使用蚀刻察觉印刷回避增进安全次解析辅助特征印刷的制程的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种使用蚀刻察觉印刷回避增进安全次解析辅助特征印刷的制程。具体实施例包括对具有待形成于衬底上的多个特征和多个次解析辅助特征(SARF)两者的掩模进行掩模至阻剂模拟；侦测将印刷穿过至阻剂的多个次解析辅助特征；检查所侦测的次解析辅助特征的维度以判断一个或多个次解析辅助特征是否将蚀刻穿过至衬底；修改一个或多个次解析辅助特征；以及在一个或多个次解析辅助特征已修改后形成掩模。
【专利说明】使用蚀刻察觉印刷回避增进安全次解析辅助特征印刷的制程
【技术领域】
[0001]本揭露是关于使用次解析辅助特征(SRAF)进行的光刻处理。本揭露尤其适用于32纳米(nm)及之后的技术节点用的深紫外光(DUV)技术。
【背景技术】
[0002]光刻掩模是用于制造如集成电路的半导体装置。掩模是根据待印刷于例如硅晶圆上的影像而被图型化。光线是透射穿过掩模中的开口并且是聚焦于已涂布于硅晶圆上的光阻层。透射及聚焦的光线曝照部分光阻。显影剂是用于移除阻剂层的曝露部位或非曝露部位的任一者，端视光阻为正、或负型阻剂而定。剩余光阻在晶圆进一步处理(例如，蚀刻下面层件的曝露部位、将离子布植到晶圆中等)期间的作用在于保护下面的层件。在对此图样进行晶圆制造程序后，可将光阻层的剩余部位移离下面的衬底。印刷在光阻上的图样与光刻掩模的图样有相关性。
[0003]提高配置各种集成电路结构的密度为持续不间断的目标。待印刷于硅晶圆上的特征的临界维度随着技术节点的减小而缩减。由于特征的尺寸变得小于光线的波长，所以在印刷的图样中出现失真。为了缩减这些失真，对待印刷特征的间的掩模添加次解析辅助特征。次解析辅助特征一般未印刷在半导体晶圆上，但有助于平衡特征图样的光学密度。
[0004]次解析辅助特征是以接近光学邻近校正(OPC)形状的方式置于掩模上以协助/改良光刻制程。尤其是，将次解析辅助特征置于掩模上会改良制程窗口(PW)。希望使用积极的次解析辅助特征安插策略以改良光刻期间的影像处理品质以及对光刻制程变异的图样转移两者。然而，太积极的安插策略可能会导致印刷及蚀刻次解析辅助特征，使得次解析辅助特征可变成促使随机缺陷产生的缺陷。这在印刷的次解析辅助特征形成阻剂线时尤其如此。再者，整合层级中多重堆迭印刷的次解析辅助特征可对信号形成实际的电路径而可改变(并且甚至损坏)电路行为。
[0005]已知方法含括使用第二曝照以修正/移除印刷的辅助特征。例如，在32纳米、28纳米、以及20纳米技术一些如多晶(Poly)的层件中，已建议在网格化间距上制作所需的最终设计，其中解析度增强技术(RET)(照明/来源分布)是对如图1所示的特定间距予以具体优化。尤其是，修正掩模101是形成于原始设计103的任一侧上，以及修正掩模101包括印刷维度与间距类似原始设计103的辅助特征105。由于这些技术使用修正掩模103，所以可以印刷辅助特征105，因为修正掩模随后接着使用修正阶段移除。尽管有证据显示用此制程有助于印刷次解析辅助特征，但此技术仍受限于具有修正掩模的技术。
[0006]因此，需要一种在光刻制程期间以次解析辅助特征印刷进行积极次解析辅助特征策略而无需修正掩模的方法。
【发明内容】
[0007]本揭露的一个实施例为使用蚀刻察觉次解析辅助特征印刷回避(SPA)引擎进行次解析辅助特征印刷(SSP)的方法。
[0008]本揭露的另一实施例为包括次解析辅助特征的装置，该次解析辅助特征小于将穿过蚀刻至衬底者的维度。
[0009]本揭露的另外的实施例及其他特征将在随后说明中提出，并且经由审阅下文对所属领域具备普通技术者将显而易知，或可经由实施本揭露予以学习。可如所附权利要求书特别指出者实现并且得到本揭露的优点。
[0010]根据本揭露，可藉由制造半导体装置的方法部分达成一些技术功效，本方法包括对具有待形成于衬底上的多个特征和多个次解析辅助特征两者的掩模进行掩模至阻剂模拟；侦测将印刷穿过至阻剂的多个次解析辅助特征；检查所侦测的次解析辅助特征的维度以判断一个或多个次解析辅助特征是否将蚀刻穿过至衬底；修改一个或多个次解析辅助特征；以及在一个或多个次解析辅助特征已修改后形成掩模。
[0011]本揭露的实施例包括藉由下列步骤进行模拟:进行光学模拟；进行阻剂化学模拟；以及进行蚀刻制程模拟。进一步实施例包括循序进行模拟。另一实施例包括产生校准印刷次解析辅助特征模型，其能够在模拟前预测将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征。其他实施例包括藉由下列步骤产生校准印刷次解析辅助特征模型:收集其他将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征及其他将不印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征的不同扫描式电子显微镜(SEM)影像。另外的实施例包括在OPC步骤期间检查所侦测的次解析辅助特征的维度。进一步实施例包括维持小于一个或多个维度控制的次解析辅助特征，其中一个或多个维度控制包括维度小于将蚀刻穿过至衬底者的圆圈或椭圆及/或最大线宽小于将蚀刻穿过至衬底者的线条。另一实施例包括藉由下列步骤修改一个或多个次解析辅助特征:缩减一个或多个次解析辅助特征的尺寸至小于将蚀刻穿过至衬底者或藉由将一个或多个次解析辅助特征移离掩模而达成。
[0012]本揭露的另一实施例为一种装置，其包括:具有待形成于衬底上的多个特征和多个次解析辅助特征两者的掩模，其中次解析辅助特征的维度小于将蚀刻穿过至衬底的维度。
[0013]本揭露的另一实施例是一种方法，其包括:在具有多个待形成于衬底上的特征和多个次解析辅助特征两者的掩模上模拟微影制程；侦测多个将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征；在次解析辅助特征上模拟第一蚀刻制程以判断一个或多个次解析辅助特征是否将蚀刻穿过至衬底；修改一个或多个次解析辅助特征；以及在已修改一个或多个次解析辅助特征后形成掩模。进一步实施例包括藉由下列步骤模拟微影制程:进行光学模拟；进行阻剂化学模拟；以及进行第二蚀刻制程模拟。另一实施例包括循序进行微影制程。其他实施例包括藉由下列步骤模拟第一蚀刻制程:在各个次解析辅助特征的阻剂轮廓上放置蚀刻模拟点。另外的实施例包括对多个特征模拟第三蚀刻制程以判断密度计算。进一步实施例包括藉由下列步骤模拟第一蚀刻制程:在多个特征的每一个及多个次解析辅助特征的每一个的各别阻剂轮廓上放置蚀刻模拟点。另一实施例包括在OPC步骤期间模拟第一蚀刻制程。其他实施例包括藉由下列步骤修改一个或多个次解析辅助特征:将一个或多个次解析辅助特征的尺寸缩减至小于将蚀刻穿过至衬底者或藉由将一个或多个次解析辅助特征移离掩模而达成。另外的实施例包括反复减小多个次解析辅助特征的维度直到多个次解析辅助特征达到将印刷穿过至阻剂但不会蚀刻穿过至衬底的最大尺寸。
[0014]本揭露的额外实施例及技术功效经由底下详述说明对于所属领域的技术人员将显而易见，其中本揭露的具体实施例是藉由经思考用以实施本揭露的最佳模式的图示予以简单描述。将意识到，本揭露可有其它及不同的具体实施例，以及本揭露的许多细节可在各种明显实施例中作修改，全部都不脱离本揭露。因此，图式及说明本质在于描述而非限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]本揭示是在附图的图示中藉由实施例予以描述，并且非藉由限制予以描述，以及其中相同的元件符号意指类似的元件:
[0016]图1为结合修正掩模使用印刷辅助特征的习知方法的示意图；
[0017]图2根据本揭露的示例性具体实施例，描述使用含维度检查蚀刻察觉SPA引擎的SSP方法用于形成光刻掩模的制程流程；以及
[0018]图3根据本揭露的示例性具体实施例，描述使用含次解析辅助特征蚀刻模拟蚀刻察觉SPA引擎的SSP方法用于形成光刻掩模的制程流程。
[0019]符号说明
[0020]101 修正掩模103 原始设计
[0021]105 辅助特征201 步骤
[0022]203 步骤205 步骤
[0023]207 步骤209 步骤
[0024]211 步骤213 步骤
[0025]301 步骤303 步骤
[0026]305 步骤307 步骤
[0027]309 步骤311 步骤
[0028]313 步骤315 步骤。
【具体实施方式】
[0029]在底下的说明中，为了解释，提出许多特定细节以便对示例性具体实施例提供透彻的理解。然而，应该明显可知的是，可实践示例性具体实施例而无需这些特定细节或用到均等配置。在其它实例中，广为人知的架构和装置是以方块图形式表示以免不必要地混淆示例性具体实施例。另外，除非另有所指，说明书及权利要求书中所有表达成份、反应条件等等数量、比率、以及数值特性的数字都要理解为藉由术语「大约」在所有实例中修饰。
[0030]本揭露处理及解决印刷及蚀刻次解析辅助特征从而因随光刻积极运用辅助特征所促成某种程度的随机缺陷产生的目前遇到的问题。此类缺陷在整合层级中堆迭时可对信号形成可改变(并且甚至损坏)电路行为的实际电路径。
[0031]根据本揭露具体实施例的方法包括对具有多个待形成于衬底上的特征及多个次解析辅助特征的掩模进行掩模至阻剂模拟。侦测到多个将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征。检查所侦测到的次解析辅助特征的维度以判断一个或多个次解析辅助特征是否会蚀刻穿过至衬底。修改该一个或多个次解析辅助特征。在已修改该一个或多个次解析辅助特征后形成掩模。
[0032]单纯地藉由所思及的最佳模式的描述，还有其它实施例、特征、以及技术功效经由下文的详细说明对于所属领域的技术人员将显而易知，其中表示并且说明的是较佳具体实施例。本揭示能够有其它且不同的具体实施例，其许多细节能在各种明显方面进行改进。因此，图式及说明本质在于描述而非限制。
[0033]图2根据本揭露的示例性具体实施例描述使用含维度检查蚀刻察觉SPA引擎的SSP方法以用于形成光刻掩模的制程流程。看到步骤201，对具有多个待形成于衬底上的特征及多个次解析辅助特征两者的掩模进行掩模至阻剂模拟。更具体地说，循序进行的模拟包括用以评估所有由掩模到阻剂或阻剂堆迭内的绕射与成像效应的光学模拟；用以评估阻剂内部的成像如何发生的阻剂化学模拟；以及用以评估衬底上的最终印刷的蚀刻制程模拟。
[0034]在步骤203中，侦测来自掩模将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征。尤其是，侦测程序包括产生校准印刷次解析辅助特征模型，例如校准固定阈值阻剂(CTR)模型，其能够在执行模拟前预测将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征。具体而言，校准印刷次解析辅助特征模型是藉由收集其他将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征以及其他将不印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征的不同SEM影像而产生。
[0035]再看到步骤205，检查所侦测到的次解析辅助特征(亦即将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征)的维度，以判断一个或多个次解析辅助特征是否将蚀刻穿过至衬底。尤其是，此步骤在OPC步骤期间出现。在步骤207中，次解析辅助特征小于一个或多个维度控制，因此，将不蚀刻穿过至衬底，然后在步骤209中维持该等次解析辅助特征。一个或多个维度控制例如可包括具有小于将穿过至衬底者的维度的圆圈或椭圆及/或具有小于将蚀刻穿过至衬底者的最大线宽的线条。
[0036]然而，步骤207中若侦测到的次解析辅助特征不小于一个或多个维度控制，则在步骤211中，那些次解析辅助特征会藉由缩减其尺寸至小于将蚀刻穿过至衬底者的维度或藉由将其移离掩模而修改。更具体地说，减小次解析辅助特征的维度直到达到将印刷穿过至阻剂、但不会蚀刻穿过至衬底的最大尺寸。一旦已在步骤211中修改次解析辅助特征，即可在步骤213中形成掩模。
[0037]图3根据本揭露的示例性具体实施例，描述使用含次解析辅助特征蚀刻模拟蚀刻察觉SPA引擎的SSP方法以用于形成光刻掩模的制程流程。看到步骤301，在具有多个待形成于衬底上的特征及多个次解析辅助特征两者的掩模上模拟微影制程。如同图2，微影制程包括光学模拟、阻剂化学模拟、以及第二蚀刻制程，并且模拟是在掩模上循序进行。
[0038]在步骤303中，侦测将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征。类似于图2的步骤203，图3的侦测程序包括产生校准印刷次解析辅助特征模型，例如CTR模型，其能够在执行模拟前预测将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征。之后，在步骤305中，在将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征上模拟第一蚀刻制程以判断一个或多个次解析辅助特征是否将会蚀刻穿过至衬底。
[0039]再看到步骤307，藉由仅在各次解析辅助特征的阻剂轮廓上放置蚀刻模拟点而模拟第一蚀刻制程。结果，对多个待形成的特征模拟第三蚀刻制程以仅判断该等特征的密度计算，这会使第一蚀刻制程快相当多。类似于图2步骤205的维度检查程序，在OPC步骤期间模拟步骤307的第一蚀刻制程。更具体地说，仅在各次解析辅助特征上套用蚀刻模拟点与目前商用的蚀刻模拟相容，并且因次解析辅助特征的尺寸而有效率，原因在于蚀刻模拟经常以轮廓为基础，而微影印刷次解析辅助特征应当会具有最小轮廓尺寸。或者，可藉由在多个特征的每一个及多个次解析辅助特征的每一个的各别阻剂轮廓上放置蚀刻模拟点以模拟第一蚀刻制程(为了便于描述未示于图中)。不过，到处套用蚀刻模拟点会使计算成本曰虫印贝O
[0040]在步骤309中，若第一蚀刻制程模拟判断次解析辅助特征小于将蚀刻穿过至衬底的维度，则在步骤311中，次解析辅助特征维持在掩模上。然而，若第一蚀刻制程模拟判断次解析辅助特征大于将蚀刻穿过至衬底的维度，则在步骤313中，次解析辅助特征是藉由缩减其尺寸至小于将蚀刻穿过至衬底者的维度或藉由将次解析辅助特征移离掩模而修改。再一次，类似于图2所述的程序，反复减小多个次解析辅助特征的维度直到达到将印刷穿过至阻剂但不会蚀刻穿过至衬底的最大尺寸。一旦已在步骤313修改次解析辅助特征，即可在步骤315中形成掩模。
[0041]本揭露的具体实施例可达成许多技术功效，包括明显改良制程窗口(PW)。更具体地说，得以改良制程变异(PV)带宽及焦深(DoF)两者。藉由实施例，在PV带大体为6.5纳米且DoF大体为106毫米(mm)的示例性使用案例中，图2及图3中所述的方法可将PV带缩减至5.69纳米，表示大约有12.5%的改良，并且可将DoF增大到138毫米，表示大约有30%的改良。本揭露的具体实施例在各种工业应用中享有效益，例如，微处理器、智慧型手机、行动电话、蜂巢式手机、机上盒、DVD录影机与播放器、车辆导航、印表机与周边装置、网路与电信设备、游戏系统、以及数位照相机。本揭露对于32纳米及之后技术的DUV技术享有产业利用性，并且由于其在处理时开始运用次解析辅助特征也将适用于EUV技术。
[0042]在前述说明中，本揭露是引用其明确示例性具体实施例予以说明。然而，明显的是，可对其实施各种改进和变更而不脱离本揭露较广的精神与范畴，如权利要求书所提。因此，说明书与图式要视为描述性而非限制性。得以理解的是，如本文所述，本揭露可使用各种其它组合与具体实施例并且可在本发明概念的范畴内作任何变更或改进。
【权利要求】
1.一种方法，包含: 对具有多个待形成于衬底上的特征和多个次解析辅助特征(SRAF)两者的掩模进行掩模至阻剂模拟； 侦测该多个将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征； 检查该所侦测的次解析辅助特征的维度，以判断一个或多个该等次解析辅助特征是否将蚀刻穿过至该衬底； 修改该一个或多个次解析辅助特征；以及 在该一个或多个次解析辅助特征已修改后形成该掩模。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包含藉由下列步骤进行模拟: 进行光学模拟； 进行阻剂化学模拟；以及 进行蚀刻制程模拟。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该等模拟是循序进行。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包含产生能够在该等模拟前预测该等将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征的校准印刷次解析辅助特征模型。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法包含藉由下列步骤产生该校准印刷次解析辅助特征模型: 收集其他将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征及其他将不印刷穿过至该阻剂的次解析辅助特征的不同扫描式电子显征镜(SEM)影像。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包含在光学邻近校正(OPC)步骤期间检查该等所侦测的次解析辅助特征的维度。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包含维持小于一个或多个维度控制的次解析辅助特征。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该一个或多个维度控制包括维度小于将蚀刻穿过至该衬底者的圆圈或椭圆及/或最大线宽小于将蚀刻穿过至该衬底者的线条。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包含藉由下列步骤修改该一个或多个次解析辅助特征: 将该一个或多个次解析辅助特征的尺寸缩减至小于将蚀刻穿过至该衬底者或藉由将该一个或多个次解析辅助特征移离该掩模。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包含反复减小该多个次解析辅助特征的维度，直到该多个次解析辅助特征达到将印刷穿过至该阻剂但将不蚀刻穿过至该衬底的最大尺寸。
11.一种装置，包含: 掩模，具有多个待形成于衬底上的特征以及多个次解析辅助特征(SRAF)两者， 其中，该等次解析辅助特征的维度小于将蚀刻穿过至该衬底者的维度。
12.—种方法，包含: 在具有多个待形成于衬底上的特征以及多个次解析辅助特征(SRAF)两者的掩模上模拟微影制程； 侦测该多个将印刷穿过至阻剂的次解析辅助特征； 在该等次解析辅助特征上模拟第一蚀刻制程，以判断一个或多个该等次解析辅助特征是否将蚀刻穿过至该衬底； 修改该一个或多个次解析辅助特征；以及 在该一个或多个次解析辅助特征已修改后形成该掩模。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法包含藉由下列步骤模拟该等微影制程: 进行光学模拟； 进行阻剂化学模拟；以及 进行第二蚀刻制程模拟。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该等微影制程是循序进行。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法包含藉由下列步骤模拟该第一蚀刻制程: 在该等次解析辅助特征的每一个的阻剂轮廓上放置蚀刻模拟点。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该方法还包含对该多个特征模拟第三蚀刻制程，以判断密度计算。
17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法包含藉由下列步骤模拟该第一蚀刻制程: 在该多个特征的每一个及该多个次解析辅助特征的每一个的各别阻剂轮廓上放置蚀刻模拟点。
18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法包含在光学邻近校正(OPC)步骤期间模拟该第一蚀刻制程。
19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法包含藉由下列步骤修改一个或多个该等次解析辅助特征: 将该一个或多个次解析辅助特征的尺寸缩减至小于将蚀刻穿过至该衬底者或藉由将该一个或多个次解析辅助特征移离该掩模。
20.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法还包含反复减小该多个次解析辅助特征的维度，直到该多个次解析辅助特征达到将印刷穿过至该阻剂但不会蚀刻穿过至该衬底的最大尺寸。
【文档编号】G03F1/80GK104345547SQ201410389674
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】A·哈穆德 申请人:格罗方德半导体公司