多樣電子束曝光條件的霧化效應補償方法及其曝光方法

2023-09-15 01:49:55 1

專利名稱：多樣電子束曝光條件的霧化效應補償方法及其曝光方法
技術領域：
本發明屬於光刻技術領域，具體涉及一種電子束曝光的方法，尤其涉及同一掩膜
版中多樣電子束曝光條件的霧化效應補償方法及其曝光方法。
背景技術：
隨著晶片的特徵尺寸的不斷縮小，電子束光刻技術得到廣泛應用。電子束光刻
技術在曝光圖形的細微化方面具有優勢，但是由於電子束曝光時存在霧化效應(Fogging
Effect)和鄰近效應(Proximity Effect)的問題，影響曝光圖形的尺寸精度。 為了曝光而向電子襯底上的光刻膠照射電子束時，電子在光刻膠中進行散射的同
時使光刻膠感光後，因與襯底材料碰撞而產生彈性散射，進行反射，經過這種反射後的電子
從襯底再次向光刻膠入射並使之感光，因此，積蓄在光刻膠中的能量以需要曝光區域為中
心呈高斯分布，曝光區域的鄰近微小尺寸範圍附近也有曝光能量分布，這種效應稱之為鄰
近效應。霧化效應是指在對特定區域電子束曝光時，部分電子在光刻膠表面反射，從光刻膠
表面反射的電子再遇置於光刻膠之上的擋板而重新發射至光刻膠，從而使之感光。由霧化
效應中，電子反射後是在空氣中，從而碰撞的機率比在光刻膠中小，因此，霧化效應的影響
區域明顯大於鄰近效應的影響區域。對於兩個不同的電子曝光區域，必須考慮相互之間的
霧化效應的影響，同樣，對於多個不同的電子曝光區域，必須考慮其中任意一個區域之外的
其他所有區域對該區域的霧化效應的影響。 當前，主要通過電子束曝光的劑量補償方法來彌補霧化效應和鄰近效應的影響。 例如，在對A和B兩個區域在同一掩膜版圖下進行同一次電子束曝光時，A區域電子束曝光 的霧化效應等效於在B區域上增加了輕微的曝光劑量，因此在B區域的電子束曝光必須在 B區域的原定曝光劑量條件下減去所述輕微增加的曝光劑量；同理，對A區域曝光時也要考 慮B區域曝光時的霧化效應帶來的影響。因此現有技術的電子束曝光條件主要包括曝光 劑量、霧化效應補償、鄰近效應補償。其中，霧化效應補償參數依賴曝光區域周邊圖形的面 積密度。曝光區域周圍的區域中，曝光面積密度越大，霧化效應更明顯，霧化效應補償參數 相對也更大。 但是，在當前的掩膜製造及產品工程實驗工藝中，為了滿足一塊掩膜版上的各個 區域的圖形密度等條件的差異，在同一掩膜版圖形上需要對不同區域在不同曝光條件(以 曝光劑量為例)下進行曝光。現有技術中，主要把這些要求不同曝光劑量的區域分成多個 不同的圖層，從而不同的圖層要求不同的曝光劑量。當前主要採用第一圖層區單獨設置曝 光劑量以後，再對其他各圖層單獨設置曝光劑量，進行統一曝光。由於每一圖層中，其他圖 層的曝光圖形並沒有體現出來，所以其他圖層對該圖層的霧化效應沒有體現出來，光刻系 統生成曝光文件(Magazine File)時，霧化效應補償參數等效基本為零。但實際中每個圖 層相互之間的霧化效應是必須考慮的。下面以具體例子對以上作說明，例如，圖l所示為一 個版圖中需要電子束曝光的圖形區域，但是要求12、13、14區域以不同的曝光劑量完成曝 光，所以定義成圖2所示的A、 B、 C、 D四個圖層，A所示為第一圖層圖形，B所示為第二圖層圖形，包括區域12， C所示為第三圖層，包括區域13， D所示為第四圖層，包括區域14。 B圖 層在曝光系統中生產曝光文件時，系統自認為區域12之外的圖形為空白，因此曝光系統將 不考慮A中虛線框區域、C中的區域13、 D中的區域14對區域12的霧化效應影響，只考慮 了區域12自身內部之間的霧化效應，因此12區域的在霧化效應補償參數肯定是不準確的。 同理，其他區域的霧化效應補償參數也肯定是不正確的。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種準確的、適應多樣電子束曝光條件的霧化效 應補償方法，並提供相應的電子束曝光方法。 為解決上述技術問題，本發明提供的霧化效應補償方法，用於同一掩膜版上實現N 個不同曝光條件的電子束曝光，包括步驟 (1)將同一掩膜版中的N個不同曝光條件區域分別置於N個不同曝光條件的圖 層； (2)根據第M曝光條件的圖層之外的版形，構造等效虛構版圖；
(3)將所述等效虛構版圖與第M曝光條件圖層的版圖組合； (4)以所述組合後的版圖生成能量補償模型，確定第M曝光條件圖層的霧化效應 能量補償參數於曝光文件中； 其中，N為整數，M為大於或等於1的整數，N^M且不等於1。
作為較佳實施例，本發明的霧化效應補償方法包括步驟 (1)將同一掩膜版中的N個不同曝光條件區域分別置於N個不同曝光條件的圖 層； (lb)根據所述掩膜版的版圖計算霧化能量修正值一 ； (2)根據第M曝光條件的圖層之外的版形，構造等效虛構版圖； (3)將所述等效虛構版圖與第M曝光條件圖層的版圖組合； (3b)根據組合後的版圖計算霧化能量修正值二 ； (3c)修正值二是否相等或相近與修正值一 ；如果不相等或相近， 返回步驟(2)重新構造等效虛構版圖，如果相等或相近，進行步驟(4)。
(4)以所述組合後的版圖生成能量補償模型，確定第M曝光條件圖層的霧化效應
能量補償參數於曝光文件中； 其中，N為整數，M為大於或等於1的整數，N^M且不等於1。 根據本發明提供的霧化效應補償方法，其中，所述等效虛構版圖的曝光面積密度 相等於所述第M曝光條件的圖層之外的版圖的曝光面積密度。所述等效虛構版圖的圖形的 周長比所述第M曝光條件的圖層之外的版圖的圖形的周長短。所述曝光條件包括電子束曝 光劑量、鄰近效應補償。 本發明同時提供一種電子束曝光方法，用於同一掩膜版上實現N個不同曝光條件 的電子束曝光，其包括步驟 (1)將同一掩膜版中的N個不同曝光條件區域分別置於N個不同曝光條件的圖 層； (2)根據第M曝光條件的圖層之外的版形，構造等效虛構版 (3)將所述等效虛構版圖與第M曝光條件圖層的版圖組合； (4)以所述組合後的版圖生成能量補償模型，確定第M曝光條件圖層的霧化效應 能量補償參數於曝光文件中； (5)用一個不對第M曝光條件的區域產生霧化效應影響並不對所述掩膜版圖案構 成缺陷的版案替代所述等效虛構版案；
(6)電子束曝光於第M曝光條件的區域； 其中，N為整數，M為大於或等於1的整數，N^M且不等於1。
作為較佳實施例，本發明的電子束曝光方法包括步驟 (1)將同一掩膜版中的N個不同曝光條件區域分別置於N個不同曝光條件的圖 層； (lb)根據所述掩膜版的版圖計算霧化能量修正值一 ；
(2)根據第M曝光條件的圖層之外的版形，構造等效虛構版圖；
(3)將所述等效虛構版圖與第M曝光條件圖層的版圖組合；
(3b)根據組合後的版圖計算霧化能量修正值二 ； (3c)修正值二是否相等或相近與修正值一，如果不相等或相近，返回步驟(2)重 新構造等效虛構版圖，如果相等或相近，進行步驟(4)。 (4)以所述組合後的版圖生成能量補償模型，確定第M曝光條件圖層的霧化效應 能量補償參數於曝光文件中； (5)用一個不對第M曝光條件的區域產生霧化效應影響並不對所述掩膜版圖案構 成缺陷的版案替代所述等效虛構版案；
(6)電子束曝光於第M曝光條件的區域； 其中，N為整數，M為大於或等於1的整數，N^M且不等於1。 作為又一較佳實施例，本發明的電子束曝光方法中的第(6)步驟之前，還包括重 復所述第(2)至(5)之間的M值不相同的步驟，所述第(6)步驟的不同曝光條件的區域可 以在同一電子束曝光過程中完成。 根據本發明提供的電子束曝光方法，其中，所述等效虛構版圖的曝光面積密度相 等於所述第M曝光條件的圖層之外的版圖的曝光面積密度。所述等效虛構版圖的圖形的周 長比所述第M曝光條件的圖層之外的版圖的圖形的周長短。所述曝光條件包括電子束曝光 劑量、鄰近效應補償。所述不對第M曝光條件的區域產生霧化效應影響並不對所述掩膜版 圖案構成缺陷的版案是一個納米級尺寸版案。 本發明的技術效果是通過等效虛構版圖來實現霧化效應能量補償參數，不同曝光 條件區域相互之間的霧化效應都得到考慮，因此霧化效應補償準確，電子束曝光時的能量 準確，曝光圖案精確度高。


圖1是一個版圖中需要電子束曝光的圖形區域；
圖2是四個圖層示意圖； 圖3是多樣電子束曝光條件的霧化效應補償方法的一個實施例； 圖4至圖6是兩個曝光條件的電子束曝光條件的霧化效應補償方法步驟示意 圖7至圖11是三個曝光條件的電子束曝光條件的霧化效應補償方法步驟示意 圖； 圖12是多樣電子束曝光條件的霧化效應補償方法的又一個實施例； 圖13是本實施例的電子束曝光方法的其中一個曝光條件區域的曝光方法流程示
意圖； 圖14、圖15是等效虛構版圖用的圖案用一個納米級尺寸版案形代替後的版 圖示意圖； 圖16是電子束曝光方法的又一實施例的其中一個曝光條件區域的曝光方法流程 示意圖； 圖17所示為同一掩膜版上N個不同曝光條件區域的電子束曝光方法流程示意圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作進一步 的詳細描述。 圖3所示為多樣電子束曝光條件的霧化效應補償方法的一個實施例。以兩個曝光 條件為例，結合圖3至6對本實施例進行詳細說明。 步驟20，同一掩膜版中的不同曝光條件區域分別置於不同的圖層。 圖4為需要電子束曝光的版圖示意圖，其中區域92需要第一曝光條件，區域91需
要第二曝光條件，因此首先把區域91與區域92分別置於兩個不同的圖層中，第一個圖層對
應第一曝光條件，第二個圖層對應第二曝光條件，完成步驟20。對圖4所示版圖進行電子束
曝光時，必須考慮區域91對區域92的霧化效應，因此必須得出電子束曝光區域92的包括
所有霧化效應(區域91對區域92的霧化效應以及區域92自身的霧化效應)的霧化效應
補償參數。本實施例中，曝光條件主要是指曝光劑量。 步驟21，根據第一曝光條件的圖層之外的版形，構造等效虛構版圖。
圖5所示為等效虛構版圖示意圖。如圖5所示，區域91b與圖4中所示區域91面 積和大小相同，但是區域91b中的版形可以不相同。由於區域91中的版形構造一 般相對複雜，而區域91圖層的電子束曝光對區域92的霧化效應與區域91中本身版圖的形 狀無關，主要與曝光圖形面積密度有關，還與區域91的曝光劑量有關；等效虛構版圖的構 建以等效虛構版圖對區域92產生的霧化效應相等或近似相等於區域91對區域92產生的 霧化效應為原則。因此，在本實施例中，可以在區域91b構造出與區域91中的版圖的曝光 面積密度基本相同的等效虛構版圖(Dummy Pattern)，完成步驟21 。由於等效虛構版圖的 曝光面積密度基本相等於區域91中的版圖的曝光面積密度，可以基本認定等效虛構版圖 對區域92產生的霧化效應相等或近似相等於區域91對區域92產生的霧化效應。其中，曝 光面積密度主要是指區域91中的需要曝光的區域面積佔整個區域91面積的百分比，其百 分比越大，曝光面積密度越大；在指曝光面積密度相等的情況下，曝光的圖形的周長的總長 越長，版形越複雜，反之，曝光的圖形的周長的總長越短，版形越簡單。區域91中 的等效虛構版圖的圖形比區域91本身的版圖的圖形簡單，等效虛構版圖的圖形形狀可以 為規則的長條形圖案排列或規則的方塊行圖案排列等，其圖形形狀不受本發明限制。
步驟22，組合第一曝光條件圖層的版圖和所述等效虛構版圖。
圖6所示為組合等效虛構版圖與第一曝光條件圖層的版圖後的版圖示意圖。如圖 6所示，區域92為第一曝光條件圖層的版圖，區域92的版圖可以從圖4所示的版圖文件中 提取出來。組合區域92的版圖和區域91b的等效虛構版圖，因此整體形成一個新的組合版 圖，完成步驟22。 步驟23，以所述組合後的版圖生成能量補償模型，生成第一曝光條件的圖層的霧 化效應能量補償參數於曝光文件中。 經過步驟22後，以圖6所示的組合後的版圖輸入電子束曝光系統，根據區域91b 的等效虛構版圖以及區域92的版圖，對區域92生成能量補償模型，從而能夠確定第一曝光 條件圖層的霧化效應能量補償參數於曝光系統的曝光文件中，對區域92圖層的霧化效應 能量補償完成，也即完成步驟23。 以上說明了如何根據區域91來確定對區域92的霧化效應補償，同理，也可以根據 區域92來確定對區域91的霧化效應補償。 以下進一步結合以三個曝光條件為例，結合圖7至11對圖3所示本實施例進行詳 細說明。 步驟20，同一掩膜版中的不同曝光條件區域分別置於不同的圖層。 圖7所示為又一需要電子束曝光的版圖示意圖，虛線將其劃分為三個區域，其中
區域81的版圖需要第一曝光條件，區域82的版圖需要第二曝光條件，區域83的版圖需要
第三曝光條件。因此，首先把區域81、82、83分別置於圖8所示A、B、C三個不同的圖層中，
圖層中的版圖形狀、位置與對應的曝光條件區域的版圖形狀、位置相同；也即圖層A對應第
一曝光條件的區域81的版圖，圖層B對應第一曝光條件的區域82的版圖，圖層3對應第一
曝光條件的區域83的版圖。本實施例中首先對第一曝光條件的區域81進行電子束曝光，
在曝光過程中，必須考慮後面的區域82、區域83電子束曝光過程中對區域81的霧化效應，
因此必須得出電子束曝光區域81的包括所有霧化效應(區域82對區域81的霧化效應、區
域83對區域81的霧化效應以及區域81自身的霧化效應)的霧化效應補償參數。 步驟21，根據第一曝光條件的圖層之外的版形，構造等效虛構版圖。 圖9所示為第一曝光條件的圖層之外的版形，圖10所示為圖9所示版圖的等
效虛構版圖。結合圖9和圖IO所示，圖10的等效虛構版圖為規則長條形狀，與圖9所示的
版圖形狀相比，具有曝光部分的圖形(灰色部分)簡單的特點，因此在構造過程中相對容
易。但是，圖10的等效虛構版圖與圖9所示的版圖相比，整體圖形相同(區域84與區域85
的圖形相同)，並且曝光部分(灰色部分)的面積相同，因此可以基本認定兩個版圖的曝光
面積密度基本相同，根據區域82、83的電子束曝光對區域81產生的霧化效應主要由曝光面
積密度條件決定，因此，可以認為，等效虛構版圖對區域81產生的霧化效應相等或近似相
等於區域82、83對區域81產生的霧化效應，至此，完成步驟21。其中，曝光面積密度，以圖
10為例，主要是指區域85中的需要曝光的區域面積(灰色區域)佔整個區域85面積的百
分比，其百分比越大，曝光面積密度越大；在指曝光面積密度相等的情況下，曝光的圖形的
周長的總長越長，版形越複雜，反之，曝光的圖形的周長的總長越短，版形越簡單。
區域85中的等效虛構版圖的圖形明顯比區域84本身的版圖的圖形簡單。 步驟22，組合第一曝光條件圖層的版圖和所述等效虛構版圖。 圖ll所示為組合圖IO所示等效虛構版圖與第一曝光條件圖層的版圖後的版圖示意圖。如圖11所示，區域81為第一曝光條件圖層的版圖，區域81的版圖可以從圖8A的版 圖文件中提取出來，區域85為等效虛構版圖區域，區域85的版圖可以從圖10的版圖文件 中提取出來。組合區域81的版圖和區域85的等效虛構版圖，因此整體形成一個新的組合 版圖，完成步驟22。 步驟23，以所述組合後的版圖生成能量補償模型，生成第一曝光條件的圖層的霧 化效應能量補償參數於曝光文件中。 經過步驟22後，以圖11所示的版圖輸入電子束曝光系統，根據區域85的等效虛 構版圖以及區域81的版圖，對區域81生成能量補償模型，從而能夠確定第一曝光條件圖層 的霧化效應能量補償參數於曝光系統的曝光文件中，對區域92圖層的霧化效應能量補償 完成，也即完成步驟23。 以上說明了圖3所示霧化效應補償方法實施例中如何根據區域82、83來確定對區
域81的霧化效應補償，同理，也可以根據區域81、83來確定對第二曝光條件區域82的霧化
效應補償、根據區域81、82來確定對第三曝光條件區域83的霧化效應補償。 圖12所示為多樣電子束曝光條件的霧化效應補償方法的又一個實施例。圖12所
示實施例與圖3所示實施例的區別在於，增加了對等效虛構版圖的校驗。同樣結合圖4至
圖6，以兩個曝光條件為例，對圖12所示實施例的霧化效應補償方法進行說明 步驟30，同一掩膜版中的不同曝光條件區域分別置於不同的圖層；其具體過程與
圖3所示實施例的步驟20基本相同。 步驟31，根據所述掩膜版的版圖計算霧化能量修正值一 ；根據圖4所示版圖，以現
有的霧化能量計算模型，計算出一個霧化能量修正值一 (該計算過程以及計算過程的能量 計算模型可以由現有技術的曝光系統的軟體實現)，能量修正值一取樣於區域92中的欲曝 光區塊(shot)。該實施例中，是對區域92採用第一曝光條件曝光，霧化能量修正值一能等 效反映採用第二曝光條件曝光的區域91對區域92的霧化效應補償，但霧化能量修正值一 並不是霧化效應能量補償參數，在對霧化能量修正值一進行計算時採用當前層(第一層) 曝光條件。 步驟32，構造第一曝光條件的圖層之外圖層的等效虛構版圖；其具體過程與圖3 所示實施例的步驟21基本相同。 步驟33，組合第一曝光條件圖層的版圖和所述等效虛構版圖；其具體過程與圖3 所示實施例的步驟22基本相同。 步驟34，根據組合後的版圖計算霧化能量修正值二 ；根據圖6所示版圖，以現有的
霧化能量計算模型，同樣計算出一個霧化能量修正值二 (該計算過程以及計算過程的能量 計算模型可以由現有技術的曝光系統的軟體實現)，能量修正值二取樣於區域92中的欲曝 光區塊(shot)。該實施例中，是對區域92採用第一曝光條件曝光，霧化能量修正值二能等 效反映採用第二曝光條件曝光的等效虛構版圖區域91b對區域92的霧化效應的補償，但並 不是霧化效應能量補償參數，在對霧化能量修正值二進行計算時採用當前層(第一層)曝 光條件。 步驟35，修正值二是否相等或相近與修正值一，如果不相等或相近，返回步驟32 重新構造等效虛構版圖，如果相等或相近，則進入步驟36 ;該實施例中，在區域91的曝光面 積密度主要決定區域91對區域92的霧化效應補償，因此，霧化能量修正值一和霧化能量修
9正值二尤其分別能反映區域91的版圖的曝光面積密度和區域91b的等效虛構版圖的曝光 面積密度。對修正值一和修正值二進行比較後，如果修正值一與修正值二相等或相近，則能 達到霧化效應能量補償精度要求，如果修正值一與修正值二不相等或不相近，則不能達到 霧化效應能量補償精度要求，由區域91b中的等效虛構版圖進行曝光對區域92的霧化效應 並不等效於由區域91中的版圖進行曝光對區域92的霧化效應，因此需要返回步驟32重新 構造等效虛構版圖，在本實施例中，在重新構造等效虛構版圖時，可以在圖5所示區域91b 的等效虛構版圖上作修改，等效虛構版圖的圖案可以為規格的長條形圖案排列或規則的方 塊行圖案排列等，例如增加長條形圖案的密度可以增加曝光圖形面積密度，等效虛構版圖 對區域92的霧化效應增強，在修正值二上反映出變大。本實施例中的"相等或相近"是以 霧化效應能量補償精度要求來定的，例如，實際對區域92的曝光工藝過程中，對區域92的 曝光的霧化效應能量補償可以是以實際霧化效應能量為基準的±10%範圍波動，則修正值 二與修正值一的差值是在修正值一的± 10 %範圍內，則認為修正值一與修正值二 "相等或 相近"，實際過程中，修正值一和修正值二沒有絕對意義的相等。 步驟36，以所述組合後的版圖生成能量補償模型，確定第一曝光條件圖層的霧化 效應能量補償參數於曝光文件中。 至此，根據區域91來確定對區域92的霧化效應補償過程結束，同理，也可以根據 區域92來確定對區域91的霧化效應補償。 以三個曝光條件為例，結合圖7至圖ll，對圖12所示實施例的霧化效應補償方法 進行說明 步驟30，同一掩膜版中的不同曝光條件區域分別置於不同的圖層；其具體過程與 圖3所示實施例的步驟20基本相同。 步驟31，根據所述掩膜版的版圖計算霧化能量修正值一 ；根據圖7所示版圖，以現 有的霧化能量計算模型，計算出一個相對第一曝光條件區域81的霧化能量修正值一 (該計 算過程以及計算過程的能量計算模型可以由現有技術的曝光系統的軟體實現)，能量修正 值一取樣於區域81中的欲曝光區塊(shot)。該實施例中，是對區域81採用第一曝光條件 曝光，霧化能量修正值一能等效反映採用第二曝光條件曝光的區域82和採用第三曝光條 件曝光的區域83對區域81的霧化效應的補償，但並不是霧化效應能量補償參數，在對霧化 能量修正值一進行計算時採用當前層(第一層)曝光條件。 步驟32，構造第一曝光條件的圖層之外圖層的等效虛構版圖；其具體過程與圖3 所示實施例的步驟21基本相同。 步驟33，組合第一曝光條件圖層的版圖和所述等效虛構版圖；其具體過程與圖3 所示實施例的步驟22基本相同。 步驟34，根據組合後的版圖計算霧化能量修正值二 ；根據圖11所示版圖，以現有
的霧化能量計算模型，同樣計算出一個霧化能量修正值二 (該計算過程以及計算過程的能 量計算模型可以由現有技術的曝光系統的軟體實現)，能量修正值二取樣於區域81中的欲 曝光區塊(shot)。該實施例中，是對區域81採用第一曝光條件曝光，霧化能量修正值二能 等效反映採用等效虛構版圖區域85對區域81的霧化效應的補償，但霧化能量修正值二並 不是霧化效應能量補償參數，在對霧化能量修正值二進行計算時採用當前層(第一層)曝 光條件。
步驟35，修正值二是否相等或相近與修正值一，如果不相等或相近，返回步驟32 重新構造等效虛構版圖，如果相等或相近，則進入步驟36 ;該實施例中，在區域82、83的曝 光面積密度主要決定區域82、83對區域81的霧化效應補償，因此，霧化能量修正值一和霧 化能量修正值二分別能反映區域82和83的版圖的曝光面積密度和區域85的等效虛構版 圖的曝光面積密度。對修正值一和修正值二進行比較後，如果修正值一與修正值二相等或 相近，則能達到霧化效應能量補償精度要求，如果修正值一與修正值二不相等或不相近，則 不能達到霧化效應能量補償精度要求，由區域85中的等效虛構版圖進行曝光對區域81的 霧化效應並不等效於由區域82和83中的版圖進行曝光對區域81的霧化效應，因此需要 返回步驟32重新構造等效虛構版圖，在本實施例中，在重新構造等效虛構版圖時，可以在 圖10所示區域85的等效虛構版圖上作修改，等效虛構版圖的圖案可以為規格的長條形圖 案排列或規則的方塊行圖案排列等，例如增加長條形圖案的密度可以增加曝光圖形面積密 度，等效虛構版圖對區域81的霧化效應增強，在修正值二上反映出變大。本實施例中的"相 等或相近"是以霧化效應能量補償精度要求來定的，例如，實際對區域81的曝光工藝過程 中，對區域81的曝光的霧化效應能量補償可以是以實際霧化效應能量為基準的±10%範 圍波動，則修正值二與修正值一的差值是在修正值一的±10%範圍內，則認為修正值一與 修正值二 "相等或相近"，實際過程中，修正值一和修正值二沒有絕對意義的相等。
步驟36，以所述組合後的版圖生成能量補償模型，確定第一曝光條件圖層的霧化 效應能量補償參數於曝光文件中。 以上說明圖7實施例的霧化效應補償方法中如何根據區域82、83來確定對區域81
的霧化效應補償，同理，也可以根據區域81、83來確定對第二曝光條件區域82的霧化效應
補償、根據區域81、82來確定對第三曝光條件區域83的霧化效應補償。 根據本發明的霧化效應補償方法，本發明同時提出了相應的多樣條件的電子束曝
光方法。 圖13所示為電子束曝光方法實施例的其中一個曝光條件區域的曝光方法流程示 意圖。如圖13所示，所述電子束曝光方法包括 步驟100，同一掩膜版中的不同曝光條件區域分別置於不同的圖層； 步驟IIO，構造第一曝光條件的圖層之外圖層的等效虛構版圖； 步驟120，組合第一曝光條件圖層的版圖和所述等效虛構版圖； 步驟130，以所述組合後的版圖生成能量補償模型，確定第一曝光條件圖層的霧化
效應能量補償參數於曝光文件中； 步驟140，每個等效虛構版案各用一個納米級尺寸版案代替；
步驟150，電子束曝光。 以上步驟100至步驟130，不論是針對兩個曝光條件還是針對三個曝光條件，其與 圖3所示的霧化效應補償方法的步驟20至23相同。對於步驟140，圖14所示為等效虛構 版圖用的圖案用一個納米級尺寸版案形代替後的版圖示意圖。結合圖6和圖14所示， 區域91b的等效虛構版案被區域91c的納米級尺寸版案代替，區域91c與第一曝 光條件的圖層區域92組合生成了新的版圖，進行電子束曝光。在進行電子束曝光時，區域 91c的納米級尺寸圖案會轉移至光刻膠。由於其尺寸相對其他圖層圖案很小，不會對其他 圖層圖案造成影響，也即不對這個掩膜版圖案構成缺陷(由於尺寸很小在曝光時不會被解析成像)，因此不會導致在晶片中產生缺陷；另一方面，單個納米級尺寸圖案不會在電子束曝光時對其它區域產生霧化效應，或者說納米級尺寸圖案產生的霧化效應相對曝光精度小得可以被忽略。因此，區域91c的版圖選擇以不對區域92產生霧化效應影響並不對所述掩膜版圖案構成缺陷為準則，在本實施例中，納米級尺寸版案為10nmX10nm的方形。圖15為等效虛構版圖用的圖案用一個納米級尺寸版案形代替圖11的區域85後的版圖示意圖，區域86的版案為一個納米級尺寸版案(尺寸為10nmX10nm的方形版案)。另外，本實施例中，曝光條件主要是指曝光劑量，還包括鄰近效應補償參數；曝光劑量可以通過曝光系統參數設置確定，鄰近效應補償參數可以通過現有技術的方法確定。步驟57完成後，此時最終的曝光文件已經在曝光系統中生成，電子束曝光的準備已經完成。
圖16所示為電子束曝光方法的又一實施例的其中一個曝光條件區域的曝光方法流程示意圖。如圖16所示，所述電子束曝光方法包括
步驟50，同一掩膜版中的不同曝光條件區域分別置於不同的圖層；
步驟51，根據所述掩膜版的版圖計算霧化能量修正值一 ；
步驟52，構造第一曝光條件的圖層之外圖層的等效虛構版 步驟53，組合第一曝光條件圖層的版圖和所述等效虛構版 步驟54，根據組合後的版圖計算霧化能量修正值二 ； 步驟55，修正值二是否相等或相近與修正值一，如果不相等或相近，返回步驟52重新構造等效虛構版圖，如果相等或相近，則進入步驟56 ; 步驟56，以所述組合後的版圖生成能量補償模型，確定第一曝光條件圖層的霧化效應能量補償參數於曝光文件中； 步驟57，每個等效虛構版案各用一個納米級尺寸版案代替；由於一個納米級尺寸版案尺寸很小，其不會對第一曝光條件的區域產生霧化效應影響，並且一個納米尺寸的版案疊加第一曝光條件的區域之外的版圖不會對所疊加的區域版圖構成缺陷，因此不對整個掩膜版圖案構成缺陷。
步驟60，電子束曝光。 以上步驟50至步驟56，不論是針對兩個曝光條件還是針對三個曝光條件，其與圖12所示的霧化效應補償方法的步驟30至36相同。步驟57和步驟60與圖13所示實施例的步驟140和步驟150對應相對。圖16實施例與圖13實施例的區別在於增加了對等效虛構版圖的校驗，使霧化效應能量補償達到能量補充精度要求，從而其電子束曝光的能量也能達到精度要求。 圖17所示為同一掩膜版上N個不同曝光條件區域的電子束曝光方法流程示意圖。如圖17所示，對第一曝光條件的區域進行曝光過後，重複圖16實施例的霧化效應補償方法部分，從第一曝光條件到第N曝光條件的圖層的霧化效應補償都得以實現。其中步驟50、步驟57和步驟60是可以共同完成的。其中第N曝光條件區域的電子束曝光方法包括有步驟 步驟71，根據所述掩膜版的版圖計算霧化能量修正值X ;
步驟72，構造第N曝光條件的圖層之外圖層的等效虛構版 步驟73，組合第N曝光條件圖層的版圖和所述等效虛構版 步驟74，根據組合後的版圖計算霧化能量修正值Y ;
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步驟75，修正值Y是否相等或相近於修正值X，如果不相等或相近，返回步驟72重新構造等效虛構版圖，如果相等或相近，則進入步驟76 ; 步驟76，以所述組合後的版圖生成能量補償模型，確定第N曝光條件圖層的霧化
效應能量補償參數於曝光文件中。 其中，所述N為大於等於1的整數。 步驟76後進入步驟57，這是一個共同的步驟，因為用納米級尺寸版圖代替每一個等效虛構版圖時，由於尺寸很小，其納米尺寸版圖不會對第M曝光條件的區域產生霧化效應影響並不對整個掩膜版圖案構成缺陷。 通過以上方法曝光後，所有霧化效應都得到了補償，一個掩膜版版圖的圖案可以轉移至光刻膠上並最終形成於晶片上。 在不偏離本發明的精神和範圍的情況下還可以構成許多有很大差別的實施例。應當理解，除了如所附的權利要求所限定的，本發明不限於在說明書中所述的具體實施例。
權利要求
一種電子束曝光的霧化效應補償方法，用於同一掩膜版上實現N個不同曝光條件的電子束曝光，其特徵在於包括步驟(1)將同一掩膜版中的N個不同曝光條件區域分別置於N個不同曝光條件的圖層；(2)根據第M曝光條件的圖層之外的版形，構造等效虛構版圖；(3)將所述等效虛構版圖與第M曝光條件圖層的版圖組合；(4)以所述組合後的版圖生成能量補償模型，確定第M曝光條件圖層的霧化效應能量補償參數於曝光文件中；其中，N為整數，M為大於或等於1的整數，N≥M且不等於1。
2. 根據權利要求l所述的補償方法，其特徵在於，所述第(1)、 (2)步驟之間還包括步驟(lb)根據所述掩膜版的版圖計算霧化能量修正值一 ；所述第(3) 、 (4)步驟之間還包括步驟(3b)根據組合後的版圖計算霧化能量修正值二 ；(3c)修正值二是否相等或相近與修正值一，如果不相等或相近， 返回步驟(2)重新構造等效虛構版圖，如果相等或相近，進行步驟(4)。
3. 根據權利要求1或2所述的補償方法，其特徵在於，所述等效虛構版圖的曝光面積密 度相等於所述第M曝光條件的圖層之外的版圖的曝光面積密度。
4. 根據權利要求1或2所述的補償方法，其特徵在於，所述等效虛構版圖的圖形的周長 比所述第M曝光條件的圖層之外的版圖的圖形的周長短。
5. 根據權利要求1或2所述的補償方法，其特徵在於，所述曝光條件包括電子束曝光劑 量、鄰近效應補償。
6. —種電子束曝光方法，用於同一掩膜版上實現N個不同曝光條件的電子束曝光，其 特徵在於包括步驟(1) 將同一掩膜版中的N個不同曝光條件區域分別置於N個不同曝光條件的圖層；(2) 根據第M曝光條件的圖層之外的版形，構造等效虛構版圖；(3) 將所述等效虛構版圖與第M曝光條件圖層的版圖組合；(4) 以所述組合後的版圖生成能量補償模型，確定第M曝光條件圖層的霧化效應能量 補償參數於曝光文件中；(5) 用一個不對第M曝光條件的區域產生霧化效應影響並不對所述掩膜版圖案構成缺 陷的版案替代所述等效虛構版案；(6) 電子束曝光於第M曝光條件的區域；其中，N為整數，M為大於或等於1的整數，N > M且不等於1。
7. 根據權利要求6所述的電子束曝光方法，其特徵在於，所述第(1)、 (2)步驟之間還 包括步驟(lb)根據所述掩膜版的版圖計算霧化能量修正值一 ； 所述第(3)、 (4)步驟之間還包括步驟(3b)根據組合後的版圖計算霧化能量修正值二 ；(3c)修正值二是否相等或相近與修正值一，如果不相等或相近，返回步驟(2)重新構 造等效虛構版圖，如果相等或相近，進行步驟(4)。
8. 根據權利要求7所述的電子束曝光方法，其特徵在於，在第(6)步驟之前，還包括重 復所述第(2)至(5)之間的M值不相同的步驟，所述第(6)步驟的不同曝光條件的區域可 以在同一電子束曝光過程中完成。
9. 根據權利要求6或7或8所述的補償方法，其特徵在於，所述等效虛構版圖的曝光面 積密度相等於所述第M曝光條件的圖層之外的版圖的曝光面積密度。
10. 根據權利要求6或7或8所述的補償方法，其特徵在於，所述等效虛構版圖的圖形 的周長比所述第M曝光條件的圖層之外的版圖的圖形的周長短。
11. 根據權利要求6或7或8所述的補償方法，其特徵在於，所述曝光條件包括電子束 曝光劑量、鄰近效應補償。
12. 根據權利要求6或7或8所述的補償方法，其特徵在於，所述不對第M曝光條件的 區域產生霧化效應影響並不對所述掩膜版圖案構成缺陷的版案是一個納米級尺寸版 案。
全文摘要
一種多樣電子束曝光條件的霧化效應補償方法及其曝光方法，屬於光刻技術領域。該電子束曝光條件的霧化效應補償方法及其曝光方法，用於同一掩膜版上實現多個不同曝光條件的電子束曝光。通過等效虛構版圖來實現霧化效應能量補償參數，不同曝光條件區域相互之間的霧化效應都得到考慮。因此該霧化效應補償方法補償準確，電子束曝光時的能量準確，曝光圖案精確度高。
文檔編號G03F1/20GK101750902SQ200810203849
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月2日 優先權日2008年12月2日
發明者田明靜 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司