CN101349862A - 基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法 - Google Patents

基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法 Download PDF

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Abstract

一种基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法，包括校准数据量测，使用一维图形数据校准光学模型，判断图形为一维图形还是二维图形，若为一维图形，则使用一维图形数据校准一维光刻胶模型，若为二维图形，则使用二维图形数据校准二维光刻胶模型，判断采样点仿真误差是否在设定的范围内，模型验证和模型输出，本发明将一维图形和二维图形分开处理，根据实际的图形使用相应的有效扩散长度，降低了校准误差，提高了校准的精度。

Description

基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法
技术领域
本发明涉及一种光学临近修正模型校准方法，且特别涉及一种基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法。
背景技术
一般来说，光刻模型总是试图尽可能精确的描述光刻工艺的每个物理现象，但是在很多时候，出于全芯片运算时间的考虑，光学临近修正模型(OPC)工具通常采用半经验化的扩散光学影像(DAIM)模型，在保证一定仿真精度的条件下同时获得较快的运算速度。
为了简化整个校准流程，工业界的通常做法是对所有的测试图形使用同一个光刻胶有效扩散长度。另一方面，随着关键尺寸的不断变小，不同测试图形之间光刻胶有效扩散长度的差别越来越明显，这在近年来的文献中常有报道，图1为经典的光学临近修正模型校准方法的流程示意图，包括步骤S11：校准数据量测；步骤S12：使用一维图形数据校准光学模型(数值孔径，想干系数，焦距，景深)；步骤S13：使用一维/二维图形数据校准光刻胶模型(有效扩散长度)；步骤S14：判断采样点仿真误差是否在允许范围以内，若在允许范围以内，则进行下一步骤，若不在允许范围以内，则转向步骤S12；步骤S15：模型验证；步骤S16：判断验证结果是否在允许范围以内，若在允许范围以内，则进行下一步骤，若不在允许范围以内，则转向步骤S12；步骤S17：模型输出。图3至图5为经典的光学临近修正模型的校准结果，纵轴为仿真误差，横轴为图形尺寸，从整个误差的分布来看，很难同时将一维图形和二维图形校准的很好，其原因为在校准过程中使用了单一的光刻胶有效扩散长度，而在物理上，光刻胶有效扩散长度因图形而异，尤其在一维和二维图形之间，二维图形因为光酸从几个方向同时扩散，因而具有比一维图形更大的光刻胶有效扩散长度，所以很难同时校准好一维图形和二维图形。
发明内容
为了克服已有技术中存在的缺点，本发明提供一种校准方法，可以降低校准误差，提高校准的精度。
为了实现上述目的，本发明提出一种基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法，其包括步骤S21：校准数据量测；步骤S22：使用一维图形数据校准光学模型；步骤S23：判断图形为一维图形还是二维图形，若为一维图形，则转入步骤S24，若为二维图形，则转入步骤S25；步骤S24：使用一维图形数据校准一维光刻胶模型，转入步骤S26；步骤S25：使用二维图形数据校准二维光刻胶模型，转入步骤S26；步骤S26：判断采样点仿真误差是否在设定的范围内，若在设定的范围内，则进行下一步骤，若不在，则转向步骤S22；步骤S27：模型验证；步骤S28：判断验证结果是否在设定的范围内，若在设定的范围内，则进行下一步骤，若不在，则转向步骤S22；步骤S29：模型输出。
可选地，所述光学模型具有数值孔径、相干系数、焦距和景深的参数。
可选地，所述一维光刻胶模型具有一维有效扩散长度的参数。
可选地，所述二维光刻胶模型具有二维有效扩散长度的参数。
可选地，为所述仿真误差设定的范围对一维图形为-5nm至5nm；对二维图形为-10nm至10nm；
可选地，为所述验证结果设定的范围对一维图形为-5nm至5nm；对二维图形为-10nm至10nm
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：将一维图形和二维图形分开处理，使用和一维图形与二维图形相对应的光刻胶有效扩散长度，能同时很好的校准一维图形和二维图形，降低了校准误差，提高了校准的精度。
附图说明
图1为背景技术中光学临近修正模型校准方法的流程示意图；
图2为本发明的一个具体实施方式的流程示意图；
图3至图5为背景技术中光学临近修正模型的校准结果图；
图6至图8为本发明的一个具体实施方式的校准结果图；
图9至图14为本发明的一个具体实施方式校准结果的说明图；
图15为静态随机储存器多晶硅层的典型图案；
图16为静态随机储存器多晶硅层的电子扫描图；
图17为静态随机储存器多晶硅层的仿真图；
图18为一个二维图形的图案；
图19为一个二维图形的电子扫描图；
图20为一个二维图形的仿真图；
图21至图23为图20的局部放大图。
具体实施方式
本发明提供一种基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法，通过将一维图形和二维图形分开处理，使用和一维图形与二维图形相对应的光刻胶有效扩散长度，可以同时很好的校准一维图形和二维图形，降低了校准误差，提高了校准的精度。
请参考图2，图2是本发明的一个具体实施方式的流程示意图，包括如下步骤：执行步骤S21，校准数据量测，所述校准数据指一系列典型结构的关键尺寸(CD)量测值，即图9到图14的测试结构；执行步骤S22，使用一维图形数据校准光学模型，光学模型的参数包括数值孔径、相干系数、焦距和景深等，校准的过程就是调整各模型中典型参数的值，使得模型的关键尺寸(CD)预测值与硅片上关键尺寸(CD)量测值之差尽可能小；执行步骤S23，判断图形为一维图形还是二维图形，若为一维图形，则转入步骤S24，若为二维图形，则转入步骤S25；执行步骤S24：使用一维图形数据校准一维光刻胶模型后转入步骤S26，所述一维光刻胶模型参数主要包括一维有效扩散长度；执行步骤S25：使用二维图形数据校准二维光刻胶模型后转入步骤S26，所述二维光刻胶模型的参数主要包括二维有效扩散长度；执行步骤S26：判断采样点仿真误差是否在设定的范围内，为所述仿真误差设定的范围对一维图形为-5nm至5nm，对二维图形为-10nm至10nm。若在设定的范围内，则进行下一步骤，若不在，则转向步骤S22；执行步骤S27：模型验证，所述模型验证的过程即收集相关测试结构的关键尺寸(CD)值以及扫描电子显微镜照片，并与模型预测的结果进行比对的过程；执行步骤S28：判断验证结果是否在设定的范围内，所述验证结果设定的范围对一维图形为-5nm至5nm，对二维图形为-10nm至10nm。若在设定的范围内，则进行下一步骤，若不在，则转向步骤S22；执行步骤S29：模型输出。
接着，请参考图6至图8和图9至图14，图6至图8为本发明的一个具体实施方式的校准结果，纵轴为关键尺寸仿真误差，横轴为图形尺寸，单位为纳米(nm)，图9至图14为本发明的一个具体实施方式校准结果的说明图。其中图6为临近度关键尺寸误差(Proximity CD error)图，和图6相对应的为图9，图6中的xxxnm line through pitch和横坐标Pitch Space CD对应着图9中的xxxnm line through pitch 101和Pitch Space CD 100，其中xxx代表不同的数值；图7为线性度关键尺寸误差(Linearity CD Error)图，和图7对应的为图10、图11和图12，图7中的Iso-line的横坐标Linearity line CD对应着图10中的Linearityline CD 110，图7中的Iso-Space的横坐标Linearity line CD对应着图11中的Linearity line CD 120，图7中的Dense-line的横坐标Linearity line CD对应着图12中的Linearity line CD 130；图8为二维间隙关键尺寸误差(Gap CD Error)图，和图8对应的为图13和图14，图8中的Edxxx和横坐标Gap Line CD对应着图13中的Edxxx 141和Gap Line CD 140，图8中的Eixxx横坐标Gap Line CD对应着图14中的Eixxx 151和Gap Line CD 150，其中xxx代表不同的数值。
我们通过比较背景技术提供的校准结果图3至图5和本发明的一个实施方式提供的校准结果图6至图8，从误差分布角度来看，图8明显的优于图5，即对应的二维图形校准结果有所改进，而一维图形校准误差则没有明显的变化，由此可得出以下结论：本发明的一个实施方式在不牺牲一维图形校准结果的前提下，二维图形的校准结果有了明显的改进。
下面，请继续参考图15至图17，图15为静态随机储存器多晶硅层的典型图案，图16为静态随机储存器多晶硅层的电子扫描图，图17为静态随机储存器多晶硅层的仿真图，其中图17中的颜色较深的轮廓是经典校准方法的仿真轮廓，它预测硅片上的关键尺寸为200nm，颜色较浅的轮廓是本发明的一个实施方式的仿真轮廓，它预测硅片上的关键尺寸为217nm，而从图16中可以得知，硅片上的准确的关键尺寸为216.8nm，由此可见，本发明的实施方式能更加准确的预测硅片上的关键尺寸。
请参考图18至图23，图18为一个二维图形的图案，图19为一个二维图形的电子扫描图，图20为一个二维图形的仿真图，图21为图20中标号为200的部分的放大图，图22为图20中标号为210的部分的放大图，图23为图20中标号为220的部分的放大图，放大图中的颜色较深的轮廓是经典校准方法的仿真轮廓，颜色较浅的轮廓是本发明的一个实施方式的仿真轮廓，从三幅放大图中可以看出，本发明的一个实施方式的仿真轮廓更好的预测了硅片上潜在的短线风险。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法，其特征在于包括：
步骤S21：校准数据量测；
步骤S22：使用一维图形数据校准光学模型；
步骤S23：判断图形为一维图形还是二维图形，若为一维图形，则转入步骤S24，若为二维图形，则转入步骤S25；
步骤S24：使用一维图形数据校准一维光刻胶模型，转入步骤S26；
步骤S25：使用二维图形数据校准二维光刻胶模型，转入步骤S26；
步骤S26：判断采样点仿真误差是否在设定的范围内，若在设定的范围内，则进行下一步骤，若不在，则转向步骤S22；
步骤S27：模型验证；
步骤S28：判断验证结果是否在设定的范围内，若在设定的范围内，则进行下一步骤，若不在，则转向步骤S22；
步骤S29：模型输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法，其特征在于所述光学模型具有数值孔径、相干系数、焦距和景深的参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法，其特征在于所述一维光刻胶模型具有一维有效扩散长度的参数。
4.根据权利要求1所述的一种基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法，其特征在于所述二维光刻胶模型具有二维有效扩散长度的参数。
5.根据权利要求1所述的一种基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法，其特征在于为所述仿真误差设定的范围一维图形为-5nm至5nm，二维图形为-10nm至10nm。。
6.根据权利要求1所述的一种基于多光刻胶有效扩散长度的光学临近修正模型校准方法，其特征在于为所述验证结果设定的范围一维图形为-5nm至5nm。二维图形为-10nm至10nm。
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