CN112946993A - 光学邻近修正、光掩膜版制作及图形化方法 - Google Patents

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Abstract

一种光学邻近修正、光掩膜版制作及图形化方法，其中所述光学邻近修正方法包括：提供目标布局图形，所述目标布局图形包括多个目标图形区以及通孔图形，所述多个目标图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列，所述通孔图形横跨至少2个相邻的所述目标图形区，且相邻的所述目标图形区之间具有第一边界线；在所述通孔图形外侧形成通孔边界图形；将所述第一边界线沿部分所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线；对所述通孔图形进行修正，得到通孔修正图形。本发明提供的光学邻近修正方法不需要缝合不同目标图形区中的修正图形，可以减小形成的修正图形的畸变。

Description

光学邻近修正、光掩膜版制作及图形化方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种光学邻近修正、光掩膜版制作及图形化方法。
背景技术
光刻技术是半导体制作技术中至关重要的一项技术，光刻技术能够实现将图形从掩膜版中转移到硅片表面，形成符合设计要求的半导体产品。光刻工艺包括曝光步骤、曝光步骤之后进行的显影步骤和显影步骤之后的刻蚀步骤。在曝光步骤中，光线通过掩膜版中透光的区域照射至涂覆有光刻胶的硅片上，光刻胶在光线的照射下发生化学反应；在显影步骤中，利用感光和未感光的光刻胶对显影剂的溶解程度的不同，形成光刻图案，实现掩膜版图案转移到光刻胶上；在刻蚀步骤中，基于光刻胶层所形成的光刻图案对硅片进行刻蚀，将掩膜版的图案进一步转移至硅片上。
在半导体制造中，随着设计尺寸的不断缩小，设计尺寸越来越接近光刻成像系统的极限，光的衍射效应变得越来越明显，导致最终对设计图形产生光学影像退化，实际形成的光刻图案相对于掩膜版上的图案发生严重畸变，最终在硅片上经过光刻形成的实际图形和设计图形不同，这种现象称为光学邻近效应(OPE：Optical Proximity Effect)。
为了修正光学邻近效应，便产生了光学邻近校正(OPC：Optical ProximityCorrection)。光学邻近校正的核心思想就是基于抵消光学邻近效应的考虑建立光学邻近校正模型，根据光学邻近校正模型设计光掩膜图形，这样虽然光刻后的光刻图形相对应光掩膜图形发生了光学邻近效应，但是由于在根据光学邻近校正模型设计光掩膜图形时已经考虑了对该现象的抵消，因此，光刻后的光刻图形接近于用户实际希望得到的目标图形。
然而，所述的光学邻近校正形成的光刻图形容易发生畸变。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种光学邻近修正、光掩膜版制作及图形化方法，能够减小形成的光刻图形的畸变。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种光学邻近修正方法，包括：提供目标布局图形，所述目标布局图形包括多个目标图形区以及通孔图形，所述多个目标图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列，所述通孔图形横跨至少2个相邻的所述目标图形区，且相邻的所述目标图形区之间具有第一边界线；在所述通孔图形外侧形成通孔边界图形；将所述第一边界线沿部分所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线；对所述通孔图形进行修正，得到通孔修正图形。
可选的，当所述通孔图形横跨2个相邻的所述目标图形区时，2个相邻的所述目标图形区包括第一图形区和第二图形区，且所述第一图形区和所述第二图形区之间具有第一边界线，修正所述第一边界线的方法包括：将所述第一边界线沿所述第一图形区中的所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线。
可选的，当所述通孔图形横跨2个相邻的所述目标图形区时，2个相邻的所述目标图形区包括第一图形区和第二图形区，且所述第一图形区和所述第二图形区之间具有第一边界线，修正所述第一边界线的方法包括：将所述第一边界线沿所述第二图形区中的所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线。
可选的，当所述通孔图形横跨4个相邻的所述目标图形区时，4个相邻的所述目标图形区呈田字形排列，包括第一图形区、第二图形区、第三图形区以及第四图形区，所述第一边界线包括：所述第一图形区与所述第二图形区之间的第一子边界线，所述第二图形区与所述第三图形区之间的第二子边界线，所述第三图形区和所述第四图形区之间的第三子边界线，以及所述第四图形区和所述第一图形区之间的第四子边界线。
可选的，修正所述第一边界线的方法包括：将所述第一子边界线、所述第二子边界线、所述第三子边界线以及所述第四子边界线沿所述第一图形区、所述第二图形区、所述第三图形区和所述第四图形区任意3个中的所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线。
可选的，所述目标图形区为正方形，所述目标图形区的边长为20～40微米。
可选的，所述通孔图形沿两个相互垂直方向上的尺寸分别为20～300nm和20～300nm。
可选的，所述通孔边界图形为方环形，所述通孔边界图形的宽度为50～300nm。
本发明还提供一种制作光掩膜版的方法，包括：提供目标布局图形，所述目标布局图形包括多个目标图形区以及通孔图形，所述多个目标图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列，所述通孔图形横跨至少2个相邻的所述目标图形区，且相邻的所述目标图形区之间具有第一边界线；在所述通孔图形外侧形成通孔边界图形；将所述第一边界线沿部分所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线；对所述通孔图形进行修正，得到通孔修正图形；将所述通孔修正图形转移至光掩膜版上，形成光掩膜版图形。
本发明还提供一种图形化方法，包括：提供目标布局图形，所述目标布局图形包括多个目标图形区以及通孔图形，所述多个目标图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列，所述通孔图形横跨至少2个相邻的所述目标图形区，且相邻的所述目标图形区之间具有第一边界线；在所述通孔图形外侧形成通孔边界图形；将所述第一边界线沿部分所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线；对所述通孔图形进行修正，得到通孔修正图形；将所述通孔修正图形转移至光掩膜版上，形成光掩膜版图形；将所述光掩膜版图形转移至晶圆上，形成最终图形。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
在横跨相邻的目标图形区的通孔图形外侧形成通孔边界图形，并将相邻的目标图形区之间的第一边界线沿部分通孔边界图形进行修正，形成第二边界线，形成的第二边界线与部分所述通孔边界图形相贴合，使通孔图形完全被其中一个目标图形区所包围，对完全属于一个目标图形区的通孔图形进行光学邻近修正，不需要在修正后将不同的目标图形区中的修正图形进行缝合，能够减小所形成的修正图形的畸变。
附图说明
图1至图3是一种光学邻近修正方法各步骤的结构示意图；
图4至图9是本发明第一实施例光学邻近修正方法各步骤的结构示意图；
图10至图13是本发明第二实施例光学邻近修正方法各步骤的结构示意图。
具体实施方式
光学邻近修正方法中存在诸多问题，例如，形成的光刻图形容易发生畸变。
现结合现有的光学邻近修正方法，分析形成的光刻图形容易发生畸变的原因：
图1至图3是一种光学邻近修正方法。所述光学邻近修正方法包括：
参考图1和图2，图2是图1中虚线框10中部分的放大图。提供目标布局图形100，所述目标布局图形100包括通孔图形120。
继续参考图1和图2，将所述目标布局图形100划分为多个目标图形区110，所述通孔图形120横跨两个相邻的目标图形区110的接触边界。具体的，所述通孔图形120横跨相邻的第一目标图形区111和第二目标图形区112的接触边界113。
参考图3，对第一目标图形区111(如图2所示)进行光学邻近修正，得到第一修正图形区131和第一通孔修正图形141；对第二目标图形区112(如图2所示)进行光学邻近修正，得到第二修正图形区132和第二通孔修正图形142。
继续参考图3，对所述第一通孔修正图形141和第二通孔修正图形142进行缝合得到通孔修正图形140。
所述光学邻近修正方法中，为了简化计算，将目标布局图形100分为多个目标图形区110，通过分别对所述目标图形区110进行光学邻近修正，得到多个修正目标图形，再将所述修正目标图形进行缝合得到修正图形。
然而，当通孔图形120横跨两个相邻的目标图形区110的接触边界时，例如第一目标图形区111和第二目标图形区112。在分别对所述第一目标图形区111和所述第二目标图形区112进行光学邻近修正的过程中，所述通孔图形120经过两次光学邻近修正分别形成第一通孔修正图形141和第二通孔修正图形142。
由于进行光学邻近修正过程中近似计算的影响，容易使第一通孔修正图形141和第二通孔修正图形142的尺寸和形状不同。在对第一通孔修正图形141和第二通孔修正图形142进行缝合的过程中，对所述第一通孔修正图形141和所述第二通孔修正图形142取平均值形成通孔修正图形140，容易使形成的通孔修正图形140发生畸变。
为了解决上述问题，本发明提供一种光学邻近修正方法，包括：提供目标布局图形，所述目标布局图形包括多个目标图形区以及通孔图形，所述多个目标图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列，所述通孔图形横跨至少2个相邻的所述目标图形区，且相邻的所述目标图形区之间具有第一边界线；在所述通孔图形外侧形成通孔边界图形；将所述第一边界线沿部分所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线；对所述通孔图形进行修正，得到通孔修正图形。
其中，在所述通孔图形外侧形成通孔边界图形，将所述第一边界线沿所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线，形成的所述第二边界线与部分所述通孔边界图形贴合，由于所述通孔边界图形围绕在所述通孔图形外侧，则形成的所述第二边界线也围绕部分所述通孔图形，将所述通孔图形完全包围在一个所述目标图形区中，使所述通孔图形只在一个所述目标图形区中进行光学邻近修正，后续不需要进行缝合，减少了形成的通孔修正图形的畸变。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
第一实施例
图4至图9是本发明第一实施例的光学邻近修正方法各步骤的结构示意图。
参考图4，提供目标布局图形200，所述目标布局图形200包括多个目标图形区210以及通孔图形220，所述多个目标图形区210沿两个垂直的方向呈矩阵式排列，所述通孔图形220横跨至少2个相邻的所述目标图形区210，且相邻的所述目标图形区210之间具有第一边界线211。
需要说明的是，所述目标布局图形200可以是芯片图形，由于芯片图形的面积较大，对整个芯片图形进行光学邻近修正，容易增加计算的复杂度，降低计算效率。因此，将所述目标布局图形200分为多个目标图形区210，分别对多个所述目标图形区210进行光学邻近修正。
本实施例中，所述目标布局图形200为正方形。
本实施例中，所述多个目标图形区210沿横向(即X方向)和纵向(即Y方向)呈矩阵式排列。
本实施例中，所述目标图形区210为正方形，所述目标图形区210的边长为20～40微米。如果所述目标图形区210的边长过大，容易增加光学邻近修正的复杂度和计算量，降低计算效率；如果所述目标图形区210的边长过小，容易增加光学邻近修正的计算的重复次数，降低计算效率。
本实施例中，各个相邻的所述目标图形区210之间具有第一边界线211，所述第一边界线211是相邻的所述目标图形区210的其中一条边，即相邻的两个所述目标图形区210共享一条边。
本实施例中，所述通孔图形220的横向(X方向)尺寸为20～300nm，所述通孔图形220的纵向(Y方向)尺寸为20～300nm。如果所述通孔图形的尺寸过大，容易使半导体芯片中器件的电连接出现错误；如果所述通孔图形的尺寸过小，容易给半导体工艺中插塞的形成带来困难。
本实施例中，所述通孔图形220横跨2个相邻的所述目标图形区210，具体的，所述通孔图形220横跨2个相邻的所述目标图形区210之间的第一边界线211。
参考图5，本实施例中，2个相邻的所述目标图形区210包括第一图形区201和第二图形区202，所述第一图形区201和所述第二图形区202相邻的边为第一边界线211，所述通孔图形220横跨所述第一图形区201和所述第二图形区202之间的所述第一边界线211。
所述第一图形区201和所述第二图形区202可以在横向(X方向)上相邻，也可以在纵向(Y方向)上相邻。本实施例中，所述第一图形区201和所述第二图形区202可以在横向(X方向)上相邻。
需要说明的是，在对每个所述目标图形区210进行光学邻近修正时，为了使待修正的目标图形完全位于所述目标图形区210内，需要对所述目标图形区210的修正区域进行放大。
具体而言，参考图6，所述光学邻近修正方法还包括：在所述第一图形区201外围建立第一扩展图形区310，以及在所述第二图形区202外围建立第二扩展图形区320。其中，所述第一扩展图形区310包括第一内边带区311以及围绕所述第一内边带区311的第一外边带区312，所述第二扩展图形区320包括第二内边带区321以及围绕所述第二内边带区321的第二外边带区322。
本实施例中，所述第一内边带区311、所述第一外边带区312、所述第二内边带区321、所述第二外边带区322都为方环形；其他实施例中，所述第一内边带区311、所述第一外边带区312、所述第二内边带区321、所述第二外边带区322还可以为长环形。
需要说明的是，后续所述第一图形区201的光学邻近修正和所述第二图形区202的光学邻近修正并行独立计算，修正过程中无相互通信。所述第一图形区201的光学邻近修正在所述第一图形区201以及第一内边带区311的区域范围内进行，所述第一外边带区312作为进行所述光学邻近修正的边界条件；同理，后续对所述第二图形区202的光学邻近修正在所述第二图形区202以及第二内边带区321的区域范围内进行，所述第二外边带区322作为进行所述光学邻近修正的边界条件。
本实施例中，所述第一内边带区311的宽度为1～10微米，所述第二内边带区321的宽度为1～10微米。
本实施例中，所述第一外边带区312的宽度为1～10微米，所述第二外边带区322的宽度为1～10微米。
参考图7，在所述通孔图形220外侧形成通孔边界图形221。
本实施例中，所述通孔图形220为方形，所述通孔边界图形221为环绕所述通孔图形220的方环形。
本实施例中，所述通孔边界图形221的设置是为后续修正所述第一边界线211提供依据。如果所述通孔边界图形221的宽度太小，后续修正所述第一边界线211后形成的第二边界线会和所述通孔图形220贴合比较紧密，可能会使修正后的通孔修正图形超出第二边界线，修正结束后仍需要进行缝合步骤；如果所述通孔边界图形221的宽度太大，会侵入其他修正区域。具体的，所述通孔边界图形221的宽度为50～300nm。
参考图8，形成所述通孔边界图形221后，将所述第一边界线211沿所述第一图形区201中的所述通孔边界图形221进行修正，形成第二边界线212。
所述第二边界线212沿所述通孔边界图形221包围部分所述通孔图形220，由于所述第二边界线212由所述第一边界线211修正形成，所述第二边界线212成为所述第一图形区201和所述第二图形区202之间的新的边界，与所述第一图形区201之前的边共同构成新的第一图形区201’，与所述第二图形区202之前的边共同构成新的第二图形区202’，新的所述第二图形区202’完全包围所述通孔图形220。
对所述通孔图形220进行修正，得到通孔修正图形(图未示)。
本实施例中，对所述通孔图形220进行修正的方法包括基于模型的光学邻近修正技术。其他实施例中，对所述通孔图形220进行修正的方法还可以包括基于规则的光学邻近修正技术。
基于模型的光学邻近效应修正技术的步骤包括：首先通过光学邻近效应修正软件把设计图形的边缘识别出来，让每一个边缘可以自由移动。软件计算出曝光后的图形并和设计的图形对比，它们之间的差别称之为边缘放置误差。边缘放置误差是用来衡量修正质量的指标，边缘放置误差小就意味着曝光后的图形和设计图形接近。修正软件在运行时移动边缘位置，并计算出对应的边缘放置误差。这个过程不断反复，直到计算出的边缘放置误差达到可以接受的值。
本实施例中，由于所述通孔图形220完全属于新的所述第二图形区202’，在对所述通孔图形220进行光学邻近修正后，不需要后续的缝合操作，可以减少修正图形的畸变。
其他实施例中，参考图9，也可将所述第一边界线211沿所述第二图形区202中的所述通孔边界图形221进行修正，形成第二边界线212。形成的新的所述第一图形区201’完全包围所述通孔图形220。
第二实施例
图10至图13是本发明第二实施例的光学邻近修正方法各步骤的结构示意图。
本实施例与第一实施例的不同之处在于，所述通孔图形220横跨4个相邻所述目标图形区210。
参考图10，本实施例中，4个相邻的所述目标图形区210呈田字形排布，包括：第一图形区201、第二图形区202、第三图形区203以及第四图形区204，所述第一边界线211包括：所述第一图形区201与所述第二图形区202之间的第一子边界线2011，所述第二图形区202与所述第三图形区203之间的第二子边界线2012，所述第三图形区203和所述第四图形区204之间的第三子边界线2013，以及所述第四图形区204和所述第一图形区201之间的第四子边界线2014。
需要说明的是，所述第一图形区201、第二图形区202、第三图形区203以及第四图形区204只需要呈田字形排布即可，具体的相邻关系可以任意排布。
本实施例中，所述通孔图形220横跨所述第一图形区201、第二图形区202、第三图形区203以及第四图形区204，及横跨所述第一子边界线2011、第二子边界线2012、第三子边界线2013以及第四子边界线2014。
需要说明的是，所述目标图形区210和所述通孔图形220的尺寸决定了所述通孔图形220横跨相邻所述目标图形区210时，只存在本实施例中以及第一实施例中的横跨形式。
参考图11，在所述通孔图形220外侧形成通孔边界图形221，所述通孔边界图形221同样横跨所述第一子边界线2011、第二子边界线2012、第三子边界线2013以及第四子边界线2014。
本实施例中，在形成通孔边界图形221之前，也会在所述第一图形区201、第二图形区202、第三图形区203以及第四图形区204周围形成扩展图形区，具体的步骤与第一实施例中相同，在此不再赘述。
参考图12，将所述第一子边界线2011、第二子边界线2012、第三子边界线2013以及第四子边界线2014沿所述第二图形区202、第三图形区203和第四图形区204中的所述通孔边界图形221进行修正，形成第二边界线212。
本实施例中，修正后的所述第三子边界线2012’沿横向(X方向)垂直相交于所述第二边界线212，修正后的所述第四子边界线2013’沿纵向(Y方向)垂直相交于所述第二边界线212。
本实施例中，所述第二边界线212与所述第二图形区202、第三图形区203和第四图形区204中的所述通孔边界图形221贴合，与所述第一图形区201之前的边共同构成新的第一图形区201’，所述新的第一图形区201’完全包围所述通孔图形220，后续对所述通孔图形220进行光学邻近修正时，只需要在所述新的第一图形区201’的修正区域进行，修正后不需要再与其他区域的通孔修正图形缝合，可以减小最终得到的通孔修正图形的畸变。
其他实施例中，如图13所示，也可以将所述第一子边界线2011、第二子边界线2012、第三子边界线2013以及第四子边界线2014沿所述第一图形区201、第三图形区203和第四图形区204中的所述通孔边界图形221进行修正，形成第二边界线212，可以得到新的第二图形区202’，所述新的第二图形区202’完全包围所述通孔图形220。
当然，还可以使所述通孔图形220完全属于新的第三图形区203’或新的第四图形区204’，在此不再赘述。
形成所述第二边界线212后，对所述通孔图形220进行修正，得到通孔修正图形(图未示)。
本发明实施例还提供一种光掩膜版的制作方法，将利用上述第一实施例或第二实施例中光学邻近修正方法得到的通孔修正图形转移至光掩膜版上，形成光掩膜版图形。
本发明实施例还提供一种图形化方法，将上述获得的光掩膜版图形转移至晶圆上，形成最终图形。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种光学邻近修正方法，其特征在于，包括：
提供目标布局图形，所述目标布局图形包括多个目标图形区以及通孔图形，所述多个目标图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列，所述通孔图形横跨至少2个相邻的所述目标图形区，且相邻的所述目标图形区之间具有第一边界线；
在所述通孔图形外侧形成通孔边界图形；
将所述第一边界线沿部分所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线；
对所述通孔图形进行修正，得到通孔修正图形。
2.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，当所述通孔图形横跨2个相邻的所述目标图形区时，2个相邻的所述目标图形区包括第一图形区和第二图形区，且所述第一图形区和所述第二图形区之间具有第一边界线，修正所述第一边界线的方法包括：将所述第一边界线沿所述第一图形区中的所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线。
3.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，当所述通孔图形横跨2个相邻的所述目标图形区时，2个相邻的所述目标图形区包括第一图形区和第二图形区，且所述第一图形区和所述第二图形区之间具有第一边界线，修正所述第一边界线的方法包括：将所述第一边界线沿所述第二图形区中的所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线。
4.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，当所述通孔图形横跨4个相邻的所述目标图形区时，4个相邻的所述目标图形区呈田字形排布，包括第一图形区、第二图形区、第三图形区以及第四图形区，所述第一边界线包括：所述第一图形区与所述第二图形区之间的第一子边界线，所述第二图形区与所述第三图形区之间的第二子边界线，所述第三图形区和所述第四图形区之间的第三子边界线，以及所述第四图形区和所述第一图形区之间的第四子边界线。
5.如权利要求4所述的光学邻近修正方法，其特征在于，修正所述第一边界线的方法包括：将所述第一子边界线、所述第二子边界线、所述第三子边界线以及所述第四子边界线沿所述第一图形区、所述第二图形区、所述第三图形区和所述第四图形区任意3个中的所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线。
6.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述目标图形区为正方形，所述目标图形区的边长为20～40微米。
7.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述通孔图形沿两个相互垂直方向上的尺寸分别为20～300nm和20～300nm。
8.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述通孔边界图形为方环形，所述通孔边界图形的宽度为50～300nm。
9.一种光掩膜版的制作方法，其特征在于，包括：
提供目标布局图形，所述目标布局图形包括多个目标图形区以及通孔图形，所述多个目标图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列，所述通孔图形横跨至少2个相邻的所述目标图形区，且相邻的所述目标图形区之间具有第一边界线；
在所述通孔图形外侧形成通孔边界图形；
将所述第一边界线沿部分所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线；
对所述通孔图形进行修正，得到通孔修正图形；
将所述通孔修正图形转移至光掩膜版上，形成光掩膜版图形。
10.一种图形化方法，其特征在于，包括：
提供目标布局图形，所述目标布局图形包括多个目标图形区以及通孔图形，所述多个目标图形区沿两个垂直的方向呈矩阵式排列，所述通孔图形横跨至少2个相邻的所述目标图形区，且相邻的所述目标图形区之间具有第一边界线；
在所述通孔图形外侧形成通孔边界图形；
将所述第一边界线沿部分所述通孔边界图形进行修正，形成第二边界线；
对所述通孔图形进行修正，得到通孔修正图形；
将所述通孔修正图形转移至光掩膜版上，形成光掩膜版图形；
将所述光掩膜版图形转移至晶圆上，形成最终图形。
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