TWI443448B - 用於裝置製造之光罩設計及光學接近修正 - Google Patents

用於裝置製造之光罩設計及光學接近修正 Download PDF

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Description

用於裝置製造之光罩設計及光學接近修正
一般言之，本發明與用於製造微電子裝置之微影光罩的領域有關，更特定地與設計一組能連續成像以在裝置之單階層中印刷目標圖案的光罩有關(例如雙圖案化)。
過去數十年來，比例調整積體電路之特徵尺寸是半導體工業不斷成長的驅動力。比例調整至愈來愈小的特徵，增加半導體晶片之有限面積上之功能性單元的密度。
光刻光罩包含對應於要被積體到晶圓上之電路組件的多邊形幾何圖案。用來建立此類光罩的這些圖案，典型上是利用電腦輔助設計(computer-aided design；CAD)程式經由電子設計自動化(electronic design automation；EDA)過程所產生。為了定位該等多邊形以建立具功能性的光罩，大部分的CAD程式都依循一組既定的設計規則。這些規則係由製造方法與電路設計限制所設定。例如，設計規則定義了電路組件(諸如閘、電容器等)或互連線之間的空間容差，以確保高的裝置良率。典型上，設計規則限制稱為“臨界尺寸”(critical dimensions；CD)。電路的CD可定義為線或溝的最小長度，或兩線或兩溝之間的最小間距。因此，CD決定了所設計之電路的整體尺寸與密度。
近年來，裝置之比例調整的腳步已趕過了微影系統(例如掃瞄器)的發展。使用波長193奈米的掃瞄器來製作例如22奈米節點的互連幾何圖案，可能需要每一條窄繪線的巢套，努力使微影處理的光罩錯誤增強因數(mask error enhancement factor；MEEF)降到微影技術節點可接受的水準，以迫使具有數個順應特徵及大量端點至多端點之繪製的電路設計能有最佳的間距(例如，每一最小CD的線具有設計規則最小CD的間隔)。不過，結果是電路覆蓋面增加，對將CD等比縮小到22奈米技術節點的效益有負面影響。
克服此困難的一項技術為雙圖案化技術或“DPT”。習知的雙圖案化包括將密集的電路圖案分解成兩獨立、密度較低的圖案，接著，利用兩個獨立的光罩將兩獨立、密度較低的圖案分別印刷到目標晶圓上。使用兩光罩其中一個來成像其中一密度較低的圖案，並用另一個光罩來成像另一密度較低的圖案。第二圖案係印刷在第一圖案之線的之間，以致被成像之晶圓具有特徵間距為例如是兩光罩中任一個上所見的一半(即“間距加倍”)。另一習知技術在每一互連層中形成單向的圖案。不過，這些習知的雙圖案化技術需要非常嚴格的設計規則集，最終仍曝露出電路覆蓋面積增加、在設計規則檢查期間“漏失”之風險增加的問題，且形成每一功能性互連層的成本加倍。
因此，用來設計能克服這些困難，以連續成像的方法來印刷合成圖案之光罩組的程序是有利的。
【發明內容與實施方式】
本文描述光罩設計及模型化用來在諸如半導體晶圓之基板上連續成像以印刷合成圖案的光罩組。此外，本文描述以該光罩組對基板進行雙圖案化的方法。本文也描述修正其中一光罩階層之繪製圖案的方法，其係根據其它光罩階層之預測的圖案輪廓。此外，本文描述為光罩階層模型化光阻外形輪廓的方法，其中，光阻係施加在非均質的基板上，以及預測兩光罩之布林運算之光阻外形的方法。
在此的演算法通常考慮能導致所要結果之動作或運算的自相容序列。這些包括物理量的物理操作。通常，雖非必需，這些量取用具有儲存、傳送、結合、比較、及其它方面操作能力的電或磁信號之型式。經證實，有時是為方便，主要是基於通用之理由，將這些信號表示為位元、值、元素、符號、字符、項、階層、數字等。不過，需瞭解，所有這些及類似名詞與適當的物理量相關，且僅是方便應用於這些量的標記。
從以下的討論可明瞭，除有特別說明，否則本說明書中從頭到尾之討論中諸如“處理”、“運算”、“計算”、“決定”或類似用語，很明顯意指電腦或計算系統或類似電子計算裝置的動作及/或處理，其將諸如計算系統之暫存器及/或記憶體內代表這些物理量(諸如電子)的資料，操作及/或轉換成電腦系統之記憶體、暫存器或其它此類資訊儲存器、傳送或顯示裝置內代表物理量之類似的其它資料。
本文所描述的多圖案化光罩設計實施例產生第一與第二光罩，該兩光罩分別被連續印刷在基板上的第一光罩階層與第二光罩階層。一般來說，第一光罩圖案經由額外的犠牲致能圖案(其中至少某些圖案經由微影系統被印刷在基板上的第一光罩階層)與繪製的設計目標圖案合成，且因此而近似於一光柵圖案。接著，使用此光柵圖案來建立包括有目標圖案的第一階層光罩圖案，如同光柵圖案的子集。至少根據致能圖案產生第二光罩，以從所印刷的第一階層中移除犠牲的致能圖案。需明瞭，就此方法的本身而論，本文所描述的雙圖案化習知的技術所有區別，習知技術係將目標圖案分解成要被印刷在不同階層的圖案子集。然而，本文的實施例係將整個目標圖案及犠牲的致能圖案都印刷在單一的圖案製作階層上，並接著使用第二圖案製作階層將基板上之犠牲的致能圖案移除。
因此，與其經由使用多光罩成像來尋求降低目標圖案的密度，本文的實施例增加第二圖案化操作，透過在基板上印刷犠牲的特徵，使目標圖案的成像性能得以增進(例如經由增加邊緣的規整性)。缺少第二圖案化操作，此等致能特徵不會被犠牲，且裝置設計規則需要修改以加入永久的圖案化人工因素。不過，如本文它處的進一步描述，即使有修改，本發明的實施例也只需要裝置設計規則做少許的修改。
熟悉本領域一般技術之人士將可明瞭，本文所描述的多圖案光罩設計可被利用來使用各式各樣的光刻圖案化技術及系統在基板上印刷雙圖案。例如圖1所描繪的“光柵與插塞”雙圖案化法100。圖1說明光柵與插塞雙圖案化法100所選用的操作，及經過所選用之操作處理過之基板的例示性橫斷面表示。光柵與插塞雙圖案化法100從操作110開始，以第一光阻層112塗覆晶圓111。本技術中所知的任何習知塗覆方法及光阻(負或正型)都可使用。
在操作115處，印刷第一光罩做為第一圖案化階層，以曝光第一光阻層112的溝區113。在例示性的實施例中，如在本文它處的詳細討論，第一階層圖案近似於一光柵，且包括有其中包含雙向多邊形的目標圖案。任何本領域已知的微影系統，都可用來在晶圓111上成像第一圖案化階層，諸如但不限於習知的UV-照射步進機或使用輻射源為波長193奈米的掃瞄器。在另一實施例中，也可使用較短的波長，例如157奈米或超紫外線(EUV)。在操作120處，將第一光阻層112顯影及/或烘烤以形成第一階層圖案位像。形成在第一光阻層112中的溝121具有最長尺寸L1 ，其長於目標圖案具有的最短尺寸(CD)，此最短尺寸等於成像波長的分數λ/x，其中x例如至少為4。如在本文它處的進一步討論，具有較小CD的特徵(且導致較高的MEEF)被歸類為近似於光柵。在操作130處，以第二光阻層131塗覆晶圓111，實質地填滿出現於第一光阻層112中之圖案化的位像(例如溝)。第二光阻層131所使用的組成可與第一光阻層112相同也可不同，視實施例而定。
在操作140處，印刷第二光罩做為第二圖案化階層，以曝光第二光阻層131的部分141。在例示性的實施例中，第二階層圖案將印刷在第一圖案層中的光柵縮小到目標圖案，如在本文它處的進一步討論。在光柵與插塞雙圖案化法100中，第一階層圖案係形成溝區113，第二階層圖案則“塞住”溝區113中非對應於目標圖案的部分。在操作140之前，使用各項技術使第一光阻層112變成非光敏性，諸如硬化烘烤或化學處理。操作140可使用任何本領域已知的微影系統，諸如但不限於UV-式的步進機或使用輻射源為波長193奈米、157奈米或超紫外線(EUV)的掃瞄器。在較佳實施例中，操作140所使用的波長與操作115使用的相同。
在操作150處，第二光阻層131被顯影及/或烘烤，以形成具有第一與第二光阻層112、131兩者剩餘部分的目標圖案。如圖所示，第二階層圖案具有了最長長度為L2 的溝151，其現在等於多邊形目標。有了此被縮短的長度(現在呈現出最小的端點到多端點)，溝151保留了最短長度CD，此舉等於是將最短長度CD(例如該成像波長的分數)印刷在第一階層。然而，由於此CD與端點到端點之間隔係為第一與第二光阻層112、131兩者間重疊的結果，因此，第二階層圖案化也具有低的MEEF(例如，邊緣具有的各等尺寸大於溝151的那些尺寸)。在操作150之後，光柵與插塞雙圖案化法100已實質完成，且晶圓可依本領域已知的技術進一步處理(蝕刻等)。
雖然例示性的光柵與插塞雙圖案化法100說明的應用係藉由在第一階層圖案化中形成溝之後，接著填滿並再部分重開，但本文所描述的多圖案化技術也可應用於使用單光阻層的雙圖案化技術。例如，本文所描述的第一光罩階層也可用來印刷包含未曝光之線的近似光柵，其包括目標圖案與犠牲的致能圖案，且所描述的第二光罩階層也可用來移除具犠牲性之未曝光的線，以達成目標圖案。
圖2說明光罩設計及產生方法200，供將第一光罩階層與第二光罩階層的多邊形組合成多邊形的目標圖案，而此多邊形的目標圖案係藉由連續印刷第一光罩階層與第二光罩階層而被形成在基板上。方法200從操作210開始，在此接收繪製的設計佈局，例如，藉由諸如GDS-I1或OASIS等佈局描述語言來產生。圖2也說明代表部分互連設計的例示性目標圖案211，例如接收自IC設計師，該目標圖案要被再生於半導體晶圓的階層上。目標圖案211包括多邊形212，其最終要藉由微影印刷忠實地按所設計的尺寸成像在晶圓上。在實施例中，目標圖案211為雙方向，其所包括的多邊形在兩個方向都具有最長長度。
圖3A進一步說明例示性的目標圖案311，如圖所繪。如圖所示，多邊形312具有沿著x-維的最長長度L及沿著y-維的最短長度CD1 。多邊形313具有沿著y-維的最長長度及沿著x-維的最短長度，致使目標圖案311為雙方向。在圖3A所描繪的例示性實施例中，目標圖案311進一步包括沿著x與y維都具有線段的多邊形314。
現回到圖2，在操作215，根據目標圖案合成犠牲的致能圖案。犠牲的致能圖案係被加入到目標圖案(例如以布林OR運算)，以使特定微影工具之第一光罩階層的成像性能提升超過僅只包括目標圖案之光罩所能獲致的成像性能。例如，根據輸入的目標圖案211產生包含單個多邊形之犠牲的致能圖案216，其具有特定的位置、形狀及大小。雖然一些規則與目標可控制犠牲之致能圖案的產生，但在一實施例中，致能圖案216的產生是以能驅使目標圖案211之邊緣規整性朝向近似於繞射光柵提升的目標函數來施行。在特定的實施例中，在操作215處產生複數個犠牲的致能多邊形，其致使光柵圖案(包括犠牲的多邊形)與用來移除來自光柵圖案中之犠牲多邊形的第二階層圖案都具有低於目標圖案的光罩錯誤增強因數(MEEF)。在此結合中，可合成犠牲的多邊形以驅使任何目標圖案都能朝向光柵圖案收歛，其可被成像，並接著以第二圖案化將其“清除”，比僅直接成像目標圖案要容易的多。
在操作220中，對繪製的目標圖案211與犠牲的致能圖案216施行布林OR運算，以產生經合成的光柵圖案221。如在圖3B中進一步的描繪，經合成的繞射光柵圖案321係圖3A之繪製的目標圖案311與犠牲之致能圖案316之布林OR的結果(例如，在圖2之操作215所產生)。在一特定的實施例中，封閉的多邊形在光罩中與周圍透光率較低(即鉻)的區域形成開放的區域。經合成之繞射光柵圖案321包括的多邊形具有光學投影系統所能解析的最小間距PitchG ，並定義了所有多邊形在兩光罩維度其中之一中的最短長度(例如CD1 )。熟悉本領域一般技術之人士將可明瞭，繞射光柵圖案可用比非周期性圖案可能做到之最小間距更小的最小間距來印刷。因此，可用縮小的CD1 (或沿著y-維之兩毗鄰多邊形312之間之縮小的間隔S1 )來印刷被嵌在光柵圖案中的目標多邊形312。
在一實施例中，如圖3B之說明，犠牲的致能圖案316以最短長度(CD)不大於目標多邊形312之最短長度的致能多邊形317來延伸目標多邊形312的第一長度。如圖所示，致能多邊形317與目標多邊形312被繪製成實質相同的關鍵尺寸(CD1 )。以致能多邊形317來延伸目標多邊形312的作用，在於藉由延伸毗鄰於目標多邊形327之整個最長邊緣之目標多邊形312的最長邊緣，來增進經合成之光柵圖案321的邊緣規整性或周期性。
在另一實施例中，亦說明於圖3B，致能多邊形318將目標多邊形312連接到毗鄰的目標多邊形319以移除出現在繪製之目標圖案311中之端點到端點的間隔320(圖3A)。藉由連接毗鄰的目標多邊形，犠牲的致能圖案316可大幅減小第一圖案階層的MEEF，特別是端點到端點間隔320被調整到設計規則最小間隔。最小端點到端點之間隔的移除，連同能以縮小的間距印刷光柵結構之能力，係為本文所描述之雙圖案化法的重要態樣。
在另一實施例中，也有利於移除具有不同CD之目標多邊形之間的端點到端點之間隔。例如，致能多邊形325移除目標多邊形326與目標多邊形327之間的端點到端點之間隔，即使目標多邊形326的CD比目標多邊形327大，且在y維偏離目標多邊形327。儘管如此，繞射光柵仍可藉由繪製具有連接目標多邊形326、327之第一長度與等於目標多邊形326、327在y維之重疊之第二長度的致能多邊形325來近似。就其本身而論，致能多邊形325的最短長度小於目標多邊形326或327的最短長度。對某特定實施例，多邊形327的最短長度等於設計規則最小尺寸(例如CD1 )，致能多邊形325之最短繪製長度短於用來繪製目標圖案311的最小尺寸設計規則。此類子設計規則連接器被產生，用來移除由於高MEEF所導致的拉回問題，並移除光罩製造檢驗限制。在特定的實施例中，諸如致能多邊形325的子設計規則連接器在隨後的修正步驟(例如在本文它處所討論的OPC操作225)中被調整到製造光罩時所要求的最小尺寸。當在晶圓上成像時(例如圖1的操作115)，由於致能多邊形325有可能為副解析度，因此即使致能多邊形325為最低限度地圖案化，但在後續的第二階層圖案化中(例如圖1的操作140)仍然被清除。
在另一實施例中，犠牲的致能圖案被合成，以一或多個具有與該目標多邊形之最長邊緣位置毗鄰之邊緣的致能多邊形來巢套該目標多邊形。例如，在圖3B中，目標多邊形330被具有與目標多邊形330之最長邊緣毗鄰之邊緣的致能多邊形331所巢套。此巢套允許目標多邊形案330以縮減的最小尺寸CD1 來印刷，因為經合成的光柵圖案321被延伸通過目標多邊形330。在另一實施例中，致能多邊形連接第一目標多邊形之小於整個最長長度與第二目標多邊形，以提供接近第三目標多邊形之最長邊緣的一連續邊緣。例如，在圖3B中，致能多邊形334連接目標多邊形332之部分的最長邊緣與目標多邊形333之部分的最長邊緣。目標多邊形332、333的最短邊緣與致能多邊形334的邊緣結合而形成經合成之光柵圖案321的連續邊緣。毗鄰之目標多邊形330的成像必然受惠於此連續邊緣，其特別有利於目標多邊形330乃為最短邊緣係按目標圖案之最小尺寸設計規則(例如CD1 )所繪製的窄特徵。
現回到圖2，方法200前進到OPC操作225，在此處以合成的光柵圖案221來修正所繪製的光柵。施行OPC係計算及調整光罩之不透明/非透明(例如鉻)、極低透光率(例如內嵌式相移光罩的6%)等區域之邊緣的延伸，這些區域將被用來印刷合成的光柵圖案221。在操作225的OPC處理可包括在合成光柵圖案221中加入的輔助特徵227(即散射條)、截線結構、及類似物，以產生經修正的光柵圖案226。
在操作230，從合成的致能圖案216產生合成的第二階層(插塞)圖案231。如同合成的致能圖案216，插塞圖案231並非形成多邊形之電活性組的一部分，因此，包含插塞圖案231的多邊形在本文中也稱為“合成的”。在一實施例中，如圖2之說明，插塞圖案係在操作230被合成，用來完全覆蓋犠牲的致能多邊形，同時保持低於目標圖案之光罩錯誤增強因數(MEEF)的MEEF。在另一實施例中，合成之致能圖案216的多邊形被合成來重疊於繪製之犠牲的致能多邊形。圖3C進一步描繪產生例示性的插塞圖案351，用來從合成的光柵圖案321中移除犠牲的致能圖案316。在一特定的實施例中，多邊形352形成光罩中的高透光率區域，而周圍區域353則不透明。不過，熟悉此方面技術之人士將可明瞭，本文所描述的方法適於利用具有相反極性的插塞圖案351，如圖3C中所描繪之例示性實施例中所描繪。
圖3D描繪覆於合成的光柵圖案321上之插塞圖案351，用來說明兩光罩階層如何組合成目標圖案311。在一特定的實施例中，封閉的多邊形312在第一階層光罩中形成的開放區域對應於目標圖案，封閉的多邊形322在第一階層光罩中形成的開放區域對應於犠牲的致能結構，以及封閉的多邊形352在第二階層光罩中形成封閉的區域，雙圖案310致使光阻中的溝呈現出目標圖案。此實施例特別有利於例如金屬互連層。
如圖3D所示，插塞圖案351基本上完全覆蓋犠牲的致能圖案316，但不覆蓋目標圖案311的任何實質部分。雖然不複雜，插塞圖案351移除犠牲的致能圖案316，但不需產生用來接觸具有以目標圖案311之最小尺寸設計規則(CD1 )所繪製之最短邊緣之目標多邊形之最長邊緣的插塞多邊形。須注意，插塞圖案351僅需接觸目標多邊形沿著y軸方向的最長邊緣。沿著光柵之y軸方向比沿著x軸方向窄的多邊形，其浮渣問題會減少。
在操作240，對所繪製的插塞圖案施行OPC處理。由於雙圖案化光罩設計具有嚴苛的覆蓋要求，在一實施例中，在操作240所施行的OPC處理係根據預測的光柵圖案輪廓251。輪廓251可藉由固定臨界值模型或可變臨界值光阻(Variable Threshold Resist；VTR)模型來產生。關於此等實施例，在第二階層圖案上所施行的OPC，視在第一階層圖案化所施行的OCP而定。通常，在操作240處所施行的OPC取用第一階層(光柵圖案)OPC的輸出做為輸入，並產生預測的光柵圖案輪廓251。
在操作250，從修正的光柵圖案221產生預期或預測的光柵圖案輪廓251。在特定的實施例中，光柵圖案輪廓251係光柵圖案之成像性能的模型預測。模型預測可根據一或多個統計與唯象的模型來特性化用來印刷光柵圖案的微影處理(例如圖1的操作115)，諸如但不限於繞射、擴散、及流體力學。
在圖2所描繪的例示性實施例中，模型預測的光柵圖案輪廓251被用在第二階層圖案(例如“插塞”圖案)的修正，以在操作260給插塞圖案的大小調整定界。須注意，本文例示性的插塞OPC實施例避免規則式的方法來為潛在的光柵增大或光柵圖案輪廓位移預先補償插塞圖案，因為此規則式的方法可能需要很多的晶片面積。圖4A說明圖3A所描繪之目標圖案311之部分411的佈局視圖，圖4B進一步顯示合成之光柵圖案321的對應部分421。圖4C說明部分光柵圖案421之預測的光柵輪廓451。光柵輪廓可能實質偏離合成的光柵圖案，例如輪廓區452及453所示。
圖4D說明一插塞圖案431，其被合成來完全覆蓋犠牲的致能多邊形(如同被合成)。圖4E說明按照本發明之實施例所產生之預測的插塞輪廓471，其根據預測的光柵輪廓451來修正插塞圖案431。就其本身來說，插塞OPC處理係用來察覺光柵在何處沒有精確地收歛到合成的光柵目標，以便長出插塞來符合覆蓋或疊置於犠牲之致能結構的規格。在此範例之後，本文所描述的第二階層OPC避免形成兩毗鄰目標結構之間的橋472或犠牲之致能圖案的人工構造473，插塞圖案431未被以預測之光柵輪廓451來“察覺”之方式來修正就可能會形成這些。
圖5說明按照實施例的流程圖，其描繪在操作240所施行之OPC處理500中所選用的操作。一般來說，OPC處理500係用來決定插塞輪廓與光柵輪廓之間的距離，並接著指定一對應的位移給合成的插塞圖案，以確保插塞輪廓圍住犠牲的光柵輪廓。如所示，第二階層OPC處理從操作510開始，在此為光柵圖案(第一階層圖案)讀入OPC輸出。接著，在操作520產生光柵輪廓。在操作512，讀入合成的插塞圖案(第二階層圖案)。在例示性的實施例中，合成之插塞圖案的多邊形在操作522處被分段。例如，每一個多邊形可被分段成n段，n則視插塞多邊形的複雜度而定。從第一個插塞多邊形的第一段開始，最接近之插塞輪廓與最接近之光柵輪廓之間的距離被決定。在圖6所示的例示性實施例中，決定在外部所測量之從繪製的插塞邊緣到最接近之光柵輪廓451的外部距離Dout 。在另一實施例中，也是為每一段決定在內部所測量之從繪製的插塞邊緣到最接近之光柵輪廓451的內部距離Din 。接著，使用內部與外部距離來接合及驅使該插塞段從其所繪製的位置位移。
現回到圖5，在操作513，讀入繪製的目標圖案及合成的光柵圖案。在操作530，決定插塞段與最接近之繪製之目標多邊形邊緣之間的外部距離，俾使在努力擴張插塞多邊形之邊緣以碰觸最接近之光柵輪廓451中，插塞段不會被移位越過目標多邊形。在操作540，根據在操作525及530所決定的距離，插塞多邊形段被朝向最接近的光柵輪廓移置，但不覆蓋繪製的目標圖案，操作525及530係定義繪製之插塞段與繪製之目標及光柵輪廓兩者之間的關係(內部/外部/共線)。
在操作540處可能應用一或多個目標函數。例如，段可能被移位以保持該段與目標多邊形邊緣之間的最小距離。在另一實施例中，如果所決定的距離指示最接近的光柵輪廓是在犠牲之致能圖案與目標圖案的外部且超過臨限容差，則插塞段被移位至在犠牲之致能圖案的外部。此臨限容差可根據經驗決定微影處理容差。段位移迭代地繼續進行，直到插塞圖案的所有段都符合目標函數，且當為所有的插塞多邊形都執行過類似的尺寸調整演算法，OPC方法500完成。
在另一實施例中，第二階層OPC係根據模型預測的圖案輪廓，其為導自第二階光阻層外形模型，為下層位像的函數(例如產生自第一階層圖案的位像)。光阻外形係光阻層之化學改變部分之模擬的輸出，對應於穿過該光阻層之厚度之照射強度的空間分布，如由經圖案化的光罩所形成。由於第二階光阻層係施加在第一階層圖案之上，所以位像效應遠比施加於理想平基板上之第一階光阻層來的顯著，如目前光刻通常所遇到的。
本文所描述的光阻外形模型實施例比以3D場解析器使用有限時域差分(finite-difference time-domain；FTD)法結合光阻化學解析器來施行慎密的照射強度計算要快3至4個數量級。就本身來說，本文所描述的光阻外形模型實施例具有全晶片的能力。由於OPC演算法必須執行大量的影像計算，因此，晶片級OPC使用精確的方法非常的緩慢。關於OPC，要做多重強度計算來描繪影像特徵，以呈現光罩階層中極大量之特徵尺寸中任何特定的特徵尺寸，且典型上也要迭代調整圖案以適應每一個經調整之特徵與鄰近特徵的相互影響。
本文所描述的光阻外形模型實施例除了非常快速之外，由於其為物理式而非規則式，因此，其可應用到任意的多邊形形狀及任意的位像。反之，規則式的模型或採用憑經驗導出位像規則的模型不考慮位像而固有地受限於有限的修正因數表列組。此外，由於高強度及光阻顯影模型包含很多調整參數，而這些參數並無與位像相關之可測量的物理現象可以對應，因此，此模型很難調整來適應位像的影響。
雖然本文的光阻外形模型是用諸如圖1所說明之多階層圖案化處理的特定應用來描述，但須瞭解，該方法很容易適用於其基板為不均勻之任何光阻外形的模型化。例如，在前述二個分量模型的情況中，在待模型化光阻下方沒有出現位像特徵，但橫過光阻之給定區域之下層材料的組成會有變化，其呈現不同的折射率對比可能會影響光阻外形。如另一例，由於基板可能不完全平整(例如在短凹部蝕刻，清潔等之後)，即使施加單光阻層，下方位像會影響光阻外形。同樣在此情況中，本文所描述的光阻外形模型有利於增進其假設為平面或限於應用憑經驗之位像規則組的OPC計算。就其本身而論，本文所描述的光阻外形描繪實施例並不限於多圖案化處理。
通常，位像相依的光阻外形模型使用兩步驟法。首先，計算基礎強度以做為用於第一均勻基板之第一強度模型與用於第二均勻基板之第二強度模型兩者的函數。第二步，為射散與擴散各者的邊緣效應修正基礎強度。就其本身而論，光阻外形係根據兩不同空間來考慮位像的模型預測。第一空間是光學射散，受光阻與位像材料(例如第一階光阻層特徵)間之介面處折射率對比的影響。第二空間是化學擴散，受存在於位像材料(例如第一階光阻層特徵)之表面之實體壁障的影響。
光學射散與擴散效應兩者被模型化成為以整體標稱值為基準之邊緣引起的擾動，該值與下層位像邊緣的已知位置相關。在例示性的雙圖案化實施例中，這些下層位像邊緣，可從第一階層圖案輪廓之模型得知，且可輸入到第二階層OPC演算法來模型化第二階光阻層外形。在另一實施例中，由於基板的非均勻性通常是先前微影操作的直接結果，因此，可用相關之先前層的圖案輪廓來識別用於決定後續光阻外形的邊緣位置。
頃發現，與精確方法相較，將模型分開成擴散與射散修正函數為正確的，此外應用於全晶片OPC也夠快。此外，將外形計算分成上述兩步驟也能夠使模型非常快速地產生，因為僅第一步需要計算離位像特徵之邊緣足夠遠的評估點。此外，分開處理每一個這些效應，實際上有意義的適配參數可包括在每一個修正函數中，可為晶圓製造中所使用的特定微影處理調整光阻外形模型。
圖7A的流程圖說明用來模型化存於位像中之光阻外形的例示性方法700。方法700從操作701開始，在此讀入第一階層圖案，使用任何以此為目的的該領域習知技術都可從其決定邊緣位置。在一實施例中，在操作701讀入模型預測的光柵圖案輪廓251(圖2)。在操作702，讀入在操作701第一次迭代時未經修正的第二階層圖案，或讀入經由方法700先前迭代所修正過的第二階層圖案以供應後續的迭代。在操作750，根據第一階層圖案為第二階層圖案(例如圖2的插塞圖案231)計算光阻外形。
操作750延伸到圖7B。現參考圖7B，在操作755與756計算第一及第二位模糊強度。使用均勻基板所使用本領域中已知的習知技術來計算每一個評估點之第一及第二每一個的模糊強度。在一實施例中，利用商業上可獲得之光阻外形模型化套裝程式來第一次產生第一模糊強度，並接著產生第二模糊強度。
從假設基板為第一型平面均勻膜(例如第一階層光柵圖案光阻)的模型來計算第一模糊強度。接著，從假設基板為存在有第二型平面均勻膜但無下層位像特徵(例如基板材料上配置有光柵圖案)的模型來計算第二模糊強度。在操作760，計算基礎強度來做為第一及第二模糊強度每一個的函數。“混合”在操作760所計算的模糊強度來代表存在於非均勻基板之第二圖案化階層的標稱強度，其中，第一基板材料及第二基板材料被配置在第一光阻層下方之不同區域。在一實施例中，基礎強度為根據位像圖案調整過大小之第一強度與第二強度的和。在例示性的實施例中：
I base (x )=I 1 (x )C 1 (x )+I 2 (x )(1-C 1 (x )),　(1)
其中，Ibase 係經計算的基礎強度，做為第一模糊強度(I1 )與第二模糊強度(I2 )的函數，前者係根據第一基板(光柵階層)的頂部上所得到，而後者係根據第二基板(無光柵)及位像層(例如由一或多個矩形函數所表示的光柵)與高斯函數的卷積(C1 )所得到。
在計算了基礎強度之後，方法700前進到操作765，對基礎強度施加光射散修正函數Fscat 。在例示性的實施例中，操作765決定評估點處之多個基礎強度與光射散修正函數：
I base (|F scat (d )|)　(2)
光射散修正為評估點與造成射散之位像邊緣間之距離d的函數(Fscat (d))，且通常代表基礎強度被評估點處位像邊緣之折射率對比所引發的擾動。光射散修正函數可採用任何數量的形式，視所使用之適配的參數而定。在例示性的實施例中，光射散修正函數是指數函數。不過，熟悉此方面技術之人士可藉由將慎密的現場計算結果適配於各不同函數以決定其它適合的函數(平方函數、多項式等)來比例調整基礎強度。
在例示性的實施例中，操作770將擴散射散修正函數Fdiff 施加於基礎強度。與光射散修正函數相同，擴散修正函數可採用任何數量的形式，視所使用之適配的參數而定。在例示性的實施例中，擴散射散修正函數為正弦函數。熟悉此方面技術之人士可藉由量化光阻化學解析器修改慎密之現場計算輸出的輸出，並將該量適配於各不同函數，以決定其它適合的函數(指數、多項式等)來比例調整基礎強度。
在例示性的實施例中，擴散修正因數是以抵達產生擴散擾動之邊緣的維度分量來施加於基礎強度。要模型化曝光化學梯度偏離標稱情況(無位像)多少，通常需知道第二階層曝光化學的梯度在何處與位像特徵的邊緣重合。在該位置，標稱擴散函數受阻於所存在的邊緣表面/介面。因此，在一實施例中，第一擴散擾動分量是在操作770處根據擴散修正函數、基礎強度在第一維度的斜率，以及位像邊緣在x-維度的斜率來決定：
以及在y-維度中：
其中，Gx 係位像x斜率，及Gy 為位像的y斜率。在另一實施例中，也可在操作770處決定z維度(厚度)的擴散擾動分量。
在操作775，將光射散(方程式(2))及擴散擾動(方程式(3)及(4))與基礎強度(方程式(1))相加，以計算位像相依的模糊強度：
接著，在操作780，將此位像相依的模糊強度輸入到光學接近修正演算法，成為非位像相依的模糊強度(例如I1 )。現回到圖7A，在操作751，根據存在有第一階層位像所計算的第二階光阻層外形，對第二階層圖案中多邊形之尺寸的修正做調整。接著，在操作752輸出經修正的第二階層圖案，且OPC方法700結束。熟悉此方面技術之人士將可明瞭，方法700可為第二階層光罩中每一個多邊形之複數個多邊形段中的每一個多次迭代，以達到第二階層圖案的全晶片OPC。
圖7C說明從OPC方法700輸出的例子。第二圖案化階層輪廓271(實線)係根據本文所描述之位像相依光阻外形模型的實施例而產生。如圖所示，來自光柵圖案221的位像導致在第二階層處顯著的光阻中斷(與未修正之經合成的插塞圖案231相較)。虛線272代表由未建立位像模型(規則式)之習用光阻外形模擬器所輸出的第二圖案化階層輪廓。如圖所示，虛線272並未顯示任何實質的光阻中斷。在圖7C中亦描繪由慎密之3D模擬所產生的第二圖案化階層輪廓273(虛線)。由圖案化階層輪廓271比慎密之輪廓273做到更佳的適配，即可明白本文所描述之位像相依的光阻外形模型演算法所增進的性能。現回到圖2，在操作270處，諸如圖7C中所描繪，可接著為模型化之光阻外形橫過臨界之點之經過修正的插塞圖案261產生插塞輪廓。
在本發明的一實施例中，在操作280處所使用的驗證演算法是為多重圖案化處理所組構，其擷取第一與第二光罩(例如光柵與插塞光罩)的內插。在雙圖案化處理中，對各層適當的驗證乃依靠光阻外形的計算，其來自於兩光罩的合成效果。例如，關於本文所描述的光柵與插塞光罩圖案，第一與第二光罩階層的合成效果，係從光柵階層減去插塞階層。因此，在驗證時，從光柵光罩之模型化的輪廓減去插塞光罩之模型化的輪廓應達到目標圖案，若為否，則指示違例。在替代性間距加倍的實施例中，其最終的光罩係兩光罩的和，最終的輪廓，係兩輪廓的和，與每一光罩之輪廓的布林OR運算。在另一實施例中，在演算法中使用兩輪廓的布林運算來驗證可能由於兩不同製程所造成兩模型間的差異。不同的函數輪廓可提供在不同的圖案化區域的兩輪廓或製程有多少差異的資訊。雖然現已有套裝軟體有能力施行任何形狀之輪廓的幾何布林，但這類計算是相當緩慢的處理。為了光罩OPC及雙圖案化光罩組之驗證的目的，對存在於光罩圖案中之數十億個多邊形施行布林運算是要避免的。
在本發明的實施例中，在操作280所使用的驗證演算法根據來自至少兩個光罩圖案之每一個之光阻信號的函數產生合成的輪廓281。圖8A說明為任意形狀之輪廓施行布林運算的例示性快速方法800。方法800開始於在操作801為雙圖案化處理的第一光罩階層讀入第一光阻信號("A")，並在操作802為雙圖案化處理的第二光罩階層讀入第二光阻信號("B")。影像強度信號可使用習知的網格式空中影像模型來產生，其計算固定網格點之有規則序列之預期的影像強度I(x,y)。
在操作805處，第一與第二階層光罩圖案的布林函數被映射到第一及第二光阻信號的函數f (A,B)。f (A,B)的函數形式，係根據雙圖案化與光罩圖案之極性所施行的布林運算。例如，在本文它處所描述的光柵與插塞雙圖案化的實施例中，第二階層插塞光罩係演繹自第一階層光柵光罩。由於例示性光柵與插塞實施例之光罩的極性相同，因此，光罩階層的關係為：
光柵輪廓-插塞輪廓 　(6)
因此，f (A,B)採A-B的形式。至於其它的光罩極性，信號A與B的信號系可能改變，以致f (A,B)採(A+B),(B-A)等的形式。
在操作810，f (A,B)被映射到函數，該等函數被光阻模擬器評估，以計算圖案輪廓。f (A,B)所映射到的函數，視用來產生輪廓之模型的類型而定，如一例中，VTR模型使用評估點的網格，其被置於橫跨光罩區域、局部的影像強度、影像強度的各種導數、及令光阻材料可被清除的可變光阻臨界值等做為f (A,B)可映射到的函數。雖然從這些影像資料產生輪廓的任何方法都可使用，但在例示性的實施例中，使用步進方陣演算法(marching square algorithm)來偵測臨界值交叉。如習知技術，步進方陣演算法施行它的搜尋功能，並評估f (A,B)以輸出一對應於布林運算的零交叉，映射到光阻模型化函數。
在操作815，由於將布林函數映射到該等函數，從這些函數透過臨限而產生圖案輪廓，光阻模擬器輸出合成的輪廓。就其本身而論，方法800修改光阻信號階層之模型化的函數以產生信號的布林輪廓，其可比兩任意形狀之輪廓的幾何布林更快速地施行。圖8B說明例示性的輸出，其中，f (A,B)採用(A-B)的形式，並產生差異輪廓881。該圖也描繪第一階層輪廓251(A信號或光柵輪廓)、第二階層輪廓271(B信號或插塞輪廓)、及圖案321與351，以及從這些所產生的光阻模型。如圖8B所示，由步進方陣演算法所產生的差異輪廓881，對應於第一階層輪廓251延伸超越第二階層輪廓271的區域。第二階層輪廓251延伸超越第一階層輪廓271的區域822被定限剔除(例如A-B低於零交叉)。
圖8D說明缺少本文所描述為多階層合成圖案所設計的實施例，位像效應可能無法被驗證處理精確擷取的例子。如佈局視圖所示，第一階層輪廓251預測合成之光柵圖案321的成像性能，同時，第二階層輪廓271預測合成之插塞圖案352的成像性能。如圖所示，在達成兩光罩階層的合成效果之後(無論是經由方法800或經由習知的圖案輪廓之幾何布林運算)，由於合成的光柵圖案321部分被橋接，狹條882會導致揑縮錯誤違例。不過，如果因為雙圖案化處理之效果使輪廓271朝向第二階層圖案352快動，那麼僅對經產生為獨立層之圖案輪廓操作的驗證演算法將導致極多的假違例。
為減少這些假違例，在另一實施例中方法800被擴充以包括額外的操作。在根據第二光罩階層與第一光罩階層之布林運算產生影像強度信號的函數之前，首先以來自其它影像強度信號的交叉項來修改一或多個影像強度信號。圖8E說明例示性的方法850，其從操作851及852開始，在該處，第一與第二光阻信號("A"與"B")被讀入，如本文它處的討論。在操作853，至少其中一個信號被來自另一個光阻信號的交叉項修改。在例示性的實施例中，兩個光阻信號都被交叉項修改。
通常，在雙圖案化光罩組中，交叉項會給予一或兩個光罩關於另一個的某些相依性，用以擷取發生於雙圖案化處理期間的序列及位像式微影效果。例如，如圖8D所描繪的第一階層輪廓271導致假違例，用以產生第一階層輪廓271的光阻信號在操作853處被修改，用以包括來自光阻信號B的交叉項以達成：A'=f 1 (B)。可對第二圖案化階層之光阻信號做類似的修改，以從第一階光阻層信號引進交叉項而達成：B'=f 2 (A)。
在一實施例中，交叉項中包含接近影響項，此項的大小隨著第一與第二影像強度信號在光罩範圍內變得互相愈接近而增加。此導致修改的大小隨著接近而增加(即，當第一與第二階層圖案接近到共線時，被修改之信號偏離標稱值一較大的量)。在特定的實施例中，被修改之影像強度信號中的接近影響項，是另一影像強度信號的指數函數(例如A'=f 1 (B)=e(B) )。
在另一實施例中，交叉項施加於光阻信號來做為光阻信號之曲率或斜率的函數，用以擷取單單只由接近所無法擷取到的第二階效應。一般來說，此項是用來將信號的修改限制到與被修改之信號對應之光罩階層之最大位像的子集。如一實施例，交叉項(例如接近影響項)被乘以電場的曲率(信號A的斜率)。例如，對第一圖案階層信號之修改：A'=f 1 (B)=A*e(B) 之斜率)。在另一實施例中，可對信號B做類似的處理。
接下來，在操作855處，根據第二光罩階層與第一光罩階層之布林運算產生經過修改之影像強度信號的函數，實質地如同本文它處對於未修改之信號的描述。在操作860處，來自第一與第二影像強度信號之函數的合成輪廓被決定，在操作865處輸出在基板上連續印刷第一與第二光罩階層而在基板上所產生之影像之經修改的預測。
圖8C說明使用方法850的差異輪廓881。如圖所示，有很多在圖8B中被確認為第一與第二圖案321、352間之差異的區域，在圖8C中已不再做此識別。按此方式，850的方法可用來將合成光罩效果結合成合成輪廓，以達成雙圖案化處理之較佳的模型，並降低假違例的數量。
現回到圖2，在驗證之後，光罩設計與產生程序即可輸出指令，光罩工廠可從這些指令製造出操作290處的第一階層(光柵)光罩及操作295處的第二階層(插塞)光罩。接著，所產生出的光罩即可供微電子製造，用來實行雙圖案化處理，如圖1中所描繪。
本發明的實施例可包括用來施行本文之操作的設備。本發明的模擬演算法可根據要被電腦執行之指令的數量，在單機或網路電腦系統上實施，以模擬光罩圖案要如何印刷在晶圓上。從如何印刷光罩圖案的估計中，可以使用一或多種解析度增強技術，諸如OPC或子解析度輔助特徵(subresolution assist features；SRAFs)，以便產出用來產生光罩的光罩圖案資料，此光罩用來在晶圓上投影以將目標圖案印刷在微電子裝置的薄膜層上。
一項設備可為所要之目的而特別建構，或其可包含通用的計算裝置，藉由儲存在裝置中的程式選擇性地啟動或重組。此程式可儲存在儲存媒體中，諸如但不限於任何類型的碟片，包括軟性磁碟、光碟、唯讀光碟(CD-ROM)、磁-光碟、唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、電氣可程式唯讀記憶體(EPROM)、電氣可抹除可程式唯讀記憶體(EEPROM)、磁卡或光卡、或任何適合用來儲存電子指令且有能力耦接至計算裝置之系統匯流排的其它類型媒體。
本發明可提供為電腦程式產品或軟體，可包括其上儲存有指令的機器可讀取媒體，這些指令可用來程式化電腦系統(或其它電子裝置)按照本發明來施行處理。機器可讀取媒體包括用來儲存或傳送機器(例如電腦)可讀取之形式之資訊的任何機制。例如，機器可讀取(例如電腦可讀取)媒體包括機器(例如電腦)可讀取儲存媒體(例如唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、磁碟儲存媒體、光儲存媒體、快閃記憶體裝置等)、機器(例如電腦)可讀取傳送媒體(電、光、聲、或其它形式的傳播信號(例如載波、紅外線信號、數位信號等))等。
圖9說明機器的圖式表示法，在電腦系統900的例示性形式中有指令集被執行，用以致使機器施行本文所討論的一或多種設計及模型化方法。在替代的實施例中，該機器可能被連接(例如網路連接)到區域網路(Local Area Network；LAN)、內部網路、商際網路或網際網路中的其它機器。機器可在主從式網路環境中以伺服器或用戶端機器的資格操作，或在同級間(或分散式)網路環境中做為同級的機器。該機器可以是個人電腦(PC)、平板PC、機上盒(STB)、個人數位助理(PDA)、行動電話、連網設備、伺服器、網路路由器、開關或橋接器、或者有能力執行用來指定機器所要採取之動作之指令集的任何機器(以順序或其它方式執行)。此外，雖然是以單機來說明，但“機器”一詞也包括多部機器(例如電腦)的任何組合，其各自或共同地執行用來施行本文所討論之任何一或多項方法的指令集或多組指令。
例示性的電腦系統900包括處理器902、主記憶體904(例如唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、動態隨機存取記憶體(DRAM)，諸如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)等)、靜態記憶體906(例如快閃記憶體、靜態隨機存取記憶體(SRAM)等)、及輔助記憶體918(例如資料儲存裝置)，這些經由匯流排930互相通信。
處理器902代表一或多個通用處理裝置，諸如微處理器、中央處理單元、或類似物。更明確地說，處理器902可以是一複雜指令集計算(complex instruction set computing；CISC)微處理器、精簡指令集計算(reduced instruction set computing；RISC)微處理器、極長指令字元(very long instruction word；VLIW)微處理器、實施其它指令集的處理器、或實施組合指令集的處理器。處理器902也可以是一或多個特殊用途處理裝置，諸如特殊用途積體電路(application specific integrated circuit；ASIC)、現場可程式閘陣列(field programmable gate array；FPGA)、數位信號處理器(digital signal processor；DSP)、網路處理器、或類似物。處理器902被組構來執行用以施行本文所討論之操作及步驟的處理邏輯926。
電腦系統900可進一步包括網路介面裝置908。電腦系統900也可包括視訊顯示單元910(例如液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT))、文數字輸入裝置912(例如鍵盤)、游標控制裝置914(例如滑鼠)、以及信號產生裝置916(例如喇叭)。
輔助記憶體918也可包括其上儲存有用來收錄本文所描述之任何一或多種方法或功能之一或多個指令集(例如軟體922)的機器可存取儲存媒體931(或更特定地為電腦可讀取儲存媒體)。在軟體922被電腦系統900執行期間，其可完全或至少部分地駐在於主記憶體904內及/或處理器902內，主記憶體904與處理器902也可構成機器可讀取儲存媒體。軟體922可進一步經由網路介面裝置908透過網路920傳送或接收。
機器可存取儲存媒體931也儲存收錄本文所描述之任何一或多種方法或功能的指令集(例如軟體922)。雖然在例示性的實施例中所顯示的機器可存取儲存媒體931為單一媒體，但“機器可存取儲存媒體”一詞應包括能儲存一或多個指令集的單一媒體或多個媒體(例如中央式或分散式資料庫，及/或相關的快取記憶體及伺服器)。“機器可讀取儲存媒體”一詞也應包括有能力儲存或編碼以供機器執行並致使機器去施行本發明之任何一或多種方法之指令集的任何媒體。因此，“機器可讀取儲存媒體”一詞應包括但不限於固態記憶體、光及磁性媒體。
在前述的說明書中，已參考其特定的例示性特徵描述了本發明的實施例。不過，很明顯地，可對其做各樣的修改及改變，不會偏離所附申請專利範圍中所提出之本發明更廣義的精神與範圍。因此，說明書與附圖被視為說明，而無限制之意。
111．．．晶圓
112．．．第一光阻層
113．．．溝區
121．．．溝
131．．．第二光阻層
151．．．溝
211．．．目標圖案
212．．．多邊形
231．．．未修正之經合成的插塞圖案
261．．．插塞圖案
271．．．第二圖案化階層輪廓
216．．．犠牲的致能圖案
221．．．光柵圖案
226．．．經修正的光柵圖案
227．．．輔助特徵
251．．．第一階層輪廓
281．．．合成的輪廓
273．．．第二圖案化階層輪廓
311．．．目標圖案
312．．．多邊形
313．．．多邊形
314．．．多邊形
320．．．端點到端點間隔
326．．．目標多邊形
317．．．致能多邊形
318．．．致能多邊形
319．．．目標多邊形
316．．．犠牲的致能圖案
321．．．繞射光柵圖案
325．．．致能多邊形
326．．．目標多邊形
327．．．目標多邊形
311．．．目標圖案
330．．．目標多邊形
331．．．致能多邊形
332．．．目標多邊形
333．．．目標多邊形
334．．．致能多邊形
351．．．插塞圖案
352．．．多邊形
353．．．周圍區域
322．．．封閉的多邊形
310．．．雙圖案
411．．．目標圖案
421．．．對應部分
451．．．光柵輪廓
452．．．輪廓區
453．．．輪廓區
431．．．插塞圖案
471．．．插塞輪廓
472．．．橋
473．．．人工構造
451．．．預測之光柵輪廓
881．．．差異輪廓
882．．．狹條
900．．．電腦系統
902．．．處理器
904．．．主記憶體
930．．．匯流排
926．．．處理邏輯
906．．．靜態記憶體
908．．．網路介面裝置
910．．．視訊顯示單元
912．．．文數字輸入裝置
914．．．游標控制裝置
916．．．信號產生裝置
918．．．輔助記憶體
931．．．機器可存取儲存媒體
922．．．軟體
920．．．網路
圖1說明按照一實施例的流程圖，描繪光罩組連續成像以在基板上微影印刷合成圖案所選用的操作。
圖2說明按照一實施例的流程圖，描繪設計以產生用來連續成像以印刷合成圖案之光罩組所選用的操作。
圖3A說明按照一實施例例示性繪製目標圖案的佈局視圖。
圖3B與3C說明按照一實施例之要被產生及在基板上連續成像以印刷圖3A中所描繪之目標圖案之光罩組的佈局視圖。
圖3D說明按照一實施例之圖3B-3C中所描繪之光罩組的佈局視圖，及顯示圖3A中所描繪之目標圖案的合成。
圖4A、4B及4D分別說明按照一實施例之圖3A、3B、及3D中所描繪之圖案中部分的佈局視圖。
圖4C及4E說明按照一實施例之第一及第二階層圖案從其繪製狀態修正的強度輪廓。
圖5說明按照一實施例的流程圖，其描繪在雙圖案化微影處理期間，用來連續成像之光罩組中第二光罩之光學接近修正程序中所選用的操作。
圖6說明按照一實施例之第一階層強度輪廓之部分的佈局視圖，其用於第二階層多邊形的OPC。
圖7A說明按照一實施例之OPC演算法的流程圖，其根據第二階光阻層外形模型對第二階層圖案做修正，來做為第一階層圖案位像的函數。
圖7B說明按照一實施例，為非均勻的基板模型化光阻外形的流程圖。
圖7C說明根據第一階層圖案及第二階層圖案模型化之第二階層光罩圖案輪廓的佈局視圖。
圖8A說明按照一實施例，用於預測光刻光罩組之多邊形模型的布林運算的流程圖。
圖8B及8C說明按照一實施例之光刻光罩組之多邊形模型之布林運算所產生的合成輪廓。
圖8D說明第一階層光罩圖案輪廓與第二階層光罩圖案輪廓及捏縮違例的佈局視圖。
圖8E說明按照一實施例之預測光刻光罩組之多邊形模型之布林運算具有降低之假違例的流程圖。
圖9說明用來實行本發明之實施例之例示性電腦系統的方塊圖。
200．．．方法
211．．．目標圖案
212．．．多邊形
231．．．未修正之經合成的插塞圖案
261．．．插塞圖案
271．．．第二圖案化階層輪廓
216．．．犠牲的致能圖案
221．．．光柵圖案
226．．．經修正的光柵圖案
227．．．輔助特徵
251．．．第一階層輪廓
281．．．合成的輪廓

Claims (17)

  1. 一種將第一光罩階層與第二光罩階層之多邊形組合成要被形成在基板上之多邊形之目標圖案的方法，該多邊形之目標圖案係藉由連續印刷該第一光罩階層與該第二光罩階層而被形成在基板上，該方法包含：接收定義該目標圖案的設計佈局；根據該目標圖案合成一犠牲的致能圖案，當該犠牲的致能圖案加到該目標圖案時，使邊緣的規整性增加到近似於繞射光柵；以曝光波長產生要被印刷在該基板上的光柵圖案做為該第一光罩階層，該光柵圖案包括該目標圖案與該致能圖案；以及以該曝光波長產生要被印刷在該基板上的插塞圖案做為該第二光罩階層，該插塞圖案用來從該基板實質移除所有該犠牲的致能圖案，同時將該目標圖案保留在該基板上。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，產生該插塞圖案進一步包含產生插塞多邊形，用來完全地覆蓋該犠牲之致能圖案的多邊形，而不覆蓋該目標圖案。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，合成該犠牲的致能圖案進一步包含產生複數個所有都可被該插塞圖案移除的致能多邊形，而不產生插塞多邊形來接觸具有繪製至該目標圖案之最小尺寸設計規則之最短邊緣之目標多邊形的最長邊緣。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該目標圖案係為雙方向，以包括沿著第一光罩尺寸具有最長長度之目標多邊形的第一子集，及沿著第二光罩尺寸具有最長長度之目標多邊形的第二子集。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，合成該犠牲的致能圖案進一步包含以第一致能多邊形來延伸第一目標多邊形之第一長度，其中，該第一致能多邊形具有不大於該第一目標多邊形之第二長度的第二長度。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中，該第一致能多邊形將該第一目標多邊形結合到該第二目標多邊形，以移除該第一目標多邊形與該第二目標多邊形間之端點到端點的空間，繪製至該目標圖案之最小尺寸設計規則。
  7. 一種包含多個光罩的光罩組，該等多個光罩係以相同的微影技術連續地印刷到基板上，以形成多邊形的目標圖案，該光罩組包含：第一光罩，具有近似於繞射光柵圖案的第一階層圖案，其包含有該目標圖案及犠牲的致能圖案，其中，該目標圖案為雙方向，用以包括沿著第一光罩尺寸具有最長長度之目標多邊形的第一子集，與沿著第二光罩尺寸具有最長長度之目標多邊形的第二子集；以及第二光罩，具有第二階層圖案，用以從該基板實質移除所有該犠牲的致能圖案，同時保留該目標圖案。
  8. 如申請專利範圍第7項的光罩組，其中，該插塞圖案從該光柵圖案移除該犠牲的致能圖案，而不印刷插塞多 邊形來接觸具有繪製至該目標圖案之最小尺寸設計規則之最短邊緣之目標多邊形的最長邊緣。
  9. 一種裝置製造方法，藉由以相同的曝光波長連續印刷第一光罩階層與第二光罩階層而在基板上形成多邊形的目標圖案，該方法包含：提供其上配置有第一層光敏材料的基板；在該第一層光敏材料中印刷包含有該目標圖案及經合成之犠牲的致能圖案的光柵圖案，當該犠牲的致能圖案與該目標圖案一同印刷時，增加邊緣的規整性；在被印刷的光柵圖案上配置第二層光敏材料；以及在該第二層光敏材料中印刷插塞圖案，以從該基板實質移除所有該犠牲的致能圖案，同時將該目標圖案保留在該基板上。
  10. 如申請專利範圍第9項之裝置製造方法，其中，印刷該光柵圖案進一步包含在該第一層光敏材料中形成溝；其中，印刷該光柵圖案以實質移除所有該犠牲的致能圖案包含以該第二層光敏材料填充對應於該犠牲的致能圖案之該溝的子集；以及其中，將該目標圖案保留在該基板上進一步包含從對應於該目標圖案之該溝的子集移除該第二層光敏材料。
  11. 一種將第一光罩階層與第二光罩階層之多邊形合成為要被形成在基板上之多邊形之目標圖案的方法，該多邊形之目標圖案係藉由連續印刷該第一光罩階層與該第二 光罩階層而被形成在基板上，該方法包含：根據該目標圖案合成一犠牲的致能圖案；對要被印刷的該第一光罩階層圖案施行第一光學接近修正(optical proximity correction；OPC)處理，其中，該第一光罩階層圖案包含有該目標圖案與該犠牲的致能圖案；決定該第一光罩階層圖案的印刷性能；以由該第一光罩階層圖案之被決定的印刷性能所界定出的第二OPC處理及該目標圖案來定出第二光罩階層圖案之多邊形的大小，用以移除該犠牲的致能圖案，同時保留該目標圖案。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，決定該第一光罩階層圖案之印刷性能進一步包含根據該第一OPC處理來產生模型預測的第一光罩階層圖案輪廓。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中，該第二光罩階層圖案完全包圍該犠牲的致能圖案，且其中該第二OPC處理進一步包含定出該第二光罩階層圖案的大小，以覆蓋該模型預測的第一光罩階層圖案輪廓中未被該目標圖案或該犠牲的致能圖案包圍的部分。
  14. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，施行該第二OPC處理進一步包含：將該第二光罩階層圖案的多邊形分段；為每一段決定該第一光罩階層圖案輪廓與該第二光罩階層圖案輪廓之間的距離； 為每一段決定到達該最近之目標圖案邊緣的距離；以及視所決定之到達該目標圖案之距離及到達該第一圖案輪廓之距離間的關係來移置該段。
  15. 一種用來預測用於雙圖案化之光刻光罩組之多邊形模型之布林運算的方法，該方法包含：為該雙圖案化光罩組之第一光罩階層接收第一影像強度信號；為該雙圖案化光罩組之第二光罩階層接收第二影像強度信號；以來自該第一影像強度信號及該第二影像強度信號其中之一的交叉項來修改該第一影像強度信號及該第二影像強度信號至少其中另一；根據該第二光罩階層與該第一光罩階層的布林運算做為修改，來產生該影像強度信號的函數；從該第一影像強度信號與該第二影像強度信號的該函數來決定合成的輪廓；以及輸出該合成的輪廓，做為基板上來自於在該基板上連續印刷該第一光罩階層及該第二光罩階層所得之影像的預測。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中，在該修改過的影像強度信號中之該接近影響項是另一影像強度信號的指數函數，以及，其中，在該光罩區內，該接近影響項的大小隨著該第一影像強度信號與該第二影像強度信號互 相間變得愈來愈接近而增加。
  17. 一種電腦可讀取儲存媒體，其上儲存有指令，當該指令被處理器執行時，致使該處理器去施行申請專利範圍第1項的該方法。
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