CN113109992B - 图形的修正方法及掩模版的制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种图形的修正方法，该方法包括：提供目标图案，目标图案包括第一层图案和第二层图案，第一层图案包括沿第一方向延伸的多个第一图形，第二层图案包括沿第二方向延伸的第二图形，第二图形横跨多个第一图形；在第二层图案中设置初始散射条图形，初始散射条图形位于第二图形沿第一方向的侧部，初始散射条图形横跨多个第一图形；获取多个第一图形和初始散射条图形的重叠图形；对每一个重叠图形沿平行于第二方向的两侧进行延伸处理，使重叠图形形成相互分立的辅助图形。本申请还公开了一种掩模版的制作方法。本申请所公开的图形的修正方法改善了实际切割位置的CD均一性。

Description

图形的修正方法及掩模版的制作方法

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种图形的修正方法及掩模版的制作方法。

背景技术

随着半导体技术节点到达5nm及以下，对主图案的关键尺寸(CriticalDimension，CD)均一性(Uniformity)的要求也越来越高。如果主图案中存在稀疏图形，则会导致主图案在显影后的CD均一性不佳。为了避免这种情况，可以在该稀疏图形周围添加一些细小的散射条(Scattering Bar)，使稀疏图形在光学角度上看上去像密集图形。

随着关键尺寸减小至5nm及以下，正性显影(Positive Tone Development，PTD)已经无法实现要求的解析精度。因此，可采用负性显影(Negative Tone Development，NTD)来对切割层进行光刻。但是，由于负性显影的解析能力更强，较长的散射条很容易被转移至光刻胶上。为了避免这种情况，可以将长散射条分割成小于光刻机分辨率的多个短散射条。

然而，在将长散射条分割成层短散射条的情况下，难以保证短散射条在待切割图形的线端处的均一性。此外，在通过直接将散射条的最大长度改短以直接生成短散射条的情况下，在图块边界区域(Tile Boundary Area)可能会产生散射条缺失的现象，而缺失的散射条会导致主图案的CD发生变化。虽然可以通过设置修整(Clean Up)步骤来检查和修补缺失的散射条，但是该步骤会显著增加整个工艺的处理时间。

目前，还需要对图形的修正方法进行改进，以改善实际切割位置的CD均一性。

发明内容

鉴于现有技术的缺点，本申请提供一种图案的修正方法及掩模版的制作方法，以改善实际切割位置的CD均一性。

本申请的一个方面提供了一种图形的修正方法，所述方法包括：提供目标图案，所述目标图案包括第一层图案和第二层图案，所述第一层图案包括沿第一方向延伸的多个第一图形，所述第二层图案包括沿第二方向延伸的第二图形，所述第二图形横跨所述多个第一图形；在所述第二层图案中设置初始散射条图形，所述初始散射条图形位于所述第二图形沿所述第一方向的侧部，所述初始散射条图形横跨所述多个第一图形；获取所述多个第一图形和所述初始散射条图形的重叠图形；对每一个所述重叠图形沿平行于所述第二方向的两侧进行延伸处理，使所述重叠图形形成相互分立的辅助图形。

可选地，所述第一图形为待切割结构图形，所述第二图形为切割层图形。

可选地，所述待切割结构图形为鳍式场效晶体管的鳍部图形、栅极图形、或金属互连结构图形。

可选地，所述第一图形、所述第二图形和所述初始散射条图形的形状均为条形。

可选地，所述初始散射条图形位于所述第二图形沿所述第一方向的两侧的侧部。

可选地，所述第一方向与所述第二方向垂直。

可选地，在进行所述延伸处理之前，所述重叠图形沿所述第二方向的间隔为第一尺寸；在所述延伸处理的过程中，所述重叠图形沿所述第二方向两侧中任一侧延伸的尺寸小于所述第一尺寸的一半。

可选地，在所述目标图案中，所述第二图形横跨所述多个第一图形的中间区域；在所述第二层图案中设置初始散射条图形之后，所述初始散射条图形横跨所述第一图形的端部。

可选地，所述第二图形沿所述第一方向的一侧的初始散射条图形到所述第二图形的距离等于所述第二图形沿所述第一方向的另一侧的初始散射条图形到所述第二图形的距离；所述第二图形沿所述第一方向的一侧的辅助图形到所述第二图形的距离等于所述第二图形沿所述第一方向的另一侧的辅助图形到所述第二图形的距离。

可选地，所述第一层图案为晶圆上的第一图层结构的设计图形，所述第二层图案为晶圆上的第二图层结构的设计图形，所述第一图层结构位于所述第二图层结构的下方。

可选地，所述辅助图形为不可曝光图形。

可选地，所述方法还包括：形成所述辅助图形之后，获取所述第二层图案对应的第二掩模层图形；对所述第二掩模层图形进行光学邻近修正，获得第二修正图形。

本申请的另一个方面提供了一种掩模版的制作方法，所述方法包括：采用本申请的前述实施例所述的图形的修正方法得到的所述第二修正图形和所述辅助图形制作掩模版。

本申请的技术方案具有以下有益效果：

本申请的技术方案并未采用将散射条的最大长度改短来直接生成短散射条的方式，因而避免了在图块边界区域产生散射条缺失的现象，也无需采用耗时的修整步骤，从而提高了整个工艺流程的效率。

本申请中，采用了先在所述第二层图案中设置初始散射条图形，所述初始散射条图形位于第二图形沿第一方向的侧部，所述初始散射条图形横跨所述多个第一图形；之后获取所述第一图案和所述初始散射条图形的重叠图形，这样重叠图形在第二方向上的尺寸等于第一图案在第二方向上的宽度尺寸，重叠图形沿第二方向均匀的设置在第二图形与第一图形的重叠区域的侧部；之后，对每一个所述重叠图形沿平行于所述第二方向的两侧进行延伸处理，使所述重叠图形形成相互分立的辅助图形，所述辅助图形为不可曝光图形；由于重叠图形沿第二方向均匀的设置在第二图形与第一图形的重叠区域的侧部，因此辅助图形均匀的设置在第二图形与第一图形的重叠区域的侧部，第二图形与第一图形的每一处重叠区域沿第一方向的侧部均对应有辅助图形，在光刻过程中，对各处的第二图形与第一图形的重叠区域受到辅助图形的光学作用较为均一，改善了第二图形对应的晶圆上的第二图层结构的实际切割位置的CD均一性。

附图说明

以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本公开的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的发明意图。应当理解，附图未按比例绘制。其中：

图1示出了一种散射条图形在显影前后的示意图；

图2示出了散射条图形在图块边界区域缺失而导致主图案CD变化的示意图；

图3示出了散射条图形在线端处的非均一性的示意图；

图4为根据本申请的实施例的图形的修正方法的流程图；

图5至图10为本申请的实施例的图形的修正方法的中间过程的结构示意图。

具体实施方式

以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本公开不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。

下面结合实施例和附图对本发明技术方案进行详细说明。

在目标图案中，通常既有密集分布的图形(如1∶1等间距的线条)，也有稀疏的图形(如独立的线条)，特别是逻辑器件的设计，具有更大的任意性。密集分布图形的光刻工艺窗口与稀疏图形的光刻工艺窗口是不同的，这导致了二者共同的工艺窗口偏小。适用于密集图形曝光的光照条件并不一定适合稀疏图形的曝光。为减少集成电路版图中因图形密度不同引起的工艺差异，可在掩模图形中图形比较稀疏的周围区域插入亚分辨率图形或散射条。所插入的图形尺寸小于光刻系统成像分辨率，本身在曝光时不会形成光刻图形，但又对附近的掩模图形光刻成像光强分布产生影响。

图1示出了一种散射条图形在显影前后的示意图。如图所示，在主图案1(例如，切割层)附近设置有两个短散射条图形2和一个长散射条图形3。但是，根据光刻机的分辨率，当散射条图形2较短(例如，低于光刻机的分辨率)时，在曝光时不会形成光刻图形，而当散射条图形2较长时，其很容易被转移至光刻胶上，形成不期望的图形4。

图2示出了散射条图形在图块边界区域缺失而导致主图案CD变化的示意图。如图所示，在采用将散射条图形的最大长度改短来直接生成短散射条图形的方式时，在图块边界区域6处会出现散射条图形2缺失的现象，这导致对主图案1的密度补偿达不到期望效果，从而在光刻之后，存在CD均一性不佳的局部7。

图3示出了散射条图形在线端处的非均一性的示意图。如图所示，在待切割结构图形7(例如，鳍式场效晶体管的鳍部图形、栅极图形、金属互连结构图形)的线端处，每个散射条图形2与相应待切割结构图形7的相对位置都存在差异。

随着关键尺寸的减小，正性显影(Positive Tone Development，PTD)已经无法实现要求的解析精度，负性显影的解析能力更强，然而，负性显影的较长的散射条的图形很容易被转移至光刻胶上。为了避免这种情况，需要将长散射条分割成小于光刻机分辨率的多个短散射条。然而，在将长散射条分割成层短散射条的情况下，难以保证短散射条在待切割图形的线端处的均一性。另外，在通过直接将散射条的最大长度改短以直接生成短散射条的情况下，在图块边界区域可能会产生散射条缺失的现象。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种图形的修正方法，如图4所示，包括以下步骤：

步骤S11：提供目标图案，所述目标图案包括第一层图案和第二层图案，所述第一层图案包括沿第一方向延伸的多个第一图形，所述第二层图案包括沿第二方向延伸的第二图形，所述第二图形横跨所述多个第一图形；

步骤S12：在所述第二层图案中设置初始散射条图形，所述初始散射条图形位于所述第二图形沿所述第一方向的侧部，所述初始散射条图形横跨所述多个第一图形；

步骤S13：获取所述多个第一图形和所述初始散射条图形的重叠图形；

步骤S14：对每一个所述重叠图形沿平行于所述第二方向的两侧进行延伸处理，使所述重叠图形形成相互分立的辅助图形。

下面结合图5至图10对上述各个步骤进行详细说明。应注意，以其他顺序执行以上和以下步骤的方法也落入本公开的保护范围。

如图5至图7所示，提供目标图案，所述目标图案包括第一层图案100和第二层图案200，第一层图案100包括沿第一方向x延伸的多个第一图形101，第二层图案200包括沿第二方向y延伸的第二图形203，第二图形203横跨多个第一图形101。

图5示出了第一图案层100，其中，第一图形101可以为待切割结构图形，例如，鳍式场效晶体管的鳍部图形、栅极图形、金属互连结构图形等。在本实施例中，第一图形101可以为条形。在一些实施例中，第一图形101可以为矩形、长形、线形等。在本实施例中，多个第一图形101被布置为以固定间距相互隔开。在一些实施例中，多个第一图形101被布置为以不同的间隔相互隔开。在一些实施例中，第一层图案100为晶圆上的第一图层结构的设计图形。

图6示出了第二图案层200，其中，第二图形203可以为切割层图形。在本实施例中，第二图形203可以为条形。在一些实施例中，第二图形203可以为矩形、长形、线形等。在本实施例中，第二图形203横跨多个第一图形101的中间区域。在一些实施例中，第二层图案200为晶圆上的第二图层结构的设计图形。在一些实施例中，所述第一图层结构位于所述第二图层结构的下方。所述第二图层结构用于作为刻蚀第一图层结构的掩模层，以将第一图层结构在第一图层结构的延伸方向切断。

图7示出了所述目标图案。在本申请的上下文中，目标图案为待刻蚀材料层设计的刻蚀图案。

在本实施例中，所述第一方向x与所述第二方向y垂直。在其他实施例中，所述第一方向和所述第二方向可以成一个角度。

如图8所示，在第二层图案200中设置初始散射条图形202，初始散射条图形202位于第二图形203沿第一方向x的侧部，初始散射条图形202横跨多个第一图形101。更具体地，在第二层图案200中设置初始散射条图形202之后，初始散射条图形202横跨第一图形101的端部。

在本实施例中，初始散射条图形202为条形。在一些实施例中，初始散射条图形202可以为矩形、长形、线形等。在本实施例中，初始散射条图形202的数量为2个，2个初始散射条图形202均沿第二方向y延伸且各自与第二图形203的距离相等。换句话说，第二图形203沿第一方向x的一侧的初始散射条图形202到第二图形203的距离等于第二图形203沿第一方向x的另一侧的初始散射条图形202到第二图形203的距离。在一些实施例中，初始散射条图形202的数量可以为1个、3个或更多个。在本实施例中，初始散射条图形202横跨多个第一图形101的端部。在一些实施例中，初始散射条图形202并不横跨所有的多个第一图形101。在本实施例中，初始散射条图形202为长散射条，其尺寸根据当前工艺参数和环境设置。

如图9所示，获取多个第一图形101和初始散射条图形202的重叠图形204。

在本实施例中，重叠图形204位于或靠近多个第一图形101的端部。

如图10所示，对每一个重叠图形204沿平行于第二方向y的两侧进行延伸处理，使重叠图形204形成相互分立的辅助图形300。在本实施例中，在进行所述延伸处理之前，重叠图形204沿第二方向y的间隔为第一尺寸w1(参见图9)。第一尺寸w1也是第一图形101沿第二方向y的间隔。在本实施例中，在所述延伸处理的过程中，重叠图形204沿第二方向y在两侧中任一侧延伸的尺寸w2小于第一尺寸w1的一半。在一些实施例中，第二图形203沿第一方向x的一侧的辅助图形300到第二图形203的距离等于第二图形203沿第一方向x的另一侧的辅助图形300到第二图形203的距离。在一些实施例中，辅助图形300为不可曝光图形。在一些实施例中，辅助图形300的长度小于光刻机的成像分辨率。

在一些实施例中，本申请的图形的修正方法还包括：形成辅助图形300之后，获取所述第二层图案200对应的第二掩模层图形；对所述第二掩模层图形进行光学邻近修正，获得第二修正图形。

本申请的实施例采用了先生成长散射条随后生长出短散射条的方式，避免了短散射条在待切割图形的线端处的非均一性，改善了实际切割位置的CD均一性。本申请的这种辅助图形的形成方法，能够避免了在图块边界区域产生散射条缺失的现象，也无需采用耗时的修整步骤。

在形成所述辅助图形之后，获取第二层图案对应的第二掩模层图形的过程可包括：制作刻蚀偏移表；根据刻蚀偏移表获取第二层图案对应的第二掩模层图形。

所述刻蚀偏移表的制作方法包括：提供测试刻蚀层；提供若干测试掩膜层，所述测试掩膜层中具有若干测试子图形，测试子图形具有第一宽度和第一间距，不同测试掩膜层中的测试子图形的第一宽度不同或第一间距不同；设置若干刻蚀条件；在各刻蚀条件下以各测试掩膜层为掩膜刻蚀测试刻蚀层，在测试刻蚀层中形成刻蚀图形，刻蚀图形具有对应测试子图形尺寸的第二宽度和第二间距；根据第一宽度、第一间距、第二宽度和第二间距获取刻蚀图形和测试子图形之间的刻蚀偏移量；根据刻蚀偏移量6ij随第二宽度和第二间距的变化关系建立刻蚀偏移表。

具体的，刻蚀偏移表包括宽度坐标和间距坐标，刻蚀偏移表的宽度坐标为若干第二宽度区间，分别为[K1，K2)、[K2，K3)、[K3，K4)、[K4，K5)、[K5，K6)、[K6，K7)、[K7，K8)至[Ki，Kj)，刻蚀偏移表的间距坐标为若干第二间距区间，分别为[P1，P2)、[P2，P3)、[P3，P4)、[P4，P5)、[P5，P6)、[P6，P7)至[Pi，Pj)。

根据刻蚀偏移表获取第二层图案对应的第二掩模层图形的方法包括：获取第二图形对应的宽度值、以及第二图形与相邻第二图形之间的间距值；在刻蚀偏移表中查询第二宽度为所述宽度值且第二间距为所述间距值时对应的刻蚀偏移量值；沿垂直于第二图形的方向将第二图形的边平移刻蚀偏移量值，获得第二掩模层图形。

对所述第二掩模层图形进行光学邻近修正的方法包括提供OPC修正模型；根据OPC修正模型对第二掩模层图形进行修正，得到中间修正图形；获取中间修正图形和第二掩模层图形之间的边缘放置误差；若边缘放置误差大于阈值，则根据OPC修正模型对中间修正图形进行修正直至边缘放置误差小于阈值；当边缘放置误差小于阈值时，将中间修正图形作为第二修正图形。

本申请的实施例还公开了一种掩模版的制作方法，所述方法包括：采用根据前面的实施例中所述的图形修正方法得到的第二修正图形和辅助图形制作掩模版。

综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本公开提出，并且在本公开的示例性实施例的精神和范围内。

Claims (13)

1.一种图形的修正方法，其特征在于，所述方法包括：

提供目标图案，所述目标图案包括第一层图案和第二层图案，所述第一层图案包括沿第一方向延伸的多个第一图形，所述第二层图案包括沿第二方向延伸的第二图形，所述第二图形横跨所述多个第一图形；

在所述第二层图案中设置初始散射条图形，所述初始散射条图形位于所述第二图形沿所述第一方向的侧部，所述初始散射条图形横跨所述多个第一图形；

获取所述多个第一图形和所述初始散射条图形的重叠图形；

对每一个所述重叠图形沿平行于所述第二方向的两侧进行延伸处理，使所述重叠图形形成相互分立的辅助图形。

2.如权利要求1所述的图形的修正方法，其特征在于，所述第一图形为待切割结构图形，所述第二图形为切割层图形。

3.如权利要求2所述的图形的修正方法，其特征在于，所述待切割结构图形为鳍式场效晶体管的鳍部图形、栅极图形、或金属互连结构图形。

4.如权利要求1所述的图形的修正方法，其特征在于，所述第一图形、所述第二图形和所述初始散射条图形的形状均为条形。

5.如权利要求1所述的图形的修正方法，其特征在于，所述初始散射条图形位于所述第二图形沿所述第一方向的两侧的侧部。

6.如权利要求1所述的图形的修正方法，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。

7.如权利要求1所述的图形的修正方法，其特征在于，在进行所述延伸处理之前，所述重叠图形沿所述第二方向的间隔为第一尺寸；

在所述延伸处理的过程中，所述重叠图形沿所述第二方向在两侧中任一侧延伸的尺寸小于所述第一尺寸的一半。

8.如权利要求1所述的图形的修正方法，其特征在于，在所述目标图案中，所述第二图形横跨所述多个第一图形的中间区域；

在所述第二层图案中设置初始散射条图形之后，所述初始散射条图形横跨所述第一图形的端部。

9.如权利要求5所述的图形的修正方法，其特征在于，所述第二图形沿所述第一方向的一侧的初始散射条图形到所述第二图形的距离等于所述第二图形沿所述第一方向的另一侧的初始散射条图形到所述第二图形的距离；

所述第二图形沿所述第一方向的一侧的辅助图形到所述第二图形的距离等于所述第二图形沿所述第一方向的另一侧的辅助图形到所述第二图形的距离。

10.如权利要求1所述的图形的修正方法，其特征在于，所述第一层图案为晶圆上的第一图层结构的设计图形，所述第二层图案为晶圆上的第二图层结构的设计图形，所述第一图层结构位于所述第二图层结构的下方。

11.如权利要求1所述的图形的修正方法，其特征在于，所述辅助图形为不可曝光图形。

12.如权利要求1所述的图形的修正方法，其特征在于，还包括：形成所述辅助图形之后，获取所述第二层图案对应的第二掩模层图形；对所述第二掩模层图形进行光学邻近修正，获得第二修正图形。

13.一种掩模版的制作方法，其特征在于，包括：采用权利要求12所述的图形的修正方法得到的所述第二修正图形和所述辅助图形制作掩模版。

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