CN115774375A - 光学邻近校正方法、掩模制造方法及半导体芯片制造方法 - Google Patents

Abstract

一种制造半导体芯片的方法，包括：设计针对半导体芯片的布局；对布局执行光学邻近校正(OPC)；在执行OPC之后，制造掩模；以及使用掩模制造半导体芯片，其中，与掩模的矩形图案相对应的多个OPC形状被包括在掩模中，并且多个OPC形状中的至少一个OPC形状包括多边缘拐角倒圆OPC形状。

Description

光学邻近校正方法、掩模制造方法及半导体芯片制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年9月6日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2021-0118357的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明构思涉及光学邻近校正(OPC)、使用其的掩模制造方法以及半导体芯片制造方法。

背景技术

通常，半导体芯片的图案通过光刻工艺和蚀刻工艺来形成。首先，设计图案，并在晶片上形成图案的布局，以制作半导体芯片。当电路图案通过光刻工艺从掩模转移到晶片上以在晶片上形成电路图案(在下文中，被称为“转移的电路图案”)时，晶片上的转移的电路图案与掩模上的设计的电路图案之间可能存在差异。这种差异可能是由于光刻工艺中的光学邻近效应或蚀刻工艺中的负载效应导致的。作为用于将掩模上的电路图案准确地转移到晶片上的方法，使用用于考虑晶片上的转移的电路图案的变形来校正掩模上的电路图案的工艺邻近校正(PPC)技术。工艺邻近校正技术预先预测和分析光学邻近效应和负载效应，并根据分析结果来校正掩模上的电路图案的布局，而OPC方法主要用于光刻工艺中。OPC方法分为基于模型的OPC和基于规则的OPC。基于模型的OPC是通过将一个模型应用于晶片上的所有芯片(全芯片)来校正掩模的电路图案的方法。基于规则的OPC是通过将一个规则应用于晶片上的所有芯片来校正掩模的电路图案的方法。

发明内容

本发明构思的一个方面是提供一种用于克服光束的衍射限制的光学邻近校正(OPC)方法，以及使用其的掩模制造方法和半导体芯片/器件制造方法。

本发明构思的目的是提供一种用于降低工艺成本的OPC方法，以及使用其的掩模制造方法和半导体芯片/器件制造方法。

根据本发明构思的一个方面，一种制造半导体芯片的方法，包括：设计针对半导体芯片的布局；对布局执行光学邻近校正(OPC)；在执行OPC之后，制造与布局相对应的掩模；以及使用掩模制造半导体芯片，其中，与掩模的矩形图案相对应的多个OPC形状被包括在OPC模型中，并且多个OPC形状中的至少一个OPC形状包括多边缘拐角倒圆OPC形状。

根据本发明构思的另一方面，一种用于制造半导体芯片的光学邻近校正(OPC)方法，包括：在矩形图案中选择多边缘目标图案；对所选矩形形状进行拐角削切，以生成多边缘；在每条多边缘上生成评估点；通过在每个角处进行倒圆来执行OPC仿真；计算在评估点处的边缘放置误差(EPE)；确定计算值是否低于先前迭代值；当计算值低于先前迭代值时，确定执行仿真的次数是否为最后一次迭代；当执行仿真的次数为最后一次迭代时，确定是否不存在掩模规则检查(MRC)违反；以及当不存在MRC违反时，确定最终的OPC形状。

根据本发明构思的另一方面，一种制造针对半导体芯片的掩模的方法，包括：对布局执行OPC；在执行OPC之后，接收掩模流片(MTO)设计数据；在接收MTO设计数据之后，执行掩模数据准备；在执行掩模数据准备之后，使用电子束基于掩模数据对针对掩模的衬底执行曝光工艺；以及在曝光工艺之后，通过执行显影、蚀刻或清洁工艺来形成掩模，其中，执行OPC包括：在矩形图案中选择要被执行第一OPC的第一目标；在第一目标中选择要被执行第二OPC的第二目标；对除第二目标之外的第一目标执行第一OPC；以及对第二目标执行第二OPC。

根据本发明构思的另一方面，一种执行光学邻近校正(OPC)的计算设备，包括：至少一个存储器件，被配置为存储至少一个指令；以及至少一个处理器，被配置为执行至少一个指令，其中，至少一个处理器从布局中选择多边缘拐角倒圆OPC形状目标；并且执行至少一个指令，以对所选目标执行多边缘拐角倒圆OPC。

附图说明

根据结合附图给出的以下详细描述，将更清楚地理解本发明构思的以上和其他方面、特征和优点，在附图中：

图1是示出了根据本发明构思的实施例的执行光学邻近校正(OPC)的计算系统1000的框图；

图2是示出了根据本发明构思的实施例的制造半导体芯片/器件的方法的流程图；

图3是示出了图2所示的OPC方法的流程图；

图4A是示出了一般掩模上的图案的形状的图，图4B是示出了根据本发明构思的实施例的掩模上的图案的弯曲(曲线)的图；

图5A、图5B、图5C和图5D是示出了根据本发明构思的实施例的OPC形状的图；

图6是示出了根据本发明构思的实施例的OPC方法的流程图；

图7是示出了根据本发明构思的实施例的OPC方法的示例的流程图；

图8A和图8B是示出了与第一点相关的OPC仿真结果的比较的图；

图9A和图9B是示出了与第二点相关的OPC仿真结果的比较的图；

图10是概念性地示出了根据本发明构思的实施例的生成OPC模型的过程的图；

图11是示出了根据本发明构思的另一实施例的OPC方法的流程图；

图12是示出了根据本发明构思的实施例的制造极紫外(EUV)掩模的方法的过程的流程图；

图13是示出了根据本发明构思的另一实施例的制造EUV掩模的方法的流程图；以及

图14是示出了根据本发明构思的实施例的制造半导体芯片/器件的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明构思的示例实施例。

图1是示出了根据本发明构思的实施例的执行光学邻近校正(OPC)的计算系统1000的框图。参考图1，计算系统1000可以包括连接到系统总线1001的至少一个处理器1100、存储器件1200、输入/输出(I/O)设备1300和辅助存储器1400。

例如，计算系统1000可以被提供为用于生成/校正OPC模型的方法的专用设备或用于执行包括该方法的半导体设计的专用设备。例如，计算系统1000可以包括各种设计和验证仿真程序。处理器1100、存储器件1200、I/O设备1300和辅助存储器1400可以通过系统总线1001电连接，并且可以彼此交换数据。然而，系统总线1001的配置不限于以上描述，并且还可以包括用于有效管理的中间单元。

如本文所使用的，被描述为“电连接”的组件被配置为使得电信号可以从一个组件传输到另一个组件(尽管这种电信号在其传输时可能在强度上衰减，并且可能被选择性地传输)。

处理器1100可以被实现为执行至少一个指令。例如，处理器1100可以被实现为执行要在计算系统1000中执行的软件(应用程序、操作系统、设备驱动程序)。处理器1100可以执行加载到存储器件1200中的操作系统。处理器1100可以执行要基于操作系统来驱动的各种应用程序。例如，处理器1100可以是中央处理单元(CPU)、微处理器、应用处理器(AP)或与其类似的任何处理设备。

存储器件1200可以被实现为存储至少一个指令。例如，存储器件1200可以加载有操作系统或应用程序。当引导计算系统1000时，可以基于引导顺序将存储在辅助存储器1400中的OS镜像加载到存储器件1200。计算系统1000的总体I/O操作可以由操作系统支持。类似地，可以将应用程序加载到存储器件1200，以由用户选择或提供基本服务。例如，如上所述，可以将用于半导体设计的设计工具1210或用于布局图案划分方法和OPC方法的OPC工具1220从辅助存储器1400加载到存储器件1200。

此外，存储器件1200可以是易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)等)或非易失性存储器(例如，闪存、相变随机存取存储器(PRAM)、电阻式随机存取存储器(RRAM)、纳米浮栅存储器(NFGM)、聚合物随机存取存储器(PoRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)等)。

设计工具1210可以执行将特定布局图案的形状和位置改变为不同于由设计规则定义的形状和位置的功能。此外，设计工具1210可以在改变的偏差数据条件下执行设计规则检查(DRC)。

OPC工具1220可以对布局图案执行OPC功能。例如，OPC工具1220可以根据条件将矩形图案校正为多个OPC形状中的任何一个。

在实施例中，OPC工具1220可以从矩形图案中选择第一目标以对第一目标执行第一OPC，并且从所选第一目标中选择第二目标以对第二目标执行第二OPC。在实施例中，OPC工具1220可以对除了第二目标之外的第一目标执行第一OPC，并对第二目标执行第二OPC。这里，第一OPC可以是多边缘OPC(ME-OPC)，并且第二OPC可以是多边缘拐角倒圆OPC(ME-CROPC)。在实施例中，可以使用图像参数或掩模规则检查(MRC)来选择第二目标。

I/O设备1300可以控制来自用户接口设备的用户输入和输出。例如，I/O设备1300可以包括诸如键盘、键区、鼠标和触摸屏之类的输入单元，以从设计者接收信息。使用I/O设备1300，设计者可以接收关于需要调整的操作特性的半导体区域或数据路径的信息。此外，I/O设备1300可以包括诸如打印机或显示器之类的输出单元，以显示设计工具1210或OPC工具1220的处理过程和结果。

辅助存储器1400可以被提供为计算系统1000的存储介质。辅助存储器1400可以存储应用程序、OS镜像和各种数据。辅助存储器1400以大容量存储设备(例如，存储卡(MMC、eMMC、SD、Micro SD等)、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、通用闪存(UFS)等)的形式提供。

通常，OPC形状由于间距减小而具有衍射限制。例如，由于半导体器件的图案间距已通过半导体器件中增加的图案密度而减小，因此光刻工艺中的光衍射对图案形状的影响更严重，因为相邻图案之间的光学干涉增加。为了克服这个限制，可以使用两个或更多个掩模，但工艺成本可能增加得与所添加的掩模一样多。此外，可以使用用于单掩模图案化的逆光刻技术(ILT)，但在这种情况下，异丙隆(isoproturon，IPU)可能由于衍射效率的降低而劣化。这可能导致图案缺陷。由于一般OPC的几何限制，附加掩模的制造和ILT引入可能是解决方案。然而，根据上述原因，新的OPC方法可能有利于降低成本和确保批量生产率。

根据本发明构思的实施例的用于执行新的OPC的计算系统1000可以从布局中选择ME-CROPC形状目标，并对所选目标执行ME-CROPC，由此执行低成本和高效的图案化，同时使用单个掩模。

图2是示出了根据本发明构思的实施例的制造半导体芯片/器件的方法的流程图。参考图2，制造半导体芯片/器件的方法可以包括：设计半导体芯片的设计布局的操作(S10)、对设计布局执行OPC和位置校正的操作(S20)、使用校正后的设计布局制造掩模的操作(S30)以及使用掩模制造半导体芯片的操作(S40)。

在设计半导体芯片的设计布局的操作(S10)中，可以从半导体制造设施的主机计算机或服务器提供与要形成在晶片上的半导体芯片的电路图案相对应的设计布局。例如，布局是针对要转移到晶片上的半导体芯片设计的电路的物理指示，并且可以包括多个图案。例如，设计布局可以被提供为来自计算机辅助设计(CAD)系统的构成设计布局的图案轮廓的坐标值。例如，图案可以包括迭代了相同形状的多个图案，并且可以以多边形(例如，包括例如三角形或四边形)组合的形状来提供图案。

在对设计布局执行OPC和位置校正的操作(S20)中，可以包括分别作为单独操作执行的OPC操作和位置校正操作。首先，OPC是通过反映由光学邻近效应(OPE)引起的误差来改变包括在设计布局中的图案以进行校正的过程。随着图案变得精细/微小，由于在曝光工艺期间相邻图案之间的影响，可能发生/增加光学邻近现象。因此，通过执行用于校正设计布局的OPC，可以通过执行光学邻近校正来减少/抑制光学邻近效应，以校正/改进设计布局。例如，OPC可以包括扩展构成设计布局的图案的整体尺寸和处理拐角部分。例如，OPC可以包括移动/移位每个图案的拐角或添加附加的多边形。通过OPC，可以校正由于曝光期间生成的光的衍射和干涉而导致的图案的失真现象，并且可以校正由图案密度引起的误差。在OPC操作之后，可以进一步执行OPC校正验证操作。

位置校正可以包括：考虑图案要在其中对准的下结构的物理变形和变化来移动/移位经光学邻近校正的图案的位置。下结构的变形由于在半导体芯片/器件的制造过程期间的因素而发生，由此导致渐进性未对准，其中下结构的图案的实际图案位置发生改变/不同于原始布局。位置校正可以是仅移动/改变位置，而不改变经光学邻近校正的图案的形状。

可以向用于制造针对光刻工艺的掩模(例如光掩模和电子束掩模)的曝光设施发送通过OPC和位置校正而校正的最终设计布局数据。使用校正后的设计布局制造掩模的操作(S30)可以是根据校正后的设计布局数据制造掩模的操作。可以通过使用校正后的设计布局数据对用于掩模的衬底执行曝光工艺来制造掩模。在曝光工艺之后，例如，可以通过进一步执行诸如显影、蚀刻、清洁和烘烤之类的一系列工艺来形成掩模。在实施例中，在发送校正后的设计布局数据之前，可以进一步执行针对校正后的设计布局数据的验证操作。

使用掩模制造半导体芯片的操作(S40)可以包括使用掩模执行光刻工艺。半导体芯片可以包括或者可以是易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)等)或非易失性存储器(例如，闪存)，和/或可以包括或者可以是逻辑半导体器件(例如，微处理器(例如，中央处理单元(CPU))、控制器或专用集成电路(ASIC))。例如，可以通过执行在包括第一迭代图案的下结构上形成第二迭代图案的工艺来制造半导体芯片。第二迭代图案可以通过根据掩模与第一迭代图案高精度对准来形成。除了光刻工艺之外，可以通过进一步执行沉积工艺、蚀刻工艺、离子工艺、清洁工艺等来最终制造半导体芯片。

通常，OPC方法可以是通过校正图案的布局来抑制光学邻近效应(OPE)的发生的方法，以由此克服由于当图案小型化时相邻图案之间的影响而在曝光工艺期间发生的OPE。这种OPC方法大致分为两种类型：一种是基于规则的OPC方法，而另一种是基于仿真或基于模型的OPC方法。本发明构思的OPC方法可以是例如基于模型的OPC方法。基于模型的OPC方法在时间和成本方面可以是有利的，因为它仅使用代表性图案的测量结果，而无需测量大量测试图案的全部。

此后，通过将掩模数据输入到OPC模型中来通过仿真预测目标图案的轮廓。OPC模型是用于预测目标图案的轮廓的仿真模型，并且各种基本数据可以作为输入数据输入到OPC模型。这里，基本数据可以包括针对片段的掩模数据。此外，基本数据可以包括诸如光刻胶(PR)的厚度、折射率和介电常数之类的信息数据，并且可以包括针对照明系统的形状的源图数据。当然，基本数据不限于上述示例。掩模数据不仅可以包括片段数据，还可以包括诸如图案的形状、图案的位置、图案的测量类型(对于空间或线的测量)以及基本测量值之类的数据。

图3是示出了图2所示的OPC方法的流程图。

参考图3，在根据本实施例的OPC方法中，首先，提取针对掩模上的图案的布局的边缘(S21)。这里，掩模上的图案可以是可以通过曝光工艺转移到诸如晶片之类的衬底上以在衬底上形成目标图案的图案。通常，就曝光工艺的特性而言，衬底上的目标图案的形状可能与掩模上的图案的形状不同。此外，由于掩模上的图案被缩小投影并转移到衬底上，因此掩模上的图案的尺寸可能大于衬底上的目标图案。

掩模上的图案的布局可以具有1D或2D形状。这里，1D形状可能不是指没有面积的线，而是可以指在一个方向上延伸的形状，例如线和空间图案。例如，1D形状可以是在一个方向上延伸的图案的形状。2D形状可以是例如在平面图中二维地延伸的图案的形状。边缘可以对应于围绕图案布局的外部区域/边缘的线。根据实施例，边缘可以对应于围绕图案布局之间的空间的线。在某些实施例中，边缘可以对应于围绕图案布局的外部部分的线和围绕该空间的线两者。

接着，通过对所提取的边缘应用边缘滤波器来生成光学图像(S22)。这里，光学图像可以是在光已穿过掩模之后立即在掩模的后表面上计算的掩模近场图像。边缘滤波器是能够生成与边缘相对应的部分的光学图像的滤波器，并且边缘滤波器的值可以根据边缘的位置和特性而变化。通过应用与每一个边缘相对应的边缘滤波器，可以生成与每一个边缘相对应的光学图像。

在下文中将详细描述针对掩模上的图案的光学图像的生成。为了克服最近的图案化限制并确保工艺裕度，掩模上的图案的形状从如图4A所示的正交形状扩展为包括如图4B所示的曲线形状。此外，已积极进行了针对这种曲线图案的OPC方法的研究。通常，掩模上的图案可以例如在竖直方向上具有与曝光波长相比不可忽略的厚度。因此，对于精确的OPC，考虑掩模形貌效应(例如，掩模3D效应)来计算光学图像是有益的。为了对大面积掩模执行OPC，应该快速执行光学图像的计算，由此在短时间内(例如，出于成本有效性目的)完成对整个大面积掩模的OPC。因此，使用花费许多时间计算光学图像的严格仿真方法可能不是合适的/有益的。这里，严格仿真方法例如可以是诸如严格耦合波分析(RCWA)或有限差分时域(FDTD)仿真之类的电磁场仿真方法。在这种严格仿真方法的情况下，可以获得准确反映掩模上的图案的形状的掩模近场图像。然而，本发明不排除严格仿真方法。例如，随着技术的发展，严格仿真方法也可以适用于本发明。

因此，掩模的光学图像是使用紧凑仿真模型计算的，并且最常用的方法是域分解法(DDM)。DDM是将掩模上的图案划分为域并使用边缘滤波器近似来获得每个域的光学图像的方法。

例如，DDM是如下方法：将通过FDTD仿真针对图案的每个宽度/空间计算的边缘滤波器值预先存储在滤波器库中，并从滤波器库中检索与每个边缘相对应的边缘滤波器值，以使用其计算每个图案的光学图像，由此计算与通过严格仿真计算的光学图像几乎相似的光学图像。

因此，DDM可以生成有效地校正掩模的3D效应的光学图像。这里，使用边缘滤波器近似的光学图像可以包括基于薄掩模近似(TMA)的第一光学图像和使用边缘滤波器的第二光学图像。例如，可以通过组合第一光学图像和第二光学图像来生成对应图案的最终光学图像。作为参考，TMA可以是基尔霍夫近似和/或可以是在如下假设下计算的近场图像：掩模的厚度薄到几乎不存在(例如，可忽略的厚度量)，并且穿孔部分(例如，开放/透明区域)允许光完全通过且阻挡部分完全阻挡光。例如，掩模图案的光阻挡部分可以被认为在TMA中完全不透明。

OPC方法可以通过应用与曲线的边缘的一部分相对应的任何角度滤波器来生成光学图像，并且因此可以生成其中掩模3D效应被有效校正的光学图像。通过基于光学图像来生成OPC模型并使用OPC模型执行仿真，可以获取针对掩模的最佳设计数据。此外，本实施例的OPC方法使得能够基于使用OPC方法获得的针对掩模的最佳设计数据来制造可靠的高质量掩模，从而显著地有助于通过使用该掩模最终对产品进行图案化来改善产品的性能和可靠性。

根据本发明构思的实施例的OPC方法可以执行多个不同的OPC。根据执行多个OPC，可以存在与矩形图案相对应的多个OPC形状。在实施例中，该多个OPC形状可以包括MEOPC形状和ME-CROPC形状。在实施例中，执行OPC可以包括：从布局中选择ME-CROPC形状目标，并对所选目标执行ME-CROPC。在实施例中，可以使用至少一个图像参数和掩模规则检查(MRC)来选择ME-CROPC形状的目标。这里，至少一个图像参数可以包括归一化的图像对数斜率(NILS)或掩模误差增强因子(MEEF)。

在生成光学图像之后，基于光学图像来生成OPC模型(S23)。在生成光学OPC模型之后，生成针对PR的OPC模型。针对PR的OPC模型的生成可以包括针对PR的阈值的优化。这里，PR的阈值可以是在曝光工艺期间在PR的层中发生化学变化的阈值，并且例如，该阈值可以作为曝光光的强度给出。针对PR的OPC模型的生成还可以包括从多个PR模型形式中选择合适的模型形式。光学OPC模型和针对PR的OPC模型被统称为OPC模型。因此，生成光学OPC模型的过程和生成针对PR的OPC模型的过程两者的组合可以被称为生成OPC模型的过程，例如，OPC建模过程。在下文中，术语“OPC模型”被用作光学OPC模型和针对PR的OPC模型组合的概念。

此后，通过使用OPC模型的仿真来获取针对掩模的设计数据(S24)。在生成OPC模型之后，对OPC模型进行验证。OPC模型的验证可以通过针对CD误差的均方根(RMS)计算、边缘放置误差(EPE)检查等来执行。当OPC模型被包括在设置/现有规范中时(例如，作为新的OPC模型)，可以完成OPC模型验证，并且可以选择对应的OPC模型作为用于仿真的OPC模型。如果OPC模型未包括在设置(例如，先前确认的)规范中，则例如通过修改OPC模型再次执行生成OPC模型的过程(例如，生成光学OPC模型或针对PR的OPC模型的过程)，以例如验证OPC模型。

在验证OPC模型之后，使用对应的OPC模型来执行仿真。可以通过使用OPC模型的仿真来获得接近实际测量的掩模的设计数据。通过仿真获得的掩模的设计数据可以作为掩模流片(MTO)设计数据向掩模制造团队发送以用于稍后掩模制造。

如上所述，生成光学图像、生成OPC模型以及获取设计数据的过程被称为OPC方法。根据本发明构思的实施例的OPC方法可以具有关于矩形图案的多个OPC形状。

图5A、图5B、图5C和图5D是示出了根据本发明构思的实施例的OPC形状的图。这里，虚线指示目标图案，实线指示多边缘，点指示多控制点，并且阴影部分指示最终OPC。

参考图5A，典型的OPC形状在各个边缘线处具有多控制点。参考图5B，多边缘(ME)OPC形状具有一个至三个切割面，并且在各个边缘线处具有多控制点。参考图5C，拐角倒圆(CR)OPC形状在目标图案与最终OPC形状相遇的点处或其附近具有多控制点。参考图5D，通过对图5B所示的MEOPC形状中的多控制点之间的部分进行曲线处理来获得ME-CROPC形状。

图6是示出了根据本发明构思的实施例的OPC方法的流程图。参考图6，可以如下执行OPC方法。可以从布局图案中选择MR-CROPC目标(S110)。当将ME-CROPC应用于全芯片中的所有图案时，运行时间长，并且中央处理单元(CPU)容量显著增加，例如，可能需要高容量CPU。因此，可以仅定义和应用目标图案，以实现快速且有效的OPC。

在接触部/过孔的情况下，随着中心到中心(C2C)间距减小，由于掩模规则检查(MRC)期间的C2C限制/约束，OPC收敛不足，或者NILS/MEEF可能劣化。由于这种劣化，可能发生较差的色散和/或失真，并且短路/丢失裕度可能不足。因此，对于这种图案搜索，可以应用使用图像参数(例如，NILS/MEEF)和MRC的图案搜索算法。

这里，假设NILS为N，MEEF为M，并且MRC C2C为C，则可以基于如下设计规则以批量生产率基于每个规格x、y和z来确定目标。MR-CROPC目标可以通过以下等式来确定。

[等式1]

S(N，M，C)＝if(N＜x，M＞y，C＜z)

例如，具有较小NILS、较大MEEF以及小于特定值的MRC C2C的图案被定义为热点(hot spot)，并被选为ME-CROPC目标。

可以对所选MR-CROPC目标执行MR-CROPC(S120)。可以通过对角地切割目标的拐角来生成能够移动的多边缘(例如，可移动边缘)，以对通过图案搜索算法选择的图案执行ME-CROPC。在矩形的情况下，利用4条边缘来执行校正，但在创建多边缘的情况下，取决于图案环境(例如，相邻图案)，可以生成高达8条多边缘。可以将控制点添加到每条边缘的上部。可以计算EPE(轮廓-目标)，使得在每个点处轮廓与目标相比的差异较小/最小化。这里，可以通过利用OPC形状执行仿真来生成轮廓，其中OPC形状具有应用了与在所有角处设置的半径值一样多的倒圆。通过将该过程迭代所设定的/预定的迭代次数，可以以使EPE最小化的曲线OPC形状来确定最终的OPC输出。因此，最终的OPC结果可以通过改善多边缘的斜率来尽可能或充分地确保衍射效率，同时保持有限的掩模制造标准。

图7是示出了根据本发明构思的实施例的OPC方法的示例的流程图。

参考图7，可以如下执行OPC方法。可以选择用于ME-CRCOPC目标选择的矩形布局图案(S210)。可以通过所选矩形形状的拐角削切来生成多边缘(S220)。可以在每个多边缘上生成评估点(S230)。在执行OPC之后，可以通过在每个角处进行倒圆来执行仿真(S240)。此后，可以在评估点处计算EPE(S250)。可以确定成本函数的计算值是否小于先前计算的值(S260)。如果成本函数的计算值不小于先前值，则可以执行操作S240。相反，如果成本函数的计算值小于先前值，则可以确定迭代的次数是否是最后一次(S270)。如果迭代的次数不是最后一次，则可以执行操作S240。相反，如果迭代的次数是最后一次，则可以检查是否不存在MRC违反(S280)。可以确定最终的OPC形状，并且可以执行MDP(S290)。

在实施例中，与被选为ME-CROPC目标的矩形图案相对应的多边缘的数量可以是5至8。在实施例中，当执行仿真时，可以设置针对每个角的半径值，并且可以使用设置的半径值来执行倒圆。

图8A和图8B是示出了与第一点相关的OPC仿真结果的比较的图。NILS指示符以MEOPC、CROPC和ME-CROPC的顺序变高。MEEF指示符以CROPC、MEOPC和ME-CROPC的顺序变低。PV波段以ME-CROPC、MEOPC和CROPC的顺序变窄。

图9A和图9B是示出了与第二点相关的OPC仿真结果的比较的图。NILS指示符以MEOPC、CROPC和ME-CROPC的顺序变高。MEEF指示符以CROPC、MEOPC和ME-CROPC的顺序变低。PV波段以ME-CROPC、MEOPC和CROPC的顺序变窄。

参考图8B和图9B，与作为MRC松弛解决方案的MEOPC和CROPC相比，可以在衍射效率最大化的ME-CROPC中改善图像参数(NILS/MEEF)和过程变化(PV波段)。

在根据本发明构思的实施例的OPC方法中，在首先生成用于基于狭缝的中心预测CD数据的模型之后，可以将指示针对晶片中实际发生的每个狭缝位置的强度的变迹表应用于OPC模型。此后，在本发明构思的OPC方法中，通过对应的变迹表针对每个狭缝位置来校正强度。

图10是概念性地示出了根据本发明构思的实施例的生成OPC模型的过程的图。参考图10，针对狭缝SLT1至SLTm(m是2或更大的整数)，可以使用与TCC(TCC1至TCCm)相对应的变迹表(AT1至ATm)来产生OPC模型。在实施例中，TCC可以是计算在OPC方法中使用的核的转换函数。TCC可以包括关于光源和光瞳的信息。

变迹表AT1至ATm可以包括根据狭缝位置的变迹值。在实施例中，变迹值可以是根据设备针对每个狭缝位置测量的值。在另一实施例中，变迹值可以是使用针对每个狭缝位置测量的值的趋势图的值。

通常，随着图案小型化，由于相邻图案之间的影响导致的光学邻近效应(OPE)在曝光工艺期间增加/发生。OPC方法可以例如在曝光工艺和/或随后的附加工艺期间，通过校正在转移图案的掩模上的图案布局来抑制/减少OPE的发生。

图11是示出了根据本发明构思的另一实施例的OPC方法的流程图。参考图10和图11，OPC方法可以包括校正在EUV曝光工艺中使用的掩模上的图案布局的方法。

可以针对每个狭缝区域划分透射交叉系数(TCC)(S310)。由于EUV曝光工艺使用小于22nm的波长(例如，13.5nm的短波长)，因此衍射现象不大。因此，与使用193nm的常规DUV曝光工艺中的OPC相比，OPC对衍射现象的比例可能不大。另一方面，EUV曝光工艺可能引起由于诸如镜子等缺陷而导致的眩光效应或由掩模图案的厚度而导致的阴影效应。反映这种眩光效应或阴影效应的OPC方法有益于EUV曝光工艺。通常，眩光效应是由光的散射引起的，取决于镜子的表面粗糙度。在具有较短波长的EUV中，眩光效应可能更加明显，因为散射与波长的平方成反比。在EUV曝光工艺中，与法线成6°入射的光可能导致以下问题。例如，在DUV曝光工艺中，狭缝具有矩形结构，但在EUV曝光工艺中，狭缝可以具有圆弧结构，该圆弧结构具有预定曲率。当与法线成6°入射的光通过弧形结构的弯曲狭缝时，其方位角可取决于狭缝位置而变化。因此，通过狭缝的光的强度和相位可取决于狭缝位置而变化。这可能导致CD问题/误差。取决于狭缝位置的CD误差/问题的发生可能导致TCC中的误差，并且因此可能相应地导致OPC方法或OPC模型中的误差。

常规地，由于在DUV曝光工艺中使用的狭缝具有矩形、线性结构，因此通过狭缝的光的方位角没有变化，并且可能很少发生取决于狭缝位置的像差。因此，即使通过只计算狭缝的中心区域的TCC并在整个区域中反映相同的TCC来执行OPC也没有问题。然而，在EUV曝光工艺的情况下，由于使用具有弧形结构的弯曲狭缝，因此TCC取决于狭缝位置而变化。当如在常规DUV曝光工艺中通过仅计算狭缝的中心区域的TCC来执行OPC方法时，可能无法生成准确的OPC模型。这种不准确的OPC模型可能在EUV掩模的图案中导致缺陷，并且因此导致大量的有缺陷芯片，由此降低整个半导体器件/芯片制造过程的良率。

在EUV曝光工艺中，当不管弯曲的狭缝形状而仅使用中心TCC执行OPC时，在与狭缝的边缘相对应的部分中以及在与其相对应的芯片中，在EUV掩模图案中可能发生误差。由狭缝结构引起的误差被称为狭缝误差或扫描仪误差。因此，在OPC方法中，可以通过针对狭缝的每个区域划分TCC来计算TCC，而不是仅计算在狭缝中心处的TCC。

掩模图案的轮廓可以由轮廓函数的轮廓来确定。轮廓函数可以通过图像强度和高斯函数的卷积积分来表示。结果，通过计算TCC的核来计算图像强度，可以生成针对掩模图案轮廓的OPC模型。划分TCC可以包括通过将狭缝划分为区域来针对狭缝的每个区域计算TCC的过程。在实施例中，可以使用取决于狭缝坐标的像差、相位、强度、极性和变迹值中的至少一个来划分TCC。

在针对每个狭缝区域划分TCC之后，可以通过反映划分的TCC来生成OPC模型(S320)。针对狭缝的每个区域的TCC反映在狭缝的每个区域中，以生成针对狭缝的每个区域的OPC模型。由于CD根据狭缝位置而存在，因此针对狭缝的每个区域的TCC可以变化。相应地，狭缝的每个区域的OPC模型也可以不同。

在生成OPC模型之后，可以执行OPC(S330)。这里，OPC执行操作可以通过上面参考图1至图9B描述的OPC方法来执行。在实施例中，在生成反映每个TCC的OPC模型之后，通过基于OPC模型的仿真来获得掩模图案，并将所获得的掩模图案与目标掩模图案进行比较。如果它们之间存在差异，则可以校正OPC以适合目标掩模图案。例如，目标掩模图案可以是正方形，OPC模型可以生成为正方形，但是通过仿真获得的掩模图案可能是圆形形状。在这种情况下，可以进行校正以将形状添加到正方形的OPC模型的每个拐角。这里，OPC校正可以是校正程序使得通过反映整体参数(例如，OPC配方、模型校准以及水平和竖直偏差)来获得所需模型形状的概念，而不是简单地校正模型形状的概念。

例如，在本发明构思中，可以使用变迹表AT1至ATm来执行与狭缝SLT1到SLTm中的每一个相对应的OPC校正。在校正OPC之后，可以生成OPC验证模型(S340)。OPC验证模型可以最终是校正OPC的结果。在生成OPC验证模型之后，可以执行OPC验证(S350)。OPC验证可以基于OPC验证模型来执行仿真。这种OPC验证可以包括检查通过仿真获得的掩模图案是否与目标掩模图案匹配的过程。

通常，OPC验证可以是对是否已通过图案的仿真轮廓正确地执行了OPC校正的验证。例如，当通过OPC验证模型的仿真轮廓在容差内时，可以终止/完成OPC方法，并且可以执行掩模流片(MTO)操作。如果通过OPC验证的仿真轮廓在容差之外，则通过参数校正(例如，模型调整、OPC配方和偏差)来重新校正OPC，并通过创建OPC验证模型再次执行OPC验证。MTO可以包括通过移交完成了OPC方法的掩模设计数据来请求掩模生产。因此，完成了OPC方法的掩模设计数据可以被称为MTO设计数据。

在根据实施例的OPC方法中，可以针对每个狭缝区域划分TCC，可以通过反映划分的TCC来生成OPC模型，并根据变迹值来执行OPC校正，由此制造EUV掩模，该EUV掩模校正了由狭缝效应引起的与狭缝边缘相对应的部分的图案误差。此外，由于通过EUV掩模来执行曝光工艺，因此可以防止/减少与狭缝边缘相对应的部分中的芯片的缺陷。可以改善EUV曝光工艺中的色散，并且可以显著提高良率。

图12是示出了根据本发明构思的实施例的制造EUV掩模的方法的过程的流程图。参考图12，执行OPC(S410)。这里，可以针对狭缝的每个区域划分TCC，可以通过反映划分的TCC来生成OPC模型，并且可以基于变迹表和OPC模型来执行OPC。此后，可以通过生成OPC验证模型来附加地执行诸如OPC验证之类的一系列过程。

执行本发明构思的OPC可以包括：从矩形图案中选择对其执行第一OPC的第一目标，从第一目标中选择对其执行第二OPC的第二目标，对除第二目标之外的第一目标执行第一OPC，并对第二目标执行第二OPC。这里，第一OPC可以是多边缘OPC(MEOPC)，并且第二OPC可以是多边缘拐角倒圆OPC(ME-CROPC)。

在实施例中，可以使用图像参数或掩模规则检查(MRC)来选择第二目标。在实施例中，可以针对每个狭缝区域划分透射交叉系数(TCC)。在实施例中，可以设置指示针对每个狭缝位置的光束强度的变迹值。

如上所述，在执行OPC之后，输入MTO设计数据(S420)。通常，MTO可以包括通过移交已完成OPC操作的掩模设计数据来请求掩模制造。因此，MTO设计数据可以被认为是已完成OPC操作的掩模设计数据。MTO设计数据可以具有在电子设计自动化(EDA)软件等中使用的图形数据格式。例如，MTO设计数据可以具有诸如图形数据系统(GDS2)、开放艺术品系统交换标准(ASIS)等的数据格式。

在接收MTO设计数据之后，执行掩模数据准备(MDP)(S430)。掩模数据准备可以包括例如称为压裂的格式转换、用于机械读取的条形码扩增、用于检查、工作台等的标准掩模图案以及自动和手动方法的验证。这里，工作台可以包括创建与一系列指令有关的文本文件，例如多个掩模文件的布置信息、参考剂量和曝光速度或方法。

格式转换(例如，压裂)可以包括针对每个区域划分MTO设计数据并改变为用于电子束曝光机的格式的过程。例如，压裂可以包括诸如缩放、数据大小调整、数据旋转、图案反射和颜色反转之类的数据操作。在通过压裂的转换过程中，可以校正多个系统误差的数据，该多个系统误差可能在从设计数据到晶片上的图像的转移过程期间发生。针对这些系统误差的数据校正过程被称为掩模过程校正(MPC)。例如，该数据校正过程可以包括调整线宽和增加图案布置的精度，被称为CD调整。此外，其可以是针对掩模过程校正而预先执行的过程。这里，系统误差可能由曝光工艺、掩模显影、蚀刻工艺和晶片成像工艺中发生的失真导致。

掩模数据准备可以包括前述的MPC。MPC是指校正在曝光工艺期间发生的误差(例如，系统误差)的过程。这里，曝光工艺可以是MPC过程通常包括电子束写入、显影、蚀刻和烘烤的概念。此外，可以在曝光工艺之前执行数据处理。数据处理是针对掩模数据的一种预处理过程，并且可以包括针对掩模数据的语法检查、曝光时间的预测等。

在准备掩模数据之后，基于掩模数据来曝光针对掩模的衬底(S440)。这里，曝光可以包括例如电子束写入。这里，可以通过例如使用多束掩模写入器(MBMW)的灰度写入方法来执行电子束写入。此外，可以使用可变形状束(VSB)曝光机来执行电子束写入。

在掩模数据准备操作之后，可以在曝光工艺之前执行将掩模数据转换为像素数据的过程。像素数据是直接用于实际曝光的数据，并且可以包括关于要曝光的形状的数据和关于分配给每个数据的剂量的数据。这里，形状数据可以是其中作为矢量数据的形状数据通过光栅化等被转换的位图数据。

在曝光工艺之后，通过执行一系列工艺来形成掩模(S450)。该一系列工艺可以包括例如显影、蚀刻和清洁。此外，用于形成掩模的该一系列工艺可以包括测量工艺、缺陷检查工艺或缺陷修复工艺。此外，还可以包括薄膜应用工艺。这里，薄膜应用工艺可以包括将薄膜附着到掩模表面的工艺，以保护掩模免受在掩模传送期间的后续污染，以及当通过最终清洁和检查确认不存在污染颗粒或化学污点时，保护掩模的使用寿命。

在根据本发明构思的实施例的制造EUV掩模的方法中，通过执行MR-CROPC，可以改善衍射效率，并且同时可以显著降低工艺成本。

图13是示出了根据本发明构思的另一实施例的制造EUV掩模的方法的流程图。参考图13，本发明构思的制造EUV掩模的方法类似于图12的方法，但还可以包括：在输入MTO设计数据的操作(S520)和准备掩模数据的操作(S530)之后对掩模数据执行邻近效应校正(PEC)的操作(S535)。该PEC是指校正由电子束邻近效应(例如，电子束散射)导致的误差的过程。例如，在电子束曝光工艺中，向电子施加了如下现象：用于生成电子束的高加速电压与抗蚀剂的原子和位于其下方的材料一起散射作为高动能，并且这种现象通常被称为电子束邻近效应。电子束邻近效应可以通过两个高斯函数或在经验上确定的邻近函数来建模，并且可以基于这些函数来校正电子束邻近效应。

最常用于校正由电子束邻近效应导致的误差的邻近效应校正是通过在实际曝光期间改变剂量来补偿由于散射而改变的剂量的方法。例如，具有高图案密度的区域可以被分配相对低的剂量，而相对孤立和较小的形状可以被分配相对高的剂量。这里，剂量可以包括电子束的照射量。邻近效应校正可以包括校正图案形状的边缘或改变图案形状的尺寸的方法。在执行PEC之后，通过执行曝光针对掩模的衬底的操作(S540)和形成EUV掩模的操作(S550)来制造EUV掩模。

图14是示出了根据本发明构思的实施例的制造半导体芯片/器件的方法的流程图。参考图14，可以通过在执行如图13所示的一系列操作S610至S650之后执行形成EUV掩模的操作(S660)来制造EUV掩模。当制造了EUV掩模时，可以使用所制造的EUV掩模对诸如晶片之类的半导体衬底执行各种半导体器件/芯片制造工艺以形成半导体芯片(S670)。例如，使用EUV掩模的工艺通常可以包括通过EUV曝光工艺的图案化工艺。通过使用EUV掩模的图案化工艺，可以在半导体衬底或材料层上形成期望的图案。

半导体器件/芯片制造工艺可以包括沉积工艺、蚀刻工艺、离子工艺、清洁工艺等。这里，沉积工艺可以包括各种材料层形成工艺，例如CVD、溅射、旋涂等。离子工艺可以包括诸如离子注入、扩散和热处理之类的工艺。半导体器件/芯片制造工艺还可以包括将半导体器件安装在PCB上并用密封材料密封的封装工艺和/或测试半导体器件或封装的测试工艺。

本发明构思公开了一种使用一般OPC的几何限制图案定义和多移动边缘的成本有效的OPC解决方案。在实施例中，可以使用基于图像参数的图案搜索算法来确定ME-CROPC应用目标图案。在实施例中，可以通过生成多边缘用多个目标点实现多个可校正边缘。可以通过应用拐角倒圆OPC来改善边缘放置误差(EPE)收敛和多边缘斜率。

在本发明构思中，在ME-CROPC的MRC检查之后，可以通过MDP来制造掩模。在实施例中，公开了用于定义热点的几何搜索算法。在实施例中，公开了通过生成多移动边缘来改善多边缘斜率以克服衍射限制的OPC解决方案。理想的OPC形状可以实现为倒圆形形状以进行有效衍射。根据本发明构思的实施例的OPC方法可以通过使用双(LELE)图案化方案的单掩模图案化来降低工艺成本。

根据本发明构思的实施例的OPC方法可以使用同时考虑图像参数和MRC两者的热点搜索算法。在实施例中，它可用作单曝光图案化技术，该技术在需要双掩模或三掩模的接触部/过孔的42.5nm或更小的C2C间距下克服MRC和衍射限制。在实施例中，逆光刻技术(ILT)的优势可以通过多边缘和拐角倒圆OPC而实现为成本有效的解决方案。

根据本发明构思的实施例的ME-CROPC方法可以确保ILT OPC的效果而没有OPC运行时间惩罚。

根据本发明构思的实施例的ME-CROPC方法可以通过实现使边缘斜率改善最大化的曲线形状来改善图像参数和过程变化。根据本发明构思的实施例的ME-CROPC方法可以通过开发单曝光工艺来降低附加掩模制造的成本。根据本发明构思的实施例的ME-CROPC方法可以通过开发成本有效的技术来确保产品DB的批量生产率。

如上所述，根据本发明构思的实施例的OPC方法、掩模制造方法和使用其的半导体芯片/器件制造方法可以对矩形图案执行多边缘拐角倒圆OPC，由此执行低成本和高效率的图案化。

虽然以上已经示出并描述了示例实施例，但是本领域技术人员将清楚，在不脱离由所附权利要求限定的本发明构思的范围的情况下，可以进行修改和改变。

Claims (20)

1.一种制造半导体芯片的方法，所述方法包括：

设计针对半导体芯片的布局；

对所述布局执行光学邻近校正OPC；

在执行所述OPC之后，制造与所述布局相对应的掩模；以及

使用所述掩模制造所述半导体芯片，

其中，与所述掩模的矩形图案相对应的多个OPC形状被包括在OPC模型中，并且所述多个OPC形状中的至少一个OPC形状包括多边缘拐角倒圆OPC形状。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个OPC形状中的至少一个OPC形状包括多边缘OPC形状。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，

执行所述OPC包括：

从所述布局中选择多边缘拐角倒圆OPC形状目标；以及

对所选目标执行多边缘拐角倒圆OPC。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，选择所述多边缘拐角倒圆OPC形状目标包括：使用掩模规则检查MRC和至少一个图像参数来选择所述多边缘拐角倒圆OPC形状目标。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述至少一个图像参数包括归一化的图像对数斜率NILS或掩模误差增强因子MEEF。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，选择所述多边缘拐角倒圆OPC形状目标包括：将所述布局的矩形图案中的NILS小于第一值、MEEF大于第二值并且MRC小于第三值的图案确定为热点。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，

执行所述多边缘拐角倒圆OPC包括：

通过在对角方向上切割所述所选目标的拐角来生成可移动的多边缘；以及

在每条边缘上添加控制点。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，执行所述多边缘拐角倒圆OPC还包括：计算每个控制点处的边缘放置误差EPE。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，执行所述多边缘拐角倒圆OPC还包括：通过根据在每个角处设置的半径应用倒圆来生成轮廓。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，迭代执行所述多边缘拐角倒圆OPC直到边缘放置误差EPE最小化。

11.一种用于制造半导体芯片的光学邻近校正OPC方法，所述OPC方法包括：

在矩形图案中选择多边缘目标图案；

对所选矩形图案进行拐角削切，以生成多边缘；

在每条多边缘上生成评估点；

通过在每个角处进行倒圆来执行OPC仿真；

计算在所述评估点处的边缘放置误差EPE；

确定EPE的计算值是否低于先前迭代值；

当计算值低于先前迭代值时，确定执行所述仿真的次数是否为最后一次迭代；

当执行所述仿真的次数为最后一次迭代时，确定是否不存在掩模规则检查MRC违反；以及

当不存在MRC违反时，确定最终的OPC形状。

12.根据权利要求11所述的OPC方法，其中，与所选矩形图案相对应的多边缘的数量为5至8。

13.根据权利要求11所述的OPC方法，还包括：当计算值不小于先前迭代值时，迭代执行所述仿真，使得根据执行所述仿真的结果生成的轮廓与目标之间的差小于先前值。

14.根据权利要求11所述的OPC方法，还包括：当计算值小于先前迭代值并且执行所述仿真的次数不是最后一次时，迭代执行所述仿真，使得根据执行所述仿真的结果生成的轮廓与目标之间的差小于先前值。

15.根据权利要求11所述的OPC方法，其中，

执行所述仿真还包括：

针对每个角设置半径值；以及

使用所设置的半径值执行倒圆。

16.一种制造针对半导体芯片的掩模的方法，所述方法包括：

对布局执行光学邻近校正OPC；

在执行所述OPC之后，接收掩模流片MTO设计数据；

在接收所述MTO设计数据之后，执行掩模数据准备；

在执行所述掩模数据准备之后，使用电子束基于掩模数据对针对掩模的衬底执行曝光工艺；以及

在所述曝光工艺之后，通过执行显影、蚀刻或清洁工艺来形成掩模，

其中，执行所述OPC包括：

在矩形图案中选择要被执行第一OPC的第一目标；

在所述第一目标中选择要被执行第二OPC的第二目标；

对除所述第二目标之外的所述第一目标执行所述第一OPC；以及

对所述第二目标执行所述第二OPC。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，

所述第一OPC是多边缘OPC即MEOPC，并且所述第二OPC是多边缘拐角倒圆OPC即ME-CROPC。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，选择所述第二目标包括：使用图像参数或掩模规则检查MRC来选择所述第二目标。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，执行所述OPC还包括：针对每个狭缝区域划分透射交叉系数。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，执行所述OPC还包括：针对每个狭缝位置设置指示光束强度的变迹值。

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