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TWI839260B - 製造光罩的方法 - Google Patents

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TWI839260B
TWI839260B TW112123955A TW112123955A TWI839260B TW I839260 B TWI839260 B TW I839260B TW 112123955 A TW112123955 A TW 112123955A TW 112123955 A TW112123955 A TW 112123955A TW I839260 B TWI839260 B TW I839260B
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鄭文豪
徐莙惟
Original Assignee
台灣積體電路製造股份有限公司
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Abstract

在製造光罩的方法中，獲得包括複數個圖案的原始圖案佈局，每一圖案由不透明區域界定，判定影像對數斜率的下限，調整該些圖案的尺寸使得該些圖案的曝光劑量減小，同時該些圖案的影像對數斜率值不低於該影像對數斜率的該下限，對尺寸已調整的該些圖案執行光學鄰近校正操作以獲得罩幕資料，且藉由使用該罩幕資料製造光罩。

Description

製造光罩的方法
本揭露是關於製造光罩的方法。
在7nm或更小的半導體技術節點，線與空間(line-and-space，L/S)圖案化要求光學微影術中的節距解析度小於約32nm。一般而言，即使採用極紫外光(extreme ultraviolet，EUV)微影術，EUV單次曝光技術(single-exposure technology，SPT)的解析度限制為約28nm至約34nm。
根據本揭露的部分實施方式，製造光罩的方法包含根據本揭露的部分實施方式，製造光罩的方法包含獲取包括複數個圖案的一原始圖案佈局，每一圖案由一不透明區域界定；判定一影像對數斜率的一下限；調整該些圖案的多個尺寸，使得該些圖案的一曝光劑量減小，同時該些圖案的多個影像對數斜率值不低於該影像對數斜率的該下限；對尺寸已調整的該些圖案進行一光學鄰近校正操作以獲得 罩幕資料；及藉由使用該罩幕資料製造一光罩。
根據本揭露的部分實施方式中，製造一光罩的方法，包含以下步驟：獲取包括複數個圖案的一原始圖案佈局，每一圖案由一不透明區域界定；判定一影像對數斜率的一下限；對該些圖案進行一光學鄰近校正操作以獲得一罩幕資料，使得該些圖案的一曝光劑量降低，同時該些圖案的多個影像對數斜率值不低於該影像對數斜率的該下限；及藉由使用該罩幕資料製造一光罩。
根據本揭露的部分實施方式，製造一光罩的方法包含以下步驟獲取包括複數個圖案的一原始圖案佈局，每一圖案由一不透明區域界定；基於一尺寸或一形狀中的至少一者將該些圖案分類為複數個組；判定該些組中的每一組的一影像對數斜率的一下限；對該些圖案進行一光學鄰近校正操作以獲得一罩幕資料，使得該些圖案的一曝光劑量降低，同時該些組的多個影像對數斜率值不低於該影像對數斜率的該下限；及藉由使用該罩幕資料製造一光罩。
S301~S308、S401~S405、S501~S504:步驟
1100:電腦系統
1101:電腦
1102:鍵盤
1103:滑鼠
1104:監視器
1105:光碟唯讀記憶體驅動器
1106:磁碟驅動器
1111:微處理單元
1112:唯讀記憶體
1113:隨機存取記憶體
1114:硬碟
1115:匯流排
1121:光碟
1122:磁碟
結合附圖，根據以下詳細描述可最好地理解本揭示內容的各態樣。注意，根據行業中的標準實務，各種特徵未按比例繪製。實際上，為了討論清楚起見，各種特徵的尺寸可任意增加或減小。
第1圖展示微影操作的各種參數。
第2A圖展示影像對數斜率與劑量之間相對於圖案寬度的 關係。
第2B圖展示EUV光罩的結構。
第2C圖展示目標尺寸與罩幕尺寸之間的關係。
第3圖為根據本揭示內容的實施例的半導體裝置的順序製造操作的流程圖。
第4圖展示根據本揭示內容的實施例的順序圖案校正操作的流程圖。
第5A圖展示製造半導體裝置的方法的流程圖，且第5B圖、第5C圖、第5D圖及第5E圖展示根據本揭示內容的實施例的製造半導體裝置的方法的順序製造操作。
第6A圖、第6B圖、第6C圖、第6D圖、第6E圖、第6F圖、第6G圖、第6H圖、第6I圖及第6J圖展示根據本揭示內容的實施例的經過罩幕偏置校正的各種圖案。
第7A圖及第7B圖展示根據本揭示內容的實施例的用於執行罩幕尺寸調整方法的設備。
第8圖展示根據本揭示內容的實施例的罩幕尺寸調整效果的模擬結果。
應理解，以下揭示內容提供用於實現本揭露的不同特徵的若干不同的實施例或實例。以下描述元件及佈置的特定實施例或實例用以簡化本揭示內容。當然，該些僅為實例，並不旨在進行限制。例如，元件的尺寸不限於揭示之範圍或值，而可視製程條件及/或裝置的期望特性而定。 此外，在下面的描述中在第二特徵上方或之上形成第一特徵可包括其中第一及第二特徵直接接觸形成的實施例，且亦可包括其中在第一特徵與第二特徵之間形成附加特徵的實施例，以使得第一特徵及第二特徵可不直接接觸。為了簡單及清楚起見，可不同比例任意繪製各種特徵。在隨附圖式中，為簡潔起見，可省略一些層/特徵。
進一步地，為了便於描述，本文中可使用諸如「在......下方」、「在......下」、「下方」、「在......上方」、「上方」之類的空間相對術語，來描述如圖式中所示的一個元件或特徵與另一元件或特徵的關係。除了在附圖中示出的定向之外，空間相對術語意在涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。裝置可其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)，並且本文使用的空間相對描述語亦可被相應地解釋。此外，術語「由......構成」可能意味著「包含」或「由......組成」。此外，在以下製造製程中，在所描述的操作之間可存在一或多個附加操作，且操作的順序可改變。在本揭示內容中，片語「A、B及C中的至少一者」係指A、B、C、A+B、A+C、B+C或A+B+C中的任意一者，並不意味著一個來自A，一個來自B，一個來自C，除非另有說明。
所揭示的實施例涉及半導體裝置，特別為互補金氧半導體場效電晶體(complementary metal-oxide-semiconductor field effect transistor，CMOSFET)，例如鰭式場效電晶體(fin field effect transistor，FinFET)及其製造方法。諸如本文揭示的那些實施例通常不僅適用於FinFET而且適用於平面FET、雙閘極FET、環繞閘極FET、Ω閘極FET或全環繞閘極(gate-all-around，GAA)FET，及/或奈米線FET或具有三維通道結構的任何合適裝置。在本揭示內容中，解釋一種改進的罩幕圖案調整方法以減少微影操作中的劑量，進而增加微影操作的產量。
EUV微影術可形成小於例如約20-40nm的奈米級圖案，但需要非常昂貴的EUV微影設備。因此，提高EUV微影操作的生產率(產量，例如，每小時處理的半導體晶圓數量)為降低半導體裝置製造成本的關鍵問題之一。
存在若干方法可提高EUV微影操作的生產率。例如，減少EUV曝光燈每次曝光所需的劑量可提高EUV微影操作的產量。EUV曝光的每次曝光所需的劑量可藉由例如增加EUV光阻劑的靈敏度來減少。在一些實施例中，通常可藉由優化EUV光阻劑本身的組成來提高EUV光阻劑的靈敏度。亦可藉由在一些實施例中優化在EUV光曝光後及在顯影曝露的EUV光阻劑前執行的曝光後烘烤(post exposure baking，PEB)溫度(例如，增加PEB溫度)，及藉由在其他實施例中減少EUV光阻劑的厚度來提高EUV光阻劑的靈敏度(或可減少所需的劑量)。
在其他實施例中，可藉由調整EUV光罩的罩幕偏置量來減少所需的劑量。例如，當使用正型光阻劑製程時， 與原始罩幕圖案相比，減少由EUV反射罩幕的吸收器圖案形成的不透明(暗)區域(增加未設置吸收器圖案的反射或明亮區域)可減少劑量。明亮區域由暗(不透明)區域界定或包圍。當使用負性光阻劑製程時，與原始罩幕圖案相比，增加不透明(暗)區域(減少反射或明亮區域)可減少劑量。在以下實施例中，假定正性光阻劑製程。
雖然減少劑量以提高產量為可取的，但同時，EUV微影操作需要所需的圖案解析度(EUV微影操作可圖案化的最小圖案尺寸)及/或圖案品質(例如，較小的線邊緣粗糙度)。微影操作中的參數包括：可界定為(線及空間圖案的)圖案節距的一半=
Figure 112123955-A0305-02-0008-2
的解析度；可界定為±
Figure 112123955-A0305-02-0008-1
的近軸焦深(paraxial depth of focus，DOF)；可界定為
Figure 112123955-A0305-02-0008-5
的調製；可界定為
Figure 112123955-A0305-02-0008-3
的影像對數斜率(image log slope，ILS)；界定為
Figure 112123955-A0305-02-0008-4
的歸一化影像對數斜率(normalized image log slope，NILS)；可界定為
Figure 112123955-A0305-02-0008-6
的罩幕誤差增強因數(mask error enhancement factor，MEEF)；及可界定為
Figure 112123955-A0305-02-0008-7
的曝光容度(exposure latitude，EL)。參看第1圖，特別地，空間影像的品質諸如影像對數斜率判定藉由EUV或DUV微影術形成的光阻劑圖案的品質。
第2A圖展示影像對數斜率(image log slope，ILS)及圖案寬度之間的關係。第2B圖展示EUV光罩的剖面圖。在一些實施例中，EUV光罩包括由例如低熱膨脹材料(low thermal expansion material，LTEM)製 成的基板、由交替堆疊的Mo層及Si層形成的多層反射層、由例如Si形成的中間層、由例如Ru形成的封蓋層、由例如TaBN形成的吸收層及由例如TaBO形成的抗反射(或覆蓋)層，如第2B圖所展示。在一些實施例中，設置由例如TaB形成的背側導電層。吸收層及覆蓋層經圖案化以曝露封蓋層的部分，該些部分對應於反射入射EUV光的明亮區域。吸收層及覆蓋層的其餘部分對應於不反射EUV光的不透明或暗區。
第2A圖及第2B圖中的圖案寬度Wd針對由具有寬度Wb的光反射區域包圍的不透明線圖案。如第2A圖所展示，獲得期望圖案寬度的劑量隨著罩幕圖案寬度Wd減小而減小。第2C圖解釋更多關於罩幕尺寸調整及所需劑量減少。當使用原始(未調整尺寸)罩幕圖案時，需要正常劑量才能獲得目標尺寸(臨界尺寸(critical dimension，CD))作為晶圓上的光阻劑圖案。然而，藉由減小罩幕尺寸(吸收器尺寸)，所需劑量可減少約20%或約30%以獲得晶圓上的目標CD，如第2C圖所展示。當劑量減少時，微影操作的產量增加。
如上所述，當劑量減少時，微影操作的產量可增加。另一方面，當獲得所需圖案寬度的劑量減少時，影像對數斜率(image log slope，ILS)亦降低，意味著空間影像品質降低，進而降低光阻劑圖案的品質。例如，當ILS減小時，線邊緣(或線寬)粗糙度可增加。亦即，劑量(產量)及ILS處於折衷關係。在本揭示內容中，藉由在考慮圖案 的空間影像品質的同時調整罩幕偏置量來實現低劑量EUV微影術。
第3圖展示根據本揭示內容的實施例的光罩及半導體裝置的順序製造操作的流程圖。應理解，可在第3圖的操作之前、期間及之後提供附加操作，且對於該方法的附加實施例，可替換或移除下文描述的一些操作。操作/製程的順序可互換。
在第3圖的步驟S301，獲得給定層的原始圖案佈局。在一些實施例中，給定層為閘電極層或佈線層。在一些實施例中，圖案佈局以圖形資料系統(Graphic Data System，GDS)格式(例如，GDS-II)製備。
在第3圖的步驟S302，調整圖案佈局中圖案的圖案尺寸。在一些實施例中，判定影像對數斜率的下限，且增加明亮圖案的尺寸及/或減小暗圖案的尺寸，使得圖案的影像對數斜率不低於下限(極限)。在一些實施例中，增加給定明亮圖案的尺寸及/或減小給定暗圖案的尺寸，直至給定圖案的影像對數斜率達到下限。在一些實施例中，影像對數斜率的下限在約80μm-1至約110μm-1的範圍內，且在其他實施例中在約90μm-1至約100μm-1的範圍內，取決於EUV微影設備的參數(例如，EUV微影設備的光學裝置的數值孔徑(numerical aperture，NA))及/或光阻劑製程。在一些實施例中，判定影像對數斜率的下限，使得顯影的光阻劑圖案(或蝕刻圖案)具有在一些實施例中可預判的可接受形狀及/或尺寸。
在一些實施例中，不同的NA值導致圖案的不同影像對數斜率範圍。例如，對於各種圖案，當NA為0.33時，(計算出的空間影像的)影像對數斜率的範圍為約80-200μm-1，而當NA為0.55，影像對數斜率的範圍為約200-400μm-1。此舉意味著，若設置相同的影像對數斜率下限(例如80μm-1)，則可為更高的NA條件設置(明亮區域中增加的)更大的罩幕偏置量。
在一些實施例中，藉由基於規則的光學鄰近校正(optical proximity correction，OPC)操作(例如，基於規則的邏輯操作)來執行在第3圖的步驟S302的定徑操作。
在第3圖的步驟S303，尺寸在步驟S302已修改的圖案進一步經受基於模型的OPC操作以進一步調整圖案的尺寸、修改圖案的形狀及/或添加額外(輔助)特徵至圖案。在一些實施例中，判定錨式圖案。在一些實施例中，錨式圖案為用於在微影操作中界定目標劑量的標準圖案，且通常具有由設計規則界定的最小節距及/或尺寸及/或由特定罩幕層界定的特定幾何形狀(形狀)。在一些實施例中，藉由評估影像對數斜率值及劑量的折衷來獲得錨式圖案定徑值。在一些實施例中，針對具有不同尺寸的圖案獲得錨式圖案定徑值。然後，藉由使用錨式圖案定徑值來調整基於模型的OPC的一或多個參數。藉由使用調整後的參數，經由基於模型的OPC操作修改罩幕圖案。在一些實施例中，執行基於模型的OPC操作，使得圖案的影像對數斜率不低 於下限(極限)。
在一些實施例中，步驟S302及步驟S303的操作組合為一個操作。
在一些實施例中，若在不違反影像對數斜率的下限的情況下不能在基於模型的OPC操作中進行適當的校正，則操作返回步驟S302且更新(例如，增加)影像對數斜率的下限，然後使用影像對數斜率的更新下限執行罩幕尺寸調整。
第4圖展示根據本揭示內容的實施例的第3圖的步驟S303中基於模型的OPC操作的流程圖。應理解，可在第4圖的操作之前、期間及之後提供附加操作，且對於該方法的附加實施例，可替換或移除下文描述的一些操作。操作/製程的順序可互換。
在第4圖的步驟S401，判定EUV微影製程的一些關鍵參數。在一些實施例中，關鍵參數包括光阻劑特性、蝕刻特性、罩幕類型、EUV微影設備的光學特性等。在一些實施例中，光阻劑特性包括光阻劑厚度、光阻劑的靈敏度、光阻劑對光阻劑顯影劑的顯影特性、烘烤時間及/或溫度、來自下層的反射等。在一些實施例中，蝕刻特性包括氣體、電漿功率、蝕刻選擇性、製程溫度、製程壓力等。在一些實施例中，經受修改的光罩包括二元罩幕或相轉移罩幕，且光罩的特性包括光罩的反射率、吸收器的吸收值、薄膜特性等。在一些實施例中，EUV微影設備的光學特性包括EUV光的波長、EUV光的相干性、EUV光的偏振、 光學裝置的數值孔徑(numerical aperture，NA)等。此外，製程參數包括焦深(聚焦容度)、曝光劑量容度等。
在步驟S402，所有關鍵性能指標(key performance indicator，KPI)基於針對所有關鍵圖案的如步驟S401中界定的一或多個界定的關鍵參數計算。在一些實施例中，關鍵性能指標包括影像對數斜率、焦深、劑量容度、罩幕誤差增強因數(mask error enhancement factor，MEEF)、線寬(邊緣)粗糙度(line width roughness，LWR或line edge roughness，LER)、CD均勻性(CD uniformity，CDU)、邊緣置放誤差(edge placement error，EPE)等。在一些實施例中，圖案包括在一個方向上延伸的一維圖案及在兩個或更多個方向上延伸的二維圖案。在一些實施例中，關鍵圖案包括尺寸等於或小於臨限尺寸的圖案，及/或與相鄰圖案的間隔(空間)等於或小於臨限間隔的圖案。在一些實施例中，可排除特定圖案，即使該圖案滿足關鍵圖案界定。
在第4圖的步驟S403，判定影像對數斜率的下限。在一些實施例中，針對所有關鍵圖案計算影像對數斜率值，且將影像對數斜率的最小值判定為影像對數斜率的下限。在其他實施例中，計算影像對數斜率值的標準差(σ)，且將影像對數斜率值的平均值減去n×σ的值設置為影像對數斜率的下限。在一些實施例中，n為2、3、4、5或6。在一些實施例中，影像對數斜率的下限在約80μm-1至約110 μm-1的範圍內，且在其他實施例中為約90μm-1至約100μm-1。
在第4圖的步驟S404，基於製程參數及/或關鍵性能指標中的一或多者來判定或調整基於模型的OPC的一或多個參數。
在第4圖的步驟S405，考慮到影像對數斜率的下限，對罩幕圖案執行基於模型的OPC。在一些實施例中，執行基於模型的OPC，使得沒有校正的圖案具有小於影像對數斜率的下限(極限)的圖案的影像對數斜率。在一些實施例中，僅對關鍵圖案執行基於模型的OPC。在一些實施例中，僅對關鍵圖案執行考慮影像對數斜率下限的基於模型的OPC。在一些實施例中，在基於模型的OPC操作之後，大部分圖案的影像對數斜率(例如，80%或更多)降低，但不低於下限。在一些實施例中，一些圖案的影像對數斜率(例如，1-10%)保持不變。在一些實施例中，大部分圖案的影像對數斜率(例如，1-10%)增加。
在一些實施例中，在基於模型的OPC操作之後影像對數斜率值的平均值小於原始罩幕圖案的影像對數斜率值的平均值。在一些實施例中，在基於模型的OPC操作之後影像對數斜率值的平均值為原始罩幕圖案的影像對數斜率值的平均值的約30%至約80%。在一些實施例中，在基於模型的OPC操作之後影像對數斜率值的標準差(σ)小於原始罩幕圖案的影像對數斜率值的標準差。在一些實施例中，在基於模型的OPC操作之後影像對數斜率值的標準差 (σ)為原始罩幕圖案的影像對數斜率值的標準差的約30%至約80%。
在步驟S304，準備用於電子束寫入的罩幕資料。然後，在步驟S305，由用於EUV光罩的罩幕板坯製造EUV光罩。
在一些實施例中，罩幕板坯包括設置在覆蓋層上方的硬罩幕層。在EUV光罩的製造中，在EUV光罩板坯的硬罩幕層上方形成第一光阻劑層，且使用罩幕資料將光阻劑層35選擇性地曝露於光化輻射(例如，電子束)。顯影選擇性曝光的第一光阻劑層以形成光阻劑圖案。接著，將光阻劑圖案延伸至硬罩幕層中，曝露部分覆蓋層。在一些實施例中，使用對覆蓋層具有選擇性的合適的濕式或乾式蝕刻劑藉由蝕刻來圖案化硬罩幕層。然後，將硬罩幕圖案延伸至覆蓋層及吸收層中，曝露部分封蓋層，然後移除硬罩幕層。在一些實施例中，在覆蓋層上方形成第二光阻劑層，且將第二光阻劑層選擇性地曝露於光化輻射，諸如電子束。顯影選擇性曝光的第二光阻劑層以形成圍繞電路圖案的黑邊界圖案。黑邊界為藉由移除電路圖案區域周圍的區域中EUV光罩上的所有多層而形成的框形區域。第二光阻劑層中的圖案延伸至覆蓋層、吸收層、封蓋層及形成黑邊界圖案的Mo/Si多層中。
在第3圖的步驟S306，對製造的EUV光罩進行檢測操作，且若需要，進行修復操作以移除缺陷或修正有缺陷的圖案。在第3圖的步驟S307及步驟S308，在EUV 微影操作中使用EUV光罩以在半導體基板上方形成電路圖案，且執行蝕刻操作。
第5A圖展示製造半導體裝置的方法的流程圖，且第5B圖、第5C圖、第5D圖及第5E圖展示根據本揭示內容的實施例的以步驟S307及步驟S308的操作製造半導體裝置的方法的順序製造操作。提供待圖案化以在其上形成積體電路的半導體基板或其他合適的基板。在一些實施例中，半導體基板包括矽。替代地或附加地，半導體基板包括鍺、矽鍺或其他合適的半導體材料，諸如III-V族半導體材料。在第5A圖的步驟S501，在半導體基板上方形成待圖案化的靶層。在某些實施例中，靶層為半導體基板。在一些實施例中，靶層包括：導電層，諸如金屬層或多晶矽層；介電層，諸如氧化矽、氮化矽、SiON、SiOC、SiOCN、SiCN、氧化鉿或氧化鋁；或半導體層，諸如磊晶形成的半導體層。在一些實施例中，靶層形成在下伏結構上，諸如隔離結構、電晶體或佈線。在第5A圖的步驟S502處，在靶層上形成光阻劑層，如第5B圖所展示。在隨後的微影術曝光製程中，光阻劑層對來自曝光源的輻射敏感。在本實施例中，光阻劑層對微影術曝光製程中使用的EUV光敏感。光阻劑層可藉由旋塗或其他合適的技術形成在靶層上。可進一步烘烤經塗佈的光阻劑層以驅除光阻劑層中的溶劑。在第5A圖的步驟S503，使用上述EUV反射罩幕圖案化光阻劑層，如第5B圖所示。對光阻劑層進行圖案化之步驟包括以下步驟：藉由EUV曝光系統使用 EUV罩幕執行微影術曝光製程。在曝光製程中，EUV罩幕上界定的積體電路(integrated circuit，IC)設計圖案經成像至光阻劑層上以在其上形成潛在圖案。對光阻劑層進行圖案化之步驟進一步包括以下步驟：對曝光的光阻劑層進行顯影以形成具有一或多個開口的圖案化光阻劑層。在光阻劑層為正性光阻劑層的一個實施例中，在顯影製程中移除光阻劑層的曝光部分。對光阻劑層進行圖案化之步驟可進一步包括其他製程步驟，諸如不同階段的各種烘烤步驟。例如，可在微影術曝光製程之後及顯影製程之前實施曝光後烘烤(post-exposure-baking，PEB)製程。
在第5A圖的步驟S504，使用圖案化的光阻劑層作為蝕刻罩幕對靶層進行圖案化，如第5D圖所示。在一些實施例中，圖案化靶層之步驟包括以下步驟：使用圖案化的光阻劑層作為蝕刻罩幕對靶層進行蝕刻製程。蝕刻在圖案化光阻劑層的開口內曝露的部分靶層，而其餘部分則免於蝕刻。進一步地，可藉由濕剝離或電漿灰化移除圖案化光阻劑層，如第5E圖所示。
在一些實施例中，針對圖案組計算或判定影像對數斜率的下限。在一些實施例中，一組或多組包括在一個方向(例如，X方向)上延伸的簡單線圖案，如第6A圖所展示。在一些實施例中，該組包括在Y方向上延伸的線圖案。在一些實施例中，簡單線圖案藉由間隔與其他圖案隔離，例如，線圖案的寬度的5倍或更多。在一些實施例中，一組或多組包括如第6A圖至第6F圖所展示的二維圖案。在 一些實施例中，二維圖案包括如第6B圖所展示的L形圖案、如第6C圖所展示的H形圖案、如第6D圖所展示的曲柄形狀圖案、如第6E圖所展示的Π形圖案及/或如第6F圖所展示的十字形圖案。在一些實施例中，一組或多組包括週期性圖案(與相鄰圖案的間隔為圖案寬度的4倍或更小(或相同)，如第6G圖及第6H圖所展示。在一些實施例中，第6A圖至第6H圖中的圖案分別具有相同的寬度。在一些實施例中，如第6I圖及第6J圖所展示，一組或多組包括具有不同寬度的圖案。
在一些實施例中，基於圖案的尺寸及/或形狀對經受OPC的圖案進行分組，且針對每組圖案判定影像對數斜率的下限。例如，一些圖案的影像對數斜率可能對圖案寬度高度敏感(第2A圖中較陡的斜率)，而其他圖案的影像對數斜率可能對圖案寬度不太敏感。在此情況下，與不太敏感的圖案相比，對圖案寬度敏感的圖案的影像對數斜率的下限設置相對較高的值。在一些實施例中，至少一組具有不同的影像對數斜率下限。
第7A圖及第7B圖說明根據本揭示內容的一些實施例的用於對用於半導體電路的EUV光罩執行罩幕尺寸調整(基於規則的OPC)及基於模型的OPC的設備。在一些實施例中，該設備為光學模擬器及/或罩幕資料準備設備。
第7A圖為執行根據如上所述之一或多個實施例的用於準備微影術罩幕資料的製程的電腦系統(罩幕佈局 系統)的示意圖。上述實施例的全部或部分製程、方法及/或操作可使用電腦硬體及在其上執行的電腦程式來實現。這些操作包括如上所述的圖案尺寸調整。在第7A圖中，電腦系統1100配備有包括光碟唯讀記憶體(例如，CD-ROM或DVD-ROM)驅動器1105及磁碟驅動器1106的電腦1101、鍵盤1102、滑鼠1103及監視器1104。
第7B圖為展示電腦系統1100的內部組態的圖。除光碟驅動器1105及磁碟驅動器1106之外，電腦1101具有一或多個處理器1111，諸如微處理單元(micro processing unit，MPU)；唯讀記憶體(read only memory，ROM)1112，其中存儲諸如引導程式的程式；隨機存取記憶體(random access memory，RAM)1113，連接至MPU 1111且其中臨時存儲應用程式的命令且提供臨時存儲區域；硬碟1114，存儲有應用程式、系統程式及資料；及連接MPU 1111、ROM 1112等的匯流排1115。注意，電腦1101可包括用於提供至LAN的連接的網卡(未圖示)。
用於使電腦系統1100執行前述實施例中用於調整罩幕圖案尺寸的製程的程式可存儲在插入光碟驅動器1105或磁碟驅動器1106中的光碟1121或磁碟1122中，且傳輸至硬碟1114。或者，程式可經由網路(未圖示)傳輸至電腦1101，且存儲在硬碟1114中。在執行時，程式加載至RAM 1113。程式可自光碟1121或磁碟1122加載， 或者直接自網路加載。該程式並非必須包括例如操作系統(operating system，OS)或第三方程式以使電腦1101執行前述實施例中的用於製造半導體裝置的微影術罩幕的製程。該程式可僅包括命令部分以在受控模式下調用適當的功能(模組)且獲得期望的結果。
第8圖展示罩幕尺寸調整效果的模擬結果。在模擬中，對具有33.6nm(靶寬度)原始寬度的矩形明亮圖案進行評估。如第8圖所展示，藉由增加罩幕圖案寬度，用於列印具有靶寬度(33.6nm)的光阻劑圖案所需的劑量(歸一化劑量)減少達36%。另一方面，影像對數斜率隨著罩幕圖案寬度的增加而減小。如第8圖所展示，對於給定的微影製程條件，原始圖案的影像對數斜率為173μm-1，而對於43.2nm的較寬罩幕寬度(一側有4.8nm偏置)，影像對數斜率減小至129μm-1。由於影像對數斜率的下限在100設置為100μm-1，因此此罩幕偏置為可接受的。類似地，亦評估其他維度的影像對數斜率值，諸如圖案長度或端至端空間，且確認滿足影像對數斜率的下限大於100μm-1。
上述技術適用於製造任何半導體裝置，諸如邏輯電路(例如，CPU、圖形處理器等)、記憶體(例如，靜態隨機存取記憶體、動態隨機存取記憶體、電可擦除可程式唯讀記憶體、快閃記憶體、唯讀記憶體等)或其他半導體裝置。此外，前述技術適用於使用透射光罩的DUV微影術。考慮到針對DUC微影製程條件計算的影像對數斜率的下限，調 整(增加)透光區域的尺寸。
在前述實施例中，考慮到影像對數斜率的下限，調整(增加)明亮(光反射或透射區域)的尺寸，這導致微影製程中劑量的減少。劑量的減少導致產量增加，這導致半導體裝置的製造成本降低。
應理解，並非所有優點必須在本文中討論，對於所有實施例或實例不需要特定的優點，並且其他實施例或實例可以提供不同的優點。
根據本揭示內容的態樣，在製造光罩的方法中，獲得包括複數個圖案的原始圖案佈局，每一圖案由不透明區域界定，判定影像對數斜率(image-log-slope，ILS)的下限，調整該些圖案的尺寸，使得該些圖案的曝光劑量減少，同時該些圖案的ILS值不低於ILS的下限，對尺寸已調整的該些圖案進行光學鄰近校正(optical proximity correction，OPC)操作以獲得罩幕資料，且利用罩幕資料製造光罩。在前述及以下實施例中的一或多者中，基於曝光劑量、圖案尺寸、顯影光阻劑圖案的線寬粗糙度(line-width roughness，LWR)、聚焦裕度(focus margin)、罩幕誤差增強因數(mask error enhancement factor)、邊緣置放誤差(edge placement error)或CD均勻性中的至少一者判定ILS的下限。在前述及以下實施例中的一或多者中，ILS的下限設定為90μm-1至100μm-1。在前述及以下實施例中的一或多者中，增加該些圖案的尺寸。在前述及以下實施 例中的一或多者中，該些圖案中的至少一者的ILS值減小。在前述及以下實施例中的一或多者中，該些圖案的ILS值減小。在前述及以下實施例中的一或多者中，在尺寸調整之前獲得該些圖案的初始ILS值，且基於初始ILS值判定ILS的下限。在前述及以下實施例中的一或多者中，ILS的下限等於初始ILS值的最小值。
根據本揭示內容的另一態樣，在製造光罩的方法中，獲得包括複數個圖案的原始圖案佈局，每一圖案由不透明區域界定，判定影像對數斜率(image-log-slope，ILS)的下限，對該些圖案執行光學鄰近校正(optical proximity correction，OPC)操作，使得該些圖案的曝光劑量減少，同時該些圖案的ILS值不低於ILS的下限，且使用罩幕資料製造光罩。在前述及以下實施例中的一或多者中，該些圖案的總面積在OPC操作之後增加。在前述及以下實施例中的一或多者中，該些圖案的平均ILS值在OPC操作之後減小。在前述及以下實施例中的一或多者中，基於曝光劑量、圖案尺寸、顯影光阻劑圖案的線寬粗糙度(line-width roughness，LWR)、聚焦裕度、罩幕誤差增強因數、邊緣置放誤差或CD均勻性中的至少一者判定ILS的下限。在前述及以下實施例中的一或多者中，ILS的下限設定為80μm-1至100μm-1。在前述及以下實施例中的一或多者中，在OPC操作之前獲得該些圖案的初始ILS值，且基於初始ILS值判定ILS的下限。在前述及以下實施例中的一或多者中，ILS的下限大於初始ILS值的 最小值。
根據本揭示內容的另一態樣，在製造光罩的方法中，獲取包括複數個圖案的原始圖案佈局，每一圖案由不透明區域界定，基於尺寸或形狀中的至少一者將該些圖案分類成複數個組，判定該些組中的每一者的影像對數斜率(image-log-slope，ILS)的下限，在該些圖案上執行光學鄰近校正(optical proximity correction，OPC)操作，使得該些圖案的曝光劑量減小，同時該些組的ILS值不低於ILS的下限，且藉由使用罩幕資料製造光罩。在前述及以下實施例中的一或多者中，該些組中的至少一個組包括沿一個方向延伸的圖案，且該些組中的至少一個組包括沿兩個方向延伸的圖案。在前述及以下實施例中的一或多者中，該些圖案的平均ILS值在OPC操作之後減小。在前述及以下實施例中的一或多者中，基於曝光劑量、圖案尺寸、顯影光阻劑圖案的線寬粗糙度(line-width roughness，LWR)、聚焦裕度、罩幕誤差增強因數、邊緣置放誤差或CD均勻性中的至少一者判定ILS的下限。在前述及以下實施例中的一或多者中，在OPC操作之前獲得該些組的初始ILS值，且基於初始ILS值判定ILS的下限。
根據本揭示內容的另一態樣，一種設備包括處理器及存儲程式的非臨時性記憶體。該程式在由處理器執行時使處理器執行根據前述實施例(方法)中的一或多者的方法。
根據本揭露的部分實施方式，製造光罩的方法包含根據本揭露的部分實施方式，製造光罩的方法包含獲取包括複數個圖案的一原始圖案佈局，每一圖案由一不透明區域界定；判定一影像對數斜率的一下限；調整該些圖案的多個尺寸，使得該些圖案的一曝光劑量減小，同時該些圖案的多個影像對數斜率值不低於該影像對數斜率的該下限；對尺寸已調整的該些圖案進行一光學鄰近校正操作以獲得罩幕資料；及藉由使用該罩幕資料製造一光罩。
於部分實施方式中，基於一曝光劑量、一圖案尺寸、一顯影光阻劑圖案的一線寬粗糙度、一聚焦裕度、一罩幕誤差增強因數、一邊緣置放誤差或一臨界尺寸均勻性中的至少一者判定該影像對數斜率的該下限。
於部分實施方式中，該影像對數斜率的該下限設置為90μm-1至100μm-1。
於部分實施方式中，在調整該些圖案的多個尺寸期間增加該些圖案的該些尺寸。
於部分實施方式中，該些圖案中的至少一者的一影像對數斜率值減小。
於部分實施方式中，該些圖案的該些影像對數斜率值減小。
於部分實施方式中，方法進一步包含以下步驟在該尺寸調整之前獲得該些圖案的多個初始影像對數斜率值，其中基於該些初始影像對數斜率值判定該影像對數斜率的該下限。
於部分實施方式中，該影像對數斜率的該下限等於該些初始影像對數斜率值的一最小值。
根據本揭露的部分實施方式中，製造一光罩的方法，包含以下步驟：獲取包括複數個圖案的一原始圖案佈局，每一圖案由一不透明區域界定；判定一影像對數斜率的一下限；對該些圖案進行一光學鄰近校正操作以獲得一罩幕資料，使得該些圖案的一曝光劑量降低，同時該些圖案的多個影像對數斜率值不低於該影像對數斜率的該下限；及藉由使用該罩幕資料製造一光罩。
於部分實施方式中，在該光學鄰近校正操作之後，該些圖案的一總面積增加。
於部分實施方式中，在該光學鄰近校正操作之後，該些圖案的一平均影像對數斜率值減小。
於部分實施方式中，基於一曝光劑量、一圖案尺寸、一顯影光阻劑圖案的一線寬粗糙度、一聚焦裕度、一罩幕誤差增強因數、一邊緣置放誤差或一臨界尺寸均勻性中的至少一者判定該影像對數斜率的該下限。
於部分實施方式中，該影像對數斜率的該下限設置為80μm-1至100μm-1。
於部分實施方式中，方法，進一步包含以下步驟：在該光學鄰近校正操作之前獲得該些圖案的多個初始影像對數斜率值，其中基於該些初始影像對數斜率值判定該影像對數斜率的該下限。
於部分實施方式中，該影像對數斜率的該下限大於 該些初始影像對數斜率值的一最小值。
根據本揭露的部分實施方式，製造一光罩的方法包含以下步驟獲取包括複數個圖案的一原始圖案佈局，每一圖案由一不透明區域界定；基於一尺寸或一形狀中的至少一者將該些圖案分類為複數個組；判定該些組中的每一組的一影像對數斜率的一下限；對該些圖案進行一光學鄰近校正操作以獲得一罩幕資料，使得該些圖案的一曝光劑量降低，同時該些組的多個影像對數斜率值不低於該影像對數斜率的該下限；及藉由使用該罩幕資料製造一光罩。
於部分實施方式中，該些組中的至少一個組包括沿一個方向延伸的多個圖案，且該些組中的至少一個組包括沿兩個方向延伸的多個圖案。
於部分實施方式中，在該光學鄰近校正操作之後，該些圖案的一平均影像對數斜率值減小。
於部分實施方式中，基於一曝光劑量、一圖案尺寸、一顯影光阻劑圖案的一線寬粗糙度、一聚焦裕度、一罩幕誤差增強因數、一邊緣置放誤差或一臨界尺寸均勻性中的至少一者判定該影像對數斜率的該下限。
於部分實施方式中，方法，進一步包含以下步驟：在該光學鄰近校正操作之前獲得該些組的多個初始影像對數斜率值，其中基於該些初始影像對數斜率值判定該影像對數斜率的該下限。
上文概述了數個實施例或實例的特徵，使得熟習此項技術者可更好地理解本揭示內容的各態樣。熟習此項技 術者應理解，熟習此項技術者可容易地將本揭示內容用作設計或修改其他製程及結構的基礎，以實現與本文介紹的實施例或實例相同的目的及/或實現相同的優點。熟習此項技術者亦應認識到，該些等效構造不脫離本揭示內容的精神及範疇，並且在不脫離本揭示內容的精神及範疇的情況下，該些等效構造可進行各種改變、替代及變更。
S301~S308:步驟

Claims (10)

  1. 一種製造一光罩的方法，包含以下步驟：獲取包括複數個圖案的一原始圖案佈局，每一圖案由一不透明區域界定；判定一影像對數斜率的一下限；調整該些圖案的多個尺寸，使得該些圖案的一曝光劑量減小，同時該些圖案的多個影像對數斜率值不低於該影像對數斜率的該下限；對尺寸已調整的該些圖案進行一光學鄰近校正操作以獲得罩幕資料；及藉由使用該罩幕資料製造一光罩。
  2. 如請求項1所述之方法，其中基於一曝光劑量、一圖案尺寸、一顯影光阻劑圖案的一線寬粗糙度、一聚焦裕度、一罩幕誤差增強因數、一邊緣置放誤差或一臨界尺寸均勻性中的至少一者判定該影像對數斜率的該下限。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該影像對數斜率的該下限設置為90μm-1至100μm-1。
  4. 如請求項1所述之方法，其中在調整該些圖案的多個尺寸期間增加該些圖案的該些尺寸。
  5. 一種製造一光罩的方法，包含以下步驟：獲取包括複數個圖案的一原始圖案佈局，每一圖案由一不透明區域界定；判定一影像對數斜率的一下限；對該些圖案進行一光學鄰近校正操作以獲得一罩幕資料，使得該些圖案的一曝光劑量降低，同時該些圖案的多個影像對數斜率值不低於該影像對數斜率的該下限；及藉由使用該罩幕資料製造一光罩。
  6. 如請求項5所述之方法，其中在該光學鄰近校正操作之後，該些圖案的一總面積增加。
  7. 如請求項6所述之方法，其中在該光學鄰近校正操作之後，該些圖案的一平均影像對數斜率值減小。
  8. 一種製造一光罩的方法，包含以下步驟：獲取包括複數個圖案的一原始圖案佈局，每一圖案由一不透明區域界定；基於一尺寸或一形狀中的至少一者將該些圖案分類為複數個組；判定該些組中的每一組的一影像對數斜率的一下限；對該些圖案進行一光學鄰近校正操作以獲得一罩幕資料，使得該些圖案的一曝光劑量降低，同時該些組的多個影像 對數斜率值不低於該影像對數斜率的該下限；及藉由使用該罩幕資料製造一光罩。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該些組中的至少一個組包括沿一個方向延伸的多個圖案，且該些組中的至少一個組包括沿兩個方向延伸的多個圖案。
  10. 如請求項8所述之方法，其中在該光學鄰近校正操作之後，該些圖案的一平均影像對數斜率值減小。
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