CN107450266A - 光学临近效应的修正方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光学临近效应的修正方法和系统。该方法包括：对设计图形的外边进行解析分割获得用于处理的片段；对于带有边角的片段，所述边角包括片段边和与所述片段边形成边角关系的邻边，根据以下原则设定目标点：当所述邻边的长度大于预设长度时，将目标点设于所述片段边的外端点位置；当所述邻边的长度小于或等于预设长度时，将目标点设于所述边角的顶点和所述片段边的外端点之间，且邻边的长度的越小，目标点越远离所述外端点位置；根据目标点的模拟误差调整设计图形直到符合设计目标。上述方法和系统使得边角圆化表现得到改善。

Description

光学临近效应的修正方法及系统
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种光学临近效应的修正方法及系统。
背景技术
随着半导体技术的发展，半导体工艺中关键层次比如有源区层次、栅氧层次、金属连线层次的关键尺寸越来越小，已经接近甚至小于光刻工艺中所使用的光波波长。因此光刻过程中，由于光的衍射和干涉作用，实际硅片上得到的光刻图形与掩膜板图形之间存在一定的变形和偏差。图1a为设计的理想的目标图形的掩膜板，图1b为根据该掩膜板光刻所得的图形。如图1a和图1b所示，由于光的衍射和干涉作用，实际所得的图形(图1b)相比目标图形(图1a)，出现线宽的变化、转角的圆化以及线长的缩短等。
光刻中的这种误差直接影响电路性能和生产成品率。为尽量消除这种误差，一种有效的方法是采取光学临近效应修正。图1c为图1a的设计图形经过光学临近修正后所获得的掩膜板图形，根据该图形进行光刻，得到如图1d所示图形。可以看到，图1d的图形更加接近设计图形。因此光学临近修正方法可以从一定程度上纠正因衍射和干涉作用导致的偏差。
随着光刻关键尺寸越来越小，设计图形也越来越复杂，对光学临近修正的精度提出了更高的要求。
传统的光学临近修正过程一般包括如下步骤：
步骤S1：对设计图形的外边进行解析分割(dissection)获得用于处理的片段(segment)。
步骤S2：根据预设规则在每个片段的固定位置放置目标点。如图2所示，虚线框为设计图形中的某个片段，片段中放置有2个目标点P1和P2。
步骤S3：根据预设模型模拟光刻结果。如图2所示，实线框为模拟所得的图形的边界。
步骤S4：计算模拟结果与设计值之间的差异(EPE)。如图2所示，在目标点P1和P2，设计图形和实际图形都存在偏差d1、d2，一般采用EPE(EdgePlacement Error)表示这些偏差。
步骤S5：根据该差异对设计图形进行调整。根据上述偏差进行对应的修正，然后不断重复上述步骤S3～S5得到最终的修正图形，用于掩膜板。
在上述过程中，步骤S2的目标点的放置位置是固定的，对于带有边角的图形，目标点一般都是放置在片段中远离边角的端点，以进行有效的修正，如图3的线条L1所示。而如果目标点放置在片段的中间位置时，为了使目标点的修正符合要求，会造成端点处修正不足的问题，如图3的线条L2所示。其中线条L1和L2分别代表模拟出的图形的一部分边界，且对应于设计图形的边角。
因此，传统的修正方式都是将目标点设置在片段中远离边角的端点处，以从整体上保证图形的尺寸，防止出现线条变短、变细的情况。但边角处会出现比较大的角落圆弧。
发明内容
基于此，有必要提供一种光学临近效应的修正方法，可以改善角落圆弧表现。
一种光学临近效应的修正方法，包括：
对设计图形的外边进行解析分割获得用于处理的片段；
对于带有边角的片段，所述边角包括片段边和与所述片段边形成边角关系的邻边，所述片段边的一端为所述边角的顶点、另一端为外端点，根据以下原则设定目标点：
当所述邻边的长度大于预设长度时，将目标点设于所述片段边的外端点位置；
当所述邻边的长度小于或等于预设长度时，将目标点设于所述边角的顶点和所述片段边的外端点之间，且邻边的长度的越小，目标点越远离所述外端点位置；
根据目标点的模拟误差，调整设计图形，直到根据调整后的设计图形生成的模拟光刻结果符合设计目标。
在其中一个实施例中，所述边角为凹角或凸角。
在其中一个实施例中，所述边角为锐角、直角或钝角。
在其中一个实施例中，所述预设长度为设计规则的最小尺寸。
在其中一个实施例中，对于邻边的长度X，片段边的长度L以及预设长度N，目标点距离边角顶点的长度Y采用以下公式确定：Y＝X*(L/N)。
一种光学临近效应的修正系统，其特征在于，包括：
分割模块，用于对设计图形的外边进行解析分割获得用于处理的片段；
片段处理模块，用于对于带有边角的片段，根据预设原则设定目标点；其中所述边角包括片段边和与所述片段边形成边角关系的邻边，所述片段边的一端为所述边角的顶点、另一端为外端点；所述预设原则为：当所述邻边的长度大于预设长度时，将目标点设于所述片段边的外端点位置；当所述邻边的长度小于或等于预设长度时，将目标点设于所述边角的顶点和所述片段边的外端点之间，且邻边的长度的越小，目标点越远离所述外端点位置；
调节模块，根据目标点的模拟误差，调整设计图形，直到根据调整后的设计图形生成的模拟光刻结果符合设计目标。
在其中一个实施例中，所述边角为凹角或凸角。
在其中一个实施例中，所述边角为锐角、直角或钝角。
在其中一个实施例中，所述预设长度为设计规则的最小尺寸。
在其中一个实施例中，所述片段处理模块在确定目标点位置时，对于邻边的长度X，片段边的长度L以及预设长度N，目标点距离边角顶点的长度Y采用以下公式确定：Y＝X*(L/N)。
上述方法和系统，当邻边较短时，将目标点设置在边角的顶点和片段边的端点之间，可以有效改善边角处的圆化表现，同时也能保证图形的整体形状和尺寸。当邻边较长时，模拟光刻所得的图形的边界较陡，边角圆化表现尚可。因此整体的边角圆化表现得到改善。
附图说明
图1a为理想的目标图形；
图1b为根据图1a的图像掩膜光刻得到的实际图形；
图1c为根据目标图形进行光学临近修正后的掩膜图形；
图1d为根据图1c的掩膜图形光刻得到的实际图形；
图2示出了目标图形和实际图形之间的偏差；
图3示出了放置不同的目标点进行修正的结果；
图4为一实施例的光学临近效应修正方法的流程图；
图5表示了带有凸角和凹角的片段；
图6a为邻边较长时放置目标点的情况；
图6b为邻边较短时放置目标点的情况；
图7为一实施例的光学临近效应修正系统模块简图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进行进一步说明。
以下实施例的方法涉及光学临近效应修正中关于目标点如何放置的方法，光学临近效应修正的方法包括很多步骤，目标点的放置只是其中的一个方面，以下实施例中不会将这些步骤全部进行详细介绍，而只说明与目标点放置相关联的内容。
图4为一实施例的光学临近效应修正方法的流程图。
参考图4，该方法包括如下步骤：
步骤S101：对设计图形的外边进行解析分割获得用于处理的片段。由于设计图形一般比较复杂，需要将其进行分割成一些小的片段进行处理。分割后所获得的片段图形比较简单，易于处理。分割方式可以包括例如定长度分割等。
步骤S102：对于带有边角的片段，根据预设的原则设定目标点。经过分割后的片段，有的是条形片段，有的则是带有边角的片段。条形片段不会出现边角圆化的问题，本实施例主要针对带有边角的片段。对于带有边角的片段，所述边角包括片段边和与所述片段边形成边角关系的邻边，所述片段边的一端为所述边角的顶点、另一端为外端点。
带有边角的片段可以是带有凹角的片段或者带有凸角的片段，且一般为直角，也可以为锐角或钝角。
参考图5，片段SEG1带有凸角10，片段SEG2带有凹角20。其中，片段SEG1的片段边SEG-L1和邻边L3形成凸角10，片段SEG2的片段边SEG-L2和邻边L3形成凹角20。
预设的设定目标点的原则如下：
当所述邻边的长度大于预设长度时，将目标点设于所述片段边的外端点位置；
当所述邻边的长度小于或等于预设长度时，将目标点设于所述边角的顶点和所述片段边的外端点之间，且邻边的长度的越小，目标点越远离所述外端点位置。
步骤S103：根据目标点的模拟误差调整设计图形直到符合设计目标。设定好目标点后，就可以进行包括模拟光刻结果，在目标点处将光刻结果与设计目标进行对比，然后计算差异并根据差异调整设计图形。之后循环处理，直到模拟的光刻结果符合设计目标，即光刻结果在目标点处和设计目标不存在差异。
上述方法中，根据邻边的长度，适应性地选择目标点的放置位置，可以增强边角处的圆弧表现。
以下以带有凹角的片段来具体对步骤S102进行说明。
如图6a所示，片段边101和邻边102形成凹角。当邻边较长时，即邻边大于预设长度时，模拟的光刻图形的边界105一般会具有较陡的坡度。此时，将目标点设置在片段的外端点104处，一方面可以避免目标点处的修正误差，保证整个片段的光刻图形不出现整体形状和尺寸的偏差，另一方面由于边界105具有较陡的坡度，在边角处的圆化也不会有太差的表现。
如图6b所示，片段边101和邻边102形成凹角。当邻边较短时，即邻边小于预设长度时，若继续将目标点设置在片段的外端点104处，模拟的光刻图形的边界106会具有较平缓的坡度。此时，边角处的圆弧会较大，边角处的圆化表现太差。
基于此，本实施例中，当邻边较短时，将目标点设置在边角的顶点103和外端点104之间，例如图6b中的P点。当基于目标点的偏差进行修正时，得到模拟的光刻图形的边界107。可以看到，边界107相比边界106具有更好的边角表现，但同时在外端点104处的修正却几乎没有偏差。
因此，当邻边较短时，将目标点设置在边角的顶点103和外端点104之间，可以有效改善边角处的圆化表现，同时也能保证图形的整体形状和尺寸。
带有凸角的片段设置目标点的方式与上述类似。可以理解，边角为其他非直角的情况，也可以参考上述方法设置目标点。
在邻边长度小于预设长度时，将目标点设置在边角顶点和片段的端点之间，可以有效改善边角圆化程度。其中的预设长度一般设定为设计规则的最小值。
进一步地，随着邻边长度在其预设长度以下的范围内越来越小时，目标点可以向更加靠近边角顶点(或者远离片段的外端点)的方向靠近。在一个具体的实施方式中，对于邻边的长度X，片段边的长度L以及预设长度N，目标点距离边角顶点的长度Y采用以下公式确定：Y＝X*(L/N)。X≤N即对应邻边长度小于预设长度。
当X＝N时，Y＝L，即目标点距离边角顶点的长度等于片段边的长度，目标点位于片段边的外端点处。当X＜N时，Y＜L，即目标点位于边角顶点和片段边的外端点之间。且随着邻边长度X的减小，长度Y也减小，即目标点更加靠近边角顶点。
在其他实施例中，也可以采用其他符合变化趋势要求的函数关系，而不限于上述。
基于上述，还提供一种光学临近效应的修正系统。以下实施例的系统涉及光学临近效应修正中关于目标点如何放置的问题，光学临近效应修正的系统包括很多模块，目标点的放置只是其中的一个方面，以下实施例中不会将这些模块全部列出或进行详细介绍，而只说明与目标点放置相关联的内容。如图7所示，该系统包括分割模块100、片段处理模块200以及调节模块300。
分割模块100用于对设计图形的外边进行解析分割获得用于处理的片段。
片段处理模块200用于对于带有边角的片段，根据预设原则设定目标点。其中所述边角包括片段边和与所述片段边形成边角关系的邻边所述片段边的一端为所述边角的顶点、另一端为外端点；所述预设原则为：当所述邻边的长度大于预设长度时，将目标点设于所述片段边的外端点位置；当所述邻边的长度小于或等于预设长度时，将目标点设于所述边角的顶点和所述片段边的外端点之间，且邻边的长度的越小，目标点越远离所述外端点位置。
调节模块300根据目标点的模拟误差调整设计图形直到符合设计目标。
其中分割模块100将复杂的设计图形分割成一些小的片段进行处理。分割后所获得的片段图形比较简单，易于处理。分割方式可以包括例如定长度分割等。
片段处理模块200具体的处理主要包括放置目标点，放置的方式可以参考上述光学临近效应的修正方法。
调节模块300在片段处理模块200设定好目标点后，就可以进行包括模拟光刻结果，在目标点处将结果与设计目标进行对比，然后根据差异调整设计图形。之后循环处理，直到模拟的光刻结果符合设计目标。得到的图像可用于掩膜。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光学临近效应的修正方法，包括：
对设计图形的外边进行解析分割获得用于处理的片段；
对于带有边角的片段，所述边角包括片段边和与所述片段边形成边角关系的邻边，所述片段边的一端为所述边角的顶点、另一端为外端点，根据以下原则设定目标点：
当所述邻边的长度大于预设长度时，将目标点设于所述片段边的外端点位置；
当所述邻边的长度小于或等于预设长度时，将目标点设于所述边角的顶点和所述片段边的外端点之间，且邻边的长度的越小，目标点越远离所述外端点位置；
根据目标点的模拟误差，调整设计图形，直到根据调整后的设计图形生成的模拟光刻结果符合设计目标。
2.根据权利要求1所述的光学临近效应的修正方法，其特征在于，所述边角为凹角或凸角。
3.根据权利要求1所述的光学临近效应的修正方法，其特征在于，所述边角为锐角、直角或钝角。
4.根据权利要求1所述的光学临近效应的修正方法，其特征在于，所述预设长度为设计规则的最小尺寸。
5.根据权利要求1所述的光学临近效应的修正方法，其特征在于，对于邻边的长度X，片段边的长度L以及预设长度N，目标点距离边角顶点的长度Y采用以下公式确定：Y＝X*(L/N)。
6.一种光学临近效应的修正系统，其特征在于，包括：
分割模块，用于对设计图形的外边进行解析分割获得用于处理的片段；
片段处理模块，用于对于带有边角的片段，根据预设原则设定目标点；其中所述边角包括片段边和与所述片段边形成边角关系的邻边，所述片段边的一端为所述边角的顶点、另一端为外端点；所述预设原则为：当所述邻边的长度大于预设长度时，将目标点设于所述片段边的外端点位置；当所述邻边的长度小于或等于预设长度时，将目标点设于所述边角的顶点和所述片段边的外端点之间，且邻边的长度的越小，目标点越远离所述外端点位置；
调节模块，根据目标点的模拟误差，调整设计图形，直到根据调整后的设计图形生成的模拟光刻结果符合设计目标。
7.根据权利要求6所述的光学临近效应的修正系统，其特征在于，所述边角为凹角或凸角。
8.根据权利要求6所述的光学临近效应的修正系统，其特征在于，所述边角为锐角、直角或钝角。
9.根据权利要求6所述的光学临近效应的修正系统，其特征在于，所述预设长度为设计规则的最小尺寸。
10.根据权利要求6所述的光学临近效应的修正系统，其特征在于，所述片段处理模块在确定目标点位置时，对于邻边的长度X，片段边的长度L以及预设长度N，目标点距离边角顶点的长度Y采用以下公式确定：Y＝X*(L/N)。
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