专利名称：制作半导体元件的方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明大体上是有关于一种半导体元件，且特别是有关于一种图案化半导体元件的方法与设备。
背景技术：
半导体集成电路(IC)产业已历经快速成长。集成电路材料与设计上的科技进展已形成多个集成电路世代，其中每一世代具有较前一世代更小且更复杂的电路。然而，这样的进展已增加了处理与制造集成电路的复杂性，而为了实现这些进展，在集成电路处理与制造上需要相似的发展。在集成电路发展的进程中，随着几何尺寸[亦即，利用一制程可形成的最小构件(或线)]的减少，功能密度(亦即，每芯片面积的互连元件的数量)大体上已获得增加。
随着几何尺寸的缩减，传统微影制程可能难以形成具有这些小几何尺寸的半导体特征。可使用双重曝影(Double Patterning)法来形成具有小几何尺寸的半导体特征。然而，现存的双重曝影法遭逢负载平衡问题(Load Balancing Issues)，其中此负载平衡问题可能导致不一致的几何尺寸，且可能在后续的蚀刻或研磨制程中造成问题。
因此，虽然现存的图案化半导体元件的方法已经大致上能满足其所预期的目的， 但这些方法在所有方面并未完全令人满意。
发明内容
因此，本发明的一目的就是在提供一种制作半导体元件的方法与设备，其利用算法(Algorithm)来将多个半导体特征分配给不同光罩，而可有效解决微影等半导体制程负载平衡问题。
本发明的一实施方式包含一种制作半导体元件的方法。此方法包含提供一集成电路布局平面(Layout Plan)，此集成电路布局平而具有多个特征；将这些特征分成多个第一特征与多个第二特征，每一第一特征与邻近的第一特征各自相距一段距离，这些距离小于约X，且每一第二特征与邻近的第二特征各自相距一段距离，而这些距离大于X ；将每一第一特征分配到这些第一特征的第一子集与第二子集的一者中；将每一第二特征分配到这些第二特征的第一子集与第二子集的一者中；以第一特征的第一子集与第二特征的第一子集形成第一光罩图案，此第一光罩图案具有第一全域图案密度(Global Pattern Density)；以第一特征的第二子集与第二特征的第二子集形成第二光罩图案，此第二光罩图案具有第二全域图案密度；以及分别对应于第一与第二光罩图案，制作第一与第二光罩； 其中分配每一第一特征的步骤是以一方式进行，如此在第一子集中的一群第一特征为在第二子集中的一群第一特征所插入，且分配每一第一特征的步骤与分配每一第二特征的步骤是以一方式进行，如此第一与第二全域图案密度接近一预设比例。
本发明的又一实施方式包含一种制作半导体元件的方法。此方法包含提供此半导体元件的一布局设计，此布局设计含有多个特征；将这些特征分成多个第一特征与多个第二特征，每一第一特征与邻近的第一特征各自相距一段距离，这些距离小于一预设距离，且每一第二特征与邻近的第二特征各自相距一段距离，而这些距离大于前述的预设距离；以一方式将这些第一特征分配到这些特征的第一与第二子集，借以使在第一子集与第二子集中的每一特征与各自的子集中的邻近特征各自相隔一段距离，且这些距离大于前述的预设距离；以一方式将这些第二特征分配到这些特征的第三与第四子集，借以使在第三子集的一些特征并未非常偏离于第四子集中的一些特征；以第一与第三子集的特征形成第一光罩图案；以这些特征的第二与第四子集形成第二光罩图案；以及分别以第一与第二光罩图案，制作第一与第二光罩；其中前述的预设距离为一半导体制程的一关键尺寸、应用在此半导体制程的一微影制程中的辐射波的波长、应用在此微影制程中的一透镜的数值孔径 (Numerical Aperture ；ΝΑ)、以及一制程补偿因子(Compensation Factor)的函数。
本发明的另一实施方式包含一种制作半导体元件的设备。此设备包含一第一光罩，其上具有多个第一特征，此第一光罩具有第一全域图案密度；以及一第二光罩，其上具有多个第二特征，此第二光罩具有第二全域图案密度；其中前述的第一一特征与第二特征共同定义出半导体元件的一层的布局影像，其中第一与第二全域图案密度具有一预设比例。
本发明的优点为制作半导体元件的方法与设备利用算法将多个半导体特征分配给不同光罩，借此可最佳化不同光罩的全域图案密度之间、不同光罩的局部区的局部图案密度之间、以及同一光罩的不同局部区之间的匹配。因此，运用本发明的技术方案可有效解决微影等半导体制程的负载平衡问题。
从上述结合所附附图所作的详细描述，可对本发明有更佳的了解。需强调的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的数量及尺寸都可任意地增加或减少。
图1是绘示依照本发明的各实施方式的一种图案化半导体元件的方法的流程图； 图2是绘示半导体元件的实体布局平面的一层的部分上视图； 图3A与图;3B是绘示依照图1的方法的一实施例所制作的两个光罩的部分上视图； 图4A与图4B是绘示依照图1的方法的其它实施例所制作的两个光罩的部分上视图；以及 图5是绘示可用来制作图3A、图3B、图4A与图4B的光罩的机构的简化示意图。 主要附图标记说明
11方法13方块 15方块17方块 19方块21方块 23方块25方块 40布局层50局部区 51局部区52局部区 53局部区54局部区 55 局部区56 局部区 57 局部区58 局部区 70 特征71 特征 72 特征73 特征 74 特征75 特征 76 特征77 特征 78 特征79 特征 80 特征81 特征 100距离101距离 102距离103距离 104距离105距离 106距离107距离 108距离109距离 110距离130A 光·3 130B 光罩131A 光·3 131B 光罩134A 光·a图案 134B:光罩图案135A 光·a图案 135B:光罩图案140A 局部区 140B 局部区141A 局部区 141B 局部区200光罩图案产生器 210存储器储存构件220处理器构件
具体实施例方式可了解的是以下的发明提供了许多不同的实施例或例子，以执行本发明的不同特征。以下所描述的构件与安排的特定例子是用以简化本发明。当然这些仅为例子，并非限制。此外，在描述中，第一特征形成于第二特征之上(over)或上(on)可能包含第一与第二特征以直接接触的方式形成的实施例，且亦可包含额外特征可能形成在第一与第二特征之间而使第一与第二特征并未直接接触的实施例。为了简化与清楚的目的，各特征可任意地以不同尺寸加以绘示。
图1是绘示依照本发明的各实施方式的一种图案化半导体元件的方法11的流程图。方法11始于方块13，在方块13中，提供一集成电路布局平面。此集成电路布局平面具有多个特征。方法11继续进行至方块15，在方块15中，将这些特征分成多个第一特征与多个第二特征。每一第一特征与邻近的第一特征各自相距一段距离，这些距离小于约X， 且每一第二特征与邻近的特征各自相距一段距离，而这些距离大于X。方法11继续进行至方块17，在方块17中，将每一第一特征分配到这些第一特征的第一子集与第二子集的一者中。方法11继续进行至方块19，在方块19中，将每一第二特征分配到这些第二特征的第一子集与第二子集的一者中。方法11继续进行至方块21，在方块21中，以第一特征的第一子集与第二特征的第一子集形成第一光罩图案。此第一光罩图案具有第一全域图案密度。方法11继续进行至方块23，在方块23中，以第一特征的第二子集与第二特征的第二子集形成第二光罩图案。此第二光罩图案具有第二全域图案密度。方法11继续进行至方块25，在方块25中，制作第一与第二光罩。第一与第二光罩分别对应于第一与第二光罩图案。依照方法11，以一方式进行方块17，如此在第一子集中的一群第一特征为在第二子集中的一群第一特征所插入，且以一方式进行方块17与19，如此第一与第二全域图案密度接近一预设比例。
已经设计一半导体元件，例如一集成电路后，布局工程师产生此集成电路的一实体布局平面(Physical Layout Plan)(或布局设计)。此实体布局平面可含有多个不同布局层，且每一布局层含有多个半导体特征。为了举例说明，一集成电路的这样的实体布局平面的一示范布局层40的部分上视图绘示在图2中。布局层40包含多个局部区，例如局部区50 58。为了帮助后续讨论，更详细地显示出局部区57的上视图。局部区57具有半导体特征70 81。距离100 110分别分开特征70 71、71 72、72 73、73 74、74 75,75 76、76 77、77 78、78 79、79 80、与80 81，如图2所示。在所示的实施例中，特征70 73近乎均勻地分隔开，意即距离100 102几乎彼此相同。特征73 77 均勻地分隔开，意即距离103 106几乎彼此相同。特征77 81均勻地分隔开，意即距离 107 110几乎彼此相同。在其它实施例中，特征70 73、73 77与77 81并非均勻地分隔开。
距离100 102小于一预设距离X。X代表在一已知半导体制作科技世代中的微影制程可达成的最细或最小分辨率(最小间隔)。换句话说，X为微影制程在无需将这些相邻半导体特征分在一起的情况下，可形成的相邻半导体特征之间的最小距离。X随着各种因素而变化，这些因素包含一半导体制程的关键尺寸(⑶)、在此微影制程中所使用的辐射波(例如光)的波长(λ)、在此微影制程中所使用的透镜的数值孔径(NA)以及制程补偿因子(K)。关键尺寸为半导体制程的微影制程所能制作的最小特征尺寸。制程补偿因子 K具有一数值，且为多个制程参数的函数，这些制程参数例如制作成本、可接受的误差、半导体制造机台的极限等等。可调整或改变制程补偿因子K。举例而言，当使用一新微影机台， 例如扫描机，或采用新类型的光阻，或者应用新蚀刻技术时，可重设制程补偿因子K。举例而言制程补偿因子K的范围可从约0.2变化至约0.5。一旦决定了 λ、Κ、ΝΑ、与⑶的值，可使用下面的方程式来计算X X= (2* λ *K/NA) -CD 在一实施例中，在22nm制造科技世代中的X值的范围可从约50nm变化至约80nm。
距离103 106大于预设距离X，但小于预设距离Y，其中Y的范围可从半导体制程的⑶的约5倍变化至⑶的约10倍。在一实施例中，Y的范围从约150nm变化至约300nm。 距离107 110大于预设距离Y。
可了解的是，布局层40的局部区50 58的数量、半导体特征70 81的数量、以及其各别的尺寸与形状仅是示范例。在其它实施例中的布局层40可具有不同数目的局部区，且每一局部区可具有具不同尺寸与形状的不同数目的半导体特征。
由于在各别特征70 71、71 72与72 73之间的距离100 102小于半导体制程的最小分辨率X，因此可利用一种已知为双重曝影的图案化方法来形成特征70 73。 双重曝影包含两阶段的图案化，借以扩大相邻特征之间的有效间隔。举例而言，在图2所示的实施例中，特征70与72将形成在一光罩(未绘示)上，而特征71与73将形成在一不同光罩(未绘示)上。接着，利用具有特征70与72的光罩来图案化一半导体晶片(未绘示)，借以形成像特征70与72的影像图案的半导体构件。换句话说，将特征70与72的影像图案转移至半导体晶片上。特征70与72之间的有效间隔或距离大约等于距离100、距离 101、以及沿着与量测距离100 102的相同方向所量测到的特征71尺寸的总合。因此，特征70与72之间的有效距离可大于X，因而可为半导体制造科技所达成。
随后，利用具有特征71与73的光罩来图案化此半导体晶片，借以形成像特征71 与73的影像图案的半导体构件。换句话说，在特征70与72的影像图案已经转移后，特征 71与73的影像图案才转移至半导体品片上。类似于以上所讨论的理由，特征71与73具有较大的有效距离介于其间，因而可为半导体制造科技所制成。
可了解的是，光罩应用的次序并不重要。在一替代实施例中，可在使用具有特征70 与72的光罩之前，先使用具有特征71与73的光罩来图案化半导体晶片。在任何例子中， 于两阶段的微影(每阶段包含不同光罩的使用)完成后，可将特征70 73的影像图案转移至半导体晶片的单一层上。
然而，现存的双重曝影方法的一缺点为这些方法在设计上述光罩时，并未考虑其余的特征74 81的负载效应。特征74 81在其之间具有足够的间隔，因此无需利用双重曝影来形成这些特征。如此一来，虽然特征70 73分布或分散在两光罩之间，为了方便与单纯之故，特征74 81常常形成在单一光罩上。当这样做时，这些光罩的一者的全域图案密度-光罩上的特征的总面积除以光罩的总面积-远大于其它光罩的全域图案密度。此外，局部区密度-在光罩的不同局部区(例如局部区50 58)中的特征的总面积除以每一局部区的总面积-彼此并不相称。另外，两个光罩之间的对应局部区的局部图案密度彼此也不相称。如此一来，形成在晶片上的半导体构件可能具有不均勻尺寸及/或深度，如此可能对后续的蚀刻与研磨制程造成不利影响，因此是不受欢迎的。为了解决此负载平衡问题， 本发明利用一算法(Algorithm)，来将多个半导体特征分配给不同光罩。以下将分别详细讨论此算法的四个实施例。每个算法可以计算机程序的方式执行，且这些计算机程序有时亦可称为「制法(Recipes)」。为了说明之故，以局部区57的特征70 81来作为后续讨论中的示范半导体特征。
算法的第一实施例可称为「随机分配(Random Assignment)实施例」。在此随机分配实施例中，此算法先根据每个特征离邻近特征的间隔或距离，而将每一特征70 81分成二类中之一。特别是，若一特征离邻近特征的间隔或距离小于X(—已知半导体制程的最小分辨率)，则将此特征分到类型A。将其余特征分到类型B。换句话说，相当靠近邻近特征而需要双重曝影的特征分到类型A，而无需双重曝影的特征分到类型B。在此，将特征70 73 分到类型A，且将特征74 81分到类型B。可说此分配制程的进行是基于微影分辨率的标准或关系。
接下来，此算法将类型A中的特征70 73以周期方式分配成两个不同子集。举例而言，特征70与72分配至子集A，而特征71与73分配至子集B。替代地，可将特征71与 73分配到子集A，而将特征70与72分配至子集B。另一种看待此周期分配的方式为子集A 中的特征70与72为子集B中的特征71与73所周期性地插入。将特征70 73分配至不同子集A与B的过程亦可称为一着色(coloring)制程的一部分-每一特征70 73根据其所分配至子集A或子集B的指派而被授与一概念上的「颜色」。子集A中的特征70与72具有不同于子集B中的特征71与73之一「颜色」。如下所讨论，亦对其他特征74 81进行此着色制程。
不是在类型A中的特征70 73的分配后，就是同时进行，将特征74 81随机分配至两个不同子集C与D。如一例，将特征74、77、79与80分配至子集C，且将特征75、76、 78与81分配至子集D。如另一例，将特征75、77、78与80分配至子集C，且将特征74、76、 79与81分配至子集D。换句话说，由于特征74 81的分配是以随机方式进行，因此有许多其它分配配置。在此为了单纯与简洁之故，并不讨论其它配置。将特征74 81分配至不同子集C与D的制程为着色制程的一部分。在此，根据将含有这些特征的光罩之间的负载平衡的标准或关系，进行将特征74 81「着色」成子集C或D。此外，在以上所讨论的分配制程中，每一特征70 81可整体性地分配，或者可替代性地将每个特征70 81划分成两个或更多次特征(sub-features)后再分配。
现在请参照图3A与图3B，其是分别绘示光罩130A与131A的部分上视图。依照算法，子集A中的特征70与72、以及子集C中的特征74、77、79与80共同形成光罩图案134A， 而子集B中的特征71与73、以及子集D中的特征75、76、78与81共同形成光罩图案135A。 利用光罩图案134A形成光罩130A，其中光罩图案134A位于光罩130A上的局部区140A中。 利用光罩图案135A形成光罩131A，其中光罩图案135A位于光罩131A上的局部区141A中。 当在一后续微影制程中，使用光罩130A与131A来图案化一半导体晶片(未绘示)时，局部区140A与141A均对应至布局层40的局部区57 (图2)，且已彼此对齐。亦可了解的是，光罩130A与131A均含有多个其它局部区(例如，对应于图2的局部区50 56与58的多个局部区)。为了单纯之故，并未绘示出这些局部区，但可了解的是，每一局部区可含有多个特征，其中这些特征已依照上述讨论的算法而分配或划分。
如图3A与图;3B所示，相较于图2所示的局部区57中的特征之间的间隔，在每一光罩130A与131A上的特征70 81之间的间隔比较大。因此，纵使在微影制程的分辨率限制下，这些特征，特别是特征70 73可更容易形成。此外，可以一方式设计与进行算法， 借以 1.最佳化光罩130A与131A的全域图案密度之间的匹配； 2.最佳化光罩130A上的局部区140A与光罩131A上的局部区141A的局部图案密度之间的匹配； 3.最佳化局部区140A的局部图案密度与光罩130A上的其它局部区的局部图案密度之间的匹配；以及 4.最佳化局部区141A的局部图案密度与光罩131A上的其它局部区的局部图案密度之间的匹配。
替代性而言，在上述每一全域/局部图案密度匹配方案中，需要受到最理想匹配的两个图案密度为彼此的函数或彼此相关。举例而言，光罩130A的全域图案密度与光罩 131A的全域图案密度具有一比例，将此比例调整至接近1 1，其中此比例的调整是透过算法的设计与执行。换句话说，光罩130A的全域图案密度与光罩131A的全域图案密度之间的差异小于一预设值，且当此两个全域图案密度之间的比例近乎1 1时，此预设值近乎于0。甚至，在难以将此比例调整成接近1 1的例子中，仍可调整此比例，以使此比例不要太偏离1 1，意即光罩130A的全域图案密度没有偏离光罩131A的全域图案密度太多，反之亦然。为了确保这些全域图案密度不会太偏离彼此，将以上讨论的比例调整在离比例 1 1的一预设百分比内，其中借由设计与制造需求来具体规定此预设百分比，以达成适当的负载平衡。在一实施例中，为了要最大化全域图案密度匹配，分配给光罩130A的特征的数量并未非常偏离分配给光罩131A的特征的数量。类似地，在一些例子中，也可将以上所讨论的各局部图案密度的比例调整至接近约1 1。在其它例子中，由于集成电路的布局层 40(图幻中的特征的布局平面之故，因此局部图案密度之间的1 1比例可能为不可达成的，但仍可利用算法来最小化局部图案密度之间的差异，如此在一类似于全域图案密度的方式的方式下，这些局部图案密度彼此之间不会非常偏离。
请往回参照图2，讨论此算法的另一实施例。此实施例可称为「多阶段分解 (Multi-stage Decomposition)」实施例。在此实施例中，此算法包含两阶段处理，每一处理阶段具有一不同的程序化「制法(Recipe)」。在第一阶段中，利用第一制法，算法以类似于以上所讨论的算法的随机分配实施例的方式，将特征70 81分成类型A与B。因此，特征70 73被分到类型A中，且特征74 81被分到类型B中。接着，以类似于算法的随机分配实施例的方式，将特征70 73分配至子集A与B。因此，特征70与72分配至子集A 中，且特征71与73分配至子集B中。
此算法接着进行至第二阶段。在第二阶段中，利用第二制法，算法将剩下的特征 74 81划分成两群。在一群中，每个特征与邻近特征隔开一段距离，此距离小于预设距离 Y(回想一下，Y的范围从CD的约5倍变化至CD的约10倍)。在另一群中，每个特征与邻近特征隔开一段距离，此距离大于Y。因此，将特征74 77划分至一群，且将特征78 81 划分至另一群。之后，将特征74 77周期性地分配至子集C与D中。举例而言，将特征74 与76分配至子集C，且将特征75与77分配至子集D。换句话说，子集C中的特征74与76 为子集D中的特征75与77所周期性地插入。将特征78 81随机分配至子集E与F。举例而言，将特征78与81分配至子集Ε，且将特征79与80分配至子集F。替代性地，将特征 78与79分配至子集Ε，且将特征80与81分配至子集F。
现在请参照图4Α与图4Β，其是分别绘示光罩130Β与131Β的部分上视图。依照此多阶段分解算法，子集A中的特征70与72、子集C中的特征74与76、以及子集E中的特征 78与81共同形成光罩图案134Β，而子集B中的特征71与73、子集D中的特征75与77、以及子集F中的特征79与80共同形成光罩图案135Β。利用光罩图案134Β形成光罩130Β，其中光罩图案134Β位于光罩130Β上的局部区140Β中。利用光罩图案135Β形成光罩131Β， 其中光罩图案135Β位于光罩131Β上的局部区141Β中。当在一后续微影制程中，使用光罩 130Β与131Β来图案化一半导体晶片(未绘示)时，局部区140Β与141Β均对应至布局层 40的局部区57 (图2)，且已彼此对齐。亦可了解的是，光罩130Β与131Β均含有多个其它局部区(例如，对应于图2的局部区50 56与58的多个局部区)。为了单纯之故，并未绘示出这些局部区，但可了解的是，每一局部区可含有多个特征，其中这些特征已依照以上所讨论的算法而分配或划分。
算法的多阶段分解实施例提供与上述算法的随机分配实施例有关的大部分优点， 然而可了解的是，算法的不同实施例可提供不同优点，且无优点对所有实施例而言是必要的。此外，特征75 78(具有小于预设距离Y的间隔)的周期性分配造成具有更多匹配与平衡的全域图案密度的光罩130Β与131Β，而导致后续制程的较佳性能。然而，由于多阶段分解实施例中的算法是以两阶段进行，因此实际进行时间可能会较算法的随机分配实施例的进行时间长。
请返回参照图2，讨论此算法的又一实施例。此实施例可称为「多准则分解 (Multi-criterion Decomposition)」实施例。此算法的实施例类似于以上所讨论的多阶段分解实施例，除了此算法是利用单一程序化制法以单一阶段方式进行，而相对于多阶段分解实施例中利用两个不同程序化制法的两个阶段。在此实施例中用以决定特征70 81的分类与分配的准则，实质相似于多阶段分解实施例中的准则。为了一致性与单纯化的目的， 多准则分解算法以一方式进行，如此所产生的光罩130B与131B具有与多阶段分解实施例相同的各别光罩图案134B与135B，如图4A与图4B所示。多准则分解实施例达成上述多阶段分解实施例的大部分优点，且可提供缩减进行时间的额外优点，由于其是利用单一程序化制法以单一阶段方式进行。然而，在此实施例的程序化制法需更复杂的程序化指令或程序化例行程序，因此可能导致较长的初始发展时间与成本。换句话说，在选择算法的多阶段分解实施例或多准则分解实施例中，一权衡(trade off)存在于进行时间与初使发展和成本之间。
请返回参照图2，讨论此算法的再一实施例。此实施例可称为「混合式分解 (Mixing Type Decomposition)」实施例。此算法的实施例类似于以上所讨论的多阶段分解实施例与多准则分解实施例。然而，不同于多阶段分解实施例，混合式分解实施例中的算法以一阶段方式进行。此外，不同于其它实施例，利用两个计算机化虚拟层[亦称为内部层(Internal Layers)]来进行在此的算法，借以降低程序化复杂性与初使发展的时间和成本。更特别的是，布局层40的布局平面包含在已知为一般数据汇流(General Data Stream ； GDS)格式档案的计算机档案中。利用算法划分GDS档案所含有的特征，例如特征70 81， 并将这些特征置于两个不同计算机化虚拟层A与B上。这些计算机化虚拟层A与B彼此分开且独立。依照此混合式实施例，将具有小于X的间隔或距离的特征置于一计算机化虚拟层上，例如计算机化虚拟层A，且将其它特征置于另一计算机化虚拟层B上。在此，将特征 70 73置于计算机化虚拟层A中，且将特征74 81置于计算机化虚拟层B中。相较之下，「随机分配」实施例、「多阶段分解」实施例、以及「多准则分解」实施例均仅利用一计算机化虚拟层(或一内部层)，在计算机化虚拟层中，划分与分配多个特征。
在「混合式分解」实施例中，以类似于上述的多阶段与多准则分解实施例的方式， 进一步将在计算机化虚拟层A中的特征70 73分配至子集A与B，且以类似于上述的多阶段与多准则分解实施例的方式，进一步将在计算机化虚拟层B中的特征74 81分配至子集 C、D、E 与 F。
请参照图4A与图4B，在制造光罩130B与131B之前，将在计算机化虚拟层A中的子集A与在计算机化虚拟层B中的子集C与E结合或合并，以形成光罩图案134B，且将在计算机化虚拟层A中的子集B与在计算机化虚拟层B中的子集D与F结合或合并，以形成光罩图案135B。换句话说，光罩图案134B是由子集A、C与E所共同形成，且另一光罩图案 135B是由子集B、D与F所共同形成。之后，利用光罩图案134B来制造光罩130B，且利用光罩图案135B来制造光罩131B。由于进行算法的混合式分解实施例时是利用单一阶段，因此不会拉长实际的进行时间。而且，由于特征70 81被分离至两分开且独立的计算机化虚拟层中，因此可降低程序化复杂度，进而可减少初始发展时间与成本。
11 图5是绘示光罩图案产生器200的简化示意图。光罩图案产生器200是一机构， 其可用以产生光罩的光罩图案，例如图3A、图;3B、图4A与图4B的光罩图案134A、135A、134B 与135B，如此可形成具有这些图案的光罩130A、131A、130B与131B。光罩图案产生器200包含存储器储存构件210与处理器构件220。存储器储存构件210储存多个可由处理器构件 220所执行的指令。这些指定含有多个算法，这些算法用以产生光罩图案134A、135A、134B 与135B，如以上参照图2 4B所做的讨论般。处理器构件220执行这些指令，并产生光罩图案134A、135A、134B与135B。可将所产生的光罩图案134A、135A、134B与135B储存在存储器储存构件210中。后续可撷取这些所产生的光罩图案134A、135A、134B与135B，以制造图 3A、图 3B、图 4A 与图 4B 的光罩 130A、131A、130B 与 131B。
上述已概述多个实施例的特征，因此熟习此技艺者可更了解上述的详细描述。熟悉此技艺者应了解到，其可轻易地利用本发明作为基础，来设计或润饰其它制程与结构，以实现相同的目的及/或达到与在此所介绍的实施例相同的优点。熟悉此技艺者也应了解到，这类对等架构并未脱离本发明的精神和范围，且熟悉此技艺者可在不脱离本发明的精神和范围下，进行各种的更动、取代与修改。
权利要求
1.一种制作半导体元件的方法，其特征在于，包含提供一集成电路布局平面，该集成电路布局平面具有多个特征； 将该些特征分成多个第一特征与多个第二特征，每一该些第一特征与邻近的该些第一特征各自相距小于一 X的一距离，且每一该些第二特征与邻近的该些第二特征各自相距大于该X的一距离，其中该X为一参数的一函数，且该参数选自于由 一半导体制程的一关键尺寸；在该半导体制程的一微影制程中所使用的一辐射波的一波长； 在该微影制程中所使用的一透镜的一数值孔径；以及一制程补偿因子所组成的一族群；将每一该些第一特征分配到该些第一特征的一第一子集与一第二子集的一者中； 将每一该些第二特征分配到该些第二特征的一第一子集与一第二子集的一者中； 以该些第一特征的该第一子集与该些第二特征的该第一子集形成一第一光罩图案，该第一光罩图案具有一第一全域图案密度；以及以该些第一特征的该第二子集与该些第二特征的该第二子集形成一第二光罩图案，该第二光罩图案具有一第二全域图案密度；其中分配每一该些第一特征的步骤是使在该第一子集中的该些第一特征的一群为在该第二子集中的该些第一特征的一群所插入，且分配每一该些第一特征的步骤与分配每一该些第二特征的步骤是使该第一全域图案密度与该第二全域图案密度之间的一差异小于一预设值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分配每一该些第一特征的步骤与分配每一该些第二特征的步骤是使该预设值接近于0。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含分别对应于该第一光罩图案与该第二光罩图案，制作一第一光罩与一第二光罩。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分配每一该些第一特征的步骤包含周期性地分配每一该些第一特征至该些第一特征的该第一子集与该第二子集的一者中；以及分配每一该些第二特征的步骤包含随机分配每一该些第二特征至该些第二特征的该第一子集与该第二子集的一者中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行将该些特征分成该些第一特征与该些第二特征的步骤，如此该些第二特征包含该些第二特征的一第一群与一第二群，该些第二特征的该第一群被小于一预设距离的多个距离所分隔开，该些第二特征的该第二群被大于该预设距离的多个距离所分隔开，其中分配每一该些第一特征的步骤包含周期性地分配每一该些第一特征至该些第一特征的该第一子集与该第二子集的一者中，且分配每一该些第二特征的步骤包含周期性地分配该些第二特征的该第一群与随机分配该些第二特征的该第二群。
6.一种制作半导体元件的方法，其特征在于，包含 提供该半导体元件的一布局设计，该布局设计含有多个特征；将该些特征分成多个第一特征与多个第二特征，每一该些第一特征与邻近的该些第一特征各自相距小于一预设距离的一距离，且每一该些第二特征与邻近的该些第二特征各自相距大于该预设距离的一距离；将该些第一特征分配到该些特征的一第一子集与一第二子集，借以使在该第一子集与该第二子集中的每一该些特征与各自的该第一子集与该第二子集中的邻近该些特征各自相隔大于该预设距离的一距离；将该些第二特征分配到该些特征的一第三子集与一第四子集，借以使在该第三子集的该些特征中的一些并未非常偏离于该第四子集中的该些特征中的一些； 以该第一子集与该第三子集的该些特征形成一第一光罩图案；以及以该第二子集与该第四子集的该些特征形成一第二光罩图案； 其中该预设距离是一或多个参数的一函数，且该些参数选自于由 一半导体制程的一关键尺寸；应用在该半导体制程的一微影制程中的一辐射波的一波长； 应用在该微影制程中的一透镜的一数值孔径；以及一制程补偿因子所组成的一族群。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进行分配该些第一特征的步骤，借以使在该第一子集与该第二子集中的该些特征周期性地交替，其中进行分配该些第二特征的步骤，借以使在该第三子集与该第四子集该些特征的一群周期性地交替，且使在该第三子集与该第四子集该些特征的一不同群随机地交替。
8.一种制作半导体元件的设备，其特征在于，包含一第一光罩，具有多个第一特征形成在该第一光罩上，该第一光罩具有一第一全域图案密度；以及一第二光罩，具有多个第二特征形成在该第二光罩上，该第二光罩具有一第二全域图案密度；其中该些第一特征与该些第二特征共同定义出该半导体元件的一层的一布局影像，其中该第一全域图案密度与该第二全域图案密度具有一预设比例。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，该预设比例为1 1。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，该布局影像包含该些第一特征的一第一子集与该些第二特征的一第二子集，且位于该第一子集的该些第一特征周期性地插入该第二子集中的该些第二特征，其中在该第一子集与该第二子集的每一该些第一特征及该些第二特征与邻近的该些第一特征及该些第二特征各自相隔一距离，该些距离小于一 X，其中该 X为一或多个参数的一函数，且该些参数选自于由一半导体制程的一关键尺寸；应用在该半导体制程的一微影制程中的一辐射波的一波长； 应用在该微影制程中的一透镜的一数值孔径；以及一制程补偿因子所组成的一族群。
全文摘要
本发明公开了一种制作半导体元件的方法与设备。此设备包含第一光罩与第二光罩。第一光罩上具有多个第一特征形成，且第一光罩具有第一全域图案密度。第二光罩上具有多个第二特征，且第二光罩具有第二全域图案密度。这些第一特征与第二特征共同定义出半导体元件的一层的一布局影像。第一全域图案密度与第二全域图案密度具有一预设比例。
文档编号G06F17/50GK102208359SQ20111000523
公开日2011年10月5日 申请日期2011年1月6日 优先权日2010年3月31日
发明者池明辉, 蔡振坤, 黄文俊, 刘如淦, 陈启平, 杨景峰 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司