CN116859662A - 光学邻近效应修正方法、系统、掩膜版及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种光学邻近效应修正方法、系统、掩膜版及可读存储介质，方法包括：选取不同类型以及不同间距下的显影图形；收集各显影图形在不同工艺窗口下的第一位置和第二位置，其中，第一位置为不考虑光刻胶折射时的成像位置，第二位置为考虑光刻胶折射时的成像位置；建立第一位置和第二位置的拟合曲线；根据拟合曲线和光掩膜图形，选取最优的第一位置和第二位置建立光学模型；根据光学模型对光掩膜图形进行光学邻近效应修正。通过找出是否考虑光刻胶折射时的两个成像位置的对应关系来建立合理的光学模型，以便于实现对显影图形的光学邻近效应修正，从而提高显影图形的质量。

Description

光学邻近效应修正方法、系统、掩膜版及可读存储介质

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种光学邻近效应修正方法、系统、掩膜版及可读存储介质。

背景技术

集成电路制造技术是一个复杂的工艺，且更新速度很快。随着技术的不断发展，表征集成电路制造技术的一个关键参数——最小特征尺寸(即关键尺寸)不断缩小，也正是由于关键尺寸的减小才使得每个芯片上设置百万个器件成为可能。

光刻技术是集成电路制造工艺发展的驱动力，也是最为复杂的技术之一。相对于其它单个制造技术来说，光刻技术的提高对集成电路的发展具有重要意义。为实现将图形从掩膜板中转移到晶圆表面，通常需要进行曝光和刻蚀，在曝光过程中，光线通过掩膜板照射至涂覆有光刻胶的晶圆上，实现图形在光刻胶上的显影，并在后续刻蚀过程中，基于光刻胶上的显影图形对晶圆进行刻蚀，从而实现将掩膜板上的图形转移到晶圆表面。

但是，由于半导体器件尺寸的不断缩小，光的衍射效应变得越来越明显，结果就是最终对设计图形产生光学影像退化，造成掩膜版上的图案转移到硅片的过程中发生失真现象，即最终在硅片上经过光刻形成的实际图形变得和设计图形不同，产生OPE(OpticalProximity Effect，光学临近效应)，如果不消除这种失真现象会导致整个制造工艺的失败。

为了修正OPE现象，便产生了OPC(Optical Proximity Correction，光学邻近效应修正)。OPC的核心思想就是对所述掩膜版进行光刻前预处理，通过预先修改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。具体来说，建立OPC模型，根据OPC模型设计光掩膜图形，虽然光刻后的光刻图形相对于光掩膜图形发生了OPE现象，但是根据OPC模型设计光掩膜图形的过程中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。

目前，OPC模型的建立方法包括两种，一种是基于经验的光学邻近效应修正，另一种是基于模型的光学邻近效应修正。其中，基于模型的光学邻近效应修正从90nm技术节点开始被广泛应用，它使用光学模型和光刻胶化学反应模型来计算出曝光后的图形。该方法的关键是建立精确的光学模型，因此，如何构建光学模型来修正光学邻近效应，提高显影图形的质量是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学邻近效应修正方法、系统、掩膜版及可读存储介质，解决了现有掩膜版上的图案转移到硅片的过程中发生失真现的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种光学邻近效应修正方法，包括：

选取不同类型以及不同间距下的显影图形；

收集各显影图形在不同工艺窗口下的第一位置和第二位置，其中，所述第一位置为不考虑光刻胶折射时的成像位置，所述第二位置为考虑光刻胶折射时的成像位置；

建立所述第一位置和所述第二位置的拟合曲线；

根据所述拟合曲线和光掩膜图形，选取最优的第一位置和第二位置建立光学模型；

根据所述光学模型对所述光掩膜图形进行光学邻近效应修正。

可选的，所述显影图形包括第一图形和第二图形，所述第一图形的间距大于1μm，所述第二图形的间距小于0.5μm。

可选的，所述不同工艺窗口包括不同的光照能量和不同的焦距。

可选的，所述拟合曲线为一次方程或二次方程。

可选的，所述拟合曲线的曲线变化趋势与对所述显影图形进行量测得到的实际曲线的曲线变化趋势一致。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种光学邻近效应修正系统，包括：

选取模块，被配置为选取不同类型以及不同间距下的显影图形；

收集模块，被配置为收集各显影图形在不同工艺窗口下的第一位置和第二位置，其中，所述第一位置为不考虑光刻胶折射时的成像位置，所述第二位置为考虑光刻胶折射时的成像位置；

模型搭建模块，被配置为建立所述第一位置和所述第二位置的拟合曲线，并根据所述拟合曲线和光掩膜图形，选取最优的第一位置和第二位置建立光学模型；

修正模块，被配置为根据所述光学模型对所述光掩膜图形进行光学邻近效应修正。

可选的，所述显影图形包括第一图形和第二图形，所述第一图形的间距大于1μm，所述第二图形的间距小于0.5μm。

可选的，所述拟合曲线的曲线变化趋势与对所述显影图形进行量测得到的实际曲线的曲线变化趋势一致。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种掩膜板，所述掩膜板根据如上所述的光学邻近效应修正方法得到的光掩膜图形制成。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时能实现如上所述的光学邻近效应修正方法。

在本发明提供的光学邻近效应修正方法、系统、掩膜版及可读存储介质中，通过选取不同类型以及不同间距下的显影图形，并收集该显影图形在不同工艺窗口下是否考虑光刻胶折射的成像位置，通过找出两个成像位置的对应关系来建立合理的光学模型，以便于实现对显影图形的光学邻近效应修正，从而提高显影图形的质量。

附图说明

本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1为本发明一实施例提供的光学邻近效应修正方法的步骤图；

图2为本发明一实施例提供的设备物联网字段数据上传系统的结构框图。

其中：

1-选取模块；2-收集模块；3-模型搭建模块；4-修正模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需要说明的是，附图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，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参照图1，本实施例提供了一种光学邻近效应修正方法，包括以下步骤：

S1、选取不同类型以及不同间距下的显影图形；

S2、收集各显影图形在不同工艺窗口下的第一位置和第二位置，其中，第一位置为不考虑光刻胶折射时的成像位置，第二位置为考虑光刻胶折射时的成像位置；

S3、建立第一位置和第二位置的拟合曲线；

S4、根据拟合曲线和光掩膜图形，选取最优的第一位置和第二位置建立光学模型；

S5、根据光学模型对光掩膜图形进行光学邻近效应修正。

通过选取不同类型以及不同间距下的显影图形，并收集该显影图形在不同工艺窗口下是否考虑光刻胶折射的成像位置，通过找出两个成像位置的对应关系来建立合理的光学模型，以便于实现对显影图形的光学邻近效应修正，从而提高显影图形的质量。

首先，执行步骤S1，选取不同类型以及不同间距下的显影图形。本实施例中，显影图形的类型优选为焦点位置变化敏感的图形，如图形的焦点稍有变化时，尺寸变化的偏差较大。

优选的，显影图形包括间距较大的第一图形和间距较小的第二图形，第一图形的间距大于1μm，第二图形的间距小于0.5μm。需要理解的是，本申请对于显影图形的数量不作限制。

本实施例中，对晶圆进行显影之前的步骤包括：

在晶圆上涂覆一层光刻胶层；

在光刻胶层上涂覆一层抗反射涂层。

然后执行步骤S2，收集各显影图形在不同工艺窗口下的第一位置和第二位置，其中，第一位置为不考虑光刻胶折射时的成像位置，第二位置为考虑光刻胶折射时的成像位置。

本实施例中，不同工艺窗口包括不同的光照能量和不同的焦距，不同的光照能量和不同的焦距可以排列组合，进而得到各种不同工艺窗口下的晶圆成像数据，以便于后续得到更精确的拟合曲线。

接着执行步骤S3，建立第一位置和第二位置的拟合曲线，由于第一位置和第二位置之间存在对应的线性关系，可通过曲线进行拟合，以得到第一位置和第二位置的拟合曲线。

优选的，拟合曲线为一次方程或二次方程。

优选的，拟合曲线的曲线变化趋势与对显影图形进行量测得到的实际曲线的曲线变化趋势一致。即拟合曲线的曲线变化趋势为上升时，量测得到的实际曲线的曲线变化趋势也为上升，拟合曲线的曲线变化趋势为下降时，量测得到的实际曲线的曲线变化趋势也为下降。

最后执行步骤S4及S5，根据拟合曲线和光掩膜图形，选取最优的第一位置和第二位置建立光学模型，再根据光学模型对光掩膜图形进行光学邻近效应修正。

本实施例中，根据光学模型对光掩膜图形进行光学邻近效应修正的步骤包括：

根据光学模型判断光掩膜图形是否进行光学邻近效应修正；

修正光掩膜图形的尺寸。

基于同一发明构思，请参照图2，本发明实施例还提出一种光学邻近效应修正系统，包括：

选取模块1，被配置为选取不同类型以及不同间距下的显影图形；

收集模块2，被配置为收集各显影图形在不同工艺窗口下的第一位置和第二位置，其中，第一位置为不考虑光刻胶折射时的成像位置，第二位置为考虑光刻胶折射时的成像位置；

模型搭建模块3，被配置为建立第一位置和第二位置的拟合曲线，并根据拟合曲线和光掩膜图形，选取最优的第一位置和第二位置建立光学模型；

修正模块4，被配置为根据光学模型对光掩膜图形进行光学邻近效应修正。

优选的，显影图形包括第一图形和第二图形，第一图形的间距大于1μm，第二图形的间距小于0.5μm。

优选的，拟合曲线的曲线变化趋势与对显影图形进行量测得到的实际曲线的曲线变化趋势一致。

基于同一发明构思，本发明实施例还提出一种掩膜板，根据如上所述的光学邻近效应修正方法得到的光掩膜图形制成。

基于同一发明构思，本发明实施例还提出一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被执行时能实现如上的光学邻近效应修正方法。

可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备，例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所描述的计算机程序可以从可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机程序，并转发该计算机程序，以供存储在各个计算/处理设备中的可读存储介质中。用于执行本发明操作的计算机程序可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机程序可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机程序的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、系统和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序实现。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些程序在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机程序存储在可读存储介质中，这些计算机程序使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有该计算机程序的可读存储介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机程序加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的计算机程序实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

综上，本发明提供了一种光学邻近效应修正方法、系统、掩膜版及可读存储介质，通过选取不同类型以及不同间距下的显影图形，并收集该显影图形在不同工艺窗口下是否考虑光刻胶折射的成像位置，通过找出两个成像位置的对应关系来建立合理的光学模型，以便于实现对显影图形的光学邻近效应修正，从而提高显影图形的质量。

此外还应该认识到，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。

Claims (10)

1.一种光学邻近效应修正方法，其特征在于，包括：

选取不同类型以及不同间距下的显影图形；

收集各显影图形在不同工艺窗口下的第一位置和第二位置，其中，所述第一位置为不考虑光刻胶折射时的成像位置，所述第二位置为考虑光刻胶折射时的成像位置；

建立所述第一位置和所述第二位置的拟合曲线；

根据所述拟合曲线和光掩膜图形，选取最优的第一位置和第二位置建立光学模型；

根据所述光学模型对所述光掩膜图形进行光学邻近效应修正。

2.根据权利要求1所述的光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述显影图形包括第一图形和第二图形，所述第一图形的间距大于1μm，所述第二图形的间距小于0.5μm。

3.根据权利要求1所述的光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述不同工艺窗口包括不同的光照能量和不同的焦距。

4.根据权利要求1所述的光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述拟合曲线为一次方程或二次方程。

5.根据权利要求1所述的光学邻近效应修正方法，其特征在于，所述拟合曲线的曲线变化趋势与对所述显影图形进行量测得到的实际曲线的曲线变化趋势一致。

6.一种光学邻近效应修正系统，其特征在于，包括：

选取模块，被配置为选取不同类型以及不同间距下的显影图形；

收集模块，被配置为收集各显影图形在不同工艺窗口下的第一位置和第二位置，其中，所述第一位置为不考虑光刻胶折射时的成像位置，所述第二位置为考虑光刻胶折射时的成像位置；

模型搭建模块，被配置为建立所述第一位置和所述第二位置的拟合曲线，并根据所述拟合曲线和光掩膜图形，选取最优的第一位置和第二位置建立光学模型；

修正模块，被配置为根据所述光学模型对所述光掩膜图形进行光学邻近效应修正。

7.根据权利要求6所述的光学邻近效应修正系统，其特征在于，所述显影图形包括第一图形和第二图形，所述第一图形的间距大于1μm，所述第二图形的间距小于0.5μm。

8.根据权利要求6所述的光学邻近效应修正系统，其特征在于，所述拟合曲线的曲线变化趋势与对所述显影图形进行量测得到的实际曲线的曲线变化趋势一致。

9.一种掩膜板，其特征在于，所述掩膜板根据权利要求1-5中任一项所述的光学邻近效应修正方法得到的光掩膜图形制成。

10.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时能实现根据权利要求1-5中任一项所述的光学邻近效应修正方法。