專利名稱：修正光學鄰近效應的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學鄰近效應修正(Optical Proximity Correction，OPC)法，特別是涉及一種適用于設計制作金屬內連線的光罩的修正光學鄰近效應的方法。
在集成電路蓬勃發(fā)展的今日，元件縮小化與集成化是必然的趨勢，也是各界積極發(fā)展的重要課題。而集成電路的制造過程中，微影蝕刻步驟則成為決定元件性能的重要關鍵。隨著集成度的逐漸提高，元件尺寸逐漸縮小，元件與元件之間的距離也必須縮小，因此造成在微影蝕刻步驟中，圖案轉移產生偏差，例如，當一個罩幕的圖案，利用微影蝕刻轉移到一晶片上時，常會發(fā)生圖案中的直角部分被鈍化(Rounding)、圖案尾端收縮(Line-end Pull Up)以及線寬被減小或增大等現(xiàn)象。這也就是所謂的光學鄰近效應(OpticalProximity Effect，OPE)。
這些偏差在元件尺寸較大，或集成度較低的情形下，不致產生太大的負面效果，然而，在高集成度的集成電路中，便嚴重影響到元件的效能。例如，在高集成度的集成電路中，元件和元件的距離很小，而當轉移到晶片上的圖案線寬脹膨時，極有可能產生局部的圖案重疊，而造成斷路。換言之，集成電路效能的提升，亦即，對應于尺寸縮小可得到的速度的提升，逐漸地受到一連串的微影蝕刻過程中，缺乏圖案的逼真度所限制。
形成OPE的因素，主要包括一些光學因素，例如光線穿過光罩上不同圖案所產生的干涉、光阻工藝，包括烘烤溫度/時間，顯影等、不平整基底所產生的反射光以及蝕刻效果等。當可允許的尺寸誤差值隨著圖案尺寸而減小時，圖案轉移便隨著OPE而產生更大的偏差。
為了防止在制作光罩圖案的轉移時的關鍵尺寸偏差(Critical DimensionVariation；CD Variation)現(xiàn)象，通常在制作光罩時都會進行光學鄰近效應修正(OPC)。亦即是將欲曝光在晶片的半導體基底上的原始圖案，利用計算機和套裝軟件運算加以計算修正，得到與原始圖案不同的結果圖形，再將此結果圖形輸入計算機存檔。根據光學鄰近效應修正(OPC)所得到的結果圖形制作于光罩上，光束透過此光罩投影在半導體基底上的圖案可與原始圖案幾乎相同。
一般而言，修正光學鄰近效應的方法是在主要圖案(Main Pattern)，亦即所欲轉移的原始圖案上，對原始圖案的角落加入一些邊角襯線(Serif)，或在其末端邊緣加入一錘頭狀圖案(Hammerhead)來做修正，以盡量避免圖案中直角部分被鈍化，及圖案的尾端收縮。
但是隨著集成度的逐漸升高，元件尺寸逐漸縮小，元件與元件之間的距離也必須縮小，亦即元件的設計規(guī)則(Design Rule)變緊。當該主要圖案的關鍵尺寸(Critical Dimension)及圖案之間的距離縮小到一定程度時，即使在該主要圖案的末端角落加入邊角襯線或錘頭狀圖案，也無法有效避免該圖案的尾端收縮。
請參考

圖1A，一個待轉移的主要圖案100(虛線所示)，包括二個圖形一橫條形圖形100a及一豎條形圖形100b(圖中只有顯示一部分)，接著，對主要圖案100的角落加入一些邊角襯線，例如，在主要圖案100的橫條形圖形100a及豎條形圖形100b的角落各自加上一個邊角襯線110。
請參考圖1B，為該豎條形圖形100b的局部放大圖，其中描述了現(xiàn)有技術所加入的邊角襯線110的尺寸及位置。例如該邊角襯線110的長度111大約100-150nm，該邊角襯線110的寬度112大約在100-150nm，而該邊角襯線110以長度113(大約50nm)以及寬度114(大約50nm)的比例，疊加至該主要圖案100的各個角落。
請再參考圖1A，但是當該主要圖案的關鍵尺寸及圖案之間的距離縮小到一定程度，例如在深紫外線曝光光源248nm下，該主要圖案的關鍵尺寸為0.18微米，而橫條形圖形100a與豎條形圖形100b的距離小于0.2微米時，即使在該主要圖案的末端角落加入邊角襯線，也無法有效避免該圖案的尾端收縮，見圖中虛線與實線的差異。圖中實線所示為該主要圖案曝光后的結果，而虛線代表原始主要圖案100。
一般而言，邊角襯線或錘頭狀圖案的加入，可以減少在轉移圖案上、邊緣或角落的形變量。但是，當轉移圖案的關鍵尺寸及圖案之間的距離縮小到一定程度時，若以現(xiàn)有技術的方法及比例來加入邊角襯線或錘頭狀圖案，仍然無法有效避免該圖案的尾端收縮。
因此本發(fā)明的一個目的就是提供一種修正光學鄰近效應的方法，能夠利用加入邊角襯線或錘頭狀圖案來有效避免主要圖案的尾端收縮。這些邊角襯線的尺寸及比例，可修正該主要圖案使其曝光后的尾端長度接近原始設計，而尾端寬度略呈擴大。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種修正光學鄰近效應的方法先提供一待轉移的主要圖案，加入一第一輔助圖案至該主要圖案的各個角落上，接著，檢查已加入這些第一輔助圖案的主要圖案相互間的間距，當該主要圖案的間距太小，以致于該第一輔助圖案與另一個第一輔助圖案相連時，各以一第二輔助圖案取代該第一輔助圖案。
本發(fā)明的優(yōu)點在于通過加入不同尺寸的輔助圖案至待轉移的主要圖案，能夠減少轉移圖案上邊緣或角落的形變量，并提高工藝裕度。
本發(fā)明的修正光學鄰近效應的方法，可用來修正制作金屬內連線的光罩設計。因為本發(fā)明可修正該主要圖案使其曝光后的尾端長度逼近原始設計，可以避免制作金屬內連線時由于對不準而造成的不完全接觸或斷路。由于尾端寬度略呈擴大，增加了金屬內連線的工藝裕度(Process Window)。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。其中，圖1A至圖1B示出了現(xiàn)有技術中加入傳統(tǒng)的邊角襯線以進行光學鄰近效應修正；圖2A至圖2B示出了根據本發(fā)明一個較佳實施例，加入本發(fā)明的邊角襯線以進行光學鄰近效應修正；圖3A至圖3B示出了根據本發(fā)明另一較佳實施例，加入本發(fā)明的邊角襯線以進行光學鄰近效應修正。
圖式的標記說明100，200，300主要圖案100a，200a，300a豎條形圖形100b，200b，300b，300c，300d橫條形圖形110，210，310a，310b邊角襯線111，211，311邊角襯線的長度112，212，312邊角襯線的寬度113，213，313邊角襯線疊加至角落上的長度114，214，314邊角襯線疊加至角落上的寬度一般而言，微影蝕刻步驟所使用的儀器包括一線網(Reticle)，亦即所謂的光罩，線網上具有一圖案，對應在一集成電路某一層上的圖形。通常，線網包括一玻璃板，由一已定義的不透光層，例如，鉻層所覆蓋。在進行曝光時，線網放置于晶片和光源之間，當光源入射至線網時，光將穿越未被不透光層覆蓋的玻璃層，投射至晶片上的一光阻層。如此，線網上的圖案便轉移至光阻層上。
如以上所述，由于曝光時，透過光罩的光線產生折射現(xiàn)象或干涉現(xiàn)象，加上制作過程中的其他因素，轉移的圖案便產生了形變。為使轉移的圖案能夠逼真，減少其形變，本發(fā)明提供了一種光學接近度的校正方法，利用改進的方法與比例加入邊角襯線或錘頭狀圖案，以求得制作金屬內連線電性上最佳的保真度(Fidelity)。
請參照圖2A，提供了一個布局圖案(Layout Pattern)，亦即一待轉移的主要圖案200(虛線所示)，包括一橫條形圖形200a及一豎條形圖形200b(圖中只有顯示一部分)。接著，對主要圖案200的角落加入一些邊角襯線，例如，在主要圖案200的橫條形圖形200a及豎條形圖形200b的角落各自加上一個邊角襯線210。其中主要圖案200的最小轉移寬度(minimum feature width)定為W。例如于0.15μm的工藝中，其最小轉移寬度為0.18μm而于0.13μm的工藝中，其最小轉移寬度為0.16um。
請參考圖2B，為該豎條形圖形200b的局部放大圖，其中描述了本發(fā)明中所加入的邊角襯線210的尺寸及位置。例如最小轉移寬度為W，該邊角襯線210的長度211大約0.8W-1.5W，該邊角襯線210的寬度212大約在0.6W-1.4W，寬度212與長度211的比例(212/211)范圍約為0.5-1.0；而該邊角襯線210以長度213(大約0.7W-1.2W)以及寬度214(大約0.3W-0.7W)的比例，疊加至該主要圖案200的各個角落。該長度213約為該邊角襯線長度211的三分之二，而該寬度214約為該邊角襯線寬度212的二分之一。
當依照本發(fā)明此實施例的方法及比例加入邊角襯線210時，即使當該主要圖案的關鍵尺寸及圖案之間的距離縮小到傳統(tǒng)上會產生尾端收縮的問題時，即當該主要圖案中一圖形的寬度與該圖形與另一圖形間的距離的比例在0.75至1.5之間時，也仍可有效避免該圖案的尾端收縮。例如若在深紫外線曝光光源248nm下，該主要圖案的關鍵尺寸為0.18微米，而橫條形圖形200a與豎條形圖形200b的距離小于0.2微米時，加入邊角襯線210可以有效避免該圖案的尾端收縮，見圖2A中虛線與實線的差異。圖中虛線代表原始主要圖案200，而實線所示代表該主要圖案曝光后的結果，實線所示的該圖案末端的長度逼近原始主要圖案的設計，但末端的寬度有呈現(xiàn)輕微擴大現(xiàn)象。
因此本發(fā)明的設計可適用于金屬內連線的光罩的設計校正，因為依照本發(fā)明方法修正光罩曝光結果，會使曝光出的主要圖案末端的長度逼近原始主要圖案的設計，而且尾端的寬度有呈現(xiàn)輕微擴大現(xiàn)象，在用于金屬內連線的制造過程中時可避免因尾端收縮而造成斷路或不完全接觸，而且利用其尾端寬度擴大的現(xiàn)象可提高工藝裕度。
請參照圖3A，提供了一個待轉移的主要圖案300(虛線所示)，包括一橫條形圖形300a及三個緊密排列的豎條形圖形300b，300c，300d(圖中只有顯示一部分)，這些豎條形圖案之間的距離為B。其中主要圖案300的最小轉移寬度(minimum feature width)訂為W。例如于0.15μm的工藝中，其最小轉移寬度為0.18μm；而于0.13μm的工藝中，其最小轉移寬度為0.16μm。接著，依圖形排列的疏密度，對主要圖案300的角落加入不同的邊角襯線，以避免排列較密的圖形上的邊角襯線彼此相連。例如，在主要圖案300的橫條形圖形300a的四個角落及豎條形圖形300b，300d的外側角落各自加上一個邊角襯線310a，而在豎條形圖形300b，300d的內側角落及直線形圖形300c的角落各自加上一個邊角襯線310b。該邊角襯線310b的寬度略窄，因此加在豎條形圖形300b，300d的內側角落及豎條形圖形300c的角落之上，可以避免這些邊角襯線彼此靠太近或是相連。
請參考圖3B，為該豎條形圖形300c的局部放大圖，其中描述了本發(fā)明中所加入的邊角襯線310b的尺寸及位置。例如最小轉移寬度為W，該邊角襯線310b的長度311大約0.8W-1.5W，該邊角襯線310b的寬度312視W與B的比較而定，但保持B為至少1.0W，寬度312與長度311的比例(212/211)范圍約為0.2-0.5；而該邊角襯線310b以長度313(大約0.7W-1.2W)以及寬度314(大約0.3W-0.7W)的比例，疊加至圖案角落。該長度313約為該邊角襯線長度311之三分之二，則該寬度314約為該邊角襯線寬度312的三分之二。
而本發(fā)明此實施例中所加入的邊角襯線310a的尺寸及位置乃依照圖2B中所示的邊角襯線210。
請再參考圖3A，當依照本發(fā)明的方法及比例加入邊角襯線310a，310b時，可以有效避免該圖案的尾端收縮，見圖中虛線與實線的差異。圖中虛線代表原始主要圖案300，而寬線所示代表該主要圖案曝光后的結果，實線所示的該圖案中橫條形圖形300a及豎條形圖形300b，300d末端的長度逼近原始主要圖案的設計，但末端的寬度有呈現(xiàn)輕微擴大現(xiàn)象，而豎條形圖形300c的尾端收縮現(xiàn)象也有改善。
本發(fā)明中僅舉邊角襯線為例，但在實際應用中，本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可以相同或相似的方式及比例應用錘頭狀圖案或其他類似輔助圖案于本發(fā)明。
由上述較佳實施例可知，本發(fā)明提出一種修正光學鄰近效應的方法，依照圖案之間的疏密度在待轉移的主要圖案上在角落加入不同的邊角襯線，或加入錘頭形結構，可以減少在轉移圖案上，邊緣或角落的形變量。運用在內金屬連線的制作上，不但可避免因對不準而造成接觸不完全或斷路，并可提高工藝裕度。
雖然本發(fā)明已用一較佳實施例進行了說明，然其并非用以限定本發(fā)明。本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可以作各種變型和修改，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種修正光學鄰近效應的方法，該方法包括提供一布局圖案，該布局圖案有一最小轉移寬度，且該布局圖案包括多個圖形，每一圖形具有多個角落；在所述布局圖案中所述多個的圖形的多個角落上各疊加上一個第一輔助圖案，其中該第一輔助圖案以四分之一至二分之一之間的寬度與二分之一至四分之三之間的長度疊加在該角落上；以及檢查已加入所述第一輔助圖案的主要圖案間的距離，當所述圖案上的第一輔助圖案彼此相連時，用第二輔助圖案取代第一輔助圖案。
2.如權利要求1所述修正光學鄰近效應的方法，其中所述第一輔助圖案包括多個第一邊角襯線。
3.如權利要求2所述修正光學鄰近效應的方法，其中所述第一邊角襯線的寬與長之比約在0.5至1.0之間。
4.如權利要求2所述修正光學鄰近效應的方法，其中當所述布局圖案的最小轉移寬度為W時，所述第一邊角襯線的寬度在0.6W至1.4W之間。
5.如權利要求2所述修正光學鄰近效應的方法，其中當所述布局圖案的最小轉移寬度為W時，所述第一邊角襯線的長度在0.8W至1.5W之間。
6.如權利要求1所述修正光學鄰近效應的方法，其中所述第二輔助圖案包括多個第二邊角襯線。
7.如權利要求6所述修正光學鄰近效應的方法，其中所述第二邊角襯線的寬與長的比在0.2至0.5之間。
8.如權利要求6所述修正光學鄰近效應的方法，其中當所述布局圖案的最小轉移寬度為W時，所述第二邊角襯線的寬度根據所述圖形與另一圖形的距離來確定，使所述圖形與另一圖形的距離約為1.0W。
9.如權利要求6所述修正光學鄰近效應的方法，其中當所述布局圖案的最小轉移寬度為W時，所述第二邊角襯線的長度在0.8W至1.5W之間。
10.如權利要求6所述修正光學鄰近效應的方法，其中所述第二邊角襯線以二分之一至四分之三之間的寬度與二分之一至四分之三之間的長度疊加在所述布局圖案的所述角落上。
11.如權利要求1所述修正光學鄰近效應的方法，其中所述第一輔助圖案包括多個第一錘頭形圖案。
12.如權利要求1所述修正光學鄰近效應的方法，其中所述第二輔助圖案包括多個第二錘頭形圖案。
全文摘要
一種修正光學鄰近效應的方法,利用加入邊角襯線或錘頭狀圖案來有效避免主要圖案的尾端收縮,可修正該主要圖案使其曝光后的尾端長度逼近原始設計,而尾端寬度略呈擴大。因為本發(fā)明可修正該主要圖案使其曝光后的尾端長度逼近原始設計,避免了制作金屬內連線時,由于對不準而造成的不完全接觸或斷路,而且尾端寬度略呈擴大,增加了金屬內連線的工藝裕度。
文檔編號G03F1/36GK1361450SQ00137418
公開日2002年7月31日 申請日期2000年12月27日 優(yōu)先權日2000年12月27日
發(fā)明者林金隆 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司