CN109696797A - Lele双重图形工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种LELE双重图形工艺方法，所述LELE双重图形工艺方法包括：提供用于转印至晶圆的设计图形，所述设计图形包括多个子图形；对所述设计图形进行第一次分解，使得至少两个子图形分解以满足曝光工艺承受能力；对所述设计图形进行第二次分解，使得至少两个子图形分解以改善OPC异常，所述第二次分解后，所述多个子图形分为两组子图形；将每一组子图形分别制作成一个掩膜版；以及分别以获得的掩膜版对所述晶圆进行光刻刻蚀。由此，通过两次分解，既满足了光刻机的曝光承受能力，又避免子图形之间的相互影响而造成的OPC异常，从而进行曝光时，能够改善图形失真的情况，使得光刻图形更贴近设计图形，可以提高光刻质量。

Description

LELE双重图形工艺方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种LELE双重图形工艺方法。
背景技术
随着电路集成度的提高和规模的增大，电路中的单元器件尺寸不断缩小，对集成电路制造工艺的要求不断提高，例如关键尺寸持续减小，芯片制造对光刻分辨率要求越来越高。
对于28nm节点以下的设计，采用193nm的浸没式单次曝光技术已经无法满足要求，而极紫外(EUV)光刻技术仍存在很多问题。因此，想要继续使用ArF(氟化氩)光源进行曝光，只能够使用双重甚至多重图形技术来完成光刻图形的转移。以双重图形技术(DPT)为例，主要包括两类，一类是曝光-刻蚀-曝光-刻蚀(Litho-Etch-Litho-Etch，LELE)，即将设计图形分解成两套独立的低密度图形，通过两次曝光两次刻蚀，将电路转移至晶圆上；另一类是自对准双重曝光技术(SADP)，但是对于图形多二维设计的逻辑版图，SADP并不适用，只能够采用LELE方式。
但是，LELE方式中对设计图形的分解有一定的要求，分解后很容易导致OPC(光学临近修正)异常。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LELE双重图形工艺方法，改善图形分解时导致的OPC异常的情况，提高曝光质量。
为解决上述技术问题，本发明提供一种LELE双重图形工艺方法，包括：
提供用于转印至晶圆的设计图形，所述设计图形包括多个子图形；
对所述设计图形进行第一次分解，使得至少两个子图形分解以满足曝光工艺承受能力；
对所述设计图形进行第二次分解，使得至少两个子图形分解以改善OPC异常，所述第二次分解后，所述设计图形的子图形分为两组子图形；
根据每一组子图形分别制作成掩膜版；以及
先后以获得的掩膜版对所述晶圆进行光刻刻蚀，以将所述设计图形转印至晶圆。
可选的，对于所述的LELE双重图形工艺方法，对所述设计图形进行第一次分解的步骤包括：
在所述设计图形中需要分解的子图形之间引入第一分解标记。
可选的，对于所述的LELE双重图形工艺方法，对所述设计图形进行第二次分解的步骤包括：
在第一次分解后的所述设计图形中影响OPC异常的相邻子图形之间引入第二分解标记；
移除妨碍所述多个子图形分解为两组的第二分解标记；以及
以所述第一分解标记和剩余的第二分解标记为基础将所述多个子图形分为两组子图形。
可选的，对于所述的LELE双重图形工艺方法，所述第一分解标记和第二分解标记皆包括带信息的图形结构和/或不带信息的图形结构。
可选的，对于所述的LELE双重图形工艺方法，所述不带信息的图形结构包括连线。
可选的，对于所述的LELE双重图形工艺方法，所述连线连接相邻子图形的中心。
可选的，对于所述的LELE双重图形工艺方法，第一分解标记和第二分解标记采用不同的图形结构。
可选的，对于所述的LELE双重图形工艺方法，所述第一次分解针对间距小于设定值的相邻子图形。
可选的，对于所述的LELE双重图形工艺方法，所述设定值的表达式为2Kλ/NA，其中，K为光刻工艺因子，λ为光刻曝光波长，NA为光刻机的数值孔径。
可选的，对于所述的LELE双重图形工艺方法，将每一组子图形分别制作成一个掩膜版的步骤包括：对每一组子图形进行OPC修正。
本发明提供的LELE双重图形工艺方法中，所述LELE双重图形工艺方法包括：提供用于转印至晶圆的设计图形，所述设计图形包括多个子图形；对所述设计图形进行第一次分解，使得至少两个子图形分解以满足曝光工艺承受能力；对所述设计图形进行第二次分解，使得至少两个子图形分解以改善OPC异常，所述第二次分解后，所述多个子图形分为两组子图形；将每一组子图形分别制作成一个掩膜版；以及分别以获得的掩膜版对所述晶圆进行光刻刻蚀。由此，通过两次分解，既满足了光刻机的曝光承受能力，又尽可能避免子图形之间的相互影响而造成的OPC异常，从而进行曝光时，能够有效改善图形失真的情况，使得光刻图形更贴近设计图形，可以大大提高光刻质量。
附图说明
图1a为一种图形分解的示意图；
图1b为一种设计图形的示意图；
图2为本发明一个实施例中LELE双重图形工艺方法的流程示意图；
图3为本发明一个实施例中设计图形的示意图；
图4为本发明一个实施例中引入第一分解标记的示意图；
图5为本发明一个实施例中引入第二分解标记的示意图；
图6为本发明一个实施例中移除妨碍所述多个子图形分解为两组的第二分解标记的示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的LELE双重图形工艺方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，设计图形(design layout patterns)包括多个子图形10，但是这些子图形10之间较为密集，例如间距小于等于20nm，难以将这些子图形制备在一个掩膜版上并较佳的投影到晶圆上。因此，可以将设计图形进行分解。图1中简单的示出了一种分解方法，例如将子图形间隔分解出，即第奇数个的子图形101和第偶数个的子图形102分割出来，分别制备在一个掩膜版上。显然的，相邻奇(偶)数个子图形101(102)之间的间距变大，容易满足光刻机的规格。
然而发明人发现，如图1a中所示的简单的分解，局限性很大，在实际生产中会有很多缺陷，例如图1b所示，在子图形10附近还存在其他相邻的子图形103，例如子图形103与其他子图形之间由于间距或者形状等原因，OPC过程中子图形之间可能相互影响，进而导致掩膜版的曝光质量较差，不能够较佳的符合设计图形。
为了解决这一状况，发明人研究了一种LELE双重图形工艺方法，如图2所示，该方法包括：
步骤S11，提供用于转印至晶圆的设计图形，所述设计图形包括多个子图形；
步骤S12，对所述设计图形进行第一次分解，使得至少两个子图形分解以满足曝光工艺承受能力；
步骤S13，对所述设计图形进行第二次分解，使得至少两个子图形分解以改善OPC异常，所述第二次分解后，所述设计图形的子图形分为两组子图形；
步骤S14，根据每一组子图形分别制作成掩膜版；以及
步骤S15，先后以获得的掩膜版对所述晶圆进行光刻刻蚀，以将所述设计图形转印至晶圆。
下面结合图3-图6对本发明的LELE双重图形工艺方法进行详细说明。
如图3所示，对于步骤S11，提供用于转印至晶圆的设计图形，所述设计图形包括多个子图形。所述子图形例如可以是矩形，可以理解的是，各个矩形大小可以不同，也可以相同，所述子图形还可以是其他形状，例如多边形，举例而言，可以是呈“L”型等。
图3中示意性的示出了4个子图形201、202、203及204，这四个子图形201、202、203及204都是矩形，具体的，子图形201和202在同一行，子图形203位于子图形201和202下方，且靠近子图形202，子图形204位于子图形203下方，且靠近子图形201。下面以这一举例为例描述本发明的LELE双重图形工艺方法。
请参考图4，对于步骤S12，对所述设计图形进行第一次分解，使得至少两个子图形分解以满足曝光工艺承受能力。
在一个实施例中，本步骤S12包括：在所述设计图形中需要分解的子图形之间引入第一分解标记30，所述第一分解标记30使得至少两个子图形分解以满足曝光工艺承受能力。在一个实施例中，所述第一分解标记30包括带信息的图形结构和/或不带信息的图形结构，例如，不带信息的图形结构可以是连线、长条形、圆形和点等，带信息的图形结构可以是在不带信息的图形结构上加载有信息，例如光学识别信息等。例如图4示出的第一分解标记30为连线，所述连线依据现有规则将待分解的子图形标记出，所述第一分解标记30使得所述设计图形满足工艺承受能力。例如，可以是分析两个子图形之间的间距(pitch)，具体是两个子图形中心之间的距离，若间距小于设定值，则在这两个子图形之间引入第一分解标记30。所述设定值例如是与光刻机的最小分辨率相关，例如，所述设定值的表达式为2Kλ/NA，其中，K为光刻工艺因子，λ为光刻曝光波长，NA为光刻机的数值孔径。则可以结合具体光刻工艺和光刻设备的参数，获得设定值的最小值。为了方便，作为第一分解标记30的连线可以是直接连接两个子图形的中心。当然，还可以是其他形式，例如图4中就并不是对子图形中心的连接，而是简单的连接着两个子图形。
例如在图4中，子图形201、202之间及子图形202、203之间的间距小于设定值，则在子图形201、202之间及子图形202、203之间引入第一分解标记30。其他子图形之间的间距大于设定值，并不引入第一分解标记。
然后，请参考图5，对于步骤S13，对所述设计图形进行第二次分解，使得至少两个子图形分解以改善OPC异常，所述第二次分解后，所述设计图形的子图形分为两组子图形。
在一个实施例中，本步骤S13包括：在第一次分解后的所述设计图形中影响OPC异常的相邻子图形之间引入第二分解标记40。如上所述，第一分解标记的引入依据是满足曝光工艺承受能力，例如是两个子图形之间的间距的大小，因而，可以理解的是，并不会每两个子图形之间都被引入第一分解标记。但是，若仅仅依据第一分解标记进行图形分解，则未被引入第一分解标记的子图形之间可能会相互影响，从而其在OPC过程中，修正效果较差，导致在晶圆上形成的图形窗口较小。因此，本发明中引入第二分解标记40。
具体的，所述第二分解标记40引入在影响OPC异常的相邻子图形之间。会造成OPC异常的子图形有多种获取方法，例如可以依据图形制造的检测结果来构建OPC异常的图形库，根据这一图形库获得OPC异常的子图形，如图5所示，子图形203会对其他子图形造成OPC异常，且子图形201和子图形203之间并没有第一分解标记30，因此引入第二分解标记40，同样的，子图形203和子图形204之间也引入第二分解标记40。
在本发明实施例中，所述第二分解标记40包括带信息的图形结构和/或不带信息的图形结构，例如，不带信息的图形结构可以是连线、长条形、圆形和点等，带信息的图形结构可以是在不带信息的图形结构上加载有信息，例如光学识别信息等。第二分解标记40与第一分解标记30可以采用不同的图形结构以便于区分，例如图5中所示的第二分解标记40为采用虚线作为连线。第二分解标记40也可以与第一分解标记30一致。
之后，请参考图6，移除妨碍所述多个子图形分解为两组的第二分解标记40。可以理解的是，并不是所有子图形之间都可以加入第二分解标记40，例如图6中子图形201及203之间，加入第二分解标记40后，通过第一分解标记30和第二分解标记40后相互需要分解开的子图形201、202、203的数量为3个，为奇数，显然在分解后不能够分解为两组。那么，由于第一分解标记30是满足一定的设计规则而引入的(例如使得两个子图形分解以满足曝光工艺承受能力)，即需要保留第一分解标记30，因此实际上影响子图形分解为两组的是第二分解标记40，则将之去除。而子图形203和204之间的第二分解标记40显然是能够满足使得子图形203和204分解为两组，因此子图形203和204之间的第二分解标记40保留。
最后，以所述第一分解标记30和剩余的第二分解标记40为基础将所述多个子图形分为两组子图形。例如，可以是子图形201与子图形203为一组，子图形202与子图形204为一组。
在本发明的基础上，依据实际情况，也可以分解为多组，例如是子图形201与子图形203为一组，子图形202为一组，子图形204为一组。分解组数越多，越能够尽可能降低OPC异常，但是相比而言会更复杂，因此本领域技术人员可以依据实际需求，灵活选择分解组数。在OPC基本上不会受到影响时，分解为两组是较优选择，可以大大降低成本，简化分解过程。可以理解的是，尽管进行了分解，每个子图形依然保留原有位置信息，简单讲，将分解后的子图形叠加后可以复原。
之后，对于步骤S14，根据每一组子图形分别制作成掩膜版。在本步骤S14中，对每一组子图形进行OPC修正。依据每一组子图形分别制作掩膜版可以按照现有掩膜版制作方法进行，本发明在此不进行详述。
之后对于步骤S15，先后以获得的掩膜版对所述晶圆进行光刻刻蚀，以将所述设计图形转印至晶圆。具体的，先采用一个掩膜版对晶圆进行第一次曝光，然后刻蚀出所需图形，然后再采用另一个掩膜版对所述晶圆进行第二次曝光，继续刻蚀出所需图形。
由于本发明的LELE双重图形工艺方法可以改善OPC异常，因此在晶圆上的图形较佳，从而能够制备较好的器件结构，提高良率。
综上所述，本发明提供的LELE双重图形工艺方法中，所述LELE双重图形工艺方法包括：提供用于转印至晶圆的设计图形，所述设计图形包括多个子图形；对所述设计图形进行第一次分解，使得至少两个子图形分解以满足曝光工艺承受能力；对所述设计图形进行第二次分解，使得至少两个子图形分解以改善OPC异常，所述第二次分解后，所述多个子图形分为两组子图形；将每一组子图形分别制作成一个掩膜版；以及分别以获得的掩膜版对所述晶圆进行光刻刻蚀。由此，通过两次分解，既满足了光刻机的曝光承受能力，又尽可能避免子图形之间的相互影响而造成的OPC异常，从而进行曝光时，能够有效改善图形失真的情况，使得光刻图形更贴近设计图形，可以大大提高光刻质量。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种LELE双重图形工艺方法，其特征在于，包括：
提供用于转印至晶圆的设计图形，所述设计图形包括多个子图形；
对所述设计图形进行第一次分解，使得至少两个子图形分解以满足曝光工艺承受能力；
对所述设计图形进行第二次分解，使得至少两个子图形分解以改善OPC异常，所述第二次分解后，所述设计图形的子图形分为两组子图形；
根据每一组子图形分别制作成掩膜版；以及
先后以获得的掩膜版对所述晶圆进行光刻刻蚀，以将所述设计图形转印至晶圆。
2.如权利要求1所述的LELE双重图形工艺方法，其特征在于，对所述设计图形进行第一次分解的步骤包括：
在所述设计图形中需要分解的子图形之间引入第一分解标记。
3.如权利要求2所述的LELE双重图形工艺方法，其特征在于，对所述设计图形进行第二次分解的步骤包括：
在第一次分解后的所述设计图形中影响OPC异常的相邻子图形之间引入第二分解标记；
移除妨碍所述多个子图形分解为两组的第二分解标记；以及
以所述第一分解标记和剩余的第二分解标记为基础将所述多个子图形分为两组子图形。
4.如权利要求3所述的LELE双重图形工艺方法，其特征在于，所述第一分解标记和第二分解标记皆包括带信息的图形结构和/或不带信息的图形结构。
5.如权利要求4所述的LELE双重图形工艺方法，其特征在于，所述不带信息的图形结构包括连线。
6.如权利要求5所述的LELE双重图形工艺方法，其特征在于，所述连线连接相邻子图形的中心。
7.如权利要求4所述的LELE双重图形工艺方法，其特征在于，第一分解标记和第二分解标记采用不同的图形结构。
8.如权利要求1所述的LELE双重图形工艺方法，其特征在于，所述第一次分解针对间距小于设定值的相邻子图形。
9.如权利要求8所述的LELE双重图形工艺方法，其特征在于，所述设定值的表达式为2Kλ/NA，其中，K为光刻工艺因子，λ为光刻曝光波长，NA为光刻机的数值孔径。
10.如权利要求1所述的LELE双重图形工艺方法，其特征在于，将每一组子图形分别制作成一个掩膜版的步骤包括：对每一组子图形进行OPC修正。
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