CN103592817B - 光学邻近修正方法 - Google Patents

Abstract

一种光学邻近修正方法，包括：提供掩模图形；以所述掩模图形进行曝光，形成曝光图形；提取曝光图形的图形轮廓，对图形轮廓进行多点采样；依次判断每一采样点是否通过校验；判断符合校验的采样点的数量与预设阈值的大小，如果符合校验的采样点的数量大于或等于预设阈值，则掩模图形符合设计规格，如果符合校验的采样点的数量小于预设阈值，对掩模图形进行修正。本发明光学邻近修正方法的精度较高。

Description

光学邻近修正方法

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及一种光学邻近修正方法。

背景技术

掩模版（reticle）是集成电路制造的光刻工艺中的一个必须的装置。掩模版主要包括透明的玻璃基片，以及覆盖在玻璃基片上的由非透明材料（一般为铬）构成的待曝光图形。在光刻时，掩模版被放置在辐射光源和聚焦镜头之间，辐射光源发出的光线穿过掩模版、通过透镜后照射在表面旋涂有光刻胶的晶圆上，使得晶圆表面上的光刻胶层被选择性曝光，从而将掩模版上的图形映射至所述光刻胶层上。

当辐射光源发出的光线穿过掩模版时，受到待曝光图形（如铬图形）边缘的影响而发生折射和散射，随着器件特征尺寸（CD，Critical Dimension）的不断减小，使得照射至光刻胶层上的图形发生明显的变形和失真，即光学邻近效应（OPE，Optical Proximity Effect）。为了克服光学邻近效应，业界采用了诸多分辨率增强技术（RET，Resolution Enhancement Technology）,包括光学邻近修正（OPC,Optical Proximity Correction）、相移掩模版（PSM，PhaseShifting Mask）和偏轴照明（OAI，Off Axis Illumination）等。

光学邻近修正是目前解决光学邻近效应的最常用的方法，其主要是对预期发生变形和失真的曝光图形进行微小的修正，如在预期发生失真的图形部分中使用锤头形状的延伸线等。

关于光学邻近修正的更多说明，请参考申请号为200810040372.1的中国专利申请。

现有技术的光学邻近修正方法，通常对掩模图形的几个特定的点进行仿真和光学邻近修正。但是随着半导体技术的发展，光刻过程中的掩模版上的图形也越来越复杂。尤其是对二维的掩模图形来说，现有的光学临近修正方法只能发现掩模图形对应的曝光图形中少量的变形和失真。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种光学邻近修正方法，提高光学邻近修正的精度。

为了解决上述问题，本发明提供一种光学邻近修正方法，包括：提供掩模图形；以所述掩模图形进行曝光，形成曝光图形；提取曝光图形的图形轮廓，对图形轮廓进行多点采样；依次判断每一采样点是否通过校验；在对所有采样点完成校验之后，判断符合校验的采样点的数量与预设阈值的大小，如果符合校验的采样点的数量大于或等于预设阈值，则掩模图形符合设计规格，如果符合校验的采样点的数量小于预设阈值，对掩模图形进行修正。与现有技术相比，由于提取了能表达图形轮廓的多个采样点，基于所述采样点进行校验，能发现图形轮廓不同位置处的失真和变形的情况，提高了光学邻近修正的精度。

可选地，所述对图形轮廓进行多点采样的步骤包括：图形轮廓中距离较近的图形部分，或者，拐角区域的图形部分的采样点密度大于其他图形部分的采样点密度。与现有技术相比，对图形轮廓进行非均匀采样，对图形轮廓中距离较近或是“L形”拐角区域的图形部分的采样点密度大于其他图形部分的采样点密度，这样对易发生形变和失真的区域进行密集采样，采样点能更为客观、准确地反映所述区域的图形轮廓的形貌，进而发现所述区域可能出现的形变和失真，提高了光学邻近修正的精度

可选地，所述预设阈值根据采样点的数量和校验合格率的乘积获得。与现有技术相比，可以通过器件的性质以及半导体制造工艺的环境等，确定所述预设阈值，提高了所述光学邻近修正方法的普遍适用性。

附图说明

图1是本发明实施例的光学邻近修正方法的流程示意图；

图2是本发明的一个实施例的掩模图形的示意图；

图3是本发明的一个实施例的扫描电子显微镜扫描出的掩模图形的示意图；

图4是本发明的一个实施例的掩模图形经过轮廓提取的示意图。

具体实施方式

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。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

现有技术的光学邻近修正方法是对整个曝光图形的几个特定的点进行校验和修正，光学临近修正的精度较低。

本发明提供的光学邻近方法对曝光图形的整个图形轮廓进行提取，在图形轮廓进行多点取样，对每一采样点进行校验，如果符合校验的采样点的数量大于或等于预设阈值，则待曝光图形符合设计规格；如果符合校验的采样点的数量小于预设阈值，则待曝光图形不符合设计规格。

图1为本发明实施例的光学邻近修正方法一实施方式的流程示意图。如图1所示，包括：

执行步骤S101，提供掩模图形；

执行步骤S102，以所述掩模图形进行曝光，形成曝光图形；

执行步骤S103，提取曝光图形的图形轮廓，对图形轮廓进行多点采样；

执行步骤S104，依次判断每一采样点是否通过校验；

执行步骤S105，判断符合校验的采样点的数量与预设阈值的大小，如果符合校验的采样点的数量大于或等于预设阈值，则掩模图形符合设计规格；如果符合校验的采样点的数量小于预设阈值，对掩模图形进行修正。

下面结合图2至图4对本发明实施例的光学邻近修正方法进行详细说明。

参考图2，执行步骤S101，提供掩模图形100。本实施例中的掩模图形100如图2所示，其具体是形成于掩模版上的，例如对掩模版基板上的铬材料图案化后形成所述掩模图形100。

本实施例中，掩模图形100为二维的掩模图形，具体地，二维的掩模图形包括沿X方向的水平部分101和沿Y方向的竖直部分102，所述水平部分101和竖直部分102相连，相连的所述水平部分101和竖直部分102会形成“L”形拐角。

执行步骤S102，以所述掩模图形100进行曝光，形成曝光图形；具体地，可以通过光刻机对图1所示掩模图形100进行曝光，在光刻胶上形成与所述掩模图形100对应的曝光图形。

执行步骤S103，提取曝光图形的图形轮廓，对图形轮廓进行均匀、多点采样；

本实施例中，先通过电子显微镜对所述在光刻胶上形成的曝光图形进行扫描，形成曝光图形形貌图；之后对所述曝光图形形貌图进行图形轮廓的提取。

如图3所示，本实施例中通过扫描电子显微镜（Scanning ElectronMicroscope，SEM）对曝光图形进行扫描，形成曝光图形形貌图200。所述曝光图形形貌图200中的图形轮廓与图2所示的掩模图形100已有较大差异，这些差异正是由曝光过程中光学邻近效应造成的。

图3所示的曝光图形形貌图200中，曝光图形的轮廓对应位置处的灰度小于其他位置的灰度，因此，具体地，可以基于灰度的不同进行提取，从而将曝光图形形貌图200中的图形轮廓提取出来。

参考图4，示出了对所述曝光图形形貌图进行图形轮廓提取形成的图形轮廓300。

在获得所述图形轮廓300之后，在所述图形轮廓300上进行多点采样。具体地，可以沿着图形轮廓300以一定的步进移动，提取不同步进对应位置处的采样点，所述步进可以根据图形轮廓300的尺寸进行确定。

例如：对于图形轮廓300尺寸较大的情形，采用较大的步进，对于图形轮廓300尺寸较小的情形采用较小的步进。

如果所述步进过大，对图形轮廓300的信息采集不够细致，不能表达出所述图形轮廓300的信息，从而降低光学修正方法的精度，如果所述步进过小，则会增加采样点并延长后续校验时间，从而降低工作效率。因此，优选地，多点采样时的步进范围为0.5nm~2nm。

实际应用中，为了减少整个光学修正时间，也可以限定采样点的数量，对所有图形轮廓300均进行固定数量的采样，例如，对图形轮廓300均采样100个点。

需要说明的是，对图形轮廓300进行采样时可以是均匀采样（如上述按照一定步进进行采样），也可以是非均匀采样，例如，对根据经验手动的确定易于发生形变和失真的区域，例如：相隔距离较近的（其相隔距离接近于设计器件的特征尺寸的）曝光图形部分，或是“L形”拐角区域的曝光图形部分，采用较大的采样密度，对其他区域则进行少量的采样。这样对易发生形变和失真的区域进行密集采样，采样点能更为客观、准确地反映所述区域的图形轮廓300的形貌，进而发现所述区域可能出现的形变和失真。

执行步骤S104，依次判断每一采样点是否通过校验。

本实施例中进行校验的方法包括：通过基于模型的或基于准则的OPC仿真软件对图2中的掩模图形100进行全局的仿真，得到模拟曝光图形，所述模拟曝光图形是在特定曝光条件（如光刻光源的光强、波长、曝光焦距等）下对所述待曝光图形进行仿真后得到的预计的曝光结果的图形；之后将所述模拟曝光图形与图形轮廓300进行校验。

具体地，此处进行校验时是通过步骤S103中获得的采样点进行的。若某一采样点处的差异大于临界值，则该采样点未通过校验；反之，则采样点通过校验。本实施例中所述临界值是预先设定的，可以根据通过掩模图形100形成器件的特征尺寸来确定，一般临界值为特征尺寸的3%至10%，如特征尺寸的5%、7%或10%。

将步骤S103获得的采样点进行一一校验，直至所有采样点完成校验。

需要说明的是，本实施例是通过OPC仿真软件来判断采样点是否通过校验的，在本发明的其他实施例中，还可以根据经验手动的确定易于发生形变和失真的区域，例如：相隔距离较近的（其相隔距离接近于设计器件的特征尺寸的）曝光图形部分，或是“L形”拐角区域的曝光图形部分。

执行步骤S105，对所有采样点完成校验之后，判断符合校验的采样点的数量与预设阈值的大小，如果符合校验的采样点的数量大于或等于预设阈值，则掩模图形符合设计规格；如果符合校验的采样点的数量小于预设阈值，对掩模图形进行修正。

此处，所述预设阈值可以根据步骤S103中采样点的数量和校验合格率阈值的乘积获得。此处，所述校验合格率阈值可以根据掩模图形100形成的器件的性质以及半导体制造工艺的环境进行设定。具体地，如果待形成的器件特征尺寸较小，对曝光图形能否真实反映掩模图形100的形貌要求高，校验合格率阈值较高；反之，则可以设定较低的校验合格率阈值。本实施例中，校验合格率阈值范围为70%~95%。

例如，采样点为100个，校验合格率阈值为80%，那么所述预设阈值为80，如果超过80个的采样点通过了步骤S104的校验，则表示掩模图形100符合设计规格；反之，如果通过步骤S104校验的采样点少于80个，则需要对掩模图形100进行修正，以使修正后的掩模图形能获得符合形貌要求的曝光图形。具体地，在对掩模图形100进行修正之后，还可以继续重复步骤S100~S105的过程，以判断掩模图形100是否继续进行修正。

综上，本发明提取了能表达图形轮廓的多个采样点，基于所述采样点进行校验，能发现图形轮廓不同位置处的失真和变形的情况，因此，本发明光学邻近修正方法精度较高；

其次，本发明可以通过器件的性质以及半导体制造工艺的环境等，确定所述预设阈值，具有普遍适用性。

本发明虽然已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，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，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作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学邻近修正方法，其特征在于，包括：

提供掩模图形；

以所述掩模图形进行曝光，形成曝光图形；

提取曝光图形的图形轮廓，对图形轮廓进行多点采样；

依次判断每一采样点是否通过校验；

在对所有采样点完成校验之后，判断符合校验的采样点的数量与预设阈值的大小，如果符合校验的采样点的数量大于或等于预设阈值，则掩模图形符合设计规格，如果符合校验的采样点的数量小于预设阈值，对掩模图形进行修正。

2.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述提供掩模图形的步骤包括：提供二维的掩模图形。

3.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述提取曝光图形的图形轮廓的步骤包括：通过电子显微镜对曝光图形进行扫描，形成曝光图形形貌图，基于图形轮廓与曝光图形形貌图中其他位置的灰度的不同，对所述曝光图形形貌图进行图形轮廓的提取。

4.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述对图形轮廓进行多点采样为均匀采样。

5.如权利要求4所述的光学邻近修正方法，其特征在于，对图形轮廓进行多点采样的步骤包括：沿图形轮廓以一固定的步进移动，提取不同步进对应位置处的采样点。

6.如权利要求5所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述步进的范围为0.5nm～2nm。

7.如权利要求要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述对图形轮廓进行多点采样为非均匀采样。

8.如权利要求7所述的光学邻近修正方法，其特征在于，对图形轮廓进行多点采样时图形轮廓中距离较近的图形部分，或者，拐角区域的图形部分的采样点密度大于其他图形部分的采样点密度。

9.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述预设阈值根据采样点的数量和校验合格率阈值的乘积获得。

10.如权利要求9所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述校验合格率阈值范围为70％～95％。