專利名稱：一種光學(xué)鄰近修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工業(yè)中的光刻制程，尤其涉及對制備掩膜過程中的光學(xué)鄰近修正(Optical Proximity Correction, 0PC)方法。
背景技術(shù)：
集成電路制造技術(shù)是一個復(fù)雜的工藝，每隔18到24個月就會更新?lián)Q代。表征集成電路制造技術(shù)的一個關(guān)鍵參數(shù)最小特征尺寸即關(guān)鍵尺寸(Critical Dimension),從最初的125um發(fā)展到現(xiàn)在的0.13um甚至更小，這使得每個芯片上幾百萬個元器件成為可能。光刻技術(shù)是集成電路制造工藝發(fā)展的驅(qū)動力，也是其中最復(fù)雜的技術(shù)之一。相對于其他的單個制造技術(shù)來說，光刻對芯片性能的提高有著革命性的貢獻(xiàn)。在光刻工藝開始之前，集成電路的結(jié)構(gòu)會先通過特定的設(shè)備復(fù)制到一塊較大(相對于生產(chǎn)用的硅片來說)名為掩膜的石英玻璃片上，然后通過光刻設(shè)備產(chǎn)生特定波長的光(如波長為248nm的紫外光)將掩膜上集成電路的結(jié)構(gòu)復(fù)制到生產(chǎn)芯片所用的硅片上。電路結(jié)構(gòu)在從掩膜復(fù)制到硅片過程中，會產(chǎn)生失真，尤其是到了 0.13um及以下制造工藝階段，如果不去改正這種失真的話會造成整個制造技術(shù)的失敗。所述失真的原因主要是光學(xué)鄰近效應(yīng)(OpticalProximity Effect, ΟΡΕ),即由于投影曝光系統(tǒng)是一個部分相干光成像系統(tǒng),理想像的強(qiáng)度頻譜幅值沿各向有不同的分布，但由于衍射受限及成像系統(tǒng)的非線性濾波造成的嚴(yán)重能量損失，導(dǎo)致空間像發(fā)生園化和收縮的效應(yīng)。要改正這種失真，半導(dǎo)體業(yè)界的普遍做法是利用預(yù)先在掩膜上進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)償?shù)姆椒?，這種方法叫做光學(xué)鄰近修正(OPC)方法。OPC的基本思想是:對集成電路設(shè)計(jì)的圖形進(jìn)行預(yù)先的修改，使得修改補(bǔ)償?shù)牧空媚軌蜓a(bǔ)償曝光系統(tǒng)造成的OPE效應(yīng)。因此，使用經(jīng)過OPC的圖形做成的掩膜，通過光刻以后，在晶片上就能得到最初想要的電路結(jié)構(gòu)。由于受物理極限的影響，在做圖形設(shè)計(jì)時(shí)，往往需要將圖形設(shè)計(jì)成規(guī)則圖形，即需要相鄰兩邊之間的夾角為45度的整數(shù)倍。然而在客戶提供的圖形中，會因?yàn)楣δ苌系男枰霈F(xiàn)許多不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的圖形，這些違反設(shè)計(jì)規(guī)則的圖形會嚴(yán)重地影響到OPC修正的準(zhǔn)確度。請參見圖1A至圖1C，圖1A是客戶提供的原始圖形數(shù)據(jù)，在圖中標(biāo)識出來的多邊形I出現(xiàn)了相鄰兩邊夾角為非45度的不規(guī)則圖形。圖1B是經(jīng)過OPC處理后得到的效果圖，可以看到在相同的部位上，原本的線條部位出現(xiàn)了尖角，這樣會增加光罩廠在寫光罩時(shí)的困難度。而圖1C是對曝光效果進(jìn)行模擬得到的仿真圖，可以看到非規(guī)則部分的誤差比較大，在本例中達(dá)到11.3nm左右，這對于OPC修正來說，是不能接受。因此有必要對現(xiàn)有的OPC修正方法進(jìn)行改正，以提高OPC修正處理中的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出了一種光學(xué)近似修正方法，該修正方法能夠減少因不規(guī)則圖形對光學(xué)近似修正的影響，提高光學(xué)鄰近處理過程的準(zhǔn)確度。
根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種光學(xué)鄰近修正方法，包括步驟:根據(jù)工藝規(guī)格確定光刻工藝參數(shù)；根據(jù)所述光刻工藝參數(shù)確定光學(xué)鄰近修正模型，建立光學(xué)鄰近修正的運(yùn)算程序；提供一待光學(xué)鄰近修正的圖形，根據(jù)一圖形設(shè)計(jì)規(guī)則，確定該圖形中不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分；對不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分做一圖形預(yù)處理，將該些部分的圖形規(guī)則化，并得到預(yù)處理之后的圖形；對所述預(yù)處理之后的圖形運(yùn)行所述光學(xué)鄰近修正的運(yùn)算程序，得到該圖形的修正圖形。優(yōu)選的,所述光刻工藝參數(shù)包括曝光光路的光學(xué)參數(shù)、光刻膠材料的材料參數(shù)以及刻蝕工藝的化學(xué)參數(shù)。優(yōu)選的，所述圖形設(shè)計(jì)規(guī)則為:在圖形中，相鄰兩條連線的夾角為45度整數(shù)倍。優(yōu)選的，所述確定不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分圖形包括如下步驟:將待光學(xué)鄰近修正的圖形輸入一計(jì)算機(jī)中，并將該圖形文件轉(zhuǎn)化成一種能夠進(jìn)行圖形處理的格式；然后通過一圖形處理軟件，識別出圖形中所有的線條；計(jì)算該些線條中任意兩條相鄰直線的夾角，并判斷該夾角值是否為45度的整數(shù)倍;最后將判斷結(jié)果為否的部分進(jìn)行標(biāo)識，該部分區(qū)域所在的圖形即為不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分圖形。優(yōu)選的，所述圖形預(yù)處理是依賴軟件級的處理方式，將所述被不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分圖形以規(guī)則圖形進(jìn)行替換。優(yōu)選的，所述替換是利用圖形處理軟件，對不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分計(jì)算后，畫出符合規(guī)則的規(guī)則圖形，然后以規(guī)則圖形進(jìn)行替換。優(yōu)選的，所述替換是根據(jù)圖形所需的工藝及尺寸，直接調(diào)用一符合原圖形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫中的規(guī)則圖形進(jìn)行替換。上述方法中，通過將客戶提供的原始圖形中，不符合規(guī)則的部分進(jìn)行預(yù)處理，使該些部分的圖形轉(zhuǎn)化成符合規(guī)則的形狀，然后在對整個圖形進(jìn)行OPC處理，從而使本發(fā)明可以避免因非規(guī)則圖形對OPC處理帶來的影響，大大提高了 OPC處理的準(zhǔn)確度


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1A是客戶提供的原始圖形。圖1B是經(jīng)過OPC處理后得到的效果圖。圖1C是對曝光效果進(jìn)行模擬得到的仿真圖。圖2是本發(fā)明的光學(xué)鄰近修正方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式在0.13um以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵層次比如TO(有源區(qū)層次)，GT (柵氧層次)，An (金屬連線層次)的⑶(關(guān)鍵尺寸)越來越小，⑶已經(jīng)接近甚至小于光刻工藝中所使用的光波波長，因此光刻過程中，由于光的衍射和干涉現(xiàn)象，實(shí)際硅片上得到的光刻圖形與掩膜版圖形之間存在一定的變形和偏差，光刻中的這種誤差直接影響電路性能和生產(chǎn)成品率.為盡量消除這種誤差，一種有效的方法是光學(xué)鄰近修正(OPC)方法。正如背景技術(shù)中所述，目前由于客戶提供的需要OPC修正處理圖形越來越復(fù)雜，且由于不同客戶的需求，在圖形中加入了許多不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分，在為該部分非規(guī)則的圖形做OPC處理時(shí)，往往會出現(xiàn)諸如尖角之類錯誤形狀，大大降低了 OPC修正的準(zhǔn)確性，給掩膜制作帶來了極大的難度。本發(fā)明的思路是在對客戶提供的圖形做OPC處理之前，對圖形做預(yù)處理，依據(jù)軟件級的自動識別和糾正，將圖形中非規(guī)則的部分用規(guī)則的圖形代替。這樣一來，在做OPC處理時(shí)，就可以避免因非規(guī)則圖形帶來的諸如尖角等不利于掩模圖形制作的形狀，從而提高了 OPC處理的準(zhǔn)確性。下面將以具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的光學(xué)鄰近修正方法進(jìn)行詳細(xì)說明。請參見圖2，圖2是本發(fā)明的光學(xué)鄰近修正方法的流程示意圖。如圖所示，該修正方法包括步驟:Sll:根據(jù)工藝規(guī)格，確定光刻工藝參數(shù)。由于生產(chǎn)不同的半導(dǎo)體器件，所使用到的光刻工藝具有很大差別，即使在同一半導(dǎo)體器件在制作過程中，頁需要進(jìn)行多道光刻工藝，比如TO(有源區(qū)層次)，GT (柵氧層次)，An (金屬連線層次)等。在這些不同層次上進(jìn)行的光刻工藝，所使用到的工藝規(guī)格都不相同，因此先要根據(jù)所需要實(shí)現(xiàn)的器件功能確定半導(dǎo)體器件的工藝規(guī)格，并根據(jù)工藝要求，確定圖形的特征尺寸。在得到工藝規(guī)格之后，還需要確定光刻工藝的具體參數(shù)，所述光刻工藝具體參數(shù)包括曝光光路的光學(xué)參數(shù)、光刻膠的材料參數(shù)以及刻蝕工藝的化學(xué)參數(shù)。所述曝光光路的光學(xué)參數(shù)主要指光路的數(shù)值孔徑、縮放倍率以及曝光光源等具體參數(shù)。所述光刻膠的材料參數(shù)主要是指光刻膠材料的分辨率、曝光速率、光敏度等具體參數(shù)。所述刻蝕工藝的化學(xué)參數(shù)主要是指刻蝕劑的酸堿性以及化學(xué)性質(zhì)等具體參數(shù)。由于制作不同等級特征尺寸所采用到的光刻工藝不同，因此需要對光刻工藝參數(shù)有個明確的定位。S12:根據(jù)所述光刻工藝參數(shù)確定光學(xué)鄰近修正模型，建立光學(xué)鄰近修正的運(yùn)算程序。在確定完光刻工藝參數(shù)后，可以進(jìn)行OPC建模。建模的基本流程如下:首先是在標(biāo)片上放置預(yù)先設(shè)計(jì)的測試圖形，收集到一組真實(shí)光刻晶片的數(shù)據(jù)。然后使用同樣的測試圖形，利用OPC建模工具進(jìn)行模擬，如果摸以得到的圖形尺寸與相對應(yīng)的真實(shí)晶片數(shù)據(jù)能夠很好的符合，那么就可以認(rèn)為在這樣一個有限的樣品空間(sampling space)中，模擬得到的模型能夠很好的描述整個曝光系統(tǒng)和化學(xué)效應(yīng)，因此就能用來定量在預(yù)知情況下的OPE效應(yīng)，從而可以用來進(jìn)行0PC。在工廠端，由于廠家在多數(shù)情況下會對自家生產(chǎn)的產(chǎn)品工藝建有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，因此建模過程也可簡化為調(diào)取數(shù)據(jù)的過程，只需輸入相對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，就能調(diào)取到所需的OPC模型。在建完OPC模型后，還需要編寫OPC處理的程序，以用于將適用的圖形進(jìn)行OPC處理。
S13:提供一待光學(xué)鄰近修正的圖形，根據(jù)一圖形設(shè)計(jì)規(guī)則，確定該圖形中不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分。所述待修正的圖形即為制作半導(dǎo)體器件或電路圖形用的掩膜圖形，通常由客戶按照自身需求設(shè)計(jì)。隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，能夠集成到芯片上的器件也越來越多，因此掩膜圖形也隨之變得越來越復(fù)雜。一些客戶在設(shè)計(jì)圖形時(shí)，經(jīng)常加入一些不符合圖形設(shè)計(jì)規(guī)則的形狀。所述圖形設(shè)計(jì)規(guī)則是為了保證在進(jìn)行OPC處理后，不會產(chǎn)生不友善圖形，比如尖角或者具有過多內(nèi)角的圖形。在本發(fā)明中，所述圖形設(shè)計(jì)規(guī)則為在圖形中，相鄰兩條連線的夾角為45度整數(shù)倍。因此在該步驟中，主要目的就是尋找并識別出圖形中，任何兩條相鄰直線之間的夾角不為45度的部分。具體的過程如下:首先，將客戶提供的待光學(xué)鄰近修正的圖形輸入一計(jì)算機(jī)中，并將該圖形文件轉(zhuǎn)化成一種能夠進(jìn)行圖形處理的格式。然后通過一圖形處理軟件，識別出圖形中所有的線條。計(jì)算該些線條中任意兩條相鄰直線的夾角，并判斷該夾角值是否為45度的整數(shù)倍。最后將判斷結(jié)果為否的部分進(jìn)行標(biāo)識，該部分區(qū)域所在的圖形即為不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的圖形。S14:對不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分做一圖形預(yù)處理，將該些部分的圖形規(guī)則化，并得到預(yù)處理之后的圖形。所述的預(yù)處理還是依賴軟件級的處理方式，具體為:將上述被識別為不符合規(guī)則圖形的部分進(jìn)行替換，所述替換可以有兩種方式:第一種是利用圖形處理軟件，對標(biāo)識出來的部分計(jì)算后，畫出符合規(guī)則的圖形，然后以符合規(guī)則圖形進(jìn)行替換。該種方法具有定位精確，且替換之后的圖形能夠和原來的圖形比較吻合。第二種是根據(jù)圖形所需的工藝及尺寸，直接調(diào)用一符合原圖形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫中的規(guī)則圖形進(jìn)行替換，該方法的好處是具有較快的處理速度。S15:對所述預(yù)處理之后的圖形運(yùn)行所述光學(xué)鄰近修正的運(yùn)算程序，得到該些圖形的修正圖形。綜上所述，本發(fā)明提出的一種光學(xué)鄰近修正方法，通過將客戶提供的原始圖形中，不符合規(guī)則的部分進(jìn)行預(yù)處理，使該些部分的圖形轉(zhuǎn)化成符合規(guī)則的形狀，然后在對整個圖形進(jìn)行OPC處理，從而使本發(fā)明可以避免因非規(guī)則圖形對OPC處理帶來的影響，大大提高了 OPC處理的準(zhǔn)確度。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)鄰近修正方法，其特征在于，所述修正方法包括步驟: 根據(jù)工藝規(guī)格確定光刻工藝參數(shù)； 根據(jù)所述光刻工藝參數(shù)確定光學(xué)鄰近修正模型，建立光學(xué)鄰近修正的運(yùn)算程序； 提供一待光學(xué)鄰近修正的圖形，根據(jù)一圖形設(shè)計(jì)規(guī)則，確定該圖形中不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分； 對不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分做一圖形預(yù)處理，將該些部分的圖形規(guī)則化，并得到預(yù)處理之后的圖形； 對所述預(yù)處理之后的圖形運(yùn)行所述光學(xué)鄰近修正的運(yùn)算程序，得到該圖形的修正圖形。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)鄰近修正方法，其特征在于:所述光刻工藝參數(shù)包括曝光光路的光學(xué)參數(shù)、光刻膠材料的材料參數(shù)以及刻蝕工藝的化學(xué)參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的掩模圖形修正方法，其特征在于:所述圖形設(shè)計(jì)規(guī)則為:在圖形中，相鄰兩條連線的夾角為45度整數(shù)倍。
4.如權(quán)利要求1所述的掩模圖形修正方法，其特征在于:所述確定不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分圖形包括如下步驟: 將待光學(xué)鄰近修正的圖形輸入一計(jì)算機(jī)中，并將該圖形文件轉(zhuǎn)化成一種能夠進(jìn)行圖形處理的格式； 然后通過一圖形處理軟件，識別出圖形中所有的線條； 計(jì)算該些線條中任意兩條相鄰直線的夾角，并判斷該夾角值是否為45度的整數(shù)倍； 最后將判斷結(jié)果為否的部分進(jìn)行標(biāo)識，該部分區(qū)域所在的圖形即為不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分圖形。
5.如權(quán)利要求1所述的掩模圖形修正方法，其特征在于:所述圖形預(yù)處理是依賴軟件級的處理方式，將所述被不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分圖形以規(guī)則圖形進(jìn)行替換。
6.如權(quán)利要求5所述的掩模圖形修正方法，其特征在于:所述替換是利用圖形處理軟件，對不符合設(shè)計(jì)規(guī)則的部分計(jì)算后，畫出符合規(guī)則的規(guī)則圖形，然后以規(guī)則圖形進(jìn)行替換。
7.如權(quán)利要求5所述的掩模圖形修正方法，其特征在于:所述替換是根據(jù)圖形所需的工藝及尺寸，直接調(diào)用一符合原圖形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫中的規(guī)則圖形進(jìn)行替換。
全文摘要
一種光學(xué)鄰近修正方法，通過將客戶提供的原始圖形中，不符合規(guī)則的部分進(jìn)行預(yù)處理，使該些部分的圖形轉(zhuǎn)化成符合規(guī)則的形狀，然后在對整個圖形進(jìn)行OPC處理，從而使本發(fā)明可以避免因非規(guī)則圖形對OPC處理帶來的影響，大大提高了OPC處理的準(zhǔn)確度。
文檔編號G03F1/36GK103149792SQ20111040384
公開日2013年6月12日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者王謹(jǐn)恒, 陳潔 申請人:無錫華潤上華科技有限公司