专利名称：用于半导体掩模孔洞的边缘补值的样型补值法的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制作方法，特别是涉及半导体掩模的至少一孔洞边缘补值的样型(template)补值法。
现有技术一般在曝光期间，一掩模放置在上方，并且一选择性接触层放置在掩模下方。在制作只读存储器时(ROM)，选择性接触层例如为一种可编程序层。一晶片则放置在接触层下方。
在黄光制作方法(例如，微影制作方法)中，掩模的图案首先必须形成于接触层上并且使用掺杂制作方法(doping process)以对沟道掺入杂质。一般而言，图案分散在一包含有大量单元的区域中。在掩模中，与沟道相对应的位置为开启的。掩模上的图案经由微影制作方法而投射到接触层。由于掩模具有若干孔洞于其上，当在整个区域上执行微影制作方法时，便不可能对每一孔洞执行微影制作方法。因此，光照射到若干孔洞上，从而在所述欲被显影的孔洞产生衍射。亦即是，掩模上的图案无法完全地被投射到接触层上，而且图案被变形了。
在微影制作方法中，曝光能量(例如紫外光)穿过一掩模(或是光罩)并且到达一标的物例如硅晶片上。光罩可典型地包含在一预定图案中形成的不透明及透明的区域。曝光能量将光罩图案暴露至所述标的物上所形成的光阻层。然后光阻被显影以移除一正光阻的曝光光阻部分或是一负光阻的未曝光光阻部分。如此便形成一光阻掩模。掩模典型地包括有一透明平板，例如具有不透明(铬)元件于平板上以用于定义图案的熔硅(fused silica)。发光源依据传统方法而照射掩模。传送经过掩模及曝光工具投射光学设备的光线在光阻上形成一掩模特征的衍射极限潜在图像。光阻掩模能够被使用于随后的制造程序中。在半导体制造中，此种光阻掩模能够使用于沉积、蚀刻、或离子植入制作方法，以形成具有非常小特征尺寸的集成电路。
随着半导体制造发展至超大规模集成电路(ULSI)，半导体晶片上的元件缩小至次微米尺寸并且电路密度增加到每一晶粒有数百万个晶体管。为完成此种高元件封装密度，因而需要愈来愈小的特征尺寸。此种情形可能包括各种不同特征的内联机的线宽和间距及表面几何形状诸如转角及边缘。
随着标称最小特征尺寸不断减小，这些特征尺寸的变化控制变得更加严格。举例而言，图案特征的给定关键尺寸(critical dimensions)对曝光工具的感敏度和掩模制造的瑕疵与光阻和薄膜制作方法的变化性变得更重要。为了依照限制能力而持续的发展可制造制作方法以降低曝光工具与掩模制造参数的变化性，现在希望图案特征的关键尺寸的敏感度减少到如上所述的参数。
随着特征尺寸减小，半导体元件典型地可更廉价地制造并且具有更高的性能。为了制作更小的特征尺寸，现在需要有一具有适当分辨率及至少与光阻层厚度一样深的焦距的曝光工具。对于使用传统式或是倾斜式照明的曝光工具，通过降低曝光光线的波长或是通过增加曝光工具的数值孔径便能够达到更佳的分辨率，但是经由增加所述数值孔径而获得的较小分辨率典型地需要减小焦距以最小地解决特征。此限制在对一给定光线波长降低图案分辨率时产生一困难问题。
一种具有大量生产及完美分辨率特征的减少投射曝光方法已经广为使用于形成图案特征。根据此方法，分辨率与曝光波长成比例变化并且与投射光学系统的数值孔径(NA)成反比变化。NA为一透镜，能收集来自掩模且投射至晶片的衍射光能力的测量。在微影技术中使用降低曝光法的解析极限R(resolution limit)(nm)以下面方程式所表示R＝K1λ/(UA)其中λ为曝光光线的一波长(nm)，NA为透镜的数值孔径，且K1为一常数，其取决于光阻的类型。
到目前为止，增加解析极限已经通过增加数值孔径(即高NA)而实现。然而，此方法接近其极限，这是由于焦距的降低、透镜设计的困难，以及透镜制造技术本身的复杂度。因此，近年来已致力于发展一种缩短曝光波长以形成更细小图案的方法，以支持大规模集成电路中的积集度增加。举例而言，1-Gbit的DRAM需要0.2μm的图案，而4-Gbit的DRAM需要0.1μm的图案。为实现所述些图案，就需要使用具有更短波长的曝光光线。
然而，由于增加的半导体元件复杂度所造成的图案复杂度的增加，及掩模上所增加的图案封装密度，任何两不透明区域之间的距离减小。通过减小不透明区域之间的距离，小孔径被形成其中使穿过所述孔径的光线衍射。衍射的光线易造成光线通过时被分散或弯曲，致使没能解析两不透明区域之间的间距，因此对于光学微影造成衍射的严重限制因素。
光学微影中处理衍射效应的传统方法通过使用相移掩模(phase shift mask)而实现，其取代了先前所讨论的掩模。一般而言，光被视作如一种波，相移为传导通过透明材料的光波的规则正弦曲线图案的波形位移的时间变化。
在半导体制作方法中，光学近接校正(OPC)为微影制作方法中的一项重要步骤。在半导体装置的显影与蚀刻制作方法中，光的衍射将会影响光的曝光因而需要补值制作方法。曝光补值方法根据欲被曝光的图案而确定。如果一欲成像的图案的关键尺寸等于是小于曝光光线的波长时，补值方法的品质将会影响到曝光效果。目前，OPC曝光及补值方法为昂贵的商用软件。这些方法取决于复杂的光学、几何学及计算。操作时间很长且不适合需要低转换时间(turn around time)的产品。
发明内容
因此，本发明的主要目的为提供一种样型(template)补值方法以用于对一半导体掩模上的至少一孔洞进行边缘补值，以解决以上所述的问题。在本发明中，曝光和补值制作方法被模块化。一补值数据库根据特征尺寸及欲被曝光的图案来建立。在此方法中，首先建立欲曝光的环境，然后找出特定的曝光模块。所述模块的OPC补值结果通过衍射操作(例如OPC方法)预先建立并且储存在一数据库中。在晶片的一单元周围的掩模上的孔洞补值能够直接使用OPC法则中所储存的数值来实现。因而能够大大地减少复杂的计算。
本发明的方法可根据产品与曝光图案的特征尺寸而作调整。由于建立了补值数据库，在一欲被补值的掩模孔洞周围的环境单元能够被模块化。
此外，本发明的方法能够使用于一掩模表面上的随机分布的孔洞，以便有效地确定一补值区域。此外，随机图案的自动OPC的操作时间可被减少，同时维持OPC的精确性。
为实现此目的，本发明提供一种样型补值方法以用于对一半导体掩模上的至少一孔洞进行边缘补值。所述罩所述掩模被提供于一用以形成元件的晶片上所形成的一接触层上，光线照射至所述孔洞内以于所述接触层上建立所述孔洞的影像，由此，所述晶片被掺杂以形成半导体元件，所述掩模被分割成若干单元并且至少一单元具有一孔洞。所述方法包括下列步骤确定一围绕住所述掩模上的所述孔洞的区域，所述区域包含有若干单元；选定一毗邻于欲被补值的一选定边缘的样型，所述样型包含有所述孔洞及所述区域中的部分单元；根据所述样型上的孔洞与单元的衍射结果来确定所述补值长度；以及补值所述至少一孔洞的所有边缘。
本发明又提供一种用于确定一样型的补值孔洞的补值长度的方法，所述样型包含有一单元阵列及补值孔洞并且为一掩模围绕住所述补值孔洞的一区域的子集(sub-set)。所述单元阵列由若干条毗邻带所组成并且每一带包含有一预定的单元数目。所述方法包含下列步骤确定一欲被补值的所述至少一孔洞的一选定单元相对一具有一孔洞的单元的几何关系；根据所述选定单元与所述孔洞的衍射来确定一补值数值；对于具有与第一步骤的所述补值孔相同的几何关系样型中的单元，所述补值数值相等于从其中所取得；确定所述样型中的每一单元的所有补值数值；加入每一单元的所有补值数值于所述样型中；以及根据所述补值数值来确定一补值长度，以用于扩大所述补值孔洞的一边缘，其中欲被扩大的所述孔洞的一边缘为最靠近所述样型的孔洞的一边缘。
本发明的许多目的及优点将由以下连同随附图式的详细说明而变得更加容易理解。
本发明的较佳及其它实施例将在下文中参照伴随图式(未依比例绘制)而作更详细的说明，其中图1A为显示一半导体元件中包含有若干单元的方块图。
图1B显示一包含有一源极、一漏极和一沟道的晶体管的详细结构，其中一电阻完全地隔离源极和漏极。
图1C显示一包含有一源极、一漏极和一沟道的晶体管的详细结构，其中一第二电阻太小以致无法隔离源极和漏极。
图2显示在屏蔽制作方法之前制作半导体元件的基本结构。
图3显示一欲补值的孔洞周围区域及所述区域的样型。
图4显示一包含有四个单元的区域的样型。
图5显示一包含有四个单元的样型的所有可能组合。
图6显示一用于侧边补值的样型，其中每一样型具有六个单元于所述欲补值孔洞上方并且每一单元具有各自的孔洞。
图7显示一用于侧边补值的样型，其中每一样型具有六个单元于所述欲补值孔洞上方并且仅有某些单元具有它们各自的孔洞。
图8显示一用于侧边补值的样型，其中每一样型具有六个单元于所述欲补值孔洞下方并且每一单元具有各自的孔洞。
图9显示一用于侧边补值的样型，其中每一样型具有六个单元于所述欲补值孔洞下方并且仅有某些单元具有它们各自的孔洞。
图10显示一用于侧边补值的样型，其中每一样型具有六个单元于所述欲补值孔洞右侧并且每一单元具有一个各自的孔洞。
图11显示一用于侧边补值的样型，其中每一样型具有六个单元于所述欲补值孔洞右侧并且仅有某些单元具有它们各自的孔洞。
图12显示一用于侧边补值的样型，其中每一样型具有六个单元于所述欲补值孔洞左侧并且每一单元具有一个各自的孔洞。
图13显示一用于侧边补值的样型，其中每一样型具有六个单元于所述欲补值孔洞左侧并且仅有某些单元具有它们各自的孔洞。
图14显示位于一具有四个单元的样型中的孔洞所有可能分布情形。
图15显示一具有L形状的样型位于一欲补值单元角落的情形。
图16显示一包含欲补值单元的样型的几何结构。
图17显示一ROM编码的掩模的数字阵列，其能够向外扩大二列或二行以便形成一阵列。
图18显示一可意欲扩张的侧边补值及角落补值的考虑区域，其中考虑两种情况。
图19A和19B显示在根据本发明方法补值之前与补值之后的掩模图案。
图20为显示图19B左上侧的图案的局部放大图。
附图标记10源极11漏极12沟道13、14电阻20区块31第一区域32第二区域220 掩模230 接触层240 晶片300、301、302、303单元X 单元L1、L2、L3、L4补值强度具体实施方式
在半导体制造的微影制作方法中，除关键尺寸必须严格地控制的外，欲被曝光的图案形状亦十分重要。因此，OPC方法将会影响微影制作方法中的工艺窗口(process window)。
参照图19A，在掩模式只读存储器(mask ROM)产品中，一个只读存储器由若干排列成阵列的单元所构成。请参照图1A，图19A中的一个小区块20以一放大视图来说明，其中单元的区块20由连接相同电极(如源极10或漏极11)的毗邻晶体管所构成。如图1B及1C所示，一沟道12设置介于一源极10与一漏极11之间。只读存储器中的单元值由沟道12的电阻13、14所确定，即沟道12的掺杂浓度(doppingdensity)。例如，当沟道12的浓度很稠密时，单元值被表示成1。当沟道12的浓度很低时，单元值被表示成0。然而，沟道12的掺杂使得沟道12具有一电阻13、14。
在微影制作方法中，一选择性接触层(例如光阻层)230形成于晶片240上，如图2所示。在制作只读存储器时，所述选择性接触层230例如为可编程序层(programmable layer)。一具有原本图案的掩模220接着被放置在接触层230上。掩模220的图案首先需要被显影到接触层230上，并且执行一掺杂制作方法以对沟道掺入杂质。一般而言，图案分散在一包含有大量单元的区域，如图19A所示。在掩模220中，与沟道12相对应的位置为开启的。例如，以″1″表示的沟道为封闭且没任何孔洞，而以″0″表示的沟道为开启并且具有孔洞在掩模上。在曝光期间，光照射至掩模220的孔洞上，在孔洞发生衍射并且转移的图案发生变形。因此，掩模220上的图案无法被完全地转移到接触层230。
请参照图1B，较佳地沟道12具有一矩形形状，其覆盖着晶体管的源极10与漏极11之间的区域。电阻13(沟道12的掺杂区域)大得足以隔离源极10和漏极11，致使没有电流能够流过沟道12。单元值因而可被清楚地确定。由于衍射效应，掩模上的直角从掩模转移到晶片的光阻层之后，经常会变成圆形，线的端部会变短，或者线宽会增加/减少。接触层230上的转移形状通常为椭圆形而非矩形，如图1B所示。如果电阻14的椭圆形状太小而无法隔离源极10漏极11，如图1C所示，电阻14便不能完全地覆盖沟道12。电流将会流经源极10与漏极11之间并且所述单元值将会变得不明确。如果将椭圆形状拉长，椭圆形状长轴的两侧将会侵入下一条带的单元内。如果单元带之间的距离被扩大，整个只读存储器的密度将会降低并且总单元数目将会减少。此并非为一较佳的结果。因此，迫切的需要使沟道掺杂成矩形形状或是接近矩形形状。为此目的，必须修改掩模上的孔洞形状。
OPC方法用来校正掩模上的孔洞形状，从而使接触层230上所形成的孔洞为矩形或是近似矩形。OPC方法对掩模上的孔洞的边缘补值，俾使接触层230上的孔洞在衍射以后形成为矩形形状。
请参照图3，0表示具有欲建立孔洞的单元以用于进一步掺杂晶片240以得到一稠密杂质，以便形成一电阻，以及1表示不具有任何孔洞的单元。或是，具有各自孔洞的单元可被定义为″1″而不具有孔洞的单元可被定义″0″。或是，具有孔洞的单元可以被定义为″0″而不具有孔洞的单元可以被定义″1″。此将不会对以下所述的本发明的结果造成影响。
如图3所示，一欲被显影的孔洞X的周围环绕有若干随机排列的孔洞。计算图案的衍射十分复杂并且孔洞分布的图案十分复杂及不规则。因此，OPC方法的计算非常大。为解决此一问题，传统的OPC被修改。有两种修改的OPC方法，其一为OPC法则及另一为OPC模型。
在OPC法则中找出许多规则以限制OPC。每一规则适用于某些特定关系的孔洞分布。OPC法则中的计算十分庞大且复杂，尤其是掩模上的单元数目快速且大量地增加。大量的孔洞分布在一紧密区域上。结果，复杂度远远超过OPC的计算能力。因此需要很长的计算时间。由于客户经常要求产品必要在很短的生产期间内制造出，例如一个星期的内，冗长的计算时间无法符合市场的需求。这些问题亦同样发生在模型OPC中。
因此，现有技术无法有效且快速地计算掩模上的孔洞补值图案以符合客户的需求。
以下将描述本发明的方法，其解决了现有技术的缺陷以便具快有快速计算时间来满足市场的需求。
在实务运用中，对于一选定欲显影的孔洞而言，仅仅在欲被显影的孔洞附近的有限个毗邻孔洞才具有OPC计算的效力。在本发明中，如图3所示，孔洞周遭的部分被分割成数个矩形区域，其中每一个外部区域包围着内部区域并且每一个区域包含有一单元带。所述区域标示一第一区域31、一第二区域32等等。
在本发明中，OPC方法被使用，但是仅只有在一选定区域内的地区才考虑作衍射计算。例如，参照图3，当第二区域32被选择与OPC的计算相关时并且其意欲补值孔洞X时，仅只有与孔洞X毗邻的二条最靠近带的单元才被考虑在OPC计算。
在计算OPC的区域选择取决于衍射效应，即，孔洞大小与入射光波长度的比值。如果比值大，则衍射效应很大并且需要一个较大的区域。另一方面，如果比值很小，则衍射效将不明显，因而小区域便已足够。
对第一区域而言，如图4所示，每一样型包含四个单元300、301、302及303。每一单元可表示成″1″或″0″的值。具有值″1″的单元表示成其上没有孔洞存在。亦即是，晶体管的沟道区域没有被掺杂而且没有电阻存在。具有值″0″的单元表示成其上存在有孔洞。由于每一单元可被表示成″1″或″0″，因此共有16种(即24)可能的分布情形，如图5所示。那就是说，每一个OPC计算包含在16种可能分布情形的其中之一。把每一种分布情形定义成一个样型，故存在有16个样型。对每一样型而言，OPC结果被个别地计算。此16种样型具有16个OPC结果，并且这些结果被储存。从对称观点而言，通过对称地转动图式便能够大大地减少样型数目。例如，在图5中，位于最上方带处的样型相同，因此只需要计算一个样型即可。通过相同的方法，仅仅只有五个样型是为必要的。由于具有四个填满″1″的单元的最后样型不需要被计算，故只需要有四个样型。因此，在本发明中大大地减少了计算的数量。
首先，必须确定孔洞所适用的样型。一个与孔洞环境相配的样型被挑选出。一与此样型相应的OPC结果被直接使用于补值所述孔洞。不需要反复地计算OPC结果，结果计算量大大地减少。
如果OPC曝光及补值图案并非所希望的，产品的失败率将会提高。因此，除了通过使用OPC在适当位置进行补值，补值的尺寸亦是一重要因子。
以下将通过若干实施例来描述对于单元的孔洞进行补值的细节，所述实施例清楚地显示本发明的特征。
孔洞的侧边补值当补值制作方法使用在一孔洞的侧边时，此孔洞将会受到其邻近的孔洞影响。例如，参照图3和图6-10的单元X，补值强度L1、L2、L3和L4由在其上下侧邻近单元(每一个包含2*3个单元)与左右侧的单元(每一个包含3*2个单元)来确定。实际上，所述强度能够被仿真以便产生意欲的参数。
根据光的对称性质，毗邻的2*3单元被分成四种等级，亦即为a、b、c和d。根据光学原理，a＞b＞c＞d及a’＞b’＞c’＞d’。经由解答光学方程式，可得到a＝a’＝0.4，b＝b’＝0.2，c＝c’＝0.18，d＝d’＝0.01。补值可根据这些数值而作调整。
在单元X上方的2*3单元使用作为一例子，参见图6。如果此六个单元曝露在照射光的照射下，单元将会受到这些单元而影响并且OPC补值用于补值单元的孔洞。补值强度为a+b+b+c+d+d＝a+2b+c+2d＝1在此，补值强度1为最大的补值强度。在实际使用时，补值数值可根据单元大小与光学阻抗而作调整并且根据实际测量而作校正。根据这些强度，补值的精细程度(granularity)进一步分成四类，例如
，(0.25，0.5]，(0.5，0.75]，(0.75，1]。对应所述此四部分，撷取到各别的补值数值。例如，对于某些产品而言，补值数值为-10nm、-5nm、+5nm及+10nm，其中正号表示在孔洞的外部边缘进行补值，而负号表示在孔洞的内部边缘进行补值。对单元X而言，补值动作向外沿着a方向而进行，以使曝光区域的宽度增加10nm的大小。在另一种情形中，参照图7，如果在2*3单元内只有三个单元被曝光，单元X将会被影响并且因而需要执行OPC光学补值。补值强度为b+c+d＝0.2+0.18+0.01＝0.39由此，补值沿着一与a相反的方向减少5nm的尺寸。
用于推导补值长度的相似方法能够使用于估计图7的结果，其中仅有一些单元以孔洞开启。
在单元X下方的2*3单元的情况中，参照图8，如果所述六个单元完全被曝光，则单元X将会被影响并且因而需要OPC补值。其补值强度为a+b+b+c+d+d＝a+2b+c+2d＝1假设最大的值补值强度为1。补值的数值根据产品的尺寸和光阻的性质来作调整，并且基于实际的测量结果来作校正。基于此一强度，补值的精细程度进一步分类为四个种类，例如
，(0.25，0.5)，(0.5，0.75)，(0.75，1)。对应于此四部分，分别获取各自的补值数值。例如，对某些产品而言，其补值大小为-10nm、-5nm、+5nm及+10nm，其中正号表示所述补值在孔洞的外侧执行而负号表示所述补值在孔洞的内侧执行。对于单元X而言，补值向外沿着一方向a而执行，以使曝光区域的宽度增加10nm尺寸大小。在另一情况中，参照图9，如果在2*3单元中只有二个单元被曝光，所述单元X将会被影响且OPC光学补值需要被执行。所述补值强度为b+c＝0.2+0.18＝0.38由此，补值沿着一与a相反的方向减少5nm的尺寸。
用于推导补值长度的相似方法能够使用于估计图9的结果，其中仅有一些单元以孔洞开启。
在单元X右侧的2*3单元的情况中，参照图10，如果所述六个单元完全被曝光，则单元X将会被影响并且因而需要OPC补值。其补值强度为a’+b’+b’+c’+d’+d’＝a’+2b’+c’+2d’＝1
在此，最大的补值强度假设为1。补值的数值根据产品的尺寸和光阻的性质来作调整，并且基于实际的测量结果来作校正。基于此一强度，补值的精细程度进一步分类为四个种类，例如
，(0.25，0.5)，(0.5，0.75)，(0.75，1)。对应于此四部分，分别获取各自的补值数值。例如，对某些产品而言，其补值大小为-10nm、-5nm、+5nm及+10nm，其中正号表示所述补值在孔洞的外侧执行而负号表示所述补值在孔洞的内侧执行。对于单元X而言，补值向外沿着一方向a而执行，以使曝光区域的宽度增加10nm尺寸大小。在另一情况中，参照图11，如果在2*3单元中只有四个单元被曝光，所述单元X将会被影响且OPC光学补值需要被执行。所述补值强度为2b’+c’+d’＝2*0.2+0.18+0.01＝0.59所述补值沿着一向外的方向减少5nm的尺寸。
用于推导补值长度的相似方法能够用于估计图11的结果，其中仅有一些单元以孔洞开启。
在单元X左侧2*3单元的情况中，参照图12，如果所述六个单元完全被曝光，则单元X将会受影响并且需要OPC补值。其补值强度为a’+b’+b’+c’+d’+d’＝a’+2b’+c’+2d’＝1在此，最大的补值强度假设为1。补值的数值根据产品的尺寸和光阻的性质来作调整，并且根据实际的测量结果来作校正。根据此强度，补值的精细程度进一步分类为四个种类，例如
，(0.25，0.5)，(0.5，0.75)，(0.75，1)。对应于此四部分，分别获取各自的补值数值。例如，对某些产品而言，其补值大小为-10nm、-5nm、+5nm及+10nm，其中正号表示所述补值在孔洞的外侧执行而负号表示所述补值在孔洞的内侧执行。对于单元X而言，补值向外沿着一方向a而执行，以使曝光区域的宽度增加10nm尺寸大小。在另一情况中，参照图13，如果在2*3单元中只有二个单元被曝光，所述单元X将会被影响且OPC光学补值需要被执行。所述补值强度为c’+d’＝0.18+0.01＝0.19所述补值沿着一向内的方向减少10nm的尺寸。
用于推导补值长度的相似方法能够用于估计图13的结果，其中仅有一些单元以孔洞开启。
角落的补值以下将描述角落的补值。在此情况下孔洞的衍射主要受到邻近孔洞的影响以被光曝照。例如，在一单元中的孔洞的补值强度由邻近曝光区域(包含2*2个曝光区域)所确定。参照图14，所述邻近的2*2单元将会影响单元X。在每一区域中，补值的形状及强度根据所述孔洞的类型而确定。在此情况下，被补值的角落以L形补值而加以补值，其中所述L形补值可以被转至不同的方向，如图15所示。
假设Sx0，Sy0表示预定补值大小的值，取决于一产品的尺寸和光阻所述数值为可调整的。补值强度的强度区分为三类(Sx0，Sx1，Sx2)＝(Sx0，SX0+rx1，Sx0+rx2)＝(50，55，60)(Sy0，Sy1，Sy2)＝(Sx0，Sx0+ry1，Sx0+ry2)＝(50，55，60)其中rx1，xy2为x偏差(bias)，其为用于2*2单元中不同曝光图案的X轴向的补值强度增量，及ry1，ry2为Y偏差，其为用于2*2单元中不同曝光图案的Y轴向的补值强度增量。
Sxi，i＝0，1，2，Syj，j＝0，1，2为X偏差与Y偏差补值强度的总和。其定义可参照图16的示意图。
补值强度取决于用以校正实际测量的实验。在此情况下，rx1＝ry1＝5，rx2＝ry2＝10。不同补值形状和强度为不同曝光形状所需要。本发明的角落补值方法超越目前所使用的商业OPC软件，其中仅有垂直和水平方向的单元被用于确定补值。在本发明的补值方法中，垂直方向的单元被用于补值一孔洞的补值区域。所述补值大小更加精确并且更有用。用于一光罩中不同单元分布的补值方法与补值位置列于表1至4。
OPC补值系统除了OPC光学补值系统中内建式数字补值法则以外，考虑受一孔洞衍射所影响的行与列能够被扩张成两排。在如上所述的侧边补偿和角落端补偿中，考虑对孔洞衍射有影响的单元被以包含3*3、2*3及2*2单元的基本样板模块化。一只读存储器码(ROM code)光罩中的一数字阵列可经由两个列或行向外扩张而形成一个阵列，如图17所示。对一超大规模集成电路而言，本发明的方法能够用于将一大曝光区域分解成若干较小区域，以便能以较高的速度操作而不会影响结果。
以下，就不同补值位置中相对应于不同补值图案的补值强度参考表1、2及3作说明。
假如下表中的一实际曝光图案为 所述图案表示为(A，B，C，D)，其中A、B、C及D为二进制变量，其可能为0或是1。假如等于零时，其为一具有光传输性质的孔洞。否则，假若为1，则所述区域为不透明。″*″表示被补值的单元，其于本实施例中有一为零的值。
表1、2、3及4的最左侧位置中的曝光图案与补值位置中仅仅为示例。
补值大小根据产品的尺寸与光阻而作调整(Sx0，Sx1，Sx2)＝(Sx0，Sx0+rx1，Sx0+rx2)＝(50，55，60)以及(Sy0，Sy1，Sy2)＝(Sx0，Sx0+ry1，Sx0+ry2)＝(50，55，60)在侧边补値和角落补値所考虑的区域能够根据意欲需求而扩大，如图18所示。2*2单元的遮蔽区域为上述方法的延伸类型。
表1
欲被补值的单元位于左上方，其中只有当*等于0时才会执行补值。
表2 欲被补值之单元位于右上方，其中只有当*等于0时才会执行补值。
表3 欲被补值之单元位于左下方，其中只有当*等于0时才会执行补值。
表4
欲被补值的单元位于右下方，其中只有当*等于0时才会执行补值。
实验结果在本发明中，一种模块化OPC补值方法被揭露。本发明的方法应用于一种OPC补值系统。图19A及19B分别显示补值前与补值后的图案，其中每一图案包含50*50单元并且每一单元以值″0″或″1″标示。图19B显示以本发明的模块化OPC补值方法处理的图案。图20为图19B左上侧图案的部分放大视图，其中所述图案以本发明的方法处理。
虽然本发明已参照较佳实施例来作描述，应所述了解的是，本发明并未受限于其中详细的描述内容。替换方式及修改样式已于先前描述中所建议，而且其它替换方式及修改样式将为熟习此项技艺人士所思及。特别是，根据本发明的方法步骤，将包括具有实质上相同于本发明的方法步骤以实现实质上相同结果的方法。因此，所有此类替换方式及修改样式意欲落在本发明于随附申请专利范围及其均等物所界定的范畴中。
权利要求
1.一种用于在一半导体掩模上的至少一孔洞补值边缘的样型补值方法，所述掩模被提供于一用以形成元件的晶片上所形成的一接触层上，光线照射至所述孔洞内以形成所述孔洞的影像于所述接触层上，由此所述晶片被掺杂以形成半导体元件，所述掩模被分害成若干单元并且至少一单元具有一孔洞，所述方法至少包括下列步骤确定一围绕住所述掩模上的所述孔洞的区域，所述区域包含有若干单元；选定一毗邻于欲被补值的一选定边缘的样型，所述样型包含有所述孔洞及所述区域中的部分单元；根据所述样型上的孔洞与单元的衍射结果来确定所述补值长度；以及补值所述至少一孔洞的所有边缘。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述区域为所述孔洞周围的至少一单元带的集合，每一带由若干形成如一封闭回路的单元所构成。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述样型为一单元阵列，其由若干条毗邻带所构成并且每一带具有相同数量的单元。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述孔洞所用的样型的衍射被计算及储存成一数据库。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述样型的衍射由OPC所确定。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述样型的衍射由OPC法则所确定。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述样型的衍射由OPC模型所确定。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述边缘为欲被补值的所述孔洞的侧边。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述样型具有若干单元在欲被补值的所述孔洞的旁边，使得欲被补值的所述孔洞从一包含有所述样型中的所述单元的图案中突伸出。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述边缘为欲被补值的所述孔洞的转角。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述样型具有若干围绕住所述转角的两外侧边缘的单元。
12.如权利要求2所述的方法，其中所述区域根据欲被补值的所述孔洞的特征尺寸及欲被照射至所述孔洞中以用于显影的光线的波长而作选择。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述半导体元件为一只读存储器。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述单元为一包含有一源极、一漏极和一沟道的晶体管。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述沟道被掺杂以形成一电阻。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述单元排列成一阵列。
17.一种确定一样型中一补值孔洞的补值长度的方法，所述样型包含有一单元阵列并且为围绕住所述补值孔洞的一掩模上的一区域的子集，所述单元阵列由若干条毗邻带所组成并且每一带包含有一预定的单元数目，所述方法至少包含下列步骤(b1)确定一欲被补值的所述至少一孔洞的一选定单元的相对一具有一孔洞的单元的几何关系；(b2)根据所述选定单元与所述孔洞的衍射来确定一补值数值；(b3)确定所述样型中的单元，所述样型具有与步骤(b1)的所述补值孔相同的几何关系，所述补值数值相等于从步骤(b2)所取得的；(b4)确定所述样型中的每一单元的所有补值数值；(b5)将每一单元的所有补值数值加入所述样型中；以及(b6)根据所述补值数值来确定一补值长度，以用于扩大所述补值孔洞的一边缘，其中欲被扩大的所述孔洞的一边缘为最靠近所述样型的孔洞的一边缘。
18.如权利要求17所述的方法，其中欲被扩大的所述孔洞的边缘为最接近所述样型的几何中心的一边缘。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述补值数值由实验来确定。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述补值数值由计算所述补值孔洞到所述选定单元的衍射来确定。
21.如权利要求17所述的方法，其中所述补值数值由OPC方法所确定。
22.如权利要求17所述的方法，其中所述补值数值由OPC法则所确定。
23.如权利要求17所述的方法，其中所述补值数值由OPC模型所确定。
24.如权利要求17所述的方法，其中根据所述补值数值来确定所述补值长度的步骤通过实验完成。
25.如权利要求17所述的方法，其中根据所述补值数值来确定所述补值长度的步骤通过衍射计算完成。
26.如权利要求17所述的方法，其中根据所述补值数值来确定所述补值长度的步骤通过OPC方法完成。
27.如权利要求17所述的方法，其中根据所述补值数值来确定所述补值长度的步骤通过OPC方法完成。
28.如权利要求17所述的方法，其中根据所述补值数值来确定所述补值长度的步骤通过OPC方法的模型完成。
29.如权利要求18所述的方法，其中每一样型的所述补值数值储存在一数据库中。
全文摘要
一种用于在半导体掩模上的至少一孔洞边缘补值的样型补值方法。所述曝光和补值制作方法被模块化。一补值数据库根据特征尺寸及欲被曝光的图案来建立。在本发明的方法中，首先建立欲曝光的环境，然后找出特定的曝光模块。模块的补值结果预先建立及储存在一通过衍射操作的数据库中，例如OPC方法。有关于晶片的单位的掩模上的一孔洞的补值可以直接使用一储存值来被执行。因而能够大大地减少复杂的计算。所述方法能够根据产品及曝光图案的特征尺寸来调整。所述方法能够使用于一掩模表面上随机分散的孔洞，以便能有效地确定补值区域。
文档编号H01L27/112GK1599029SQ20041003974
公开日2005年3月23日 申请日期2004年3月16日 优先权日2003年7月1日
发明者林顺利, 简祯富, 邓景丰 申请人:旺宏电子股份有限公司