專利名稱：一種獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光刻工藝，特別是涉及 一種獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的方法 及裝置。
背景技術(shù)：
光刻機(jī)是半導(dǎo)體的核心技術(shù)之一，主要用于半導(dǎo)體超小線寬圖形的光刻工 藝。通常光刻機(jī)批量生產(chǎn)之前，需要對光刻機(jī)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，以確保光刻機(jī) 的使用效果。在光刻機(jī)調(diào)試過程中，有兩個重要參數(shù)需要慎重處理，即分辨率
(Resolution)與景深(DOF, Depth Of Focus )。景深涉及彌散圓的概念，所謂 彌散圓是指在鏡頭焦點(diǎn)前后，光線開始聚集、擴(kuò)散，影像逐漸變成模糊的，形 成一個擴(kuò)大的圓。如果彌散圓的直徑小于人眼的鑒別能力，在一定范圍內(nèi)實(shí)際 影像產(chǎn)生的模糊是不能辨認(rèn)的，這個不能辨認(rèn)的彌散圓就稱為容許彌散圓。在 焦點(diǎn)前后各有一個容許彌散圓，如圖'l所示，這兩個彌散圓之間的距離就叫景 深。分辨率則是指可以重復(fù)達(dá)到的最小的圖形尺寸。分辨率R與景深DOF分 別通過公式(1)、公式(2)計算得到
7 = ^ (1)
膨=^4 (2)
其中，X為曝光光源的波長，NA為光學(xué)鏡頭的數(shù)值孔徑(NA， Numerical Aperture), K,, &分別是光刻膠常數(shù)， 一般值在0.6至0.8之間，&值約 0.5。
在實(shí)際應(yīng)用中，為保持良好的清晰度與圖像的深度，R值需要愈小愈好， 同時希望DOF值愈大愈好，DOF值、R值與NA值的關(guān)系如圖2所示，DOF
4值與R值的最佳取值組合應(yīng)落于圖2的陰影區(qū)域內(nèi)。圖2中，實(shí)線曲線表示R
值，虛線曲線表示DOF值，假如C點(diǎn)為兩條曲線R與DOF的交點(diǎn)，對應(yīng)C點(diǎn) 可以得到NAc, NAc被稱為斷截數(shù)值孔徑(cut off Numerical Aperture )，對應(yīng) C點(diǎn)，由公式(1)、 (2)可得
她丄 (3) 《,
當(dāng)NA值大于NAc時，分辨率R雖得到改善，但DOF將快速地下降，進(jìn) 而會導(dǎo)致景深減弱，圖像失真。
由于每種光刻機(jī)對分辨率與景深有不同的要求，需要通過調(diào)試來尋找光刻 機(jī)分辨率與景深的最佳組合。通常釆用試刻的方式，即調(diào)整光刻機(jī)的NA值， 逐次將圖像試刻在硅片上，觀察圖像的清晰度，來確定所需的參數(shù)。這種方式 下，需要多次試刻，增加了光刻機(jī)調(diào)試的復(fù)雜度，盡管試刻后的硅片能夠重復(fù) 利用，但是硅片的使用壽命也受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的方法及 裝置，簡單高效，節(jié)約原料。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的方法，設(shè)置所需分辨率，該方法包括
A、 輸入曝光光源的波長、第一光刻膠常數(shù)、第二光刻膠常數(shù)、起始數(shù)值 孔徑值和數(shù)值孔徑增加步長，并計算斷截數(shù)值孔徑值；
B、 判斷當(dāng)前數(shù)值孔徑值是否小于斷截數(shù)值孔徑值，如果小于，則執(zhí)行步 驟C;否則，執(zhí)行步驟D;
C、 計算當(dāng)前數(shù)值孔徑值對應(yīng)的景深值、分辨率并保存，將數(shù)值孔徑值增 加數(shù)值孔徑增加步長作為新的當(dāng)前數(shù)值孔徑值，返回步驟B;
D、 選擇分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一組景深值、分辨率及 對應(yīng)的數(shù)值孔徑值輸出。該方法還包括根據(jù)輸出的參數(shù)，模擬光刻機(jī)刻出的圖像并顯示。 設(shè)置所述起始數(shù)值孔徑值為0.30。 設(shè)置所述數(shù)值孔徑增加步長為0.02。 該方法還包括重新設(shè)置所需分辨率，之后執(zhí)行步驟D。 一種獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的裝置，設(shè)置所需分辨率，該裝置包括參數(shù)輸入 模塊、計算模塊、選擇模塊和輸出模塊；其中，
參數(shù)輸入模塊，用于接收輸入?yún)?shù)，并將接收的輸入?yún)?shù)發(fā)送到計算模塊;
所述輸入?yún)?shù)包括曝光光源的波長、第一光刻膠常數(shù)、第二光刻膠常數(shù)、起始
數(shù)值孔徑值、數(shù)值孔徑增加步長；
計算模塊，用于接收參數(shù)輸入模塊發(fā)送的參數(shù)，并在若當(dāng)前數(shù)值孔徑值小 于斷截數(shù)值孔徑值時，則計算相應(yīng)的分辨率、景深值，并將計算出的分辨率和
景深值發(fā)送到選擇模塊；
選擇模塊，用于接收計算模塊發(fā)送的參數(shù)，并選擇分辨率小于所需分辨率， 且景深值最大的一組分辨率、景深值及對應(yīng)的數(shù)值孔徑值，發(fā)送到輸出模塊；
輸出模塊，用于輸出選擇模塊發(fā)來的選定參數(shù)。
該裝置還包括存儲模塊，用于接收計算模塊發(fā)送的各組分辨率、景深值及 對應(yīng)的數(shù)值孔徑值并存儲。
所述選擇模塊從存儲模塊中選擇分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的 一組景深值、分辨率及對應(yīng)的數(shù)值孔徑值，發(fā)送到輸出模塊；輸出模塊將發(fā)來 的選定參數(shù)輸出。
該系統(tǒng)還包括所述選擇模塊根據(jù)重新設(shè)置的所需分辨率，從存儲模塊中 重新選擇分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一組分辨率、景深值及對應(yīng) 的數(shù)值孔徑值，發(fā)送到輸出模塊。
該裝置還包括圖像模擬顯示模塊，根據(jù)輸出的參數(shù)，模擬光刻機(jī)刻出的圖 像并顯示。
本發(fā)明將NA值作為關(guān)鍵參數(shù)，通過NA值的變化計算相應(yīng)的景深及分辨 率值。計算經(jīng)驗(yàn)NA值0.03至斷截數(shù)值孔徑值NAc之間的NA值對應(yīng)的景深、分辨率，選擇分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一組景深值、分辨率及 對應(yīng)的數(shù)值孔徑值輸出，實(shí)現(xiàn)簡單高效。
進(jìn)一步地，本發(fā)明還能夠根據(jù)所選參數(shù)模擬光刻機(jī)調(diào)機(jī)效果，不需硅片試
刻，不僅節(jié)約了原料，降低了成本，而且能延長硅片的使用壽命。對于不同的 光刻機(jī)，只需改變輸入?yún)?shù)，通用性更強(qiáng)，適用范圍更廣。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)中景深的示意圖2為現(xiàn)有技術(shù)中景深、分辨率與NA值關(guān)系示意圖3為本發(fā)明獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的方法一種實(shí)施例的流程圖4為本發(fā)明獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的裝置一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的基本思想是以NA值為依據(jù)，逐步計算從起始NA值到斷截數(shù) 值孔徑NAc值中，各NA值對應(yīng)的分辨率和景深，根據(jù)所需分辨率選擇并輸出 最佳的一組參數(shù)給用戶；進(jìn)而，根據(jù)輸出參數(shù)模擬光刻機(jī)調(diào)機(jī)效果，即可減少 硅片試刻，節(jié)約成本。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體的方法實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步說明，如圖3所示，該方法
包括
步驟IOI、輸入?yún)?shù)并設(shè)置所需分辨率。
這里，所述輸入?yún)?shù)包括曝光光源的波長X、光刻膠常數(shù)K,、光刻膠常數(shù) K2、起始NA值和NA值增加步長ANA。
一般，根據(jù)所要調(diào)試的光刻機(jī)，確定曝光光源的波長X、光刻膠常數(shù)K,、 光刻膠常數(shù)K2;起始NA值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通常從0.30開始，NA值增加步長ANA 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通常取0.02。所需分辨率根據(jù)需調(diào)試的光刻機(jī)確定，例如，0.4微米。
步驟102、根據(jù)公式(3)計算斷截數(shù)值孔徑NAc值。
步驟103、判斷當(dāng)前NA值是否小于NAc值，如果小于，則計算當(dāng)前NA值對應(yīng)的DOF值、R值并保存，進(jìn)入步驟104;否則，進(jìn)入步驟105;
由于NA值超過NAc值時，將會導(dǎo)致圖像失真，故只計算起始NA值至 NAc值范圍內(nèi)的DOF值與R值。判斷當(dāng)前NA值是否小于NAc值，如果小于， 則根據(jù)公式(1)及公式(2)分別計算當(dāng)前NA值對應(yīng)的DOF值與R值并保 存，之后執(zhí)行步驟104繼續(xù)處理；否則，執(zhí)行步驟105繼續(xù)處理。
步驟104、將當(dāng)前NA值增加ANA，將增加ANA后的NA值作為新的當(dāng) 前NA值，返回步驟103;
也就是說，當(dāng)前NA值仍小于斷截數(shù)值孔徑NAc值時，則繼續(xù)將當(dāng)前NA 值增加ANA,并將增加ANA后的NA值作為新的當(dāng)前NA值，返回步驟103, 計算下一個NA值對應(yīng)的DOF值與R值。
步驟105、選擇分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一組景深值、分 辨率及對應(yīng)的數(shù)值孔徑值輸出。
舉個例子來說，所需分辨率R為0.4微米的光刻機(jī)，在所計算出的各組參 數(shù)中選擇參數(shù)的原則是R值必須低于0.4微米，同時，選擇DOF值最大的一 組。因?yàn)樗璺直媛蕿?.4微米，如果R大于0.4微米，則分辨率不滿足要求； 在R小于0.4微米的情況下，則同時選擇DOF值最大的一組景深值、分辨率及 對應(yīng)的數(shù)值孔徑值輸出。
該方法還可以包括圖像模擬顯示步驟，根據(jù)輸出的參數(shù)，模擬光刻機(jī)刻出 的圖像并顯示，以更直觀的方式，向用戶展示該組參數(shù)下光刻機(jī)調(diào)機(jī)結(jié)果。
由于計算與實(shí)際的情況存在誤差，在步驟105之后，也可以根據(jù)輸出參數(shù) 進(jìn)行硅片試刻，如果硅片試刻不理想，則重新設(shè)置所需分辨率，重新選擇一組 參數(shù)，直到硅片試刻效果理想。該方法縮小了光刻機(jī)調(diào)試時參數(shù)選擇的范圍， 減少了硅片試刻次數(shù)，提高了光刻機(jī)調(diào)試效率。
光刻機(jī)調(diào)機(jī)時，對于不同的光刻機(jī)，只需輸入不同的參數(shù)即可，通用性強(qiáng)。
為實(shí)現(xiàn)以上方法，本發(fā)明還提供了相應(yīng)的裝置，如圖4所示，該裝置包括 參數(shù)輸入模塊41、計算模塊42、選擇模塊43和輸出模塊44,其中
參數(shù)輸入模塊41,用于接收輸入?yún)?shù)，并將接收的輸入?yún)?shù)發(fā)送到計算模塊42;輸入?yún)?shù)包括曝光光源的波長X、光刻膠常數(shù)K,、光刻膠常數(shù)K2、起始 NA值、NA值增加步長ANA;
計算模塊42，用于接收參數(shù)輸入模塊41發(fā)送的參數(shù)，并在當(dāng)前NA值小 于NAc值時，計算當(dāng)前NA值對應(yīng)的分辨率、景深值，并將計算出的分辨率、 景深值和對應(yīng)的NA值發(fā)送到選擇模塊43;
選擇模塊43,用于接收計算模塊42發(fā)送的參數(shù)，并選擇分辨率小于所需 分辨率，且景深值最大的一組分辨率、景深值及對應(yīng)的NA值，發(fā)送到輸出模 塊44;
輸出模塊44，用于輸出選擇模塊43發(fā)來的選定參數(shù)。
該裝置還包括存儲模塊，用于接收計算模塊42發(fā)送的各組分辨率、景深值 及對應(yīng)的數(shù)值孔徑值并存儲。相應(yīng)的，計算模塊42將計算結(jié)果發(fā)送到存儲模塊， 選擇模塊43可以從存儲模塊中選擇分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一 組景深值、分辨率及對應(yīng)的數(shù)值孔徑值，發(fā)送到輸出模塊44,輸出模塊44將 發(fā)來的選定參數(shù)輸出。
選擇模塊43還可以根據(jù)重新設(shè)置的所需分辨率，從存儲模塊中重新選擇分 辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一組景深值、分辨率及對應(yīng)的數(shù)值孔徑 值，發(fā)送到輸出模塊44。相應(yīng)的，輸出模塊44再輸出重新選定的參數(shù)。
該裝置還包括圖像模擬顯示模塊，根據(jù)輸出的參數(shù)，模擬光刻機(jī)刻出的圖 像并顯示，給用戶更直觀的體驗(yàn)。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
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權(quán)利要求
1、一種獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的方法，設(shè)置所需分辨率，其特征在于，該方法包括A、輸入曝光光源的波長、第一光刻膠常數(shù)、第二光刻膠常數(shù)、起始數(shù)值孔徑值和數(shù)值孔徑增加步長，并計算斷截數(shù)值孔徑值；B、判斷當(dāng)前數(shù)值孔徑值是否小于斷截數(shù)值孔徑值，如果小于，則執(zhí)行步驟C；否則，執(zhí)行步驟D；C、計算當(dāng)前數(shù)值孔徑值對應(yīng)的景深值、分辨率并保存，將數(shù)值孔徑值增加數(shù)值孔徑增加步長作為新的當(dāng)前數(shù)值孔徑值，返回步驟B；D、選擇分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一組景深值、分辨率及對應(yīng)的數(shù)值孔徑值輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的方法，其特征在于，該方 法還包括根據(jù)輸出的參數(shù)，模擬光刻機(jī)刻出的圖像并顯示。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的方法，其特征在于，設(shè)置 所述起始數(shù)值孔徑值為0.30。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的方法，其特征在 于，設(shè)置所述數(shù)值孔徑增加步長為0.02。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的方法，其特征在于，該方 法還包括重新設(shè)置所需分辨率，之后執(zhí)行步驟D。
6、 一種獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的裝置，設(shè)置所需分辨率，其特征在于，該裝 置包括參數(shù)輸入模塊、計算模塊、選擇模塊和輸出模塊；其中，參數(shù)輸入模塊，用于接收輸入?yún)?shù)，并將接收的輸入?yún)?shù)發(fā)送到計算模塊; 所述輸入?yún)?shù)包括曝光光源的波長、第一光刻膠常數(shù)、第二光刻膠常數(shù)、起始 數(shù)值孔徑值、數(shù)值孔徑增加步長；計算模塊，用于接收參數(shù)輸入模塊發(fā)送的參數(shù)，并在若當(dāng)前數(shù)值孔徑值小 于斷截數(shù)值孔徑值時，則計算相應(yīng)的分辨率、景深值，并將計算出的分辨率和景深值發(fā)送到選擇模塊；選擇模塊，用于接收計算模塊發(fā)送的參數(shù)，并選擇分辨率小于所需分辨率， 且景深值最大的一組分辨率、景深值及對應(yīng)的數(shù)值孔徑值，發(fā)送到輸出模塊；輸出模塊，用于輸出選擇模塊發(fā)來的選定參數(shù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的裝置，其特征在于，該裝 置還包括存儲模塊，用于接收計算模塊發(fā)送的各組分辨率、景深值及對應(yīng)的數(shù) 值孔徑值并存儲。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的裝置，其特征在于，所述 選擇模塊從存儲模塊中選擇分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的 一組景深值、分辨率及對應(yīng)的數(shù)值孔徑值，發(fā)送到輸出模塊；輸出模塊將發(fā)來的選定參 數(shù)輸出。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的裝置，其特征在于，該系統(tǒng)還包括所述選擇模塊根據(jù)重新設(shè)置的所需分辨率，從存儲模塊中重新選擇 分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一組分辨率、景深值及對應(yīng)的數(shù)值孔徑值，發(fā)送到輸出模塊。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的裝置，其特 征在于，該裝置還包括圖像模擬顯示模塊，根據(jù)輸出的參數(shù)，模擬光刻機(jī)刻出 的圖像并顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種獲取光刻機(jī)最佳參數(shù)的方法，設(shè)置所需分辨率，該方法包括輸入?yún)?shù)并計算斷截數(shù)值孔徑值；判斷當(dāng)前數(shù)值孔徑值是否小于斷截數(shù)值孔徑值，如果小于，則計算當(dāng)前數(shù)值孔徑值對應(yīng)的景深值、分辨率并保存，將數(shù)值孔徑值增加數(shù)值孔徑增加步長作為新的當(dāng)前數(shù)值孔徑值，再次計算；否則，選擇分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一組景深值、分辨率及對應(yīng)的數(shù)值孔徑值輸出。本發(fā)明還公開了相應(yīng)裝置，根據(jù)輸入?yún)?shù)計算并選出最佳的一組景深值、分辨率及對應(yīng)的數(shù)值孔徑值輸出。本發(fā)明提高光刻機(jī)調(diào)機(jī)效率，延長了硅片的使用壽命。
文檔編號G03F7/20GK101561634SQ200810104079
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者劉鵬飛, 林大野, 駱國泉 申請人:北大方正集團(tuán)有限公司;深圳方正微電子有限公司