CN109426083B - 光刻工艺的优化方法及其优化系统和光刻方法 - Google Patents

光刻工艺的优化方法及其优化系统和光刻方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109426083B
CN109426083B CN201710734995.8A CN201710734995A CN109426083B CN 109426083 B CN109426083 B CN 109426083B CN 201710734995 A CN201710734995 A CN 201710734995A CN 109426083 B CN109426083 B CN 109426083B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layout
test
mask
optimization
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710734995.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109426083A (zh
Inventor
杜杳隽
李亮
刘娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Original Assignee
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp, Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp filed Critical Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority to CN201710734995.8A priority Critical patent/CN109426083B/zh
Priority to US16/101,631 priority patent/US10908495B2/en
Publication of CN109426083A publication Critical patent/CN109426083A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109426083B publication Critical patent/CN109426083B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/44—Testing or measuring features, e.g. grid patterns, focus monitors, sawtooth scales or notched scales
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
    • G03F7/70441—Optical proximity correction [OPC]
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70125—Use of illumination settings tailored to particular mask patterns

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

一种光刻工艺的优化方法及其优化系统和光刻方法，优化方法包括：对所述测试版图进行一次或多次版图设计优化以及通过测试版图对所述光源进行一次或多次光源优化；所述版图设计优化包括：根据所述测试版图形成掩模版图，通过所述光源对所述掩模版图进行曝光处理，形成曝光图形；在所述测试版图中获取弱点区域，所述弱点区域包括多个测试图形，所述弱点区域中的相邻测试图形之间的间距为第一间距，相邻曝光图形之间的间距为第二间距，所述第一间距与对应的第二间距不相等；对所述弱点区域进行重布图优化，增加弱点区域中相邻测试图形之间的间距。所述优化方法能够降低优化后的测试版图对光刻条件的要求，增加光刻工艺窗口。

Description

光刻工艺的优化方法及其优化系统和光刻方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种光刻工艺的优化方法及其优化系统和光刻方法。
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模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和设计图形不同，这种现象被称为光学邻近效应 (OPE：Optical Proximity Effect)。
光学邻近效应修正(OPC：Optical Proximity Correction)是用于解决光学邻近效应的主要技术，然而随着半导体器件特征尺寸的进一步缩小，光学邻近效应很难达到工艺要求。为了解决这一问题，光源-掩模优化(Source-mask optimization，SMO)技术被用于光刻工艺中。光源-掩模优化是一种通过照明光源与掩模图形的相互优化，使得传统光刻技术可用来实现更小尺寸半导体元件制造的技术。
在光刻工艺过程中，由于衬底、光源的波动等因素的影响，容易导致光刻之后形成的实际图形的尺寸与设计要求的图形的尺寸存在差异。在光技术中，可以通过光刻工艺窗口来衡量光刻工艺的稳定性。光刻工艺窗口为当光刻之后形成的实际图形的尺寸与设计要求的图形的尺寸之差在一定范围内时，光刻过程所允许的衬底或光源的最大波动量。
然而，现有的通过光源-掩模优化技术进行的光刻工艺仍然存在工艺窗口较小的问题。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种光刻工艺的优化方法及其优化系统，能够增加光刻工艺的工艺窗口。
为解决上述问题，本发明技术方案提供一种光刻工艺的优化方法，包括：提供测试版图和光源，所述测试版图包括多个测试图形；进行一次或多次优化处理，形成优化测试版图和优化光源；所述优化处理的步骤包括：对所述测试版图进行一次或多次版图设计优化以及通过测试版图对所述光源进行一次或多次光源优化；所述版图设计优化包括：根据所述测试版图形成掩模版图，至少一次优化处理步骤中，根据所述测试版图形成掩模版图的步骤包括：根据所述测试版图形成初始掩模版图，所述初始掩模版图与所述测试版图相同或成比例；对所述初始掩模版图进行掩模优化，形成掩模版图，所述掩模版图包括多个掩模图形；通过所述光源对所述掩模版图进行曝光处理，形成曝光图形；在所述测试版图中获取弱点区域，所述弱点区域包括多个测试图形，所述弱点区域中的相邻测试图形之间的间距为第一间距，相邻曝光图形之间的间距为第二间距，所述第一间距与对应的第二间距不相等；对所述弱点区域进行重布图优化，增加弱点区域中相邻测试图形之间的间距。
可选的，在一次或多次优化处理步骤中，根据所述测试版图形成掩模版图的步骤包括：使掩模版图与所述测试版图相同或成比例。
可选的，在一次根据所述测试版图形成掩模版图的步骤中，对所述测试版图进行的掩模优化的次数为1次～3次。
可选的，所述掩模优化的方法包括：光学邻近效应修正法或相位转移掩模法。
可选的，在一次版图设计优化步骤中，对所述弱点区域进行的重布图优化的次数为1次～3次。
可选的，所述重布图优化的步骤包括：获取相邻测试图形之间的间距增加量；增加所述弱点区域相邻测试图形之间的间距，使相邻测试图形之间的间距增大所述间距增加量。
可选的，获取所述间距增加量的步骤包括：通过所述曝光图形与相应测试图形进行有限差分计算，获取所述间距增加量。
可选的，获取所述测试版图中的弱点区域的步骤包括：获取所述第一间距和相应的第二间距，当所述第一间距与第二间距不相等时，获取测试图形所在区域，形成弱点区域。
可选的，当所述第一间距小于第二间距时，获取测试图形所在区域，形成弱点区域。
可选的，重复所述优化处理的步骤至满足光刻工艺窗口的要求；当满足光刻工艺窗口的要求时，获取测试版图形成优化测试版图，获取光源形成优化光源。
可选的，在同一次优化处理步骤中，版图设计优化之后，进行光源优化，通过版图设计优化后的测试版图进行所述光源优化；或者，所述光源优化之后，进行所述版图设计优化，通过所述光源优化之后的光源对所述测试版图的弱点区域进行一次或多次版图设计优化。
可选的，所述光源优化的方法包括基于遗传算法的光源优化方法或基于粒子群算法的光源优化方法。
本发明技术方案还提供一种光刻工艺的优化系统，包括：输入模块，用于提供测试版图和光源，所述测试版图包括多个测试图形；掩模版图形成模块，用于根据所述测试版图形成掩模版图；曝光模块，用于通过所述光源对所述掩模版图进行曝光处理，形成曝光图形；弱点区域获取模块，用于在所述测试版图中获取弱点区域，所述弱点区域包括多个测试图形，所述弱点区域中的相邻测试图形之间的间距为第一间距，相邻曝光图形之间的间距为第二间距，所述第一间距与对应的第二间距不相等；重布图优化模块，用于对所述弱点区域进行重布图优化，增加弱点区域中相邻测试图形之间的间距；光源优化模块，用于通过测试版图对所述光源进行一次或多次光源优化。
可选的，掩模版图形成模块包括：初始掩模版图形成模块，用于根据所述测试版图形成初始掩模版图，所述初始掩模版图与所述测试版图相同或成比例；掩模优化模块，用于对所述初始掩模版图进行掩模优化，形成掩模版图，所述掩模版图包括多个掩模图形。
可选的，所述重布图优化模块包括差分模块，所述差分模块用于通过所述曝光图形与相应的测试图形进行有限差分计算，获取间距增加量；增加模块，用于增加所述弱点区域相邻测试图形之间的间距，使相邻测试图形之间的间距增大所述间距增加量。
本发明技术方案还提供一种光刻方法，包括：提供上述的优化测试版图、优化光源和测试版图；提供待形成版图和基底，所述待形成版图包括替代区域，所述替代区域与测试版图的弱点区域相同，与所述替代区域相同的测试版图弱点区域为相同区域；所述优化测试版图中对应于所述相同区域的区域为优化区域，使所述优化区域代替所述待形成版图中的替代区域，形成优化版图；通过所述优化版图获取芯片掩模版；以所述芯片掩模版为掩模，通过所述优化光源对所述基底进行曝光，在所述基底上形成光刻图形。
可选的，通过所述优化版图获取芯片掩模版的步骤包括：通过所述优化版图形成初始芯片掩模版图，所述初始芯片掩模版图与所述优化版图相同或成比例；对所述初始芯片掩模版图进行芯片掩模优化，获取芯片掩模版图；根据所述芯片掩模版图形成芯片掩模版。
可选的，所述芯片掩模优化的方法包括光学邻近效应修正方法或相位转移掩模方法。
可选的，所述基底包括衬底和位于所述衬底上的光刻胶。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案提供的光刻工艺的优化方法中，版图设计优化包括对所述弱点区域进行重布图优化。由所述弱点区域中测试图形形成的掩模版图中的图形为弱点掩模图形。所述版图设计优化能够增加相邻弱点区域测试图形之间的间距，从而能够增加相邻弱点掩模图形之间的间距，进而能够减小相邻弱点掩模图形之间相互影响引起的曝光图形的畸变。因此，所述优化方法能够降低优化后的优化测试版图对光刻条件的要求，增加光刻工艺窗口。
本发明技术方案提供的光刻工艺的优化系统中，所述光刻工艺的优化系统包括重布图优化模块。所述重布图优化模块用于对所述测试版图的弱点区域进行重布图优化。由所述弱点区域中测试图形形成的掩模版图中的图形为弱点掩模图形。所述重布图优化能够增加相邻弱点区域测试图形之间的间距，从而能够减小相邻弱点掩模图形之间相互影响引起的曝光图形的畸变。因此，所述优化系统能够降低优化后的优化测试版图对光刻条件的要求，增加光刻工艺窗口。
本发明技术方案提供的光刻方法中，使优化测试版图中的优化区域代替所述待形成版图中的替代区域，形成优化版图。由于所述优化版图能够减小根据所述待形成版图中替代区域形成的光刻图形发生的畸变，从而降低优化版图对光刻条件的要求，进而能够增加光刻工艺的工艺窗口。
附图说明
图1是一种光刻工艺的优化方法的流程图；
图2是本发明的光刻工艺的优化方法一实施例各步骤的流程图；
图3是本发明的光刻工艺的优化方法一实施例中版图设计优化各步骤的流程图；
图4是本发明的光刻工艺的优化系统一实施例的结构示意图。
具体实施方式
现有的光刻工艺的优化方法存在诸多问题，例如，通过所述光刻工艺的优化方法进行的光刻工艺的工艺窗口较小。
现结合一种光刻工艺的优化方法和一种光刻方法，分析光刻工艺的工艺窗口较小的原因：
图1是一种光刻工艺的优化方法的流程图，所述光刻工艺的优化方法包括：执行步骤S1，提供测试版图和光源，所述测试版图包括多个测试图形；执行步骤S2，通过所述测试版图获取掩模版图；执行步骤S3，对所述掩模版图进行第一光学邻近效应修正；执行步骤S4，通过掩模版图对光源进行光源优化；重复执行步骤S3和步骤S4直至满足光刻工艺窗口要求，执行步骤S5，获取所述光源，形成优化光源。
光刻方法包括：提供光阻层和待形成版图；提供通过图1所示的优化方法获取的光源；通过所述待形成版图形成初始芯片掩模版图，所述初始芯片掩模版图与所述待形成版图相同或成比例，所述初始芯片掩模版图包括多个初始掩模图形；利用所述优化光源和待形成版图对所述初始芯片掩模版图进行第二光学邻近效应修正，获取芯片掩模版图，所述芯片掩模版图包括多个芯片掩模图形；根据所述芯片掩模版图形成芯片掩模版；通过所述芯片掩模版和所述优化光源对所述光阻层进行曝光，形成曝光图形。
其中，在所述光刻方法中，根据所述待形成版图形成芯片掩模版，通过所述优化光源和芯片掩模版获取曝光图形。所述待形成版图包括多个待形成图形。当所述待形成版图中相邻的待形成图形之间间距过小时，所述初始芯片掩模版图中相应的初始芯片掩模图形之间的相互影响较大，容易导致所述第二光学邻近效应修正的效果较差，从而导致所述曝光图形的尺寸小于所述待形成图形的尺寸。因此，为了保证所述曝光图形的尺寸能够满足要求就需要提高对曝光过程的要求，从而导致光刻工艺的工艺窗口较小。
为了解决上述问题，本发明提供一种光刻工艺的优化方法，包括：对所述测试版图进行一次或多次版图设计优化以及通过测试版图对所述光源进行一次或多次光源优化；所述版图设计优化包括：根据所述测试版图形成掩模版图，通过所述光源对所述掩模版图进行曝光处理，形成曝光图形；在所述测试版图中获取弱点区域，所述弱点区域包括多个测试图形，所述弱点区域中的相邻测试图形之间的间距为第一间距，相邻曝光图形之间的间距为第二间距，所述第一间距与对应的第二间距不相等；对所述弱点区域进行重布图优化，增加弱点区域中相邻测试图形之间的间距。所述优化方法能够降低优化后的优化测试版图对光刻条件的要求，增加光刻工艺窗口。
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2是本发明实施例的光刻工艺的优化方法一实施例各步骤的流程图。
请参考图2，所述光刻工艺的优化方法包括：
执行步骤S01，提供测试版图和光源，所述测试版图包括多个测试图形。
所述测试版图和光源用于进行版图设计优化和光源优化。
所述测试版图包括在后续的工艺生产中可能会形成的图形。
具体的，所述测试版图包括多个测试图形。
进行一次或多次优化处理，形成优化测试版图和优化光源；所述优化处理的步骤包括：步骤S02，对所述测试版图进行一次或多次版图设计优化；步骤S03，通过测试版图对所述光源进行一次或多次光源优化。
所述版图设计优化用于优化测试版图，从而减小后续形成的曝光图形的畸变；对所述测试版图进行一次或多次版图设计优化。所述版图设计优化能够对所述测试版图进行优化，从而能够减小根据后续弱点区域的测试图形形成的曝光图形发生的畸变，进而降低优化后的测试版图对光刻条件的要求，增加光刻工艺窗口。
需要说明的是，在制造芯片的过程中，由于衬底、光源的波动等因素的影响，容易导致光刻之后形成的芯片图形的尺寸与设计要求的待形成版图中的图形的尺寸存在差异。所述光刻工艺窗口为当光刻之后形成的芯片图形的尺寸与设计要求的图形的尺寸之差在一定范围内时，光刻过程所允许的衬底、光源的最大波动量。
具体的，所述版图设计优化的步骤如图3所示。
结合参考图3，执行步骤S11，根据所述测试版图形成掩模版图。
在至少一次的优化处理中，根据所述测试版图形成掩模版图的步骤包括：根据所述测试版图形成初始掩模版图，所述初始掩模版图与所述测试版图相同或成比例；对所述初始掩模版图进行掩模优化，形成掩模版图，所述掩模版图包括多个掩模图形。
本实施例中，在每次优化处理中，根据所述测试版图形成掩模版图的步骤均包括：根据所述测试版图形成初始掩模版图，所述初始掩模版图与所述测试版图相同或成比例；对所述初始掩模版图进行掩模优化，形成掩模版图，所述掩模版图包括多个掩模图形。
所述初始芯片掩模版图与所述测试版图相同指的是，所述初始芯片掩模版图中的图形与所述测试版图中的图形的形状、尺寸和位置相同。所述初始芯片掩模版图与所述测试版图成比例，指的是所述初始芯片掩模版图中的图形与所述测试版图中的图形的形状和位置相同，且所述初始芯片掩模版图中的图形与所述测试版图中的图形相似。
所述初始掩模版图包括初始掩模图形，所述初始掩模图形与所述测试图形相同或相似。
在所述掩模优化之后，所述初始掩模图形形成掩模图形。
所述掩模优化的方法包括：光学邻近效应修正法或相位转移掩模法。
如果在一次根据所述测试版图形成掩模版图的步骤中，对所述初始掩模版图进行的掩模优化的次数过多，容易增加计算复杂度。如果在一次根据所述测试版图形成掩模版图的步骤中，对所述初始掩模版图进行的掩模优化的次数过少，不利于增加工艺窗口。本实施例中，在一次根据所述测试版图形成掩模版图的步骤中，对所述初始掩模版图进行的掩模优化的次数为1次～3 次。在其他实施例中，在一次根据所述测试版图形成掩模版图的步骤中，对所述初始掩模版图进行的掩模优化的次数还可以为其他值。
在其他实施例中，一次或多次获取所述掩模版图的步骤可以不包括掩模优化的步骤，根据所述测试版图形成掩模版图的步骤包括：使所述掩模版图与所述测试版图相同或成比例。
继续参考图3，步骤S12，通过所述光源对所述掩模版图进行曝光处理，形成曝光图形。
所述曝光图形由所述掩模版图中的掩模图形曝光形成。
需要说明的是，如果相邻测试图形之间的间距过小，根据所述测试图形形成曝光图形后，所形成的曝光图形容易发生畸变，导致相邻曝光图形之间的间距增加，曝光图形的尺寸缩小。如果要保证所述曝光图形能够满足设计要求，就会增加对光刻工艺的要求(例如衬底的振动、光源的振动等)，从而导致工艺窗口减小。
所述曝光处理为模拟曝光，通过所述光源与所述掩模版图相互作用的光学原理模拟计算曝光处理之后的曝光图形信息。
继续参考图3，执行步骤S13，在所述测试版图中获取弱点区域，所述弱点区域包括多个测试图形，所述弱点区域中的相邻测试图形之间的间距为第一间距，相邻曝光图形之间的间距为第二间距，所述第一间距与对应的第二间距不相等。
获取所述弱点区域的步骤包括：获取相邻弱点区域中相邻测试图形之间的第一间距以及相应的相邻曝光图形之间的第二间距，所述第一间距与第二间距不相等时，获取测试图形所在区域，形成弱点区域。
继续参考图3，执行步骤S14，对所述弱点区域进行重布图优化，增加弱点区域中相邻测试图形之间的间距。
如果在一次版图设计优化步骤中，对所述测试版图的弱点区域进行的重布图优化的次数过多，容易增加计算的复杂度；如果在一次版图设计优化步骤中，对所述测试版图的弱点区域进行的重布图优化的次数过少，不利于增加工艺窗口。具体的，在一次版图设计优化步骤中，对所述测试版图的弱点区域进行的重布图优化的次数为1次～3次。在其他实施例中，在一次版图设计优化步骤中，对所述测试版图的弱点区域进行的重布图优化的次数还可以为其他值。
重布图优化的步骤包括：获取相邻测试图形之间的间距增加量△f；增加所述弱点区域相邻测试图形之间的间距，使相邻测试图形之间的间距增大所述间距增加量△f。
所述重布图优化的步骤包括：通过所述曝光图形与所述测试图形进行有限差分计算，获取所述间距增加量△f。
通过所述曝光图形与所述测试图形进行有限差分计算，获取所述间距增加量△f的步骤包括：对所述测试图形建立直角坐标系，所述直角坐标系的横坐标轴为x轴，纵坐标为y；通过下式获取间距增加量△f：
Figure BDA0001387910940000091
其中，当i＝x时，表示沿x轴方向；当i＝y时，表示沿y轴方向；
CDi(spec)为测试图形沿i方向上的尺寸，CDi(contour)为曝光图形沿i方向上的尺寸。
则
Figure BDA0001387910940000092
Ti通过有限差分计算获取，具体的，
Figure BDA0001387910940000101
在其他实施例中，所述重布图优化之后，还可以包括：根据重布图优化之后的测试版图对所述掩模版图进行光学邻近效应优化。所述光学邻近效应优化的方法为光学邻近效应修正或相位转移掩模。
如果在一次优化处理步骤中，对所述测试版图的弱点图形进行的版图设计优化的次数过多，容易增加计算的复杂度；如果在一次优化处理步骤中，对所述测试版图的弱点图形进行的版图设计优化的次数过少，不利于增加工艺窗口。本实施例中，在一次优化处理步骤中，对所述测试版图的弱点图形进行的版图设计优化的次数为1次～3次。在其他实施例中，在一次优化处理步骤中，对所述测试版图的弱点图形进行的版图设计优化的次数还可以为其他值。
继续参考图2，执行步骤S03，通过测试版图对所述光源进行一次或多次光源优化。
所述光源优化用于对光源进行优化，从而获取能够增加工艺窗口的光源。
所述光源优化的方法包括基于遗传算法的光源优化方法或基于粒子群算法的光源优化方法。
如果在一次优化处理步骤中，通过测试版图对所述光源进行的光源优化的次数过多，容易增加计算复杂度；如果在一次优化处理步骤中，通过测试版图对所述光源进行的光源优化的次数过少，不利于增加工艺窗口。具体的，在一次优化处理步骤中，通过测试版图对所述光源进行的光源优化的次数为1 次～3次。在其他实施例中，在一次优化处理步骤中，通过测试版图对所述光源进行的光源优化的次数还可以为其他值。
本实施例中，对所述测试版图进行一次或多次版图设计优化之后，通过测试版图对所述光源进行一次或多次光源优化。通过版图设计优化之后的测试版图对所述光源进行一次或多次光源优化。
在其他实施例中，还可以通过测试版图对所述光源进行一次或多次光源优化之后，通过所述光源优化之后的光源对所述测试版图进行一次或多次版图设计优化。
继续参考图2，执行步骤S04，判断通过优化后的光源和测试版图进行的光刻工艺的光刻工艺窗口是否满足要求，如果不满足要求，重复优化处理的步骤；如果满足要求执行步骤S05，获取测试版图形成优化测试版图，并获取所述光源形成优化光源。
本实施例中，通过重复所述优化处理的步骤能够增加光刻工艺窗口。
需要说明的是，在制造芯片的过程中，由于衬底、光源的波动等因素的影响，容易导致光刻之后形成的芯片图形的尺寸与设计要求的待形成版图中的图形的尺寸存在差异。所述光刻工艺窗口为当光刻之后形成的芯片图形的尺寸与设计要求的图形的尺寸之差在一定范围内时，光刻过程所允许的衬底或光源的最大波动量。
本实施例中，利用优化后的光源和测试版图模拟光刻过程，获取光刻工艺的光刻工艺窗口与设计要求比较。
需要说明的是，优化处理之后的测试版图和光源用于对新的版图进行优化设计，从而减少曝光图形畸变，进而增加光刻工艺窗口。
请参考图4，本发明还提供一种光刻工艺的优化系统，包括：输入模块 110，用于提供测试版图和光源，所述测试版图包括多个测试图形；掩模版图形成模块120，用于根据所述测试版图形成掩模版图；曝光模块130，用于通过所述光源对所述掩模版图进行曝光处理，形成曝光图形；弱点区域获取模块140，用于在所述测试版图中获取弱点区域，所述弱点区域包括多个测试图形，所述弱点区域中的相邻测试图形之间的间距为第一间距，相邻曝光图形之间的间距为第二间距，所述第一间距与对应的第二间距不相等；重布图优化模块150，用于对所述弱点区域进行重布图优化，增加弱点区域中相邻测试图形之间的间距；光源优化模块160，用于通过测试版图对所述光源进行一次或多次光源优化。
所述测试版图包括在后续的工艺生产中可能会形成的图形。具体的，所述测试版图包括多个测试图形。
掩模版图形成模块120包括：初始掩模版图形成模块121，用于根据所述测试版图形成初始掩模版图，所述初始掩模版图与所述测试版图相同或成比例；掩模优化模块122，用于对所述初始掩模版图进行掩模优化，形成掩模版图，所述掩模版图包括多个掩模图形。
所述初始芯片掩模版图与所述优化版图相同指的是，所述初始掩模版图中的图形与所述测试版图中的测试图形的形状、尺寸和位置相同。所述初始掩模版图与所述测试版图成比例，指的是所述初始掩模版图中的图形与所述测试版图中的测试图形形状和位置相同，且所述初始掩模版图中的图形与所述测试版图中的测试图形相似。
所述重布图优化模块150包括：差分模块151，所述差分模块151用于通过所述曝光图形与所述测试图形进行有限差分计算，获取间距增加量；增加模块152，用于增加所述弱点区域相邻测试图形之间的间距，使相邻测试图形之间的间距增大所述间距增加量△f。
所述差分模块151用于通过所述曝光图形与所述测试图形进行有限差分计算获取所述间距增加量△f，基本原理如下：对所述测试图形建立直角坐标系，所述直角坐标系的横坐标轴为x轴，纵坐标为y；通过下式获取间距增加量△f：
Figure BDA0001387910940000121
其中,当i＝x时，表示沿x轴方向；当i＝y时，表示沿y轴方向；
CDi(spec)为测试图形沿i方向上的尺寸，CDi(contour)为曝光图形沿i方向上的尺寸。
Figure BDA0001387910940000122
Ti通过有限差分计算获取，具体的，
Figure BDA0001387910940000123
通过所述光源优化模块160对光源进行一次或多次光源优化的方法包括基于遗传算法的光源优化方法或基于粒子群算法的光源优化方法。
所述优化系统还包括：判断模块170，用于通过优化后的光源和掩模版图模拟光刻过程，测试光刻工艺窗口是否满足工艺要求；输出模块180，所述输出模块180用于输出光刻工艺优化后的光源形成优化光源，并输出光刻工艺优化后的测试版图形成优化测试版图。
判断模块170对优化结果进行判断，如果满足工艺要求，则通过输出模块180输出优化测试版图和优化光源；如果不满足工艺要求则返回掩模版图形成模块120。
本发明实施例还提供一种光刻方法，包括：
提供图2所述的优化测试版图、优化光源和测试版图。
提供待形成版图和基底，所述待形成版图包括替代区域，所述替代区域与所述测试版图的弱点区域相同，与所述替代区域相同的测试版图弱点区域为相同区域。
所述待形成版图包括多个待形成图形。
所述替代区域与所述测试版图弱点区域相同指的是所述替代区域中的待形成图形与所述测试版图弱点区域中测试图形的形状、尺寸和相对位置相同。
本实施例中，所述待形成版图包括匹配区域，所述匹配区域与光刻工艺优化前的所述测试版图相同。在其他实施中，所述待形成版图可以仅包括光刻工艺优化前的测试版图的一部分。
所述匹配区域包括多个待形成图形，所述待形成图形的形状、尺寸及相对位置与光刻工艺优化前的测试版图中的测试图形的形状、尺寸及相对位置相同。
所述优化测试版图中对应于所述测试版图弱点区域的区域为优化区域，使所述优化区域代替所述待形成版图中的替代区域，形成优化版图。
本实施例中，所述待形成版图的匹配区域与光刻工艺优化前的测试版图相同，则可以通过使优化后的测试版图替代所述匹配区域，从而使所述优化区域代替所述待形成版图中的替代区域。
在其他实施例中，可以仅使所述优化区域代替所述待形成版图中的替代区域。
需要说明的是，由于所述光刻工艺的优化方法包括一次或多次优化处理，因此，所述光刻工艺的优化过程中会形成一个或多个测试版图。因此，在所述光刻工艺中提供的测试版图的个数可以为一个或多个。所述替代区域可以与任意一个测试版图的弱点区域相同，与所述替代区域相同的测试版图的弱点区域为相同区域。
所述基底包括：衬底和位于所述衬底上的光刻胶。
所述光刻胶为光阻材料。所述衬底为硅衬底、锗衬底、硅锗衬底、半导体上硅、半导体上锗或半导体上硅锗。
所述优化测试版图中对应于所述相同区域的区域为优化区域，使所述优化区域代替所述待形成版图中的替代区域，形成优化版图；
所述优化版图能够减小所述待形成版图中替代区域中的图形在曝光之后发生的畸变，从而降低优化版图对光刻条件的要求，进而能够增加形成芯片的工艺窗口。
通过所述优化版图获取芯片掩模版。
通过所述优化版图获取芯片掩模版的步骤包括：通过所述优化版图形成初始芯片掩模版图，所述初始芯片掩模版图与所述优化版图相同或成比例；对所述初始芯片掩模版图进行芯片掩模优化，获取优化芯片掩模版图；根据所述优化芯片掩模版图形成芯片掩模版。
所述芯片掩模优化的方法包括：光学邻近效应修正方法或相位转移掩模方法。
所述初始芯片掩模版图与所述优化版图相同指的是，所述初始芯片掩模版图中的图形与优化版图中的图形的形状、尺寸和相对位置相同；所述初始芯片掩模版图与所述优化版图成比例指的是，所述初始芯片掩模版图中的图形与优化版图中的图形的形状和相对位置相同，且初始芯片掩模版图中的图形与优化版图中的图形相似。
以所述芯片掩模版为掩模，通过所述优化光源对所述基底进行曝光，在所述基底上形成光刻图形。
由于所述优化版图能够减小根据所述待形成版图中替代区域形成的光刻图形发生的畸变，从而降低优化版图对曝光条件的要求，因此，在所形成的光刻图形满足设计要求的条件下，所述曝光过程对光源或衬底的波动的允许量较大，因此，所述光刻方法能够增加光刻工艺的工艺窗口。
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 (13)

1.一种光刻方法，其特征在于，包括：
提供优化测试版图、优化光源和测试版图；
提供待形成版图和基底，所述待形成版图包括替代区域，所述替代区域与测试版图的弱点区域相同，与所述替代区域相同的测试版图弱点区域为相同区域；
所述优化测试版图中对应于所述相同区域的区域为优化区域，使所述优化区域代替所述待形成版图中的替代区域，形成优化版图；
通过所述优化版图获取芯片掩模版；
以所述芯片掩模版为掩模，通过所述优化光源对所述基底进行曝光，在所述基底上形成光刻图形；
其中，对所述测试版图进行一次或多次优化处理，形成所述优化测试版图和所述优化光源；所述优化处理的步骤包括：对所述测试版图进行一次或多次版图设计优化以及通过测试版图对所述光源进行一次或多次光源优化；
所述版图设计优化包括：根据所述测试版图形成掩模版图，至少一次优化处理步骤中，根据所述测试版图形成掩模版图的步骤包括：根据所述测试版图形成初始掩模版图，所述初始掩模版图与所述测试版图相同或成比例；对所述初始掩模版图进行掩模优化，形成掩模版图，所述掩模版图包括多个掩模图形；通过所述光源对所述掩模版图进行曝光处理，形成曝光图形；在所述测试版图中获取弱点区域，所述弱点区域包括多个测试图形，所述弱点区域中的相邻测试图形之间的间距为第一间距，相邻曝光图形之间的间距为第二间距，所述第一间距与对应的第二间距不相等；对所述弱点区域进行重布图优化，增加弱点区域中相邻测试图形之间的间距；
所述重布图优化的步骤包括：通过所述曝光图形与相应测试图形进行有限差分计算，获取相邻测试图形之间的间距增加量；增加所述弱点区域相邻测试图形之间的间距，使相邻测试图形之间的间距增大所述间距增加量。
2.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，通过所述优化版图获取芯片掩模版的步骤包括：通过所述优化版图形成初始芯片掩模版图，所述初始芯片掩模版图与所述优化版图相同或成比例；对所述初始芯片掩模版图进行芯片掩模优化，获取芯片掩模版图；根据所述芯片掩模版图形成芯片掩模版。
3.如权利要求2所述的光刻方法，其特征在于，所述芯片掩模优化的方法包括光学邻近效应修正方法或相位转移掩模方法。
4.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，所述基底包括衬底和位于所述衬底上的光刻胶。
5.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，在一次或多次优化处理步骤中，根据所述测试版图形成掩模版图的步骤包括：使掩模版图与所述测试版图相同或成比例。
6.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，在一次根据所述测试版图形成掩模版图的步骤中，对所述测试版图进行的掩模优化的次数为1次～3次。
7.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，所述掩模优化的方法包括：光学邻近效应修正法或相位转移掩模法。
8.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，在一次版图设计优化步骤中，对所述弱点区域进行的重布图优化的次数为1次～3次。
9.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，获取所述测试版图中的弱点区域的步骤包括：获取所述第一间距和相应的第二间距，当所述第一间距与第二间距不相等时，获取测试图形所在区域，形成弱点区域。
10.如权利要求9所述的光刻方法，其特征在于，当所述第一间距小于第二间距时，获取测试图形所在区域，形成弱点区域。
11.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，重复所述优化处理的步骤至满足光刻工艺窗口的要求；当满足光刻工艺窗口的要求时，获取测试版图形成优化测试版图，获取光源形成优化光源。
12.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，在同一次优化处理步骤中，版图设计优化之后，进行光源优化，通过版图设计优化后的测试版图进行所述光源优化；或者，所述光源优化之后，进行所述版图设计优化，通过所述光源优化之后的光源对所述测试版图的弱点区域进行一次或多次版图设计优化。
13.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，所述光源优化的方法包括基于遗传算法的光源优化方法或基于粒子群算法的光源优化方法。
CN201710734995.8A 2017-08-24 2017-08-24 光刻工艺的优化方法及其优化系统和光刻方法 Active CN109426083B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710734995.8A CN109426083B (zh) 2017-08-24 2017-08-24 光刻工艺的优化方法及其优化系统和光刻方法
US16/101,631 US10908495B2 (en) 2017-08-24 2018-08-13 Photolithography process and photolithography apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710734995.8A CN109426083B (zh) 2017-08-24 2017-08-24 光刻工艺的优化方法及其优化系统和光刻方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109426083A CN109426083A (zh) 2019-03-05
CN109426083B true CN109426083B (zh) 2020-11-27

Family

ID=65437187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710734995.8A Active CN109426083B (zh) 2017-08-24 2017-08-24 光刻工艺的优化方法及其优化系统和光刻方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10908495B2 (zh)
CN (1) CN109426083B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110579937B (zh) * 2019-09-23 2023-01-24 长江存储科技有限责任公司 测试掩模版及其形成方法、测试掩模版的形成装置
CN113093476B (zh) * 2020-01-09 2024-06-18 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 光刻工艺的优化方法和光刻方法
CN114200767A (zh) * 2020-09-02 2022-03-18 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光学邻近修正方法、掩膜版制作及半导体结构的形成方法
CN112394615B (zh) * 2020-11-16 2024-02-09 中国科学院上海光学精密机械研究所 极紫外光刻光源掩模优化方法
CN113419408B (zh) * 2021-07-16 2022-09-20 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光学系统初始结构动态平衡的计算方法及系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101957556B (zh) * 2009-07-16 2012-05-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 掩模版图修正方法、掩模版制作方法和光学邻近校正方法
CN102193303B (zh) * 2010-03-05 2013-07-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光学邻近修正方法
CN105807556B (zh) * 2016-06-02 2019-12-24 武汉新芯集成电路制造有限公司 版图的修正方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109426083A (zh) 2019-03-05
US20190064655A1 (en) 2019-02-28
US10908495B2 (en) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109426083B (zh) 光刻工艺的优化方法及其优化系统和光刻方法
CN106468853B (zh) 觉知周围环境的opc
US8631361B2 (en) Integrated circuit design method with dynamic target point
US20090146259A1 (en) Sub-Resolution Assist Feature To Improve Symmetry for Contact Hole Lithography
CN103186030B (zh) 光学邻近修正方法
US8065637B2 (en) Semiconductor device
CN104865788A (zh) 一种光刻版图opc方法
CN103149792A (zh) 一种光学邻近修正方法
JP5677356B2 (ja) マスクパターンの生成方法
CN110221513B (zh) 光学邻近校正方法及优化光学邻近校正模型的方法
CN110119062B (zh) 光学邻近修正方法、掩膜版制作方法及图形化工艺
JP2008176303A (ja) マスク生成方法、マスク形成方法、パターン形成方法および半導体装置
CN107490932B (zh) 掩膜版图形的修正方法
US8533637B2 (en) Retargeting based on process window simulation
CN113495424B (zh) 光学邻近修正方法及掩膜版的制作方法
US20240311545A1 (en) Geometric mask rule check with favorable and unfavorable zones
US20120047473A1 (en) Layout Decomposition Based on Partial Intensity Distribution
KR20140103977A (ko) 프로세스 최적화를 위한 위상 조정 기법들
JP3508306B2 (ja) マスクパターン補正方法とそれを用いたマスク、露光方法および半導体装置
CN104166304B (zh) 修正辅助图案的方法
CN110824831A (zh) 改善临界尺寸一致性的方法与系统
CN114114826A (zh) 目标图案的修正方法和掩膜版的制作方法
CN110858266B (zh) 集成电路布图调整处理方法及系统、半导体装置制造方法
CN110221514B (zh) 光学邻近校正方法及掩膜版的制作方法
CN113109991A (zh) 目标版图的修正方法及掩膜版版图的形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant