CN116413995A - 掩膜版图的形成方法 - Google Patents

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Abstract

一种掩膜版图的形成方法，包括：提供初始版图，初始版图中包括沿第一方向排布且平行于第二方向的第一图形和第二图形，所述第一图形长于所述第二图形；将第一图形分割为若干子图形；将第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上。在不改变现有的刻蚀偏差表的情况下，通过将第一图形分割为若干子图形；将第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上。使得刻蚀偏差表中已收集的图形环境能够覆盖实际设计中的图形环境，进而对光学邻近修正提供正确修正数据，以减少第一图形的刻蚀后检测尺寸偏大，第二图形的刻蚀后检测尺寸偏小的问题。另外，也不需要收集大量详细数据重新建立刻蚀模型，能够有效提升修正效率。

Description

掩膜版图的形成方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种掩膜版图的形成方法。
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图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，便产生了光学邻近修正(OPC：Optical ProximityCorrection)。光学邻近修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修正模型，根据光学邻近修正模型设计光掩模图形，这样虽然光刻后的光刻图形相对应光掩模图形发生了光学邻近效应，但是由于在根据光学邻近修正模型设计光掩模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，现有技术中光学邻近修正仍存在诸多问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种掩膜版图的形成方法，能够有效提升最终的光学邻近修正的效果。
为解决上述问题，本发明的技术方案提供一种掩膜版图的形成方法，包括：提供初始版图，所述初始版图中包括沿第一方向排布且平行于第二方向的第一图形和第二图形，所述第一方向与所述第二方向垂直，在所述第二方向上，所述第一图形具有第一长度尺寸，所述第二图形具有第二长度尺寸，所述第一长度尺寸大于所述第二长度尺寸；将所述第一图形沿所述第二方向分割为若干子图形；将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上。
可选的，将所述第一图形沿所述第二方向分割为若干子图形的方法包括：在所述第一方向，获取所述第二图形在所述第一图形上的投影范围，所述投影范围具有相对的第一端点和第二端点；分别以所述第一端点和所述第二端点对所述第一图形进行分割，将所述第一图形沿所述第二方向分割为第一子图形、第二子图形和第三子图形，所述第二子图形位于所述第一子图形和所述第三子图形之间，在所述第二方向上，所述第一子图形具有第三长度尺寸，所述第三子图形具有第四长度尺寸。
可选的，将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法包括：提供最小设计规则长度尺寸；当所述第三长度尺寸和所述第四长度尺寸均大于所述最小设计规则长度尺寸时，将所述第二子图形和所述第一子图形、以及所述第二子图形和所述第三子图形形成在不同的掩膜版图上。
可选的，将所述第二子图形和所述第一子图形、以及所述第二子图形和所述第三子图形形成在不同的掩膜版图上包括：将所述第二子图形和所述第二图形进行组合，形成在第一掩膜版图上；将所述第一子图形和所述第三子图形进行组合，形成在第二掩膜版图上。
可选的，将所述第二子图形和所述第一子图形、以及所述第二子图形和所述第三子图形形成在不同的掩膜版图上包括：将所述第二子图形形成在第一掩膜版图上；将所述第二图形、第一子图形和所述第三子图形进行组合，形成在第二掩膜版图上。
可选的，将所述第二子图形和所述第一子图形、以及所述第二子图形和所述第三子图形形成在不同的掩膜版图上包括：将所述第一子图形形成在第一掩膜版图上；将所述第二子图形形成在第二掩膜版图上；将所述第三子图形形成在第三掩膜版图上；将所述第二图形形成在所述第一掩膜版、第二掩膜版和第三掩膜版中任意一者上。
可选的，将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法包括：提供最小设计规则长度尺寸；当所述第三长度尺寸小于所述最小设计规则长度尺寸时，将所述第一子图形和所述第二子图形进行组合，形成在第一掩膜版图上；将所述第三子图形和所述第二图形进行组合，形成在第二掩膜版图上。
可选的，将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法包括：提供最小设计规则长度尺寸；当所述第四长度尺寸小于所述最小设计规则长度尺寸时，将所述第三子图形和所述第二子图形进行组合，形成在第一掩膜版图上；将所述第一子图形和所述第二图形进行组合，形成在第二掩膜版图上。
可选的，将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法包括：提供最小设计规则长度尺寸；当所述第三长度尺寸和所述第四长度尺寸均小于所述最小设计规则长度尺寸时，将所述第一子图形、第二子图形和第三子图形进行组合，形成在第一掩膜版图上；将所述第二图形形成在第二掩膜版图上。
可选的，所述第一长度尺寸大于250纳米；所述第二长度尺寸小于250纳米。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案的掩膜版图的形成方法中，在不改变现有的刻蚀偏差表的情况下，通过将所述第一图形沿所述第二方向分割为若干子图形；将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上。使得所述刻蚀偏差表中已收集的图形环境能够覆盖实际设计中的图形环境，进而对光学邻近修正提供正确修正数据，以减少所述第一图形的刻蚀后检测尺寸偏大，所述第二图形的刻蚀后检测尺寸偏小的问题。另外，也不需要收集大量详细数据重新建立刻蚀模型，能够有效提升修正效率。
附图说明
图1是本发明实施例的掩膜版图的形成方法流程图；
图2至图4是本发明实施例中掩膜版图的形成方法各步骤结构示意图；
图5是本发明另一实施例中第二图形和若干子图形形成在不同掩膜版图的结构示意图；
图6是本发明又一实施例中第二图形和若干子图形形成在不同掩膜版图的结构示意图；
图7是本发明又一实施例中第二图形和若干子图形形成在不同掩膜版图的结构示意图；
图8是本发明又一实施例中第二图形和若干子图形形成在不同掩膜版图的结构示意图；
图9是本发明又一实施例中第二图形和若干子图形形成在不同掩膜版图的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有技术中光学邻近修正仍存在诸多问题。以下将进行具体说明。
现有技术中光学邻近修正对的掩膜版修正是体现在显影后检测(After DevelopInspection，ADI)尺寸的修正，显影后检测尺寸再经过刻蚀工艺获得晶圆上的刻蚀后检测(After Etching Inspection，AEI)尺寸，显影后检测尺寸与刻蚀后检测尺寸存在一定的刻蚀偏差(etch bias)。现有的刻蚀偏差表(etch bias table)是通过收集不同尺寸类型图形的特征尺寸(如目标图形的长度、宽度、以及与相邻图形之间的间距)后获得，通过已知的图形的特征尺寸，在所述刻蚀偏差表上进行查询，获取对应的刻蚀偏差，进而根据所述刻蚀偏差进行对应的光学邻近修正，以使最终获取的刻蚀后检测尺寸与目标尺寸保持在一定的阈值范围内。
然而，现有的所述刻蚀偏差表中收集到的图形的环境较为简单，一般为若干短图形(short bar)形成的图形环境，不包括由长短图形(long short bar)构成的长短长(LSL)，长短短(LSS)，短长短(SLS)等复杂多变的图形环境。但在实际设计中的图形环境远比所述刻蚀偏差表中的图形环境复杂，导致所述刻蚀偏差边的覆盖面不足。若在光学邻近修正的过程中仍采用现有的所述刻蚀偏差表时，最终导致长图形的刻蚀后检测尺寸偏大，短图形的刻蚀后检测尺寸偏小的问题。
在现有技术中，解决上述问题的方法包括：一、收集大量的显影后检测尺寸与刻蚀后检测尺寸数据，计算刻蚀偏差生成刻蚀偏差表，使得刻蚀偏差表中的图形环境覆盖实际设计中所有类型的图形环境，该方法存在两个缺点：一是要收集到大量图形的显影后检测尺寸与刻蚀后检测尺寸数据繁杂，耗费巨大时间，可行性很低；二是刻蚀偏差表虽准确，但也会极其复杂，对应的光学邻近修正的代码也是繁琐冗长，容易出错；二、建立刻蚀模型，光学邻近修正基于模型获取重新调整的显影后检测尺寸，缺点是建立刻蚀模型也需要收集整理大量数据，且进行复杂模型调整，周期较长。
在此基础上，本发明提供一种掩膜版图的形成方法，在不改变现有的刻蚀偏差表的情况下，将第一图形分割为若干子图形；再将第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上。使得刻蚀偏差表中已收集的图形环境能够覆盖实际设计中的图形环境，进而对光学邻近修正提供正确修正数据，以减少第一图形的刻蚀后检测尺寸偏大，第二图形的刻蚀后检测尺寸偏小的问题。另外，也不需要收集大量详细数据重新建立刻蚀模型，能够有效提升修正效率。
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地说明。
图1是本发明一实施例的掩膜版图的形成方法流程图，包括：
步骤S101，提供初始版图，所述初始版图中包括沿第一方向排布且平行于第二方向的第一图形和第二图形，所述第一方向与所述第二方向垂直，在所述第二方向上，所述第一图形具有第一长度尺寸，所述第二图形具有第二长度尺寸，所述第一长度尺寸大于所述第二长度尺寸；
步骤S102，将所述第一图形沿所述第二方向分割为若干子图形；
步骤S103，将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上。
以下结合附图对所述掩膜版图的形成方法的步骤进行详细说明。
图2至图4是本发明实施例中掩膜版图的形成方法各步骤结构示意图；
图5是本发明另一实施例中第二图形和若干子图形形成在不同掩膜版图的结构示意图；图6是本发明又一实施例中第二图形和若干子图形形成在不同掩膜版图的结构示意图；图7是本发明又一实施例中第二图形和若干子图形形成在不同掩膜版图的结构示意图；图8是本发明又一实施例中第二图形和若干子图形形成在不同掩膜版图的结构示意图；图9是本发明又一实施例中第二图形和若干子图形形成在不同掩膜版图的结构示意图。
请参考图2，提供初始版图100，所述初始版图100中包括沿第一方向X排布且平行于第二方向Y的第一图形101和第二图形102，所述第一方向X与所述第二方向Y垂直，在所述第二方向Y上，所述第一图形101具有第一长度尺寸d1，所述第二图形102具有第二长度尺寸d2，所述第一长度尺寸d1大于所述第二长度尺寸d2。
在本实施例中，所述初始版图100在理想情况下，经过制作掩膜版、掩膜版曝光、以及图形化刻蚀传递后，形成在晶圆上的图案与目标版图一致。然而，在实际的制作过程中，在掩膜版曝光的过程中会存在光学邻近效应的问题，以及图形化刻蚀传递的过程中会存在刻蚀偏差的问题，导致最形成在晶圆上的图案与目标版图存在差异。以此，需要对进行光学邻近修正以减少实际在晶圆上形成的图案与所述目标图形之间的差异。
在本实施例中，所述第一长度尺寸d1大于250纳米；所述第二长度尺寸d2小于250纳米。
请参考图3，将所述第一图形101沿所述第二方向Y分割为若干子图形。
在本实施例中，将所述第一图形101沿所述第二方向Y分割为若干子图形的方法包括：在所述第一方向X，获取所述第二图形102在所述第一图形101上的投影范围，所述投影范围具有相对的第一端点A1和第二端点A2；分别以所述第一端点A1和所述第二端点A2对所述第一图形101进行分割，在所述第二方向Y上，将所述第一图形101分割为第一子图形101a、第二子图形101b和第三子图形101c，所述第二子图形101b位于所述第一子图形101a和所述第三子图形101c之间，在所述第二方向Y上，所述第一子图形101a具有第三长度尺寸d3，所述第三子图形101c具有第四长度尺寸d4。
请参考图4，将所述第二图形102和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上。
在本实施例中，在不改变现有的刻蚀偏差表的情况下，通过沿所述第二方向Y，将所述第一图形101分割为若干子图形；将所述第二图形102和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上。使得所述刻蚀偏差表中已收集的图形环境能够覆盖实际设计中的图形环境，进而对光学邻近修正提供正确修正数据，以减少所述第一图形101的刻蚀后检测尺寸偏大，所述第二图形102的刻蚀后检测尺寸偏小的问题。另外，也不需要收集大量详细数据重新建立刻蚀模型，能够有效提升修正效率。
在本实施例中，将所述第二图形102和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法包括：提供最小设计规则长度尺寸dr；所述第三长度尺寸d3和所述第四长度尺寸d4均大于所述最小设计规则长度尺寸dr，将所述第二子图形101b和所述第一子图形101a、以及所述第二子图形101b和所述第三子图形101c形成在不同的掩膜版图上。
在本实施例中，所述最小设计规则长度尺寸dr为曝光极限尺寸，当图形长度的尺寸小于最小设计规则长度尺寸dr时，则无法完成曝光。当所述第三长度尺寸d3和所述第四长度尺寸d4均大于所述最小设计规则长度尺寸dr时，则说明所述第一子图形101a和所述第三子图形101c可以完成曝光处理，因此，需要将所述第二子图形101b和所述第一子图形101a、以及所述第二子图形101b和所述第三子图形101c形成在不同的掩膜版图上，以减少与所述第二图形102之间的长度差。
在本实施例中，将所述第二子图形101b和所述第一子图形101a、以及所述第二子图形101b和所述第三子图形101c形成在不同的掩膜版图上包括：将所述第二子图形101b和所述第二图形102进行组合，形成在第一掩膜版图200上；将所述第一子图形101a和所述第三子图形101c进行组合，形成在第二掩膜版图300上。
需要说明的是，当将所述第二图形102和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上时，各个所述掩膜版图上的所述第二图形102或若干子图形之间的相对位置保持不变。
请参考图5，在另一实施例中，将所述第二子图形101b和所述第一子图形101a、以及所述第二子图形101b和所述第三子图形101c形成在不同的掩膜版图上包括：将所述第二子图形101b形成在第一掩膜版图200上；将所述第二图形102、第一子图形101a和所述第三子图形101c进行组合，形成在第二掩膜版图300上。
请参考图6，在又一实施例中，将所述第二子图形101b和所述第一子图形101a、以及所述第二子图形101b和所述第三子图形101c形成在不同的掩膜版图上包括：将所述第一子图形101a形成在第一掩膜版图200上；将所述第二子图形101b形成在第二掩膜版图300上；将所述第三子图形101c形成在第三掩膜版图400上；将所述第二图形102形成在所述第一掩膜版200、第二掩膜版300和第三掩膜版400中任意一者上。
需要说明的是，在上述各个实施例中，将第二图形102和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上时，需要考虑各个掩膜版图上的图形密度，即单位面积中的图形数量，需要尽量保证各个掩膜版图中的图形密度相同。
请参考图7，在又一实施例中，将所述第二图形102和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法还包括：提供最小设计规则长度尺寸dr；所述第三长度尺寸d3小于所述最小设计规则长度尺寸dr，将所述第一子图形101a和所述第二子图形101b进行组合，形成在第一掩膜版图200上；将所述第三子图形101c和所述第二图形102进行组合，形成在第二掩膜版图300上。
由于所述第三长度尺寸d3小于所述最小设计规则长度尺寸dr，因此，所述第一子图形101a将无法完成曝光，此时就需要将所述第一子图形101a和所述第二子图形101b进行组合，形成在同一张掩膜版图上。
请参考图8，在又一实施例中，将所述第二图形102和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法包括：提供最小设计规则长度尺寸dr；当所述第四长度尺寸d4小于所述最小设计规则长度尺寸dr时，将所述第三子图形101c和所述第二子图形101b进行组合，形成在第一掩膜版图200上；将所述第一子图形101a和所述第二图形102进行组合，形成在第二掩膜版图300上。
由于所述第四长度尺寸d4小于所述最小设计规则长度尺寸dr，因此，所述第三子图形101c将无法完成曝光，此时就需要将所述第三子图形101c和所述第二子图形101b进行组合，形成在同一张掩膜版图上。
请参考图9，在又一实施例中，将所述第二图形102和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法还包括：提供最小设计规则长度尺寸dr；所述第三长度尺寸d3和所述第四长度尺寸d4均小于所述最小设计规则长度尺寸dr，将所述第一子图形101a、第二子图形101b和第三子图形101c进行组合，形成在第一掩膜版图200上；将所述第二图形102形成在第二掩膜版图200上。
由于所述第三长度尺寸d3和所述第四长度尺寸d4均小于所述最小设计规则长度尺寸dr，因此，所述第一子图形101a和所述第三子图形101c均将无法完成曝光，此时就需要将所述第一子图形101a、第二子图形101b和第三子图形101c进行组合，形成在同一张掩膜版图上。
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)

1.一种掩膜版图的形成方法，其特征在于，包括：
提供初始版图，所述初始版图中包括沿第一方向排布且平行于第二方向的第一图形和第二图形，所述第一方向与所述第二方向垂直，在所述第二方向上，所述第一图形具有第一长度尺寸，所述第二图形具有第二长度尺寸，所述第一长度尺寸大于所述第二长度尺寸；
将所述第一图形沿所述第二方向分割为若干子图形；
将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上。
2.如权利要求1所述的掩膜版图的形成方法，其特征在于，将所述第一图形沿所述第二方向分割为若干子图形的方法包括：在所述第一方向，获取所述第二图形在所述第一图形上的投影范围，所述投影范围具有相对的第一端点和第二端点；分别以所述第一端点和所述第二端点对所述第一图形进行分割，将所述第一图形沿所述第二方向分割为第一子图形、第二子图形和第三子图形，所述第二子图形位于所述第一子图形和所述第三子图形之间，在所述第二方向上，所述第一子图形具有第三长度尺寸，所述第三子图形具有第四长度尺寸。
3.如权利要求2所述的掩膜版图的形成方法，其特征在于，将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法包括：提供最小设计规则长度尺寸；当所述第三长度尺寸和所述第四长度尺寸均大于所述最小设计规则长度尺寸时，将所述第二子图形和所述第一子图形、以及所述第二子图形和所述第三子图形形成在不同的掩膜版图上。
4.如权利要求3所述的掩膜版图的形成方法，其特征在于，将所述第二子图形和所述第一子图形、以及所述第二子图形和所述第三子图形形成在不同的掩膜版图上包括：将所述第二子图形和所述第二图形进行组合，形成在第一掩膜版图上；将所述第一子图形和所述第三子图形进行组合，形成在第二掩膜版图上。
5.如权利要求3所述的掩膜版图的形成方法，其特征在于，将所述第二子图形和所述第一子图形、以及所述第二子图形和所述第三子图形形成在不同的掩膜版图上包括：将所述第二子图形形成在第一掩膜版图上；将所述第二图形、第一子图形和所述第三子图形进行组合，形成在第二掩膜版图上。
6.如权利要求3所述的掩膜版图的形成方法，其特征在于，将所述第二子图形和所述第一子图形、以及所述第二子图形和所述第三子图形形成在不同的掩膜版图上包括：将所述第一子图形形成在第一掩膜版图上；将所述第二子图形形成在第二掩膜版图上；将所述第三子图形形成在第三掩膜版图上；将所述第二图形形成在所述第一掩膜版、第二掩膜版和第三掩膜版中任意一者上。
7.如权利要求2所述的掩膜版图的形成方法，其特征在于，将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法包括：提供最小设计规则长度尺寸；当所述第三长度尺寸小于所述最小设计规则长度尺寸时，将所述第一子图形和所述第二子图形进行组合，形成在第一掩膜版图上；将所述第三子图形和所述第二图形进行组合，形成在第二掩膜版图上。
8.如权利要求2所述的掩膜版图的形成方法，其特征在于，将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法包括：提供最小设计规则长度尺寸；当所述第四长度尺寸小于所述最小设计规则长度尺寸时，将所述第三子图形和所述第二子图形进行组合，形成在第一掩膜版图上；将所述第一子图形和所述第二图形进行组合，形成在第二掩膜版图上。
9.如权利要求2所述的掩膜版图的形成方法，其特征在于，将所述第二图形和若干子图形进行拆分组合，以形成在不同的掩膜版图上的方法包括：提供最小设计规则长度尺寸；当所述第三长度尺寸和所述第四长度尺寸均小于所述最小设计规则长度尺寸时，将所述第一子图形、第二子图形和第三子图形进行组合，形成在第一掩膜版图上；将所述第二图形形成在第二掩膜版图上。
10.如权利要求1所述的掩膜版图的形成方法，其特征在于，所述第一长度尺寸大于250纳米；所述第二长度尺寸小于250纳米。
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