CN105717740B - 一种基于meef的opc验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于MEEF的OPC验证方法，该方法在传统OPC验证的基础上，对版图进行MEEF分析，根据模拟尺寸、MEEF值以及最大掩模板误差获得最小硅片尺寸，根据预定规格选择不符合规格的图形点，并对该图形点量测掩模板尺寸以及量测硅片尺寸，如果掩模板尺寸超出规格则重新制作掩模板，否则如果硅片尺寸超出规格则优化OPC方法,本发明通过基于MEEF的OPC验证，能够检测在掩模板尺寸存在误差的情况下是否会导致硅片上图形缺陷的问题，同时，本发明通过对工艺热点风险较高的图形点进行掩模板尺寸测量，能进一步确保掩模板的质量，降低掩模板尺寸误差带来硅片图形缺陷的风险。

Description

一种基于MEEF的OPC验证方法

技术领域

本发明涉及微电子版图数据光学修正领域，特别是涉及一种基于MEEF(掩模板误差增强因子)的OPC验证方法。

背景技术

在半导体制造掩模板出版过程中，OPC(Optical Proximity Correction,光学邻近效应修正)技术已经广泛的得到应用。目前应用最为广泛的OPC方法是基于模型的OPC修正方法，通过OPC模型的模拟计算得到微影工艺潜在的成像误差，从而对目标图形进行预先修正以补偿光学临近效应造成的图形失真或变形。随着技术节点的往前推进半导体制造的特征尺寸不断缩小，对微影成像的精度要求也越来越高，这就要求OPC的修正精度必须达到工艺的需求。在基于模型的OPC方法中，OPC验证已经成为OPC处理流程中一个必不可少的步骤，其基本原理是通过对掩模板图形(也即OPC修正后的图形)进行全局模拟并检查是否存在工艺热点，以此判断OPC修正是否正确。

在基于最佳工艺条件的OPC验证中，利用经过校正的OPC模型对全数据版图进行模拟，从而检查OPC后版图是否存在OPC修正问题，这些修正问题可能导致硅片上诸如Bridge，Pinch以及互联不足等缺陷，然而目前的OPC验证是基于掩模板不存在制作误差进行的，也就是说，在模拟过程中假定OPC后图形与掩模板上的实际图形不存在任何偏差。

由掩模板尺寸误差引起的硅片尺寸误差称为MEEF(掩模板误差增强因子)，MEEF的大小与微影工艺的曝光条件(光源，NA，Sigma，光阻等)有关，也跟不同图形的图形结构(1D，2D，图形密度等)相关；在实际半导体制造工艺中，同一技术节点的光刻工艺条件都已经确定，因此一般MEEF就取决于图形本身；MEEF大的图形意味着小的掩模板尺寸误差会造成大的硅片尺寸误差，而MEEF值小表示硅片尺寸变化对掩模板尺寸偏差不敏感。

综上所述，在传统的OPC模拟验证过程中，由于假定掩模板制作过程不存在误差，因此如果掩模板尺寸存在一定的误差，就无法得到精确的验证结果，存在使工艺热点遗漏的风险。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种基于MEEF的OPC验证方法，其通过基于MEEF的OPC验证，能够检测在掩模板尺寸存在误差的情况下是否会导致硅片上图形缺陷的问题，本发明能够检测并验证工艺热点风险；同时，本发明通过对工艺热点风险较高的图形点进行掩模板尺寸测量，能进一步确保掩模板的质量，降低掩模板尺寸误差带来硅片图形缺陷的风险。

为达上述目的，本发明提出一种基于MEEF的OPC验证方法，该方法在传统OPC验证的基础上，对版图进行MEEF分析，根据模拟尺寸、MEEF值以及最大掩模板误差获得最小硅片尺寸，根据预定规格选择不符合规格的图形点，并对该图形点量测掩模板尺寸以及量测硅片尺寸，如果掩模板尺寸超出规格则重新制作掩模板，否则如果硅片尺寸超出规格则优化OPC方法。

进一步地，该方法包括如下步骤：

步骤一，进行常规OPC验证；

步骤二，利用OPC模型模拟OPC后图形得到模拟尺寸，选择模拟尺寸小于预设规格的图形；

步骤三，对版图进行MEEF分析，选择MEEF值超出规定的图形点；

步骤四，根据模拟尺寸与MEEF值计算最大掩模板尺寸误差情况下的最小硅片尺寸；

步骤五，设定最小硅片尺寸规格，选择通过步骤四得到的最小硅片尺寸小于设定规格的图形点；

步骤六，掩模板制作完成后，对步骤五所选定的图形点进行掩模板尺寸测量，并根据实际掩模板误差计算预测硅片尺寸。

步骤七，如果预测硅片尺寸符合最小硅片尺寸规格，则进行曝光并实施硅片尺寸验证，否则重新制作掩模板。

进一步地，于步骤一中，该常规OPC验证为假定掩模板尺寸误差为零的情况下进行OPC验证。

进一步地，该预设规格是指基于硅片光刻目标尺寸的最小硅片尺寸。

进一步地，该预设规格为95％硅片光刻目标尺寸。

进一步地，于步骤三中，利用OPC验证工具计算同一图形的MEEF值，选择MEEF值超过2的图形点。

进一步地，于步骤四中，根据模拟尺寸与MEEF值计算最小硅片尺寸的计算方法为：

最小硅片尺寸＝模拟尺寸–MEEF*最大掩模板误差/掩模板放大倍率。

进一步地，该最大掩模板误差为0.008um至0.018um。

进一步地，于步骤六中，计算预测硅片尺寸为根据标准化的掩模板测量尺寸，以及模拟尺寸和MEEF值，预测实际硅片尺寸，计算方法为：

预测硅片尺寸＝模拟尺寸+MEEF*(标准化掩模板误差/掩模板放大倍率)。

进一步地，于步骤七中，该最小硅片尺寸规格为基于硅片光刻目标尺寸的最小允许硅片尺寸，为90％硅片光刻目标尺寸。

与现有技术相比，本发明一种基于MEEF的OPC验证方法，其通过基于MEEF的OPC验证，能够检测在掩模板尺寸存在误差的情况下是否会导致硅片上图形缺陷的问题，本发明能够检测并验证工艺热点风险；同时，本发明通过对工艺热点风险较高的图形点进行掩模板尺寸测量，能进一步确保掩模板的质量，降低掩模板尺寸误差带来硅片图形缺陷的风险。

附图说明

图1为本发明一种基于MEEF的OPC验证方法的步骤流程图；

图2为本发明之具体实施例的基于MEEF的OPC验证方法的流程图

图3-1为直接进行版图模拟的结果示意图(1)；

图3-2为基于MEEF的OPC验证结果示意图(1)；

图3-3为直接进行版图模拟的结果示意图(2)；

图3-4为基于MEEF的OPC验证结果示意图(2)。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

传统的OPC验证除了检查OPC后版图是否导致硅片上的工艺弱点外，很重要的作用是确保OPC处理本身的精确性，也就是说，确保OPC方法的正确性。因此，本发明仍然需要保留传统的OPC验证项目，并且在传统OPC验证的基础上增加基于MEEF的检查项目；在这项检查中，必须先根据掩模板的规格确定掩模板尺寸的最大允许误差(MaxΔMask)，同时需要确定硅片上容许最小的图形尺寸(包括最小图形线宽和最小图形间距)，然后根据模拟尺寸与MEEF和最大掩模板误差乘积的差值，得到最小硅片尺寸，对于最小硅片尺寸小于规格的图形点，量测掩模板尺寸以及硅片尺寸进行验证。图1为本发明一种基于MEEF的OPC验证方法的步骤流程图。如图1所示，本发明一种基于MEEF的OPC验证方法，包括如下步骤：

步骤101，进行常规OPC验证，这里的常规OPC验证是指假定掩模板尺寸误差为零的情况下进行OPC验证，包括检查尺寸、间距、覆盖率等。

步骤102，利用OPC模型模拟OPC后图形得到模拟尺寸，在本发明中，选择模拟尺寸小于预设规格的图形，这里的预设规格是指基于硅片光刻目标尺寸的最小硅片尺寸，典型值为95％硅片光刻目标尺寸。

步骤103，对版图进行MEEF分析。即，利用OPC验证工具计算同一图形的MEEF值，选择MEEF超出规定的图形点。本发明中采用的OPC验证工具为Mentor公司Calibre OPCverify软件，例如利用Mentor公司的OPCverify验证软件检查图形MEEF值超过2的图形点。

步骤104，根据模拟尺寸与MEEF值计算最大掩模板尺寸误差情况下的最小硅片尺寸，计算方法如下：

最小硅片尺寸＝模拟尺寸–MEEF*(最大掩模板误差/掩模板放大倍率)

这里最大掩模板误差指掩模板规格规定的最大允许误差，取掩模板规格规定最大误差的绝对值。

步骤105，设定最小硅片尺寸规格，选择通过步骤104得到最小硅片尺寸小于设定规格的图形点。

步骤106，掩模板制作完成后，对步骤105所选定的图形点进行掩模板尺寸测量，并根据实际掩模板误差计算预测硅片尺寸。

步骤107，如果预测硅片尺寸符合最小硅片尺寸规格，则进行曝光并实施硅片尺寸验证，否则需要重新制作掩模板。

最后，如果实际硅片尺寸符合规格，则验证过程结束，否则需要优化OPC方法以改善最终硅片结果。

图2为本发明之具体实施例的基于MEEF的OPC验证方法的流程图。以下将通过一具体实施例来进一步说明本发明：

在本发明基于MEEF的OPC验证过程中，必须同时考虑图形模拟尺寸和图形MEEF的综合影响：当图形模拟尺寸偏大时，即使MEEF值偏大，在掩模板存在误差的情况下也不会造成严重的图形缺陷；当图形模拟尺寸偏小，而该图形的MEEF又偏大时，如果实际掩模板尺寸偏小就会引入较大的硅片尺寸偏差，从而导致最终硅片图形尺寸偏小，引起图形缺陷。因此具体实施例的实施过程如下：

(1)常规OPC验证：假定掩模板尺寸误差为零的情况下进行OPC验证，包括检查尺寸、间距、覆盖率等。

(2)设定模拟尺寸规格，假定光刻目标尺寸为Tw，设定模拟尺寸最小值为Tw*(1-5％)＝0.95Tw，选择模拟尺寸小于0.95Tw的图形；

(3)根据掩模板的规格所规定的最大容许误差，设定最大掩模板尺寸误差Em，典型的最大掩模板误差为0.008um至0.018um；

(4)然后利用Mentor公司的OPCverify验证软件对版图进行MEEF分析，检查图形MEEF值超过2的图形点；

(5)选择(2)和(4)的交集，即选出模拟尺寸小于0.95Tw，同时MEEF值超过2的图形点，计算这些图形点的最小硅片尺寸，计算方法如下

最小硅片尺寸＝模拟尺寸–MEEF*(Em/掩模板放大倍率)

掩模板放大倍率指掩模板尺寸相对于硅片尺寸或设计尺寸的放大倍数，典型值为4。

(6)设定最小硅片尺寸规格为Tw*(1-10％)＝0.90Tw，选择根据(5)得出的最小硅片尺寸小于0.90Tw的图形点，并记录相应的坐标。

(7)制作掩模板，掩模板制作完成后，根据(6)所得到的图形点坐标进行掩模板尺寸测量，并计算标准化误差Es，计算方法为:

标准化误差＝(掩模板尺寸–目标尺寸)-掩模板平均尺寸偏差

根据上述步骤计算预测硅片尺寸，计算方法为

预测硅片尺寸＝模拟尺寸+MEEF*(Es/掩模板放大倍率)

(8)判断预测硅片尺寸是否大于最小硅片尺寸规格0.90Tw，如果预测硅片尺寸小于0.90Tw则需要重新制作掩模板，否则进行最终硅片验证。

如图3-1所示为直接进行版图模拟的结果，在间距101处没有发现图形Bridge问题；如图3-2所示为基于MEEF的OPC验证结果，间距101尺寸小于规格，需要测量掩模板尺寸并进行硅片尺寸验证；

如图3-3所示为直接进行版图模拟的结果，在间距201处没有发现图形pinch问题；如图3-4所示为基于MEEF的OPC验证结果，间距202尺寸小于规格，需要测量掩模板尺寸并进行硅片尺寸验证。

可见，通过本发明的基于MEEF的OPC验证，能够检测在掩模板尺寸存在误差的情况下，是否会导致硅片上图形缺陷的问题。当图形模拟尺寸偏小且MEEF又较大时，存在较高的工艺热点风险，通过本发明揭示的OPC验证方法能检测并验证这类风险点；同时，通过对工艺热点风险较高的图形点进行掩模板尺寸测量，能进一步确保掩模板的质量，降低掩模板尺寸误差带来硅片图形缺陷的风险。

此外，在传统OPC验证流程中，对于硅片验证发现的尺寸误差，OPC工程师无法确定掩模板误差的贡献，而在本发明揭示的处理流程中，可以分别确定由掩模板误差引入的最终硅片偏差以及OPC模型或方法引起的硅片尺寸偏差，从而做出进一步的优化。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (7)

1.一种基于MEEF的OPC验证方法，其特征在于：该方法在传统OPC验证的基础上，对版图进行MEEF分析，根据模拟尺寸、MEEF值以及最大掩模板误差获得最小硅片尺寸，根据设定规格选择不符合规格的图形点，并对该图形点量测掩模板尺寸以及量测硅片尺寸，如果掩模板尺寸超出规格则重新制作掩模板，否则如果硅片尺寸超出规格则优化OPC方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一，进行常规OPC验证；

步骤二，利用OPC模型模拟OPC后图形得到模拟尺寸，选择模拟尺寸小于预设规格的图形；

步骤三，对版图进行MEEF分析，选择MEEF值超出规定的图形点；

步骤四，根据模拟尺寸与MEEF值计算最大掩模板尺寸误差情况下的最小硅片尺寸，所述最小硅片尺寸的计算方法为：

最小硅片尺寸＝模拟尺寸–MEEF*最大掩模板误差/掩模板放大倍率；

步骤五，设定最小硅片尺寸规格，选择通过步骤四得到的最小硅片尺寸小于设定规格的图形点；

步骤六，掩模板制作完成后，对步骤五所选定的图形点进行掩模板尺寸测量，并根据实际掩模板误差计算预测硅片尺寸，所述预测硅片尺寸的计算方法为：

预测硅片尺寸＝模拟尺寸+MEEF*(标准化掩模板误差/掩模板放大倍率)；

步骤七，如果预测硅片尺寸符合最小硅片尺寸规格，则进行曝光并实施硅片尺寸验证，否则重新制作掩模板。

2.如权利要求1所述的一种基于MEEF的OPC验证方法，其特征在于：于步骤一中，该常规OPC验证为假定掩模板尺寸误差为零的情况下进行OPC验证。

3.如权利要求1所述的一种基于MEEF的OPC验证方法，其特征在于：该预设规格是指基于硅片光刻目标尺寸的最小硅片尺寸。

4.如权利要求3所述的一种基于MEEF的OPC验证方法，其特征在于：该预设规格为95％硅片光刻目标尺寸。

5.如权利要求3所述的一种基于MEEF的OPC验证方法，其特征在于：于步骤三中，利用OPC验证工具计算同一图形的MEEF值，选择MEEF值超过2的图形点。

6.如权利要求5所述的一种基于MEEF的OPC验证方法，其特征在于：该最大掩模板误差为0.008um至0.018um。

7.如权利要求5所述的一种基于MEEF的OPC验证方法，其特征在于：于步骤七中，该最小硅片尺寸规格为基于硅片光刻目标尺寸的最小允许硅片尺寸，为90％硅片光刻目标尺寸。