CN108062010B - 一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法 - Google Patents

一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法，应用于光刻工艺中，其中，提供一目标图形，并对目标图形的图形边进行分割以形成可移动的图形片段；包括以下步骤：步骤S1、对目标图形进行模拟曝光以获得目标图形的边缘误差；步骤S2、根据边缘误差移动图形片段，并在移动后的目标图形达到一预定值时执行步骤S3；步骤S3、停止移动图形片段，判断移动的图形片段是否为间隔终端，并在为间隔终端时执行步骤S4；步骤S4、根据当前的图形片段与栅极之间的距离，对移动之后的间隔终端进行追加移动；步骤S5、固定当前的图形片段，以形成最终的修正图形。其技术方案的有益效果在于，在修正过程中可有效减小栅极尺寸波动，可提产品性能。

Description

一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法
技术领域
本发明涉及半导体制备领域，尤其涉及一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法。
背景技术
在亚波长微影工艺领域，RET(解析度增强技术)技术已经成为提高图形解析度，增强微影工艺稳定性的重要保证。在不断寻求193nm光刻解析能力极限的过程中，一些193nm微影技术的加强方法比如浸入式光刻，两次曝光技术都已经在半导体制造中得到应用，然而在找到合适根本替代解决方案之前，譬如EUV(远紫外光)实现商业化，OPC OpticalProximity Correction，光学临近修正。)仍然是先进半导体制造所需要的关键技术。
在不断追求图形转移质量的过程中，各种新的OPC技术应运而生，然而在不同的技术节点，OPC技术都受到解析度极限的限制，OPC技术可以优化由于临近效应造成的尺寸变化，改善线端缩短等问题，但仍然无法避免拐角圆化(Corner Rounding)现象。
在不同技术节点微影工艺中，多晶硅层一直都是最为关键的微影层次，不仅因为其设计尺寸在整个技术节点最小，因而在微影工艺中最具挑战性，而且多晶硅层的硅片尺寸浮动影响到产品的性能，因而对多晶硅层的尺寸控制更为严格。
在多数层次的图形转移过程中，拐角圆化不会对产品的性能造成大的影响，然而对于多晶硅层，由于栅极尺寸的一致性会影响产品的性能，因而对于靠近拐角的栅极，必须尽量避免拐角圆化对栅极尺寸的影响，才能减少栅极尺寸波动。
现有的处理方法一般采用MRC(掩模板规则限制)避免OPC过度修正，同时确保避免由于过小的掩模板尺寸导致增加制作难度；
但MRC也会导致修正不足引起修正误差，尤其在线端(Line End)或者间隔终端(Space End)。
图1，图2揭示了两种不同的OPC方法对栅极区域的影响，在图2的OPC结果中，栅极尺寸的一致性得到明显的改善。
掩模板规则限制(Mask Rule Constraint)也是影响OPC精度重要因素，在如图3所示的案例中，栅极区域除了受到拐角圆化效应的影响，掩模板规则限制也导致间隔终端(Space End)存在较大的修正误差，这些OPC结果最终导致栅极尺寸的波动，并影响产品的性能。
发明内容
针对现有技术中对目标图形执行OPC修正存在的上述问题，现提供一种旨在可有效减小栅极尺寸波动，可提产品性能的方法。
具体技术方案如下：
一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法，应用于光刻工艺中，其中，提供一目标图形，并对所述目标图形的图形边进行分割以形成可移动的图形片段；
包括以下步骤：
步骤S1、对所述目标图形进行模拟曝光以获得所述目标图形的边缘误差；
步骤S2、根据所述边缘误差移动所述图形片段，并在移动后的所述目标图形达到一预定值时执行步骤S3；
步骤S3、停止移动所述图形片段，判断移动的所述图形片段是否为间隔终端，并在为所述间隔终端时执行步骤S4；
步骤S4、根据当前的所述图形片段与栅极之间的距离，对移动之后的所述间隔终端进行追加移动；
步骤S5、固定当前的所述图形片段，以形成最终的修正图形。
优选的，在所述步骤S2中，当移动后的所述目标图形未达到所述预定值时，执行以下步骤：
步骤A1、继续移动所述图形片段得到一第一修正图形；
步骤A2、判断所述目标图形的修正次数是否超过一预设值；
若是，则将当前的所述第一修正图形作为最终的所述修正图形；
若否，则将所述目标图形的修正次数加1，并返回步骤S1。
优选的，在所述步骤S5中，包括以下步骤：
步骤S51、固定所述图形片段以形成一第二修正图形；
步骤S52、判断所述目标图形的修正次数是否超过一预设值；
若是，则将当前的所述第二修正图形作为最终的所述修正图形；
若否，则将所述目标图形的修正次数加1，并返回步骤S1。
优选的，在所述步骤S3中，当移动的所述图形片段非所述间隔终端时，执行以下步骤；
步骤B1、根据当前停止移动的所述图形片段形成一第三修正图形；
步骤B2、判断所述目标图形的修正次数是否超过一预设值；
若是，则将当前的所述第三修正图形作为最终的所述修正图形；
若否，则将所述目标图形的修正次数加1，并返回步骤S1。
优选的，所述目标图形为多晶硅层图形，所述栅极表示所述多晶硅层图形和有源区层图形重叠的部分；
对所述目标图形进行追加移动的方法，包括以下步骤：
步骤S41、获取所述间隔终端与所述栅极之间的水平距离；
步骤S42、根据所述水平距离，将所述间隔终端于水平方向向所述目标图形的内部或者所述目标图形的外部提供对应的修正值。
优选的，当所述水平距离大于等于所述多晶硅的2倍的最小线宽值时，将所述间隔终端于水平方向向所述目标图形的外部移动至所述修正值。
优选的，当所述水平距离小于等于所述多晶硅的最小线宽值时，将所述间隔终端于水平方向向所述目标图形的内部移动至所述修正值。
优选的，所述修正值为10-30nm。
优选的，提供一光学临近效应修正工具，对所述目标图形进行分割以及对所述图形片段的移动以及固定的操作。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：在修正过程中可有效减小栅极尺寸波动，可提产品性能，还可避免根据掩膜版规则导致修正不足引起修正误差(尤其在目标图形的线段或者间隔终端)。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1-3为背景技术部分，现有的OPC执行修正后的修正图形；
图4为本发明一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法中实施例的流程图；
图5为本发明一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法中实施例中，关于所述目标图形未达到所述预定值时执行方法的流程图；
图6为本发明一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法中实施例中，关于固定所述图形片段后的方法的流程图；
图7为本发明一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法中实施例中，关于所述图形片段非所述间隔终端时执行方法的流程图；
图8为本发明一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法中实施例中，关于对所述目标图形进行追加移动的方法的流程图；
图9-13为本发明一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法中，对应标准图形的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明的技术方案中包括一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法。
一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法，应用于光刻工艺中，其中，提供一目标图形，并对目标图形的图形边进行分割以形成可移动的图形片段；
如图4所示，包括以下步骤：
步骤S1、对目标图形进行模拟曝光以获得目标图形的边缘误差；
步骤S2、根据边缘误差移动图形片段，并在移动后的目标图形达到一预定值时执行步骤S3；
步骤S3、停止移动图形片段，判断移动的图形片段是否为间隔终端，并在为间隔终端时执行步骤S4；
步骤S4、根据当前的图形片段与栅极之间的距离，对移动之后的间隔终端进行追加移动；
步骤S5、固定当前的图形片段，以形成最终的修正图形。其主要针对多晶硅层的OPC处理中，受到MRC影响，一些特殊结构的图形存在明显的间隔终端(Space End)缩短问题，进而影响到栅极尺寸一致性。
本发明中按照间隔终端与栅极的距离，在OPC修正过程中对间隔终端片段作出相应的追加移动，可以减少与栅极距离较近的间隔终端的修正误差，并减少对应的栅极尺寸波动，虽然与栅极距离较远的间隔终端的修正误差增加，但对应的栅极尺寸波动影响不大，进而可提高产品性能。
在一种较优的实施方式中，如图5所示，在步骤S2中，当移动后的目标图形未达到预定值时，执行以下步骤：
步骤A1、继续移动图形片段得到一第一修正图形；
步骤A2、判断目标图形的修正次数是否超过一预设值；
若是，则将当前的第一修正图形作为最终的修正图形；
若否，则将目标图形的修正次数加1，并返回步骤S1。
在一种较优的实施方式中，如图6所示，在步骤S5中，包括以下步骤：
步骤S51、固定图形片段以形成一第二修正图形；
步骤S52、判断目标图形的修正次数是否超过一预设值；
若是，则将当前的第二修正图形作为最终的修正图形；
若否，则将目标图形的修正次数加1，并返回步骤S1。
在一种较优的实施方式中，如图7所示，在步骤S3中，当移动的图形片段非间隔终端时，执行以下步骤；
步骤B1、根据当前停止移动的图形片段形成一第三修正图形；
步骤B2、判断目标图形的修正次数是否超过一预设值；
若是，则将当前的第三修正图形作为最终的修正图形；
若否，则将目标图形的修正次数加1，并返回步骤S1。
上述技术方案中，在步骤S2、S3和S5中，修正次数的预定值是同一数值，且该数值可根据需求进行自定义设置。
在一种较优的实施方式中，目标图形为多晶硅层图形，栅极表示多晶硅层图形和有源区层图形重叠的部分；
如图8所示，对目标图形进行追加移动的方法，包括以下步骤：
步骤S41、获取间隔终端与栅极之间的水平距离；
步骤S42、根据水平距离，将间隔终端于水平方向向目标图形的内部或者目标图形的外部提供对应的修正值。
在一种较优的实施方式中，当水平距离大于等于多晶硅的2倍的最小线宽值时，将间隔终端于水平方向向目标图形的外部移动至修正值。
在一种较优的实施方式中，当水平距离小于等于多晶硅的最小线宽值时，将间隔终端于水平方向向目标图形的内部移动至修正值。
在一种较优的实施方式中，修正值为10-30nm。
在一种较优的实施方式中，提供一光学临近效应修正工具，对目标图形进行分割以及对图形片段的移动以及固定的操作。
以下给出一具体的实施方式进行说明，参照图9-13；
我们假设多晶硅层最小线宽为CDW，OPC最大修正次数为x，在第i次OPC修正过程中，图形边片段FSEC受到MRC的限制，为减少栅极尺寸波动的OPC处理方法如下：
参照图9，输入目标图形后，进行OPC模拟和修正，每一次修正后判断是否有受MRC限制图形边片段；
在第i次OPC修正过程中，图形边片段FSEC受到MRC的限制，并且FSEC为间隔终端；
参照图10-11，判断FSEC中与有源区(Active Area)正对距离；
如果正对距离超过2倍最小线宽(EXT1>＝2CDW)则输出为FSEC1；
如果正对距离小于1倍最小线宽(EXT2<＝CDW；)则输出为FSEC2；
参照图12，在第i+1次修正过程中，基于第i次OPC结果对FSEC1追加修正值z，对FSEC2追加修正值-z，
其中，z的典型大小为10nm-30nm；
完成第i+1次修正后冻结图形边片段FSEC1和FSEC2；
完成剩余的OPC模拟和修正，直到达到最大修正次数x，结束OPC处理，得到最终OPC结果OPC_x，如图13所示。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法，应用于光刻工艺中，其特征在于，提供一目标图形，并对所述目标图形的图形边进行分割以形成可移动的图形片段；
包括以下步骤：
步骤S1、对所述目标图形进行模拟曝光以获得所述目标图形的边缘误差；
步骤S2、根据所述边缘误差移动所述图形片段，并在移动后的所述目标图形的尺寸达到一预定值时执行步骤S3；
步骤S3、停止移动所述图形片段，判断移动的所述图形片段是否为间隔终端，并在为所述间隔终端时执行步骤S4；
步骤S4、根据当前的所述图形片段与栅极之间的距离，对移动之后的所述间隔终端进行追加移动；
步骤S5、固定当前的所述图形片段，以形成最终的修正图形。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，当移动后的所述目标图形未达到所述预定值时，执行以下步骤：
步骤A1、根据所述边缘误差继续移动所述图形片段，得到一第一修正图形；
步骤A2、判断所述目标图形的修正次数是否超过一预设值；
若是，则将当前的所述第一修正图形作为最终的所述修正图形；
若否，则将所述目标图形的修正次数加1，并返回步骤S1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S5中，包括以下步骤：
步骤S51、固定所述图形片段以形成一第二修正图形；
步骤S52、判断所述目标图形的修正次数是否超过一预设值；
若是，则将当前的所述第二修正图形作为最终的所述修正图形；
若否，则将所述目标图形的修正次数加1，并返回步骤S1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，当移动的所述图形片段非所述间隔终端时，执行以下步骤；
步骤B1、根据当前停止移动的所述图形片段形成一第三修正图形；
步骤B2、判断所述目标图形的修正次数是否超过一预设值；
若是，则将当前的所述第三修正图形作为最终的所述修正图形；
若否，则将所述目标图形的修正次数加1，并返回步骤S1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标图形为多晶硅层图形，所述栅极表示所述多晶硅层图形和有源区层图形重叠的部分；
对所述目标图形进行追加移动的方法，包括以下步骤：
步骤S41、获取所述间隔终端与所述栅极之间的水平距离；
步骤S42、根据所述水平距离，将所述间隔终端于水平方向向所述目标图形的内部或者所述目标图形的外部提供对应的修正值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述水平距离大于等于所述多晶硅的2倍的最小线宽值时，将所述间隔终端于水平方向向所述目标图形的外部移动至所述修正值。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述水平距离小于等于所述多晶硅的最小线宽值时，将所述间隔终端于水平方向向所述目标图形的内部移动至所述修正值。
8.根据权利要求5-7中任一所述的方法，其特征在于，所述修正值为10-30nm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供一光学临近效应修正工具，对所述目标图形进行分割以及对所述图形片段的移动以及固定的操作。
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