CN101398629B

CN101398629B - 曝光修正方法

Info

Publication number: CN101398629B
Application number: CN2007100467983A
Authority: CN
Inventors: 杨青
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2007-09-30
Filing date: 2007-09-30
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2027-09-30
Also published as: CN101398629A

Abstract

一种曝光修正方法，包括：对根据版图形成的光罩分别进行X极曝光和Y极曝光；采集所述光罩的对比度分布；根据所述对比度分布获得对比度分组间隔，并以对比度分组间隔将对比度数据分组；设置对应于每一对比度分组的修正值，并分别调试各分组修正值，使得各对比度分组所对应的版图图形经修正写入光罩后，在曝光后的对比度达到光刻工艺设计要求，将所述修正值应用于版图上。所述曝光修正方法弥补了现有技术修正的局限性，因而避免了曝光后实际器件图形与原版图图形存在误差，影响光刻精度的问题。

Description

曝光修正方法

技术领域

本发明涉及曝光修正方法。

背景技术

光刻工艺是集成电路制造工艺中不可或缺的重要技术。所述光刻工艺通常包括如下步骤，先在晶圆表面涂布光阻等感光材料，在感光材料干燥后，通过曝光机将掩膜上的电路设计图形以特定光源曝在所述的感光材料上，随后，再以显影剂将感光材料显影，并利用显影出来的图形作为屏蔽，进行蚀刻等工艺，并最终完成掩膜图形的转移。

随着集成电路制造工艺中器件的尺寸的越来越小，对于光刻工艺的要求也越来越高。目前，一般都是通过缩小曝光光源的曝光波长来达到曝出更小尺寸图形的目的。然而，这种仅仅借由缩小曝光波长的方式，通常会出现光刻分辨率不足的问题。为了增加光刻分辨率，如今的集成电路制造工艺已发展出光学邻近修正以及相位移掩膜等分辨率增强技术。最近，还出现了另一种提高分辨率的技术—“两次曝光技术”，所述“两次曝光技术”是将需要进行曝光的电路图形分解成两部分，首先曝光一部分电路图形，然后将已曝光图形移到邻近地方，再对剩下的一部分电路图形进行曝光。采用这一技术能够提高光刻分辨率。而当前在“两次曝光技术”中使用的是基于双极照明的两次曝光技术。所述两次曝光是先把版图分解成X极和Y极两套，并写入光罩，再分别对它们进行曝光。在例如专利申请号为03128638.0的中国专利申请中还能发现更多关于利用双极照明来得到具有较小特征尺寸的电路图形的方法。

并且，目前的工艺是采用既定的规则(X极和Y极有两套不同的规则)，针对版图中每条边进行不同的移动，以形成分别对应于X极和Y极的两套版图，再对两套版图进行光学修正后写入光罩，对同一片晶圆进行两次曝光，曝光后图形在晶圆上叠加从而得到实际的器件图形的。然而，对于版图中的一些非水平方向(X极方向)或非垂直方向(Y极方向)的图形，即非正交图形，例如角度为45度的图形，无论哪套规则都很难准确地将其分解移动，因而经过曝光后，这种非正交图形最终经曝光后在晶圆上形成的器件图形会与原版图图形存在误差，从而影响光刻工艺的精度。

发明内容

本发明提供一种曝光修正的方法，解决现有技术曝光后实际的器件图形与原版图图形存在误差，影响光刻精度的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种曝光修正方法，包括下列步骤，

对根据版图形成的光罩分别进行X极曝光和Y极曝光；

采集所述光罩的对比度分布；

根据所述对比度分布获得对比度分组间隔，并以对比度分组间隔将对比度数据分组；

设置对应于每一对比度分组的修正值，并分别调试各分组修正值，使得各对比度分组所对应的版图图形经修正写入光罩后，在曝光后的对比度达到光刻工艺设计要求。

可选的，采集所述对比度的方法包括下列步骤，采集所述光罩的最大光强和最小光强；并根据最大光强和最小光强来获得所述对比度的值。

可选的，所述根据最大光强和最小光强获得对比度值按下述公式计算：所述对比度＝(最大光强-最小光强)/(最大光强+最小光强)。

可选的，所述获得对比度分组间隔包括下列步骤，采集符合光刻工艺设计要求的最小对比度值作为对比度标称值；根据对比度标称值，计算光罩上对比度值小于对比度标称值的点所对应的版图中图形的个数；采集光罩上对比度的最大值；根据所得到的对比度标称值、小于对比度标称值的版图中图形的个数以及光罩上的对比度的最大值获得对比度分组间隔。

可选的，所述根据所得到的对比度标称值、小于对比度标称值的版图中图形的个数以及光罩上的对比度的最大值获得对比度分组间隔按下述公式计算获得：所述将对比度分组间隔＝(小于对比度标称值的版图中图形的个数/版图中图形的总数)×对比度标称值×版图中最大对比度。

可选的，所述调试各分组修正值的方法包括下列步骤，首先改变所需要调试的修正值的值，并保持其他修正值为初始值；判断所述修正值是否能够使得应用该修正值的版图达到对比度的要求，如果不能达到对比度要求，则继续修改；如果能达到对比度要求，则将能够使得应用该修正值的版图达到对比度要求的值作为该修正值的定值。

可选的，所述使得曝光后对比度达到光刻工艺设计要求的各分组修正值是使得曝光后对比度达到光刻工艺设计要求的最小修正值。

与现有技术相比，上述所公开的曝光修正方法具有以下优点：上述所公开的曝光修正方法通过采集根据版图形成的光罩经曝光后的光强分布来得到对比度分布，并且根据对比度分布来将对比度分组，再通过对应于每一对比度分组的修正值来对于版图进行修正，这样就可以对版图上任一角度的图形进行修正，进而弥补了分别应用X极和Y极两套规则进行修正的局限性，因而避免了曝光后实际器件图形与原版图图形存在误差，影响光刻精度的问题。

附图说明

图1是本发明曝光修正方法的一种实施方式流程图；

图2是本发明曝光修正方法的实施方式中获得对比度的方法流程图；

图3是本发明曝光修正方法的实施方式中获得对比度分组间隔的方法流程图；

图4时本发明曝光修正方法的实施方式中调试各分组修正值的方法流程图。

具体实施方式

本发明曝光修正方法全面采集了版图上的光强分布来得到对比度分布，并且根据实际的对比度分布来将对比度分组，再通过对应于每一对比度分组的修正值来对版图进行修正，这样就可以对任何角度的边进行修正，进而弥补了应用两套规则进行修正的局限性，因而避免了曝光后实际器件图形与原版图图形存在误差，影响光刻精度的问题。

参照图1所示，本发明曝光修正方法的一种实施方式包括下列步骤，

步骤s1，对根据版图形成的光罩分别进行X极曝光和Y极曝光；

步骤s2，采集所述光罩的对比度分布；

步骤s3，根据所述对比度分布获得对比度分组间隔，并以对比度分组间隔将对比度数据分组；

步骤s4，设置对应于每一对比度分组的修正值，并分别调试各分组修正值，使得各对比度分组所对应的版图图形经修正写入光罩后，在曝光后的对比度达到光刻工艺设计要求；

步骤s5，将所述修正值应用于版图上。

其中采集所述对比度的方法参照图2所示，包括下列步骤，

步骤s21，采集所述光罩的最大光强和最小光强；

步骤s22，并根据最大光强和最小光强来获得所述对比度的值。

所述根据最大光强和最小光强获得对比度值按下述公式计算：所述对比度＝(最大光强-最小光强)/(最大光强+最小光强)。

其中获得对比度分组间隔的方法参照图3所示，包括下列步骤，

步骤s31，采集符合光刻工艺设计要求的最小对比度值作为对比度标称值；

步骤s32，根据对比度标称值，计算光罩上对比度值小于对比度标称值的点所对应的版图中图形的个数；

步骤s33，采集光罩上对比度的最大值；

步骤s34，根据所得到的对比度标称值、小于对比度标称值的版图中图形的个数以及光罩上的对比度的最大值获得对比度分组间隔。

所述根据所得到的对比度标称值、小于对比度标称值的版图中图形的个数以及光罩上的对比度的最大值获得对比度分组间隔按下述公式计算获得：所述将对比度分组间隔＝(小于对比度标称值的版图中图形的个数/版图中图形的总数)×对比度标称值×版图中最大对比度。

其中，所述调试各分组修正值的方法参照图4所示，包括下列步骤，

步骤s41，改变所需要调试的修正值的值，并保持其他修正值为初始值；

步骤s42；判断所述修正值是否能够使得应用该修正值的版图达到对比度的要求，如果不能达到对比度要求，则返回步骤s41；如果能达到对比度要求，则执行步骤s43；

步骤s43，将能够使得应用该修正值的版图达到对比度要求的值作为该修正值的定值。

所述使得曝光后对比度达到光刻工艺设计要求的各分组修正值是使得曝光后对比度达到光刻工艺设计要求的最小修正值。

下面对于上述的曝光修正方法的每一步骤进行详细说明，以使得所述曝光修正方法更加清楚。

继续参照图1所示，执行步骤s1：对根据版图形成的光罩分别进行X极曝光和Y极曝光。如前所述，在目前的光刻工艺中，在将版图写入光罩之前，通常都会对版图上的图形进行一系列的修正。而正是由于修正方法的局限性导致了曝光后图形与原版图图形的误差，影响了光刻工艺的精度。因此，本实施方式在将版图写入光罩之前先不作任何修正，而是直接将版图写入光罩。并且，此处采用的曝光方法仍然是两次曝光技术，即先采用X极方向的曝光光源对根据版图形成的光罩曝光，再采用Y极方向的曝光光源对根据版图形成的光罩曝光；或者先采用Y极方向的曝光光源对根据版图形成的光罩曝光，再采用X极方向的曝光光源对根据版图形成的光罩曝光。

继续参照图1所示，执行步骤s2：采集所述光罩的对比度分布。在对根据版图形成的光罩两次曝光之后，就能够通过Mentor公司的光学邻近修正软件CALIBRE以及探测设备，来得到光罩上各个图形分别经X极方向和Y极方向曝光后的光强，并通过所述光学邻近修正工具CALIBRE对所得到的光强数据进行处理，来获得光罩上各个图形在X极方向和Y极方向的对比度分布。

如上所述的，所述对比度按下列公式计算，对比度＝(最大光强-最小光强)/(最大光强+最小光强)，即所述对比度是通过上述的光学邻近修正工具采集光罩上各个图形的最大光强和最小光强而得到的，所述采集光罩上各个图形的个数根据采集的效率要求和精度要求而定。所述最大光强为所采集到的光罩上各个图形的光强最大值，而所述最小光强则是所采集到的光罩上各个图形的光强最小值。而所述光强一般可以通过例如对光阻吸收的能量进行分析来获得。

在采集了光罩上各个图形的光强之后，将所采集到的最大光强和最小光强应用于所述的对比度公式就能够得到所述的对比度了。然后光学邻近修正工具会将所得到的对比度数据进行统计，来得到光罩上各个图形分别经X极方向曝光和Y极方向曝光后的对比度分布。

继续参照图1所示，执行步骤s3：根据所述对比度分布将对比度数据分组。由上述分析可知，不同的对比度其实代表了光罩上各个图形分别经X极方向或Y极方向的曝光光源曝光后的不同光强分布，因此如果对版图上图形都仅仅作统一的修正分析，显然是不准确的。因此，就需要对于所得到的对比度数据进行合理地分组。所述分组间隔不能太宽，因为太宽会导致之后曝光修正值的不准确，所述分组间隔也不能太窄，太窄则会增加之后调试曝光修正值的时间，降低了效率。

如上所述的，所述获得对比度分组间隔包括下列步骤，采集符合光刻工艺设计要求的最小对比度值作为对比度标称值；根据对比度标称值，计算光罩上对比度值小于对比度标称值的点所对应的版图中图形的个数；采集光罩上对比度的最大值；根据所得到的对比度标称值、小于对比度标称值的版图中图形的个数以及光罩上的对比度的最大值获得对比度分组间隔。所述版图中最大对比度是光罩上各个图形经X极方向或Y极方向曝光后所采集的最大对比度。

下面以一个计算分组间隔的具体例子来使得说明更加清楚。假设经X极方向分解后的光罩上的图形的总数量为264000，而符合光刻工艺设计要求的最小对比度值，即对比度标称值为6，最佳对比度值为22。经X极方向曝光后，光罩上图形对比度值小于6的图形的数量为4000，则分组间隔根据上述公式即为：4000/264000×6×22＝2。而由于最大对比度值为22，所以总共分为11组，即各对比度分组值为0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22。应用同样的方法，还能得到Y极方向的对比度分组。

继续参照图1所示，执行步骤s4：设置对应于每一对比度分组的修正值，并分别调试各分组修正值，使得各对比度分组所对应的版图图形经修正写入光罩后，在曝光后的对比度达到光刻工艺设计要求。

当将对比度分组之后，设置对应于每一对比度分组的修正值，下述的例子仅为使得所述步骤更加清楚，并非对于所述步骤进行限定。

例如，参照上述计算分组间隔的例子，设置对应于对比度值为2的分组的修正值为a1，设置对应于对比度值为4的分组的修正值为a2，设置对应于对比度值为6的分组的修正值为a3。。。。设置对应于对比度值为22的分组的修正值为a11。

接着，设置所有的修正值的初值为0，即先假设所有对比度分组先不需要修正。然后，开始分别调试各修正值，所述调试各修正值的方法参照图4所示，

执行步骤s41，改变所需要调试的修正值的值，并保持其他修正值为初始值；

执行步骤s42；判断所述修正值是否能够使得应用该修正值的版图达到对比度的要求，如果不能达到对比度要求，则返回步骤s41；如果能达到对比度要求，则执行步骤s43；

执行步骤s43，将能够使得应用该修正值的版图达到对比度要求的值作为该修正值的定值。

例如对于a1，首先改变修正值a1的值，而保持其他修正值为0，并将a1应用到a1所在的对比度分组的分组值所对应的版图上的图形上。之后，采用光学邻近修正工具来得到应用a1后的版图图形在写入光罩，并经曝光后的对比度，若所得的对比度不符合光刻工艺的设计要求，则继续改变a1的值，并且仍然保持其他修正值为0，并同样采用光学邻近修正工具来再次得到对比度。所述过程反复进行，直到所述版图图形经a1的值修正后，在写入光罩并经曝光后的对比度达到光刻工艺的设计要求，则确定a1的值。所述光刻工艺的设计要求即是a1所在的对比度分组的分组值所对应的版图上的图形的设计要求。并且，所确定的a1的值是使得对比度达到光刻工艺的设计要求的最小值。此处要说明的是，X极方向和Y极方向上的调试修正值的过程是分别进行的。并且，由于X极方向和Y极方向上的调试修正值的方法均如上所述，这里就不再展开一一叙述了。

当确定了a1的值之后，与上述方法相同，在11组修正值中仅改变a2的值，并使剩余的修正值为0，并将a2应用到a2所在的对比度分组的分组所对应的版图上的图形上。之后，采用光学邻近修正工具来得到应用a2后的版图图形在写入光罩，并经曝光后的对比度，若所得的对比度不符合光刻工艺的设计要求，则继续改变a2的值，并仍然保持其他修正值为0，并同样采用光学邻近修正工具来再次对比度，直到所述版图经a2的值修正后，在写入光罩并经曝光后的对比度达到光刻工艺的设计要求，则确定a2的值。所述光刻工艺的设计要求即是a2所在的对比度分组的分组值所对应的版图上的图形的设计要求。并且，所确定的a2的值是使得对比度达到光刻工艺的设计要求的最小值。同样，X极方向和Y极方向上的调试修正值的过程是分别进行的。

依此类推，每确定一个修正值，就调试下一个修正值，并且在调试该修正值时，使其他修正值为0。直至最终所有X极方向和Y极方向上的修正值调试完毕。

继续参照图1所示，执行步骤s5：将所述修正值应用于版图上。当得到对应于所有对比度分组的修正值之后，将所述修正值应用于版图上，来对所述版图进行修正。

综上所述，上述所公开的曝光修正方法通过采集根据版图形成的光罩经曝光后的光强分布来得到对比度分布，并且根据对比度分布来将对比度分组，再通过对应于每一对比度分组的修正值来对于版图进行修正，这样就可以对版图上任一角度的图形进行修正，进而弥补了分别应用X极和Y极两套规则进行修正的局限性，因而避免了曝光后实际器件图形与原版图图形存在误差，影响光刻精度的问题。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种曝光修正方法，其特征在于，包括，

对根据版图形成的光罩分别进行X极曝光和Y极曝光；

采集所述光罩的对比度分布；

根据所述对比度分布获得对比度分组间隔，并以对比度分组间隔将对比度数据分组；其中，所述获得对比度分组间隔包括下列步骤，采集符合光刻工艺设计要求的最小对比度值作为对比度标称值；根据对比度标称值，计算光罩上对比度值小于对比度标称值的点所对应的版图中图形的个数；采集光罩上对比度的最大值；根据所得到的对比度标称值、小于对比度标称值的版图中图形的个数以及光罩上的对比度的最大值获得对比度分组间隔；其中，所述根据所得到的对比度标称值、小于对比度标称值的版图中图形的个数以及光罩上的对比度的最大值获得对比度分组间隔按下述公式计算获得：对比度分组间隔＝(小于对比度标称值的版图中图形的个数/版图中图形的总数)×对比度标称值×版图中最大对比度；

2.如权利要求1所述的曝光修正方法，其特征在于，采集所述对比度的方法包括下列步骤，采集所述光罩的最大光强和最小光强；并根据最大光强和最小光强来获得所述对比度的值。

3.如权利要求2所述的曝光修正方法，其特征在于，所述根据最大光强和最小光强获得对比度值按下述公式计算：所述对比度＝(最大光强-最小光强)/(最大光强+最小光强)。

4.如权利要求1所述的曝光修正方法，其特征在于，所述调试各分组修正值的方法包括下列步骤，首先改变所需要调试的修正值的值，并保持其他修正值为初始值；判断所述修正值是否能够使得应用该修正值的版图达到对比度的要求，如果不能达到对比度要求，则继续修改；如果能达到对比度要求，则将能够使得应用该修正值的版图达到对比度要求的值作为该修正值的定值。

5.如权利要求4所述的曝光修正方法，其特征在于，所述使得曝光后对比度达到光刻工艺设计要求的各分组修正值是使得曝光后对比度达到光刻工艺设计要求的最小修正值。

6.如权利要求1所述的曝光修正方法，其特征在于，还包括将所述修正值应用于版图上。