TWI901110B

TWI901110B - 用於光學鄰近修正的圖案與光罩圖案的設計方法

Info

Publication number: TWI901110B
Application number: TW113116591A
Authority: TW
Inventors: 陳世佳; 麥永慶
Original assignee: 力晶積成電子製造股份有限公司
Priority date: 2024-05-03
Filing date: 2024-05-03
Publication date: 2025-10-11

Abstract

一種用於光學鄰近修正的圖案與光罩圖案的設計方法。所述用於光學鄰近修正的圖案包括主體圖案與陣列圖案。所述主體圖案具有至少一個直角角落。所述陣列圖案包括n×n個子圖案，且設置於鄰近所述直角角落，其中至少一個所述子圖案位於所述主體圖案中，且位於所述主體圖案中的所述子圖案為穿透所述主體圖案的開孔。

Description

用於光學鄰近修正的圖案與光罩圖案的設計方法

本發明是有關於一種用於光學鄰近修正（optical proximity correction，OPC）的圖案與光罩圖案的設計方法。

在半導體製程中，為了要在基底上形成特定元件圖案（例如閘極、接墊等）時，會先在電腦系統中設計出相應圖案，接著進行OPC來產生修正圖案，再將修正圖案轉移至光罩上來形成光罩圖案。之後，利用微影步驟與蝕刻步驟將光罩圖案轉移到材料層上。

然而，對於具有直角角落的圖案來說，現行的OPC技術仍無法有效地解決角落圓形化（corner rounding）的問題，因而無法精確地於材料層中形成所需的圖案。

本發明提供一種用於光學鄰近修正的圖案，其包括主體圖案與陣列圖案，其中陣列圖案設置於鄰近主體圖案的直角角落。

本發明提供一種光罩圖案的設計方法，其中在進行光學鄰近修正之前，對待轉移至材料層中的第一圖案進行修正。

本發明的用於光學鄰近修正的圖案包括主體圖案與陣列圖案。所述主體圖案具有至少一個直角角落。所述陣列圖案包括n×n個子圖案，且設置於鄰近所述直角角落，其中至少一個所述子圖案位於所述主體圖案中，且位於所述主體圖案中的所述子圖案為穿透所述主體圖案的開孔。

在本發明的用於光學鄰近修正的圖案的一實施例中，n≥1。

在本發明的用於光學鄰近修正的圖案的一實施例中，n＞1，且一部分的所述子圖案位於所述主體圖案中，而剩餘的所述子圖案位於所述主體圖案外。

在本發明的用於光學鄰近修正的圖案的一實施例中，所述陣列圖案中的所述子圖案具有相同的尺寸。

在本發明的用於光學鄰近修正的圖案的一實施例中，所述陣列圖案中的所述子圖案具有不同的尺寸。

在本發明的用於光學鄰近修正的圖案的一實施例中，所述陣列圖案中的所述子圖案具有相同的形狀。

在本發明的用於光學鄰近修正的圖案的一實施例中，所述陣列圖案中的所述子圖案具有不同的形狀。

本發明的光罩圖案的設計方法包括以下步驟。提供待轉移至材料層中的第一圖案，其中所述第一圖案包括主體圖案，且所述主體圖案具有至少一個直角角落。對所述第一圖案進行修正，以形成第二圖案，其中所述第二圖案包括所述主體圖案與陣列圖案，所述陣列圖案包括n×n個子圖案且設置於鄰近所述直角角落，至少一個所述子圖案位於所述主體圖案中，且位於所述主體圖案中的所述子圖案為穿透所述主體圖案的開孔。對所述第二圖案進行光學鄰近修正，以形成光罩圖案。

在本發明的光罩圖案的設計方法的一實施例中，n≥1。

在本發明的光罩圖案的設計方法的一實施例中，n＞1，且一部分的所述子圖案位於所述主體圖案中，而剩餘的所述子圖案位於所述主體圖案外。

在本發明的光罩圖案的設計方法的一實施例中，所述陣列圖案中的所述子圖案具有相同的尺寸。

在本發明的光罩圖案的設計方法的一實施例中，所述陣列圖案中的所述子圖案具有不同的尺寸。

在本發明的光罩圖案的設計方法的一實施例中，所述陣列圖案中的所述子圖案具有相同的形狀。

在本發明的光罩圖案的設計方法的一實施例中，所述陣列圖案中的所述子圖案具有不同的形狀。

基於上述，在本發明的光罩圖案的設計方法中，在進行光學鄰近修正之前，對待轉移至材料層中的第一圖案進行修正，以形成包括主體圖案與陣列圖案的第二圖案。在第二圖案中，陣列圖案鄰近主體圖案的直角角落，因此在後續對第二圖案進行光學鄰近修正時，可進一步地針對陣列圖案進行修正，亦即可對主體圖案的直角角落處進行更細微的修正，以解決角落圓形化的問題。

下文列舉實施例並配合附圖來進行詳細地說明，但所提供的實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍。此外，附圖僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為了方便理解，在下述說明中相同的元件將以相同的符號標示來說明。

關於文中所使用「包含」、「包括」、「具有」等等用語，均為開放性的用語，也就是指「包含但不限於」。

當以「第一」、「第二」等的用語來說明元件時，僅用於將這些元件彼此區分，並不限制這些元件的順序或重要性。因此，在一些情況下，第一元件亦可稱作第二元件，第二元件亦可稱作第一元件，且此不偏離本發明的範疇。

在本實施例中，光罩圖案的設計方法用以形成光罩圖案，且在以具有所述光罩圖案的光罩進行微影步驟與蝕刻步驟之後，可於材料層中精確地形成所需的圖案。以下將對此進行詳細說明。

圖1為本發明實施例的光罩圖案的設計方法的流程圖。

請參照圖1，首先，在步驟100中，提供待轉移至材料層中的第一圖案。在本實施例中，第一圖案對應於待形成於材料層中的目標圖案。在使用光罩進行微影步驟與微影步驟時，由於微影製程中的光學鄰近效應或蝕刻步驟中的負載效應，形成於材料層中的圖案與目標圖案之間會存在差異。因此，在本實施例中，對上述的第一圖案進行修正，並將修正後的第一圖案用於光罩圖案的形成，使得形成於材料層中的圖案夠精確地對應於目標圖案。舉例來說，可將對應於待形成於材料層中的目標圖案的第一圖案輸入電腦系統中來進行修正。

如圖2所示，第一圖案20包括主體圖案200。主體圖案200可具有任意的形狀，且具有至少一個直角角落CR。在圖2中，以主體圖案200的位於右上角的一個直角角落CR為例來進行說明，但本發明不限於此。

然後，在步驟102中，對第一圖案進行修正，以形成第二圖案。在一個實施例中，可在電腦系統中對第一圖案20的直角角落CR進行修正。在對第一圖案20進行修正之後，所形成的第二圖案包括主體圖案200以及陣列圖案。陣列圖案設置於鄰近直角角落CR。陣列圖案包括n×n個子圖案，且n≥1。本發明不對子圖案的數量進行限制，只要子圖案的數量不會對後續所進行的光學鄰近修正造成影響即可。此外，在陣列圖案中，至少一個子圖案位於主體圖案200中，且位於主體圖案200中的子圖案為穿透主體圖案200的開孔。

如圖3所示，在對第一圖案20進行修正之後，所形成的第二圖案30包括主體圖案200以及陣列圖案300。陣列圖案300設置於鄰近直角角落CR。陣列圖案300包括n×n個子圖案，且n＞1。在n＞1的情況下，陣列圖案300的這些子圖案圍繞直角角落CR，且一部分的子圖案位於主體圖案200中，而剩餘的子圖案位於主體圖案200外。

在圖3中，以n=3為例，陣列圖案300由9個子圖案構成，且這些子圖案圍繞直角角落CR。此外，陣列圖案300的9個子圖案包括4個位於主體圖案200中的子圖案300a以及5個位於主體圖案200外的子圖案300b，但本發明不限於此。子圖案300a為穿透主體圖案200的開孔，而子圖案300b則為實體圖案。在其他實施例中，只要陣列圖案300包括至少一個位於主體圖案200外的子圖案300b即可。此外，本發明不對子圖案300a與子圖案300b的位置以及這些子圖案彼此之間的間距（pitch）進行限制，只要陣列圖案300鄰近直角角落CR即可。

在圖3所示的實施例中，陣列圖案300的9個子圖案的尺寸彼此不同，但本發明不限於此。本發明不對這些子圖案的尺寸進行限制，只要這些子圖案的尺寸不小於後續所進行的光學鄰近修正的最小容許尺寸且不會因尺寸過大而影響光學鄰近修正即可。此外，在圖3所示的實施例中，陣列圖案300的9個子圖案的形狀皆為正方形，但本發明不限於此。在其他實施例中，子圖案的形狀可為其他任意形狀，且這些子圖案的形狀可彼此不同。

在另一實施例中，在n=1的情況下，如圖6所示，在對第一圖案20進行修正之後，在所形成的第二圖案60中，陣列圖案600為1×1的陣列圖案，其包括1個子圖案602。子圖案602位於主體圖案200中，且鄰近直角角落CR。子圖案602為穿透主體圖案200的開孔。

之後，在步驟104中，對第二圖案（例如圖3中的第二圖案30）進行光學鄰近修正，以形成修正圖案。所述修正圖案即為後續形成於光罩上的光罩圖案。如此一來，完成了本實施例的光罩圖案的設計。

在本實施例中，由於陣列圖案設置於鄰近主體圖案的直角角落且陣列圖案中的至少一個子圖案位於主體圖案中，因此在進行光學鄰近修正時，可進一步地針對陣列圖案進行修正，亦即可對主體圖案的直角角落處進行更細微的修正，以解決角落圓形化的問題。

在完成光罩圖案的設計之後，可經由一般熟知的步驟將修正圖案轉移至光罩上來形成光罩圖案。接著，利用微影步驟與蝕刻步驟將光罩圖案轉移到材料層上，以於材料層中形成所需的圖案。在本實施例中，在進行光學鄰近修正之前，對第一圖案預先進行修正，且修正後的圖案再經由光學鄰近修正來形成光罩圖案，因此能夠精準地將對應於第一圖案的圖案形成於材料層中。

本發明的光罩圖案的設計方法可用於各種形狀的目標圖案（第一圖案）。以下對此作詳細說明。

圖4為本發明第二實施例的第二圖案的示意圖。

請參照圖4，在本實施例中，對應於待形成於材料層中的目標圖案的第一圖案為矩形圖案，其中主體圖案400具有四個直角角落CR。此外，在進行光學鄰近修正之前，對第一圖案的直角角落處進行修正。在對第一圖案的直角角落處進行修正後，在所形成的第二圖案40中，對於位於右側的兩個直角角落CR，包括3×3個子圖案的陣列圖案402可設置於鄰近所述兩個直角角落CR，且這些子圖案同時圍繞所述兩個直角角落CR。在本實施例中，陣列圖案402的9個子圖案包括2個位於主體圖案400中的子圖案402a以及7個位於主體圖案400外的子圖案402b。子圖案402a為穿透主體圖案400的開孔，而子圖案402b則為實體圖案。陣列圖案402的設計規則與第一實施例中的陣列圖案的設計規則相同，於此不再重複說明。

對於位於左側的兩個直角角落CR，可採用相同的方式設置另一個陣列圖案402。在其他實施例中，針對位於左側與右側的直角角落可以不同的方式來設置陣列圖案，本發明不對此進行限制。

在本實施例中，由於陣列圖案402設置於鄰近主體圖案400的直角角落CR，因此在對第二圖案40進行光學鄰近修正時，可進一步地針對陣列圖案402進行修正，亦即可對主體圖案400的直角角落CR處進行更細微的修正，以解決角落圓形化的問題。

圖5為本發明第三實施例的第二圖案的示意圖。

請參照圖5，在本實施例中，對應於待形成於材料層中的目標圖案的第一圖案包括L形圖案，其中主體圖案500具有至少一個外直角角落CR1以及一個內直角角落CR2。此外，在進行光學鄰近修正之前，對第一圖案的外直角角落CR1以及內直角角落CR2進行修正。在對第一圖案的外直角角落CR1以及內直角角落CR2進行修正之後，在所形成的第二圖案50中，包括3×3個子圖案的陣列圖案502可設置於鄰近外直角角落CR1以及內直角角落CR2，且這些子圖案同時圍繞外直角角落CR1以及內直角角落CR2。在本實施例中，陣列圖案502的9個子圖案包括3個位於主體圖案500中的子圖案502a以及6個位於主體圖案500外的子圖案502b。子圖案502a為穿透主體圖案500的開孔，而子圖案502b則為實體圖案。陣列圖案502的設計規則與第一實施例中的陣列圖案的設計規則相同，於此不再重複說明。

在本實施例中，由於陣列圖案502設置於鄰近主體圖案500的外直角角落CR1以及內直角角落CR2，因此在對第二圖案50進行光學鄰近修正時，可進一步地針對陣列圖案502進行修正，亦即可對主體圖案500的外直角角落CR1處以及內直角角落CR2處進行更細微的修正，以解決角落圓形化的問題。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視所附的申請專利範圍所界定者為準。

20:第一圖案 30、40、50、60:第二圖案 100、102、104:步驟 200、400、500:主體圖案 300、402:陣列圖案 300a、300b、402a、402b、502a、502b、602:子圖案 CR:直角角落 CR1:外直角角落 CR2:內直角角落

圖1為本發明實施例的光罩圖案的設計方法的流程圖。圖2為本發明第一實施例的第一圖案的示意圖。圖3為本發明第一實施例的第二圖案的示意圖。圖4為本發明第二實施例的第二圖案的示意圖。圖5為本發明第三實施例的第二圖案的示意圖。圖6為本發明另一實施例的第二圖案的示意圖。

100、102、104:步驟

Claims

一種用於光學鄰近修正的圖案，包括：主體圖案，具有至少一個直角角落；以及陣列圖案，包括n×n個子圖案，且設置於鄰近所述直角角落，其中至少一個所述子圖案位於所述主體圖案中，且位於所述主體圖案中的所述子圖案為穿透所述主體圖案的開孔。
如請求項1所述的用於光學鄰近修正的圖案，其中n≥1。
如請求項2所述的用於光學鄰近修正的圖案，其中n＞1，且一部分的所述子圖案位於所述主體圖案中，而剩餘的所述子圖案位於所述主體圖案外。
如請求項1所述的用於光學鄰近修正的圖案，其中所述陣列圖案中的所述子圖案具有相同的尺寸。
如請求項1所述的用於光學鄰近修正的圖案，其中所述陣列圖案中的所述子圖案具有不同的尺寸。
如請求項1所述的用於光學鄰近修正的圖案，其中所述陣列圖案中的所述子圖案具有相同的形狀。
如請求項1所述的用於光學鄰近修正的圖案，其中所述陣列圖案中的所述子圖案具有不同的形狀。
一種光罩圖案的設計方法，包括：提供待轉移至材料層中的第一圖案，其中所述第一圖案包括主體圖案，且所述主體圖案具有至少一個直角角落；對所述第一圖案進行修正，以形成第二圖案，其中所述第二圖案包括所述主體圖案與陣列圖案，所述陣列圖案包括n×n個子圖案且設置於鄰近所述直角角落，至少一個所述子圖案位於所述主體圖案中，且位於所述主體圖案中的所述子圖案為穿透所述主體圖案的開孔；以及對所述第二圖案進行光學鄰近修正，以形成光罩圖案。
如請求項8所述的光罩圖案的設計方法，其中n≥1。
如請求項9所述的光罩圖案的設計方法，其中n＞1，且一部分的所述子圖案位於所述主體圖案中，而剩餘的所述子圖案位於所述主體圖案外。
如請求項8所述的光罩圖案的設計方法，其中所述陣列圖案中的所述子圖案具有相同的尺寸。
如請求項8所述的光罩圖案的設計方法，其中所述陣列圖案中的所述子圖案具有不同的尺寸。
如請求項8所述的光罩圖案的設計方法，其中所述陣列圖案中的所述子圖案具有相同的形狀。
如請求項8所述的光罩圖案的設計方法，其中所述陣列圖案中的所述子圖案具有不同的形狀。