光刻膠顯影模擬的方法

2023-06-28 16:11:56 2

專利名稱：光刻膠顯影模擬的方法
技術領域：
本發明涉及一種光刻膠顯影模擬的方法。
背景技術：
在半導體光刻工藝的開發和異常問題解決中，對光刻工藝進行模擬是一種縮短工藝周期，降低開發成本的常用方法。而對光刻工藝的模擬一般包含以下幾個方面光刻圖形的光學成像模擬，光酸擴散模擬，光刻膠烘烤圖形模擬和光刻膠顯影模擬，分別對應光刻工藝中曝光，後烘和顯影等幾個步驟。 現有技術中已經形成一套常規的光刻工藝模擬的方法，包括光刻圖形的光學成像模擬，光酸擴散模擬，光刻膠烘烤圖形模擬和光刻膠顯影模擬的方法。其中現有的光刻膠顯影模擬的方法為採用多參數擬合的chris mark equation。該方法通過一個多參數擬合來對實驗數據進行擬合，該多參數擬合的Chris mack equation具體為
DR(Dose) = MaxDR* (l_exp (_Dose/E0) )n+MinDR 其中MaxDR， MinDR， E0為待定的擬合參數，n為和光刻膠相關的待定的擬合參數，E0和n需要滿足EO = -Dose*log(l-(DR0/DDR) (1/n))
Gama = E0/Dose*n* ((DDR/DRO) (1/n)_l) 其中Gama為和光刻膠相關的待定的擬合參數，DDR， DD0為待定的擬合參數。
從上述可以看到在此方法中需要擬合的待定參數為MaxDR、MinDR、E0、n、Gama、DDR和DDO，且其中n和Gama為光刻膠相關的待定的擬合參數，且物理含義不明確，E0、n、Gama、DDR和DDO需聯立方程求解且結果不唯一，需要先對不同光刻膠根據經驗定出n和Gama才能擬合。整個方法比較繁瑣，而且牽涉到的擬合參數很多，算法複雜，擬合需要時間較多，且某些參數含義不明，很難理解；同時n和Gama的確定是基於大量數據歸納總結的經驗常數，對於一些新的材料確定起來有相當的難度。 故現有的光刻膠擬合方法通過數學模型進行參數擬合，模型中各參數沒有明確的物理含義，很難進行理解，無論對於光刻膠廠商還是光刻工藝模擬來說，其解釋並不能讓人滿意。同時作為一種商用軟體的基本算法，該方法已經被申請專利，在實際的應用開發中，受專利保護限制，很難自由進行開發使用。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種光刻膠顯影模擬的方法，其中使用相對簡單
的光刻膠顯影速率表徵方法。 為解決上述技術問題，本發明的光刻膠顯影模擬方法，採用光刻曝光能量、最大顯
影速率歸一化常數、顯影閾值能量、發散係數和最小顯影速率歸一化常數來表徵隨曝光能量變化的顯影速率。 本發明的光刻膠顯影模擬方法中，採用具有物理含義的參量來表徵，其中的一些參量可以通過實驗測量獲得，其準確度和擬合速度較現有的多個獨立參數的擬合方法有所
3我們理解顯影的物理機理有所幫助，對於顯影的微觀機理研究有啟發作用。


下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明
圖1為採用本發明的光刻膠顯影模擬的擬合結果和實驗數據對比圖。
具體實施例方式
本發明的光刻膠顯影模擬方法，是對光刻膠顯影模擬進行改進，對於後續的工藝
模擬軟體的自主開發，光學臨近效應修正算法的處理帶來的極大的方便。 本發明的光刻膠顯影模擬方法，採用具有物理含義的參量來表徵，其中的一些參
量可以通過實驗測量獲得，其準確度和擬合速度較現有的多個獨立參數的擬合方法有所提
高，同時對於我們理解顯影的物理機理有所幫助，對於顯影的微觀機理研究有啟發作用。 本發明的光刻膠顯影模擬方法，通過最大顯影速率歸一化常數，顯影閾值能量，發
散係數和最小顯影速率歸一化常數四個物理量來對光刻膠顯影速率進行表徵，關係式如
下 DR(Dose) = MaxDR*(1/(1/exp((Dose-EO)/BF)+1))+MinDR ; 其中DR(Dose)代表隨曝光能量變化的顯影速率，Dose代表曝光能量，MaxDR代表最大顯影速率歸一化常數，EO代表顯影閾值能量，BF代表發散係數，MinDR代表最小顯影速率歸一化常數。 在具體實施中，上式中用到的參數最大顯影速率歸一化常數MaxDR和最小顯影速率歸一化常數MinDR的初始值可以是實際測量得到的最大，最小顯影速率，EO的初始值可以是測量得到的可以使光刻膠產生曝光後溶解於顯影液的最低曝光能量，BF為0 1之間的任意猜測值。上式中參數確定的參數擬和方法可為最基本的數值擬和方法，比如最小二乘法。即從猜測值出發，設定各參數的變化區間，比如+/_50%，然後循環改變各參數的數值，計算DR和實驗數據的各點平方差之和，從中選出DR和實驗數據的各點平方差之和平均值最小的四參數的值。如果結果不滿足精度要求，可以調整參考值或改變個參數的變化區間，循環最終得到結果。最終得到的擬和後的四個參量值就是表徵該光刻膠特性的四個固定參量值，在以後的光刻工藝模擬中可以直接使用來表徵光刻顯影速率，用於光刻工藝模擬或光學臨近修正中。 同時這4個參數還可以用來表徵光刻膠的特性，比如MaxDR越大，顯影越快，MaxDR越小，顯影后不曝光的區域膜後損失越小(正膠)，EO越小，說明光刻膠所需要的曝光能量越低，所需的曝光時間越短，產量越高，BR越小則說明光刻膠對光越敏感，更適用於暗場圖形的曝光，越大則說明越不敏感，更適用於明場圖形的曝光。 上述的最小二乘法僅為數值擬合方法中的一種，本發明的光刻膠顯影速率表徵公式中各參數值的取得可以是其他數值擬和方法。最小二乘法的算法也只是實施的一個實例，不僅局限於此算法。 在實際操作中，可以測量各曝光能量下的光刻膠顯影速率得到實驗數據，然後根據測量得到的最大，最小顯影速率，顯影閾值能量作為初始猜測值，發散係數可以通過實驗數據進行預估計，然後進行數值擬合，得到最接近實際的四個參量值。當四個參量確定後，
4該光刻膠的顯影模型如上式所示。圖l為利用本模型描繪的曲線和通過實驗得到的數據的對比，可見本發明中的公式能較好得表徵顯影速率。 得到光刻膠的顯影模型後可以利用該光刻膠的顯影模型進行光刻工藝模擬和光刻膠的顯影特性表徵。還可以在OPC(光學臨近修正)中採用上述的光刻工藝模擬的結果，對不同圖形的實際矽片數據進行修正，得到對不同的設計圖形經過OPC以後的實際掩模板圖形。
權利要求
一種光刻膠顯影模擬的方法，其特徵在於所述光刻膠顯影模擬中採用光刻曝光能量、最大顯影速率歸一化常數、顯影閾值能量、發散係數和最小顯影速率歸一化常數來表徵隨曝光能量變化的顯影速率。
2. 如權利要求1所述的光刻膠顯影模擬的方法，其特徵在於在所述光刻膠顯影模擬 中採用如下公式表徵顯影速率DR(Dose) = MaxDR*(1/(1/exp((Dose-EO)/BF)+1))+MinDR ;其中DR(Dose)為隨曝光能量變化的顯影速率，Dose為光刻曝光能量，MaxDR為最大顯 影速率歸一化常數，E0為顯影閾值能量，BF為發散係數，MinDR為最小顯影速率歸一化常 數。
3. —種光刻工藝模擬的方法，所述光刻工藝模擬包括光刻圖形的光學成像模擬，光酸 擴散模擬，光刻膠烘烤圖形模擬和光刻膠顯影模擬，其特徵在於所述光刻膠顯影模擬中採 用權利要求1所述的模擬方法。
4. 一種光學臨近修正模型的建立方法，其特徵在於所述建立光學臨近模型過程中採 用了權利要求3所述的光刻工藝模擬方法。
全文摘要
本發明公開了一種光刻工藝模擬的方法，包括光刻圖形的光學成象模擬，光酸擴散模擬，光刻膠烘烤圖形模擬和光刻膠顯影模擬，其中光刻膠顯影模擬中採用光刻曝光能量、最大顯影速率歸一化常數、顯影閾值能量發散係數和MinDR代表最小顯影速率歸一化常數來表徵隨曝光能量變化的顯影速率。
文檔編號G03F1/14GK101738874SQ20081004398
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月24日 優先權日2008年11月24日
發明者王雷 申請人:上海華虹Nec電子有限公司