專利名稱：曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及曝光方法，特別涉及曝光裝置的曝光條件以及標(biāo)線片(reticule)(或掩模)圖形的最優(yōu)化。本發(fā)明適合于用于曝光半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的圖形的曝光條件以及標(biāo)線片圖形的最優(yōu)化。
背景技術(shù)：
通過投影光學(xué)系統(tǒng)在晶片等上曝光標(biāo)線片圖形的投影曝光裝置一直被使用，且越來越要求實(shí)現(xiàn)分辨力高的曝光的曝光裝置。為提高分辨力，曝光條件或標(biāo)線片圖形的最優(yōu)化十分重要。標(biāo)線片圖形的最優(yōu)化，例如通過光學(xué)接近修正(Optical Proximity CorrectionOPC)來進(jìn)行。另外，已知為有效進(jìn)行最優(yōu)化，現(xiàn)實(shí)中不進(jìn)行曝光而使用模擬或者模擬器(例如參照特開2002-319539號(hào)公報(bào)、特開2002-324752號(hào)公報(bào)、特開平06-120119號(hào)公報(bào)、特開平08-335552號(hào)公報(bào)、特開2002-184688號(hào)公報(bào))。
DRAM或SRAM等半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，包含RAM中作為進(jìn)行存儲(chǔ)的區(qū)域的存儲(chǔ)單元及其外圍電路。一般，為曝光條件以及標(biāo)線片圖形的最優(yōu)化，需要圖形整體的信息，還需要圖形中要進(jìn)行最優(yōu)化的位置以及該位置的(余量(margin)或者尺寸等的)目標(biāo)值的信息。因此，即使給出實(shí)際設(shè)備或者芯片的圖形信息，僅此也不能進(jìn)行最優(yōu)化。而且，對(duì)于光刻工程師來說，外圍電路的圖形信息多為黑盒，難以取得實(shí)際設(shè)備整體的圖形全部的信息。再有，在實(shí)際設(shè)備整體的圖形上最優(yōu)化的位置無數(shù)，為最優(yōu)化需花費(fèi)時(shí)間，不現(xiàn)實(shí)。因此，以往在曝光半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的圖形的場合，僅對(duì)于存儲(chǔ)單元的圖形進(jìn)行曝光條件或標(biāo)線片圖形的最優(yōu)化(例如參照特開2005-26701號(hào)公報(bào)、D.Flagello et.al.，“Optical Lithography in the sub-50nm regime”，Proc.SPIE，vol.5377，(2003))，不對(duì)實(shí)際設(shè)備整體進(jìn)行最優(yōu)化。
但是，使用僅對(duì)存儲(chǔ)單元最優(yōu)化的曝光條件或者標(biāo)線片圖形，有可能發(fā)生外圍電路的圖形加工不良、不一定能提高芯片整體的平均的分辨力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供分辨力良好的曝光方法。
作為本發(fā)明的一個(gè)側(cè)面的曝光方法，是使用來自光源的光和光學(xué)系統(tǒng)、在被曝光體上曝光包含第一以及第二圖形的標(biāo)線片圖形的曝光方法，其特征在于，具有取得與所述第一圖形、和具有在所述第二圖形中被使用的可能性的多種代表圖形有關(guān)的信息的步驟、和對(duì)于所述第一圖形以及所述多種代表圖形設(shè)定所述光源以及所述光學(xué)系統(tǒng)的至少一個(gè)的曝光參數(shù)、或者所述圖形的大小或形狀的步驟。通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述方法的程序也構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)側(cè)面。
通過下面參照


的優(yōu)選實(shí)施例會(huì)明了本發(fā)明的進(jìn)一步的目的或者其他的特征。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供分辨力良好的曝光方法。

圖1的(a)是表示DRAM的存儲(chǔ)單元1單元的典型的圖形的平面圖。圖1的(b)是表示SRAM的存儲(chǔ)單元1單元的存儲(chǔ)單元的典型的圖形的平面圖。
圖2是表示突出存儲(chǔ)單元的現(xiàn)有的最優(yōu)化的概略圖。
圖3是DRAM的芯片整體照片。
圖4的(a)到(c)是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中使用的基本圖形組的平面圖。
圖5的(a)到(c)是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中使用的基本圖形組的平面圖。
圖6的(a)以及(b)是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中使用的危險(xiǎn)圖形組的平面圖。
圖7的(a)以及(b)是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中使用的危險(xiǎn)圖形組的平面圖。
圖8是說明本發(fā)明的第一實(shí)施例的最優(yōu)化算法的流程圖。
圖9的(a)到(h)是表示有效光源形狀和偏振光狀態(tài)的平面圖。
圖10的(a)到(d)是幾個(gè)圖形和對(duì)它們的評(píng)價(jià)點(diǎn)的平面圖。
圖11是說明本發(fā)明的第二實(shí)施例的最優(yōu)化算法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。
第一實(shí)施例下面參照圖8，說明本發(fā)明的第一實(shí)施例的曝光條件以及標(biāo)線片圖形的最優(yōu)化。這里，圖8是本實(shí)施例的最優(yōu)化算法的流程圖。這樣的算法，例如作為通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序?qū)崿F(xiàn)。
如上所述，為最優(yōu)化，需要圖形的信息、圖形中最優(yōu)化對(duì)象部分的信息、最優(yōu)化的目標(biāo)值的信息。
首先，在選擇要最優(yōu)化的設(shè)備的功能單位圖形的同時(shí)指定最優(yōu)化對(duì)象部分(步驟1002)。接著，在最優(yōu)化對(duì)象部分上加上代表圖形(基本圖形和危險(xiǎn)圖形)以及模型庫OPC抽取圖形(步驟1004)。
這樣，在本實(shí)施例中，作為圖形的信息使用標(biāo)線片圖形中的設(shè)備的功能單位圖形和代表圖形的信息。這里，標(biāo)線片圖形由設(shè)備的功能單位圖形和外圍電路圖形組成。
功能單位圖形是存儲(chǔ)單元、標(biāo)準(zhǔn)單元、宏單元等的圖形。在本實(shí)施例中，設(shè)想一定能夠得到功能單位圖形，功能單位圖形是最優(yōu)化的主要對(duì)象。一般，如圖1所示，存儲(chǔ)單元即使在DRAM、SRAM等任一個(gè)存儲(chǔ)器中為了微細(xì)化而在縱橫方向的布局也極端不同。這里，圖1是DRAM以及SRAM的存儲(chǔ)單元的典型的圖形的概略圖。因此，在僅對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行曝光條件和標(biāo)線片圖形的最優(yōu)化的場合，如圖2所示，對(duì)于所設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)單元圖形施行OPC，用XY非對(duì)稱的有效光源形狀進(jìn)行照明。這里，圖2是表示突出存儲(chǔ)單元的現(xiàn)有的最優(yōu)化方法的概略圖。通過這樣的最優(yōu)化，可以得到圖2所示的抗蝕劑圖像。
外圍電路圖形，如圖3所示的DRAM芯片的照片那樣，是在存儲(chǔ)單元的外圍配置的圖形。外圍電路圖形，或縱橫圖形同等存在，或孤立圖形存在等，具有和存儲(chǔ)單元不同的布局。外圍電路圖形，光刻工程師也多不知曉。
在本實(shí)施例中，用具有在其中使用的可能性的代表圖形來代表外圍電路圖形。代表圖形兼作模型庫OPC抽取圖形，包含成為外圍電路圖形的基礎(chǔ)的基本圖形、和在外圍電路圖形中的分辨難度高的危險(xiǎn)圖形?；緢D形和危險(xiǎn)圖形在本最優(yōu)化系統(tǒng)中事先安裝。基本圖形和危險(xiǎn)圖形決定圖4以及圖5所示的基本形狀，從與設(shè)備圖形的尺寸的匹配性考慮，設(shè)定要使用的圖形的詳細(xì)參數(shù)。
基本圖形根據(jù)設(shè)備而在外圍電路圖形中具有特征，需要指定在最優(yōu)化中使用的圖形和尺寸。圖4以及圖5表示基本圖形組。它們也可以作為模型庫OPC抽取圖形使用。在圖4以及圖5中，光源的波長λ用193nm代表，NA用0.85代表。
圖4的(a)到(c)表示在Y方向上延伸的、測定配線寬度的三種基本圖形10到10B。
圖4(a)是作為線條-間隙(L&S)圖形的基本圖形10的平面圖。各線圖形12具有長度L(＞2·(λ/NA)＝454nm)和寬度W，L&S圖形具有間距P、根數(shù)N。基本圖形10是固定L、W以及N而使P變化。
圖4(b)是固定長度L、寬度W的孤立圖形12的L而使W變化的基本圖形10A的平面圖。
圖4(c)是和圖4(a)同樣的作為線條-間隙(L&S)圖形的基本圖形10B的平面圖。各線圖形12具有長度L(＞2·(λ/NA)＝454nm)和寬度W，L&S圖形具有間距P、根數(shù)N?；緢D形10B是固定L、占空因數(shù)(＝W/(P-W))為1而使W變化。
圖5的(a)到(c)表示測定配線寬度的三種基本圖形10C到10E。
圖5(a)是具有在X方向延伸的、僅離開間隙G的一對(duì)線條-間隙(L&S)圖形16的基本圖形10C的平面圖。各L&S圖形16的各線圖形14，具有長度L(＞2·(λ/NA)＝454nm)和寬度W，各L&S圖形16具有間距P以及根數(shù)N?；緢D形10C是固定L、W、P以及N而使G變化。另外，基本圖形10C對(duì)于其組，取W、P以及N為參數(shù)。
圖5(b)是在一對(duì)L&S圖形16a之間插入在Y方向延伸的線圖形18的基本圖形10D的平面圖。各L&S圖形16a的各線圖形14a，具有長度L1(＞2·(λ/NA)＝454nm)和寬度W1，各L&S圖形16a具有間距P以及根數(shù)N。線圖形18具有長度L2(＝(P·N)+1000nm)、寬度W2，并從一對(duì)L&S圖形16a向上下僅突出500nm到2·(λ/NA)。圖形16a和圖形18的距離為G?；緢D形10D是固定L1、L2、W1、W2、P而使G變化。另外，基本圖形10D，對(duì)其組取L1、W1、W2、P、N為參數(shù)。
圖5(c)是具有在X方向延伸的、僅離開間隙G的一對(duì)線條-間隙(L&S)圖形16b以及16c的基本圖形10E的平面圖。圖形16b以及16c具有相同的線圖形14b和相同的間距P，但是圖形16b的根數(shù)多。具體說，在與圖形16b的間隙對(duì)應(yīng)的位置上配置圖形16c。各線圖形14b具有長度L(＞2·(λ/NA)＝454nm)以及寬度W。另外，圖形16b的根數(shù)為N?；緢D形10E是固定L、W、P以及N而使G變化。另外，基本圖形10E對(duì)于其組，取W、P以及N為參數(shù)。
危險(xiǎn)圖形指定最優(yōu)化中使用的圖形和尺寸。危險(xiǎn)圖形在確認(rèn)過去的實(shí)例以及在最優(yōu)化的設(shè)備中存在這一事實(shí)的基礎(chǔ)上指定。因?yàn)槲ｋU(xiǎn)圖形在特殊形狀下有使曝光條件或者標(biāo)線片圖形成為特殊的可能。圖6以及圖7表示危險(xiǎn)圖形組。它們也可以作為模型庫OPC抽取圖形使用。
圖6(a)以及圖6(b)表示測定特殊線端的兩種危險(xiǎn)圖形20以及20A。
圖6(a)所示的危險(xiǎn)圖形20，在具有X方向的寬度W1以及Y方向的寬度W3的中空矩形圖形22內(nèi)，包含以長度L、寬度W4在Y方向延伸的線圖形24。圖形22和圖形24的X方向的距離為W2、Y方向的距離為G。危險(xiǎn)圖形20是固定L、W1到W4而使G變化。另外，危險(xiǎn)圖形20對(duì)于其組，取W1到W4為參數(shù)。
圖6(b)所示的危險(xiǎn)圖形20A，在具有長度L1以及寬度W1、在Y方向延伸的一對(duì)線圖形26之間，配置有具有長度L2以及寬度W4、在Y方向延伸的、在Y方向僅離開距離G的一對(duì)線圖形28。線圖形26和線圖形28的距離為W2。危險(xiǎn)圖形20A是固定L1、L2、W1、W2以及W4而使G變化。另外，危險(xiǎn)圖形20A對(duì)于其組，取L1、L2、W1、W2以及W4為參數(shù)。
圖7(a)是表示測定角的危險(xiǎn)圖形20B的平面圖。危險(xiǎn)圖形20B由中空矩形圖形22a構(gòu)成，中空矩形圖形22a規(guī)定一邊長度L的中空正方形，具有XY方向的寬度均為W。滿足0.3·(λ/NA)＜W＜1·(λ/NA)，即68nm＜W＜227nm、W＜L＜10W。危險(xiǎn)圖形20B，從角這樣的圖形上的特殊性考慮孤立地代表，以彎成圓形為對(duì)象。
圖7(b)表示作為小島狀圖形的危險(xiǎn)圖形20C的平面圖。危險(xiǎn)圖形20C具有中空矩形圖形22b和在其中空部配置的矩形圖形24a。圖形22b在XY方向的寬度均為Z。圖形22b和圖形24a的距離在XY方向均為W。圖形24a具有Y方向長度L1和X方向長度L2。滿足0.3·(λ/NA)＜W＜1·(λ/NA)，即68nm＜W＜227nm，且滿足L1＜L2。W是參數(shù)。滿足Z＞2·(λ/NA)＝454nm。
再次返回圖8。接著對(duì)各圖形設(shè)定最優(yōu)化的目標(biāo)值(步驟1006)。作為例子，選擇設(shè)備功能單位圖形的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和最優(yōu)化后的計(jì)算圖形形成(転寫)結(jié)果的尺寸差、以及各種光刻余量(曝光余量，聚焦余量等)。另外選擇代表圖形的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和最優(yōu)化后的計(jì)算圖形形成結(jié)果的尺寸差、以及各種光刻余量(曝光余量，聚焦余量等)。對(duì)應(yīng)于圖形的重要度而對(duì)于每一圖形變更目標(biāo)值。
接著對(duì)于設(shè)備的功能單位圖形和代表圖形雙方進(jìn)行最優(yōu)化(步驟1008)。最優(yōu)化基本使用光學(xué)像計(jì)算結(jié)果。光刻計(jì)算假定無象差，OPC在光學(xué)像基礎(chǔ)上進(jìn)行。因此作為曝光裝置的參數(shù)，有透鏡的數(shù)值孔徑(NA)、波長、象差、照明光學(xué)系統(tǒng)的二維形狀及其強(qiáng)度分布、以及其偏振光狀態(tài)。關(guān)于波長，有激光的色散(E95)、波長稍不同的二波長曝光方式。在二波長曝光方式中，從激光器發(fā)生數(shù)pm波長不同的光。如果波長不同，則由于投影光學(xué)系統(tǒng)的色象差使得標(biāo)線片圖形的晶片上的成像點(diǎn)在圖形的焦點(diǎn)深度(DOF)相當(dāng)不同。光學(xué)像成為該成像點(diǎn)不同的兩個(gè)光學(xué)像的合成，但是該成像點(diǎn)有兩個(gè)，因此對(duì)于聚焦偏差的光學(xué)像的變化變小。從顯影上來說DOF擴(kuò)大。缺點(diǎn)是，即使在最好的聚焦中光學(xué)像也比單一波長差。
使用通過以上的參數(shù)形成的光學(xué)像而曝光抗蝕劑，但是如果用一樣的值(閾值)計(jì)算光學(xué)像，則發(fā)生和圖形形成抗蝕劑圖像不一致的地方。這點(diǎn)是由于在抗蝕劑上部和下部散焦不同、通過PEB而進(jìn)行酸擴(kuò)散、顯影過程中由于抗蝕劑的曝光量(酸發(fā)生量)的分布使得抗蝕劑的溶解狀態(tài)不同等引起的。因此，對(duì)應(yīng)于圖形邊緣的光學(xué)像的傾斜等，通過使閾值變化來提高計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值的一致性。這些從一部分基本圖形的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和光學(xué)像結(jié)果的對(duì)應(yīng)關(guān)系來決定。
在本實(shí)施例的步驟1008，首先進(jìn)行NA、波長、照明條件的最優(yōu)化，接著進(jìn)行象差的最優(yōu)化。
首先，在NA的最優(yōu)化中，對(duì)于NA從曝光裝置的最大值開始最優(yōu)化。這是因?yàn)镹A除DOF外對(duì)于圖形形成而言越高越理想。因?yàn)椴ㄩL分布(E95)、二波長曝光方式使像質(zhì)(對(duì)比度)變差，所以除后面表示的特殊的最優(yōu)化的情況外，把波長分布(E95)取最小值、不使用二波長曝光方式作為初始值，對(duì)于照明以下面的兩種方式進(jìn)行最優(yōu)化。第一方式以典型的有效光源形狀作為基礎(chǔ)進(jìn)行最優(yōu)化。在有效光源形狀中，有圓形、環(huán)帶(圖9(a)到(c))、二重極(圖9(d)及(e))、四重極(圖9(f)及(g))、多重極等。它們對(duì)于許多設(shè)備圖形是有效的。因此，把這些有效光源形狀作為標(biāo)準(zhǔn)在曝光裝置中設(shè)定。
本方式可以使用衍射光柵得到任意的有效光源形狀。這樣的方式稱為AFIS(Advanced Flexible Illumination System，高級(jí)彈性照明系統(tǒng))。AFIS對(duì)于各有效光源形狀使用照明光學(xué)系統(tǒng)的變焦功能能夠進(jìn)行相似形狀的變更。開口部分的照度不均勻，具有分布。該分布有時(shí)在曝光裝置之間有差別，但在這里是處理在設(shè)計(jì)上存在的平均分布。開口形狀及其照度分布相當(dāng)于最終三維地表現(xiàn)照明的強(qiáng)度分布，并不是對(duì)其進(jìn)行位映射而是對(duì)其進(jìn)行函數(shù)化。函數(shù)由多種參數(shù)構(gòu)成，把其參數(shù)作為最優(yōu)化的指標(biāo)。
對(duì)于照明而言，在照度之外還有偏振光這樣的物理量。下面說明偏振光。偏振光分為在由從透鏡射出的光線和向抗蝕劑的折射入射光/反射光形成的平面上與曝光光的電場平行的和垂直的兩種。前者稱為TM偏振光、X偏振光、徑向偏振光等。后者稱為TE偏振光、Y偏振光、切向偏振光等。因?yàn)楣鈱W(xué)像的對(duì)比度是后者一方高，所以在最優(yōu)化中使用后者。具體說，在中心有開口的圓形照明的場合，對(duì)于一種圖形方向，設(shè)定圖9(a)所示那樣的偏振光成為Y偏振光的狀態(tài)，在中心無開口的場合，設(shè)定圖9(c)以及(g)所示那樣的切向偏振光。但是，在限定偏振光的場合，因?yàn)橛袝r(shí)發(fā)生圖形變形，所以也把均勻混合雙方偏振光的無偏振光作為最優(yōu)化的對(duì)象。
由此，可以用使用AFIS的函數(shù)的參數(shù)而表現(xiàn)的三維形狀和三種偏振光狀態(tài)(中心有開口的圓形照明的Y偏振光、中心無開口的照明的切向偏振光、無偏振光)的組合來表現(xiàn)照明狀態(tài)。計(jì)算以這一狀態(tài)指定的光刻余量等，謀求照明的最優(yōu)化。因?yàn)樽顑?yōu)化的對(duì)象圖形有多個(gè)，所以各自的圖形越過(clear)目標(biāo)值的共同區(qū)域成為解。
本方式在使用的曝光裝置可設(shè)定的范圍內(nèi)求解。由此，可以在算出解之后立即執(zhí)行，另外，通過限定決定照明特性的參數(shù)數(shù)目而能夠縮短求解的處理時(shí)間。再有，因?yàn)槭窃谄毓庋b置的大體標(biāo)準(zhǔn)功能內(nèi)，所以可以最大限度抽取照度或者其均勻性。
在第二方式中，把圓形的照明區(qū)域細(xì)分，如圖9(h)所示，計(jì)算在各細(xì)分的部分指定的圖形的尺寸差或者光刻余量。把照明的各部位在晶片上的成像中為不相干作為前提。偏振光考慮各部位的徑向和切向照明。如圖10(a)到(d)所示，在照明的各部位計(jì)算兩個(gè)偏振光指定的圖形的尺寸差或者光刻余量。這里，圖10(a)到(d)是幾個(gè)圖形和對(duì)它們的評(píng)價(jià)點(diǎn)(用線段表示)的平面圖。評(píng)價(jià)項(xiàng)目以DOF、EL、對(duì)比度、MEF(Mask Error Factor，掩模誤差因子)等進(jìn)行。把這些在全照明區(qū)域中進(jìn)行，并制作在何處使用何種偏振光是良好這樣的映射表。對(duì)此，通過選擇越過指定的光刻余量值的，實(shí)現(xiàn)照明的最優(yōu)化。在結(jié)果中有可能存在非常特殊的情況，但是，在本方式中目標(biāo)是算出計(jì)算上的理想值，實(shí)際使用的有效光源形狀是考慮各種顯示情況而決定。
再次返回圖8，對(duì)于最優(yōu)化的設(shè)備的功能單位圖形以及代表圖形，判斷是否存在滿足在步驟1006設(shè)定的目標(biāo)值的共同的解(步驟1010)。在解不存在的場合，判斷是否多次執(zhí)行最優(yōu)化(步驟1012)。
在沒有多次執(zhí)行最優(yōu)化的場合，進(jìn)行代表圖形的再選擇，或者變更與圖形設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的忠實(shí)性、光刻余量等的目標(biāo)值，再次進(jìn)行最優(yōu)化(步驟1014)。在進(jìn)行再選擇的場合返回步驟1002，在變更目標(biāo)值的場合返回步驟1006。
在變更目標(biāo)值的場合(步驟1014、1006)，在DOF不夠的場合減小NA或者使用二波長曝光方式再次進(jìn)行最優(yōu)化。但是，在曝光余量同時(shí)也未達(dá)到的場合，因?yàn)橥ㄟ^上述的對(duì)策而更加惡化，所以不執(zhí)行這樣的對(duì)策而中止最優(yōu)化，設(shè)定錯(cuò)誤標(biāo)志。因?yàn)镋95是微妙的調(diào)整，所以不怎么使光刻余量變化，對(duì)于圖形匹配的調(diào)整有效。即使在進(jìn)行這樣的調(diào)整、多次進(jìn)行再次最優(yōu)化的情況下解也不存在的場合，中止最優(yōu)化，設(shè)定錯(cuò)誤標(biāo)志(步驟1020)。
另一方面，在解不存在時(shí)(步驟1010)、多次進(jìn)行最優(yōu)化的場合(步驟1012)，前進(jìn)到步驟1016。在步驟1016，在最優(yōu)化指定圖形是存儲(chǔ)單元的場合，沒有存儲(chǔ)單元和基本圖形組的共同解，但是判斷是否存在各自的單獨(dú)解。在單獨(dú)解存在的場合，分割存儲(chǔ)單元和外圍電路后提示曝光的方法，各自單獨(dú)地從最初重新進(jìn)行最優(yōu)化(步驟1018)。因?yàn)檫@點(diǎn)是特殊的，所以作為選項(xiàng)對(duì)待。如果單獨(dú)解不存在，則中止最優(yōu)化，設(shè)定錯(cuò)誤標(biāo)志(步驟1020)。
另一方面，在解存在的場合(步驟1010)，通常不可能對(duì)于解的全部參數(shù)僅存在單一值，在各參數(shù)中存在解的寬度。以該背景為基礎(chǔ)，對(duì)于照明最優(yōu)化的兩種方式的每一種，從上位開始提示多個(gè)解(步驟1022)。
其后，如果僅是AFIS的場合，則區(qū)分使用已有的數(shù)據(jù)庫以現(xiàn)狀曝光裝置的照明就可以的和不可以的(步驟1024)。接著判斷是否制作新的AFIS(步驟1026)。在判斷為要制作新的AFIS的場合(步驟1026)，就那樣做(步驟1028)，在判斷為不要制作新的AFIS的場合(步驟1026)，測定實(shí)際的曝光裝置的照明狀態(tài)(形狀、強(qiáng)度分布)，判斷是否通過位映射表取入使用(步驟1030)。通過把實(shí)際的曝光裝置的狀態(tài)導(dǎo)入系統(tǒng)中，能夠提高使用該曝光裝置時(shí)的解的精度。如判斷為使用(步驟1030)，則取得數(shù)據(jù)(步驟1032)。在步驟1028、步驟1030中為否的場合，在步驟1032后進(jìn)行象差的最優(yōu)化時(shí)，選擇是重視失真進(jìn)行還是重視與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的尺寸差、光刻余量進(jìn)行(步驟1034)。
象差可以通過驅(qū)動(dòng)或者變形投影光學(xué)系統(tǒng)的幾個(gè)透鏡來進(jìn)行調(diào)整。另外，在反射折射系統(tǒng)中也可以使用鏡面的驅(qū)動(dòng)。作為象差給與圖形化的影響，可分為最優(yōu)化對(duì)象圖形的“圖形形成忠實(shí)性、光刻余量”和“失真”兩種。用簡單的表述的話，是分辨力和重合精度。它們因?yàn)樵谙蟛钫{(diào)整上調(diào)整象差項(xiàng)目不同所以最好分開。前者在對(duì)象差進(jìn)行澤爾尼克展開時(shí)影響全部項(xiàng)，后者強(qiáng)烈依賴第一項(xiàng)和第二項(xiàng)。
在重視“失真調(diào)整”的場合(步驟1034)，進(jìn)行象差調(diào)整功能和掃描調(diào)整，以使最接近目的失真數(shù)據(jù)(包含理想光柵)(步驟1036)。然后，對(duì)于NA、照明、波長中最適合的多個(gè)最優(yōu)解的每一個(gè)，選擇最接近目標(biāo)失真的解(步驟1038)。
在重視“最優(yōu)化對(duì)象圖形的圖形形成忠實(shí)性、確保光刻余量”的場合(步驟1034)，前進(jìn)到下一步驟1040。在步驟1040，使用現(xiàn)狀的曝光裝置的象差數(shù)據(jù)、以及通過曝光裝置的象差調(diào)整功能重新規(guī)定的幾種象差，對(duì)于NA、照明、波長中最優(yōu)的多個(gè)最優(yōu)解的每一個(gè)，計(jì)算目的圖形形成忠實(shí)性和光刻余量。然后，選擇這些最優(yōu)的解(步驟1042)。
在這種方式中不進(jìn)行重復(fù)作業(yè)，唯一地從“基于NA、照明、波長的多個(gè)最優(yōu)解”和“多個(gè)象差設(shè)定”的組合中求最優(yōu)解(步驟1044)。在取雙方的平衡的場合，使用在照明、NA、波長的最優(yōu)化中使用的“對(duì)于設(shè)備的功能單位圖形和基本圖形雙方的最優(yōu)化引擎”。然后進(jìn)行“圖形形成忠實(shí)性、光刻余量”和“失真”的目標(biāo)值的輸入，把象差調(diào)整功能范圍內(nèi)的象差作為變量，能夠得到最優(yōu)的照明和象差的解。但是，因?yàn)樵谑褂帽炯夹g(shù)的水平的曝光裝置中象差量小，所以結(jié)果的差也小。因此，從處理時(shí)間這一點(diǎn)考慮，到此為止的最優(yōu)化一般效率差，如上所述選擇任何兩極都是有效的。
最后，作為選項(xiàng)取得幾個(gè)項(xiàng)目的計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行掌握最優(yōu)化曝光條件中的整體的圖形形成狀況的輔助(步驟1046)。第一項(xiàng)目是對(duì)于線寬度固定而使間距變化的一維圖形、各種線端等的二維圖形、線條-間隙的任意組合圖形的尺寸或者光刻余量。第二項(xiàng)目是在上述圖形、以及曝光最優(yōu)化中使用的設(shè)備的功能單位圖形、代表圖形等的處理窗口。
第二實(shí)施例在第一實(shí)施例中說明的代表圖形是代表例，因?yàn)樵谕鈬娐穲D形中存在非常特殊的圖形，所以在第一實(shí)施例的代表圖形中存在其不好分辨的可能性。下面參照圖11說明避免這樣的問題的方法。這里，圖11是本發(fā)明的第二實(shí)施例的最優(yōu)化算法的流程圖。
到步驟1022與第一實(shí)施例相同。在步驟1022后，對(duì)于各自的曝光條件，在芯片整體或者一部分重要區(qū)域進(jìn)行稱為光刻驗(yàn)證的作業(yè)(步驟1102)。光刻驗(yàn)證首先，進(jìn)行對(duì)于使用的曝光條件的OPC處理，對(duì)于該圖形進(jìn)行高速的光學(xué)計(jì)算。接著，計(jì)算抗蝕劑的二維形狀和設(shè)計(jì)值的尺寸差、曝光余量、聚焦余量等，在沒有一定余量的位置設(shè)置錯(cuò)誤標(biāo)志。該位置有時(shí)稱為熱點(diǎn)。
這里，判斷是否存在熱點(diǎn)(步驟1104)。如果沒有熱點(diǎn)(步驟1104)，則轉(zhuǎn)移到圖8的步驟1024。另一方面，如果有熱點(diǎn)(步驟1104)，則判斷是否是規(guī)定次數(shù)NG(步驟1106)。在最初的NG的場合(步驟1106)，從庫中自動(dòng)或者手動(dòng)選擇該圖形自身、或者與該圖形類似的基本圖形、危險(xiǎn)圖形，向基本圖形組追加(步驟1108)，根據(jù)情況，從基本圖形組中刪除不適當(dāng)?shù)膱D形。其后，返回步驟1004，再次實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。在時(shí)間允許的條件下進(jìn)行減少這樣的熱點(diǎn)的處理，把熱點(diǎn)抑制到完全沒有或者極少數(shù)。在第二次及以后的NG的場合(步驟1106)，判斷NG是否是規(guī)定次數(shù)(步驟1110)，如果NG未到規(guī)定次數(shù)，則返回步驟1006，變更條件。另一方面，如果達(dá)到規(guī)定次數(shù)，則設(shè)立錯(cuò)誤標(biāo)志，結(jié)束最優(yōu)化處理(步驟1112)。
第三實(shí)施例存在在其他曝光裝置中使用在某曝光裝置中使用了的標(biāo)線片的場合。該場合要求在晶片上形成和以往大體同樣的圖形。一般，對(duì)于標(biāo)線片進(jìn)行了OPC處理，其規(guī)格依賴于以前的曝光裝置的特性。然后，因?yàn)樵谄毓庋b置中存在裝置間的特性，所以即使使用相同的OPC規(guī)格的標(biāo)線片，如果曝光裝置不同，則在晶片上也不能形成相同圖形的可能性高。
最優(yōu)化的基本方法和第一實(shí)施例相同。但是，在本實(shí)施例中，在步驟1002和1004，向系統(tǒng)輸入最優(yōu)化的設(shè)備功能單位圖形的標(biāo)線片圖形數(shù)據(jù)(附以O(shè)PC)及其在晶片上的圖形形成(patterning)結(jié)果。在第一實(shí)施例中從各種最優(yōu)化指標(biāo)中選擇任意的指標(biāo)(步驟1006)，但是在這里，把和輸入的晶片上的形成圖形的尺寸差作為最優(yōu)化指標(biāo)。
另外，關(guān)于步驟1008，在曝光裝置的最優(yōu)化中使用的參數(shù)的初始值僅NA和第一實(shí)施例不同，使用以前的曝光裝置的NA。作為特殊的例子，在稍微使圖形暈映時(shí)能夠得到良好的圖形的一致性的場合，(1)降低NA、(2)使用二波長曝光方式、(3)使用波長分布(E95)。
在決定最優(yōu)曝光條件后，和第一實(shí)施例相同，把基本圖形等的光刻狀況作為選項(xiàng)輸出(步驟1046)，但是在該實(shí)施例中，要重視下述的點(diǎn)。在標(biāo)線片的隨機(jī)邏輯圖形中存在已有的OPC，但是要考慮和最優(yōu)化的照明中的OPC的差。為掌握這點(diǎn)，對(duì)于模型庫OPC抽取圖形，在存在圖形形成結(jié)果的場合，事先輸入該結(jié)果和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，顯示對(duì)于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差。
在不存在圖形形成結(jié)果的場合，計(jì)算確認(rèn)在已有曝光裝置中使用了的曝光條件和在新的曝光裝置中最優(yōu)化了的曝光條件下的模型庫OPC抽取圖形的尺寸差異。由此，能夠粗略掌握新曝光條件中的隨機(jī)邏輯部圖形形成狀況。在系統(tǒng)中安裝有模型庫OPC抽取圖形。但是，最好對(duì)于其各種圖形，制作包含使參數(shù)變化的圖形的標(biāo)線片，在已有曝光裝置中實(shí)驗(yàn)形成這些圖形后輸入系統(tǒng)。然后，對(duì)于實(shí)驗(yàn)形成的圖形算出計(jì)算結(jié)果，比較兩者。
第四實(shí)施例規(guī)定代表圖形的形狀的參數(shù)是由作為對(duì)象的設(shè)備的節(jié)點(diǎn)等來決定，但是關(guān)于更加適合作為對(duì)象的設(shè)備的參數(shù)的設(shè)定、以及自動(dòng)設(shè)定，提出建議。有設(shè)計(jì)·規(guī)則·檢查器(Design Rule CheckerDRC)這樣的EDA工具。它是對(duì)于全芯片的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檢查配線系統(tǒng)的L&S、間距、面積等的工具。統(tǒng)計(jì)處理這些檢查結(jié)果，則能夠求芯片中的間距等的存在頻度分布。從這里得到最小值或者最經(jīng)常使用的值等的信息后，選擇適合該信息的圖形，則能夠設(shè)定更加適合作為對(duì)象的設(shè)備的參數(shù)。此外，如果把基本圖形、危險(xiǎn)圖形的形狀編入DRC的規(guī)則中，則能夠從其頻度結(jié)果自動(dòng)設(shè)定規(guī)定形狀的參數(shù)。
上述是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存在的場合。但是，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不存在、僅標(biāo)線片存在的場合，推定設(shè)計(jì)值。該推定例如通過以適當(dāng)?shù)钠毓鈼l件在晶片臺(tái)上投影標(biāo)線片、用晶片臺(tái)上的光學(xué)像傳感器測定標(biāo)線片的代表性部位的光學(xué)像、使切片級(jí)中的二維圖形矩形化來進(jìn)行。然后，對(duì)其進(jìn)行DRC處理。
權(quán)利要求
1.一種曝光方法，所述方法使用來自光源的光和光學(xué)系統(tǒng)在被曝光體上曝光包含第一以及第二圖形的標(biāo)線片圖形，其特征在于，具有取得與所述第一圖形、和有在所述第二圖形中使用的可能性的多種代表圖形有關(guān)的信息的步驟，和對(duì)于所述第一圖形以及所述多種代表圖形，設(shè)定所述光源以及所述光學(xué)系統(tǒng)的至少一個(gè)曝光參數(shù)、或者所述圖形的大小或形狀的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光方法，其特征在于，所述代表圖形包含成為所述第二圖形的基礎(chǔ)的基本圖形、和所述第二圖形中比所述基本圖形難以分辨的危險(xiǎn)圖形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光方法，其特征在于，進(jìn)一步具有選擇所述標(biāo)線片圖形整個(gè)區(qū)域或者特定區(qū)域的步驟，評(píng)價(jià)由所述選擇步驟選擇了的區(qū)域的分辨力的步驟，和根據(jù)所述評(píng)價(jià)步驟修正所述設(shè)定步驟的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光方法，其特征在于，所述曝光方法使用于具有所述光學(xué)系統(tǒng)的第一曝光裝置，在所述取得步驟中，為了在與所述第一曝光裝置不同的第二曝光裝置中分辨所述標(biāo)線片圖形而部分地變更所述圖形的大小或形狀的場合，進(jìn)一步取得所述圖形的變更信息，在所述設(shè)定步驟中，設(shè)定所述至少一個(gè)曝光參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曝光方法，其特征在于，進(jìn)一步具有取得所述第二曝光裝置中的所述標(biāo)線片的實(shí)際曝光結(jié)果的步驟，根據(jù)在所述設(shè)定步驟中設(shè)定了的所述曝光參數(shù)，在所述第一曝光裝置中模擬曝光了所述標(biāo)線片的場合的曝光結(jié)果的步驟，和根據(jù)所述實(shí)際曝光結(jié)果和所述模擬結(jié)果，取得由所述第一曝光裝置以及第二曝光裝置對(duì)于不同的標(biāo)線片圖形的分辨性能的信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光方法，其特征在于，進(jìn)一步具有使用設(shè)計(jì)·規(guī)則·檢查器來測定所述第二圖形的步驟，和根據(jù)通過所述測定步驟得到的測定結(jié)果而生成所述代表圖形的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的曝光方法，其特征在于，進(jìn)一步具有從實(shí)際曝光了所述標(biāo)線片的結(jié)果類推所述第二圖形的步驟，所述測定步驟是對(duì)于所類推的所述第二圖形進(jìn)行。
全文摘要
提供分辨力良好的曝光方法。所述曝光方法使用來自光源的光和光學(xué)系統(tǒng)、在被曝光體上曝光包含第一以及第二圖形的標(biāo)線片圖形，其特征在于，具有取得與所述第一圖形、和具有在所述第二圖形中被使用的可能性的多種代表圖形有關(guān)的信息的步驟；和對(duì)于所述第一圖形以及所述多種代表圖形，設(shè)定所述光源以及所述光學(xué)系統(tǒng)的至少一個(gè)的曝光參數(shù)、或者所述圖形的大小或形狀的步驟。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1896877SQ20061010637
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者辻田好一郎 申請人:佳能株式會(huì)社