專利名稱：光學鄰近修正方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造工業(yè)中的光刻制程，尤其涉及對制備掩膜過程中的光學鄰近修正(Optical Proximity Correction, 0PC)方法。
背景技術：
集成電路制造技術是一個復雜的工藝，每隔18到24個月就會更新?lián)Q代。表征集成電路制造技術的一個關鍵參數(shù)最小特征尺寸即關鍵尺寸(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。光刻技術是集成電路制造工藝發(fā)展的驅(qū)動力，也是其中最復雜的技術之一。相對于其他的單個制造技術來說，光刻對芯片性能的提高有著革命性的貢獻。在光刻工藝開始之前，集成電路的結(jié)構會先通過特定的設備復制到一塊較大(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)構復制到生產(chǎn)芯片所用的硅片上。電路結(jié)構在從掩膜復制到硅片過程中，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的失敗。所述失真的原因主要是光學鄰近效應(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重能量損失，導致空間像發(fā)生圓化和收縮的效應。要改正這種失真，半導體業(yè)界的普遍做法是利用預先在掩膜上進行結(jié)構補償?shù)姆椒?，這種方法叫做光學鄰近修正(OPC)方法。OPC的基本思想是:對集成電路設計的圖形進行預先的修改，使得修改補償?shù)牧空媚軌蜓a償曝光系統(tǒng)造成的OPE效應。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。

在一些金屬層圖形的設計中，按照各金屬線條的作用，往往需要在一些金屬線條中設計凹凸結(jié)構。在對這些凹凸結(jié)構做OPC修正前，考慮到光的衍射作用，需要做一定量的縮進，即運行OPC程序時處理的對象是縮進后的圖形而非實際圖形。由于這些凹凸結(jié)構的尺寸會根據(jù)各個廠家的設計而定，沒有統(tǒng)一的規(guī)格，而現(xiàn)有的OPC工藝中，僅僅是做縮進處理，卻沒有給出縮進量的具體值，導致光罩生產(chǎn)廠家在對這些凹凸結(jié)構進行OPC處理時，出現(xiàn)縮進過大或過小的誤差，嚴重影響OPC修正的準確度。請參見圖1A至圖1C，圖1A是客戶提供的原始圖形數(shù)據(jù)，在圖中標識出來的中間金屬線條出現(xiàn)了凹凸結(jié)構I。圖1B是經(jīng)過縮進處理后的示意圖，該縮進處理中，對凹凸部分的第一縮進量為18nm，其它部位的第二縮進量為12nm。圖1C對縮進后的圖形進行仿真OPC處理后的仿真圖?？梢钥吹娇s進處理后的金屬線條與實際所要得到的金屬線條誤差比較大，在本例中達到30nm左右，這對于OPC修正來說，是不能接受的。因此有必要對現(xiàn)有的金屬線條修正方法進行改正，以提高修正處理中的準確度
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出了一種光學鄰近修正方法，該修正方法能夠減少因凹凸結(jié)構對金屬線條的光學鄰近修正處理中的帶來的縮進量誤差，提高光學鄰近處理過程的準確度。根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種光學鄰近修正方法，包括步驟:提供一有多條金屬線條組成的金屬層圖形，該金屬層圖形對應于包括凹凸結(jié)構的金屬線條；將所述金屬層圖形上對應于所述金屬線條的尺寸進行縮進處理，其中在對應于所述凹凸結(jié)構處縮進第一縮進量，非對應于所述凹凸結(jié)構處縮進第二縮進量；對所述金屬層圖形進行仿真光學鄰近修正，得到仿真的修正圖形；判斷所述仿真的修正圖形中金屬線條的仿真尺寸與實際尺寸之間的差別；根據(jù)所述差別修改第一縮進量和/或第二縮進量的值；以調(diào)整至所述差別為零時的第一縮進量、第二縮進量對該金屬層圖形進行縮進。上述方法中，通過判斷光學鄰近修正后，仿真圖形與實際圖形之間的差別，修改對金屬線條中的縮進量，使縮進量能夠達到光學鄰近修正的最佳效果。從而避免因凹凸結(jié)構對OPC處理帶來的影響，大大提高了 OPC處理的準確度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，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)過縮進處理后得到的效果圖。圖1C是對曝光效果進行模擬得到的仿真圖。圖2是本發(fā)明的金屬線條修正方法的流程示意圖。
具體實施例方式在0.13um以下技術節(jié)點的關鍵層次比如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鄰近效應修正(OPC)方法。正如背景技術中所述，在一些金屬層次的圖形中，會根據(jù)需要在一些金屬線條中加入一些凹凸結(jié)構。在對這部分金屬線條做OPC處理時，由于缺乏縮進量的判斷，往往造成縮進量誤差，使得OPC處理出現(xiàn)不準的現(xiàn)象，嚴重影響器件的實際功能，導致產(chǎn)品良率問題。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，就可以避免因非規(guī)則圖形帶來的諸如尖角等不利于掩膜圖形制作的形狀，從而提高了 OPC處理的準確性。
下面將以具體實施方式
對本發(fā)明的金屬線條的修正方法進行詳細說明。請參見圖2，圖2是本發(fā)明的光學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:提供有多條金屬線條組成的金屬層圖形，該金屬層圖形中對應于包括凹凸結(jié)構的金屬線條。所提供的金屬層圖形，除了給定里面的圖形結(jié)構外，還需要給定圖形的特征尺寸以及工藝需求。在整個半導體制程工藝中，金屬層通常用作電性連接，因此金屬層圖形的結(jié)構相對比較簡單，主要以金屬走線的形式分布。在一些多層金屬設計中，除了金屬線條夕卜，往往會在某些金屬線條上增加一些凹凸結(jié)構(如圖1A中所示)。對了克服這些凹凸結(jié)構對OPC處理時帶來的影響，有必要對這些具有凹凸結(jié)構的金屬線條做處理。在該步驟中，首先就是通過圖形識別軟件，將這些含有凹凸結(jié)構的金屬線條識別出來。S12:將所述金屬層圖形上對應于所述金屬線條進行縮進處理，其中在對應于所述凹凸結(jié)構處縮進第一縮進量，非對應于所述凹凸結(jié)構處縮進第二縮進量。這里的縮進處理是指對該金屬線條的兩側(cè)邊，分別以同樣的縮進量，使該線條變窄。由于在光刻工藝中，最終圖形的尺寸受光衍射作用有略微的放大，所以在做OPC處理時，需要將設計圖形的尺寸做縮進以抵消光刻中的放大?？s進時，在凹凸結(jié)構相對較寬的部位縮進第一縮進量，而其它部位縮進第二縮進量。該第一縮進量和第二縮進量在本圖形做第一次縮進處理中的初始值為針對該金屬層圖形的特征尺寸和工藝需要而調(diào)用的經(jīng)驗值，該經(jīng)驗值是指在一些具有相同或相近工藝的成熟產(chǎn)品中比較優(yōu)化的值。比如在0.13um工藝下，對于0.24um寬的金屬線條，其縮進量為7-10nm，對于0.20um寬的金屬線條，其縮進量為5_7nm。通常，第一縮進量應大于第二縮進量。S13:對縮進處理之后的金屬層圖形進行仿真光學鄰近修正，得到仿真的修正圖形。該仿真光學鄰近修正方法包括步驟:根據(jù)所述金屬層圖形的特征尺寸確定光刻工藝參數(shù)。不同金屬層工藝下進行的光刻工藝，所使用到的工藝規(guī)格都不相同，因此先要根據(jù)金屬層圖形工藝規(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參數(shù)、光刻膠的材料參數(shù)以及刻蝕工藝的化學參數(shù)。所述曝光光路的光學參數(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參數(shù)主要是指刻蝕劑的酸堿性以及化學性質(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。根據(jù)所述光刻工藝參數(shù)確定光學鄰近修正模型，建立光學鄰近修正的運算程序。在確定完光刻工藝參數(shù)后，可以進行OPC建模。建模的基本流程如下:首先是在標片上放置預先設計的測試圖形，收集到一組真實光刻晶片的數(shù)據(jù)。然后使用同樣的測試圖形，利用OPC建模工具進行模擬，如果摸以得到的圖形尺寸與相對應的真實晶片數(shù)據(jù)能夠很好的符合,那么就可以認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)和化學效應，因此就能用來定量在預知情況下的OPE效應，從而可以用來進行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行OPC處理。最后對所述縮進處理之后的金屬層圖形運行所述光學鄰近修正的運算程序，得到該金屬層圖形的仿真修正圖形。S14:判斷所述仿真的修正圖形中，金屬線條的仿真尺寸與實際尺寸之間的差別，根據(jù)該差別修改第一縮進量和第二縮進量的值。得到修正圖形后，可以通過圖形識別軟件對仿真圖形中的金屬線條做尺寸標定。并將這些仿真尺寸跟實際生產(chǎn)所需實現(xiàn)的實際尺寸做比較，判斷兩者之間的差別。再依據(jù)該差別對第一縮進量和第二縮進量進行修改。修改時，如果仿真尺寸大于實際尺寸，則需要增加第一縮進量和第二縮進量，反之，如果仿真尺寸小于實際尺寸，則需要減少第一縮進量和第二縮進量。具體增加或減少的尺度，可以由兩者之間的差別大小決定，也可以是以一個恒定最小量為每次增加或減少的步進量。S15:最后，以所述差別為零時的第一縮進量和第二縮進量對該金屬線條進行縮進，并對縮進后的金屬層圖形進行實際光學鄰近修正。綜上所述，本發(fā)明提出的光學鄰近修正方法中，通過在對金屬線條進行OPC處理時，增加判斷和修改縮進量的步驟，使得金屬線條中的凹凸結(jié)構在進行OPC修正時能夠達到最佳的縮進量，從而減少實際硅片上得到的光刻圖形與掩膜版圖形之間存在變形和偏差，以提聞廣品的電路性能和生廣成品率。對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術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，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種光學鄰近修正方法，包括: 提供一有多條金屬線條組成的金屬層圖形，該金屬層圖形對應于包括凹凸結(jié)構的金屬線條； 將所述金屬層圖形上對應于所述金屬線條的尺寸進行縮進處理，其中在對應于所述凹凸結(jié)構處縮進第一縮進量，非對應于所述凹凸結(jié)構處縮進第二縮進量； 對所述金屬層圖形進行仿真光學鄰近修正，得到仿真的修正圖形； 判斷所述仿真的修正圖形中金屬線條的仿真尺寸與實際尺寸之間的差別； 根據(jù)所述差別修改第一縮進量和/或第二縮進量的值； 以調(diào)整至所述差別為零時的第一縮進量、第二縮進量對該金屬層圖形進行縮進。
2.如權利要求1所述的光學鄰近修正方法，其特征在于:所述金屬線條中的凹凸結(jié)構系由預定手段確定。
3.如權利要求1所述的光學鄰近修正方法，其特征在于:所述第一縮進量大于第二縮進量。
4.如權利要求1所述的光學鄰近修正方法，其特征在于:所述仿真光學鄰近修正包括步驟: 根據(jù)所述金屬層圖形的特征尺寸確定光刻工藝參數(shù)； 根據(jù)所述光刻工藝參數(shù)確定光學鄰近修正模型，建立光學鄰近修正的運算程序； 對所述縮進處理之后的金屬層圖形進行所述光學鄰近修正的運算，得到該金屬層圖形的仿真修正圖形。
5.如權利要求4所述的光學鄰近修正方法,其特征在于:所述光刻工藝參數(shù)包括曝光光路的光學參數(shù)、光刻膠材料的材料參數(shù)以及刻蝕工藝的化學參數(shù)。
6.如權利要求1所述的光學鄰近修正方法，其特征在于:在所述修改第一縮進量和/或第二縮進量的步驟中，增加仿真尺寸大于實際尺寸時的第一縮進量和/或第二縮進量，及/或減少仿真尺寸小于實際尺寸時的第一縮進量和/或第二縮進量。
全文摘要
一種光學鄰近修正方法，基于光學鄰近修正工藝，通過在對金屬線條進行OPC處理時，增加判斷和修改縮進量的步驟，使得金屬線條中的凹凸結(jié)構在進行OPC修正時能夠達到最佳的縮進量，從而減少實際硅片上得到的光刻圖形與掩膜版圖形之間存在變形和偏差，以提高產(chǎn)品的電路性能和生產(chǎn)成品率。
文檔編號G03F1/36GK103186030SQ20111044478
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權日2011年12月27日
發(fā)明者陳潔, 王謹恒, 張雷, 萬金垠 申請人:無錫華潤上華科技有限公司