專利名稱：光刻制程中對掩膜圖案進(jìn)行光學(xué)鄰近修正的方法
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，尤其涉及對掩膜版的光學(xué)鄰近修正方法。
背景技術(shù)：
自1958年第一塊集成電路在美國德州儀器公司發(fā)明以來，集成電路產(chǎn)業(yè)取得了迅猛的發(fā)展，從最初一塊芯片(集成電路)上只有幾個元器件發(fā)展到現(xiàn)在的一塊芯片上超過百萬甚至千萬個器件。它的性能相應(yīng)的有了巨大的提高，被應(yīng)用在生活中的各個領(lǐng)域。集成電路成為了現(xiàn)代信息社會的核心。集成電路的制造技術(shù)也得到了相應(yīng)的巨大發(fā)展，從最初的一英寸硅片上生產(chǎn)幾個芯片到現(xiàn)在的12英寸(約300毫米)硅片上幾百個特定芯片。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(CD)，從最初的125微米(10-6米)發(fā)展到現(xiàn)在的0.18微米甚至更小。這使得每個芯片上有幾百萬個元器件才成為可能。而現(xiàn)在生產(chǎn)一塊芯片可多達(dá)500道工序。
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)雜的一項技術(shù)。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)名為掩膜版的石英玻璃片上，然后通過光刻設(shè)備產(chǎn)生特定波長的光(如248微米的紫外線)將掩膜版上集成電路的結(jié)構(gòu)復(fù)制到生產(chǎn)芯片所用的硅片上。在這個從掩膜版復(fù)制硅片過程中，會產(chǎn)生電路結(jié)構(gòu)的失真。尤其是到了現(xiàn)在180微米及以下制造工藝階段，這種失真如果不去改正的話會造成整個制造技術(shù)的失敗。這種失真是由于光學(xué)近似效應(yīng)(Optical Proximity Effect)造成的。要改正這種失真，半導(dǎo)體業(yè)界的普遍做法是利用預(yù)選在掩膜版上進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)償?shù)姆椒?，這項技術(shù)又稱作光學(xué)近似效應(yīng)修正，簡稱OPC(Optical ProximityEffect Correction)。
通過計算集成電路生產(chǎn)中光刻工藝產(chǎn)生的一些數(shù)據(jù)來進(jìn)行預(yù)先對掩膜版上電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)償，從而達(dá)到在硅片上芯片電路結(jié)構(gòu)最小程度的失真，這提高了芯片生產(chǎn)過程中的成品率，保證了集成電路的正常功能。在中國專利申請02141166.2中詳細(xì)描述了傳統(tǒng)的利用光學(xué)鄰近修正來校正掩膜圖案的方法。另外光學(xué)近似效應(yīng)修正也對集成電路制造技術(shù)的革新提供了極強(qiáng)的推動力，成為現(xiàn)在半導(dǎo)體的生產(chǎn)過程中必不可少的一個環(huán)節(jié)。
光學(xué)鄰近修正一般分為基于規(guī)則的OPC(rule based OPC)以及基于模型的OPC(model based OPC)，前者是在后處理過程為所有滿足給定規(guī)范的圖案加上增強(qiáng)型特征圖案；而后者可以對特征圖案的實際曝光結(jié)果進(jìn)行仿真，速度雖慢但更精確，其利用模型方法添加增強(qiáng)型特征圖案可實現(xiàn)仿真特征圖案與物理設(shè)計的匹配。
目前在應(yīng)用光學(xué)鄰近修正時，對兩維結(jié)構(gòu)來說最困難的是對線端(Line-end)的建模和精確模擬，因為其與一維結(jié)構(gòu)相比，具有局部更高或更低的閾值，這個問題在使用恒量閾建模方法時尤其不能避免。而現(xiàn)在實際操作方法是對線端掩膜重新定位，擴(kuò)大線端掩膜的延伸值，以減少建模錯誤，這個方法還不能解決根本性問題，它不能精確建模來模擬和修正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種可以精確建模來進(jìn)行模擬和修正的方法，并且保持現(xiàn)有的恒量閾建模方法，不至于改變整個工藝步驟。
本發(fā)明提出一種在光刻制程中利用數(shù)據(jù)建模對掩膜圖案進(jìn)行光學(xué)鄰近修正的方法，包括以下步驟測量收集光刻形成的長條形電路的線寬數(shù)據(jù)；測量收集光刻形成的長條形電路中相鄰近的兩個線端間距數(shù)據(jù)，其中所采取的測量位置偏離線端的中線一定距離，較佳是偏離中線距離為所測得線寬的10％；利用數(shù)學(xué)模型方法將采集的數(shù)據(jù)建立模型，以此模型對掩膜版上的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行光學(xué)鄰近修正。
本發(fā)明方法的優(yōu)點在于，它仍然保持現(xiàn)有的恒量閾建模方法，不改變工藝步驟，和目前采用的技術(shù)相比，不同之處僅在于測量相鄰近的兩個線端間距時，其采用的測量位置偏離了現(xiàn)有技術(shù)采用的中線位置。而通過這種測量位置的改變，所取得的效果十分明顯，采用本發(fā)明的技術(shù)方案之后，基于模型的OPC對掩膜版的修正精確性有了明顯提高。從圖2至圖5可以看出應(yīng)用本發(fā)明方法后測得的數(shù)據(jù)都穩(wěn)定于小范圍內(nèi)，這樣就可以很好地解決局部更高或更低閾值的問題。
為了更容易理解本發(fā)明的目的、特征以及其優(yōu)點，下面將配合附圖和實施例對本發(fā)明加以詳細(xì)說明。


圖1a是本發(fā)明測量所述線寬和線端間距的測量位置示意圖，1表示實際光刻后得到的電路結(jié)構(gòu)形狀，2表示理想的電路結(jié)構(gòu)形狀；3是長條形電路的線寬，4是長條形電路中相鄰近兩個線端的間距；圖1b是本發(fā)明在測量線端間距時，測量位置偏離線端中線一定距離的示意圖，5是線端的中線，6是按本發(fā)明方法所測的線端間距，7是測量位置偏離中線的距離；圖2至圖5說明本發(fā)明的效果，是應(yīng)用本發(fā)明方法后，所測得的各種不同離散型數(shù)據(jù)分布示意圖。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明的工藝，下面結(jié)合一個本發(fā)明的優(yōu)選實施例作進(jìn)一步說明，但其不限制本發(fā)明。
如圖1a至圖1b所示，在光刻制程中，由于存在光學(xué)鄰近效應(yīng)(OpticalProximity Effect)，在從掩膜復(fù)制硅片過程中產(chǎn)生失真，例如圖1a至1b中，實際光刻后得到的電路結(jié)構(gòu)形狀1和理想的電路結(jié)構(gòu)形狀2之間有較大差異。修正這種失真的方法步驟為，首先測量光刻制程的產(chǎn)品電路結(jié)構(gòu)中如圖1a至1b所示的線寬3，采集數(shù)據(jù)；再測量兩個相鄰近線端間的距離，所采取的測量位置偏離線端中線一段距離7，距離7約為線寬的10％，最后實際測得為線端間距6，采集數(shù)據(jù)。然后利用數(shù)學(xué)模型方法用這些數(shù)據(jù)建立模型，以之對掩膜版上的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)償修正，從而達(dá)到電路結(jié)構(gòu)最小程度的失真。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)的范圍由權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種在光刻制程中利用數(shù)據(jù)建模對掩膜圖案進(jìn)行光學(xué)鄰近修正的方法，其通過對光刻制程的產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)測量采集來建立模型，用于預(yù)先對掩膜版上的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)償性修正，包括以下步驟測量收集光刻形成的長條形電路的線寬數(shù)據(jù)；測量收集光刻形成的長條形電路中相鄰近兩個線端的間距數(shù)據(jù)；將采集的數(shù)據(jù)建立模型，利用此模型對掩膜版上的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行光學(xué)鄰近修正；其特征在于，在測量線端間距時，所采取的測量位置偏離線端的中線一定距離。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將采集的數(shù)據(jù)建立模型是應(yīng)用數(shù)學(xué)模型方法來完成。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在測量線端間距時，所采取的測量位置偏離線端的中線距離為線寬的10％～20％。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在測量線端間距時，所采取的測量位置偏離線端的中線距離為10～20納米。
5.一種用于半導(dǎo)體光刻制程的掩膜，經(jīng)過基于模型的光學(xué)鄰近修正處理，其特征在于，這種掩膜是通過以下方法得到的測量收集光刻形成的長條形電路的線寬數(shù)據(jù)；測量收集光刻形成的長條形電路中相鄰近兩個線端的間距數(shù)據(jù)，在測量線端間距時，所采取的測量位置偏離線端的中線一定距離。將采集的數(shù)據(jù)建立模型，利用此模型對掩膜版上的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行光學(xué)鄰近修正，得到修正后的掩膜版。
6.如權(quán)利要求5所述的掩膜，其中在測量線端間距時，所采取的測量位置偏離線端的中線距離為線寬的10％～20％。
7.如權(quán)利要求5所述的掩膜，其中在測量線端間距時，所采取的測量位置偏離線端的中線距離為10～20納米。
8.如權(quán)利要求5所述的掩膜，其中將采集的數(shù)據(jù)建立模型是應(yīng)用數(shù)學(xué)模型方法來完成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在光刻制程中利用數(shù)據(jù)建模對掩膜圖案進(jìn)行光學(xué)鄰近修正的方法，適用于集成電路的兩維結(jié)構(gòu)修正。其在常規(guī)方法的基礎(chǔ)上，調(diào)整了在測量相鄰近的兩個線端間距時所采取的測量位置，通過測量位置的改變，可以達(dá)到更好地建模，精確模擬和修正的目的。
文檔編號H01L21/02GK1818790SQ20051002393
公開日2006年8月16日 申請日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者洪齊元, 張斌, 王謹(jǐn)恒 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司