CN115308987A - 曝光辅助图形的优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种曝光辅助图形的优化方法。利用辅助图形的历史数据建立光学验证模型，并通过该光学验证模型对当前添加的辅助图形进行验证，以判断出当前的辅助图形的曝出概率，实现更高精度、更高效率的添加辅助图形，并能够更高效的完成后续的OPC修正过程。

Description

曝光辅助图形的优化方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种曝光辅助图形的优化方法。
背景技术
在半导体制程中，通常是将集成电路的版图图案设计在掩模版上，再利用该掩模版执行光刻工艺以将掩模版上的版图图案转移至基板上。而随着半导体器件尺寸的不断缩减，在进行光刻工艺以实现图形转移时容易出现图形失真的现象。
为了解决图形失真的问题一般可以对版图图案进行光学临近修正(OpticalProximity Correction，OPC)，所述OPC方法具体是对版图中的图案进行光刻前的预处理，通过对图形进行预先补偿，使得修改补偿的量正好能够补偿曝光系统造成的光学邻近效应。此外，为了增加图案的对比度，通常还会在版图上添加辅助图形(例如，散射条Sbar)，该辅助图形在曝光后并不希望被形成于基板上，因此，在添加辅助图形时需要对所添加的辅助图形进行限制并检查，以避免散射图形最终被曝出至基板上。
目前，添加辅助图形的过程和OPC修正过程通常都是同时进行的，例如：在添加辅助图形之后，直接执行OPC修正，并对OPC修正后版图图案进行光学规则检查；当检测结果不合格时，则返回对辅助图形和/或主要图形进行修正，之后再循环执行OPC修正和光学规则检查。这种添加方式，对辅助图形的控制精度较低，难以确保最终保留下的辅助图形不会被曝出，并且修正的过程也较为繁琐，需要花费较长的时间，不利于提高效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种曝光辅助图形的优化方法，以更高精度、更高效率的添加辅助图形。
具体而言，本发明的一种曝光辅助图形的优化方法，包括：步骤S01，收集辅助图形的历史数据，包括：辅助图形的工艺窗口数据及其在基板上的曝出数据；步骤S02，根据辅助图形的历史数据建立光学验证模型；步骤S03，利用所述光学验证模型对当前添加的辅助图形进行验证，以预估当前添加的辅助图形的曝出概率是满足要求；若否，则执行步骤S04；步骤S04，对当前添加的辅助图形进行图形修正。
可选的，在执行步骤S04之后，还包括：返回步骤S03，以对修正后的辅助图形进行验证，直至验证得到的曝出概率满足要求。
可选的，曝光辅助图形的优化方法还包括：步骤S05，对含有辅助图形的版图执行光学邻近效应修正和光学规则检查，并在检查结果不符合要求时，对版图进行光学邻近效应修正，直至检查结果符合要求。
可选的，在相邻的主要图形之间添加有至少一条所述辅助图形。
可选的，初始添加的辅助图形的尺寸为邻近的主要图形的尺寸的1/5～1/2之间。
可选的，初始添加的辅助图形与邻近图形之间的距离为光刻工艺的最小解析距离。
可选的，辅助图形的工艺窗口数据包括：图形参数和曝光参数。
可选的，辅助图形在基板上的曝出数据包括：第一特征值，表示辅助图形未被曝出；第二特征值，表示辅助图形部分曝出；第三特征值，表示辅助图形完全被曝出。
可选的，所述第一特征值为0，所述第二特征值为0.5，所述第三特征值为1。
可选的，对辅助图形进行图形修正的方法包括：调小辅助图形的尺寸。
可选的，所述光学验证模型基于成本函数模拟建立。
在本发明提供的曝光辅助图形的优化方法中，利用辅助图形在基板上的曝出状况作为数据基础，建立光学验证模型，从而可通过该光学验证模型对当前添加的辅助图形进行验证，以判断出当前的辅助图形的曝出概率，并有针对性的对辅助图形进行修正，实现更高精度、更高效率的添加辅助图形。如此，还能够更高效的完成后续的OPC修正过程。
附图说明
图1为本发明一实施例中的曝光辅助图形的优化方法的流程示意图。
图2为本发明一实施例中的曝光辅助图形在基板上的三种不同的曝出状况的示意图。
图3为本发明一实施例中的光学验证模型的建立及验证过程的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思路在于提供一种曝光辅助图形的优化方法，具体可参考图1所示，一实施例中的曝光辅助图形的优化方法可包括如下步骤。
步骤S01，收集辅助图形的历史数据，包括：辅助图形的工艺窗口数据及其在基板上的曝出数据；
步骤S02，根据辅助图形的历史数据建立光学验证模型；
步骤S03，利用所述光学验证模型对当前添加的辅助图形进行验证，以预估当前添加的辅助图形的曝出概率是满足要求；若否，则执行步骤S04；
步骤S04，对当前添加的辅助图形进行图形修正。
本发明提供的曝光辅助图形的优化方法，可以更高精度的添加的辅助图形，确保所添加的辅助图形具备较低的曝出率，并且对辅助图形的添加和检查过程也更加精准且快速，能够有效提高整个版图的修正效率。
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的曝光辅助图形的优化方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
首先，在步骤S01中，收集辅助图形(例如，散射条Sbar)的历史数据，该历史数据例如包括：辅助图形的工艺窗口数据及其在基板上的曝出数据。即，根据辅助图形的历史数据可以获得：辅助图形在不同工艺参数下，其在基板上被曝出的可能性。
其中，辅助图形的工艺窗口数据可包括图形参数和曝光参数。所述图形参数具体可包括辅助图形的宽度尺寸、辅助图形的长度尺寸和/或辅助图形距离至邻近图形之间的间隔尺寸等。以及，曝光参数例如可包括：曝光能量和/或曝光焦距等。应当认识到，在主版图中添加辅助图形时，辅助图形的不同参数极易影响到该辅助图形在基板上的曝出率。例如，宽度较大的辅助图形，其更容易被曝出至基板上；又例如，辅助图形距离至邻近图形之间的间隔尺寸过小，则容易导致辅助图形和邻近图形在基板上难以相互分离。以及，在执行曝光工艺时，工艺参数的变化也会对辅助图形在基板上的曝出率造成影响。
以及，辅助图形在基板上的曝出数据例如可用于表征辅助图形在基板上有无被曝出。具体示例中，可针对辅助图形在基板上未被曝出、部分曝出和完全被曝出进行分类，并根据三种情况分别赋予其一特征值作为表示。例如，针对辅助图形未被曝出的情况，赋予第一特征值；针对辅助图形部分曝出的情况，赋予第二特征值；以及，针对辅助图形完全被曝出的情况，赋予第三特征值。本实施例中，所述第一特征值可以为0，所述第二特征值可以为0.5，所述第三特征值可以为1。
举例而言，图2中示意出了辅助图形在基板上的三种不同的曝出状况。其中，图2中的(a)即为辅助图形完全被曝出的情况(即，图中箭头标示出的散射图形)，该情况可赋予其曝出数据为第三特征值(1)；图2中的(b)即为辅助图形部分曝出的情况(即，图中箭头标示出的零散的图形残留)，该情况可赋予其曝出数据为第二特征值(0.5)；以及，图2中的(c)即为辅助图形未被曝出的情况，该情况可赋予其曝出数据为第一特征值(0)。
接着，在步骤S02中，根据辅助图形的历史数据建立光学验证模型。
本实施例中，即可根据辅助图形的图形参数、曝光参数和曝出数据(即，1、0.5或0)进行模拟，以建立所述光学验证模型。进一步的，在建立光学验证模型时，还可结合如上所述的各个参数的权重进行模拟。
具体应用中，例如参考图3所示，可提供一数据处理系统，并将收集到的多个辅助图形的图形参数、曝光参数、对应的曝出数据(即，1、0.5或0)以及权重等输入至该数据处理系统中，以利用该数据处理系统建立光学验证模型。
本实施例中，具体可利用如下所示的成本函数(1)进行函数拟合，以建立该光学验证模型。
Figure BDA0003795174320000051
其中，Pi(△I)为辅助图形被复制至基板上的风险系数；
△I为函数(1)的最大值相对于一阈值的差值；
Weight为权重；
Wafercd为第一特征值、第二特征值和第三特征值。
进一步的，所建立的光学验证模型可用于对当前添加的辅助图形进行验证，以预估当前添加的辅助图形的曝出概率是满足要求。
接着，在步骤S03中，利用所述光学验证模型对当前添加的辅助图形进行验证，以预估当前添加的辅助图形的曝出概率是满足要求。例如，当前添加的辅助图形的曝光风险是否低于第二特征值(即，0.5)所对应的部分曝出风险。
本实施例中，所述光学验证模型可在成本函数(1)的基础上，结合如下所示的函数(2)预估当前添加的辅助图形的曝出概率是满足要求。
Figure BDA0003795174320000052
具体应用中，可继续参考图3所示，即可将当前添加的辅助图形的工艺窗口数据(例如包括图形参数和曝光参数)输入至光学验证模型内，进而计算得到相对的曝出概率，即，该辅助图形被复制至基板上的风险系数Pi(△I)。例如，当差值△I小于0，风险系数Pi(△I)为小于0.5，表示为当前添加的辅助图形被曝出的风险低，其满足要求；当差值△I等于0，风险系数Pi(△I)为等于0.5，表示为当前的辅助图形被部分曝出的风险较高，不满足要求；当差值△I大于0，风险系数Pi(△I)为大于0.5，表示为当前的辅助图形被完全曝出的风险高，不满足要求。
其中，当验证得到的风险系数满足要求时，即，Pi(△I)＜0.5，即意味着当前添加的辅助图形不容易被曝出至基板上。反之，当风险系数不满足要求时，则执行步骤S04，以对当前的辅助图形进行修正。
在步骤S04中，对当前添加的辅助图形进行图形修正。其中，对辅助图形的修正方法可包括：调小所述辅助图形的尺寸。
具体示例中，辅助图形可以被添加在相邻的主要图形之间，并且在相邻的主要图形之间还可添加有一条或多条辅助图形。此处所述的“主要图形”具体为曝光工艺中需要被曝出至基板上的图形，以及通过在主要图形之间添加辅助图形以提高图形的对比度。
可选的方案中，初始添加的辅助图形的尺寸为邻近的主要图形的尺寸的1/5～1/2之间，之后利用如上所述的光学验证模型对初始添加辅助图形进行验证，当验证得到的风险系数不满足要求时，即通过缩减辅助图形的尺寸的方式进行修正。
此外，初始添加的辅助图形与邻近图形之间的距离具体可以为光刻工艺的最小解析距离。如此一来，在对该辅助图形进行修正时，一方面可以在缩减辅助图形的尺寸的情况下，同时增大辅助图形与邻近图形之间的距离，确保修正后的辅助图形在曝光后能够和邻近图形相分离，并且使得所添加的辅助图形可以尽可能的靠近邻近的主要图形，更好的提高图形的对比度。
继续参考图1所示，在执行步骤S04之后，还可返回步骤S03，以对修正后的辅助图形进行验证，直至验证得到的曝出概率满足要求。
即，在修正辅助图形之后，继续利用所建立的光学验证模型对修正后的辅助图形进行验证，以预估修正后的辅助图形的曝出概率是满足要求。若验证得到的风险系数仍不满足要求时，则再次执行步骤S04，以对辅助图形继续修正(例如包括，进一步缩减辅助图形的尺寸等，之后循环执行步骤S03和步骤S04，直至验证得到的风险系数小于0.5。
至此，即完成了对所添加的辅助图形的初步验证和判断。
继续参考图1所示，本实施例中，在完成对辅助图形的验证过程后，还包括步骤S05，对含有辅助图形的版图执行光学邻近效应修正(Optical Proximity Correction，OPC)和光学规则检查，并在检查结果不符合要求时，再次对版图进行光学邻近效应修正，直至检查结果符合要求。
通过对版图进行OPC修正，可以有效改善版图在图形转移时的失真现象。其中，当光学规则检查的检查结果不符合要求时，可返回对版图内的主要图形和/或辅助图形进行修正。应当认识到，经过上述对辅助图形的验证过程后，若需要对辅助图形进行OPC修正，也仅是微小的调整，该微调过程较为简单快捷。
综上所述，本实施例提供的曝光辅助图形的优化方法中，可利用辅助图形在基板上的曝出状况作为数据基础，建立光学验证模型，从而可通过该光学验证模型对当前添加的辅助图形进行更有针对性的验证，提高了对辅助图形的检查精度。并且，在高精度的完成对辅助图形的验证过程后，还可进一步的提高后续的OPC修正效率。
需要说明的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。
此外还应该认识到，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。例如，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此外，本发明实施例中的方法和/或设备的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。

Claims (11)

1.一种曝光辅助图形的优化方法，其特征在于，包括：
步骤S01，收集辅助图形的历史数据，包括：辅助图形的工艺窗口数据及其在基板上的曝出数据；
步骤S02，根据辅助图形的历史数据建立光学验证模型；
步骤S03，利用所述光学验证模型对当前添加的辅助图形进行验证，以预估当前添加的辅助图形的曝出概率是满足要求；若否，则执行步骤S04；
步骤S04，对当前添加的辅助图形进行图形修正。
2.如权利要求1所述的曝光辅助图形的优化方法，其特征在于，在执行步骤S04之后，还包括：
返回步骤S03，以对修正后的辅助图形进行验证，直至验证得到的曝出概率满足要求。
3.如权利要求1或2所述的曝光辅助图形的优化方法，其特征在于，还包括：
步骤S05，对含有辅助图形的版图执行光学邻近效应修正和光学规则检查，并在检查结果不符合要求时，对版图进行光学邻近效应修正，直至检查结果符合要求。
4.如权利要求1所述的曝光辅助图形的优化方法，其特征在于，在相邻的主要图形之间添加有至少一条所述辅助图形。
5.如权利要求4所述的曝光辅助图形的优化方法，其特征在于，初始添加的辅助图形的尺寸为邻近的主要图形的尺寸的1/5～1/2之间。
6.如权利要求4所述的曝光辅助图形的优化方法，其特征在于，初始添加的辅助图形与邻近图形之间的距离为光刻工艺的最小解析距离。
7.如权利要求1所述的曝光辅助图形的优化方法，其特征在于，辅助图形的工艺窗口数据包括：图形参数和曝光参数。
8.如权利要求1所述的曝光辅助图形的优化方法，其特征在于，辅助图形在基板上的曝出数据包括：
第一特征值，表示辅助图形未被曝出；
第二特征值，表示辅助图形部分曝出；
第三特征值，表示辅助图形完全被曝出。
9.如权利要求8所述的曝光辅助图形的优化方法，其特征在于，所述第一特征值为0，所述第二特征值为0.5，所述第三特征值为1。
10.如权利要求1所述的曝光辅助图形的优化方法，其特征在于，对辅助图形进行图形修正的方法包括：调小辅助图形的尺寸。
11.如权利要求1所述的曝光辅助图形的优化方法，其特征在于，所述光学验证模型基于成本函数模拟建立。
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