CN106338891B - 光源-掩膜优化方法和光源-掩膜-偏振优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光源‑掩膜优化方法和光源‑掩膜‑偏振优化方法。所述光源‑掩膜优化方法包括剂量优化，所述剂量优化包括：在预定剂量范围内以不同的剂量配置多次实施光源‑掩膜优化，得到多个经优化光源，每个剂量配置对应于一个经优化光源；以及从所述多个经优化光源中选择最佳经优化光源，并将所述最佳经优化光源所对应的剂量配置作为最终剂量配置，其中所述最佳经优化光源针对测试图形具有最大工艺窗口。本发明所提供的光源‑掩膜优化方法引入了新的变量的优化即剂量优化，可以进一步改善工艺窗口，提高光刻成像的质量。

Description

光源-掩膜优化方法和光源-掩膜-偏振优化方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种光源-掩膜优化方法和光源-掩膜-偏振优化(source-mask-polarization optimization)方法。

背景技术

随着集成电路的复杂度越来越高，特征尺寸也变得越来越小。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。为此光刻系统必须采用分辨率增强技术，用以提高成像质量。

随着技术往关键尺寸更小的方向发展，仅对掩膜实施优化的常规光学邻近修正(Optical Proximity Correction,OPC)可能无法满足日益严格的关键尺寸的规格要求。在这种情况下，可以对照射源/光源也进行优化，以提高光刻保真度，即进行光源-掩膜优化(SMO)。然而，有时SMO仍然不能满足日益严格的关键尺寸的规格要求而需要进一步提高光刻系统成像分辨率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种光源-掩膜优化方法，所述光源-掩膜优化方法包括剂量(dose)优化，所述剂量优化包括：在预定剂量范围内以不同的剂量配置多次实施光源-掩膜优化，得到多个经优化光源，每个剂量配置对应于一个经优化光源；以及从所述多个经优化光源中选择最佳经优化光源，并将所述最佳经优化光源所对应的剂量配置作为最终剂量配置，其中所述最佳经优化光源针对测试图形具有最大工艺窗口(processwindow,PW)。

在本发明的一个实施例中，所述不同的剂量配置通过下面的步骤依次得到：从所述预定剂量范围的起点开始，按照预定步进值增大剂量以作为下一个剂量配置，直到达到所述预定剂量范围的终点。

在本发明的一个实施例中，所述预定剂量范围的起点剂量为标称剂量(nominaldose)，终点剂量为所述标称剂量的预定倍数。

在本发明的一个实施例中，所述预定步进值为所述标称剂量的预定百分比部分。

在本发明的一个实施例中，所述预定百分比为0.5％。

在本发明的一个实施例中，所述预定剂量范围的终点剂量为所述标称剂量的110％。

在本发明的一个实施例中，所述最佳剂量配置的剂量为所述标称剂量的106％。

在本发明的一个实施例中，所述光源-掩膜优化方法能够应用于28纳米及其以下的工艺节点。

本发明还提供了一种光源-掩膜-偏振优化方法，所述光源-掩膜-偏振优化方法包括：在实施上述光源-掩膜优化方法之后，实施光源偏振优化。

本发明所提供的光源-掩膜优化方法引入了新的变量的优化即剂量优化，可以进一步改善工艺窗口，提高光刻成像的质量。

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示出了根据本发明实施例的光源-掩膜优化方法的流程图；

图2示出了根据本发明另一个实施例的光源-掩膜优化方法的流程图；以及

图3A-图3C示出了根据本发明实施例的光源-掩膜优化中的剂量优化的示意图。

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。

在当前阶段，光源-掩膜优化(source-mask optimization，SMO)的研究主要针对1x工艺节点。随着技术往关键尺寸更小的方向发展，SMO可能无法满足日益严格的关键尺寸的规格要求，因此，期望进行更多变量的优化，以获得用于所关注图形的更好的工艺窗口。

本发明提供一种光源-掩膜优化方法，该光源-掩膜优化方法包括剂量优化。曝光剂量是曝光过程中的通过光刻机设定的一个重要参数，它是指在曝光过程中硅片单位面积上光刻胶所吸收的特定波长的光能量，硅片面上某一点处曝光光强对曝光时间的积分。曝光剂量能直接影响光刻机的性能指标，如影响关键尺寸、关键尺寸的均匀性。生产效率等。在光源-掩膜优化中引入新的变量的优化即剂量优化，可以进一步改善工艺窗口，提高光刻成像的质量。

图1示出了根据本发明实施例的光源-掩膜优化方法100的流程图。如图1所示，光源-掩膜优化方法100包括剂量优化，其中剂量优化包括以下步骤：

步骤101：在预定剂量范围内以不同的剂量配置多次实施光源-掩膜优化，得到多个经优化光源，每个剂量配置对应于一个经优化光源；

步骤102：从多个经优化光源中选择最佳经优化光源，并将最佳经优化光源所对应的剂量配置作为最终剂量配置，其中最佳经优化光源针对测试图形具有最大工艺窗口。

其中，在步骤101中，预定剂量范围可以与标称剂量相关联，例如预定剂量范围的起点剂量可以为标称剂量，终点剂量可以为标称剂量的预定倍数。例如终点剂量可以为标称剂量的110％。假设标称剂量为D，则预定剂量范围的最大剂量为110％D，即可以在[D,110％D]的剂量范围内多次实施光源-掩膜优化，得到多个经优化(post-SMO)光源。

根据本发明的一个实施例，不同的剂量配置可以通过下面的步骤依次得到：从预定剂量范围的起点开始，按照预定步进值增大剂量以作为下一个剂量配置，直到达到预定剂量范围的终点。以该方式得到不同的剂量配置，可以得到循序渐进变化的经优化光源，以从中精准地挑选最佳经优化光源。

具体地，预定步进值可以根据实际需要进行任意设置，该步进值越小，得到的结果越精准，然而相应地计算成本会较大，因此可以根据需要进行权衡。根据本发明的一个实施例，预定步进值可以为标称剂量的预定百分比部分。该预定百分比例如为0.5％。接着上面的示例，即可以在[D,110％D]的剂量范围内，从标称剂量D开始实施光源-掩膜优化，然后按照0.5％D的步进值不断增大剂量，以得到多个相对应的经优化光源，直到剂量达到110％D，然后可以从多个经优化光源中选择最佳经优化光源，并将最佳经优化光源所对应的剂量配置作为最终剂量配置，上述示例性过程正如图2所示的。

图3A和图3B分别示出了原始光源和以标称剂量D实施光源-掩膜优化所得到的经优化的光源。如上所述，可以从[D,110％D]的剂量范围对应的多个经优化光源中选择最佳经优化光源，该最佳经优化光源针对测试图形具有最大工艺窗口。通过测试，发现在[D,110％D]的剂量范围内对应的多个经优化光源中，106％D的剂量对应的经优化光源为最佳经优化光源(如图3C所示)，则可以将106％D的剂量作为最佳剂量配置，其中D为标称剂量。

本领域普通技术人员可以理解，[D,110％D]的剂量范围仅是一个示例，还可以根据需要选择任何其他合适的剂量范围，并从中选择可以得到最佳优化结果的最佳剂量配置。总之，以不同的剂量配置实施多次光源-掩膜优化，其中每个剂量配置可以与经优化(post-SMO)的掩膜相关联，从而得到多个掩膜-剂量配置，可以从中选择针对测试图形具有最大工艺窗口的作为最终的掩膜-剂量组合。

基于上面的描述，根据本发明的实施例的光源-掩膜优化方法可以大大提高光刻成像的质量，能够满足日益严格的关键尺寸的规格要求，例如能够应用于28纳米及其以下的工艺节点。

本发明还提供了一种光源-掩膜-偏振优化方法，该光源-掩膜-偏振优化方法包括：在实施上述光源-掩膜优化方法之后，实施光源偏振优化。光源-掩膜-偏振优化(SMPO)是一种更为先进的光刻分辨率增强技术，SMPO在SMO中引入偏振态变量，增大了优化自由度，其利用光源、掩膜及偏振态之间的相互作用，通过改变光源强度、光源电矢量方向角和掩膜拓扑结构，达到提高光刻成像质量的目的。而根据本发明实施例的光源-掩膜-偏振优化方法中包括剂量优化，可以进一步改善工艺窗口，提高光刻成像的质量。

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 (9)

1.一种光源-掩膜优化方法，其特征在于，所述光源-掩膜优化方法包括剂量优化，所述剂量优化包括：

针对测试图形在预定剂量范围内以不同的剂量配置多次实施光源-掩膜优化，得到多个经优化光源，每个剂量配置对应于一个经优化光源；以及

从所述多个经优化光源中选择最佳经优化光源，并将所述最佳经优化光源所对应的剂量配置作为最终剂量配置，其中所述最佳经优化光源针对所述测试图形具有最大工艺窗口。

2.如权利要求1所述的光源-掩膜优化方法，其特征在于，所述不同的剂量配置通过下面的步骤依次得到：从所述预定剂量范围的起点开始，按照预定步进值增大剂量以作为下一个剂量配置，直到达到所述预定剂量范围的终点。

3.如权利要求2所述的光源-掩膜优化方法，其特征在于，所述预定剂量范围的起点剂量为标称剂量，终点剂量为所述标称剂量的预定倍数。

4.如权利要求3所述的光源-掩膜优化方法，其特征在于，所述预定步进值为所述标称剂量的预定百分比部分。

5.如权利要求4所述的光源-掩膜优化方法，其特征在于，所述预定百分比为0.5％。

6.如权利要求3所述的光源-掩膜优化方法，其特征在于，所述预定剂量范围的终点剂量为所述标称剂量的110％。

7.如权利要求6所述的光源-掩膜优化方法，其特征在于，所述最佳剂量配置的剂量为所述标称剂量的106％。

8.如权利要求1-7中的任一项所述的光源-掩膜优化方法，其特征在于，所述光源-掩膜优化方法能够应用于28纳米及其以下的工艺节点。

9.一种光源-掩膜-偏振优化方法，其特征在于，所述光源-掩膜-偏振优化方法包括：在实施如权利要求1-8中的任一项所述的光源-掩膜优化方法之后，实施光源偏振优化。