專利名稱：特征尺寸近似性圖案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造光刻領(lǐng)域，特別涉及一種特征尺寸近似性圖案。
技術(shù)背景
目前，在集成電路制造中，為了將集成電路的圖案順利地轉(zhuǎn)移到晶圓(wafer)上， 必須先將該電路圖案設(shè)計(jì)成一光罩圖案，然后再將光罩圖案自光罩表面，通過曝光機(jī)臺(tái)轉(zhuǎn) 移到該wafer上。所述wafer包括，但不局限于，例如硅、硅鍺(SiGe)、絕緣體硅(SOI)以及 其各種組合物等材料。隨著超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integrated circuites， VLSI)的發(fā)展，導(dǎo)致了對(duì)減小圖形尺寸和增加布局密度的需求的增長。
通常每片wafer包括多個(gè)曝光單元(shot)，整片wafer上每個(gè)shot中的圖案是相 同的，即將wafer劃分為若干個(gè)具有周期性結(jié)構(gòu)的shot，一個(gè)shot內(nèi)又包括一個(gè)或多個(gè)晶 粒(die)。每個(gè)die內(nèi)根據(jù)應(yīng)用的需要會(huì)制作多個(gè)柵極，其中總會(huì)存在部分尺寸相同的柵 極，擴(kuò)展到shot范圍，在整個(gè)shot范圍內(nèi)，也存在部分尺寸相同的柵極，那么在shot范圍 內(nèi)要確保具有相同尺寸的柵極，最終從光罩上轉(zhuǎn)移到wafer上真正具有相同的尺寸，即確 保shot內(nèi)柵極的特征尺寸均勻性(intra-ficld CDU)較好，隨著圖形尺寸的縮小和布局密 度的增長，越來越成為一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)。多種因素影響著柵極特征尺寸均勻性，例如光學(xué)臨 近修正(Optical Proximity Correction, 0PC)模型的影響，曝光機(jī)臺(tái)的影響，以及光罩本 身制作能力的影響，等等。
當(dāng)關(guān)鍵尺寸(critical dimensions，⑶)接近或小于光刻制程所用的光源波長時(shí)， 就會(huì)使曝光圖形變形；還會(huì)因?yàn)槭艿脚R近的圖形影響等因素而導(dǎo)致圖形的扭曲和偏移，例 如線端縮短(line-end shortening)、線端連結(jié)(line-endbridging)和/或線寬變異(line width variations)、線角圓化(line corner rounding)。這就需要使用分辨率增強(qiáng)技術(shù) (RET)以擴(kuò)展光刻工藝的能力。RET包括例如使用0PC、次分辨率輔助圖形增強(qiáng)光刻(SRAF) 和相位移增強(qiáng)掩模光刻(PSM)的技術(shù)。
用OPC來修正光罩上的圖案，是近來在制造端所興起的一種熱門工藝，而OPC技術(shù) 就是將光的影響因素考慮進(jìn)去，通過軟件，采用OPC模型，對(duì)光罩圖案不斷修正，補(bǔ)償上述 圖形的扭曲和偏移，達(dá)到目的光罩圖案。預(yù)先改變光罩上的圖形形狀和尺寸，即在光罩上的 圖形末端增加輔助圖形，用于校正wafer上最終復(fù)制的圖形，使在wafer上最終形成的圖案 具有預(yù)期形狀。
曝光機(jī)臺(tái)的因素涉及到曝光量、用于表示曝光機(jī)臺(tái)的透鏡收集衍射光能力的數(shù)值 孔徑(Number Aperture, ΝΑ)、曝光機(jī)臺(tái)焦平面變化的情況等，也就是說曝光機(jī)臺(tái)能否精確 曝光也是決定柵極的特征尺寸均勻性的重要因素。
為了檢測到光罩本身的制作能力，在shot區(qū)域的切割道(scribe line)內(nèi)，制作 ⑶U圖案或⑶條(⑶Bar)。而且為了檢測到shot區(qū)域內(nèi)的所有柵極尺寸，所述⑶U圖案 或⑶Bar均勻遍布整個(gè)shot區(qū)域，

圖1為晶圓上一個(gè)shot的俯視圖。該圖中die的數(shù)量 為3X4，dielOl間以切割道102相隔，每個(gè)dielOl通過沉積、光刻、蝕刻、摻雜及熱處理等工藝，在半導(dǎo)體襯底上形成柵極，當(dāng)然還會(huì)形成疊層、互連線以及焊墊等；切割道102用于 沿此處分為一個(gè)個(gè)die，切割道102內(nèi)制作有⑶U圖案103，而且本實(shí)施例中⑶U圖案分為5 組位于shot的中心區(qū)域和四周區(qū)域，每組⑶U圖案的編號(hào)為圖1中的(1) (5)所示。當(dāng) 然⑶U圖案不限于5組，可以制作更多組，以更加準(zhǔn)確地檢測柵極的⑶U，但為了簡單起見， 制作5組足以反映問題。
現(xiàn)有技術(shù)中制作在光罩上的⑶U圖案或⑶Bar都是經(jīng)過OPC修正的，圖2為現(xiàn)有 技術(shù)中制作在光罩上每組⑶U圖案的示意圖。如果在shot內(nèi)分布5組⑶U圖案，則該5組 ⑶U圖案完全相同。以wafer上柵極尺寸120納米(nm)為例，一般采用縮小比例為4 1的 光學(xué)曝光系統(tǒng)，那么光罩上的CDU圖案中柵極的尺寸就是480nm，圖2中長方形的條紋的寬 度代表柵極尺寸，而對(duì)于條紋的長度不做要求。實(shí)際在晶粒上柵極之間的間距(Pitch)也 是不同的，有柵極分布密集的區(qū)域，也有柵極分布稀疏的區(qū)域，那么這些柵極由光罩轉(zhuǎn)移到 wafer上時(shí)，受到曝光機(jī)臺(tái)光的影響效果是不同的，而且柵極分布密集的區(qū)域圖形之間的相 互作用，與柵極分布稀疏的區(qū)域圖形之間的相互作用也是不同的，這樣轉(zhuǎn)移到wafer上時(shí)， 就會(huì)存在尺寸上的差異。為了模擬這種實(shí)際晶粒上柵極的分布，將CDU圖案上的柵極也從 密集到稀疏進(jìn)行布局，但現(xiàn)有中⑶U圖案上的柵極間距只有幾組，所以圖2中顯示，從左至 右在柵極尺寸保持不變的情況下，柵極之間的間距是不斷變疏的左側(cè)部分柵極之間的間 距為1.4，即柵極之間的空間(space)是柵極尺寸的1. 4倍；中間部分柵極之間的間距為 3. 8，即柵極之間的space是柵極尺寸的3. 8倍；右側(cè)部分柵極之間的間距為6，即柵極之間 的space是柵極尺寸的6倍。
對(duì)shot內(nèi)5個(gè)位置上的⑶U圖案進(jìn)行測量，得到各個(gè)位置上柵極尺寸的數(shù)據(jù)，如 表1所示。
權(quán)利要求
1.一種特征尺寸近似性圖案，所述特征尺寸近似性圖案制作在光罩的切割道上，均勻 分布在曝光單元范圍內(nèi)，用于控制曝光單元內(nèi)特征尺寸的均勻性，其特征在于，所述特征尺 寸近似性⑶TP圖案包括經(jīng)過光學(xué)臨近修正OPC的圖案和沒有經(jīng)過OPC修正的圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的圖案，其特征在于，所述特征尺寸近似性圖案至少包括3套，每 套之間相互平行排列。
3.如權(quán)利要求2所述的圖案，其特征在于，所述經(jīng)過OPC修正的圖案不小于兩套。
4.如權(quán)利要求3所述的圖案，其特征在于，每套經(jīng)過OPC修正的圖案，基于不同的OPC 模型。
5.如權(quán)利要求2所述的圖案，其特征在于，所述沒有經(jīng)過OPC修正的圖案為一套。
6.如權(quán)利要求4或5所述的圖案，其特征在于，每套圖案中特征尺寸從密線dense到單 線iso進(jìn)行布局，包括至少5種漸變的特征尺寸間距。
7.如權(quán)利要求6所述的圖案，其特征在于，每套圖案中包括單線iso的特征尺寸。
8.如權(quán)利要求7所述的圖案，其特征在于，所述特征尺寸為柵極尺寸或溝槽寬度或連 接孔直徑。
9.如權(quán)利要求8所述的圖案，其特征在于，所述特征尺寸近似性圖案均勻分布在曝光 單元的中心區(qū)域和四周區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的圖案，其特征在于，所述特征尺寸近似性圖案至少包括完全相 同的5組。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種特征尺寸近似性圖案，所述特征尺寸近似性圖案制作在光罩的切割道上，均勻分布在曝光單元范圍內(nèi)，用于控制曝光單元內(nèi)特征尺寸的均勻性，所述特征尺寸近似性CD TP圖案包括經(jīng)過光學(xué)臨近修正OPC的圖案和沒有經(jīng)過OPC修正的圖案。通過特征尺寸近似性圖案顯示出的更多、更完整的光罩上寫出來的特征尺寸數(shù)據(jù)，控制曝光單元內(nèi)特征尺寸的均勻性。
文檔編號(hào)G03F1/36GK102033418SQ200910196429
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者武詠琴 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司