專利名稱：：使基于模型的光學(xué)近似修正更精確的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝中的光學(xué)近似修正方法，具體涉及使基于模型的光學(xué)近似修正更精確的方法。
背景技術(shù)：
：光刻技術(shù)是集成電路制造工藝發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，也是其中最復(fù)雜的一項(xiàng)技術(shù)。相對(duì)于其他的單個(gè)制造技術(shù)來(lái)說(shuō)，光刻對(duì)芯片性能的提高有著革命性的貢獻(xiàn)。在光刻工藝開(kāi)始之前，集成電路的結(jié)構(gòu)會(huì)先通過(guò)特定的設(shè)備復(fù)制到一塊較大(相對(duì)于生產(chǎn)用的硅片來(lái)說(shuō))名為掩膜版的石英玻璃片上，然后通過(guò)光刻設(shè)備產(chǎn)生特定波長(zhǎng)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(gè)從掩膜版復(fù)制硅片過(guò)程中，會(huì)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(huì)造成整個(gè)制造技術(shù)的失敗。這種失真是由于光學(xué)近似效應(yīng)(OpticalProximityEffect)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ǎ@項(xiàng)技術(shù)又稱作光學(xué)近似效應(yīng)修正，簡(jiǎn)稱OPC(OpticalProximityEffectCorrection)。通過(guò)計(jì)算集成電路生產(chǎn)中光刻工藝產(chǎn)生的一些數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行預(yù)先對(duì)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(guò)程中的成品率，保證了集成電路的正常功能。在中國(guó)專利申請(qǐng)O2141166.2中詳細(xì)描述了傳統(tǒng)的利用光學(xué)鄰近修正來(lái)校正掩膜圖案的方法。另外光學(xué)近似效應(yīng)修正也對(duì)集成電路制造技術(shù)的革新提供了極強(qiáng)的推動(dòng)力，成為現(xiàn)在半導(dǎo)體的生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。光學(xué)鄰近修正一般分為基于規(guī)則的OPC(rulebasedOPC)以及基于模型的OPC(modelbasedOPC)，前者是在后處理過(guò)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(duì)特征圖案的實(shí)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(shí)現(xiàn)仿真特征圖案與物理設(shè)計(jì)的匹配。在目前對(duì)基于模型的光學(xué)近似修正的實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)過(guò)光學(xué)近似修正后得到精確修正結(jié)果的唯一辦法是使其符合一個(gè)精確的模型，這種模型可以非常好地模擬和預(yù)測(cè)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而來(lái)的晶片數(shù)據(jù)點(diǎn)。但是，由于晶片數(shù)據(jù)“噪音”或者一些未知的數(shù)學(xué)建模中存在的物理現(xiàn)象，要在制程容許的殘數(shù)誤差范圍內(nèi)建立光學(xué)近似修正模型非常困難。如圖1所示，其中虛線所示為預(yù)期可接受的范圍，邊緣設(shè)置誤差(EPE，edgeplacementerror)表示實(shí)際值和目標(biāo)值之間的差，在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)有數(shù)據(jù)點(diǎn)在可接受范圍外。這樣直接導(dǎo)致光學(xué)近似修正的結(jié)果不夠精確。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述基于模型的OPC在實(shí)際應(yīng)用中由于“噪音”或者一些未知原因的影響導(dǎo)致建模困難，最終使修正結(jié)果不夠精確的缺點(diǎn)，提出本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于，提供一種使基于模型的光學(xué)近似修正更精確的方法，其根據(jù)現(xiàn)有修正方法的誤差制訂補(bǔ)償性的修正規(guī)則，根據(jù)這種規(guī)則修正后可以更好地控制光刻形成的特征圖案的關(guān)鍵尺寸(CD)，使數(shù)據(jù)模型趨向穩(wěn)定和收斂，將誤差控制在容許的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的方法，以光學(xué)近似修正模型模擬的結(jié)果和根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)的晶片數(shù)據(jù)集之間的差異為基礎(chǔ)，作出一個(gè)模型適合殘數(shù)誤差表(model-fitting-residual-errortable)，將其反饋至光學(xué)近似修正的方案，補(bǔ)償偏移量，即模型預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)際晶片數(shù)據(jù)間的差異，最后得到精確的后光學(xué)近似修正結(jié)果。使基于模型的光學(xué)近似修正更精確的方法應(yīng)用流程如下比較晶片的實(shí)際關(guān)鍵尺寸(CD)和由數(shù)據(jù)模型模擬得到的關(guān)鍵尺寸(CD)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型穩(wěn)定并且呈收斂性但是擬合誤差(fittingerror)超出預(yù)期范圍，據(jù)此判斷需要調(diào)整原來(lái)采用的基于模型的光學(xué)近似修正方法。為不同的關(guān)鍵尺寸(CD)，pitch(空間間距)以及線端(line-ends)等根據(jù)實(shí)測(cè)和模擬結(jié)果用數(shù)學(xué)建模的方法作出模型適合殘數(shù)誤差表，據(jù)此生成相對(duì)保守的重新定位關(guān)鍵尺寸的數(shù)據(jù)表。先用上述重新定位關(guān)鍵尺寸的表進(jìn)行基于規(guī)則的光學(xué)鄰近修正，其修正規(guī)則為，符合表中規(guī)定的間距以及寬度的關(guān)鍵尺寸的都用其中對(duì)應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行修正，然后進(jìn)行基于模型的光學(xué)鄰近修正。本發(fā)明方法的流程如圖2所示，在用傳統(tǒng)的方法準(zhǔn)備穩(wěn)定和收斂的數(shù)據(jù)擬合模型時(shí)，先判斷擬合誤差是否在所需要的范圍之外，如果不在所需范圍之外，就直接按照傳統(tǒng)方法執(zhí)行基于模型的OPC；如果擬合誤差在所需要的范圍之外，則先按照前述的方法作出模型適合殘數(shù)誤差表，根據(jù)此表重新定位關(guān)鍵尺寸后，再回到傳統(tǒng)方法執(zhí)行基于模型的OPC。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)用上述的規(guī)則預(yù)先對(duì)關(guān)鍵尺寸進(jìn)行修正，可以使數(shù)據(jù)模型更加穩(wěn)定和收斂。這是因?yàn)?，如果要在不增加這樣一個(gè)模型適合殘數(shù)誤差表的前提下，而強(qiáng)硬的去擬合這樣一個(gè)模型，由于沒(méi)有足夠的物理行為支持，很容易導(dǎo)致模型的不收斂。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于，這一模型適合殘數(shù)誤差表可以詳細(xì)而充分的補(bǔ)償模型擬合與實(shí)際數(shù)據(jù)之間的差異，所以用這樣的方法可以更好地控制關(guān)鍵尺寸，放松制程容許范圍。圖3所示為經(jīng)過(guò)本發(fā)明方法進(jìn)一步修正后的空間間距關(guān)鍵尺寸變化表，其中虛線所示為預(yù)期可接受的范圍，數(shù)據(jù)點(diǎn)都在可接受范圍內(nèi)，這樣就可以使光學(xué)近似修正的結(jié)果比傳統(tǒng)的方法更加精確。附圖是說(shuō)明書的一個(gè)組成部分，附圖與說(shuō)明書的文字部分一起說(shuō)明本發(fā)明的原理和特征圖1是比較晶片的實(shí)際關(guān)鍵尺寸和由數(shù)據(jù)模型模擬得到的關(guān)鍵尺寸擬合誤差圖表；圖2是本發(fā)明方法的流程圖；圖3是經(jīng)過(guò)本發(fā)明方法進(jìn)一步修正后的空間間距關(guān)鍵尺寸變化圖表。具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明的工藝，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但這些實(shí)施例不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制。首先比較晶片的實(shí)際關(guān)鍵尺寸(CD)和由數(shù)據(jù)模型模擬得到的關(guān)鍵尺寸(CD)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型穩(wěn)定并且呈收斂性但是擬合誤差(fittingerror)超出預(yù)期范圍，如圖1所示，其中虛線所示為預(yù)期可接受的范圍，有幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)在可接受范圍外，據(jù)此判斷需要修正原來(lái)采用的基于模型的光學(xué)近似修正方法。為不同的關(guān)鍵尺寸(CD)，空間間距(pitch)以及線端(line-ends)等根據(jù)實(shí)測(cè)和模擬結(jié)果用數(shù)學(xué)建模的方法作出模型適合殘數(shù)誤差表，其中模型擬合和實(shí)際數(shù)據(jù)之間的差值就是這個(gè)表的值。再據(jù)此生成相對(duì)保守的用于重新定位關(guān)鍵尺寸的下表1，具體方法是根據(jù)上表得出的值，同時(shí)考慮掩膜板的影響，即根據(jù)掩膜誤差增加因子(MEEFmaskerrorenhancementfactor)計(jì)算出在各種環(huán)境中需要預(yù)補(bǔ)的值，才可以使最終硅片上的尺寸和想要的目標(biāo)一致。表1其中間距(dutyratio)＝結(jié)構(gòu)特征的線間距/線本身寬度先用上述用于重新定位關(guān)鍵尺寸的表進(jìn)行基于規(guī)則的光學(xué)鄰近修正，其修正規(guī)則如表1所示，符合表中規(guī)定的間距以及寬度的關(guān)鍵尺寸的都用其中對(duì)應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行修正，然后再進(jìn)行基于模型的光學(xué)鄰近修正。修正后的關(guān)鍵尺寸誤差統(tǒng)計(jì)如圖3所示，其變動(dòng)范圍都在虛線表示的可接受范圍內(nèi)。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(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)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(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。權(quán)利要求1.一種使基于模型的光學(xué)近似修正更精確的方法，其特征在于在進(jìn)行基于模型的光學(xué)近似修正之前，先進(jìn)行基于規(guī)則的光學(xué)近似修正，其中基于規(guī)則的光學(xué)近似修正用來(lái)補(bǔ)償模型預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和真實(shí)晶片數(shù)據(jù)之間的偏移量。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括以下步驟比較晶片的實(shí)際關(guān)鍵尺寸和由數(shù)據(jù)模型模擬得到的關(guān)鍵尺寸，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型穩(wěn)定并且呈收斂性但是擬合誤差超出預(yù)期范圍，據(jù)此判斷需要修正原來(lái)采用的基于模型的光學(xué)近似修正方法；為不同的關(guān)鍵尺寸，空間間距以及線端等根據(jù)實(shí)測(cè)和模擬結(jié)果用數(shù)學(xué)建模的方法作出模型適合殘數(shù)誤差表，據(jù)此生成相對(duì)保守的重新定位關(guān)鍵尺寸的數(shù)據(jù)表；先用上述重新定位關(guān)鍵尺寸的表進(jìn)行基于規(guī)則的光學(xué)鄰近修正，其修正規(guī)則為，符合表中規(guī)定的間距以及寬度的關(guān)鍵尺寸的都用對(duì)應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行修正，然后進(jìn)行基于模型的光學(xué)鄰近修正。全文摘要本發(fā)明提出一種使基于模型的光學(xué)近似修正更精確的方法，其根據(jù)現(xiàn)有光學(xué)近似修正方法的誤差制訂補(bǔ)償性的修正規(guī)則，根據(jù)這種規(guī)則修正后可以更好地控制光刻形成的特征圖案的關(guān)鍵尺寸(CD)，使數(shù)據(jù)模型趨向穩(wěn)定和收斂，將誤差控制在容許的范圍內(nèi)。文檔編號(hào)H01L21/00GK101086623SQ20061002744公開(kāi)日2007年12月12日申請(qǐng)日期2006年6月8日優(yōu)先權(quán)日2006年6月8日發(fā)明者洪齊元,高根生,張斌,鄧澤希申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司