CN108073047B - 光学临近效应校正方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学临近效应校正方法及系统。所述方法包括：对光刻的设计图形进行分类；对各类别的图形进行区域划分，按区域对产品造成负面影响的风险相应赋予权重；将一设计图形作为待校正图形并在图形边缘设置多个目标点；根据OPC模型得到待校正图形的OPC修正图形并进行模拟，得到图形模拟结果；计算各目标点的位置处图形模拟结果与待校正图形之间的差异；根据差异和权重对OPC修正图形进行调整，并再次进行模拟得到调整后的图形模拟结果；反复执行以上两步骤，得到最终的OPC修正图形。本发明对图形上的不同目标点引入权重概念，当不同区域的修正需求产生冲突时，优先满足高权重目标点的修正需求，从而能够提高元器件的良率。

Description

光学临近效应校正方法及系统

技术领域

本发明涉及光学临近效应校正(OPC)工艺，特别是涉及一种光学临近效应校正方法，还涉及一种光学临近效应校正系统。

背景技术

在0.18微米及以下技术节点的关键层次，比如有源区层次(TO)、栅氧化层层次(GT)、金属连线层次(An)的关键尺寸(CD)越来越小，CD已经接近甚至小于光刻工艺中所使用的光波波长。因此在光刻过程中，由于光的干涉和衍射现象，硅片上实际得到的光刻图形与掩膜版图形之间存在一定的变形和偏差。光刻中的这种误差直接影响元器件性能和生产成品率。为尽量消除这种误差，一种有效的方法是采用光学临近效应校正(OPC)工艺。

随着光刻关键尺寸越来越小、设计图形越来越复杂，对OPC修正的精度提出了更高的要求。在传统的OPC修正过程中，往往存在一个图形的不同区域产生修正冲突的问题。参见图1，长方形区域10为设计图形(一线条端)，即我们想在硅片上光刻出的目标图形；指尖区域20为根据OPC修正图形进行模拟得到的图形模拟结果。可以看到A处存在修正不足(即图形模拟结果比设计图形要小)的问题，而B处存在修正过量(即图形模拟结果比设计图形要大)的问题。而且A、B两处的修正需求是冲突的，比如如果想要弥补A处的修正不足，会导致B处的修正过量问题更严重，反之亦然。

传统的光学临近效应校正工艺对此往往是简单地对OPC修正需求存在冲突的区域进行平均牺牲。但这样的方法无法有效平衡修正结果，从而无法适应复杂图形环境下的精确修正。经过该OPC修正方法修正过的产品仍然会出现良率的问题。

发明内容

基于此，有必要提供新的一种光学临近效应校正方法，以带来更高的元器件良率。

一种光学临近效应校正方法，包括：步骤A，对光刻的设计图形进行分类，得到所述设计图形所属的类别；步骤B，对各类别的设计图形进行区域划分，按照在光刻时出现图形变形对产品造成负面影响的风险高低，给设计图形的每一个区域相应赋予权重，风险越高赋予的权重越高；步骤C，将一所述设计图形作为待校正图形，并在所述待校正图形边缘设置多个目标点；步骤D，根据OPC模型得到所述待校正图形的OPC修正图形，并对所述OPC修正图形进行模拟，得到图形模拟结果；步骤E，计算各目标点的位置处所述图形模拟结果与所述待校正图形之间的差异；步骤F，根据各目标点的所述差异和相应目标点所属区域的所述权重，对所述OPC修正图形进行调整，调整时相应目标点所属区域的所述权重越高，则越优先满足该目标点的修正需求；再次进行模拟得到调整后的图形模拟结果；步骤G，反复执行步骤F，得到最终的OPC修正图形。

在其中一个实施例中，所述差异是边缘放置误差。

在其中一个实施例中，所述步骤C还包括对所述待校正图形的外边进行解析分割、成为多个片段的步骤。

在其中一个实施例中，所述步骤B具体是统计因该类设计图形出现光刻误差导致的缺陷产品中设计图形的每一个区域出现光刻误差所占的百分比，设计图形的所述百分比越高的区域，被赋予的权重越高。

在其中一个实施例中，所述步骤B具体是统计因该类设计图形出现光刻误差导致的缺陷产品中各个区域因OPC修正不足导致缺陷所占的百分比和因OPC修正过量导致缺陷所占的百分比，所述百分比越高则对设计图形的相应区域OPC修正不足或OPC修正过量赋予的权重越高。

在其中一个实施例中，所述设计图形所属的类别包括孤立线条，对孤立线条的图形进行区域划分包括划分出线条端区域和线条端邻边区域，所述线条端区域的所述权重大于所述线条端邻边区域的所述权重。

在其中一个实施例中，所述设计图形所属的类别包括转角内侧，对转角内侧的图形进行区域划分包括划分出角落区域和角落邻边区域，所述角落区域的所述权重小于所述角落邻边区域的所述权重。

在其中一个实施例中，所述步骤G具体是反复执行步骤F预设的迭代次数后，得到最终的OPC修正图形。

在其中一个实施例中，所述步骤F包括判断本次图形模拟结果与所述待校正图形的误差是否在预设范围内，若是，则将所述本次图形模拟结果作为所述最终的OPC修正图形。

还有必要提供一种光学临近效应校正系统。

一种光学临近效应校正系统，包括：分类模块，用于对光刻的设计图形进行分类，得到所述设计图形所属的类别；权重设置模块，用于对各类别的图形进行区域划分，按照每一个区域在光刻时出现图形变形对产品造成负面影响的风险高低相应赋予权重，风险越高赋予的权重越高；目标点设置模块，用于将一所述设计图形作为待校正图形并在图形边缘设置多个目标点；初次模拟模块，用于根据OPC模型得到所述待校正图形的OPC修正图形，并对所述OPC修正图形进行模拟，得到图形模拟结果；差异计算模块，用于计算各目标点的位置处所述图形模拟结果与所述待校正图形之间的差异；OPC修正模块，用于根据各目标点的所述差异和相应目标点所属区域的所述权重，对所述OPC修正图形进行调整，并再次进行模拟得到调整后的图形模拟结果；调整时目标点的权重越高、则越优先满足该目标点的修正需求；迭代模块，用于循环调用所述差异计算模块和所述OPC修正模块，直到得到最终的OPC修正图形。

上述光学临近效应校正方法及系统，对图形上的不同目标点引入权重概念，对处于关键位置的目标点，给予更高的权重；而对于处在非关键位置的目标点，则适当降低权重。OPC修正过程中，当不同区域的修正需求产生冲突时，按权重高低分配修正需求，优先满足高权重目标点的修正需求，从而有效提高OPC修正精度，降低工艺风险，达到复杂环境下的精确修正，提高光刻版图形在晶圆上成像的准确度，从而减小实际硅片上得到的图形与设计图形之间变形与偏差，提高元器件的良率。

附图说明

图1是OPC修正后的图形存在相互冲突的OPC修正需求的示意图；

图2是一实施例中光学临近效应校正方法的流程图；

图3是设计图形中金属条的线条端与通孔接触处的示意图；

图4是根据本发明的光学临近效应校正方法对孤立线条端进行OPC修正后得到的图形模拟结果与传统的光学临近效应校正方法得到的图形模拟结果的比较图；

图5是本发明的光学临近效应校正方法对转角内侧进行OPC修正后得到的图形模拟结果与传统的光学临近效应校正方法得到的图形模拟结果的比较图。

具体实施方式

中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明的思路是对传统的OPC修正方式进行改进，对图形上的不同目标点引入权重概念，对处于关键位置的目标点，即该位置处的光刻图形发生变形很容易导致产品缺陷的目标点，给予更高的权重；而对于处在非关键位置的目标点，即该位置处的光刻图形即使发生变形也不容易导致产品缺陷的目标点，则可以适当降低权重。OPC修正过程中，当不同区域的修正需求产生冲突时，按权重高低分配修正需求，优先满足高权重目标点的修正需求，从而有效提高OPC修正精度，降低工艺风险，提高元器件的良率。

图2是一实施例中光学临近效应校正方法的流程图，包括下列步骤：

S110，对光刻的设计图形进行分类，得到设计图形所属的类别。

收集制造中由于光刻出现图形变形造成产品缺陷的案例，重点将这些案例中出现变形的图形作为集合一进行归类，作为分类时的借鉴。还可以统计会出现不同区域的修正需求发生冲突的设计图形作为集合二，作为分类的参考。例如可以按照集合一和集合二的交集的设计图形的形状特征进行分类，分类时还可以参考本领域习知的OPC模型的分类方法。

S120，对各类别图形进行区域划分，按区域对产品造成负面影响的风险相应赋予权重。

对各类别的设计图形进行区域划分，按照该类别的设计图形的每一个区域在光刻时出现图形变形对产品造成负面影响的风险高低，给设计图形的每一个区域相应赋予权重，风险越高赋予的权重越高。例如可以参考下表，列出各图形的各区域因光刻时出现图形变形造成产品缺陷的百分比。注意不同图形的区域A(或者区域B、C等等)之间没有关系，这里只是采用同一个称呼。

	图形一	图形二	图形三
				区域A	x％	…	…
区域B	…	…	…
				区域C	…	…	…

S210，将一设计图形作为待校正图形，并在待校正图形边缘设置多个目标点。

在本实施例中，是根据OPC程序的设定对设计图形的外边进行解析分割(Dissection)，得到多个片段(Segment)。然后根据OPC程序在每个片段的相应位置放置目标点(Target Point)。

S220，根据OPC模型得到待校正图形的OPC修正图形并进行模拟，得到图形模拟结果。

OPC修正图形即对应在光刻的掩膜版上形成的图形，根据OPC模型得到待校正图形的OPC修正图形后，模拟其通过光刻在光刻胶上形成的图形。

S230，计算各目标点的位置处图形模拟结果与待校正图形之间的差异。

在本实施例中，是计算图形模拟结果与待校正图形在各目标点处的边缘放置误差(Edge Placement Error,EPE)。需要指出的是，步骤S110和S120，与步骤S210、S220、S230之间无先后的顺序要求。即S110—S210的流程是与S210—S220—S230的流程可以并行的。

S240，根据差异和权重对OPC修正图形进行调整。

根据各目标点的差异(EPE)和相应目标点所属区域的权重，对OPC修正图形进行调整。OPC修正过程中，当不同区域的修正需求产生冲突时，按权重高低分配修正需求，相应目标点所属区域的所述权重越高，越优先满足该目标点的修正需求。

S250，根据调整后的OPC修正图形再次进行模拟得到调整后的图形模拟结果。

之后循环执行步骤S230～S250，反复数次后进入步骤S260：得到最终的OPC修正图形。

在一个实施例中，循环执行步骤S230～S250是反复执行预设迭代次数后，得到最终的OPC修正图形。预设迭代次数的设定可以根据本领域习知的光学临近效应校正方法进行设定。

在另一个实施例中，步骤S250还包括判断本次图形模拟结果与待校正图形的误差是否在预设范围内，若是则进入步骤S260，将本次图形模拟结果作为最终的OPC修正图形，否则继续返回执行步骤S230～S250的循环。

在还一个实施例中，循环执行步骤S230～S250是反复执行预设迭代次数后，再判断本次图形模拟结果与待校正图形的误差是否在预设范围内(即到达预设迭代次数之前，步骤S250不将本次图形模拟结果与待校正图形进行比较)，若是，则进入步骤S260，将本次图形模拟结果作为最终的OPC修正图形，否则继续返回执行步骤S230～S250的循环。

在一个实施例中，步骤S120是统计因该类设计图形出现光刻误差导致的缺陷产品中，各个区域因OPC修正不足导致缺陷所占的百分比和OPC修正过量导致缺陷所占的百分比(占所有的缺陷产品中的百分比)，百分比越高则对相应区域OPC修正不足或OPC修正过量赋予的权重越高。例如可以参考下表，每个方格中的一个直角三角形用于记录该类别图形的该区域因OPC修正不足导致缺陷占所有的缺陷产品的百分比，另一个直角三角形用于记录该类别设计图形的该区域因OPC修正过量导致缺陷占所有的缺陷产品的百分比。

相应地，在步骤S240中，差异(例如EPE)包括该目标点属于OPC修正过量还是OPC修正不足。根据该目标点属于OPC修正过量还是OPC修正不足带入相应的权重。

以下通过一些实施例对设计图形所属的类别进行说明。

一种典型的设计图形类别为孤立线条。孤立线条进行解析分割后的片段包括线条端片段和线条端邻边片段。仍参照图1，长方形区域10即为一孤立线条端(Isolated LineEnd)。在实际制造中，线条端片段(即A处)的OPC修正结果远比线条端邻边片段(即B处)的OPC修正结果重要。尤其对于金属层次(Metal)，由于金属层次的线条端11处很有可能会需要连接通孔(Contact)41，如果线条端11的OPC修正不足，就可能存在通孔覆盖的问题，引起接触不良，参见图3。而对于孤立线条端(金属层次中的线条端11为金属条)，由于周边没有其他图形，也就不存在连条(Bridge)的风险，所以孤立线条端的线条端邻边片段的过量就不是那么关键了。因此，对于孤立线条，在一个实施例中，对线条端区域设置高权重，对线条端邻边区域设置低权重；在另一个实施例中，对线条端区域的OPC修正不足设置高权重，对线条端邻边区域的OPC修正过量设置低权重。

图4是根据本发明的光学临近效应校正方法对孤立线条端进行OPC修正后得到的图形模拟结果与传统的光学临近效应校正方法得到的图形模拟结果的比较图。其中实线的指尖区域20为传统的光学临近效应校正方法得到的图形模拟结果，虚线的指尖区域30为根据本发明的光学临近效应校正方法得到的图形模拟结果。可以看到由于对线条端区域设置了高权重，有效地改善了线条端片段OPC修正不足的问题。

另一种典型的设计图形类别为转角内侧。图5是本发明的光学临近效应校正方法对转角内侧进行OPC修正后得到的图形模拟结果与传统的光学临近效应校正方法得到的图形模拟结果的比较图。其中直角结构90为设计图形，实线的转角内侧图形80为传统的光学临近效应校正方法得到的图形模拟结果，虚线的转角内侧图形70为根据本发明的光学临近效应校正方法得到的图形模拟结果。转角内侧图形进行解析分割后的片段包括角落片段C和角落邻边片段D。在实际制造过程中，角落片段C的修正过量只会带来角落圆弧比较大的问题，对实际图形表现不会有严重影响。而角落邻边片段D的修正不足则有可能造成线条变窄(Pinch)，降低工艺窗口，严重时甚至有断条的风险。因此，在一个实施例中，对于转角内侧图形，对角落区域设置低权重，对角落邻边区域设置高权重；在另一个实施例中，对角落区域的OPC修正过量设置低权重，对角落邻边区域的OPC修正不足设置高权重。

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校正方法，包括：

步骤A，对光刻的设计图形进行分类，得到所述设计图形所属的类别；

步骤B，对各类别的设计图形进行区域划分，按照在光刻时出现图形变形对产品造成负面影响的风险高低，给设计图形的每一个区域相应赋予权重，风险越高赋予的权重越高；

步骤C，将一所述设计图形作为待校正图形，并在所述待校正图形边缘设置多个目标点；

步骤D，根据OPC模型得到所述待校正图形的OPC修正图形，并对所述OPC修正图形进行模拟，得到图形模拟结果；

步骤E，计算各目标点的位置处所述图形模拟结果与所述待校正图形之间的差异；

步骤F，根据各目标点的所述差异和相应目标点所属区域的所述权重，对所述OPC修正图形进行调整，调整时相应目标点所属区域的所述权重越高，则越优先满足该目标点的修正需求；再次进行模拟得到调整后的图形模拟结果；

步骤G，反复执行步骤F进行迭代，直到得到最终的OPC修正图形。

2.根据权利要求1所述的光学临近效应校正方法，其特征在于，所述差异是边缘放置误差。

3.根据权利要求1所述的光学临近效应校正方法，其特征在于，所述步骤C还包括对所述待校正图形的外边进行解析分割、成为多个片段的步骤。

4.根据权利要求1所述的光学临近效应校正方法，其特征在于，所述步骤B具体是统计因该类设计图形出现光刻误差导致的缺陷产品中设计图形的每一个区域出现光刻误差所占的百分比，设计图形的所述百分比越高的区域，被赋予的权重越高。

5.根据权利要求1所述的光学临近效应校正方法，其特征在于，所述步骤B具体是统计因该类设计图形出现光刻误差导致的缺陷产品中各个区域因OPC修正不足导致缺陷所占的百分比和因OPC修正过量导致缺陷所占的百分比，所述百分比越高则对设计图形的相应区域OPC修正不足或OPC修正过量赋予的权重越高。

6.根据权利要求1或3所述的光学临近效应校正方法，其特征在于，所述设计图形所属的类别包括孤立线条，对孤立线条的图形进行区域划分包括划分出线条端区域和线条端邻边区域，所述线条端区域的所述权重大于所述线条端邻边区域的所述权重。

7.根据权利要求1或3所述的光学临近效应校正方法，其特征在于，所述设计图形所属的类别包括转角内侧，对转角内侧的图形进行区域划分包括划分出角落区域和角落邻边区域，所述角落区域的所述权重小于所述角落邻边区域的所述权重。

8.根据权利要求1所述的光学临近效应校正方法，其特征在于，所述步骤G具体是反复执行步骤F预设的迭代次数后，得到最终的OPC修正图形。

9.根据权利要求1所述的光学临近效应校正方法，其特征在于，所述步骤F包括判断本次图形模拟结果与所述待校正图形的误差是否在预设范围内，若是，则将所述本次图形模拟结果作为所述最终的OPC修正图形。

10.一种光学临近效应校正系统，其特征在于，包括：

分类模块，用于对光刻的设计图形进行分类，得到所述设计图形所属的类别；

权重设置模块，用于对各类别的图形进行区域划分，按照每一个区域在光刻时出现图形变形对产品造成负面影响的风险高低相应赋予权重，风险越高赋予的权重越高；

目标点设置模块，用于将一所述设计图形作为待校正图形并在图形边缘设置多个目标点；

初次模拟模块，用于根据OPC模型得到所述待校正图形的OPC修正图形，并对所述OPC修正图形进行模拟，得到图形模拟结果；

差异计算模块，用于计算各目标点的位置处所述图形模拟结果与所述待校正图形之间的差异；

OPC修正模块，用于根据各目标点的所述差异和相应目标点所属区域的所述权重，对所述OPC修正图形进行调整，并再次进行模拟得到调整后的图形模拟结果；调整时目标点的权重越高，则越优先满足该目标点的修正需求；

迭代模块，用于循环调用所述差异计算模块和所述OPC修正模块，直到得到最终的OPC修正图形。

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