TWI597561B - 圖案產生方法、遮罩的製造方法、曝光方法、半導體設備的製造方法、儲存媒體、以及資訊處理裝置 - Google Patents

Description

圖案產生方法、遮罩的製造方法、曝光方法、半導體設備的製造方法、儲存媒體、以及資訊處理裝置

本發明關於圖案產生方法、儲存媒體以及資訊處理裝置。

包括照明光學系統和投影光學系統的曝光設備已被用於光刻技術。照明光學系統利用來自光源的光照明遮罩。投影光學系統將遮罩圖案的圖像投影到基板(例如晶片)上。當要形成在基板上的靶心圖表案的最小尺寸小於用於曝光的光源的波長時，在毗鄰圖案之間，遮罩圖案的圖像在基板上的投影關於不期望的光相互作用(干涉)。因此，在基板上形成了具有不同於靶心圖表案的形狀的、不期望的圖像。靶心圖表案的最小尺寸與光源的波長之間的差越大，則引起圖案的解析度缺陷的可能性越高。

一種已知的用於使用電腦產生遮罩圖案的方法包括： 從包括大量標準單元(cell)的單元庫中選擇多個單元、佈置這些單元、並對多個佈置的單元進行光學鄰近校正(optical proximity correction，下文中稱為OPC)。經由OPC，以將圖案的圖像設置在目標範圍內的方式來校正各圖案元素的形狀。在OPC中，考慮到了在毗鄰圖案之間光的干涉如何影響形成的圖案圖像。單元庫包括形成用於遮罩圖案的基本圖案的多個單元。多個單元包括彼此不同的圖案。

用於改變圖案元素的形狀的計算量隨著圖案元素的數量的增加而增加。因此，當佈置要使用的所有單元以產生遮罩圖案，然後對整個遮罩圖案(整個晶片)進行OPC時，需要極其大量的計算。美國專利申請第2009/0100396號公報討論了解決這種情況的方法。具體而言，對各個單元中的圖案進行OPC以校正圖案的形狀，並且佈置經歷了OPC的多個單元來形成遮罩圖案。然後，對整個遮罩圖案最後一次進行OPC。由於各單元的圖案已經經歷了OPC，因此不需要向具有已經被校正在目標範圍內的圖像的一些圖案元素施加對整個遮罩的OPC。因此，減少了要校正的圖案元素的數量。結果，能夠減少OPC中的計算量。

在美國專利第7873929號公報中，將輔助圖案按特定規則佈置在標準單元中。因此，能夠以更小的光學鄰近效果(當佈置多個標準單元時產生該光學鄰近效果)或無光學鄰近效果來產生遮罩圖案。在日本特開2005-84101號公報中，在虛擬圖案(dummy pattern)被添加至單元的圖案的兩側的情況下進行OPC，然後去除虛擬圖案並且將由 此得到的圖案儲存在單元庫中。

美國專利申請第2009/0100396號公報討論了使各單元中的圖案變形的OPC，但是並未討論用於實現單元中的主圖案的更高解析度的輔助圖案。因此，無法獲得輔助圖案的解析度提升效果。在美國專利第7873929號公報中，僅在單元內部佈置輔助圖案。因此，由於輔助圖案佈置的限制，可能無法實現足夠的解析度。在日本特開2005-84101中討論的虛擬圖案在OPC中不僅被放置在單元內，而且還被放置在單元的兩側。當單元被儲存在單元庫中時去除虛擬圖案。因此，由於在從單元庫中選擇的單元中不存在虛擬圖案，當產生遮罩圖案時可能無法實現足夠的解析度。

根據本發明的一個方面，提供了一種圖案產生方法，其用於使用處理器藉由相鄰佈置從包含多個單元的單元庫中選擇的多個單元來產生遮罩的圖案，所述圖案產生方法包括：限定步驟，在各單元中限定主圖案的覆蓋區；佈置步驟，相鄰佈置第一單元和具有在所述主圖案的覆蓋區外部的輔助圖案的第二單元，使得所述第二單元的所述覆蓋區外部的輔助圖案存在於所述第一單元的主圖案的覆蓋區中；以及產生步驟，藉由在相鄰佈置的所述第一單元和所述第二單元中的、所述第二單元的所述覆蓋區外部的輔助圖案的圖案元素與所述第一單元中的所述主圖案接近或重 疊的部分中，去除所述輔助圖案的圖案元素，來產生所述遮罩的圖案。

根據以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的其他特徵將變得清楚。

1‧‧‧匯流排

2‧‧‧處理單元

3‧‧‧顯示單元

4‧‧‧儲存單元

5‧‧‧輸入單元

6‧‧‧媒體介面

7‧‧‧儲存媒體

10‧‧‧接觸孔(主圖案元素)

12‧‧‧覆蓋區

14‧‧‧容許區域

16‧‧‧輔助圖案元素

18‧‧‧輔助圖案元素

20‧‧‧部分

22‧‧‧圓

24‧‧‧輪廓

26‧‧‧部分

28‧‧‧區域

30‧‧‧容許區域

100‧‧‧電腦

圖1是例示遮罩圖案的產生方法的流程圖。

圖2是例示單元A至D的圖。

圖3是例示各自包括輔助圖案的單元A’至D’的圖。

圖4是例示有效光源分佈的圖。

圖5是例示作為相鄰佈置單元A’至D’的狀態的遮罩圖案的圖。

圖6是例示彼此接近或彼此重疊的輔助圖案元素的圖。

圖7是例示在部分去除輔助圖案之後的圖案的圖。

圖8是例示在第一示例性實施例中確定的遮罩圖案的圖。

圖9是例示在第二示例性實施例中部分去除輔助圖案之後的圖案的圖。

圖10是例示在第二示例性實施例中確定的遮罩圖案的圖。

圖11是例示容許區域的變型例的圖。

圖12是例示根據第一比較例的遮罩圖案的圖。

圖13是例示根據第二比較例的遮罩圖案的圖。

圖14是例示根據第三比較例的遮罩圖案的圖。

圖15是例示在第四比較例中的單元A1至D1的圖。

圖16是例示在第四比較例中的遮罩圖案的圖。

圖17是例示電腦的構造的圖。

可以藉由硬體、韌體、軟體或它們的任意組合來實現一個實施例的元素。術語硬體通常是指具有諸如電子、電磁、光學、光電、機械、電子機械部件等的物理結構的元件。硬體實現可以包括類比或數位電路、設備、處理器、專用積體電路(ASIC)、可程式設計邏輯裝置(PLD)、現場可程式設計閘陣列(FPGA)或任意電子設備。術語軟體通常是指邏輯結構、方法、步驟、程式、例行程式(routine)、處理、演算法、公式、函數、運算式等。術語韌體通常是指在硬體結構(例如，快閃記憶體、ROM、EPROM)中實現或實施的邏輯結構、方法、步驟、程式、例行程式、處理、演算法、公式、函數、運算式等。韌體的示例可以包括微碼、可寫控制記憶體、微程式結構(micro-programmed structure)。當在軟體或韌體中實現時，實施例的元素可以是用以進行必要任務的程式碼片段。軟體/韌體可以包括執行在一個實施例中描述的操作的實際代碼，或者模擬或模擬操作的代碼。程式或程式碼片段可以被儲存在處理器或機器可存取媒體中。“處理器可讀或可存取媒體”或“機器可讀或可存取媒體”可以包括 可以儲存資訊的任何媒體。可以儲存的處理器可讀或機器可存取媒體的示例包括儲存媒體、電子電路、半導體記憶體設備、唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、通用序列匯流排(USB)記憶棒、可擦除可程式設計ROM(EPROM)、軟碟、高密度磁片(CD)ROM、光碟、硬碟等。機器可存取媒體可以在製造的物品中被實施。機器可存取媒體可以包括當被機器存取時，使機器進行上述操作或動作的資訊或資料。機器可存取媒體也可以包括嵌入其中的程式碼、指令或多個指令。程式碼可以包括進行上述操作或動作的機器可讀代碼、指令或多個指令。在此，術語“資訊”或“資料”是指標對機器可讀目的而編碼的任意類型的資訊。因此，“資訊”或“資料”可以包括程式、代碼、資料、檔等。

實施例的全部或部分可以藉由依據對應於特定特徵、功能的應用的各種手段來實現。這些手段可以包括硬體、軟體、韌體、或它們的任意組合。硬體、軟體、或韌體元素可以具有彼此耦合的數個模組。硬體模組藉由機械、電氣、光學、電磁或任意物理連接與其他模組耦合。軟體模組藉由功能、步驟、方法、副程式、或副程式調用、跳轉、連結、參數、變數、變元傳遞、函數返回等與其他模組耦合。軟體模組與其他模組耦合以接收變數、參數、變元、指針等，和/或產生或傳遞結果、更新變數、指標等。韌體模組藉由以上硬體和軟體耦合方法的任意組合與其他模組耦合。硬體、軟體或韌體模組可以與其他硬體、 軟體或韌體模組中的任一個耦合。模組也可以是軟體驅動程式或介面，以與在平臺上運行的作業系統相互作用。模組也可以是硬體驅動程式，以構造、建立、初始化、向硬體設備發送資料並從硬體設備接收資料。裝置可以包括硬體、軟體和韌體模組的任意組合。

第一示例性實施例關於在用於製造半導體設備的光刻技術中使用的圖案產生(形成)方法，例如，關於用於產生(形成)在曝光設備中使用的遮罩圖案的資料的方法，該曝光設備使用照明遮罩的照明光學系統和將遮罩圖案的圖像投影在基板上的投影光學系統來曝光基板。

如下進行遮罩圖案的資料的產生方法。電腦(資訊處理裝置)的處理單元讀出並執行程式，並且電腦藉由使用圖案的資料進行計算。圖17例示了執行用於形成遮罩圖案的程式的電腦100的構造。電腦100包括匯流排1、處理單元2、顯示單元3、儲存單元4、輸入單元5以及媒體介面6。處理單元2、顯示單元3、儲存單元4、輸入單元5以及媒體介面6經由匯流排1彼此連接。媒體介面6能夠被連接到儲存媒體7。用於形成儲存媒體7中儲存的遮罩圖案的程式被媒體介面6讀取，並被儲存在儲存單元4中。然後，處理單元2讀出並執行儲存單元4中儲存的程式。儲存單元4儲存用於形成遮罩圖案的程式和用於計算的資料。諸如中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU)、數位訊號處理器(DSP)或FPGA等的處理單元2包括用於暫時儲存的高速緩衝記憶體。顯示單元3是 諸如顯示器的顯示裝置。儲存單元4是記憶體或硬碟。輸入單元5是鍵盤、滑鼠等。媒體介面6是例如CD驅動器、通用序列匯流排(USB)介面等。儲存媒體7是CD、USB記憶體等。用於實現本示例性實施例的功能的軟體和程式被包括多個電腦的資訊處理裝置經由網路或各種儲存媒體執行。配置在彼此遠離的位置處的電腦可以經由有線或無線通訊在彼此之間發送和接收資料，以執行程式中的各種類型的處理。資訊處理裝置的處理單元組成了用於執行以下描述的步驟的各單元。

下面說明由電腦100執行的遮罩圖案的形成方法。圖1例示了由電腦100執行的遮罩圖案的形成方法的流程圖。

在步驟S102至S108中，藉由向標準單元添加輔助圖案來創建新單元庫。

在步驟S102中，電腦100的處理單元2從包括多種類型的標準單元的單元庫中選擇用於形成遮罩圖案的單元，並且獲取在選擇的單元中的圖案的資料。獲取的資料可以是基於使用者經由輸入裝置5發出的指令而從單元庫中選擇的單元的圖案資料，或者是由電腦100自動選擇的單元的圖案資料。單元庫被儲存在電腦100的儲存單元4(記憶體)中。藉由從儲存單元庫的儲存單元4中讀出單元的資料，來獲取單元的資料。單元形成了被用作遮罩圖案的基本圖案。通常，單元庫包括數十至數百種類型的通常被用作電路圖案的標準單元。各單元包括彼此不同的圖 案。單元庫包括單元資訊，例如單元的名稱和範圍、輸入輸出引腳(pin)資訊、包括佈線層的佈局物理屬性資訊的庫交換格式(LEF)檔、包括電晶體的寄生電容和熱電位的波動的庫(LIB)檔、邏輯電路設計資料、以及設計值的圖形設計系統(GDS)II數據。單個單元包括電晶體的擴散區域、閘極、觸點、金屬零件、通路孔等。

圖2例示了四個標準單元的示例。標準單元實際包括多個遮罩層。然而，為了簡化描述，僅例示了接觸孔層的示例。例如，標準單元A的圖案(主圖案)包括各自具有正方形的12個接觸孔(主圖案元素)10。各主圖案元素是100nm×100nm的正方形。單元的矩形覆蓋區(footprint)12表示在以下描述的步驟S112中相鄰佈置單元時與其他單元的邊界。在步驟S112中，以使覆蓋區12之間不相重疊的方式相鄰佈置單元。單元庫包括關於作為單元的範圍的覆蓋區12的資訊。類似地，標準單元B、C和D各自包括多個接觸孔10和覆蓋區12。

然後，在步驟S104中，電腦100的處理單元2對各標準單元設置容許區域14。容許區域14是能夠佈置用於實現主圖案的更高解析度的輔助圖案的區域。在本示例性實施例中，容許區域14是藉由將各單元的覆蓋區12在上、下、左和右方向上擴大150nm而獲得的區域。因此，容許區域14被設置為比覆蓋區12寬。

接下來，在步驟S106中，電腦100的處理單元2基於各單元的主圖案產生輔助圖案，並且佈置輔助圖案。輔 助圖案(也被稱為亞解析度輔助圖樣(SRAF))被構造為不進行解析，而是被放置在用於實現主圖案的更高解析度的位置處。在本示例性實施例中，使用日本特開2008-040470號公報中描述的二維透射交叉係數來計算單元A至單元D的主圖案10的近似空中圖像(approximate aerial image)(光學圖像)，並且輔助圖案元素16被放置在近似空中圖像的峰位置。使用下面的與投影曝光相關的參數來計算近似空中圖像。將遮罩圖案投影到基板上的投影光學系統的數值孔徑(NA)被設置為0.85。曝光波長被設置為193nm(ArF雷射光束)。投影倍率被設置為0.25×。圖4中的黑色區域表示在照明光學系統的光瞳面上的光強分佈(有效光源分佈)。藉由被配置為彼此足夠遠離以不引起單元之間的光學鄰近效果的單元A至D來計算近似空中圖像，從而防止單元A至D互相作用。圖3例示了各自包括輔助圖案的單元A’至D’。輔助圖案包括被例示為白色正方形的多個輔助圖案元素16。輔助圖案中的各輔助圖案元素16小於主圖案中的主圖案元素10。輔助圖案的輔助圖案元素16被佈置在各單元的覆蓋區12內，還被佈置在覆蓋區12外部的容許區域14中。因此，輔助圖案不必被佈置在單元的覆蓋區12之內。當輔助圖案元素16的中心位置在覆蓋區12之內時，在覆蓋區12與容許區域14之間的邊界上的輔助圖案元素16被確定為在覆蓋區12中，並且當輔助圖案元素的中心位置在覆蓋區12之外時，輔助圖案元素16被確定在覆蓋區12外 部。用於計算光學圖像的方法不限於使用二維透射交叉係數的方法，並且也可以採用基於其他模型的方法。具體而言，可以藉由使用其他光學模型計算圖案的光學圖像，來產生圖案。用於形成輔助圖案的方法不限於使用光學模型的方法。可以將用於實現圖案圖像的更高對比的輔助圖案按預定規則放置在圖案圖像周圍。

然後，在步驟S108中，電腦100的處理單元2將在步驟S106中藉由佈置輔助圖案而獲得的單元A’至D’，登記在步驟S102中從中選擇單元A至D的單元庫中，或其它單元庫中。可選地，可以對單元A’至D’進行OPC以改變主圖案和輔助圖案的形狀等，並且由此得到的單元A’至D’可以被儲存在單元記憶體中。

接下來，在步驟S110至S116中形成遮罩圖案。

首先，在步驟S110中，電腦100的處理單元2根據邏輯電路設計，從單元庫中選擇多個單元，並且將這些單元相鄰佈置在遮罩的資料上。在整個遮罩上的圖案包括與單個半導體晶片的區域相對應的至少一個圖案。在單個半導體晶片的區域中的圖案被形成為包括作為一組功能塊的塊單元、指示資料的輸入和輸出的輸入輸出(IO)單元、以及各自為邏輯元素的標準單元的電路圖案組的組合。為了簡化本示例性實施例的描述，在遮罩的資料上相鄰佈置從單元庫中選擇的單元A’至D’的構造僅是示例。在實際邏輯電路中的單元佈置的規模要大得多，並且因此佈置了大量的單元。除了單元A’至D’之外，要被佈置的單元可 以包括例如僅在覆蓋區內包括輔助圖案的單元、以及不包括輔助圖案的單元。圖5例示了單元A’至D’被佈置為覆蓋區12彼此接觸而不彼此重疊的狀態。以如下的方式佈置單元A’和C’：配置在第一單元的下側上的單元A’(第一單元)的覆蓋區之外的輔助圖案元素在單元C’(第二單元)的覆蓋區中。上述情況也適用於單元A’和B’、以及單元B’和D’。根據本示例性實施例，多個單元被佈置為之間無空隙。然而，單元也可以被佈置為之間有空隙。

接下來，在步驟S112中，電腦100的處理單元2在相鄰佈置的單元A’至D’中部分地去除輔助圖案的一部分的輔助圖案元素。例如，在圖5的佈置狀態中，作為在單元A’的覆蓋區外部並且非常接近作為單元C’中的解析度目標的主圖案的輔助圖案元素18，被佈置在單元C’的覆蓋區內。配置在單元A’的覆蓋區外部並且非常接近單元C’的主圖案的輔助圖案元素18，可能對單元C’的主圖案的解析度有不利的影響，並且由於單元A’中的輔助圖案不是針對單元C’中的主圖案的輔助圖案，可能無法獲取期望的圖像。因此，當配置在第一單元外部的、第一單元的輔助圖案元素與第二單元的主圖案元素毗鄰或部分重疊，該第二單元被佈置在第一單元旁邊時，去除第一單元的輔助圖案元素。在本示例性實施例中，確定中心座標在垂直和橫向上距主圖案元素的中心座標在100nm內的輔助圖案元素被去除。該確定基於與在輔助圖案元素被佈置在標準單元中的情況下的規則相同的規則。圖6例示了作 為去除目標的、圖5中示出的輔助圖案元素18已被去除的狀態。

接下來，去除了被配置為彼此非常接近的輔助圖案元素中的任意一者。例如，在圖6例示的狀態中，存在被配置在單元A’的覆蓋區外部的輔助圖案元素與被配置在單元C’的覆蓋區內的輔助圖案元素重疊的部分20。被配置在單元A’的覆蓋區外部並且與單元C’的輔助圖案元素毗鄰或重疊的輔助圖案元素可能被包括在解析度中。因此，在第一單元的覆蓋區外部的第一單元的輔助圖案元素與第二單元的輔助圖案元素接近或重疊的部分中，去除了第一單元的輔助圖案元素與第二單元的輔助圖案元素中的任意一者。在本示例性實施例中，當在輔助圖案元素的中心座標之間的距離在垂直和水準方向上不大於100nm時，確定要去除輔助圖案元素中的一者。因此，將去除圖6中的各部分20(點線框內)中的輔助圖案元素中的一個。類似地，在一個單元的覆蓋區內的輔助圖案元素中的一個與其他單元的覆蓋區內的輔助圖案元素彼此接近或彼此重疊的部分中，將去除輔助圖案元素中的一個。在本示例性實施例中，在部分20中的多個輔助圖案元素之中，接近主圖案的輔助圖案元素被去除。當三個輔助圖案元素中的兩個要被去除時，去除三個輔助圖案元素中的、除了最接近重心的一個之外的輔助圖案元素。圖7例示了由此去除了輔助圖案元素的狀態。

然後，在步驟S114中，電腦100的處理單元2對圖 7例示的圖案進行OPC，並且由此得到的圖案被確定為遮罩圖案。圖8例示了OPC處理的結果。在本示例性實施例中，雖然經由OPC處理校正了主圖案的邊的位置和長度，但是輔助圖案的位置和大小保持不變。

在圖8中，與主圖案元素10重疊的圓22表示主圖案的圖像的輪廓。檢查作為光刻餘量(解析度)的一個指標的焦點深度。具體而言，藉由改變散焦量來檢查主圖案的圖像的寬度。發現在共通焦點深度為165nm的情況下，所有主圖案元素的圖像的寬度落入100±10nm的範圍內。此外，輔助圖案不被解析。

接下來，將描述在圖1的步驟S112中部分去除了輔助圖案的示例作為第二示例性實施例。直至圖6例示的狀態為止，處理都與第一示例性實施例中的相同。在本示例性實施例中，在輔助圖案元素彼此接近或彼此重疊的部分20中，去除輔助圖案元素中的一個，並且剩餘的輔助圖案元素被移動到輔助圖案元素之間的中間位置。當要去除三個輔助圖案元素中的兩個時，去除兩個彼此最接近的輔助圖案元素中的一個。然後，剩餘的元素被移動到兩個輔助圖案元素之間的中間位置。當在該處理之後剩餘的輔助圖案元素彼此接近或彼此重疊時，重複上述去除和移動處理。圖9例示了作為這種處理的結果的圖案的狀態。移動剩餘的輔助圖案元素、去除作為去除目標的所有輔助圖案元素、並且將輔助圖案元素新放置在中間位置的處理產生相同的結果，並且因此被認為相同。

然後，在步驟S114中，對圖9例示的圖案進行OPC。圖10例示了作為OPC的結果的圖案。在第二示例性實施例中進行的OPC與在第一示例性實施例中的相同。在此，藉由改變散焦量來檢查主圖案元素中的圖像的寬度。發現在共通焦點深度為165nm的情況下，所有主圖案元素的圖像的寬度落入100±10nm的範圍內。此外，輔助圖案不被解析。因此，確認了在第二示例性實施例中也能夠獲得與在第一示例性實施例中相同的效果。

在第一示例性實施例中，當擴大能夠佈置輔助圖案的容許區域14時，輔助圖案的效果變大，並且由此光刻餘量趨於變大。然而，針對被放置為遠離單元的覆蓋區的輔助圖案元素，僅產生小的效果。此外，在佈置多個單元以形成遮罩圖案之後，去除大量輔助圖案元素，因此用於去除輔助圖案元素的計算量增加。因此，容許區域14不必隨著其尺寸增加而變得更有效，因此要具有合適的尺寸。根據本示例性實施例，在容許區域14中，在四個方向上將覆蓋區12擴大150nm。當標準化值k1=D×NA/λ時，k1=150/193×0.85=0.66，其中D表示距離，λ表示曝光波長，並且NA表示投影光學系統的數值孔徑。輔助圖案元素能夠被配置在距單元的覆蓋區12多遠會有好的效果，依據主圖案的佈置、有效光源分佈、投影光學系統的NA、以及曝光波長。被以超過1.5的k1距離配置的輔助圖案元素顯著無效。因此，在容許區域14的外周與單元的覆蓋區12的外周之間的距離是不大於1.5的k1。

在第一示例性實施例中，容許區域14是藉由在四個方向上擴展覆蓋區12而獲得的區域。然而，不限於此。例如，如圖11所例示的，容許區域30可以具有距主圖案元素一定距離的外周(點線)。在圖11中，容許區域30是在與覆蓋區12的外周正交的方向上距主圖案元素10在280nm內的單元的覆蓋區12的外側的區域。圖11例示了在由此設置的區域30中藉由佈置輔助圖案而獲得的單元A2至D2。

在第一示例性實施例中，當在輔助圖案元素的中心座標與主圖案元素或其他輔助圖案元素的中心座標之間的距離在垂直和橫向上等於或小於100nm時，確定要去除輔助圖案元素。然而，可以以其他方式來確定要去除的元素。可以基於多個圖案元素(主圖案元素或輔助圖案元素)的中心之間的距離或邊緣之間的距離來確定要去除的元素。閾值可以是100nm之外的值。在主圖案元素與輔助圖案元素之間的距離的閾值，與在輔助圖案元素之間的距離的閾值可以不同。根據第一示例性實施例，應用於該確定的規則可以不同於在單元中佈置輔助圖案時使用的規則。例如，考慮如下情況：即使當輔助圖案被放置在單元上時在輔助圖案元素與主圖案元素之間的距離的閾值被設置為100nm，在單元中實際放置的輔助圖案與主圖案之間的最短距離也為130nm。在這種情況下，距主圖案元素100nm的距離的位置可能不適於作為輔助圖案被放置在單元上的位置。因此，在多個單元被佈置為遮罩圖案之 後在輔助圖案元素與主圖案元素之間的距離的閾值可以被設置為大於100nm但不大於130nm的值。

在第一示例性實施例中，要分析在輔助圖案元素與主圖案元素之間的距離，或在多個輔助圖案元素之間的距離。可以針對所有輔助圖案元素獲取距離，或者可以僅針對接近單元的覆蓋區的邊界的輔助圖案元素獲取距離。此外，可以針對被配置為接近單元的覆蓋區的邊界、並且在相鄰佈置了多個單元之後可以非常接近主圖案元素或其他輔助圖案元素的輔助圖案元素，配設識別字。然後，可以僅針對配設有識別字的輔助圖案元素，獲得到其他圖案元素(主圖案元素或輔助圖案元素)的距離。藉由由此減少要獲得距離的目標的數量，能夠減少計算量。

將描述不佈置輔助圖案的第一比較例。圖2例示的不配設輔助圖案的多個標準單元A至D被相鄰佈置以形成遮罩圖案，並且對主圖案進行OPC。在圖12中例示了結果。圓22表示圖案的圖像的輪廓。藉由改變散焦量來檢查主圖案元素的圖像的寬度。發現在共通焦點深度為146nm的情況下，所有主圖案元素的圖像的寬度落入100±10nm的範圍內。在第一示例性實施例中共通焦點深度是165nm，並且因此根據第一示例性實施例的遮罩圖案的形成方法能夠實現較大焦點深度(光刻餘量)。

接下來，將描述僅在相鄰佈置多個單元以形成遮罩圖案之後才放置輔助圖案的示例，作為第二比較例。如圖2所示，未配設輔助圖案的多個單元A至D按原樣被相鄰 佈置以形成遮罩圖案，然後佈置輔助圖案。在本比較例中，也使用二維透射交叉係數來計算近似空中圖像，並且基於近似空中圖像來佈置輔助圖案。在佈置了輔助圖案之後，對主圖案進行與第一示例性實施例中的相同的OPC。圖13例示了得到的遮罩圖案和該遮罩圖案中的圖像的輪廓。藉由改變散焦量來檢查主圖案元素的圖像的寬度。發現在共通焦點深度為161nm的情況下，所有主圖案元素的圖像的寬度落入100±10nm的範圍內。因此，與第一示例性實施例相比，效果幾乎相同或略低。然而，半導體設備的實際晶片的面積是數平方毫米，而藉由使用單個近似空中圖像地圖能夠佈置的輔助圖案的面積是數平方微米。因此，在根據第二比較例的方法中，要數百萬次地計算近似空中圖像。另一方面，在根據第一示例性實施例的圖案形成方法中，在各標準單元上，僅進行一次用於佈置輔助圖案的計算。由於標準單元庫包括數百種類型的標準單元，計算量遠遠小於第二比較例中的計算量。

將描述相鄰佈置以形成遮罩圖案的單元包括在覆蓋區12外部的輔助圖案的第三比較例。首先，在圖3中例示的具有在單元的主圖案的覆蓋區12外部的輔助圖案的單元A’至D’被相鄰佈置，並且如圖5所示，該圖案被確定為未去除輔助圖案元素的遮罩圖案。然後，對主圖案進行OPC。圖14例示了得到的遮罩圖案和該遮罩圖案中的圖像的輪廓。圖14中的三個輪廓24由於毗鄰的輔助圖案元素而不是完美的圓形。此外，在部分26中，輔助圖案元 素被佈置得彼此非常接近，因此被解析。因此，該遮罩圖案不應該被實際使用。

將描述輔助圖案不被佈置在單元的覆蓋區12的外周附近或覆蓋區12外部的第四比較例。如圖15所示，設置從各單元的覆蓋區12的外周保持50nm或更遠的距離的內部區域28。然後，僅中心座標在區域28內的輔助圖案元素被佈置在區域28中。圖15例示了輔助圖案僅被佈置在區域28內的單元A1至D1。然後，單元A1至D1被相鄰佈置以形成遮罩圖案。在本比較例中，無論多個單元被如何佈置以形成遮罩圖案，輔助圖案元素也絕不與主圖案元素非常接近，或者彼此非常接近。接下來，對單元A1至D1的主圖案進行OPC。圖16例示了得到的遮罩圖案和遮罩圖案圖像的輪廓。藉由改變散焦量來檢查主圖案元素的圖像的寬度。發現在共通焦點深度為151nm的情況下，所有主圖案元素的圖像的寬度都落入100±10nm的範圍內。因此，根據第一示例性實施例的、遮罩圖案的製造方法能夠實現更大的焦點深度(光刻餘量)。

如上所述，在第一和第二示例性實施例中，藉由不僅在單元的覆蓋區12中而且在覆蓋區12外部佈置的輔助圖案，相鄰佈置多個單元以形成遮罩圖案。然後，去除與其他圖案元素(主圖案元素或輔助圖案元素)非常接近或重疊的輔助圖案元素。因此，藉由第一和第二示例性實施例，能夠實現具有良好解析度的遮罩圖案。

將描述第三示例性實施例。在上述示例性實施例中形 成的遮罩圖案的資料被轉換為用於向遮罩製造裝置(描繪裝置)輸入資料的資料格式，並且得到的資料被輸入到遮罩製造裝置。遮罩製造裝置基於輸入的資料，在遮罩空白上描繪圖案以製造遮罩。

製造的遮罩被運送到曝光設備。曝光設備在設定的曝光條件(有效光源分佈、曝光量、台移動速度等)下照明所製造的遮罩，以將基板上的光刻膠曝光給投影的遮罩圖案的圖像。

將描述藉由使用曝光設備來製造設備(半導體IC設備、液晶顯示裝置等)的方法。經由曝光設備來曝光塗布有光刻膠的基板(晶片、玻璃基板等)、使基板(光刻膠)顯影、以及包括蝕刻、脫膠、切割、鍵合、封裝等其他已知的步驟，來製造設備。藉由本設備的製造方法，能夠製造具有比傳統設備更高品質的設備。

已描述了本發明的優選實施例。自然地，本發明不限於上述示例性實施例，並且在不脫離本發明的主旨的情況下能夠以各種方式對示例性實施例進行變型和改變。例如，在第一示例性實施例的步驟S108中，包括輔助圖案的單元A’至D’被登記在單元庫中。然而，可以省略步驟S108。在這種情況下，處理從步驟S106進行到步驟S110，其中各自包括在步驟S106中產生的輔助圖案的單元A’至D’被相鄰佈置，以形成遮罩圖案。在包括主圖案的覆蓋區外部的輔助圖案的單元被佈置為在其他單元旁邊的情況下，可以預先去除在覆蓋區外部並且將與其他單元 接近或重疊的輔助圖案的部分。執行步驟S102至S108的電腦或應用可以與執行步驟S110至S114的電腦或應用不同。

其他實施例

還可以藉由讀出並執行記錄在儲存媒體(例如，非暫時性電腦可讀儲存媒體)上的用於執行本發明的一個或更多個上述實施例的功能的電腦可執行指令的系統或裝置的電腦來實現本發明的各實施例，以及藉由系統或裝置的電腦藉由例如從儲存媒體讀出並執行用於執行一個或更多個上述實施例的功能的電腦可執行指令的方法來實現本發明的各實施例。電腦可以包括中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU)或其他電路中的一個或更多個，並且可以包括獨立的電腦或獨立的電腦處理器的網路。電腦可執行指令可以例如從網路或儲存媒體被提供給電腦。儲存媒體可以包括例如硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、分散式運算系統的記憶體、光碟(諸如壓縮光碟(CD)、數位通用光碟(DVD)或藍光光碟(BD)^TM)、快閃記憶體設備、儲存卡等中的一個或更多個。

雖然參照示例性實施例對本發明進行了描述，但是應當理解，本發明並不限於所公開的示例性實施例。應當對所附申請專利範圍的範圍給予最寬的解釋，以使其涵蓋所有這些變型例以及等同的結構和功能。

Claims (15)

1. 一種圖案產生方法，其使用處理器將從包含多個單元的單元庫中選擇的多個單元相鄰佈置來產生遮罩的圖案，該圖案產生方法包括：限定步驟，在各單元中限定主圖案的覆蓋區；佈置步驟，相鄰佈置第一單元和具有在該主圖案的覆蓋區外部的輔助圖案的第二單元，使得該第二單元的該覆蓋區外部的輔助圖案存在於該第一單元的主圖案的覆蓋區中；以及產生步驟，藉由在相鄰佈置的該第一單元和該第二單元中的、該第二單元的該覆蓋區外部的輔助圖案的圖案元素與該第一單元中的該主圖案接近或重疊的部分中，去除該輔助圖案的圖案元素，來產生該遮罩的圖案。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的圖案產生方法，其中，該產生步驟包括，在該第二單元中的該輔助圖案的圖案元素與該第一單元中的該輔助圖案的圖案元素接近或重疊的部分中，去除該第二單元中的該輔助圖案的圖案元素。
3. 根據申請專利範圍第1項所述的圖案產生方法，其中，該第一單元包括輔助圖案的圖案元素，並且其中，該產生步驟包括，在該第二單元中的該輔助圖案的圖案元素與該第一單元中的該輔助圖案的圖案元素接近或重疊的部分中，去除該第一單元或該第二單元的該輔助圖案的圖案元素。
4. 根據申請專利範圍第3項所述的圖案產生方法，其 中，該產生步驟包括，在該第二單元中的該輔助圖案的圖案元素與該第一單元的該輔助圖案的圖案元素接近或重疊的部分中，改變未被去除而被保留的該輔助圖案的圖案元素的位置。
5. 根據申請專利範圍第1項所述的圖案產生方法，該圖案產生方法還包括：設置容許區域，在該容許區域中能夠將該輔助圖案佈置在從該單元庫中選擇的該第二單元的覆蓋區外部；以及在該容許區域中產生該輔助圖案，其中，該佈置步驟包括，以在該容許區域中形成的該輔助圖案與該第一單元的主圖案的覆蓋區重疊的方式，來佈置該第一單元和該第二單元。
6. 根據申請專利範圍第1項所述的圖案產生方法，其中，在該佈置步驟中，以使得該第一單元的覆蓋區與該第二單元的覆蓋區接觸的方式，來相鄰佈置該第一單元和該第二單元。
7. 根據申請專利範圍第5項所述的圖案產生方法，其中，將k1設置為1.5或更小，其中，k1=D×NA/λ中，D是該容許區域的外周與該覆蓋區的外周之間的距離，NA是投影光學系統的數值孔徑，λ是曝光波長。
8. 根據申請專利範圍第5項所述的圖案產生方法，其中，該容許區域的外周距該單元的該主圖案的圖案元素的各位置一定距離。
9. 根據申請專利範圍第1項所述的圖案產生方法，其 中，該第二單元包括該主圖案的覆蓋區之內的輔助圖案。
10. 根據申請專利範圍第1項所述的圖案產生方法，其中，該第一單元包括在該主圖案的覆蓋區之內和之外的輔助圖案。
11. 一種遮罩的製造方法，該製造方法包括：利用根據申請專利範圍第1項所述的圖案產生方法，來產生遮罩圖案；以及藉由使用所產生的遮罩圖案的資料來製造遮罩。
12. 一種曝光方法，該曝光方法包括：藉由使用根據申請專利範圍第11項所述的遮罩的製造方法來製造遮罩；以及藉由使用所製造的遮罩來使基板曝光。
13. 一種半導體設備的製造方法，該製造方法包括：藉由根據申請專利範圍第12項所述的曝光方法使基板曝光；以及使所曝光的基板顯影。
14. 一種儲存媒體，儲存用於使資訊處理裝置執行根據申請專利範圍第1項所述的圖案產生方法之程式。
15. 一種資訊處理裝置，其包括被構造為藉由相鄰佈置從包含多個單元的單元庫中選擇的多個單元來產生遮罩的圖案的處理器，該處理器包括：限定部，在各單元中限定主圖案的覆蓋區；佈置部，相鄰佈置第一單元和具有在該主圖案的覆蓋區外部的輔助圖案的第二單元，使得該第二單元的覆蓋區 外部的該輔助圖案存在於該第一單元的主圖案的覆蓋區中；以及產生部，在相鄰佈置的該第一單元和該第二單元中的、該第二單元的覆蓋區外部的輔助圖案的圖案元素與該第一單元中的主圖案接近或重疊的部分中，藉由去除該輔助圖案的圖案元素，來產生該遮罩的圖案。