CN103543599A

CN103543599A - 一种改善线端缩短效应的光学临近修正方法

Info

Publication number: CN103543599A
Application number: CN201310561167.0A
Authority: CN
Inventors: 何大权; 魏芳; 张旭升
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2033-11-12
Also published as: CN103543599B

Abstract

一种改善线端缩短效应的光学临近修正方法，包括：根据报出点地坐标找出相应的线端图形，找出所有目标线端图形组，每个目标线端图形组中的两个线端图形不满足延伸方向相互平行且延伸方向处于同一直线上的条件；量测其中的两个目标线端本身长度、两个目标线端相邻两边的长度，以及两个目标线端之间的距离；根据所有满足条件的目标线端的量测结果，确定最终线端长度、最终线端邻边长度以及最终线端间距；以最终线端长度、最终线端邻边长度以及最终线端间距作为甄选条件，对目标线端图形进行甄选，选出符合条件的所有非正对线端组，并对选出的线端图形进行切角处理，以切割掉两个非正对的目标线端的相对端两侧的角边；执行OPC修正处理。

Description

一种改善线端缩短效应的光学临近修正方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种改善线端缩短效应的光学临近修正方法。

背景技术

由于光学临近效应造成的光刻图形变形或失真现象主要可以分为几类：密集图形与孤立图形尺寸差异，掩模板尺寸与晶片上图形尺寸比例非线性，拐角圆化以及线端缩短等。

在基于模型的光学临近修正（Optical Proximity Correction，简称OPC）方法得到广泛应用后，一般的光学临近效应都能得到很好的补偿，使得最终在晶片上的图形能尽量接近目标图形的尺寸和形状。基于模型的OPC修正方法通过模拟不同版图在特定条件下的光刻图形，从而补偿光学临近效应引起的图形失真，并通过不断的修正和模拟得到能最接近目标图形的修正后版图。以线端缩短问题为例，一般未经修正的线端存在线端缩短以及线端变小圆化的问题，OPC修正通常把线端图形进行局部放大，并适当往外延伸线端以解决线端变短问题，延伸的量由模拟与目标的偏差决定，当模拟结果与目标偏差在一定范围内时，修正完成并停止。

由于基于模型的OPC修正是由软件控制的自动修正方法，通常为了避免过度修正而导致最终尺寸太小，同时过小尺寸对掩模板制作来说也是一种新的挑战，所以在基于模型的OPC修正中会设定一个最小的图形尺寸以及最小的图形间距，在OPC修正时一旦图形边的达到临界尺寸，图形边将停止移动以避免违反OPC修正设定的最小值，这一做法在基于模型的OPC修正中称为MRC（Mask RuleConstraint掩模板尺寸限制）。如图1所示，其中直线图案表示设计的目标图形，平滑的曲线图案表示基准OPC修正后的图案；虽然进行了OPC修正，但是模拟图跟目标线端相比，仍然存在线端缩短现象，图示的情况下分别缩短了22nm和18nm，其原因是在OPC修正过程中受到了MRC的限制，当线端往外移动达到临界值（本例为40nm），图形边不再继续往外移动，如图2所示，其中阴影线图案表示改进OPC之后的图案。

线端缩短现象一般不会成为致命的图形缺陷，但在线端存在互连通孔的情形下，可能导致上下层连接接触面积过小甚至失效的风险，所以OPC修正中应尽量减少或避免线端缩短效应的存在。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够针对光学临近效应造成的线端缩短问题，较好地解决部分由MRC限制造成的线端OPC修正不足问题，减少线端缩短问题发生的概率的光学临近修正方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种改善线端缩短效应的光学临近修正方法，其中将光刻的模拟图形跟目标图形比较，而且在模拟检查发现线端缩短报出点后，执行如下步骤：

第一步骤，用于根据报出点地坐标找出相应的线端图形，找出所有目标线端图形组，每个目标线端图形组包括两个线端图形，而且每个目标线端图形组中的两个线端图形不满足延伸方向相互平行且延伸方向处于同一直线上的条件；

第二步骤，用于针对每个目标线端图形组，量测其中的两个目标线端本身长度、两个目标线端相邻两边的长度，以及两个目标线端之间的距离；

第三步骤，用于根据所有满足条件的目标线端的量测结果，确定最终线端长度、最终线端邻边长度以及最终线端间距；

第四步骤，用于以第三步骤确定的最终线端长度、最终线端邻边长度以及最终线端间距作为甄选条件，对目标线端图形进行甄选，选出符合条件的所有非正对线端组，并对选出的线端图形进行切角处理，以切割掉两个非正对的目标线端的相对端两侧的角边；

第五步骤，用于在切角处理之后执行OPC修正处理。

优选地，在第三步骤中，最终线端长度为第二步骤S2量测得到的最大线端长度，但是优选地不超过设计规则规定的最小线宽的1.3倍，最终线端邻边长度为第二步骤S2量测得到的最小的线端相邻两边的长度，但不小于设计规则规定的最小线宽尺寸；最终线端距离为第二步骤S2量测得到的最大距离，但不超过设计规则规定的最小线宽的1.1倍。

优选地，甄选条件为：线端长度不超过设计规则规定的最小线宽的1.3倍，并且线端的邻边长度大于设计规则规定的最小线宽，其中两个线端的最大距离不超过设计规则规定的最小线宽的1.1倍。

优选地，在切割掉两个非针对的目标线端的相对端两侧的角边时，切除掉两个非针对的目标线端的相对端两侧的等腰直角形的角边。

优选地，切割的角边的边长为设计规则规定的最小线宽的1/4到1/3。

本发明对满足具体条件的线端直角边进行边角切成斜边处理后，在后续的OPC修正过程中就能够减小MRC的限制，传统的基准OPC修正受到MRC的限制，没办法继续往外修正，导致线端缩短效应；本发明切角处理后OPC修正结果能够较好的避免MRC的限制，从而改善了线端缩短效应。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据现有技术的光学临近修正方法。

图2示意性地示出了根据本发明现有技术的改进的光学临近修正方法。

图3示出了两个线端图形的延伸方向相互垂直的情况。

图4示出了两个线端图形的延伸方向相互平行，但是两个线端图形的延伸方向不处于同一直线上的情况。

图5示出了两个线端图形的延伸方向相互平行，而且两个线端图形的延伸方向处于同一直线上的情况。

图6示意性地示出了根据本发明实施例的改善线端缩短效应的光学临近修正方法的流程图。

图7至图9示意性地示出了根据本发明实施例的改善线端缩短效应的光学临近修正方法的示意图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

对于线端图形的相对位置情况，一般包括图3至图5所示的三种情况。其中图3示出了两个线端图形的延伸方向相互垂直的情况，图4示出了两个线端图形的延伸方向相互平行，但是两个线端图形的延伸方向不处于同一直线上的情况，图5示出了两个线端图形的延伸方向相互平行，而且两个线端图形的延伸方向处于同一直线上的情况。

本发明可针对图3和图4的情况进行改进。

为了确保OPC修正准确无误，在基于模型的OPC修正完成后，一般对整个版图进行OPC修正后模拟，以确保模拟结果与目标图形一致或模拟结果没有工艺弱点。对于模拟结果的检查方法（模拟检查）大致可以分为两类：一是将模拟图形跟目标图形比较，将误差超过一定值得图形坐标点输出作检查或确认；二是直接检查模拟图形本身的线宽，图形间距或模拟图形与其它层次的叠对等。对于线端缩短现象的检查属于第一类。

具体地说，将光刻的模拟图形跟目标图形比较，而且在模拟检查发现线端缩短报出点后，执行如下步骤：

第一步骤S1，用于根据报出点地坐标找出相应的线端图形，找出所有目标线端图形组，每个目标线端图形组包括两个线端图形，而且每个目标线端图形组中的两个线端图形不满足延伸方向相互平行且延伸方向处于同一直线上的条件（即，找出线端图形是图3或者图4所规定的非正对线端，而不是图5所示的针对线端）；

第二步骤S2，用于针对每个目标线端图形组，量测其中的两个目标线端本身长度（LE1和LE2）、两个目标线端相邻两边的长度（LE1N1、LE1N2和LE2N1、LE2N2），以及两个目标线端（目标线端LE1和目标线端LE2）之间的距离S，如图1和图2所示；

第三步骤S3，用于根据所有满足条件的目标线端的量测结果，确定最终线端长度、最终线端邻边长度以及最终线端间距；

优选地，在第三步骤S3中，最终线端长度为第二步骤S2量测得到的最大线端长度，但是优选地不超过设计规则规定的最小线宽的1.3倍（即，在第二步骤S2量测得到的最大线端长度超过设计规则规定的最小线宽的1.3倍时，将最终线端长度设定为设计规则规定的最小线宽的1.3倍），最终线端邻边长度为第二步骤S2量测得到的最小的线端相邻两边的长度，但不小于设计规则规定的最小线宽尺寸（即，在第二步骤S2量测得到的最大的线端相邻两边的长度超过设计规则规定的最小线宽尺寸时，将最终线端相邻两边的长度设定为设计规则规定的最小线宽尺寸）；最终线端距离为第二步骤S2量测得到的最大距离，但不超过设计规则规定的最小线宽的1.1倍（即，在第二步骤S2量测得到的最大的线端之间的距离超过设计规则规定的最小线宽的1.1倍时，将最终线端距离设定为设计规则规定的最小线宽的1.1倍）。

第四步骤S4，用于以第三步骤S3确定的最终线端长度、最终线端邻边长度以及最终线端间距作为甄选条件，例如通过DRC（design rule check设计规则检查）对目标线端图形进行甄选，选出符合条件的所有非正对线端组，并对选出的线端图形进行切角处理，以切割掉两个非正对的目标线端的相对端两侧的角边，如图7所示。

在具体实施例中，例如，优选地，甄选条件为：线端长度不超过设计规则规定的最小线宽的1.3倍，并且线端的邻边长度大于设计规则规定的最小线宽，其中两个线端的最大距离不超过设计规则规定的最小线宽的1.1倍。

优选地，切割的角边的边长a为设计规则规定的最小线宽的1/4到1/3。

第五步骤S5，用于在切角处理之后执行OPC修正处理。

更具体地说，以图8所示的线端缩短效应为例，传统的OPC修正方法模拟结果显示线端缩短值为21.5nm，针对该线端的OPC优化方法如下：

首先选择OPC修正目标层，如图9中①所示；

以目标层中线端缩短相应的线端的两个端点为等腰直角三角形的直角点，形成直角边长为25nm的等腰直角三角形，如图9中②所示；

把目标图形减去步骤（b）形成的三角形，如图9中③所示；

执行基于模型的OPC修正，如图9中④所示。

从OPC结果看，进行切角后的OPC结果受到的MRC限制相对较少，能更好的补偿线端缩短效应的影响，如图10所示，对改进后的OPC版图进行模拟得到的模拟图如图11所示，从模拟结果看，改进后的OPC方法线端缩短值仅为7nm，比基准OPC方法有显著的提高。

对于去除的等腰直角三角形直角边长，一般需要根据基准OPC方法进行测试，测试方法以设计规则规定的最小线宽的1/4到1/3为基准，以5nm为间隔，对直角边长(a)进行分批，本案例测试结果显示，在切角边长为25nm左右，线端缩短值最小为7nm，亦即当a=25nm时，OPC修正对线端缩短的修正效果最佳，如下表1所示。

表1

切角边长(a)	线端缩短值
		0	21.5
10nm	18.5
		15nm	17.5
20nm	14
		25nm	7
30nm	42
		35nm	12.5
40nm	31

采用本发明揭示的方法不能完全取出线端缩短效应的影响，正如前面所述，这种优化初始版图的办法只针对非正对的线端进行处理，而对图5所示的正对线端维持传统的基于模型的OPC修正方法，这是因为针对的线端在切角处理后并不能改善线端缩短效应，反而可能得到不好的结果。

使用本方法队3个案例进行测试，并比较基准OPC(传统方法)和改进后OPC在线端缩短报错的检测结果，改进后的OPC方法在线端缩短报错数目上减少了约40％，并且在线端减少值(线端模拟与目标线端的偏差)上与基准OPC相当。

本发明针对非正对的线端，采用将线端顶点处拐角进行对称切割的方法，把初始修正图形线端直角改成45度或135度斜边，在OPC修正过程中，虽然斜边也受到MRC限制，但是能更好的补偿线端缩短效应。因此，本发明针对光学临近效应造成的线端缩短问题提出一种通过切角处理将直角的边角切成斜的边角从而减小线端缩短效应的新的解决方案，该方案能较好地解决部分由MRC限制造成的线端OPC修正不足问题，减少线端缩短问题发生的概率。

此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种改善线端缩短效应的光学临近修正方法，其中将光刻的模拟图形跟目标图形比较，而且在模拟检查发现线端缩短报出点后，执行如下步骤：

第五步骤，用于在切角处理之后执行OPC修正处理。

2.根据权利要求1所述的改善线端缩短效应的光学临近修正方法，其特征在于，在第三步骤中，最终线端长度为第二步骤量测得到的最大线端长度，但是优选地不超过设计规则规定的最小线宽的1.3倍，最终线端邻边长度为第二步骤S2量测得到的最小的线端相邻两边的长度，但不小于设计规则规定的最小线宽尺寸；最终线端距离为第二步骤量测得到的最大距离，但不超过设计规则规定的最小线宽的1.1倍。

3.根据权利要求2所述的改善线端缩短效应的光学临近修正方法，其特征在于，甄选条件为：线端长度不超过设计规则规定的最小线宽的1.3倍，并且线端的邻边长度大于设计规则规定的最小线宽，其中两个线端的最大距离不超过设计规则规定的最小线宽的1.1倍。

4.根据权利要求2或3所述的改善线端缩短效应的光学临近修正方法，其特征在于，在切割掉两个非针对的目标线端的相对端两侧的角边时，切除掉两个非针对的目标线端的相对端两侧的等腰直角形的角边。

5.根据权利要求2或3所述的改善线端缩短效应的光学临近修正方法，其特征在于，切割的角边的边长为设计规则规定的最小线宽的1/4到1/3。