專利名稱：光學近距修正的方法
技術領域：
本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及光學近距修正(OPC, Optical Proximity Correction)的方法。
背景技術：
隨著半導體制造技術的飛速發展，半導體器件為了達到更快的運算速度、 更大的資料存儲量以及更多的功能，半導體芯片向更高集成度方向發展；而 半導體芯片的集成度越高，半導體器件的臨界尺寸(CD， Critical Dimension ) 越小。在卯nm工藝條件下，超大規模集成電路應用的CD已經進入到幾十到 幾百納米的范圍。
為了實現微小的CD，必須使光掩模上更加精細的圖像聚焦在半導體襯底 的光刻膠上，并且必須增加光學分辨率，以制造接近光掩模工藝中光學分辨 率極限的半導體器件。分辨率增強技術包括利用短波長光源、相移掩膜方法 和利用軸外照射(OAI， Off-Axis Illumination)的方法。申請號為02131645.7 的中國專利申請公開了一種軸外照射方法，理論上講，在利用OAI的情況下， 分辨率大約比利用傳統照射時的分辨率高約1.5倍，并且能夠增加聚焦深度 (DOF, depth of focus )。通過OAI技術，由光學系統印制在襯底上線寬CD 的最小空間周期可以被進一步縮短，但是會產生光學近距效應。光學近距效 應源于當光掩模上節距非常靠近的電路圖形以微影方式轉移到半導體襯底的 光刻膠上時，由于相鄰圖形的光波互相作用，亦即衍射，而造成最后轉移到 光刻膠上的圖案圖形的扭曲失真，產生依圖案形狀而定的變動。在深亞微米 器件中，由于線條非常密集，光學近距效應會降低光學系統對于曝光圖形的 分辨率。光學近距效應修正方法是預先修正光掩模上的圖形，例如在光掩模上使
用亞衍射極限輔助散射條(SRAF， Sub-Resolution Assist Features)作為輔助 圖形的方法。具體如專利號為95102281.4的中國專利所公開的技術方案，如圖 l所示，在光學近矩修正軟件的電路布局圖中，在相鄰的待曝光圖形10之間加 入一個待曝光輔助圖形15,其中待曝光輔助圖形15與待曝光圖形10平行。所 述待曝光輔助圖形15為亞衍射極限輔助散射條，用以減弱通過相鄰待曝光圖 形IO之間的光強度；然后再將在OPC軟件中設計好的待曝光圖形IO和待曝光 輔助圖形15—起輸入至光掩模制造設備中，設備會根據輸入的待曝光圖形10 和待曝光輔助圖形15大小和位置自動在光掩模版上用鉻層或移相器形成電路 圖形和輔助圖形。這里的待曝光輔助圖形15的尺寸依待曝光圖形10而定，待 曝光輔助圖形15的寬度為待曝光圖形10寬度的2/5至4/5，長度大概為相鄰待曝 光圖形10的間距減去待曝光輔助圖形15寬度的2至3倍，待曝光輔助圖形15寬 為20 nm至45nm，長為80 nm至120nm。由于光掩模版上的輔助圖形反映到 半導體襯底上時，由于光掩模版上的輔助圖形尺寸小于光刻機的解析度，因 此在半導體襯底上不會形成對應于輔助圖形的光刻膠膜圖形，這種加入亞衍 射極限輔助散射條的方法很適合用來修正相對孤立的圖形使其顯得更為密 集，增加孤立的圖形曝光后的DOF而提高微影的質量，同時密集的圖形結構 可大幅增加制程的自由度。
由于現有半導體器件的集成度越來越高，電路圖形的密度也越來越集中， 因此對于輔助圖形與電路圖形之間的距離的確定也越來越重要，如果距離過 小會造成輔助圖形被解析到晶圓上，導致污染情況；如果距離過大又會造成 對制程窗口的提高效果不大的情況。
因此現有技術，先制作一個測試光掩模版，在測試光掩模版上制作一個 電路圖形，并在電路圖形周圍形成多個與電路圖形距離不同的輔助圖形，這 些輔助圖形與電路圖形的距離為50nm 120nm;然后將測試光掩模版上的電路圖形與其最近的輔助圖形轉移至半導體襯底上，觀察電路圖形的成像效 果......將測試光掩模版上的電路圖形與其最遠的輔助圖形轉移至半導體襯底
上，觀察電路圖形的成像效果。根據成像效果，進而確定電路圖形與輔助圖 形的最佳距離，將確定的電路圖形和與電路圖形有最佳距離的輔助圖形用于
后續的工藝。如果電路圖形的CD值變化，那么就需要重新再布置電路圖形與
輔助圖形的距離。
現有技術選取與電路圖形距離最佳的輔助圖形需要的時間較長， 一般要
花費9人x24小時/天x l月。
發明內容
本發明解決的問題是提供一種光學近距修正的方法，降低選取與電路圖 形距離最佳的輔助圖形時耗費時間。
為解決上述問題，本發明提供一種光學近距修正的方法，包括下列步驟
a. 對待曝光輔助圖形的臨界尺寸范圍采樣取值，獲得臨界尺寸范圍離散 值，對待曝光輔助圖形與待曝光圖形的距離范圍采樣取值，獲得距離范 圍離散值；
b. 將所有的臨界尺寸范圍離散值與所有距離范圍離散值進行組合形成離 散值組合對；
c. 選取一個未使用的離散值組合對，根據與待曝光圖形的距離取值，將對 應的待曝光輔助圖形放入待曝光圖形周圍；
d. 對待曝光圖形進行光學近距修正；
e. 仿真待曝光圖形在失焦和曝光能量偏移情況下在晶圓上的邊緣布置誤
差；
f. 如有剩余的離散值組合對，則重復c e步驟；如沒有，比較各離散值組 合對的待曝光輔助圖形對應的邊緣布置誤差；g.選取邊緣布置誤差最小的離散值組合對，將對應的待曝光輔助圖形與待 曝光圖形轉移至光罩上。
所述待曝光輔助圖形的臨界尺寸范圍為10nm 60nm。 所述待曝光輔助圖形與待曝光圖形的距離范圍為50nm 200nm。 所述離散值為自然數值。
所述邊緣布置誤差為理想的圖形臨界尺寸與仿真后待曝光圖形在晶圓上 的臨界尺寸的差值。
與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明對待曝光輔助圖形的臨 界尺寸范圍內及與待曝光圖形的距離范圍內的所有臨界尺寸范圍離散值與所 有距離范圍離散值進行組合形成離散值組合對；選取一個未使用的離散值組 合對，根據與待曝光圖形的距離取值，將對應的待曝光輔助圖形放入待曝光 圖形周圍，進行光學近距修正及仿真，選取邊緣布置誤差最小的離散值組合 對，將對應的待曝光輔助圖形與待曝光圖形轉移至光罩上。由于在制作光罩 前選取與待曝光圖形距離最佳且臨界尺寸最佳的待曝光輔助圖形，修正及仿 真所需的時間短， 一般為6小時。
圖1是現有技術使用SRAF為輔助圖形的示意圖； 圖2是本發明光學近距修正的流程圖； 圖3至圖4是本發明光學近距修正的實施例示意圖。
具體實施例方式
本發明對待曝光輔助圖形的臨界尺寸范圍內及與待曝光圖形的距離范圍 內的所有臨界尺寸范圍離散值與所有距離范圍離散值進行組合形成離散值組 合對；選取一個未使用的離散值組合對，根據與待曝光圖形的距離取值，將 對應的待曝光輔助圖形放入待曝光圖形周圍，進行光學近距修正及仿真，選取邊緣布置誤差最小的離散值組合對，將對應的待曝光輔助圖形與待曝光圖 形轉移至光罩上。由于在制作光罩前選取與待曝光圖形距離最佳且臨界尺寸 最佳的待曝光輔助圖形，修正及仿真所需的時間短， 一般為6小時。為使本 發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。
圖2是本發明光學近距修正的流程圖。如圖2所示，執行步驟S201對待 曝光輔助圖形的臨界尺寸范圍采樣取值，獲得臨界尺寸范圍離散值，對待曝 光輔助圖形與待曝光圖形的距離范圍采樣取值，獲得距離范圍離散值；
本實施例中，所述待曝光輔助圖形的臨界尺寸范圍為10nm 60nm。
本實施例中，所述待曝光輔助圖形與待曝光圖形的距離范圍為 50nm 200nm。
所述離散值為自然數值。
執行步驟S202將所有的臨界尺寸范圍離散值與所有距離范圍離散值進行
組合形成離散值組合對；
執行步驟S203選取一個未使用的離散值組合對，根據與待曝光圖形的距
離取值，將對應的待曝光輔助圖形放入待曝光圖形周圍； 執行步驟S204對待曝光圖形進行光學近距修正； 本實施例中，對待曝光圖形的臨界尺寸進行光學近距修正。 執行步驟S205仿真待曝光圖形在失焦和曝光能量偏移情況下在晶圓上的
邊緣布置誤差；
本實施例中，所述邊緣布置誤差為理想的電路圖形臨界尺寸與仿真后待 曝光圖形在晶圓上的臨界尺寸的差值。
執行步驟S206是否有剩余的離散值組合對？如有，則重復執行步驟 S203 執行步驟S205;
執行步驟S207如沒有，比較各離散值組合對的待曝光輔助圖形對應的邊緣布置誤差；
執行步驟S208選取邊緣布置誤差最小的離散值組合對，將對應的待曝光 輔助圖形與待曝光圖形轉移至光罩上。
邊緣布置誤差越大，待曝光圖形變化范圍越大；而邊緣布置誤差越小， 則待曝光圖形變化范圍越小，那么這個離散值組合對對應的待曝光輔助圖形 越佳。
圖3至圖4是本發明光學近距修正的實施例示意圖。如圖3所示，在腳 本軟件中，對待曝光輔助圖形的臨界尺寸范圍采樣取值，獲得臨界尺寸范圍 離散值，對待曝光輔助圖形與待曝光圖形的距離范圍采樣取值，獲得距離范 圍離散值；然后將所有的臨界尺寸范圍離散值與所有距離范圍離散值進行組 合形成離散值組合對；選取待曝光輔助圖形21的臨界尺寸為H以及待曝光輔 助圖形21與待曝光圖形20的距離為L的離散值組合對。
根據與待曝光圖形20的距離取值為L，將對應的臨界尺寸為H的待曝光 輔助圖形21放入待曝光圖形20周圍；然后，對待曝光圖形20進行光學近距 修正，具體對待曝光圖形20的臨界尺寸進行光學近距修正。
因為要仿真光刻工藝的變化帶來的影響，而光刻工藝的變化主要就是失 焦和曝光能量偏移，因此仿真待曝光圖形20在失焦和曝光能量偏移情況下在 晶圓上的邊緣布置誤差，獲得待曝光圖形20臨界尺寸變化范圍。
記錄在待曝光輔助圖形21的臨界尺寸為H以及待曝光輔助圖形21與待 曝光圖形20的距離為L時待曝光圖形20臨界尺寸變化范圍。
本實施例中，所述待曝光輔助圖形的臨界尺寸范圍為10nm 60nm，具體 為10nm、 20nm、 30nm、 40nm、 50nm或60nm等。
所述待曝光輔助圖形與待曝光圖形的距離范圍為50nm 200nm，具體為 50nm、 60nm、 70nm、 80nm、 90nm、 100nm、 120nm、 140nm、 160nm、 180nm 或200nm等。本實施例中，離散值為自然數值。所述離散值組合對可以是臨界尺寸為
10nm、距離為50nm的組合，臨界尺寸為10nm、距離為60nm的組合，臨 界尺寸為10 nm、距離為80 nm的組合，臨界尺寸為10 nm、距離為100 nm 的組合，臨界尺寸為10nm、距離為120nm的組合，臨界尺寸為10 nm、距 離為140nm的組合，臨界尺寸為10nm、距離為160nm的組合，臨界尺寸為 10nm、距離為180nm的組合，臨界尺寸為10nm、距離為200腿的組合， 臨界尺寸為20nm、距離為60nm的組合，臨界尺寸為20nm、距離為80nm 的組合，臨界尺寸為20nm、距離為100nm的組合，臨界尺寸為20 nm、距 離為120nm的組合，臨界尺寸為20nm、距離為140nm的組合，臨界尺寸為 20nm、距離為160nm的組合，臨界尺寸為20nm、距離為180nm的組合， 臨界尺寸為20nm、距離為200nm的組合，臨界尺寸為40nm、距離為60nm 的組合，臨界尺寸為40nm、距離為80nm的組合，臨界尺寸為40nm、距離 為100 nm的組合，臨界尺寸為40 nm、距離為120 nm的組合，臨界尺寸為 40nm、距離為140nm的組合，臨界尺寸為40nm、距離為160腿的組合， 臨界尺寸為40nm、距離為180nm的組合，臨界尺寸為40nm、距離為200nm 的組合，臨界尺寸為60nm、距離為60nm的組合，臨界尺寸為60nm、距離 為80nm的組合，臨界尺寸為60nm、距離為100nm的組合，臨界尺寸為60 nm、距離為120nm的組合，臨界尺寸為60 nm、距離為140nm的組合，臨 界尺寸為60nm、距離為160nm的組合，臨界尺寸為60nm、距離為180nm 的組合，臨界尺寸為60nm、距離為200nm的組合等。
所述待曝光輔助圖形21的臨界尺寸為H,具體可以是10nm;以及待曝 光輔助圖形21與待曝光圖形20的距離為L,具體可以是60nm。
如圖4所示，從剩余的離散值組合對中，選取待曝光輔助圖形31的臨界 尺寸H，以及待曝光輔助圖形31與待曝光圖形20的距離L，的離散值組合對。
根據與待曝光圖形20的距離取值為L，，將對應的臨界尺寸為H'的待曝光輔助圖形31放入待曝光圖形20周圍；然后對待曝光圖形20進行光學近距修正。
仿真待曝光圖形20在失焦和曝光能量偏移情況下在晶圓上的邊緣布置誤 差，獲得待曝光圖形20臨界尺寸變化范圍。
記錄在待曝光輔助圖形31的臨界尺寸為H，以及待曝光輔助圖形31與 待曝光圖形20的距離為L'時待曝光圖形31臨界尺寸變化范圍。
本實施例中，所述待曝光輔助圖形31的臨界尺寸為H，，具體可以是 10nm;以及待曝光輔助圖形31與待曝光圖形20的距離為L，，具體可以是 70腿。
繼續進行上述選值、修正、仿真及統計步驟，直到對所有的臨界尺寸范 圍離散值與所有距離范圍離散值進行組合形成的離散值組合對對應的待曝光 輔助圖形放入待曝光圖形20周圍，對待曝光圖形20進行修正仿真以及獲取 邊緣布置誤差；并且選取邊緣布置誤差最小的離散值組合對，邊緣布置誤差 越小的離散值組合對對應的待曝光輔助圖形最好，即待曝光圖形20臨界尺寸 變化范圍越小。
本實施例中，所述邊緣布置誤差為理想的電路圖形臨界尺寸與仿真后待 曝光圖形在晶圓上的臨界尺寸的差值。
然后將邊緣布置誤差最小的離散值組合對對應的待曝光輔助圖形與待曝 光圖形轉移至光罩上。
本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發明，任何 本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和 修改，因此本發明的保護范圍應當以本發明權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種光學近距修正的方法，其特征在于，包括下列步驟a.對待曝光輔助圖形的臨界尺寸范圍采樣取值，獲得臨界尺寸范圍離散值，對待曝光輔助圖形與待曝光圖形的距離范圍采樣取值，獲得距離范圍離散值；b.將所有的臨界尺寸范圍離散值與所有距離范圍離散值進行組合形成離散值組合對；c.選取一個未使用的離散值組合對，根據與待曝光圖形的距離取值，將對應的待曝光輔助圖形放入待曝光圖形周圍；d.對待曝光圖形進行光學近距修正；e.仿真待曝光圖形在失焦和曝光能量偏移情況下在晶圓上的邊緣布置誤差；f.如有剩余的離散值組合對，則重復c～e步驟；如沒有，比較各離散值組合對的待曝光輔助圖形對應的邊緣布置誤差；g.選取邊緣布置誤差最小的離散值組合對，將對應的待曝光輔助圖形與待曝光圖形轉移至光罩上。
2. 根據權利要求1所述光學近距修正的方法，其特征在于所述待曝光輔助 圖形的臨界尺寸范圍為10nm 60nm。
3. 根據權利要求2所述光學近距修正的方法，其特征在于所述待曝光輔助 圖形與待曝光圖形的距離范圍為50nm 200nm。
4. 根據權利要求1所述光學近距修正的方法，其特征在于所述離散值為自 然數值。
5. 根據權利要求1所述光學近距修正的方法，其特征在于所述邊緣布置誤 差為理想的圖形臨界尺寸與仿真后待曝光圖形在晶圓上的臨界尺寸的差值。
全文摘要
一種光學近距修正的方法，包括對待曝光輔助圖形的臨界尺寸范圍采樣取值，獲得臨界尺寸范圍離散值，對待曝光輔助圖形與待曝光圖形的距離范圍采樣取值，獲得距離范圍離散值；將所有的臨界尺寸范圍離散值與所有距離范圍離散值進行組合形成離散值組合對；選取離散值組合對，根據與待曝光圖形的距離取值，將對應的待曝光輔助圖形放入待曝光圖形周圍；對待曝光圖形進行光學近距修正；仿真待曝光圖形在失焦和曝光能量偏移情況下在晶圓上的邊緣布置誤差；選取邊緣布置誤差最小的離散值組合對，將對應的待曝光輔助圖形與待曝光圖形轉移至光罩上。經上述步驟，選取與待曝光圖形距離最佳且臨界尺寸最佳的待曝光輔助圖形需要的時間短。
文檔編號G03F1/36GK101295129SQ20071004024
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月24日 優先權日2007年4月24日
發明者劉慶煒 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司