光學鄰近校正方法
2023-10-04 03:28:44 2
專利名稱：光學鄰近校正方法
技術領域：
本發明涉及光刻技術，尤其是光學鄰近校正方法。
背景技術：
光刻技術是半導體製作技術中至關重要的一項技術，其能夠實現將圖形從掩模版 中轉移到矽片表面，形成符合設計要求的半導體產品。在光刻工藝過程中，首先，通過曝光 步驟，光線通過掩模版中透光的區域照射至塗覆了光刻膠的矽片上，並與光刻膠發生光化 學反應；接著，通過顯影步驟，利用感光和未感光的光刻膠對顯影劑的溶解程度，形成光刻 圖案，實現掩模版圖案的轉移；然後，通過刻蝕步驟，基於光刻膠層所形成的圖案對矽片進 行刻蝕，將掩模版圖案進一步轉移至矽片上。光刻工藝的工藝精確度直接影響到半導體產品的良率，而光刻工藝步驟中的誤差 主要包括曝光顯影誤差(ADI)以及刻蝕誤差(ΑΕΙ)。隨著集成電路設計的高速發展，掩模版 圖的尺寸日益縮小，光學鄰近效應越來越明顯，即在曝光顯影步驟中，光線穿過掩模版中的 透光區域並在矽片表面的光刻膠上形成掩模版圖案時，所形成的光刻圖案相較於掩模版圖 會出現變形和偏差，也就是曝光顯影誤差。此外，根據光刻圖案對矽片進行刻蝕的過程，可 採用化學刻蝕，也可採用物理刻蝕，其中也存在著一定的誤差。為了保證產品尺寸的精確度，通常採用光學鄰近校正(OPC)方法，對光刻過程中 的誤差進行修正。其中，在基於模型的光學鄰近校正過程中，首先採用測試掩模版進行曝 光，測量實際曝光所獲得的曝光圖形的尺寸，並獲得測試數據；然後根據測試掩模版上的測 試圖形對光刻過程進行模擬，並測量模擬結果圖形的尺寸，獲得模擬數據；接著，通過對比 所述測試數據和模擬數據，建立光學鄰近校正模型。通過將該光學鄰近校正模型應用於待 光刻圖案的尺寸數據，能夠獲得與實際光刻相同的結果，從而可對光刻過程以及光刻過程 的誤差進行模擬和監控。因此建立能夠準確地符合實際曝光情況的光學鄰近校正模型至關 重要。目前的光學鄰近校正過程中，通常僅根據測試掩模版圖案密度獲得光學鄰近校 正模型，並且在應用過程中，通常將同一個光學鄰近校正模型應用於具有不同圖案密度的 掩模版。然而，正如國際光學工程學會(SPIE，Thehternational Society For Optical Engineering) 2007 的第 6153 期刊物上，一篇名為 「Global pattern density effects on Iow-K trench CDs for sub_65nm technologynodes」的文章所提及的，掩模版圖案密度影 響到光刻誤差，尤其是影響到刻蝕誤差。具體來說，掩模版圖案密度是指掩模版中遮光區域 所佔比率，隨著掩模版傳輸率的增加，刻蝕誤差將逐漸增大，例如，對於圖案密度為對.6% 與圖案密度為60%時的刻蝕誤差之間的差異達到8. 5nm。因此，僅根據固定的掩模版圖案 密度通過光學鄰近校正模型計算光刻誤差，將影響到光刻的精確度，並進一步降低產品良 率。
發明內容
本發明解決的技術問題是提供一種光學鄰近校正方法，避免由於應用光學鄰近校 正模型時採用固定的圖案密度，對光刻誤差所帶來的影響。為解決上述技術問題，本發明提供了一種光學鄰近校正方法，包括根據測試掩模 版中的至少兩個圖案密度，分別通過光學鄰近校正模型，計算對應的第一邊緣位置誤差和 第二邊緣位置誤差；根據邊緣位置誤差和圖案密度之間的線性關係，計算與所述實際掩模 版圖案密度相對應的實際邊緣位置誤差；判斷所述實際邊緣位置誤差是否超出標準範圍， 並對所述實際邊緣誤差超出標準範圍的圖案進行調整，直至其對應的實際邊緣位置誤差在 標準範圍內。與現有技術相比，本發明具有以下優點建立掩模版圖案密度與邊緣位置誤差之 間的線性關係，並根據實際掩模版圖案密度計算與其對應的邊緣位置誤差，從而將掩模版 圖案密度、邊緣位置誤差以及光學鄰近校正模型有機地結合起來，避免了由於掩模版圖案 密度所帶來的誤差，提高了產品良率。
圖1是本發明光學鄰近校正方法一種實施方式的流程示意圖；圖2是本發明光學鄰近校正方法一種具體實施方式
的流程示意圖；圖3是圖2所示步驟SlOO的一個具體實施例的流程示意圖；圖4是測試掩模版圖案一種實施方式的結構示意圖；圖5是圖2所示步驟S200的一個具體實施例的流程示意圖；圖6是本發明光學鄰近校正方法一個具體實施例的流程示意圖。
具體實施例方式發明人在長期的生產實踐中，總結出掩模版圖案密度與邊緣位置誤差之間存在線 性的關係，並且提出了本發明光刻方法，通過根據測試掩模版的掩模版圖案密度以及對應 的邊緣位置誤差獲得所述線性關係，以及依據所述線性關係計算與實際掩模版圖案密度對 應的邊緣位置誤差，從而在應用光學鄰近校正模型對邊緣位置誤差進行計算的過程中，將 掩模版圖案密度、邊緣位置誤差以及光學鄰近校正模型有機地結合起來，提高了產品良率。參考圖1，本發明光學鄰近校正方法的一種實施方式包括步驟Si，根據測試掩模版中的至少兩個圖案密度，分別通過光學鄰近校正模型，計 算對應的第一邊緣位置誤差和第二邊緣位置誤差；步驟S2，根據邊緣位置誤差和圖案密度之間的線性關係，以及計算與所述實際掩 模版圖案密度相對應的實際邊緣位置誤差；步驟S3，判斷所述實際邊緣位置誤差是否超出標準範圍，並對所述實際邊緣誤差 超出標準範圍的圖案進行調整，直至其對應的實際邊緣位置誤差在標準範圍內。下面結合附圖和具體實施例，對本發明具體實施方式
作進一步詳細說明。在一種實施方式中，參考圖2，本發明光學鄰近校正方法的一種具體實施方式
可包括步驟S100，通過光學鄰近校正模型，根據測試掩模版中的第一圖案密度計算第一 邊緣位置誤差，並根據測試掩模版中的第二圖案密度計算第二邊緣位置誤差；
步驟S200，根據實際掩模版圖案密度、所述第一邊緣位置誤差以及所述第二邊緣 位置誤差，獲得邊緣位置誤差和圖案密度之間的線性關係，並計算與所述實際掩模版圖案 密度相對應的實際邊緣位置誤差；步驟S300，判斷所述實際邊緣位置誤差是否超出標準範圍；當所述實際邊緣誤差 超出標準範圍時，進入步驟S400;當所述實際邊緣位置誤差未超過標準範圍時，進入步驟 S500 ；步驟S400，調整該掩模版圖案，並重複步驟S200至步驟S300 ；步驟S500，該掩模版圖案的校正完成，繼續對該掩模版中另一個待校正圖案執行 步驟S200至步驟S300，直至掩模版中所有圖案都完成校正。具體來說，參考圖3，步驟SlOO可包括步驟S11，根據測試掩模版圖案，獲得曝光圖案尺寸；步驟S12，分別根據測試掩模版中的第一圖案密度和第二圖案密度，通過光學鄰近 校正模型，計算對應的第一關鍵尺寸和第二關鍵尺寸；步驟S13，根據所述第一關鍵尺寸和所述第二關鍵尺寸，計算第一邊緣位置誤差和
第二邊緣位置誤差。在步驟Sll中，對測試掩模版進行曝光和顯影的工藝步驟，獲得與所述測試掩模 版對應的曝光圖案，並對所述曝光圖案的尺寸進行測量。本領域技術人員應當知道，所採用 的曝光和顯影的工藝步驟可採用現有任一種曝光和顯影的工藝方法，所述曝光和顯影的方 法不對本發明構思構成限制。在步驟S12中，通過光學鄰近校正模型和測試掩模版的圖案密度，計算對應的關 鍵尺寸，從物理意義上來說，對具有所述圖案密度的測試掩模版圖案進行曝光模擬，獲得對 應的仿真結果，包括獲得對應的關鍵尺寸。其中，通常，測試掩模版圖案可採用具有不同密度的圖案。在一種具體實施方式
中，參考圖4，所述測試掩模版圖案可包括具有不同空間周期的條狀圖案，其中，所述空間周 期是指每個條狀圖案的線寬以及該條狀圖案與相鄰條狀圖案之間的間距之和。在一種具體實施例中，光學鄰近校正模型具體可包括多個高斯核函數，通過多個 高斯核函數的卷積對各種曝光工藝參數的變化進行調整，從而模擬實際曝光過程，所述光 學工藝參數具體可包括掩模版圖案密度、光源波長、樹脂孔徑、相干係數和折射係數等。當獲得關鍵尺寸時，可通過步驟S13計算對應的邊緣位置誤差。具體來說，所述邊 緣位置誤差可為所述掩模版中各個密度的圖案所獲得的曝光圖案與仿真圖案之間的最小 距離。一般地，邊緣位置誤差可通過如下公式進行計算邊緣位置誤差=(設計尺寸-仿真 尺寸)/2。其中，可根據掩模版中具有各個密度的圖案，分別計算不同密度圖案所對應的尺 寸差，即對應的邊緣位置誤差。參考圖5，步驟S200可包括步驟S21，根據所述第一邊緣位置誤差以及所述第二邊緣位置誤差和對應的圖案 密度，獲得邊緣位置誤差和圖案密度之間線性的關係函數；步驟S22，根據步驟S21所獲得的線性關係函數以及實際掩模版圖案密度，計算對 應的實際邊緣位置誤差。在一種具體實施方式
中，所述第一邊緣位置誤差EPE_A對應於圖案密度PD_A，所述第二邊緣位置誤差EPE_B對應於圖案密度PD_B，通過步驟S21可獲得邊緣位置誤差和圖 案密度之間線性的關係函數，例如，可通過式(1)予以表示
權利要求
1.一種光學鄰近校正方法，包括根據測試掩模版中的至少兩個圖案密度，分別通過光學鄰近校正模型，計算對應的第 一邊緣位置誤差和第二邊緣位置誤差；根據邊緣位置誤差和圖案密度之間的線性關係，計算與所述實際掩模版圖案密度相對 應的實際邊緣位置誤差；判斷所述實際邊緣位置誤差是否超出標準範圍，並對所述實際邊緣誤差超出標準範圍 的圖案進行調整，直至其對應的實際邊緣位置誤差在標準範圍內。
2.如權利要求1所述的光學鄰近校正方法，其特徵在於，所述根據測試掩模版中的至 少兩個圖案密度，分別通過光學鄰近校正模型，計算對應的第一邊緣位置誤差和第二邊緣 位置誤差包括根據測試掩模版圖案，獲得曝光圖案尺寸；分別根據測試掩模版中的第一圖案密度和第二圖案密度，通過光學鄰近校正模型，計 算對應的第一關鍵尺寸和第二關鍵尺寸；根據所述第一關鍵尺寸和所述第二關鍵尺寸，計算對應的第一邊緣位置誤差和第二邊緣位置誤差。
3.如權利要求2所述的光學鄰近校正方法，其特徵在於，所述第一密度和所述第二密 度分別為最大密度和最小密度。
4.如權利要求1所述的光學鄰近校正方法，其特徵在於，所述根據邊緣位置誤差和圖 案密度之間的線性關係，計算與所述實際掩模版圖案密度相對應的實際邊緣位置誤差，包 括根據所述第一邊緣位置誤差以及所述第二邊緣位置誤差和對應的圖案密度，獲得邊緣 位置誤差和圖案密度之間線性的關係函數；根據所述線性關係函數以及實際掩模版圖案密度，計算對應的實際邊緣位置誤差。
5.如權利要求4所述的光學鄰近校正方法，其特徵在於，所述根據線性關係函數以及 實際掩模版圖案密度，計算對應的實際邊緣位置誤差，包括所述實際邊緣位置誤差和所述第二邊緣位置誤差或所述第一邊緣位置誤差差值，與所 述實際掩模版圖案密度和所述第二掩模版圖案密度或所述第一掩模版圖案密度差值的比 值，等同於所述第二邊緣位置誤差和所述第一邊緣位置誤差差值與所述第二掩模版圖案密 度和所述第一掩模版圖案密度差值的比值。
6.如權利要求1所述的光學鄰近校正方法，其特徵在於，當所述實際邊緣誤差超出標 準範圍時，調整對應的掩模版圖案，並根據邊緣位置誤差和圖案密度之間的線性關係，計算 與調整後的掩模版圖案相對應的實際邊緣位置誤差以及判斷是否超出標準範圍。
7.如權利要求6所述的光學鄰近校正方法，其特徵在於，所述調整對應的掩模版圖案， 包括移動所述掩模版圖案和/或調整所述掩模版圖案與相鄰圖案之間的間距。
全文摘要
一種光學鄰近校正方法，包括根據測試掩模版中的至少兩個圖案密度，分別通過光學鄰近校正模型，計算對應的第一邊緣位置誤差和第二邊緣位置誤差；根據邊緣位置誤差和圖案密度之間的線性關係，計算與所述實際掩模版圖案密度相對應的實際邊緣位置誤差；判斷所述實際邊緣位置誤差是否超出標準範圍，並對所述實際邊緣誤差超出標準範圍的圖案進行調整，直至其對應的實際邊緣位置誤差在標準範圍內。本發明將掩模版圖案密度、邊緣位置誤差以及光學鄰近校正模型有機地結合起來，避免了由於掩模版圖案密度所帶來的誤差，提高了產品良率。
文檔編號G03F1/36GK102096309SQ20091020119
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者樸世鎮 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司