一种相栅图形的设计方法，该方法包括： 选择在光刻工艺中所提供的相栅的照明的修改形式； 将相栅图形的至少一部分占据的区域分成几个子单元； 为子单元任意指定多个相值中的一个，从而每个子单元具有一个初始相值，每个相值代表光刻工艺的曝光光线将穿过对应于子单元的相位图形光栅区域的各自的相位偏移； 随机选择子单元中的一个，并为选中的子单元中的一个指定多个相值中的一个，重复所述随机选择各子单元中的一个，以及所述为其分配相值，从而产生为子单元分配多个相值的排列；以及 根据相值的排列，估算每个多个相值的排列中的一个相对于相栅图形的倾向的不同，以产生对应于要修改的照明形式的修改照明形式。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在半导体制造中使用的光刻工艺。更具体地，本专利技术涉及制造光掩模系统中的修改的照明(modified illumination)使用的相栅图形以及具有相栅图形的光掩模系统的制造方法。
技术介绍
光刻工艺广泛地用在半导体器件的制造中转移图形图像。然而，必须增加光刻工艺的清晰度以满足具有越来越高集成密度的半导体器件的当前要求，即满足在越来越小的设计规则下制造半导体器件的要求。光刻工艺的清晰度受到几个因素的限制，例如曝光光源的波长、投影透镜的数值孔径、焦距深度、工艺参数等。然而，增加光刻工艺清晰度的需要超越了目前曝光装置的极限。克服曝光装置对在光刻工艺中获得的清晰度限制的尝试包括修改装置的照明系统以及引入相移掩模。对于后者，光栅添加到初始(primary)掩模以衍射通过初始掩模传送的光，由此改变了照明，不然的话将提供用于曝光工艺。这种光栅衍射光在照明初始掩模的曝光能量中产生相移以提供初始掩模的偏轴(off-axis)照明。可以提供仅由初始掩模获得的清晰度。到现在为止这种光栅局限为简单的线-空间或简单的镶嵌型光栅。例如，2000年5月2日出版的J.Brett Rolson的US专利No.6,057,065题目为“Lithographic System Having Diffraction Grating and AttenuatedPhase Shifters”公开了一种简单的线-空间光栅。这种光栅图形基本上由简单的线-空间或矩形镶嵌形图形组成，由此局限到提供对应于简单的双极或四极的修改照明。简单的双极或四极的修改照明仅有限地增加了光刻工艺的清晰度。因此，需要寻找通过使用修改的照明进一步增加曝光工艺的清晰度和焦距深度。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种相栅图形的设计方法，通过可以修改原始掩模的照明增加了将原始掩模的主要图形转录到晶片上的光刻工艺的清晰度。根据本专利技术的一个方案，相栅图形的设计方法首先包括选择在光刻工艺将原始掩模的图形投影到晶片上使用的修改照明的形式。用于制备修改照明的相栅图形的至少一部分占据的区域被分成几个子单元。相值(phase value)被任意指定为子单元的初始相值。相值被随意指定或者任意一个相值被指定为每个子单元。随机选择一个子单元，优选的与前一指定相值不同的相值被新指定到随机的选定子单元。重复这些步骤制备指定到子单元的相值的新排列。估算相值的排列以确定是否它们的任何一个对应于将产生需要的修改照明的相栅图形。被划分的区域优选为整个相栅图形被占据的一个单元。此时，重复为单元区域设计的相栅图形的一部分以提供相栅图形的最终设计。根据本专利技术的另一方案，使用根据相值推导出的傅里叶级数估算相值。使用傅里叶变换函数得到基于指定为子单元的相值排列的傅里叶变换函数。然后得到价值函数(cost function)作为傅里叶变换函数值和表示照明的计划修改形式的函数值之间的相互关系。估算价值函数以确定指定到子单元的相值的目前排列是否对应于将产生需要的修改照明的相栅图形。随着工艺步骤的重复，目前的价值函数与前一价值函数比较。如果目前的价值函数值小于前一成本函数值，那么在剩余的工艺过程中保持到选定的一个子单元的新相值的排列。另一方面，如果目前的价值函数值大于前一成本函数值，那么指定到选定的一个子单元的相值改变回以前指定的选定的一个子单元的相值。由此，方法是一种迭代法，其中价值函数值向着表示次数的预定值，例如零收敛，重复步骤以建立对应于将产生需要的修改照明的相栅图形的相值排列。根据本专利技术的另一方案，一种制造光掩模的方法，包括提供具有将转录到基板(晶片)上的主图形图像的主掩模，选择计划增强主图形的图像转录到基板上的主掩模的照明修改形式，根据本专利技术以上介绍的方案设计相栅图形，以及制备设计的相栅图形与主掩模成一体的掩模系统。相栅图形可以形成在初始掩模的表面上，该表面与其上形成有初始掩模的主掩模图形的表面相对。此外，相栅图形可以形成在与初始掩模分开的基板上，由此形成了辅助掩模。此时，辅助掩模和初始掩模介于其间。通过腐蚀辅助或初始掩模基板形成具有光线穿过时引入相移的深度的区域形成相栅图形，这些区域和相移对应于在相栅图形的最终设计中指定到子单元的相值的位置和数值。根据本专利技术，即使使用常规的照明作为曝光光源，由光源发出的光可以改变以实现掩模级别几乎任何形式的照明。由此，可以提高在光刻工艺中获得的焦距清晰度或深度。附图说明从下面参考附图对优选实施例的详细说明，本专利技术的以上和其它目的、特点和优点将变得很显然，其中图1示出了根据本专利技术设计提供修改照明的相栅图形的方法的实施例的流程图；图2示出了八极形的照明图，为需要根据图1的流程图示出的本专利技术方法设计的相栅图形实现的修改照明的一个例子；图3示出了在图1的流程图中示出的本专利技术方法中使用的被分成子单元的单元图；图4示出了在图1所示的方法中，在0°的最终相值指定到所有子单元时制备的光栅图形的一部分；图5示出了即当0°的相值指定到所有子单元时与图4所示的图形有关的傅里叶变换光谱；图6示出了通过将0°或180°的相值随机指定给子单元并执行根据图1流程方法得到的相栅图形的平面图；图7示意性示出了对应于图6所示的相栅图形的傅里叶变换光谱；图8示出了使用根据本专利技术的设计方法，通过首先将0°、90°、180°或270°的相值任意地指定到子单元得到的相栅图形的平面图；图9示意性地示出了对应于图8所示的相栅图形的傅里叶变换光谱；以及图10到12示出了根据本专利技术的各光掩模系统的剖面图。具体实施例方式下面参考附图详细介绍本专利技术。在图中，为清楚起见，放大了各层和各区的厚度。此外，在所有图中类似的参考数字表示类似的元件。本专利技术提供了修改初始掩模的照明使用的相栅图形的设计方法，在初始掩模上具有要转录到半导体衬底上的图形。相栅图形可以实现在与其上要形成转录图形的相反的初始掩模的表面上，或者可以实现在辅助掩模上。所得相栅用于衍射穿过其的光线，以修改要转录的初始掩模图形的照明。修改的照明可以具有设计师认为需要或者光刻工艺需要的任何形状(form)。例如，修改照明的形状可以是八极、环形或不对称。现在参考图1，在步骤110中，选择修改照明的形状。例如，如图2所示，选择八极形用于相栅提供的修改照明的形状。八极照明的形状可以表示为空间坐标。设置要实现的修改照明的形状之后，部分靶区指定为单元区，在靶区中形成提供这种修改照明的相栅图形。此时，在整个靶区中重复该单元区中建立的部分相栅图形，以实现相栅图形的整个形状。这简化了设计工艺。然而，可以立即为整个靶区设计相栅图形，即不使用单元区。接下来，在步骤110中，单元区被分成子单元。图3示出了分成子单元315的单元区310的示意图。每个子单元315可以表示为空间中的预定坐标。例如，每个子单元315可以表示为各x，y坐标。此外，单元区310可以分成任意尺寸和数量的子单元315。例如，单元区310可以分成m行和n列，由此单元区310具有m×n个子单元315。这里，每个子单元315很小，例如具有约200nm的最大宽度。相对于曝光光线形成的图像曝光装置提供1∶4的缩小比例时，每个子单元315对应于一个投影到实际晶片上约50nm的图像。再参考图1，在步骤110中，初始相值指定本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种相栅图形的设计方法，该方法包括选择在光刻工艺中所提供的相栅的照明的修改形式；将相栅图形的至少一部分占据的区域分成几个子单元；为子单元任意指定多个相值中的一个，从而每个子单元具有一个初始相值，每个相值代表光刻工艺的曝光光线将穿过对应于子单元的相位图形光栅区域的各自的相位偏移；随机选择子单元中的一个，并为选中的子单元中的一个指定多个相值中的一个，重复所述随机选择各子单元中的一个，以及所述为其分配相值，从而产生为子单元分配多个相值的排列；以及根据相值的排列，估算每个多个相值的排列中的一个相对于相栅图形的倾向的不同，以产生对应于要修改的照明形式的修改照明形式。2.根据权利要求1的方法，其中分开的区域只是要被整个相栅图形占据的单位区域，重复为所述单位区域设计的相栅图形部分，以提供最终的相栅图形设计。3.根据权利要求1的方法，其中所述为子单元任意指定多个相值中的一个包括为子单元随机指定相值。4.根据权利要求1的方法，其中所述为子单元任意指定多个相值中的一个包括最初为所有的子单元指定相同的相值。5.根据权利要求1的方法，其中所述为子单元任意指定多个相值中的一个包括为每个子单元指定从由0°和180°的相值构成的组中选择的相值。6.根据权利要求1的方法，其中所述为子单元任意指定多个相值中的一个包括为每个子单元指定从由0°、90°、180°和270°的相值构成的组中选择的相值。7.根据权利要求1的方法，其中所述为子单元任意指定多个相值中的一个包括将之前指定给选中的子单元中的一个的相值变为不同于上次为其指定的相值中的一个。8.根据权利要求1的方法，其中每次为选中的子单元中的一个指定不同于上次指定的相值时，并且在随机选择所述子单元中的另一个之前，进行所述每个相值的不同排列的估算。9.一种设计相栅图形的设计方法，该方法包括选择在光刻工艺中所提供的相栅的照明修改形式；将相栅图形的至少一部分占据的区域分成几个子单元；为子单元任意指定多个相值中的一个，从而每个子单元具有一个初始相值，每个相值代表光刻工艺的曝光光线将穿过对应于子单元的相位图形光栅区域的各自的相位偏移；(a)随机选择子单元中的一个；(b)将之前指定给选中的子单元中的一个的相值变为不同于上次指定的相值的相值中新的一个，从而产生指定给子单元的新的相值排列；(c)根据指定给子单元的新的相值排列，用傅里叶变换函数得到傅里叶变换函数值；(d)得到作为傅里叶变换函数值和代表照明要修改的形式的函数值之间的相互关系的价值函数值；(e)估算价值函数值，以确定是否指定给子单元的新的相值排列对应于照明的要修改的形式；以及(f)重复步骤(a)-(e)，直到新的相值排列对应于将产生的要修改的照明形式的相栅图形。10.根据权利要求9的方法，其中所述在(e)中价值函数值的估算包括将在(d)中作为所述重复(a)-(e)的结果的当前价值函数值与在(d)中得到的前一个价值函数值相比较，还包括(g)，如果当前价值函数值小于前一个价值函数值...
【专利技术属性】
技术研发人员：朴钟洛，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：
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