CN107479331B - 一种图形转角的opc修正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图形转角的OPC修正方法，包括以下步骤：S01：输入含有目标图形的原始版图，其中，位于目标图形中两个邻边夹角为90度的顶点为凸角转角，位于目标图形中两个邻边夹角为270度的顶点为凹角转角；S02：对原始版图做转角处理，得到修正目标层，所述转角处理具体为：在凸角转角的外部添加至少一个的矩形修正图形；在凹角转角的内部挖除至少一个的矩形修正图形；S03：对修正目标层做基于模型的OPC修正，得到掩模层。本发明提供的一种图形转角的OPC修正方法，通过对不同的转角做添加或挖除矩形修正图形的处理，能够获得比传统方法更好的转角修正结果，解决由于转角严重圆化所导致的叠层误差和覆盖面积不足等工艺热点问题。

Description

一种图形转角的OPC修正方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种图形转角的OPC修正方法。
背景技术
随着技术节点的不断减小，对于图形尺寸以及上下层的对准精度要求也越来越高。在光刻工艺制程中，由于光学成像本身的分辨率限制，垂直的版图转角，最终在硅片上曝光成像时不可避免都会产生圆化失真现象。这种转角失真，如果没有得到很好的修正补偿，往往会导致诸多问题，例如引起图形转角尺寸缩减，对上下层的对准以及面积覆盖率均会产生不利影响，严重时将导致许多符合设计规则，版图上看似安全的结构，在工艺制程中变成实际窗口不足的工艺热点。如附图1所示的金属层转角圆化，导致其与通孔层的覆盖面积减小，出现覆盖率不足的问题。为了避免转角失真，业内通常采用光学临近修正(OPC)方式来进行修正，OPC修正法在现有技术中的应用主要包括添加衬线(serif)结构的基于规则的光学临近修正方式(rule-based OPC)，以及基于模型的光学临近修正方式(model-basedOPC)。
早期在基于规则的光学临近修正时，常通过添加衬线结构来改善转角圆化，所添加的衬线大小一般根据经验值选定，或通过设计测试图形，实际量测wafer数据来确定，但在图形尺寸越做越小时，这种简单的给Mask打补丁的方式已不再适用，因为光学临近效应在小尺寸时更趋明显，不同位置及环境下所需添加的衬线大小，不能再依靠简单经验或有限的量测结构来确定，很容易出现补偿过度或不足，如附图2所示。
虽然基于模型的光学临近修正看起来是一个可行的解法，它可以根据不同的环境做预测修正，但在使用基于模型的光学临近修正时，转角处的补偿效果会受到OPC修正分段的影响及限制，理论上分段越精细修正效果越好，但在实际应用中，边界分段需要同时保证合理的运算时间，以及较好的全局修正结果，一般不做非常小的分段；另外由于转角与直边之间存在竞争关系，当尽量减小转角失真时，会导致直边的起伏震荡，修正结果变差，因此，在基于模型的光学临近修正时要改善转角结果，依然困难重重。
目前鲜有将两者很好结合起来的修正方式。因为，简单的将基于模型的光学临近修正与添加衬线结构做组合，从修正结果来看并不理想，原因是衬线结构所引入的jog短边不仅会影响目标图形的分段，而且甚至会导致修正的结果偏离目标。如附图3所示，较大的衬线结构会直接导致转角凸起，背离直角目标，而较小的衬线结构除了影响分段之外，甚至会导致转角圆化得更严重。因此，需要寻找更有效的基于模型的光学临近修正和添加衬线结构结合在一起的修正方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种图形转角的OPC修正方法，通过对不同的转角做添加或挖除矩形修正图形，获得比传统方法更好的转角修正结果，有效减少转角图形失真，解决由于转角严重圆化所导致的叠层误差和覆盖面积不足等工艺热点问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种图形转角的OPC修正方法，包括以下步骤：
S01：输入含有目标图形的原始版图，其中，位于目标图形中两个邻边夹角为90度的顶点为凸角转角，位于目标图形中两个邻边夹角为270度的顶点为凹角转角，所述凸角转角和凹角转角的两个邻边长度大于该原始版图的最小线宽；
S02：对原始版图做转角处理，得到修正目标层，所述转角处理具体为：在凸角转角的外部添加至少一个矩形修正图形，添加的矩形修正图形的对角线均位于该凸角转角的角平分线上，且矩形图形的一个顶点与该凸角转角重合或者位于该凸角转角所在的目标图形中，添加的矩形修正图形不与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形重合；
在凹角转角的内部挖除至少一个矩形修正图形，该矩形修正图形的一个顶点与该凹角转角重合或者位于该凹角转角所在的目标图形外，且其对角线位于该凸角转角的角平分线上，该矩形修正图形的其他顶点均位于该凹角转角所在的目标图形中；
S03：对修正目标层做基于模型的OPC修正，得到掩模层。
进一步地，当所述凸角转角与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形之间的间距大于等于间距阈值时，在凸角转角的外部添加一个矩形修正图形Ⅰ，当所述凸角转角与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形之间的间距小于间距阈值时，在凸角转角的外部添加至少两个修正图形Ⅱ，间距阈值由所述原始版图的最小线宽决定。
进一步地，所述间距阈值为原始版图中最小线宽的1-4倍。
进一步地，当所述凹角转角的线宽大于等于线宽阈值时，在凹角转角的内部挖除一个矩形修正图形Ⅰ；当所述凹角转角的线宽小于线宽阈值时，在凹角转角的内部挖除至少一个矩形修正图形Ⅱ，间距阈值由所述原始版图的最小线宽决定。
进一步地，所述间距阈值为原始版图中最小线宽的1-4倍。
进一步地，所述矩形修正图形Ⅰ的边长为30nm-120nm。
进一步地，所述矩形修正图形Ⅱ的边长为10nm-80nm。
进一步地，所述凸角转角和凹角转角的两个邻边长度大于长度阈值，所述长度阈值由该原始版图的最小线宽决定。
进一步地，所述长度阈值大于等于原始版图中最小线宽。
进一步地，当添加的矩形修正图形的一个顶点位于目标图形中时，该矩形修正图形与目标图形重叠部分边长为0nm～50nm；当挖除的矩形修正图形的一个顶点位于目标图形外时，该矩形修正图形与目标图形外重叠部分边长为0nm～50nm。
本发明的有益效果为：通过对不同的转角做添加或挖除矩形修正图形，得到更多的边界供OPC做Mask修正处理，且根据转角所处环境不同，添加不同数量及大小类型的矩形修正图形，通过优选尺寸避免填补和挖除部分成像，获得比传统方法更好的转角修正结果，有效减少转角图形失真，解决由于转角严重圆化所导致的叠层误差和覆盖面积不足等工艺热点问题，增加工艺窗口。
附图说明
图1为转角圆化导致叠层覆盖面积不足的示意图。
图2为rule-based OPC转角修正常见问题的示意图。
图3为先添加衬线，再做model-based OPC修正的结果示意图。
图4为本发明一种图形转角的OPC修正方法的步骤示意图。
图5为本发明方法修正孤立图形转角结果图示。
图6为本发明方法修正密集图形转角结果图示
图7为本发明方法与传统方法孤立图形转角修正结果对比图示。
图8为本发明方法与传统方法密集图形转角修正结果对比图示。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
如图4所示，为本发明一种图形转角的OPC修正方法的步骤示意图。本发明所提供的一种图形转角的OPC修正方法，包括以下步骤：
S01：输入含有目标图形的原始版图，其中，位于目标图形中两个邻边夹角为90度的顶点为凸角转角，位于目标图形中两个邻边夹角为270度的顶点为凹角转角，凸角转角和凹角转角的两个邻边长度大于该原始版图的最小线宽。
其中，两个邻边夹角定义为在目标图形中的夹角。并且两个邻边的长度均大于长度阈值，且长度阈值大于等于该原始版图中的最小线宽，在正常的版图中，可以取长度阈值为20-60nm。
S02：对原始版图做转角处理，得到修正目标层，转角处理具体为：在凸角转角的外部添加至少一个矩形修正图形，添加的矩形修正图形的对角线均位于该凸角转角的角平分线上，且矩形图形的一个顶点与该凸角转角重合或者位于该凸角转角所在的目标图形中，添加的矩形修正图形不与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形重合；
在凹角转角的内部挖除至少一个矩形修正图形，该矩形修正图形的一个顶点与该凹角转角重合或者位于该凹角转角所在的目标图形外，且其对角线位于该凸角转角的角平分线上，该矩形修正图形的其他顶点均位于该凹角转角所在的目标图形中。
在对凸角转角添加矩形修正图形之前，需要对凸角转角按照间距进行分类，首先定义分类过程中的标准为间距阈值，且间距阈值的大小取该原始版图的最小线宽的1-4倍。当凸角转角与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形之间的间距大于等于间距阈值时，在凸角转角的外部添加一个矩形修正图形Ⅰ，其中，矩形修正图形Ⅰ的边长为30nm-120nm，即矩形修正图形Ⅰ的长和宽的取值范围为30nm-120nm；当凸角转角与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形之间的间距小于间距阈值时，在凸角转角的外部添加至少两个矩形修正图形Ⅱ，其中，修正图形Ⅱ的边长为10nm-80nm，即矩形修正图形Ⅱ的长和宽的取值范围为10nm-80nm，且两个矩形修正图形的相对大小可以根据最终需求决定，即两个矩形修正图形可以相同，也可以不相同，且两个矩形修正图形之间可以只有一个顶点重合，也可以有相互重叠的区域。
当凸角转角与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形之间的间距小于间距阈值时，可以根据实际需要在在凸角转角的外部添加两个或更多的矩形修正正图形Ⅱ，根据实际经验，所添加的矩形修正图形Ⅱ越多，相应修正过程中的边就越多，修正预期效果就会更好。
在对凹角转角挖除矩形修正图形之前，需要对凹角转角按照线宽进行分类，首先定义分类过程中的标准为线宽阈值，且线宽阈值的大小取该原始版图的最小线宽的1-4倍。当凹角转角所在的目标图形的线宽大于等于线宽阈值时，在凹角转角的内部挖除一个矩形修正图形Ⅰ，其中，矩形修正图形Ⅰ的边长为30nm-120nm，即矩形修正图形Ⅰ的长和宽的取值范围为30nm-120nm；当凹角转角所在的目标图形的线宽小于线宽阈值时，在凹角转角的内部挖除至少一个矩形修正图形Ⅱ，其中，修正图形Ⅱ的边长为10nm-80nm，即矩形修正图形Ⅱ的长和宽的取值范围为10nm-80nm。
当凹角转角所在的目标图形的线宽小于线宽阈值时，可以根据实际需要，在凹角转角的内部挖除一个或者一个以上的的矩形修正图形Ⅱ，根据实际经验，所挖除的矩形修正图形Ⅱ越多，相应修正过程中的边就越多，修正预期效果就会更好。
同时，矩形修正图形Ⅰ和矩形修正图形Ⅱ的图形尺寸需要满足小于当前层次的光刻分辨能力，以避免成像。
矩形台阶图像的对角线位于凸角转角或凹角转角的角平分线上，同时，凸角转角或凹角转角的边界可以与矩形台阶图像重合也可以不重合，也就是说矩形修正图形只能紧挨着相对应的拐角。具体地，当凸角转角或凹角转角与矩形修正图形的一个顶点重合时，凸角转角或凹角转角的边界与矩形台阶图像不发生重合。当凸角转角或凹角转角与矩形修正图形的顶点不重合时，凸角转角或凹角转角的边界与矩形台阶图像发生重合，此时添加的矩形修正图形的一个顶点位于目标图形中，且与目标图形重叠部分为矩形，且该矩形的长和宽范围为0nm～50nm。挖除的矩形修正图形的一个顶点位于目标图形外，且与目标图形以外区域重叠的部分为矩形，且该矩形的长和宽范围为0nm～50nm。
本步骤中所采用的转角处理方法适用于孤立图形中的转角，也适用于密集图形中的转角，只要转角条件符合本发明的相应限制，就可以按照相对应的转角处理方法进行修正。
如附图5所示为本发明方法修正孤立图形转角结果图示，孤立图形中凸角转角与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形之间的间距一般较大，符合间距大于等于间距阈值的情况，因此在凸角转角的外部添加一个矩形修正图形Ⅰ。
如附图6所示为本发明方法修正密集图形转角结果图示，密集图形中凸角转角与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形之间的间距一般较小，符合间距小于间距阈值的情况，因此在凸角转角的外部添加两个矩形修正图形Ⅱ，因为凸角转角的间距较小，所以矩形修正图形Ⅱ相比矩形修正图形Ⅰ的尺寸要小。
S03：对修正目标层做基于模型的OPC修正，得到掩模层。掩模层经过光刻将OPC修正结果曝光在晶圆上。
采用本发明提供的一种图形转角的OPC修正方法，根据转角的线宽、间距进行分类，针对不同类型的转角采用不同的转角处理方法，因此，本发明的修正方法对于密集图形转角和孤立图形转角都具有很好的修正作用，其中，附图7为本发明方法与传统方法孤立图形转角修正结果对比图示，附图8为本发明方法与传统方法密集图形转角修正结果对比图示。可以看出采用本发明的修正方法可以获得比传统方法更好的转角修正结果，有效减少转角图形失真，解决由于转角严重圆化所导致的叠层误差和覆盖面积不足等工艺热点问题，增加工艺窗口。
以上所述仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用于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所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种图形转角的OPC修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01：输入含有目标图形的原始版图，其中，位于目标图形中两个邻边夹角为90度的顶点为凸角转角，位于目标图形中两个邻边夹角为270度的顶点为凹角转角，所述凸角转角和凹角转角的两个邻边长度大于该原始版图的最小线宽；
S02：对原始版图做转角处理，得到修正目标层，所述转角处理具体为：在凸角转角的外部添加至少一个矩形修正图形，添加的矩形修正图形的对角线均位于该凸角转角的角平分线上，且矩形图形的一个顶点与该凸角转角重合或者位于该凸角转角所在的目标图形中，添加的矩形修正图形不与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形重合；其中，当所述凸角转角与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形之间的间距大于等于间距阈值时，在凸角转角的外部添加一个矩形修正图形Ⅰ，当所述凸角转角与该凸角转角所在的目标图形以外的其他目标图形之间的间距小于间距阈值时，在凸角转角的外部添加至少两个矩形修正图形Ⅱ，间距阈值由所述原始版图的最小线宽决定；
在凹角转角的内部挖除至少一个矩形修正图形，该矩形修正图形的一个顶点与该凹角转角重合或者位于该凹角转角所在的目标图形外，且其对角线位于该凹角转角的角平分线上，该矩形修正图形的其他顶点均位于该凹角转角所在的目标图形中；
S03：对修正目标层做基于模型的OPC修正，得到掩模层。
2.根据权利要求1所述的一种图形转角的OPC修正方法，其特征在于，所述间距阈值为原始版图中最小线宽的1-4倍。
3.根据权利要求1所述的一种图形转角的OPC修正方法，其特征在于，当所述凹角转角所在的目标图形的线宽大于等于线宽阈值时，在凹角转角的内部挖除一个矩形修正图形Ⅰ；当所述凹角转角所在的目标图形的线宽小于线宽阈值时，在凹角转角的内部挖除至少一个矩形修正图形Ⅱ，线宽阈值由所述原始版图的最小线宽决定。
4.根据权利要求3所述的一种图形转角的OPC修正方法，其特征在于，所述线宽阈值为原始版图中最小线宽的1-4倍。
5.根据权利要求1或3所述的一种图形转角的OPC修正方法，其特征在于，所述矩形修正图形Ⅰ的边长为30nm-120nm。
6.根据权利要求1或3所述的一种图形转角的OPC修正方法，其特征在于，所述矩形修正图形Ⅱ的边长为10nm-80nm。
7.根据权利要求1所述的一种图形转角的OPC修正方法，其特征在于，所述凸角转角和凹角转角的两个邻边长度大于长度阈值，所述长度阈值由该原始版图的最小线宽决定。
8.根据权利要求7所述的一种图形转角的OPC修正方法，其特征在于，所述长度阈值大于等于原始版图中最小线宽。
9.根据权利要求1所述的一种图形转角的OPC修正方法，其特征在于，当添加的矩形修正图形的一个顶点位于目标图形中时，该矩形修正图形与目标图形重叠部分边长为0nm～50nm；当挖除的矩形修正图形的一个顶点位于目标图形外时，该矩形修正图形与目标图形外重叠部分边长为0nm～50nm。
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