CN106773544A - 一种控制辅助图形信号误报率的opc建模方法 - Google Patents

一种控制辅助图形信号误报率的opc建模方法 Download PDF

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Abstract

一种控制OPC辅助图形信号误报率的建模方法，包括设计测试主图形；所述测试主图形通常包含一维和二维的标准图形，并设计多组辅助图形添加在标准一维和二维图形周边；收集测试主图形的在线线宽量测数据及所述多组辅助图形成像数据；建立测试主图形版图与线宽量测数据之间的对应文件，增加多组辅助图形的成像图形信息与信号监测数据之间的对应点；进行模型拟合运算，使模型的线宽值与量测的线宽值残余误差达到统计最小，同时在模型拟合运算过程中增加监控多组辅助图形的成像图形信号；输出模型进行OPC图形修正。

Description

一种控制辅助图形信号误报率的OPC建模方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，尤其涉及光学邻近效应修正(opticalproximity correction，简称OPC)领域，具体地，涉及一种控制辅助图形信号误报率的OPC建模方法。
背景技术
随着集成电路的持续发展，制造技术不断地朝更小的尺寸发展，光刻制程已经成为限制集成电路向更小特征尺寸发展的主要瓶颈。在深亚微米的半导体制造中，关键图形的尺寸已经远远小于光源的波长，由于光的衍射效应，导致光罩投影至硅片上面的图形有很大的变化，如线宽的变化，转角的圆化，线长的缩短等各种光学临近效应。
为了补偿这些效应产生的影响，通常会直接修改设计出来的图形，然后再进行光刻版的制版工作；例如，将线尾修改成hammer head之类的图形等。这个修正的迭代过程就叫光刻邻近效应修正，即所谓的OPC。
一般来说0.18微米以下的光刻制程需要辅以OPC才可得到较好的光刻质量。在65nm及以下先进工艺中，亚分辨率辅助图形(Assist Feature)技术被广泛应用于光学邻近效应修正OPC中。辅助图形技术利用光学原理在主图形(Main Feature)附近加入无法成像的辅助图形，增强主图形对比度从而进一步扩大光刻工艺窗口。
辅助图形的设计尺寸通常是主图形的一半甚至更小，然而，辅助图形的添加在提升光刻工艺窗口的同时，也会引入一些问题，比如辅助图形在硅片上实现成像(AF print)，小尺寸的光刻胶保形性较差容易引起光刻胶剥离从而在硅片上引入缺陷。
在OPC图形修正过程中，通常会监控辅助图形的信号强度，并报出辅助图形成像的情况，辅助图形的信号误报会浪费图形修正中的运算资源，并给出错误判断。
请参阅图1，图1所示为现有技术的OPC建模方法流程图。如图所示，在现有技术的建模方法中，没有专门针对辅助图形的信号进行拟合运算，通常在选定辅助图形尺寸以后，直接建OPC模型，并输出模型进行版图图形修正。当图模型验证过程中出现AF误报时，需要重新进行模型的拟合运算，才能用于版图图形修正，浪费了大量的运算时间，并容易给出错误的判断。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种提高OPC模型精度的方法，其通过在模型拟合运算中直接加入辅助图形信号运算，无需通过后期的模型验证反复进行辅助图形情况的确认，控制了模型的辅助图形信号误报率，提高了工作效率。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种控制OPC辅助图形信号误报率的建模方法，包括如下步骤：
步骤S1：设计测试主图形；所述测试主图形通常包含一维和二维的标准图形，并设计多组辅助图形添加在标准一维和二维图形周边；
步骤S2：收集所述测试主图形的在线线宽量测数据及所述多组辅助图形成像数据；
步骤S3：建立所述测试主图形版图与线宽量测数据之间的对应文件，增加所述多组辅助图形的成像图形信息与信号监测数据之间的对应点；
步骤S4：进行模型拟合运算，使所述模型的线宽值与量测的线宽值残余误差达到统计最小，同时在模型拟合运算过程中增加监控增加所述多组辅助图形的成像图形信号；
步骤S5：输出所述模型进行OPC图形修正。
进一步地，所述多组辅助图形的成像图形信息的数量为2～5组。
进一步地，在步骤S4中，具体包括：
在模型拟合运算中直接加入所述辅助图形的成像信号进行运算，使所述模型的线宽值与量测的线宽值残余误差达到统计最小；当所述辅助图形的成像图形信息强度与实际工艺相符时，忽略辅助图形信号。。
从上述技术方案可以看出，本发明通过在步骤S2中收集在线线宽量测数据阶段增加数个(通常为2-5个)辅助图形成像数据，并在步骤S3中建立辅助图形版图与信号监测数据的对应文件，在步骤S4中，通过方程式(cost function)监控辅助图形的信号强度：当信号强度与实际工艺不符时，加大其对通过方程式(cost function)的影响；当信号强度与实际工艺相符时，忽略辅助图形信号。因此，本发明通过在建模过程中监控辅助图形的信号来控制辅助图形的信号误报率，节约图形修正中的运算资源，给出正确判断，提高了工作效率。
附图说明
图1所示为现有技术的OPC建模方法流程图。
图2为本发明一种控制OPC辅助图形信号误报率的建模方法的流程示意图
图3为根据本发明一较佳实施例中的示例版图图形示意图
图4为根据本发明一较佳实施例中示例出现辅助图形信号误报情况的示意图
图5为根据本发明一较佳实施例中的示例辅助图形信号无误报情况的示意图
具体实施方式
下面结合附图2-5对本发明的具体实施方式进行详细的说明。应理解的是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当做说明之用，而非用以限制本发明。
请参阅图2，图2为本发明一种控制OPC辅助图形信号误报率的建模方法的流程示意图，其包括如下步骤：
步骤S1：设计测试主图形；其中，该测试主图形通常包含一维和二维的标准图形，并设计多组辅助图形添加在标准一维和二维图形周边，用来全面收集光刻工艺在各种图形下的失真行为。
图3为根据本发明一较佳实施例中的示例版图图形示意图。如图所示，其中，宽的线条为主图形直接在硅片上进行成像的线条；细的线条为辅助图形，不在硅片上成像，起到增强图形信号对比度的作用。
需要说明的是，该步骤同现有技术中的步骤相同，在此不再赘述。
步骤S2：收集所述测试主图形的在线线宽量测数据及多组辅助图形成像(AFprint)数据数据；其中，线宽数据包括没有添加辅助图形的部分和添加辅助图形的部分，添加辅助图形部分的硅片数据信息，反应了辅助图形对主图形的成像所带来的影响。
在本发明的实施例中，可以根据工艺确定的辅助图形规则，测试主图形的在线线宽量测数据量与多组辅助图形的成像图形信息的数量的比率较佳地，可以选定2-5个包含辅助图形成像信息的数据点，保存辅助图形成像的图片与量测数据。
步骤S3：建立测试主图形版图与线宽量测数据对应文件，增加多组辅助图形的成像图形信息与信号监测数据对应点；在测试主图形与线宽量测数据之间建立一一对应的文件，用于在后续的模型拟合运算中计算信号的失真行为。与现有技术不同的是，在本发明的实施例中，在步骤S2收集辅助图形成像信息的基础上，建立选定的2-5个点的测试主图形版图与量测数据对应文件，用于在模型拟合中进行辅助图形信号的监控。
步骤S4：模型拟合运算，使模型的线宽值与量测的线宽值残余误差达到统计最小，同时在模型拟合运算过程中监控AF信号。
具体地，在步骤S4中，可以包括如下步骤：
在模型拟合运算中直接加入所述辅助图形的成像信号进行运算，使所述模型的线宽值与量测的线宽值残余误差达到统计最小；当所述辅助图形的成像图形信息强度与实际工艺相符时，忽略辅助图形信号。
请参阅图4和图5，图4为根据本发明一较佳实施例中示例出现辅助图形信号误报情况的示意图；图5为根据本发明一较佳实施例中的示例辅助图形信号无误报情况的示意图。
如图所示，图4是图3在硅片上的SEM照片与模型仿真轮廓(白色线条)的叠加示意图，出现了辅助图形的误报现象，在SEM上没有出现图形成像的区域，模型的信号强度高于实际。图5是利用本发明的建模方法获得的模型仿真轮廓与SEM的叠加示意图，辅助图形的信号与硅片上的实际情况完全吻合。
也就是说，本发明通过在步骤S2中收集在线线宽量测数据阶段增加数个(通常为2-5个)辅助图形成像数据，并在步骤S3中建立辅助图形版图与信号监测数据的对应文件，在步骤S4中，通过方程式(cost function)监控辅助图形的信号强度：当信号强度与实际工艺不符时，加大其对通过方程式(cost function)的影响；当信号强度与实际工艺相符时，忽略辅助图形信号。
需要说明的是，本发明中的增加了数组辅助图形成像数据，相对于几百或几千条测试主图形的在线线宽量测数据的计算量来说，步骤S4中所增加的模拟计算量几乎可以忽略不计。
因此，本发明通过在建模过程中监控辅助图形的信号来控制辅助图形的信号误报率，节约图形修正中的运算资源，给出正确判断，提高了工作效率。
步骤S5：输出模型进行OPC图形修正。OPC模型建立与验证后，输出进行版图图形修正，实现对光刻工艺失真现象的修正。
以上的仅为本发明的实施例，实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种控制OPC辅助图形信号误报率的建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：设计测试主图形；所述测试主图形通常包含一维和二维的标准图形，并设计多组辅助图形添加在标准一维和二维图形周边；
步骤S2：收集所述测试主图形的在线线宽量测数据及所述多组辅助图形成像数据；
步骤S3：建立所述测试主图形版图与线宽量测数据之间的对应文件，增加所述多组辅助图形的成像图形信息与信号监测数据之间的对应点；
步骤S4：进行模型拟合运算，使所述模型的线宽值与量测的线宽值残余误差达到统计最小，同时在模型拟合运算过程中增加监控增加所述多组辅助图形的成像图形信号；
步骤S5：输出所述模型进行OPC图形修正。
2.根据权利要求1所述控制OPC辅助图形信号误报率的建模方法，其特征在于，所述多组辅助图形的成像图形信息的数量为2～5组。
3.根据权利要求1或2所述控制OPC辅助图形信号误报率的建模方法，其特征在于，在步骤S4中，具体包括：
在模型拟合运算中直接加入所述辅助图形的成像信号进行运算，使所述模型的线宽值与量测的线宽值残余误差达到统计最小；当所述辅助图形的成像图形信息强度与实际工艺相符时，忽略辅助图形信号。
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