CN107885028B - Opc建模中次分辨率辅助图形确定的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，包括：步骤S1：在已有SRAF数据库中选择可曝在晶圆上的第一SRAF类型；步骤S2：选择具有第一SRAF类型的结构图形，并在结构图形中选取图形周期恰可加入1根和2根第一SRAF类型的结构图形进行CDSEM量测，收集数据建立可评估SRAF类型是否会曝在晶圆上的模型；步骤S3：通过模型模拟具有系列SRAF类型的版图数据库，以确定不会曝在晶圆上的SRAF类型；步骤S4：在SRAF类型中选取第二SRAF类型，并在晶圆上进行二次验证，以确定第二SRAF类型不会曝在晶圆上；步骤S5：基于具有第二SRAF类型的不同结构图形，收集OPC模型数据并开展建模。本发明不仅有效减少OPC建模前期准备工作量，缩短确定SRAF类型的时间和提高资源利用率，而且提高OPC建模效率和准确度。

Description

OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法
技术领域
本发明涉及半导体建模技术领域，尤其涉及一种OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法。
背景技术
次分辨率辅助图形(Sub-resolution Assistant Feature,SRAF)是被放置在稀疏设计图形周围的细小图形，使稀疏图形在光学的角度上看像密集图形，有助于改善稀疏图形在焦深工艺窗口边缘的图像对比度。在曝光时，它们只对光线起散射作用，而不会被曝在光刻胶上形成图形。快速准确确定能提高稀疏图形的工艺窗口又不会被曝出来的SRAF类型，是OPC建模收集数据时的一个重要参数。
请参阅图4，图4所示为表征SRAF和主图形常用的参数。SRAF图形类型常用三个参数来描述：SRAF的宽度(SBW)，SRAF与主图形间的距离(SB2M)，两个SRAF间的距离(SB2SB)。主图形常用线宽(CD)和图形周期(pitch)两个参数来描述。
请参阅图5，图5所示为现有OPC建模常用的确定SRAF类型的流程图。所述现有OPC建模常用的确定SRAF类型的流程，包括：根据经验值选择SBW0相同的一系列SRAF，先用线宽扫描电子显微镜(CDSEM)观察SB2M和SB2SB值最小的SRAF能否被曝出来。若不能被曝出来，则此SBW0系列的其它类型SRAF均不能被曝出来；若能被曝出来则用CDSEM观察SB2M和SB2SB最大的SRAF，若仍能被曝出来，则更换到SBW减小的另一组SRAF，先观察SB2M和SB2SB最大的SRAF能否被曝出来，若能被曝出来则继续更换到SBW更小的一组SRAF。按照上述方法继续搜索，若不能被曝出来则可以向SB2M和SB2SB值减小的方向搜索是否存在其它不被曝出来的SRAF，最终确定一个最佳的SRAF类型。
通常地，这个过程需要搜索4～5种SRAF类型，5～6种结构图形，每种图形8～10个不同图形周期的图形，每组图形需要观察35个芯片。则，整个过程需要在CDSEM机台端至少观察验证5600个图形，设置量测程序和执行量测共耗时高达24小时。
显然地，这种方法存在以下问题，(1)需观察验证的SRAF种类和图形多，工作量大，耗时长，效率低；(2)在工艺制程改变较大的情况下，没有经验值可以参考，需要搜索的SRAF类型更多，耗时更长，效率更低。
随着半导体工艺技术节点不断地减小，工艺窗口也变得越来越小，单一类型的SRAF已经不能满足工艺需求。因此，上述问题已严重影响OPC建模的效率和准确度。寻求一种快速准确，既能提高稀疏图形工艺窗口又不会曝在晶圆上的SRAF类型变得至关重要，已成为本领域亟待解决的技术问题之一。
故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法。
发明内容
本发明是针对现有技术中，传统的OPC建模中需观察验证的SRAF种类和图形多，工作量大，耗时长，效率低，以及在工艺制程改变较大的情况下，没有经验值可以参考，需要搜索的SRAF类型更多，耗时更长，效率更低等缺陷提供一种OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法。
本发明之又一目的是针对现有技术中，传统的OPC建模中需观察验证的SRAF种类和图形多，工作量大，耗时长，效率低，以及在工艺制程改变较大的情况下，没有经验值可以参考，需要搜索的SRAF类型更多，耗时更长，效率更低等缺陷提供一种OPC建模的方法。
为实现本发明之目的，本发明提供一种OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，包括：
执行步骤S1：在已有SRAF数据库中选择可曝在晶圆上的第一SRAF类型；
执行步骤S2：选择具有所述第一SRAF类型的结构图形，并在所述结构图形中选取图形周期恰可加入1根所述第一SRAF类型和2根所述第一SRAF类型的结构图形进行CDSEM量测，收集数据建立可评估SRAF类型是否会曝在晶圆上的模型；
执行步骤S3：通过所述模型模拟具有系列SRAF类型的版图数据库，以确定不会曝在晶圆上的SRAF类型；
执行步骤S4：在SRAF类型中选取第二SRAF类型，并在晶圆上进行二次验证，以确定所述第二SRAF类型不会曝在晶圆上；
执行步骤S5：基于具有所述第二SRAF类型的不同结构图形，收集OPC模型数据并开展建模。
可选地，所述第一SRAF类型为SRAF类型之宽度(SBW)最大、SRAF类型与主图形间的距离(SB2M)及SRAF类型之间的距离(SB2SB)最小。
可选地，收集数据建立可评估SRAF类型是否会曝在晶圆上的模型时，选择3～5种具有所述第一SRAF类型的结构图形，并在所述结构图形中选取图形周期恰可加入1根所述第一SRAF类型和2根所述第一SRAF类型的2～3个结构图形进行CDSEM量测。
可选地，所述结构图形为1行ⅹ多列的矩阵式分布线宽图形、1ⅹ3矩阵式分布线宽图形、1ⅹ5矩阵式分布线宽图形、1行ⅹ多列的矩阵式分布反线宽图形、1ⅹ3矩阵式分布反线宽图形、1ⅹ5矩阵式分布反线宽图形中的至少3种。
可选地，恰可加入1根所述第一SRAF类型的结构图形之图形周期为：
Pitch＝CD+SBW+2×SB2M；
恰可加入2根所述第一SRAF类型的结构图形之图形周期为：
Pitch＝CD+2×SBW+2×SB2M+SB2SB。
可选地，所述第二SRAF类型是在确保不降低工艺窗口的前提下，在不会曝光在晶圆上的SRAF类型中选择SRAF宽度越大，距主图形距离越近，曝到晶圆上图形形貌好、边缘清晰的SRAF类型。
可选地，在SRAF类型中选取第二SRAF类型，并在晶圆上进行二次验证时，系采用低倍拍图不执行量测的模式。
可选地，采用低倍拍图不执行量测的模式判定所述第二SRAF类型是否会曝在晶圆上系选择3～5种具有所述第二SRAF类型的结构图形，并在所述结构图形中选取图形周期恰可加入1根所述第二SRAF类型和2根所述第二SRAF类型的2个结构图形进行观察。
可选地，所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法适合多种不同层的OPC模型建立过程。
为实现本发明之第二目的，本发明提供一种OPC的建模方法，所述OPC的建模方法包括采用所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法。
综上所述，本发明OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法采用已知可曝在晶圆上的第一SRAF类型建立模型，模拟具有系列SRAF类型的数据版图，进而确定SARF类型，不仅有效减少OPC建模前期准备工作量，缩短确定SRAF类型的时间和提高资源利用率，而且提高OPC建模效率和准确度。
附图说明
图1所示为本发明OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法之流程图；
图2所示为28nm PO OPC建模确定SRAF采用的图形种类；
图3所示为SRAF类型是否会曝在晶圆上的模拟图；
图4所示为表征SRAF和主图形常用的参数；
图5所示为现有OPC建模常用的确定SRAF类型的流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
次分辨率辅助图形(Sub-resolution Assistant Feature,SRAF)是被放置在稀疏设计图形周围的细小图形，使稀疏图形在光学的角度上看像密集图形，有助于改善稀疏图形在焦深工艺窗口边缘的图像对比度。在曝光时，它们只对光线起散射作用，而不会被曝在光刻胶上形成图形。快速准确确定能提高稀疏图形的工艺窗口又不会被曝出来的SRAF类型，是OPC建模收集数据时的一个重要参数。
请参阅图4，图4所示为表征SRAF和主图形常用的参数。SRAF图形类型常用三个参数来描述：SRAF的宽度(SBW)，SRAF与主图形间的距离(SB2M)，两个SRAF间的距离(SB2SB)。主图形常用线宽(CD)和图形周期(pitch)两个参数来描述。
请参阅图5，图5所示为现有OPC建模常用的确定SRAF类型的流程图。所述现有OPC建模常用的确定SRAF类型的流程，包括：根据经验值选择SBW0相同的一系列SRAF，先用线宽扫描电子显微镜(CDSEM)观察SB2M和SB2SB值最小的SRAF能否被曝出来。若不能被曝出来，则此SBW0系列的其它类型SRAF均不能被曝出来；若能被曝出来则用CDSEM观察SB2M和SB2SB最大的SRAF，若仍能被曝出来，则更换到SBW减小的另一组SRAF。先观察SB2M和SB2SB最大的SRAF能否被曝出来，若能被曝出来则继续更换到SBW更小的一组SRAF。按照上述方法继续搜索，若不能被曝出来则可以向SB2M和SB2SB值减小的方向搜索是否存在其它不被曝出来的SRAF，最终确定一个最佳的SRAF类型。
通常地，这个过程需要搜索4～5种SRAF类型，5～6种结构图形，每种图形8-10个不同图形周期的图形，每组图形需要观察35个芯片。则，整个过程需要在CDSEM机台端至少观察验证5600个图形，设置量测程序和执行量测共耗时高达24小时。
请参阅图1，图1所示为本发明OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法之流程图。所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，包括：
执行步骤S1：在已有SRAF数据库中选择可曝在晶圆上的第一SRAF类型；
执行步骤S2：选择具有所述第一SRAF类型的结构图形，并在所述结构图形中选取图形周期(Pitch)恰可加入1根所述第一SRAF类型和2根所述第一SRAF类型的结构图形进行CDSEM量测，收集数据建立可评估SRAF类型是否会曝在晶圆上的模型；
执行步骤S3：通过所述模型模拟具有系列SRAF类型的版图数据库，以确定不会曝在晶圆上的SRAF类型；
执行步骤S4：在SRAF类型中选取第二SRAF类型，并在晶圆上进行二次验证，以确定所述第二SRAF类型不会曝在晶圆上；
执行步骤S5：基于具有所述第二SRAF类型的不同结构图形，收集OPC模型数据并开展建模。
为了更直观的揭露本发明之技术方案，凸显本发明之有益效果，现结合具体实施方式为例，对所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法之流程和工作原理进行阐述。在具体实施方式中，所述建模流程、数据收集数量、SRAF类型等仅为列举，不应视为对本发明技术方案的限制。
明显地，本发明在主张所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法时，同时还主张一种OPC的建模方法，所述OPC的建模方法包括所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法。
请继续参阅图1，图1所示为本发明OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法之流程图。所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，包括：
执行步骤S1：在已有SRAF数据库中选择可曝在晶圆上的第一SRAF类型；
容易理解地，所述SRAF类型之宽度(SBW)越大，SRAF类型与主图形间的距离(SB2M)及SRAF类型之间的距离(SB2SB)越小，越容易曝在晶圆上。则，所述第一SRAF类型优选地为SRAF类型之宽度(SBW)最大、SRAF类型与主图形间的距离(SB2M)及SRAF类型之间的距离(SB2SB)最小。
执行步骤S2：选择具有所述第一SRAF类型的结构图形，并在所述结构图形中选取图形周期(Pitch)恰可加入1根所述第一SRAF类型和2根所述第一SRAF类型的结构图形进行CDSEM量测，收集数据建立可评估SRAF类型是否会曝在晶圆上的模型；
为了提高所述模型的可靠度和测试有效性，收集数据建立可评估SRAF类型是否会曝在晶圆上的模型时，选择3～5种具有所述第一SRAF类型的结构图形，并在所述结构图形中选取图形周期(Pitch)恰可加入1根所述第一SRAF类型和2根所述第一SRAF类型的2～3个结构图形进行CDSEM量测。更具体地，每个结构图形量测3个点，共计量测90个数据点。
非限制性地，所述3～5种结构图形为1行ⅹ多列的矩阵式分布线宽图形、1ⅹ3矩阵式分布线宽图形、1ⅹ5矩阵式分布线宽图形、1行ⅹ多列的矩阵式分布反线宽图形、1ⅹ3矩阵式分布反线宽图形、1ⅹ5矩阵式分布反线宽图形中的至少3种。
进一步地，恰可加入1根所述第一SRAF类型的结构图形之图形周期为：
Pitch＝CD+SBW+2×SB2M；
恰可加入2根所述第一SRAF类型的结构图形之图形周期为：
Pitch＝CD+2×SBW+2×SB2M+SB2SB。
执行步骤S3：通过所述模型模拟具有系列SRAF类型的版图数据库，以确定不会曝在晶圆上的SRAF类型；
执行步骤S4：在SRAF类型中选取第二SRAF类型，并在晶圆上进行二次验证，以确定所述第二SRAF类型不会曝在晶圆上；
优选地，所述第二SRAF类型是在确保不降低工艺窗口的前提下，在不会曝光在晶圆上的SRAF类型中选择SRAF宽度越大，距主图形距离越近，曝到晶圆上图形形貌好、边缘清晰的SRAF类型。其中，在SRAF类型中选取第二SRAF类型，并在晶圆上进行二次验证时，系采用低倍拍图不执行量测的模式。即，在晶圆上对所述第二SRAF类型是否会曝在晶圆上进行验证时，采用低倍拍图不执行量测的模式判定所述第二SRAF类型是否会曝在晶圆上。更具体地，选择3～5种具有所述第二SRAF类型的结构图形，并在所述结构图形中选取图形周期(Pitch)恰可加入1根所述第二SRAF类型和2根所述第二SRAF类型的2个结构图形进行观察。例如，每个结构图形观察35个点，共计观察验证350个图形。
执行步骤S5：基于具有所述第二SRAF类型的不同结构图形，收集OPC模型数据并开展建模。显然地，所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法亦适合多种不同层的OPC模型建立过程。
请参阅图2、图3，并结合参阅图1，现以具体实施例进一步阐述。图2所示为28nm POOPC建模确定SRAF采用的图形种类。图3所示为SRAF类型是否会曝在晶圆上的模拟图。例如，28nm PO OPC模型中SRAF类型的确定，包括：
(1)选取参数值分别为：SBW＝35，SB2M＝70，SB2SB＝60的SRAF类型，为了便于阐述，在本发明创造中记为SRAF 35-70-60；选取3种结构图形CD分别为48、100、200，pitch＝330、340、350、600、700、800，共计54组图形。具体为：3(图形结构)×3(CD)×6(图形周期)＝54。图2所示为包含SRAF35-70-60，CD＝48，Pitch＝330、340、350的3种结构图形示意图。
(2)在曝光处理后的晶圆上搜索到包含SRAF 35-70-60的54组图形，用CDSEM量测54组图形曝光显影后的CD值(ADI)，每组图形量测3个芯片，共量测162个点，耗时约1小时，取平均值后即54个数据点进行建模。
(3)通过所述模型模拟具有系列组合SRAF设计的版图，从模拟所产生的OPC仿真轮廓图(Contour)可知所述SRAF是否曝在晶圆上。选择SRAF25-120-110、SRAF 25-55-55、SRAF23-90-80三种SRAF为代表进行说明。
(4)结合工艺条件确定最佳的SRAF类型为SRAF 23-90-80。
(5)选择包含SRAF 23-90-80模块的图形收集模型数据，开展建模工作。
明显地，本发明OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法采用已知可曝在晶圆上的第一SRAF类型建立模型，模拟具有系列SRAF类型的数据版图，进而确定SARF类型，不仅有效减少OPC建模前期准备工作量，缩短确定SRAF类型的时间和提高资源利用率，而且提高OPC建模效率和准确度。
综上所述，本发明OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法采用已知可曝在晶圆上的第一SRAF类型建立模型，模拟具有系列SRAF类型的数据版图，进而确定SARF类型，不仅有效减少OPC建模前期准备工作量，缩短确定SRAF类型的时间和提高资源利用率，而且提高OPC建模效率和准确度。
本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (10)

1.一种OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，其特征在于，所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，包括：
执行步骤S1：在已有SRAF数据库中选择可曝在晶圆上的第一SRAF类型；
执行步骤S2：选择具有所述第一SRAF类型的结构图形，并在所述结构图形中选取图形周期恰可加入1根所述第一SRAF类型和2根所述第一SRAF类型的结构图形进行CDSEM量测，收集数据建立可评估SRAF类型是否会曝在晶圆上的模型；
执行步骤S3：通过所述模型模拟具有系列SRAF类型的版图数据库，以确定不会曝在晶圆上的SRAF类型；
执行步骤S4：在SRAF类型中选取第二SRAF类型，并在晶圆上进行二次验证，以确定所述第二SRAF类型不会曝在晶圆上；
执行步骤S5：基于具有所述第二SRAF类型的不同结构图形，收集OPC模型数据并开展建模。
2.如权利要求1所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，其特征在于，所述第一SRAF类型为SRAF类型之宽度SBW最大、SRAF类型与主图形间的距离SB2M及SRAF类型之间的距离SB2SB最小。
3.如权利要求2所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，其特征在于，收集数据建立可评估SRAF类型是否会曝在晶圆上的模型时，选择3～5种具有所述第一SRAF类型的结构图形，并在所述结构图形中选取图形周期恰可加入1根所述第一SRAF类型和2根所述第一SRAF类型的2～3个结构图形进行CDSEM量测。
4.如权利要求3所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，其特征在于，所述结构图形为1ⅹ3矩阵式分布线宽图形、1ⅹ5矩阵式分布线宽图形、1ⅹ3矩阵式分布反线宽图形和1ⅹ5矩阵式分布反线宽图形中的至少3种。
5.如权利要求3所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，其特征在于，恰可加入1根所述第一SRAF类型的结构图形之图形周期为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
恰可加入2根所述第一SRAF类型的结构图形之图形周期为：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
。
6.如权利要求1所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，其特征在于，所述第二SRAF类型是 在确保不降低工艺窗口的前提下，在不会曝光在晶圆上的SRAF类型中选择SRAF宽度越大，距主图形距离越近，曝到晶圆上图形形貌好、边缘清晰的SRAF类型。
7.如权利要求1所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，其特征在于，在SRAF类型中选取第二SRAF类型，并在晶圆上进行二次验证时，系采用低倍拍图不执行量测的模式。
8.如权利要求7所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，其特征在于，采用低倍拍图不执行量测的模式判定所述第二SRAF类型是否会曝在晶圆上系选择3～5种具有所述第二SRAF类型的结构图形，并在所述结构图形中选取图形周期恰可加入1根所述第二SRAF类型和2根所述第二SRAF类型的2个结构图形进行观察。
9.如权利要求1～8任一权利要求所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法，其特征在于，所述OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法适合多种不同层的OPC模型建立过程。
10.一种OPC的建模方法，其特征在于，所述OPC的建模方法包括采用权利要求1-9中任一项的OPC建模中次分辨率辅助图形确定的方法。
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