CN107490932B - 掩膜版图形的修正方法 - Google Patents

Abstract

一种掩膜版图形的修正方法，包括：提供芯片图形区，所述芯片图形区包括：相邻的第一图形区和第二图形区；对第一图形区进行光学邻近效应修正，形成第一修正图形区，第一修正图形区包括第一主修正图形区和位于第一主修正图形区外围的第一内边带区；对第二图形区进行光学邻近效应修正，形成第二修正图形区，第二修正图形区包括第二主修正图形区和位于所述第二主修正图形区外围的第二内边带区；对第一修正图形区和第二修正图形区进行缝合，第一内边带区和第二内边带区形成内边带区，内边带区中具有目标图形；对内边带区中的目标图形进行光学邻近效应修正，形成目标修正图形。所述的掩膜版图形的修正方法能够减小形成的修正图形的畸变。

Description

掩膜版图形的修正方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种掩膜版图形的修正方法。

背景技术

光刻技术是半导体制作技术中至关重要的一项技术，能够实现将图形从掩模版中转移到硅片表面，形成符合设计要求的半导体产品。在光刻工艺过程中，首先，通过曝光步骤，光线通过掩模版中透光的区域照射至涂覆了光刻胶的硅片上，并与光刻胶发生光化学反应；接着，通过显影步骤，利用感光和未感光的光刻胶对显影剂的溶解程度，形成光刻图案，实现掩模版图案的转移；然后，通过刻蚀步骤，基于光刻胶层所形成的光刻图案对硅片进行刻蚀，将掩模版图案进一步转移至硅片上。

在半导体制造中，随着设计尺寸的不断缩小，设计尺寸已经接近或者小于光刻过程中使用的光波波长，光的衍射效应和干涉效应变得越来越明显，导致实际形成的光刻图案相对于掩膜版上的图案发生严重畸变，最终在硅片上经过光刻形成的实际图形变得和设计图形不同，这种现象被称为光学邻近效应(OPE：Optical Proximity Effect)。

目前工业界普遍采用的方法是在传统的物理设计与掩膜版制造间加入成品率驱动的掩膜版矫正，在这一步骤中，通过改变掩膜版上图形的形状或者图形透光的相位来弥补光刻工艺中产生的光刻图形的变形，使得芯片上光刻得到的图形与预期的图形基本符合。这种掩膜版图形的补偿机制称为光刻增强技术(RET：reticle enhancementtechnology)。常用的两种方法是光学邻近效应修正方法(optical proximitycorrection，OPC)和相位转移掩膜(phase shift mask，PSM)，其中OPC是一种有效的光刻增强技术。

光学邻近效应修正技术通常分为两大类：基于规则的技术和基于模型的技术。基于规则的方法需要事先建立矫正规则数据库，实际处理中只需通过查找数据库便可以得到矫正数据，实现对掩膜版图形的矫正，因此这种方法在处理大规模集成电路版图时速度快，功能强；基于模型的方法需要事先选择适当的光学模型，实际处理中利用光学模型模拟光刻成像的过程，实现对掩膜版图形的矫正，因此这种方法需要消耗较多的时间和空间，但是矫正结果的精确度较高。

然而，所述的掩膜版图形的修正方法形成的光刻图案容易发生畸变。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种掩膜版图形的修正方法，能够减小形成的光刻图案的畸变。

为解决上述问题，本发明提供一种掩膜版图形的修正方法，包括：提供芯片图形区，所述芯片图形区包括：相邻的第一图形区和第二图形区；对所述第一图形区进行第一光学邻近效应修正，形成第一修正图形区，所述第一修正图形区包括第一主修正图形区和位于所述第一主修正图形区外围的第一内边带区；对所述第二图形区进行第二光学邻近效应修正，形成第二修正图形区，所述第二修正图形区包括第二主修正图形区和位于所述第二主修正图形区外围的第二内边带区；对所述第一修正图形区和第二修正图形区进行缝合，所述第一内边带区和第二内边带区形成内边带区，所述内边带区中具有目标图形；对所述内边带区中的目标图形进行第三光学邻近效应修正，形成目标修正图形。

可选的，所述第一主修正图形区包括与所述第一内边带区接触的第一外边带区，所述第二主修正图形区包括与所述第二内边带区接触的第二外边带区；对目标图形进行第三光学邻近效应修正的步骤中，以所述第一外边带区和第二外边带区为边界条件对所述内边带区内的目标图形进行第三光学邻近效应修正。

可选的，所述第一外边带区为方环形；所述第二外边带区为方环形。

可选的，所述第一外边带区的宽度为270nm～330nm；所述第二外边带区的宽度为270nm～330nm。

可选的，所述芯片图形包括多个第一图形区和第二图形区；所述第一图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列；所述第二图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列。

可选的，所述第一图形区为正方形，所述第二图形区为正方形。

可选的，所述第一图形区的边长为27μm～33μm；所述第二图形区的边长为27μm～33μm。

可选的，所述第一主修正图形区为正方形；所述第二主修正图形区为正方形。

可选的，所述第一内边带区的宽度为180nm～220nm；所述第二内边带区的宽度为180nm～220nm。

可选的，形成第一修正图形区的步骤包括：通过基于模型规则的光学邻近效应修正技术形成所述第一修正图形区；形成第二修正图形区的步骤包括：通过基于模型规则的光学邻近效应修正技术形成所述第二修正图形区。

可选的，对所述目标图形进行第三光学邻近效应修正的步骤包括：通过基于模型规则的光学邻近效应修正技术对所述目标图形进行第三光学邻近效应修正。

可选的，所述目标图形包括接触孔图形。

可选的，所述接触孔图形的沿两个相互垂直方向上的尺寸分别为60nm～80nm和60nm～80nm。

可选的，所述目标图形包括接触孔图形；对所述目标图形进行第三光学邻近效应修正的步骤包括：对所述接触孔图形进行第三光学邻近效应修正，形成接触孔修正图形。

可选的，所述接触孔修正图形的沿两个相互垂直方向上的尺寸分别为64nm～90nm和62nm～85nm。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的掩膜版图形的修正方法中，对所述第一修正图形区和第二修正图形区进行缝合之后，建立所述内边带区，所述内边带区包括第一内边带区和第二内边带区，使横跨所述第一内边带区331和第二内边带区332接触边界的图形位于所述边带内，且所述内边带区包括目标图形。建立内边带区之后对所述内边带区的目标图形进行第三光学邻近效应修正的计算，能够减小所形成图形的畸变。

附图说明

图1至图3是一种掩膜版图形的修正方法各步骤的结构示意图；

图4至图9是本发明的掩膜版图形的修正方法一实施例各步骤的结构示意图。

具体实施方式

掩膜版图形的修正方法存在诸多问题，例如，形成的光刻图案容易发生畸变。

现结合现有的掩膜版图形的修正方法，分析形成的光刻图案容易发生畸变的原因：

图1至图3是一种掩膜版图形的修正方法。所述掩膜版图形的修正方法包括：

请参考图1和图2，图2是图1中虚线框1中部分的放大图。提供芯片图形100，所述芯片图形100包括多个接触孔图形120。

继续参考图1和图2，将所述芯片图形100划分为多个目标图形110，所述接触孔图形120横跨两个相邻的目标图形的接触边界。具体的，所述接触孔图形120横跨相邻的第一目标图形111和第二目标图形112的接触边界。

请参考图3，对所述第一目标图形111(如图2所示)进行光学邻近效应修正，得到第一修正图形区131和第一接触孔修正图形141；对第二目标图形112(如图2所示)进行光学邻近效应修正，得到第二修正图形区132和第二接触孔修正图形142。

继续参考图3，对所述第一接触孔修正图形141和第二接触孔修正图形142进行缝合得到接触孔修正图形140。

所述掩膜版的修正方法中，为了简化计算，将芯片图形100分为多个目标图形110，通过分别对所述目标图形110进行光学邻近效应修正，得到多个修正目标图形，再将所述边带修正图形进行缝合便得到修正图形。

然而，如果所述接触孔图形120横跨两个相邻的目标图形110的接触边界，例如第一目标图形111和第二目标图形112。在分别对所述第一目标图形111和第二目标图形112进行光学邻近效应修正的过程中，所述接触孔图形120经过两次光学邻近效应修正分别形成第一接触孔修正图形141和第二接触孔修正图形142。

由于进行光学邻近效应修正过程中近似计算的影响，容易使第一接触孔修正图形141和第二接触孔修正图形142的尺寸和形状不同。在对所述第一修正图形区111和第二边带修正图形112进行缝合的过程中，对所述第一修正图形区111和第二边带修正图形112取平均值形成接触孔修正图形140，容易使形成的接触孔修正图形140容易发生畸变。

为了解决上述问题，本发明提供一种掩膜版图形的修正方法，包括：提供芯片图形区，所述芯片图形区包括：相邻的第一图形区和第二图形区；对所述第一图形区进行第一光学邻近效应修正，形成第一修正图形区，所述第一修正图形区包括第一主修正图形区和位于所述第一主修正图形区外围的第一内边带区；对所述第二图形区进行第二光学邻近效应修正，形成第二修正图形区，所述第二修正图形区包括第二主修正图形区和位于所述第二主修正图形区外围的第二内边带区；对所述第一修正图形区和第二修正图形区进行缝合，所述第一内边带区和第二内边带区形成内边带区，所述内边带区中具有目标图形；对所述内边带区中的目标图形进行第三光学邻近效应修正，形成目标修正图形。

其中，对所述第一修正图形区和第二修正图形区进行缝合之后，建立所述内边带区，所述内边带区包括第一内边带区和第二内边带区，使横跨所述第一内边带区331和第二内边带区332接触边界的图形位于所述边带内，且所述内边带区包括目标图形。建立内边带区之后对所述内边带区的目标图形进行第三光学邻近效应修正的计算，能够减小所形成图形的畸变。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图4至图9是本发明实施例的掩膜版图形的修正方法各步骤的结构示意图。

请参考图4，提供芯片图形区200，所述芯片图形区200包括：相邻的第一图形区201和第二图形区202。

需要说明的是，由于芯片图形区200的面积较大，对整个芯片图形区200进行光学邻近效应修正，容易增加计算的复杂度，降低计算效率。因此，本发明将所述芯片图形区200分为多个第一图形区201、多个第二图形区202，分别对多个所述第一图形区201进行第一光学邻近效应修正，对多个所述第二图形区202进行第二光学邻近效应修正。

本实施例中，所述芯片图形区200为正方形，所述芯片图形区200的边长为900μm～1100μm。

本实施例中，所述第一图形区201和第二图形区202沿横向(即X方向)和纵向(即Y方向)呈矩阵式排列。所述第一图形区201和第二图形区202相互接触。

本实施例中，所述第一图形区201为正方形，所述第二图形区202为正方形。

如果所述第一图形区201和第二图形区202的边长过大，容易增加第一光学邻近效应修正和第二光学邻近效应修正的复杂度，从而增加后续第一光学邻近效应修正和第二光学邻近效应修正的计算量，降低计算效率；如果所述第一图形区201和第二图形区201的边长过小，容易增加后续第一光学邻近效应修正和第二光学邻近效应修正计算的重复次数，降低计算效率。具体的，本实施例中，所述第一图形区201的边长为27μm～33μm；所述第二图形区202的边长为27μm～33μm。

请参考图5，对所述第一图形区201进行第一光学邻近效应修正，形成第一修正图形区210，所述第一修正图形区210包括第一主修正图形区310(如图7所示)和位于所述第一主修正图形区310外围的第一内边带区331(如图7所示)。

所述第一主修正图形区310用于定义掩膜版上的光刻图形，对光刻胶进行曝光。

本实施例中，所述第一主修正图形区310为正方形；所述第一内边带区331为方环形。在其他实施例中，所述第一主修正图形区还可以为长方形，所述第一内边带区为长环形。

本实施例中，对所述第一图形区201进行第一光学邻近效应修正的方法包括基于模型的光学邻近效应修正技术。在其他实施例中，形成所述第一修正图形区的方法还可以包括基于规则的光学邻近效应修正技术。

继续参考图5，对所述第二图形区202进行第二光学邻近效应修正，形成第二修正图形区220，所述第二修正图形区220包括第二主修正图形区320(如图7所示)和位于所述第二主修正图形区320外围的第二内边带区332(如图7所示)。

所述第二主修正图形区320用于定义掩膜版上的光刻图形，对光刻胶进行曝光。

本实施例中，所述第二主修正图形区320为正方形；所述第二内边带区332为方环形。在其他实施例中，所述第一主修正图形区还可以为长方形，所述第二内边带区为长环形。

所述第一内边带区331和第二内边带区332用于形成内边带区，使横跨所述第一内边带区331和第二内边带区332接触边界的图形位于所述内边带内。

如果所述第一内边带区331和第二内边带区332的宽度d过小，很难使横跨所述第一内边带区331和第二内边带区332接触边界的图形完全处于所述内边带区内；如果所述第一内边带区331和第二内边带332的宽度d过大，容易增加后续第三光学邻近效应修正的计算复杂度。本实施例中，所述第一内边带区331和第二内边带区332的宽度d为180nm～220nm。

本实施例中，对所述第二图形区202进行第二光学邻近效应修正的方法包括基于模型的光学邻近效应修正技术。在其他实施例中，形成所述第二修正图形区的方法还可以包括基于规则的光学邻近效应修正技术。

光学邻近效应修正技术主要是通过改变原芯片掩膜版图形的形状来减小光刻图形的偏差。基于模型的光学邻近效应修正技术需要事先选择适当的光学模型，实际处理中利用光学模型模拟光刻成像的过程，实现对掩膜版图形的矫正，因此这种方法矫正结果的精确度较高。

基于模型的光学邻近效应修正技术的步骤包括：首先通过光学邻近效应修正软件把设计图形的边缘识别出来，让每一个边缘可以自由移动。软件计算出曝光后的图形并和设计的图形对比，它们之间的差别称之为边缘放置误差。边缘放置误差是用来衡量修正质量的指标，边缘放置误差小就意味着曝光后的图形和设计图形接近。修正软件在运行时移动边缘位置，并计算出对应的边缘放置误差。这个过程不断反复，直到计算出的边缘放置误差达到可以接受的值。

请参考图5至图7，图7是图6线框1中部分的放大图。对所述第一修正图210和第二修正图形区220进行缝合，所述第一内边带区331和第二内边带区332形成内边带区330，所述内边带区330中具有目标图形340。

所述内边带区230用于使横跨所述第一内边带区331和第二内边带区332接触边界的图形完全位于所述内边带区330内，从而减少图形畸变。

需要说明的是，由于对第一图形区201(如图4所示)进行第一光学邻近效应修正的过程中会对横跨所述第一内边带区331和第二内边带区332接触边界的图形进行修正；在第二图形区202(如图4所示)进行第二光学邻近效应修正中，会对横跨所述第一内边带区331和第二内边带区332接触边界的图形也进行修正，在缝合的过程中取平均值会使横跨所述第一内边带区331和第二内边带区332接触边界的图形发生畸变。

本实施例中，对所述第一修正图210和第二修正图形区220进行缝合后，形成全片修正图形。

本实施例中，所述内边带区330为位于多个所述第一主修正图形区310和第二主修正图形区320之间的“井”型，即所述内边带区330为多个沿横向延伸的长条性边带和多个沿纵向延伸的长条性边带交错排列形成的图形。

本实施例中，相邻第一主修正图形区310和第二主修正图形区320在横向和纵向上的距离相等。因此，所述内边带区330在横向和纵向上的宽度相同，统称为内边带区330的宽度d。

如果所述内边带区330的宽度d过小，很难使所述第一内边带区331和第二内边带区332接触边界的图形完全处于所述内边带区330内；如果所述内边带区330的宽度d过大，容易增加后续第三光学邻近效应修正的计算复杂度。本实施例中，所述内边带区330的宽度d为360nm～440nm。

本实施例中，所述第一主修正图形区310还包括与所述第一内边带区331接触的第一外边带区312和所述第一外边带区312围成的第一核心图形311；所述第二主修正图形区320还包括与所述第二内边带区332接触的第二外边带区322和所述第二外边带区322围成的第二核心图形321。所述第一外边带区312和第二外边322用于对所述内边带区330进行第三光学邻近效应修正时的边界条件。

本实施例中，所述第一核心图形311和第二核心图形321为正方形，所述第一外边带区312和第二外边带区322为方环形。

本实施例中，所述第一外边带区312和第二外边带区322作为对所述内边带区330进行第三光学邻近效应修正的边界条件，所述第一外边带区312和第二外边带区322分别与所述内边带区330接触。

如果所述第一外边带区312和第二外边带区322的宽度过大，容易增加边界条件的复杂度，降低计算效率；如果所述第一外边带区312和第二外边带区322的宽度过小，容易增加计算的误差。具体的，本实施例中，所述第一外边带区312和第二外边带区322的宽度为270nm～330nm。

本实施例中，所述内边带区330中具有目标图形340，所述目标图形340包括接触孔图形。

本实施例中，如果所述接触孔图形的尺寸过大，容易使芯片中器件的电连接出现错误；如果所述接触孔图形的尺寸过小，容易给半导体工艺中插塞的形成带来困难。具体的，所述接触孔图形横向(X方向)尺寸为60nm～80nm；所述接触孔图形的纵向(Y方向)尺寸为60nm～80nm。

请参考图8和图9，图9是图8中目标修正图形350的放大图。对所述内边带区330(如图5所示)内的目标图形340进行第三光学邻近效应修正，形成目标修正图形350。

本实施例中，通过基于模型规则的光学邻近效应修正技术对所述内边带区330内的目标图形340进行第三光学邻近效应修正，形成目标修正图形350。

本实施例中，对所述内边带区330内的目标图形340进行第三光学邻近效应修正是一个光学模拟过程。利用光刻工艺的参数及第三光学邻近效应修正的边界条件，通过光学模拟技术对所述内边带区330进行计算。

本实施例中，所述光刻工艺参数包括：光波波长为170nm～200nm。边界条件包括第一外边带区312和第二外边带区322。

本实施例中，所述内边带区330包括所述目标图形340，所述目标图形340包括接触孔图形。对所述内边带区将330进行第三光学邻近效应修正的步骤包括：对所述目标图形340进行第三光学邻近效应修正计算，形成目标修正图形。

本实施例中，对所述目标图形340进行第三光学邻近效应修正计算的步骤包括：对所述接触孔图形进行第三光学邻近效应修正计算，形成接触孔修正图形341。

本实施例中，形成的所述接触孔修正图形341的尺寸包括：所述接触孔修正图形341的横向尺寸为64nm～90nm；所述接触孔修正图形341的纵向尺寸为62nm～85nm。

需要说明的是，如果所述全片修正图形中具有横跨第一内边带区331(如图7所示)和第二内边带区(如图7所示)接触边界的图形，则在建立所述内边带区330(如图7所示)的过程中，使横跨第一内边带区331和第二内边带区332接触边界的图形完全处于所述内边带区330内，形成所述目标图形340(如图7所示)，因此，在对所述目标图形340进行第三光学邻近效应修正的过程中，不会出现畸变。如果全片修正图形中具有横跨所述内边带区330和第一主修正图形区310或者横跨所述内边带区330和第二主修正图形区320的图形，则不再对横跨所述内边带区330和第一主修正图形区310或者横跨所述内边带区330和第二主修正图形区320的图形进行第三光学邻近效应修正，从而避免出现畸变。因此，本发明的掩膜版图形修正方法能够减小图形畸变，且本发明的掩膜版图形的修正方法计算时所占用的CPU与不对所述目标孔图形单独进行修正的掩膜版图形修正方法计算时所占用的CPU之差小于1％。

综上，本发明的掩膜版图形的修正方法中，对所述第一修正图形和第二修正图形进行缝合之后，建立所述内边带区，所述内边带区包括第一内边带区和第二内边带区，使横跨所述第一内边带区331和第二内边带区332接触边界的图形位于所述边带内，且所述内边带区包括目标图形。建立内边带区之后对所述内边带区的目标图形进行第三光学邻近效应修正的计算，能够减小所形成图形的畸变。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种掩膜版图形的修正方法，其特征在于，包括：

提供芯片图形区，所述芯片图形区包括：相邻的第一图形区和第二图形区；

对所述第一图形区进行第一光学邻近效应修正，形成第一修正图形区，所述第一修正图形区包括第一主修正图形区和位于所述第一主修正图形区外围的第一内边带区；

对所述第二图形区进行第二光学邻近效应修正，形成第二修正图形区，所述第二修正图形区包括第二主修正图形区和位于所述第二主修正图形区外围的第二内边带区；

对所述第一修正图形区和第二修正图形区进行缝合，所述第一内边带区和第二内边带区形成内边带区，所述内边带区中具有目标图形，所述目标图形横跨所述第一内边带区和第二内边带区；

对所述内边带区中的目标图形进行第三光学邻近效应修正，形成目标修正图形。

2.如权利要求1所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述第一主修正图形区包括与所述第一内边带区接触的第一外边带区，所述第二主修正图形区包括与所述第二内边带区接触的第二外边带区；

对目标图形进行第三光学邻近效应修正的步骤中，以所述第一外边带区和第二外边带区为边界条件对所述内边带区内的目标图形进行第三光学邻近效应修正。

3.如权利要求2所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述第一外边带区为方环形；所述第二外边带区为方环形。

4.如权利要求2或3所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述第一外边带区的宽度为270nm～330nm；所述第二外边带区的宽度为270nm～330nm。

5.如权利要求1所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述芯片图形区包括多个第一图形区和第二图形区；

所述第一图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列；所述第二图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列。

6.如权利要求1所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述第一图形区为正方形，所述第二图形区为正方形。

7.如权利要求6所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述第一图形区的边长为27μm～33μm；所述第二图形区的边长为27μm～33μm。

8.如权利要求1所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述第一主修正图形区为正方形；所述第二主修正图形区为正方形。

9.如权利要求1所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述第一内边带区的宽度为180nm～220nm；所述第二内边带区的宽度为180nm～220nm。

10.如权利要求1所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，形成第一修正图形区的步骤包括：通过基于模型规则的光学邻近效应修正技术形成所述第一修正图形区；

形成第二修正图形区的步骤包括：通过基于模型规则的光学邻近效应修正技术形成所述第二修正图形区。

11.如权利要求1所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，对所述目标图形进行第三光学邻近效应修正的步骤包括：通过基于模型规则的光学邻近效应修正技术对所述目标图形进行第三光学邻近效应修正。

12.如权利要求1所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述目标图形包括接触孔图形。

13.如权利要求12所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述接触孔图形的沿两个相互垂直方向上的尺寸分别为60nm～80nm和60nm～80nm。

14.如权利要求1所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述目标图形包括接触孔图形；

对所述目标图形进行第三光学邻近效应修正的步骤包括：对所述接触孔图形进行第三光学邻近效应修正，形成接触孔修正图形。

15.如权利要求14所述的掩膜版图形的修正方法，其特征在于，所述接触孔修正图形的沿两个相互垂直方向上的尺寸分别为64nm～90nm和62nm～85nm。

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