一種提高光學(xué)鄰近效應(yīng)修正模型精度的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種提高光學(xué)鄰近效應(yīng)修正模型精度的方法，包括：在晶圓上進行采樣，得到一組量測數(shù)據(jù)值；對量測數(shù)據(jù)值進行處理，過濾掉不可信的采樣點的量測數(shù)據(jù)；基于處理過的量測數(shù)據(jù)值建立初始OPC模型，計算每個采樣點的模型數(shù)據(jù)值的原始?xì)堄嗾`差；利用原始?xì)堄嗾`差的平方值或立方值得到修正后的殘余誤差均方根；利用修正后的殘余誤差均方根引導(dǎo)算法進行光學(xué)系統(tǒng)的模擬，從而得到修正后的OPC模型。本發(fā)明的方法，利用修正后的殘余誤差均方根來引導(dǎo)算法對光學(xué)系統(tǒng)做出有效的模擬，在模擬過程中有效地減小了模型整體的殘余誤差，從而提高了修正后的OPC模型的精度，并進一步提高了光刻工藝的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種提高光學(xué)鄰近效應(yīng)修正模型精度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種提高光學(xué)鄰近修正模型精度的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著集成電路的持續(xù)發(fā)展，制造技術(shù)不斷向更小的尺寸發(fā)展，光刻制程已成為限制集成電路向更小特征尺寸發(fā)展的主要瓶頸。在深亞微米級的半導(dǎo)體制造工藝中，關(guān)鍵圖形尺寸已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光源的波長，這樣會引發(fā)光的衍射效應(yīng)，從而導(dǎo)致光罩投影至硅片上的圖形會發(fā)生很大的變化，如線寬的變化、轉(zhuǎn)角的圓化、線長的縮短等各種光學(xué)臨近效應(yīng)。
[0003]為了補償這些效應(yīng)產(chǎn)生的誤差，我們會直接修改設(shè)計出來的圖形，然后再進行光刻版的制版工作，例如將線尾修改成錘頭(hammer head)之類的圖形等。這個修正的迭代過程就叫光刻鄰近效應(yīng)修正，即所謂的OPC (Optical Proximity Correction)。一般來說
0.18微米以下的光刻制程需要輔以O(shè)PC才可以得到較好的光刻質(zhì)量。
[0004]在OPC過程中，模型的建立至關(guān)重要，掩膜(mask)的修正都是基于模型的仿真并通過大量迭代來實現(xiàn)。OPC模型依據(jù)光學(xué)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)、晶圓上光阻和膜層信息參數(shù)、光刻版透射率參數(shù)等信息來模擬經(jīng)光刻版上設(shè)計的圖案投影后在晶圓上形成的圖案。采用OPC模型模擬出的投影后圖案與實際將光刻版上圖案曝在晶圓上形成的圖案是存在誤差的，該誤差稱為模型殘余誤差(model residual error, MRE)。誤差的存在限制了 OPC模型的精度。
[0005]在晶圓上圖案的特征尺寸(CD)量測可信的前提下，通常希望將模型的殘余誤差盡量減小，從而提升模型精度。
[0006]現(xiàn)有的方法中，建立OPC模型的方法包括:
[0007]步驟LOl:在晶圓上進行采樣，得到一組量測數(shù)據(jù)值；
[0008]步驟L02:對上述量測數(shù)據(jù)值進行處理，過濾掉不可信的采樣點的量測數(shù)據(jù)；這里，不可信的采樣點可以但不限于包括:不同次量測過程中的量測數(shù)據(jù)波動較大的采樣點、量測數(shù)據(jù)明顯小于設(shè)計規(guī)則尺寸的采樣點、趨勢與同類數(shù)據(jù)明顯偏離的采樣點，等等。
[0009]步驟L03:基于上述處理過的量測數(shù)據(jù)值建立初始OPC模型，計算每個采樣點的模型數(shù)據(jù)值的殘余誤差。其中，將每個采樣點的模型數(shù)據(jù)值與上述量測數(shù)據(jù)值一一進行比較，得到每個采樣點的模型數(shù)據(jù)值的殘余誤差；例如，meas⑶I, meas⑶2…meas⑶η分別為第I個采樣點，第2個采樣點…第η個采樣點的量測數(shù)據(jù)值,model⑶I,model⑶2…model⑶η分別為第一個采樣點，第2個采樣點…第η個采樣點的模型數(shù)據(jù)值，則每個采樣點的模型數(shù)據(jù)值的殘余誤差MREI，MRE2…MREn分別為:
[0010]MREI =mode I CD 1-measCD I
[0011]MRE2=modelCD2_measCD2
[0012]…
[0013]MREn=modelCDn_measCDn
[0014]步驟L04:計算上述模型數(shù)據(jù)值的殘余誤差均方根，釆用的公式為:[0015]M= [ (MREI)2+ (MREI)2+…+ (MREn)2]1/2
[0016]其中，M表示殘余誤差均方根。
[0017]步驟L05:將M值作為OPC模型的算法的引導(dǎo)數(shù)值，引導(dǎo)算法對光學(xué)系統(tǒng)做出有效的模擬。
[0018]然而，在實際的模擬過程中，對于殘余誤差較小或較大的數(shù)據(jù)點，還可以進一步進行修正，使OPC模型的殘余誤差減小，從而進一步提高OPC模型的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種修正殘余誤差及其均方根的方法，從而提高OPC模型的精度。
[0020]本發(fā)明提供一種提高光學(xué)鄰近效應(yīng)修正模型精度的方法，其包括以下步驟:
[0021]步驟SOl:在晶圓上進行采樣，得到一組量測數(shù)據(jù)值；
[0022]步驟S02:對所述量測數(shù)據(jù)值進行處理，過濾掉不可信的采樣點的量測數(shù)據(jù)；
[0023]步驟S03:基于所述處理過的量測數(shù)據(jù)值建立初始OPC模型，計算每個采樣點的模型數(shù)據(jù)值的原始?xì)堄嗾`差；
[0024]步驟S04:利用所述原始?xì)堄嗾`差的平方值或立方值得到所述修正后的殘余誤差均方根；
[0025]步驟S05:利用所述修正后的殘余誤差均方根引導(dǎo)算法進行光學(xué)系統(tǒng)的模擬，從而得到修正后的OPC模型。
[0026]優(yōu)選地，所述步驟S04中，利用所述原始?xì)堄嗾`差的平方值得到修正后的殘余誤差均方根時，采用以下公式:M=[ (MRE12)2+(MRE2)2+...+(MREn2) 2]1/2，其中，MREU MRE2、…、MREn分別表不第I個米樣點、第2個米樣點、…、第η個米樣點的所述原始?xì)堄嗾`差，M表示所述修正后的殘余誤差均方根。
[0027]優(yōu)選地，所述步驟S04中，利用所述原始?xì)堄嗾`差的立方值得到修正后的殘余誤差均方根時，采用以下公式:M=[ (MRE13)2+(MRE3)2+...+(MREn3) 2]1/2，其中，MREU MRE2、…、MREn分別表不第I個米樣點、第2個米樣點、…、第η個米樣點的所述原始?xì)堄嗾`差，M表示所述修正后的殘余誤差均方根。
[0028]優(yōu)選地，所述在晶圓上進行采樣的圖形同時包括若干一維圖形和若干二維圖形。
[0029]優(yōu)選地，所述一維圖形和所述二維圖形包括若干種不同的特征圖形。
[0030]優(yōu)選地，所述步驟S02包括:對同一圖形的幾個不同的重復(fù)單元位置進行多次量測后求平均值，并去除多次量測過程中波動較大的采樣點的量測數(shù)據(jù)值，以及去除明顯小于設(shè)計規(guī)則尺寸的采樣點的量測數(shù)據(jù)。
[0031]本發(fā)明的提高OPC模型精度的方法，以初始OPC模型的初始?xì)堄嗾`差的平方值或立方值對初始?xì)堄嗾`差均方根進行修正，進一步利用修正后的殘余誤差均方根來引導(dǎo)算法對光學(xué)系統(tǒng)做出有效的模擬，從而得到修正后的精度得到提高的OPC模型，修正光學(xué)鄰近效應(yīng)，提高刻蝕工藝的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的一個較佳實施例的提高OPC模型精度的方法的流程示意圖[0033]圖2為本發(fā)明的上述較佳實施例的量測數(shù)據(jù)的原始?xì)堄嗾`差的分布示意圖
[0034]圖3為本發(fā)明的上述較佳實施例的量測數(shù)據(jù)的原始?xì)堄嗾`差經(jīng)平方后的殘余誤差的分布示意圖
[0035]圖4為本發(fā)明的上述較佳實施例的量測數(shù)據(jù)的原始?xì)堄嗾`差經(jīng)立方后的殘余誤差的分布示意圖
【具體實施方式】
[0036]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0037]以下結(jié)合具體實施例和附圖1和附圖2對本發(fā)明的提高OPC模型精度的方法作進一步詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明的一個較佳實施例的提高OPC模型精度的方法的流程示意圖。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、明晰地達到輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0038]如前所述，在現(xiàn)有的OPC模型的模擬過程中，采用模型的殘余誤差均方根引導(dǎo)算法進行光學(xué)系統(tǒng)的模擬，從而得到修正的OPC模型，該殘余誤差是直接將每個采樣點的模型數(shù)據(jù)值與量測數(shù)據(jù)值進行比較得到的，由于模型殘余誤差限制了 OPC模型的精度，因此，本發(fā)明對模型殘余誤差均方根的算法進行了修正，從而引導(dǎo)算法進行光學(xué)系統(tǒng)的模擬，以得到修正后的精度更高的OPC模型。
[0039]本發(fā)明的提高OPC模型精度的方法，請參閱圖1，包括以下步驟:
[0040]步驟SOl:在晶圓上進行采樣，得到一組量測數(shù)據(jù)值；
[0041]具體的，本實施例中，在晶圓上進行采樣的圖形可以同時包括若干一維圖形和若干二維圖形，這些一維圖形和二維圖形又可以包括若干種不同的特征圖形。一組量測數(shù)據(jù)值一般達到幾百或幾千個數(shù)據(jù)點。
[0042]步驟S02:對量測數(shù)據(jù)值進行處理，過濾掉不可信的采樣點的量測數(shù)據(jù)；
[0043]具體的，本實施例中，由于在對晶圓的量測過程中會存在誤差，因此通常采用對同一圖形的幾個不同的重復(fù)單元位置進行多次量測后求平均值，并去除多次量測過程中波動較大的采樣點的量測數(shù)據(jù)，以及去除明顯小于設(shè)計規(guī)則尺寸的采樣點的量測數(shù)據(jù)。
[0044]這是因為:在本發(fā)明中，不可信的采樣點可以但不限于為量測數(shù)據(jù)波動較大的點、對提取模型意義不大的點、或者與同類數(shù)據(jù)明顯偏離的采樣點，例如，對于某一采樣點，經(jīng)多次采樣的量測數(shù)據(jù)波動較大，則認(rèn)為這樣的采樣點不可信；再例如，對某一采樣點進行采樣后，得到的明顯小于設(shè)計規(guī)則尺寸的量測數(shù)據(jù)對提取模型的意義不大，這樣的采樣點也同樣認(rèn)為是不可信的；又例如，某個數(shù)據(jù)點本身看起來沒有異常，但與同類數(shù)據(jù)放在一起時，其趨勢明顯偏離于同類數(shù)據(jù)，這樣的采樣點也認(rèn)為不可信，等等。因此，在本發(fā)明中，需要把不可信的采樣點的量測數(shù)據(jù)過濾掉。
[0045]步驟S03:基于處理過的量測數(shù)據(jù)值建立初始OPC模型，計算每個采樣點的模型數(shù)據(jù)值的原始?xì)堄嗾`差；
[0046]具體的，本實施例中，采用上述過濾掉不可信采樣點的量測數(shù)據(jù)建立一個初始的OPC模型，然后計算出每個模型數(shù)據(jù)值，再將每個模型數(shù)據(jù)值與量測數(shù)據(jù)值進行比較，得到每個采樣點的模型數(shù)據(jù)值的原始?xì)堄嗾`差。比如，meas⑶I, meas⑶2…meas⑶η分別為第I個采樣點，第2個采樣點…第η個采樣點的量測數(shù)據(jù)值,model⑶I,model⑶2…model⑶η分別為第一個采樣點，第2個采樣點…第η個采樣點的模型數(shù)據(jù)值，則每個采樣點的模型數(shù)據(jù)值的原始?xì)堄嗾`差MRE1，MRE2，…，MREn分別為:
[0047]MREl=modelCDl_measCDl
[0048]MRE2=modelCD2-measCD2
[0049]…
[0050]MREn=modelCDn-measCDn
[0051]步驟S04:利用原始?xì)堄嗾`差的平方值或立方值得到修正后的殘余誤差均方根；
[0052]具體的，本實施例中，可以利用原始?xì)堄嗾`差的平方值得到修正后的殘余誤差均方根時，采用以下公式:M= [(MREl2)2+(MRE2)2+…+ (MREn2)2]"2,其中，MRE1、MRE2、.'MREn分別表不第I個米樣點、第2個米樣點、…、第η個米樣點的原始?xì)堄嗾`差，M表不修正后的殘余誤差均方根。本實施例中，還可以利用原始?xì)堄嗾`差的立方值得到修正后的殘余誤差均方根時，采用以下公式:M=[ (MRE13)2+(MRE3)2+...+(MREn3)2]1/2，其中，MREl、MRE2、…、MREn分別表不第I個米樣點、第2個米樣點、…、第η個米樣點的原始?xì)堄嗾`差，M表不修正后的殘余誤差均方根。
[0053]步驟S05:利用修正后的殘余誤差均方根引導(dǎo)算法進行光學(xué)系統(tǒng)的模擬，從而得到修正后的OPC模型。
[0054]在本實施例中，請參閱圖2-4，圖2為本發(fā)明的上述較佳實施例的量測數(shù)據(jù)的原始?xì)堄嗾`差的分布示意圖，圖3為本發(fā)`明的上述較佳實施例的量測數(shù)據(jù)的原始?xì)堄嗾`差經(jīng)平方后的殘余誤差的分布示意圖，圖4為本發(fā)明的上述較佳實施例的量測數(shù)據(jù)的原始?xì)堄嗾`差經(jīng)立方后的殘余誤差的分布示意圖。圖中的橫坐標(biāo)表示量測數(shù)據(jù)點，縱坐標(biāo)表示對應(yīng)的殘余誤差值。修正前后的殘余誤差的對比情況為:對于殘余誤差較小的采樣點，殘余誤差經(jīng)平方或立方以后，對整體的M值貢獻變小，并且，經(jīng)立方后的貢獻小于經(jīng)平方后的貢獻；對于殘余誤差較大的采樣點，殘余誤差經(jīng)平方或立方后，對整體的M值貢獻變大，并且，經(jīng)立方后的貢獻大于經(jīng)平方后的貢獻，這樣，經(jīng)修正后的殘余誤差均方根可以引導(dǎo)算法在模擬過程中向殘余誤差較大的采樣點加大權(quán)重，有效的減小了整個OPC模型的殘余誤差，從而提高了 OPC模型的精度。
[0055]綜上所述，本發(fā)明的提高OPC模型精度的方法，通過對殘余誤差均方根進行修正，采用原始?xì)堄嗾`差平方值或立方值來計算得到修正后的殘余誤差均方根，然后利用修正后的殘余誤差均方根引導(dǎo)算法進行光學(xué)系統(tǒng)的模擬，在模擬過程中有效地減小了模型整體的殘余誤差，從而使修正后的OPC模型的精度得到提高。
[0056]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然所述實施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種提高光學(xué)鄰近效應(yīng)修正模型精度的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟SOl:在晶圓上進行采樣，得到一組量測數(shù)據(jù)值； 步驟S02:對所述量測數(shù)據(jù)值進行處理，過濾掉不可信的采樣點的量測數(shù)據(jù)； 步驟S03:基于所述處理過的量測數(shù)據(jù)值建立初始OPC模型，計算每個采樣點的模型數(shù)據(jù)值的原始?xì)堄嗾`差； 步驟S04:利用所述原始?xì)堄嗾`差的平方值或立方值得到所述修正后的殘余誤差均方根； 步驟S05:利用所述修正后的殘余誤差均方根引導(dǎo)算法進行光學(xué)系統(tǒng)的模擬，從而得到修正后的OPC模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高光學(xué)鄰近效應(yīng)修正模型精度的方法，其特征在于，所述步驟S04中，利用所述原始?xì)堄嗾`差的平方值得到修正后的殘余誤差均方根時，采用以下公式:M= [(MREl2)2+(MRE2)2+…+ (MREn2)2]1/2，其中，MREl、MRE2、.'MREn 分別表示第 I 個采樣點、第2個采樣點、…、第η個采樣點的所述原始?xì)堄嗾`差，M表示所述修正后的殘余誤差均方根。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高光學(xué)鄰近效應(yīng)修正模型精度的方法，其特征在于，所述步驟S04中，利用所述原始?xì)堄嗾`差的立方值得到修正后的殘余誤差均方根時，采用以下公式:M= [(MREl3)2+(MRE3)2+…+ (MREn3)2]1/2，其中，MREl、MRE2、.'MREn 分別表示第 I 個采樣點、第2個采樣點、…、第η個采樣點的所述原始?xì)堄嗾`差，M表示所述修正后的殘余誤差均方根。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高光學(xué)鄰近效應(yīng)修正模型精度的方法，其特征在于，所述在晶圓上進行采樣的圖形同時包括若干一維圖形和若干二維圖形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提高光學(xué)鄰近效應(yīng)修正模型精度的方法，其特征在于，所述一維圖形和所述二維圖形包括若干種不同的特征圖形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高光學(xué)鄰近效應(yīng)修正模型精度的方法，其特征在于，所述步驟S02包括:對同一圖形的幾個不同的重復(fù)單元位置進行多次量測后求平均值，并去除多次量測過程中波動較大的采樣點的量測數(shù)據(jù)，以及去除明顯小于設(shè)計規(guī)則尺寸的采樣點的量測數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G03F1/36GK103777460SQ201410076758
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】盧意飛 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司