CN110928136A - 减小关键尺寸漂移的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种减小关键尺寸漂移的方法，其特征在于，包括：设计多个测试光罩，每个所述测试光罩包含多个图形，多个所述测试光罩包含不同的多个图形；根据测试光罩图形上各组测试图形的周长和密度的关系，建立刻蚀预测模型；使用刻蚀预测模型上线生产，预测产品刻蚀的关键尺寸漂移；根据预测的关键尺寸漂移修正测试光罩的图形的周长和线宽。在掩膜板出版前，通过刻蚀预测模型与冗余图形填充相结合的方法，修正测试光罩的图形的周长和线宽，最后以修正后的测试光罩的图形出版掩膜板，快速解决刻蚀关键尺寸漂移的问题，避免了晶圆的返工率和废弃率，有利于刻蚀关键尺寸的稳定，改善刻蚀晶圆的均匀性。

Description

减小关键尺寸漂移的方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种减小关键尺寸漂移的方法。
背景技术
刻蚀工艺是集成电路制造过程中最关键的工艺之一，其主要作用是完成光刻工艺中的图形在硅片上的最终转移和定型，因此刻蚀工艺的任何漂移都会导致最终刻蚀图形结构和线宽的漂移，影响刻蚀所得关键尺寸的稳定性，进而直接影响到产品的电性性能和良率。
在后段工艺制程中，业界普遍采用铜互连材料，通过监控刻蚀槽的关键尺寸来判断芯片内的刻蚀深度是否满足工艺生产要求。通过长期的监控发现；刻蚀过程聚合物沉积影响金属层一体化刻蚀后形成的关键尺寸大小，在刻蚀深度相同时，沟道周长越长，侧壁沉积的聚合物越少，侧壁保护作用越弱，对应金属层的刻蚀后形成的关键尺寸越大，从而刻蚀后形成的关键尺寸与硬掩膜关键尺寸差值变大，反之则越小。为了解决上述关键尺寸偏移的问题，工程师先通过调整光刻槽宽尺寸，再通过调整刻蚀过程中调整气体的比例来调整反应副产物的生成，最终达到控制刻蚀槽关键尺寸偏离的目的。传统调控刻蚀关键尺寸的方法，需要在产品流片过程中，经过反复测量、调整、测试等一系列的工序来达到减小刻蚀槽关键尺寸偏移量。耗时久，需要消耗大量的人力和物力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减小关键尺寸漂移的方法，代替人工反复测量关键尺寸来减少偏移的方法，从而减少人力、物力，节省时间。
为了达到上述目的，一种减小关键尺寸漂移的方法，包括：
设计多个测试光罩，每个所述测试光罩包含多个图形，多个所述测试光罩包含不同的多个图形；
根据测试光罩图形上各组测试图形的周长和密度的关系，建立刻蚀预测模型；
使用刻蚀预测模型上线生产，预测产品刻蚀的关键尺寸漂移；
根据预测的关键尺寸漂移修正测试光罩的图形的周长和线宽。
可选的，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，根据测试光罩的刻蚀量测关键尺寸与周长和宽度的关系，建立刻蚀预测模型之后，所述减小关键尺寸漂移的方法还包括：验证刻蚀预测模型。
可选的，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，所述减小关键尺寸漂移的方法用于一体化金属层。
可选的，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，所述关键尺寸漂移是指产品光刻后的关键尺寸的值与刻蚀后的关键尺寸的值之差。
可选的，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，所述修正的方法包括：预测关键尺寸的偏移是否超过规格；如果是，调整冗余图形填充。
可选的，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，所述修正的方法还包括：通过调整OPC修正补偿值，以达到增加局部图形周长。
可选的，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，如果不是，则以测试光罩的图形出版掩膜板。
可选的，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，密度是指单组测试图形各个图形的面积之和与测试图形所占区域面积比。
在本发明提供的减小关键尺寸漂移的方法中，在掩膜板出版前，通过刻蚀预测模型与冗余图形填充相结合的方法，修正测试光罩的图形的周长和线宽，最后以修正后的测试光罩的图形出版掩膜板，快速解决刻蚀关键尺寸漂移的问题，避免了晶圆的返工率和废弃率，有利于刻蚀关键尺寸的稳定，改善刻蚀晶圆的均匀性。
附图说明
图1是本发明实施例的减小关键尺寸漂移的方法的流程图。
图2沿X方向拆分以修正产品的冗余图形的形状的示意图；
图3沿Y方向拆分以修正产品的冗余图形的形状的示意图；
图4为增大OPC修正补偿的方法的示意图；
图5为刻蚀关键尺寸图形；
图中：1-原OPC修正的冗余图形、2-增大OPC补偿的冗余图形、100-冗余图形。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，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。
在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
参照图1，本发明提供了一种减小关键尺寸漂移的方法，包括：
S11：设计多个测试光罩，每个所述测试光罩包含多个图形，多个所述测试光罩包含不同的多个图形；
S12：根据测试光罩图形上各组测试图形的周长和密度的关系，建立刻蚀预测模型；
S13：使用刻蚀预测模型上线生产，预测产品刻蚀的关键尺寸漂移；
S14：根据预测的关键尺寸漂移修正测试光罩的图形的周长和线宽。
本实施例中，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，所述减小关键尺寸漂移的方法用于一体化金属层。关键尺寸漂移也是指金属层的光刻后的关键尺寸(ADI CD)与刻蚀后的关键尺寸(AEI CD)的差值。
本实施例中，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，所述关键尺寸漂移是指产品光刻后的关键尺寸的值与刻蚀后的关键尺寸的值之差。产品进入生产后，可能经过光刻和刻蚀两个步骤，光刻后关键尺寸的值和刻蚀后关键尺寸的值的差如果超过设定的规格，则需要修正，而设定的规格可以参照生产前工艺的要求。
若预测的产品刻蚀的关键尺寸(inline监控区域，如图4)的的漂移超出光刻后的关键尺寸ADI CD量测值的10％，可以修正产品的冗余图形100的形状，达到调整产品刻蚀的关键尺寸区域的周长，如图4，1为原OPC修正的冗余图形、2为增大OPC补偿的冗余图形，还可以通过OPC补偿修正调整关键尺寸图形。
具体的，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，所述修正的方法包括：预测关键尺寸的偏移是否超过规格；如果是，冗余图形100填充调整；调整OPC修正补偿值。通过冗余图形100填充来调整多个图形的周长，从而调整密度，最后改变测试光罩的图形。
具体的，修正产品的冗余图形100的形状的方法有两种，第一种是以X方向拆分图形，即将图形以竖直等分多块，可以为6块，如图2。
第二种方法是以Y方向拆分图形，即将图形以竖直等分多块，可以为6块，如图3。
本实施例中，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，预测关键尺寸的偏移如果没有超过规格，则以测试光罩的图形出版掩膜板。如果关键尺寸漂移没有超出规格，说明尺寸达标，可以直接以测试光罩的图形出版掩膜板。
本实施例中，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，所述冗余图形100填充调整的方法为：在光刻时，调整光刻槽宽尺寸。在本实施例的冗余图形100填充调整的方法中，在光刻时，从而可以在后续工艺中修正关键尺寸的宽度。
本实施例中，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，所述调整OPC修正补偿值的方法为：在刻蚀时，修正关键尺寸的宽度。OPC修正主要是修正周长，而周长的长度是固定的，所以可以通过调整宽度来修正。
本实施例中，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，根据测试光罩的刻蚀量测关键尺寸与周长、宽度和线宽的关系，建立刻蚀预测模型之后，所述减小关键尺寸漂移的方法还包括：验证预测模型。建立刻蚀预测模型之后，需要先上线验证试用，如果试用的结果在合格范围内，就可以正式上线用于大批量产品的生产。
本实施例中，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，根据预测的关键尺寸漂移修正测试光罩的图形的周长和线宽之后，所述减小关键尺寸漂移的方法还包括：以测试光罩的图形出版掩膜板。修正之后就可以测试光罩的图形出版掩膜板。
本实施例中，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，密度是指多个图形的面积之和与测试光罩的面积的差。
本实施例中，在所述的减小关键尺寸漂移的方法中，这里的周长是指多个图形的周长之和。
例如，以某产品为例，采用刻蚀预测模型预测刻蚀关键尺寸的值；预测发现此产品的金属层的周长比率为0.39，刻蚀关键尺寸的值为316nm，有关键尺寸漂移-84nm的风险；调整金属层的周长比率为0.68时，关键尺寸的漂移值-25nm，在刻蚀工艺可接受的关键尺寸波动范围内；OPC增加测试光罩图形的修正值；之后，以测试光罩图形出版掩膜板。
综上，在本发明实施例提供的减小关键尺寸漂移的方法中，在掩膜板出版前，通过刻蚀预测模型与冗余图形填充相结合的方法，修正测试光罩的图形的周长和线宽，最后以修正后的测试光罩的图形出版掩膜板，快速解决刻蚀关键尺寸漂移的问题，避免了晶圆的返工率和废弃率，有利于刻蚀关键尺寸的稳定，改善刻蚀晶圆的均匀性。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种减小关键尺寸漂移的方法，其特征在于，包括：
设计多个测试光罩，每个所述测试光罩包含多个图形，多个所述测试光罩包含不同的多个图形；
根据测试光罩图形上各组测试图形的周长和密度的关系，建立刻蚀预测模型；
使用刻蚀预测模型上线生产，预测产品刻蚀的关键尺寸漂移；
根据预测的关键尺寸漂移修正测试光罩的图形的周长和线宽。
2.如权利要求1所述的减小关键尺寸漂移的方法，其特征在于，根据测试光罩的刻蚀量测关键尺寸与周长和宽度的关系，建立刻蚀预测模型之后，所述减小关键尺寸漂移的方法还包括：验证刻蚀预测模型。
3.如权利要求1所述的减小关键尺寸漂移的方法，其特征在于，所述减小关键尺寸漂移的方法用于一体化金属层。
4.如权利要求1所述的减小关键尺寸漂移的方法，其特征在于，所述关键尺寸漂移是指产品光刻后的关键尺寸的值与刻蚀后的关键尺寸的值之差。
5.如权利要求1所述的减小关键尺寸漂移的方法，其特征在于，所述修正的方法包括：预测关键尺寸的偏移是否超过规格；如果是，调整冗余图形填充。
6.如权利要求5所述的减小关键尺寸漂移的方法，其特征在于，所述修正的方法还包括：通过调整OPC修正补偿值，以达到增加局部图形周长。
7.如权利要求5所述的减小关键尺寸漂移的方法，其特征在于，如果不是，则以测试光罩的图形出版掩膜板。
8.如权利要求1所述的减小关键尺寸漂移的方法，其特征在于，密度是指单组测试图形各个图形的面积之和与测试图形所占区域面积比。
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