CN101458446A - 光学临近修正、光掩模版制作及图形化方法 - Google Patents

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一种光学临近修正方法，包括：确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区；增大器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸。本发明还提供一种光掩模版制作方法及图形化方法。本发明防止由于器件密集及临界尺寸的增大造成接触孔间的桥接，进而有效解决器件间的短路现象。

Description

光学临近修正、光掩模版制作及图形化方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及光学临近修正(OPC，OpticalProximity Correction)方法、光掩模版制作方法及图形化方法。
背景技术
随着半导体制造技术的飞速发展，为了半导体器件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，则半导体器件的临界尺寸(CD，Critical Dimension)越小。
然而，由于受到曝光机台(optical exposure tool)的分辨率极限(resolutionlimit)的影响，在对这些高密度排列的光罩图形进行曝光制程以进行图形转移时，便很容易产生光学临近效应(OPE，optical proximity effect)，例如直角转角圆形化(right-angled corner rounded)、直线末端紧缩(line end shortened)以及直线线宽增加/缩减(line width increase/decrease)等都是常见的光学临近效应所导致的掩模版图形转移到晶圆上的缺陷。光学临近效应源于当光掩模版上节距非常靠近的掩模版图形以微影方式转移到晶圆的光刻胶上时，由于相邻图形的光波互相作用，亦即干涉，而造成最后转移到光刻胶上的图形扭曲失真，产生依图形形状而定的变动。在深亚微米半导体器件中，由于电路图形非常密集，光学临近效应会降低光学系统对于曝光图形的分辨率。
美国专利US6042973揭露的方案于光掩模版表面的多个集成电路图形边缘分别形成近似圆形的次解析栅栏(sub-resolution grating)，因此当该电路图形转移至晶圆时，该电路图形边缘的分辨率可以提高，然而该次解析栅栏并无法避免该电路图形转移时发生光学临近效应。因此，为了避免上述光学临近效应造成掩模版图形转移失真，而无法将图形正确地转移至晶圆上，现行的半导体工艺均是先利用计算机系统来对该图形的布局图形进行光学临近修正(OPC，optical proximity correction)，以消除光学临近效应，然后再依据修正过的布局图形制作掩模版图形，形成于光掩模版上。因此，光学临近修正的基本原理就是对于布局图形进行预先的修改，使得修改的量正好能够补偿光学临近效应造成的缺陷，从而经过光学临近修正而形成的掩模版图形转移到晶圆上后，就能达到曝光工艺的要求。
随着半导体器件临界尺寸越来越小，用于连接金属层的接触孔的尺寸也在不断减小。现有接触孔的尺寸一般都在90纳米以下，如果不对布局接触孔图形进行光学临近修正的话，由于临界尺寸的缩减现象，会出现转移至晶圆光刻胶上的接触孔图形显示不出。
因此，在将布局接触孔图形转移至晶圆的光刻胶上时，先对布局接触孔图形进行光学临近修正，使光刻胶上的接触孔图形不会因为光学临近效应而临界尺寸过小或无法显示。具体工艺如图1所示，步骤s1，用光学临近修正软件将布局接触孔图形的临界尺寸修正至正好能够补偿光学临近效应造成的缺陷。步骤s2，用电子束或激光束写入装置将修正后的布局接触孔图形转移至光掩模版上，形成掩模版接触孔图形。步骤s3，在光刻机台中，将光掩模版上的掩模版接触孔图形转移至晶圆的光刻胶上，形成接触孔图形。
集成电路一般分为半导体器件密集区、半导体器件稀疏区及半导体器件孤立区，随着半导体器件的临界尺寸不断减小，半导体器件间的节距也在缩小，因此，在半导体器件密集区接触孔之间的距离比较近，在对布局接触孔图形进行光学临近修正后，可能会因为修正量的不恰当而造成转移至晶圆的光刻胶上的接触孔图形产生桥接，进而使后续形成的相邻接触孔间连通，使器件间短路。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种光学临近修正方法、光掩模版制作方法及图形化方法，防止接触孔间产生桥接现象。
为解决上述问题，本发明提供一种光学临近修正方法，包括：确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区；增大器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸。
可选的，通过测量布局接触孔图形间的距离以及布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形之间的距离，确定布局接触孔图形的所在区域。
可选的，测量布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形之间的距离所用的软件为光学临近修正软件。所述布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形间的距离指相邻边之间的距离。
可选的，测量布局接触孔图形间的距离所用的软件为光学临近修正软件。所述布局接触孔图形间的距离为相邻边之间的距离。
可选的，所述器件稀疏区的增大后的布局接触孔图形临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～2。所述器件孤立区的增大后的布局接触孔图形临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～4。
本发明提供一种光掩模版制作方法，包括：确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区；仅增大器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸；将布局接触孔图形转移至光掩模版上，形成掩模版接触孔图形。
可选的，通过测量布局接触孔图形间的距离以及布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形之间的距离，确定布局接触孔图形的所在区域。
可选的，测量布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形之间的距离所用的软件为光学临近修正软件。所述布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形间的距离指相邻边之间的距离。
可选的，测量布局接触孔图形间的距离所用的软件为光学临近修正软件。所述布局接触孔图形间的距离为相邻边之间的距离。
可选的，所述器件稀疏区的增大后的布局接触孔图形临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～2。所述器件孤立区的增大后的布局接触孔图形临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～4。
本发明提供一种图形化方法，包括：确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区；仅增大器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸；将布局接触孔图形转移至光掩模版上，形成掩模版接触孔图形；将掩模版接触孔图形转移至晶圆上，形成接触孔。
可选的，通过测量布局接触孔图形间的距离以及布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形之间的距离，确定布局接触孔图形的所在区域。所述布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形间的距离指相邻边之间的距离。所述布局接触孔图形间的距离为相邻边之间的距离。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区，能有选择地对不同区域的布局接触孔图形进行临界尺寸调整，对器件稀疏区和器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸进行增大，使后续形成于晶圆上的接触孔不会因为临界尺寸过小而丢失，对器件密集区的布局接触孔图形的临界尺寸不进行改变，防止由于器件密集及临界尺寸的增大造成接触孔间的桥接，进而有效解决器件间的短路现象。
附图说明
图1是现有技术对形成接触孔图形的流程图；
图2是本发明光学临近修正的具体实施方式流程图；
图3至图5是本发明对接触孔进行光学临近修正的示意图；
图6是本发明制作光掩模版的具体实施方式流程图；
图7、图7A、图7B是本发明形成的光掩模版实施例示意图；
图8是本发明图形化方法的具体实施方式流程图。
具体实施方式
本发明通过确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区，能有选择地对不同区域的布局接触孔进行临界尺寸调整，对器件稀疏区和器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸进行增大，使后续形成于晶圆上的接触孔不会因为临界尺寸过小而丢失，对器件密集区的布局接触孔图形的临界尺寸不进行改变，防止由于器件密集及临界尺寸的增大造成接触孔间的桥接，进而有效解决器件间的短路现象。
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是本发明光学临近修正的具体实施方式流程图。如图2所示，执行步骤S101，确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区。
本步骤中，通过测量布局接触孔图形间的距离以及布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形之间的距离，确定布局接触孔图形的所在区域。
执行步骤S102，增大器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸。
本步骤中，对器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形进行光学临近修正，而对器件密集区的布局接触孔图形不进行光学临近修正，使它的临界尺寸保持不变。
图3至图5是本发明对接触孔进行光学临近修正的示意图。如图3所示，首先用光学临近修正软件测量布局接触孔图形10所在层上的相邻布局接触孔图形10的相邻边之间的距离L，以确定后续形成于晶圆光刻胶层上的接触孔图形尺寸调整是否会出现桥接现象，即测量布局接触孔图形10间距离的目的是确定对布局接触孔图形尺寸调整的量。
如图4所示，在布局软件中，将布局接触孔图形10所在层与布局接触孔图形下方的布局金属膜层图形12所在层进行重合，用光学临近修正软件测量布局接触孔图形10与其下方布局金属膜层图形12的相邻边之间的距离h，用以确定布局接触孔图形10位于器件密集区14、器件稀疏区15还是器件孤立区16。
当h为小于2倍的布局接触孔图形10临界尺寸时，说明布局接触孔图形10处于器件密集区14，当h为大于2倍的布局接触孔图形10的临界尺寸，小于4倍的布局接触孔图形10的临界尺寸时，布局接触孔图形10处于器件稀疏区15，当布局接触孔图形10四周没有布局金属膜层图形12，只在其正下方有布局金属膜层图形12，则布局接触孔图形10处于器件孤立区16。
如图5所示，在器件稀疏区15，由于布局接触孔图形10四周还有布局金属膜层图形12，因此对布局接触孔图形10的光学临近修正为将布局接触孔图形10的各边长增长，增长量a为0～1倍的布局接触孔图形10临界尺寸，即增大后的布局接触孔图形10临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～2。
在器件孤立区16，由于布局接触孔图形10四周没有其它布局金属膜层图形12，因此对该区域的布局接触孔图形10的光学临近修正为将布局接触孔图形10的各边长增长，增长量为b为0～3倍的布局接触孔图形10临界尺寸，即增大后的布局接触孔图形10临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～4。
图6是本发明制作光掩模版的具体实施方式流程图。如图6所示，执行步骤S201，确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区；执行步骤S202，仅增大器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸；执行步骤S203，将布局接触孔图形转移至光掩模版上，形成掩模版接触孔图形。
在执行步骤S203中，用电子束写入装置或激光束写入装置将布局软件中的布局接触孔图形写至光掩模版上，形成掩模版接触孔图形，由于对不同区域的布局接触孔图形进行了不同的修正，因此，转移至光掩模版上的器件密集区、器件稀疏区及器件孤立区掩模版接触孔图形尺寸不一致。
一个制作光掩模版的实施例，如图3所示，首先用光学临近修正软件测量布局接触孔图形10所在层上的相邻布局接触孔图形10之间的距离L，以确定后续形成于晶圆光刻胶层上的接触孔图形尺寸调整是否会出现桥接现象，即测量布局接触孔图形10间距离的目的是确定对布局接触孔图形尺寸调整的量。
如图4所示，在布局软件中，将布局接触孔图形10所在层与布局接触孔图形下方的布局金属膜层图形12所在层进行重合，用光学临近修正软件测量布局接触孔图形10与其下方布局金属膜层图形12的相邻边之间的距离h，用以确定布局接触孔图形10位于器件密集区14、器件稀疏区15还是器件孤立区16。
当h为小于2倍的布局接触孔图形10临界尺寸时，说明布局接触孔图形10处于器件密集区14，当h为大于2倍的布局接触孔图形10的临界尺寸，小于4倍的布局接触孔图形10的临界尺寸时，布局接触孔图形10处于器件稀疏区15，当布局接触孔图形10四周没有布局金属膜层图形12，只在其正下方有布局金属膜层图形12，则布局接触孔图形10处于器件孤立区16。
如图5所示，在器件稀疏区15，由于布局接触孔图形10四周还有布局金属膜层图形12，因此对布局接触孔图形10的光学临近修正为将布局接触孔图形10的各边长增长，增长量a为0～1倍的布局接触孔图形10临界尺寸，即增大后的布局接触孔图形10临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～2。
在器件孤立区16，由于布局接触孔图形10四周没有其它布局金属膜层图形12，因此对该区域的布局接触孔图形10的光学临近修正为将布局接触孔图形10的各边长增长，增长量为b为0～3倍的布局接触孔图形10临界尺寸，即增大后的布局接触孔图形10临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～4。
如图7、图7A及图7B所示，图7为图7A和图7B重合示意图。用电子束写入装置或激光束写入装置将图5中的经过光学临近修正的布局接触孔图形10及布局金属膜层图形12分别转移至两块光掩模版上，其中，如图7A所示，布局接触孔图形10转移至光掩模版2上，形成掩模版接触孔图形20；如图7B所示，布局金属膜层图形12转移至光掩模版3上，形成掩模版金属膜层图形22。如图7所示，由于只对器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形进行光学临近修正，但是修正量不同，而对器件密集区的布局接触孔图形不进行光学临近修正，使它的临界尺寸保持不变，因此转移至光掩模版上的掩模版接触孔图形20的尺寸不一致，其中，器件孤立区16的掩模版接触孔图形20的临界尺寸最大，而器件稀疏区15的掩模版接触孔图形20的临界尺寸次之，器件密集区14的掩模版接触孔图形20的临界尺寸最小。
图8是本发明图形化方法的具体实施方式流程图。如图8所示，执行步骤S301，确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区；执行步骤S302，仅增大器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸；执行步骤S303，将布局接触孔图形转移至光掩模版上，形成掩模版接触孔图形；执行步骤S304，将掩模版接触孔图形转移至晶圆上，形成接触孔。
在执行步骤S304中，在曝光机台中，将光掩模版上掩模版接触孔图形转移至晶圆的光刻胶上，经过曝光显影工艺，形成接触孔图形。由于光学临近效应，转移至光刻胶上的接触孔图形的临界尺寸比掩模版接触孔图形的临界尺寸小。但是由于在布局软件中对布局接触孔图形的临界尺寸进行了有选择的调整，因此，形成于光刻胶上的接触孔图形不会丢失。
在实施例中，由于确定了布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区，因此可以有选择地对不同区域的布局接触孔进行临界尺寸调整，对器件稀疏区和器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸进行增大，使后续形成于晶圆上的接触孔不会因为临界尺寸过小而丢失，对器件密集区的布局接触孔图形的临界尺寸不进行改变，防止由于器件密集及临界尺寸的增大造成接触孔间的桥接，进而有效解决器件间的短路现象。
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 (20)

1.一种光学临近修正方法，其特征在于，包括：
确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区；
增大器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸。
2.根据权利要求1所述光学临近修正方法，其特征在于，通过测量布局接触孔图形间的距离以及布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形之间的距离，确定布局接触孔图形的所在区域。
3.根据权利要求2所述光学临近修正方法，其特征在于，测量布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形之间的距离所用的软件为光学临近修正软件。
4.根据权利要求3所述光学临近修正方法，其特征在于，所述布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形间的距离指相邻边之间的距离。
5.根据权利要求2所述光学临近修正方法，其特征在于，测量布局接触孔图形间的距离所用的软件为光学临近修正软件。
6.根据权利要求5所述光学临近修正方法，其特征在于，所述布局接触孔图形间的距离为相邻边之间的距离。
7.根据权利要求1所述光学临近修正方法，其特征在于，所述器件稀疏区的增大后的布局接触孔图形临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～2。
8.根据权利要求1所述光学临近修正方法，其特征在于，所述器件孤立区的增大后的布局接触孔图形临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～4。
9.一种光掩模版制作方法，其特征在于，包括：
确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区；
仅增大器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸；
将布局接触孔图形转移至光掩模版上，形成掩模版接触孔图形。
10.根据权利要求9所述光掩模版制作方法，其特征在于，通过测量布局接触孔图形间的距离以及布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形之间的距离，确定布局接触孔图形的所在区域。
11.根据权利要求10所述光掩模版制作方法，其特征在于，测量布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形之间的距离所用的软件为光学临近修正软件。
12.根据权利要求11所述光掩模版制作方法，其特征在于，所述布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形间的距离指相邻且边之间的距离。
13.根据权利要求10所述光掩模版制作方法，其特征在于，测量布局接触孔图形间的距离所用的软件为光学临近修正软件。
14.根据权利要求13所述光掩模版制作方法，其特征在于，所述布局接触孔图形间的距离为相邻边之间的距离。
15.根据权利要求9所述光掩模版制作方法，其特征在于，所述器件稀疏区的增大后的布局接触孔图形临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～2。
16.根据权利要求9所述光掩模版制作方法，其特征在于，所述器件孤立区的增大后的布局接触孔图形临界尺寸与原临界尺寸的比例为1～4。
17.一种图形化方法，其特征在于，包括：
确定布局接触孔图形位于器件密集区、器件稀疏区还是器件孤立区；
仅增大器件稀疏区及器件孤立区的布局接触孔图形的临界尺寸；
将布局接触孔图形转移至光掩模版上，形成掩模版接触孔图形；
将掩模版接触孔图形转移至晶圆上，形成接触孔。
18.根据权利要求17所述图形化方法，其特征在于，通过测量布局接触孔图形间的距离以及布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形之间的距离，确定布局接触孔图形的所在区域。
19.根据权利要求18所述图形化方法，其特征在于，所述布局接触孔图形与其下方布局金属膜层图形间的距离指相邻且边之间的距离。
20.根据权利要求18所述图形化方法，其特征在于，所述布局接触孔图形间的距离为相邻边之间的距离。
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CN101458446B (zh) 2012-04-18

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