專利名稱：光學鄰近修正的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體光刻工藝領(lǐng)域，特別涉及一種光學鄰近修正的方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著半導體技術(shù)向小線寬、高集成度的發(fā)展，對光刻工藝也提出了更高的 要求。特別是尺寸減小到0. 18微米甚至90納米以下時，圖形的間距也越來越接近，光學 的干涉和衍射效應(yīng)對鄰近圖形的影響使得在掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到晶片上時，出現(xiàn)如線 端縮短(line-end shortening)、線端連結(jié)(line-end bridging)、線寬變異(line width variations)、線角圓化(line corner rounding)等光學鄰近效應(yīng)。具體地，在一些半導體元件設(shè)計中，往往在同一個芯片中的不同部分會分別具有 一些分布很密的圖案及分布較疏的圖案。當同一芯片同時具有iso和dense圖案區(qū)時，就 會因為光學鄰近效應(yīng)使iso和dense圖案區(qū)相同目標尺寸的線寬，在轉(zhuǎn)移到晶片上之后具 有不同實際尺寸，即line width variations缺陷。由于iso圖案區(qū)和dense圖案區(qū)需要的曝光能量差距比較大，iso圖案區(qū)的曝光能 量大于dense圖案區(qū)的曝光能量，但是相同目標關(guān)鍵尺寸(CD)的曝光能量是一定的，當取 iso圖案區(qū)和dense圖案區(qū)的中間曝光能量后，iso圖案區(qū)轉(zhuǎn)移到晶片上的CD就會偏小，具 體應(yīng)用中⑶誤差范圍應(yīng)控制在10%內(nèi)，如果iso圖案區(qū)和dense圖案區(qū)的曝光能量差距很 大，這樣保證⑶在10 %的允許范圍內(nèi)變動時，工藝窗口就會很小。增加SBAR可以使iso圖 案區(qū)和dense圖案區(qū)的曝光能量相接近，有效地增大整個工藝窗口(process window)，所 謂process window指iso圖案區(qū)和dense圖案區(qū)一致地印制具有規(guī)定尺寸的能力。從iso 圖案區(qū)到dense圖案區(qū)的⑶是漸變的，dense圖案區(qū)的圖形密度很大，已經(jīng)插不下SBAR， 但是半密(semi)圖案區(qū)和iso圖案區(qū)的圖形間隔比較大，所以將SBAR插入semi圖案區(qū)和 iso圖案區(qū)起到增大有效圖案密度的作用，來增大process window，從而修正鄰近效應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)中，包括基于規(guī)則(Rule based)或者基于模型(Model based)的光學鄰 近修正(Optical Proximity Correction, 0PC)方法?；谝?guī)則的修正方法包括以下步驟步驟11、優(yōu)化光刻裝置設(shè)置值并固定該設(shè)置值，包括曝光量、用于表示透鏡收集衍 射光能力的數(shù)值孔徑(Number Aperture，ΝΑ)、表示光束強度分布范圍的西格瑪(sigma)等 參數(shù)值。如果這些參數(shù)變了，那么下面修正步驟就必須重復更多次，使過程復雜化，所以上 述設(shè)置值一旦確定，就不再改變。其中，光刻裝置包括光罩、透鏡及光源等。步驟12、將要插入的SBAR的各種情況都復制到掩膜版上，并將其轉(zhuǎn)移到晶片上主 圖案區(qū)的空隙處。步驟13、收集步驟12中的SBAR的各種情況的數(shù)據(jù)，并進行分析，包括主圖案的關(guān) 鍵尺寸均勻性(Critical Dimension Uniformity，CDU)、工藝窗口(process window，PW)。 其中，SBAR是不在晶片上顯示的，如果SBAR過大，超過其分辨率，則會在晶片上顯示，所以 要將此類數(shù)據(jù)刪除。
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步驟14、將步驟13中收集的優(yōu)化數(shù)據(jù)，都建立在表格中，SBAR為矩形，包括每個 SBAR的寬度、長度，兩兩SBAR的間距以及與主圖案的間距。步驟15、根據(jù)表格及主圖案的特征，將SBAR插入semi圖案區(qū)和iso圖案區(qū)的主圖 案后，修正主圖案，直至達到目標圖案。值得注意的是，在根據(jù)表格插入SBAR后，SBAR就不再改變，只對主圖案進行修正， 例如在iso圖案區(qū)插入的SBAR的寬度為50納米，則在步驟15中，該SBAR的寬度是保持不 變的，而且SBAR的長度、與主圖案間的距離以及兩個SBAR間的距離也保持不變，但是主圖 案的寬度是可以變化的，例如由邊長為136納米的正方形，經(jīng)修正之后邊長為139納米，而 此時SBAR的寬度仍然為50納米。這樣修正的工藝窗口如圖1所示。在圖1中，橫坐標為 焦深范圍，縱坐標為相對曝光強度，這里曝光強度乘以曝光時間即為曝光能量。在圖1中兩 條虛弧線表示iso圖案區(qū)，CD在10%的允許范圍內(nèi)變動時的曝光強度的范圍；另兩條虛弧 點畫線表示處于iso圖案區(qū)和dense圖案區(qū)之間的半密(semi)圖案區(qū)，⑶在10%的允許 范圍內(nèi)變動時的曝光強度的范圍；兩條實弧線表示dense圖案區(qū)，CD在10%的允許范圍內(nèi) 變動時的曝光強度的范圍。三者重疊的部分為工藝窗口的大小，即為圖中矩形所示。從圖 1中可以看出，修正后的工藝窗口仍然是較窄的。同樣，如果是基于模型的修正方法，雖然在收集SBAR的數(shù)據(jù)方面比較簡單，但是 在建立表格之后，插入的SBAR仍然是不再改變的，所以仍然存在工藝窗口較窄的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有OPC修正方法的工藝窗口較小。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種光學鄰近修正的方法，該方法包括提供包括主圖案圖形的晶片；在所述主圖案圖形的空隙處插入散射條SBAR ；交替修正主圖案圖形和SBAR，達到目標圖案。在插入SBAR之后，交替修正主圖案圖形和SBAR之前，該方法進一步包括設(shè)定SBAR 曝光強度閾值的步驟。所述SBAR不在晶片上顯示。所述交替修正主圖案圖形和SBAR的方法為設(shè)定主圖案可見，然后根據(jù)SBAR的光強分布和曝光強度閾值，對SBAR的尺寸進行 修正；設(shè)定SBAR可見，對主圖案的尺寸進行修正。所述交替修正主圖案圖形和SBAR的方法為設(shè)定SBAR可見，對主圖案的尺寸進行修正；設(shè)定主圖案可見，然后根據(jù)SBAR的光強分布和曝光強度閾值，對SBAR的尺寸進行 修正。所述修正SBAR包括對SBAR的寬度、兩兩SBAR的間距以及SBAR與主圖案之間的 間距的修正。所述修正主圖案包括對主圖案寬度以及SBAR與主圖案之間的間距的修正。
所述交替修正的次數(shù)為7至10次。 由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明在建立SBAR表格之后，通過交替修正SBAR和主圖 案，達到目標圖案。而現(xiàn)有技術(shù)中的SBAR —旦確定，就不再改變，所以工藝窗口較窄，本發(fā) 明進一步優(yōu)化了 SBAR的尺寸，大大增大了工藝窗口的大小。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中OPC修正方法的工藝窗口示意圖。圖2為本發(fā)明中采用基于規(guī)則收集SBAR數(shù)據(jù)的OPC修正方法的流程示意圖。圖3為本發(fā)明中采用基于模型收集SBAR數(shù)據(jù)的OPC修正方法的流程示意圖。圖4為本發(fā)明中OPC修正方法的工藝窗口示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的具體實施方式
做詳細的說明。當然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技 術(shù)人員所熟知的一般的替換無疑地涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明利用示意圖進行了詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為了便于說明，示意 圖會不依一般比例作局部放大，不應(yīng)以此作為對本發(fā)明的限定。本發(fā)明在建立SBAR表格之后，通過交替修正SBAR和主圖案，達到目標圖案，進一 步優(yōu)化了 SBAR的尺寸，大大增大了工藝窗口的大小。下面詳細說明通過基于規(guī)則和基于模型這兩種收集SBAR數(shù)據(jù)的方法，對主圖案 和SBAR進行交替修正。采用基于規(guī)則收集SBAR數(shù)據(jù)的修正方法，具體流程示意圖如圖2所示。步驟21、優(yōu)化光刻裝置設(shè)置值并固定該設(shè)置值，包括曝光量、數(shù)值孔徑、西格瑪?shù)?參數(shù)值。步驟22、將要插入的SBAR的各種情況都復制到掩膜版上，并將其轉(zhuǎn)移到晶片上主 圖案區(qū)的空隙處。步驟23、收集步驟22中的SBAR的各種情況的數(shù)據(jù)，并進行分析，SBAR是不在晶片 上顯示的，如果SBAR過大，超過其分辨率，則會在晶片上顯示，所以要將此類數(shù)據(jù)刪除。步驟24、將步驟23中收集的優(yōu)化數(shù)據(jù)，都建立在表格中，包括每個SBAR的寬度、長 度，兩兩SBAR的間距以及與主圖案的間距。步驟25、根據(jù)表格及主圖案的特征，將SBAR插入semi圖案區(qū)和iso圖案區(qū)的主圖案中。步驟26、設(shè)定曝光強度閾值，達到該閾值時光阻膠會發(fā)生反應(yīng)，為了防止將SBAR 顯示在晶片上，所以將曝光強度限制在閾值內(nèi)。步驟27、交替修正SBAR的尺寸和主圖案的尺寸，直至達到目標圖案。需要說明的是，semi圖案區(qū)和iso圖案區(qū)的⑶是漸變的，要達到目標圖案，SBAR 尺寸和主圖案尺寸的交替修正，是一個不斷試驗修正的過程，而且semi圖案區(qū)和iso圖案 區(qū)的每個修正之后的CD都會有所區(qū)別。本發(fā)明中第一優(yōu)選實施例的交替修正SBAR的尺寸和主圖案的尺寸的具體方法為步驟31、將主圖案和SBAR分為兩組，首先設(shè)定主圖案可見，即考慮主圖案對SBAR 的光學臨近效應(yīng)，然后根據(jù)semi圖案區(qū)和iso圖案區(qū)SBAR的光強分布和曝光強度閾值，對 SBAR的尺寸進行修正，該修正包括對SBAR的寬度、兩兩SBAR的間距以及SBAR與主圖案之 間的間距的修正。步驟32、設(shè)定SBAR可見，即考慮SBAR對主圖案的光學臨近效應(yīng)，對主圖案的尺寸 進行修正，該修正包括對主圖案寬度以及SBAR與主圖案之間的間距的修正。上述步驟31和步驟32反復循環(huán)幾次，直至達到目標圖案，一般需要循環(huán)執(zhí)行7至 10次。加入到semi圖案區(qū)和iso圖案區(qū)的SBAR，在修正時尺寸逐漸增大，如果增大尺寸后， 顯示在晶片上了，就要在下一個循環(huán)中減小SBAR尺寸。當然SBAR的尺寸越大越好，如果相 當于dense圖案區(qū)中真實主圖案的效果，就可以更有效地避免鄰近效應(yīng)，但是無論如何修 正，SBAR是不允許在晶片上出現(xiàn)的。對主圖案的尺寸進行修正之后，經(jīng)過曝光顯影出的主 圖案尺寸應(yīng)符合客戶所需要的目標尺寸。本發(fā)明中第二優(yōu)選實施例的交替修正SBAR的尺寸和主圖案的尺寸的具體方法 為步驟41、將主圖案和SBAR分為兩組，設(shè)定SBAR可見，對主圖案的尺寸進行修正。步驟42、設(shè)定主圖案可見，然后根據(jù)semi圖案區(qū)和iso圖案區(qū)SBAR的光強分布和 曝光強度閾值，對SBAR的尺寸進行修正。上述步驟41和步驟42反復循環(huán)幾次，直至達到 目標圖案，一般需要循環(huán)執(zhí)行7至10次。交替修正SBAR的尺寸和主圖案的尺寸的方法，無論先修正SBAR還是主圖案，都是 允許的，而且修正的效果也是相同的。仍然以現(xiàn)有技術(shù)中的主圖案和SBAR的尺寸為例，修 正之后，某一個主圖案尺寸邊長由原來的136納米變?yōu)?34納米，其iso圖案區(qū)空隙處插入 的SBAR的寬度由原來的50納米變?yōu)?5納米。這只是其中一具體例子，根據(jù)不同的工藝制 程，不同主圖案的尺寸，插入SBAR的尺寸也各不相同，經(jīng)過修正之后的尺寸也是不同的。采用基于模型收集SBAR數(shù)據(jù)的修正方法，具體流程示意圖如圖3所示步驟51、優(yōu)化光刻裝置設(shè)置值并固定該設(shè)置值，包括曝光量、數(shù)值孔徑、西格瑪?shù)?參數(shù)值。步驟52、模擬曝光過程，即創(chuàng)建OPC模型，查看將要曝光到晶片上的圖形的失真程 度，從而可以看出原始數(shù)據(jù)庫與經(jīng)過掩膜版形成的數(shù)據(jù)庫的差別。步驟53、確定SBAR優(yōu)化數(shù)據(jù)。步驟54、將步驟23中確定的優(yōu)化數(shù)據(jù)，都建立在表格中，包括每個SBAR的寬度、長 度，兩兩SBAR的間距以及與主圖案的間距。步驟55、根據(jù)表格及主圖案的特征，將SBAR插入semi圖案區(qū)和iso圖案區(qū)的主圖案中。步驟56、設(shè)定SBAR曝光強度閾值，達到該閾值時光阻膠會發(fā)生反應(yīng)，為了防止將 SBAR顯示在晶片上，所以將曝光強度限制在閾值內(nèi)。步驟57、交替修正SBAR的尺寸和主圖案的尺寸，直至達到目標圖案。需要說明的是，基于模型收集SBAR數(shù)據(jù)比基于規(guī)則收集SBAR數(shù)據(jù)，要更簡便一 些，但是無論采用基于規(guī)則還是基于模型收集SBAR數(shù)據(jù)的OPC修正方法，修正的工藝窗口
6都如圖4所示。在圖4中，橫坐標為焦深范圍，縱坐標為相對曝光強度。兩條虛弧線表示iso 圖案區(qū)，CD在10%的允許范圍內(nèi)變動時的曝光強度的范圍；另兩條虛弧點畫線表示semi圖 案區(qū)，CD在10 %的允許范圍內(nèi)變動時的曝光強度的范圍；兩條實弧線表示dense圖案區(qū)，CD 在10%的允許范圍內(nèi)變動時的曝光強度的范圍。三者重疊的部分為工藝窗口的大小，即為 圖中矩形所示。圖4中的工藝窗口比現(xiàn)有技術(shù)中圖1中的工藝窗口大50%。與現(xiàn)有技術(shù)相 比，iso圖案區(qū)的曝光強度明顯降低，與dense圖案區(qū)的曝光強度越接近，則獲得工藝窗口 越大。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明不應(yīng)限于上述實施例的具體情形，所列數(shù)值 只是為了更清楚地說明本發(fā)明，本發(fā)明的修正方法，適用于所有出現(xiàn)的鄰近效應(yīng)，任何對主 圖案和SBAR進行交替修正的方法，都可以涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種光學鄰近修正的方法，該方法包括提供包括主圖案圖形的晶片；在所述主圖案圖形的空隙處插入散射條SBAR；交替修正主圖案圖形和SBAR，達到目標圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在插入SBAR之后，交替修正主圖案圖形和 SBAR之前，該方法進一步包括設(shè)定SBAR曝光強度閾值的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述SBAR不在晶片上顯示。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述交替修正主圖案圖形和SBAR的方法為設(shè)定主圖案可見，然后根據(jù)SBAR的光強分布和曝光強度閾值，對SBAR的尺寸進行修正；設(shè)定SBAR可見，對主圖案的尺寸進行修正。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述交替修正主圖案圖形和SBAR的方法為設(shè)定SBAR可見，對主圖案的尺寸進行修正；設(shè)定主圖案可見，然后根據(jù)SBAR的光強分布和曝光強度閾值，對SBAR的尺寸進行修正。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述修正SBAR包括對SBAR的寬度、兩 兩SBAR的間距以及SBAR與主圖案之間的間距的修正。
7.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述修正主圖案包括對主圖案寬度以及 SBAR與主圖案之間的間距的修正。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述交替修正的次數(shù)為7至10次。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學鄰近修正的方法，該方法包括提供包括主圖案圖形的晶片；在所述主圖案圖形的空隙處插入散射條SBAR；交替修正主圖案圖形和SBAR，達到目標圖案。采用該方法進一步優(yōu)化了SBAR的尺寸，大大增大了工藝窗口的大小。
文檔編號G03F1/14GK101893820SQ20091008544
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者張飛 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司