CN113050362B - 光学邻近修正方法及掩膜版 - Google Patents
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Abstract
一种光学邻近修正方法及掩膜版，光学邻近修正方法适用于具有弧形狭缝的光刻系统，光学邻近修正方法包括：提供原始版图图形；对所述原始版图图形进行轮廓修正处理，所述轮廓修正处理适于将所述原始版图图形变为与所述弧形狭缝一致的弧形图形，所述弧形图形用于作为修正后版图图形。本发明通过将所述原始版图图形变为与所述弧形狭缝一致的弧形图形，从而改善或消除狭缝效应，进而降低建立光学邻近修正模型的复杂性和错误率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种光学邻近修正方法及掩膜版。
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所需图形从掩膜版中转移到硅片上，形成符合设计要求的半导体产品。具体地，光刻技术通过曝光将图形成像到设置在硅片上的光刻胶层(材料为光敏感的抗蚀剂)中而实现图形转移。
随着半导体技术的飞速发展，光刻所要曝光的图形特征尺寸越来越小，要求光刻的分辨率越来越高，而光刻的分辨率主要体现在CD(critical dimension)上，CD是待曝光图形的关键尺寸(或临界尺寸)。CD的减小可以由三种途径实现：减小曝光波长、增大数值孔径或减小光刻因子。
为了通过减小曝光波长来获得特征尺寸较小的曝光图形，极紫外(extremeultraviolet，EUV)光已被研究应用于光刻中。但是，不同于DUV(deep ultraviolet，深紫外)光等光刻设备，在EUV光刻过程中，光刻设备上的狭缝(slit)为弧形，我们需要考虑一系列因狭缝效应所引起的变化，例如阴影效用、像差和光照等，因此，需要设计相对应的光刻模型来实现曝光过程。
发明内容
本发明实施例解决的问题是提供一种光学邻近修正方法及掩膜版，降低建立光学邻近修正模型的复杂性和错误率。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种光学邻近修正方法，适用于具有弧形狭缝的光刻系统，包括：提供掩膜版图，所述掩膜版图包括原始版图图形；对所述原始版图图形进行轮廓修正处理，所述轮廓修正处理适于将所述原始版图图形变为与所述弧形狭缝一致的弧形图形，所述弧形图形用于作为修正后版图图形。
可选的，对所述原始版图图形进行轮廓修正处理之前，还包括：采用光学邻近修正模型对所述原始版图图形进行光学邻近修正。
可选的，所述提供掩膜版图的步骤中，所述掩膜版图存储于版图文件中，所述版图文件具有平面坐标系，所述平面坐标系包括相垂直的横坐标和纵坐标；对所述原始版图图形进行轮廓修正处理之前，还包括：建立偏移补偿模型，所述偏移补偿模型适于确定所述原始版图图形的轮廓的纵坐标偏移量；根据所述偏移补偿模型，对所述原始版图图形进行轮廓修正处理。
可选的，所述提供原始版图图形的步骤中，所述光刻系统的入射主光线与所述原始版图图形之间具有第一主射线方位角；所述建立偏移补偿模型的步骤中，所述原始版图图形的轮廓在不同位置处的纵坐标偏移量与相对应位置处的横坐标和第一主射线方位角相关。
可选的，采用公式(Ⅰ)作为所述偏移补偿模型，
其中，Δy表示所述原始版图图形的轮廓的纵坐标偏移量，Lmask_x表示所述掩膜版图沿横坐标方向的总宽度，表示所述弧形狭缝的圆心角，/>表示所述原始版图图形的不同位置处的第一主射线方位角，/>表示所述原始版图图形的第一主射线方位角的最小值。
可选的，利用公式(Ⅱ)和公式(Ⅲ)获得所述偏移补偿模型，
其中，R表示所述弧形图形的半径。
可选的，对所述原始版图图形进行轮廓修正处理的步骤中，所述轮廓修正处理适于使所述光刻系统的入射主光线与所述弧形图形之间具有第二主射线方位角，且在所述弧形图形的轮廓的不同位置处，所述第二主射线方位角均为90°。
可选的，所述提供掩膜版图的步骤中，所述光刻系统的入射主光线与所述原始版图图形之间具有第一主射线方位角，所述第一主射线方位角为70°至110°。
可选的，所述光刻系统为EUV光刻系统。
可选的，采用基于模型的光学邻近修正模型，对所述原始版图图形进行光学邻近修正。
相应的，本发明实施例还提供一种掩膜版，包括：采用修正后版图图形形成的掩膜图形，所述修正后版图图形根据前述光学邻近修正方法获得。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：
本发明实施例提供一种光学邻近修正方法，适用于具有弧形狭缝的光刻系统，在所述光学邻近修正方法中，对原始版图图形进行轮廓修正处理，所述轮廓修正处理适于将所述原始版图图形变为与所述弧形狭缝一致的弧形图形，所述弧形图形用于作为修正后版图图形；通过将所述原始版图图形变为与所述弧形狭缝一致的弧形图形，当利用所述光刻系统进行光刻工艺时，有利于使得在所述弧形图形的轮廓的不同位置处，光刻系统的入射主光线与弧形图形之间的方位角均相等，从而能够改善或消除狭缝效应，相应的，在建立光学邻近修正模型时，减小或避免了狭缝效应所带来的影响，即无需针对不同的方位角来分别建立相对应的光学邻近修正模型，因此，降低了建立光学邻近修正模型的复杂性和错误率。
附图说明
图1是本发明光学邻近修正方法一实施例的流程图；
图2是图1所示实施例中步骤S1对应的示意图；
图3是图1所示实施例中步骤S2对应的示意图；
图4是图1所示实施例中原始版图图形的轮廓沿纵坐标方向偏移的示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，当技术节点不断缩小时，通常需要采用EUV光刻系统，EUV光刻系统具有弧形狭缝，而且，目前的EUV光刻系统光源是非远心的，也就是说，入射主光线与晶圆表面通常具有极角和方位角，因此，弧形狭缝的存在，会产生狭缝效应。
基于规则的光学邻近修正模型无法解决因狭缝效应所产生的光罩误差增强因子(mask error enhance factor，MEEF)变化问题。基于模型的光学邻近修正模型虽然可以将狭缝效应考虑在内，但是，在建立基于模型的光学邻近修正模型时，必须在狭缝的不同位置建立不同的光学邻近修正模型，以构建整体性的光学邻近修正模型，该整体性的光学邻近修正模型由针对各种狭缝位置的多个子模型组成。这就导致工程师必须在不同的狭缝位置校准各个子模型，从而增加了建立光学邻近修正模型的复杂性，且容易导致建模错误率的增加。
为了解决所述技术问题，本发明实施例提供一种光学邻近修正方法，适用于具有弧形狭缝的光刻系统，包括：提供原始版图图形；对所述原始版图图形进行轮廓修正处理，所述轮廓修正处理适于将所述原始版图图形变为与所述弧形狭缝一致的弧形图形，所述弧形图形用于作为修正后版图图形。通过将所述原始版图图形变为与所述弧形狭缝一致的弧形图形，当利用所述光刻系统进行光刻工艺时，有利于使得在所述弧形图形的轮廓的不同位置处，光刻系统的入射主光线与弧形图形之间的方位角相等，从而能够改善或消除狭缝效应，相应的，在建立光学邻近修正模型时，减小或避免了狭缝效应所带来的影响，即无需针对不同的方位角来分别建立相对应的光学邻近修正模型，因此，降低了建立光学邻近修正模型的复杂性和错误率。
参考图1，示出了本发明光学邻近修正方法一实施例的流程图。本实施例所述光学邻近修正方法适用于具有弧形狭缝的光刻系统，所述光学邻近修正方法包括以下基本步骤：
步骤S1：提供掩膜版图，所述掩膜版图包括原始版图图形；
步骤S2：对所述原始版图图形进行轮廓修正处理，所述轮廓修正处理适于将所述原始版图图形变为与所述弧形狭缝一致的弧形图形，所述弧形图形用于作为修正后版图图形。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
结合参考图2，图2示出了步骤S1对应的示意图，执行步骤S1，提供掩膜版图，所述掩膜版图包括原始版图图形110。
为了便于图示，图2中通过点划线表示所述原始版图图形110的轮廓。
所述原始版图图形110为预先设定的需要在掩膜版中生成的图形，从而将原始版图图形110转移至生产所用的晶圆上。
所述掩膜版图存储于原始版图文件中，即所述原始版图图形110存储于原始版图文件中。其中，原始版图文件是指利用EDA工具设计形成的包含设计图形的版图文件。通常地，原始版图文件是通过了DRC(design rule check)验证的版图文件。
本实施例中，所述原始版图的文件格式为GDS格式。在其他实施例中，所述原始版图的文件格式还可以为OASIS等其他格式。
本实施例中，所述原始版图文件具有平面坐标系，所述平面坐标系包括相垂直的横坐标(如图2中X坐标所示)和纵坐标(如图2中Y坐标所示)。
本实施例中，在横坐标方向上，所述原始版图图形110的形状为长条状。
作为一种示例，所述原始版图图形110包括多个第一子图形100，所述第一子图形100也呈长条状，所述多个第一子图形100沿所述原始版图图形110的延伸方向平行排列。
本实施例中，所述光学邻近修正方法适用于具有弧形狭缝的光刻系统。光刻系统的光源通过弧形狭缝将掩膜版上的图形投影到晶圆上。具体地，所述光刻系统为EUV光刻系统。
图2采用点划线表示与光刻系统的弧形狭缝一致的弧形图形的轮廓。
本实施例中，受到光刻系统的弧形狭缝的影响，所述光刻系统的入射主光线与所述原始版图图形110之间具有第一主射线方位角(CRAA)。如图2所示，图2中的箭头表示光刻系统的入射主光线的入射方向，由图2可知，在原始版图图形110的不同位置处，光刻系统的入射主光线与原始版图图形110之间的第一主射线方位角均不同。其中，入射主光线指的是入射到晶圆上的光线。
作为一种示例，所述第一主射线方位角为70°至110°。所述第一主射线方位角的范围较大，从而导致目前的狭缝效应较为明显。
结合参考图3，图3示出了步骤S2对应的示意图，执行步骤S2，对所述原始版图图形110(如图2所示)进行轮廓修正处理，所述轮廓修正处理适于将所述原始版图图形110变为与所述弧形狭缝一致的弧形图形210，所述弧形图形210用于作为修正后版图图形。
为了便于图示，图3中通过点划线表示所述弧形图形210的轮廓，采用虚线表示原始版图图形110(如图2所示)的轮廓。同理，所述弧形图形210包括多个第二子图形200，所述第二子图形200与所述第一子图形100相对应。
通过将所述原始版图图形110变为与所述弧形狭缝一致的弧形图形210，当利用光刻系统进行光刻工艺时，有利于使得在所述弧形图形210的轮廓的不同位置处，光刻系统的入射主光线与弧形图形210之间的方位角均相等，从而改善或消除狭缝效应，相应的，在建立光学邻近修正模型时，减小或避免了狭缝效应所带来的影响，即无需针对不同的方位角来分别建立相对应的光学邻近修正模型，因此，降低了建立光学邻近修正模型的复杂性和错误率。
本实施例中，通过所述轮廓修正处理，使得所述原始版图图形110变为与所述弧形狭缝一致的弧形图形210，所述弧形图形210可以是与光刻系统的弧形狭缝1:1获得，也可以是一定比例缩放后获得。
本实施例中，对所述原始版图图形110进行轮廓修正处理之前，还包括：建立偏移补偿模型，所述偏移补偿模型适于确定所述原始版图图形110的轮廓的纵坐标偏移量△y。
相应的，根据所述偏移补偿模型，对原始版图图形110进行轮廓修正处理。
具体地，在所述纵坐标方向上，通过使所述原始版图图形110的轮廓的坐标发生偏移，从而使得长条形的原始版图图形110变为弧形图形210，因此，原始版图图形110中的第一子图形100轮廓的纵坐标相应发生偏移。
参考图4，图4示出了原始版图图形的轮廓沿纵坐标方向偏移的示意图。
本实施例中，以所述掩膜版图在横坐标方向上的任一边界作为起始位置，即作为横坐标值为零的位置，且采用点划线表示掩膜版图。
本实施例中，所述建立偏移补偿模型的步骤中，所述原始版图图形110的轮廓在不同位置处的纵坐标偏移量△y与相对应位置处的横坐标和第一主射线方位角相关，从而使得长条形的原始版图图形110变为弧形图形210。
本实施例中，采用公示(Ⅱ)表示第一主射线方位角和弧形图形210的半径之间的关系。
其中，表示所述弧形狭缝的圆心角，Lmask_x表示所述掩膜版图沿横坐标方向(X方向)的总宽度，/>表示所述原始版图图形110的第一主射线方位角的最小值，R表示所述弧形图形210的半径。
公示(Ⅱ)利用正弦定理所获得，0.5Lmask_x即为弧形狭缝的圆心角的一半所对应的直角对边的长度。
所述掩膜版图沿横坐标方向的总宽度与掩膜版沿横坐标方向的总宽度相对应。例如，所述掩膜版图沿横坐标方向的总宽度与掩膜版沿横坐标方向的总宽度相等，或者，掩膜版沿横坐标方向的总宽度按一定比例缩放后获得所述掩膜版图沿横坐标方向的总宽度。
通过公式(Ⅱ)，将极坐标系与平面坐标系进行联系。具体地，通过第一主射线方位角将极坐标系与平面坐标系进行联系。
本实施例中，采用公示(Ⅲ)表示第一主射线方位角和弧形图形210的半径之间的关系。
其中，表示在所述原始版图图形110的不同位置处的第一主射线方位角，公示(Ⅲ)利用正弦定理所获得。
因此，利用公式(Ⅱ)和公式(Ⅲ)，将公式(Ⅱ)中的R代入公式(Ⅲ)中，获得所述偏移补偿模型。
具体地，采用公式(Ⅰ)作为所述偏移补偿模型，
其中，Δy表示所述原始版图图形的轮廓的纵坐标偏移量，Lmask_x表示所述掩膜版图沿横坐标方向的总宽度，表示所述弧形狭缝的圆心角，/>所述原始版图图形的不同位置处的第一主射线方位角，/>表示所述原始版图图形的第一主射线方位角的最小值。
作为一种示例，对所述原始版图图形110进行轮廓修正处理后，所述轮廓修正处理适于使所述光刻系统的入射主光线与所述弧形图形210之间具有第二主射线方位角，且在所述弧形图形210的轮廓的不同位置处，所述第二主射线方位角均为90°，从而能够显著改善或消除狭缝效应。
继续参考图1，需要说明的是，对所述原始版图图形110进行轮廓修正处理之前，还包括：采用光学邻近修正模型对所述原始版图图形110进行光学邻近修正。
所述光学邻近修正模型适用于具有弧形狭缝的EUV光刻模型。
本实施例中，由于在进行光学邻近修正之后，还会对所述原始版图图形110进行轮廓修正处理，使得所述原始版图图形110变为与弧形狭缝一致的弧形图形210，从而能够改善或消除狭缝效应带来的影响，因此，在建立该光学邻近修正模型时，无需针对不同的方位角来分别建立相对应的光学邻近修正模型，这相应降低了建立光学邻近修正模型的复杂性和错误率。例如：可针对方位角均为90°的情况，建立光学邻近修正模型。
具体地，采用基于模型的光学邻近修正模型，对所述原始版图图形110进行光学邻近修正，基于模型的光学邻近修正模型的光学邻近修正精度较高。
相应的，本实施例还提供一种掩膜版，包括：采用修正后版图图形形成的掩膜图形，所述修正后版图图形根据前述光学邻近修正方法获得。
在掩膜版的制作过程中，将所述修正后版图图形转移至掩膜版中，以形成掩膜图形。由于该光学邻近修正方法能够改善或消除狭缝效应带来的影响，使得光学临近修正的精度较高，从而提高了修正后版图图形的图形质量，进而提高了掩膜版的质量。
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 (11)
1.一种光学邻近修正方法，适用于具有弧形曝光狭缝的光刻系统，其特征在于，包括：
提供掩膜版图，所述掩膜版图包括原始版图图形；
对所述原始版图图形进行轮廓修正处理，所述轮廓修正处理适于将所述原始版图图形变为与所述弧形曝光狭缝轮廓一致的弧形图形，所述弧形图形用于作为修正后版图图形。
2.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，对所述原始版图图形进行轮廓修正处理之前，还包括：采用光学邻近修正模型对所述原始版图图形进行光学邻近修正。
3.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述提供掩膜版图的步骤中，所述掩膜版图存储于版图文件中，所述版图文件具有平面坐标系，所述平面坐标系包括相垂直的横坐标和纵坐标；
对所述原始版图图形进行轮廓修正处理之前，还包括：建立偏移补偿模型，所述偏移补偿模型适于确定所述原始版图图形的轮廓的纵坐标偏移量；
根据所述偏移补偿模型，对所述原始版图图形进行轮廓修正处理。
4.如权利要求3所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述提供原始版图图形的步骤中，所述光刻系统的入射主光线与所述原始版图图形之间具有第一主射线方位角；
所述建立偏移补偿模型的步骤中，所述原始版图图形的轮廓在不同位置处的纵坐标偏移量与相对应位置处的横坐标和第一主射线方位角相关。
5.如权利要求4所述的光学邻近修正方法，其特征在于，采用公式(Ⅰ)作为所述偏移补偿模型，
其中，Δy表示所述原始版图图形的轮廓的纵坐标偏移量，Lmask_x表示所述掩膜版图沿横坐标方向的总宽度，表示所述弧形狭缝的圆心角，/>表示所述原始版图图形的不同位置处的第一主射线方位角，/>表示所述原始版图图形的第一主射线方位角的最小值。
6.如权利要求5所述的光学邻近修正方法，其特征在于，利用公式(Ⅱ)和公式(Ⅲ)获得所述偏移补偿模型，
其中，R表示所述弧形图形的半径。
7.如权利要求1或3所述的光学邻近修正方法，其特征在于，对所述原始版图图形进行轮廓修正处理的步骤中，所述轮廓修正处理适于使所述光刻系统的入射主光线与所述弧形图形之间具有第二主射线方位角，且在所述弧形图形的轮廓的不同位置处，所述第二主射线方位角均为90°。
8.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述提供掩膜版图的步骤中，所述光刻系统的入射主光线与所述原始版图图形之间具有第一主射线方位角，所述第一主射线方位角为70°至110°。
9.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述光刻系统为EUV光刻系统。
10.如权利要求2所述的光学邻近修正方法，其特征在于，采用基于模型的光学邻近修正模型，对所述原始版图图形进行光学邻近修正。
11.一种掩膜版，其特征在于，包括：采用修正后版图图形形成的掩膜图形，所述修正后版图图形根据权利要求1至10任意一项光学邻近修正方法获得。
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