专利名称：一种获取光刻机最佳参数的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体光刻工艺，特别是涉及 一种获取光刻机最佳参数的方法 及装置。
背景技术：
光刻机是半导体的核心技术之一，主要用于半导体超小线宽图形的光刻工 艺。通常光刻机批量生产之前，需要对光刻机的参数进行调试，以确保光刻机 的使用效果。在光刻机调试过程中，有两个重要参数需要慎重处理，即分辨率
(Resolution)与景深(DOF, Depth Of Focus )。景深涉及弥散圆的概念，所谓 弥散圆是指在镜头焦点前后，光线开始聚集、扩散，影像逐渐变成模糊的，形 成一个扩大的圆。如果弥散圆的直径小于人眼的鉴别能力，在一定范围内实际 影像产生的模糊是不能辨认的，这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆。在 焦点前后各有一个容许弥散圆，如图'l所示，这两个弥散圆之间的距离就叫景 深。分辨率则是指可以重复达到的最小的图形尺寸。分辨率R与景深DOF分 别通过公式(1)、公式(2)计算得到
7 = ^ (1)
膨=^4 (2)
其中，X为曝光光源的波长，NA为光学镜头的数值孔径(NA， Numerical Aperture), K,, &分别是光刻胶常数， 一般值在0.6至0.8之间，&值约 0.5。
在实际应用中，为保持良好的清晰度与图像的深度，R值需要愈小愈好， 同时希望DOF值愈大愈好，DOF值、R值与NA值的关系如图2所示，DOF
4值与R值的最佳取值组合应落于图2的阴影区域内。图2中，实线曲线表示R
值，虛线曲线表示DOF值，假如C点为两条曲线R与DOF的交点，对应C点 可以得到NAc, NAc被称为断截数值孔径(cut off Numerical Aperture )，对应 C点，由公式(1)、 (2)可得
她丄 (3) 《,
当NA值大于NAc时，分辨率R虽得到改善，但DOF将快速地下降，进 而会导致景深减弱，图像失真。
由于每种光刻机对分辨率与景深有不同的要求，需要通过调试来寻找光刻 机分辨率与景深的最佳组合。通常釆用试刻的方式，即调整光刻机的NA值， 逐次将图像试刻在硅片上，观察图像的清晰度，来确定所需的参数。这种方式 下，需要多次试刻，增加了光刻机调试的复杂度，尽管试刻后的硅片能够重复 利用，但是硅片的使用寿命也受到影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种获取光刻机最佳参数的方法及 装置，简单高效，节约原料。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的 一种获取光刻机最佳参数的方法，设置所需分辨率，该方法包括
A、 输入曝光光源的波长、第一光刻胶常数、第二光刻胶常数、起始数值 孔径值和数值孔径增加步长，并计算断截数值孔径值；
B、 判断当前数值孔径值是否小于断截数值孔径值，如果小于，则执行步 骤C;否则，执行步骤D;
C、 计算当前数值孔径值对应的景深值、分辨率并保存，将数值孔径值增 加数值孔径增加步长作为新的当前数值孔径值，返回步骤B;
D、 选择分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一组景深值、分辨率及 对应的数值孔径值输出。该方法还包括根据输出的参数，模拟光刻机刻出的图像并显示。 设置所述起始数值孔径值为0.30。 设置所述数值孔径增加步长为0.02。 该方法还包括重新设置所需分辨率，之后执行步骤D。 一种获取光刻机最佳参数的装置，设置所需分辨率，该装置包括参数输入 模块、计算模块、选择模块和输出模块；其中，
参数输入模块，用于接收输入参数，并将接收的输入参数发送到计算模块;
所述输入参数包括曝光光源的波长、第一光刻胶常数、第二光刻胶常数、起始
数值孔径值、数值孔径增加步长；
计算模块，用于接收参数输入模块发送的参数，并在若当前数值孔径值小 于断截数值孔径值时，则计算相应的分辨率、景深值，并将计算出的分辨率和
景深值发送到选择模块；
选择模块，用于接收计算模块发送的参数，并选择分辨率小于所需分辨率， 且景深值最大的一组分辨率、景深值及对应的数值孔径值，发送到输出模块；
输出模块，用于输出选择模块发来的选定参数。
该装置还包括存储模块，用于接收计算模块发送的各组分辨率、景深值及 对应的数值孔径值并存储。
所述选择模块从存储模块中选择分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的 一组景深值、分辨率及对应的数值孔径值，发送到输出模块；输出模块将发来 的选定参数输出。
该系统还包括所述选择模块根据重新设置的所需分辨率，从存储模块中 重新选择分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一组分辨率、景深值及对应 的数值孔径值，发送到输出模块。
该装置还包括图像模拟显示模块，根据输出的参数，模拟光刻机刻出的图 像并显示。
本发明将NA值作为关键参数，通过NA值的变化计算相应的景深及分辨 率值。计算经验NA值0.03至断截数值孔径值NAc之间的NA值对应的景深、分辨率，选择分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一组景深值、分辨率及 对应的数值孔径值输出，实现简单高效。
进一步地，本发明还能够根据所选参数模拟光刻机调机效果，不需硅片试
刻，不仅节约了原料，降低了成本，而且能延长硅片的使用寿命。对于不同的 光刻机，只需改变输入参数，通用性更强，适用范围更广。
图l为现有技术中景深的示意图2为现有技术中景深、分辨率与NA值关系示意图3为本发明获取光刻机最佳参数的方法一种实施例的流程图4为本发明获取光刻机最佳参数的装置一种实施例的结构图。
具体实施例方式
本发明的基本思想是以NA值为依据，逐步计算从起始NA值到断截数 值孔径NAc值中，各NA值对应的分辨率和景深，根据所需分辨率选择并输出 最佳的一组参数给用户；进而，根据输出参数模拟光刻机调机效果，即可减少 硅片试刻，节约成本。
下面结合附图对本发明具体的方法实现进一步说明，如图3所示，该方法
包括
步骤IOI、输入参数并设置所需分辨率。
这里，所述输入参数包括曝光光源的波长X、光刻胶常数K,、光刻胶常数 K2、起始NA值和NA值增加步长ANA。
一般，根据所要调试的光刻机，确定曝光光源的波长X、光刻胶常数K,、 光刻胶常数K2;起始NA值根据经验通常从0.30开始，NA值增加步长ANA 根据经验，通常取0.02。所需分辨率根据需调试的光刻机确定，例如，0.4微米。
步骤102、根据公式(3)计算断截数值孔径NAc值。
步骤103、判断当前NA值是否小于NAc值，如果小于，则计算当前NA值对应的DOF值、R值并保存，进入步骤104;否则，进入步骤105;
由于NA值超过NAc值时，将会导致图像失真，故只计算起始NA值至 NAc值范围内的DOF值与R值。判断当前NA值是否小于NAc值，如果小于， 则根据公式(1)及公式(2)分别计算当前NA值对应的DOF值与R值并保 存，之后执行步骤104继续处理；否则，执行步骤105继续处理。
步骤104、将当前NA值增加ANA，将增加ANA后的NA值作为新的当 前NA值，返回步骤103;
也就是说，当前NA值仍小于断截数值孔径NAc值时，则继续将当前NA 值增加ANA,并将增加ANA后的NA值作为新的当前NA值，返回步骤103, 计算下一个NA值对应的DOF值与R值。
步骤105、选择分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一组景深值、分 辨率及对应的数值孔径值输出。
举个例子来说，所需分辨率R为0.4微米的光刻机，在所计算出的各组参 数中选择参数的原则是R值必须低于0.4微米，同时，选择DOF值最大的一 组。因为所需分辨率为0.4微米，如果R大于0.4微米，则分辨率不满足要求； 在R小于0.4微米的情况下，则同时选择DOF值最大的一组景深值、分辨率及 对应的数值孔径值输出。
该方法还可以包括图像模拟显示步骤，根据输出的参数，模拟光刻机刻出 的图像并显示，以更直观的方式，向用户展示该组参数下光刻机调机结果。
由于计算与实际的情况存在误差，在步骤105之后，也可以根据输出参数 进行硅片试刻，如果硅片试刻不理想，则重新设置所需分辨率，重新选择一组 参数，直到硅片试刻效果理想。该方法缩小了光刻机调试时参数选择的范围， 减少了硅片试刻次数，提高了光刻机调试效率。
光刻机调机时，对于不同的光刻机，只需输入不同的参数即可，通用性强。
为实现以上方法，本发明还提供了相应的装置，如图4所示，该装置包括 参数输入模块41、计算模块42、选择模块43和输出模块44,其中
参数输入模块41,用于接收输入参数，并将接收的输入参数发送到计算模块42;输入参数包括曝光光源的波长X、光刻胶常数K,、光刻胶常数K2、起始 NA值、NA值增加步长ANA;
计算模块42，用于接收参数输入模块41发送的参数，并在当前NA值小 于NAc值时，计算当前NA值对应的分辨率、景深值，并将计算出的分辨率、 景深值和对应的NA值发送到选择模块43;
选择模块43,用于接收计算模块42发送的参数，并选择分辨率小于所需 分辨率，且景深值最大的一组分辨率、景深值及对应的NA值，发送到输出模 块44;
输出模块44，用于输出选择模块43发来的选定参数。
该装置还包括存储模块，用于接收计算模块42发送的各组分辨率、景深值 及对应的数值孔径值并存储。相应的，计算模块42将计算结果发送到存储模块， 选择模块43可以从存储模块中选择分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一 组景深值、分辨率及对应的数值孔径值，发送到输出模块44,输出模块44将 发来的选定参数输出。
选择模块43还可以根据重新设置的所需分辨率，从存储模块中重新选择分 辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一组景深值、分辨率及对应的数值孔径 值，发送到输出模块44。相应的，输出模块44再输出重新选定的参数。
该装置还包括图像模拟显示模块，根据输出的参数，模拟光刻机刻出的图 像并显示，给用户更直观的体验。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
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权利要求
1、一种获取光刻机最佳参数的方法，设置所需分辨率，其特征在于，该方法包括A、输入曝光光源的波长、第一光刻胶常数、第二光刻胶常数、起始数值孔径值和数值孔径增加步长，并计算断截数值孔径值；B、判断当前数值孔径值是否小于断截数值孔径值，如果小于，则执行步骤C；否则，执行步骤D；C、计算当前数值孔径值对应的景深值、分辨率并保存，将数值孔径值增加数值孔径增加步长作为新的当前数值孔径值，返回步骤B；D、选择分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一组景深值、分辨率及对应的数值孔径值输出。
2、 根据权利要求l所述的获取光刻机最佳参数的方法，其特征在于，该方 法还包括根据输出的参数，模拟光刻机刻出的图像并显示。
3、 根据权利要求2所述的获取光刻机最佳参数的方法，其特征在于，设置 所述起始数值孔径值为0.30。
4、 根据权利要求1至3任一所述的获取光刻机最佳参数的方法，其特征在 于，设置所述数值孔径增加步长为0.02。
5、 根据权利要求l所述的获取光刻机最佳参数的方法，其特征在于，该方 法还包括重新设置所需分辨率，之后执行步骤D。
6、 一种获取光刻机最佳参数的装置，设置所需分辨率，其特征在于，该装 置包括参数输入模块、计算模块、选择模块和输出模块；其中，参数输入模块，用于接收输入参数，并将接收的输入参数发送到计算模块; 所述输入参数包括曝光光源的波长、第一光刻胶常数、第二光刻胶常数、起始 数值孔径值、数值孔径增加步长；计算模块，用于接收参数输入模块发送的参数，并在若当前数值孔径值小 于断截数值孔径值时，则计算相应的分辨率、景深值，并将计算出的分辨率和景深值发送到选择模块；选择模块，用于接收计算模块发送的参数，并选择分辨率小于所需分辨率， 且景深值最大的一组分辨率、景深值及对应的数值孔径值，发送到输出模块；输出模块，用于输出选择模块发来的选定参数。
7、 根据权利要求6所述的获取光刻机最佳参数的装置，其特征在于，该装 置还包括存储模块，用于接收计算模块发送的各组分辨率、景深值及对应的数 值孔径值并存储。
8、 根据权利要求7所述的获取光刻机最佳参数的装置，其特征在于，所述 选择模块从存储模块中选择分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的 一组景深值、分辨率及对应的数值孔径值，发送到输出模块；输出模块将发来的选定参 数输出。
9、 根据权利要求7所述的获取光刻机最佳参数的装置，其特征在于，该系统还包括所述选择模块根据重新设置的所需分辨率，从存储模块中重新选择 分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一组分辨率、景深值及对应的数值孔径值，发送到输出模块。
10、 根据权利要求6至9任一项所述的获取光刻机最佳参数的装置，其特 征在于，该装置还包括图像模拟显示模块，根据输出的参数，模拟光刻机刻出 的图像并显示。
全文摘要
本发明公开了一种获取光刻机最佳参数的方法，设置所需分辨率，该方法包括输入参数并计算断截数值孔径值；判断当前数值孔径值是否小于断截数值孔径值，如果小于，则计算当前数值孔径值对应的景深值、分辨率并保存，将数值孔径值增加数值孔径增加步长作为新的当前数值孔径值，再次计算；否则，选择分辨率小于所需分辨率，且景深值最大的一组景深值、分辨率及对应的数值孔径值输出。本发明还公开了相应装置，根据输入参数计算并选出最佳的一组景深值、分辨率及对应的数值孔径值输出。本发明提高光刻机调机效率，延长了硅片的使用寿命。
文档编号G03F7/20GK101561634SQ200810104079
公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月15日 优先权日2008年4月15日
发明者刘鹏飞, 林大野, 骆国泉 申请人:北大方正集团有限公司;深圳方正微电子有限公司