CN101295129A - 光学近距修正的方法 - Google Patents
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Abstract
一种光学近距修正的方法，包括：对待曝光辅助图形的临界尺寸范围采样取值，获得临界尺寸范围离散值，对待曝光辅助图形与待曝光图形的距离范围采样取值，获得距离范围离散值；将所有的临界尺寸范围离散值与所有距离范围离散值进行组合形成离散值组合对；选取离散值组合对，根据与待曝光图形的距离取值，将对应的待曝光辅助图形放入待曝光图形周围；对待曝光图形进行光学近距修正；仿真待曝光图形在失焦和曝光能量偏移情况下在晶圆上的边缘布置误差；选取边缘布置误差最小的离散值组合对，将对应的待曝光辅助图形与待曝光图形转移至光罩上。经上述步骤，选取与待曝光图形距离最佳且临界尺寸最佳的待曝光辅助图形需要的时间短。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及光学近距修正(OPC，OpticalProximity Correction)的方法。
背景技术
随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了达到更快的运算速度、更大的资料存储量以及更多的功能，半导体芯片向更高集成度方向发展；而半导体芯片的集成度越高，半导体器件的临界尺寸(CD，Critical Dimension)越小。在90nm工艺条件下，超大规模集成电路应用的CD已经进入到几十到几百纳米的范围。
为了实现微小的CD，必须使光掩模上更加精细的图像聚焦在半导体衬底的光刻胶上，并且必须增加光学分辨率，以制造接近光掩模工艺中光学分辨率极限的半导体器件。分辨率增强技术包括利用短波长光源、相移掩膜方法和利用轴外照射(OAI，Off-Axis Illumination)的方法。申请号为02131645.7的中国专利申请公开了一种轴外照射方法，理论上讲，在利用OAI的情况下，分辨率大约比利用传统照射时的分辨率高约1.5倍，并且能够增加聚焦深度(DOF，depth offocus)。通过OAI技术，由光学系统印制在衬底上线宽CD的最小空间周期可以被进一步缩短，但是会产生光学近距效应。光学近距效应源于当光掩模上节距非常靠近的电路图形以微影方式转移到半导体衬底的光刻胶上时，由于相邻图形的光波互相作用，亦即衍射，而造成最后转移到光刻胶上的图案图形的扭曲失真，产生依图案形状而定的变动。在深亚微米器件中，由于线条非常密集，光学近距效应会降低光学系统对于曝光图形的分辨率。
光学近距效应修正方法是预先修正光掩模上的图形，例如在光掩模上使用亚衍射极限辅助散射条(SRAF，Sub-Resolution Assist Features)作为辅助图形的方法。具体如专利号为95102281.4的中国专利所公开的技术方案，如图1所示，在光学近矩修正软件的电路布局图中，在相邻的待曝光图形10之间加入一个待曝光辅助图形15，其中待曝光辅助图形15与待曝光图形10平行。所述待曝光辅助图形15为亚衍射极限辅助散射条，用以减弱通过相邻待曝光图形10之间的光强度；然后再将在OPC软件中设计好的待曝光图形10和待曝光辅助图形15一起输入至光掩模制造设备中，设备会根据输入的待曝光图形10和待曝光辅助图形15大小和位置自动在光掩模版上用铬层或移相器形成电路图形和辅助图形。这里的待曝光辅助图形15的尺寸依待曝光图形10而定，待曝光辅助图形15的宽度为待曝光图形10宽度的2/5至4/5，长度大概为相邻待曝光图形10的间距减去待曝光辅助图形15宽度的2至3倍，待曝光辅助图形15宽为20nm至45nm，长为80nm至120nm。由于光掩模版上的辅助图形反映到半导体衬底上时，由于光掩模版上的辅助图形尺寸小于光刻机的解析度，因此在半导体衬底上不会形成对应于辅助图形的光刻胶膜图形，这种加入亚衍射极限辅助散射条的方法很适合用来修正相对孤立的图形使其显得更为密集，增加孤立的图形曝光后的DOF而提高微影的质量，同时密集的图形结构可大幅增加制程的自由度。
由于现有半导体器件的集成度越来越高，电路图形的密度也越来越集中，因此对于辅助图形与电路图形之间的距离的确定也越来越重要，如果距离过小会造成辅助图形被解析到晶圆上，导致污染情况；如果距离过大又会造成对制程窗口的提高效果不大的情况。
因此现有技术，先制作一个测试光掩模版，在测试光掩模版上制作一个电路图形，并在电路图形周围形成多个与电路图形距离不同的辅助图形，这些辅助图形与电路图形的距离为50nm～120nm；然后将测试光掩模版上的电路图形与其最近的辅助图形转移至半导体衬底上，观察电路图形的成像效果......将测试光掩模版上的电路图形与其最远的辅助图形转移至半导体衬底上，观察电路图形的成像效果。根据成像效果，进而确定电路图形与辅助图形的最佳距离，将确定的电路图形和与电路图形有最佳距离的辅助图形用于后续的工艺。如果电路图形的CD值变化，那么就需要重新再布置电路图形与辅助图形的距离。
现有技术选取与电路图形距离最佳的辅助图形需要的时间较长，一般要花费9人×24小时/天×1月。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种光学近距修正的方法，降低选取与电路图形距离最佳的辅助图形时耗费时间。
为解决上述问题，本发明提供一种光学近距修正的方法，包括下列步骤：
a.对待曝光辅助图形的临界尺寸范围采样取值，获得临界尺寸范围离散值，对待曝光辅助图形与待曝光图形的距离范围采样取值，获得距离范围离散值；
b.将所有的临界尺寸范围离散值与所有距离范围离散值进行组合形成离散值组合对；
c.选取一个未使用的离散值组合对，根据与待曝光图形的距离取值，将对应的待曝光辅助图形放入待曝光图形周围；
d.对待曝光图形进行光学近距修正；
e.仿真待曝光图形在失焦和曝光能量偏移情况下在晶圆上的边缘布置误差；
f.如有剩余的离散值组合对，则重复c～e步骤；如没有，比较各离散值组合对的待曝光辅助图形对应的边缘布置误差；
g.选取边缘布置误差最小的离散值组合对，将对应的待曝光辅助图形与待曝光图形转移至光罩上。
所述待曝光辅助图形的临界尺寸范围为10nm～60nm。
所述待曝光辅助图形与待曝光图形的距离范围为50nm～200nm。
所述离散值为自然数值。
所述边缘布置误差为理想的图形临界尺寸与仿真后待曝光图形在晶圆上的临界尺寸的差值。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明对待曝光辅助图形的临界尺寸范围内及与待曝光图形的距离范围内的所有临界尺寸范围离散值与所有距离范围离散值进行组合形成离散值组合对；选取一个未使用的离散值组合对，根据与待曝光图形的距离取值，将对应的待曝光辅助图形放入待曝光图形周围，进行光学近距修正及仿真，选取边缘布置误差最小的离散值组合对，将对应的待曝光辅助图形与待曝光图形转移至光罩上。由于在制作光罩前选取与待曝光图形距离最佳且临界尺寸最佳的待曝光辅助图形，修正及仿真所需的时间短，一般为6小时。
附图说明
图1是现有技术使用SRAF为辅助图形的示意图；
图2是本发明光学近距修正的流程图；
图3至图4是本发明光学近距修正的实施例示意图。
具体实施方式
本发明对待曝光辅助图形的临界尺寸范围内及与待曝光图形的距离范围内的所有临界尺寸范围离散值与所有距离范围离散值进行组合形成离散值组合对；选取一个未使用的离散值组合对，根据与待曝光图形的距离取值，将对应的待曝光辅助图形放入待曝光图形周围，进行光学近距修正及仿真，选取边缘布置误差最小的离散值组合对，将对应的待曝光辅助图形与待曝光图形转移至光罩上。由于在制作光罩前选取与待曝光图形距离最佳且临界尺寸最佳的待曝光辅助图形，修正及仿真所需的时间短，一般为6小时。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
图2是本发明光学近距修正的流程图。如图2所示，执行步骤S201对待曝光辅助图形的临界尺寸范围采样取值，获得临界尺寸范围离散值，对待曝光辅助图形与待曝光图形的距离范围采样取值，获得距离范围离散值；
本实施例中，所述待曝光辅助图形的临界尺寸范围为10nm～60nm。
本实施例中，所述待曝光辅助图形与待曝光图形的距离范围为50nm～200nm。
所述离散值为自然数值。
执行步骤S202将所有的临界尺寸范围离散值与所有距离范围离散值进行组合形成离散值组合对；
执行步骤S203选取一个未使用的离散值组合对，根据与待曝光图形的距离取值，将对应的待曝光辅助图形放入待曝光图形周围；
执行步骤S204对待曝光图形进行光学近距修正；
本实施例中，对待曝光图形的临界尺寸进行光学近距修正。
执行步骤S205仿真待曝光图形在失焦和曝光能量偏移情况下在晶圆上的边缘布置误差；
本实施例中，所述边缘布置误差为理想的电路图形临界尺寸与仿真后待曝光图形在晶圆上的临界尺寸的差值。
执行步骤S206是否有剩余的离散值组合对？如有，则重复执行步骤S203～执行步骤S205；
执行步骤S207如没有，比较各离散值组合对的待曝光辅助图形对应的边缘布置误差；
执行步骤S208选取边缘布置误差最小的离散值组合对，将对应的待曝光辅助图形与待曝光图形转移至光罩上。
边缘布置误差越大，待曝光图形变化范围越大；而边缘布置误差越小，则待曝光图形变化范围越小，那么这个离散值组合对对应的待曝光辅助图形越佳。
图3至图4是本发明光学近距修正的实施例示意图。如图3所示，在脚本软件中，对待曝光辅助图形的临界尺寸范围采样取值，获得临界尺寸范围离散值，对待曝光辅助图形与待曝光图形的距离范围采样取值，获得距离范围离散值；然后将所有的临界尺寸范围离散值与所有距离范围离散值进行组合形成离散值组合对；选取待曝光辅助图形21的临界尺寸为H以及待曝光辅助图形21与待曝光图形20的距离为L的离散值组合对。
根据与待曝光图形20的距离取值为L，将对应的临界尺寸为H的待曝光辅助图形21放入待曝光图形20周围；然后，对待曝光图形20进行光学近距修正，具体对待曝光图形20的临界尺寸进行光学近距修正。
因为要仿真光刻工艺的变化带来的影响，而光刻工艺的变化主要就是失焦和曝光能量偏移，因此仿真待曝光图形20在失焦和曝光能量偏移情况下在晶圆上的边缘布置误差，获得待曝光图形20临界尺寸变化范围。
记录在待曝光辅助图形21的临界尺寸为H以及待曝光辅助图形21与待曝光图形20的距离为L时待曝光图形20临界尺寸变化范围。
本实施例中，所述待曝光辅助图形的临界尺寸范围为10nm～60nm，具体为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm或60nm等。
所述待曝光辅助图形与待曝光图形的距离范围为50nm～200nm，具体为50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、120nm、140nm、160nm、180nm或200nm等。
本实施例中，离散值为自然数值。所述离散值组合对可以是临界尺寸为10nm、距离为50nm的组合，临界尺寸为10nm、距离为60nm的组合，临界尺寸为10nm、距离为80nm的组合，临界尺寸为10nm、距离为100nm的组合，临界尺寸为10nm、距离为120nm的组合，临界尺寸为10nm、距离为140nm的组合，临界尺寸为10nm、距离为160nm的组合，临界尺寸为10nm、距离为180nm的组合，临界尺寸为10nm、距离为200nm的组合，临界尺寸为20nm、距离为60nm的组合，临界尺寸为20nm、距离为80nm的组合，临界尺寸为20nm、距离为100nm的组合，临界尺寸为20nm、距离为120nm的组合，临界尺寸为20nm、距离为140nm的组合，临界尺寸为20nm、距离为160nm的组合，临界尺寸为20nm、距离为180nm的组合，临界尺寸为20nm、距离为200nm的组合，临界尺寸为40nm、距离为60nm的组合，临界尺寸为40nm、距离为80nm的组合，临界尺寸为40nm、距离为100nm的组合，临界尺寸为40nm、距离为120nm的组合，临界尺寸为40nm、距离为140nm的组合，临界尺寸为40nm、距离为160nm的组合，临界尺寸为40nm、距离为180nm的组合，临界尺寸为40nm、距离为200nm的组合，临界尺寸为60nm、距离为60nm的组合，临界尺寸为60nm、距离为80nm的组合，临界尺寸为60nm、距离为100nm的组合，临界尺寸为60nm、距离为120nm的组合，临界尺寸为60nm、距离为140nm的组合，临界尺寸为60nm、距离为160nm的组合，临界尺寸为60nm、距离为180nm的组合，临界尺寸为60nm、距离为200nm的组合等。
所述待曝光辅助图形21的临界尺寸为H，具体可以是10nm；以及待曝光辅助图形21与待曝光图形20的距离为L，具体可以是60nm。
如图4所示，从剩余的离散值组合对中，选取待曝光辅助图形31的临界尺寸H’以及待曝光辅助图形31与待曝光图形20的距离L’的离散值组合对。
根据与待曝光图形20的距离取值为L’，将对应的临界尺寸为H’的待曝光辅助图形31放入待曝光图形20周围；然后对待曝光图形20进行光学近距修正。
仿真待曝光图形20在失焦和曝光能量偏移情况下在晶圆上的边缘布置误差，获得待曝光图形20临界尺寸变化范围。
记录在待曝光辅助图形31的临界尺寸为H’以及待曝光辅助图形31与待曝光图形20的距离为L’时待曝光图形31临界尺寸变化范围。
本实施例中，所述待曝光辅助图形31的临界尺寸为H’，具体可以是10nm；以及待曝光辅助图形31与待曝光图形20的距离为L’，具体可以是70nm。
继续进行上述选值、修正、仿真及统计步骤，直到对所有的临界尺寸范围离散值与所有距离范围离散值进行组合形成的离散值组合对对应的待曝光辅助图形放入待曝光图形20周围，对待曝光图形20进行修正仿真以及获取边缘布置误差；并且选取边缘布置误差最小的离散值组合对，边缘布置误差越小的离散值组合对对应的待曝光辅助图形最好，即待曝光图形20临界尺寸变化范围越小。
本实施例中，所述边缘布置误差为理想的电路图形临界尺寸与仿真后待曝光图形在晶圆上的临界尺寸的差值。
然后将边缘布置误差最小的离散值组合对对应的待曝光辅助图形与待曝光图形转移至光罩上。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (5)
1.一种光学近距修正的方法，其特征在于，包括下列步骤：
a.对待曝光辅助图形的临界尺寸范围采样取值，获得临界尺寸范围离散值，对待曝光辅助图形与待曝光图形的距离范围采样取值，获得距离范围离散值；
b.将所有的临界尺寸范围离散值与所有距离范围离散值进行组合形成离散值组合对；
c.选取一个未使用的离散值组合对，根据与待曝光图形的距离取值，将对应的待曝光辅助图形放入待曝光图形周围；
d.对待曝光图形进行光学近距修正；
e.仿真待曝光图形在失焦和曝光能量偏移情况下在晶圆上的边缘布置误差；
f.如有剩余的离散值组合对，则重复c～e步骤；如没有，比较各离散值组合对的待曝光辅助图形对应的边缘布置误差；
g.选取边缘布置误差最小的离散值组合对，将对应的待曝光辅助图形与待曝光图形转移至光罩上。
2.根据权利要求1所述光学近距修正的方法，其特征在于：所述待曝光辅助图形的临界尺寸范围为10nm～60nm。
3.根据权利要求2所述光学近距修正的方法，其特征在于：所述待曝光辅助图形与待曝光图形的距离范围为50nm～200nm。
4.根据权利要求1所述光学近距修正的方法，其特征在于：所述离散值为自然数值。
5.根据权利要求1所述光学近距修正的方法，其特征在于：所述边缘布置误差为理想的图形临界尺寸与仿真后待曝光图形在晶圆上的临界尺寸的差值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |