專利名稱：檢測光掩模數(shù)據(jù)庫圖案缺陷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測試光掩模圖案的方法，尤其涉及檢測光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案中的缺陷的方法。
背景技術(shù)：
隨著集成到半導(dǎo)體芯片中的元件的最小線寬度及其連接線路的減少，難以避免形成于晶片上的圖案的光學(xué)鄰近效應(yīng)，所述圖案是利用紫外線通過傳統(tǒng)光刻技術(shù)形成的。由于最近使用的紫外線I波(I-beam)的波長為0.365μm，而線寬的臨界尺寸為0.35μm，因此，由光衍射和干涉形成的圖案的OPE嚴(yán)重地限制了半導(dǎo)體芯片的制造工藝。預(yù)計(jì)，圖案的OPE將變得更加嚴(yán)重，以滿足線寬的最小臨界尺寸的降低。因此，執(zhí)行光學(xué)鄰近修正(OPC)是不可避免的，以便對(duì)由光刻工藝中的分辨率限制產(chǎn)生的OPE進(jìn)行修正。
在光刻工藝中，光掩模的圖案是通過光學(xué)透鏡復(fù)制到晶片上的。這里，對(duì)圖像投影的光學(xué)系統(tǒng)起著低通濾波器的作用，并且，形成于晶片上的圖像具有失真的外形。在采用具有長方形外形的光掩模時(shí)，具有高頻的部分，即邊緣部分并未穿透光學(xué)透鏡，因此，在晶片上形成環(huán)狀圖案。在光掩模圖案具有大尺寸(或周期)的情況下，由于基本空間頻率低，比較而言，高階頻率能夠穿透光學(xué)透鏡，從而在晶片上形成類似光掩模圖案的圖案。但是，在光掩模圖案具有小尺寸的情況下，由于空間頻率高，穿透光學(xué)透鏡的頻率降低，從而使圖案的失真變得嚴(yán)重。
因此，直到現(xiàn)在，上述問題才通過光刻設(shè)備的改進(jìn)而得到解決。但是，這種設(shè)備的發(fā)展是有限的，并且，現(xiàn)在需要設(shè)計(jì)領(lǐng)域方面的方法。在光掩模圖案的OPC中，考慮到上述失真，提前使光掩模圖案變形，從而使晶片上最終形成的圖案具有預(yù)期形狀。通常，OPC采用基于規(guī)則的方法，在所述方法中制定幾條規(guī)則，并在圖案的設(shè)計(jì)中使其得到反映。
圖1是一流程圖，其采用示意圖的方法說明了測試光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的慣用方法。
如圖1所示，在常規(guī)工藝中，制定與所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案的線臨界尺寸(CD)或空間相關(guān)的規(guī)則文件，執(zhí)行規(guī)則文件的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)，之后執(zhí)行光學(xué)鄰近修正(OPC)，使數(shù)據(jù)庫圖案變形，從而最終在晶片上曝光的圖案具有預(yù)期的外形(S10～S30)。
在測試光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的常規(guī)方法中，在DRC中檢測圖案的線DC或空間，但是無法檢測到因構(gòu)圖步驟中的失誤而導(dǎo)致的圖案缺陷。在具有相同臨界尺寸的圖案中，不可能測試區(qū)分出具有長線長的圖案和具有短線長的圖案。因此，在將通過OPC修正的，具有長線長的圖案曝光到晶片上的情況下，所述圖案將分裂(collapse)，或在相鄰圖案之間形成一橋接件(bridge)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述問題做出的，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于檢測光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案缺陷的方法，在所述方法中，根據(jù)光掩模圖案的線臨界尺寸，將不同的空間寬度應(yīng)用到圖案上，以便根據(jù)照明系統(tǒng)、子膜(sub-film)和光刻膠的厚度檢測構(gòu)圖缺陷的差別，由此預(yù)先檢測出諸如圖案的分裂或橋接件的缺陷，所述缺陷源自具有相同臨界尺寸的圖案的不同線長。
根據(jù)本發(fā)明，可以通過提供一種用于檢測光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案缺陷的方法實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，所述方法包括根據(jù)半導(dǎo)體元件的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)計(jì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案；對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案進(jìn)行光學(xué)鄰近修正(OPC)；以及，通過按照所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案的每個(gè)線臨界尺寸(CD)獲得基于至少兩個(gè)空間寬度的多個(gè)偏差(bias)值，并檢測具有最佳偏差值的圖案的外形的方法，檢測數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷。
優(yōu)選地，所述多個(gè)偏差值可以包括至少一個(gè)正值和至少一個(gè)負(fù)值。
此外，優(yōu)選地，可以針對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案之外的所有半導(dǎo)體元件芯片的圖案，以及經(jīng)過OPC的圖案進(jìn)行數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷檢測。
此外，優(yōu)選地，所述方法可以進(jìn)一步包括在進(jìn)行OPC之前執(zhí)行所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)。
優(yōu)選地，可以針對(duì)如DRC的結(jié)果所示的破壞所述設(shè)計(jì)規(guī)則的圖案進(jìn)行數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷檢測。
此外，優(yōu)選地，可以通過根據(jù)焦深(DOF)余量獲得多個(gè)偏差值，并檢測所具有的偏差值帶有最佳DOF余量的圖案的外形的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷檢測。


通過下述參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明將使本發(fā)明的上述目的、特征和其他優(yōu)勢得到更加清晰的理解，其中圖1是說明對(duì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷進(jìn)行檢測的常規(guī)方法的流程圖；圖2是說明根據(jù)本發(fā)明對(duì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷進(jìn)行檢測的工藝流程圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)經(jīng)過OPC的光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷進(jìn)行檢測的工藝流程圖；圖4A和圖4B分別是說明在本發(fā)明的工藝中獲得規(guī)則表和偏差值的方法的示意圖；圖5是說明根據(jù)本發(fā)明對(duì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷進(jìn)行檢測的工藝的一個(gè)實(shí)例的示意圖；圖6是說明根據(jù)本發(fā)明對(duì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷進(jìn)行檢測的工藝的另一個(gè)實(shí)例的示意圖；以及圖7是說明形成于晶片上的，作為圖5的工藝的對(duì)象的圖案外形的示意圖；以及圖8是說明形成于晶片上的，作為圖6的工藝的對(duì)象的圖案外形的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例予以詳細(xì)說明。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明對(duì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷進(jìn)行檢測的工藝的流程圖。
如圖2所示，基于半導(dǎo)體元件的設(shè)計(jì)規(guī)則在光掩模上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫圖案(S100)。
制定與所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案的線臨界尺寸(CD)或空間相關(guān)的規(guī)則文件，并執(zhí)行規(guī)則文件的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)(S110)。
執(zhí)行光學(xué)鄰近修正(OPC)(S120)，在這一步驟中，使經(jīng)過設(shè)計(jì)的圖案變形，從而使最終曝光到晶片上的圖案具有預(yù)期的形狀。
執(zhí)行光學(xué)規(guī)則檢查(ORC)(S130)，在這一步驟中，根據(jù)各個(gè)線CD中的每一個(gè)，以至少兩個(gè)空間寬度為基礎(chǔ)計(jì)算多個(gè)偏差值，并利用上述偏差值獲得具有最佳偏差值的圖案外形。
因此，根據(jù)本發(fā)明對(duì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷進(jìn)行檢測的工藝包括ORC，在ORC中，根據(jù)各個(gè)線CD中的每一個(gè)，以至少兩個(gè)空間寬度為基礎(chǔ)計(jì)算多個(gè)偏差值，并采用上述偏差值獲得具有最佳偏差值的圖案外形，從而使具有相同臨界尺寸的圖案具有偏差，以便根據(jù)線長避免產(chǎn)生諸如圖案分裂或圖案間具有橋接件的缺陷。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)經(jīng)過OPC的光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷進(jìn)行檢測的工藝流程圖。下面，將參照?qǐng)D3對(duì)檢測經(jīng)過OPC的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷的工藝予以說明。
首先，如圖4B所示，制定ORC規(guī)則表，其中，通過半導(dǎo)體元件的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)計(jì)多個(gè)圖案，根據(jù)其各個(gè)線CD的每一個(gè)，對(duì)至少兩個(gè)空間寬度進(jìn)行劃分(divided)(S132)。例如，在ORC規(guī)則表中，將線CD大于200nm的圖案分成所具有的空間寬度不大于190nm和大于240nm的圖案。
基于圖案的線CD和每個(gè)圖案的至少兩個(gè)空間寬度獲得多個(gè)偏差值，所述偏差值填寫在ORC表中(S134)。
優(yōu)選地，所述多個(gè)偏差值可以包括至少一個(gè)正(+)值和至少一個(gè)負(fù)(-)值。例如，在圖案具有150～160nm的線寬，小于250nm的空間寬度的情況下，根據(jù)焦深(DOF)余量，偏差值為+10nm，+20nm，+30nm和+40nm。在偏差值為正(+)時(shí)，圖案具有分裂的外形。另一方面，在偏差值為負(fù)(-)時(shí)，圖案具有橋接外形。
采用仿真工具，根據(jù)偏差值修正圖案的長度(延長或縮短)，從而形成多個(gè)經(jīng)過偏差設(shè)置的圖案(S136)。也就是說，在圖案具有150～160nm的線寬的情況下，通過向相應(yīng)的線寬上增加+10nm、+20nm、+30nm和+40nm的偏差值的方式形成多個(gè)經(jīng)過偏差設(shè)置的圖案。
此后，通過觀測器檢測所述的多個(gè)經(jīng)過偏差設(shè)置的圖案，并選擇具有最佳偏差值的圖案(S138)。
如上所述，采用最佳偏差值對(duì)圖案進(jìn)行修正，判決是否檢測另一個(gè)圖案的缺陷，當(dāng)決定檢測另一個(gè)圖案的缺陷時(shí)，從步驟S134開始重復(fù)所述工藝(S139)。在步驟S139中，當(dāng)決定不檢測任何圖案的缺陷時(shí)，工藝終止。作為選擇，本發(fā)明可以提供一種采用根據(jù)曝光裝置的DOF余量制定的ORC規(guī)則表檢測圖案缺陷的工藝流程。
圖4A和圖4B分別是說明在本發(fā)明的工藝中獲得規(guī)則表和偏差值的方法的示意圖。
如圖4A所示，在本發(fā)明的工藝中，僅針對(duì)(a)分裂的或(b)橋接的并由此經(jīng)過OPC的圖案進(jìn)行缺陷檢測。作為選擇，僅針對(duì)因DRC而違反設(shè)計(jì)規(guī)則的圖案進(jìn)行缺陷檢測，或針對(duì)所有芯片的圖案進(jìn)行缺陷檢測。
如圖4B所示，ORC規(guī)則表包括線CD、至少兩個(gè)空間寬度、相應(yīng)的偏差值和圖案的缺陷結(jié)果。例如，在圖案具有的線寬度為150～160nm的情況下，將相應(yīng)的圖案之間的空間寬度分成s＜a和b＞s，圖案的偏差值基于各個(gè)空間寬度為+α或-β，并且圖案的缺陷結(jié)果為根據(jù)所述偏差值的橋接或分裂，其中，a、b、α和β為指定值。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明對(duì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷進(jìn)行檢測的工藝的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
在檢測光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷的工藝流程中，如圖5所示，在半導(dǎo)體芯片10的圖案20具有150～160nm的線寬的情況下，對(duì)應(yīng)的圖案20之間的空間寬度(S)小于250nm。因此，根據(jù)DOF余量，對(duì)應(yīng)的圖案20的偏差值為+10nm(DOF＝0.3μm)、+20nm(DOF＝0.2μm)、+30nm(DOF＝0.1μm)和+40nm(DOF＝0.0μm)。這里，最佳偏差值22為具有最佳DOF余量的+20nm(DOF＝0.2μm)。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明對(duì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷進(jìn)行檢測的工藝的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
在檢測光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷的工藝流程中，如圖6所示，在半導(dǎo)體芯片10的圖案具有500～560nm的線寬的情況下，對(duì)應(yīng)的圖案之間的空間寬度(S)小于160nm。因此，根據(jù)DOF余量，對(duì)應(yīng)的圖案的偏差值為-10nm(DOF＝0.3μm)，-20nm(DOF＝0.2μm)，-30nm(DOF＝0.1μm)和-40nm(DOF＝0.0μm)。這里，最佳偏差值為具有最佳DOF余量的-20nm(DOF＝0.2μm)。
圖7是說明形成于晶片上的，作為圖5的工藝的對(duì)象的圖案外形的示意圖。
如圖7所示，當(dāng)在晶片上形成光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案中具有相同線CD的圖案時(shí)，根據(jù)圖案的線長，所述圖案可能被分裂。本發(fā)明的工藝過程根據(jù)圖案的線CD改變圖案之間的空間寬度，并采用從多個(gè)根據(jù)DOF余量而定的偏差值中選出的最佳偏差值延長或縮短相應(yīng)的圖案，通過這種方法獲得偏差值，由此，在晶片上對(duì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案進(jìn)行構(gòu)圖時(shí)，防止產(chǎn)生圖案的分裂。
因此，在將本發(fā)明的工藝應(yīng)用到圖7的缺陷圖案上時(shí)，有可能將由圖案的偏差值引起的圖案的分裂降至最低。
圖8是說明形成于晶片上的，作為圖6的工藝的對(duì)象的圖案外形的示意圖。
如圖8所示，當(dāng)在晶片上形成光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案中具有相同線CD的圖案時(shí)，根據(jù)圖案的線長，所述圖案可能被橋接。本發(fā)明的工藝過程根據(jù)圖案的線CD改變圖案之間的空間寬度，并采用從多個(gè)根據(jù)DOF余量而定的偏差值中選出的最佳偏差值延長或縮短相應(yīng)的圖案，通過這種方法獲得偏差值，由此，在晶片上對(duì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案進(jìn)行構(gòu)圖時(shí)，防止產(chǎn)生圖案的橋接。
因此，在將本發(fā)明的工藝應(yīng)用到圖8的缺陷圖案上時(shí)，有可能將由圖案的偏差值引起的圖案的橋接降至最低。
由上述描述顯而易見，本發(fā)明提供了一種用于檢測光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷的方法，根據(jù)光掩模圖案的線臨界尺寸，將不同的空間寬度加到所述的數(shù)據(jù)庫圖案上，以便預(yù)先檢測根據(jù)照明系統(tǒng)、子膜和光刻膠厚度而定的構(gòu)圖缺陷，并采用不同的偏差值，修正由具有相同臨界尺寸的圖案線的不同長度造成的諸如圖案的分裂或橋接的圖案缺陷。
此外，本方法根據(jù)多個(gè)焦深(DOF)余量獲得缺陷圖案中的每一個(gè)的多個(gè)偏差值，并基于具有最佳DOF余量的偏差值修正圖案缺陷，由此提高圖案的分辨率。
盡管已經(jīng)出于說明的目的展示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，在不背離附加的權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，可能存在各種修改、添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷的方法，其包括根據(jù)半導(dǎo)體元件的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)計(jì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案；對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案進(jìn)行光學(xué)鄰近修正；以及通過按照所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案的每個(gè)線臨界尺寸獲得基于至少兩個(gè)空間寬度的多個(gè)偏差值，并檢測具有最佳偏差值的圖案的外形的方法，檢測數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個(gè)偏差值包括至少一個(gè)正值和至少一個(gè)負(fù)值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，針對(duì)所有的半導(dǎo)體元件芯片的圖案進(jìn)行所述的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷檢測。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，針對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案之外的、經(jīng)過光學(xué)鄰近修正的圖案，進(jìn)行所述的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷檢測。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括在進(jìn)行光學(xué)鄰近修正之前，進(jìn)行所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，可以針對(duì)如設(shè)計(jì)規(guī)則檢查的結(jié)果所示的破壞所述設(shè)計(jì)規(guī)則的圖案進(jìn)行所述的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷檢測。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，可以根據(jù)焦深余量獲得多個(gè)偏差值，并檢測所具有的偏差值帶有最佳焦深余量的圖案的外形，由此進(jìn)行所述的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷檢測。
全文摘要
一種用于檢測光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷的方法，其包括根據(jù)半導(dǎo)體元件的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)計(jì)光掩模的數(shù)據(jù)庫圖案；對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案進(jìn)行光學(xué)鄰近修正(OPC)；以及，通過按照所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫圖案的每個(gè)線臨界尺寸(CD)獲得基于至少兩個(gè)空間寬度的多個(gè)偏差值，并檢測具有最佳偏差值的圖案的外形的方法，檢測數(shù)據(jù)庫圖案的缺陷。本方法根據(jù)光掩模的線臨界尺寸將不同的空間寬度加到所述圖案上，從而預(yù)先檢測隨照明系統(tǒng)、子膜和光刻膠的厚度而變化的構(gòu)圖缺陷，并修正由具有相同臨界尺寸的圖案線的不同長度造成的，諸如圖案的分裂或橋接的圖案缺陷。
文檔編號(hào)G03F1/84GK1797191SQ20051006883
公開日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者南炳虎, 南炳燮 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司