CN105353586A - 降低光学邻近修正的边缘定位误差的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种降低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;b.解析触点的轮廓;c.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该轮廓目标范围,则e1.检查该轮廓的多条侧边中的每一条的内部和/或外部关键尺寸是否触及掩模板设计规则的极限;e2.如果没有触及,则移动该侧边,且如果触及,则切除该侧边的边角;e3.用经步骤e2处理的掩模板图形替换上述步骤a中的掩模板图形,再重新执行该方法;以及f.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。

Description

降低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(CriticalDimension,CD)的缩小而带来的一系列光学邻近效应(OpticalProximityEffect,OPE),业界采用了很多分辨率增强技术(ResolutionEnhancementTechnology,RET),包括光学邻近修正(OpticalProximityCorrection,OPC)、相移掩模板(PhaseShiftingMask,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及以下的触点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(MaskErrorEnhancementFactor,MEEF)较高,因而会使得OPC收敛劣化,进而容易触及掩模板设计规则(MaskRuleCheck,MRC)的极限。因此,较大的OPC边缘定位误差(EdgePlacementError,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,然后选择其相邻侧边和相对侧边,用标签控制方式来向外移动该相邻侧边或者相对侧边,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-ResolutionAssistantFeature,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。
另一方面,随着半导体加工工艺的尺寸逐渐变小,图形与图形之间的设计间隔快速减小,使得32nm及其以下节点的制程的OPC的修正自由度严重受掩模板设计规则的约束。在这种情况下,非常容易出现OPC修正精度劣化以及边缘定位误差变大。
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
根据本发明的一个方面,提供了一种切除由掩模板设计规则所冻结的目标图案的边角并将之整合入OPC迭代以降低光学邻近修正的边缘定位误差的方法。
具体地,本发明提供了一种降低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触点;
b.解析所述触点的轮廓,其中所述轮廓包含多条侧边;
c.将解析出的触点的轮廓同该触点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侧边中的每一条的内部和/或外部关键尺寸是否触及掩模板设计规则的极限;
e2.如果没有触及,则移动该侧边,且如果触及,则切除该侧边的边角;
e3.用经步骤e2处理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处理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中的切除该侧边的边角的步骤中,进一步包括:仅切除该侧边的触及掩模板设计规则的极限的一侧的边角。
较佳地,在上述的方法中,被切除的边角的形状至少包括:矩形、三角形、多边形。
根据本发明的另一个方面,提供了一种通过切除OPC后图形边角来降低由于掩模制造规则约束所引起的光学邻近修正的边缘定位误差的方法。该方法的主要利用了掩模制造过程中的边角圆化效应。
具体地,本发明提供了一种降低光学邻近修正的边缘定位误差的方法,包括:
a.得到触点的经显影后测量的目标图形;
b.对所得到的目标图形进行光学邻近修正以得到修正图形,其中所述修正图形被允许违反掩模板设计规则;
c.切除所述修正图形的边角,以确保经切除边角的图形符合掩模板设计规则;
d.输出该经切除边角的图形。
较佳地,在上述的方法中,在所述步骤c中,被切除的边角的形状至少包括:矩形、三角形、多边形。
较佳地,在上述的方法中,所述输出该经切除边角的图形被用于掩模制造。
较佳地,在上述的方法中,在所述步骤c中的切除所述修正图形的边角的步骤中,进一步包括:仅切除该修正图形中的部分边角。
较佳地,在上述的方法中,所述仅切除该修正图形中的部分边角的步骤进一步包括:经切除所述修正图形中的违反掩模板设计规则的那部分边角。
综上所述,本发明的方法可以显著改善OPC质量以获得较小的边缘定位误差,从而可以减少手动调试所要花费的时间,加快OPC工艺的开发。此外,本发明的方法还可以在不影响最终图案CD和电气性能的前提下改善制程边际。
此外,本发明的方法还可以使得所制成的掩模保持合理的掩模板设计规则规范,确保合适的掩模偏差,同时减少对掩模制造性能的不利影响。
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1a-1d分别示出了现有技术的OPC过程的四个阶段。
图2示出了现有技术的方法的示意性流程图。
图3a-3d分别示出了根据本发明的OPC过程的四个阶段。
图4示出了根据本发明的降低光学邻近修正的边缘定位误差的方法的一个实施例的流程图。
图5a和图5b示出了表明掩模制造过程中的边角圆化效应的显微照片。
图6示意性地示出了这种边角削切方案的整个过程。
图7示出了根据本发明的另一方面的方法的示意性流程图。
图8示意性地示出了根据图7所示的方法的边角削切方案的整个过程。
图9a-9c分别示出了根据图7所示的方法的不同阶段的显微照片。
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。
第一方面
图1a示出了实际设计的样式。该样式包含两个触点101和102,彼此相距101nm。图1b示出了对图1a进行显影后测量(AfterDevelopmentInspection,ADI)的显微图,其中在触点101和102周围增加了诸多散射条103。图1c示出了经过OPC处理后的显微图,其中触点101和102的侧边已在OPC过程中被调整为向外移动。图1d示出了在图1c的基础上进行模拟后得到的结果。
现在转到图2,图2示出了现有技术的方法的示意性流程图。图2所示的方法主要包括以下几个步骤:
步骤201:对掩模板图形进行光学模拟,以模拟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触点;步骤202:解析触点的轮廓,其中轮廓包含多条侧边;步骤203:将解析出的触点的轮廓同该触点的目标图形进行比较,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所述轮廓目标范围,则步骤205:检查所述轮廓的多条侧边中的每一条的内部和/或外部关键尺寸是否触及掩模板设计规则的极限;步骤206:如果没有触及,则移动该侧边,且步骤207:如果触及,则冻结该侧边;接着,用经步骤206或207处理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处理的掩模板图形重新执行该方法;以及步骤208: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。
为了提高光学邻近修正的实际应用能力,掩模板设计规则被应用到现有的光学邻近修正过程中,即修正的掩模图形与相邻掩模图形之间的距离要大于掩模板的最小设计尺寸,最小设计尺寸反应掩模板制作工艺的分辨能力,修正的掩模图形与相邻掩模图形之间的距离等于或小于掩模板的最小设计尺寸时,即使光学邻近修正后的掩模图形再精细,掩模板制作工艺制作形成的掩模板上的图形也是失真的。特别是,在现有技术中,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,相应的侧边将不会向外移动,被冻结住(frozen),即使该被冻结的侧边的EPE不能满足目标值。在下次进行修正时,被冻结的待修正侧边还是不会移动,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。
本发明提出了一种降低光学邻近修正的边缘定位误差的方法。例如,图4示出了根据本发明的降低光学邻近修正的边缘定位误差的方法的一个实施例。该方法400主要包括以下步骤:
步骤401: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触点;
步骤402:解析所述触点的轮廓,其中所述轮廓包含多条侧边;
步骤403:将解析出的触点的轮廓同该触点的目标图形进行比较,以计算出该轮廓的边缘定位误差;
步骤404: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所述轮廓目标范围,则
步骤405:检查所述轮廓的多条侧边中的每一条的内部和/或外部关键尺寸是否触及掩模板设计规则的极限;
步骤406:如果没有触及,则移动该侧边,且步骤407:如果触及,则切除该侧边的边角;
接着,用经步骤406或407处理的掩模板图形替换上述步骤401中的掩模板图形,再对该经步骤406或407处理的掩模板图形重新执行该方法;以及
步骤408: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。
可以理解,根据本发明,在每一层的OPC迭代中,都检查所有侧边的内部和/或外部CD。如果触及MRC极限,则切除触及MRC极限的图案边角。这样,就会在OPC后的图案上形成两个分段,从而避免违反MRC。因此,本发明的方法可以在确保避免违反MRC的同时降低EPE。
例如,图3a-3d分别示出了根据本发明的OPC过程的四个阶段,该四个阶段同图1a-1d分别对应。图3a同图1a相同。通过比较图3b-3c和图1b-1c可以看出,在该优选实施例中,本发明切除了触点301的触及MRC极限的侧边的边角304,即仅切除该侧边的触及掩模板设计规则的极限的一侧的边角,以形成两个分段305和306。这样,最终通过模拟在图3d中形成的轮廓就可以既满足目标又不违反MRC。
当然,本发明并不限于图3a-3d所示的实施例,例如,被切除的边角的形状除了图3b和图3c中所示的矩形之外也可以是正方形、三角形、多边形等等。
第二方面
根据本发明的另一方面,在对经OPC处理后的掩模制造的过程中,会出现边角圆化(rounding)效应。
参考图5a和图5b,图5a示出了OPC后图形的显微照片的示意图,且图5b示出了在图5a的OPC后图形的基础上进行掩模制造后得到的掩模图像的部分区域的显微照片的示意图。通过比较图5a和图5b可以明显看出,图5a所示的OPC后图形的边角形状基本上是直角的,但图5b中所示的掩膜图像中的边角发生严重的圆化现象。即,经过掩模制造过程之后,原来呈直角的边角会发生圆化,即变成呈圆弧状的边角。
该圆化现象同样发生在凹边角和凸边角处,例如图5a和图5b中的箭头A示出了凹边角的圆化现象,且箭头B示出了凸边角的圆化现象。
实际上,该边角圆化效应随着OPC后关键尺寸变小而越发明显。为了使得实际掩模图像和关键尺寸得以匹配,已为OPC软件开发了具有边角削切选项的OPC模型和配方。
例如,图6示意性地示出了这种边角削切方案的整个过程。
转到图6,在图中的第1阶段获得ADI目标图形。对该ADI目标图形执行带MRC的OPC,以在第2阶段获得不违反MRC的OPC后图形。该OPC后图形将被置于掩膜上用于掩膜制造。随后,对该OPC后图形的边角进行切削操作,从而获得图6所示的第3阶段的图形,该图形适用于轮廓模拟。最后,经过模拟就可以得到第4阶段的轮廓模拟结果。
但,不利的是,该轮廓模拟结果的EPE可能会很大。因此,可能需要将轮廓模拟的结果重新进行OPC,并重复上述过程,直到形成EPE理想的轮廓模拟结果后才输出相应的第2阶段的OPC后图形,如图6所示。
针对上述不足,本发明创造性地提出了一种新的降低光学邻近修正的边缘定位误差的方法。如图7所示,该方法700主要可以包括以下几个步骤:
步骤701:得到触点的经显影后测量的目标图形;
步骤702:对所得到的目标图形进行光学邻近修正以得到修正图形,其中所述修正图形被允许违反掩模板设计规则;
步骤703:切除所述修正图形的边角,以确保经切除边角的图形符合掩模板设计规则;
步骤704:输出该经切除边角的图形。
以下,结合图8来更详细地讨论该降低光学邻近修正的边缘定位误差的方法700。
转到图8,在该图中的第1阶段首先获得ADI目标图形。
同图6相比,本发明的方法700实质上将图6中的第2阶段分成两步,其中第一步是在不考虑MRC的情况下进行OPC,即对该ADI目标图形执行不带MRC的OPC以允许获得违反MRC的OPC后图形(图8中的阶段2-1);第二步是切除边角以符合MRC(图8中的阶段2-2)。这样的改进充分利用了掩模制造过程中的边角圆化(rounding)效应,以帮助减少模拟的次数。
该经切除边角的图形将被置于掩膜上用于掩膜制造,如以上已讨论的,在该掩膜制造的过程中就会出现边角圆化现象。随后,可以如同图6所示的那样,进一步对该OPC后图形的边角进行切削操作,从而获得第3阶段的适用于轮廓模拟的图形。
最后,经过模拟就可以得到第4阶段的轮廓模拟结果。
此外,图9a示出了采用图7所示的方法所得到的对应于阶段2-2的显微照片。图9b示出了采用图7所示的方法所得到的对应于阶段3的显微照片。图9c示出了采用图7所示的方法所得到的对应于阶段4的显微照片。可以看出,采用本案的图7所示的方法700可以使得做制作的OPC后图形更易于符合EPE目标的要求,提高了OPC效率。
当然,本发明的该方法也可以允许将不符合要求的轮廓模拟结果重新进行OPC,并重复上述过程,直到形成EPE理想的轮廓模拟结果后才输出相应的第2阶段的OPC后图形。最终输出的是经切除边角的图形,即图8中的阶段2-2中所示的图形,用于掩模制造。
当然,本发明并不限于图8所示的实施例,例如,被切除的边角的形状除了图8中所示的正方形之外也可以是三角形、多边形等等。
此外,根据本发明的一个优选实施例,在上述的步骤703中的切除修正图形的边角的步骤中可以进一步包括:仅切除该修正图形中的部分边角。更优选地,该仅切除该修正图形中的部分边角的步骤可以进一步包括:经切除该修正图形中的违反掩模板设计规则的那部分边角。
总之,本发明所提出的方法主要是利用切除图形边角的技术手段。一方面,这样可以显著改善OPC质量以获得较小的边缘定位误差,从而可以减少手动调试所要花费的时间,另一方面,该技术手段也可以利用边角圆化效应帮助减少模拟的次数。
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 (8)

1.一种降低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触点;
b.解析所述触点的轮廓,其中所述轮廓包含多条侧边;
c.将解析出的触点的轮廓同该触点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侧边中的每一条的内部和/或外部关键尺寸是否触及掩模板设计规则的极限;
e2.如果没有触及,则移动该侧边,且如果触及,则切除该侧边的边角;
e3.用经步骤e2处理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处理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。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤e2中的切除该侧边的边角的步骤中,进一步包括:仅切除该侧边的触及掩模板设计规则的极限的一侧的边角。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,被切除的边角的形状至少包括:矩形、三角形、多边形。
4.一种降低光学邻近修正的边缘定位误差的方法,包括:
a.得到触点的经显影后测量的目标图形;
b.对所得到的目标图形进行光学邻近修正以得到修正图形,其中所述修正图形被允许违反掩模板设计规则;
c.切除所述修正图形的边角,以确保经切除边角的图形符合掩模板设计规则;
d.输出该经切除边角的图形。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述步骤c中,被切除的边角的形状至少包括:矩形、三角形、多边形。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述输出该经切除边角的图形被用于掩模制造。
7.如权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述步骤c中的切除所述修正图形的边角的步骤中,进一步包括:仅切除该修正图形中的部分边角。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述仅切除该修正图形中的部分边角的步骤进一步包括:经切除所述修正图形中的违反掩模板设计规则的那部分边角。
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