CN105700290B - 光罩的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种光罩的制作方法，该方法将主图形和SRAF图形分离，通过调节曝光线宽线性度分别获得适合主图形的线宽线性度参数和SRAF图形的线宽线性度参数，根据获得的主图形的线宽线性度参数和SRAF图形的线宽线性度参数进行光刻，获得光罩所需图形。本发明降低了制程线性误差对图形规格的干扰，使得获得的图形更加接近所需规格。

Description

光罩的制作方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种光罩的制作方法。

背景技术

光刻过程包括在光罩也称为掩膜版(mask)上形成图像，然后将这些图像投影到半导体晶片上，从而形成与意图限定功能元件的设计相匹配的图案。是否能够精确的将设计所需的规格复制到晶片上，这是衡量光刻过程是否成熟的一个重要指标，同时也对后续工艺产生着深远的影响。

当光刻工艺进入到65nm节点以下，前沿的芯片设计具有小于在先进曝光工具中使用的光波长的最小线宽(CD)。即便是光学近似修正(OPC)技术已经能够提供较好的修正结果，亚分辨率辅助特征(Sub-Resolution Assistant Feature，SRAF)图形仍然不可或缺的。这是由于通过OPC的修正，使得抗蚀剂图像(RI)轮廓足够接近名义条件下的设计目标。但是在没有任何额外特征的情况下，过程窗口(PW)很小。因此需要通过SRAF来提高在更宽的散焦范围内等情况下主图形的可印刷型，从而在光刻过程中保持充分的加工裕量。

图1所示为现有技术的光罩中SRAF图形与主图形的一种常见布局设计。包括主图形20和SRAF图形10，在现有技术中，在制作过程中会产生制程线性误差(processlinearity error)，如在图1中对位置1、2、3进行测量后会发现，很难使得图形的长度和宽度都达到目标规格，并且产生的线宽背离偏差较大。

请参考图2a和图2b的示例，这一制程线性误差展现在：若使得曲线在线宽相对大一些的部分(例如图2a中虚线右边的部分)保持平坦(flat)，线宽较小部分(例如图2a中虚线左边的部分)的曲线则呈现下降趋势；若使得曲线在线宽相对小一些的部分(例如图2b中虚线左边的部分)保持平坦，线宽较大部分(例如图2b中虚线右边的部分)的曲线呈现下降趋势。当然还会有着其他形式，在此不进行一一列举。这就导致不能够保证SRAF图形中相对较大的线宽和相对较小的线宽同时达到所需目标。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种光罩的制作方法，使得制得主图形和SRAF图形的规格更加接近目标。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光罩的制作方法，包括：

将主图形和SRAF图形分离；

通过调节曝光线宽线性度分别获得适合主图形的线宽线性度参数和SRAF图形的线宽线性度参数；

根据获得的主图形的线宽线性度参数和SRAF图形的线宽线性度参数进行光刻，获得光罩所需图形。

可选的，对于所述的光罩的制作方法，所述主图形的线宽大于等于主图形线宽线性度曲线中的拐点对应的线宽。

可选的，对于所述的光罩的制作方法，所述主图形线宽线性度曲线包括平坦部分和倾斜的部分，所述平坦部分的线宽大于所述倾斜部分的线宽，所述拐点为平坦部分和倾斜部分的分界点。

可选的，对于所述的光罩的制作方法，所述SRAF图形包括多个大小不一的矩形。

可选的，对于所述的光罩的制作方法，所述曝光线宽线性度的调节由主图形和SRAF图形的线宽的不同而变化。

可选的，对于所述的光罩的制作方法，获得主图形的线宽线性度参数包括：

获得参考线宽线性度曲线；

通过调节曝光线宽线性度对所述参考线宽线性度曲线进行调整，选取参考线宽线性度曲线中线宽包含主图形线宽且曲线平坦的部分；

获取这部分平坦的曲线所对应的参数作为主图形的线宽线性度参数。

可选的，对于所述的光罩的制作方法，获得SRAF图形的线宽参数曲线包括：

获得参考线宽线性度曲线；

通过调节曝光线宽线性度对所述参考线宽线性度曲线进行调整，选取参考线宽线性度曲线中线宽包含SRAF图形线宽且符合SRAF图形线宽线性度曲线应有的倾斜度的部分；

获取这部分曲线所对应的参数作为SRAF图形的线宽线性度参数。

可选的，对于所述的光罩的制作方法，在进行光刻获得所需图形后，对获得的图形进行线宽量测。

可选的，对于所述的光罩的制作方法，对获得的图形进行线宽量测后，根据量测的线宽绘制线宽背离图。

可选的，对于所述的光罩的制作方法，所述线宽背离图中以实际线宽与目标线宽的差值表示线宽的背离。

在本发明提供的光罩的制作方法中，将主图形和SRAF图形分离以获得各自的线宽线性度参数，然后分别获得主图形的线宽线性度参数和SRAF图形的线宽线性度参数，在此基础上进行光罩的制作。相比现有技术，在很大程度上降低了制程线性误差对图形规格的干扰，使得获得的图形更加接近所需规格。

附图说明

图1为现有技术及本发明的光罩中SRAF图形与主图形的一种布局设计的示意图；

图2a、图2b分别为调整较大线宽部分和较小线宽部分使之平坦后所得的线宽参数曲线图；

图3为本发明中主图形线宽的规格示意图；

图4为本发明实施例中光罩的制作方法的流程图；

图5为本发明实施例中将SRAF图形和主图形拆分后的示意图；

图6为本发明实施例中获取的主图形的线宽参数曲线；

图7为本发明实施例中获取的SRAF图形的线宽参数曲线；

图8为本发明实施例中将主图形和SRAF图形的线宽参数曲线的拟合图；

图9为本发明实施例中获取的主图形的线宽参数曲线；

图10为本发明实施例中获取的SRAF图形的线宽参数曲线；

图11为本发明实施例中将主图形和SRAF图形的线宽参数曲线的拟合图；

图12为测得本发明实施例与现有技术中制得的光罩的CD背离偏差对比图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的光罩的制作方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，本发明的光罩的制作方法，适用于主图形的线宽大于等于主图形线宽线性度曲线中的拐点对应的线宽。如图3所示，所述主图形线宽线性度曲线包括相对平坦和倾斜的部分，平坦部分f1的线宽大于倾斜部分f2的线宽，所述拐点A为平坦部分f1和倾斜部分f2的分界点。这一分界点可以根据线宽线性度曲线的实际数据和经验值进行设定。当然，所述平坦部分与倾斜部分是相对而言，即，图3中所述平坦部分是相对于所述倾斜部分较为平坦，而所述倾斜部分则是相对于所述平坦部分较为倾斜。在图3中，拐点A对应的线宽为d1，而主图形的最小线宽d2>d1，针对涉及这种情况的光罩，现有技术很难达到较高的水准。

发明人经过大量研究后认为，现有技术中在制作包括有SRAF图形的光罩时，是SRAF图形10与主图形20作为一个整体(如图1所示)，从而二者之间产生制约关系，这在很大程度上对彼此的线宽产生了限制，从而导致与目标规格有着较大的差异。因此，本发明将SRAF图形和主图形分离开来，单独进行线宽线性度参数的获取，然后制作光罩。

以下列举所述光罩的制作方法的较优实施例，以清楚的说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。

请参考图4所示的流程图，所述光罩的制作方法包括：

步骤S401：将主图形和SRAF图形分离。请结合图1和图5，为了避免SRAF图形10和主图形20之间的相互干扰，在进行设定时，将二者分离开，单独进行各自线宽线性度参数的设置，从而避免SRAF图形10和主图形20的相互制约。

步骤S402：通过调节曝光线宽线性度分别获得适合主图形的线宽线性度参数和SRAF图形的线宽线性度参数。所述曝光线宽线性度包括在曝光过程中的各种参数，例如包括进行光罩的曝光时曝光设备所需的参数，依据设备的不同，这些参数也会有不同。所述主图形的线宽线性度参数就是对主图形进行曝光时所需要的参数，SRAF图形的线宽线性度参数同理。

该步骤S402主要包括两个部分，即主图形的线宽线性度参数的获得和SRAF图形的线宽线性度参数的获得，下面进行详细介绍。

(1)获得主图形的线宽线性度参数包括如下过程：

首先，获得参考线宽线性度曲线。这可以利用设计好的测线性度的一组测试图形，这些测试图形的线宽从小到大逐渐变化。然后使用某一设定的曝光线宽线性度对这一组测试图形曝光成像，即得到了成像结果。使用线宽量测设备量测到成像图形的线宽，即得到该设定的曝光线宽线性度的实际线宽，从而能获得该设定的曝光线宽线性度下的线性度曲线，即参考线宽线性度曲线。这一参考线宽线性度曲线会由于该设定的曝光线宽线性度而出现例如大线宽平坦，小线宽急剧倾斜；或者有的曲线是比较直，但是整体非常倾斜，而且倾斜度各有不同等众多表象；

然后，通过调节曝光线宽线性度对所述参考线宽线性度曲线进行调整，选取参考线宽线性度曲线中线宽包含主图形线宽、且曲线平坦的部分。对主图形的曝光线宽线性度的调节由主图形的线宽的不同而变化；图6示出了调节后的参考线宽线性度曲线L1，该曲线L1中线宽大于a的部分L11(即虚线框内的部分)较为平坦，符合要求，则将该段曲线L11保留；

最后，将这部分平坦的曲线L11所对应的参数作为主图形的线宽线性度参数。

(2)获得SRAF图形的线宽参数曲线包括如下过程：

首先，获得参考线宽线性度曲线。可参考主图形中参考线宽线性度曲线的获得，此处不再详述；

然后，通过调节曝光线宽线性度对所述参考线宽线性度曲线进行调整，选取参考线宽线性度曲线中线宽包含SRAF图形线宽、且符合SRAF图形线宽线性度曲线应有的倾斜度的部分；通常情况下所述SRAF图形包括多个大小不一的矩形，因此，为了节省时间，提高效率，对SRAF图形的曝光线宽线性度的调节由SRAF图形的线宽的不同而变化；请参考图7，参考线宽线性度曲线为L2，经过调整后，获得曲线L3。则保留该部分曲线L3；

最后，将这部分曲线L3所对应的参数作为SRAF图形的线宽线性度参数。

请参考图8，在获得曲线L11和曲线L3后，将这两条曲线进行拟合，以便于进行线宽线性度参数选择的确定。

步骤S403：根据获得的主图形的线宽线性度参数和SRAF图形的线宽线性度参数进行光刻，获得光罩所需图形。

上文以图6-图8为例进行的阐述是针对小线宽的CD偏差是小于大线宽的CD偏差的(即线性度是向小线宽这边向下倾斜)这种情况。在实际生产中，还会出现相反的趋势，即小线宽的CD偏差是大于大线宽的CD偏差的。

那么，请参考图9-图11。图9示出了调节后的参考线宽线性度曲线L4，该曲线L4中线宽大于a的部分L41(即虚线框内的部分)较为平坦，符合要求，则将该段曲线L41保留。获取这部分平坦的曲线L41所对应的参数作为主图形的线宽线性度参数。

请参考图10，参考线宽线性度曲线为L5，经过调整后，获得曲线L6。则保留该部分曲线L6。

最后，获取这部分曲线L6所对应的参数作为SRAF图形的线宽线性度参数。

请参考图11，在获得曲线L41和曲线L6后，将这两条曲线进行拟合，以便于进行线宽线性度参数选择的确定。

自此，针对小线宽的CD偏差是大于大线宽的CD偏差的情况也能够使用本发明的方法来进行改善。

优选方案中，为了对利用本发明的方法获得的图形进行确认，在进行光刻获得所需图形后，还对获得的图形进行线宽量测，并根据量测的线宽绘制线宽背离图，以知晓获得的图形是否合格，也可以进行纵向对比，改善调整参考线宽线性度曲线时曝光线宽线性度的调节。所述线宽的背离以实际线宽与目标线宽的差值表示。请结合图1和如图12，其中图12示出了对主图形20和SRAF图形10进行设定位置的量测后所得的背离图。其中位置1、2是针对SRAF图形10进行的线宽背离测量，位置3是针对主图形20进行的线宽背离测量。

由图12可看出，本发明的方法不仅每个位置的线宽背离都变小，而且所有位置的线宽背离偏差也相比现有技术有着明显的改善。因此，利用本发明的方法，降低了制程线性误差对图形规格的干扰，制得的光罩更加接近目标规格，质量得到显著改善。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种光罩的制作方法，包括：

将主图形和SRAF图形分离，单独进行各自线宽线性度参数的设置；

获得与所述主图形相关的参考线宽线性度曲线和与所述SRAF图形相关的参考线宽线性度曲线；

通过调节曝光线宽线性度分别获得主图形的线宽线性度参数和SRAF图形的线宽线性度参数，其中，一方面，获得所述主图形的线宽线性度参数的方法包括：通过调节曝光线宽线性度对与所述主图形相关的所述参考线宽线性度曲线进行调整，选取参考线宽线性度曲线中线宽包含主图形线宽且曲线平坦的部分，获取这部分平坦的曲线所对应的参数作为所述主图形的线宽线性度参数；另一方面，获得所述SRAF图形的线宽线性度参数的方法包括：通过调节曝光线宽线性度对与所述SRAF图形相关的所述参考线宽线性度曲线进行调整，选取参考线宽线性度曲线中线宽包含SRAF图形线宽且符合SRAF图形线宽线性度曲线应有的倾斜度的部分，获取这部分曲线所对应的参数作为所述SRAF图形的线宽线性度参数；

根据获得的主图形的线宽线性度参数和SRAF图形的线宽线性度参数进行光刻，获得光罩所需图形。

2.如权利要求1所述的光罩的制作方法，其特征在于，所述主图形的线宽大于等于主图形线宽线性度曲线中的拐点对应的线宽。

3.如权利要求2所述的光罩的制作方法，其特征在于，与所述主图形相关的参考线宽线性度曲线包括平坦部分和倾斜部分，所述平坦部分的线宽大于所述倾斜部分的线宽，所述拐点为平坦部分和倾斜部分的分界点。

4.如权利要求2所述的光罩的制作方法，其特征在于，所述SRAF图形包括多个大小不一的矩形。

5.如权利要求2所述的光罩的制作方法，其特征在于，所述曝光线宽线性度的调节由主图形和SRAF图形的线宽的不同而变化。

6.如权利要求1所述的光罩的制作方法，其特征在于，在进行光刻获得所需图形后，对获得的图形进行线宽量测。

7.如权利要求6所述的光罩的制作方法，其特征在于，对获得的图形进行线宽量测后，根据量测的线宽绘制线宽背离图。

8.如权利要求7所述的光罩的制作方法，其特征在于，所述线宽背离图中以实际线宽与目标线宽的差值表示线宽的背离。

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