TWI236698B - Pattern size correction apparatus and pattern size correction method - Google Patents

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玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明係關於-種在半導體裝置製造步驟之一的微影 步驟中，對所形成之元件κ㈣尺寸進行修正之圖案面= 才又正裝置及;k正方法，其適合於應用在例如IC，LSI等之半 V體曰曰片’液晶面板等之顯示元件，磁頭等之檢驗元件， CCD等之攝影元件等各種元件的製造上。 發明背景 在圖案形成技術中係實施採用光微影的半導體元件製 造。光微影乃製作在光罩，即微影光罩(reticle)中所需要的 圖案，再透過縮小光學系統將圖案轉寫到試料基板上的技 術。試料基板上形成有被稱做光阻劑的感光性樹脂，將轉 寫上去的圖案之潛像，利用顯像液所造成之曝光部與未曝 光σ卩的溶解速度差，形成圖案並藉餘刻方式，即可以實施 所需的材料加工。 曝光技術中’為了將微細的圖案以良好的精密度進行 轉寫，除了將曝光光的波長、微影光罩構造予以最適化， 要5十异·异出鄰近的圖案之影響並實施校正。此校正稱為 〇PC(Optical Proximity Correction) ’ 配合圖案之轉寫像曝光 裝置的照明條件(NA，Sigma)和曝光條件（光阻劑材料、曝光 波長等），計算光近接效應的影響或藉實驗算出校正量，以 校正微影光罩尺寸。 然而，在OPC中有無法校正的成分，例如存在著因曝 光袭置的光斑(flare)和蝕刻時造成的疏密圖案之尺寸差，故 形成的圖案之尺寸會變動。曝光裝置之光斑係因透鏡的微 細凹凸和屈折率之變動，在晶圓表面反射散射光而發生 者。在更接近的時候，視各圖案周邊的狀況而定之局部光 斑會一再成為問題。此現象被稱為所謂的局部光斑，係因 依存於所使用的曝光光之波長（以193 11111為代表之短波長) 等的光阻劑村料之特殊性而發生的現象，成為在轉寫的圖 案之形狀和線寬上產生不可預測的變化之主要原因。另， 蝕刻中，在被蝕刻的面積多的區域，會引發反應氣體缺乏 或反應生成物增加的情形，導致在任意的區域，因面積依 存、尺寸依存而造成圖案之形成精密度劣化。 但疋，像這樣的曝光裝置，要以良好的精密度校正因 其局部光斑和蝕刻中之負載效應(L〇ading Effect)所造成的 尺寸變動有其困難。 上述之局部光斑，雖是為良好地形成半導體裝置中所 需之各種圖案，而必須將其定量化並除去的現象，但是如 上所述，因為最近正成為被密切觀察的問題，而目前，尤 其疋特定在此局部光斑上，有那些用以刻意解決此問題之 合適的方法，仍然處在沒有解決之道的狀況中。 另，校正光近接效應時雖是從數|11111的區域中之圖案來 汁算光近接效應，但是如同光斑的影響般，要計算到數十 μηι的犯圍’因為時間上的關是有困難的，而且要以光強 度的近接效應做說暇困難的。❿，關中之負載效應的 1236698 影響當然也無法用光強度計算說明。 本發明即是為解決前述問題而完成者，目的在於提供 一種圖案尺寸校正裝置及校正方法，以在微影技術令定量 地估計發生在被曝光的圖案中之尺寸變動，並以之為基礎 而容易且正確地進行校正，從而可以製造極高信賴性之元 件。 C發明内容3 發明概要 本發明之圖案尺寸校正裝置及校正方法的對象係，在 10光微影技術中對所形成的實際元件圖案，校正其因依存於 存在其周邊的光穿透區域之開口率而發生的尺寸變動。 本發明之圖案尺寸校正裝置包含具有測試圖案之試驗 用光罩，和，使用該試驗用光罩，並將前述測試圖案中之 前述尺寸變動當做距離函數而以和前述開口率之關係進行 15定量化之定量化裝置，和，將具有複數個前述實際元件圖 案之曝光區域分割成複數個校正區域，再針對每個前述校 正區域算出前述開口率之開口率算出裝置，和，將前述開 口率真出裝置所真出之月i述開口率輸入前述定量化的結 果，並在每個前述校正區域算出前述實際元件圖案之前述 20尺寸變動，再以之為基礎來校正前述實際元件圖案的設計 資料之資料校正裝置。 本發明之圖案尺寸校正裝置的其他態樣係包含將具有 複數個實際元件圖案之曝光區域分割成複數個校正區域， 再針對每個前述校正區域算出其光穿透區域之開口率的開 7 1236698 口率算出裝置，和，應用所算出之前述開口率，對每個前 述校正區域算出發生在前述實際元件圖案中的尺寸變動， 再以之為基礎來校正前述實際元件圖案的設計資料之資料 校正裝置。 5 本發明之圖案尺寸校正方法包含，使用具有測試圖案 之試驗用光罩，並將前述測試圖案中之前述尺寸變動當做 距離的函數，以和前述開口率的關係進行定量化之第1步 驟；和，將具有複數個前述實際元件圖案之曝光區域分割 成複數個校正區域，再對每個前述校正區域算出前述開口 10 率之第2步驟；和，將所算出之前述開口率輸入前述定量化 的結果中，對每個前述校正區域算出前述實際元件圖案之 前述尺寸變動，再以其為基礎校正前述實際元件圖案的設 計資料之第3步驟。 本發明之圖案尺寸校正方法的其他態樣包含，將具有 15 複數個實際元件圖案的曝光區域分割成複數個校正區域， 對每個前述校正區域算出其光穿透區域的開口率之第1步 驟；和，應用所算出之前述開口率對每個前述校正區域算 出發生在前述實際元件圖案中之尺寸變動，再以其為基礎 以校正前述實際元件圖案的設計資料之第2步驟。 20 圖式簡單說明 第1圖所示係以ArF曝光裝置將仿型孔(hole pattern)予 以曝光顯像時的樣子之概略平面圖。 第2圖所示為本實施態樣之圖案尺寸校正裝置的概略 構造方塊圖。 8 1236698 第3A圖〜第3C圖所示為本實施態樣之圖案尺寸校正 的各步驟之流程圖。 第4A圖、第4B圖所示為試驗用光罩的概略構造，及輪 帶圖案之曝光半徑與發生在試驗圖案中之圖案尺寸變動的 5 關係模式圖。 第5圖為示意依據第4A圖、第4B圖所示之測試圖案， 以高斯函數計算局部光斑的影響之結果的特性圖。 第6A圖〜第6D圖為發生局部光斑的測試圖案之其他 例的示意模式圖。 10 第7A圖〜第7D圖為顯示以單高斯（single Gaussian)函 數來對照（fitting)開口率之影響的結果之特性圖。 第8A圖〜第8D圖為顯示以雙高斯（double Gaussian)函 數來對照開口率之影響的結果之特性圖。 第9圖係根據面積密度法，將基於局部光斑的影響之實 15 效的面積密度，用高斯逼近的計算方法做說明之模式圖。 第10圖為，顯示使α、β、γ參數近似於開口率與圖案尺 寸的關係時，刻意地使α值變化再擬合(fitting)，就圖案尺 寸為140 nm之圖案進行模擬的結果之特性圖。 第11圖為採用梯形波做為近似的函數時之示意特性 20 圖。 第12圖係依據面積密度法，以高斯函數逼近開口率的 影響，以高斯逼近尺寸變化量時，對任意的圖案尺寸之評 價結果的示意特性圖。 第13圖係根據面積密度法以雙高斯函數逼近開口率的 9 1236698 影響，以高斯逼近尺寸變化量時，對任意的圖案尺寸之評 價結果，附加到第12圖的示意特性圖。 第14圖為一般的個人使用者端末裝置之内部構造的示 意模式圖。 5 【實施方式】 實施發明之最佳態樣 一本發明之基本要點一 一開始先就本發明之基本要點做說明。 本發明人等發現對圖案造成尺寸變動之局部光斑和蝕 10 刻中之負載效應的影響，因涉及鄰近所著眼的圖案之圖案 開口率和圖案間的距離而產生。 例如，以ArF曝光裝置將如第1圖所示之仿型孔（hole pattern)予以曝光顯像時，如果從周邊開始朝中心方向做計 測，則從周邊到數十μπι，孔尺寸從10 nm以上慢慢地變大。 15 另一方面，如果對前述仿型孔實施光近接效應模擬，則僅 有最外周的圖案，其尺寸只會小到2 nm左右。亦即，實驗 所造成的結果與光近接效應模擬的乖離會發生，判斷因距 離和開口率，造成圖案尺寸變動，產生局部光斑所造成的 影響。 20 亦即，在所著眼之任意的實際元件圖案（在光微影步驟 中實際製成的元件圖案）中，找出該實際元件圖案的周邊圖 案，以距離的函數算出實際元件圖案之開口率。前述函數 必需是可以強烈表現更接近的位置之影響的函數。高斯函 數和雙高斯函數、三角波的函數等都是合適的。此時，在 10 1236698 =明中，考慮到處理速度的提高，而將具有各實際元件 圖=之曝光區域分割成複數個校正區域，再對每個校正區 域1開口率。具體而言，將曝光區域以—邊數叫左右的 、-及距如成網眼狀的校正區域，將在其網眼内的開口率當 Γ::ί計算。此種方式稱為面積密度法，可以大幅提昇 處理速度。 10 15 近==際元件圖案的尺寸時，以高斯或梯形函數逼 2強度Μ，求得從圖案資料算出的開口率和形成在試 ㈣板上之圖案的利用SEM等之實測尺寸的相關性。藉 4 ，可以用函數逼近任意圖案周邊之開口率，預測尺寸變 動。藉校正實際元件圖案之設計資料的方式可以製作且 備圖案係業經校正過光微影中之局部光斑的影響之光罩 (微影光罩）。再者，校正微影光罩尺寸時，因為有光近接效 應，故將前述尺寸變動換算成微影光罩尺寸變化量或實施 2近接效應校正處理’作成所需要的微影光罩上之尺寸資 一具體的實施態樣一 以下糾上狀本發日㈣基本要 貫施態樣做說明。 的 :施‘=揭露微影步驟中對所形 尺寸做修正之圖案尺寸校正裝置 _茶的 實施態樣中雖記述圖案尺寸的變動者’在本 斑所導致的影響的情形，但是，，步部* 成的影響也同樣可以從與周邊圖衆〜 、所造 哎闺莱之開口率的關係導出。 20 1236698 «案校正裝置係如第2圖所示，包含具有測試圖案之試驗 用光罩1，和，使用該試驗用光罩1，並將測試圖案中之尺 寸變動當做距離的函數，以和開口率之關係進行定量化之 疋篁化裝置2,和，將具有複數個實際元件圖案之曝光區域 5分割成複數個校正區域，再對每個校正區域算出開口率之 開口率算出裝置3，和將以開口率算出裳置3所算出之開口 率輸入使用試驗用光罩1之定量化的結果，再以之為基礎來 校正實際元件圖案的設計資料之資料校正裝置4，和，校正 近接效應之近接效應校正裝置5而構成。 1〇 町將就使用上述構造之圖案尺寸校正裝置的校正方 法，和上述各裝置之功能一起做說明。 第3A圖、第3B圖、第3(2圖為圖案尺寸校正的各個程序 之示意流程圖。 在第3A圖之程序丨中，以開口率和圖案尺寸變動的關係 為基礎，經由後述之步驟S2〜S5，藉以依據各校正區域的 開口率對實際元件圖案的尺寸實施校正，其後，實施依據 使用近接效應校正裝置5的步驟S6之光近接效應校正，作成 所製作之微影光罩用的設計資料。 另’在第3B圖之程序2中，於實施依據步驟S12的光近 2〇接效應校正後，經由後述之步驟S13〜16，藉以依據各校正 區域之開口率對實際元件圖案的尺寸實施校正，作成所製 作之微影光軍用的設計資料。再者，因為前述校正值為晶 圓上的數值，當做為微影光罩上的尺寸校正值時，就要取 對應曝光條件和圖案種類的數值。如程序1、2，附隨地實 12 1236698 施光近接效應校正的情形係因，光近接效應校正與伴隨開 口率變化的尺寸變動獨立地發生，故有必要獨立地執行各 個校正。 此外，在第3C圖的程序3中，於實施依據步驟S22的光 5近接效應校正後，、經由後述之步驟S23〜16，再度實施依據 步驟S27之光近接效應校正，以作成所製作之微影光罩用之 設計資料。此係因，例如，若於光近接效應校正後實施依 據圖案開口率的校正，則為了依經過校正之設計資料，在 试料基板上的光阻劑實施圖案形成，就會有需要再度做光 10 近接效應校正的情形。 以下將採第3A圖為例說明步驟S1〜6。 一開始，先將設計資料輸入圖案尺寸校正裝置(步驟S1)。 接著，藉定量化裝置2，使用試驗用光罩丨，將測試圖 案中之尺寸變動當做距離函數並以和開口率之關係進行定 15 量化（步驟S2)。 此處，试驗用光罩1係如第4A圖所示，具有測試圖案 21 ,各測试圖案係由具有例如圖案尺寸（此處為線寬）為 120μηι的試驗圖案11，和形成環繞著該試驗圖案11之輪帶形 μηι狀的光穿透區域之例如2·76μιη寬的光斑發生圖案12組 20合成之基本構造所構成。在此，藉改變光斑發生圖案12的 半徑而實施曝光之方式，求得計測中心的試驗圖案11之開 口率與距離的關係。曝光係在ArF曝光裝置中使用正型光 罩’僅以未實行光斑發生圖案12之曝光的試驗丨丨之曝光做 基準。 13 1236698 刀割成複數個校正區域，係以任意的柵(grid)做網眼狀分 割，再以校正區域單位求得開口率。像這樣分割成校正區 域，使之接近圖案密度的方法，在電子束曝光技術中，於 汁算後方散射電子的影響時，稱為面積密度法（特開 5 2〇〇1_52999號在所分割的校正區域表現圖案開口率時， 勿割的柵之大小以設在局部光斑等之影響所波 及的範圍之1/10左右以下為宜。 例如，以示於第4A圖之測試圖案為基礎，以式（1)所示 之咼斯函數計算局部光斑的影響(γ)，結果示於第5圖。 1〇 將第4Β圖之實驗結果與第5圖之計算結果做一比較 時可知丫值為5μηι左右，且分布傾向一致。亦即，開口率 的衫響假设為5μπι左右，則以〇·5μπι左右的柵做分割而形成 校正區域時可以認為是妥當的。 此處，將開口率當做近似函數時，也可以考慮用2個高 15斯函數（雙高斯函數）或3個以上的高斯函數來取代以式（1) 表不之高斯函數(單高斯函數）。 不僅第4Α圖之例，也可以考慮用例如像第6Α圖〜第6β 圖的4種圖案做為局部光斑發生的測試圖案。第6八圖例示僅 具有形成輪帶形狀的光穿透區域之，例如2.7μιη寬的光斑發 2〇生圖案31之測試圖案22;第6Β圖例示具有帶狀的光斑發生 圖案33以及依序和該光斑發生圖案33互相離間之複數個線 狀的試驗用圖案32之測試圖案23 ;第6C圖例示具有貫穿成 圓盤狀之光斑發生圖案35以及配置在該光斑發生圖案35内 之線狀遮光圖案34的測試圖案24 ;第6D圖例示具有帶狀的 15 1236698 試驗用圖案36以及與其平行地形成之帶狀（寬Ιμπι)光斑發 生圖案37的測試圖案25。 將對任意的圖案造成影響之開口率當做距離任意的圖 案之距離函數時，也可以用第6Α圖〜第6D圖所示的4種圖 5 案來做推測，而應該可以導出相同的解。 將開口率的影響對照（fitting)單高斯函數的結果示於 第7A圖〜第7D圖。在此，對應狀態分別為，第6A圖的測試 圖案之情形對應第7A圖，第6B圖對應第7B圖，第6C圖對應 第7C圖，第6D圖對應第7D圖。判斷得知依測試圖案，對照 10 的方法會有不同。就傾向而言，受到較遠處的影響的一方， 可知尺寸在任意圖案近傍發生變化。也就是說，如果要更 忠實地表現實驗結果，則可以用複數個高斯函數而以更優 良的精密度組合。 而，將開口率的影響對照2個高斯函數，亦即，以下的 15 雙高斯函數式（1’）的結果示於第8A圖〜第8D圖。再者，β係 將開口率的影響納入尺寸變動時之係數。第8Α圖〜第8D圖 也和第7Α圖〜第7D圖同樣地，分別為第6Α圖之測試圖案的 情況對應第8Α圖，第6Β圖對應第8Β圖，第6C圖對應第8C 圖，第6D圖對應第8D圖。 20 【數2】 J>lA+A/2 la-A! 2 r χη rtnA+A/2 exp 一v ‘ dx exp JmA-A/2 V Ϊ J V erf

φ (3) al，m = πγ2

(/ + ο·5μ、r )

(l-0.5)A

(m + 0.5)? r , f - erf v 16 1236698 像這樣，可判知使用雙高斯函數比起單高斯函數，更 能將4個測試圖案全部在良好的精密度下組合。 參見第9圖’說明利用面積密度法，以高斯近似計算基 於局部光斑的影響之實效面積密度的方法。第9圖係將曝光 5資料分割成尺寸為AxA之矩形形狀校正區域的狀態示意 圖。此處，因為僅分離之第㈣⑽)個校正區域的 尺寸變動量有起因於曝光裝置所導致之局部光斑等的擴 大，所以對第（/，力個校正區域的尺寸變動造成影響。因該 僅（Μ，md)分離之第（/+/，尸所)個校正區域的局部光斑所造 1〇成之七❿在將來自區域的影響加以積分的形式下可以用 以下的式（3)表示。以三角波逼近時，也可以將式（3)之找？ 部分置換到式(2)中。 【數3】 f(x，y):=^W{f^p (-守)+χ〜守)} (1，) 15 在此’如果把僅⑹，分離之第（z.+/，y+m)個校正區域 中之圖案的面積密度當做ai+ij+m，則來自第（/+/，y.+m)個校 正區域之局部光斑的寄與分會變成ai，mxai+1，j+m。因此，將來 自位在以平滑化處理後之第G ·/)個校正區域的實效面積密 度a’W為中心之半徑2γ左右的區域内之各校正區域中的寄 20與當做總合而取入為宜，可以用式(4)表示。 【數4】 αΜ?=ΣΣα^α^>- (4) / m 17 1236698 寸變料校正裝置4,將所算出之開d率與圖案尺 動的關係以函數表示(步驟S4)。 k近的方法可以利用高斯函數或梯形波形。例如，以 失數2 尺寸㈣值的情形，如果關係到尺寸變動的 多數為α，則可以用式（5)表示。 【數5】

Ax.y) -exp x2 +y2 (5) 亦即，任意的圖案中之尺寸會成為，取入開口率之式 (4)以及說明尺寸變動之式⑺面積分之值的和的關係。校^ !〇後之Μ尺寸如果是w，則如式⑹所示，上關口率分與 尺寸變動分之和，可以從某個變成間值的數值算出來。再 者’ P為將開°率的影響取人尺寸變動時的係數。 【數6】 F(x,y) = ^ ^ w ) f w M <erf 厂X -erf ---X 2 , vX a V Λ βχα/7 ^Threshold ⑹ 15 料樣，以雙高斯函數算㈣案尺寸之校正值時，以 第1項表*之高斯函數能^充分說明尺寸變動量成為問 題。因此，例示採用上述雙高斯函數，推測求得之任意的 圖案中之開口率與尺寸變動之例。使在式(3)及式(5)所必用 的α、β、αγ參數，近似示於第4B圖之開口率與圖案尺寸的 20關係時，刻意地使α值變化再做對照，針對圖案尺寸為“ο nm的圖案做模擬之結果示於第1〇圖。α的數值如果大於8〇 1236698 nm，尺寸校正值就會從(1在7〇11111以下的集團開始乖離。這 點在任意的圖案尺寸中，顯示除了在圖案尺寸中表現開口 率以外，存在著有效的(^數值，判斷以必需用對象圖案尺寸 的1/2以下之數值。 5 此時，開口率與圖案尺寸的關係變動得接近線性，推 測係起因於南斯曲線中，在谷和波峰附近從線性函數拳、遽 地偏離。因此，如第11圖所示，判斷也可以用梯形波來做 為近似的函數。以台形波求近值的情形中，可以用式（7)表 現式(6)的第1項。以開口率為0〜100%為止變化最大時的尺 10 寸差為α，任意強度為1/2且尺寸為w。 0 幺 X < w/2 - α/2時 f(x)=l w/2 - α/2< x < w/2 + α/2時 f(x)=0.5 (x-w/2)/ α-1/2 x >w/2 + α/2 時 f(x)=0 ...(7) 15 如此處理，形成在每個校正區域以高斯曲線或三角波 逼近任意的實際元件圖案中之開口率，使圖案尺寸之變動 量相關於開口率而可以校正地以高斯曲線或梯形波逼近 之，再進行抽出·校正校正量的程序。再者，供做參考者 有，在電子束微影技術中，分別以高斯曲線逼近具有物理 20思義之前方散射及後方散射，再對每個校正區域實施近接 效應校正的方法（特開200M12787號、特開2〇〇m53233 號）。 對任意的圖案尺寸，依據面積密度法以高斯函數逼近 開口率之影響，將以高斯函數逼近尺寸變化量時所做的評 19 1236698 價結果示於第12圖。 在該計算中，從示於第4B圖的曝光結果對照參數α、 β、丫。貫測值係使用ArF曝光裝置、正光罩，以SEM實測之 值。再者，評價係以示於第丨圖之仿型孔（間距為28〇 nm， 5穿孔(Vla)徑140 nm之圖案並排而成的圖案）來執行；從圖案 區域的角落向著中心而執行利用SEM的實測及計算。橫軸 係從圖案區域的角落向著中心所被計測到的數目，縱軸為 貫測及所計算得之孔尺寸。孔尺寸雖然朝向中心尺寸會變 大，但是可以用本實施態樣的方法以計算所得數值做說 10明。亦即，依據本實施態樣，可以說明起因於局部光斑的 影響之尺寸變動係依開口率變化的現象，以該數值為基礎 而貫施圖案尺寸值之校正，而且可以獲得高精密度的尺寸 精密度。 此外，對任意的圖案尺寸，依據面積密度法以高斯函 15數逼近開口率之影響，將以高斯函數逼近尺寸變化量時所 做的評價結果加到第12圖的樣子示於第13圖。 像這樣，即使以雙高斯函數逼近開口率的影響時，也 和以單雙高斯函數逼近之的情形同樣地，可以說明起因於 局部光斑的影響之尺寸變動係依開口率而變化的現象，而 20 且以該數值為基礎而實施圖案尺寸值之校正，可以獲得高 精密度的尺寸精密度。 再者，在本實施態樣雖敘述關於伴隨開口率變動的尺 寸校正，惟如上所述，在光微影中因為有光近接效應的影 響，故於實施依據該開口率的尺寸校正後，再加上光近接 20 1236698 效應校正（步驟S5)。因此，在本實施態樣中之試驗用光罩1 的試驗用圖案21，光近接效應校正量，僅最外周圖案加大2 nm左右的光罩尺寸。 然後’將用以製作微影光罩之際元件圖案的設計資料 5 輸出（步驟S6)。 再者，在本實施態樣雖敘述關於曝光，亦即局部光斑 所造成之影響的校正，但是關係到開口率而發生尺寸變動 的蝕刻中之負載效應的校正也可以同樣地實施。 如以上之說明，如果依據本實施態樣 ，定量地估測在 10光微影技術中發生在被曝光的圖案之尺寸變動，再以其為 基準，即可容易且正確地校正圖案尺寸，並且可以製造信 賴性極高的元件。 構成依據上述實施態樣的圖案尺寸校正裝置及方法的 各裝置’以及圖案尺寸校正方法的各步驟（第3A圖之步驟S1 15 S6 ’第35圖之步驟S11〜S16 ;第3C圖之步驟S21〜27)， 可以利用β己憶在電腦的RAM^aR〇M等之程式執行動作而 實現。此程式和記錄該程式之電腦可讀取記憶媒體包含於 本發明中。 /、體而g ’前述程式係記錄例如在像是CD_R〇N1的記 20錄媒體中，或者經由各種傳送媒體提供給電腦。記錄前述 程^的記錄媒體除CD_R〇M以外，也可以用軟碟、硬碟、 磁\光磁碟、非揮發性記憶卡等。另一方面，前述程式 的某體可以使用用以將程式資料當做搬運波而傳送搬 % 、七、、、、a之電腦網路(LAN ,網際網路等之WAN，無線 21 1236698 通信網路等）系統中的通信媒體（光纖等有線電線和無線電 線等）。 另外，不僅藉電腦執行所供給之程式的方式實現上述 實施態樣的機能，該程式與在電腦中運轉的作業系統(〇s 5 〇peratins system)或其他應用軟體等共同實現上述實施態 樣的機能之情形，和所供給之程式的處理全部或一部分係 以電細的功能擴張埠和功能擴張單元來執行而實現上述實 施悲樣之機能的情形，相關程式都包含在本發明中。 例如，第14圖為一般個人使用者端末裝置的内部構造 10示意模式圖。在第14圖中，1200為電腦pc。pci；2〇〇配備 CPU1201，利用記憶在R〇M 1202或硬碟(HD) 12H，或是軟 碟驅動器（FD)而實行所供給之元件控制軟體，總括地控制 被連接到系統總線的各元件。 專利文獻1 15 日本特開2001-522999號公報 專利文獻2 曰本特開2001-112787號公報 專利文獻3 曰本特開2001-153233號公報 2〇 非專利文獻1

Tae Moon Jeon，and so on (Samsung)，‘Flare in Microlithographic Exposure Tool’s，Jpn. J· Appl. Phys· Vol. 41 (2002) 5113 22 1236698 產業上之利用可能性 、如果依據本發明，定量地估測在光微影技術中發生在 =曝光的圖案之尺寸變動，再以其為基準而容易且正確地 4父正圖案尺寸，即可以提供能夠製造信賴性極高的元件之 5圖案尺寸校正裝置以及校正方法。 【阐式簡翠說明】 、第1圖所示係以ArF曝光裝置將仿型孔(h〇le pattern)予 以曝光顯像時的樣子之概略平面圖。 第2圖所不為本實施態樣之圖案尺寸校正裝置的概略 10構造方塊圖。 第3A圖〜第3C圖所示為本實施態樣之圖案尺寸校正 的各步驟之流程圖。 嫌第4A圖、第4B圖所示為試驗用光罩的概略構造，及輪 π圖案之曝光半徑與發生在試驗圖案中之圖案尺寸變動的 15關係模式圖。 第5圖為不意依據第4Α圖、第4Β圖所示之測試圖案， 以π斯函數計算局部光斑的影響之結果的特性圖。 第6Α圖〜第6D圖為發生局部光斑的測試圖案之其他 例的示意模式圖。 2〇 第7Α圖〜第7D圖為顯示以單高斯（single Gaussian)函 數來對照(fitting)開口率之影響的結果之特性圖。 第8 A圖〜第8D圖為顯示以雙高斯(double Gaussian)函 數來對照開口率之影響的結果之特性圖。 第9圖係根據面積密度法，將基於局部光斑的影響之實 23 1236698 效的面積密度，用高斯逼近的計算方法做說明之模式圖。 第10圖為，顯示使α、β、γ參數近似於開口率與圖案尺 寸的關係時，刻意地使α值變化再擬合(fitting)，就圖案尺 寸為140 nm之圖案進行模擬的結果之特性圖。 5 第11圖為採用梯形波做為近似的函數時之示意特性 圖。 第12圖係依據面積密度法，以高斯函數逼近開口率的 影響，以高斯逼近尺寸變化量時，對任意的圖案尺寸之評 價結果的不意特性圖。 10 第13圖係根據面積密度法以雙高斯函數逼近開口率的 影響，以高斯逼近尺寸變化量時，對任意的圖案尺寸之評 價結果，附加到第12圖的示意特性圖。 第14圖為一般的個人使用者端末裝置之内部構造的示 意模式圖。 15 【圖式之主要元件代表符號表】 1.. .試驗用光罩 2.. .定量化裝置 3.. .開口率算出裝置 4…資料校正裝置 5.. .近接效應校正裝置 11…試驗圖案 12.. .光斑發生圖案 21…測言式圖案 22.. .測試圖案 23.. .測試圖案 31.. .光斑發生圖案 32.. .試驗用圖案 33.. .光斑發生圖案 34.. .線狀遮光圖案 35.. .光斑發生圖案 36.. .試驗用圖案36 37···帶狀(寬Ιμτη)光斑發生圖案 24

Claims (1)

1236698 拾、申請專利範圍： 1. 一種圖案尺寸校正裝置，係在光微影中對所形成的實際 元件圖案，依靠存在其周邊的光穿透區域之開口率來校 正所發生的尺寸變動之圖案尺寸校正裝置，特徵在於其 5 中包含： 具有測試圖案之試驗用光罩，和 使用前述試驗用光罩，以前述測試圖案中之前述尺 寸變動做為距離的函數，以和前述開口率之關係進行定 量化之定量化裝置，和 10 將具有複數個前述實際元件圖案之曝光區域分割 成複數個校正區域，並對每個前述校正區域算出前述開 口率之開口率算出裝置，和 將以前述開口率算出裝置所算出之前述開口率輸 入前述定量化的結果，並對每個前述校正區域算出前述 15 實際元件圖案之前述尺寸變動，再以其為基礎來校正前 述實際元件圖案的設計資料之資料校正裝置。 2. 如申請專利範圍第1項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 前述試驗用光罩之前述測試圖案具有構成估計前述尺 寸變動之對象的測定用圖案，和，在前述測定用圖案產 20 生前述尺寸變動的光穿透區域，且具有離前述測定用圖 案的距離互不相同之複數個光斑發生圖案。 3. 如申請專利範圍第2項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 前述定量化裝置係將對應前述各光斑發生圖案之前述 測定用圖案之前述尺寸，以該測定用圖案和與前述各光 25 1236698 斑發生圖案之前述距離的關係加以定量化，再以其為基 礎，將前述尺寸變動以和前述開口率之關係予以定量。 4. 如申請專利範圍第1項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 前述開口率算出裝置係在於求得前述各校正區域的面 5 積密度，並以應用高斯函數的近似計算來算出前述開口 率。 5. 如申請專利範圍第1項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 前述開口率算出裝置係在於求得前述各校正區域之面 積密度，並以應用至少2個高斯函數的近似計算來算出 10 前述開口率。 6. 如申請專利範圍第1項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 前述資料校正裝置係以應用高斯函數的近似計算來算 出因前述開口率之變動所造成之前述實際元件圖案的 前述尺寸變動。 15 7.如申請專利範圍第6項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 藉前述資料校正裝置算出前述尺寸變動時所應用之高 斯函數係，高斯之Ι/e的數值為包含在前述實際元件圖案 中之最小圖案寬度的1/2以下，且接近1/2的數值。 8. 如申請專利範圍第1項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 20 前述資料校正裝置係以應用梯形函數之近似計算來算 出前述開口率的變動所造成之前述實際元件圖案的前 述尺寸變動。 9. 如申請專利範圍第1項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 其進一步包含光近接效應校正裝置。 26 1236698 ίο. —種圖案尺寸校正裝置，特徵在於其包含將具有複數個 實際元件圖案之曝光區域分割成複數個校正區域，並對 每個前述校正區域算出其光穿透區域的開口率之開口 率算出裝置，和 5 用所算出之前述開口率，對每個前述校正區域算出 發生在前述實際元件圖案中之尺寸變動，再以其為基 礎，校正前述實際元件圖案之設計資料的資料校正裝 置。 11. 如申請專利範圍第10項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 10 前述開口率算出裝置求得前述各校正區域的面積密 度，並以應用高斯函數之近似計算來算出前述開口率。 12. 如申請專利範圍第10項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 前述開口率算出裝置求得前述各校正區域之面積密 度，並以應用至少2個高斯函數之近似計算來算出前述 15 開口率。 13. 如申請專利範圍第10項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 前述資料校正裝置係以應用高斯函數的近似計算來算 出因前述開口率之變動所造成之前述實際元件圖案的 前述尺寸變動。 20 14.如申請專利範圍第13項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 藉前述資料校正裝置算出前述尺寸變動時所應用之高 斯函數係，高斯之Ι/e的數值為包含在前述實際元件圖案 中之最小圖案寬度的1/2以下，且接近1/2的數值。 15.如申請專利範圍第10項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 27 1236698 前述資料校正裝置係以應用梯形函數之近似計算來算 出前述開口率的變動所造成之前述實際元件圖案的前 述尺寸變動。 16. 如申請專利範圍第10項之圖案尺寸校正裝置，特徵在於 5 其進一步包含光近接效應校正裝置。 17. —種圖案尺寸校正方法，係校正光微影技術中所形成之 實際元件圖案内，依存著存在其周邊之光穿透區域的開 口率而發生之尺寸變動的圖案尺寸校正方法，其包含： 使用具有測試圖案之試驗用光罩，將前述測試圖案 10 中之前述尺寸變動當做為距離的函數，以和前述開口率 之關係予以定量化之第1步驟，和 將具有複數個前述實際元件圖案之曝光區域分割 成複數個校正區域，並對每個前述校正區域算出前述開 口率之第2步驟，和 15 將所算出之前述開口率輸入前述定量化的結果，並 對每個前述校正區域算出前述實際元件圖案之前述尺 寸變動，再以其為基礎來校正前述實際元件圖案的設計 資料之第3步驟。 18. 如申請專利範圍第17項之圖案尺寸校正方法，特徵在於 20 前述試驗用光罩之前述測試圖案具有構成估計前述尺 寸變動之對象的測定用圖案，和，在前述測定用圖案產 生前述尺寸變動的光穿透區域，且具有離前述測定用圖 案的距離互不相同之複數個光斑發生圖案。 19. 如申請專利範圍第18項之圖案尺寸校正方法，特徵在於 28 1236698 前述第1步驟係將對應前述各光斑發生圖案之前述測定 用圖案之前述尺寸，以該測定用圖案和與前述各光斑發 生圖案之前述距離的關係加以定量化，再以其為基礎， 將月述尺寸k動以和前述開口率之關係予以定量。 5 20=申請專利範圍第17項之圖案尺寸校正方法，特徵在於 則述開第2步驟係求得前述各校正區域的面積密度並 以應用高斯函數之近似計算來算出前述開口率。 21. 如申請專利範圍第17項之圖案尺寸校正方法，特徵在於 前述第2步驟係求得前述各校正區域之面積密度，並以 1〇 應用至少2個高斯函數之近似計算來算出前述開口率。 22. 如申請專利範圍第17項之圖案尺寸校正方法，特徵在於 前述第3步驟係以應用高斯函數的近似計算來算出因前 述開口率之變動所造成之前述實際元件圖案的前述尺 寸變動。 15 23.如巾請專郷圍第22項之圖案尺寸校正方法，特徵在於 依據前述第3步驟算出前述尺寸變動時所應用之高斯函 數係，π斯之Ι/e的數值為包含在前述實際元件圖案中之 最小圖案寬度的1/2以下，且接近1/2的數值。 认如申請專利範圍第17項之圖案尺寸校正方法，特徵在於 〇 W述第3步驟係藉應用梯形函數之近似計算來算出前述 開口率的變動所造成之前述實際元件圖案的前述尺寸 變動。 A如申請專利第17項之圖案尺寸校正方法特徵在於 其進一步包含實施光近接效應之校正作業的第4步•驟。 29 1236698 26.如申請專利範圍第25項之圖案尺寸校正方法，特徵在於 前述第4步驟係於前述第1步驟之前或前述第3步驟之 後，或前述第1步驟之前及前述第3步驟之後的兩個時機 實施。 5 27. —種圖案尺寸校正方法，特徵在於其包含將具有複數個 實際元件圖案的曝光區域分割成複數個校正區域，並對 每個前述校正區域算出其光穿透區域之開口率的第1步 驟，和 用所算出之前述開口率，對每個前述校正區域算出 10 發生在前述實際元件圖案中的尺寸變動，再以其為基礎 來校正前述實際元件圖案之設計資料的第2步驟。 28.如申請專利範圍第27之圖案尺寸校正方法，特徵在於前 述第1步驟係求得前述各校正區域的面積密度，並以應 用高斯函數之近似計算來算出前述開口率。 15 29.如申請專利範圍第27項之圖案尺寸校正方法，特徵在於 前述第1步驟係求得前述各校正區域之面積密度，並以 應用至少2個高斯函數之近似計算來算出前述開口率。 30. 如申請專利範圍第27項之圖案尺寸校正方法，特徵在於 前述第2步驟係以應用高斯函數的近似計算來算出因前 20 述開口率之變動所造成之前述實際元件圖案的前述尺 寸變動。 31. 如申請專利範圍第30項之圖案尺寸校正方法，特徵在於 依據前述第2步驟算出前述尺寸變動時所應用之高斯函 數係，高斯之Ι/e的數值為包含在前述實際元件圖案中之 30 1236698 域之開口率的第1步驟，和 用所算出之前述開口率，對每個前述校正區域算出 發生在前述實際元件圖案中的尺寸變動，再以其為基礎 來校正前述實際元件圖案之設計資料的第2步驟。 33