第二章 文獻回顧
2.4 光學鄰近效應
光學鄰近效應其作用主要是影響圖案線寬設計偏離，受鄰近線路圖案 密度、尺寸而有不同程度之影響。
2.4.1 光學鄰近效應成因與現象
A.成因：
1. 由於圖罩上「鄰近」圖案密度與尺寸不同，導致繞射、干涉、多重反射
等之差異，雖照射時施予劑量(Applied Dose)相同，但阻劑之獲得劑量 (Received Dose)卻不相同，顯影後阻劑線寬失真。
2. 光束通過圖罩上圖案，繞射、干涉導致圖案邊緣光強形成降級作用，造 成邊緣模糊。
3. 主因為光束通過圖罩後之空間影像失真，其他次因如照後烤擴散、顯影 液（濃度、溫度、流率）、阻劑顯影時表面遲滯效應(Surface Inhibition Effect) 等，皆有程度不一之影響，與主因不易區分。
最主要成因為 1，圖罩上「鄰近」線路圖案之密度與尺寸不同，故名「鄰 近」效應。
B. 現象
積體電路線路設計的圖案中，主要包含密集線/隙、孤立線、孤立隙、
接觸孔、轉角圖案（Corner Pattern）與 T-型圖案（T-Type Pattern）等。由鄰 近效應所產生圖案失真現象可分類如下：
1. 線端變圓（Line-End Rounding）
2. 線端變短（Line-End Shorting）
3. 轉角變圓（Corner Rounding）
4. 關鍵尺寸偏差（Critical Dimension Offset）
5. 線間架橋（Line Bridging）
2.4.2 光學鄰近效應之型態
光學鄰近效應依形成的型態可區分為二種：
1. 獨立鄰近效應（Independent Proximity）
2. 交互鄰近效應（Interactive Proximity）
2.4.3 光學鄰近效應修正之方法
OPC 千變萬化，已非人力可達成，必須以龐大電腦編程自動修正。原 始圖罩圖案，經OPC 套裝軟體解讀後，根據微影波長、明或暗場圖罩，晶 圓上正或負型阻劑、線幅大小、線末端、線邊、接觸孔等因子自動產生修 正圖案，檔案再輸入電子束微影機台電腦，操控電子束照射，製作修正圖 罩。圖罩圖案經光學微影轉移至晶圓阻劑，必要時，量測阻劑輪廓之偏差，
將此偏差回饋OPC 軟體，再進行圖罩圖案人工精修，再測試，直至滿意為 止。常見OPC 套裝軟體有 Maskrigger (MaskTools 公司)、OPRX (Trans Vector 公司)、Proxima (Precism 公司)、Optissimo 等，定價通常達新台幣千萬以上。
目前發展研究的光學鄰近效應修正之方法以圖罩圖案設計改變為主，主要 有以下數種方法，圖2.7：
（1）特徵偏差（Feature Biasing）
1. 延伸法（Extended）
2. 飾線法（Serifs）
3. 侵入法（Aggression）
4. 帽冠法（Hat）
5. 偏差法（Bias）
6. 直角凹凸（Jog）
（2）特徵輔助（Feature Assisting）
1. 散條法（Scattered Bar）
2. 內輔助線（Internal Assisted Line）
3. 外輔助線（External Assisted Line）
4. 飾線加輔助線（Serifs with Assisted Line）
（3）輔助圖案法（Assisted Pattern）
1. 透射率控制圖罩法（Transmittance Controlled Mask, TCM）
2. 極小虛圖達成真實性加強法（Fidelity Enhancement with Extremely Small Dummy, FEED）
2.4.4 利用特徵輔助改善禁止間距
[33]散條法修正孤立線與密集線，其主要原理為孤立線兩旁加散條[34]，如 圖 2.8(a)，亦可修正孤立線與密集線之差異。如圖 2.8(b)，顯示孤立線＋散 條修正（編號4）空間影像之光強、斜率、形狀與密集線（編號 1）甚為接 近，相對於偏差法，此為較佳之修正方法。
優缺點有：
1. 優點為可有效降低光學鄰近效應至幾乎為零，可有效修正孤立線線寬；
相對於圖案偏差法之修正，孤立線和密集線隙之空間影像較互相吻合，可 增大孤立線與密集線重疊之製程視窗。
2. 缺點為圖案設計較複雜，相對大幅增加圖罩之圖檔電腦資料；電子束製 作圖罩及圖罩檢修皆較困難。
以散條修正間距不同孤立線 參看圖 2.8(c)，可知：
1. 當孤立線之間的距離足夠時，可加入兩條寬標準散條(Broad Standard Scattering Bar, BSSB)(即本論文之全條遮光)作修正。
2. 若孤立線彼此之距離變小，不適合加入兩條 BSSB，可加入兩條窄標準 散條(Narrow Standard Scattering Bar, NSSB)作修正。
條(Dashed Scattering Bar, DSB)作修正。
4. 若孤立線彼此之距離更小，不適合加入兩條 DSB，可加入單一 BSSB 作 修正。
5. 此孤立線彼此之距離更小，不適合加入單一 BSSB，可加入單一 NSSB 作修正。
6. 此孤立線彼此之距離更小，不適合加入單一 NSSB，可加入單一 DSB 作 修正。
全條遮光修正可增大製程視窗重疊區，增大製程寬容度。圖2.9。
而全條遮光尺寸很大時容易成像，尺寸要求小，製程又不易做到，針 對此一缺點。以下幾篇文獻討論全條遮光之改善方法：
方法一：全條減光
在間距增加時，會有禁止間距的問題。為了降低背景光的影響，加入 全條遮光是常用的辦法，但是全條遮光在尺寸大時容易成像，尺寸小時製 程上又不易做到。在西元1996 年，由 S. Ishida 等人[7]提出，利用改變透射 率且控制相位，能夠做出比全條減光寬度更大的“全條減光”，如圖 2.10，其 寬度可比全條遮光更大，製程上較容易，但會有相位的影響，相位差和光 程差成正比(重要公式 11)，所以，須限制其相位差不可過大，並根據 B. W.
Smith[35-37]等人探討數種適用 248 nm 與 193 nm 的嵌附層材質，並計算嵌 附層引起的相移角度(忽略界面對角度之影響)，如下：
π λθ
) 1 n ( 2 d m
= −
m：奇數的整數倍 λ：真空中照射波長
θ：嵌附層產生的相移角度
n：相移層在照射波長下的折射率
d：嵌附層厚度
一般理想情況：m = 1，則上式可簡化為