CN105093810B

CN105093810B - 降低关键尺寸的光学邻近修正的边缘定位误差的方法

Info

Publication number: CN105093810B
Application number: CN201410219282.4A
Authority: CN
Inventors: 张婉娟
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2019-09-27
Anticipated expiration: 2034-05-22
Also published as: CN105093810A

Abstract

本发明提供了一种降低关键尺寸的光学邻近修正的边缘定位误差的方法，包括：a.对掩模板图形进行光学模拟，所述掩模板图形中包含通孔；b.解析所述通孔的轮廓，其中所述轮廓包含多条边；c.计算出该轮廓的边缘定位误差；d.判断该轮廓的边缘定位误差是否达到预设的轮廓目标范围；e.如果该轮廓的边缘定位误差超出所述轮廓目标范围，则e1.检查所述轮廓的多条边中的每一条的优先级；e2.依照所述优先级的次序，对所述掩模板图形进行修正；e3.用经步骤e2修正的掩模板图形替换上述步骤a中的掩模板图形，再对该经步骤e2修正的掩模板图形重新执行该方法；以及f.如果该轮廓的边缘定位误差达到所述轮廓目标范围，则完成对掩模板图形的光学邻近修正。

Description

降低关键尺寸的光学邻近修正的边缘定位误差的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种降低光学邻近修正的边缘定位误差的方法。

背景技术

在半导体制造工艺中，光刻工艺处于中心地位，是集成电路生产中最重要的工艺步骤。为了克服由于关键尺寸(Critical Dimension，CD)的缩小而带来的一系列光学邻近效应(Optical Proximity Effect，OPE)，业界采用了很多分辨率增强技术(ResolutionEnhancement Technology，RET)，包括光学邻近修正(Optical Proximity Correction，OPC)、相移掩模板(Phase Shifting Mask，PSM)等等技术。

光学邻近修正主要是将待曝光模拟图形与目标图形进行比对，建立待曝光图形的修正模式，再利用仿真器依据光照条件以及先前曝光结果等参数，进行一连串复杂的修正计算。

当前，28nm及以下的通孔逻辑区域具有许多对角线或者错列的密集设计。这种密集设计的节距密集且掩模版误差增强因子(Mask Error Enhancement Factor，MEEF)较高，因而会使得OPC收敛劣化，进而容易触及掩模板制造工艺(Mask Rule Check，MRC)的极限。因此，较大的OPC边缘定位误差(Edge Placement Error，EPE)会在现有技术中得以保留并很难被修复。

传统地，可以尝试以下两种方式来克服上述问题：

1)根据几何特征选择较大的EPE边缘，然后选择其相邻边和相对边，用标签控制方式来向外移动该相邻边或者相对边，只要它们不违法掩模板设计规则；

2)优化次分辨率辅助图形(Sub-Resolution Assistant Feature，SRAF)规则(宽度/长度/间隔)以改变OPC后的形状，该方式可以避免触及MRC极限。

但，随着芯片变得越来越大、越来越复杂，会出现成千上万的EPE误差。因此，手动调试不可能是合适的解决方案。因此，业界亟需一种优化的自动化方法来解决现有技术的上述不足。

发明内容

在现有技术的方法的基础之上，本发明的发明人开发出了一种套新的流程。

具体地，本发明提供了一种降低关键尺寸的光学邻近修正的边缘定位误差的方法，包括：

a.对掩模板图形进行光学模拟，以模拟所述掩模板图形经光刻后于硅片上所形成的图像，所述掩模板图形中包含通孔；

b.解析所述通孔的轮廓，其中所述轮廓包含多条边；

c.将解析出的通孔的轮廓同该通孔的目标图形进行比较，以计算出该轮廓的边缘定位误差；

d.判断该轮廓的边缘定位误差是否达到预设的轮廓目标范围；

e.如果该轮廓的边缘定位误差超出所述轮廓目标范围，则

e1.检查所述轮廓的多条边中的每一条的优先级；

e2.依照所述优先级的次序，对所述掩模板图形进行修正，其中该修改包括：先调整所述多条边中的具有高优先级的边以使该具有高优先级的边的边缘定位误差达到其目标范围，然后再调整具有低优先级的边；

e3.用经步骤e2修正的掩模板图形替换上述步骤a中的掩模板图形，再对该经步骤e2修正的掩模板图形重新执行该方法；以及

f.如果该轮廓的边缘定位误差达到所述轮廓目标范围，则完成对掩模板图形的光学邻近修正。

较佳地，在上述的方法中，在所述步骤e2中的再调整具有低优先级的边的过程中，允许调整所述具有低优先级的边，以使该具有低优先级的边的边缘定位误差超出其目标范围。

较佳地，在上述的方法中，所述边的优先级是根据该边的边缘定位误差规范的严格程度来划分。

较佳地，在上述的方法中，邻近多晶硅桥的边的优先级高于邻近有源区边缘的边的优先级，且所述邻近有源区边缘的边的优先级高于远离多晶硅桥和有源区边缘的边的优先级。

较佳地，在上述的方法中，在所述步骤e2中的再调整具有低优先级的边的过程中，调整所述具有低优先级的边，以使该低优先级的边的边缘定位误差为正值。

综上所述，本发明的方法可以改善OPC质量，获得较小的边缘定位误差，并可以减少手动调试时间、加快OPC程式的开发。此外，本发明的方法还可以在不影响电气性能的前提下改善制程范围。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了现有技术的方法的流程图。

图2示出了根据本发明的方法的流程图。

图3示出了掩模板图形的局部示意图。

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

图2示出了根据本发明的方法的流程图。如图2所示，本发明的降低关键尺寸的光学邻近修正的边缘定位误差的方法200主要包括以下步骤：

步骤201：对掩模板图形(例如图3中所示的掩模板图形)进行光学模拟，以模拟该掩模板图形经光刻后于硅片上所形成的图像，该掩模板图形中包含通孔(例如图3中所示的通孔301)；

步骤202：解析该通孔的轮廓，其中该轮廓包含多条边(例如，位于图3中间位置处的通孔的上下两条边A和左右两条边B)；

步骤203：将解析出的通孔的轮廓同该通孔的目标图形(例如图3中所示的目标图形304)进行比较，以计算出该轮廓的边缘定位误差；

步骤204：判断该轮廓的边缘定位误差是否达到预设的轮廓目标范围；

如果该轮廓的边缘定位误差超出该轮廓目标范围，则

步骤205：检查该轮廓的多条边中的每一条的优先级；

步骤206：依照该优先级的次序，对该掩模板图形进行修正，其中该修改包括：先调整该多条边中的具有高优先级的边(例如图3中所示的边B)以使该具有高优先级的边的边缘定位误差达到其目标范围，然后再调整具有低优先级的边(例如图3中所示的边A)；

接着，用经步骤206修正的掩模板图形替换上述步骤201中的掩模板图形，再对该经步骤206修正的掩模板图形重新执行该方法；以及

步骤207：如果该轮廓的边缘定位误差达到该轮廓目标范围，则完成对掩模板图形的光学邻近修正。

以下结合图3来更详细地讨论本发明及其原理。

图3示出了掩模板图形的局部示意图。该掩模板图形主要包括：通孔301、多晶硅桥302以及散射条303。在图3中，上述元件均用不同的填充条纹加以区分。此外，通孔301周围的方框304表示该通孔的目标图形。

现有技术的OPC流程如图1所示。其中，该方法100主要包括对掩模板图形进行光学模拟(步骤101)；该掩模板图形中包含通孔；解析该通孔的包含多条边的轮廓(步骤102)；计算出该轮廓的边缘定位误差(步骤103)；判断该轮廓的边缘定位误差是否达到预设的轮廓目标范围(步骤104)；如果该轮廓的边缘定位误差超出该轮廓目标范围，则移动边的各分段(步骤105)接着，用经步骤105修正的掩模板图形替换上述步骤101中的掩模板图形，再对该经步骤105修正的掩模板图形重新执行该方法；以及如果该轮廓的边缘定位误差达到该轮廓目标范围，则完成对掩模板图形的光学邻近修正(步骤106)。根据该图1所示的OPC流程，要求所有边的EPE都趋于零。特别是，在现有技术中，在修正每条边(即移动边的各个分段或者整条边)时不会考虑其他边的情况。

例如，根据现有技术的原理，当掩模图形的修正边与相邻的掩模图形之间的距离等于掩模板的最小设计尺寸时，由于掩模板设计规则的限制，相应的边将不会向外移动，被冻结(frozen)，即使该被冻结的边的EPE不能满足目标值。在下次进行修正时，被冻结的待修正边还是不会移动，使得光学邻近修正进入死循环，并使得最终得到的曝光图形也不能满足工艺的要求，具有很大的EPE误差。比如，在图3所示的掩模板图形中，边B已经达到了MRC的极限，因此该边B将被冻结。而，边A此时已满足其EPE目标，因此边A也将不再移动。这样的结果是，边B将保持很高的EPE，进而有很高的风险造成通孔遗漏。

相对地，本发明首先划分各边的优先级，例如根据该边的边缘定位误差规范的严格程度来划分。特别是，根据本发明的基于优先级的OPC价值函数的原理，当高优先级边同低优先级边之间发生冲突时，要求确保高优先级的边的边缘定位误差满足目标值同时允许其余的低优先级的边具有较大的边缘定位误差。

根据本发明的一个优选实施例，可以使得邻近多晶硅桥(例如图3中的多晶硅桥302)的边的优先级高于邻近有源区边缘(例如图3中的有源区边缘305)的边的优先级，并使得该邻近有源区边缘的边的优先级高于远离多晶硅桥和有源区边缘的边的优先级。对于远离多晶硅桥和有源区边缘的边来说，只要它们的EPE为正值，这它们对通孔的电气性能基本没有影响。

这样，在图3所示的掩模板图形中，由于邻近一多晶硅桥，边B的优先级高于边A的优先级。因此，按照本发明的降低关键尺寸的光学邻近修正的边缘定位误差的方法200，边B已触及MRC极限，且边A已满足EPE目标值，则必须优先确保边B的EPE趋于零。因此，本发明将使得边B不移动，而是通过将边A向外移动来调节边B的EPE。最终，将使得边B满足目标值，并使得边A保持正的EPE。如上所述，边A的该正EPE对于电气性能没有影响。

较佳地，在上述的步骤206中的再调整具有低优先级的边的过程中，允许调整该具有低优先级的边，以使该具有低优先级的边的边缘定位误差超出其目标范围。或者，在该再调整具有低优先级的边的过程中，允许调整该具有低优先级的边，以使该具有低优先级的边的边缘定位误差更远离其目标范围。

因此，本发明的降低关键尺寸的光学邻近修正的边缘定位误差的方法主要利用了基于优先级的价值函数，因此本发明可以显著改善光学邻近修正的质量，获得较小的边缘定位误差。此外，本发明还可以减少手动调试时间，并在不影响电气性能的前提下改善制程范围。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims

1.一种降低关键尺寸的光学邻近修正的边缘定位误差的方法，包括：

b.解析所述通孔的轮廓，其中所述轮廓包含多条边；

e.如果该轮廓的边缘定位误差超出所述轮廓目标范围，则

e1.检查所述轮廓的多条边中的每一条的优先级；

e2.依照所述优先级的次序，对所述掩模板图形进行修正，其中该修改包括：先调整所述多条边中的具有高优先级的边以使该具有高优先级的边的边缘定位误差达到其目标范围，然后再调整具有低优先级的边，其中允许调整所述具有低优先级的边，以使该具有低优先级的边的边缘定位误差超出其目标范围；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边的优先级是根据该边的边缘定位误差规范的严格程度来划分。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，邻近多晶硅桥的边的优先级高于邻近有源区边缘的边的优先级，且所述邻近有源区边缘的边的优先级高于远离多晶硅桥和有源区边缘的边的优先级。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤e2中的再调整具有低优先级的边的过程中，调整所述具有低优先级的边，以使该低优先级的边的边缘定位误差为正值。