一種光刻系統NA-σ的設置方法

2023-05-24 13:15:21 1

專利名稱：一種光刻系統NA-σ的設置方法
技術領域：
本發明涉及光刻裝置的參數的選擇和設置領域，尤其涉及減少後續製程中 OPC (光學鄰近效應修正)光刻系統NA-CJ兩參數的選擇方法。
在半導體製程中，光刻裝置用來曝光其光罩上不同的半導體器件設計圖案。 為保證成像在晶圓(Wafer)上圖案的質量，在曝光這些設計圖案時根據設計圖 案的特徵尺寸(線寬以及線寬之間的最小間距)來設置能獲得較大工藝窗口 (Process Window)的光刻系統的NA- cr的值。光刻系統中成像透鏡的數值孔徑 (Numerical apertureNA)和照明器的西格馬(a )的值直接影響著光刻時工藝 窗口，影響著曝光圖案的質量。在傳統光刻系統的NA-cr的設置中主要是根據 光刻工藝窗口的大小來設置，保證曝光一定特徵尺寸的設計圖案時，光刻裝置 具有較大的工藝窗口。光刻工藝窗口通常用曝光強度(Exposure Latitude )、焦深 (D印th of focus)以及掩模誤差增強因子(Mask error enchanced factor)來表徵。 在設置光刻系統NA-cr的值時會綜合考慮這三個因素，期望此光刻系統相對待 曝光的圖案具有較大的曝光強度，焦深，具有較小的掩模誤差增強因子。在曝 光特徵尺寸小的設計圖案時，這三個因素直接影響圖案的曝光質量。以一個簡 單的函數表示
在設置光刻系統NA- (7時，期望能得到較大的M值。
隨著半導體器件的特徵尺寸(CD)的減小，當CD小於65nm或更小時， 在保證曝光圖l象質量方面，光學鄰近效應#~正(Optical Proximity Correction)顯 得尤為重要。根據一定特徵尺寸設計圖案上的採樣數據以及針對一定NA-cr值 的特定光刻系統的OPC模型可有效校準設計圖案曝光後的質量。然而按照傳統 的光刻系統的NA-ci的設置方法曝光這些小特徵尺寸的設計圖案時，由於較大
背景技術：
3的邊緣放置誤差(edge placement error EPE)的存在使得在後續OPC修正過程中 OPC布圖複雜，異常的OPC數據多，極大地增大了後續OPC過程處理的數據 量以及處理時間，降^f氐了OPC效率。

發明內容
本發明的目的在於提供一種光刻系統NA- a的設置方法，以解決傳統的光 刻系統NA-a的設置方法給後續OPC帶來較多複雜和異常的數據處理，降低 OPC效率的問題。
為實現上述目的，本發明的光刻系統NA-cr的設置方法，在設置光刻系統 的NA-(J時，使得光刻系統在曝光一定特徵尺寸的設計圖案時具有較大的光刻 窗口，此方法還包括以下步驟
步驟1:在具有較大光刻窗口 一系列的光刻系統NA- (J設置值下，根據一定特徵 尺寸的設計圖案來定位若干監測點；
步驟2:將一具有較大光刻工藝窗口的光刻系統NA-cj值代入基於設計圖案的 OPC模型中計算所述設計圖案曝光後的圖案；
步驟3:計算設計圖案上的若干監測點相對步驟2中計算出的設計圖案曝光後的 邊緣放置誤差；
步驟4:對步驟l中一系列的光刻系統NA-cr設置值中其它的NA-CT值，返回步 驟2,最後採用步驟3中所計算出的若干監測點的邊緣;故置誤差最小時對應的光 刻系統NA-cr值。
其中，步驟3中若干監測點與步驟2中計算出的設計圖案曝光後圖案的邊緣放 置誤差採用如下公式進行計算
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其中，EPEi為監測點i的邊緣放置誤差，Wi為監測點i的權重。若干監測點包括 控制點和測試點，步驟2中計算出的對應設計圖案控制點的曝光圖案處的特徵 尺寸需滿足指定的特徵尺寸，且控制點的權重大於測試點的權重。
與目前的光刻系統NA-a的設置方法相比，本發明的光刻系統NA-cj的i殳 置方法通過在曝光一定特徵尺寸設計圖案時具有較大M值的一系列的光刻系統 NA-a設置值下，根據設計圖案定位若干監測點，並計算若干監測點在這一系列光刻系統NA-cj設置值下的邊緣放置誤差，並獲得邊緣放置誤差最小對應的光 刻系統的NA-a設置值。通過該方法來設置光刻系統NA-o值，使得光刻系統 既具有較大的光刻工藝窗口，又可有效降低後續OPC布圖的複雜性，避免異常 OPC數據出現，有效節省後續OPC數據處理時間，提高後續OPC的修正效率。
以下結合附圖和具體實施例對本發明的光刻系統NA- (J的設置方法作進一 步詳細具體的描述。


圖1為環形照明器光刻系統計算出的曝光圖案與實際圖案的比對圖。 圖2為四極照明器光刻系統計算出的曝光圖案與實際圖案的比對圖。
具體實施例方式
按照傳統的光刻系統NA-(J的設置方法，獲得針對一定特徵尺寸的設計圖 案具有較大光刻窗口，即具有較大M值的光刻系統的一系列NA-cj值。例如在 同樣的NA值下， 一為環形照明器， 一為四^f及照明器，採用這兩個不同CJ值的 照明器在曝光一定特徵尺寸圖案時均具有較大的光刻工藝窗口 ，即較大的M值。 首先在獲得的具有較大光刻窗口一系列的光刻系統NA-cj設置值下，根據一定 特徵尺寸的設計圖案來定位若干監測點。 一般來說定位監測點是根據待設計圖 案中一些關鍵性部分以及圖案設計特點來定位這些監測點。請參閱圖1,待曝光 的設計圖案1為規則的陰影填充圖案，根據設計圖案1的關鍵部分以及其設計 的特點定位了監測點21和22。
再將一具有較大光刻工藝窗口的光刻系統NA- (J值代入基於設計圖案1的 OPC模型中，計算設計圖案1曝光出的圖案。將具有較大光刻工藝窗口的光刻 系統成像透鏡的NA值，以及環形照明器的a值代入待曝光圖案1的OPC模型 中進行計算，計算出的圖案如圖1中不規則的封閉曲線3所示。然後計算一定 特徵尺寸圖案1上的監測點21和22相對圖案1的OPC^莫型計算出的圖案3的 邊緣放置誤差。在計算若干監測點21和22的邊緣放置誤差時，採用如下公式 進行計算
formula see original document page 5(1)其中EPEi為實際測得的若干監測點21和22中一監測點的邊緣放置誤差值，Wj 為該監測點的權重。監測點包括控制點22和測試點21,控制點22是設計圖案 1的核心部分，根據基於設計圖案1的OPC模型計算出的曝光圖案要保證控制 點22處特徵尺寸大小滿足曝光圖案指定的特徵尺寸值，控制點22的權重要大 於測試點21的權重。測試點21的權重可根據測試點對整個圖案的影響來定義。 緊接著將同樣具有較大光刻工藝窗口 ，即較大M值的另 一光刻系統NA- cj 設置值代入具有一定特徵尺寸圖案1的OPC模型中計算具有一定特徵尺寸圖案 l曝光出圖案。請參閱圖2，將光刻系統成像透鏡NA值，以及四極照明器的a 值代入基於設計圖案1的OPC模型中計算出設計圖案1的曝光圖案如圖2中5 所示。同樣計算設計圖案1的監測點21和22相對計算出曝光圖案5的邊緣放 置誤差。採用公式1計算邊緣放置誤差。對比圖1和圖2可看出圖2計算出的 四極照明器的光刻系統的NA-(t值對應的設計圖案1的監測點21和22的邊緣 放置誤差要大於圖1計算出的環形照明器光刻系統的NA- a值對應的設計圖案1 的監測點21和22的邊緣放置誤差。這樣設置光刻系統NA-cj值為環形照明器 光刻系統對應的NA-cr值可保證在曝光設計圖案1時，既具有較大的光刻工藝 窗口，又可通過計算若干監測點21和22的邊緣放置誤差值，取最小若干監測 點邊緣放置誤差值對應的光刻系統NA-cj的優化值，使得在設計圖案1後續的 OPC過程中，降低後續OPC布圖的複雜性，避免異常OPC數據出現，減少OPC 數據處理量，有效節省後續OPC數據處理時間，提高後續OPC的修正效率。
權利要求
1、一種光刻系統NA-σ的設置方法，在設置光刻系統的NA-σ時，使得光刻系統在曝光一定特徵尺寸的設計圖案時具有較大的光刻窗口，其特徵在於，此方法還包括以下步驟步驟1在具有較大光刻窗口的一系列的光刻系統NA-σ設置值下，根據所述一定特徵尺寸的設計圖案來定位若干監測點；步驟2將一具有較大光刻工藝窗口的光刻系統NA-σ值代入基於所述設計圖案的OPC模型中計算所述一定特徵尺寸圖案曝光出的圖案；步驟3計算所述設計圖案上的若干監測點相對所述步驟2中計算出的設計圖案曝光後的邊緣放置誤差；步驟4對步驟1中一系列光刻系統NA-σ設置值中其它的NA-σ值，返回步驟2，最後採用步驟3中所計算出的若干監測點的邊緣放置誤差最小時對應的光刻系統NA-σ值。
2、 如權利要求1所述的光刻系統NA-a的設置方法，其特徵在於，所述步驟3 中若干監測點與步驟2中計算出的所述設計圖案曝光後圖案的邊緣放置誤差採 用如下公式進行計算formula see original document page 2其中，EPEj為監測點i的邊緣放置誤差，Wi為監測點i的權重。
3、如權利要求2所述的光刻系統NA-a的設置方法，其特徵在於，所述若干監測點包括控制點和測試點，所述步驟2中計算出的對應所述設計圖案控制點的曝光圖案處的特徵尺寸需滿足指定的特徵尺寸，所述控制點的權重大於所述測試點的權重。
全文摘要
本發明提供了一種光刻系統NA-σ的設置方法，在具有較大光刻工藝窗口的光刻系統NA-σ值下進一步優化光刻系統的NA-σ值，避免較大的EPE降低後續OPC的效率。它通過在一定特徵尺寸的設計圖案上定位若干監測點，根據基於該設計圖案以及光刻系統的NA-σ值OPC模型計算設計圖案曝光後圖案，然後計算曝光後圖案對應於設計圖案若干監測點處的EPE，將計算出的EPE值最小時對應的光刻系統的NA-σ值作為曝光一定特徵尺寸的設計圖案時的光刻系統NA-σ值。該方法既保證了在曝光一定特徵尺寸的設計圖案時具有較大的光刻工藝窗口，同時可降低後續OPC布圖的複雜性，減少異常的OPC數據，提高OPC效率。
文檔編號G03F1/36GK101482696SQ20081003234
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月7日 優先權日2008年1月7日
發明者李承赫 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司