CN110579938A - 通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的opc修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法，包含：步骤1、对原始光刻版图图形进行OPC修正，筛选出光刻仿真值偏离目标值的接触孔图形，标记工艺热点的位置；步骤2、检查工艺热点图形位置附近的亚分辨率辅助图形的散射条的空间取向，将构成亚分辨率辅助图形的散射条的空间取向定义为第一方向；步骤3、改变工艺热点图形附近的亚分辨率辅助图形空间取向，旋转部分散射条的第一方向为第二方向；步骤4、再次对接触孔版图图形进行OPC修正，得到最终的掩模板版图，并再次利用光学仿真检查OPC修正效果。本发明能够减少接触孔版图图形中，受到掩模板最小尺寸规则限制而产生的图形缺陷，消除工艺热点，提升器件性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造工艺领域，特别是指一种通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法。
背景技术
在半导体制程中，随着工艺节点越来越小，版图图形密度会越来越高。这一现象在连接前后段的接触孔的图形中尤为明显。为了能更好地将掩模上的集成电路图案通过光刻机曝光转移到硅片上，往往需要采用光学临近效应修正(OPC：Optical ProximityCorrection)的方法对掩模板上的版图图形进行修正。
由于掩模版在制作时会受到MRC限制(Mask Rule Constraint，最小尺寸规则限制)，OPC在对图形进行修正时同样会受到掩模板最小尺寸规则的限制。而对于版图图形密度极高的接触孔层来说，其图形密集程度高，易受到MRC的限制。这会导致最终的掩模板光刻结果偏离预先设定的目标值，从而产生工艺热点，即图形缺陷，影响产品的良率。
目前业界常利用亚分辨率辅助图形(SRAF)的方式进行OPC辅助修正，其方法在于在图形目标层之间的空隙内填充无法曝光出的图形，进行曝光补偿，并增大图形的工艺窗口。这些图形被称为散射条(Scatter Bar，简称Sbar)。如图1所示，是传统的传统亚分辨率辅助图形的OPC修正方法的示意图，图中1是目标图层，2是掩膜版层，3是仿真图形，4是散射条，散射条4包括水平排布的和垂直排布的。根据散射条填充规则，往往在接触孔图形的附近特定距离外平行于外边填充特定宽度的散射条1～2圈。而为了使得图形不在硅片上曝光出图形，OPC修正规则中存在严格的填充规则和限制，包括散射条到接触孔图形的距离以及散射条的宽度限制等。
由于接触孔图形的版图图形密度高，较容易出现无法在接触孔图形的空隙中填充散射条，或者图形间空隙较小难以填充对光刻有帮助的图形的情况。因此对接触孔层而言，一些工艺热点难以通过正常的SRAF图形填充得到消除。
目前业界对接触孔工艺热点的OPC修正方法有如下几种：
1.利用亚分辨率图形辅助(SRAF)，缺点是：图形密度过高时容易失效；
2.接触孔版图图形的边切分段后，缺点是：OPC模型预测能力降低；
3.改变版图图形需要修正的目标值，缺点是：工艺窗口降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法。
本发明所述的通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法，包含如下的步骤：
步骤1、对原始光刻版图图形进行OPC修正，筛选出光刻仿真值偏离目标值的接触孔图形，标记工艺热点的位置；
步骤2、检查标记的工艺热点的图形位置附近的亚分辨率辅助图形空间取向，将构成亚分辨率辅助图形的散射条的空间取向定义为第一方向；
步骤3、改变工艺热点图形附近的亚分辨率辅助图形空间取向，旋转部分散射条的第一方向为第二方向；
步骤4、再次对接触孔版图图形进行OPC修正，得到最终的掩模板版图，并再次利用光学仿真检查OPC修正效果。
进一步的改进是，所述的步骤1中，筛选出光刻仿真值偏离目标值的接触孔图形是指需要筛选出同时满足接触孔光刻仿真值偏离目标值以及掩模板层与相邻图形被掩模板最小尺寸规则限制的图形。
进一步的改进是，所述步骤2中，通过OPC检查步骤1中筛选出的接触孔图形位置，对其1～2μm附近的散射条进行检查空间取向，并标记出第一方向填充的亚分辨率辅助图形。
进一步的改进是，所述步骤3中，对通过步骤2标记的第一方向的亚分辨率辅助图形先进行清除，并根据散射条填充规则及到接触孔图形的距离选择性填充第二方向的一至多根的亚分辨率辅助图形。
进一步的改进是，所述的第一方向为垂直方向，第二方向为水平方向。
进一步的改进是，所述步骤4中，优先对经过改变过散射条空间取向的工艺热点位置进行光刻仿真失真度位点计算，再次评估OPC修正效果。
本发明所述的通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法，可以对版图图形密度较高的接触孔工艺热点位置的光罩版图特殊修正，通过SRAF的微调即可使得原先存在EPE(Edge Placement Error，光刻仿真失真度)过大的工艺热点有效地被消除，使该位置的光刻后仿真结果达到预定的目标值。较传统OPC修正接触孔层工艺热点的方法相比，本发明方法简单，且覆盖面广泛。通过定向筛选接触孔图形工艺热点位置，并对其临近的散射条做空间取向的部分翻转，再次对工艺热点图形再次进行OPC修正。即可达到本方法的技术效果。
附图说明
图1是传统亚分辨率辅助图形的OPC修正方法的示意图。
图2是本发明通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法的亚分辨率辅助图形填充方法，将垂直散射条翻转为水平状态。
图3是本发明通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法的最终结果。
图4是本发明通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述，但本发明所涉及的技术内容不仅限于所给出的具体实施例。
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。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率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如本发明的现有技术背景所述，OPC在版图修正过程中往往会受到掩模板最小尺寸规则的严格限制，致使许多版图图形无法得到正常的OPC修正。这一现象在图形密度极高的接触孔层尤为显著。通常情况下，业界往往会通过亚分辨率辅助图形的帮助解决工艺热点的问题，但由于接触孔图形密度过高，图形空隙过小，传统的亚分辨率辅助图形的填充方法仍会产生工艺热点的问题。
如图1所示，现有的OPC修正方法，其操作流程如下：
1.对接触孔的版图图形进行OPC预处理后，得到目标层1；对目标层1进行亚分辨率辅助图形的填充，得到图层4。
2.对图层1进行基于光学模型的OPC修正，得到最终修正结果，即光罩层或掩模板层2。
3.将接触孔的版图图形OPC修正后的掩模板的光刻仿真结果3与目标层1进行对比检查。
4.标记出虚线所标记的工艺热点位置，即光刻仿真值偏离目标值的接触孔图形。
由图1中被标记的箭头处可见：当接触孔版图中存在被掩模板最小规则限制的图形结构时，该图形无法进行正常OPC修正，被箭头标记的掩模板层(图层2)一对边无法进一步向外移动，因此得到的光刻仿真结果3与目标值存在较大偏差，如图1中光刻仿真结果3与目标层1对比所示。
因此，本发明提出一种通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法，包含如下的步骤：
步骤1、对原始光刻版图图形进行OPC修正，筛选出光刻仿真值偏离目标值的接触孔图形，标记工艺热点的位置。筛选出光刻仿真值偏离目标值的接触孔图形是指需要筛选出同时满足接触孔光刻仿真值偏离目标值以及掩模板层与相邻图形被掩模板最小尺寸规则限制的图形。
步骤2、检查标记的工艺热点的图形位置附近的亚分辨率辅助图形空间取向，将构成亚分辨率辅助图形的散射条的空间取向定义为第一方向。通过OPC检查步骤1中筛选出的接触孔图形位置，对其1～2μm附近的散射条进行检查空间取向，并标记出第一方向填充的亚分辨率辅助图形。
步骤3、改变亚分辨率辅助图形空间取向，翻转部分散射条的第一方向为第二方向。对通过步骤2标记的第一方向的亚分辨率辅助图形先进行清除，并根据散射条填充规则及到接触孔图形的距离选择性填充第二方向的一至多根的亚分辨率辅助图形。
步骤4、再次对接触孔版图图形进行OPC修正，得到最终的掩模板版图，并再次利用光学仿真检查OPC修正效果。优先对经过改变过散射条空间取向的工艺热点位置进行光刻仿真失真度位点计算，再次评估OPC修正效果。
具体到本发明中的实施例，第一方向为垂直方向，第二方向为水平方向。步骤3中改变亚分辨率辅助图形空间取向，翻转部分散射条的第一方向为第二方向即为对应图2中将垂直的散射条4旋转为水平取向。
上述本发明提供的方法，则是考虑了在被掩模板最小规则限制MRC的条件下，通过亚分辨率辅助图形的空间取向的改变，将垂直改为水平，消除工艺热点。
首先需要在正常OPC流程的基础上，筛选出工艺热点位置，并进行标记。其次，检查工艺热点位置附近的亚分辨率辅助图形，即散射条的填充空间取向。对于接触孔工艺热点位置附近的垂直方向的散射条(图层4)，进行清除处理。原先参照的亚分辨率辅助图形，考虑的是垂直填充优先，因此在工艺热点位置附近处，出现了垂直方向的短散射条。经过光刻仿真验证证明：这种填充方式无法有效消除接触孔工艺热点。
本方法在原先的版图上进行垂直方向的散射条清除，并根据亚分辨率辅助图形填充规则，再次对接触孔目标层版图图形的空隙进行散射条水平方向的填充。其中散射条的宽度在20nm至35nm之间，到接触孔目标层的距离不小于40nm。得到图2所示的效果，其中虚线标注的散射条为传统方法的填充结果，即图层4和图1的差异。
在亚纳米分辨率辅助图形水平填充后，再次对接触孔目标层(图层1)进行基于光学模型的OPC修正，得到最终的修正结果，即光罩层或掩模板层(图层2)。需要指出的是，掩模板层同时包含了经过OPC修正的接触孔图形和亚分辨率辅助图形。最终OPC修正的掩模板版图(参见图3中附图标记2)的光刻仿真结果(参见图3中附图标记3)与目标值一致(参见图3中附图标记1)。而此时，掩模板版图仍然被掩模板最小规则限制。可见亚分辨率辅助图形的合理填充可以在不解除掩模板最小规则限制的条件下，消除工艺热点，使得触孔图形的光刻仿真值达到预期的目标值。
相比传统OPC修正方法，本发明的方法，可在不增加光学模型复杂度和不解除掩模板最小规则限制的前提下，通过对接触孔图形工艺热点位置附近的散射条进行垂直-水平方向的改变，使原本会受掩模板最小尺寸规则限制而出现工艺热点位置的接触孔图形的光刻仿真值达到目标值。并同时使其最终在硅片上的光刻结果符合目标值，这种方法可进一步减少其受到光刻版图中受掩模板最小尺寸限制而产生的图形缺陷，避免了接触孔工艺窗口过小、接触孔过小而接触电阻过大、光刻曝光不出图形等一系列问题，保证了器件的性能。
需要指出的是，本发明涉及的接触孔工艺热点的OPC修正方法不仅仅局限于接触孔层，对于通孔层也同样适用。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法，其特征在于：包含如下的步骤：
步骤1、对原始光刻版图图形进行OPC修正，筛选出光刻仿真值偏离目标值的接触孔图形，标记工艺热点的位置；
步骤2、检查标记的工艺热点的图形位置附近的亚分辨率辅助图形的散射条的空间取向，将构成亚分辨率辅助图形的散射条的空间取向定义为第一方向；
步骤3、改变工艺热点图形附近的亚分辨率辅助图形空间取向，旋转部分散射条的第一方向为第二方向；
步骤4、再次对接触孔版图图形进行OPC修正，得到最终的掩模板版图，并再次利用光学仿真检查OPC修正效果。
2.如权利要求1所述的通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法，其特征在于：所述的步骤1中，筛选出光刻仿真值偏离目标值的接触孔图形是指需要筛选出同时满足接触孔光刻仿真值偏离目标值以及掩模板层与相邻图形被掩模板最小尺寸规则限制的图形。
3.如权利要求1所述的通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法，其特征在于：所述步骤2中，通过OPC检查步骤1中筛选出的接触孔图形位置，对其1～2μm附近的散射条进行检查空间取向，并标记出第一方向填充的亚分辨率辅助图形。
4.如权利要求1所述的通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法，其特征在于：所述步骤3中，对通过步骤2标记的第一方向的亚分辨率辅助图形先进行清除，并根据散射条填充规则及到接触孔图形的距离选择性填充第二方向的一至多根的亚分辨率辅助图形。
5.如权利要求1所述的通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法，其特征在于：所述的第一方向为垂直方向，第二方向为水平方向。
6.如权利要求1所述的通过亚分辨率辅助图形改善接触孔工艺热点的OPC修正方法，其特征在于：所述步骤4中，优先对经过改变过散射条空间取向的工艺热点位置进行光刻仿真失真度位点计算，再次评估OPC修正效果。
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