專利名稱：光學(xué)近接修正的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種微影工藝(Lithography Process)，特別是有關(guān)一種光學(xué)近接修正(Optical Proximity Correction，OPC)的方法。
隨著半導(dǎo)體元件的集成度日益增加，微影工藝所要求的分辨率(Resolution)也愈來愈高。由可分辨的最小尺寸(R)的定義R＝k1λ/NA(λ為光波波長，NA為光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(Numerical Aperture))可知，當(dāng)數(shù)值孔徑愈大時，分辨率就愈高，因此現(xiàn)行微影工藝所采用的曝光光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑逐漸增加。
然而，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑增至0.7以上時，卻容易產(chǎn)生圖案變形的缺點，由以下兩項因素所致第一，曝光工藝采用的曝光光源皆屬偏振光(Polarized Light)，具有電/磁場偏振方向互相垂直的P偏振光與S偏振光兩種成分。當(dāng)數(shù)值孔徑小于0.7時，P偏振光與S偏振光二者的穿透系數(shù)是相同的；而當(dāng)數(shù)值孔徑大于0.7時，P偏振光的穿透系數(shù)即大于S偏振光的穿透系數(shù)，且二者的差異隨數(shù)值孔徑增加而增加。
第二，對某一特定指向的圖案而言，P偏振光與S偏振光穿過光罩而在光阻層中造成的強度輪廓(Intensity Profile)并不相同，且二者的強度輪廓加成后即為決定光阻圖形形狀的總強度輪廓。
當(dāng)數(shù)值孔徑小于0.7時，由于P偏振光與S偏振光的穿透系數(shù)相同，所以不論圖案的指向為何，所得的光阻圖形間距離或圖形寬度并不會隨其指向而變。然而，當(dāng)數(shù)值孔徑大于0.7時，由于P偏振光的穿透系數(shù)高于S偏振光，所以隨著圖案指向的改變，光阻圖形間距離或圖形寬度會產(chǎn)生不一致的情形，以下將舉例說明。
請參照

圖1，是P/S偏振光的電場偏振方向，以及光罩100上的Y走向圖案102與X走向圖案104，其中P偏振光與S偏振光的電場偏振方向分別為X方向與Y方向，且Y走向圖案102與X走向圖案104具有相同的圖形間距離a。
請參照圖2A，是Y走向圖案102在光阻層(未顯示)中造成的強度輪廓。如圖2A所示，由于Y走向圖案102與S偏振光的偏振方向相同，故S偏振光的強度輪廓202s分布窄于P偏振光的強度輪廓202p分布。另一方面，由于P偏振光的穿透系數(shù)大于S偏振光，故強度輪廓202p的積分值大于強度輪廓202s。簡單地說，就是Y走向圖案102的總強度輪廓212由較寬的強度輪廓202p主導(dǎo)。
請參照圖2B，是X走向圖案104在光阻層(未顯示)中造成的強度輪廓。如圖2B所示，由于X走向圖案104與P偏振光的電場偏振方向相同，故P偏振光的強度輪廓204p分布窄于S偏振光的強度輪廓204s分布。另一方面，由于P偏振光的穿透系數(shù)大于S偏振光，故強度輪廓204p的積分值大于強度輪廓204s。簡單地說，就是X走向圖案104的總強度輪廓214由較窄的強度輪廓204p主導(dǎo)。
請同時參照圖2A與圖2B，由于Y走向圖案102的總強度輪廓212由較寬的強度輪廓202p主導(dǎo)，而X走向圖案104的總強度輪廓214由較窄的強度輪廓204p主導(dǎo)，所以總強度輪廓212的分布大于總強度輪廓214。因此，當(dāng)所使用的光阻型態(tài)為正光阻時，在一定的曝光啟始強度設(shè)定Eth下X走向圖案104的光阻圖形間距離bX會小于Y走向圖案102的光阻圖形間距離bY。
為解決上述誤差問題，采用高數(shù)值孔徑的光學(xué)系統(tǒng)進行微影工藝前必須作一些修正。由于現(xiàn)有的光學(xué)近接修正模式(OPC Model)只是針對入射光的標(biāo)量(Scalar)進行計算與設(shè)計，而未考慮入射光(P/S偏振光)的向量(Vector，即未考慮偏振方向)，所以無法有效彌補因P/S偏振光的穿透系數(shù)差異與圖形指向改變所造成的強度輪廓差異，并使圖形間距離或圖形寬度隨其指向變化，而產(chǎn)生不同比例的誤差。
本發(fā)明提出一種光學(xué)近接修正的方法，適用于高數(shù)值孔徑的微影工藝，其中曝光光源的P偏振光的穿透系數(shù)大于S偏振光。此方法是針對圖形指向不同的各個圖案，分別使用不同的光學(xué)近接修正模式進行修正，其中在修正任一圖案時，考慮P偏振光與S偏振光的穿透系數(shù)的比值，以及此圖案的圖形指向與P偏振光/S偏振光的偏振方向的夾角。
由于本發(fā)明考慮每一個圖案的圖形指向而采用不同的光學(xué)近接修正模式，所以在高數(shù)值孔徑下P偏振光的穿透系數(shù)大于S偏振光時，得以精確地計入P偏振光與S偏振光各自對圖形指向互異的各圖案的影響，并做出修正，使得各種指向的圖案皆不會產(chǎn)生變形。
本發(fā)明還提出一種微影工藝，是在基底上形成光阻層后，使用經(jīng)上述方法修正圖案的光罩進行曝光，然后再進行顯影以得到光阻圖案。
由于本發(fā)明所提出的微影工藝中采用經(jīng)本發(fā)明的光學(xué)近接修正方法修正的光罩，所以由其形成的各種指向的光阻圖案皆可符合原先的設(shè)計。
在上述本發(fā)明的光學(xué)近接修正的方法與微影工藝中，光學(xué)近接修正模式可用錘頭圖形(Hammerhead)或角塊圖形(Serif)進行修正，或是以調(diào)整圖形線寬的方式修正。另外，修正的模式可采用光學(xué)理論模型(Optics Model)、實驗調(diào)整模型(Experiment Model)或二者兼用，前者是由光學(xué)理論計算而得，后者則是以實驗失誤-修正方式實現(xiàn)。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明附圖簡單說明圖1是P/S偏振光的電場偏振方向，以及公知技術(shù)中未修正的光罩上的Y走向圖案與X走向圖案；圖2A/2B是公知技術(shù)中，P/S偏振光穿過Y/X走向圖案而在光阻層中造成的強度輪廓與總強度輪廓，以及對應(yīng)的光阻圖形間距離；圖3是P/S偏振光的電場偏振方向，以及本發(fā)明實施例中修正后的Y走向圖案與X走向圖案；以及圖4A/4B是本發(fā)明實施例中，P/S偏振光穿過修正后的Y/X走向圖案而在光阻層中造成的強度輪廓與總強度輪廓，以及對應(yīng)的圖形間距離或圖形寬度。
附圖標(biāo)記說明100、300光罩102、302Y走向圖案104、304X走向圖案202p/s、204p/sP/S偏振光的強度輪廓402p/s、404p/sP/S偏振光的強度輪廓212、214、412、414總強度輪廓a、cY、cX光罩圖形間距離bY、bX、d光阻圖形間距離或圖形寬度請繼續(xù)參照圖3，并同時參照圖4A/4B，為便于比較Y走向圖案302與X走向圖案304所需的光學(xué)近接修正模式的差異，此處是以Y走向圖案302的圖形間距離cY為比較的基準(zhǔn)，再以X走向圖案304的圖形間距離cX變化說明。首先，假定Y走向圖案302的圖形間距離cY已經(jīng)過光學(xué)近接修正，且在一特定的曝光起始強度設(shè)定下，其總強度輪廓412(由P偏振光的強度輪廓402p與S偏振光的強度輪廓402s加成而得)可使Y走向光阻圖形具有預(yù)設(shè)的圖形間距離/圖形寬度d(采用正光阻/負(fù)光阻時)，如圖4A所示。
接著請同時比對圖1、圖2A與圖2B，由于X走向圖案104的總強度輪廓214分布窄于圖形距離(a)相同的Y走向圖案102的總強度輪廓212，并使得圖形間距離(或圖形寬度)bX小于bY，故此處X走向圖案304的圖形距離cX必須略大于cY。如此修正才能加寬X走向圖案304的總強度輪廓414(由加寬的P偏振光強度輪廓404p與加寬的S偏振光強度輪廓404s加成而得)，并使其所致的光阻圖形具有預(yù)設(shè)的圖形間距離或圖形寬度d。另外，圖4B中繪出一虛線曲線來表示“未修正”的X走向圖案所造成的總強度輪廓，以顯示出總強度輪廓的寬度變化。
如上所述，本發(fā)明是考慮兩種圖案的圖形走向與P偏振光/S偏振光的強度差異，采用不同的光學(xué)近接修正模式來修正光罩的Y走向圖案與X走向圖案，故能精確地計入p偏振光與S偏振光各自對Y走向圖案與X走向圖案的影響，并做出修正。
雖然本發(fā)明已以實施例說明如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種適用于微影工藝的光學(xué)近接修正的方法，該微影工藝使用一具有P偏振光與S偏振光的曝光光源，其特征為還使用具有復(fù)數(shù)個圖案的一光罩，其中該P偏振光的穿透系數(shù)(Transmission Coefficient)大于該S偏振光，且任選兩個圖案的圖形指向互異，該方法包括考慮該P偏振光的穿透系數(shù)與該S偏振光的穿透系數(shù)的比值，以及每一該些圖案的圖形指向與該S偏振光/該P偏振光的偏振方向的夾角，分別使用不同的一光學(xué)近接修正模式修正每一該些圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)近接修正的方法，其特征為該光學(xué)近接修正模式中采用了復(fù)數(shù)個修正圖形，其中包括一錘頭狀修正圖形。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)近接修正的方法，其特征為該光學(xué)近接修正模式中采用了復(fù)數(shù)個修正圖形，其中包括一角塊狀修正圖形。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)近接修正的方法，其特征為該些圖案的圖形指向共分兩種，分為一第一圖案與一第二圖案。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)近接修正的方法，其特征為該第一圖案與該第二圖案的型式包括平行線狀圖案。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)近接修正的方法，其特征為光學(xué)近接修正前的該第一圖案的間隔/寬度(Pitch/Size)與該第二圖案相同。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)近接修正的方法，其特征為該第一圖案與該第二圖案的走向垂直；該第一圖案的走向靠近該S偏振光的電場偏振方向，且該第二圖案的走向靠近該P偏振光的電場偏振方向；以及光學(xué)近接修正后的該第二圖案的圖形間距離大于光學(xué)近接修正后的該第一圖案的圖形間距離。
8.一種微影工藝，其特征為包括下列步驟提供一基底；在該基底上形成一光阻層；提供具有一P偏振光與一S偏振光的一曝光光源，其中該P偏振光的穿透系數(shù)大于該S偏振光；提供具有復(fù)數(shù)個圖案的一光罩，其中任選兩個圖案的圖形指向互異，且每一該些圖案皆已分別經(jīng)過不同的一光學(xué)近接修正模式的修正，其中考慮該P偏振光與該S偏振光的穿透系數(shù)的比值，以及每一該些圖案的圖形指向與該P偏振光/該S偏振光的偏振方向的夾角；以及使用該曝光光源及該光罩對該基底進行曝光，再進行一顯影步驟以得復(fù)數(shù)個光阻圖案。
9.如權(quán)利要求8所述的微影工藝，其特征為光學(xué)近接修正模式中采用了復(fù)數(shù)個修正圖形，其中包括一錘頭狀修正圖形。
10.如權(quán)利要求8所述的微影工藝，其特征為該光學(xué)近接修正模式中采用了復(fù)數(shù)個修正圖形，其中包括一角塊狀修正圖形。
11.如權(quán)利要求8所述的微影工藝，其特征為該些圖案的圖形指向共分兩種，分為一第一圖案與一第二圖案。
12.如權(quán)利要求11所述的微影工藝，其特征為該第一圖案與該第二圖案的型式包括平行線狀圖案。
13.如權(quán)利要求12所述的微影工藝，其特征為該些光阻圖案區(qū)分為對應(yīng)該第一圖案的一第一光阻圖案，以及對應(yīng)該第二圖案的一第二光阻圖案，且該微影工藝的預(yù)定目標(biāo)為使該第一光阻圖案與該第二光阻圖案具有相同的間隔/寬度(Pitch/Size)。
14.如權(quán)利要求13所述的微影工藝，其特征為該第一圖案與該第二圖案的走向垂直；該第一圖案的走向靠近該S偏振光的電場偏振方向，且該第二圖案的走向靠近該P偏振光的電場偏振方向；以及該第二圖案的圖形間距離大于該第一圖案的圖形間距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)近接修正的方法，適用于高數(shù)值孔徑的微影工藝，其中曝光光源含有偏振方向互相垂直的P偏振光與S偏振光，且P偏振光的穿透系數(shù)大于S偏振光。此方法針對圖形指向不同的各個圖案，分別使用不同的光學(xué)近接修正模式進行修正，其中在修正任一圖案時，考慮P偏振光與S偏振光的穿透系數(shù)的比值，以及此圖案的圖形指向與P偏振光/S偏振光的偏振方向的夾角。
文檔編號G03F1/36GK1392453SQ01129289
公開日2003年1月22日 申請日期2001年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月20日
發(fā)明者林順利 申請人:旺宏電子股份有限公司