CN105842978B

CN105842978B - 用于后光学邻近修正修复的方法

Info

Publication number: CN105842978B
Application number: CN201510019301.3A
Authority: CN
Inventors: 杜杳隽; 杨青
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2020-03-10
Anticipated expiration: 2035-01-14
Also published as: CN105842978A

Abstract

本发明提供一种用于后光学邻近修正修复的方法。所述方法包括：计算光罩误差增强因子；确定晶圆上图案的关键尺寸的期望改变量；以及基于所述光罩误差增强因子和所述期望改变量确定光罩上图案的关键尺寸的优化改变量，以用于所述后光学邻近修正修复。本发明所提供的用于后光学邻近修正修复的方法可以提供用于光罩上图案的关键尺寸的修改的优化改变量，使得后光学邻近修正修复可以快速收敛，大大减少运算量，提高效率。

Description

用于后光学邻近修正修复的方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种用于后光学邻近修正修复(postOptical Proximity Correction repair,post-OPC repair)的方法。

背景技术

随着集成电路的复杂度越来越高，特征尺寸也变的越来越小。当集成电路的特征尺寸接近光刻机曝光的系统极限，即特征尺寸接近或小于光刻光源时，硅片上制造出的版图会出现明显的畸变，该现象称为光学邻近效应。为了应对光学邻近效应，提出了分辨率增强技术。其中，光学邻近修正(即OPC)已成为最重要的技术。

OPC不是一个一次就能得到精确结果的过程，它是一个不断迭代的过程，需要多次验证修改。于是post-OPC修复(即对已经做过OPC的版图进行验证后的修复)成为提高OPC质量的必需步骤。在现有的post-OPC修复方法中，用于光罩上图案的关键尺寸(criticaldimension,CD)的改变量总是固定的值。使用该固定值作为光罩上图案的关键尺寸的改变量是不精确的，可能会出现修改不足(under correct)或修改过度(over correct)的情况。这样的方法将需要post-OPC修复进行许多次的迭代和修改，因此非常耗时，运算量大且效率低下。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于后光学邻近修正修复的方法。所述方法包括：计算光罩误差增强因子(Mask Error Enhance Factor,MEEF)；确定晶圆上图案(on-wafer image)的关键尺寸的期望改变量；以及基于所述光罩误差增强因子和所述期望改变量确定光罩上图案的关键尺寸的优化改变量，以用于所述后光学邻近修正修复。

在本发明的一个实施例中，所述光罩上图案的关键尺寸的优化改变量等于所述晶圆上图案的关键尺寸的期望改变量除以所述光罩误差增强因子。

在本发明的一个实施例中，所述晶圆上图案的关键尺寸的期望改变量通过光学邻近修正验证得到。

在本发明的一个实施例中，所述光罩误差增强因子定义为MEEF，并且

其中CD_wafer为晶圆上图案的关键尺寸，CD_mask为光罩上图案的关键尺寸。

在本发明的一个实施例中，所述MEEF通过有限差分方法来计算，用公式表示为MEEF≈ΔCD_wafer/ΔCD_mask，其中所述ΔCD_mask为光罩上图案的关键尺寸的预设改变量，所述ΔCD_wafer为由于所述预设改变量所引入的晶圆上图案的关键尺寸的引入改变量。

在本发明的一个实施例中，所述光罩上图案的关键尺寸的预设改变量为0.5纳米或0.25纳米。

在本发明的一个实施例中，所述方法是针对连接孔层的光学邻近修正。

在本发明的一个实施例中，所述连接孔为接触孔。

在本发明的一个实施例中，所述光罩上图案的关键尺寸的优化改变量包括光罩上接触孔图案的边缘的优化移动量。

在本发明的一个实施例中，所述后光学邻近修正修复基于局部修正区域进行，所述局部修正区域的形成基于所述后光学邻近修正修复之前的光学邻近修正过程所产生的错误标记。

本发明所提供的用于后光学邻近修正修复的方法可以提供用于光罩上图案的关键尺寸的修改的优化改变量，使得后光学邻近修正修复可以快速收敛，大大减少运算量，提高效率。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1示出了对接触孔的光学邻近修正的示例；

图2示出了现有的对接触孔的后光学邻近修正修复的示例；以及

图3示出了根据本发明一个实施例的用于后光学邻近修正修复的方法的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

OPC已经成为集成电路制造工艺中关键尺寸控制和良率提升不可缺少的途径。通过修改设计图形来预补偿制程偏差以提高图像的还原能力和解析度。

图1示出了对接触孔的光学邻近修正的示例。接触孔的OPC修正程序被设计为确保晶圆上的图形轮廓可以与接触孔目标相吻合。然而，即使经过较好准备和调整的修正程序(recipe)仍然可能使一些轮廓偏离目标。如图1所示，光学邻近修正后接触孔轮廓与栅极(gate,GT)太过接近，其距离小于10纳米的规格，这会对电路的电学属性产生不良影响。图1中的方框B标出了需要向内移动的问题边缘。为了进行问题边缘的移动，需要进行后光学邻近修正修复。

图2示出了现有的对接触孔的后光学邻近修正修复的示例。如前所述，在现有的post-OPC修复方法中，用于光罩上图案的关键尺寸的改变量总是固定的值。例如，在图2的示例中，问题边缘的移动量总是被设定为恒定的值，例如0.5纳米或0.25纳米。使用这样的固定值作为光罩上接触孔图案的问题边缘的移动量是不精确的，可能会出现修改不足或修改过度的情况，正如图2所示的。由于这种不精确的修改，不得不进行多次迭代和修改，才能达到理想的修复效果，这样将消耗大量的CPU时间。对于某些芯片来说，甚至需要进行20次的迭代。

本发明的实施例提供一种后光学邻近修正修复的方法，可以提供用于光罩上图案的关键尺寸的修改的优化的改变量，使用该优化的改变量，可以使后光学邻近修正快速收敛，高效率地实现理想的修复效果。图3示出了根据本发明一个实施例的用于后光学邻近修正修复的方法300的流程图。如图3所示，方法300包括以下步骤：

步骤301：计算光罩误差增强因子；

步骤302：确定晶圆上图案的关键尺寸的期望改变量；

步骤303：基于光罩误差增强因子和晶圆上图案的关键尺寸的期望改变量确定光罩上图案的关键尺寸的优化改变量，以用于后光学邻近修正修复。

其中，光罩误差增强因子反映光罩上图案的关键尺寸的误差被扩大在对应的晶圆上图案的关键尺寸的程度。光罩误差增强因子MEEF可以定义为：

其中，CD_wafer为晶圆上图案的关键尺寸，CD_mask为光罩上图案的关键尺寸。具体地，CD_wafer可以为晶圆上图案的线宽(line-width)，CD_mask可以为光罩上图案的线宽。

对于(1)式的计算，可以使用有限差分方法。有限差分方法是一种常用的数值解法，它是在微分方程中用差商代替偏导数，得到相应的差分方程，通过解差分方程得到微分方程解的近似值。因此，光罩误差增强因子MEEF用等式可以进一步表示为：

其中ΔCD_mask为光罩上图案的关键尺寸的预设改变量，该预设改变量可以为0.5纳米或0.25纳米。例如，在图2的示例中，接触孔的光罩上图案的问题边缘的移动量可以预设为0.5纳米或0.25纳米。ΔCD_wafer为由于该预设改变量所引入的晶圆上图案的关键尺寸的引入改变量。该引入改变量可以通过光学邻近修正验证得到。

类似地，在步骤302中，通过光学邻近修正验证，可以得到真正期望的用于晶圆上图案的关键尺寸的修改的期望改变量。该期望改变量例如可以用dCD_wafer来表示。基于晶圆上图案的关键尺寸的期望改变量dCD_wafer以及在步骤301中所计算的MEEF，可以确定光罩上图案的关键尺寸的改变量dCD_mask，该改变量将是比较精确的，因此，将其称为光罩上图案的关键尺寸的优化改变量，用等式表示即为：

dCD_mask＝dCD_wafer/MEEF (3)

经过试验发现，使用本发明实施例所提供的光罩上图案的关键尺寸的优化改变量dCD_mask，后光学邻近修正修复仅需进行两次迭代便可收敛。而使用现有技术中的用于光罩上图案的关键尺寸的修改的预设固定值改变量，后光学邻近修正修复至少需要十次以上的迭代。因此，根据本发明实施例的后光学邻近修正修复方法可以节省大量的CPU时间，实现高效修复。

进一步地，根据本发明实施例的后光学邻近修正修复可以基于局部修正区域进行，该局部修正区域的形成基于后光学邻近修正修复之前的光学邻近修正过程所产生的错误标记。

通过前一道工序的OPC验证，将会得到错误标记。基于初始的错误标记可以产生局部修正区域。该局部修正区域包围初始错误标记。基于原始的错误标记(图1的方框B)产生局部修正区域，该局部修正区域可以仅是整个芯片的很小一个区域。例如，该区域的大小例如为0.9微米x 0.9微米。该局部修正区域可以视为整个芯片的滤波器。所有接下来的修复和验证将在该局部修正区域内进行。

具体地，该局部修正区域内的第一次循环的验证又会产生新的错误标记，该新的错误标记数量会比上个循环(即，后光学邻近修正修复之前的光学邻近修正过程)所产生的错误标记数量少很多。而在该局部修正区域内的第一次循环的验证产生的错误标记会传递给下一个循环继续做修复及验证。这样，错误标记随着循环次数越来越少，直到完全清除。因此，可以大大减少CPU时间。

因此，在局部修正区域内进行本发明实施例的后光学邻近修正修复，并在修复过程中使用本发明实施例所提供的光罩上图案的关键尺寸的优化改变量，可以进一步减少运算量，节省CPU时间，进一步提高效率。

进一步地，在局部修正区域内进行本发明实施例的后光学邻近修正修复后，还可以进行一次基于整个芯片的全局光学邻近修正验证，这样可以确保整个芯片没有剩下的错误标记，使得修复更加完整。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所提到的对接触孔的后光学邻近修正修复仅是一个示例，根据本发明实施例的用于后光学邻近修正修复的方法还可以适用于任何其他需要post OPC修复的应用。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims

1.一种用于后光学邻近修正修复的方法，其特征在于，所述方法包括：

计算光罩误差增强因子；

确定晶圆上图案的关键尺寸的期望改变量；以及

基于所述光罩误差增强因子和所述期望改变量确定光罩上图案的关键尺寸的优化改变量，以用于所述后光学邻近修正修复；

其中，所述光罩上图案的关键尺寸的优化改变量等于所述晶圆上图案的关键尺寸的期望改变量除以所述光罩误差增强因子；

其中，所述晶圆上图案的关键尺寸的期望改变量通过光学邻近修正验证得到。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光罩误差增强因子定义为MEEF，并且

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述MEEF通过有限差分方法来计算，用公式表示为MEEF≈ΔCD_wafer/ΔCD_mask，其中所述ΔCD_mask为光罩上图案的关键尺寸的预设改变量，所述ΔCD_wafer为由于所述预设改变量所引入的晶圆上图案的关键尺寸的引入改变量。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光罩上图案的关键尺寸的预设改变量为0.5纳米或0.25纳米。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法是针对连接孔层的光学邻近修正。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述连接孔为接触孔。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述光罩上图案的关键尺寸的优化改变量包括光罩上接触孔图案的边缘的优化移动量。

8.如权利要求1-7中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述后光学邻近修正修复基于局部修正区域进行，所述局部修正区域的形成基于所述后光学邻近修正修复之前的光学邻近修正过程所产生的错误标记。