一種光學(xué)鄰近修正的焦平面選擇方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種光學(xué)鄰近修正的焦平面選擇方法，該方法在建立光學(xué)鄰近效應(yīng)模型過程中，在原本對(duì)焦平面不敏感的光罩圖形中加入焦平面敏感的檢測(cè)圖形，用于選擇最佳焦平面相關(guān)參數(shù)的取值，突破了用泊桑曲線選擇最佳焦平面的局限性。
【專利說明】一種光學(xué)鄰近修正的焦平面選擇方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制作技術(shù)，特別涉及一種光學(xué)鄰近修正的焦平面選擇方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路制造中，為了將電路圖形順利地轉(zhuǎn)移到晶片襯底上，必須先將該電路圖形設(shè)計(jì)成光罩上的光罩圖案，然后再將光罩圖案通過曝光顯影工藝轉(zhuǎn)移到該晶片襯底上，轉(zhuǎn)移晶片襯底上的圖形稱為光刻圖案。該晶片襯底包括，但不局限于，例如硅、硅鍺(SiGe)、絕緣體娃(SOI)以及其各種組合物等材料。隨著超大規(guī)模集成電路(Very LargeScale Integrated circuites, VLSI)的發(fā)展,導(dǎo)致了對(duì)減小電路圖形尺寸和增加布局密度的需求的增長(zhǎng)。當(dāng)關(guān)鍵尺寸(critical dimensions,⑶)接近或小于光刻工藝所用的光源波長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)使光刻圖案變形；還會(huì)因?yàn)槭艿洁徑膱D形影響等因素而導(dǎo)致圖形的扭曲和偏移，例如線端縮短(line-end shortening)、線端連結(jié)(line-end bridging)、線寬變異(line width variations)、線角圓化(line corner rounding)。這就更加需要使用分辨率增強(qiáng)技術(shù)(RET)以擴(kuò)展光刻工藝的能力。RET包括諸如光學(xué)鄰近修正(Optical ProximityCorrection, 0PC)、次分辨率輔助圖形增強(qiáng)光刻(SRAF)和相位移增強(qiáng)掩模光刻(PSM)等技術(shù)。其中，OPC技術(shù)更是在近來在半導(dǎo)體制造中興起的一種熱門工藝。OPC技術(shù)通過系統(tǒng)改變光罩圖案，補(bǔ)償上述圖形的扭曲和偏移，系統(tǒng)改變光罩圖案主要是指預(yù)先改變光罩圖案的形狀和尺寸，即在光罩圖案末端增加輔助圖形，使得晶片襯底上最終形成的光刻圖案達(dá)到電路圖形的設(shè)計(jì)要求。
[0003]OPC技術(shù)首先要求在最佳曝光能量和焦平面條件下收集每種電路圖形(例如一條線端或者一個(gè)孔洞)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也就是建立光學(xué)鄰近效應(yīng)模型。對(duì)每種電路圖形來說，最佳曝光能量和焦平面的選擇，則根據(jù)泊桑(Bossung)曲線確定。眾所周知，Bossung曲線是不同曝光能量下的一組曲線，每條Bossung曲線的獲取方法是:將待測(cè)的電路圖形單獨(dú)轉(zhuǎn)化為獨(dú)立的光罩圖形后，在相同的曝光能量下，改變焦平面(focus)相關(guān)參數(shù)，經(jīng)過曝光和顯影等步驟得到不同焦平面相關(guān)參數(shù)分別對(duì)應(yīng)的光刻圖案的特征尺寸(CD)，建立以上述焦平面相關(guān)參數(shù)作為橫坐標(biāo)，以所述焦平面相關(guān)參數(shù)對(duì)應(yīng)的特征尺寸作為縱坐標(biāo)的曲線。由于最佳的焦平面的選擇條件要求在焦平面相關(guān)參數(shù)變化時(shí)，特征尺寸的波動(dòng)最小，通常選取Bossung曲線的波峰或者波谷(此時(shí)δ [⑶]/δ [focus]微分?jǐn)?shù)值為零)的橫坐標(biāo)作為最佳焦平面取值點(diǎn)。最佳曝光能量的選擇方法是，在不同的曝光能量下的一組曲線中，從上述選定的最佳焦平面對(duì)應(yīng)的光刻圖案的特征尺寸中找出最接近目標(biāo)特征尺寸的曲線，該曲線的曝光能量值作為最佳曝光能量。
[0004]采用在上述最佳曝光能量和焦平面相關(guān)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)條件下建立的光學(xué)鄰近效應(yīng)模型，修正光罩圖案的設(shè)計(jì)布局，稱為基于模型的0PC，該方法只能保證光刻工藝在最佳條件時(shí)的準(zhǔn)確性?；谀Ｐ偷腛PC技術(shù)在實(shí)際光刻工藝流程中，其最佳條件(主要是最佳焦平面相關(guān)參數(shù))的準(zhǔn)確性還會(huì)受到以下三個(gè)方面的影響:第一，晶片(wafer)表面的高低變化，可以用探測(cè)的方法得到；第二，曝光步驟中，由于溫度，壓力以及其他外界因素，對(duì)用于聚焦曝光光束的透鏡的影響所導(dǎo)致的焦平面變化；第三，光刻工藝所用光阻膠的性質(zhì)以及厚度，
[0005]可見，為了保證OPC技術(shù)在光刻工藝流程中的準(zhǔn)確性，必須根據(jù)實(shí)際光刻工藝流程，調(diào)整建立OPC模型時(shí)選取的焦平面相關(guān)參數(shù)(最佳焦平面相關(guān)參數(shù))，將調(diào)整后的焦平面相關(guān)參數(shù)用于實(shí)際光刻工藝流程。根據(jù)Bossung曲線確定焦平面相關(guān)參數(shù)的問題在于，最佳焦平面的選取依賴Bossung曲線的波峰或者波谷的位置，也就是只有對(duì)焦平面變化敏感的圖形，才能以波峰或者波谷為參照點(diǎn)，找到調(diào)整后的焦平面相關(guān)參數(shù)；相對(duì)應(yīng)的，對(duì)焦平面變化不敏感的圖形的Bossung曲線中沒有波峰或波谷作為參照，則無法確定在光刻工藝條件改變后，對(duì)應(yīng)的焦平面相關(guān)參數(shù)取值，如圖1所示的曲線I。但當(dāng)光刻工藝條件有變化時(shí)，例如光刻機(jī)臺(tái)中相關(guān)的光刻工藝參數(shù)改變時(shí)，就無法給出較好的預(yù)測(cè)。關(guān)于光刻工藝的工作窗口，我們通常的說法是某單一圖形與預(yù)定目標(biāo)值的差異范圍在±10%以內(nèi)時(shí)，曝光能量和焦平面共同制約的變化范圍。對(duì)于整個(gè)芯片設(shè)計(jì)布局中光刻工藝的工作窗口，就要所述整個(gè)芯片設(shè)計(jì)布局中所有圖形都要滿足上述條件。基于模型的OPC就是要把光學(xué)和其他制作流程的影響都考慮進(jìn)來，修正設(shè)計(jì)布局使其中所有的關(guān)鍵尺寸都能夠滿足生產(chǎn)要求。既然傳統(tǒng)意義的光學(xué)鄰近效應(yīng)模型只有最佳工藝條件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)光刻的工藝條件發(fā)生變化時(shí)，上述光學(xué)鄰近效應(yīng)模型就不能做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，尤其對(duì)焦平面不敏感的電路圖形，無法確定最佳的焦平面相關(guān)參數(shù)取值，也就無法建立準(zhǔn)確的光學(xué)鄰近效應(yīng)模型?？梢姮F(xiàn)有技術(shù)中根據(jù)泊桑曲線選擇最佳焦平面的方法具有局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供一種光學(xué)鄰近修正的焦平面選擇方法，能夠提高對(duì)焦平面不敏感的電路圖形的光學(xué)鄰近效應(yīng)模型的準(zhǔn)確性。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種光學(xué)鄰近修正的焦平面選擇方法，該方法應(yīng)用于光學(xué)鄰近修正，在具有焦平面不敏感圖形的光罩圖形中加入焦平面敏感的檢測(cè)圖形；分別建立所述焦平面不敏感圖形對(duì)應(yīng)的第一泊桑曲線和所述焦平面敏感的檢測(cè)圖形對(duì)應(yīng)的第二泊桑曲線，所述第二泊桑曲線具有波峰或波谷；
[0008]根據(jù)所述第一泊桑曲線選取目標(biāo)特征尺寸對(duì)應(yīng)的第一焦平面相關(guān)參數(shù)，記錄所述第二泊桑曲線的波峰或波谷對(duì)應(yīng)的第二焦平面相關(guān)參數(shù)與所述第一焦平面相關(guān)參數(shù)之間的差值之后，該方法還包括:
[0009]建立所述焦平面敏感的檢測(cè)圖形對(duì)應(yīng)的第三泊桑曲線，所述第三泊桑曲線具有波峰或波谷；
[0010]根據(jù)所述第三泊桑曲線的波峰或波谷對(duì)應(yīng)的第三焦平面相關(guān)參數(shù)和所述相對(duì)差值計(jì)算焦平面不敏感圖形的焦平面相關(guān)參數(shù)。
[0011]所述焦平面敏感的檢測(cè)圖形是頂角小于等于30度的等腰三角形。
[0012]所述根據(jù)所述第一泊桑曲線選取目標(biāo)特征尺寸對(duì)應(yīng)的第一焦平面相關(guān)參數(shù)的是，當(dāng)所得光刻圖案的特征尺寸與目標(biāo)特征尺寸的差異范圍在±10%之內(nèi)時(shí)，選取對(duì)應(yīng)的第一焦平面相關(guān)參數(shù)的取值。
[0013]所述第二泊桑曲線的波峰或波谷對(duì)應(yīng)的第二焦平面相關(guān)參數(shù)與所述第一焦平面相關(guān)參數(shù)之間差值的計(jì)算方法是，用所述第二焦平面相關(guān)參數(shù)減去所述第一焦平面相關(guān)參數(shù)；
[0014]所述根據(jù)所述第三泊桑曲線的波峰或波谷對(duì)應(yīng)的第三焦平面相關(guān)參數(shù)和所述相對(duì)差值計(jì)算焦平面不敏感圖形的焦平面相關(guān)參數(shù)的方法是，將所述第三焦平面相關(guān)參數(shù)與所述差值相加所得的和作為焦平面不敏感圖形的焦平面相關(guān)參數(shù)。
[0015]從上述方案可以看出，本發(fā)明提供一種光學(xué)鄰近修正的焦平面選擇方法，在光罩圖形中加入焦平面敏感的檢測(cè)圖形后，首先建立OPC模型，然后根據(jù)焦平面不敏感圖形的第一泊桑曲線和焦平面敏感的檢測(cè)圖形的第二泊桑曲線的在焦平面相關(guān)參數(shù)方面的相對(duì)差值，調(diào)整得到光刻工藝流程中焦平面不敏感圖形時(shí)所需的焦平面相關(guān)參數(shù)，本發(fā)明提出的焦平面選擇方法，保證了在光刻工藝流程中OPC模型焦平面不敏感圖形的準(zhǔn)確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中泊桑曲線圖。
[0017]圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例一中以等腰三角形作為焦平面敏感的檢測(cè)圖形。
[0018]圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例一中泊桑曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明提供一種光學(xué)鄰近修正的焦平面選擇方法，該方法在建立光學(xué)鄰近效應(yīng)模型過程中，在原本具有對(duì)焦平面不敏感的光罩圖形中加入焦平面敏感的檢測(cè)圖形，用于選擇最佳焦平面相關(guān)參數(shù)的取值，該方法具體步驟如下。
[0021]首先，在建立光學(xué)鄰近修正的模型之前，在具有焦平面不敏感圖形的光罩圖形中加入焦平面敏感的檢測(cè)圖形；本實(shí)施例中，焦平面敏感的檢測(cè)圖形是等腰三角形，其頂角的角度小于等于30度，如圖2所示。
[0022]然后，如圖3所示分別建立焦平面不敏感圖形對(duì)應(yīng)的第一泊桑曲線和所述焦平面敏感的檢測(cè)圖形對(duì)應(yīng)的第二泊桑曲線，所述第二泊桑曲線具有波峰或波谷，其中，得到第一和第二泊桑曲線的步驟為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述，本發(fā)明中，焦平面不敏感圖形對(duì)應(yīng)的第一泊桑曲線比較平緩，沒有明顯的波峰和波谷，但是，焦平面敏感的檢測(cè)圖形也就是本實(shí)施例中的等腰三角形對(duì)應(yīng)的第二泊桑曲線具有明顯的波峰或者波谷，波峰或者波谷所在的頂點(diǎn)或底點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)作為第二焦平面相關(guān)參數(shù)，本實(shí)施例以波谷的底點(diǎn)A為例；同時(shí)，在第一泊桑曲線中選取與目標(biāo)特征尺寸對(duì)應(yīng)的第一焦平面相關(guān)參數(shù)，該第一焦平面相關(guān)參數(shù)對(duì)應(yīng)B點(diǎn)，這里選取與目標(biāo)特征尺寸對(duì)應(yīng)的第一焦平面相關(guān)參數(shù)是指，當(dāng)所得光刻圖案的特征尺寸與目標(biāo)特征尺寸的差異范圍在±10%之內(nèi)時(shí)，所對(duì)應(yīng)B點(diǎn)的焦平面相關(guān)參數(shù)的取值作為第一焦平面相關(guān)參數(shù)，具體方法為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。
[0023]接著，計(jì)算和記錄第二焦平面相關(guān)參數(shù)與第一焦平面相關(guān)參數(shù)之間的差值S，本實(shí)施例中，用第二焦平面相關(guān)參數(shù)減去第一焦平面相關(guān)參數(shù)所得的差作為兩者之間的差值。此后，后續(xù)建立OPC模型以及對(duì)光罩圖案進(jìn)行OPC的步驟為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。
[0024]當(dāng)采用實(shí)際光刻工藝，按照OPC后的光罩圖案，通過曝光和顯影等步驟，將圖案轉(zhuǎn)移到晶片表面涂覆的光刻膠步驟之前，由于實(shí)際光刻工藝與OPC模型建立時(shí)最佳條件的差異，如果仍然按照最佳條件時(shí)選取的第一焦平面相關(guān)參數(shù)進(jìn)行光刻，將會(huì)影響OPC的準(zhǔn)確性。因此，需要再次通過泊桑曲線，找到當(dāng)前光刻工藝條件下，隨焦平面相關(guān)參數(shù)變化，特征尺寸的波動(dòng)最小時(shí)對(duì)應(yīng)的焦平面相關(guān)參數(shù)。具體方法是在當(dāng)前工藝條件下，制作焦平面敏感的檢測(cè)圖形對(duì)應(yīng)的第三泊桑曲線，因?yàn)槭墙蛊矫婷舾械臋z測(cè)圖形，所以第三泊桑曲線必然也具有波峰或波谷。
[0025]最后，將第三泊桑曲線的波峰或波谷對(duì)應(yīng)的第三焦平面相關(guān)參數(shù)，本實(shí)施例中是A’點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第三焦平面相關(guān)參數(shù)，與建立OPC模型時(shí)記錄的第二焦平面相關(guān)參數(shù)與第一焦平面相關(guān)參數(shù)之間的差值兩者相加，計(jì)算得到兩者的和作為在當(dāng)前光刻工藝條件下，焦平面不敏感圖形的焦平面相關(guān)參數(shù)，也就是B’點(diǎn)對(duì)應(yīng)的焦平面相關(guān)參數(shù)。
[0026]需要注意的是，當(dāng)光刻工藝條件改變時(shí)，需要分別建立第三泊桑曲線，并計(jì)算得到當(dāng)前工藝條件下焦平面不敏感圖形對(duì)應(yīng)的焦平面相關(guān)參數(shù)。
[0027]上述實(shí)施例可見，本發(fā)明提供一種光學(xué)鄰近修正的焦平面選擇方法，在光罩圖形中加入焦平面敏感的檢測(cè)圖形后，首先建立OPC模型，然后根據(jù)焦平面不敏感圖形的第一泊桑曲線和焦平面敏感的檢測(cè)圖形的第二泊桑曲線的在焦平面相關(guān)參數(shù)方面的相對(duì)差值，調(diào)整得到不同光刻工藝條件下焦平面不敏感圖形所需的焦平面相關(guān)參數(shù)。本發(fā)明提出的焦平面選擇方法，利用焦平面不敏感圖形的第一泊桑曲線與焦平面敏感的檢測(cè)圖形的第二泊桑曲線之間在焦平面相對(duì)參數(shù)上的差值作為參考坐標(biāo)，計(jì)算在不同光刻工藝條件下對(duì)應(yīng)OPC模型的最佳焦平面相關(guān)參數(shù)，突破了焦平面不敏感圖形使用泊桑曲線選擇最佳焦平面的局限性，保證了在光刻工藝流程中OPC模型焦平面不敏感圖形的準(zhǔn)確性。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)鄰近修正的焦平面選擇方法，該方法應(yīng)用于光學(xué)鄰近修正，在具有焦平面不敏感圖形的光罩圖形中加入焦平面敏感的檢測(cè)圖形；分別建立所述焦平面不敏感圖形對(duì)應(yīng)的第一泊桑曲線和所述焦平面敏感的檢測(cè)圖形對(duì)應(yīng)的第二泊桑曲線，所述第二泊桑曲線具有波峰或波谷； 根據(jù)所述第一泊桑曲線選取目標(biāo)特征尺寸對(duì)應(yīng)的第一焦平面相關(guān)參數(shù)，記錄所述第二泊桑曲線的波峰或波谷對(duì)應(yīng)的第二焦平面相關(guān)參數(shù)與所述第一焦平面相關(guān)參數(shù)之間的差值之后，該方法還包括: 建立所述焦平面敏感的檢測(cè)圖形對(duì)應(yīng)的第三泊桑曲線，所述第三泊桑曲線具有波峰或波谷； 根據(jù)所述第三泊桑曲線的波峰或波谷對(duì)應(yīng)的第三焦平面相關(guān)參數(shù)和所述相對(duì)差值計(jì)算焦平面不敏感圖形的焦平面相關(guān)參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述焦平面敏感的檢測(cè)圖形是頂角小于等于30度的等腰三角形。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一泊桑曲線選取目標(biāo)特征尺寸對(duì)應(yīng)的第一焦平面相關(guān)參數(shù)的是，當(dāng)所得光刻圖案的特征尺寸與目標(biāo)特征尺寸的差異范圍在土 10%之內(nèi)時(shí)，選取對(duì)應(yīng)的第一焦平面相關(guān)參數(shù)的取值。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二泊桑曲線的波峰或波谷對(duì)應(yīng)的第二焦平面相關(guān)參數(shù)與所述第一焦平面相關(guān)參數(shù)之間差值的計(jì)算方法是，用所述第二焦平面相關(guān)參數(shù)減去所述第一焦平面相關(guān)參數(shù)； 所述根據(jù)所述第三泊桑曲線的波峰或波谷對(duì)應(yīng)的第三焦平面相關(guān)參數(shù)和所述相對(duì)差值計(jì)算焦平面不敏感圖形的焦平面相關(guān)參數(shù)的方法是，將所述第三焦平面相關(guān)參數(shù)與所述差值相加所得的和作為焦平面不敏感圖形的焦平面相關(guān)參數(shù)。
【文檔編號(hào)】G03F1/36GK103631083SQ201210297030
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月20日
【發(fā)明者】王輝, 劉慶煒 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司