CN103576444A

CN103576444A - 一种掩膜版的光学临近修正方法

Info

Publication number: CN103576444A
Application number: CN201210279039.2A
Authority: CN
Inventors: 王辉
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2032-08-07
Also published as: CN103576444B

Abstract

本发明涉及一种掩膜版的光学临近修正方法，包括：1）制备掩膜版图案并进行光学临近修正，得到修正掩膜版图案；2）将所述修正掩膜版图案轮廓扩大，得到扩大掩膜版图案；3）对所述扩大掩膜版图案进行轮廓仿真，得到扩大掩膜版图形轮廓；4）对所述扩大掩膜版图形轮廓的CD进行分析，得到CD差值-ΔCD，所述ΔCD等于所述修正掩膜版图案的MEEF；5）分析MEEF，并对所述MEEF大的区域进行标记。本发明通过在制备掩膜版时对MEEF较大的区域进行处理后，再将所述掩膜版进行曝光，所述晶圆片上的MEEF降低，从而使CD误差降低，得到目标图案，同时消除图案、电路的失真。

Description

一种掩膜版的光学临近修正方法

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种掩膜版的光学临近修正方法。

背景技术

集成电路制造技术是一个复杂的工艺，技术更新很快。表征集成电路制造技术的一个关键参数为最小特征尺寸，即关键尺寸（critical dimension，CD），关键尺寸的大小从最初的125微米发展到现在的0.13微米，甚至更小，正是由于关键尺寸的减小才使得每个芯片上设置百万个器件成为可能。

光刻技术是集成电路制造工艺发展的驱动力，也是最为复杂的技术之一。相对与其它单个制造技术来说，光刻技术的提高对集成电路的发展具有重要意义。在光刻工艺开始之前，首先需要将图案通过特定设备复制到掩膜版上，然后通过光刻设备产生特定波长的光将掩膜版上的图案结构复制到生产芯片的硅片上。但是由于半导体器件尺寸的缩小，在将图案转移到硅片的过程中会发生失真现象，如果不消除这种失真现象会导致整个制造技术的失败。因此，为了解决所述问题可以对所述掩膜版进行光学临近修正（Optical ProximityCorrection,OPC），所述OPC方法即为对所述光刻掩膜版进行光刻前预处理，进行预先修改，使得修改补偿的量正好能够补偿曝光系统造成的光学邻近效应。

随着半导体集成电路CD的不断缩小，必须提高光刻分辨率R才能满足工艺的要求，根据瑞利定律R=K1λ/NA和DOF=K2λ/(NA)2中分辨率的公式，其中，λ为波长，K1，K2为常数，NA为成像系统的数值孔径，可以看出提高分辨率的途径为：减小波长，增加NA，但是这样则会引起景深的缩小，随着K1的减小，掩膜版误差增强因子（mask error enhanced factor，MEEF）升高，引起光刻中误差变大，更容易引起失真，很难得到稳定的目标CD，如图1和2所示，如图1目标CD为50nm的图案中，在掩膜版上得到的CD为49nm，但是通过所述掩膜版进行光刻后在所述晶圆上得到的CD为35nm，而在所述晶圆上想要得到的CD为45nm，因此存在很大的误差，所述掩膜版误差增强（MEEF）因子为10，当所述MEEF较大时及时进行OPC也不会获得很好的精确度，当器件尺寸进一步缩小时在MEEF较大时很难保证制备得到的器件CD的稳定性，从而使器件制备效率降低。

因此，为了获得更为准确和稳定的器件CD，提高器件制备的效率，则必须解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种掩膜版的光学临近修正方法，所述方法包括以下步骤：

1）制备掩膜版图案并进行光学临近修正，得到修正掩膜版图案；

2）将所述修正掩膜版图案轮廓扩大，得到扩大掩膜版图案；

3）对所述扩大掩膜版图案进行轮廓仿真，得到扩大掩膜版图形轮廓；

4）对所述扩大掩膜版图形轮廓的CD进行分析，得到CD差值-ΔCD，所述ΔCD等于所述修正掩膜版图案的MEEF；

5）分析MEEF，并对所述MEEF大的区域进行标记。

作为优选，所述方法还包括以下步骤6）：

制备所述掩膜版，对进行标记的区域进行特殊处理，以保证光刻后晶圆上的CD误差满足要求。

作为优选，在制备所述掩膜版的期间同时进行掩膜版的检测，并对进行标记的区域进行特殊处理，以保证光刻后晶圆上的CD误差满足要求。

作为优选，所述步骤5）中，分析MEEF，对所述MEEF超出晶片CD规格要求的区域进行标记。

作为优选，所述步骤2）将中所述修正掩膜版轮廓扩大0.5-3nm。

作为优选，所述步骤2）将中所述修正掩膜版轮廓扩大1nm。

在本发明中在制备掩膜版的过程中包含OPC步骤，在OPC步骤中引入一MEEF分析步骤，对所述器件的MEEF进行分析，具体地，首先对掩膜版进行OPC步骤，然后将OPC后掩膜版轮廓扩大1nm，对所述扩大的掩膜版进行仿真，仿真后进行MEEF分析，得到OPC掩膜版的轮廓与扩大后OPC掩膜版的轮廓的CD差值，所述CD差值即为MEEF，对所述MEEF高的区域进行标记，然后掩膜版制备过程中同时进行掩膜版的检测，并对所述标记部分进行特殊的处理，处理后的掩膜版再进行曝光时，能够使所述晶圆片上的MEEF降低，从而使CD误差降低，得到目标图案，同时消除图案、电路的失真。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，

图1为现有技术中掩膜版中CD尺寸示意图；

图2为将图1中的掩膜版曝光后在晶圆上的CD尺寸示意图；

图3为本发明中OPC后的掩膜版轮廓扩大后的示意图；

图4为本发明中仿真后OPC掩膜版以及扩大掩膜版的CD差值分析示意图；

图5为本发明中对MEEF较大的区域进行标记的示意图；

图6为本发明中掩膜版的光学临近修正方法流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。

本发明提供了一种MEEF的光学临近修正方法，如图6所示，所述方法包括：

2）将所述修正掩膜版图案轮廓扩大，得到扩大掩膜版图案；

5）分析MEEF，并对所述MEEF大的区域进行标记。

6）制备所述掩膜版，对进行标记的区域进行特殊处理，以保证光刻后晶圆上的CD误差满足要求。

具体地，所述步骤1）中首先要制备掩膜版，光刻掩膜版实际上是光刻工艺中光致抗蚀剂（俗称光刻胶，也称光阻）层的“印相底片”，其上印制了原始集成电路设计版图的几何图形。也就是说，从原始集成电路设计版图到晶圆片上电路图形的形成，中间需要经过制版环节，也即需要制作一套其上印制着原始集成电路设计版图图案的光刻掩膜版作为“印相底片”。光刻工艺就是将该“印相底片”上的几何图形转印到晶圆片上，形成晶圆片上的电路图形。

光刻掩膜版的制版过程如下：首先，在平整光洁的玻璃（或石英）基版上通过直流磁控溅射沉积感光材料氮化铬-氮氧化铬从而形成铬膜基版；然后，在该铬膜基版上均匀涂敷一层光致抗蚀剂或电子束抗蚀剂制成匀胶铬版，该匀胶铬版即为光掩膜基板，其是制作微缩几何图形的理想感光性空白板；最后，通过光刻制版工艺在光掩膜基版上印制由原始集成电路设计版图转化而来的微缩几何图形，从而完成光刻掩膜版的制版工序。

由于器件尺寸的缩小，为了提高分辨率，需要对制备得到的掩膜版进行光学临近修正（Optical Proximity Correction,OPC），所述OPC方法即为对所述光刻掩膜版进行光刻前预处理，进行预先修改，使得修改补偿的量正好能够补偿曝光系统造成的光学邻近效应。

在半导体领域，所述OPC方法能够很好的提高分辨率，提高器件制备的效率，但是当器件进一步缩小，所述MEEF很大时，即使执行OPC步骤，也不能获得很好的效果，OPC的准确度很低，容易造成失真，因此在本发明中在OPC步骤中引入一MEEF分析步骤，对所述器件的MEEF进行分析，对MEEF很高的区域进行标记，在制备掩膜时对所述标记部分进行特殊的处理，以便能够保证所述MEEF较高的标记区域也能具有很高的分辨率。

具体地，如步骤2）所述，将进行OPC后得到的掩膜版的轮廓扩大0.5-3nm，得到扩大掩膜版，作为优选，在本发明的一具体实施例方式中，将进行OPC后得到的掩膜版的轮廓扩大1nm，如图3所示。

然后，执行步骤3），所述步骤3）中对所述扩大掩膜版进行轮廓仿真，以生成扩大掩膜版图形轮廓；在本发明的一实施例中利用考虑了光致抗蚀剂效应的OPC模型仿真出所述扩大掩膜版，从而生成所述扩大掩膜版的轮廓，在所述OPC模型进行轮廓仿真时，需要考虑例如包括MEEF和NILS的敏感特性。这些都是本领域中公知的，因而在此不进行详细描述。

但本发明所述仿真方法并不仅仅局限于上述实施例中的方法，本发明还提供了另外一种仿真方法，在另一个实施例中，利用简化光学曝光模型，通过调节曝光参数进行轮廓仿真。本领域的技术人员可以用本领域常用的仿真系统进行两种模型的曝光参数设置从而进行晶圆片电路图形的轮廓仿真。这些都是本领域中公知的，因而在此不进行详细描述。

所述步骤4）对所述修正掩膜版图形轮廓以及所述扩大掩膜版图形轮廓的CD进行分析：具体地，分别测取所述修正掩膜版图形轮廓位置以及所述扩大掩膜版图形轮廓位置的CD，并将所述修正掩膜版图形轮廓位置的CD和所述扩大掩膜版图形轮廓位置的CD进行比较，求其差值，也即CD差值-ΔCD，如图4所示。

在本发明中所述ΔCD，即所述修正掩膜版图形轮廓位置的CD值与扩大掩膜版图形轮廓的CD的差值也就是所述修正掩膜版图形轮廓的MEEF，即通过所述分析可以得知MEEF的大小，从而可以找到MEEF较大的区域。

在找到MEEF较大的区域后执行步骤5）对所述MEEF超出晶片CD规格要求的区域进行标记，如图5所示。

最后执行步骤6）制备进行了所述标记的掩膜版，在制备所述掩膜版的期间同时进行掩膜版的检测，并对进行标记的区域进行特殊处理，以保证光刻后晶圆上的CD误差满足要求。具体地，在本发明中所述的特殊处理是指对所述MEEF较高已经进行了标记的区域进行严格的监控，例如对所述区域进行测量，检查该区域是否在误差允许范围之内，如果能够达到要求则可以作为掩膜版使用，如果所述标记区域经测量达不到要求，则需要对该掩膜版做进一步的处理或者修改，直至满足要求为止，当然还可以通过其他方法对所述标记区域进行监控，并不局限于该方法。

在对所述MEEF超出晶片CD规格要求的区域进行处理后，再将所述掩膜版进行曝光时，所述晶圆片上的MEEF降低，从而使CD误差降低，得到目标图案，同时消除图案、电路的失真。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims

1.一种掩膜版的光学临近修正方法，所述方法包括以下步骤：

2）将所述修正掩膜版图案轮廓扩大，得到扩大掩膜版图案；

5）分析MEEF，并对所述MEEF大的区域进行标记。

2.根据权利要求1所述的光学临近修正方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤6）：

3.根据权利要求2所述的光学临近修正方法，其特征在于，在制备所述掩膜版的期间同时进行掩膜版的检测，并对进行标记的区域进行特殊处理，以保证光刻后晶圆上的CD误差满足要求。

4.根据权利要求1所述的光学临近修正方法，其特征在于，所述步骤5）中，分析MEEF，对所述MEEF超出晶片CD规格要求的区域进行标记。

5.根据权利要求1所述的光学临近修正方法，其特征在于，所述步骤2）将中所述修正掩膜版轮廓扩大0.5-3nm。

6.根据权利要求1所述的光学临近修正方法，其特征在于，所述步骤2）将中所述修正掩膜版轮廓扩大1nm。