CN110716385A - 光学近似修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种OPC方法，本发明提供的OPC方法包括：提供多个参考结构，所述多个参考结构的宽度不同；对每个参考结构的端部进行样条建模，分别获得各自的第一目标曲线；利用第一目标曲线进行曝光模拟，得到模拟曝光图形，并由所述模拟曝光图形的轮廓定义出第二目标曲线；提供待优化结构，在所述待优化结构的端部引入所述第二目标曲线；以及依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构的端部的EPE。由此，本发明的OPC方法能够有效的确保待优化结构的端部EPE的可靠性，从而有助于提高OPC精度，并且适用性广范，提高生产效率。

Description

光学近似修正方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种光学近似修正(OPC)方法。

背景技术

集成电路的生产制造是一个非常复杂的过程，其中，光刻技术是最复杂的技术之一，也是推动集成电路工艺发展的重要动力，光刻技术的强大与否直接决定着芯片的性能。

光刻工艺通常是将需要制造的电路结构设计在掩膜版上，之后通过光刻机台将掩膜版上的电路结构放大，复制到硅片上。但是，由于光波的性质和实际投影曝光系统的问题，会有衍射受限或者成像系统的非线性滤波造成严重的能量损失，即光学近似效应(Optical Proximity Effect，OPE)，从而不可避免的就会使得在将电路结构放大复制的过程中，会产生失真，尤其是对于180微米以下工艺阶段，这种失真的影响将非常巨大，完全能够让整个制程失败。为了避免这种情况发生，业界采用光学近似修正(Optical ProximityCorrection，OPC)方法，对电路结构进行预先的修正，使得修正后能够补偿OPE效应所带来的缺失部分。

OPC过程中通常涉及对各式各样的且相互之间可能产生影响的图形及单元的处理，如何使得相关图形及单元之间不受彼此影响，引起业界的注意。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学近似修正方法，提高光学近似修正的精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光学近似修正方法，包括：

提供多个参考结构，所述多个参考结构的宽度不同；

对每个参考结构的端部进行样条建模，分别获得各自的第一目标曲线；

利用第一目标曲线进行曝光模拟，得到模拟曝光图形，并由所述模拟曝光图形的轮廓定义出第二目标曲线；

提供待优化结构，在所述待优化结构的端部引入所述第二目标曲线；以及

依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构的端部的EPE。

可选的，对于所述的光学近似修正方法，所述矩形的宽度范围是30nm～100nm。

可选的，对于所述的光学近似修正方法，所述参考结构呈矩形，所述矩形的宽度包括45nm、50nm和60nm。

可选的，对于所述的光学近似修正方法，采用多次曲线进行所述样条建模。

可选的，对于所述的光学近似修正方法，所述待优化结构为矩形，所述第二目标曲线在所述待优化结构内部与所述待优化结构的短边相切，且所述第二目标曲线的两端分别与所述待优化结构的长边相接触。

可选的，对于所述的光学近似修正方法，依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构的端部的EPE的步骤包括：

将引入所述第二目标曲线后的所述待优化结构的端部划分为多个段，所述多个段包括所述待优化结构的短边、所述待优化结构的长边被所述待优化结构的短边和所述第二目标曲线所截取的部分；

在每段中设置至少一个选择点；

在每个选择点处沿法向方向插入辅助模块，所述第二目标曲线与所述端部的边界之间的所述辅助模块的长度作为对应的选择点处的EPE；以及

将每段中的各自所有的EPE取均值后作为每段的EPE。

可选的，对于所述的光学近似修正方法，所述待优化结构的宽度范围是30nm～100nm。

可选的，对于所述的光学近似修正方法，所述待优化结构的宽度选自于45nm、50nm和60nm。

可选的，对于所述的光学近似修正方法，所述待优化结构为“L”型结构，所述第二目标曲线两端在所述待优化结构外部与所述“L”型的两边相接触。

可选的，对于所述的光学近似修正方法，依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构端部的EPE的步骤包括：

将引入所述第二目标曲线后的所述“L”型划分为两段，分别为所述“L”型的折点处到所述第二目标曲线的两端处；

在每段中设置至少一个选择点；

在每个选择点处沿法向方向插入辅助模块，所述第二目标曲线与所述端部的边界之间的所述辅助模块的长度作为对应的选择点处的EPE；以及

将每段中的各自所有的EPE取均值后作为每段的EPE。

本发明提供的OPC方法中，所述OPC方法包括：提供多个参考结构，所述多个参考结构的宽度不同；对每个参考结构的端部进行样条建模，分别获得各自的第一目标曲线；利用第一目标曲线进行曝光模拟，得到模拟曝光图形，并由所述模拟曝光图形的轮廓定义出第二目标曲线；提供待优化结构，在所述待优化结构的端部引入所述第二目标曲线；以及依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构的端部的EPE。由此，本发明的OPC方法综合了各种不同宽度的参考结构而得到目标曲线(具体为第二目标曲线)，能够有效的确保待优化结构的端部EPE的可靠性，从而有助于提高OPC精度；此外，由于综合了各种不同宽度的参考结构，因此适用性广范，并且通过综合各种不同宽度后获得的能够适用于不同宽度的待优化结构，设立了参考基准，可以大大降低重复工作，提高生产效率。

进一步的，本发明提供的OPC方法可以适用于凸起模式(例如待优化结构为矩形)和凹陷模式(例如待优化结构具有开口背离待优化结构的折线)，提高了适用性。

附图说明

图1为一种图形的端部在曝光后边界的示意图；

图2为对图1的图形的端部进行样条建模后获得的目标边界的示意图；

图3为图1中曝光后边界和图2中目标边界的比较示意图；

图4为在图3的基础上引入EPE的示意图；

图5为图4中EPE计算时的划分示意图；

图6为图4中EPE的测量示意图；

图7为本发明一个实施例中OPC方法的流程示意图；

图8为本发明一个实施例中步骤S11～步骤S14的示意图；

图9为本发明一个实施例中步骤S15的示意图；

图10为本发明另一个实施例中步骤S15的示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的OPC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。

随着技术节点的不断缩小，OPC过程面临着愈发严峻的挑战，例如如何确保图形之间的关键尺寸，就是一个重要研究方向。

图1示出了一种图形的端部在曝光后边界的示意图。通常，在设计图形中，图形多是以矩形(或组合)存在，但是考虑到光学效应，如图1中所示，图形1具有矩形形状，其端部2为方形，而这样的图形在曝光后，将获得弧形的端部，可见这一弧形边界3与方形的端部2差别较大。

于是，出现了一种新的方法，即在图形1的端部2处，通过样条建模(spline)，获得一弧形目标4，由这一弧形目标4来预测曝光后的图形样式，这一弧形目标4更贴近实际曝光后图形的样式，也使得OPC过程收敛性差的问题得以缓和。

但是如图3所示，弧形目标4与曝光后的弧形边界3实际上仍然存在差异，即并不能够较为精确的预测曝光后的图形样式，例如，这一差异可能达至3nm，导致曝光后的图形可能依然质量较差。

于是，如图4所示，引入EPE(Edge Placement Error，边缘位置误差)来进行辅助，结合图5，将图形1的边界分为多段(fragment)6，在每段6中插入辅助模块5(site)，从而可以计算出端部的弧形目标4与曝光后的弧形边界3各自所对应的EPE，则例如对于图4所示的图形1，在端部的段处的EPE可以取这一段中所有辅助模块5处EPE的最大值。

图6示意性示出了EPE的含义，例如图形1的边界的一段6中一个辅助模块5所在位置处与相对应的曝光后的弧形边界3之间的最短距离H。

但是，由于弧形目标4与曝光后的弧形边界3本身的差异，导致EPE并不能够较好的参与进在OPC时对图形1的边界的移动。

基于此，本发明提出一种OPC方法，包括：

提供多个参考结构，所述多个参考结构的宽度不同；对每个参考结构的端部进行样条建模，分别获得各自的第一目标曲线；利用第一目标曲线进行曝光模拟，得到模拟曝光图形，并由所述模拟曝光图形的轮廓定义出第二目标曲线；提供待优化结构，在所述待优化结构的端部引入所述第二目标曲线；以及依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构的端部的EPE。由此，本发明的OPC方法综合了各种不同宽度的参考结构而得到目标曲线(具体为第二目标曲线)，能够有效的确保待优化结构的端部EPE的可靠性，从而有助于提高OPC精度；此外，由于综合了各种不同宽度的参考结构，因此适用性广范，并且通过综合各种不同宽度后获得的能够适用于不同宽度的待优化结构，设立了参考基准，可以大大降低重复工作，提高生产效率。

下面结合图7-图10对本发明的OPC方法进行详细说明。其中，图7为本发明一个实施例中OPC方法的流程示意图；图8为本发明一个实施例中步骤S11～步骤S14的示意图；图9为本发明一个实施例中步骤S15的示意图；图10为本发明另一个实施例中步骤S15的示意图。

如图7所示，本发明的OPC方法包括：

步骤S11，提供多个参考结构，所述多个参考结构的宽度不同；

步骤S12，对每个参考结构的端部进行样条建模，分别获得各自的第一目标曲线；

步骤S13，利用第一目标曲线进行曝光模拟，得到模拟曝光图形，并由所述模拟曝光图形的轮廓定义出第二目标曲线；

步骤S14，提供待优化结构，在所述待优化结构的端部引入所述第二目标曲线；以及

步骤S15，依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构的端部的EPE。

如图8所示，对于步骤S11，提供多个参考结构10、11，所述多个v10、11的宽度不同。

在半导体加工过程中，许多结构的图形可以分解为矩形，但是由于具体结构、功能等各不相同，因此会涉及到具有不同宽度的矩形。如上分析，在曝光后矩形端部并不会呈现方形，而是变得圆滑，但是如何使得圆滑的端部更加贴近设计图形，即方形的端部，将有助于提高产品的质量。

在本发明实施例中，所述多个参考结构呈矩形，所述矩形的宽度涵盖通常所遇到的矩形的宽度，例如，矩形的宽度范围是30nm～100nm。具体的，所述矩形的宽度可以包括45nm、50nm和60nm等。

在图8中示出了两种宽度的参考结构10、11，可以理解的是，这并不作为对本发明的限制，参考结构的数量可以更多。

请继续参考图8，对于步骤S12，对每个参考结构10、11的端部进行样条建模，分别获得各自的第一目标曲线41、42。在一个实施例中，可以采用多次曲线进行所述样条建模(例如Spline)。如何采用多次曲线进行建模为本领域技术人员所熟知，此处不进行详述。

请继续参考图8，对于步骤S13，利用第一目标曲线41、42进行曝光模拟，得到模拟曝光图形，并由所述模拟曝光图形的轮廓定义出第二目标曲线410。

如图8中，所述第二目标曲线410设置在一个载体图形100中，由于本发明中的第二目标曲线410是经由多个不同宽度的参考结构获得，因此，所述第二目标曲线410包括多种形式，可以分别适用于不同宽度的待优化结构中，其中图8仅示出了一种形式的第二目标曲线410。即所述载体图形100可以替换为任意所需宽度的待优化结构，相应的，当适用于不同宽度的待优化结构时，所述第二目标曲线410将选择相对应的形式，例如所述第二目标曲线410两端之间的距离与所需待优化结构的宽度相同。

由于所述第二目标曲线410是通过综合各种不同宽度后获得的能够适用于不同宽度的待优化结构，因此这是设立了参考基准，可以大大降低重复工作，提高生产效率。

对于步骤S14，提供待优化结构，在所述待优化结构的端部引入所述第二目标曲线410。在一个实施例中，可参考图8，这里所述载体图形100即可以作为所述待优化结构，可以理解的是，此时所述载体图形具有与所述待优化结构相同的尺寸。

在一个实施例中，所述待优化结构为矩形，包括短边和与所述短边两端分别相连接的长边，所述第二目标曲线410在所述待优化结构内部与所述待优化结构的短边相切，所述第二目标曲线的两端分别与所述待优化结构的长边相接触。

在本发明实施例中，所述待优化结构的宽度涵盖通常所遇到的矩形的宽度，例如，所述待优化结构的宽度范围是30nm～100nm。具体的，所述矩形的宽度可以选自于45nm、50nm和60nm等。

对于步骤S15，依据所述第二目标曲线计算所述端部的EPE。

请参考图9，在一个实施例中，以所述待优化结构为一个矩形为例，即凸起模式的待优化结构，则本步骤S15包括：

步骤S151，将引入所述第二目标曲线410后的所述待优化结构的端部划分为多个段(fragment)，所述多个段包括所述待优化结构的短边61、所述待优化结构的长边被所述待优化结构的短边61和所述第二目标曲线410所截取的部分62；而所述待优化结构的长边其余部分63则可以依据实际情况进一步划分为多段。

步骤S152，在每段中设置至少一个选择点；在一个实施例中，所述选择点在每段中皆为多个，例如，在每段中的选择点为均匀分布。依据实际需求，每段中选择点的个数可以相同，也可以不相同。

步骤S153，在每个选择点处沿法向方向插入辅助模块(site)50，所述第二目标曲线410与所述端部的边界之间的所述辅助模块50的长度作为对应的选择点处的EPE；其中，所述辅助模块50不仅仅可以设置在所述端部的各段中，还可以设置在非端部的各段中，在非端部的各段插入辅助模块后EPE的计算可以依据现有过程完成，本发明对此不进行详述。

步骤S154，将每段中的各自所有的EPE取均值后作为每段的EPE。本步骤中每段的EPE的计算不仅限于在所述端部的各段中，同样适用于非端部的各段中。

由此，本发明的OPC方法能够有效的确保待优化结构的端部EPE的可靠性，从而有助于提高OPC精度。

进一步的，本发明提供的OPC方法不仅可以适用于凸起模式，还可以适用于凹陷模式。

具体的，适用于凹陷模式的待优化结构时，如图10所示，所述待优化结构的为“L”型70结构，所述第二目标曲线410两端在所述待优化结构外部与所述“L”型70的两边71、72相接触。

在一个实施例中，例如图10中，所述“L”型70所成角为90度。

在凹陷模式的待优化结构时，上述步骤S11～步骤S14相同，区别在于，步骤S15的具体过程不同，记为步骤S15'，在这种情况下，步骤S15'，依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构的端部的EPE的步骤包括：

步骤S151'：将引入所述第二目标曲线410后的所述“L”型70划分为两段，分别为所述“L”型70的折点O处到所述第二目标曲线410的两端A、B处。进一步的，在所述待优化结构的其他部分，例如A、B两端至远离折点O处，也可以划分为一段或多段，遇到其他端部，例如凸起模式的端部时，可以采用上文所述方法进行处理，而其他平滑部分，则可以依据现有技术完成EPE的计算。

步骤S152'：在每段中设置至少一个选择点。在一个实施例中，所述选择点在每段中皆为多个，例如，在每段中的选择点为均匀分布。依据实际需求，每段中选择点的个数可以相同，也可以不相同。

步骤S153'：在每个选择点处沿法向方向插入辅助模块50(图10相比图9进行了简化)，所述第二目标曲线410与所述端部的边界之间的所述辅助模块50的长度作为对应的选择点处的EPE。相应的，所述辅助模块50不仅仅可以设置在所述端部的各段中，还可以设置在非端部的各段中，在非端部的各段插入辅助模块后EPE的计算可以依据现有过程完成，本发明对此不进行详述。

步骤S154'：将每段中的各自所有的EPE取均值后作为每段的EPE。本步骤中每段的EPE的计算不仅限于在所述端部的各段中，同样适用于非端部的各段中。

至此，介绍了利用本发明的OPC方法针对不同种类的待优化结构进行处理的具体过程。本领域技术人员在本发明实施例的基础上，进行OPC优化，可较好的提高OPC效果。

综上所述，本发明提供的OPC方法中，所述OPC方法包括：提供多个参考结构，所述多个参考结构的宽度不同；对每个参考结构的端部进行样条建模，分别获得各自的第一目标曲线；利用第一目标曲线进行曝光模拟，得到模拟曝光图形，并由所述模拟曝光图形的轮廓定义出第二目标曲线；提供待优化结构，在所述待优化结构的端部引入所述第二目标曲线；以及依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构的端部的EPE。由此，本发明的OPC方法综合了各种不同宽度的参考结构而得到目标曲线(具体为第二目标曲线)，能够有效的确保待优化结构的端部EPE的可靠性，从而有助于提高OPC精度；此外，由于综合了各种不同宽度的参考结构，因此适用性广范，并且通过综合各种不同宽度后获得的能够适用于不同宽度的待优化结构，设立了参考基准，可以大大降低重复工作，提高生产效率。

进一步的，本发明提供的OPC方法可以适用于凸起模式(例如待优化结构为矩形)和凹陷模式(例如待优化结构具有开口背离待优化结构的折线)，提高了适用性。

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)

1.一种光学近似修正方法，其特征在于，包括：

提供多个参考结构，所述多个参考结构的宽度不同；

对每个参考结构的端部进行样条建模，分别获得各自的第一目标曲线；

利用第一目标曲线进行曝光模拟，得到模拟曝光图形，并由所述模拟曝光图形的轮廓定义出第二目标曲线；

提供待优化结构，在所述待优化结构的端部引入所述第二目标曲线；以及

依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构的端部的EPE。

2.如权利要求1所述的光学近似修正方法，其特征在于，所述矩形的宽度范围是30nm～100nm。

3.如权利要求2所述的光学近似修正方法，其特征在于，所述参考结构呈矩形，所述矩形的宽度包括45nm、50nm和60nm。

4.如权利要求1或2所述的光学近似修正方法，其特征在于，采用多次曲线进行所述样条建模。

5.如权利要求1或2所述的光学近似修正方法，其特征在于，所述待优化结构为矩形，所述第二目标曲线在所述待优化结构内部与所述待优化结构的短边相切，且所述第二目标曲线的两端分别与所述待优化结构的长边相接触。

6.如权利要求5所述的光学近似修正方法，其特征在于，依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构的端部的EPE的步骤包括：

将引入所述第二目标曲线后的所述待优化结构的端部划分为多个段，所述多个段包括所述待优化结构的短边、所述待优化结构的长边被所述待优化结构的短边和所述第二目标曲线所截取的部分；

在每段中设置至少一个选择点；

在每个选择点处沿法向方向插入辅助模块，所述第二目标曲线与所述端部的边界之间的所述辅助模块的长度作为对应的选择点处的EPE；以及

将每段中的各自所有的EPE取均值后作为每段的EPE。

7.如权利要求5所述的光学近似修正方法，其特征在于，所述待优化结构的宽度范围是30nm～100nm。

8.如权利要求7所述的光学近似修正方法，其特征在于，所述待优化结构的宽度选自于45nm、50nm和60nm。

9.如权利要求1或2所述的光学近似修正方法，其特征在于，所述待优化结构为“L”型结构，所述第二目标曲线两端在所述待优化结构外部与所述“L”型的两边相接触。

10.如权利要求9所述的光学近似修正方法，其特征在于，依据所述第二目标曲线计算所述待优化结构端部的EPE的步骤包括：

将引入所述第二目标曲线后的所述“L”型划分为两段，分别为所述“L”型的折点处到所述第二目标曲线的两端处；

在每段中设置至少一个选择点；

在每个选择点处沿法向方向插入辅助模块，所述第二目标曲线与所述端部的边界之间的所述辅助模块的长度作为对应的选择点处的EPE；以及

将每段中的各自所有的EPE取均值后作为每段的EPE。

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