專利名稱：用于光刻工藝的模擬方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一用于光刻工藝(lithographic process)的模擬的方法；特別是關于一種模擬采用半導體元件制造程序、發(fā)光晶體二極管(light crystal diode，LCD)制造程序，以及光(例如電子束或X射線)的光刻工藝的方法。
即使光學的光刻工藝模擬技術的發(fā)展，晚于光學的光刻應用在半導體工業(yè)的時間，但由于其優(yōu)良的效率擅長于單元布局的最佳化、復雜程序中最佳化條件的預期、或是在大量資料的快速處理，該技術已成為主要的必需方式，在一單位工藝過程或新發(fā)展上減少試誤，并縮短其發(fā)展期間。
對于最佳化一掩模布局而言，光學近似效應修正(opticalproximity effect correction，OPC)是很基本的。它是用以進行光學近似效應修正所最常用的方法。使用時，修正掩模布局以便投射影像(aerial image)很接近所要的目標布局，且投射影像的強度分布輪廓視為如同抗蝕劑圖案(resist pattern)的俯視圖。
因為它提供較好效率與使用的便利，本方法使用得很廣。然而當中有一不利點，就是其正確度落在解析極限的附近；而且當圖形，其種類、大小和密度異于另一者，存在于不同形狀的掩模上時，這就很難預期只使用投射影像所刻成圖形的狀況。
值得一提的，光刻工藝中的近似效應包括光學與非光學成分。由于OPC一般是對整個光刻工藝的鄰近效應校正，它不能滿足投射影像的修正(即純光學成分)，因而抗蝕工藝造成的鄰近效應(即非光學成分)電應該考慮。
即使包含抗蝕工藝的OPC是本領域最想要的，因抗蝕工藝的模擬屬于不同領域，完整程序的OPC并不常被考慮。為了增加OPC的精確度，取而代之地，已主動研究一種采取適當近似于完整程序的方法。
一近似的模擬方法，它能獲得比較正確的結(jié)果，而不必模擬完整的程序，而本方法應用到1GD OPC的結(jié)果，將在些之后加以解說。
有許多不同的方式來模擬光刻工藝，然后分析所得結(jié)果。其中一種方式模擬光刻工藝的全部過程。該過程廣泛地包括三步1)計算投射影像、2)呼叫潛像(latent image)、3)計算顯影過程。(參見

圖1)投射影像定義為正好在光線抵達晶片表面的抗蝕層之前的光強度分布，其間掩模裝于一曝光裝置中，而晶片被曝光。為了模擬投射影像，掩模上的布局和曝光裝置的曝光條件(例如NA數(shù)值孔徑(numericalaperture)、σ部分相干因子(partialcoherencefactor)應為輸入?yún)?shù)所必需。
在抗蝕層被投射影像曝光的情況下，有一些復雜的情形每個從表面反射回來的部分光量，會被抗蝕層吸收，或者從晶片基片的表面反射回來，然后再回到抗蝕層。此時潛在影像，也就是曝光后吸收在抗蝕層上的光強度分布，就發(fā)生了。不僅抗蝕層的特性(例如折射率Dill′s A，B，C)，一些代表晶片基片特性的參數(shù)(例如albed，漫反射系數(shù))也應該包含在輸入?yún)?shù)里，以模擬潛像。
在化學擴大抗蝕層(chemical amplification resist)的情況下，光敏酸發(fā)生源(photo acid generator，PAG)因抗蝕層吸收的能量而溶解，然后就產(chǎn)生了酸。接下來，酸因曝光后烘烤(post exposure bake，PEB)而經(jīng)過一擴散過程，這也是下一個程序。然后為了響應一保護群，產(chǎn)生一非保護群和另一個酸。接續(xù)下來，該酸與其他非保護群反應的相似連續(xù)過程就發(fā)生了，而且此一過程在本發(fā)明中表示為擴大現(xiàn)象。因此，最后顯影液把非保護群溶解掉，從而形成抗蝕劑圖形。
為了模擬在此一行為下的抗蝕層剖面圖，當中應該要有PEB參數(shù)(例如溫度、時間)與顯影參數(shù)(例如顯影速率、顯影液的種類與濃度)。
商用軟件中計算投射影像的程序已經(jīng)發(fā)展得很好，以及模擬抗蝕層剖面圖的程序也已發(fā)展出來。然而，即使投射影像模擬的建立是基于一明顯的理論，抗蝕層剖面圖模擬的形式幾乎全是模型，而且需要很多參數(shù)來模擬整個過程。因此，全程模擬還用得不多，這是因仍有一些不利之處，其中需要長的模擬時間，而且就只因為除了一最起碼的因素外，不知道一個抗蝕層參數(shù)而使精確度不夠。
因此，所用的主要方法，不是全程模擬，而是一種只模擬投射影像，然后以一臨界模型(thresholdmodel)預測實驗結(jié)果的方法。在此，臨界模型是一種分析方法，當中或多或少有些數(shù)值，集中在由投射影像模擬的結(jié)果所獲得的強度分布中的任何強度(即臨界值)的附近，決定了圖形的存在/不存在。
換言之，以這種方法而言，在正抗蝕劑的情況下，顯影液把抗蝕層溶解，然后超過臨界值的都被溶盡，然而沒有被顯影液溶解的抗蝕層就留下當作圖形。因此，當中的好處就是它很簡單，并且不花很多時間。在這種方式下，根據(jù)投射影像的臨界切下去，能級與圖形大小(正確地說是投射影像大小)就知道了。
圖2顯示0.25μm密集線L/S、獨立線I/L、以及獨立間隔I/S的投射影像的強度。如圖2所示，當臨界水準定在0.25的標準化強度的情況下，曝光能量反比于強度。在此情形中，曝光量是4倍于臨界曝光能量Eth。因此，每一個密集線L/S、獨立線I/L、以及獨立間隔I/S的圖形大小，分別就是WL/S(≈0.20μm)、WI/L(≈0.25μm)、和WI/S(≈0.30μm)等影像大小。
在這樣一種臨界模型的情況下，當某一種圖形的曝光能量的變化小，或者偏離聚焦值不太高時，相對上有可能預估正確的期望值。然而，當曝光能量的變化空間廣、偏離聚焦值高、或是圖形的種類與大小改變時，期望值就不同于實驗結(jié)果。如上所述，正由于在一般的環(huán)境下，投射影像的臨界模型很難解釋其實驗結(jié)果的期望值，它已廣泛地使用于這個領域是基于以下優(yōu)點1)只有投射影像的計算才能預測實驗結(jié)果。2)因模型本身已非常簡化，相較于全程模擬，使用方式容易。3)不復雜狀態(tài)下之實驗結(jié)果的期望值，可在短時間內(nèi)獲得。
在這些環(huán)境之下，只用投射影像而來解釋包含抗蝕工藝的全部工藝過程，臨界模型應已顯示出相對于實驗結(jié)果的歧異。再者，由于速率慢且許多輸入?yún)?shù)必須正確輸入的負擔之下，全程模擬對真實的工藝過程提供的幫助很少。
解決現(xiàn)有技術所涉及的缺陷是本發(fā)明的目的，并且提供一能預估抗蝕劑圖形大小的模擬方法，當作一擴散投射影像模型(diffusedaerialimage model，DAIM)，它是一可取代抗蝕工藝的簡化模型，而不模擬包括抗蝕工藝的完整工藝過程。
就本發(fā)明某一方面來說，提供一用于光刻工藝的模擬方法，包括的步驟有通過在I-line的抗蝕工藝中，輸入曝光裝置條件與掩模布局，而獲得一投射影像；以從曝光工藝中抗蝕層所產(chǎn)生的酸分布，來平均地處理投射影像；并且考慮在后烘烤程度中酸的擴散，而獲得一擴散投射影像；根據(jù)擴散投射影像來預期圖形的大小，再被應用到一臨界模型。
擴散投射影像Id出下式得到其中I0是所謂的投射影像，F(xiàn)、F-1各代表到ξ，η空間的Fourer變換，與從ξ，η空間的Fourier反變換，而σB為一適合參數(shù)(fiting parameler)。
就本發(fā)明另一方面說，提供一用于光刻工藝的模擬方法，包括的步驟有借助于把化學擴大光陰層曝光，獲得一投射影像；以從抗蝕層所產(chǎn)生的酸分布，來平均地處理投射影像；并且考慮在后烘工藝中酸的擴散和擴大，而獲得一后烘烤程序中的擴散投射影像；根據(jù)擴散投射影像來預期圖形的大小，再被應用到一臨界模型。
擴散投射影像Id由下式得到I0≅F-1(e-σB2(ξ2+η2)2F(I0))]]>其中I0是所謂的投射影像，F(xiàn)、F-1各代表到ξ，η空間的Fourier變換，與從ξ，η空間的Fourier反變換，而σB為一適合參數(shù)。借助于參照附圖所描述之后的較佳實施例，本發(fā)明上述的目的和其他特征將變得較明顯。其中
圖1為一簡化圖解，說明光刻工藝與模擬之間的交互關系。
圖2為一說明根據(jù)應用到投射影像的臨界模型對圖形大小進行預測的圖形。
圖3為一說明根據(jù)應用到從本發(fā)明所獲得之擴散投射影像的臨界模型，所做的圖形大小進行預測的圖形。
圖4A與4B為說明比較圖形大小與借助于在臨界模型中應用投射影像同時改變曝光能量所獲得的抗蝕層圖形之間的實驗性比較結(jié)果的圖形。
圖5A與5B為說明比較圖形大小與借助于在臨界模型中應用擴散投射影像同時改變能量所獲得的抗蝕層圖形之間的實驗性比較結(jié)果的圖形。
圖6A與6B為說明比較圖形大小與借助于在臨界模型中應用投射影像同時變曝光能量所獲得的抗蝕層圖形之間的實驗性比較結(jié)果的圖形。
圖7A與7B為說明比較圖形大小與借助于在臨界模型中應用擴散投射影像同時改變能量所獲得的抗蝕層圖形之間的實驗性比較結(jié)果的圖形。
圖8A與8B為說明比較圖形大小與從投射影像及擴散投射影像同時形成一孔洞所獲得的抗蝕層圖形之間的實驗性比較結(jié)果的圖形。
圖9A與9F為說明比較布局案大小與從投射影像及擴散投射影像同時偏離聚焦值和圖形大小分別先天有所不同所獲得的抗蝕層圖形之間的實驗性比較結(jié)果的圖形。
圖10A與10D為利用到抗蝕層圖形的形成，當中使用一些掩模、一投影像及一擴散投射影像的模擬圖。
圖11A與11D為利用到抗蝕層圖形的形成，當中使用固定的掩模、一投射影像及一擴散投射影像的模擬圖。光的投射分布，在進行曝光程序時被吸收到抗蝕層內(nèi)，不可能只用二維的投射影像和偏離焦聚值來解釋，而是三維的復雜分布，其中應該考慮抗蝕層的一表面與晶片基片間的多重干涉。三維曝光能量的吸收，是接近或量化抗蝕工藝的主要障礙。如果兩投射影像因抗蝕層厚度足夠薄，而使得其偏聚焦值和抗蝕層厚度一樣多，則即使考慮到多重干涉，仍可近似地表示出只用二維聚焦面的投射影像被吸收到抗蝕層內(nèi)之曝光能量的分布。
因此，本發(fā)明的較佳實施例建議如下條件由于抗蝕層厚度TPR足夠薄，可以忽略焦距f處的投射影像I0(f)，與焦距f+TPR處的投射影像I0(f+TPR)之間的差別。在此，有可能抗蝕層厚度小于15000埃。
根據(jù)這些條件，目前的實施例將考慮二維的投射影像。
當進行曝光程序時，一種化學抗蝕工藝，其中光子活化發(fā)生源(photo active generator，PAG)被光子能量打破，是為人所熟知的。如果我們現(xiàn)定義P和I各是標準化的PAG濃度與光強度，則曝光時間t內(nèi)，因PAG溶解所引起的濃度變化將表示為∂P(x,y,t)∂t=-CI(x,y)P(x,y,t)]]>式(1)其中C為一比較常數(shù)，相當于Dill標示的“C”。
借助于應用強度I非時間函數(shù)的條件，以及進行曝光程序前PAG并沒有被溶解的初始條件，微分方程序(1)很容易解。由于產(chǎn)生的酸量與PAG溶解量一樣多，PAG濃度與酸濃度的總和將固定不變。因此，就在曝光后酸的標準化濃度分布A0可寫作A0(x,y)-1-P(x,y,t-te)-1-e-CI(x,y)te]]>式(2)其中te是曝光時間。由于把強度I乘上全部曝光時間te得到全部曝光能量，所以方程序(2)可以取代為A0(x，y)＝1-e-CE(x，y)式(3)如果引進標準化的強度分布I0，強度I將由I＝iI0取代，其中由于I表示成固定不變的時間，i定義成一比例常數(shù)。所以方程序(2)現(xiàn)可取代為A0(x,y)=1-e-αI0(x,y)]]>式(4)其中α是一新的常數(shù)，滿足α＝Cite式子。
曝光程序所產(chǎn)生的酸，因下一程序的曝光后烘烤(PEB)的熱能而擴散。如果酸的擴散系數(shù)D視作常數(shù)，根據(jù)Fick第一定律，F(xiàn)EB程序中標準化酸的濃度A可寫作∂A(x,y,t′)∂t′=D▿2A(x,y,t′)]]>式(5)其中t′為代表PEB時間的變數(shù)。借助于在式子兩邊做Fourier變換，并決定適當?shù)倪吔鐥l件，微分方程序(5)很容易解。符號ξ、η定義為Fourier參數(shù)。Fξ,η=∫∫dxdye-i(ξx+ηy)]]>式(6)再乘以ξ、η，然后再積分，因此，我們得到下面關系A(x,y,t′)=Fx,y-1(e-σ2(ξ2+η2)2Fξ,η(A0(x′,y′)))]]>式(7)其中F、F-1各代表從x′，y′空間到ξ，η空間、與x，y空間的Fourier變換，并且x′，y′與x，y各是初始空間與最終空間。在此階段，PEB時間t′內(nèi)擴散的長度定義為σ=2Dt′]]>因此，就在PEB程序之后的擴散長度變成σB=2DtB′]]>其中t′B為全部PEB時間如前所述，曝光能量所產(chǎn)生的酸，因PEB程序中產(chǎn)生的熱能而擴散，同時它扮演打破保護群的角色。在顯影程序中，顯影劑把打破中的保護群溶解掉，因而形成了圖形。保護群的標準化濃度M的變化量可寫作∂M(x,y,t′)∂t′=-C′exp(-ϵAkBT)A(x,y,t′)mM(x,y,t′)]]>式(8)其中C′為比例常數(shù)，指數(shù)項中的Boltzmann因子εA、kB以及T分別是保護群的活化能、Boltzmann常數(shù)、以及PEB溫度。同時m，通常定為1，為酸的反應度，也可視為要打破一個保護群所需酸的數(shù)目。
由於時間t′的函數(shù)只有M與A，方程序(8)很容易解。如果現(xiàn)讓N為進行PEB后打破的保護群之標準化濃度，由於仍保留含M的總計值，濃度N可表為N(x,y)=1-M(x,y,t′=tB′)]]>N(x,y)=1-exp[-βD∫0tB′A(x,y,t′)dt′]]]>N(x,y)=1-exp[-βD∫0σBA(x,y,σ)σdσ]]]>N(x,y)=1-exp[-12σB2βS(x,y)]]]>式(9)其中β＝C′/Dexp(-εA/kBT)為另一個與時間、空間無關的常數(shù)，S為在擴散長度內(nèi)，酸的標準化空間平均。所以，若把方程序(7)代入方程序(9)可得S(x,y)=2σB2∫0σBFx,y-1(e-σ2(ξ2+η2)2Fξ,η(A0(x′,y′)))σdσ]]>S(x,y)=2σB2Fx,y-1(∫0σBe-σ2(ξ2+η2)2σdσFξ,η(A0(x′,y′)))]]>S(x,y)=2σB2Fx,y-1(1-e-σ2(ξ2+η2)2ξ2+η2Fξ,ηA0(x′,y′)))]]>式(10)很難用一解析方程序來表示一抗蝕層從頂?shù)降椎娘@影過程，顯然正常是用一數(shù)值方式來逼近。然而，在抗蝕層厚度很薄的情況下，如前面假設，可以考慮成為二維平面。在這樣的情況下，圖形的邊界是沿著相當於打破保護群程度之輪廓來生成。在考慮抗蝕層厚度的情況下，如果抗蝕層的顯影對比非常高，則如同薄抗蝕層的情況，考慮成圖形是沿著相當於打破保護群程度之輪廓來生成。因此如后所述，有關顯影的過程，有可能如前所述般近似地逼近。
在顯影的過程里，由打破保護群所產(chǎn)生的非保護濃度分布N當中，顯影劑把超過任何常數(shù)值(臨界濃度Nth)的抗蝕劑溶掉，而低於該常數(shù)值的抗蝕劑就保留而沒有溶解。換言之，圖形是沿著Nth的輪廓來生成。
有可能非保護群的臨界濃度Nth關聯(lián)到曝光能量(即臨界曝光劑量Eth)，并且易於假設當進行黑曝光多到Eth時，它直接變成Nth濃度。在化學擴大抗蝕劑中的參數(shù)知道很清楚的情況下，由于C和Eth的值分別大約為0.001(mJ/cm2)-1和10mJ/cm2，CEth太小。所以，近似上可以有這樣的關系1-e-CEth≅CEth]]>式(11)因此，由方程序(3)和(9)，我們得到如下關系Nth≅1-exp[-12βσB2CEth]]]>式(12)然后，考慮進行正常的情形到Eth，而不是黑曝光。顯影程序完成后仍保留的圖形邊界，是N＝Nth的一部分，并且即使這部分里面的E一般同於Eth，這部分里面的E可能與Eth有相等的數(shù)量級大小。因此，我們得到如下關系
當方程序(3)或(4)用方程序(13)來做近似，若想到A0和I0是標準化的，從圖形的邊界，A0≅I0]]>式(14)可以得到方程序(14)，而且從方程序(10)，在擴散長度內(nèi)，酸的標準化空間平均S可表為S≅2σB2F-1(1-e-σB2(ξ2+η2)2ξ2+η2F(I0))]]>式(15)其中I0為投射影像，F(xiàn)、F-1各代表到ξ，η空間的Fourier變換，與從ξ，η空間的Fourier反變換，而σB為一適合參數(shù)(fittingparameter)。
方程序(15)顯示一種關系投射影像強度I0變換成酸濃度分布S，并定義為擴散投射影像Id。
出于I0和S是標準化的，并有一線性關系，所以他們有一對一的關系。投射影像的臨界模型，只用Id米預估圖形的大小?？梢灶A期到如果用方程序(15)的S而非I0，由于擴散和擴大已包含其中，因采取臨界模型本身所保有的便利，它逼近抗蝕工藝，會非常有效。
擴散投射影像模型(diffused aerial image model，DAIM)代表用方程序(15)所期望的圖形狀態(tài)。由于I0值可容易地用一般模擬工具獲得，并且F、F-1各為Fourier變換、Fourier反變換，可根據(jù)快速Fourier變換(Fast Fourier Transformation，F(xiàn)FT)加以程序化，因此計算S很容易。
當然，當使用方程序(15)來計算S時，有一未知量σB對應到擴散長度。在DAIM里，σB由一簡單的實驗獲得，然后擴充到一般情況后使用其結(jié)果值。換言之，σB用作一適合參數(shù)?？梢灶A期到如果抗蝕層(即抗蝕劑的種類、厚度、軟烤、PEB條件、以及顯影配方)已決定，σB將被均等地決定；如果抗蝕工藝的配方不同，σB也就有不同的值。
因此，較合理的是；σB不是擴散長度，而是一抗蝕工藝配方的代表值。
圖3展示在從圖2所示之投射影像，用方程序(15)獲得S后的0.25μm密集線L/S、獨立線I/L、以及獨立間隔I/S的擴散投射影像，而且特別顯示當σB定義0.7μm的一個結(jié)果。如果切水準同圖2情況定為0.25，預期的圖形大小則為WL/S≈0.16μm、WI/L≈0.21μm、和WI/S≈0.31μm，有點不同于投射影像。此后將描述一些利用根據(jù)這種方式的DAIM的實施例。
圖4A與4B屬于只用投射影像來預期圖形大小的情況，并且說明密集線L/S、獨立線I/L、以及獨立間隔I/S的圖形大小(例如圖4A的0.25μm，圖4B的0.20μm)的兩實驗結(jié)果，以及每個投射影像的比較結(jié)果。圖4A與4B當中，以及此后所示的其他圖形里，當形成抗蝕劑圖形時，細線與●○各代表由模擬與實驗結(jié)果所得的圖形。此處Eth并非一真正測量值，而是一定義值，以致0.25μm密集線的投射影像的大小變成0.20μm。對投射影像而言，在圖形種類不同的情況下，不太容易解釋關系到曝光能量改變之圖形大小的變化，如圖4A與一種圖形中所示。進一步來講，當大小不同的圖形同時存在，如圖4B所示(本實施例里，當模擬量基于0.25μm而對0.20μm做預估)，投射影像的大小無法預估。
圖5A與5B屬于用擴散投射影像來預期圖形大小的情況，并且說明密集線L/S、獨立線I/L、以及獨立間隔I/S的圖形大小(例如圖5A的0.25μm，圖5B的0.20μm)的兩實驗結(jié)果，以及每個投射影像的比較結(jié)果。當然，在DAIM的情況下，即使它不完全等于實驗結(jié)果，它顯示出驚人的改進，非只用投射影像的情況所能相比。
因此，DAIM能應用于密集線L/S、獨立線I/L、以及獨立間隔L/S同時存在，且大小分散的情況。
圖6A、6B與7A、7B屬于用投射影像與擴散投射影像來預期圖形大小的情況，其中軟烤條件決定在105℃，并且說明密集線L/S、獨立線I/L、以及獨立間隔I/S的圖形大小(例如圖6A、7A的0.25μm，圖6B、7B的0.20μm)的兩實驗結(jié)果，以及每個投射影像的比較結(jié)果。
值得一提的是圖7所示用擴散投射影像的結(jié)果，遠優(yōu)于圖6所示只用投射影像所得的結(jié)果。在此情況下，為人所熟知的是軟烤溫度條件改變，Eth也就不同；意味有可能由于抗蝕工藝的配方基本上已改變，DAIM里的適合參數(shù)σB也將會改變。
雖然這兩情況用σB＝0.7μm對實驗結(jié)果描述得很好，這并不意味酸的擴散長度沒改變，即使軟烤溫度有改變。正確地說，雖然這兩情況的σB不同，寧可假設所有的適合值，配合實驗結(jié)果，是在0.7μm附近。
在一接觸孔圖形中，不能保證圖形大小的線性，這是一般的事實。所以，當每個大小的接觸孔定義于單元與周邊電路區(qū)域內(nèi)，例如-poly2接觸P2C，或是一金屬1接觸M1C，若基于該單元進行曝光，周邊電路的接觸孔大小將會大得多。
圖8A與8B展示圖形大小的線性，而圖4A與4B分別屬于只用投射影像、與使用DAIM來預期圖形大小的情況。當0.225μm接觸孔無偏差的曝光、或過曝光、或曝光不足時，其掩模圖形大小有0.25μm、0.275μm、0.30μm的接觸孔之DI圖形大小，可能比設計的還大超過1.5倍。在接觸孔還有其他大小同時存在一掩模的情況下，若使用DAIM，則能預估所有對應的大小。
因此，當晶片上的圖形決定了，就易于決定能滿足此決定的掩模圖形的大小。當然，在目前實施例的DAIM中，并未考慮底層漫反射系統(tǒng)的差異，或是拓樸結(jié)構(gòu)造成的影響。
在i-line的情況下，相對于上面基礎地討論之DUV的情況，抗蝕工藝并無太多差異。由于抗蝕工藝并非化學擴大抗蝕劑的事實，抗蝕工藝將簡單地表示出來。因此，考慮打破的PAG之擴散，而非酸的擴散，而不要考慮擴大的現(xiàn)象，這樣是可以接受的。因此，若應用方程序(14)本身的近似關系，定義Ni為i-line的破碎PAG之標準化濃度，從方程序(7)我們可得Ni≅F-1(e-σB2(ξ2+η2)2F(I0))]]>式(16)當應用方程序(16)時，σB非擴散長度，而當成適合參數(shù)，這樣比較恰當。
圖9A、9C與9E展示當形成的圖形大小有0.30μm、0.35μm、0.40μm，與用投射影像所得到的模擬圖形大小時，根據(jù)偏離聚焦的實驗結(jié)果。
圖9B、9D與9F展示當形成的圖形大小有0.30μm、0.35μm、0.40μm，與用擴散投射影像所得到的模擬圖形大小時，根據(jù)偏離聚焦值的實驗結(jié)果。
根據(jù)圖9A到9F，值得一提的是當用i-line定義密集線L/S、獨立線I/L的圖形時，應用本發(fā)明DAIM的模擬方式，遠優(yōu)于只用投射影像的方式。具中，虛線所組成的代表模擬的圖形，●○所表示的代表形成抗蝕劑圖形的實驗結(jié)果。
進一步地來說，當決定曝光能量使用0.35μm密集線L/S沒有偏差，圖9A到9F比較了因偏離聚焦所引起的線寬變化時，投射影像模擬結(jié)果與DAIM模擬結(jié)果。在此情況下，值得一提的是由于i-line情況下的顯影對比，沒有優(yōu)于DUV情況下的顯影對比，DAIM的可靠性便下降了。
接下來清楚地展示DAIM的極度有效性，并應用到真實元件制造的顯影。
圖10A展示一掩模圖形，圖10B為俯視圖，當使用如圖10A所示之掩模來形成抗蝕劑圖形，以臨界尺寸掃描式電子顯微鏡(Criticaldimension scanning electron microscope，CDSEM)拍攝下來，其中發(fā)生5處空橋(bridge)。圖10C展示當只用投射影像進行模擬時，任何空橋都看不出來。同時，圖10D展示當使用擴散投射影像進行模擬時，空橋發(fā)生了。
根據(jù)圖10A到10D，只用掩模的布局不僅不易預測圖10B的示的5處橋，并且對投射影像的模擬結(jié)果不能解釋空橋現(xiàn)象。雖然從單一聚焦與單一能量獲得投射影像的模擬結(jié)果，仍無法解釋實驗結(jié)果，即使考慮到能級與偏離聚焦。
根據(jù)11A展示一掩模圖形，乃根據(jù)應用DAIM來修正如圖10A所示的掩模。圖11B為俯視圖，當使用如圖11A所示之掩模來形成抗蝕劑圖形，以CDSEM拍攝下來，其中空橋沒有發(fā)生。而圖11C為當只用投射影像進行模擬時的圖形。同時，圖10D為當使用擴散投射影像進行模似時的圖形。
根據(jù)圖11A到11D，DAIM不僅清楚地解釋空橋現(xiàn)象，并且也顯示出空橋程度的相對差距同于實驗的結(jié)果，從而容易地辨識出真實應用中DAIM的驗證性。在那里之后，后圖11所示，使用DAIM來做poly1掩模的修正是非常成功的。
如上所述，光學光刻術的鄰近效應，區(qū)分成導致光繞的元素，與引起抗蝕工藝的元素。然而一般參照的OPC，意指擴充到全部光刻工藝的鄰近效應之修正；而且到目前為止，許多正在商業(yè)化的模擬工具是考慮投射影像。
據(jù)此，可以堅持的是由于DAIM不僅提供先前投射影像計算加入Fourier變換的型態(tài)，并且計算速率幾乎保持在計算投射影像的水準，而正確性遠優(yōu)于投射影像，所以本發(fā)明的DAIM是一種適合應用到OPC的模型。
再者，本發(fā)明的DAIM提供下列優(yōu)點第一，當抗蝕層厚度很薄時，前述的理論配合得很好。
第二，抗蝕工藝中最重要的一點是酸或破裂的PAG的擴散。
第三，在化學擴大抗蝕劑中，甚至考慮到擴大性。
第四，顯影程序中，非保護群的濃度分布沿著固定的輪廓顯影出來。
第五，數(shù)學上，借助于連接到一項代表擴散(Gaussian函數(shù))與擴大(Gaussian積分型態(tài))之投射影像的回旋盤繞，把DAIM表達出來。
相關于目前較佳實施例一些不同的敘述，本發(fā)明已描述出來。然而，對于熟悉此藝者，額外的實施例與本實施例的變化將是明顯的。
權利要求
1.一用于光刻工藝的模擬方法，包括的步驟有借助于在I-line的抗蝕工藝中，輸入曝光裝置條件與掩模布局，而獲得-投射影像；以從曝光程序中抗蝕層所產(chǎn)生的酸分布，來平均地處理所謂的投射影像，并且考慮在后烘烤程序中所謂的酸的擴散，而獲得一擴散投射影像；根據(jù)所謂的擴散投射影像來預期圖形的大小，再被應用到一臨界模型。
2.如權利要求1所限定的模擬方法，所謂的投射影像由下式得到I0≅F-1(e-σB2(ξ2+η2)2F(I0))]]>其中I0是所謂的投射影像，F(xiàn)、F-1各代表到ζ，η空間的Fourier變換，與從ζ，η空間的Fourier反變換，而σB為一適合參數(shù)。
3.如權利要求1所限定的模擬方法，其中所謂的酸分布是以二維來處理，而非三維，所以用所謂的抗蝕層所產(chǎn)生所謂的酸分布，來平均地處理所謂的投射影像。
4.如權利要求1所限定的模擬方法，其中所謂的抗蝕層厚度被決定成小于15000埃，所以用所謂的抗蝕層所產(chǎn)生所謂的酸分布，來平均地處理所謂的投射影像。
5.一用于光刻工藝的模擬方法，包括的步驟有借助于把化學擴大抗蝕層曝光，而獲得一投射影像；以從抗蝕層所產(chǎn)生的酸分布，來平均地處理所謂的投射影像，并且考慮在后烘烤程序中所謂的酸的擴散和擴大，而獲得一擴散投射影像；根據(jù)所謂的擴散投射影像來預期布局圖的大小，再被應用到一臨界模型。
6.如權利要求5所限定的模擬方法，所謂的投射影像由下式得到I0≅F-1(e-σB2(ξ2+η2)2F(I0))]]>其中I0為所謂的投射影像，F(xiàn)、F-1各代表到ζ，η空間的Fourier變換，與從ζ，η空間的Fourier反變換，而σB為一適合參數(shù)。
7.如權利要求5所限定的模擬方法，其中所謂的酸分布是以二維來處理，而非三維，所以用所謂的抗蝕層所產(chǎn)生所謂的酸分布，來平均地處理所謂的投射影像。
8.如權利要求5所限定的模擬方法，其中所謂的抗蝕層厚度被決定成小于15000埃，所以用所謂的抗蝕層所產(chǎn)生所謂的酸分布，來平均地處理所謂的投射影像。
全文摘要
揭示一種用于模擬光刻工藝的模擬方法,并且該方法能預估抗蝕劑圖形的大小,是借助于決定投射影像中的簡化模型來代表抗蝕工藝,而不模擬包括抗蝕工藝的完整工藝過程,來獲得擴散投射影像模型(DAIM),然后再把DAIM應用到臨界模型。
文檔編號G03F7/004GK1187688SQ97125740
公開日1998年7月15日 申請日期1997年12月29日 優(yōu)先權日1996年12月27日
發(fā)明者安昌男, 金熙范 申請人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會社