CN102156382A

CN102156382A - 光学邻近修正的判断方法

Info

Publication number: CN102156382A
Application number: CN2011101173659A
Authority: CN
Inventors: 周从树; 顾以理; 钟政; 张迎春
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2031-05-06
Also published as: CN102156382B

Abstract

一种光学邻近修正的判断方法，包括：提供具有原始图案的光掩模版；将所述光掩膜版的原始图案分割为若干子图案，并对至少一个子图案进行光学邻近修正，获得至少一个修正子图案及其对应的掩膜误差增强因子；提供掩膜误差增强因子的阈值；若修正子图案对应的掩膜误差增强因子小于所述掩膜误差增强因子阈值，则接受所述修正子图案的修正；若修正子图案对应的掩膜误差增强因子不小于所述掩膜误差增强因子阈值，再判断：若修正子图案满足工艺界限要求，则接受所述修正子图案的修正；若修正子图案不满足工艺界限要求，则不接受所述修正子图案的修正。所述光学邻近修正方法防止因对光掩膜版进行光学邻近修正后，导致晶圆上的电学结构失效的现象。

Description

光学邻近修正的判断方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种光学邻近修正的判断方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，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，使得半导体器件的临界尺寸(CD，Critical Dimension)缩小。但缩小半导体器件的临界尺寸同时会产生光学邻近效应(OPE，Optical Proximity Effect)。其中，光学邻近效应源于当光掩模版上节距非常靠近的掩模版线路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，亦即衍射，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。在深亚微米器件中，由于线路图形非常密集，光学邻近效应会降低光学系统对于曝光图形的分辨率。

为了抑制光学邻近效应，现有工艺采用光学邻近修正(OPC)技术。其中，对变化严重的掩膜图案的边缘或者转角部分进行初步变形使得制作后的尺寸能够得到期望的数值。具体地，包括通过基本地切割原始图案的边，并且精密地移动切割的边，使显影后的图案再现原始图案。根据确定切割边的移动量方法的不同，光学邻近修正分为基于规则的光学邻近修正和基于模型的光学邻近修正：基于规则的OPC中，根据查找表来确定移动量；而基于模型的OPC中，根据显影(或光学)仿真，即，根据反复试验来递归确定移动量。

现有工艺中，根据光学邻近修正后光掩膜版形成的晶圆，会出现晶圆上的电学结构失效的现象，如两个需要绝缘的线路会形成有桥接，严重降低半导体器件的可靠性。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种光学邻近修正的判断方法，防止因对光掩膜版进行光学邻近修正后，导致晶圆上的电学结构失效的现象。

为解决上述问题，本发明提供一种光学邻近修正的判断方法，包括下列步骤：

提供具有原始图案的光掩模版；

将所述光掩膜版的原始图案分割为若干子图案，并对至少一个子图案进行光学邻近修正，获得至少一个修正子图案及其对应的掩膜误差增强因子；

提供掩膜误差增强因子的阈值；

若修正子图案对应的掩膜误差增强因子小于所述掩膜误差增强因子阈值，则接受所述修正子图案的修正；

若修正子图案对应的掩膜误差增强因子不小于所述掩膜误差增强因子阈值，再判断：若修正子图案满足工艺界限要求，则接受所述修正子图案的修正；若修正子图案不满足工艺界限要求，则不接受所述修正子图案的修正。

可选的，所述掩膜误差增强因子的阈值范围不小于3。

可选的，所述光学邻近修正为基于模型的光学邻近修正。

可选的，还包括将光学邻近修正后的光掩膜版图案转移至晶圆，获得晶圆的图案。

可选的，所述转移方法为显影仿真或光学仿真或刻蚀工艺。

可选的，修正子图案满足工艺界限要求包括：与修正子图案对应的晶圆的图案与晶圆上同层的其他图案的尺寸界限要求，及与修正子图案对应的晶圆的图案与晶圆上其他层图案的尺寸界限要求。

可选的，所述分割包括：将光掩膜版的原始图案设置于正交坐标系中；选取光掩膜版的原始图案每边的伸展方向，将所述光掩膜版的原始图案分割为若干子图案。

可选的，还包括通过显影仿真或光学仿真，反复试验来递归线性预测和修正子图案各边的位移量。

可选的，所述修正子图案为子图案与补偿图案的叠加，若所述补偿图案长为120nm～180nm，宽为3nm～10nm，则所述修正子图案对应的修正为微小修正。

可选的，若所述微小修正的光掩膜误差增强因子小于所述掩膜误差增强因子阈值，则去除所述微小修正。

可选的，若微小修正对应的掩膜误差增强因子不小于所述掩膜误差增强因子阈值，则进行如下判断：若去除所述微小修正后，子图案满足工艺的界限要求，则去除所述微小修正；若去除所述微小修正后，子图案不满足工艺的界限要求，则保留所述微小修正。

可选的，子图案满足工艺的界限要求包括：与子图案对应的晶圆的图案与晶圆上同层的其他图案的尺寸界限要求，及与子图案对应的晶圆的图案与晶圆上其他层图案的尺寸界限要求。

与现有技术相比，上述方案具有以下优点：本发明通过对高于掩膜误差增强因子阈值的修正子图案进行判断，若所述修正子图案满足工艺界限要求，则接受所述修正子图案的修正；若所述修正子图案不能满足工艺界限要求，则不接受所述修正子图案的修正，避免过高的掩膜误差增强因子造成的过度修正，进而避免过度修正导致晶圆上的电学结构失效的现象。

进一步地，对高于掩膜误差增强因子阈值的微小修正进行界限判定，若去除所述微小修正后，子图案满足工艺的界限要求，则去除所述微小修正；若去除所述微小修正后，子图案不满足工艺的界限要求，则保留所述微小修正。进一步避免在过高的掩膜误差增强因子情况下，错误去除微小修正导致的晶圆电学结构失效的现象。

附图说明

图1为一个实施例的光学邻近修正的判断方法流程示意图。

图2至图6为一个实施例的光学邻近修正的判断方法结构示意图。

具体实施方式

在基于模型的OPC中，待修正的图案被设置在X轴和Y轴构成的正交坐标系中，待修正的图案被分割为由水平边和垂直边构成的矩形。若待修正的边平行于X轴，那么移动方向就平行于Y轴，而如果待修正的边平行于Y轴，那么移动方向平行于X轴。可以通过显影(或光学)仿真的反复试验来递归线性预测和修正具体的边位移量。其中，所述显影(或光学)仿真后的图案同位于X轴和Y轴构成的正交坐标系中。

将图案在晶圆上的临界尺寸与图案在光掩模版的临界尺寸的比值定义为掩膜误差增强因子MEEF(mask error emhancement fault)，由A表示。以基于模型的OPC为例，若在Y轴方向上，光掩膜版图案的边定位在x0处，根据显影(或光学)仿真。在晶圆的图案上边的显影位置被平移到X0。对应地，当光掩膜版图案边的位置改变为x0±dx时，通过线性预测，显影位置可以预测为X0±dx*A；假设x1＝x0+dx0和相应的显影位置为X1＝X0+dx0*A，则A＝(X1-X0)/dx0＝(X1-X0)/(x1-x0)。

最后根据光掩膜版上的修正图案形成光刻胶，并通过所述光刻胶层在晶圆上形成对应的图案。

现有工艺中，根据光学邻近修正后光掩膜版形成的晶圆，会出现晶圆上的电学结构失效的现象，如两个需要绝缘的线路会形成有桥接，而需要电连接的电学结构则可能会绝缘，严重降低半导体器件的可靠性。

发明人发现，失效的电学结构对应的位置一般其掩膜误差增强因子较大。其中，图案在光掩膜版上的细节图案，通过具有较高掩膜误差增强因子的光学邻近修正，在晶圆上对应形成为较大尺寸的图案。所述细节图案在光掩膜版图案上符合工艺的界限要求，而经过较高的掩膜误差增强因子的光学邻近修正，在晶圆上则可能会造成电学结构的失效。

为解决上述问题，本发明实施方式提供一种光学邻近修正的判断方法，包括下列步骤：

提供具有原始图案的光掩模版；

提供掩膜误差增强因子的阈值；

本发明通过对高于掩膜误差增强因子阈值的修正子图案进行判断，若所述修正子图案满足工艺界限要求，则接受所述修正子图案的修正；若所述修正子图案不能满足工艺界限要求，则不接受所述修正子图案的修正，避免过高的掩膜误差增强因子造成的过度修正，进而避免过度修正导致晶圆上的电学结构失效的现象。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

如图1所示，为本发明一个实施例的光学邻近修正的判断方法的流程示意图，包括：

执行步骤S101，提供待光学邻近修正的光掩模版，所述光掩膜版具有原始图案；

执行步骤S102，对所述原始图案进行分割，形成若干子图案；

执行步骤S103，对至少一个子图案进行光学邻近修正，获取至少一个修正子图案及修正子图案对应的掩膜误差增强因子；

执行步骤S104，提供掩膜误差增强因子的阈值，所述掩膜误差增强因子的阈值不小于3；

执行步骤S105，判断：若修正子图案对应的掩膜误差增强因子小于所述掩膜误差增强因子阈值，则接受所述修正子图案的修正；若修正子图案对应的掩膜误差增强因子不小于所述掩膜误差增强因子阈值，再进行如下判断：若修正子图案满足工艺界限要求，则接受所述修正子图案的修正；若修正子图案不满足工艺界限要求，则不接受所述修正子图案的修正。

下面结合附图对本实施例的光学邻近修正的判断方法进行详细的说明。

如图2和图1所示，执行步骤S101，提供待光学邻近修正的光掩模版的原始图案1000。本实施例中，所述原始图案1000为具有拐角的线条图案，进一步地，与所述原始图案1000相邻的包括有第一图案1100及第二图案1200。

因为与第一图案1100及第二图案1200相邻，且所述原始图案1200的顶端形状和拐角形状，所述原始图案1000由光掩膜版转移至晶圆的过程中，由于相邻图形的光波互相作用，亦即衍射，会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。本实施例需要对所述原始图案1000进行光学邻近修正。

继续参考图2和图1，执行步骤S102，将所述原始图案被分割为若干子图案，所述分割为：将光掩膜版的原始图案设置于正交坐标系中；选取光掩膜版的原始图案每边的伸展方向，将所述光掩膜版的原始图案分割为若干单元的子图案。包括：第一子图案100、第二子图案200、第三子图案300、第四子图案400、第五子图案500、第六子图案600、第七子图案700、第八子图案800、第九子图案900及第十子图案101。

如图3和图1所示，执行步骤S103，对至少一个子图案进行光学邻近修正，所述光学邻近修正为基于模型的光学邻近修正，包括：首先对光掩膜版图案的实际曝光结果进行显影仿真或光学仿真，并通过比较检测仿真后的曝光结果和标准图案，对光掩膜版的原始图案添加补偿图案以实现仿真图案与物理设计的标准图案相匹配。具体地，通过对各单元的子图案进行反复试验来递归线性预测和修正若干单元的子图案各边的位移量，以获得补偿图案，形成有所述补偿图案的图案，即为光学邻近修正后的图案。

如图3所示，所述补偿图案为不同于原始图案的虚线部分，包括：第一子图案100、第七子图案700和第八子图案800的补偿图案为锤头状的补偿图案；所述第二子图案200、第三子图案300、第四子图案400、第六子图案600和第十子图案110的边朝外移动有一定的位移量，获得略大于子图案的补偿图案；所述第五子图案500为拐角形状，通过对所述第五子图案500的各边朝内移动有一定的位移量，获得略大于子图案的修正后图案。所述第九子图案900边朝内移动有一定的位移量，获得略小于子图案的补偿图案。

如图4所示为经过光学邻近修正后的光掩膜版图案1000′，包括：第一修正子图案110、第二修正子图案210、第三修正子图案310、第四修正子图案410、第五修正子图案510、第六修正子图案610、第七修正子图案710、第八修正子图案810、第九修正子图案910及第十修正子图案111。

所述光学邻近修正的判断方法还包括将光学邻近修正后的光掩膜版图案转移至晶圆，获得晶圆的图案。所述转移方法可以为显影仿真、光学仿真或者刻蚀工艺之一。

继续参考图3，进一步地，还包括获取各修正子图案对应的掩膜误差增强因子。其中，图案在晶圆上的临界尺寸与图案在光掩模版的临界尺寸的比值为掩膜误差增强因子MEEF(mask error emhancement fault)，由A表示。

所述掩膜误差增强因子A如下获得：假设光掩膜版上的边修正前位置为x0，光学邻近修正后对应边的位置为x1，位移量为dx0＝x1-x0；与所光掩模版对应边在晶圆上的显影位置包括：修正前边的位置为X0，修正后的边的位置为X1。由上可得出A＝(X1-X0)/dx0＝(X1-X0)/(x1-x0)。

参考图3，本实施例中，所述第一修正子图案110的掩膜误差增强因子为5；所述第二修正子图案210的掩膜误差增强因子为2；所述第三修正子图案310的掩膜误差增强因子为6；所述第四修正子图案410的掩膜误差增强因子为2；所述第五修正子图案510的掩膜误差增强因子为2；所述第六修正子图案610的掩膜误差增强因子为4；所述第七修正子图案710的掩膜误差增强因子为3；所述第八修正子图案810的掩膜误差增强因子为7；所述第九修正子图案910的掩膜误差增强因子为2；所述第十修正子图案111的掩膜误差增强因子为5。

继续如图1所示，执行步骤S104，提供掩膜误差增强因子的阈值，所述掩膜误差增强因子的阈值不小于3。作为一个实施例，所述掩膜误差增强因子的阈值范围可以为3～10。本实施例中，所述掩膜误差增强因子的阈值为4。

结合图1和图4，执行步骤S105，将所述掩膜误差增强因子的阈值与上述修正子图案对应的掩膜误差增强因子进行比较，并如下判断：

若修正子图案对应的掩膜误差增强因子小于所述掩膜误差增强因子阈值，则光掩膜版接受所述修正子图案。

本实施例中，所述掩膜误差增强因子的阈值为4，则参考图4及修正子图案对应的掩膜误差增强因子，光掩膜版接受下列修正子图案：掩膜误差增强因子为2的第二修正子图案210；掩膜误差增强因子为2的第四修正子图案410；掩膜误差增强因子为2的第五修正子图案510；掩膜误差增强因子为3的第七修正子图案710；掩膜误差增强因子为2的第九修正子图案910。

接着，对于掩膜误差增强因子不小于掩膜误差增强因子的阈值的子图案，则再进行如下判断：若修正子图案满足工艺的界限要求，则接受所述修正子图案的修正；若修正子图案不满足工艺的界限要求，则不接受所述修正子图案的修正。

参考图4，本实施例中，掩膜误差增强因子不小于掩膜误差增强因子的阈值的子图案包括有掩膜误差增强因子为5的第一子图案110；掩膜误差增强因子为6的第三子图案310；掩膜误差增强因子为4的第六子图案610；掩膜误差增强因子为7的第八子图案810；及掩膜误差增强因子为5的第十修正子图案111。

分别对第一修正子图案110、第三修正子图案310、第六修正子图案610、第八修正子图案810及第十修正子图案111对应形成的晶圆尺寸进行界限判断。所述修正子图案满足工艺界限要求包括：与修正子图案对应的晶圆的图案与晶圆上同层的其他图案的尺寸界限要求，及与修正子图案对应的晶圆的图案与晶圆上其他层图案的尺寸界限要求。

本实施例中，界限判断包括判断第三修正子图案310与相邻第二图案1200对应形成的晶圆尺寸是否符合界限要求；第六修正子图案610与相邻第一图案1100对应形成的晶圆尺寸是否符合界限要求；第一修正子图案110、第八修正子图案810及第十修正子图案111对应形成的晶圆尺寸与其相邻图案(未图示)对应形成的晶圆尺寸的界限判断。

其中，所述界限判断还包括将对第一修正子图案110、第三修正子图案310、第六修正子图案610、第八修正子图案810及第十修正子图案111对应形成的晶圆尺寸与其相邻层的图案形成的晶圆尺寸间的界限判断。

经过上述判断，本实施例中，第一修正子图案110、第三修正子图案310、第六修正子图案610及第十修正子图案111对应形成的晶圆尺寸和同层的图案对应形成的晶圆尺寸满足界限要求，即满足界限要求的标准，不会造成电学结构间的失效。而第八修正子图案810对应形成的晶圆尺寸和与其相邻的第一图案1100的界限未到达要求，会造成了同层相邻图案的桥接现象，造成电学结构的失效。

如图5所示，对于上述第八修正子图案810取消初次光学邻近修正，即该处图案保持第八子图案800的形状，最后形成如图5所示的光掩膜版的图案1000″。

本发明通过对高于掩膜误差增强因子阈值的修正子图案进行判断，若所述修正子图案对应形成的晶圆尺寸满足工艺界限要求，则光掩膜版接受所述修正子图案；若所述修正子图案对应形成的晶圆尺寸不能满足工艺界限要求，则光掩膜版不接受所述修正子图案，避免过高的掩膜误差增强因子造成的过度修正，进而避免过度修正导致晶圆上的电学结构失效的现象。

进一步地，通过计算机进行光学邻近修正，软件计算会产生若干数目的微小修正，一般定义：所述修正子图案为子图案与补偿图案的叠加，若所述补偿图案长为120nm～180nm，宽为3nm～10nm，则所述补偿图案为微小修正。

参考图3和图4，本实施例中，所述第九修正子图案910和所述第十修正子图案111与子图案对应的补偿图案均落入上述微小修正的范围。

因为所述微小修正对应的修正尺寸较小，修正幅度相应也较小，传统工艺一般直接去除所述微小修正。但是当所述掩膜误差增强因子较大时，所述微小修正对应于晶圆上的尺寸也对应较大。直接去除所述微小修正，可能会导致电学结构的失效，本发明针对上述微小修正还有特定的光学邻近修正，包括：对所述微小修正进行掩膜误差增强因子的判断：若所述微小修正对应的掩膜误差增强因子小于掩膜误差增强因子阈值，则直接去除所述微小修正。

进一步地，若微小修正对应的掩膜误差增强因子不小于所述掩膜误差增强因子阈值，则进行如下判断：若去除所述微小修正后，子图案满足工艺的界限要求，则去除所述微小修正；若去除所述微小修正后，子图案不满足工艺的界限要求，则保留所述微小修正。

所述子图案满足工艺的界限要求包括：与子图案对应的晶圆的图案与晶圆上同层的其他图案的尺寸界限要求，及与子图案对应的晶圆的图案与晶圆上其他层图案的尺寸界限要求。

继续参考图3、图4和图5，对所述微小修正，包括第九修正子图案910和第十修正子图案111进行判断，因为第九修正子图案910对应的掩膜误差增强因子为2，小于掩膜误差增强因子阈值，即可以直接去除所述微小修正。即保持原始图案第九子图案900。形成如图6所示的图形。

所述第十修正子图案111的掩膜误差增强因子为5，高于所述掩膜误差增强因子阈值，则需要进行后续的判断。本实施例中，去除所述微小修正，即第十修正子图案111后，对应形成的晶圆尺寸并不满足工艺的界限要求，则保留所述微小修正。

本实施例对高于掩膜误差增强因子阈值的微小修正对应形成的晶圆尺寸进行界限判定，若去除所述微小修正后，子图案对应形成的晶圆尺寸满足工艺的界限要求，则去除所述微小修正；若去除所述微小修正后，子图案对应形成的晶圆尺寸不满足工艺的界限要求，则保留所述微小修正。进一步避免在过高的掩膜误差增强因子情况下，错误去除微小修正导致的晶圆电学结构失效的现象。

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

1.一种光学邻近修正的判断方法，其特征在于，包括下列步骤：

提供具有原始图案的光掩模版；

提供掩膜误差增强因子的阈值；

2.根据权利要求1所述光学邻近修正的判断方法，其特征在于：所述掩膜误差增强因子的阈值范围不小于3。

3.根据权利要求1所述光学邻近修正的判断方法，其特征在于：所述光学邻近修正为基于模型的光学邻近修正。

4.根据权利要求1所述光学邻近修正的判断方法，其特征在于：还包括将光学邻近修正后的光掩膜版图案转移至晶圆，获得晶圆的图案。

5.根据权利要求4所述光学邻近修正的判断方法，其特征在于：所述转移方法为显影仿真或光学仿真或刻蚀工艺。

6.根据权利要求5所述光学邻近修正的判断方法，其特征在于：修正子图案满足工艺界限要求包括：与修正子图案对应的晶圆的图案与晶圆上同层的其他图案的尺寸界限要求，及与修正子图案对应的晶圆的图案与晶圆上其他层图案的尺寸界限要求。

7.根据权利要求1光学邻近修正的判断方法，其特征在于：所述分割包括：将光掩膜版的原始图案设置于正交坐标系中；选取光掩膜版的原始图案每边的伸展方向，将所述光掩膜版的原始图案分割为若干子图案。

8.根据权利要求7所述光学邻近修正的判断方法，其特征在于：还包括通过显影仿真或光学仿真，反复试验来递归线性预测和修正子图案各边的位移量。

9.根据权利要求1所述光学邻近修正的判断方法，其特征在于：所述修正子图案为子图案与补偿图案的叠加，若所述补偿图案长为120nm～180nm，宽为3nm～10nm，则所述修正子图案对应的修正为微小修正。

10.根据权利要求9所述光学邻近修正的判断方法，其特征在于：若所述微小修正的光掩膜误差增强因子小于所述掩膜误差增强因子阈值，则去除所述微小修正。

11.根据权利要求9所述光学邻近修正的判断方法，其特征在于：若微小修正对应的掩膜误差增强因子不小于所述掩膜误差增强因子阈值，则进行如下判断：若去除所述微小修正后，子图案满足工艺的界限要求，则去除所述微小修正；若去除所述微小修正后，子图案不满足工艺的界限要求，则保留所述微小修正。

12.根据权利要求11所述光学邻近修正的判断方法，其特征在于：子图案满足工艺的界限要求包括：与子图案对应的晶圆的图案与晶圆上同层的其他图案的尺寸界限要求，及与子图案对应的晶圆的图案与晶圆上其他层图案的尺寸界限要求。