CN101726991B

CN101726991B - 光学临近修正的测试方法及光掩模版制造方法

Info

Publication number: CN101726991B
Application number: CN2008102017849A
Authority: CN
Inventors: 王谨恒
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2028-10-24
Also published as: CN101726991A

Abstract

本发明涉及光学临近修正的测试方法及光掩模版制造方法，其中，光学临近修正的测试方法包括步骤：形成曝光辅助线条；收集所述辅助线条能在光掩模版上成像的长宽比；将上述长宽比中最小的一个作为辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比。本发明可以获取辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比。因此在制造光掩模版时，可以保证辅助线条都能正常地被转移至光掩模版上。

Description

光学临近修正的测试方法及光掩模版制造方法

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及光学临近修正的测试方法及光掩模版制造方法。

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(Critical Dimension，CD)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。

光学临近修正(Optical Proximity Correction，OPC)方法是预先修正光掩膜上的图形，例如在光掩膜上使用亚衍射极限辅助散射条(Sub-ResolutionAssist Feature，SRAF)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，在光学临近修正软件的电路布局图1中，在相邻的待曝光电路图形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与待曝光电路图形10平行，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电路图形10之间的光强度；然后再将在OPC软件中设计好的待曝光电路图形10和待曝光辅助图形15一起输入至光掩膜制造设备中，设备会根据输入的待曝光电路图形10和待曝光辅助图形15大小和位置自动在光掩膜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的尺寸依待曝光电路图形10而定，一般宽为20nm至45nm，长为80nm至120nm，待曝光辅助图形15的宽度为待曝光电路图形10宽度的2/5至4/5，长度大概为相邻待曝光电路图形10的间距减去待曝光辅助图形15宽度的2至3倍。由于光掩膜上的辅助图形反映到半导体衬底上时，由于光掩膜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景深(Depth Of Field，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。

现有技术中，一些辅助线条无法在光掩模版上成像，导致被曝光图形的光学环境均一性下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何确定辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供一种光学临近修正的测试方法，包括步骤：形成曝光辅助线条；获取能在光掩模版上成像的辅助线条的长宽比；将上述长宽比中最小的一个作为辅助线条在光掩模版上能够成像的最小长宽比。

可选地，所述获取能在光掩模版上成像的辅助线条的方法包括步骤：若所述辅助线条在光掩模版上可以成像，则减小辅助线条的长宽比直至辅助线条在光掩模版上不能成像；若所述辅助线条在光掩模版上不能成像，则增大辅助线条的长宽比直至辅助线条在光掩模版上可以成像。

可选地，所述减小辅助线条的长宽比或增大辅助线条的长宽比的方式为阶跃式。

可选地，所述形成曝光辅助线条的步骤，是形成具有不同长宽比的辅助线条。

可选地，通过模拟或实际曝光的方法来获取能在光掩模版上成像的辅助线条。

可选地，当辅助线条的宽度为20nm时，所述最小长宽比为4:1。

可选地，当辅助线条的宽度为25nm时，所述最小长宽比为3.2:1。

可选地，当辅助线条的宽度为30nm时，所述最小长宽比为4:1。

可选地，当辅助线条的长度为80nm时，所述最小长宽比为3.2:1。

可选地，当辅助线条的长度为120nm时，所述最小长宽比为4:1。

根据本发明的另一方面，还提供一种光掩模版制造方法，包括步骤：形成具有辅助线条的测试曝光图形；获取能在光掩模版上成像的辅助线条的长宽比；将上述长宽比中最小的一个作为辅助线条在光掩模版上能够成像的最小长宽比；设置所述测试曝光图形中所有辅助线条的长宽比大于所述最小长宽比，形成被曝光图形；将所述被曝光图形转移至光掩模版。

可选地，当辅助线条的宽度为20nm时，所述最小长宽比为4:1。

可选地，当辅助线条的宽度为30nm时，所述最小长宽比为4:1。

与现有技术相比，本发明通过判断所述辅助线条在光掩模版上是否可以成像来调节辅助线条的长宽比，进而获取辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比。因此在制造光掩模版时，可以保证辅助线条都能正常地被转移至光掩模版上。

附图说明

图1为现有技术进行光学临近修正的示意图；

图2为进行常规OPC所形成的被曝光图形；

图3为图2所示被曝光图形在光掩模版上的成像；

图4为本发明一个实施例光学临近修正的测试方法流程图；

图5为本发明另一个实施例光掩模版制造方法流程图。

具体实施方式

在对曝光转移用的半导体器件布局图形，即主图进行OPC操作时，一般会形成临近主图的SARF线条，即辅助线条。随着主图图形的缩小，如图2所示，为了实现曝光时光学环境的均一性，需要在主图205的一些短线段306附近设置较短的辅助线条307。

本发明的发明人发现，并非所有的辅助线条307都能曝光在光掩模版(未标注)上。如图3所示，辅助线条307在光掩模版上的曝光，出现了缺失308。发明人认为，出现缺失308的原因在于，辅助线条307的长宽比过小，由于光掩模版制造设备自身的能力或缺陷，导致辅助线条307无法在光掩模版上成像。

发明人认为，解决辅助线条307无法在光掩模版上成像的方法在于找到适应光掩模版制造设备所能接受的辅助线条307的最小长宽比。再修正所有辅助线条307，使其长宽比大于等于上述最小长宽比，就可以使辅助线条307都可以在光掩模版上成像。

为此，本发明提供一种光学临近修正的测试方法，用来解决如何确定辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比的问题。根据本发明的另一方面，提供一种光掩模版制造方法，用来解决辅助线条在光掩模版上不能成像的问题。

实施例1

如图4所示，根据本发明的一个方面，提供一种光学临近修正的测试方法，包括步骤：

S101，形成曝光辅助线条；

S102，判断所述辅助线条在光掩模版上是否可以成像，若所述辅助线条在光掩模版上可以成像，则执行步骤S103，若所述辅助线条在光掩模版上不能成像，则执行步骤S104；

S103，减小辅助线条的长宽比直至辅助线条在光掩模版上不能成像；

S104，增大辅助线条的长宽比直至辅助线条在光掩模版上可以成像；

S105，获取辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比。

以下将对上述光学临近修正的测试方法中不属于现有技术的具体步骤进行详细描述。

众所周知，在将掩模图形转移到衬底上时，很容易产生光学临近效应(optical proximity effect，OPE)，例如直角转角圆形化(right-angled cornerrounded)、直线末端紧缩(line end shortened)以及直线线宽增加/缩减(linewidth increase/decrease)等都是常见的光学临近效应所导致的掩模图形转移到衬底上的缺陷。因而，在将布局图形写入光掩模版形成掩模图形之前，就需要先对布局图形进行修正。对布局图形进行修正的目的就是补偿光学临近效应带来的影响，一般对线性图形的修正方法有基于规则的光学临近效应修正法、基于模型的光学临近效应修正法、基于像素的光学临近效应修正法等，这些方法已为本领域技术人员所熟知，在本实施例中就不再对步骤S101中通过光学临近修正形成辅助线条的方法作具体描述。

接着执行步骤S102，判断所述辅助线条在光掩模版上是否可以成像。这种判断可以通过模拟或实际曝光的方法来判断。也就是说，判断是否可以成像有两种方法，其一是通过模拟的方法，即将辅助线条的轮廓数据输入成像仿真软件中，通过既有模型的模拟，输出辅助线条在一般情况下在光掩模版上的成像轮廓；其二是通过实际曝光的方法，即直接通过光掩模制造设备将辅助线条实际制造在光掩模版上。上述两种方法各有一些显而易见的优缺点，可以根据实际需要进行选择。

在步骤S102中，需要根据辅助线条在光掩模版上是否可以成像的判断，选择性地执行后续步骤。若所述辅助线条在光掩模版上可以成像，则执行步骤S103，若所述辅助线条在光掩模版上不能成像，则执行步骤S104。

举例来说，若辅助线条在光掩模版上可以成像，则减小辅助线条的长宽比直至辅助线条在光掩模版上不能成像。这样的步骤实际上是个判断循环步骤，当辅助线条在光掩模版上可以成像时，就减小辅助线条的长宽比，再通过模拟或实际曝光的方法来判断经过减小长宽比的辅助线条是否能在光掩模版上成像，如果可以，就重复上述步骤，再减小辅助线条的长宽比，再通过模拟或实际曝光的方法来判断辅助线条能否成像。这样的循环一直持续到辅助线条的长宽比不足以在光掩模版上成像为止。在这种情况下，上述辅助线条长宽比中倒数第二个就是所需要的辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比。

如果情况相反，辅助线条在光掩模版上不能成像时，则增大辅助线条的长宽比直至辅助线条在光掩模版上可以成像。这也是一个判断循环步骤，具体步骤与上述辅助线条在光掩模版上可以成像时的步骤相似，在此不再赘述。将循环一直持续到辅助线条的长宽比可以在光掩模版上成像为止。因此，上述辅助线条长宽比中的最后一个就是所需要的辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比。

增大或减小辅助线条长宽比的过程中，增大或减小的方式是阶跃的方式，即非连续的增大或减小，以一定的步长进行。当然，增大或减小的步长越小，所获得的最小长宽比就越精确，但所需的过程更长，即经济性降低。因此，可以根据实际精度的需要，选择合适的测试步长。

增大或减小辅助线条长宽比的方法可以是先确定辅助线条的宽度，再逐步增大或减小辅助线条的长度。当然，也可以是先确定辅助线条的长度，再逐步减小或增大辅助线条的宽度，同样也可以实现本发明的目的。

具体例如，先将辅助线条的宽度确定为20nm，然后将辅助线条的长度确定为120nm。在这种条件下，以模拟的方法，将辅助线条的长宽轮廓数据输入成像仿真软件中，通过既有模型的模拟，输出辅助线条在一般情况下在光掩模版上的成像轮廓。发现这种长宽比的辅助线条可以在光掩模版上成像。因此进入循环步骤，以40nm为步长，缩小辅助线条的长度至80nm，再以模拟的方法输出辅助线条在光掩模版上的成像。发现这种长宽比的辅助线条仍然可以在光掩模版上成像。再缩小辅助线条的长度至40nm，仍以模拟的方法输出辅助线条在光掩模版上的成像。这种长宽比的线条已经无法再在光掩模版上成像。因此，可以确定，倒数第二个长宽比，即4:1为辅助线条的宽度为20nm时最小长宽比。

上述方法是逐渐减小长宽比的过程，增大长宽比的过程是相类似的。例如，可以先确定辅助线条的长度为120nm，然后将辅助线条的宽度设定为40nm。在这种长宽比条件下，以实际曝光的方法，直接通过光掩模制造设备将辅助线条实际制造在光掩模版上。经过实际曝光，发现这种长宽比的辅助线条不能在光掩模版上成像。因此进入循环步骤，以5nm为步长，缩小辅助线条的宽度至35nm，再以实际曝光的方法直接通过光掩模制造设备将辅助线条实际制造在光掩模版上。发现这种长宽比的辅助线条仍然不能在光掩模版上成像。再缩小辅助线条的宽度至30nm，仍然通过光掩模制造设备将辅助线条实际制造在光掩模版上。而这种长宽比的线条已经可以在光掩模版上成像。因此，可以确定，最后一个长宽比，即4:1为辅助线条的长为120nm时的最小长宽比。

通过上述方法，可以确定当辅助线条的宽度为25nm时，最小长宽比为3.2:1；当辅助线条的宽度为30nm时，最小长宽比为4:1；当辅助线条的长度为80nm时，最小长宽比为3.2:1。

经过一系列的实验，可以确定分别以辅助线条的长度和宽度为行列的二维矩阵，如表1所示。其中，NG为无法成像，OK为可以成像。

表1 辅助线条在不同长宽下在光掩模版上的成像情况

因此，可以根据实施例1所示方法，按照不同的辅助线条长宽来形成一个如表1所示的矩阵，从而确定出所需的最小长宽比。

实施例2

如图5所示，根据本发明的另一个方面，还提供一种光掩模版制造方法，包括步骤：

S201，提供具有辅助线条的测试曝光图形；

S202，判断所述辅助线条在光掩模版上是否可以成像，若所述辅助线条在光掩模版上可以成像，则执行步骤S203，若所述辅助线条在光掩模版上不能成像，则执行步骤S204；

S203，减小辅助线条的长宽比直至辅助线条在光掩模版上不能成像；

S204，增大辅助线条的长宽比直至辅助线条在光掩模版上可以成像；

S205，获取辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比；

S206，设置所述测试曝光图形中所有辅助线条的长宽比大于所述最小长宽比，形成被曝光图形；

S207，将所述被曝光图形转移至光掩模版。

先执行步骤S201，提供具有辅助线条的测试曝光图形。与实施例1的步骤S101相比，步骤S201中，除了提供测试线条以外，还提供半导体器件布局图形，即主图。主图与辅助线条结合在一起形成测试曝光图形。

再执行步骤S202至步骤S205，获取辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比。步骤S202至步骤S205与步骤S102至步骤S105相类似，在此不再赘述。

获取辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比之后，执行步骤S206，设置测试曝光图形中所有辅助线条的长宽比大于最小长宽比，形成被曝光图形。即通过获取的最小长宽比来修正所有辅助线条，使所有辅助线条都可以顺利在光掩模版上成像。

最后执行步骤S207，将被曝光图形转移至掩模版，形成符合后续曝光要求的光掩模版。

在本实施例中，步骤S201是提供具有辅助线条的测试曝光图形，是将主图与辅助线条结合在一起形成测试曝光图形。但是本领域技术人员知道，全部由辅助线条所形成的测试曝光图形，也可以用于获取辅助线条的最小长宽比。然后再将长宽比大于最小长宽比的辅助线条与主图相结合，形成被曝光图形。这样也同样能实现本发明的目的。

在上述两个实施例中，是通过不断调节辅助图形的长宽比来最终获得所需的最小长宽比。但本领域技术人员知道，可以一次性制作一组或多组具有不同长宽比的辅助线条，通过一次实际曝光或软件模拟，通过比较可以在光掩模版上成像的辅助线条的长宽比中的最小一个，同样也可以获取所需要的最小长宽比的数值。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，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

1.一种光学临近修正的测试方法，其特征在于，包括步骤：

通过光学临近修正形成曝光辅助线条；

若所述辅助线条在光掩模版上可以成像，则减小辅助线条的长宽比直至辅助线条在光掩模版上不能成像；

若所述辅助线条在光掩模版上不能成像，则增大辅助线条的长宽比直至辅助线条在光掩模版上可以成像；

获取辅助线条在光掩模版上可以成像的最小长宽比。

2.如权利要求1所述的光学临近修正的测试方法，其特征在于：所述减小辅助线条的长宽比或增大辅助线条的长宽比的方式为阶跃式。

3.如权利要求1所述的光学临近修正的测试方法，其特征在于：所述形成曝光辅助线条的步骤，是形成具有不同长宽比的辅助线条。

4.如前述权利要求中任一项所述的光学临近修正的测试方法，其特征在于：通过模拟或实际曝光的方法来获取能在光掩模版上成像的辅助线条。

5.如权利要求1所述的光学临近修正的测试方法，其特征在于：当辅助线条的宽度为20nm时，所述最小长宽比为4∶1。

6.如权利要求1所述的光学临近修正的测试方法，其特征在于：当辅助线条的宽度为25nm时，所述最小长宽比为3.2∶1。

7.如权利要求1所述的光学临近修正的测试方法，其特征在于：当辅助线条的宽度为30nm时，所述最小长宽比为4∶1。

8.如权利要求1所述的光学临近修正的测试方法，其特征在于：当辅助线条的长度为80nm时，所述最小长宽比为3.2∶1。

9.如权利要求1所述的光学临近修正的测试方法，其特征在于：当辅助线条的长度为120nm时，所述最小长宽比为4∶1。

10.一种光掩模版制造方法，其特征在于，包括步骤：

形成具有辅助线条的测试曝光图形；

获取辅助线条在光掩模板上可以成像的最小长宽比；

设置所述测试曝光图形中所有辅助线条的长宽比大于所述最小长宽比，形成被曝光图形；

将所述被曝光图形转移至光掩模版。

11.如权利要求10所述的光掩模版制造方法，其特征在于：所述减小辅助线条的长宽比或增大辅助线条的长宽比的方式为阶跃式。

12.如权利要求10所述的光掩模版制造方法，其特征在于：所述形成具有辅助线条的测试曝光图形的步骤，是形成具有不同长宽比的辅助线条的测试曝光图形。

13.如权利要求10至12中任一项所述的光掩模版制造方法，其特征在于：通过模拟或实际曝光的方法来获取能在光掩模版上成像的辅助线条。

14.如权利要求10所述的光掩模版制造方法，其特征在于：当辅助线条的宽度为20nm时，所述最小长宽比为4∶1。

15.如权利要求10所述的光掩模版制造方法，其特征在于：当辅助线条的宽度为25nm时，所述最小长宽比为3.2∶1。

16.如权利要求10所述的光掩模版制造方法，其特征在于：当辅助线条的宽度为30nm时，所述最小长宽比为4∶1。

17.如权利要求10所述的光掩模版制造方法，其特征在于：当辅助线条的长度为80nm时，所述最小长宽比为3.2∶1。

18.如权利要求10所述的光掩模版制造方法，其特征在于：当辅助线条的长度为120nm时，所述最小长宽比为4∶1。