TWI454939B - 光阻圖案計算方法及計算程式儲存媒體 - Google Patents

光阻圖案計算方法及計算程式儲存媒體 Download PDF

Info

Publication number
TWI454939B
TWI454939B TW100136738A TW100136738A TWI454939B TW I454939 B TWI454939 B TW I454939B TW 100136738 A TW100136738 A TW 100136738A TW 100136738 A TW100136738 A TW 100136738A TW I454939 B TWI454939 B TW I454939B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light intensity
intensity distribution
pattern
photoresist
representative
Prior art date
Application number
TW100136738A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201217992A (en
Inventor
Ryo Nakayama
Kouichirou Tsujita
Koji Mikami
Hiroyuki Ishii
Original Assignee
Canon Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Kk filed Critical Canon Kk
Publication of TW201217992A publication Critical patent/TW201217992A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI454939B publication Critical patent/TWI454939B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70558—Dose control, i.e. achievement of a desired dose
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70608—Monitoring the unpatterned workpiece, e.g. measuring thickness, reflectivity or effects of immersion liquid on resist

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

光阻圖案計算方法及計算程式儲存媒體
本發明涉及一種光阻圖案計算方法及計算程式儲存媒體。
在平版印刷工藝中，光阻圖案通過曝光處理和顯影處理形成，在曝光處理中，來自中間遮罩圖案的光被投射光學系統投射到光阻上以使光阻曝光，在顯影處理中，使曝光的光阻顯影。具有期望形狀的光阻圖案期望被轉印和形成在晶片上。然而，由於例如光學鄰近效應(OPE)和低k1，具有期望形狀的光阻圖案實際上不能被轉印到晶片上。這是使裝置特性劣化的一個因素。因此，為了改進裝置特性，必需計算光阻圖案的形狀。
為了計算光阻圖案，日本專利公開No.08-148404公開了一種從通過對基於光學圖像計算的光強度分佈進行卷積而獲得的光強度分佈計算光阻圖案的方法。在日本專利公開No.08-148404中所述的技術中，使用各種方差值(以下將稱為擴散長度)來對光學圖像的光強度分佈進行卷積，以獲得與在曝光結果中獲得的擴散長度接近的擴散長度。在日本專利公開No.08-148404中所述的技術中，在建模(modeling)結果中獲得的擴散長度則被應用於計算將被計算的圖案的光強度分佈的卷積積分，從而計算光阻圖案的大小。
不幸的是，在日本專利公開No.08-148404中所述的現有技術難以以高精度計算光阻圖案的大小。本發明的發明人調查了該困難的原因，並推斷出在朝向低k1的當前趨勢下，對基於光學圖像計算的光強度分佈進行算術卷積的方法不能以足夠高的精度表示光阻中的酸的擴散現象。這是由於以下原因。圖1是在化學增幅光阻中的曝光期間產生的化學反應的示意圖。在曝光期間，在具有高光強度的區域(亮區域)中，光阻中的酸(H+ )依次經歷與光阻聚合物的鏈式反應。與此相反，在具有低光強度的區域(暗區域)中，酸(H+ )被猝滅劑(quencher)中所包含的鹼(OH- )中和。也就是說，酸的行為根據曝光的強度的幅度(感興趣區域是亮還是暗)而不同。日本專利公開No.08-148404中所述的無論光強度的幅度如何都以相同的算術形式對光學圖像進行卷積的現有技術沒有考慮酸的上述行為。
考慮上述情形提出本發明，本發明提供一種改進光阻圖案的計算精度的技術。
本發明提供一種使用電腦計算光阻圖案的方法，所述光阻圖案是通過投射光學系統將中間遮罩的圖案的圖像投射到光阻上以使光阻曝光並使曝光的光阻顯影而形成在基底上的，所述方法包括：第一步，基於中間遮罩的圖案和曝光條件來計算形成在光阻上的光學圖像的光強度分佈；第二步，使用第一擴散長度對在第一步中計算的光強度分佈進行卷積；第三步，使用在第一步中計算的光強度分佈或者在第二步中卷積的光強度分佈來計算點的代表性光強度，所述代表性光強度代表具有預定大小並包括限定在光阻的平面內的所述點的區域中的光強度；第四步，通過將校正函數與在第二步中卷積的光強度分佈相加來對在第二步中卷積的光強度分佈進行校正，所述校正函數包括通過給出的第一函數，其中，J是所述代表性光強度的分佈，ak 和α是常數，n是自然數；和第五步，基於在第四步中校正的光強度分佈和預先設置的限幅水平來計算光阻圖案。
從以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的另外的特徵將變得清楚。
在本發明的實施例中，使用模擬器計算光阻圖案，所述光阻圖案是通過投射光學系統將中間遮罩的圖案的圖像投射到光阻上以使光阻曝光並使曝光的光阻顯影而形成在基底上的。圖2顯示配備有該模擬器的電腦的構造。該電腦包括CPU 101、儲存程式和資料的記錄介質102、主記憶體103、諸如鍵盤或滑鼠的輸入設備104、諸如液晶顯示器的顯示裝置105、和讀取記錄介質107的讀出裝置106。記錄介質102、主記憶體103、輸入設備104、顯示裝置105和讀出裝置106都連接至CPU 101。在該電腦中，儲存用於計算光阻圖案的程式的記錄介質107安裝在讀出裝置106中。CPU 101從記錄介質107讀出程式，將它儲存在記錄介質102上，並執行它，從而對光阻圖案進行建模和計算。通過下述方式對光阻圖案進行建模，即，將在被曝光裝置曝光的晶片上的評估部分中通過掃描電子顯微鏡(SEM)獲得的臨界尺寸(CD)的測量結果與通過模擬器獲得的該臨界尺寸的計算結果進行比較。此外，通過下述方式計算光阻圖案，即，將其建模結果應用於光學仿真，以計算中間遮罩圖案的圖像。
圖3是由SEM執行的長度測量的流程圖。在步驟S201中，確定曝光條件，諸如曝光中的NA、曝光量、照明形狀和光阻的類型。在步驟S202中，曝光裝置在步驟S201中確定的曝光條件下使基底(晶片)上的光阻曝光。在步驟S203中，顯影裝置使在步驟S202中曝光的光阻顯影。在步驟S204中，使用SEM執行在步驟S203中顯影的光阻圖案的長度測量。
圖4是顯示光阻圖案的建模的流程圖。在步驟S301中，設置在建模中使用的多個中間遮罩圖案。在步驟S302中，確定將從在步驟S301中設置的多個中間遮罩圖案選擇的參考圖案，及其目標大小和評估位置。例如，圖5是用於說明參考圖案的目標大小和評估位置的視圖，從多個中間遮罩圖案選擇具有給定間距的線和間隔圖案作為參考圖案，並將該圖案中心處的遮光部分設置為評估位置。此外，由例如SEM在所設置的評估位置處測量的值作為目標大小輸入。輸入的目標大小將被用在步驟S305中。在步驟S303中，模擬器對於在步驟S301中設置的在建模中使用的每個中間遮罩圖案計算基於曝光條件形成在光阻上的光學圖像的光強度分佈(第一步)。在步驟S304中，模擬器使用給定的擴散長度對光學圖像的光強度分佈進行卷積。在步驟S305中，模擬器基於在步驟S302中確定的參考圖案的目標大小和評估位置設置限幅水平(slice level)(CD計算中的強度)。注意，可預先分離地設置限幅水平。在步驟S306中，模擬器基於在步驟S305中確定的限幅電平來計算在建模中使用的圖案的CD。
在步驟S307中，模擬器將在步驟S306中計算的在建模中使用的圖案的CD的結果與在步驟S204中由SEM測量的在建模中使用的圖案的CD的結果之間的差的均方根(RMS)值進行比較。在步驟S308中，模擬器改變在步驟S304中設置的擴散長度。模擬器然後將所述處理返回到步驟S304，並重複步驟S304至S307。在步驟S309中，模擬器在通過重複步驟S304至S307而在計算結果中獲得的擴散長度中確定使RMS差最小的擴散長度。在步驟S310中，模擬器計算通過使用在步驟S309中確定的擴散長度(第一擴散長度)進行卷積而獲得的光強度分佈(第二步)。在步驟S309中確定的擴散長度(第一擴散長度)例如是50nm或更小。以下將在步驟S310中計算的光強度分佈稱為校正之前的光強度分佈。在步驟S311中，模擬器提取校正之前的光強度I0SEMedge 。本文將參照圖6對SEM邊緣進行描述。如圖6所示，可基於當通過SEM測量曝光的光阻時的二次電子的信號強度的變化來檢測該光阻的邊緣。如圖6所示，SEM邊緣是指將被測量的光阻的兩個邊緣的座標。此外，I0SEMedge 是SEM邊緣上的光強度，該光強度由模擬器計算。
在步驟S312中，模擬器從基於光學圖像計算的光強度分佈來計算代表性光強度的值(第三步)。圖7顯示在步驟S301中設置的光阻圖案之一。參照圖7，對於每個點計算代表性光強度J，代表性光強度J代表具有預定大小並包括限定在光阻的平面內的線上的點的區域中的光強度。再次參照圖7，用於計算代表性光強度的區域是具有半徑X nm和以每個點作為其中心的的圓。對於該線上的所有點執行該計算操作。雖然在該實施例中計算光強度的最小值作為代表性光強度J，但是代表性光強度J不限於光強度的最小值，可以是該區域內的其最大值、其平均值或者它們的組合。代表性光強度J可以是與最小值相鄰的值。在其中將計算代表性光強度J的範圍X期望地至少等於或者寬於最小線寬。
假設具有k1=0.25的ArF浸沒式曝光裝置，則最小線寬為35nm，所以必須計算等於或者寬於該最小線寬的至少一個範圍的資訊。因此，當假設某個繪製的點為範圍X的中心時，範圍X期望地是17nm，也就是說，大約為最小線寬的一半或者更大。此外，猝滅劑不太可能對超過1μm的範圍施加影響，所以範圍X期望地是1μm或更小。總之，範圍X期望地是17nm(包括)到1μm(包括)。稍後將參照示例對計算的分佈的示例進行描述。用於計算圖7中所示的代表性光強度J的區域的形狀是圓。然而，該區域的形狀不限於圓，由於許多裝置結構具有四邊形形狀，所以該區域的形狀可以是例如正方形。如果用於計算代表性光強度J的區域的形狀是正方形，則該正方形的每個邊可以是34nm(包括)到2μm(包括)。此外，雖然在該實施例中從基於光學圖像計算的光強度分佈計算代表性光強度，但是可通過使用任意擴散長度對基於光學圖像計算的光強度分佈進行卷積來獲得代表性光強度J。
在步驟S313中，模擬器如圖8所示那樣基於在步驟S312中計算的代表性光強度的分佈來提取目標SEM邊緣上的代表性光強度JSEMedge 。在步驟S314中，模擬器對校正函數的係數進行建模，以確定這些係數。在確定係數時，使用在步驟S311中提取的SEM邊緣上的校正之前的光強度I0SEMedge 和在步驟S313中獲得的代表性光強度JSEMedge 。模擬器確定校正函數，並將它與光強度I0SEMedge 相加，從而對SEM邊緣上的校正之前的光強度I0SEMedge 進行校正(第四步)，所述校正函數包括具有作為變數的代表性光強度JSEMedge 的第一函數。此時，用於SEM邊緣上的光強度的校正函數f(JSEMedge )由下式給出：
其中，ak 和α是常數，n是自然數。注意，在該式中，為了易於計算常數ak 和α，給出約束和。在式(1)中，常數ak 和α不全都同時為零。因此，該實施例中的校正函數f(JSEMedge )通常是具有作為變數的代表性光強度JSEMedge 的指數函數和多項式的乘積。然而，如果常數ak 都是零(也就是說，常數α不是零)，則將校正函數f(JSEMedge )表達為具有作為變數的代表性光強度JSEMedge 的指數函數。相反，如果常數α是零(也就是說，常數ak 中的至少一個不是零)，則將校正函數f(JSEMedge )表達為具有作為變數的代表性光強度JSEMedge 的多項式。
通過使用式(1)，SEM邊緣上的校正之後的光強度ISEMedge 由以下給出：
I SEMedge =I 0 SEMedge +f (J SEMedge )　...(2)
當常數ak 和α固定時，可使用式(2)來確定校正之後的光強度ISEMedge ，所以可對每個圖案計算SEM邊緣上的光強度。設IpSEMedge 為校正之後的光強度，IaSEMedge 為該圖案的校正之後的光強度IpSEMedge 的平均值。然後，使用光強度IpSEMedge 和平均值IaSEMedge 將評估函數定義為：
其中，IpSEMedge,d1 和IpSEMedge,d2 是當以兩個不同的曝光量d1 和d2 使光阻曝光時SEM邊緣上的光強度。式(3)右手側的第一項表示對圖案的敏感度，其第二項表示對曝光量的敏感度。雖然在該實施例中使用兩個不同的曝光量時的光強度ISEMedge ，但是可使用多於兩個的曝光量。設置建模中的係數ak 和α，以使得式(3)中表達的評估函數C的值例如最小。當評估函數C的值最小時的係數ak 和α可通過例如擬牛頓法來確定，擬牛頓法可用例如求解程式(諸如Excel)來實現。稍後將參照示例對係數的計算和基於計算的係數的校正函數f(JSEMedge )與代表性光強度JSEMedge 之間的關係的示例進行描述。
以下將對評估函數C的值減小的意義進行說明。圖9A是顯示圖案類型與光強度I0SEMedge 之間的關係的圖表。從不同的觀點來講，圖9A中所示的關係意味著，只要對用於每個圖案的光強度I0SEMedge 的值確定限幅水平，就可預測實際測量結果。如從圖9A可見，光強度I0SEMedge 的值在每單個圖案中變化。該變化意味著，當在確定給定的限幅水平時計算CD時，該變化如此大，以至於光阻圖案的預測誤差大，也就是說，預測不精確。圖9C是顯示座標上的校正之後的SEM邊緣上的光強度ISEMedge 的圖表，並顯示當通過累加使用校正函數的強度校正量來校正圖9A中所示的光強度I0SEMedge 的變化時的理想形式，所述校正函數具有作為變數的圖9D中所示的代表性光強度JSEMedge 。如圖9C所示，當校正之後的光強度ISEMedge 的變化可被抵消並且在這種狀態下確定限幅水平時計算CD時，光阻圖案的預測誤差可被消除，也就是說，可精確地計算光阻圖案。這解釋了評估函數C的值的減小的意義。然而，實際上，如圖9C所示，難以抵消光強度ISEMedge 的變化。因此，現實的是如圖9B所示那樣使校正之後的光強度ISEMedge 的變化小於圖9A中所示的校正之前的光強度ISEMedge 的變化，以降低預測誤差。以上述方式，具有作為變數的代表性光強度JSEMedge 的校正函數被用於執行考慮曝光光的強度的幅度的建模。此外，可使用諸如下降單純形法(downhill simplex)的優化方法來確定每個系數值，以使得評估函數C的值落在容限內，所述評估函數C的值被表達為將被建模的圖案的線寬與通過曝光處理而獲得的光阻圖案的線寬之間的差的均方根值。
為了考慮閃光的影響，不僅描述代表性光強度的函數(第一函數)，而且描述通過使用大於在步驟S309中設置的第一擴散長度的第二擴散長度進行卷積而獲得的光強度分佈的函數(第二函數)也可被包括在校正函數中(第六步)。閃光是由於例如曝光裝置的透鏡的不期望的反射和散射而產生的雜散光。通過使用更大的擴散長度進行卷積而獲得的光強度分佈在物理上表示占空比(白與黑之比)。將在以下示例中闡明該代表性的示例。在這種情況下，設KSEMedge 為通過使用更大的擴散長度進行卷積而獲得的分佈中的SEM邊緣上的光強度，則校正函數由以下給出：
其中，b1 和β是常數，m是自然數。
此外，校正之後的光強度分佈由以下給出：
I SEMedge =I 0 SEMedge +f (J SEMedge ,K SEMedge )　...(5)
用於計算第二校正函數中的變數K的第二擴散長度落在50nm(包括)到200μm(包括)的範圍內，閃光對該範圍施加影響。接下來將參照圖10對使用校正函數計算光阻圖案的方法進行描述。在步驟S401中，不僅設置圖4的流程圖中所示的在建模中使用的圖案，而且還設置將應用建模結果的中間遮罩圖案。在步驟S402中，模擬器不僅對圖4中所示的流程圖中的步驟S401中的在建模中使用的每個中間遮罩圖案，而且還對每個設置的中間遮罩圖案，計算形成在晶片上的光學圖像的光強度分佈(第一步)。在步驟S403中，模擬器使用在步驟S309中確定的第一擴散長度對在步驟S402中計算的光強度分佈進行卷積(第二步)。在步驟S404中，模擬器從在步驟S402中計算的光強度分佈計算代表性光強度JSEMedge 的分佈(第三步)。在步驟S405中，模擬器使用在圖4中所示的流程圖的步驟S314中確定的校正函數來計算校正之後的光強度ISEMedge (第四步)。模擬器在建模中使用SEM邊緣上的光強度，當應用建模結果時，將該光強度應用於整個光強度分佈的資料。也就是說，將在步驟S314中確定的係數代入到式(1)和(2)中表達的關係中，並將獲得的關係應用於所有繪製的點。稍後將對校正之前和之後的光強度分佈之間的比較的示例進行描述。
在步驟S406中，模擬器設置與圖案的評估位置對應的限幅水平，以用作將應用在步驟S405中獲得的建模結果的中間遮罩圖案的校正之後的光強度分佈的參考。在步驟S407中，模擬器基於在步驟S405中校正的光強度ISEMedge 的分佈和在步驟S406中設置的限幅水平來計算將應用建模結果的中間遮罩圖案的CD，從而計算光阻圖案(第五步)。這使得可以以比現有技術高的精度計算光阻圖案。稍後將參照示例對當應用建模結果時現有技術與本發明之間的比較進行描述。
[範例]
將對上述實施例中的示例進行描述。在步驟S301中，設置在建模中使用的多個中間遮罩圖案。圖11是所使用的圖案的示意圖。在圖案A中，所有條具有長度W=5μm。雖然為了簡化起見圖案A在圖11中具有三條線，但是它實際上具有17條線。此外，圖案A具有在圖案A的整個區域中周期性佈置的線和間隔，以及17條線中的作為評估部分的中心線。通過定義線和間隔大小的不同組合，獲得25種類型的圖案A。在圖案B中，所有條具有長度W=2 μm。雖然為簡化起見圖案B在圖11中具有三條線，但是它實際上具有9條線。此外，圖案B具有在圖案B的整個場中周期性佈置的線、間隔和間隙以及9條線中的作為評估部分的中心線。通過定義線、間隔和間隙大小的不同組合，獲得8種類型的圖案B。圖案C是通過將圖案B的遮光部分和透光部分反轉而獲得的中間遮罩圖案。圖案C利用與圖案B相同的大小定義，並使用5種類型的圖案C。圖18描述實際大小。雖然在該示例中使用上述總共38種類型的圖案，但是圖案類型、這些圖案的條的長度和數量以及這些圖案的線、間隔和間隙的大小不限於具有上述數值的圖案。
在步驟S302中，確定將從在步驟S301中設置的多個中間遮罩圖案選擇的參考圖案及其目標大小和評估位置。參考圖案在本文中是指用於確定中間遮罩圖案上的曝光量的圖案。在該示例中，圖11中所示的50nm線和間隔圖案被確定為參考圖案。在步驟S303中，模擬器對在步驟S301中設置的在建模中使用的每個中間遮罩圖案，計算形成在晶片上的光學圖像的光強度分佈。在步驟S304中，模擬器使用給定的擴散長度對光學圖像的光強度分佈進行卷積。在步驟S305中，模擬器設置限幅水平。在該示例中，將限幅水平設置為與參考圖案中的中間條的實際大小匹配的光強度(曝光量)。在步驟S306中，模擬器基於在步驟S305中確定的限幅水平來計算各個圖案的CD。在步驟S307中，模擬器將在步驟S306中計算的在建模中使用的圖案的CD的結果與在步驟S204中通過SEM測量的在建模中使用的圖案的CD的結果之間的差的RMS(均方根)值進行比較。在步驟S308中，模擬器改變在步驟S304中設置的擴散長度。模擬器然後重複步驟S304至S307。在該示例中，通過在50nm或更小的範圍內改變擴散長度來重複地進行計算。注意，直到SEM測量為止的序列與圖3中所示的流程圖中的序列相同。此外，使用NA為1.35、環形區域比為0.90/0.72的環形照明和下述晶片進行曝光，在所述晶片上，從晶片側起依次形成39-nm BARC，42-nm TARC，90-nm光阻和35-nm表面塗層。
在步驟S309中，模擬器確定所述差的RMS值最小的擴散長度。在該示例中，該擴散長度為19.3 nm。在步驟S310中，模擬器計算通過使用在步驟S309中確定的擴散長度進行卷積而獲得的校正之前的光強度分佈。在步驟S311中，模擬器提取SEM邊緣上的校正之前的光強度I0SEMedge 。在步驟S312中，模擬器從基於光學圖像計算的光強度分佈，計算在週邊區域中的光強度的最小值J作為代表性光強度。在該示例中，從基於光學圖像計算的光強度分佈提取環境光的強度的最小值。圖12A顯示如圖7所示的通過限定參考圖案中的條的中心部分的線所指示的部分中的光強度分佈。此外，圖12B顯示通過提取下述區域內的光強度的最小值而獲得的光強度J的分佈，所述區域具有300nm的半徑，並落在該線上的17nm(包括)到1μm(包括)的範圍內。圖13A示出對在建模中使用的圖案執行如上所述方法的結果的示例，所述圖案在線大小固定為80nm並且改變間隔大小時獲得。圖13B示出對在建模中使用的圖案執行如上所述的方法的結果的示例，所述圖案在間隔大小固定為80nm並且改變線大小時獲得。如從圖13A和13B可見，可能的光強度J的範圍根據線大小(遮光部分的大小)而不同。
在步驟S313中，模擬器基於在步驟S312中計算的代表性光強度的分佈來提取目標SEM邊緣上的代表性光強度JSEMedge 。在步驟S314中，模擬器對校正函數的係數進行建模，以確定這些係數。在確定係數時，使用兩個不同的曝光量d1 =290 J/m2 和d2 =300 J/m2 時的SEM邊緣上的光強度ISEMedge 。雖然在該示例中使用兩個不同曝光量時的光強度ISEMedge ，但是可使用多於兩個的曝光量。此外，模擬器使用f(JSEMedge )|JSEMedge=1= 0和使用具有a0 =0的多項式的四次方程來確定係數。系數值的結果是a1 =11.5、a2 =-155.3、a3 =1197.6、a4 =-1053.8和α=18.6。圖14顯示當使用系數值的這些結果時校正函數f(JSEMedge )與代表性光強度JSEMedge 之間的關係。
圖15A至15D顯示當線大小固定為80nm並且改變間隔大小時獲得的對於每個線和間隔圖案的校正之前的光強度、代表性光強度、校正函數和校正之後的光強度的結果。所有這些圖表在橫座標上顯示改變的間隔大小。如從圖15A至15D可見，具有作為變數的代表性光強度的校正函數f(JSEMedge )的使用使得光強度的變化在校正之後的光強度ISEMedge 中比在校正之前的光強度I0SEMedge 中小。如上所述，使用代表性光強度執行考慮曝光光的強度的幅度的資訊的建模。此外，為了執行考慮閃光的影響的建模，不僅代表性光強度的分佈，而且描述通過下述光強度分佈的函數也需要被包括到校正函數中，所述光強度分佈通過使用更大的擴散長度對通過中間遮罩投射而獲得的光強度分佈進行卷積而獲得。通過使用更大的擴散長度進行卷積而獲得的光強度分佈K在物理上表示圖案的占空比(白與黑；間隔/線之比)。圖16示出該光強度分佈的示例。圖16是顯示SEM邊緣上的光強度KSEMedge 與通過使用300nm的擴散長度進行卷積而獲得的線和間隔圖案中的占空比之間的關係的圖表，300nm的擴散長度遠大於在步驟S309中確定的擴散長度(19.3nm)。如從圖16可見，SEM邊緣上的光強度KSEMedge 和占空比具有給定的相關性。因此，代表性光強度JSEMedge 和使用相對大的擴散長度計算的光強度KSEMedge 的同時使用使得可實現反映曝光光的強度的幅度和占空比的建模。
接著應用建模結果。將參照圖10中所示的流程圖對該操作進行描述。在步驟S401中，設置將應用建模的中間遮罩圖案。在該示例中，使用在步驟S301中設置的總共38種類型的中間遮罩圖案。在步驟S402中，模擬器對在步驟S401中設置的每個中間遮罩圖案，計算形成在晶片上的光學圖像的光強度分佈。在步驟S403中，模擬器使用在步驟S309中確定的擴散長度對光學圖像的光強度分佈進行卷積。該示例中的擴散長度為19.3 nm。在步驟S404中，模擬器從在步驟S402中計算的光學圖像的光強度分佈計算代表性光強度的分佈。在步驟S405中，模擬器基於在圖4中所示的流程圖的步驟S314中確定的校正函數的係數，創建對在步驟S401中設置的每個中間遮罩圖案的校正之後的光強度分佈。圖17A至17C舉例說明在參考圖案的評估線上應用式(1)和(2)中表達的關係的情況，其中，圖17A是顯示校正之前的光強度分佈的圖表，圖17B是顯示代表性光強度J的分佈的圖表，圖17C是顯示校正之前與之後的光強度分佈之間的比較的圖表。圖17C揭示校正之後的光強度分佈的最小水平比校正之前的光強度分佈的最小水平高，所以可校正校正之前的光強度分佈，而不顯著地改變其形狀。
在步驟S406中，模擬器為在步驟S405中獲得的校正之後的光強度分佈設置限幅水平。在該示例中，將限幅水平設置為與參考圖案中的中心條的實際大小匹配的強度。在步驟S407中，模擬器基於在步驟S406中確定的限幅水平來計算在步驟S401中設置的圖案的CD，從而計算光阻圖案。圖18是顯示在日本專利公開No.08-148404中所述的現有技術和該示例中的光阻圖案的計算精度的圖表。圖18顯示在縱座標上的光阻圖案的計算值相對於通過SEM獲得的實際測量值的偏移(正或負偏移)和在橫座標上的在建模中使用的中間遮罩圖案的大小(單位：nm)。圖18中的圖案A、B和C的定義以及線、間隔和間隙的大小對應於圖11中的圖案A、B和C的定義以及線、間隔和間隙的大小。圖18揭示計算的光阻圖案的大部分的誤差在該實施例中比在現有技術中小。這些光阻圖案的誤差的RMS值在現有技術中為8.08nm、而在該示例中為2.63nm的事實還揭示了在該示例中能以更高的精度計算光阻圖案。
雖然在該示例中不關心例如由投射光學系統產生的像差的影響地計算光阻圖案，但是還可通過考慮例如由投射光學系統產生的像差的影響來計算光阻圖案，這是因為與該示例中的模式相同的模式是可實現的。此外，該示例可與用於優化諸如有效光源的曝光條件的操作組合使用。本發明的方面還可通過系統或裝置的電腦(或者諸如CPU或MPU的設備)和通過如下方法來實現，所述電腦讀出並執行記錄在儲存設備上的程式以執行上述實施例的功能，所述方法的步驟通過系統或裝置的電腦例如讀出並執行記錄在儲存設備上的程式以執行上述實施例的功能來執行。為此目的，例如通過網路或者從用作儲存設備的各種類型的記錄介質(例如，電腦可讀介質)將所述程式提供給所述電腦。在這樣的情況下，所述系統或裝置和儲存所述程式的記錄介質包括在本發明的範圍內。
儘管已參照示例性實施例對本發明進行了描述，但是將理解的是，本發明不限於所公開的示例性實施例。將給予申請專利範圍的範圍以最廣泛的解釋，以涵蓋所有這樣的修改以及等同的結構和功能。
102．．．記錄介質
103．．．主記憶體
104．．．輸入設備
105．．．顯示裝置
106．．．讀出裝置
107．．．記錄介質
圖1是曝光期間生成的化學反應的示意圖；
圖2是顯示計算光阻圖案的電腦的構造的方塊圖；
圖3是通過SEM進行的長度測量的流程圖；
圖4是用於確定校正函數的流程圖；
圖5是用於說明參考圖案及其目標大小和評估位置的視圖；
圖6是用於說明SEM邊緣的圖表；
圖7是用於說明代表性光強度J的映射圖；
圖8是用於說明SEM邊緣上的代表性光強度JSEMedge 的提取的圖表；
圖9A至9D是用於說明在建模中使用的建模圖案中的評估函數的減小的圖表；
圖10是光阻圖案計算方法的流程圖；
圖11是在建模中使用的中間遮罩圖案的視圖；
圖12A和12B分別是顯示光學圖像的光強度分佈和代表性光強度分佈的圖表；
圖13A和13B分別是顯示具有不同間隔大小和線大小的圖案的代表性光強度分佈的圖表；
圖14是顯示校正函數的圖表；
圖15A是示出光強度I0SEMedge 與間隔大小之間的關係的示例的圖表；
圖15B是示出代表性光強度JSEMedge 與間隔大小之間的關係的示例的圖表；
圖15C是示出校正函數f(JSEMedge )與間隔大小之間的關係的示例的圖表；
圖15D是示出光強度ISEMedge 與間隔大小之間的關係的示例的圖表；
圖16是顯示光強度KSEMedge 與占空比之間的關係的圖表；
圖17A至17C是顯示校正之前和之後的參考圖案的光強度分佈的圖表；和
圖18是顯示現有技術與本發明示例中的光阻圖案的計算誤差之間的比較的圖表。

Claims (7)

  1. 一種儲存有使電腦執行計算光阻圖案的方法之程式的儲存媒體，該光阻圖案是透過中間遮罩的圖案和投射光學系統使光阻曝光並使曝光的光阻顯影而形成在基底上的，該方法包括：第一步驟，基於該中間遮罩的圖案和曝光條件來計算形成在該光阻上的光學圖像的光強度分佈；第二步驟，使用第一擴散長度對在第一步驟中計算的光強度分佈進行卷積；第三步驟，使用在第一步驟中計算的光強度分佈或者在第二步驟中卷積的光強度分佈來計算每個點的代表性光強度，該代表性光強度代表具有預定大小並包括限定在該光阻的平面內的該點的區域中的光強度；第四步驟，透過將校正函數與在第二步驟中卷積的光強度分佈相加來對在第二步驟中卷積的光強度分佈進行校正，該校正函數包括由下式給出的第一函數： 其中，J是所述代表性光強度的分佈，ak 和α是常數，n是自然數；和第五步驟，基於在第四步驟中校正的光強度分佈和預先設置的限幅水平來計算該光阻圖案。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的媒體，其中，該區域是具有等於或大於17nm並且等於或小於1μm的半徑且以該點作為其中心的圓形區域和每邊為等於或大於34nm並且等於或小於2μm的正方形區域之一，以及該代表性光強度是該區域中的光強度的最小值、最大值或者平均值之一。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的媒體，該方法還包括：第六步驟，使用比第一擴散長度大的第二擴散長度對在第一步驟中計算的光強度分佈進行卷積，以及該校正函數不僅包括第一函數，而且還包括由下式給出的第二函數： 其中，K是在第六步驟中卷積的光強度分佈，b1 和β是常數，m是自然數。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的媒體，其中，該第一擴散長度不大於50nm，該第二擴散長度等於或大於50nm並且等於或小於200μm。
  5. 根據申請專利範圍第3項所述的媒體，其中，設置該常數ak 、b1 、α和β，以使得評估函數的值落在容限內，該評估函數包括透過校正函數校正的光強度分佈對中間遮罩的圖案的敏感度和透過校正函數校正的光強度分佈對曝光量的敏感度。
  6. 根據申請專利範圍第3項所述的媒體，其中，設置該常數ak 、b1 、α和β，以使得評估函數的值落在容限內，該評估函數被表達為從透過校正函數校正的光強度分佈計算的光阻圖案的線寬與透過曝光處理獲得的光阻圖案的線寬之間的差的均方根值。
  7. 一種使用電腦計算光阻圖案的方法，該光阻圖案是透過中間遮罩的圖案和投射光學系統使光阻曝光並使曝光的光阻顯影而形成在基底上的，該方法包括：第一步驟，基於該中間遮罩的圖案和曝光條件來計算形成在該光阻上的光學圖像的光強度分佈；第二步驟，使用第一擴散長度對在第一步驟中計算的光強度分佈進行卷積；第三步驟，使用在第一步驟中計算的光強度分佈或者在第二步驟中卷積的光強度分佈來計算每個點的代表性光強度，該代表性光強度代表具有預定大小並包括限定在該光阻的平面內的該點的區域中的光強度；第四步驟，透過將校正函數與在第二步驟中卷積的光強度分佈相加來對在第二步驟中卷積的光強度分佈進行校正，該校正函數包括由下式給出的第一函數： 其中，J是所述代表性光強度的分佈，ak 和α是常數，n是自然數；和第五步驟，基於在第四步驟中校正的光強度分佈和預先設置的限幅水平來計算該光阻圖案。
TW100136738A 2010-10-19 2011-10-11 光阻圖案計算方法及計算程式儲存媒體 TWI454939B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010234914A JP5539148B2 (ja) 2010-10-19 2010-10-19 レジストパターンの算出方法及び算出プログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201217992A TW201217992A (en) 2012-05-01
TWI454939B true TWI454939B (zh) 2014-10-01

Family

ID=45933904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100136738A TWI454939B (zh) 2010-10-19 2011-10-11 光阻圖案計算方法及計算程式儲存媒體

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9448495B2 (zh)
JP (1) JP5539148B2 (zh)
KR (1) KR101385901B1 (zh)
CN (1) CN102455594B (zh)
TW (1) TWI454939B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI847247B (zh) * 2021-12-29 2024-07-01 大陸商深圳晶源資訊技術有限公司 一種提高光刻膠模型精度的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102687968B1 (ko) 2018-11-06 2024-07-25 삼성전자주식회사 반도체 소자의 제조 방법
CN117008428B (zh) * 2023-09-26 2024-01-26 全芯智造技术有限公司 光刻仿真方法、设备和介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333203B1 (en) * 1998-08-27 2001-12-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of forming a resist pattern
TWI233149B (en) * 2001-11-15 2005-05-21 Hitachi Ltd Pattern-forming method and manufacturing method of semiconductor device
US20090180093A1 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Canon Kabushiki Kaisha Evaluation method, control method, exposure apparatus, and memory medium
TW201017342A (en) * 2008-07-11 2010-05-01 Canon Kk Exposure method and memory medium storing computer program

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3297791B2 (ja) * 1994-11-16 2002-07-02 ソニー株式会社 露光方法およびレジストパターン算出方法
JP3331822B2 (ja) * 1995-07-17 2002-10-07 ソニー株式会社 マスクパターン補正方法とそれを用いたマスク、露光方法および半導体装置
JPH11204397A (ja) * 1998-01-08 1999-07-30 Mitsubishi Electric Corp パターン決定方法および露光装置に用いられるアパーチャ
JP3223965B2 (ja) * 1998-07-10 2001-10-29 日本電気株式会社 化学増幅型レジスト形状の計算方法及び記録媒体
JP2004228228A (ja) * 2003-01-21 2004-08-12 Toshiba Corp 形状シミュレーション方法、形状シミュレーションプログラム及びマスクパターン作成方法
JP2004264102A (ja) 2003-02-28 2004-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｓｅｍシュリンク量測定方法および測長ｓｅｍ装置
CN1720483B (zh) * 2003-05-30 2010-05-12 富士通微电子株式会社 局部眩光校正
JP2006156864A (ja) 2004-12-01 2006-06-15 Sony Corp レジストパターン・ライン幅の算出方法、マスクパターン・ライン幅の補正方法、光近接効果補正方法、露光用マスクの作製方法、露光用マスクを作製するための電子線描画方法、露光方法、及び、半導体装置の製造方法
US7494753B2 (en) * 2005-01-28 2009-02-24 Asml Masktools B.V. Method, program product and apparatus for improving calibration of resist models used in critical dimension calculation
JP4413825B2 (ja) * 2005-07-13 2010-02-10 株式会社東芝 潜像計算方法、マスクパターン作成方法および半導体装置の製造方法
JP2007108508A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Toshiba Corp マスクパターンの作成方法、マスクの製造方法およびプログラム
JP4328811B2 (ja) * 2007-02-27 2009-09-09 キヤノン株式会社 レジストパターン形状予測方法、プログラム及びコンピュータ
JP5178257B2 (ja) * 2008-03-13 2013-04-10 キヤノン株式会社 パラメータ決定方法、露光方法、デバイス製造方法及びプログラム
JP2009302206A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Canon Inc 露光パラメータの決定方法、露光パラメータを決定するためのプログラム、露光方法及びデバイス製造方法
JP5215812B2 (ja) * 2008-10-29 2013-06-19 キヤノン株式会社 照明条件の決定方法、プログラム、露光方法及びデバイス製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333203B1 (en) * 1998-08-27 2001-12-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of forming a resist pattern
TWI233149B (en) * 2001-11-15 2005-05-21 Hitachi Ltd Pattern-forming method and manufacturing method of semiconductor device
US20090180093A1 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Canon Kabushiki Kaisha Evaluation method, control method, exposure apparatus, and memory medium
TW201017342A (en) * 2008-07-11 2010-05-01 Canon Kk Exposure method and memory medium storing computer program

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI847247B (zh) * 2021-12-29 2024-07-01 大陸商深圳晶源資訊技術有限公司 一種提高光刻膠模型精度的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102455594A (zh) 2012-05-16
JP2012089673A (ja) 2012-05-10
JP5539148B2 (ja) 2014-07-02
US9448495B2 (en) 2016-09-20
TW201217992A (en) 2012-05-01
US20120092639A1 (en) 2012-04-19
CN102455594B (zh) 2013-10-30
KR20120040658A (ko) 2012-04-27
KR101385901B1 (ko) 2014-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI317080B (zh)
KR100958714B1 (ko) 리소그래피 공정의 포커스-노광 모델을 생성하는 시스템 및방법
TWI467344B (zh) 決定曝光參數的方法，曝光方法，製造元件的方法及記錄媒體
KR102491578B1 (ko) Ｏｐｃ 방법 및 그 ｏｐｃ 방법을 이용한 마스크 제조방법
TW584789B (en) Pattern size correction apparatus, pattern size correction method and photomask
US8458626B1 (en) Method for calibrating an SRAF printing model
CN110262191B (zh) 一种计算光刻建模方法及装置
US20120052418A1 (en) Method for optimizing source and mask to control line width roughness and image log slope
KR102262427B1 (ko) 확률적 변동을 추산하는 모델
JP2004177961A (ja) マスキング・プロセス・シミュレータの自動較正方法及びシステム
US7131104B2 (en) Fast and accurate optical proximity correction engine for incorporating long range flare effects
TWI447527B (zh) 用於預測光阻圖案形狀之方法，儲存用於預測光阻圖案形狀之程式的電腦可讀取媒體，以及用於預測光阻圖案形狀之電腦
JP4202214B2 (ja) シミュレーション方法及び装置
US7093226B2 (en) Method and apparatus of wafer print simulation using hybrid model with mask optical images
TWI454939B (zh) 光阻圖案計算方法及計算程式儲存媒體
US7117475B2 (en) Method and system for utilizing an isofocal contour to perform optical and process corrections
US9223911B2 (en) Optical model employing phase transmission values for sub-resolution assist features
JP2004163670A (ja) 露光マスクの補正方法、及び露光管理方法
JP3267272B2 (ja) 投影光学系の収差量の測定方法
JP4317186B2 (ja) ローカルフレア補正
CN117950280B (zh) 建立光学邻近效应修正模型的方法、电子设备和存储介质
US20100081295A1 (en) Process model evaluation method, process model generation method and process model evaluation program
KR100811269B1 (ko) 광근접 효과 보정을 위한 패턴 모델링 방법
US20090041382A1 (en) Simulation method of optical image intensity distribution, program, and method of manufacturing semiconductor device
JP2006210669A (ja) レジストパターン予測方法、その装置および記録媒体