 * ^ . 及以上述方式繼續處理’利用新/修改spiF函數。如前述，如果SPIFM權係數的調整及位置偏移不能產生差距低於預定最小i ’本方法進行到步驟1qa。必=說明決定何時進行步驟10A ’例如，可 ^ ° J以由疋義執行步驟7-10 的循環次數決定，及如果在循環次數完成前尚未獲得人格的結果，則進行步驟10A處理。或者，利用操作二二二二決定何時進行步驟10A。 ' 如果SPIF產生輪廓圖案及SEM輪廓圖案充分相似（即，滿足步驟9的標準值）’記錄SPIF及加權係數（步驟。必須說明，本SPIF及相對加權係數代表已知成像 a丨私乐統的功能資料格式的實際印刷性能。換言之，SPIF及加權係數代表一成像性能的模型。如此’可以用來預定及補償各種光鄰近效應可則降低整個印刷性能。參考步驟11，必須說明重復前面的處理直到有充分數量的SEM影像完全配合相同模式參數。這非常重要因為所有設計圖案必須通過相同Ο P C處理才能在相同曝光設定下達到一最佳CD控制。較理想’比較51>^產生輪廓sem影像數量足以隔離所有在一已知半導體晶片光罩設計可能遇到的圖案。預定相同CXi用於所有特徵節矩範圍及每個經過過佳化迴路的特徵型式，如果ai不滿意，即是模型性能具有完成的差距大於一預定公差（例如，預定CD伯差距大於4 %的目標c D，最佳化迴路必須容許增加「η」或改變ψ 的不同形式，及從步驟# 1重新開始。上述方法的說明稱為模型訓練。相同SPIF函數組及相對 -22 - 1228642 v } 發癒隸明磺買加權份數可充分配入々 ^ °各種光罩幾何形的，例如具有不同卽距、特徵型式、特柃σ 一微尺寸及方向，等。一旦預定光阻輪廓的Κ驗杈型己經完成適當訓練（步驟1 1 )，便可利用以預測相似光罩圖案（參考「〇 p C方法」）例如，可以用來計算處理光罩資料以執杆γ L仃抵型基礎光鄰近校正。例如，已知一目^形狀例如原來光罩外形，計算移動光罩資料邊緣以減少由訓練預測光阻輪廓及目標之間的差距。模型基礎 OPC變為-特別重要的方法，因為印刷特徵的尺寸約接近或小於曝光波長。这種結果的例子可利用圖2B、2C、3B、3C、4B及4(:所列的方法獲得。較特別，使用前述方法，利用一組splF 及相對加權係數以配合圖2 A、3 a及4 A所示的三種情況的 SEM影像’其中圖2 a顯示一未校正密集線：空間圖案 (如’ 1 3 0 nm線在〜1 ·· 1線：空間）；圖3 A顯示一未校正半隔離線：空間圖案（如，13〇 nm線在〜1 :3.3線：空間）；及圖4 A 顯示一未校正隔離線：空間圖案（如，13〇Ilin線在〜1:8.8線：空間）°圖從利用一第一組S ρ ϊ f及相對加權係數產生的 2B、3B及4B顯示校正圖案分別相對圖2a、3A及4A，及從利用一第二组SPIF及相對加權係數產生的2B、3B及4B顯示「校正」圖案分別相對圖2A、3A及4A。一般，利用第一組SPIF校正圖2B、3B及4B所示比利用第二組SPIF校正圖2C、3C及4C所示具有較好的校正（即接近相配）。不過，兩種校正都提供一未校正成像改善，因為所有r校正」的影像的縱跡較接近要求的圖案。必須說明，圖2 a - 2 C出現 -23 - 1228642

發嚷説确續買I (19) 的圖案影像大於圖3A-4C因為比較圖3A-4C利用的標繪範 ®具有較小的標繪範圍。如此，根據本發明，一旦決定SPIF ’代表已知成像系統的實際性能，可以利用來自動修改（即校正）光罩設計致使印刷在晶圓上面的完成影像較準確對應要求的影像。換言之’本發明的方法能利用以自動提供OPC技術於光罩設計’由根據決定的SPIF函數修改不同的圖案特徵而印刷。必須進一步說明，設定差距標準值的一例子（如，步驟 9)為實際計算SEM(亮）及預測SPIF輪廓（灰）之間的祚重疊像素。從SEM影像，可以導出各像素的實際尺寸。例如， 20 urn x2.0um面積具有480x480成像像素，各像素相當於（4.16 nm)2。同時，也要說明130 nm技術世代，需要要求的差距為一像素或更少。換言之，未重疊面積必須不大於一像素寬。用於較細規格，可能要使用一較小校正範圍具有相同成像像素數量，例如0.9 um X 0.9 um用於480 X 48〇像素。在後一情況，各像素代表（2 nm)2。必須說明本發明的方法提供勝過先前藝的重要優點。例如’利用自動抽取印刷晶圓圖案的2 D輪廓用於s PIF模型校正及最佳化’以便能更真實表現該實際晶圓的特徵。另外，利用實際模造己知成像系統的成像性能，便能自動作作調整光罩設計以補償光學的鄰近效應及其他降低成像性能的因數。較重要，本發明方法避免了需要某些較熟練影像處理技藝者以便進行「反覆試驗」的方法校正光鄰近效應或如一般由某些人進行勞力密集的ID SEM CD資料 • 24 - 1228642 (20) 收集。如此，本發明在時間及成本方面生一耐用的光罩設計。另外，利用真校正及最佳化的輸入，本發明利用許j 以描述真實晶圓特徵，及因而獲得更果。圖5顯示適合使用本發明的校正方法裝置的示意圖。該裝置包括： -一放射系統EX、IL，用以提供一特定狀況下，該放射系統也包括一輻身 -一第一物件台（光罩台）MT，具有支主光罩）的一光罩支架，並與第一定位項目PL精確定位光罩； -一第二物件台（基板台）WT，具有一塗佈了光阻的矽晶圓）的一基板支架置連接用於根據項目PL精確定位光罩； -一投影系統（「透鏡」）PL(例如一朝折射光學系統）用於將光罩MA的一受板W的目標部份C(例如包含一或更多個如此處所描述，該裝置屬一透射型：罩）之裝置。然而，一般而言，亦為一有一反射光罩）。或者，本裝置利用其替代使用光罩；例如包括一可程式反陣。輻射源LA(例如一水銀燈或一激光1 發_說觸續買造成種大節省以產實2D圖案輪廓作為 &「富裕」資料資訊多準確模型參數結的一微影蝕刻投影投影光束PB ;在此 j·源 LA ; 、撐光罩MA(例如一裝置連接用於根據支撐一基板W(例如，並與第二定位裝 * ί射、一反射，或反照射部份映射於基晶模）上。式（即具有一透射光反射型式，例如（具他種類的成型裝置射鏡陣列或LCD矩 I射）產生一輻射光 -25 - 1228642 (21) 束。本光束直接地或在穿過調節裝置，例 EX，之後，射入一照射系統（照明器）IL。調整裝置AM用以設定光束中強度分佈ί 或内徑向範圍（一般分別稱為外cr及内σ 括各種其他組件，例如一積合器IN及一情況，衝擊罩幕MA的光束PB的斷面具有及強度分佈。關於圖5應該說明的是放射源L A可位裝置的外殼中（當放射源L A是，例如，7jc 如此），但它亦可以遠離微影蝕刻投影裝射光束則被導入裝置中（例如借助反射鏡面的情況，通常源LA為一準分子雷射（如 F 2激光）。本發明包含這兩種情況。光束PB順序遮斷光罩MA，該光罩則[ 上。橫過光罩MA，光束PB經過透鏡PL以板W的目標部份C上面。借助第二定位裝裝置IF )，基板台WT可以準確移動，如在位不同目標部份C。同樣地，可用第一定 P B的路徑精確定位光罩Μ A，例如，自光出光罩MA之後，或在掃描當中。總之，組（粗定位）及一短行程模組（細定位）可完成移動，圖23並未顯示。不過，如果；^ 與步進掃描裝置相反）光罩台MT可連接或被固定。如一光束擴張器照明器IL可包含而外徑向範圍及/ )。另外，一般包凝結器C0。這種一理想的均勻度於微影蝕刻投影銀燈時，通常是置，所產生之放面適當導向）；後根據KrF、ArF或 ϋ定在光罩台MT 聚焦光束Ρ Β於基置（及干涉測量光束ΡΒ路徑上定位裝置根據光束罩庫機械性地取借助一長行程模物件台MT，WT ^晶圓步進器（如一短行程起動器 -26- 1228642 (22)

上述工具可用於兩種不同模式中： -在步進模式中，光罩台MT基本上保持固定，及整個光罩影像一次（即，一單「閃光」）投射在目標部份C上面。然後在X及/或y方向移動基板台WT致使光束PB可以照射不同的目標部份C ; -在掃描模式中，基本上適用相同的狀況，但已知目標部份C並非於單一「閃光」中曝光。代之，光罩台MT卻可在一已知方向（所謂的「掃描方向」，例如y方向）以一速度 v移動，致使投影光束 PB 掃描通過一光罩影像，同時基板台WT則與之同向或反向以速度V = Mv移動，其中Μ 為透鏡PL的放大倍率（典型地，Μ = 1/4或1/5)。如此，可曝光一相當大區域的目標部份C而不需犧牲解析度。本最佳化的另一變化為可用於校正2 D光阻模擬預測及 2D蝕刻圖案預測。雖然本發明的一些特別具體實施例已經說明，但必須說明本發明可用其他型式實施而不背離其精神及基本特徵。因此，該等具體實施例可以視為示範而非限制本發明，而本發明之範圍乃由所附之申請專利申請來界定，因此，所有在相當於申請專利範圍及其意義内的改變也涵蓋在内。圖式代表符號說明 12 掃描電子顯微鏡輪廓 14 間隙 AM 調整裝置 -27- 1228642 (23) C 目標部份 CO 凝結器 EX 放射系統 IF 干擾測量裝置 IN 積合器 IL 照明器 LA 放射源 MA 光罩 MT 光罩台 PB 投影光束 PL 透鏡 W 基板 WT 基板台發嚷説磷續i

-28 -

Claims

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|294號申請案專利範圍替換本(939m^ 拾、申請專利範圍 1 . 一種產生用於一成像系統的一校正模型的方法，該方法包括下列步驟：定義一組校正圖案，該等校正圖案以一資料格式表利用該成像系統將該校正圖案印製於一基板上；決定一第一組對應於成像在該基板上的該等校正圖案的輪廓圖案；產生一系統假強度函數，該系統假強度函數約為該成像系統的成像性能；利用該系統假強度函數決定一第二組輪廓圖案，以定義如何將該校正圖案成像至該基板；比較該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案，以決定該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距；及調整該系統假強度函數，直到該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距低於一預定標準。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中用來表示該校正圖案的資料格式為一多角形資料格式。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該決定一第一組輪廓圖案相對該校正圖案步驟包括下列步驟：利用一掃描電子顯微鏡記錄在該基板上形成的該等校正圖案，及測量該校正圖案以便決定該等校正圖案的一二維輪 1228642

廓，該等校正圖案的二維輪廓對應於該第一組輪廓圖案。 4.如申請專利範圍第1項之方法，其中該決定一第一組輪廓圖案之步驟包括利用至少一多角形來趨近該第一組輪廓圖案之每一輪廓圖案。 5 .如申請專利範圍第3項之方法，其中該等校正圖案的記錄包括成像對應於該等校正圖案的光阻圖案。 6 .如申請專利範圍第3項之方法，進一步包括轉換該第一組輪廓圖案成為一多角形資料格式之步驟。 7 .如申請專利範圍第3項之方法，其中測量該等校正圖案之步驟包括臨限藉由該掃描電子顯微鏡所產生之成像，以產生該等校正圖案之二維輪廓。 8 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該等校正圖案代表要被用在一半導體裝置的特徵。 9 .如申請專利範圍第6項之方法，其中該第二組輪廓圖案為該多角形資料格式。 10.—種產生一微影蝕刻光罩用的方法，用於利用一成像系統將該光罩内形成的一圖案光學地轉移至一基板上，該方法包括下列步驟：定義一組校正圖案，該等校正圖案以一資料格式表示；利用該成像系統將該校正圖案印製於一基板上；決定一第一組對應於成像在該等基板上的該等校正圖案的輪廓圖案； 1228642

產生一系統假強度函數，該系統假強度函數約為該成像系統的成像性能；利用該糸統假強度函數決定一第二組輪庸圖案’以定義如何將該校正圖案成像至該基板；

比較該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案，以決定該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距；調整該系統假強度函數，直到該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距低於一預定標準；及利用該調整的系統假強度函數修改該光罩以便提供光學的鄰近校正。 11. 如申請專利範圍第1 〇項之方法，其中用來表示該校正圖案的資料格式為一多角形資料格式。 12. 如申請專利範圍第1 0項之方法，其中該決定一第一組對應於該校正圖案的輪廓圖案的步驟包括下列步驟：

利用一掃描電子顯微鏡記錄在該基板上形成的該等校正圖案，及測量該校正圖案以便決定該等校正圖案的一二維輪廓，該等校正圖案的二維輪廓對應於該第一組輪廓圖案。 13. 如申請專利範圍第1 0項之方法，其中該決定一第一組輪廓圖案之步驟包括利用至少一多角形來趨近該第一組輪廓圖案之每一輪廓圖案。 14. 如申請專利範圍第1 2項之方法，其中該等校正圖案的記錄包括成像對應於該校正圖案的光阻圖案。 1228642

15. 如申請專利範圍第1 2項之方法，進一步包括轉換該第一組輪廓圖案成為一多角形資料格式之步驟。 16. 如申請專利範圍第1 2項之方法，其中測量該等校正圖案之步驟包括臨限藉由該掃描電子顯微鏡所產生之成像，以產生該等校正圖案之二維輪廓。 17. 如申請專利範圍第1 0項之方法，其中該等校正圖案代表要用於一半導體裝置的特徵。

18. 如申請專利範圍第1 5項之方法，其中該第二組輪廓圖案為該多角形資料格式。 19. 一種包含一電腦程式之電腦可讀取記錄媒體，用於控制一電腦，該電腦包括記錄在該電腦可讀取記錄媒體上的裝置，用於引導該電腦產生一用於產生一光罩的校正模型，用於將該光罩上形成的一圖案光學地轉移至一基板上，該產生校正模型包括下列步驟：定義一組校正圖案，該等校正圖案以一資料格式表

示；決定一第一組對應於成像在該基板上的該等校正圖案的輪廓圖案；產生一系統假強度函數’該假強度函數約為該成像系統的成像性能；利用該系統假強度函數決定一第二組輪廓圖案，以定義如何將該等校正圖案成像至該基板；比較該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案，以決定該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距；及 -4- 1228642

調整該系統假強度函數，直到該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距低於一預定標準。 20. 如申請專利範圍第1 9項之方法，其中決定一第一組輪廓圖案包括利用至少一多角形來趨近該第一組輪廓圖案之每一輪廓圖案。 21. —種用於控制一電腦且包含一電腦程式之電腦可讀取記錄媒體，該電腦包括記錄在該電腦可讀取記錄媒體上用於引導電腦產生一光罩的裝置，用於將該光罩上形成的一圖案光學地轉移至一基板上，該產生光罩包括下列步驟：定義一組校正圖案，該等校正圖案以一資料格式表示；決定一第一組對應於成像在該基板上的該等校正圖案的輪廓圖案；產生一系統假強度函數’該糸統假強度函數約為該成像系統的成像性能；利用該系統假強度函數決定一第二組輪廓圖案，以定義如何將該校正圖案成像至該基板；比較該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案，以決定該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距；調整該系統假強度函數，直到該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距低於一預定標準；及利用該調整的系統假強度函數修改該光罩以便提供光學的鄰近校正。 1228642

22. 如申請專利範圍第2 0項之電腦可讀取記錄媒體，其中決定一第一組輪廓圖案包括利用至少一多角形來趨近該第一組輪廓圖案之每一輪廓圖案。 23. —種裝置之製造方法，包括下列步驟： (a)提供至少部份由一層對輻射敏感的材料所覆蓋之一基板； ⑼使用一成像系統提供一放射投影光束； (c) 使用一光罩上的一圖案以賦予投影光束的斷面具有一圖案； (d) 將成型之輻射光束投影至輻射敏感材料層之一目標部份，其中，在步驟（c)，該光罩係由一種方法形成，包括下列步驟：定義一組校正圖案，該等校正圖案以一資料格式表不，利用該成像系統將該校正圖案印製於一試驗基板上；決定一第一組對應於在該試驗基板上的該等校正圖案的輪廓圖案；產生一系統假強度函數，該系統假強度函數約為該成像系統的成像性能；利用該糸統假強度函數決定一第二組輪靡圖案，以定義如何將該校正圖案成像至該試驗基板；比較該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案，以決定該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距；

1228642 調整該系統假強度函數，直到該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距低於一預定標準；及利用該調整的系統假強度函數修改該光罩以便提供光學的鄰近校正。 24. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該調整該系統假強度函數的步驟包括調整一與該系統假強度函數有關的加權係數。 25. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該調整該系統假強度函數的步驟包括調整產生一新系統假強度函數。 26. 如申請專利範圍第1 0項之方法，其中該調整該系統假強度函數的步驟包括調整一與該系統假強度函數有關的加權係數。 27. 如申請專利範圍第1 0項之方法，其中該調整該系統假強度函數的步驟包括調整產生一新系統假強度函數。 28. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包括下列步驟：藉由比較該第一組輪廓圖案中所含特徵與該等校正圖案中所含對應特徵而決定任何的位置偏移及比例因數，及補償該等任何位置偏移及比例因數。 29. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包括下列步驟：藉由比較該第一組輪廓圖案中所含特徵與該等校正圖案中所含對應特徵決定任何的位置偏移及比例因數，及補償該等任何位置偏移及比例因數。 1228642

30. 如申請專利範圍第1 0項之方法，進一步包括下列步驟：藉由比較該第一組輪廓圖案中所含特徵與該等校正圖案中所含對應特徵決定任何的位置偏移及比例因數，及補償該等任何位置偏移及比例因數。 31. 如申請專利範圍第1 〇項之方法，進一步包括下列步驟：藉由比較該第一組輪廓圖案中所含特徵與該等校正圖案中所含對應特徵決定任何的位置偏移及比例因數，及補償該等任何位置偏移及比例因數。 32. —種執行基於模型之光學鄰近校正之方法，該方法包括下列步驟：定義一組校正圖案，該等校正圖案係以一資料格式表示；利用該成像系統將該等校正圖案印製於一基板上；決定一第一組對應於在該基板上的該等校正圖案的輪廓圖案；產生一系統假強度函數，該系統假強度函數趨近該成像糸統的成像性能，利用該糸統假強度函數決定一弟二組輪廊圖案’以定義如何將該校正圖案成像至該基板；比較該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案，以決定該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距；調整該系統假強度函數，直到該第一組輪廓圖案及該第 1228642

二組輪廓圖案之間的差距低於一預定標準；及利用該調整的系統假強度函數模擬一目標光罩之成像結果並修改該目標光罩設計，以便使利用該調整的系統假強度函數之模擬所得到的成像結果對應至一定義的容限内之目標光罩設計，該修改的目標光罩設計代表用於製造該所需圖案之光罩設計。 33。一種包含一電腦程式之電腦可讀取記錄媒體，用於控制一電腦以產生一光罩，用於將該光罩上形成的一圖案光學地轉移至一基板上，以及用於將光學鄰近校正技術應用至該光罩圖案，該光罩之產生包括下列步驟：定義一組校正圖案，該等校正圖案以一資料格式表示；利用該成像系統將該校正圖案印製於一基板上；決定一第一組對應於在該基板上的該等校正圖案的輪廓圖案；產生一系統假強度函數，該系統假強度函數約為該成像系統的成像性能；利用該糸統假強度函數決定一第·一組輪廊圖案，以定義如何將該校正圖案成像至該基板；比較該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案，以決定該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距；調整該系統假強度函數，直到該第一組輪廓圖案及該第二組輪廓圖案之間的差距低於一預定標準；及利用該調整的系統假強度函數模擬一目標光罩之成像結果並修改該目標光罩設計，以便使利用該調整的系統 1228642 假強度函數之模擬所得到的成像結果對應至一定義的容限内之目標光罩設計，該修改的目標光罩設計代表用於製造該所需圖案之光罩設計。

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