CN109696796B - 光罩优化方法和光学临近修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光罩优化方法和光学临近修正方法。所述光罩优化方法包括：从光学临近修正后产生的图形中查找待移除图形，所述待移除图形的两个相对的边缘之间的距离小于预定阈值；以及从所述光学临近修正后产生的图形中移除所有所述待移除图形。本发明所提供的光罩优化方法和光学临近修正方法在光学临近修正阶段系统地移除图形中的凸出或凹入部分，使得最终的光罩图案不存在小宽度曝光单元，从而可以减少光罩制造机的错误，提高光刻曝光的稳定性和质量。

Description

光罩优化方法和光学临近修正方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种光罩(mask)优化方法和光学临近修正(Optical Proximity Correction，OPC)方法。

背景技术

光学临近修正系统设置对初始设计的偏差以形成最终的光罩图案。随后，光罩制造机(mask writer)使用电子束将光学临近修正系统形成的光罩图案转移到光罩来制作光罩。在制造光罩的过程中，需要把光罩的图形数据打碎(fracture，也称为切分)成一个一个的曝光单元(shot)，然后对逐个曝光单元进行曝光以形成最终的光罩。

然而，如果光学临近修正系统形成的光罩图案包括凸出或凹入部分(称为jogshift)，即图形两个平行的对边相互投影时没有形成重合的那一段投影区域(大部分情况是两个对边长短不一样或者两个对边存在一定程度的错位引起的)，由于jog shift非常小的宽度(因此jog shift也可称为小宽度曝光单元)，将给光罩制造机制造光罩带来巨大麻烦。

发明内容

为了解决上述问题而提出了本发明。根据本发明的一方面，提供了一种光罩优化方法，所述光罩优化方法包括：从光学临近修正后产生的图形中查找待移除图形，所述待移除图形的两个相对的边缘之间的距离小于预定阈值；以及从所述光学临近修正后产生的图形中移除所有所述待移除图形。

在本发明的一个实施例中，所述移除所有所述待移除图形包括针对每一个待移除图形执行以下的操作：查找与该待移除图形相邻的第一相邻图形和第二相邻图形，其中，所述第一相邻图形的第一边缘与该待移除图形的所述两个相对的边缘中的一边缘重合，所述第二相邻图形的第二边缘与该待移除图形的所述两个相对的边缘中的另一边缘重合；以及将所述第一相邻图形的第一边缘和所述第二相邻图形的第二边缘朝着彼此移动，直到所述第一边缘和所述第二边缘重合为止。

在本发明的一个实施例中，所述第一边缘和所述第二边缘移动的距离相等。

在本发明的一个实施例中，所述第一边缘和所述第二边缘移动的距离不相等。

在本发明的一个实施例中，所述预定阈值的取值范围为15纳米到25纳米。

在本发明的一个实施例中，所述预定阈值为20纳米。

在本发明的一个实施例中，所述光罩优化方法还包括：在移除所有所述待移除图形之后，进行光学临近修正修复和光学临近修正验证。

在本发明的一个实施例中，所述光罩优化方法还包括：将所述光学临近修正验证之后得到的图形切分为多个曝光单元，并由光罩制造机对所述多个曝光单元逐个曝光以完成整个光罩的曝光。

在本发明的一个实施例中，所述光学临近修正为基于模型的光学临近修正。

根据本发明的另一方面，提供了一种光学临近修正方法，所述光学临近修正方法包括光学临近修正建模步骤、光罩优化步骤、光学临近修正修复步骤以及光学临近修正验证步骤，其中，所述光罩优化步骤实施上面所述的光罩优化方法。

本发明所提供的光罩优化方法和光学临近修正方法在光学临近修正阶段系统地移除图形中的凸出或凹入部分(jog shift)，使得最终的光罩图案不存在小宽度曝光单元，从而可以减少光罩制造机的错误，提高光刻曝光的稳定性和质量。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1示出小宽度曝光单元的示意图；

图2示出光罩制造机错误(mask writer error)导致的坏点(weak point)的示意图；

图3示出根据本发明实施例的光罩优化方法的示意性流程图；

图4A-图5B示出根据本发明实施例的光罩优化方法移除小宽度曝光单元的示例性示意图；

图6A-图6B示出采用根据本发明实施例的光罩优化方法之前与之后的关键尺寸扫描电子显微镜(CDSEM)图像的比较示意图；以及

图7示出根据本发明实施例的光学临近修正方法的示意性流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

如前所述，在制造光罩的过程中，需要把光罩的图形数据打碎成一个一个的曝光单元，具体地，是将OPC多边形切分为一个一个的矩形。如果存在jog shift，正如图1所示的宽度为4纳米(nm)的小宽度曝光单元，将给光罩制造机制造光罩带来巨大麻烦。

例如，小宽度曝光单元可能导致掩膜尺寸偏差(mask mean to target，MTT)，正如图2所示的，在OPC版图上的图形的宽度(也就是目标关键尺寸)为45纳米，然而其被转移到光罩上后，相对应的图形的宽度变为了38.37纳米，从而导致了坏点。此外，掩膜尺寸正偏差和负偏差可能引发桥接和断线(pinch error)的风险。因此，应该尽量避免出现小宽度曝光单元。

基于此，本发明提供了一种光罩优化方法和光学临近修正方法。下面结合附图3-7参照具体实施例对本发明所提供的方法进行详细描述。

图3示出根据本发明实施例的光罩优化方法的示意性流程图。如图3所示，光罩优化方法300包括如下步骤：

在步骤S310，从光学临近修正后产生的图形中查找待移除图形，所述待移除图形的两个相对的边缘之间的距离小于预定阈值。

在本发明的实施例中，光学临近修正后产生的图形可以为基于模型的光学临近修正后产生的图形。

在本发明的实施例中，待移除图形即为前述的小宽度曝光单元，也即为jogshift，为了描述更为准确，本文中又将待移除图形定义为两个相对的边缘之间的距离小于预定阈值的图形，两个相对的边缘之间的距离也可以称为待移除图形的宽度，待移除图形也可以理解为一片区域。

对于该预定阈值的取值，本领域技术人员可以根据具体的需求进行定义。在一个示例中，该预定阈值的取值范围可以为15纳米到25纳米。示例性地，该预定阈值可以取值为20纳米。基于此，需要从光学临近修正后产生的图形中移除的待移除图形即为两个相对的边缘之间的距离小于20纳米的图形。例如，如图1所示的两个相对的边缘之间的距离为4纳米的图形即为要移除的图形。当然，这仅是示例性的。在其他示例中，该预定阈值也可以为其他合适的值。

在步骤S320，从所述光学临近修正后产生的图形中移除所有所述待移除图形。

在查找出待移除图形后，要将所有的待移除图形全部移除，以避免后续制作光罩时出现因为jog shift而导致的错误。

在本发明的实施例，移除所有所述待移除图形包括针对每一个待移除图形执行以下的操作：查找与该待移除图形相邻的第一相邻图形和第二相邻图形，其中，所述第一相邻图形的第一边缘与该待移除图形的所述两个相对的边缘中的一边缘重合，所述第二相邻图形的第二边缘与该待移除图形的所述两个相对的边缘中的另一边缘重合；以及将所述第一相邻图形的第一边缘和所述第二相邻图形的第二边缘朝着彼此移动，直到所述第一边缘和所述第二边缘重合为止。下面参考图4A、图4B、图5A和图5B对移除待移除图形的操作进行示例性的描述。

如图4A所示，在执行移除步骤之前的图形中查找到了待移除图形，即两个相对的边缘之间的距离为4纳米的图形，为了描述方便，将该待移除图形称为G0，将待移除图形称为G0的所述两个相对的边缘分别称为E0和E0'，如图4A所示的。

然后，查找与待移除图形G0相邻的两个图形，分别为第一相邻图形G1和第二相邻图形G2，如图4A所示的。其中，第一相邻图形G1的第一边缘E1与待移除图形G0的所述两个相对的边缘中的一边缘E0重合，第二相邻图形G2的第二边缘E2与待移除图形G0的所述两个相对的边缘中的另一边缘E0'重合，如图4A所示的。

基于此，可将第一相邻图形G1的第一边缘E1和第二相邻图形G2的第二边缘E2朝着彼此移动，直到第一边缘E1和第二边缘E2重合为止，重合后的边缘可称为边缘E3，如图4B所示的。在移除操作后，原本的4纳米宽的jog shift被移除，与其相邻的图形G1的宽度由104纳米变为106纳米，与其相邻的图形G2的宽度由176纳米变为了178纳米。

图5A和5B用简化图的方式进一步显示了移除的过程。如图5A所示，待移除的jogshift的宽度为2L，与其相邻的两个边缘分别为E1和E2，则在移除时，可使边缘E1和E2朝着彼此移动，如图5A的箭头所示的。经过移动，如图5B所示的，边缘E1和E2在移动方向的垂直方向上位于同一直线上，也可将前述的“重合”理解为位于同一方向的同一直线上。

此处，示例性地，使得边缘E1和边缘E2所移动的距离相等，均为L，即为所移除的jog shift宽度的一半，这样的操作简单，易于实现。在图4A和图4B中示出的示例也是边缘E1和边缘E2移动了相同的距离。但其仅是示例性的，在其他示例中，边缘E1和边缘E2所移动的距离也可以是不相等的，例如边缘E1移动的距离小于L，而边缘E2移动的距离大于L，或者反之亦可。可以根据具体的需要来设置边缘E1和边缘E2各自移动的距离，只要满足两者移动的距离之和等于待移除的jog shift的宽度即可。

在移除步骤(可称为光罩优化)之后，可以避免可能的光罩制造机错误和/或前述的断线等问题，正如图6A和图6B所示的，在没有进行光罩优化之前，获得的CDSEM图像中某处图形的宽度为36.24纳米，其正如图2所示的可能产生了MTT问题从而可能引发光罩制造机错误或者断线等问题；在经过光罩优化之后，获得的CDSEM图像中该处图形的宽度变为了44.1纳米，从而可以避免了可能引发的光罩制造机错误或者断线等问题。

在本发明进一步的实施例中，在实施步骤320以后，方法300还可以实施OPC修复步骤(未在图3中示出)和OPC验证步骤(未在图3中示出)。基于此，可以确保移除jog shift之后的输出完全没有坏点。这是因为，如果在移除jog shift的过程产生了新的坏点(例如由于移动了post OPC的边缘，那么就可能引起新的坏点)，后续的OPC修复步骤会对新的坏点进行修复处理(例如每次小幅移动坏点区域的边缘，通过多次重复这样的移动来修复坏点)，然后最终只要OPC验证的各项指标都通过，即可说明坏点已被处理，从而保证最终的光罩图形(即OPC的输出)不会有新的坏点产生。

在本发明进一步的实施例中，在实施了前述的OPC修复步骤和OPC验证步骤之后，可以实施切分步骤(未在图3中示出)，将OPC验证步骤之后得到的图形切分为多个曝光单元，并由光罩制造机对所述多个曝光单元逐个曝光以完成整个光罩的曝光。由于在OPC修复步骤和OPC验证步骤之前已经进行了光罩优化(即移除了jog shift)，且在OPC修复步骤和OPC验证步骤也确保了不会产生新的坏点，因此，基于切分步骤实施的光罩制造过程将不会出现因jog shift而产生的光罩制造机错误等问题。

基于上面的描述，根据本发明实施例的光罩优化方法在光学临近修正阶段系统地移除图形中的凸出或凹入部分(jog shift)，使得最终的光罩图案不存在小宽度曝光单元，从而可以减少光罩制造机的错误，提高光刻曝光的稳定性和质量。

根据本发明的另一方面，还提供了一种光学临近修正方法。图7示出了根据本发明实施例的光学临近修正方法700的示意性流程图。如图7所示，光学临近修正方法700包括光学临近修正建模步骤S710、光罩优化步骤S720、光学临近修正修复步骤S730以及光学临近修正验证步骤S740。

其中，光学临近修正建模步骤S710、光学临近修正修复步骤S730以及光学临近修正验证步骤S740为在OPC阶段中本领域技术人员熟悉的步骤，此处不再赘述。光罩优化步骤S720实施上面所述的根据本发明实施例的光罩优化方法，本领域普通技术人员可以参照前面结合图3到图6B描述的根据本发明实施例的光罩优化方法来理解步骤S720的操作，为了简洁，此处不再赘述。

基于上面的描述，根据本发明实施例的光学临近修正方法通过在光学临近修正修复之前系统地移除图形中的凸出或凹入部分(jog shift)而实施光罩优化，使得最终的光罩图案不存在小宽度曝光单元，从而可以减少光罩制造机的错误，提高光刻曝光的稳定性和质量。

尽管已经参考附图描述了上述示例实施例，但应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种光罩优化方法，其特征在于，所述光罩优化方法包括：

从光学临近修正后产生的图形中查找待移除图形，所述待移除图形的两个相对的边缘之间的距离小于预定阈值；以及

从所述光学临近修正后产生的图形中移除所有所述待移除图形；

所述移除所有所述待移除图形包括针对每一个待移除图形执行以下的操作：

查找与该待移除图形相邻的第一相邻图形和第二相邻图形，其中，所述第一相邻图形的第一边缘与该待移除图形的所述两个相对的边缘中的一边缘重合，所述第二相邻图形的第二边缘与该待移除图形的所述两个相对的边缘中的另一边缘重合；以及

将所述第一相邻图形的第一边缘和所述第二相邻图形的第二边缘朝着彼此移动，直到所述第一边缘和所述第二边缘重合为止。

2.根据权利要求1所述的光罩优化方法，其特征在于，所述第一边缘和所述第二边缘移动的距离相等。

3.根据权利要求1所述的光罩优化方法，其特征在于，所述第一边缘和所述第二边缘移动的距离不相等。

4.根据权利要求1所述的光罩优化方法，其特征在于，所述预定阈值的取值范围为15纳米到25纳米。

5.根据权利要求1所述的光罩优化方法，其特征在于，所述预定阈值为20纳米。

6.根据权利要求1所述的光罩优化方法，其特征在于，所述光罩优化方法还包括：

在移除所有所述待移除图形之后，进行光学临近修正修复和光学临近修正验证。

7.根据权利要求6所述的光罩优化方法，其特征在于，所述光罩优化方法还包括：

将所述光学临近修正验证之后得到的图形切分为多个曝光单元，并由光罩制造机对所述多个曝光单元逐个曝光以完成整个光罩的曝光。

8.根据权利要求1所述的光罩优化方法，其特征在于，所述光学临近修正为基于模型的光学临近修正。

9.一种光学临近修正方法，其特征在于，所述光学临近修正方法包括光学临近修正建模步骤、光罩优化步骤、光学临近修正修复步骤以及光学临近修正验证步骤，其中，所述光罩优化步骤实施权利要求1-5中的任一项所述的光罩优化方法。

Images