CN112612181A - 针对特定图形旁波效应的opc方法及通孔层opc处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种针对特定图形旁波效应的OPC方法，包括：步骤S1，设定OPC模型的曝光阈值，输入目标图形，利用OPC模型模拟所述目标图形曝光后的光强分布，选择光强满足设定光强条件的长方形图形作为选定图形并输出；步骤S2，以所述选定图形中两条长边之间的距离满足设定距离条件的两条长边作为图形边；步骤S3，以所述图形边为目标图形边，在所述选定图形中生成散射条，所述散射条与所述图形边平行；步骤S4，以所述目标图形为目标、所述散射条为辅助图形，进行基于模型的OPC修正，得到最终的OPC图形。本发明还公开通孔层OPC处理方法。本发明通过添加辅助图形(散射条)改变光强分布，从而确保最终的曝光结果既能达到目标尺寸，又能避免产生额外曝光图形。

Description

针对特定图形旁波效应的OPC方法及通孔层OPC处理方法
技术领域
本发明与半导体集成电路设计有关，具体涉及一种针对特定图形旁波效应的OPC方法及通孔层OPC处理方法，主要针对微影过程中由旁波效应形成的额外曝光图形。
背景技术
在深亚微米集成电路制造中，基于模型的OPC处理已经广泛应用于不同层次的微影工艺中。通过建立由硅片数据校正的光刻模型，能够很好地预测在特定的微影工艺条件下存在的图形转移失真现象，然后根据模型模拟的失真情况做出一定的图形补偿或修正，并对修正后的图形再进行模拟并检查是否达到目标，如此循环，经过一定的迭代次数后，使最后图形的模拟结果能够尽可能地接近目标图形，这就是基于模型的OPC处理的基本方法。
传统的基于模型的OPC处理方法已经能很好地修正或优化由光学临近效应引起的光学失真现象，比如尺寸偏离目标、拐角圆化现象等。在特定的曝光条件下，针对一些特殊尺寸和环境的图形，由于光线衍射后的干涉效应，导致光强次波峰超过了曝光阈值，这时候会导致额外曝光图形的产生，这些额外曝光图形成像于目标图形之外。微影过程中次波峰产生的额外曝光图形，属于特定曝光条件下特定图形的旁波效应，属于曝光过程中的缺陷。
在现有的OPC方法中，通过不断调整图形的尺寸和位置，减少干涉效应形成次波峰的影响，虽然可以减小或避免产生额外曝光图形，但难以同时达到OPC结果的收敛，也就是说目标图形尺寸存在一定的偏差。而且，通过传统的OPC方法来避免额外曝光图形的产生，一旦发生工艺条件变动，仍然存在曝光后产生额外曝光图形的风险，也就是说工艺窗口较小。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种针对特定图形旁波效应的OPC方法，可以解决微影工艺过程中因旁波效应形成额外曝光图形的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的针对特定图形旁波效应的OPC方法，包括如下步骤：
步骤S1，设定OPC模型的曝光阈值Ith，输入目标图形，利用OPC模型模拟所述目标图形曝光后的光强分布，选择光强满足设定光强条件的长方形图形作为选定图形并输出；
步骤S2，以所述选定图形中两条长边之间的距离满足设定距离条件的两条长边作为图形边；
步骤S3，以所述图形边为目标图形边，在所述选定图形中生成散射条，所述散射条与所述图形边平行；
步骤S4，以所述目标图形为目标、所述散射条为辅助图形，进行基于模型的OPC修正，得到最终的OPC图形。
进一步的，在步骤S4之后还包括：
步骤S5，进行OPC验证。
进一步的，在步骤S1中，所述设定光强条件为光强最小值Imin接近曝光阈值Ith。
优选的，所述光强最小值Imin满足的设定光强条件为0.9Ith<Imin<1.1Ith。
进一步的，在所述步骤S2中，所述图形边为间距在1.4λ和1.6λ之间的成对图形边，其中λ为光源波长。
优选的，所述设定距离条件为1.5λ。
进一步的，在步骤S3中，所述散射条的宽度为1/3λ，且所述散射条与所述目标图形之间的最小间距为0.5λ，其中λ为光源波长。
同时，本发明还提供一种通孔层OPC处理方法，包括如下步骤：
步骤S1，输入目标图形，选择长方形通孔图形作为选定图形；
步骤S2，判断所述选定图形的长边和短边是否都大于1μm，如果是，则按照标准OPC进行处理，否则进入步骤S3；
步骤S3，在所述选定图形中添加散射条，所述散射条与所述选定图形的长边平行；
步骤S4，以所述目标图形为目标、所述散射条为辅助图形，进行基于模型的OPC修正，得到最终的OPC图形。
进一步的，所述光强最小值Imin满足的设定光强条件为0.9Ith<Imin<1.1Ith。
进一步的，在步骤S3中，所述散射条的宽度为1/3λ，且所述散射条与所述目标图形之间的最小间距为0.5λ，其中λ为光源波长。
本发明针对微影工艺过程中由旁波效应形成的额外曝光图形，首先找到存在旁波效应的特定长方形图形，然后在长方形图形中添加辅助图形(散射条)改变光强分布，进行OPC修正和验证得到最终的OPC图形，从而确保最终的曝光结果既能达到目标尺寸，又能避免产生额外曝光图形。
附图说明
图1为本发明的针对特定图形旁波效应的OPC方法的流程图；
图2为采用本发明的OPC方法的步骤S1得到的选定图形；
图3为采用本发明的OPC方法的步骤S2确定的图形边；
图4为采用本发明的OPC方法的步骤S3增加的散射条的位置示意图；
图5为长方形图形采用常规OPC方法处理后的轮廓示意图；
图6为长方形图形采用本发明的OPC方法处理后的轮廓示意图；
图7为本发明的通孔层OPC处理方法的流程图；
图8为采用本发明的通孔层OPC处理方法的步骤S1得到的选定图形；
图9为图8中的选定图形至少一边不大于1μm时按照常规OPC修正得到的图形；
图10为图8中的选定图形的光强分布图；
图11为图8中的选定图形至少一边不大于1μm时按照本发明的OPC处理方法增加散射条的示意图；
图12为图11进行OPC修正得到的模拟图形；
图13为图11中的选定图形的光强分布图。
具体实施方式
下面结合附图通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可以由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明亦可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，本领域技术人员在不背离本发明的精神下可以进行各种类似推广和替换。此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
针对微影过程中由旁波效应形成的额外曝光图形，本发明通过添加辅助图形(散射条)来改变光强分布，具体的，针对特定图形旁波效应的OPC方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S1，设定OPC模型的曝光阈值Ith，输入目标图形，利用OPC模型模拟所述目标图形曝光后的光强分布，选择光强满足设定光强条件的长方形图形作为选定图形并输出，如图2所示；
步骤S2，以所述选定图形中两条长边之间的距离满足设定距离条件的两条长边作为图形边，如图3所示；
步骤S3，以所述图形边为目标图形边，在所述选定图形中生成散射条，所述散射条与所述图形边平行，如图4所示；
步骤S4，以所述目标图形为目标、所述散射条为辅助图形，进行基于模型的OPC修正，得到最终的OPC图形。
优选的，在步骤S4之后还包括：步骤S5，进行OPC验证。
在本发明一较佳实施例中，选择光强最小值Imin接近曝光阈值Ith的长方形图形Frag-A作为选定图形并输出，如图2所示。在更优选的实施例中，光强最小值Imin满足的设定光强条件为0.9Ith<Imin<1.1Ith。
在本发明一较佳实施例中，在所述步骤S2中，所述图形边为间距在1.4λ和1.6λ之间的成对图形边，即长方形图形的两条长边之间的距离S满足条件1.4λ<S<1.6λ，其中λ为光源波长。优选的，选择两条长边之间的距离为1.5λ的成对长边作为图形边，如图3所示。
在步骤S3中，所述散射条的宽度为1/3λ，且所述散射条与所述目标图形之间的最小间距为0.5λ，其中λ为光源波长。
上述步骤S1涉及使用Mentor的nmOPC工具，步骤S2涉及使用Mentor的SVRF工具，步骤S3涉及使用Mentor的nmSRAM工具。当然，本领域技术人员也可以采用其它工具实现，本发明并不对此加以限定。
在本发明中，选择光强满足一定条件(光强超过设定值会产生额外曝光图形)的长方形图形，这种特定图形采用常规OPC处理后轮廓(contour)与目标图形(target)存在较大的EPE，如图5所示，修正未准确达到目标值。图6所示为按照本发明的OPC方法进行散射条的添加后OPC处理后得到的轮廓，与目标值接近，证明本发明的OPC方法修正效果显著改善，因此可以清楚地看出在遇到该种特定图形时，采用添加散射条的效果明显优于常规OPC处理。
本发明实施例针对微影工艺过程中由旁波效应形成的额外曝光图形，首先找到存在旁波效应的特定长方形图形，然后在长方形图形中添加辅助图形(散射条)改变光强分布，进行OPC修正和验证得到最终的OPC图形，从而确保最终的曝光结果既能达到目标尺寸，又能避免产生额外曝光图形。
同时，基于上述OPC方法的通孔层OPC处理方法，如图7所示，包括如下步骤：
步骤S1，输入目标图形，选择长方形通孔图形作为选定图形；
步骤S2，判断所述选定图形的长边和短边是否都大于1μm，如果是，则按照标准OPC进行处理，否则进入步骤S3；
步骤S3，在所述选定图形中添加散射条，所述散射条与所述选定图形的长边平行；
步骤S4，以所述目标图形为目标、所述散射条为辅助图形，进行基于模型的OPC修正，得到最终的OPC图形。
其中，所述光强最小值Imin满足的设定光强条件为0.9Ith<Imin<1.1Ith。
其中，在步骤S3中，所述散射条的宽度为1/3λ，且所述散射条与所述目标图形之间的最小间距为0.5λ，其中λ为光源波长。
结合图7所示，下面以图8所示的图形(长方形或长环形)为例，对本发明实施例的通孔层OPC处理方法的过程和效果作进一步说明。
根据图8所示的图形(以下称为长环图形)，该长环图形如果长边和短边都大于1μm，那么按照传统的常规OPC方法进行修正，可以达到目标值，而且不会产生额外曝光图形。
在图8中的长环图形中，如果长边和短边的其中一边(长边不大于1μm，则短边必然不大于1μm)或者两边都小于1μm，那么此时采用传统的常规OPC修正方法就会出现旁波效应现象，具体如图9所示。
从图9中可以看出，每个长环图形中产生了两个额外曝光图形，出现这种情况的原因在于，传统的OPC处理方法中光强度(intensity)的设置值threshold值为0.1666，如果选定图形某处的光强度超过设置值就会产生额外曝光图形，对图8所示的长环形图形进行光强度分析，发现长环图形的中间图形的光强度为0.1752，如图10所示，因此出现旁波效应现象。
针对这种特定图形由旁波效应产生的额外曝光图形，采用图7所示的方法，根据Calibre OPCpro和公式，按照实际图形的尺寸进行散射条的添加，即在长环图形的内部增加散射条，如图11所示，同时按照其它rule在长环图形的周围增加辅助图形。
对添加散射条的图形(图11所示)进行OPC模拟，可以发现随着散射条的添加未发生额外曝光图形产生的情况，如图12所示。
对添加散射条后的图形进行光强度分析，如图13所示，采用传统的常规OPC方法产生额外曝光图形的位置处的光强度由0.1752变为0.0976，小于设置值(threshold＝0.1666)，因此不会发生额外曝光。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，本发明并不局限于上述实施方式。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。

Claims (10)

1.一种针对特定图形旁波效应的OPC方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，设定OPC模型的曝光阈值Ith，输入目标图形，利用OPC模型模拟所述目标图形曝光后的光强分布，选择光强满足设定光强条件的长方形图形作为选定图形并输出；
步骤S2，以所述选定图形中两条长边之间的距离满足设定距离条件的两条长边作为图形边；
步骤S3，以所述图形边为目标图形边，在所述选定图形中生成散射条，所述散射条与所述图形边平行；
步骤S4，以所述目标图形为目标、所述散射条为辅助图形，进行基于模型的OPC修正，得到最终的OPC图形。
2.根据权利要求1所述的针对特定图形旁波效应的OPC方法，其特征在于，在步骤S4之后还包括：
步骤S5，进行OPC验证。
3.根据权利要求1或2所述的针对特定图形旁波效应的OPC方法，其特征在于，在步骤S1中，所述设定光强条件为光强最小值Imin接近曝光阈值Ith。
4.根据权利要求3所述的针对特定图形旁波效应的OPC方法，其特征在于，所述光强最小值Imin满足的设定光强条件为0.9Ith<Imin<1.1Ith。
5.根据权利要求1或2所述的针对特定图形旁波效应的OPC方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述图形边为间距在1.4λ和1.6λ之间的成对图形边，其中λ为光源波长。
6.根据权利要求5所述的针对特定图形旁波效应的OPC方法，其特征在于，所述设定距离条件为1.5λ。
7.根据权利要求1或2所述的针对特定图形旁波效应的OPC方法，其特征在于，在步骤S3中，所述散射条的宽度为1/3λ，且所述散射条与所述目标图形之间的最小间距为0.5λ，其中λ为光源波长。
8.一种基于权利要求1所述的针对特定图形旁波效应的OPC方法的通孔层OPC处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，输入目标图形，选择长方形通孔图形作为选定图形；
步骤S2，判断所述选定图形的长边和短边是否都大于1μm，如果是，则按照标准OPC进行处理，否则进入步骤S3；
步骤S3，在所述选定图形中添加散射条，所述散射条与所述选定图形的长边平行；
步骤S4，以所述目标图形为目标、所述散射条为辅助图形，进行基于模型的OPC修正，得到最终的OPC图形。
9.根据权利要求8所述的通孔层OPC处理方法，其特征在于，所述光强最小值Imin满足的设定光强条件为0.9Ith<Imin<1.1Ith。
10.根据权利要求8所述的通孔层OPC处理方法，其特征在于，在步骤S3中，所述散射条的宽度为1/3λ，且所述散射条与所述目标图形之间的最小间距为0.5λ，其中λ为光源波长。
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