产生双图案光罩的处理方法以及其记录媒体
技术领域
本发明涉及一种半导体制造技术，尤其涉及一种产生双图案光罩的处理方法。
背景技术
由于所要形成的光阻图案是利用光罩对光阻层通过光源照射，以将光罩的图案转换到光阻层上，其中无可避免在光阻层的图案，相对于光源的波长，例如黄光，其会有光学绕射效应而产生图案放大与变形。
为了避免光罩上的接触窗过于接近，导致光学绕射效应造成元件结构的不当连接，其可以将原本单个光罩，分为两个光罩来完成，如此可降低光罩的接触窗密度，减少光学绕射效应。然而，如何适当将单个光罩的接触窗图案，拆解(decomposition)为两个光罩是需要实际研发。
发明内容
本发明提供一种产生双图案光罩的处理方法的技术，可以适当将一个光罩的多个接触窗，系统性地拆解成两个光罩，其两个光罩的接触窗数量接近，且接触窗密度可以仍为均匀的分布。
在一实施例中，本发明提供一种产生双图案光罩的处理方法，由处理装置执行。处理方法包括进行接触窗相位拆解，其中针对属于该阵列型、该成对型及该独立型分别的该多个接触窗，以最佳化参数分别拆解成为第一图案群与第二图案群。进入循环处理步骤，该循环处理步骤包括依照接触窗相位规则检查，对该第一图案群与该第二图案群检查是否有产生冲突处。如果有产生该冲突处改变进行该第一图案群与该第二图案群的互换微调。对该第一图案群与该第二图案群进行统计分析，检视该第一图案群与该第二图案群在允许的误差范围内是否一致，当一致时输出该第一图案群与该第二图案群。当该第一图案群与该第二图案群不一致时，进行接触窗相位切换修正，回到该循环处理步骤继续循环处理。如果循环次数超过一数量，则停止循环且发出失败通知。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，取得接触窗分布图案的该步骤包括取得元件接触窗图案，该元件接触窗图案包含预计形成的多个元件接触窗。另外，依照微影制程的尺寸修正资料，修正该多个接触窗的尺寸，得到该多个接触窗，构成该接触窗分布图案。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，分类该多种接触窗群包括使用布局设计准则，依照该多个接触窗尺寸将该多个接触窗分类为N种尺寸接触窗，N为整数。将该N种尺寸接触窗，再依照接触窗的第一延伸方向与第二延伸方向，将该N种尺寸接触窗在分类成2N种尺寸接触窗，其中该第一延伸方向垂直于该第二延伸方向。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，其还包括计算属于该2N种尺寸接触窗的每一种的接触窗数量。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，对该第一图案群与该第二图案群进行统计分析的该步骤包括计算接触窗相位拆解后的该第一图案群与该第二图案群分别的总接触窗数量。依照统计的标准偏差值，对该多个接触窗尺寸分别统计，得到该第一图案群与该第二图案群之间的比例。决定拆解成该第一图案群与该第二图案群后的整体的拆解效率，当该拆解效率在接近50-50％的合理范围内且该标准偏差值(3sigma)小于设定值时，输出该第一图案群与该第二图案群。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，其还包括提供输出的该第一图案群与该第二图案群当作第一罩幕图案及第二罩幕图案。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，进行接触窗相位拆解的该步骤，先进行该阵列型与该成对型的接触窗的拆解，其后才进行该独立型的接触窗的拆解。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，该阵列型是相邻设定距离内三个或更多个尺寸相同接触窗，以一维或是二维规则分布。该成对型是相邻设定距离内二个尺寸相同接触窗，以接触窗边界互为平行且有一重叠的分布。该独立型是不属于该阵列型或该成对型的接触窗。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，其中进行接触窗的设计规则检查的该步骤，对相同的该第一图案群或该第二图案群中，包括边对边检查以检查相邻二接触窗的接触窗长边之间的距离，以及点对点检查相邻接触窗二顶点之间的距离。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，其中识别出该阵列型与该成对型包括边对边检查，该边对边检查是根据相邻二接触窗的二接触窗长边之间的距离小于设定距离。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，该边对边检查含包括平行相邻二边界的重叠部分不小于设定值。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，其中该成对型的该多个接触窗区块是该第一图案群与该第二图案群交换拆解。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，该成对型的该多个接触窗区块是第一图案群与该第二图案群以弯折交叉拆解。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，该独立型该多个接触窗区块是独立接触窗。
在一实施例中，本发明还提供一种产生双图案光罩的处理方法。处理方法包括取得接触窗分布图案，该接触窗分布图案包含多个接触窗，该多个接触窗的尺寸以包含微影因素的修正。处理方法还包括将该多个接触窗依照多个接触窗尺寸以及延伸方向分类成多种接触窗群。对该多种接触窗群分别的每一种的该多个接触窗，识别出阵列型、成对型、或是独立型的多个接触窗区块。拆解该多个接触窗，成为第一图案群与第二图案群，其中该第一图案群与该第二图案群之间是交叉配置。该第一图案群的第一口数量与该第二图案群的第二接触窗数量在误差范围内是一致。分别检查该第一图案群与该第二图案群是否有相邻二接触窗之间的距离小于最小距离。在维持符合拆解该多个接触窗的条件下，如该相邻二接触窗之间的距离小于该最小距离，改变该相邻二接触窗其一的该第一图案群或该第二图案群的指定。输出该第一图案群或该第二图案群，以进行制造对应的第一光罩与第二光罩。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，其中该成对型的该多个接触窗区块是该第一图案群与该第二图案群交换拆解。
在一实施例中，对于所述产生双图案光罩的处理方法，该成对型的该多个接触窗区块是第一图案群与该第二图案群以弯折交叉拆解。
在一实施例中，本发明还提供一种记录媒体，由处理系统执行，该记录媒体包括所储存的处理程序，以执行所述产生双图案光罩的处理方法。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的一实施例，本发明所考虑在微影制程中光学绕射效应示意图。
图2是依照本发明的一实施例，一种双图案罩幕结构示意图。
图3是依照本发明的一实施例，使用双图案罩幕制造元件结构的制造流程示意图。
图4是依照本发明的一实施例，阵列型、成对型、及独立型的接触窗结构示意图。
图5是依照本发明的一实施例，单层光罩图案拆解成双光罩图案的机制示意图。
图6A到图6C是依照本发明的一实施例，相邻接触窗图案的型态示意图。
图7是依照本发明的一实施例，接触窗图案之间最小距离的机制示意图。
图8A与图8B是依照本发明的一实施例，接触窗图案边对边的检查机制示意图。
图9A到图9C是依照本发明的一实施例，成对型接触窗关系示意图。
图10A与图10B是依照本发明的一实施例，接触窗图案点对点的检查机制示意图。
图11是依照本发明的一实施例，产生双图案光罩的处理方法的流程示意图。
图12是依照本发明的一实施例，记录媒体用于处理系统执行产生双图案光罩的机制示意图。
附图标记说明：
10：基板；
12、14：介电层；
16、16’：光阻层；
18、18’：光罩；
50、52、50’、50”：接触窗；
60：光罩图案；
62、62A、62B：接触窗；
64：接处窗；
66、68：光罩；
100：成对型接触窗；
102：阵列型接触窗；
104：独立型接触窗；
200、202、202A、202B：接触窗；
S10、S12、S14、S16：步骤；
S50、S52、S54、S56、S58：步骤；
S60、S62、S64、S66、S68：步骤；
S70、S72、S74：步骤。
具体实施方式
图1是依照本发明的一实施例，本发明所考虑在微影制程中光学绕射效应示意图。参阅图1，微影制程所使用的光罩的接触窗，在考虑光学绕射效应，光罩的接触窗52会比实际依照设计所要形成的设计的接触窗50大，如此补偿光学绕射效应。光罩的接触窗52之间的距离是d。光罩的接触窗52在微影制程中，于光阻层最后会实际形成接触窗50’。然而，当距离d随元件尺寸缩小时，由于距离d小，其容易造成实际形成的接触窗50”之间相接触而连接。当利用光阻层的接触窗50”来进行蚀刻，其最后会导致元件的当连接，也使得产品制造失败。
为了避免接触窗之间的距离d过小的问题，其可以将对应设计所要形成的接触窗的光罩的接触窗50，拆解(decomposition)成两组光罩。图2是依照本发明的一实施例，一种双图案罩幕结构示意图。参阅图2，单层的光罩图案60，其对应接处窗64的位置，加上微影修正(CD bias correction)会得到在单层分布上所需要的多个接触窗62，这些接触窗62之间的距离可能相当接近，而容易造成至少例如图1所提到的缺陷。
本发明的策略是将这些接触窗62均匀拆解成两个光罩。也就是，将在单层分布的这些接触窗62拆解为接触窗62A与接触窗62B。根据接触窗62A与接触窗62B分别制造光罩66与光罩68。光罩66仅由接触窗62A所构成，因此接触窗62A之间的距离加大，降低相邻接触窗相互连接的可能性。同样的情形，光罩68仅由接触窗62B所构成，因此接触窗62B之间的距离加大。如果将光罩66与光罩68叠合，接触窗62A与接触窗62B可以还原所预定的接触窗62的分布。
利用拆解后的光罩66与光罩68来形成光阻层当作蚀刻罩幕，再通过蚀刻制程可将接触窗62形成在介电层上，供后续导电的接触窗材料填入。较直接的方式是利用光罩66与光罩68分别定义光阻层形成光阻图案，再使用光阻图案为蚀刻罩幕进行蚀刻，此方式是微影-微影-蚀刻(litho-litho-etch,LLE)的流程。
另外一种制造流程是微影-蚀刻-微影-蚀刻(litho-litho-etch,LELE)的流程。图3是依照本发明的一实施例，使用双图案罩幕制造元件结构的制造流程示意图。
参阅图3，由左到右所示的步骤S10、S12、S14、S16的顺序是微影-蚀刻-微影-蚀刻。于步骤S10，基板10上有介电层12与介电层14。光阻层16形成在介电层14上。光罩18上有一组接触窗，在微影制程中用来对光阻层16显影。于步骤S12，利用由光罩18在光阻层16形成的接触窗，对介电层14蚀刻而先形成对应的接触窗。于步骤S14，另一个光阻层16’通过另一个光罩18’形成另一组接触窗。于步骤S16，利用光阻层16’为蚀刻罩幕，在经过另一阶段的蚀刻，最后在介电层12与介电层14中形成所需要的接触窗。
前述利用量两个光罩的微影蚀刻制程仅是所举的实施例，但是本发明不限于两个光罩的后续应用。本发明提出如何规划两个光罩的接触窗分布，可以将原始单层的接触窗分布，系统性地均匀拆解成两个接触窗分布，用于制作两个次光罩。
图4是依照本发明的一实施例，阵列型、成对型、及独立型的接触窗结构示意图。参阅图4，本发明将原预计的多个接触窗，依照其配置位置分类成阵列型接触窗102、成对型接触窗100、独立型接触窗104。阵列型接触窗102是三个或是更多的相同尺寸接触窗，以一维或是二维所组成的族群(group)。成对型接触窗100是由两个相同尺寸接触窗平行配置。独立型接触窗104是单独存在的接触窗，于一实施例，也就是不是属于成对型接触窗100、阵列型接触窗102的接触窗。
图5是依照本发明的一实施例，单层光罩图案拆解成双光罩图案的机制示意图。参阅图5，在实际制造的半导体结构，所需要完成的接触窗的数量是相当大，因此接触窗之间很密集。一个接触窗对应光罩上的一个接触窗。依照本明一实施例，在单层分布的这些接触窗，会拆解成两个接触窗图案，其一接触窗图案是由有斜线的接触窗所组成，另一接触窗图案是由无斜线的接触窗所组成，如此可以对应制作两个次光罩。然而要适当系统性拆解成两个接触窗图案是需要对接触窗类型做分类，以利于针对接触窗类型分别拆解。
对于接触窗分布的分析，于一实施例，其需要考一些几何参数。图6A到图6C是依照本发明的一实施例，相邻接触窗图案的型态示意图。参阅图6A，其是角对角(vertex-to-vertex,V2V)的几何参数。对于两个相邻的接触窗200，其例如是属于原始单层分布的接触窗。接触窗200经过光学修正后得到光罩的接触窗202，如果接触窗202之间没有重叠的平行布份，其存在角对角的关系，此角对角的距离是角对角几何参数。
参阅图6B，当相邻两个接触窗200之间的边界(boundary)有相互重叠平行的部分，也就是相邻两个接触窗200是平行，但是可能平行方向的偏移，如此边对边(boundary-to-boundary,B2B)的几何参数就需要被考虑。参阅图6C，相邻两个接触窗200确实是平行的关系，除了边对边的几何参数，还可以有中心对中心(center-to-center,C2C)的几何参数。
图7是依照本发明的一实施例，接触窗图案之间最小距离的机制示意图。参阅图7，对于多个接触窗，其虽然可以拆解成接触窗202A与接触窗202B，但是对与接触窗202A与接触窗202B组合成单层的接触窗分布时，其需要考虑接触窗之间的间距a，其综合角对角与边对边的考虑。
于此，原始接触窗被拆解成两种接触窗的动作，就接触窗而言也可以称为相位拆解(phase decomposition)，其不同相位的接触窗，代表接触窗拆解后的不同接触窗图案。
图8A与图8B是依照本发明的一实施例，接触窗图案边对边的检查机制示意图。参阅图8A，对于拆解后同一个相位的接触窗图案，需要依照相位规则检查(phase rulecheck,PRC)的机制对接触窗检查是否有冲突之处。于一实施例，相邻二接触窗202A的边界检查，例如接触窗边界之间的间距b需要大于最小值。虽然接触窗已经相位拆解，在同一相位的接触窗中，相邻的二接触窗可能来自不同群组的拆解所留下的，因此即使拆解后同一个相位的接触窗图案，仍可能会存在紧密相邻的少数接触窗。其需要通过相位规则检查来进一步排除。参阅图8B，当多个接触窗平行配置时，与图8A相同的考虑，需要检查是否存在紧密相邻的接触窗。
图9A到图9C是依照本发明的一实施例，成对型接触窗关系示意图。参阅图9A，在同一个相位的接触窗图案中，相邻的二接触窗202a，在接触窗的延伸方向可能是平行且完整重叠，其重叠的长度C1，与接触窗的边相等。参阅图9B，相邻的二接触窗202A也可能是有偏移，因此平行重叠的部份的长度C2是比长度C1小。参阅图9B，相邻的二接触窗202a归类为平行，其重叠部分的长度不会小于设定的长度C3。
图10A与图10B是依照本发明的一实施例，接触窗图案点对点的检查机制示意图。参阅图10A，在同一个相位的接触窗图案中，接触窗202A可能是独立型，因此角对角的距离d也需要检查。参阅图10B，在以另一个相位的接触窗图案为例，拆解后的接触窗202B是一环绕的一组群，因此角对角的长度也需要检查。
在建立前述多种接触窗检查的机制后，本发明提出产生双图案光罩的处理方法。图11是依照本发明的一实施例，产生双图案光罩的处理方法的流程示意图。图12是依照本发明的一实施例，记录媒体用于处理系统执行产生双图案光罩的机制示意图。
参阅图11与图12，于一实施例，本发明的方法例如是处理程序，储存于记录媒体302，可以由处理系统300，例如是电脑系统，取得，而通过中央处理单元304来执行，如此系统性分析实际由设计决定的接触窗的配置，并且输出拆解后的两个接触窗图案，以利于光罩的制作。
参阅图11，以下描述产生双图案光罩的处理方法。于步骤S50，取得元件接触窗图案。元件接触窗图案包含预计形成的多个元件接触窗。于步骤S52，转换与修正接触窗图案成为接触窗分布图案。要形成设计所要的接触窗结构，其需要先制作相对的光罩。因此例如，其依照微影制程所需要的尺寸修正的资料，修正多个接触窗所需要的接触窗的尺寸，得到光罩所需要的多个接触窗，如此构成接触窗分布图案。
于步骤S54，接触窗依照大小以及延伸方向的种类计数接触窗数量。接触窗的尺寸，一般是条状的直角四边形，另外也可以包含正方形，因此依照接触窗的尺寸的变化，可以分成多种接触窗尺寸，其中也包含在X轴方向延伸与Y轴方向延伸的接触窗。依照接触窗分类后的多种种类，分别可以计数其接触窗数量。也就是，将所述的多个接触窗依照多个接触窗尺寸分类成多种接触窗群。
于步骤S56，其建立阵列型接触窗102、成对型接触窗100及独立型接触窗104的接触窗群。也就是，对所述多种接触窗群分别的每一种所包含的多个接触窗，分别依照阵列型接触窗102、成对型接触窗100、或是独立型接触窗104的特性而识别出多个接触窗区块。实际上阵列型接触窗102区块、成对型接触窗100区块及独立型接触窗104区块分别的数量会有多个，相互参插。
于步骤S58，其进行接触窗相位拆解。将接触窗依照几何尺寸，区分为阵列型接触窗102区块、成对型接触窗100区块及独立型接触窗104后，依照类型的分布，分别将属于相同区块的接触窗拆解成两种接触窗。以相位的方式来描述，其就是A相位接触窗与B相位接触窗。其相位拆解如图4与图5的方式，是弯折(zigzag)的交叉(stagger)配置方式将接触窗拆解。
于步骤S60，其进行接触窗相位冲突的检查。如图6A到图6C、图7、图8A到8B、图9A到9C及图10A到10B的检查机制，检查出拆解后的接触窗分布是否存在有冲突的接触窗。于步骤S62，其进行接触窗相位微调。当存在有冲突的接触窗时，可以进行接触窗相位的微调，例如切换接触窗的当前相位。于实际上，例如对于独立型接触窗，因为在相位拆解时，其相位A或是取相位B的条件相对的限制性较弱，如此容易与其它以拆解的接触窗产生冲突。因此通过相切换的微调，可以有小排除有冲突的接触窗。
于步骤S64，其进行接触窗统计分析。由于接触窗是依照接触窗的几何形状与大小进行个别的拆解。通过统计分析可以得知相位A与相位B的接触窗数量。接触窗数量会因为拆解策略的不同而有不同的接触窗数量值。相位A与相位B的接触窗数量在理想的状态是相等，也就是都是占有50％。不同接触窗尺寸类别，也会有不同的拆解结果。如上等等的各种因素，通过统计分析的方式可以的得到平均值与标准偏差(standard deviation)STD值。
于步骤S66，其要确认拆解是符合条件，即是A/B＝50％+/-0.2％；及STD<10％。相位A与相位B相比的误差，例如是0.2％，但不是唯一的限定。另外标准偏差STD值也是例如小10％，但不是唯一的限定。
如果步骤S66的检验是符合条件，则进入步骤S68，结束处理，以及输出拆解后的整体相位A与相位B的接触窗图案。如果步骤S66的检验是不符合条件，则步骤S70先检验是否多次接触窗相位修正后仍不能符合条件。如过多次拆解失败，则结束处理，其附带可以反馈给设计人员做改变。如过还在失败次数的上限内，则进入步骤S72，其可以较大幅度改变拆解策略而进行接触窗相位切换修正。其后再进入步骤S60开始循环的步骤。
参阅图12，于一实施例，本发明的所述方法可以用写成软件程序，其储存于记录媒体302。例如电脑系统300可以从记录媒体302取得软件程序，通过处理单元304处理上述方法。
综上所述，本发明提出产生双图案光罩的处理方法，可以将一个原始光罩的接触窗图案分布适当拆解成两个次光罩，其两个次光罩的接触窗数量大致上是相等，而相邻接触窗之间的距离可以加大。
本发明提出产生双图案光罩的处理方法，于一实施例，是处理程序，其储存于记录媒体由处理系统来执行。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。
