CN103631084A - 光学邻近修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学邻近修正方法，所述方法包括：提供测试掩模板，所述测试掩模板上形成有至少一个第一测试图形；以所述测试掩模板进行曝光，形成与所述第一测试图形相对应的曝光图形；基于曝光图形对第一测试图形进行调整以形成第二测试图形，使所述第二测试图形相对于第一测试图形与曝光图形更相近；基于所述第二测试图形与所述曝光图形进行修正。本发明光学邻近修正方法具有较高的精度。

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

在光刻工艺中，当辐射光源发出的光线穿过掩模板时，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，CriticalDimension)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,OpticalProximity Correction)、相移掩模板(PSM，Phase Shifting Mask)和偏轴照明(OAI，OffAxis 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，在公告号为CN101311825B的中国专利中公开了一种光学邻近修正方法，所述方法包括：制造具有测试图形的掩模板；使用所述掩模板进行曝光，在晶圆上形成晶圆图案；测量所述晶圆图案的线宽；通过测量的所述图案的线宽和所述测试图形的线宽进行模型校正，基于所述模型校正的结果制造修正后掩模板。

但是随着半导体技术的发展，光刻中掩模版上图形的线宽越来越小、复杂度越来越高。尤其是对二维的掩模图形来说，现有的光学临近修正方法得到的掩模图形仍无法获得符合设计规格的光刻胶图形。

如何提高光学邻近修正方法的精度是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

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：提供测试掩模板，所述测试掩模板上形成有至少一个第一测试图形；以所述测试掩模板进行曝光，形成与所述第一测试图形相对应的曝光图形；基于曝光图形对第一测试图形进行调整以形成第二测试图形，使所述第二测试图形相对于第一测试图形与曝光图形更相近；基于所述第二测试图形与所述曝光图形进行修正。

与现有技术相比，本发明根据曝光图形对第一测试图形进行调整，调制后形成的第二测试图形与第一测试图形相比与曝光图形更加相近，基于所述第二测试图形与所述曝光图形进行光学邻近修正，可以获得较高的精度。

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是本发明光学邻近修正方法第一测试图形的示意图；

图3是本发明光学邻近修正方法第二测试图形第一实施例的示意图；

图4是本发明光学邻近修正方法第二测试图形第二实施例的示意图。

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。

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：

步骤S1，提供测试掩模板，所述测试掩模板上形成有至少一个第一测试图形；

步骤S2，以所述测试掩模板进行曝光，形成与所述第一测试图形相对应的曝光图形；

步骤S3，基于曝光图形对第一测试图形进行调整以形成第二测试图形，使所述第二测试图形相对于第一测试图形与曝光图形更相近；

步骤S4，基于所述第二测试图形与所述曝光图形进行修正。

下面结合附图和具体实施例对本发明光学邻近修正方法进行详细说明。

参考图2，执行步骤S1，提供测试掩模板(图未示)，所述测试掩模板上形成有至少一个第一测试图形100；具体地，所述第一测试图形100可以通过电子束对测试掩模版基板上的铬材料进行图形化而形成。

本实施例中，第一测试图形100为二维图形，具体地，二维的第一测试图形100包括沿X方向的水平部分102和沿Y方向的竖直部分103，所述水平部分102和竖直部分103相连，相连的所述水平部分102和竖直部分103会形成“L”形拐角。

继续参考图2，所述第一测试图形100还包括多个直角101。

执行步骤S2，以所述测试掩模板进行曝光，具体地，可以通过光刻机对图2所示第一测试图形100进行曝光，将测试掩模板上的第一测试图形100转移到光刻胶上，在光刻胶上形成与所述第一测试图形100对应的曝光图形。

执行步骤S3，在获得曝光图形之后，可基于曝光图形的图案对第一测试图形进行调整，使调整后形成的第二测试图形相对于第一测试图形与曝光图形更接近。

由于OPE的原因，相对于第一测试图形100，曝光图形有所失真和变形，例如：与第一测试图形100中的直角101相对应的部分在曝光图形中成为圆角。

如图3示出了第二测试图形的示意图。本实施例第二测试图形200是将所述第一测试图形100中的直角101调整为圆角201而形成的。相对于第一测试图形100，第二测试图形200与曝光图形更加相似。

在其他实施例中，如图4所示(为了更加清楚简洁，图4中只示意了两个直角三角形区域301被去除的情况，不应以此限制本发明)，还可以将所述第一测试图形100中的直角101对应的直角三角形区域301去除，以形成第二测试图形300。由于圆角图形的形成具有一定的复杂度，因此，与将直角101调整为圆角相比，本实施例对第一测试图形100调整的方式更加简单、操作更加方便。

需要说明的是，此处所述直角三角形区域301指的是直角、构成所述直角的两条边靠近直角的端部，此处所述端部的长度最好小于边长的1/3，以防止去除的区域过大而影响光学邻近修正方法的精度。

还需要说明的是，此处仅以OPE使第一测试图形100中的直角形成圆角为例进行说明，但是本发明对此不作限制，对于OPE引起的第一测试图形100的其他变形和失真，本领域技术人员可以根据上述实施例进行相应的修改、变形和替换，以获得更接近曝光图形的第二测试图形。

执行步骤S4，基于所述第二测试图形与所述曝光图形进行修正。由于与第一测试图形相比，第二测试图形与曝光图形更接近、更相似，因此，本实施例与现有技术中通过第一测试图形与曝光图形进行拟合、比较，可以提高光学邻近修正方法的精度。

在本实施例中，所述基于所述第二测试图形与所述曝光图形进行修正可以采用如下的方式：

测量曝光图形不同测试位置处的线宽；具体地，可以通过电子扫描镜对曝光图形的线宽进行测量。

依次比较不同测试位置处测量的线宽与对应位置处第二测试图形对应宽度，获得曝光图形与所述第二测试图形的相似度；具体地，所述相似度可以是由不同测试位置处测量的线宽与第二测试图形对应宽度比值的平均值获得。

如果相似度大于或等于相似度阈值，则第二测试图形符合设计规格，如果相似度小于相似度阈值，对第二测试图形进行修正。

实际应用中如果第二测试图形符合设计规格，则可以形成具有所述第二测试图形的制造用掩模板。如果还需要对第二测试图形进行修正，可以继续执行步骤S1至步骤S4的过程直至获得符合设计规格的修正图形，再以所述修正图形形成制造用掩模板，然后以所述制造用掩模板图形化工艺层以形成半导体器件。

需要说明的是，如果相似度阈值过低会影响光学邻近修正的精度，而如果相似度阈值过高则需要进行多次修正的步骤才能完成对第一测试图形的修正，会影响光学修正方法的效率。因此优选地，所述相似度阈值位于70%~95%的范围内。

还需要说明的是，本发明对基于所述第二测试图形与所述曝光图形进行修正的具体方法不做限制。在其他实施例中还可以通过其他方法执行所述步骤S4。例如：

提取曝光图形的图形轮廓，对图形轮廓进行多点采样。

具体地，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，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中的图形轮廓提取出来。

之后，在所述图形轮廓进行多点采样，具体地，可以沿着图形轮廓以一定的步进移动，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的尺寸进行确定。例如：对于图形轮廓尺寸较大的情形，采用较大的步进，对于图形轮廓尺寸较小的情形采用较小的步进。再例如，可以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的形貌，进而发现所述区域可能出现的形变和失真。

在进行多点采样之后，依次判断每一采样点是否通过校验。具体地，可以通过基于模型的或基于准则的OPC仿真软件对图3中的第二测试图形200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进行校验。此处进行校验时是通过采样点进行的。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。

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，则第二测试图形200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，继续对第二测试图形200进行修正。

此处，所述预设阈值可以根据采样点的数量和校验合格率阈值的乘积获得。具体地，如果待形成的器件特征尺寸较小，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%。

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：

提供测试掩模板，所述测试掩模板上形成有至少一个第一测试图形；

以所述测试掩模板进行曝光，形成与所述第一测试图形相对应的曝光图形；

基于所述曝光图形对第一测试图形进行调整以形成第二测试图形，使所述第二测试图形相对于第一测试图形与曝光图形更相近；

基于所述第二测试图形与所述曝光图形进行修正。

2.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述第一测试图形为二维图形。

3.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述第一测试图形包括直角，所述基于曝光图形对第一测试图形进行调整形成第二测试图形的步骤包括：将所述第一测试图形中的直角调整为圆角。

4.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述第一测试图形包括直角，所述基于曝光图形对第一测试图形进行调整形成第二测试图形的步骤包括：将所述第一测试图形中的直角对应的直角三角形区域去除。

5.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述基于所述第二测试图形与所述曝光图形进行修正的步骤包括：

测量曝光图形不同测试位置处的线宽；

依次比较不同测试位置处测量的线宽与对应位置处第二测试图形对应宽度，获得曝光图形与所述第二测试图形的相似度；

如果相似度大于或等于相似度阈值，则第二测试图形符合设计规格，如果相似度小于相似度阈值，对第二测试图形进行修正。

6.如权利要求5所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述相似度阈值位于70%~95%的范围内。

7.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述基于所述第二测试图形与所述曝光图形进行修正的步骤包括：

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与所述第二测试图形对应点相比是否通过校验；

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，则第二测试图形符合设计规格，如果符合校验的采样点的数量小于预设阈值，对第二测试图形进行修正。

8.如权利要求7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。

9.如权利要求7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位于70%~95%的范围内。

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