CN102043326B

CN102043326B - 掩模版图形校正方法

Info

Publication number: CN102043326B
Application number: CN2009101974522A
Authority: CN
Inventors: 杨青
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2029-10-20
Also published as: CN102043326A

Abstract

一种掩模版图形校正方法，包括：获取每个图形各边界的掩模误差增益因子；根据各边界的所述掩模误差增益因子，将图形的各边界分为敏感边界和非敏感边界，其中，所述敏感边界具有大MEFF值，而所述非敏感边界具有小MEFF值；当所述掩模版图形校正未进入收敛状态时，先对所述敏感边界进行校正，然后再对所述非敏感边界进行校正，直至校正完成。本发明充分考虑了敏感边界与非敏感边界的差异性，分别对敏感边界和非敏感边界进行校正，从而有利于更加迅速地获得较为准确的校正结果，节省了大量人力和时间，提高了生产效率。

Description

掩模版图形校正方法

技术领域

本发明涉及光学邻近校正技术，尤其是掩模版图形校正方法。

背景技术

在半导体生产过程中，采用光刻技术将图形从设计版图转移到晶圆上，是不可或缺的关键步骤。为了获得良好的产品性能，图形转移中的偏差和限制也必须在设计中被考虑到。由于从设计版图到晶圆上的图形转移是非线性的，而随着半导体集成化的发展，器件尺寸越来越小，这种非线性的图形转移在掩模版与晶圆之间所产生的误差越来越受到重视。

基于此，掩模误差增益因子(MEEF，Mask Error Enhancement Factor)被引入，用于量度成像图形的质量。具体来说，所述掩模误差增益因子是将晶圆上图形尺寸变化量与掩模版上图形尺寸变化量的比值，按照光学曝光系统进行相应的放大而获得，具体放大的比例取决于所采用的光学曝光系统的放大倍数。MEEF的大小，反映了掩模版中图形的关键尺寸(CD，CriticalDimension)对于晶圆上图形关键尺寸的影响。具体来说，MEEF越大意味着掩模版中图形的关键尺寸对晶圆上图形的关键尺寸影响越大。对于65纳米及以下的工艺节点，随着图形的关键尺寸越来越小，MEEF变得越来越大，每一代技术节点的图形尺寸会缩小约30％，而每一代技术节点的掩模误差增益因子会增大约30％。

现有技术中，对掩模版图形进行校正的过程中，往往忽略不同MEEF值的差异影响，将具有不同MEFF值的边界统一地进行校正。例如，一种现有的方法是认为每个图形各条边界具有相同的MEEF，并对每个图形的所有边界统一进行校正，以节省校正时间，然而，对于精度要求高的图形曝光，或者当图形不同边界之间的MEEF相差很大时，这种方法最终将无法获得收敛的校正结果，也就是说，无法使得图形的不同边界获得统一的校正结果。而另一种现有的方案，根据图形中的每一个边界的MEEF，分别对每一个所述边界进行校正，然而，这种方法虽然能大幅提高校正的准确性，但却花费了大量的人力和时间，使得成本骤增。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种掩模版图形校正方法，能够更加迅速地获得较为准确的校正结果。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种掩模版图形校正方法，包括：获取每个图形各边界的掩模误差增益因子；根据各边界的所述掩模误差增益因子，将图形的各边界分为敏感边界和非敏感边界，其中，所述敏感边界具有大MEFF值，而所述非敏感边界具有小MEFF值；当所述掩模版图形校正未进入收敛状态时，先对所述敏感边界进行校正，然后再对所述非敏感边界进行校正，直至校正完成。

可选的，所述根据各边界的所述掩模误差增益因子，将图形的各边界分为敏感边界和非敏感边界还包括：设定区分所述敏感边界和非敏感边界的参考值。

可选的，所述参考值为掩模图形各边界所述掩模误差增益因子的数学平均值，MEFF值大于所述参考值的边界为所述敏感边界，MEFF值小于所述参考值的边界为所述非敏感边界。

可选的，所述判断掩模版图形校正是否进入收敛状态，包括：计算每次校正过程中对应的边缘位置差值；将所述边缘位置差值与设定值进行比较，当所述边缘位置差值大于所述设定值时，所述掩模版图形校正未进入收敛状态，反之，所述掩模版图形校正进入收敛状态。

可选的，每次所述对敏感边界的校正以及所述对非敏感边界的校正都为单次校正。

可选的，所述对敏感边界的校正还包括：设定第一移动量。

可选的，所述对非敏感边界的校正还包括：设定第二移动量。

可选的，所述第一移动量不同于所述第二移动量。

可选的，当所述掩模版图形校正进入收敛状态时，对所有边界统一进行校正。

可选的，所述对敏感边界进行校正之后对非敏感边界校正之前，还包括：计算当前边缘位置差值。

可选的，所述校正完成通过下述步骤进行判断：计算当前边缘位置误差；比较当前边缘位置误差与前次所获得的边缘位置误差的差异，当两次边缘位置误差的值相差很小，且两次边缘位置误差的值接近于零时，当前掩模版图形的校正完成。

可选的，当所述掩模版图形校正未进入收敛状态时，所述前次所获得的边缘位置误差为对敏感边界进行校正后所获得的边缘位置误差值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过将所述掩模版图形的边界划分为敏感边界和非敏感边界，并分别对所述敏感边界和所述非敏感边界进行校正，从而能够更加迅速地获得较为准确的校正结果，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明掩模版图形校正方法一种实施方式的流程示意图；

图2是如图1所示步骤S3一种具体实施方式的流程示意图；

图3是如图2所示步骤S31一种具体实施方式的流程示意图；

图4是本发明掩模版图形校正方法一种具体实施例中，待校正掩模图形示意图；

图5是如图4所示掩模图形各边界MEFF值的示意图；

图6是对如图4所示掩模图形的敏感边界进行校正的示意图；

图7是对如图4所示掩模图形的非敏感边界进行校正的示意图。

具体实施方式

本发明掩模版图形校正方法根据每个图形各边界的MEEF值将图形边界分为敏感边界和非敏感边界，对于每个图形，对敏感边界和非敏感边界分别进行校正，从而在获得较精确的校正结果的同时，节约大量时间和生产成本。

下面结合附图和具体实施例，对本发明实施方式进行进一步详细说明。

参考图1，本发明掩模版图形校正方法的一种实施方式包括：步骤S1，获取每个图形各边界的掩模误差增益因子；步骤S2，根据各边界的所述掩模误差增益因子，将图形的各边界分为敏感边界和非敏感边界，其中，所述敏感边界具有大MEFF值，而所述非敏感边界具有小MEFF值；步骤S3，当所述掩模版图形校正未进入收敛状态时，先对所述敏感边界进行校正，然后再对所述非敏感边界进行校正，直至校正完成。

具体来说，所述掩模版图形校正过程中可包括多次中间校正过程，其中，每次所述中间校正过程可包括：调整掩模图形的一个或多个边界的尺寸，根据所述调整后的掩模图形，比较经实际曝光在晶圆上形成的图形尺寸与经曝光模型所获得的模拟结果之间的差值，获得边缘位置差值(EPE)。在多次所述中间校正过程中，记录并比较每次所述中间校正过程获得的EPE，若当前中间校正过程所获得的EPE与前次中间校正过程获得的EPE相差很小，且两次EPE的值接近于零，则所述掩模版图形校正完成。

在步骤S1中，可先执行单次中间校正，以获得每个图形各边界的掩模误差增益因子，具体来说，可包括：移动掩模图形的各边界，获得晶圆上的图形的变化值，计算晶圆上图形尺寸变化量与掩模版上图形尺寸变化量的比值，并根据所述光学曝光系统的相关参数值，获得各边界对应的所述掩模误差增益因子。

步骤S2还可包括：设定参考值，用以区分所述敏感边界和非敏感边界。具体来说，可包括：获得掩模图形各边界的所述掩模误差增益因子，计算其数学平均值并将此作为所述参考值。在步骤S2中，将步骤S1所获得的各边界的MEFF值与所述参考值进行比较，区分所述敏感边界以及所述非敏感边界，具体来说，MEFF值大于所述参考值的边界为所述敏感边界，而MEFF值小于所述参考值的边界为所述非敏感边界。MEFF值等于所述参考值的边界可作为敏感边界，也可作为非敏感边界，进行校正。

接下来，执行步骤S3。参考图2，步骤S3具体可包括：步骤S31，判断所述掩模版图形校正是否进入收敛状态，当进入收敛状态时，执行步骤S34，反之执行步骤SS32；步骤S32，对所述敏感边界进行校正；步骤S33，对所述非敏感边界进行校正，接着执行步骤S35；步骤S34，对所有边界统一进行校正，然后执行步骤S35；步骤S35，判断所述校正是否完成，未完成时，则执行步骤S31，直至校正完成。

其中，在步骤S31中，参考图3，具体可包括：步骤S311，计算每次校正过程中对应的边缘位置差值；步骤S312，将所述边缘位置差值与设定值进行比较，当所述边缘位置差值大于所述设定值时，所述掩模版图形校正未进入收敛状态，反之，所述掩模版图形校正进入收敛状态。

当所述掩模版图形校正未进入收敛状态时，分别通过步骤S32和步骤S33对所述掩模版图形进行校正；所述校正可采用任一种光学邻近校正方法，且每次对所述敏感边界以及非敏感边界的校正都为单次校正。

具体来说，在步骤S32中，可根据步骤S2的分类结果，先对所述敏感边界进行校正。在一种实施方式中，可设定第一移动量，并将所述敏感边界移动所述第一移动量，由于所述校正为单次校正，因此只需按照所设定的第一移动量对所述敏感边界进行移动即可，无需将所述敏感边界进行多次移动直至获得最佳效果。而在步骤S33中，对所述非敏感边界进行校正，类似地，可设定第二移动量，并将所述非敏感边界移动所述第二移动量。

由于所述敏感边界与所述非敏感边界具有不同的MEFF值，意味着其在掩模版图形中的变化量对经曝光所获得的晶圆上对应图形的变化量所产生的影响并不相同，因此，对所述敏感边界与所述非敏感边界采取不同的移动量，即所述第一移动量与所述第二移动量不相同，充分地考虑的敏感边界与非敏感边界的差异性。

并且，由于敏感边界的变化量在晶圆上所产生的变化，相较于非敏感边界更为明显，因而，在校正过程中，采用先对敏感边界进行校正，然后再对非敏感边界进行校正的校正顺序，有利于更加迅速地获得更为准确的掩模版图形。

在另一种实施方式中，步骤S32中当对所述敏感边界校正之后，还可包括：计算边缘位置差值，以便于步骤S33中的校正。在对所述敏感边界的校正结束之后，通过此时的计算边缘位置差值，可有利于在步骤S33中获得用于非敏感边界的更准确的第二移动量。

此外，步骤S32和步骤S33中，还可分别包括：对所述第一移动量以及第二移动量进行设定。

当所述掩模版图形校正进入收敛状态时，即图形各边界的变化量对其曝光成像所成图像的变化量的影响大致相同，在这种情况下，可对所有边界统一进行校正，具体来说，所述校正可采用任一种光学邻近校正方法。

对掩模版图形进行校正之后，通过步骤S35，对所述校正是否完成进行判断，当所述校正尚未完成时，重复进行执行步骤S31至步骤S33，或者步骤S31与步骤S34，直至校正完成。具体来说，在步骤S33和步骤S34之后，可计算当前边缘位置误差；并比较当前边缘位置误差与前次所获得的边缘位置误差的差异，当两次边缘位置误差的值相差很小，例如所述差值不超过0.3nm，且两次边缘位置误差的值都接近于零，例如在-1nm至1nm范围内，即可认为对当前掩模版图形的校正已完成。

在本发明光学邻近校正方法的一种具体实施例中，参考图4，对图形101进行校正，其中，图形101分别具有边界A，边界B，边界C和边界D。

具体来说，首先，对图形101进行第一次光学邻近校正，并根据该光学邻近校正过程中，所述掩模版上的校正调整量以及对应的在晶圆上的校正调整量分别获得边界A，边界B，边界C和边界D的MEFF值，参考图5。

接下来，计算边界A，边界B，边界C和边界D的MEFF值的均值，以获得参考值。分别将边界A，边界B，边界C和边界D的MEFF值与所获得的参考值进行比较，可获得边界A和边界D属于敏感边界，而边界B和边界C属于非敏感边界。

接下来，根据光学邻近校正的结果，计算边缘位置差值，并将所述边缘位置差值与设定值进行比较，以判断对掩模版的所述校正过程是否进入了收敛状态。

具体来说，根据第一次光学邻近校正的结果，可获得边界A，边界B，边界C和边界D对应的EPE分别为26.1nm，12.7nm，19.2nm和31.7nm。此时，所述设定值为1nm。由于各边界所对应的EPE都大于所述设定值，因此，分别根据敏感边界和非敏感边界对所述掩模版图形进行校正。

其中，先对敏感边界进行校正，参考图6，先保持边界B和边界C不动，将边界A和边界D移动至第一预定位置，计算第一边缘位置差值；接着，参考图7，保持边界A和边界D不动，移动边界B和边界C到第二预定位置，并计算第二边缘位置差值。

将所述第二边缘位置差值与所述第一边缘位置差值进行比较，根据比较结果判断对所述掩模图形的校正是否已经完成，当未完成时，判断所述校正是否处于收敛状态。

当所述校正进入收敛状态后，也就意味着，此时，所有边界在掩模图形上的变化量对曝光成像后所获得的晶圆上的图像的影响的差异不明显，因此，对边界A，边界B，边界C和边界D统一进行校正，例如，可采用相同的移动距离移动边界A，边界B，边界C和边界D。

接着，计算获得第三边缘位置差值，并将该第三边缘位置差值与所述第二边缘位置差值相比较，当所述第三边缘位置差值与所述第二位置边缘差值相差很小，且两次边缘位置差值都接近于零时，对该掩模图形的校正完成。

由于MEFF值反映了掩模版中图形的关键尺寸对于晶圆上图形关键尺寸的影响，这些敏感边界具有较大的MEFF值，其在掩模版图形中尺寸的细小变化将会在晶圆上产生较大的变化，也就是说，其在晶圆上所形成的像图形的变化对其在掩模版上的图形的变化很敏感；而非敏感边界具有较小的MEFF值，相对地，其在晶圆上所形成的像图形的变化对其在掩模版上的图形的变化则不是敏感。本发明正是充分考虑了敏感边界与非敏感边界的差异性，通过分别对敏感边界和非敏感边界设定第一移动量和第二移动量，以实现对敏感边界和非敏感边界区别的校正，从而有利于更加迅速地获得较为准确的校正结果，节省了大量人力和时间，提高了生产效率。

虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但这些较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种改正和补充，因此，本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。

Claims

1.一种掩模版图形校正方法，包括：

获取每个图形各边界的掩模误差增益因子；

根据各边界的所述掩模误差增益因子，将图形的各边界分为敏感边界和非敏感边界，其中，所述敏感边界具有大掩模误差增益因子值，而所述非敏感边界具有小掩模误差增益因子值；掩模误差增益因子值大于掩模图形各边界所述掩模误差增益因子的数学平均值的边界为所述敏感边界，掩模误差增益因子值小于掩模图形各边界所述掩模误差增益因子的数学平均值的边界为所述非敏感边界；

判断所述掩模版图形校正是否进入收敛状态，包括：计算每次校正过程中对应的边缘位置差值；将所述边缘位置差值与设定值进行比较，当所述边缘位置差值大于所述设定值时，所述掩模版图形校正未进入收敛状态，反之，所述掩模版图形校正进入收敛状态；

当所述掩模版图形校正未进入收敛状态时，先对所述敏感边界进行校正，然后再对所述非敏感边界进行校正，直至校正完成；

当所述掩模版图形校正进入收敛状态时，对所有边界统一进行校正；

判断校正是否完成，若未完成，则继续判断所述掩模版图形校正是否进入收敛状态。

2.如权利要求1所述的掩模版图形校正方法，其特征在于，每次对所述敏感边界的校正以及对所述非敏感边界的校正都为单次校正。

3.如权利要求1所述的掩模版图形校正方法，其特征在于，对所述敏感边界的校正还包括：设定第一移动量。

4.如权利要求3所述的掩模版图形校正方法，其特征在于，对所述非敏感边界的校正还包括：设定第二移动量。

5.如权利要求4所述的掩模版图形校正方法，其特征在于，所述第一移动量不同于所述第二移动量。

6.如权利要求1所述的掩模版图形校正方法，其特征在于，对所述敏感边界进行校正之后对所述非敏感边界校正之前，还包括：计算当前边缘位置差值。

7.如权利要求6所述的掩模版图形校正方法，其特征在于，所述校正完成通过下述步骤进行判断：

计算当前边缘位置误差；

比较当前边缘位置误差与前次所获得的边缘位置误差的差异，当两次边缘位置误差的值相差很小，且两次边缘位置误差的值接近于零时，当前掩模版图形的校正完成。

8.如权利要求7所述的掩模版图形校正方法，其特征在于，当所述掩模版图形校正未进入收敛状态时，所述前次所获得的边缘位置误差为对敏感边界进行校正后所获得的边缘位置误差值。