CN105842979B - 用于后光学邻近修正修复的方法 - Google Patents
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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：确定光罩上图案沿着第一方向的关键尺寸出现问题；确定对所述光罩上图案沿着所述第一方向的关键尺寸进行修改会违反光罩规则检查规则；以及对所述光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改，以在不违反所述光罩规则检查规则的情况下使晶圆上图案与目标图案相吻合。本发明所提供的用于后光学邻近修正修复的方法不直接对光罩上图案出现问题的部分进行修复，而是对光罩上图案的另外某部分进行修复，可以在避免因直接对问题部分进行修复而违反光罩规则检查规则的情况下，间接实现晶圆上图案与目标图案的吻合。
Description
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，通常直接对光罩上图案的关键尺寸(critical dimension,CD)的出现问题的部分直接进行修复，有时候这种修复可能会违反光罩规则检查(Mask Rule Check,MRC)规则。在这种情况下，通常会忽略MRC规则继续进行修复。然而，忽略MRC规则将导致在准备所期望的光罩时技术难度增加。
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：确定光罩上图案(on-mask image)沿着第一方向的关键尺寸出现问题；确定对所述光罩上图案沿着所述第一方向的关键尺寸进行修改会违反光罩规则检查规则；以及对所述光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改，以在不违反所述光罩规则检查规则的情况下使晶圆上图案(on-wafer image)与目标图案相吻合。
在本发明的一个实施例中，所述对光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改进一步包括：确定所述光罩上图案沿着所述第二方向的关键尺寸的优化改变量；以及基于所述优化改变量对所述光罩上图案沿着所述第二方向的关键尺寸进行修改。
在本发明的一个实施例中，所述优化改变量的确定进一步包括：计算交叉光罩误差增强因子(Cross Mask Error Enhance Factor,XMEEF)，所述交叉光罩误差增强因子定义为XMFEE，并且
其中CDwafer为所述晶圆上图案沿着所述第一方向的关键尺寸，CDmask,adj为所述光罩上图案沿着所述第二方向的关键尺寸；确定所述晶圆上图案沿着所述第一方向的关键尺寸的期望改变量；以及基于所述交叉光罩误差增强因子和所述期望改变量确定所述光罩上图案沿着所述第二方向的关键尺寸的所述优化改变量。
在本发明的一个实施例中，所述优化改变量等于所述晶圆上图案沿着所述第一方向的关键尺寸的期望改变量除以所述交叉光罩误差增强因子。
在本发明的一个实施例中，所述晶圆上图案沿着所述第一方向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XMEEF通过有限差分方法来计算，用公式表示为XMEEF≈ΔCDwafer/ΔCDmask,adj，其中所述ΔCDmask,adj为所述光罩上图案沿着所述第二方向的关键尺寸的预设改变量，所述ΔCDwafer为由于所述预设改变量所引入的所述晶圆上图案沿着所述第一方向的关键尺寸的引入改变量。
在本发明的一个实施例中，所述方法是针对接触孔层的光学邻近修正。
在本发明的一个实施例中，所述对光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改包括对所述光罩上图案的问题边缘的相邻边缘进行边缘移动。
在本发明的一个实施例中，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。
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不直接对光罩上图案出现问题的部分进行修复，而是对光罩上图案的另外某部分进行修复，可以在避免因直接对问题部分进行修复而违反光罩规则检查规则的情况下，间接实现晶圆上图案与目标图案的吻合。
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；
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；以及
图4示出了采用图3的方法对接触孔的后光学邻近修正修复的示例。
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，光学邻近修正后下面的接触孔轮廓在垂直方向上关键尺寸偏小，从而使接触孔轮廓偏离目标，这会导致在晶圆上出现曝光不足的接触孔洞。为了对该问题进行修复，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，通常直接对光罩上图案的关键尺寸的出现问题的部分直接进行修复，有时候这种修复可能会违反MRC规则。例如为了克服图1的示例的问题，通常将问题边缘进行边缘移动使其向外扩展，例如对图1中的下面的接触孔的问题边缘向上移动，如图2的箭头所示。然而，经过修改后，下面的接触孔图案与上面的接触孔图案的间距可能小于MRC规则所规定的间距。MRC规则所规定的两个OPC边缘之间的间距应至少为13.5纳米。在图2中，为了进行修复，将MRC规则所规定的标准从13.5纳米降低到12.5纳米。如前所述，这将导致在准备所期望的光罩时技术难度增加。
本发明的实施例提供一种后光学邻近修正修复的方法，该方法不直接对光罩上图案出现问题的部分进行修复，而是对光罩上图案的另外某部分进行修复，可以在避免因直接对问题部分进行修复而违反光罩规则检查规则的情况下，间接实现晶圆上图案与目标图案的吻合。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：确定光罩上图案沿着第一方向的关键尺寸出现问题；
步骤302：确定对光罩上图案沿着第一方向的关键尺寸进行修改会违反光罩规则检查规则；
步骤303：对光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改，以在不违反光罩规则检查规则的情况下使晶圆上图案与目标图案相吻合。
其中，在步骤302中，可以确定对光罩上图案沿着第一方向的关键尺寸进行修改是否会违反MRC规则。如果不违反MRC规则，则可以直接对光罩上图案沿着第一方向的关键尺寸进行修改，这种情况属于现有的技术，因此此处不进行详细描述。
当确定对光罩上图案沿着第一方向的关键尺寸进行修改会违反MRC规则时，则进行步骤303。在步骤303中，对光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改，直到晶圆上图案与目标图案相吻合。其中，第二方向可以与第一方向相互垂直。例如，第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向。
图4示出了采用图3的方法对接触孔的后光学邻近修正修复的示例。如图4所示，光罩上的图案沿着第一方向(图4中示出为竖直方向)的关键尺寸出现问题，而如果沿着该方向使上边缘向外扩展移动，会使下面的被修复的接触孔图案与上面的接触孔图案的间距小于13.5纳米，从而违反MRC规则的规定。根据图3的方法，可以对光罩上图案沿着第二方向(水平方向)的关键尺寸进行修改，例如在图4中使与问题边缘(即上边缘)相邻的边缘(即左边缘)沿着水平方向向外扩展移动，该移动不仅可以影响接触孔图案在水平方向的关键尺寸，还可以影响接触孔图案在垂直方向的关键尺寸。经过该相邻边缘的适当移动，可以在不违反MRC规则的情况下实现晶圆上图案与目标图案的吻合。
具体地，对光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改可以进一步包括：确定光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸的改变量；以及基于改变量对光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改。可选地，可以将光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸的改变量预设为某固定值，例如预设为0.5纳米或0.25纳米。
优选地，可以确定光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸的优化改变量，并基于该优化改变量对光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改。该优选改变量并非常用的预设固定值，而是经过计算而得出的可以进行精确修改以减少后光学邻近修正迭代次数的优化值。
具体地，该优化改变量的确定可以进一步包括：计算交叉光罩误差增强因子；确定晶圆上图案沿着第一方向的关键尺寸的期望改变量；以及基于交叉光罩误差增强因子和期望改变量确定光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸的优化改变量。
其中，该交叉光罩误差增强因子可以定义为XMFEE，其可以通过下式表示：
其中CDwafer为晶圆上图案沿着第一方向的关键尺寸，CDmask,adj为光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸。具体地，CDwafer可以为晶圆上图案沿着第一方向的线宽(line-width)，CDmask,adj可以为光罩上图案沿着第二方向的线宽。
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，交叉光罩误差增强因子XMEEF用等式可以进一步表示为：
其中ΔCDmask,adj为光罩上图案沿着第二方向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。ΔCDwafer为由于预设改变量所引入的晶圆上图案沿着第一方向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，可以通过光学邻近修正验证得到真正期望的用于晶圆上图案沿着第一方向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dCDwafer来表示。基于晶圆上图案沿着第一方向的关键尺寸的期望改变量dCDwafer以及所计算的XMEEF，可以确定光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸的改变量dCDmask,adj，该改变量将是比较精确的，因此，将其称为光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸的优化改变量，用等式表示即为：
dCDmask,adj＝dCDwafer/XMEEF (3)
经过试验发现，使用该优化改变量dCDmask,adj，后光学邻近修正修复仅需进行两次迭代便可收敛。因此与现有技术相比可以节省大量的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x0.9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沿着第二方向的关键尺寸的优化改变量，不仅可以避免违反MRC规则，还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 (8)
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：
确定光罩上图案沿着第一方向的关键尺寸出现问题；
确定对所述光罩上图案沿着所述第一方向的关键尺寸进行修改会违反光罩规则检查规则；以及
对所述光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改，以在不违反所述光罩规则检查规则的情况下使晶圆上图案与目标图案相吻合；
其中，如果确定对所述光罩上图案沿着所述第一方向的关键尺寸进行修改不违反光罩规则检查规则，则对所述光罩上图案沿着所述第一方向的关键尺寸进行修改；
其中，所述对光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改进一步包括：
确定所述光罩上图案沿着所述第二方向的关键尺寸的优化改变量；以及
基于所述优化改变量对所述光罩上图案沿着所述第二方向的关键尺寸进行修改；
其中，所述优化改变量的确定进一步包括：
计算交叉光罩误差增强因子，所述交叉光罩误差增强因子定义为XMFEE，并且
其中CDwafer为所述晶圆上图案沿着所述第一方向的关键尺寸，CDmask,adj为所述光罩上图案沿着所述第二方向的关键尺寸；
确定所述晶圆上图案沿着所述第一方向的关键尺寸的期望改变量；以及
基于所述交叉光罩误差增强因子和所述期望改变量确定所述光罩上图案沿着所述第二方向的关键尺寸的所述优化改变量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化改变量等于所述晶圆上图案沿着所述第一方向的关键尺寸的期望改变量除以所述交叉光罩误差增强因子。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述晶圆上图案沿着所述第一方向的关键尺寸的期望改变量通过光学邻近修正验证得到。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述XMEEF通过有限差分方法来计算，用公式表示为XMEEF≈ΔCDwafer/ΔCDmask,adj，其中所述ΔCDmask,adj为所述光罩上图案沿着所述第二方向的关键尺寸的预设改变量，所述ΔCDwafer为由于所述预设改变量所引入的所述晶圆上图案沿着所述第一方向的关键尺寸的引入改变量。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法是针对接触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，所述对光罩上图案沿着第二方向的关键尺寸进行修改包括对所述光罩上图案的问题边缘的相邻边缘进行边缘移动。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。
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。
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