改善工藝窗口的光學臨近修正方法
【專利摘要】一種改善工藝窗口的光學臨近修正方法，包括：第一步驟，輸入目標圖形，對目標圖形邊進行切割；第二步驟，模擬目標圖形，計算第一參數(shù)、第二參數(shù)和第三參數(shù)的初始值；第三步驟，設定參數(shù)；第四步驟，根據(jù)第一參數(shù)的當前值進行修正，得到修正后的圖形，并且重新計算以得到更新的第一參數(shù)值、更新的第二參數(shù)值、以及更新的第三參數(shù)值，并且根據(jù)計算出修正后的綜合誤差；第五步驟，判斷修正后的綜合誤差是否不大于最大容許誤差，而且判斷第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)是否等于或者大于最大修正次數(shù)；在第五步驟的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差大于最大容許誤差、且第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)小于最大修正次數(shù)時，重新執(zhí)行第四步驟和第五步驟。
【專利說明】改善工藝窗口的光學臨近修正方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種改善工藝窗口的光學臨近修正(Optical Proximity Correction,簡稱 0PC)方法。
【背景技術】
[0002]隨著集成電路技術的不斷發(fā)展，運算微影已經(jīng)成為掩模版數(shù)據(jù)準備和數(shù)據(jù)驗證不可或缺的一部分，在65納米/55納米節(jié)點，超過一半的掩模版需要引入計算微影方法來進行數(shù)據(jù)準備和數(shù)據(jù)驗證，而到了 20納米，幾乎所有的掩模版都需要應用運算微影。在特征尺寸(CD)不斷縮小的趨勢下，各種新的更加復雜的RET (解析度增強技術)也應運而生，例如雙層次或者多層次曝光，基于模型的輔助圖形，像素化曝光廣源等，然而基于模型的光學臨近修正0PC方法仍然在高端半導體制造中發(fā)揮著至關重要的促成者的作用。
[0003]在先進圖形工藝制程中，精確的特征尺寸⑶控制顯得尤為重要，基于模型的光學臨近修正0PC方法通過準確描述從掩模版、光學、光刻膠以及蝕刻整個過程的光學臨近修正0PC模型來預測特征尺寸⑶的變化以及圖形的失真，從而通過一定的方法補償特征尺寸⑶的變化或者圖像失真。在所有工藝條件穩(wěn)定不變的情況下，光學臨近修正0PC模型能夠較好的模擬不同圖形的成像過程，采用合理的光學臨近修正0PC方法就能夠確保成像后尺寸的準確控制。當然工藝條件的變化是不可避免的，比如掩模版尺寸的誤差、光刻膠厚度的變化、跨層次地形學的影響、曝光能量以及焦距的偏差等等，這些工藝條件的偏移都可能造成最終圖形的偏離目標尺寸。
[0004]在成像工藝條件中，有兩個因素的誤差或者條件變化對最終硅片尺寸的影響是可以描述或者量化的，一是掩模版誤差，由此引起的硅片特征尺寸CD偏差稱為MEEF，它的計算方法如下:
|Af aferC D I
[0005]M EEF = I *.............................._aslcCD |
[0006]其中K為微影曝光減小因子，MEEF表述單位掩模版尺寸變化對硅片尺寸變化的影響，因此MEEF越小表示硅片圖形尺寸對掩模版尺寸變化越不敏感。
[0007]第二類工藝條件是曝光能量變化或者偏焦影響，在微影工藝中通常用EL (能量寬度)和阱深來描述；實際微影制程中，阱深往往會成為微影工藝的瓶頸，而影像對比度對阱深得影響很大；當影像對比度高時，圖形的阱深相對較大。而影像對比度的高低與光強分布曲線斜率(Illumination density slope，也稱為光強變化斜率)有很大關系，當光強變化斜率越大，影像對比度越高，使用Mentor公司的Calibre軟件可以測得不同圖形的光強度分布并計算光強分布曲線斜率光強變化斜率。
[0008]但是，傳統(tǒng)的基于模型的光學臨近修正0PC方法一般考慮EPE (邊緣放置誤差)的影響，而沒有考慮掩模版尺寸誤差，光刻條件偏移等的變化對光學臨近修正0PC精確度帶來的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術中存在上述缺陷，提供一種改善工藝窗口的光學臨近修正方法，其中在基于模型的光學臨近修正OPC過程中，不僅考慮EPE結(jié)果對光學臨近修正OPC準確度的影響，同時考慮MEEF、影像對比度，綜合考慮了掩模版尺寸偏差以及微影過程偏焦對最終硅片圖形尺寸的影響，得到的光學臨近修正OPC結(jié)果在確保一定的準確性的同時，兼顧工藝條件變化對工藝窗口的影響。
[0010]為了實現(xiàn)上述技術目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種改善工藝窗口的光學臨近修正方法，其包括: [0011]第一步驟，用于輸入目標圖形，并對目標圖形邊進行切割，并指定切割線段；
[0012]第二步驟，用于在未進行光學臨近修正情況下模擬目標圖形，并計算第一參數(shù)的初始值EPEtl、第二參數(shù)的初始值MEEFtl、和第三參數(shù)的初始值SLOPEtl,并且將第一參數(shù)的初始值EPEtl設定為第一參數(shù)的當前值；
[0013]第三步驟，用于設定光學臨近修正的最大修正次數(shù)以及最大容許誤差，而且設定第一參數(shù)的權(quán)重因子WE、第二參數(shù)的權(quán)重因子，WM、以及第三參數(shù)的權(quán)重因子W s ；
[0014]第四步驟，用于根據(jù)第一參數(shù)的當前值進行修正，得到修正后的圖形，并且重新計算以得到更新的第一參數(shù)值EPE1、更新的第二參數(shù)值MEEF1、以及更新的第三參數(shù)值SLOPE1，并且將更新的第一參數(shù)值EPE1設定為第一參數(shù)的當前值；隨后，根據(jù)下述公式計算出修正后的綜合誤差Cindex1:
[0015]Cindex1=WE^EPE1 + ffM* (MEEF1 / MEEF0) + W s * (SLOPE。/ SLOPE1 )D
[0016]優(yōu)選地，所述改善工藝窗口的光學臨近修正方法還包括:第五步驟，用于判斷修正后的綜合誤差Cindex1是否不大于最大容許誤差，而且判斷第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)是否等于或者大于最大修正次數(shù)；在第五步驟的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1大于最大容許誤差、而且第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)小于最大修正次數(shù)時，重新執(zhí)行第四步驟和第五步驟；并且在第五步驟的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1不大于最大容許誤差、或者第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)等于或者大于最大修正次數(shù)時，結(jié)束光學臨近修正。
[0017]優(yōu)選地，所述改善工藝窗口的光學臨近修正方法還包括:第五步驟，用于判斷修正后的綜合誤差Cindex1是否不大于最大容許誤差；而且在第五步驟的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1大于最大容許誤差時，重新執(zhí)行第四步驟和第五步驟；并且在第五步驟的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1不大于最大容許誤差、或者第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)等于或者大于最大修正次數(shù)時，結(jié)束光學臨近修正。
[0018]優(yōu)選地，所述改善工藝窗口的光學臨近修正方法還包括:第五步驟，用于判斷第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)是否等于或者大于最大修正次數(shù)；而且在第五步驟的判斷結(jié)果是第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)小于最大修正次數(shù)時，重新執(zhí)行第四步驟S4和第五步驟；并且在第五步驟的判斷結(jié)果是第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)等于或者大于最大修正次數(shù)時，結(jié)束光學臨近修正。
[0019]優(yōu)選地，第一參數(shù)表示模擬輪廓與目標圖形之間在指定的切割線段上的偏差值，第二參數(shù)表示單位掩模版尺寸變化對硅片尺寸變化的影響，第三參數(shù)表示光強分布曲線斜率；這個步驟可以采用現(xiàn)有技術中的模擬方法和計算方法。
[0020]優(yōu)選地，在第一步驟中根據(jù)指定的規(guī)則對目標圖形邊進行切割?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0021]結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中:
[0022]圖1至圖6示意性地示出了一般的基于模型的光學臨近修正0PC處理流程。
[0023]圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的改善工藝窗口的光學臨近修正方法的流程圖。
[0024]圖8和圖9示意性地示出了根據(jù) 本發(fā)明優(yōu)選實施例的光學臨近修正0PC結(jié)果的具體示例。
[0025]圖10和圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的模擬結(jié)果的具體示例。
[0026]需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。
[0028]目前一般的基于模型的光學臨近修正0PC處理流程如下:首先將目標圖形10(如圖1)進行輸入，然后根據(jù)一定的規(guī)則對目標圖形邊進行切割成線段，如圖2所示；切割好的線段20可以根據(jù)一定的計算方法進行偏移或修正，如圖3所示；修正前先模擬目標圖形的成像結(jié)果50 (如圖5)，根據(jù)模擬輪廓與目標圖形的偏差(EPE)進行修正，修正后再次進行模擬并與目標圖形進行比對，如果反復進行數(shù)個輪回，得到最終光學臨近修正0PC的結(jié)果40，如圖4所示。可以看出，目前的光學臨近修正0PC的修正過程始終以減小偏差值EPE60為目標來進行。
[0029]此處的偏差值EPE60指的是模擬輪廓與目標圖形之間在某一段切割線段上的偏差值，如圖6所示，具體值計算方法有多種，例如取切割線段中間點來計算EPE，以一定的間隔為取樣點，取切割線段上EPE的最大值，最小值或平均值等，可以根據(jù)實際版圖需要決定采取什么方法。
[0030]采用上述方法得到的光學臨近修正0PC結(jié)果并未考慮MEEF與影像對比度的影響，也就是說，上述光學臨近修正0PC結(jié)果雖然可以得到比較好的準確度(最小的EPE)，但是在工藝條件變化的情況下并不一定是最佳的結(jié)果。考慮掩模版尺寸偏差以及微影偏焦的影響。由此，本發(fā)明的光學臨近修正0PC修正過程做出來改進。
[0031]具體地說，圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的改善工藝窗口的光學臨近修正方法的流程圖。
[0032]如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的改善工藝窗口的光學臨近修正方法包括:
[0033]第一步驟S1:首先輸入目標圖形(即，目標版圖)，并根據(jù)對目標圖形邊進行切割(例如，可根據(jù)指定的規(guī)則對目標圖形邊進行切割)，并指定切割線段；
[0034]第二步驟S2:在未進行光學臨近修正情況下模擬目標圖形，并計算第一參數(shù)的初始值EPE。、第二參數(shù)的初始值MEEF。、和第三參數(shù)的初始值SLOPE。，并且將第一參數(shù)的初始值EP^設定為第一參數(shù)的當前值；其中，第一參數(shù)表示模擬輪廓與目標圖形之間在指定的切割線段上的偏差值，第二參數(shù)表示單位掩模版尺寸變化對硅片尺寸變化的影響，第三參數(shù)表示光強分布曲線斜率；這個步驟可以采用現(xiàn)有技術中的模擬方法和計算方法。
[0035]第三步驟S3:設定光學臨近修正的最大修正次數(shù)以及最大容許誤差，而且設定第一參數(shù)的權(quán)重因子WE、第二參數(shù)的權(quán)重因子，WM、以及第三參數(shù)的權(quán)重因子W s ；
[0036]第四步驟S4:根據(jù)第一參數(shù)的當前值進行修正(具體地說，第一次修正時，第一參數(shù)的當前值為初始值EPEtl ;隨后修正時，第一參數(shù)的當前值為更新的第一參數(shù)值EPE1)，得到修正后的圖形(版圖圖形)，并且重新計算以得到更新的第一參數(shù)值EPE1、更新的第二參數(shù)值MEEF1、以及更新的第三參數(shù)值SLOPE1，并且將更新的第一參數(shù)值EPE1設定為第一參數(shù)的當前值；隨后，根據(jù)下述公式計算出修正后的綜合誤差Cindex1:
[0037]Cindex1=W E ^EPE1 + WM* (MEEF1 / MEEF0) + Ws * (SLOPE。/ SLOPE1)；
[0038]第五步驟S5:判斷修正后的綜合誤差Cindex1是否不大于最大容許誤差，而且判斷第四步驟S4被執(zhí)行的次數(shù)是否等于或者大于最大修正次數(shù)；
[0039]在第五步驟S5的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1大于最大容許誤差、而且第四步驟S4被執(zhí)行的次數(shù)小于最大修正次數(shù)時(即，第一條件“修正后的綜合誤差Cindex1不大于最大容許誤差”和第二條件“第四步驟S4被執(zhí)行的次數(shù)等于或者大于最大修正次數(shù)”都不成立時)，重新執(zhí)行第四步驟S4和第五步驟S5。
[0040]在第五步驟S5的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1不大于最大容許誤差、或者第四步驟S4被執(zhí)行的次數(shù) 等于或者大于最大修正次數(shù)時(即，第一條件“修正后的綜合誤差Cindex1不大于最大容許誤差”和第二條件“第四步驟S4被執(zhí)行的次數(shù)等于或者大于最大修正次數(shù)”之一成立時)，結(jié)束光學臨近修正。
[0041]由此可以看出，直到綜合誤差在設定的容許范圍內(nèi)停止光學臨近修正OPC修正；如果綜合誤差未達到設定的容許誤差范圍而修正次數(shù)已經(jīng)達到最大值，光學臨近修正OPC修正也自動停止。與傳統(tǒng)的基于模型的光學臨近修正OPC方法相比,本發(fā)明的光學臨近修正OPC引入了綜合誤差Cindex1,而不是只看EPE的結(jié)果。
[0042]需要說明的是，在本發(fā)明的上述實施例中，雖然設定了第一條件“修正后的綜合誤差Cindex1不大于最大容許誤差”和第二條件“第四步驟S4被執(zhí)行的次數(shù)等于或者大于最大修正次數(shù)”這兩個條件，但是可以僅僅設定一個判斷條件。即:
[0043](I)第五步驟可僅僅判斷修正后的綜合誤差Cindex1是否不大于最大容許誤差；此后，在第五步驟S5的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1大于最大容許誤差時，重新執(zhí)行第四步驟S4和第五步驟S5 ;在第五步驟S5的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1不大于最大容許誤差時，結(jié)束光學臨近修正。在此情況下，無需設置最大容許誤差。
[0044](2)第五步驟可僅僅判斷第四步驟S4被執(zhí)行的次數(shù)是否等于或者大于最大修正次數(shù)；在第四步驟S4被執(zhí)行的次數(shù)小于最大修正次數(shù)時，重新執(zhí)行第四步驟S4和第五步驟S5 ;在第四步驟S4被執(zhí)行的次數(shù)等于或者大于最大修正次數(shù)時，結(jié)束光學臨近修正。在此情況下，無需設置最大修正次數(shù)。
[0045]采用本發(fā)明提供的方法進行光學臨近修正OPC處理綜合考慮了掩模版尺寸偏差以及微影過程偏焦對最終硅片圖形尺寸的影響；其中在考慮光學臨近修正OPC準確性的情況下，兼顧部分工藝條件變動對最終成像結(jié)果的影響，從而在光學臨近修正OPC準確性和工藝寬度上達到某種平衡。在MEEF或者阱深成為重要影響因素的情況下，可以調(diào)整WM，W3權(quán)重因子來改變光學臨近修正OPC結(jié)果，使得光學臨近修正OPC結(jié)果能有更好的工藝窗口。當然在MEEF和阱深不會成為決定因素的情況下，也可以減少比重因子，光學臨近修正OPC結(jié)果更偏向于傳統(tǒng)的光學臨近修正OPC方法。
[0046]應用同一個光學臨近修正0PC模型而采取不同的修正方法，會得到不同的光學臨近修正0PC結(jié)果，如圖8的光學臨近修正0PC結(jié)果第一 0PC-A和圖9的光學臨近修正0PC結(jié)果第二 0PC-B所示，但是只要光學臨近修正0PC修正過程合理，最終都可以得到合理符合要求的EPE，光學臨近修正0PC后的模擬結(jié)果能夠較好的與目標圖形一致，如與圖8對應的圖10的目標圖形以及與圖9對應的圖11的目標圖形所示。
[0047]分別設定EPE，MEEF和slop的權(quán)重因子WE=0.3,ffM=0.3,ffs=0.4，計算兩種光學臨近修正0PC結(jié)果在目標線段LE的綜合誤差:
[0048]光學臨近修正0PC-A:Cindex=0.3*1+0.3* (5/3)+0.4* (1.917/1.727) =1.24
[0049]光學臨近修正0PC-B:Cindex=0.3*1+0.3* (4.5/3)+0.4* (1.917/1.935) =1.14
[0050]兩種光學臨近修正0PC結(jié)果在目標線段LE的EPE相同，但是光學臨近修正0PC-B的版圖的MEEF更小，影像光強斜率也更大，所以綜合誤差也相對較小。
[0051]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關系或者順序關系等。
[0052]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種改善工藝窗口的光學臨近修正方法，其特征在于包括: 第一步驟，用于輸入目標圖形，并對目標圖形邊進行切割，并指定切割線段； 第二步驟，用于在未進行光學臨近修正情況下模擬目標圖形，并計算第一參數(shù)的初始值EPE。、第二參數(shù)的初始值MEEF。、和第三參數(shù)的初始值SLOPE。，并且將第一參數(shù)的初始值EPE0設定為第一參數(shù)的當前值； 第三步驟，用于設定光學臨近修正的最大修正次數(shù)以及最大容許誤差，而且設定第一參數(shù)的權(quán)重因子W E、第二參數(shù)的權(quán)重因子，WM、以及第三參數(shù)的權(quán)重因子W s ； 第四步驟，用于根據(jù)第一參數(shù)的當前值進行修正，得到修正后的圖形，并且重新計算以得到更新的第一參數(shù)值EPE1、更新的第二參數(shù)值MEEFp以及更新的第三參數(shù)值SLOPE1,并且將更新的第一參數(shù)值EPE1設定為第一參數(shù)的當前值；隨后，根據(jù)下述公式計算出修正后的綜合誤差Cindex1:
Cindex1=WE^EPE1 +ffM* (MEEF1 / MEEF0)+Ws* (SLOPE0 / SLOPE1X
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善工藝窗口的光學臨近修正方法，其特征在于還包括--第五步驟，用于判斷修正后的綜合誤差Cindex1是否不大于最大容許誤差，而且判斷第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)是否等于或者大于最大修正次數(shù)； 在第五步驟的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1大于最大容許誤差、而且第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)小于最大修正次數(shù)時，重新執(zhí)行第四步驟和第五步驟；并且 在第五步驟的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1不大于最大容許誤差、或者第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)等于或者大于最大修正次數(shù)時，結(jié)束光學臨近修正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善工藝窗口的光學臨近修正方法，其特征在于還包括--第五步驟，用于判斷修正后的綜合誤差Cindex1是否不大于最大容許誤差； 在第五步驟的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1大于最大容許誤差時，重新執(zhí)行第四步驟和第五步驟；并且在第五步驟的判斷結(jié)果是修正后的綜合誤差Cindex1不大于最大容許誤差、或者第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)等于或者大于最大修正次數(shù)時，結(jié)束光學臨近修正。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善工藝窗口的光學臨近修正方法，其特征在于還包括--第五步驟，用于判斷第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)是否等于或者大于最大修正次數(shù)； 在第五步驟的判斷結(jié)果是第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)小于最大修正次數(shù)時，重新執(zhí)行第四步驟S4和第五步驟；并且在第五步驟的判斷結(jié)果是第四步驟被執(zhí)行的次數(shù)等于或者大于最大修正次數(shù)時，結(jié)束光學臨近修正。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的改善工藝窗口的光學臨近修正方法，其特征在于，第一參數(shù)表示模擬輪廓與目標圖形之間在指定的切割線段上的偏差值，第二參數(shù)表示單位掩模版尺寸變化對硅片尺寸變化的影響，第三參數(shù)表示光強分布曲線斜率；這個步驟可以采用現(xiàn)有技術中的模擬方法和計算方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的改善工藝窗口的光學臨近修正方法,其特征在于，在第一步驟中根據(jù)指定的規(guī)則對目標圖形邊進行切割。
【文檔編號】G03F1/36GK103744265SQ201410042455
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】何大權(quán), 王偉斌, 顧婷婷, 魏芳, 張旭升 申請人:上海華力微電子有限公司