CN111240160B - 巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法 - Google Patents

巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，提供多个掩膜版选项进行二次曝光的模型设置，每个掩膜版选项包含两个掩膜版层及背景层选项，该两个掩膜版层分别定义为版图层和除该版图层以及背景层以外的区域；在OPC脚本中进行对应指定；将相邻两个掩膜版的交叠区域中的亚分辨辅助图形退回至非交叠状态；进行OPC预处理，设置相邻的两个掩膜版中版图层相互交叠区域的宽度；将导致不收敛的掩膜版分段进行冻结。采用本发明的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，经OPC修正过后模拟成像验证交叠区域掩膜板尺寸变小，修正方法可行。OPC修正后的掩膜板尺寸对模型友好且修正过后工艺窗口模拟无恶化。

Description

巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法。
背景技术
对于一些极巨尺寸版图，在版图大到超过一次曝光所允许最大尺寸时，需要拆分成多张版图分别曝光，再将多次曝光的图案拼接成一张完整版图。在相邻曝光范围交界处，将存在二次曝光(LLE)的情况，相比光刻-刻蚀-光刻-刻蚀(litho-etch-litho-etch，LELE)工艺或光刻-冻结-光刻-刻蚀(litho-freeze-litho-etch，LFLE)工艺，LLE工艺简单廉价，但缺点在于第二次曝光将对第一次曝光产生很大影响，难以预测并控制风险。
因此，针对极大尺寸版图横跨多个曝光区域的情况，需要建立一套相邻区域交界处二次曝光的模拟仿真及OPC修正及风险防控方法。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，用于解决现有技术中的巨型尺寸版图需要进行拆分实施二次曝光的过程中，第二次曝光对第一次曝光产生影响以及存在工艺风险的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，该方法至少包括：
步骤一、提供多个掩膜版选项进行二次曝光的模型设置，其中每个所述掩膜版选项包含两个掩膜版层以及背景层的选项，该两个掩膜版层分别定义为版图层和除了该版图层以及背景层以外的区域；
步骤二、利用所述模型设置进行OPC脚本设置，其中将所述每个掩膜版选项与所述掩膜版选项中的掩膜版层选项以及背景层选项分别在所述OPC脚本中进行对应指定；
步骤三、亚分辨辅助图形优化，其中将所述相邻两个掩膜版的交叠区域中的亚分辨辅助图形退回至非交叠状态；
步骤四、对所述每个掩膜版中的版图层进行OPC预处理，其中设置彼此相邻的两个所述掩膜版中的版图层相互交叠区域的宽度使得OPC修正后结果正常；
步骤五、将导致不收敛的所述掩膜版分段进行冻结，之后进行OPC修正；
步骤六、将彼此相互交叠的所述版图层中的目标分段外移以防止二次曝光产生断线。
优选地，步骤一中提供两个所述掩膜版选项进行二次曝光的模型设置。
优选地，步骤一中所述每个掩膜版选项中的所述版图层设置其透光率为6.3％，该掩膜版选项中的所述背景层设置为全透光；该掩膜版选项中除了所述版图层以及背景层以外的区域设置为不透光。
优选地，步骤二中在所述OPC脚本中进行对应指定前将除了所述版图层以及背景层以外的区域独立生成区域版图。
优选地，步骤三中将所述相邻两个掩膜版的交叠区域中的亚分辨辅助图形退回至非交叠状态中的所述非交叠状态包括：所述相邻两个掩膜版的边界间隔为0～20nm。
优选地，步骤四中设置彼此相邻的两个所述掩膜版中的版图层相互交叠区域的宽度为50～100nm。
优选地，步骤四中设置彼此相邻的两个所述掩膜版中的版图层相互交叠区域的宽度为50nm。
优选地，步骤四中使得OPC修正后结果正常的方法包括：避免因交叠区域太小产生光阻效应以及避免因交叠区域太大产生远小于建模尺寸的图形。
优选地，步骤五中将导致不收敛的所述掩膜版分段进行冻结之后、OPC修正前，将因为拆分版图循环反馈参数计算方式变化的分段重新设置评价函数。
优选地，步骤六中二次曝光产生断线的情况包括：多次对焦或掩膜版平移误差造成的断线。
优选地，该方法为基于CIS工艺中的BSI平台进行的方法。
如上所述，本发明的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，具有以下有益效果：采用本发明的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，经OPC修正过后模拟成像验证可以完全达到目标，交叠区域掩膜板尺寸变小，说明修正方法可行。将掩膜板交叠区域控制在50-100nm范围内，OPC修正后的掩膜板尺寸对模型友好；且修正过后工艺窗口模拟无恶化。
附图说明
图1显示为一个掩膜版上的版图层、背景层及其以外的区域；
图2显示为另一个掩膜版上的版图层、背景层及其以外的区域；
图3显示为亚分辨辅助图形预处理及分段设置版图；
图4显示为OPC预处理中背景层为不透光条件下两个掩膜版交叠区域宽度为200nm的版图；
图5显示为叠区域预处理后及掩膜板修正效果的版图；
图6显示为OPC修正后工艺窗口模拟无恶化的版图；
图7显示为交叠区域进行目标重整后的图形。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，本发明进一步地，该方法为基于CIS工艺中的BSI平台进行的方法。该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供多个掩膜版选项进行二次曝光的模型设置，其中每个所述掩膜版选项包含两个掩膜版层以及背景层的选项，该两个掩膜版层分别定义为版图层和除了该版图层以及背景层以外的区域；本发明进一步地，步骤一中提供两个所述掩膜版选项进行二次曝光的模型设置。如图1和图2所示，图1显示为一个掩膜版上的版图层、背景层及其以外的区域；图2显示为另一个掩膜版上的版图层、背景层及其以外的区域。图1中的一个掩膜版上的版图层01示例性给出了条形结构的图形，在该条形结构的图形之间的部分设置为该掩膜版上的背景层02，由于本发明的方法是将一块版图分两次进行曝光，因此，该步骤一还需要设置除了该掩膜版上所述版图层01和所述背景层02以外的其他区域03的光学信息。同样，图2中显示出了本发明提供的两个掩膜版选项中的另一掩膜版，该掩膜版上的版图层11示例性给出了条形结构的图形，该条形结构的图形之间的部分设置为该掩膜版上的背景层12，本发明还需要设置掩膜版上除了所述版图层11和背景层12之外的其他区域13的光学信息。
本发明进一步地，步骤一中所述每个掩膜版选项中的所述版图层设置其透光率为6.3％，该掩膜版选项中的所述背景层设置为全透光；该掩膜版选项中除了所述版图层以及背景层以外的区域设置为不透光。如图1所示，图1中的掩膜版上的版图层01期透光率设置为6.3％，该掩膜版上的所述背景层02设为全透光，该掩膜版上除了所述版图层01和背景层02以外的其他区域03设为完全不透光(Dark)。
同样，如图2所示，图2中的另一掩膜版上的版图层11的透光率为6.3％，该掩膜版选项中的所述背景层设置为全透光；该掩膜版选项中除了所述版图层以及背景层以外的区域设置为不透光。如图1所示，图1中的掩膜版上的版图层11期透光率设置为6.3％，该掩膜版上的所述背景层12设为全透光，该掩膜版上除了所述版图层11和背景层12以外的其他区域13设为完全不透光(Dark)。
步骤二、利用所述模型设置进行OPC脚本设置，其中将所述每个掩膜版选项与所述掩膜版选项中的掩膜版层选项以及背景层选项分别在所述OPC脚本中进行对应指定；本发明进一步地，步骤二中在所述OPC脚本中进行对应指定前将除了所述版图层以及背景层以外的区域独立生成区域版图。也就是说所述每个掩膜版选项中初始的GDS文件中并不包含其对应的所述除版图层和所述背景层之外的其他被设为Dark的区域，该步骤需要对所述掩膜版选项中除版图层和所述背景层之外的其他区域根据所述另一个掩膜版选项中的各个曝光层的信息独立生成区域版图，也就是图1和图2中设置为Dark的区域，作为不透光区域进行模拟。该步骤中将步骤一中设置的模型中的所述掩膜版选项、版图层、背景层及他们以外的所述区域需要在OPC脚本中进行一一指定，完成脚本与模型的一一对应。
步骤三、亚分辨辅助图形优化，其中将所述相邻两个掩膜版的交叠区域中的亚分辨辅助图形退回至非交叠状态；亚分辨辅助图形(SRAF)对目标图形起辅助作用，使得曝光质量更好，但是在曝光过程中不被曝光的部分，因此在如果所述两个掩膜版的交叠区域宽度不合理，所述交叠区域中的SRAF图形有可能会被曝光，因此该步骤中需要将所述交叠区域中的所述SRAF图形调整为非交叠状态。本发明进一步地，步骤三中将所述相邻两个掩膜版的交叠区域中的亚分辨辅助图形退回至非交叠状态中的所述非交叠状态包括：所述相邻两个掩膜版的边界间隔为0～20nm。本实施例进一步地，所述交叠区域中的SRAF图形彼此间隔为20nm。如图3所示，图3显示为亚分辨辅助图形预处理及分段设置版图；其中背景层为不透光条件下两个掩膜版交叠区域宽度为100nm，调整SRAF图形的边界，使得相互不重叠。
步骤四、对所述每个掩膜版中的版图层进行OPC预处理，其中设置彼此相邻的两个所述掩膜版中的版图层相互交叠区域的宽度使得OPC修正后结果正常；本发明进一步地，步骤四中设置彼此相邻的两个所述掩膜版中的版图层相互交叠区域的宽度为50～100nm。再进一步地，步骤四中设置彼此相邻的两个所述掩膜版中的版图层相互交叠区域的宽度为50nm。更进一步地，步骤四中使得OPC修正后结果正常的方法包括：避免因交叠区域太小产生光阻效应以及避免因交叠区域太大产生远小于建模尺寸的图形。如图4所示，图4显示为OPC预处理中背景层为不透光条件下两个掩膜版交叠区域宽度为200nm的版图；其中所述交叠区域为200nm时，二次曝光区域的光罩CD会产生深亚规则(deep sub rule)图形，所述模型能力存疑。因此，将所述交叠区域的边界处回退处理，使得所述交叠区域的宽度为50～100nm之间。如图5所示，图5显示为叠区域预处理及掩膜板修正效果的版图。
步骤五、将导致不收敛的所述掩膜版分段进行冻结，之后进行OPC修正；本发明进一步地，步骤五中将导致不收敛的所述掩膜版分段进行冻结之后、OPC修正前，将因为拆分版图循环反馈参数计算方式变化的分段重新设置评价函数。如图3所示，左边掩膜版的目标图形的末端与右边掩膜版目标图形的末端形成交叠，而在二次曝光后所述末端部分不存在，因此所述末端部分的曝光没有意义。该部分的在修正过程中的移动会导致目标图形的其他部分不收敛，因此，该步骤需要将所述末端交叠区域进行分段冻结。与所述末端临近的两个分段部分在OPC修正过程中，其收敛的目标函数与普通的分段部分不同，因此对所述评价函数重新设定，按照普通分段部分进行目标函数收敛设置。
步骤六、将彼此相互交叠的所述版图层中的目标分段外移以防止二次曝光产生断线。本发明进一步地，步骤六中二次曝光产生断线的情况包括：多次对焦或掩膜版平移误差造成的断线。由于二次曝光的实际操作中存在对准误差或光罩漂移误差导致断线，因此，为了曝光安全，对交叠部分进行目标重整，如图7所示，图7显示为交叠区域进行目标重整后的图形。
如图6所示，图6显示为OPC修正后工艺窗口模拟无恶化的版图。
综上所述，采用本发明的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，经OPC修正过后模拟成像验证可以完全达到目标，交叠区域掩膜板尺寸变小，说明修正方法可行。将掩膜板交叠区域控制在50-100nm范围内，OPC修正后的掩膜板尺寸对模型友好；且修正过后工艺窗口模拟无恶化。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供多个掩膜版选项进行二次曝光的模型设置，其中每个所述掩膜版选项包含两个掩膜版层以及背景层的选项，该两个掩膜版层分别定义为版图层和除了该版图层以及背景层以外的区域；
步骤二、利用所述模型设置进行OPC脚本设置，其中将所述每个掩膜版选项与所述掩膜版选项中的掩膜版层选项以及背景层选项分别在所述OPC脚本中进行对应指定；
步骤三、亚分辨辅助图形优化，其中将相邻两个所述掩膜版的交叠区域中的亚分辨辅助图形退回至非交叠状态；
步骤四、对所述每个掩膜版中的版图层进行OPC预处理，其中设置彼此相邻的两个所述掩膜版中的版图层相互交叠区域的宽度使得OPC修正后结果正常；
步骤五、将导致不收敛的所述掩膜版分段进行冻结，之后进行OPC修正；
步骤六、将彼此相互交叠的所述版图层中的目标分段外移以防止二次曝光产生断线。
2.根据权利要求1所述的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，其特征在于：步骤一中提供两个所述掩膜版选项进行二次曝光的模型设置。
3.根据权利要求1所述的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，其特征在于：步骤一中所述每个掩膜版选项中的所述版图层设置其透光率为6.3％，该掩膜版选项中的所述背景层设置为全透光；该掩膜版选项中除了所述版图层以及背景层以外的区域设置为不透光。
4.根据权利要求3所述的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，其特征在于：步骤二中在所述OPC脚本中进行对应指定前将除了所述版图层以及背景层以外的区域独立生成区域版图。
5.根据权利要求1所述的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，其特征在于：步骤三中将所述相邻两个掩膜版的交叠区域中的亚分辨辅助图形退回至非交叠状态中的所述非交叠状态包括：所述相邻两个掩膜版的边界间隔为0～20nm。
6.根据权利要求1所述的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，其特征在于：步骤四中设置彼此相邻的两个所述掩膜版中的版图层相互交叠区域的宽度为50～100nm。
7.根据权利要求1所述的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，其特征在于：步骤四中设置彼此相邻的两个所述掩膜版中的版图层相互交叠区域的宽度为50nm。
8.根据权利要求6或7所述的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，其特征在于：步骤四中使得OPC修正后结果正常的方法包括：避免因交叠区域太小产生光阻效应以及避免因交叠区域太大产生远小于建模尺寸的图形。
9.根据权利要求1所述的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，其特征在于：步骤五中将导致不收敛的所述掩膜版分段进行冻结之后、OPC修正前，将因为拆分版图循环反馈参数计算方式变化的分段重新设置评价函数。
10.根据权利要求1所述的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，其特征在于：步骤六中二次曝光产生断线的情况包括：多次对焦或掩膜版平移误差造成的断线。
11.根据权利要求1所述的巨型版图拆分边界二次曝光模拟及光学近邻修正方法，其特征在于：该方法为基于CIS工艺中的BSI平台进行的方法。
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