CN112749424B - 光刻胶的轮廓三维建模方法、系统和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种光刻胶的轮廓三维建模方法、系统和可读存储介质，涉及半导体技术领域。光刻胶的轮廓三维建模方法包括：多次收集规律图型在多个位置的光刻胶轮廓；将光刻胶轮廓重叠在一起，形成复数轮廓；获取复数轮廓的白边宽度和差异量；根据白边宽度和差异量，建立光刻胶三维模型。这样，可以从复数轮廓的灰阶图像中获取白边宽度和差异量，根据白边宽度和差异量，即可得出光刻胶侧墙的三维尺寸信息，从而建立光刻胶三维模型，不需要再单独调整系统参数来收集光刻胶侧墙的三维尺寸信息，能够显著提高建模效率和精度。而且，建立的光刻胶三维模型能够用于预测其它图型中光刻胶的三维尺寸。

Description

光刻胶的轮廓三维建模方法、系统和可读存储介质

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种光刻胶的轮廓三维建模方法、系统和可读存储介质。

背景技术

光刻胶建模的主要目的在于：收集现有图型的二维光刻胶数据，之后对二维光刻胶数据进行光学与化学模型的参数拟合，形成光学化学复合模型，通过光学化学复合模型可以预测光刻胶在其它图型中的二维尺寸。

传统的光刻胶建模多是先利用CDSEM(全称：Critical Dimension ScanningElectronic Microscope，中文名：电子显微镜)机台收集量尺资料(gauge data)，再根据量尺资料生产二维的预测模型，这种光刻胶建模的方式称为量尺建模。少数先进的大厂开始评估轮廓数据(contourdata)在建模上的可行性，则尝试利用CDSEM机台收集轮廓数据，一般使用的方式是在不同点位收集类似图形的轮廓数据，之后将轮廓数据平均化，形成平均化的轮廓，这种光刻胶建模的方式称为轮廓建模，轮廓建模比传统的量尺建模拥有更多的图型尺寸信息。

可见，轮廓建模是光刻胶建模中一项新颖的技术，也是传统的量尺建模的进阶版，然而，现有的轮廓建模主要应用方式依旧是光刻胶的二维物理模型的建立，并没有办法描述光刻胶的三维信息，更无法预测其它图型中光刻胶的三维尺寸。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是：现有的轮廓建模没有办法描述光刻胶的三维信息，更无法预测其它图型中光刻胶的三维尺寸。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种光刻胶的轮廓三维建模方法，光刻胶的轮廓三维建模方法包括：多次收集规律图型在多个位置的光刻胶轮廓；将光刻胶轮廓重叠在一起，形成复数轮廓；获取复数轮廓的白边宽度和差异量；根据白边宽度和差异量，建立光刻胶三维模型。

在可选的实施方式中，根据白边宽度和差异量，建立光刻胶三维模型包括：根据差异量，获取光刻胶的侧墙角度；根据白边宽度和侧墙角度，获取光刻胶的侧墙高度；根据侧墙高度，建立光刻胶三维模型。

在可选的实施方式中，差异量的大小与侧墙角度的大小成正比。

在可选的实施方式中，侧墙高度的计算公式为：

H＝L*(tanβ)

式中，H为侧墙高度，L为白边宽度，β为侧墙角度。

在可选的实施方式中，规律图型包括代表电路层的矩形区域，电路层中设置有光刻胶，矩形区域的长度范围为：50nm～2000nm。

第二方面，本发明提供一种光刻胶的轮廓三维建模系统，光刻胶的轮廓三维建模系统包括轮廓收集模块、重叠模块、参数获取模块和建模模块，其中，轮廓收集模块用于多次收集规律图型在多个位置的光刻胶轮廓；重叠模块用于将光刻胶轮廓重叠在一起形成复数轮廓；参数获取模块用于获取复数轮廓的白边宽度和差异量；建模模块用于根据白边宽度和差异量，建立光刻胶三维模型。

在可选的实施方式中，建模模块包括角度获取单元、高度获取单元和建模单元，其中，角度获取单元用于根据差异量，获取光刻胶的侧墙角度；高度获取单元用于根据白边宽度和侧墙角度，获取光刻胶的侧墙高度；建模单元用于根据侧墙高度，建立光刻胶三维模型。

在可选的实施方式中，高度获取单元中存储有侧墙高度的计算公式：

H＝L*(tanβ)

式中，H为侧墙高度，L为白边宽度，β为侧墙角度。

在可选的实施方式中，轮廓收集模块为电子显微镜机台。

第三方面，本发明提供一种可读存储介质，可读存储介质存储有程序，程序可供处理器读取、并执行前述实施方式任一项的光刻胶的轮廓三维建模方法。

本发明实施例提供的光刻胶的轮廓三维建模方法、系统和可读存储介质的有益效果包括：

本实施例将光刻胶轮廓重叠在一起形成复数轮廓，而不是将光刻胶轮廓简化成平均轮廓，这样，可以从复数轮廓中获取光刻胶侧墙的三维尺寸信息，例如从复数轮廓的灰阶图像中获取白边宽度和差异量，根据白边宽度和差异量，即可得出光刻胶侧墙的三维尺寸信息，从而建立光刻胶三维模型，不需要再单独调整系统参数来收集光刻胶侧墙的三维尺寸信息，能够显著提高建模效率和精度。而且，建立的光刻胶三维模型能够用于预测其它图型中光刻胶的三维尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的光刻胶的轮廓三维建模方法的流程图；

图2为规律图型的结构示意图；

图3为复数轮廓的灰阶图像；

图4为图3中局部A处的光刻胶侧墙的截面示意图；

图5为本发明第二实施例提供的光刻胶的轮廓三维建模系统的组成框图。

图标：100-规律图型；110-矩形区域；200-光刻胶侧墙；300-光刻胶的轮廓三维建模系统；310-轮廓收集模块；320-重叠模块；330-参数获取模块；340-建模模块；341-角度获取单元；342-高度获取单元；343-建模单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

CDSEM机台是利用电子束投射到光刻胶上进行量测图型，并得到图型尺寸，因为电子束对光刻胶有一定破坏性，所以，量测的过程中，一般不会对一个光刻胶图型进行多次量测，而是在不同点位上收集量测信息。但是，光刻胶是通过曝光显影技术形成，曝光显影技术是复杂的光学化学复合流程，在同一个光刻胶图型上，不同点位的轮廓也会有纳米等级的差异量，而且，光刻胶图型的三维侧墙的角度对差异量有明显的影响，也就是说，光刻胶图型的三维侧墙的角度与差异量存在关联性。

第一本实施例

请参考图1，本实施例提供了一种光刻胶的轮廓三维建模方法，则利用了光刻胶的侧墙角度与差异量存在关联性，并结合光刻胶轮廓的灰阶图像中的白边宽度，获取光刻胶的侧墙高度，建立光刻胶三维模型。

具体的，本实施例提供的光刻胶的轮廓三维建模方法包括以下步骤：

S1：多次收集规律图型在多个位置的光刻胶轮廓。

请参阅图2，规律图型100包括代表电路层的矩形区域110，电路层中设置有光刻胶，规律图型100中的电路层按照设计规则设计，代表电路层的矩形区域110包括间隔均匀的长方形线条或者长度不一的长方形线条，也可以是彼此交错的排布形式。矩形区域110的长度范围为：50nm～2000nm，矩形区域110的具体长度以电路层的设计规则为准。

收集规律图型100在曝光显影后的光刻胶轮廓，数据收集可以采用量测机台，量测机台可以设定对应的阈值，阈值如何确定可以由量测部门对光刻胶的特定高度进行校准后得出，阈值确定后，便可收集规律图型100经过曝光显影后在特定位置的尺寸数据，这些尺寸数据则可以形成光刻胶轮廓。

其中，收集的尺寸数据不再只是特定位置的尺寸数据，而是代表整个规律图型的光刻胶轮廓的数据，并且收集的光刻胶轮廓数据不是单一光刻胶轮廓数据，而是相同规律图型100在多个位置的光刻胶轮廓数据。

S2：将光刻胶轮廓重叠在一起，形成复数轮廓。

值得注意的是，S2中形成的是复数轮廓，而不是将光刻胶轮廓简化成平均轮廓。也就是说，S2中将光刻胶轮廓重叠在一起形成复数轮廓，再将复数轮廓投入建模流程，不是单单使用平均轮廓。

S3：获取复数轮廓的白边宽度和差异量。

请参阅图3，复数轮廓的灰阶图像中可以直接测出复数轮廓的白边宽度，灰阶图像中像素的差异量也可以直接测得。

S4：根据白边宽度和差异量，建立光刻胶三维模型。

请参阅图3和图4，复数轮廓的灰阶图像中隐含了光刻胶侧墙200的三维信息，光刻胶侧墙200的截面为等腰梯形，光刻胶的侧墙角度β会直接反映在灰阶图像的白边上，白边宽度L又会影响到光刻胶轮廓提取时像素的差异量，也就是说，光刻胶的侧墙角度β与差异量存在关联性，这种关联性可以表述为：侧墙角度β越大(越陡)，灰阶图像中像素的差异量越大，侧墙角度β越小(越缓)，灰阶图像中像素的差异量越小，即差异量的大小与侧墙角度β的大小成正比。这样，根据差异量，即可获取光刻胶的侧墙角度β。

具体的，侧墙高度的计算公式为：

H＝L*(tanβ)

式中，H为侧墙高度，L为白边宽度，β为侧墙角度。

这样，就可以根据白边宽度L和侧墙角度β，获取光刻胶的侧墙高度H。

结合从图3的灰阶图像中可以直接测得的光刻胶侧墙宽度，再根据侧墙高度H，则获得了光刻胶侧墙200截面的所有三维尺寸，即可建立光刻胶三维模型。

此外，在复数轮廓收集完成后，便可进入建模阶段，建模软件均包含光学与化学反应的模块，利用各模块之间的参数匹配去拟合复数轮廓中的尺寸数据，经过高速运算的计算器优化，以及人工滤除数据与结果判断，可从符合误差标准的参数组中挑选出一组最佳参数，在本实施例提供的三维建模中，可挑选众多参数的其中一项，来对比光刻胶的侧墙高度，并进行进阶拟合。

最佳参数的优劣与否，不单单是原有数据的拟合，还有预测其他图型中光刻胶三维尺寸的能力，例如其他图型可以包含闪电型、猫耳型、长短交错型以及各种图型组合，在传统建模中，只能预测其他图型的二维尺寸，而通过三维轮廓建模的模型，利用拟合出的侧墙高度对应参数，还包含了侧墙角度的预测能力，能够预测这些数据，对产品的良率有重要的参考价值。

本实施例提供的光刻胶的轮廓三维建模方法的有益效果包括：

本实施例将光刻胶轮廓重叠在一起形成复数轮廓，而不是将光刻胶轮廓简化成平均轮廓，这样，可以从复数轮廓中获取光刻胶侧墙的三维尺寸信息，例如从复数轮廓的灰阶图像中获取白边宽度和差异量，根据白边宽度和差异量，即可得出光刻胶侧墙的三维尺寸信息，从而建立光刻胶三维模型，不需要再单独调整系统参数来收集光刻胶侧墙的三维尺寸信息，能够显著提高建模效率和精度。而且，建立的光刻胶三维模型能够用于预测其它图型中光刻胶的三维尺寸。

第二实施例

请参阅图5，本实施例提供一种光刻胶的轮廓三维建模系统300，该系统能够执行第一实施例提供的光刻胶的轮廓三维建模方法。

光刻胶的轮廓三维建模系统300包括轮廓收集模块310、重叠模块320、参数获取模块330和建模模块340，其中，轮廓收集模块310为电子显微镜机台。重叠模块320、参数获取模块330和建模模块340可以是计算机中的软件功能模块。

轮廓收集模块310用于多次收集规律图型在多个位置的光刻胶轮廓。重叠模块320用于将光刻胶轮廓重叠在一起形成复数轮廓。参数获取模块330用于获取复数轮廓的白边宽度和差异量。

建模模块340用于根据白边宽度和差异量，建立光刻胶三维模型。具体的，建模模块340包括角度获取单元341、高度获取单元342和建模单元343，其中，角度获取单元341用于根据差异量，获取光刻胶的侧墙角度。高度获取单元342用于根据白边宽度和侧墙角度，获取光刻胶的侧墙高度，并且高度获取单元342中存储有侧墙高度的计算公式：

H＝L*(tanβ)

式中，H为侧墙高度，L为白边宽度，β为侧墙角度。

建模单元343结合灰阶图像中可以直接测得的光刻胶侧墙宽度，再根据侧墙高度，建立光刻胶三维模型。

本实施例提供的光刻胶的轮廓三维建模系统300的有益效果包括：

本实施例将光刻胶轮廓重叠在一起形成复数轮廓，可以从复数轮廓的灰阶图像中获取白边宽度和差异量，根据白边宽度和差异量，即可得出光刻胶侧墙的三维尺寸信息，从而建立光刻胶三维模型，不需要再单独调整系统参数来收集光刻胶侧墙的三维尺寸信息，能够显著提高建模效率和精度。而且，系统中建立的光刻胶三维模型能够用于预测其它图型中光刻胶的三维尺寸。

第三实施例

本实施例提供一种可读存储介质，可读存储介质存储有程序，程序可供处理器读取、并执行第一实施例提供的光刻胶的轮廓三维建模方法。

这里的可读存储介质可以是任何可存储用于计算机系统的代码和/或数据的设备或介质。可读存储介质包括但不限于：易失性存储器、非易失性存储器、磁和光存储设备或其它的可以存储已知或后开发的计算机可读介质的介质。其中，磁和光存储设备包括但不限于磁盘驱动器、磁带、CDs(压缩光盘)、DVDs(数字多功能光盘或数字视频光盘)。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种光刻胶的轮廓三维建模方法，其特征在于，所述光刻胶的轮廓三维建模方法包括：

多次收集规律图型在多个位置的光刻胶轮廓；

将所述光刻胶轮廓重叠在一起，形成复数轮廓；

获取所述复数轮廓的白边宽度和差异量；

根据所述白边宽度和所述差异量，建立光刻胶三维模型，包括：根据所述差异量，获取光刻胶的侧墙角度，其中，所述差异量的大小与所述侧墙角度的大小成正比；根据所述白边宽度和所述侧墙角度，获取光刻胶的侧墙高度；根据所述侧墙高度，建立所述光刻胶三维模型，其中，所述侧墙高度的计算公式为：

H＝L*(tanβ)

式中，H为侧墙高度，L为白边宽度，β为侧墙角度。

2.根据权利要求1所述的光刻胶的轮廓三维建模方法，其特征在于，所述规律图型包括代表电路层的矩形区域，所述电路层中设置有光刻胶，所述矩形区域的长度范围为：50nm～2000nm。

3.一种光刻胶的轮廓三维建模系统，其特征在于，所述光刻胶的轮廓三维建模系统包括：

轮廓收集模块(310)，用于多次收集规律图型在多个位置的光刻胶轮廓；

重叠模块(320)，用于将所述光刻胶轮廓重叠在一起形成复数轮廓；

参数获取模块(330)，用于获取所述复数轮廓的白边宽度和差异量；

建模模块(340)，用于根据所述白边宽度和所述差异量，建立光刻胶三维模型，其中，所述建模模块(340)包括：

角度获取单元(341)，用于根据所述差异量，获取光刻胶的侧墙角度，其中，所述差异量的大小与所述侧墙角度的大小成正比；

高度获取单元(342)，用于根据所述白边宽度和所述侧墙角度，获取光刻胶的侧墙高度，所述高度获取单元(342)中存储有所述侧墙高度的计算公式：

H＝L*(tanβ)

式中，H为侧墙高度，L为白边宽度，β为侧墙角度；

建模单元(343)，用于根据所述侧墙高度，建立所述光刻胶三维模型。

4.根据权利要求3所述的光刻胶的轮廓三维建模系统，其特征在于，所述轮廓收集模块(310)为电子显微镜机台。

5.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有程序，所述程序可供处理器读取、并执行权利要求1、2任一项所述的光刻胶的轮廓三维建模方法。

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