專利名稱：測量光罩布局修正所引起橋接的方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發明有關一種測量對光罩圖案修正所引起基極與接觸間橋接(bridge)的方法、結構與布局。
(2)背景技術由于圖案轉移程序往往不能百分之百地將光罩的圖案轉移至光阻，而且顯影過程與蝕刻程序等也總難免會有耗損，因此實際形成在底材的圖案往往與光罩的圖案不同，而有下列的缺失終端變圓(end rounding)、終端變短(end shorting)、角落變圓(corner rounding)，臨界尺寸偏差(critical dimension offset)以及橋接現像(bridging phenomena)。
因此，在實際的半導體制程中，為了克服上述的缺失，通常會在光罩布局(layout pattern)完成后，再對光罩布局進行修正，例如光學鄰近修正(opticalproximity correction，OPC)，然后才進行后續的圖案轉移程序等制程。而由于底材圖案通常會較光罩圖案短薄或變形，因此對光罩布局進行的修正通常是將光罩上實際所要的圖案加寬、加長或添加輔助圖案，藉以抵消光罩圖案與底材圖案間的差距，使得底材圖案與未作修正前光罩的實際所要圖案相同。而由于實際半導體制程中，光罩的圖案包含了千千萬萬的單元，因此對光罩布局進行的修正總是由電腦依照設定的規則與參數自動進行的。因此，僅管操作人員可以藉由修改預定規則與參數來調整對光罩布局所作的修正，但一旦所使用的規則與參數已決定，操作人員并無法逐一控制各個單元的修正。
顯然地，由于半導體元件的臨界尺寸持續地縮短以及半導體元件的密度持續地增加，相鄰圖案單元的修正相互接觸(一般稱之為橋接)的可能性也隨之增加。參見圖1A、圖1B、圖1C與圖1D所示的實際所需圖案10與修正圖案11，在此圖1B為修正圖案11未發生橋接的情形而圖1D則為修正圖案11發生橋接的情形。由于橋接現像是對實際所要圖案10作出修正圖案11時的副作用，因此橋接現像的出現往往無法在圖案轉移程序與蝕刻程序等被消除，會在底材圖案上產生不應該存在的橋接，例如基極圖案(用以形成基極)與相鄰的接觸圖案(用以形成連接至發射極/集電極的接觸)間的橋接或某一晶體管圖案的基極圖案與相鄰晶體管圖案的基極圖案的橋接，進而引發不正常的短路等缺失。
因此，如何確認對光罩布局進行的修正有無引起不正常的橋接，便成為修正光罩布局所不可或缺的一環。習知技術中，或由于各個晶體管間的距離較晶體管內基極與接觸間的距離大，或由于整個半導體元件的布局使得不同晶體管的基極明顯分開等因素，因此僅著重在測量基極與位于其兩側的接觸間的橋接，而其作法如圖2A、圖2B與圖2C所示。
首先，當要形成的晶體管的布局如圖2A所示那樣包含有基極21與位于基極21兩側在元件區20的數個接觸22時。為了測量這樣的晶體管能否形成適當的光罩圖案而不會發生橋接等缺失，先在光罩上形成類似圖2A的圖案而得到如圖2B所示的近似基極圖案23與數個近似接觸圖案24在修正元件區205，在此近似基極圖案23與數個近似接觸圖案24的配置(configuration)基本上類似于基極21與數個接觸22的配置，但尺寸大小與相對距離可以不同，然后先對圖2B所示的圖案進行修正(如光學鄰近修正)再將修正過的圖案轉移到底材25而形成基極23與數個接觸27，如圖2C所示，在此為強調如何檢測橋接，只畫出因距離太近而使得部份地方真的發生橋接的情形。最后再電性耦接各接觸27至一端點，然后施加電信號于基極并于此端點測量有無出現電信號。顯然地，若端點出現電信號即代表至少一個接觸27與基極23發生橋接，亦即對光罩布局的修正引發了橋接，而必須修改圖2B所示的近似基極圖案23與數個近似基極圖案24。當然，也可視為這樣的晶體管布局無法以現有的光罩布局圖案修正適當形成，而必須修改此晶體管的布局或甚至現有的光罩布局圖案。
當然，由于修正圖2B時不僅需要知道有無發生橋接，還需要知道基極21與接觸22相距多遠便不會發生橋接。因此如圖2D所示那樣，通常是在光罩上形成以導線圖案28連接多個相似(甚至大小形狀都相等的)模擬基極圖案29的圖案。在此每個模擬基極圖案29皆有多個模擬接觸圖案295位于其兩側，而且在此任一個模擬基極圖案29與其周圍模擬接觸圖案295的距離，皆與其它模擬基極圖案29與其周圍模擬接觸圖案295的距離不相同。因此藉由在光罩布局修正(如光學鄰近修正)與圖案轉移至底材25后，測量底材25上相應到各個模擬基極圖案29與其周圍模擬接觸圖案295的各個基極26與相對應接觸27間，何者出現橋接何者沒有出現橋接，便可以知道何組模擬基極圖案29與模擬接觸圖案295可以作為光罩上相應于基極21與接觸22的圖案。當然，若不只一組不會發生橋接，應以形成的基極21與接觸22與要形成晶體管的差距最小者為準。
無論如何，由于半導體元件密度的持續增加使得各個晶體管間的距離漸漸與晶體管內基極與接觸間的距離相近，以及一些半導體元件的布局方式的演變(如靜態隨機存取存儲器)使得不同晶體管的基極相互緊鄰，習知技術的只測量晶體管內基極與接觸間橋接的作法便無法適切地掌握所有可能會發生的橋接。舉例來說，如果所要形成的圖案是類似圖2A但基極21的長度較長，則可能在底材25上形成如圖2E所示的情形，雖然沒有橋接現像但基極26的終端在修正后呈現一般通稱為終堆帽蓋現像(endcap phenomena)的變寬或鐵錘狀(hammer heads)等變化。顯然地，如果兩個晶體管間的距離近到使得二個晶體管的基極圖案在光罩圖案修正時會互相影響，很可能如圖2F所示那樣，出現相鄰晶體管的基極間的橋接。當然，圖2F僅是一例，也可能是某個晶體管的基極與相鄰晶體管的某個接觸發生橋接，或是某個晶體管的某個接觸與相鄰晶體管的某個接觸發生橋接。
綜上所述，習知技術只能測量因修正光罩布局時所產生的同一個晶體管內基極與接觸(特別是基極)變形所引發的橋接，而不能有效測量其它原因所引發的橋接。因此有必要修改習知技術，藉以確切地掌握所有的橋接，進而確保光罩布局的正確性。
(3)發明內容本發明的目的是克服上述傳統測量光罩布局修正所發生的橋接的技術的各種缺點，提供一種可以測量可能發生的各種橋接的方法和裝置。
根據本發明一方面提供一種測量光罩布局修正所引起橋接的方法，該方法包括首先提供至少包含導線圖案、連接至導線圖案的多個基極圖案與多個接觸圖案組的光罩，其中任一接觸圖案組皆對應到一基極圖案且與此基極圖案相互分離，并皆至少包含多個接觸圖案且至少圍繞相對應基極未與導線圖案連接的一端；然后修正光罩布局并將修正過布局轉移至底材，而在底材上形成導線、多個基極與多個接觸組；接著電性耦接各接觸組至一終端，并施加電信號于導線而于終端測量有無出現因橋接而出現的電信號。
根據本發明另一方面提供一種具有可以測量光罩布局修正所引發基極圖案變形的布局的光罩，至少包含導線圖案、連接至導線圖案的多個基極圖案與多個接觸圖案組，其中任一接觸圖案組皆對應到一基極圖案且與此基極圖案相互分離，并皆至少包含多個接觸圖案且至少圍繞相對應基極未與導線圖案連接的一端。
根據本發明又一方面提供一種可以測量基極與接觸間橋接的裝置，至少包含位于底材上的基極，覆蓋底材與基極的介電質層，位于介電質層內并與底材接觸的多個接觸，這些接觸是相互分離并至少圍繞部份的基極，以以及位于介電質層上并電性耦接到這些接觸的導體層。
為進一步說明本發明的目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)
圖1A至圖1D為顯示實際所要圖案與修正圖案的關系，并分別顯示修正圖案出現橋接與未出現橋接的情形的示意圖；圖2A至圖2F為習知技術的概念、內容和優缺點的示意圖；圖3A至圖3D為本發明的一較佳實施例的基本示意圖；圖4為本發明另一較佳實施例的基本示意圖；以及圖5A與圖5B為本發明又一較佳實施例的基本示意圖。
(5)具體實施方式
由圖2D至圖2F可以看出，習知技術基本上只測量基極與位于其兩側的接觸之間是否有發生橋接，亦即基本上只考慮基極變寬所引起的問題，而完全沒有考慮到基極變長所引起的問題。進一步地，比較圖2C與圖2F，可以看出習知技術雖然有考慮到基極終端變寬所引起的某一個晶體管內基極與接觸間橋接，但習知技術完全沒有考慮基極終端變寬(與變長)所引起的不同晶體管間的橋接。換句話說，基極變長與基極終端變寬的問題，都不是習知計術所要處理與所能檢測的問題。
針對此問題，本發明的基本概念是將習知技術中模擬接觸圖案與模擬基極圖案間的關系，或近似接觸圖案與近似基極圖案間的關系，由模擬接觸圖案僅位于模擬基極圖案的兩側擴展到模擬接觸圖案圍繞基極圖案。在此為了能檢測模擬基極終端變長與變寬所可能引起的橋接，模擬接觸圖案最好圍繞模擬基極圖案的終端，而且最好至少有一個模擬接觸圖案是鄰近模擬基極圖案的終端或者是位于模擬基極圖案終端的延伸區域。
為了具體說明本發明的基本概念，本發明的一較佳實施例為一種可用以測量光罩布局修正所引發的基極圖案變形的光罩布局。如圖3A與圖3B所示，本實施例至少包含導線圖案31、多個基極圖案32以及由多個接觸圖案33所形成的多個接觸圖案組，其中任一個接觸圖案皆至少包含多個接觸圖案33。
如圖3A與圖3B所示，各個基極圖案32連接至導線圖案31并且這些基極圖案32是相互分離的。同時，這些接觸圖案組也是相互分離的并且任一接觸圖案組不與這些基極圖案32接觸。事實上，這些接觸圖案組與這些基極圖案32是一對一對應的，并且任一個接觸圖案組的多個接觸圖案也是相互分離的，而且任一個接觸圖案組的多個接圖案32皆至少圍繞相對應的基極圖案32不與導線圖案31接觸的一側。
顯然地，圖3A所示為僅要測量基極圖案31終端的變長或變寬的情形，而圖3B所示則為混合了圖3A與習知技術的僅測量基極圖案32兩側的兩種作法。圖3A明顯地強調了本實施例與習知技術的一大差別，而圖3B則是將本實施例應用到可以測量任何基極圖案變形所引起的橋接。
進一步地，為了確保能確實檢測到基極圖案32的變長或終端變寬，可以讓如圖3C所示般，任一接觸圖案組至少有鄰近相對應基極圖案32一端的至少一個接觸圖案33。甚至如圖3D所示，當任一接觸圖案組相對應的基極圖案32被此接觸圖案組所圍繞的一端是沿軸線34延伸時，至少一接觸圖案33是位于軸線34上但不與基極圖案32接觸。
當然，本實施例可以被應用來同時測量許多種不同的晶體管布局，亦即不同基極圖案32的輪廓可以完全不同，不同接觸圖案組也可以擁有各不相同的接觸圖案數量與分布。但如同圖2D與相關文字所提到的，為了確認基極圖案32與相應接觸圖案組間的距離多大即可避免接觸的發生，或說確認相鄰基極圖案32間相距多遠即可避免會接觸的發生，一般而言，任一基極圖案32皆與其它基極圖案32的輪廓相似(甚至相等)，而任一接觸圖案組的多個接觸圖案33的分布方式也與其它接觸圖案組的多個接觸圖案33的分布方式相似，只是任一基極圖案組的多個接觸圖案33與相對應的某一基極圖案32間的距離皆與其它基極圖案組的多個接觸圖案33與相對應的某一基極圖案間32的距離不相同。舉例來說，可以是任一接觸圖案組的鄰近相對應基極圖案32未與導線圖案31接觸一端的一接觸圖案33與基極圖案32間的距離是與任一其它接觸圖案組的鄰近相對應基極圖案32位于導線圖案31接觸一端的一接觸圖案33與基極圖案32間的距離不相同，也可以是任一接觸圖案組的位于相對應基極圖案32兩側的多個接觸圖案33與此基極圖案32間的距離是與任一其它接觸圖案組的位于相對應基極圖案32兩側這些接觸圖案33與基極圖案32間距離并不相同。
本發明的另一較佳實施例為前一較佳實施例的應用，提供一種測量光罩布局修正所引起的橋接的方法，如圖4所示，至少包含下列基本步驟。
如光罩布局方塊41所，提供具有一布局的光罩。此布局至少包含導線圖案、多個接觸圖案組以及多個分別連接至導線圖案的基極圖案，任一接觸圖案組皆對應到一基極圖案并與此基極圖案相互分離，任一接觸圖案組至少包含多個接觸圖案并至少圍繞相對應的一基極未與導線圖案相連接的一端。簡單地說，此光罩的布局圖案即為前一較佳實施例所提出的光罩布局。
一般而言，光罩布局至少符合下列限制之一第一、至少任一接觸圖案組中的這些接觸圖案是沿相對應的基極圖案的邊緣排列，并且至少一接觸圖案是位于基極圖案未與導線圖案接觸的一端；第二、不同接觸圖案組中這些接觸圖案與相對應的基極圖案的距離各不相同；第三、任一接觸圖案組的鄰近相對應基極圖案未與導線圖案接觸一端的一接觸圖案與基極圖案間距離是與任一其它這些接觸圖案組的鄰近相對應一基極圖案未與導線圖案接觸一端的一接觸圖案與基極圖案間距離不相同。
如圖案修正方塊42所示，修正布局。在此是以電腦等依照操作人員所設定的規則，如參數或演算法則，自動地修正布局。而常用的修正方法為光學鄰近修正法。
如轉移方塊43所示，將修正后的布局轉移至底材，而在底材上形成導線、多個基極與多個接觸組。
如耦接方塊44所示，電性耦接這些接觸組至一終端。一般而言，是先以介電質層覆蓋底材與這些基極，但讓這些接觸組未被介電質層覆蓋，然后形成一導體層在該介電質層上，藉以電性耦接這些接觸至該終端。
如測量方塊45所示，施加電信號于導線并測量有無電信號出現于此終端。
本發明的又一較佳實施例是一種可以測量基極與接觸間橋接的裝置。如圖5A與圖5B所示，至少包含基極51、介電質層52、多個接觸53與導體層。在此，為簡化圖示并未畫出導體層而且僅示完整結構的部份剖面圖。
基極51位于底材50上。介電質層52覆蓋底材50與基極51，但并未完全覆蓋任一個接觸53。這些接觸53是位于介電質層52內并與底材50接觸，這些接觸是相互分離并至少圍繞部份基極51。導體層位于介電質層52上并且電性耦接這些接觸53。
在此，這些接觸53通常是沿基極51的邊緣排列，并且可能至少有一接觸53位于基極51的一端，而且此接觸53往往是鄰近基極51的一端。進一步地，當基極51被這些接觸52所圍繞的一端是沿一軸線沿伸時，通長至少有一接觸53位于此軸線上但不與基極51接觸。
除此之外，基極51通常是電性偶接到一電源，而導體層則是連接到一檢測器。在此檢測器是用以檢測自基極51經由與基極51橋接的至少一接觸53流至導體層的信號，如電信號，藉以判斷基極51是否與這些接觸53發生橋接。
顯然地，將前面兩個實施例的光罩布局轉移至底材即可得到本實施例的裝置，此時本裝置中基極與各接觸的配置方式是取決于經修正過(如以光學鄰近修正法修正過)的光罩的布局。但本實施例并不限于此結構是如何形成的，而且本實施例可以應用來檢測任何基極變形引起的橋接，至于此橋接是由光罩布局修正所引起或是由曝光程序與蝕刻程序的錯誤所引起，并不是本實施例的重點。
當然，本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種可以測量基極與接觸間橋接的裝置，其特征在于，至少包含一基極，該基極位于一底材上；一介電質層，該介電質層覆蓋該底材與該基極；多個接觸，這些接觸是位于該介電質層內并與該底材接觸，這些接觸是相互分離并至少圍繞部份該基極以及一導體層，該導體層位于該介電質層上，并且該導體層電性耦接這些接觸。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該基極是電性偶接到一電源。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該導體層是電性耦接到一檢測器，該檢測器是用以檢測自該基極經由與該基極橋接的至少一該接觸流至該導體層的信號，藉以判斷該基極是否與這些接觸發生橋接。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，這些接觸是沿該基極的邊緣排列。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，至少一該接觸鄰近該基極的一端。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，當該基極被這些接觸圍繞的一端是沿一軸線沿伸時，至少一該接觸是位于該軸線上但不與該基極接觸。
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該基極與這些接觸的配置方式是取決于經光學鄰近修正法修正的一光罩的布局。
8.一種可用以測量光罩布局修正所引發的基極圖案變形的光罩布局，其特征在于，至少包含一導線圖案多個基極圖案，這些基極圖案是相互分離并且皆連接至該導線圖案；和多個接觸圖案組，這些接觸圖案組是相互分離并且任一該接觸圖案組不與這些基極圖案接觸，任一該接觸圖案組皆對應到一該基極圖案并至少包含多個接觸圖案，這些接觸圖案是相互分離并且至少圍繞相對應的一該基極圖案不與該導線圖案接觸的一側。
9.如權利要求8所述的布局，其特征在于，任一該基極圖案皆與其它基極圖案的輪廓相似。
10.如權利要求9所述的布局，其特征在于，任一該接觸圖案組的這些接觸圖案的分布方式皆與其它接觸圖案組的接觸圖案的分布方式相似。
11.如權利要求9所述的布局，其特征在于，任一該接觸圖案組的這些接觸圖案與相對應的某一該基極圖案間的距離皆與其它接觸圖案組的接觸圖案與相對應的某一該基極圖案間的距離不相同。
12.如權利要求8所述的布局，其特征在于，當任一該接觸圖案組相對應的一該基極圖案被該接觸圖案組所圍繞的一端是沿一軸線延伸時，至少一該接觸圖案是位于該軸線上但不與該基極圖案接觸。
13.如權利要求8所述的布局，其特征在于，任一該接觸圖案組皆至少有一該接觸圖案是鄰近相對應的一該基極圖案未與該導線圖案接觸的一端。
14.如權利要求13所述的布局，其特征在于，任一該接觸圖案組的鄰近相對應一該基極圖案未與該導線圖案接觸一端的一該接觸圖案與該基極圖案間的距離是與其它這些接觸圖案組的鄰近相對應一該基極圖案未與該導線圖案接觸一端的一該接觸圖案與該基極間的距離不相同。
15.一種測量光罩布局修正所引起的橋接的方法，其特征在于，至少包含提供一光罩，該光罩具有一布局，該布局至少包含一導線圖案；多個基極圖案，任一該基極圖案是連接至該導線圖案并與其它這些基極圖案相分離；和多個接觸圖案組，任一該接觸圖案組皆對應到一該基極圖案并與該基極圖案相互分離，任一該接觸圖案組至少包含多個接觸圖案并至少圍繞相對應的一該基極圖案的未與該導線圖案相連接的一端；修正該布局；將修正后的該布局轉移至一底材，而在該底材上形成一導線、多個基極與多個接觸組；電性耦接這些接觸組至一終端；以及施加一電信號于該導線并測量有無該電信號出現于該終端。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，先以一介電質層覆蓋該底材與這些基極但讓這些接觸組未被該介電質層覆蓋，然后形成一導體層在該介電質層上并與這些接觸組相接觸，藉以電性耦接這些接觸組至該終端。
17.如權利要求15所述的方法，其特征在于，是以一電腦依照至少由一操作人員所設定的規則而自動地執行一光學鄰近修正法以修正該布局。
18.如權利要求15的所述的方法，其特征在于，任一該接觸圖案組中的這些接觸圖案是沿相對應的一該基極圖案的邊緣排列，并且至少一該接觸圖案是位于該基極圖案未與該導線圖案接觸的一端。
19.如權利要求15所述的方法，其特征在于，不同接觸圖案組中這些接觸圖案與相對應的一該基極圖案的距離各不相同。
20.如權利要求15的所述的方法，其特征在于，任一該接觸圖案組的鄰近相對應一該基極圖案未與該導線圖案接觸一端的一該接觸圖案與該基極圖案間距離是與任一其它這些接觸圖案組的鄰近相對應一該基極圖案未與該導線圖案接觸一端的一該接觸圖案與該基極圖案間距離不相同。
全文摘要
一種測量光罩布局修正所引起橋接的方法，包括首先提供具有布局的光罩，此布局至少包含導線圖案、連接至導線圖案的多個基極圖案與多個接觸圖案組，其中任一接觸圖案組皆至少包含多個接觸圖案并且至少圍繞一相對應基極未與導線圖案連接的一端；然后修正布局，并將修正過布局轉移至底材，而在底材上形成導線、多個基極與多個接觸組；接著電性耦接這些接觸組至一終端，并施加電信號于導線以測量終端有無出現因橋接而出現的電信號。
文檔編號H01L23/544GK1395146SQ0214031
公開日2003年2月5日 申請日期2002年6月24日 優先權日2001年6月26日
發明者林政男 申請人:聯華電子股份有限公司