CN117930579A - 光学邻近修正方法 - Google Patents
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Abstract
一种光学邻近修正方法，包括：提供设计图层，设计图层包括第一设计图形和第二设计图形；根据设计图层获取辅助图层，辅助图层包括第一辅助图形和第二辅助图形；根据设计图层获取初始目标图层，初始目标图层包括初始第一目标图形和初始第二目标图形；以辅助图层为参考，对初始目标图层进行修正处理并获取目标图层，目标图层包括与第一设计图形和第二设计图形相对应的第一目标图形和第二目标图形。通过在第一目标图形和第二目标图形之间增加两列辅助图形，即第一辅助图形和第二辅助图形，在后续的曝光处理中提升对曝光转移至光刻胶层的图形稳定性，减小光刻胶层上的图形倒塌风险。
Description
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修正方法。
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***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光学邻近修正方法，以减小曝光转移至光刻胶层上的图形倒塌风险。
为解决上述问题，本发明的技术方案提供一种光学邻近修正方法，包括：提供设计图层，所述设计图层包括沿第一方向平行排布的第一设计图形和第二设计图形，所述第一设计图形和所述第二设计图形之间具有第一间距尺寸；根据所述设计图层获取辅助图层，所述辅助图层包括沿所述第一方向平行排布的第一辅助图形和第二辅助图形，所述第一辅助图形和所述第二辅助图形位于所述第一设计图形和所述第二设计图形之间；根据所述设计图层获取初始目标图层，所述初始目标图层包括与所述第一设计图形和所述第二设计图形相对应的初始第一目标图形和初始第二目标图形，所述初始第一目标图形和所述初始第二目标图形之间具有第二间距尺寸，所述第一间距尺寸大于所述第二间距尺寸；以所述辅助图层为参考，对所述初始目标图层进行修正处理并获取目标图层，所述目标图层包括与所述第一设计图形和所述第二设计图形相对应的第一目标图形和第二目标图形，所述第一辅助图形和所述第二辅助图形位于所述第一目标图形和所述第二目标图形之间，所述第一目标图形和所述第二目标图形之间具有第三间距尺寸，所述第三间距尺寸大于所述第二间距尺寸。
可选的，所述初始第一目标图形为矩形，所述初始第一目标图形包括相对立的第一长边和第二长边，所述第一长边与所述第一辅助图形相邻；所述初始第二目标图形为矩形，所述初始第二目标图形包括相对立的第三长边和第四长边，所述第三长边与所述第二辅助图形相邻。
可选的，以所述辅助图层为参考，对所述初始目标图层进行修正处理并获取目标图层的方法包括：将所述第一长边朝向远离所述第一辅助图形的方向平移，直至所述第一长边与所述第一辅助图形之间的间距大于或等于掩膜规则尺寸为止，使得所述初始第一目标图形形成所述第一目标图形；将所述第三长边朝向远离所述第二辅助图形的方向平移，直至所述第三长边与所述第二辅助图形之间的间距大于或等于掩膜规则尺寸为止，使得所述初始第二目标图形形成所述第二目标图形。
可选的，所述第一辅助图形为矩形；所述第二辅助图形为矩形。
可选的，在获取辅助图层之后，还包括：对所述辅助图层进行检测，以使所述第一辅助图形或所述第二辅助图形无法曝光至光刻胶层。
可选的，对所述辅助图层进行检测，以使所述第一辅助图形或所述第二辅助图形无法曝光至光刻胶层的方法包括：当检测所述第一辅助图形或第二辅助图形可曝光至光刻胶层时，对所述第一辅助图形或所述第二辅助图形进行缩小处理。
可选的，在获取所述目标图层之后，还包括：对所述目标图层进行若干次光学邻近修正，获取修正图层，所述修正图层包括与所述第一目标图形和所述第二目标图形相对应的第一修正图形和第二修正图形。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案的光学邻近修正方法中，以所述辅助图层为参考，对所述初始目标图层进行修正处理并获取目标图层，所述目标图层包括与所述第一设计图形和所述第二设计图形相对应的第一目标图形和第二目标图形，所述第一辅助图形和所述第二辅助图形位于所述第一目标图形和所述第二目标图形之间。通过在所述第一目标图形和所述第二目标图形之间增加两列辅助图形，即所述第一辅助图形和所述第二辅助图形，在后续的曝光处理中，所述第一辅助图形和所述第二辅助图形之间会发生双缝衍射效应，双缝衍射过程的各个衍射级的光照强度都有明显增加，而且衍射峰的位置更靠近所述第一目标图形和所述第二目标图形的中心，能够大大提升对曝光转移至光刻胶层的图形稳定性，减小光刻胶层上的图形倒塌风险。
进一步，在获取辅助图层之后，还包括：对所述辅助图层进行检测，以使所述第一辅助图形或所述第二辅助图形无法曝光至光刻胶层。通过对所述辅助图层进行检测，避免将所述第一辅助图形或所述第二辅助图形曝光至所述光刻胶层上，并通过后续的图形化传递在晶圆上形成对应的冗余器件结构，进而对其他具有实际功能的器件结构造成影响。
附图说明
图1是转移到光刻胶层上的图形形貌结构示意图；
图2是目标图层中相邻目标图形之间增加一列辅助图形的结构示意图；
图3是本发明实施例的光学邻近修正方法流程图；
图4至图8是本发明实施例中光学邻近修正方法各步骤结构示意图。
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。以下将结合附图进行具体说明。
图1是转移到光刻胶层上的图形形貌结构示意图；图2是目标图层中相邻目标图形之间增加一列辅助图形的结构示意图。
随着半导体技术的发展，关键尺寸的减小，当曝光条件偏离最佳值时，目标图层上图形转移到光刻胶层上时，容易出现图形的顶部尺寸较大而底部的尺寸较小(如图1所示)，进而使得图形发生倒塌(peeling)风险增加。
目前通过在目标图层中增加辅助图形(即sbar)以提升曝光分辨率，进而改善曝光后转移至光刻胶层上的图形稳定性。然而，当目标图层中相邻的目标图形10间距较小，而且仅能够增加单列辅助图形11时(如图2所示)，往往对曝光后转移至光刻胶层上的图形稳定性的提升并不高，这是由于单列的辅助图形在曝光时为单缝干涉，单缝干涉的各个衍射级的光照强度较低，对目标图形10曝光转移至光刻胶层的图形稳定性的改善较差。
在此基础上，本发明提供一种光学邻近修正方法，通过在所述第一目标图形和所述第二目标图形之间增加两列辅助图形，即所述第一辅助图形和所述第二辅助图形，在后续的曝光处理中，所述第一辅助图形和所述第二辅助图形之间会发生双缝衍射效应，双缝衍射过程的各个衍射级的光照强度都有明显增加，而且衍射峰的位置更靠近所述第一目标图形和所述第二目标图形的中心，能够大大提升对曝光转移至光刻胶层的图形稳定性，减小光刻胶层上的图形倒塌风险。
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3是本发明实施例的光学邻近修正方法流程图，包括：
步骤S101，提供设计图层，所述设计图层包括沿第一方向平行排布的第一设计图形和第二设计图形，所述第一设计图形和所述第二设计图形之间具有第一间距尺寸；
步骤S102，根据所述设计图层获取辅助图层，所述辅助图层包括沿所述第一方向平行排布的第一辅助图形和第二辅助图形，所述第一辅助图形和所述第二辅助图形位于所述第一设计图形和所述第二设计图形之间；
步骤S103，根据所述设计图层获取初始目标图层，所述初始目标图层包括与所述第一设计图形和所述第二设计图形相对应的初始第一目标图形和初始第二目标图形，所述初始第一目标图形和所述初始第二目标图形之间具有第二间距尺寸，所述第一间距尺寸大于所述第二间距尺寸；
步骤S104，以所述辅助图层为参考，对所述初始目标图层进行修正处理并获取目标图层，所述目标图层包括与所述第一设计图形和所述第二设计图形相对应的第一目标图形和第二目标图形，所述第一辅助图形和所述第二辅助图形位于所述第一目标图形和所述第二目标图形之间，所述第一目标图形和所述第二目标图形之间具有第三间距尺寸，所述第三间距尺寸大于所述第二间距尺寸。
以下结合附图对所述光学邻近修正方法的步骤进行详细说明。
图4至图8是本发明实施例中光学邻近修正方法各步骤结构示意图。
请参考图4，提供设计图层100，所述设计图层100包括沿第一方向X平行排布的第一设计图形101和第二设计图形102，所述第一设计图形101和所述第二设计图形102之间具有第一间距尺寸d1。
在本实施例中，所述设计图层中的所述第一设计图形101和所述第二设计图形102为理想状态下形成在晶圆上图形。然而，由于最终形成在晶圆上图形需要经过曝光以及图形化的传递，在曝光过程会出现光学邻近效应、以及在图形化的传递过程中会出现刻蚀偏差，因此最终形成在晶圆上的图形与所述第一设计图形101和所述第二设计图形102的形貌并不会保持完全一致，只要保证最终形成在晶圆上的图形与所述第一设计图形101和所述第二设计图形102之间的偏差控制在一定的范围即可。
请参考图5，根据所述设计图层100获取辅助图层200，所述辅助图层200包括沿所述第一方向X平行排布的第一辅助图形201和第二辅助图形202，所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202位于所述第一设计图形101和所述第二设计图形102之间。
在本实施例中，由于所述第一设计图形101和所述第二设计图形102为最终需要形成在晶圆上图形，不需要抵消光学邻近效应以及刻蚀偏差而进行扩大变形，因此所述第一设计图形101和所述第二设计图形102之间的所述第一间距尺寸d1较大，能够容纳两列辅助图形，即沿所述第一方向X平行排布的第一辅助图形201和所述第二辅助图形202。通过所述第一设计图形101和所述第二设计图形102先确定好所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202的位置和间距尺寸，后续通过所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202为参考，对初始目标图层中的初始第一目标图形和初始第二目标图形进行修正。
在本实施例中，所述第一间距尺寸d1的最小间距是以所述设计图层100作为对象时刚好生成所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202，即所述第一辅助图形201和所述第一设计图形101的间距尺寸、所述第二辅助图形202和所述第二设计图形102的间距尺寸、所述第一辅助图形201的宽度尺寸、所述第二辅助图形202的宽度尺寸、以及所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202的间距尺寸之和。
在本实施例中，所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202之间具有第四间距尺寸d4。
在本实施例中，所述第一辅助图形201为矩形；所述第二辅助图形202为矩形。
在本实施例中，所述第四间距尺寸d3受到掩膜写入能力(mask writecapability)的影响，是在掩膜制作能力范围内所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202正对且相邻的两条边之间可以接受的最小间距，会受到不同工艺节点和不同掩膜制作材料制造工艺的影响，所述第四间距尺寸d4不是一个固定的值。
请继续参考图5，在本实施例中，在获取辅助图层200之后，还包括：对所述辅助图层200进行检测，以使所述第一辅助图形201或所述第二辅助图形202无法曝光至光刻胶层。
在本实施例中，对所述辅助图层200进行检测，以使所述第一辅助图形201或所述第二辅助图形202无法曝光至光刻胶层的方法包括：当检测所述第一辅助图形201或第二辅助图形202可曝光至光刻胶层时，对所述第一辅助图形201或所述第二辅助图形202进行缩小处理。通过对所述辅助图层200进行检测，避免后续将所述第一辅助图形201或所述第二辅助图形202曝光至光刻胶层上，并通过后续的图形化传递在晶圆上形成对应的冗余器件结构，进而对其他具有实际功能的器件结构造成影响。
请参考图6，根据所述设计图层100获取初始目标图层300，所述初始目标图层300包括与所述第一设计图形101和所述第二设计图形102相对应的初始第一目标图形301和初始第二目标图形302，所述初始第一目标图形301和所述初始第二目标图形302之间具有第二间距尺寸d2，所述第一间距尺寸d1大于所述第二间距尺寸d2。
在本实施例中，所述初始目标图层300中的所述初始第一目标图形301和所述初始第二目标图形302为为理想状态下形成在光刻胶层上图形。由于最终形成在光刻胶层上的图形需要经过曝光，在曝光过程会出现光学邻近效应，因此最终形成在光刻胶层上的图形与所述初始第一目标图形301和所述初始第二目标图形302的形貌并不会保持完全一致，只要保证最终形成在光刻胶层上的图形与所述初始第一目标图形301和所述初始第二目标图形302之间的偏差控制在一定的范围即可。
由于光刻胶层上的图形经过刻蚀传递至晶圆上，在此过程中由于刻蚀偏差的存在，光刻胶层上的图形传递至晶圆的过程中会逐渐变小，即光刻胶层上的图形会大于对应的晶圆上的图形。因此，通过收集刻蚀偏差的数据、以及考虑曝光时的光学邻近效应，通过将所述第一设计图形101和所述第二设计图形102进行一定的放大处理，获取对应的所述初始第一目标图形301和所述初始第二目标图形302。
在本实施例中，所述初始第一目标图形301为矩形，所述初始第一目标图形301包括相对立的第一长边301a和第二长边301b，所述第一长边301a与所述第一辅助图形201相邻；所述初始第二目标图形302为矩形，所述初始第二目标图形302包括相对立的第三长边302a和第四长边302b，所述第三长边302a与所述第二辅助图形202相邻。
在本实施例中，所述第一间距尺寸d1的最大间距是以所述初始目标图层300作为对象时刚好能生成所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202，即所述第一辅助图形201和所述初始第一目标图形301的间距尺寸、所述第二辅助图形202和所述初始第二目标图形302的间距尺寸、所述第一辅助图形201的宽度尺寸、所述第二辅助图形202的宽度尺寸、以及所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202的间距尺寸之和。
在本实施例中，由于所述初始第一目标图形301和所述初始第二目标图形302是由所述第一设计图形101和所述第二设计图形102经过放大处理获得，因此所述初始第一目标图形301和所述初始第二目标图形302之间的第二间距尺寸d2小于所述第一间距尺寸d1。
在本实施例中，所述第二间距尺寸d2是所述第一间距尺寸d1减去所述第一边301a与对应的所述第一设计图形101的边之间的间距、以及所述第三边302a与对应的所述第二设计图形102的边之间的间距。
请参考图7，以所述辅助图层200为参考，对所述初始目标图层300进行修正处理并获取目标图层400，所述目标图层400包括与所述第一设计图形101和所述第二设计图形102相对应的第一目标图形401和第二目标图形402，所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202位于所述第一目标图形401和所述第二目标图形402之间，所述第一目标图形401和所述第二目标图形402之间具有第三间距尺寸d3，所述第三间距尺寸d3大于所述第二间距尺寸d2。
在本实施例中，通过在所述第一目标图形401和所述第二目标图形402之间增加两列辅助图形，即所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202，在后续的曝光处理中，所述第一辅助图形201和所述第二辅助图形202之间会发生双缝衍射效应，双缝衍射过程的各个衍射级的光照强度都有明显增加，而且衍射峰的位置更靠近所述第一目标图形401和所述第二目标图形402的中心，能够大大提升对曝光转移至光刻胶层的图形稳定性，减小光刻胶层上的图形倒塌风险。
需要说明的是，在本实施例中，所述第一目标图形401是由所述初始第一目标图形301经过一定的缩小获取，所述第二目标图形402是由所述初始第二目标图形302经过一定的缩小获取。虽然所述第一目标图形401和所述第二目标图形402牺牲了部分面积，对应最终形成在晶圆上的图形也会有一定的缩小，但是晶圆中图形尺寸的缩小并不会影响整体电路的正常运行，而晶圆中一旦出现图形的倒塌则会影响整体电路的运行，因此通过图形尺寸的缩小来保证图形的稳定性，对于半导体的工艺制程来说是可以接受的。
在本实施例中，以所述辅助图层200为参考，对所述初始目标图层300进行修正处理并获取目标图层400的方法包括：将所述第一长边301a朝向远离所述第一辅助图形201的方向平移，直至所述第一长边301a与所述第一辅助图形201之间的间距大于或等于掩膜规则尺寸为止，使得所述初始第一目标图形301形成所述第一目标图形401；将所述第三长边302a朝向远离所述第二辅助图形202的方向平移，直至所述第三长边302a与所述第二辅助图形202之间的间距大于或等于掩膜规则尺寸为止，使得所述初始第二目标图形302形成所述第二目标图形402。
需要说明的是，在本实施例中，在光学邻近修正过程中，需要进行掩膜尺寸检查(Mask Manufacturing Rule Check)，以保证最终图形收敛性及掩膜版制作精度。通常是根据设定的掩膜规则尺寸(Mask Rule Constraints，MRC)(包括线宽值和间距值)对经过光学邻近修正的掩膜版图中的线宽和间距进行检查。当所述第一长边301a与所述第一辅助图形201之间的间距或所述第三长边302a与所述第二辅助图形202之间的间距小于所述掩膜规则尺寸时，会使得在制作掩膜版时容易产生错误或无法制作。
请参考图8，在获取所述目标图层400之后，对所述目标图层400进行若干次光学邻近修正，获取修正图层500，所述修正图层500包括与所述第一目标图形401和所述第二目标图形402相对应的第一修正图形501和第二修正图形502。
在本实施例中，若干次所述光学邻近修正指的是基于光学邻近修正模型进行的常规光学邻近修正迭代，通过对最终获取的所述修正图层500进行曝光处理，将所述修正图层中的第一修正图形501和所述第二修正图形502转移至光刻胶层上，再将光刻胶层上的图形经过刻蚀传递直至晶圆上。
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 (7)
1.一种光学邻近修正方法，其特征在于，包括：
提供设计图层，所述设计图层包括沿第一方向平行排布的第一设计图形和第二设计图形，所述第一设计图形和所述第二设计图形之间具有第一间距尺寸；
根据所述设计图层获取辅助图层，所述辅助图层包括沿所述第一方向平行排布的第一辅助图形和第二辅助图形，所述第一辅助图形和所述第二辅助图形位于所述第一设计图形和所述第二设计图形之间；
根据所述设计图层获取初始目标图层，所述初始目标图层包括与所述第一设计图形和所述第二设计图形相对应的初始第一目标图形和初始第二目标图形，所述初始第一目标图形和所述初始第二目标图形之间具有第二间距尺寸，所述第一间距尺寸大于所述第二间距尺寸；
以所述辅助图层为参考，对所述初始目标图层进行修正处理并获取目标图层，所述目标图层包括与所述第一设计图形和所述第二设计图形相对应的第一目标图形和第二目标图形，所述第一辅助图形和所述第二辅助图形位于所述第一目标图形和所述第二目标图形之间，所述第一目标图形和所述第二目标图形之间具有第三间距尺寸，所述第三间距尺寸大于所述第二间距尺寸。
2.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述初始第一目标图形为矩形，所述初始第一目标图形包括相对立的第一长边和第二长边，所述第一长边与所述第一辅助图形相邻；所述初始第二目标图形为矩形，所述初始第二目标图形包括相对立的第三长边和第四长边，所述第三长边与所述第二辅助图形相邻。
3.如权利要求2所述的光学邻近修正方法，其特征在于，以所述辅助图层为参考，对所述初始目标图层进行修正处理并获取目标图层的方法包括：将所述第一长边朝向远离所述第一辅助图形的方向平移，直至所述第一长边与所述第一辅助图形之间的间距大于或等于掩膜规则尺寸为止，使得所述初始第一目标图形形成所述第一目标图形；将所述第三长边朝向远离所述第二辅助图形的方向平移，直至所述第三长边与所述第二辅助图形之间的间距大于或等于掩膜规则尺寸为止，使得所述初始第二目标图形形成所述第二目标图形。
4.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，所述第一辅助图形为矩形；所述第二辅助图形为矩形。
5.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，在获取辅助图层之后，还包括：对所述辅助图层进行检测，以使所述第一辅助图形或所述第二辅助图形无法曝光至光刻胶层。
6.如权利要求5所述的光学邻近修正方法，其特征在于，对所述辅助图层进行检测，以使所述第一辅助图形或所述第二辅助图形无法曝光至光刻胶层的方法包括：当检测所述第一辅助图形或第二辅助图形可曝光至光刻胶层时，对所述第一辅助图形或所述第二辅助图形进行缩小处理。
7.如权利要求1所述的光学邻近修正方法，其特征在于，在获取所述目标图层之后，还包括：对所述目标图层进行若干次光学邻近修正，获取修正图层，所述修正图层包括与所述第一目标图形和所述第二目标图形相对应的第一修正图形和第二修正图形。
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211261999.6A Pending CN117930579A (zh) | 2022-10-14 | 2022-10-14 | 光学邻近修正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117930579A (zh) |
-
2022
- 2022-10-14 CN CN202211261999.6A patent/CN117930579A/zh active Pending
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