[发明专利]多样电子束曝光条件的雾化效应补偿方法及其曝光方法

说明书

技术领域

本发明属于光刻技术领域，具体涉及一种电子束曝光的方法，尤其涉及 同一掩膜版中多样电子束曝光条件的雾化效应补偿方法及其曝光方法。

背景技术

随着芯片的特征尺寸的不断缩小，电子束光刻技术得到广泛应用。电子 束光刻技术在曝光图形的细微化方面具有优势，但是由于电子束曝光时存在 雾化效应(Fogging Effect)和邻近效应(Proximity Effect)的问题，影 响曝光图形的尺寸精度。

为了曝光而向电子衬底上的光刻胶照射电子束时，电子在光刻胶中进行 散射的同时使光刻胶感光后，因与衬底材料碰撞而产生弹性散射，进行反射， 经过这种反射后的电子从衬底再次向光刻胶入射并使之感光，因此，积蓄在 光刻胶中的能量以需要曝光区域为中心呈高斯分布，曝光区域的邻近微小尺 寸范围附近也有曝光能量分布，这种效应称之为邻近效应。雾化效应是指在 对特定区域电子束曝光时，部分电子在光刻胶表面反射，从光刻胶表面反射 的电子再遇置于光刻胶之上的挡板而重新发射至光刻胶，从而使之感光。由 雾化效应中，电子反射后是在空气中，从而碰撞的几率比在光刻胶中小，因 此，雾化效应的影响区域明显大于邻近效应的影响区域。对于两个不同的电 子曝光区域，必须考虑相互之间的雾化效应的影响，同样，对于多个不同的 电子曝光区域，必须考虑其中任意一个区域之外的其他所有区域对该区域的 雾化效应的影响。

当前，主要通过电子束曝光的剂量补偿方法来弥补雾化效应和邻近效应 的影响。例如，在对A和B两个区域在同一掩膜版图下进行同一次电子束曝 光时，A区域电子束曝光的雾化效应等效于在B区域上增加了轻微的曝光剂量， 因此在B区域的电子束曝光必须在B区域的原定曝光剂量条件下减去所述轻 微增加的曝光剂量；同理，对A区域曝光时也要考虑B区域曝光时的雾化效 应带来的影响。因此现有技术的电子束曝光条件主要包括：曝光剂量、雾化 效应补偿、邻近效应补偿。其中，雾化效应补偿参数依赖曝光区域周边图形 的面积密度。曝光区域周围的区域中，曝光面积密度越大，雾化效应更明显， 雾化效应补偿参数相对也更大。

但是，在当前的掩膜制造及产品工程实验工艺中，为了满足一块掩膜版 上的各个区域的图形密度等条件的差异，在同一掩膜版图形上需要对不同区 域在不同曝光条件(以曝光剂量为例)下进行曝光。现有技术中，主要把这 些要求不同曝光剂量的区域分成多个不同的图层，从而不同的图层要求不同 的曝光剂量。当前主要采用第一图层区单独设置曝光剂量以后，再对其他各 图层单独设置曝光剂量，进行统一曝光。由于每一图层中，其他图层的曝光 图形并没有体现出来，所以其他图层对该图层的雾化效应没有体现出来，光 刻系统生成曝光文件(Magazine File)时，雾化效应补偿参数等效基本为零。 但实际中每个图层相互之间的雾化效应是必须考虑的。下面以具体例子对以 上作说明，例如，图1所示为一个版图中需要电子束曝光的图形区域，但是 要求12、13、14区域以不同的曝光剂量完成曝光，所以定义成图2所示的A、 B、C、D四个图层，A所示为第一图层图形，B所示为第二图层图形，包括区 域12，C所示为第三图层，包括区域13，D所示为第四图层，包括区域14。B 图层在曝光系统中生产曝光文件时，系统自认为区域12之外的图形为空白， 因此曝光系统将不考虑A中虚线框区域、C中的区域13、D中的区域14对区 域12的雾化效应影响，只考虑了区域12自身内部之间的雾化效应，因此12 区域的在雾化效应补偿参数肯定是不准确的。同理，其他区域的雾化效应补 偿参数也肯定是不正确的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种准确的、适应多样电子束曝光条件 的雾化效应补偿方法，并提供相应的电子束曝光方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的雾化效应补偿方法，用于同一掩膜 版上实现N个不同曝光条件的电子束曝光，包括步骤：

(1)将同一掩膜版中的N个不同曝光条件区域分别置于N个不同曝 光条件的图层；

(2)根据第M曝光条件的图层之外的版图图形，构造等效虚构版图；

(3)将所述等效虚构版图与第M曝光条件图层的版图组合；

(4)以所述组合后的版图生成能量补偿模型，确定第M曝光条件图 层的雾化效应能量补偿参数于曝光文件中；

其中，N为整数，M为大于或等于1的整数，N≥M且不等于1。