多样电子束曝光条件的雾化效应补偿方法及其曝光方法

专利名称：多样电子束曝光条件的雾化效应补偿方法及其曝光方法
技术领域：
本发明属于光刻技术领域，具体涉及一种电子束曝光的方法，尤其涉及同一掩膜
版中多样电子束曝光条件的雾化效应补偿方法及其曝光方法。
背景技术：
随着芯片的特征尺寸的不断縮小，电子束光刻技术得到广泛应用。电子束光刻
技术在曝光图形的细微化方面具有优势，但是由于电子束曝光时存在雾化效应(Fogging
Effect)和邻近效应(Proximity Effect)的问题，影响曝光图形的尺寸精度。 为了曝光而向电子衬底上的光刻胶照射电子束时，电子在光刻胶中进行散射的同
时使光刻胶感光后，因与衬底材料碰撞而产生弹性散射，进行反射，经过这种反射后的电子
从衬底再次向光刻胶入射并使之感光，因此，积蓄在光刻胶中的能量以需要曝光区域为中
心呈高斯分布，曝光区域的邻近微小尺寸范围附近也有曝光能量分布，这种效应称之为邻
近效应。雾化效应是指在对特定区域电子束曝光时，部分电子在光刻胶表面反射，从光刻胶
表面反射的电子再遇置于光刻胶之上的挡板而重新发射至光刻胶，从而使之感光。由雾化
效应中，电子反射后是在空气中，从而碰撞的几率比在光刻胶中小，因此，雾化效应的影响
区域明显大于邻近效应的影响区域。对于两个不同的电子曝光区域，必须考虑相互之间的
雾化效应的影响，同样，对于多个不同的电子曝光区域，必须考虑其中任意一个区域之外的
其他所有区域对该区域的雾化效应的影响。 当前，主要通过电子束曝光的剂量补偿方法来弥补雾化效应和邻近效应的影响。 例如，在对A和B两个区域在同一掩膜版图下进行同一次电子束曝光时，A区域电子束曝光 的雾化效应等效于在B区域上增加了轻微的曝光剂量，因此在B区域的电子束曝光必须在 B区域的原定曝光剂量条件下减去所述轻微增加的曝光剂量；同理，对A区域曝光时也要考 虑B区域曝光时的雾化效应带来的影响。因此现有技术的电子束曝光条件主要包括曝光 剂量、雾化效应补偿、邻近效应补偿。其中，雾化效应补偿参数依赖曝光区域周边图形的面 积密度。曝光区域周围的区域中，曝光面积密度越大，雾化效应更明显，雾化效应补偿参数 相对也更大。 但是，在当前的掩膜制造及产品工程实验工艺中，为了满足一块掩膜版上的各个 区域的图形密度等条件的差异，在同一掩膜版图形上需要对不同区域在不同曝光条件(以 曝光剂量为例)下进行曝光。现有技术中，主要把这些要求不同曝光剂量的区域分成多个 不同的图层，从而不同的图层要求不同的曝光剂量。当前主要采用第一图层区单独设置曝 光剂量以后，再对其他各图层单独设置曝光剂量，进行统一曝光。由于每一图层中，其他图 层的曝光图形并没有体现出来，所以其他图层对该图层的雾化效应没有体现出来，光刻系 统生成曝光文件(Magazine File)时，雾化效应补偿参数等效基本为零。但实际中每个图 层相互之间的雾化效应是必须考虑的。下面以具体例子对以上作说明，例如，图l所示为一 个版图中需要电子束曝光的图形区域，但是要求12、13、14区域以不同的曝光剂量完成曝 光，所以定义成图2所示的A、 B、 C、 D四个图层，A所示为第一图层图形，B所示为第二图层图形，包括区域12， C所示为第三图层，包括区域13， D所示为第四图层，包括区域14。 B图 层在曝光系统中生产曝光文件时，系统自认为区域12之外的图形为空白，因此曝光系统将 不考虑A中虚线框区域、C中的区域13、 D中的区域14对区域12的雾化效应影响，只考虑 了区域12自身内部之间的雾化效应，因此12区域的在雾化效应补偿参数肯定是不准确的。 同理，其他区域的雾化效应补偿参数也肯定是不正确的。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种准确的、适应多样电子束曝光条件的雾化效 应补偿方法，并提供相应的电子束曝光方法。 为解决上述技术问题，本发明提供的雾化效应补偿方法，用于同一掩膜版上实现N 个不同曝光条件的电子束曝光，包括步骤 (1)将同一掩膜版中的N个不同曝光条件区域分别置于N个不同曝光条件的图 层； (2)根据第M曝光条件的图层之外的版形，构造等效虚构版图；
(3)将所述等效虚构版图与第M曝光条件图层的版图组合； (4)以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第M曝光条件图层的雾化效应 能量补偿参数于曝光文件中； 其中，N为整数，M为大于或等于1的整数，N^M且不等于1。
作为较佳实施例，本发明的雾化效应补偿方法包括步骤 (1)将同一掩膜版中的N个不同曝光条件区域分别置于N个不同曝光条件的图 层； (lb)根据所述掩膜版的版图计算雾化能量修正值一 ； (2)根据第M曝光条件的图层之外的版形，构造等效虚构版图； (3)将所述等效虚构版图与第M曝光条件图层的版图组合； (3b)根据组合后的版图计算雾化能量修正值二 ； (3c)修正值二是否相等或相近与修正值一 ；如果不相等或相近， 返回步骤(2)重新构造等效虚构版图，如果相等或相近，进行步骤(4)。
(4)以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第M曝光条件图层的雾化效应
能量补偿参数于曝光文件中； 其中，N为整数，M为大于或等于1的整数，N^M且不等于1。 根据本发明提供的雾化效应补偿方法，其中，所述等效虚构版图的曝光面积密度 相等于所述第M曝光条件的图层之外的版图的曝光面积密度。所述等效虚构版图的图形的 周长比所述第M曝光条件的图层之外的版图的图形的周长短。所述曝光条件包括电子束曝 光剂量、邻近效应补偿。 本发明同时提供一种电子束曝光方法，用于同一掩膜版上实现N个不同曝光条件 的电子束曝光，其包括步骤 (1)将同一掩膜版中的N个不同曝光条件区域分别置于N个不同曝光条件的图 层； (2)根据第M曝光条件的图层之外的版形，构造等效虚构版 (3)将所述等效虚构版图与第M曝光条件图层的版图组合； (4)以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第M曝光条件图层的雾化效应 能量补偿参数于曝光文件中； (5)用一个不对第M曝光条件的区域产生雾化效应影响并不对所述掩膜版图案构 成缺陷的版案替代所述等效虚构版案；
(6)电子束曝光于第M曝光条件的区域； 其中，N为整数，M为大于或等于1的整数，N^M且不等于1。
作为较佳实施例，本发明的电子束曝光方法包括步骤 (1)将同一掩膜版中的N个不同曝光条件区域分别置于N个不同曝光条件的图 层； (lb)根据所述掩膜版的版图计算雾化能量修正值一 ；
(2)根据第M曝光条件的图层之外的版形，构造等效虚构版图；
(3)将所述等效虚构版图与第M曝光条件图层的版图组合；
(3b)根据组合后的版图计算雾化能量修正值二 ； (3c)修正值二是否相等或相近与修正值一，如果不相等或相近，返回步骤(2)重 新构造等效虚构版图，如果相等或相近，进行步骤(4)。 (4)以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第M曝光条件图层的雾化效应 能量补偿参数于曝光文件中； (5)用一个不对第M曝光条件的区域产生雾化效应影响并不对所述掩膜版图案构 成缺陷的版案替代所述等效虚构版案；
(6)电子束曝光于第M曝光条件的区域； 其中，N为整数，M为大于或等于1的整数，N^M且不等于1。 作为又一较佳实施例，本发明的电子束曝光方法中的第(6)步骤之前，还包括重 复所述第(2)至(5)之间的M值不相同的步骤，所述第(6)步骤的不同曝光条件的区域可 以在同一电子束曝光过程中完成。 根据本发明提供的电子束曝光方法，其中，所述等效虚构版图的曝光面积密度相 等于所述第M曝光条件的图层之外的版图的曝光面积密度。所述等效虚构版图的图形的周 长比所述第M曝光条件的图层之外的版图的图形的周长短。所述曝光条件包括电子束曝光 剂量、邻近效应补偿。所述不对第M曝光条件的区域产生雾化效应影响并不对所述掩膜版 图案构成缺陷的版案是一个纳米级尺寸版案。 本发明的技术效果是通过等效虚构版图来实现雾化效应能量补偿参数，不同曝光 条件区域相互之间的雾化效应都得到考虑，因此雾化效应补偿准确，电子束曝光时的能量 准确，曝光图案精确度高。


图1是一个版图中需要电子束曝光的图形区域；
图2是四个图层示意图； 图3是多样电子束曝光条件的雾化效应补偿方法的一个实施例； 图4至图6是两个曝光条件的电子束曝光条件的雾化效应补偿方法步骤示意 图7至图11是三个曝光条件的电子束曝光条件的雾化效应补偿方法步骤示意 图； 图12是多样电子束曝光条件的雾化效应补偿方法的又一个实施例； 图13是本实施例的电子束曝光方法的其中一个曝光条件区域的曝光方法流程示
意图； 图14、图15是等效虚构版图用的图案用一个纳米级尺寸版案形代替后的版 图示意图； 图16是电子束曝光方法的又一实施例的其中一个曝光条件区域的曝光方法流程 示意图； 图17所示为同一掩膜版上N个不同曝光条件区域的电子束曝光方法流程示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步 的详细描述。 图3所示为多样电子束曝光条件的雾化效应补偿方法的一个实施例。以两个曝光 条件为例，结合图3至6对本实施例进行详细说明。 步骤20，同一掩膜版中的不同曝光条件区域分别置于不同的图层。 图4为需要电子束曝光的版图示意图，其中区域92需要第一曝光条件，区域91需
要第二曝光条件，因此首先把区域91与区域92分别置于两个不同的图层中，第一个图层对
应第一曝光条件，第二个图层对应第二曝光条件，完成步骤20。对图4所示版图进行电子束
曝光时，必须考虑区域91对区域92的雾化效应，因此必须得出电子束曝光区域92的包括
所有雾化效应(区域91对区域92的雾化效应以及区域92自身的雾化效应)的雾化效应
补偿参数。本实施例中，曝光条件主要是指曝光剂量。 步骤21，根据第一曝光条件的图层之外的版形，构造等效虚构版图。
图5所示为等效虚构版图示意图。如图5所示，区域91b与图4中所示区域91面 积和大小相同，但是区域91b中的版形可以不相同。由于区域91中的版形构造一 般相对复杂，而区域91图层的电子束曝光对区域92的雾化效应与区域91中本身版图的形 状无关，主要与曝光图形面积密度有关，还与区域91的曝光剂量有关；等效虚构版图的构 建以等效虚构版图对区域92产生的雾化效应相等或近似相等于区域91对区域92产生的 雾化效应为原则。因此，在本实施例中，可以在区域91b构造出与区域91中的版图的曝光 面积密度基本相同的等效虚构版图(Dummy Pattern)，完成步骤21 。由于等效虚构版图的 曝光面积密度基本相等于区域91中的版图的曝光面积密度，可以基本认定等效虚构版图 对区域92产生的雾化效应相等或近似相等于区域91对区域92产生的雾化效应。其中，曝 光面积密度主要是指区域91中的需要曝光的区域面积占整个区域91面积的百分比，其百 分比越大，曝光面积密度越大；在指曝光面积密度相等的情况下，曝光的图形的周长的总长 越长，版形越复杂，反之，曝光的图形的周长的总长越短，版形越简单。区域91中 的等效虚构版图的图形比区域91本身的版图的图形简单，等效虚构版图的图形形状可以 为规则的长条形图案排列或规则的方块行图案排列等，其图形形状不受本发明限制。
步骤22，组合第一曝光条件图层的版图和所述等效虚构版图。
图6所示为组合等效虚构版图与第一曝光条件图层的版图后的版图示意图。如图 6所示，区域92为第一曝光条件图层的版图，区域92的版图可以从图4所示的版图文件中 提取出来。组合区域92的版图和区域91b的等效虚构版图，因此整体形成一个新的组合版 图，完成步骤22。 步骤23，以所述组合后的版图生成能量补偿模型，生成第一曝光条件的图层的雾 化效应能量补偿参数于曝光文件中。 经过步骤22后，以图6所示的组合后的版图输入电子束曝光系统，根据区域91b 的等效虚构版图以及区域92的版图，对区域92生成能量补偿模型，从而能够确定第一曝光 条件图层的雾化效应能量补偿参数于曝光系统的曝光文件中，对区域92图层的雾化效应 能量补偿完成，也即完成步骤23。 以上说明了如何根据区域91来确定对区域92的雾化效应补偿，同理，也可以根据 区域92来确定对区域91的雾化效应补偿。 以下进一步结合以三个曝光条件为例，结合图7至11对图3所示本实施例进行详 细说明。 步骤20，同一掩膜版中的不同曝光条件区域分别置于不同的图层。 图7所示为又一需要电子束曝光的版图示意图，虚线将其划分为三个区域，其中
区域81的版图需要第一曝光条件，区域82的版图需要第二曝光条件，区域83的版图需要
第三曝光条件。因此，首先把区域81、82、83分别置于图8所示A、B、C三个不同的图层中，
图层中的版图形状、位置与对应的曝光条件区域的版图形状、位置相同；也即图层A对应第
一曝光条件的区域81的版图，图层B对应第一曝光条件的区域82的版图，图层3对应第一
曝光条件的区域83的版图。本实施例中首先对第一曝光条件的区域81进行电子束曝光，
在曝光过程中，必须考虑后面的区域82、区域83电子束曝光过程中对区域81的雾化效应，
因此必须得出电子束曝光区域81的包括所有雾化效应(区域82对区域81的雾化效应、区
域83对区域81的雾化效应以及区域81自身的雾化效应)的雾化效应补偿参数。 步骤21，根据第一曝光条件的图层之外的版形，构造等效虚构版图。 图9所示为第一曝光条件的图层之外的版形，图10所示为图9所示版图的等
效虚构版图。结合图9和图IO所示，图10的等效虚构版图为规则长条形状，与图9所示的
版图形状相比，具有曝光部分的图形(灰色部分)简单的特点，因此在构造过程中相对容
易。但是，图10的等效虚构版图与图9所示的版图相比，整体图形相同(区域84与区域85
的图形相同)，并且曝光部分(灰色部分)的面积相同，因此可以基本认定两个版图的曝光
面积密度基本相同，根据区域82、83的电子束曝光对区域81产生的雾化效应主要由曝光面
积密度条件决定，因此，可以认为，等效虚构版图对区域81产生的雾化效应相等或近似相
等于区域82、83对区域81产生的雾化效应，至此，完成步骤21。其中，曝光面积密度，以图
10为例，主要是指区域85中的需要曝光的区域面积(灰色区域)占整个区域85面积的百
分比，其百分比越大，曝光面积密度越大；在指曝光面积密度相等的情况下，曝光的图形的
周长的总长越长，版形越复杂，反之，曝光的图形的周长的总长越短，版形越简单。
区域85中的等效虚构版图的图形明显比区域84本身的版图的图形简单。 步骤22，组合第一曝光条件图层的版图和所述等效虚构版图。 图ll所示为组合图IO所示等效虚构版图与第一曝光条件图层的版图后的版图示意图。如图11所示，区域81为第一曝光条件图层的版图，区域81的版图可以从图8A的版 图文件中提取出来，区域85为等效虚构版图区域，区域85的版图可以从图10的版图文件 中提取出来。组合区域81的版图和区域85的等效虚构版图，因此整体形成一个新的组合 版图，完成步骤22。 步骤23，以所述组合后的版图生成能量补偿模型，生成第一曝光条件的图层的雾 化效应能量补偿参数于曝光文件中。 经过步骤22后，以图11所示的版图输入电子束曝光系统，根据区域85的等效虚 构版图以及区域81的版图，对区域81生成能量补偿模型，从而能够确定第一曝光条件图层 的雾化效应能量补偿参数于曝光系统的曝光文件中，对区域92图层的雾化效应能量补偿 完成，也即完成步骤23。 以上说明了图3所示雾化效应补偿方法实施例中如何根据区域82、83来确定对区
域81的雾化效应补偿，同理，也可以根据区域81、83来确定对第二曝光条件区域82的雾化
效应补偿、根据区域81、82来确定对第三曝光条件区域83的雾化效应补偿。 图12所示为多样电子束曝光条件的雾化效应补偿方法的又一个实施例。图12所
示实施例与图3所示实施例的区别在于，增加了对等效虚构版图的校验。同样结合图4至
图6，以两个曝光条件为例，对图12所示实施例的雾化效应补偿方法进行说明 步骤30，同一掩膜版中的不同曝光条件区域分别置于不同的图层；其具体过程与
图3所示实施例的步骤20基本相同。 步骤31，根据所述掩膜版的版图计算雾化能量修正值一 ；根据图4所示版图，以现
有的雾化能量计算模型，计算出一个雾化能量修正值一 (该计算过程以及计算过程的能量 计算模型可以由现有技术的曝光系统的软件实现)，能量修正值一取样于区域92中的欲曝 光区块(shot)。该实施例中，是对区域92采用第一曝光条件曝光，雾化能量修正值一能等 效反映采用第二曝光条件曝光的区域91对区域92的雾化效应补偿，但雾化能量修正值一 并不是雾化效应能量补偿参数，在对雾化能量修正值一进行计算时采用当前层(第一层) 曝光条件。 步骤32，构造第一曝光条件的图层之外图层的等效虚构版图；其具体过程与图3 所示实施例的步骤21基本相同。 步骤33，组合第一曝光条件图层的版图和所述等效虚构版图；其具体过程与图3 所示实施例的步骤22基本相同。 步骤34，根据组合后的版图计算雾化能量修正值二 ；根据图6所示版图，以现有的
雾化能量计算模型，同样计算出一个雾化能量修正值二 (该计算过程以及计算过程的能量 计算模型可以由现有技术的曝光系统的软件实现)，能量修正值二取样于区域92中的欲曝 光区块(shot)。该实施例中，是对区域92采用第一曝光条件曝光，雾化能量修正值二能等 效反映采用第二曝光条件曝光的等效虚构版图区域91b对区域92的雾化效应的补偿，但并 不是雾化效应能量补偿参数，在对雾化能量修正值二进行计算时采用当前层(第一层)曝 光条件。 步骤35，修正值二是否相等或相近与修正值一，如果不相等或相近，返回步骤32 重新构造等效虚构版图，如果相等或相近，则进入步骤36 ;该实施例中，在区域91的曝光面 积密度主要决定区域91对区域92的雾化效应补偿，因此，雾化能量修正值一和雾化能量修
9正值二尤其分别能反映区域91的版图的曝光面积密度和区域91b的等效虚构版图的曝光 面积密度。对修正值一和修正值二进行比较后，如果修正值一与修正值二相等或相近，则能 达到雾化效应能量补偿精度要求，如果修正值一与修正值二不相等或不相近，则不能达到 雾化效应能量补偿精度要求，由区域91b中的等效虚构版图进行曝光对区域92的雾化效应 并不等效于由区域91中的版图进行曝光对区域92的雾化效应，因此需要返回步骤32重新 构造等效虚构版图，在本实施例中，在重新构造等效虚构版图时，可以在图5所示区域91b 的等效虚构版图上作修改，等效虚构版图的图案可以为规格的长条形图案排列或规则的方 块行图案排列等，例如增加长条形图案的密度可以增加曝光图形面积密度，等效虚构版图 对区域92的雾化效应增强，在修正值二上反映出变大。本实施例中的"相等或相近"是以 雾化效应能量补偿精度要求来定的，例如，实际对区域92的曝光工艺过程中，对区域92的 曝光的雾化效应能量补偿可以是以实际雾化效应能量为基准的±10%范围波动，则修正值 二与修正值一的差值是在修正值一的± 10 %范围内，则认为修正值一与修正值二 "相等或 相近"，实际过程中，修正值一和修正值二没有绝对意义的相等。 步骤36，以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第一曝光条件图层的雾化 效应能量补偿参数于曝光文件中。 至此，根据区域91来确定对区域92的雾化效应补偿过程结束，同理，也可以根据 区域92来确定对区域91的雾化效应补偿。 以三个曝光条件为例，结合图7至图ll，对图12所示实施例的雾化效应补偿方法 进行说明 步骤30，同一掩膜版中的不同曝光条件区域分别置于不同的图层；其具体过程与 图3所示实施例的步骤20基本相同。 步骤31，根据所述掩膜版的版图计算雾化能量修正值一 ；根据图7所示版图，以现 有的雾化能量计算模型，计算出一个相对第一曝光条件区域81的雾化能量修正值一 (该计 算过程以及计算过程的能量计算模型可以由现有技术的曝光系统的软件实现)，能量修正 值一取样于区域81中的欲曝光区块(shot)。该实施例中，是对区域81采用第一曝光条件 曝光，雾化能量修正值一能等效反映采用第二曝光条件曝光的区域82和采用第三曝光条 件曝光的区域83对区域81的雾化效应的补偿，但并不是雾化效应能量补偿参数，在对雾化 能量修正值一进行计算时采用当前层(第一层)曝光条件。 步骤32，构造第一曝光条件的图层之外图层的等效虚构版图；其具体过程与图3 所示实施例的步骤21基本相同。 步骤33，组合第一曝光条件图层的版图和所述等效虚构版图；其具体过程与图3 所示实施例的步骤22基本相同。 步骤34，根据组合后的版图计算雾化能量修正值二 ；根据图11所示版图，以现有
的雾化能量计算模型，同样计算出一个雾化能量修正值二 (该计算过程以及计算过程的能 量计算模型可以由现有技术的曝光系统的软件实现)，能量修正值二取样于区域81中的欲 曝光区块(shot)。该实施例中，是对区域81采用第一曝光条件曝光，雾化能量修正值二能 等效反映采用等效虚构版图区域85对区域81的雾化效应的补偿，但雾化能量修正值二并 不是雾化效应能量补偿参数，在对雾化能量修正值二进行计算时采用当前层(第一层)曝 光条件。
步骤35，修正值二是否相等或相近与修正值一，如果不相等或相近，返回步骤32 重新构造等效虚构版图，如果相等或相近，则进入步骤36 ;该实施例中，在区域82、83的曝 光面积密度主要决定区域82、83对区域81的雾化效应补偿，因此，雾化能量修正值一和雾 化能量修正值二分别能反映区域82和83的版图的曝光面积密度和区域85的等效虚构版 图的曝光面积密度。对修正值一和修正值二进行比较后，如果修正值一与修正值二相等或 相近，则能达到雾化效应能量补偿精度要求，如果修正值一与修正值二不相等或不相近，则 不能达到雾化效应能量补偿精度要求，由区域85中的等效虚构版图进行曝光对区域81的 雾化效应并不等效于由区域82和83中的版图进行曝光对区域81的雾化效应，因此需要 返回步骤32重新构造等效虚构版图，在本实施例中，在重新构造等效虚构版图时，可以在 图10所示区域85的等效虚构版图上作修改，等效虚构版图的图案可以为规格的长条形图 案排列或规则的方块行图案排列等，例如增加长条形图案的密度可以增加曝光图形面积密 度，等效虚构版图对区域81的雾化效应增强，在修正值二上反映出变大。本实施例中的"相 等或相近"是以雾化效应能量补偿精度要求来定的，例如，实际对区域81的曝光工艺过程 中，对区域81的曝光的雾化效应能量补偿可以是以实际雾化效应能量为基准的±10%范 围波动，则修正值二与修正值一的差值是在修正值一的±10%范围内，则认为修正值一与 修正值二 "相等或相近"，实际过程中，修正值一和修正值二没有绝对意义的相等。
步骤36，以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第一曝光条件图层的雾化 效应能量补偿参数于曝光文件中。 以上说明图7实施例的雾化效应补偿方法中如何根据区域82、83来确定对区域81
的雾化效应补偿，同理，也可以根据区域81、83来确定对第二曝光条件区域82的雾化效应
补偿、根据区域81、82来确定对第三曝光条件区域83的雾化效应补偿。 根据本发明的雾化效应补偿方法，本发明同时提出了相应的多样条件的电子束曝
光方法。 图13所示为电子束曝光方法实施例的其中一个曝光条件区域的曝光方法流程示 意图。如图13所示，所述电子束曝光方法包括 步骤100，同一掩膜版中的不同曝光条件区域分别置于不同的图层； 步骤IIO，构造第一曝光条件的图层之外图层的等效虚构版图； 步骤120，组合第一曝光条件图层的版图和所述等效虚构版图； 步骤130，以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第一曝光条件图层的雾化
效应能量补偿参数于曝光文件中； 步骤140，每个等效虚构版案各用一个纳米级尺寸版案代替；
步骤150，电子束曝光。 以上步骤100至步骤130，不论是针对两个曝光条件还是针对三个曝光条件，其与 图3所示的雾化效应补偿方法的步骤20至23相同。对于步骤140，图14所示为等效虚构 版图用的图案用一个纳米级尺寸版案形代替后的版图示意图。结合图6和图14所示， 区域91b的等效虚构版案被区域91c的纳米级尺寸版案代替，区域91c与第一曝 光条件的图层区域92组合生成了新的版图，进行电子束曝光。在进行电子束曝光时，区域 91c的纳米级尺寸图案会转移至光刻胶。由于其尺寸相对其他图层图案很小，不会对其他 图层图案造成影响，也即不对这个掩膜版图案构成缺陷(由于尺寸很小在曝光时不会被解析成像)，因此不会导致在芯片中产生缺陷；另一方面，单个纳米级尺寸图案不会在电子束曝光时对其它区域产生雾化效应，或者说纳米级尺寸图案产生的雾化效应相对曝光精度小得可以被忽略。因此，区域91c的版图选择以不对区域92产生雾化效应影响并不对所述掩膜版图案构成缺陷为准则，在本实施例中，纳米级尺寸版案为10nmX10nm的方形。图15为等效虚构版图用的图案用一个纳米级尺寸版案形代替图11的区域85后的版图示意图，区域86的版案为一个纳米级尺寸版案(尺寸为10nmX10nm的方形版案)。另外，本实施例中，曝光条件主要是指曝光剂量，还包括邻近效应补偿参数；曝光剂量可以通过曝光系统参数设置确定，邻近效应补偿参数可以通过现有技术的方法确定。步骤57完成后，此时最终的曝光文件已经在曝光系统中生成，电子束曝光的准备已经完成。
图16所示为电子束曝光方法的又一实施例的其中一个曝光条件区域的曝光方法流程示意图。如图16所示，所述电子束曝光方法包括
步骤50，同一掩膜版中的不同曝光条件区域分别置于不同的图层；
步骤51，根据所述掩膜版的版图计算雾化能量修正值一 ；
步骤52，构造第一曝光条件的图层之外图层的等效虚构版 步骤53，组合第一曝光条件图层的版图和所述等效虚构版 步骤54，根据组合后的版图计算雾化能量修正值二 ； 步骤55，修正值二是否相等或相近与修正值一，如果不相等或相近，返回步骤52重新构造等效虚构版图，如果相等或相近，则进入步骤56 ; 步骤56，以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第一曝光条件图层的雾化效应能量补偿参数于曝光文件中； 步骤57，每个等效虚构版案各用一个纳米级尺寸版案代替；由于一个纳米级尺寸版案尺寸很小，其不会对第一曝光条件的区域产生雾化效应影响，并且一个纳米尺寸的版案叠加第一曝光条件的区域之外的版图不会对所叠加的区域版图构成缺陷，因此不对整个掩膜版图案构成缺陷。
步骤60，电子束曝光。 以上步骤50至步骤56，不论是针对两个曝光条件还是针对三个曝光条件，其与图12所示的雾化效应补偿方法的步骤30至36相同。步骤57和步骤60与图13所示实施例的步骤140和步骤150对应相对。图16实施例与图13实施例的区别在于增加了对等效虚构版图的校验，使雾化效应能量补偿达到能量补充精度要求，从而其电子束曝光的能量也能达到精度要求。 图17所示为同一掩膜版上N个不同曝光条件区域的电子束曝光方法流程示意图。如图17所示，对第一曝光条件的区域进行曝光过后，重复图16实施例的雾化效应补偿方法部分，从第一曝光条件到第N曝光条件的图层的雾化效应补偿都得以实现。其中步骤50、步骤57和步骤60是可以共同完成的。其中第N曝光条件区域的电子束曝光方法包括有步骤 步骤71，根据所述掩膜版的版图计算雾化能量修正值X ;
步骤72，构造第N曝光条件的图层之外图层的等效虚构版 步骤73，组合第N曝光条件图层的版图和所述等效虚构版 步骤74，根据组合后的版图计算雾化能量修正值Y ;
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步骤75，修正值Y是否相等或相近于修正值X，如果不相等或相近，返回步骤72重新构造等效虚构版图，如果相等或相近，则进入步骤76 ; 步骤76，以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第N曝光条件图层的雾化
效应能量补偿参数于曝光文件中。 其中，所述N为大于等于1的整数。 步骤76后进入步骤57，这是一个共同的步骤，因为用纳米级尺寸版图代替每一个等效虚构版图时，由于尺寸很小，其纳米尺寸版图不会对第M曝光条件的区域产生雾化效应影响并不对整个掩膜版图案构成缺陷。 通过以上方法曝光后，所有雾化效应都得到了补偿，一个掩膜版版图的图案可以转移至光刻胶上并最终形成于芯片上。 在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本发明不限于在说明书中所述的具体实施例。
权利要求
一种电子束曝光的雾化效应补偿方法，用于同一掩膜版上实现N个不同曝光条件的电子束曝光，其特征在于包括步骤(1)将同一掩膜版中的N个不同曝光条件区域分别置于N个不同曝光条件的图层；(2)根据第M曝光条件的图层之外的版形，构造等效虚构版图；(3)将所述等效虚构版图与第M曝光条件图层的版图组合；(4)以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第M曝光条件图层的雾化效应能量补偿参数于曝光文件中；其中，N为整数，M为大于或等于1的整数，N≥M且不等于1。
2. 根据权利要求l所述的补偿方法，其特征在于，所述第(1)、 (2)步骤之间还包括步骤(lb)根据所述掩膜版的版图计算雾化能量修正值一 ；所述第(3) 、 (4)步骤之间还包括步骤(3b)根据组合后的版图计算雾化能量修正值二 ；(3c)修正值二是否相等或相近与修正值一，如果不相等或相近， 返回步骤(2)重新构造等效虚构版图，如果相等或相近，进行步骤(4)。
3. 根据权利要求1或2所述的补偿方法，其特征在于，所述等效虚构版图的曝光面积密 度相等于所述第M曝光条件的图层之外的版图的曝光面积密度。
4. 根据权利要求1或2所述的补偿方法，其特征在于，所述等效虚构版图的图形的周长 比所述第M曝光条件的图层之外的版图的图形的周长短。
5. 根据权利要求1或2所述的补偿方法，其特征在于，所述曝光条件包括电子束曝光剂 量、邻近效应补偿。
6. —种电子束曝光方法，用于同一掩膜版上实现N个不同曝光条件的电子束曝光，其 特征在于包括步骤(1) 将同一掩膜版中的N个不同曝光条件区域分别置于N个不同曝光条件的图层；(2) 根据第M曝光条件的图层之外的版形，构造等效虚构版图；(3) 将所述等效虚构版图与第M曝光条件图层的版图组合；(4) 以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第M曝光条件图层的雾化效应能量 补偿参数于曝光文件中；(5) 用一个不对第M曝光条件的区域产生雾化效应影响并不对所述掩膜版图案构成缺 陷的版案替代所述等效虚构版案；(6) 电子束曝光于第M曝光条件的区域；其中，N为整数，M为大于或等于1的整数，N > M且不等于1。
7. 根据权利要求6所述的电子束曝光方法，其特征在于，所述第(1)、 (2)步骤之间还 包括步骤(lb)根据所述掩膜版的版图计算雾化能量修正值一 ； 所述第(3)、 (4)步骤之间还包括步骤(3b)根据组合后的版图计算雾化能量修正值二 ；(3c)修正值二是否相等或相近与修正值一，如果不相等或相近，返回步骤(2)重新构 造等效虚构版图，如果相等或相近，进行步骤(4)。
8. 根据权利要求7所述的电子束曝光方法，其特征在于，在第(6)步骤之前，还包括重 复所述第(2)至(5)之间的M值不相同的步骤，所述第(6)步骤的不同曝光条件的区域可 以在同一电子束曝光过程中完成。
9. 根据权利要求6或7或8所述的补偿方法，其特征在于，所述等效虚构版图的曝光面 积密度相等于所述第M曝光条件的图层之外的版图的曝光面积密度。
10. 根据权利要求6或7或8所述的补偿方法，其特征在于，所述等效虚构版图的图形 的周长比所述第M曝光条件的图层之外的版图的图形的周长短。
11. 根据权利要求6或7或8所述的补偿方法，其特征在于，所述曝光条件包括电子束 曝光剂量、邻近效应补偿。
12. 根据权利要求6或7或8所述的补偿方法，其特征在于，所述不对第M曝光条件的 区域产生雾化效应影响并不对所述掩膜版图案构成缺陷的版案是一个纳米级尺寸版 案。
全文摘要
一种多样电子束曝光条件的雾化效应补偿方法及其曝光方法，属于光刻技术领域。该电子束曝光条件的雾化效应补偿方法及其曝光方法，用于同一掩膜版上实现多个不同曝光条件的电子束曝光。通过等效虚构版图来实现雾化效应能量补偿参数，不同曝光条件区域相互之间的雾化效应都得到考虑。因此该雾化效应补偿方法补偿准确，电子束曝光时的能量准确，曝光图案精确度高。
文档编号G03F1/20GK101750902SQ200810203849
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者田明静 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司