[发明专利]以接触孔模型为基础的光学邻近校正法

说明书

本发明涉及一种光学邻近校正法(optical proximity correct)。特别是涉及一种以接触孔模型为基础(contact hole model-base)的光学邻近校正法。

在电路集成化的要求愈来愈高的情况下，整个电路元件大小的设计也朝向尺寸不停缩小的方向前进。而整个半导体制造工艺中最举足轻重的步骤之一可说是光刻(photolithography)了，凡是与金氧半导体(metal-oxide-semiconductor；MOS)元件结构相关的，例如：各层薄膜的图案，及掺有杂质(dopants)的区域，都是由光刻这个步骤来决定的。

此外，整个半导体工业的元件集成度，是否能继续往更小的线宽(criticaldimension；CD)推进，也决定于光刻制造工艺技术的发展。为了适应这一需求，一些提高光掩模解析度的方法被不断地提出来，例如光学邻近校正法(optical proximity correction，OPC)。

光学邻近校正法的目的，是用以消除因邻近效应(Proximity Effect)所造成的线宽偏差现象。所谓邻近效应是当光束透过光掩模上的图案投影在晶片上时，一方面由于光束会产生散射现象而使得光束被扩大。另一方面，光束会透过晶片表面的光致抗蚀剂层经由晶片的半导体基底再反射回来，产生干涉的现象，因此会重复曝光，而改变在光致抗蚀剂层上实际的曝光量。此种现象当制造工艺的线宽愈小时愈明显，尤其当其线宽接近于光源的波长时。

目前，以接触孔模型为基础的光学邻近校正法是利用不同间距、不同线宽所建立的测试图案(test pattern)来收集数据。

图1A是现有技术的一种以接触孔模型为基础的光学邻近校正法的测试图案示意图。

请参照图1A。测试图案100的方形接触孔102的线宽104为其一边的长度；间距106则是从方形接触孔102的一边到邻近方形接触孔相对位置的距离。因此，光掩模上的方形测试图案100的接触孔102的线宽为0.8μm、间距为1.6μm；依此类推，测试图案110的接触孔112的线宽为0.84μm、间距为1.68μm；测试图案114的接触孔116的线宽为0.88μm、间距为1.76μm，利用包含上述不同线宽、不同间距的测试图案100、110、114的光掩模，在已涂布光致抗蚀剂层的晶片上进行曝光与显影制造工艺，并测量显影以后光致抗蚀剂层的线宽，此时晶片上的接触孔图案因为邻近效应的关系，呈现出不同于光掩模上方形的测试图案，而是在角落呈现圆弧形且线宽也较小的图案。将测量到的线宽与光掩模上的线宽做比较，比较实际线宽(测量到的线宽)与预定线宽之后，可以将线宽与间距的关系制作成以间距为横轴、以线宽为纵轴的关系图。

图1B是现有技术的一种接触孔模型的线宽与间距的关系示意图。

请参照图1B，当接触孔的间距愈短时，在光致抗蚀剂层上实际测量到的线宽会比光掩模上预定的线宽长；当接触孔的间距愈长时，实际线宽则会愈接近光掩模上预定的线宽。

利用图1B所建立的光学邻近校正法模型，可以在正式进行接触孔的光刻制造工艺时，选择符合预设线宽的光掩模图案来制作。但是在实际操作之后发现，以上述方式所建立的模型并无法确实精准模拟出实际的状况。这是因为邻近效应会随着间距宽度的变化而改变对线宽的影响，也就是当间距宽度比线宽大数倍时，邻近效应对线宽尺寸并无影响；反之，当间距宽度与线宽相差不大时，邻近效应会对线宽尺寸造成影响。因此单就不同间距与不同线宽所建立的模型，并不能准确地预测出实际的接触孔尺寸以及位置。

光刻成像的精确度会直接影响到产品的成品率。如果光刻成像的精确度未能达到产品要求的标准时，则无论制造工艺进行到任何步骤都必须报废。

因此，本发明的目的是建立一种接触孔模型，这个模型可以比现有的接触孔模型更能精准模拟出实际的状况，使得芯片在进行光刻制造工艺时，能达到产品要求的标准，进而提升产品的成品率与产能。

为实现上述目的，本发明一方面提出一种以接触孔模型为基础的光学邻近校正法，包括：

提供一光掩模；

形成以不同的线宽、相同的间距所建立的多个方形测试图案在该光掩模上，其中，该线宽为该些方形测试图案的边长，该间距为该些方形测试图案其中的一个方形图案的一边到该方形图案邻近的另一方形图案的对应边的距离；

以该光掩模在一已涂布光致抗蚀剂层的一晶片上进行曝光与显影制造工艺，形成不同线宽、相同间距的多个图案于该晶片上；

测量该晶片上该些图案的线宽；