CN103186032B - 光学邻近效应修正方法及相应的掩膜图形形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学邻近效应修正方法，包括模拟预期光刻图形，获得所模拟形成的光刻图形与预期光刻图形的差，依据所述差调整所述预期光刻图形，依据所述差对预期光刻图形进行调整包括根据模拟形成的光刻图形与预期光刻图形的差与调整因子之间的预设关系，获得与所模拟形成的光刻图形与预期光刻图形的差相对应的调整因子，由所述差与所述调整因子相乘获得所述预期光刻图形的调整量，以及根据该调整量调整所述预期光刻图形。依据该方法可避免预期光刻图形在形成硅片表面的光刻图形后产生偏差。

Description

光学邻近效应修正方法及相应的掩膜图形形成方法
技术领域
本发明涉及半导体器件制造工艺，尤其涉及光刻图形与掩膜图形之间的偏差处理。
背景技术
光刻是集成电路制造的主要工艺。光刻主要是实现掩膜版上的图形（下称掩膜图形）向硅表面各层材料上的转移。投影光通过掩膜图形后传播到硅片上，从而在硅片上得到与掩膜图形相关的光刻图形。掩膜图形对光刻来说，相当于传播路线上的障碍。根据光波衍射和干涉原理，光波通过掩膜版时将发生衍射，掩膜版不同位置之间的光波还会发生干涉，因此实际投射到硅片上的光强分布是这些衍射光波的叠加结果，它与掩膜图形并不完全相同。
根据光衍射原理，当障碍的尺寸远大于光波波长时，由衍射产生的图形偏差可以忽略，亦即当掩膜图形尺寸（集成电路的特征尺寸）远远大于光波波长时，硅片上光刻图形与掩膜图形基本相同。但当集成电路特征尺寸在0.13μm以下，接近甚至小于光波波长时，光的衍射效果将特别明显，光刻图形与掩膜图形之间的偏差便不可忽略。随着集成电路特征尺寸的不断减小，这种光刻图形的变形与偏差将变得日益严重，进而影响芯片性能与成品率。
这种由于光波衍射、干涉而使光刻图形与掩膜图形产生偏差的现象称为光学邻近效应（OPE）。光刻工艺中，应尽可能地避免光学邻近效应，以保证芯片的性能和成品率。
一种避免上述偏差的方式是光学邻近效应修正方法（OPC），在使用该方法的模拟过程中，可对设计的光刻图形不断进行修正，以使修正后的设计光刻图形在其形成为掩膜图形后，此掩膜图形与最终转移到硅片后形成的光刻图形之间的偏差尽可能地小，但当前的光学邻近效应修正方法修正精度欠佳。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种光学邻近效应修正方法，以有效解决上述及其它问题。该方法包括模拟预期光刻图形，获得所模拟形成的光刻图形与预期光刻图形的差，依据所述差调整所述预期光刻图形，其特征在于，依据所述差对预期光刻图形进行调整包括根据模拟形成的光刻图形与预期光刻图形的差与调整因子之间的预设关系，获得与所模拟形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差相对应的调整因子，由所述差与所述调整因子相乘获得所述预期光刻图形的调整量，以及根据该调整量调整所述预期光刻图形。
本发明所述的方法中，优选地，所述调整因子的大小随所模拟形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差的增大而变大。
本发明所述的方法中，优选地，所述调整因子小于1。
本发明还提供一种用于形成掩膜图形的方法，其包括按照如上所述的光学邻近效应修正方法获得预期光刻图形，根据所述预期光刻图形在掩膜版上形成掩膜图形。
依据该方法可有效的减少或避免预期光刻图形在形成硅片表面的光刻图形时产生偏差的情况。
附图说明
图1是根据现有技术修正不足的示意图。
图2是根据现有技术修正过量的示意图。
图3是本发明所述的光学邻近效应修正方法的流程图。
图4是根据本发明的模拟形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差与调整因子的关系的一个示意图。
图5是预期光刻图形的一个示例。
图6示意了按照现有技术进行修正之后的预期光刻图形在硅片表面上所形成的光刻图形。
图7示意了按照本发明所述的方法调整之后的预期光刻图形在硅片表面上所形成的光刻图形。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明。本领域技术人员可以理解到，以下只是结合具体的实施方式来对本发明的主旨进行说明，并不就此限定本发明的实施。本发明所主张的范围由所附的权利要求确定，任何不脱离本发明精神的修改、变更都应由本发明的权利要求所涵盖。
在本发明中，术语“预期光刻图形”指的是期望在硅片上获得的光刻图形，也可称作设计图形；术语“光刻图形”则如在背景技术部分所描述的那样，指的是利用投影光将掩膜版上的图形转移到硅表面各层材料上所获得的图形。“所模拟形成的光刻图形”指的是在对预期光刻图形进行模拟时所形成的光刻图形。
需要说明的是，以下示例是以硅片为例进行说明，但实际应用中，也可以为其它材料形成的晶片，比如锗片等。
现有技术中，如在本文背景技术中所描述的，避免光刻图形与掩膜图形之间偏差的方法之一是光学邻近效应修正，也称作OPC，主要是首先利用光学邻近效应修正模型修正预期光刻图形，以使修正后的预期光刻图形在最终被转移到硅片的表面之后，与转移前相比存在较小偏差。具体而言，现有的光学邻近效应修正方法首先用光学邻近效应修正模型（OPC模型）模拟预期光刻图形，即模拟该预期图形被转移到硅片表面在该表面形成光刻图形；再获得经过模拟所形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差异，并将该差异与一固定比率因子相乘从而获得调整量；随后依据该调整量调整预期光刻图形，如此反复数次，最终获得修正后的预期光刻图形。修正后的预期光刻图形形成到掩膜版上成为掩膜图形，最后通过掩膜图形将预期光刻图形转移到硅片上，在硅片上形成光刻图形。
图1给出了按照现有技术对光刻图形进行修正但修正不足的示意图。如图所示，利用OPC模型将预期光刻图形转移到硅片后的光刻图形20的端部20a未填满预期光刻图形10的端部10a，即修正不足。
图2给出了按照现有技术对光刻图形进行修正但修正过量的示意图。如图所示，利用光刻工艺将预期光刻图形转移到硅片之后的光刻图形30的边沿30a超过了预期光刻图形40的边沿40a。
图3是根据本发明所述的光学邻近效应修正方法的流程图。在步骤200，模拟预期光刻图形，亦即以选择的光学模型形成硅片上的光刻图形。在步骤201，获取所模拟形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差。随后在步骤202，根据模拟形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差与调整因子的预设关系，获取与在步骤201获得的所模拟形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差相对应的调整因子；其中该预设关系可以例如是图4所示出的曲线，该曲线的函数形式为f(x)=2arctanX/π，在所示的曲线中，横轴为模拟形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差，而纵轴为调整因子，可以看出，调整因子随着所模拟形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差的增大而趋于1。接着在步骤203，通过将在步骤201获得的该差以及在步骤202所获得调整因子相乘，计算出用于该预期光刻图形的调整量。在步骤204，依据该调整量调整该预期光刻图形。根据本发明，在依据调整量对预期光刻图形进行了调整之后，可再次以调整后的预期光刻图形进行模拟，亦即基于该图形再次执行步骤200到204。如此反复多次，便可获得最终的预期光刻图形。在此，最终获得的预期光刻图形可能与所期望的光刻图形完全相同，也可能是最为接近所期望的光刻图形的光刻图形。
需要说明的是，本发明中所给出的模拟形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差与调整因子的预设关系（图4所示）是示例而非限制性地，本发明中调整因子的大小随模拟形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差的增大而变大，并且趋于1。
按照如上结合图3所述的方法对预期光刻图形进行修正，从而获得修正后的预期光刻图形。再将该修正后的预期光刻图形形成到掩膜版上，进而形成掩膜图形。在形成掩膜图形之后，便可利用该掩膜版以光刻方式在硅片上形成光刻图形。
图5是预期光刻图形的一个示例。在该示例中，共标示出了6个样本点，分别为样本点1、样本点2、样本点3、样本点4、样本点5、以及样本点6。图6示意了按照现有技术进行修正之后的预期光刻图形在硅片表面上所形成的光刻图形，图7示意了按照本发明所述的方法调整之后的预期光刻图形在硅片表面上所形成的光刻图形；其中图6和图7都只示出了与图5相对应的涉及样本点（样本点1到6）的部分。需要说明的是，因预期光刻图形及所形成的光刻图形的线段长度较小，因此极微小的差异肉眼不易察觉，但使用放大镜便可看到。表1示出了按照现有技术进行修正之后所获得的光刻图形（对应图6）与预期光刻图形（对应图5）之间的偏差。表1中，第一列为样本点，第二列为预期光刻图形中该6个样本点的线宽，第三列为按照现有的OPC修正方法修正后获得的光刻图形所形成的图形的线宽，第四列为第二列中的线宽与第一列中相应的线宽的差值。表2示出了按照本发明所述的方法所获得的光刻图形（对应图7）与预期光刻图形（对应图5）之间的偏差。表2中各列参数的含义与表1相同，就不再赘述。通过表1与表2的对比可清楚地看出，按照本发明所述的光学邻近效应修正方法所获得的预期光刻图形，在通过掩膜版转移到硅片之后，与转移前的无差别或差别更小。
表1
样本点 设计图形（nm） 按照现有技术形成的图形的线宽（nm） 差值（nm）
1 140 138 -2
2 190 180 -10
3 140 134 -6
4 160 166 6
5 170 202 32
6 150 146 -4
表2
样本点 设计图形（nm） 按照现有技术形成的图形的线宽（nm） 差值（nm）
1 140 140 0
2 190 189 -1
3 140 141 1
4 160 162 2
5 170 176 6
6 150 152 2

Claims (4)

1.一种光学邻近效应修正方法，包括模拟预期光刻图形，获得所模拟形成的光刻图形与预期光刻图形的差，依据所述差调整所述预期光刻图形，其特征在于，依据所述差对预期光刻图形进行调整包括根据模拟形成的光刻图形与预期光刻图形的差与调整因子之间的预设关系，获得与所模拟形成的光刻图形与预期光刻图形的差相对应的调整因子，由所述差与所述调整因子相乘获得所述预期光刻图形的调整量，以及根据该调整量调整所述预期光刻图形，其中，所述预设关系的函数形式为f(x)=2arctanx/π,x为模拟形成的光刻图形与预期光刻图形之间的差，而f（x）为调整因子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整因子的大小随所述差的增大而变大。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整因子小于1。
4.一种用于形成掩膜图形的方法，其包括通过权利要求1到3中任意一个所述的光学邻近效应修正方法获得预期光刻图形，根据所述预期光刻图形在掩膜版上形成掩膜图形。
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