CN106094423B - 一种光刻工艺优化方法 - Google Patents

一种光刻工艺优化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106094423B
CN106094423B CN201610703034.6A CN201610703034A CN106094423B CN 106094423 B CN106094423 B CN 106094423B CN 201610703034 A CN201610703034 A CN 201610703034A CN 106094423 B CN106094423 B CN 106094423B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parameter
optimized
under
value
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610703034.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106094423A (zh
Inventor
吴维维
毛智彪
陈权
于世瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huali Integrated Circuit Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huali Microelectronics Corp filed Critical Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority to CN201610703034.6A priority Critical patent/CN106094423B/zh
Publication of CN106094423A publication Critical patent/CN106094423A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106094423B publication Critical patent/CN106094423B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

本发明提供了光刻工艺优化方法，包括：选取特征数据；从特征数据中选择待优化的参数，生成相应的OPC模型；分别在不同的聚焦条件、在不同的能量条件以及在聚焦条件和能量条件不变的情况下，分别采用OPC模型对所选取的特征数据进行模拟，分别得到各个光学工艺参数条件下的所选取的特征数据的模拟值，根据该模拟值分别计算所选择的待优化的参数下的工艺窗口的焦深、能量容忍度和掩膜图形误差提高因子，分析该焦深、该能量容忍度和该掩膜图形误差提高因子是否满足工艺窗口的设计要求；确定待优化的参数的最佳模拟值；确定待优化的参数的最佳模拟值；重复上述过程对其它待优化的参数进行模拟并确定相应的最佳模拟值。

Description

一种光刻工艺优化方法
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种光刻工艺优化方法。
背景技术
光刻工艺参数影响了光刻工艺质量，为了提高光刻工艺质量可以通过对光刻工艺参数进行优化来实现。通常，光刻工艺的重要参数包括：焦深(DOF)、能量的容忍度(EL)、掩膜图形误差提高因子(Mask error enhancement factor，MEEF)、数值孔径(NA)、光源半径(Sigma)等。其中，焦深(DOF)指在保持影像较为清晰的前提下，焦平面(focus)沿着镜头光轴所允许移动的距离。工艺窗口下的DOF是指尺寸在一定的规格内变化时，允许的焦距改变的距离。能量的容忍度指尺寸在一定的规格内变化时，允许的最大的能量(dose)与最小能量的差值(E最大值-E最小值)与能量的平均值[0.5*(E最大值+E最小值)]的比率，用公式表示如下：EL＝2(E最大值-E最小值)/(E最大值+E最小值)。MEEF指由于光罩上尺寸改变引起晶圆上尺寸变化的程度大小，即晶圆上尺寸变化值(△d晶圆)与光罩上尺寸变化值(△d光罩)的比率，用公式表示如下：MEEF＝△d晶圆/△d光罩。数值孔径指物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率(n)和孔径角(2α)半数的正弦之乘积。用公式表示如下：NA＝n*sinα光源半径(Sigma)指光源的半径，包括外半径Sigmaout，内半径Sigmain。
特别是数值孔径和光源的半径为光刻工艺控制及优化的关键参数，对曝光结果产生直接的影响。通常情况下，通过计算DOF，EL，MEEF等对曝光结果进行表征，考察参数选择的适用性，从而对参数进行优化。传统的优化过程通过采用专业的光刻工艺模拟软件，输入模拟光学模型及光阻模型所需要的参数，通过解霍普金斯方程、化学反应动力学、扩散方程等得出显影后的图形，改变输入的光刻工艺参数值，选择DOF，EL，MEEF等满足要求的值，并通过实际的显影，对结果进行验证，最终确定光刻条件。
目前，现有的软件在分服务器(分节点)运算的功能上有待完善。大部分模拟软件仍采用单机运算的模式，处理时间相对较长。当需要模拟较多的数据点(如不同图形，尺寸或间距等)时，其运算时间随着数据点的增多成倍地延长。目前，一般选用较少的数据点以节省运行时间。然而，鉴于不同的图形、相同图形的不同尺寸以及不同间隔等对于光刻工艺参数变化的敏感度不同，选用较少的数据点难以全面地反应出各参数选择的优劣，并且其预测能力也较为有限。此外，此类的软件价格十分昂贵。
因此，需要对光刻工艺的优化进行研究，来提高优化效率，降低优化成本。
发明内容
为了克服以上问题，本发明旨在提供一种光刻工艺优化方法，通过OPC技术来对光刻工艺的参数进行优化。
为了达到上述目的，本发明提供了一种光刻工艺优化方法，包括：
步骤01：选取特征数据；
步骤02：从特征数据中选择待优化的参数，使其发生变化来生成相应的OPC模型；
步骤03：在不同的聚焦条件下，采用OPC模型对所选取的特征数据进行模拟，分别得到各个光学工艺参数条件下的所选取的特征数据的模拟值，根据该模拟值计算所选择的待优化的参数下的工艺窗口的焦深，分析该焦深是否满足工艺窗口的设计要求；
在不同的能量条件下，采用OPC模型对所选取的特征数据进行模拟，分别得到各个光学工艺参数条件下所选取的特征数据的模拟值，根据该模拟值计算所选择的待优化的参数下的工艺窗口的能量容忍度，分析该能量容忍度是否满足工艺窗口的设计要求；
在特定的聚焦条件下和能量条件下，采用OPC模型对所选取的特征数据进行模拟得到各个光学工艺参数条件下所选取的特征数据的模拟值，根据该模拟值计算所选择的待优化的参数下的工艺窗口的掩膜图形误差提高因子，分析该掩膜图形误差提高因子是否满足工艺窗口的设计要求；
步骤04：对步骤03得到的焦深、能量容忍度和掩膜图形误差提高因子进行分析，确定待优化的参数的最佳模拟值；
步骤05：重复步骤01-04，对其它待优化的参数进行模拟并确定相应的最佳模拟值。
优选地，所述步骤02中，待优化的参数包括单个参数或者多个参数的组合。
优选地，所述待优化的参数包括：数值孔径、光源内半径或光源外半径。
优选地，所述待优化的参数包括：数值孔径、光源内半径或光源外半径中任意两个的组合。
优选地，所述待优化的参数包括：数值孔径、光源内半径或光源外半径三者的组合。
优选地，所述步骤01中，所述特征数据包括：不同种类图形的尺寸、形状及其之间的距离。
优选地，所述特征数据还包括：相同种类图形的尺寸、形状及其之间的距离。
本发明的光刻工艺优化方法的优点是：1.为OPC软件功能的拓展提供一个新的思路，充分发挥OPC软件的优势，可以同时预测多种图形，大量的数据的模拟结果，更全面的反映工艺参数的变化对光刻显影结果的影响，从而更好的指导工艺参数的选择；2.利用常规的OPC软件对光刻工艺参数进行优化，可以实现多服务器分节点运行，处理时间较之传统的光刻工艺模拟软件显著缩短；3.利用现有的OPC软件资源，无需引入其他功能相近的光刻工艺模拟软件，从而降低晶圆厂的成本。
附图说明
图1为本发明的一个较佳实施例的光刻工艺优化方法的流程示意图
图2为不同的数值孔径随焦距的变化示意图
图3为不同的数值孔径对不同图形的焦深的影响的直方图
图4为光源的内径和外径对焦深的影响示意图
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
以下结合附图1-4和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。
请参阅图1，本实施例的光刻工艺优化方法，包括：
步骤01：选取特征数据；
具体的，特征数据包括：不同种类图形的尺寸、形状及其之间的距离；还包括：相同种类图形的尺寸、形状及其之间的距离。
步骤02：从特征数据中选择待优化的参数，使其发生变化来生成相应的OPC模型；
具体的，待优化的参数可以包括单个参数或者多个参数的组合；待优化的参数包括：数值孔径、光源内半径或光源外半径，或三者中的任意两个的组合，或三者的组合。
步骤03：在不同的聚焦条件下，采用OPC模型对所选取的特征数据进行模拟，分别得到各个光学工艺参数条件下的所选取的特征数据的模拟值，根据该模拟值计算所选择的待优化的参数下的工艺窗口的焦深，分析该焦深是否满足工艺窗口的设计要求；具体的，一般来说焦深DOF越大，允许机器的误差越大，晶圆不达标的风险越小。
在不同的能量条件下，采用OPC模型对所选取的特征数据进行模拟，分别得到各个光学工艺参数条件下所选取的特征数据的模拟值，根据该模拟值计算所选择的待优化的参数下的工艺窗口的能量容忍度，分析该能量容忍度是否满足工艺窗口的设计要求；具体的，一般来说，能量容忍度EL越大，允许机器的误差越大，晶圆不达标的风险越小；
在特定的聚焦条件下和能量条件下，采用OPC模型对所选取的特征数据进行模拟得到各个光学工艺参数条件下所选取的特征数据的模拟值，根据该模拟值计算所选择的待优化的参数下的工艺窗口的掩膜图形误差提高因子，分析该掩膜图形误差提高因子是否满足工艺窗口的设计要求；具体的，一般来说MEEF越大，允许机器的误差越大，晶圆不达标的风险越小。
再者，本步骤02均可通过多服务器分节点运行来缩短处理时间。
步骤04：对步骤03得到的焦深、能量容忍度和掩膜图形误差提高因子进行分析，确定待优化的参数的最佳模拟值；
步骤05：重复步骤01-04，对其它待优化的参数进行模拟并确定相应的最佳模拟值。
通过本实施例可以模拟出光刻工艺参数数值孔径(NA)，光源内径(Sigmain)，光源外径(Sigmaout)等对光刻的焦深(DOF)，能量的容忍度(EL)，掩膜图形误差提高因子(MEEF)等的影响数据图，从而直观地选择符合工艺窗口设计要求的参数值，并且可以通过影响规律的总结，实现一定的预测功能。
以参数NA的优化为例，如图1，针对一维排列的密集型长方形的尺寸在一定的规格内变化时，允许的焦点改变的距离，即DOF的大小，并且比较了数值孔径在1-1.35范围的DOF情况。从图1得，当数值孔径为1.05时，可取到焦平面(focus)为0.08到-0.08，即DOF＝160nm，而其余为120nm，这说明在NA＝1.05时，能获得最大的DOF。此外，可以同时选取不同的图形，模拟得出在DOF随NA的变化，如图2所示，四种不同图形在相同的NA条件下具有不同的DOF，但在NA＝1.05时均能得到最大的DOF。
以参数Sigmaout,Sigmain的优化为例，如图3，针对一维排列的密集型长方形可以模拟出DOF随光源的内径和外径变化情况，当Sigmain＝0.4，Sigmaout＝0.7时，具有最大的DOF，此时DOF>110nm，如图3中黑线圈所示。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种光刻工艺优化方法，其特征在于，包括：
步骤01：选取特征数据；所述特征数据包括不同种类图形的尺寸、形状及其之间的距离，以及相同种类图形的尺寸、形状及其之间的距离；
步骤02：从特征数据中选择待优化的参数，使其发生变化来生成相应的OPC模型；
步骤03：在不同的聚焦条件下，采用OPC模型对所选取的特征数据进行模拟，分别得到各个光学工艺参数条件下的所选取的特征数据的模拟值，根据该模拟值计算所选择的待优化的参数下的工艺窗口的焦深，分析该焦深是否满足工艺窗口的设计要求；
在不同的能量条件下，采用OPC模型对所选取的特征数据进行模拟，分别得到各个光学工艺参数条件下所选取的特征数据的模拟值，根据该模拟值计算所选择的待优化的参数下的工艺窗口的能量容忍度，分析该能量容忍度是否满足工艺窗口的设计要求；
在特定的聚焦条件下和能量条件下，采用OPC模型对所选取的特征数据进行模拟得到各个光学工艺参数条件下所选取的特征数据的模拟值，根据该模拟值计算所选择的待优化的参数下的工艺窗口的掩膜图形误差提高因子，分析该掩膜图形误差提高因子是否满足工艺窗口的设计要求；
步骤04：对步骤03得到的焦深、能量容忍度和掩膜图形误差提高因子进行分析，确定待优化的参数的最佳模拟值；
步骤05：重复步骤01-04，对其它待优化的参数进行模拟并确定相应的最佳模拟值。
2.根据权利要求1所述的光刻工艺优化方法，其特征在于，所述步骤02中，待优化的参数包括单个参数或者多个参数的组合。
3.根据权利要求2所述的光刻工艺优化方法，其特征在于，所述待优化的参数包括：数值孔径、光源内半径或光源外半径。
4.根据权利要求2所述的光刻工艺优化方法，其特征在于，所述待优化的参数包括：数值孔径、光源内半径或光源外半径中任意两个的组合。
5.根据权利要求2所述的光刻工艺优化方法，其特征在于，所述待优化的参数包括：数值孔径、光源内半径或光源外半径三者的组合。
CN201610703034.6A 2016-08-22 2016-08-22 一种光刻工艺优化方法 Active CN106094423B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610703034.6A CN106094423B (zh) 2016-08-22 2016-08-22 一种光刻工艺优化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610703034.6A CN106094423B (zh) 2016-08-22 2016-08-22 一种光刻工艺优化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106094423A CN106094423A (zh) 2016-11-09
CN106094423B true CN106094423B (zh) 2019-11-22

Family

ID=57224606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610703034.6A Active CN106094423B (zh) 2016-08-22 2016-08-22 一种光刻工艺优化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106094423B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106896638B (zh) * 2017-04-25 2020-02-21 上海华力微电子有限公司 一种通过预补值来快速建立光刻工艺条件的方法
CN110032037B (zh) * 2018-01-12 2022-04-15 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光学邻近修正方法及掩膜版的制作方法
CN110716385B (zh) * 2018-07-13 2023-03-24 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光学近似修正方法
CN109298593B (zh) * 2018-12-05 2021-12-07 上海华力集成电路制造有限公司 校准opc和pwopc模型焦平面的方法
CN110688736B (zh) * 2019-09-06 2023-08-15 上海华力集成电路制造有限公司 Opc光学模型筛选方法及其筛选系统
CN110618584B (zh) * 2019-09-20 2022-04-05 上海华力微电子有限公司 光源优化方法、光源优化装置、光刻系统及光刻方法
CN110794645B (zh) * 2019-11-08 2023-05-23 上海华力微电子有限公司 确定合适的opc修正程序的方法及装置、掩膜版及优化方法
CN113050366B (zh) * 2019-12-27 2024-05-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光学邻近矫正方法及系统、掩膜版、设备、存储介质
CN111258188B (zh) * 2020-03-23 2022-08-09 上海华力集成电路制造有限公司 Smo技术中选取锚定点最佳光刻偏差的方法
CN115268230A (zh) * 2022-07-27 2022-11-01 上海华力集成电路制造有限公司 提高光源和掩膜版协同优化效率的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101258498A (zh) * 2005-08-08 2008-09-03 睿初科技公司 用于形成光刻工艺的焦点曝光模型的系统和方法
CN103472672A (zh) * 2012-06-06 2013-12-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 校正光学邻近校正模型的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101258498A (zh) * 2005-08-08 2008-09-03 睿初科技公司 用于形成光刻工艺的焦点曝光模型的系统和方法
CN103472672A (zh) * 2012-06-06 2013-12-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 校正光学邻近校正模型的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106094423A (zh) 2016-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106094423B (zh) 一种光刻工艺优化方法
JP5008681B2 (ja) リソグラフィシミュレーションのための装置
KR101711699B1 (ko) 마스크 패턴 작성 방법, 기록 매체 및 정보 처리 장치
US7269804B2 (en) System and method for integrated circuit device design and manufacture using optical rule checking to screen resolution enhancement techniques
US20060190850A1 (en) Method for optimizing the geometry of structural elements of a circuit design pattern and method for producing a photomask
JP5627394B2 (ja) マスクのデータ及び露光条件を決定するためのプログラム、決定方法、マスク製造方法、露光方法及びデバイス製造方法
JP2007158328A (ja) リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
KR20110013362A (ko) 포토리소그래피용 마스크의 분석 방법
KR101385832B1 (ko) 노광 조건 및 마스크 패턴을 결정하는 프로그램 기억 매체 및 방법
CN106200273A (zh) 检测光刻热点的方法
CN104025255B (zh) 用于工艺优化的相位调谐的技术
TWI631418B (zh) 用以模擬產生晶圓結構的微影製程的方法及裝置
CN104614930A (zh) 建立opc模型的方法、光学邻近校准用户目标图形的方法
CN102323723B (zh) 基于Abbe矢量成像模型的光学邻近效应校正的优化方法
JP7443501B2 (ja) 欠陥確率分布および限界寸法変動に基づくリソグラフィ改良
CN105717748B (zh) 一种背面曝光工艺优化方法
US9230053B2 (en) Rule generating apparatus and method using lithography simulation
Gao et al. Experimental validation of rigorous, 3D profile models for negative-tone develop resists
Gao et al. Sub-resolution assist feature cleanup based on grayscale map
Chen et al. Mask process correction for optical weak pattern improvement
Zeggaoui et al. Enabling the 14nm node contact patterning using advanced RET solutions
US20020123866A1 (en) Optical proximity correction algorithm for pattern transfer
CN117289552A (zh) 提高光源和掩膜版协同优化效率的方法
Matsuyama et al. Imaging optics on scanner for SMO generation process
CN117572729A (zh) 曝光成像控制方法、装置、设备及介质

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200414

Address after: 201203 1060, room 1, 298 Cambridge East Road, Pudong New Area, Shanghai.

Patentee after: SHANGHAI HUALI INTEGRATED CIRCUIT MANUFACTURING Co.,Ltd.

Address before: 201210, Gauss road 568, Zhangjiang hi tech park, Shanghai, Pudong New Area

Patentee before: Shanghai Huali Microelectronics Corp.

TR01 Transfer of patent right