專利名稱：一種掩膜圖案的修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工業(yè)中的光刻制程，尤其涉及對(duì)制備掩膜過程中的光學(xué)臨近修正(Optical Proximity Correction, 0PC)方法。
背景技術(shù)：
集成電路制造技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的工藝，每隔18到24個(gè)月就會(huì)更新?lián)Q代。表征集成電路制造技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)最小特征尺寸即關(guān)鍵尺寸(CriticalDimension),從最初的125um發(fā)展到現(xiàn)在的0.13um甚至更小，這使得每個(gè)芯片上幾百萬個(gè)元器件成為可能。光刻技術(shù)是集成電路制造工藝發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，也是其中最復(fù)雜的技術(shù)之一。相對(duì)于其他的單個(gè)制造技術(shù)來說，光刻對(duì)芯片性能的提高有著革命性的貢獻(xiàn)。在光刻工藝開始之前，集成電路的結(jié)構(gòu)會(huì)先通過特定的設(shè)備復(fù)制到一塊較大(相對(duì)于生產(chǎn)用的硅片來說)名為掩膜的石英玻璃片上，然后通過光刻設(shè)備產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的光(如波長(zhǎng)為248nm的紫外光)將掩膜上集成電路的結(jié)構(gòu)復(fù)制到生產(chǎn)芯片所用的硅片上。電路結(jié)構(gòu)在從掩膜復(fù)制到硅片過程中，會(huì)產(chǎn)生失真，尤其是到了 0.13um及以下制造工藝階段，如果不去改正這種失真的話會(huì)造成整個(gè)制造技術(shù)的失敗。所述失真的原因主要是光學(xué)臨近效應(yīng)(OpticalProximity Effect, ΟΡΕ),即由于投影曝光系統(tǒng)是一個(gè)部分相干光成像系統(tǒng),理想像的強(qiáng)度頻譜幅值沿各向有不同的分布，但由于衍射受限及成像系統(tǒng)的非線性濾波造成的嚴(yán)重能量損失，導(dǎo)致空間像發(fā)生園化和收縮的效應(yīng)。要改正這種失真，半導(dǎo)體業(yè)界的普遍做法是利用預(yù)先在掩膜上進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)償?shù)姆椒?，這種方法叫做光學(xué)臨近修正(OPC)方法。OPC的基本思想是:對(duì)集成電路設(shè)計(jì)的圖案進(jìn)行預(yù)先的修改，使得修改補(bǔ)償?shù)牧空媚軌蜓a(bǔ)償曝光系統(tǒng)造成的OPE效應(yīng)。因此，使用經(jīng)過OPC的圖案做成的掩膜，通過光刻以后，在晶片上就能得到最初想要的電路結(jié)構(gòu)。通過計(jì)算集成電路生產(chǎn)中光刻工藝產(chǎn)生的一些數(shù)據(jù)來進(jìn)行預(yù)先對(duì)掩膜上電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)償，從而達(dá)到在硅片上形成的電路結(jié)構(gòu)最小程度的失真，這提高了芯片生產(chǎn)過程中成品率，保證了集成電路的正常功能。然而隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片上所需集成的器件也越來越多和越來越復(fù)雜，使得OPC處理所需的數(shù)據(jù)呈指數(shù)增長(zhǎng)，OPC修正處理的時(shí)間也越來越長(zhǎng)，導(dǎo)致掩膜制造的周期成倍地增加，嚴(yán)重影響半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)效率。因此有必要對(duì)現(xiàn)有的OPC處理方法進(jìn)行優(yōu)化，縮短OPC處理的時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出了一種掩膜圖案的修正方法，該修正方法能夠簡(jiǎn)化光學(xué)臨近處理過程，提高光學(xué)臨近運(yùn)算速度，縮短制作掩膜板的周期。根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種掩膜圖案的修正方法，包括步驟:根據(jù)工藝規(guī)格確定光刻工藝參數(shù)；
根據(jù)所述光刻工藝參數(shù)確定光學(xué)臨近修正模型，建立光學(xué)臨近修正的運(yùn)算程序；提供一待光學(xué)臨近修正的掩膜圖案，根據(jù)光學(xué)臨近效應(yīng)的臨界點(diǎn)特性，尋找掩膜圖案中，各個(gè)線型圖形的線寬尺寸和間隔尺寸的臨界點(diǎn)尺寸；把大于臨界點(diǎn)尺寸下的線型圖形篩選出來，并進(jìn)行標(biāo)識(shí)處理，使整個(gè)掩膜圖案分為標(biāo)識(shí)圖形和非標(biāo)識(shí)圖形；對(duì)所述非標(biāo)識(shí)圖形運(yùn)行所述光學(xué)臨近修正的運(yùn)算程序，得到該些非標(biāo)識(shí)圖形的修正圖形；以所述標(biāo)識(shí)圖形和修正圖形為新的掩膜圖形，進(jìn)行掩膜板制造。優(yōu)選的，所述光刻工藝參數(shù)包括曝光光路的光學(xué)參數(shù)、光刻膠材料的材料參數(shù)以及刻蝕工藝的化學(xué)參數(shù)。優(yōu)選的，所述尋找臨界點(diǎn)尺寸包括步驟:利用一預(yù)先設(shè)計(jì)的參考圖形對(duì)硅片進(jìn)行曝光，在硅片上得到曝光圖形；尋找參考圖形中，各個(gè)線寬尺寸和間隔尺寸的線型圖形對(duì)應(yīng)在曝光圖形中的線寬尺寸和間隔尺寸；將參考圖形和曝光圖形中差異范圍小于3%的線型圖形的線寬尺寸和間隔尺寸定義為臨界點(diǎn)尺寸。優(yōu)選的，所述臨界點(diǎn)尺寸在0.13um的工藝規(guī)格中為:線寬大于200nm，間隔大于430nmo優(yōu)選的，所述標(biāo)識(shí)處理為利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)篩選出來的線型圖形給出屏蔽記號(hào)，使光學(xué)臨近修正的運(yùn)算程序在識(shí)別出屏蔽記號(hào)后自動(dòng)跳過對(duì)該些線型圖形的修成處理。本發(fā)明通過將大于光學(xué)臨近效應(yīng)臨界點(diǎn)的圖形篩選出來，對(duì)這部分圖形跳過修正處理的步驟，使得真正需要修正的區(qū)域大大減少。本發(fā)明的技術(shù)效果如下:第一:在保證掩膜圖形不被光學(xué)臨近效益影響的前提下，提高了 OPC的運(yùn)算速度；第二:更加有效的配置了 OPC資源；第三:縮短了光刻版圖的制作周期。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明的淹沒圖形修正方法的流程示意圖。圖2是不同線寬尺寸的圖形與相鄰圖形之間的間隔尺寸變化的曲線。圖3是經(jīng)過OPC處理和未經(jīng)OPC處理的曝光圖形比較圖。圖4運(yùn)用本發(fā)明的處理方法獲得的時(shí)間效果示意圖。
具體實(shí)施例方式在0.13um以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵層次比如TO (有源區(qū)層次)，GT (柵氧層次)，An (金屬連線層次)的⑶(關(guān)鍵尺寸)越來越小，⑶已經(jīng)接近甚至小于光刻工藝中所使用的光波波長(zhǎng)，因此光刻過程中，由于光的衍射和干涉現(xiàn)象，實(shí)際硅片上得到的光刻圖形與掩膜版圖形之間存在一定的變形和偏差，光刻中的這種誤差直接影響電路性能和生產(chǎn)成品率.為盡量消除這種誤差，一種有效的方法是光學(xué)鄰近效應(yīng)修正(OPC)方法。正如背景技術(shù)中所述，目前由于OPC修正處理時(shí)間過長(zhǎng)，客戶數(shù)據(jù)大小又是呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，使掩膜版的制造周期成倍地增加.因此有必要對(duì)現(xiàn)有的光學(xué)臨近修正方法進(jìn)行優(yōu)化，縮短處理時(shí)間，以提高半導(dǎo)體器件生產(chǎn)效率。本發(fā)明的思路是根據(jù)光學(xué)臨近效應(yīng)的臨界點(diǎn)特性對(duì)具有線型圖形的層次根據(jù)尺寸進(jìn)行預(yù)篩選，只對(duì)需要進(jìn)行OPC修正的圖形進(jìn)行修正，以提高OPC的運(yùn)算時(shí)間。在具有線型圖形的層次中，光學(xué)臨近效應(yīng)是跟線寬和各條線之間的間隔的尺寸相關(guān)，我們可以找到這樣一個(gè)臨界點(diǎn)，當(dāng)線寬和間隔尺寸大于這個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，光學(xué)臨近效應(yīng)大大降低，硅片上得到的光刻圖形與掩模板之間的差異可以忽略不計(jì)。將這些圖形以阻礙層(block layer)或者其它屏蔽標(biāo)記標(biāo)示出來。這樣,在進(jìn)行光學(xué)臨近修正程序時(shí),軟件根據(jù)屏蔽標(biāo)記跳過被標(biāo)示的圖形，只對(duì)其他未經(jīng)標(biāo)示的圖形進(jìn)行修正，大大減少了所需修正的圖形量，提高修正速率。下面將以具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的掩膜圖形修正方法進(jìn)行詳細(xì)說明。請(qǐng)參見圖1，圖1是本發(fā)明的淹沒圖形修正方法的流程示意圖。如圖所示，該修正方法包括步驟:Sll:根據(jù)工藝規(guī)格，確定光刻工藝參數(shù)。由于生產(chǎn)不同的半導(dǎo)體器件，所使用到的光刻工藝具有很大差別，即使在同一半導(dǎo)體器件在制作過程中，頁需要進(jìn)行多道光刻工藝，比如TO(有源區(qū)層次)，GT (柵氧層次)，An (金屬連線層次)等。在這些不同層次上進(jìn)行的光刻工藝，所使用到的工藝規(guī)格都不相同，因此先要根據(jù)所需要實(shí)現(xiàn)的器件功能確定半導(dǎo)體器件的工藝規(guī)格，并根據(jù)工藝要求，確定圖形的特征尺寸。在得到工藝規(guī)格之后，還需要確定光刻工藝的具體參數(shù)，所述光刻工藝具體參數(shù)包括曝光光路的光學(xué)參數(shù)、光刻膠的材料參數(shù)以及刻蝕工藝的化學(xué)參數(shù)。所述曝光光路的光學(xué)參數(shù)主要指光路的數(shù)值孔徑、縮放倍率以及曝光光源等具體參數(shù)。所述光刻膠的材料參數(shù)主要是指光刻膠材料的分辨率、曝光速率、光敏度等具體參數(shù)。所述刻蝕工藝的化學(xué)參數(shù)主要是指刻蝕劑的酸堿性以及化學(xué)性質(zhì)等具體參數(shù)。由于制作不同等級(jí)特征尺寸所采用到的光刻工藝不同，因此需要對(duì)光刻工藝參數(shù)有個(gè)明確的定位。這樣做的必要之處在于，在接下來確定光學(xué)臨近效應(yīng)的臨界點(diǎn)時(shí)，由于不同的光刻工藝參數(shù)所涉及的臨界點(diǎn)是不一樣的，比如在0.13um工藝和0.18um工藝中，臨界點(diǎn)就存在幾十至幾百納米的差別，因此需要針對(duì)不同的光刻工藝，確定不同的臨界點(diǎn)。S12:根據(jù)所述光刻工藝參數(shù)確定光學(xué)臨近修正模型，建立光學(xué)臨近修正的運(yùn)算程序。在確定完光刻工藝參數(shù)后，可以進(jìn)行OPC建模。建模的基本流程如下:首先是在標(biāo)片上放置預(yù)先設(shè)計(jì)的測(cè)試圖案，收集到一組真實(shí)光刻晶片的數(shù)據(jù)。然后使用同樣的測(cè)試圖案，利用OPC建模工具進(jìn)行模擬，如果摸以得到的圖案尺寸與相對(duì)應(yīng)的真實(shí)晶片數(shù)據(jù)能夠很好的符合，那么就可以認(rèn)為在這樣一個(gè)有限的樣品空間(sampling space)中，模擬得到的模型能夠很好的描述整個(gè)曝光系統(tǒng)和化學(xué)效應(yīng)，因此就能用來定量在預(yù)知情況下的OPE效應(yīng)，從而可以用來進(jìn)行0PC。在工廠端，由于廠家在多數(shù)情況下會(huì)對(duì)自家生產(chǎn)的產(chǎn)品工藝建有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，因此建模過程也可簡(jiǎn)化為調(diào)取數(shù)據(jù)的過程，只需輸入相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，就能調(diào)取到所需的OPC模型。在建完OPC模型后，還需要編寫OPC處理的程序，將適用的掩膜圖形進(jìn)行OPC處理。S13:提供一待光學(xué)臨近修正的掩膜圖案，根據(jù)光學(xué)臨近效應(yīng)的臨界點(diǎn)特性，尋找掩膜圖案中，各個(gè)線型圖形的線寬尺寸和間隔尺寸的臨界點(diǎn)尺寸。在0.13um以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵層次中，有一些層次是內(nèi)含線型圖形的層次，比如TO (有源區(qū)層次)，GT (柵氧層次)。An (金屬連線層次)，在這些層次中，光學(xué)臨近效應(yīng)是跟線寬和線與線之間的間隔距離的尺寸相關(guān)的，我們可以找到這樣一個(gè)臨界點(diǎn)，當(dāng)線寬/間隔尺寸大于這個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，光學(xué)臨近效應(yīng)大大降低，硅片上得到的光刻圖形與掩模板之間的差異可以忽略不計(jì)。對(duì)于這些圖形是不需要再做OPC處理的，因此可以將這些不需要做OPC處理的圖形以特殊的標(biāo)記符號(hào)標(biāo)識(shí)出來，這樣就可以在做OPC計(jì)算處理的時(shí)候避開對(duì)這些部分圖形的處理，從而節(jié)省整個(gè)OPC處理時(shí)間。具體的尋找臨界點(diǎn)尺寸的步驟包括:利用一預(yù)先設(shè)計(jì)的參考圖形對(duì)硅片進(jìn)行曝光，在硅片上得到曝光圖形；尋找參考圖形中，各個(gè)線寬尺寸和間隔尺寸的線型圖形對(duì)應(yīng)在曝光圖形中的線寬尺寸和間隔尺寸；將參考圖形和曝光圖形中差異范圍小于3%的線型圖形的線寬尺寸和間隔尺寸定義為臨界點(diǎn)尺寸。S14:把大于臨界點(diǎn)尺寸下的線型圖形篩選出來，并進(jìn)行標(biāo)識(shí)處理，使整個(gè)掩膜圖案分為標(biāo)識(shí)圖形和非標(biāo)識(shí)圖 形。所述標(biāo)識(shí)處理為利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)篩選出來的線型圖形給出屏蔽記號(hào)，使光學(xué)臨近修正的運(yùn)算程序在識(shí)別出屏蔽記號(hào)后自動(dòng)跳過對(duì)該些線型圖形的修成處理。以0.13um TO層次為例，我們分析不同線寬尺寸的圖形與相鄰圖形之間的間隔尺寸變化的曲線，如圖2所示。圖2中，橫坐標(biāo)表示間隔(space)尺寸，縱坐標(biāo)表示線寬(width)尺寸，對(duì)不同線寬圖形，以不同的曲線形狀加以區(qū)分。我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于width彡200nm的圖形，當(dāng)它與相鄰圖形的space > 430nm時(shí)，娃片上得到的曝光圖形與掩膜圖形的特征尺寸誤差小于3%時(shí)，此時(shí)我們認(rèn)為曝光圖形和掩膜圖形的特征尺寸就基本一致了。所以對(duì)于這部分圖形它的光學(xué)臨近效應(yīng)臨界點(diǎn)就是width彡200nm, space >430nm。基于此，我們可以以space > 430nm為臨界點(diǎn)，對(duì)width彡200的圖形進(jìn)行一次篩選，并通過計(jì)算機(jī)軟件以阻擋層(block layer)的形式將這部分圖形標(biāo)識(shí)出來，使光學(xué)臨近修正的運(yùn)算程序在識(shí)別出屏蔽記號(hào)后自動(dòng)跳過對(duì)該些線型圖形的修成處理，將其排除在OPC修正圖形之外。同時(shí)，我們可以按照?qǐng)D形的線寬進(jìn)行分組，然后找出各個(gè)組別的光學(xué)臨近效應(yīng)臨界點(diǎn)，這樣可以更有效地進(jìn)行圖形預(yù)篩選。對(duì)此可以進(jìn)行OPC驗(yàn)證，如圖3所示，我們以0.13um Al層次為例，圖3A為做完OPC處理的曝光圖形，圖3B為不做OPC處理的曝光圖形，圖3A的特征尺寸A = 0.4010，圖3B的特征尺寸B = 0.4040，兩者的特征尺寸誤差只有0.7%，因此當(dāng)線寬/間隔足夠大時(shí)，做與不做OPC兩者特征尺寸差可以忽略。所以這種基于光學(xué)臨近效應(yīng)臨界點(diǎn)的篩選是安全的。這種方法可以大幅提升OPC運(yùn)算速度，比如說一個(gè)大小為IGB的database，我們可以通過這樣的方式篩選出不需要做OPC修正的圖形數(shù)據(jù)量為0.3GB，約為總數(shù)據(jù)量的1/3，也就是說通過這種方式我們可以節(jié)省1/3的OPC處理的時(shí)間，如果之前一個(gè)database處理時(shí)間為3小時(shí)，那么通過這種預(yù)篩選的方法，只需要2小時(shí)(如圖4所示)，節(jié)省了大量的時(shí)間，提高了 OPC的運(yùn)行效率，而且由于這種預(yù)篩選的條件設(shè)置明確，所以是非常安全的，不必?fù)?dān)心OPE效應(yīng)的影響。S15:對(duì)所述非標(biāo)識(shí)圖形運(yùn)行所述光學(xué)臨近修正的運(yùn)算程序，得到該些非標(biāo)識(shí)圖形的修正圖形。S16:最后以所述標(biāo)識(shí)圖形和修正圖形為新的掩膜圖形，進(jìn)行掩膜板制造。綜上所述，本發(fā)明提出的一種掩膜圖形修正方法，通過將大于光學(xué)臨近效應(yīng)臨界點(diǎn)的圖形篩選出來，對(duì)這部分圖形跳過修正處理的步驟，使得真正需要修正的區(qū)域大大減少。本發(fā)明的技術(shù)效果如下:第一:在保證掩膜圖形不被光學(xué)臨近效益影響的前提下，提高了 OPC的運(yùn)算速度；第二:更加有效的配置了 OPC資源；第三:縮短了光刻版圖的制作周期。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種掩膜圖案的修正方法，其特征在于，所述修正方法包括步驟: 根據(jù)工藝規(guī)格確定光刻工藝參數(shù)； 根據(jù)所述光刻工藝參數(shù)確定光學(xué)臨近修正模型，建立光學(xué)臨近修正的運(yùn)算程序；提供一待光學(xué)臨近修正的掩膜圖案，根據(jù)光學(xué)臨近效應(yīng)的臨界點(diǎn)特性，尋找掩膜圖案中，各個(gè)線型圖形的線寬尺寸和間隔尺寸的臨界點(diǎn)尺寸； 把大于臨界點(diǎn)尺寸下的線型圖形篩選出來，并進(jìn)行標(biāo)識(shí)處理，使整個(gè)掩膜圖案分為標(biāo)識(shí)圖形和非標(biāo)識(shí)圖形； 對(duì)所述非標(biāo)識(shí)圖形運(yùn)行所述光學(xué)臨近修正的運(yùn)算程序，得到該些非標(biāo)識(shí)圖形的修正圖形； 以所述標(biāo)識(shí)圖形和修正圖形為新的掩膜圖形，進(jìn)行掩膜板制造。
2.如權(quán)利要求1所述的掩模圖案修正方法，其特征在于:所述光刻工藝參數(shù)包括曝光光路的光學(xué)參數(shù)、光刻膠材料的材料參數(shù)以及刻蝕工藝的化學(xué)參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的掩模圖案修正方法，其特征在于:所述尋找臨界點(diǎn)尺寸包括步驟: 利用一預(yù)先設(shè)計(jì)的參考圖形對(duì)硅片進(jìn)行曝光，在硅片上得到曝光圖形； 尋找參考圖形中，各個(gè)線寬尺寸和間隔尺寸的線型圖形對(duì)應(yīng)在曝光圖形中的線寬尺寸和間隔尺寸； 將參考圖形和曝光圖形中差異范圍小于3%的線型圖形的線寬尺寸和間隔尺寸定義為臨界點(diǎn)尺寸。
4.如權(quán)利要求3所述的掩模圖案修正方法，其特征在于:所述臨界點(diǎn)尺寸在0.13um的工藝規(guī)格中為:線寬大于200nm，間隔大于430nm。
5.如權(quán)利要求1所述的掩模圖案修正方法，其特征在于:所述標(biāo)識(shí)處理為利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)篩選出來的線型圖形給出屏蔽記號(hào)，使光學(xué)臨近修正的運(yùn)算程序在識(shí)別出屏蔽記號(hào)后自動(dòng)跳過對(duì)該些線型圖形的修成處理。
全文摘要
本發(fā)明是一種掩膜圖案的修正方法，通過將大于光學(xué)臨近效應(yīng)臨界點(diǎn)的圖形篩選出來，對(duì)這部分圖形跳過修正處理的步驟，使得真正需要修正的區(qū)域大大減少。從而在保證掩膜圖形不被光學(xué)臨近效益影響的前提下，提高了OPC的運(yùn)算速度，并更加有效的配置了OPC資源和縮短了光刻版圖的制作周期。
文檔編號(hào)G03F1/36GK103163727SQ20111041204
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者萬金垠, 王謹(jǐn)恒, 張雷, 陳潔 申請(qǐng)人:無錫華潤(rùn)上華科技有限公司