CN103676463A - 测试图形设计方法及opc优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测试图形设计方法及OPC优化方法，首先分别根据设计规格的最小线宽和最小面积进行测试图形设计，然后对得到所有的测试图形执行光学临近修正处理，并根据处理结果制作测试掩膜版，利用所述测试掩膜版进行曝光/量测，最后根据量测结果对光学临近修正处理进行优化，进而可避免在光刻中出现倒胶现象，提高光刻工艺。

Description

测试图形设计方法及OPC优化方法

技术领域

本发明涉及微电子光学临近修正领域，具体涉及一种测试图形设计方法及OPC优化方法。

背景技术

在深亚微米光刻过程中，经常会碰到一些超过某一曝光条件下解析能力的图形，这些图形主要来自以下两个方面：

很多掩模版层次（比如离子注入层）是通过不同层之间逻辑运算获得的，然而一些设计者没有考虑这些逻辑运算的影响，由此会给这些逻辑运算产生的层次带来很多违反设计规则的图形，比如过小的尺寸或者偏小的图形面积。

设计者在设计一些测试芯片时，为了得到最佳的电性参数，往往进行尺寸分批，由此引入一些违反设计规则的图形，这些图形可能导致光刻过程中光刻胶剥落或者倒塌，如果这些倒塌的光刻胶在显影过程中覆盖在正常的图形上，就形成了光刻缺陷，导致最终图形缺陷而影响良率。这些违反设计规则图形在曝光时可能会在晶片上形成3种情况：一是图形完整的成像并不会造成任何缺陷，二是图形虽然成像但是由于图形质量不佳或者光刻胶尺寸太小而导致光刻胶图形不能稳定的附着于晶片表面，三是由于掩模版图形尺寸过小而完全不能在晶片上成像。对于光刻工艺来说，第二种情况是很容易导致光刻后缺陷的，因为光刻胶尺寸过小或者面积太小容易导致光刻胶倒塌并在后续过程中飘移到其它正常的图形上，从而引起新的图形缺陷。

为了避免或尽量减少光刻胶倒塌或者剥落情况的产生，需要在掩模版制作前对一些违反设计规则图形进行预处理，然而如果需要准确的找到那些图形会导致这些缺陷，必须有一套完善的测试图形，能够准确描述不同图形在特定光刻条件下的成像情况，从而可以定义在该光刻条件下图形倒胶的风险。

在光罩出版前对这些图形进行检查并改进有利于减少倒胶现象的发生，然而光刻工艺人员很难准确的判断哪些图形容易在特定的光刻条件下产生倒胶现象。

发明内容

本发明提供了一种测试图形设计方法，分别以设计规格最小线宽和最小面积进行测试图形设计，其中，以设计规格最小线宽进行测试图形设计时，画出单条或多条线条图形作为测试图形，其中，所述设计规格最小线宽为每条线条图形的最大线宽W_max，同时各所述线条具有一最小线宽W_min，各所述线条的线长尺寸为一定值L；

1）画出一条独立线条图形作为初始图形，该线条初始线宽为最大线宽W_max，以步长W_T逐渐减小该线条的线宽，并保证该独立线条的线宽大于最小线宽W_min，得到一组测试图形；

2）画出具有至少两条线条的线条图形作为初始图形，各所述线条初始线宽为最大线宽W_max，且相邻两线条之间的间距为N；

以步长W_n逐渐增大相邻两线条之间的间距，并使得相邻两线条之间的间距与线宽保证一比例，得到一组测试图形；

然后以步长W_T逐渐减小线条的线宽，并以步长W_n逐渐减小相邻线条之间的间距，并使得相邻两线条之间的间距与线宽保证一比例，得到其他测试图形；

在每个测试图形上进行标记，标记图形有一最小线宽。

上述的图形设计方法，其中，相邻两线条之间的间距与线宽之间的比值为0.8～3.0。

上述的图形设计方法，其中，每步步长W_T=W_max/20。

上述的图形设计方法，其中，每步步长W_n=W_max/10。

上述的图形设计方法，其中，最小线宽尺寸W_min与最大线宽尺寸W_max的比例根据工艺需求而设定。

上述的图形设计方法，其中，所述标记图形的最小线宽为2*W_max。

以设计规格最小面积设计进行测试图形设计，设计规格最小面积即为每个矩形图形的最大面积S_max，且最小面积为S_min；同时保证该矩形的边长大于设计规定的最小线宽，

画出一矩形图形，该矩形图形初始面积为S_max，并定义该矩形的长

以步长W_T逐渐减小该矩形的长X，并根据面积计算公式得出该矩形的宽Y，得到第一组测试图形；

然后以步长S_T逐渐减小矩形图形面积至S_x，画出其它组测试图形：对于每组面积测试图形，先根据矩形图形面积S_X计算出第一个矩形边长

再以步长WT逐渐减小该矩形的边长X，并根据面积计算公式得出该矩形的宽Y，得到一组面积测试图形；其中，S_X由初始面积为S_max按步长S_T1逐渐减小计算而得，即S_x=S_max-n*S_T，n为正整数，且S_x≥S_min。

在每个测试图形上进行标记，标记图形有一最小线宽。

上述的测试图形设计方法，其中，所述最大面积S_max为设计规格所规定的最小面积，最小面积S_min为设计规格所规定的最小线宽的平方。

上述的测试图形设计方法，其中，所述步长W_T=W_max/10。

上述的测试图形设计方法，其中，所述步长S_T=S_max/10。

上述的测试图形设计方法，其中，所述标记图形的最小线宽为2*W_max。

同时，本发明还提供了一种OPC优化方法，其中，包括以下步骤：

对上述得到所有的测试图形执行光学临近修正处理，并根据处理结果制作测试掩膜版，利用所述测试掩膜版进行曝光/量测，最后根据量测结果对光学临近修正处理进行优化。

本发明首先分别根据设计规格的最小线宽和最小面积进行测试图形设计，然后对得到所有的测试图形执行光学临近修正处理，并根据处理结果制作测试掩膜版，利用所述测试掩膜版进行曝光/量测，最后根据量测结果对光学临近修正处理进行优化，进而可避免在光刻中出现倒胶现象，提高光刻工艺。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明提供的OPC优化方法的流程图；

图2-4为本发明设计出的以线条图形作为测试图形的示意图；

图5-7为本发明设计出的以矩形图形作为测试图形的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

本发明提供了一种测试图形设计方法，分别以设计规格最小线宽和最小面积进行测试图形设计，得到测试图形后，然后对所有的测试图形执行光学临近修正处理，并根据处理结果制作测试掩膜版，利用测试掩膜版进行曝光/量测，最后根据量测结果对光学临近修正处理进行优化。如图1所示。

在以设计规格最小线宽进行测试图形设计时，画出单条或多条线条图形作为测试图形，其中，所述设计规格最小线宽为每条线条图形的最大线宽W_max，同时各所述线条具有一最小线宽W_min，各所述线条的线长尺寸为一定值L，其中，最小线宽尺寸W_min与最大线宽尺寸W_max的比例根据工艺需求而设定。

1）画出一条独立线条图形作为初始图形，该线条初始线宽为最大线宽W_max，以步长W_T逐渐减小该线条的线宽W，优选的，每步步长W_T=W_max/20，并保证该独立线条的线宽大于最小线宽W_min，得到一组测试图形；

2）画出具有至少两条线条的线条图形作为初始图形，各所述线条初始线宽为最大线宽W_max，且相邻两线条之间的间距为N；

以步长W_n逐渐增大相邻两线条之间的间距，优选的，每步步长W_n=W_max/10，并使得相邻两线条之间的间距与线宽的比值介于0.8～3.0之间，得到第一组测试图形；

然后以步长W_T逐渐减小每条线条的线宽，并以步长W_n继续逐渐增大相邻线条之间的间距，并同样保证相邻两线条之间的间距与线宽的比值介于0.8～3.0之间，得到其余组测试图形；

在每个测试图形上进行标记，标记图形有一最小线宽，标记图形的最小线宽为2*W_max。

在以设计规格最小面积和最小线宽进行测试图形设计进行测试图形设计，所述设计规格最小面积即为每个矩形图形的最大面积S_max，且最小面积为S_min；同时保证该矩形的边长大于设计规定的最小线宽，其中，最大面积S_max与最小面积S_min之间的比例根据工艺需求而设定。

首先画出一初始矩形图形，该矩形图形初始面积为S_max，定义出该矩形的长

以步长W_T逐渐减小该矩形的长X，优选的，步长W_T=W_max/10，并根据面积计算公式得出该矩形的宽Y，得到一组测试图形；

然后以步长S_T逐渐减小矩形图形面积至S_x，其中，步长S_T=S_max/10，S_X由初始面积为S_max按步长S_T逐渐减小计算而得，即S_x=S_max-n*S_T，n为正整数，且S_x≥S_min，画出其它组测试图形：对于每组面积测试图形，先根据矩形图形面积S_X计算出第一个矩形边长

再以步长W_T逐渐减小该矩形的边长X，并根据面积计算公式得出该矩形的宽Y，得到一组面积测试图形。

在每个测试图形上进行标记，标记图形的最小线宽为2*W_max。

下面提供一实施例来对本发明如何进行测试图形设计进行进一步阐述，

a：首先进行测试设计工作，以设计规则最小线宽为0.1um为例，

（1）以线宽尺寸以0.1um为上限，分别画出ISO line（单独线条），2Bar（双线条）和3Bar（三线条）三种图形，每个线条的长度均为5um，且每条独立线条的最小线宽为0.03um。

其中ISO line的尺寸（W1）以0.1um为上限，以步长0.005um减小W1尺寸，并保证W1最小值为0.03um，得到一组测试图形。

2Bar图形的设计需要进行二维分批，首先固定线宽W2，比如W2等于0.1um，并以0.01um为步长增大相邻线条之间的间距N2的尺寸，并使得间距N2与线宽W2的比值介于0.8到3.0之间，得到第一组2Bar测试图形；

然后再以0.005um为步长减小W2尺寸，并以0.01um为步长增加间距N2尺寸，同时N2与W2的比值介于0.8到3.0之间，得到其它2Bar测试图形，W2的最小尺寸为0.03um。

3Bar图形的设计与2Bar类似，首先固定线宽W3，比如W3等于0.1um，并以0.01um为步长增加N3尺寸，N3与W3的比值介于0.8到3.0之间，得到第一组3Bar测试图形；

然后以0.005um为步长减小W3尺寸，并以0.01um为步长增加N3尺寸，在此过程中，需保证N3与W3的比值介于0.8到3.0之间，得到其它3Bar测试图形，W3的最小尺寸为0.03um。

具体的，可参照图2-4所示，可对线条图形或间距图形的光刻胶进行检测。

（2）孤立面积图形的分批方法如下：以设计规则规定的最小图形面积0.04um²为矩形面积大小，画出一初始矩形图形，该矩形图形面积为0.04um²。

对矩形的边长X和Y进行分批，X为矩形面积的算术平方根，即X=0.2um，并根据面积计算公式得出宽Y，然后以0.01um为步长减小X值，在变化过程中，矩形X要大于设计规则规定的最小线宽0.1um，并根据面积计算公式得出Y值。如图5-7所示，可对矩形图案或者通孔的光刻胶进行检测。

然后以0.004um²（即初始面积的1/10）为步长减小矩形图形面积，以第一次减小0.004um²为例，矩形边长X仍然为面积的平方根，即

根据面积计算公式得出Y。对每一个图形面积都按上述方法进行X和Y执行分批，得到其它组测试图形；在进行设计时，需要保证矩形图形面积要大于0.01um²。

b：设计好测试图形后进行OPC处理，把进行过OPC处理的和未做OPC处理的测试图形同时放在测试掩模版上进行出版工作；

c.在光刻条件确定后进行测试掩模版曝光；

d.在扫描电子显微镜下检查不同图形的光刻胶成像情况，记录光刻胶倒胶情况以得到临界尺寸；

e.根据临界尺寸优化OPC程式以避免倒胶现象发生。

综上所述，由于本发明采用了以上技术方案，设计出一组用于检测光阻图形倒胶的测试图形，该测试图形从面积和尺寸两方面进行分批以检测在特定光刻条件下图形的解析能力，把测试图形放置于符合规格要求的掩模版上并在规定的光刻条件下进行曝光，使用电子显微镜检查不同图形是否存在倒胶现象，得出在该光刻条件下哪些测试图形容易倒胶，然后可以根据测试图形的尺寸和面积制定检测规则，用以检查正式产品中相应层次是否存在风险图形并加以改善，进而可避免在光刻中出现倒胶现象，提高光刻工艺。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，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方法和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，这并不影响本发明的实质内容。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 (12)

1.一种测试图形设计方法，其特征在于，以设计规格最小线宽进行测试图形设计，画出单条或多条线条图形作为测试图形，其中，所述设计规格最小线宽为每条线条图形的最大线宽W_max，同时各所述线条具有一最小线宽W_min，各所述线条的线长尺寸为一定值L；

1）画出一条独立线条图形作为初始图形，该线条初始线宽为最大线宽W_max，以步长W_T逐渐减小该线条的线宽，并保证该独立线条的线宽大于最小线宽W_min，得到一组测试图形；

2）画出具有至少两条线条的线条图形作为初始图形，各所述线条初始线宽为最大线宽W_max，且相邻两线条之间的间距为N；

以步长W_n逐渐增大相邻两线条之间的间距，并使得相邻两线条之间的间距与线宽保证一比例，得到一组测试图形；

然后以步长W_T逐渐减小线条的线宽，并以步长W_n逐渐减小相邻线条之间的间距，并使得相邻两线条之间的间距与线宽保证一比例，得到其他测试图形；

在每个测试图形上进行标记，标记图形有一最小线宽。

2.如权利要求1所述的图形设计方法，其特征在于，相邻两线条之间的间距与线宽之间的比值为0.8～3.0。

3.如权利要求1所述的图形设计方法，其特征在于，每步步长W_T=W_max/20。

4.如权利要求1所述的图形设计方法，其特征在于，每步步长W_n=W_max/10。

5.如权利要求1所述的图形设计方法，其特征在于，最小线宽尺寸W_min与最大线宽尺寸W_max的比例根据工艺需求而设定。

6.如权利要求1所述的图形设计方法，其特征在于，所述标记图形的最小线宽为2*W_max。

7.以设计规格最小面积设计进行测试图形设计，其特征在于，设计规格最小面积即为每个矩形图形的最大面积S_max，且最小面积为S_min；同时保证该矩形的边长大于设计规定的最小线宽，

画出一矩形图形，该矩形图形初始面积为S_max，并定义该矩形的长

以步长W_T逐渐减小该矩形的长X，并根据面积计算公式得出该矩形的宽Y，得到第一组测试图形；

然后以步长S_T逐渐减小矩形图形面积至S_x，画出其它组测试图形：对于每组面积测试图形，先根据矩形图形面积S_X计算出第一个矩形边长

再以步长W_T逐渐减小该矩形的边长X，并根据面积计算公式得出该矩形的宽Y，得到一组面积测试图形；

在每个测试图形上进行标记，标记图形有一最小线宽；

其中，S_X由初始面积为S_max按步长S_T1逐渐减小计算而得，即S_x=S_max-n*S_T，n为正整数，且S_x≥S_min。

8.如权利要求7所述的测试图形设计方法，其特征在于，所述最大面积S_max为设计规格所规定的最小面积，最小面积S_min为设计规格所规定的最小线宽的平方。

9.如权利要求7所述的测试图形设计方法，其特征在于，所述步长W_T=W_max/10。

10.如权利要求7所述的测试图形设计方法，其特征在于，所述步长S_T1=S_max/10。

11.如权利要求7所述的测试图形设计方法，其特征在于，所述标记图形的最小线宽为2*W_max。

12.一种使用权利要求1-11所述测试图形的OPC优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

对上述得到所有的测试图形执行光学临近修正处理，并根据处理结果制作测试掩膜版，利用所述测试掩膜版进行曝光/量测，最后根据量测结果对光学临近修正处理进行优化。

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