光學鄰近校正模型的校正方法

光學鄰近校正模型的校正方法
【專利摘要】一種光學鄰近校正模型的校正方法，包括：提供多個具有圖形的半導體襯底，所述多個具有圖形的半導體襯底分別在不同光刻條件下獲得；分別對所述多個具有圖形的半導體襯底中的圖形進行采樣，獲得多組采樣數據，同一具有圖形的半導體襯底的采樣數據為一組；提供待校正的光學鄰近校正模型；利用每一組采樣數據分別對所述待校正的光學鄰近校正模型進行校正，獲得多個校正的光學鄰近校正模型，一種光刻條件對應一個校正的光學鄰近校正模型。解決現有技術中在某些光刻條件下獲得的光刻膠圖形并不理想，仍有光學鄰近效應產生的圖形粘連現象。
【專利說明】光學鄰近校正模型的校正方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體【技術領域】，尤其涉及光學鄰近校正模型的校正方法。
【背景技術】
[0002]在半導體制造過程中，光刻工藝是集成電路生產中最重要的工藝步驟之一。隨著半導體制造技術的發展，特征尺寸越來越小，對光刻工藝中分辨率的要求就越來越高。光刻分辨率是指通過光刻機在娃片表面能曝光的最小特征尺寸(critical dimension,⑶),是光刻技術中重要的性能指標之一。
[0003]然而，隨著半導體技術的發展，半導體器件的特征尺寸越來越小，當特征尺寸接近甚至小于光刻工藝中所使用的光波波長時，由于光的衍射和干涉現象，實際硅片上得到的光刻圖形與掩膜版上的圖形之間存在一定的變形和偏差，這種現象稱為光學鄰近效應(OPE, Optical Proximity Effect)。為了消除光刻中的光學鄰近效應,一種有效的方法是光學鄰近效應校正(OPC,Optical Proximity Correction)方法,使形成在掩模版上的圖形為經過光學鄰近校正后的圖形，之后將掩模版上的圖形轉移至光刻膠層上時，就不會產生光學鄰近效應。現有技術中，由于掩模版上的圖形具有多樣性，如果在制作掩模版時，對每一種圖形均進行光學鄰近校正，光學鄰近校正的處理時間很長，造成掩模版制造成本增加。
[0004]為了縮短進行光學鄰近校正的時間，現有技術中提出了一種基于模型的光學鄰近校正。現有技術的光學鄰近校正模型的建立方法通常為:提供待校正的光學鄰近校正模型，然后在不同的光刻條件下進行數據采樣獲得采樣數據，之后利用該采樣數據對待校正的光學鄰近校正模型進行校正后獲得校正的光學鄰近校正模型。
[0005]然而，隨著半導體器件的特征尺寸越來越小，利用現有技術的方法獲得的光學鄰近校正模型制作掩模版，之后利用該掩模版進行光刻工藝時發現:在某些光刻條件下獲得的光刻膠圖形并不理想，仍有光學鄰近效應產生的圖形粘連現象。
[0006]更多基于模型的光學鄰近校正模型的內容，可以參考2011年I月5日公布的公布號為CN101937171A的中國專利文獻。

【發明內容】

[0007]本發明解決的問題是利用現有技術方法獲得的光學鄰近校正模型制作掩模版，利用該掩模版在某些光刻條件下獲得的光刻膠圖形并不理想，仍有光學鄰近效應產生的圖形粘連現象。
[0008]為解決上述問題，本發明提供一種光學鄰近校正模型的校正方法，包括:
[0009]提供多個具有圖形的半導體襯底，所述多個具有圖形的半導體襯底分別在不同光刻條件下獲得；
[0010]分別對所述多個具有圖形的半導體襯底中的圖形進行采樣，獲得多組采樣數據，同一具有圖形的半導體襯底的采樣數據為一組；
[0011]提供待校正的光學鄰近校正模型；[0012]利用每一組采樣數據分別對所述待校正的光學鄰近校正模型進行校正，獲得多個校正的光學鄰近校正模型，一種光刻條件對應一個校正的光學鄰近校正模型。
[0013]可選的，所述光刻條件包括:光照的能量、光源和半導體襯底之間的距離。
[0014]可選的，所述具有圖形的半導體襯底的獲得方法包括:
[0015]提供半導體襯底；
[0016]提供測試掩模版；
[0017]在所述半導體襯底上形成光刻膠層；
[0018]利用所述測試掩模版對所述光刻膠層進行曝光；
[0019]對曝光后的光刻膠層進行顯影，將所述光刻膠層圖形化；
[0020]以圖形化后的光刻膠層為掩模，刻蝕所述半導體襯底，在所述半導體襯底上形成圖形，之后去除圖形化后的光刻膠層。
[0021]可選的，利用掃描電鏡分別對所述多個具有圖形的半導體襯底中的圖形進行采樣。
[0022]可選的，利用其中一組采樣數據對所述待校正的光學鄰近校正模型進行校正的方法包括:
[0023]設定校正策略；
[0024]基于所述校正策略，校正所述待校正的光學鄰近校正模型，獲得中間校正模型；
[0025]基于所述中間校正模型模擬光刻過程，獲得模擬圖形；
[0026]對所述模擬圖形進行數據采樣獲得模擬數據，判斷所述其中一組采樣數據對應的模擬數據與所述其中一組采樣數據之間的誤差是否小于預定值；
[0027]如果判斷結果為是，將所述中間校正模型作為校正的光學鄰近校正模型；
[0028]如果判斷結果為否，重新利用所述其中一組采樣數據校正所述待校正的光學鄰近校正模型。
[0029]可選的，重新利用所述其中一組數據校正所述待校正模型的步驟包括:
[0030]重新設定校正策略，之后，重復所述獲得中間校正模型、獲得中間模擬圖形、獲得中間模擬數據以及判斷的步驟，直至判斷結果為是。
[0031]可選的，所述校正策略包括:校正光學鄰近校正模型所采用的公式、公式中系數的參數、以及軟件進行計算時所采用的范圍和步長。
[0032]可選的，利用掃描電鏡對所述模擬圖形進行數據采樣獲得模擬數據。
[0033]可選的，對每一具有圖形的半導體襯底中的圖形進行采樣獲得采樣數據的方法包括:
[0034]對所述圖形進行η次數據采樣，η大于等于2 ；
[0035]計算每一個采樣點的η次采樣數據的平均值；
[0036]根據所述平均值計算每一采樣點采樣數據的方差；
[0037]舍棄方差大于預設值的采樣點的數據，將方差小于預設值的采樣點的平均值作為采樣數據。
[0038]可選的，所述圖形為規則圖形。
[0039]可選的，所述規則圖形包括圓形、直線其中之一或者它們的任意組合。
[0040]可選的，所述采樣數據為圓形的直徑和/或直線的線寬。[0041]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0042]本技術方案的光學鄰近校正模型的校正方法,在不同的光刻條件下，分別對待校正的光學鄰近校正模型進行校正，因此在每一種光刻條件下均獲得一種經校正的光學鄰近校正模型。當制造掩模版時，可以根據不同的光刻條件選擇與之對應的校正后的光學鄰近校正模型，這樣在利用掩模版進行光刻工藝時，可以根據光刻條件選擇合適的掩模版進行光刻工藝，相應的就可以避免現有技術方法獲得的光學鄰近校正模型進行掩模版的制作時，在某些光刻條件下獲得的光刻膠圖形并不理想，仍有光學鄰近效應產生的圖形粘連現象。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是利用現有技術的光學鄰近校正模型的校正方法獲得校正的光學鄰近校正模型后，利用該校正的光學鄰近校正模型分別在不同的光刻條件下模擬光刻過程時，模擬數據和實際的采樣數據之間的擬合誤差曲線圖；
[0044]圖2為本發明具體實施例的光學鄰近校正模型的校正方法的流程示意圖；
[0045]圖3是現有技術的擬合誤差曲線與本發明的擬合誤差曲線比較示意圖。
【具體實施方式】
[0046]基于【背景技術】中描述的現有技術中出現的問題，發明人認真研究了光刻的過程和光學鄰近校正模型的校正過程，發現造成以上問題的原因為:在光刻過程中，基臺的移動、光源的移動以及半導體襯底上膜層的厚度等都會影響光刻條件，比如光源的移動會造成焦點的變化、照射到膜層上的光的能量的變化，隨著半導體器件的特征尺寸越來越小，光刻條件的變化會影響光刻膠層的曝光、掩模版上的輔助圖形對光學鄰近效應的校正，因此會造成光刻過程中形成的圖形出現粘連等光學鄰近效應。
[0047]基于以上的分析，發明人剖析了:利用現有技術的光學鄰近校正模型的校正方法獲得校正的光學鄰近校正模型后，利用該校正的光學鄰近校正模型分別在不同的光刻條件下模擬光刻過程時，模擬數據和實際的采樣數據之間的擬合誤差。圖1為該模擬數據和實際的采樣數據之間的擬合誤差曲線圖。其中，橫坐標的Pi?P8分別代表不同的光刻條件，縱坐標代表擬合誤差，PO為標準光刻條件，在該光刻條件下擬合誤差最小。根據圖1可以獲知:在不同的光刻條件下，擬合誤差和標準點PO處的擬合誤差相差較大，因此光刻條件的變化會影響光刻膠層的曝光、掩模版上的輔助圖形對光學鄰近效應的校正，而現有技術中在所有的光刻條件下均使用相同的經校正的光學鄰近校正模型，因此會造成在有些光刻條形下形成的圖形出現粘連等光學鄰近效應。
[0048]基于以上原理,本技術方案的光學鄰近校正模型的校正方法，在不同的光刻條件下，分別對待校正的光學鄰近校正模型進行校正，因此在每一種光刻條件下均獲得一種經校正的光學鄰近校正模型。
[0049]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0050]在以下描述中闡述了具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣。因此本發明不受下面公開的【具體實施方式】的限制。
[0051]圖2為本發明具體實施例的光學鄰近校正模型的校正方法的流程示意圖，下面結合具體實施例以及圖2，詳細說明本發明具體實施例的光學鄰近校正模型的校正方法。
[0052]參考圖2，執行步驟S21，提供多個具有圖形的半導體襯底，所述多個具有圖形的半導體襯底分別在不同光刻條件下獲得。其中每一個具有圖形的半導體襯底的獲得方法均包括:提供半導體襯底；提供測試掩模版；在所述半導體襯底上形成光刻膠層；利用所述測試掩模版對所述光刻膠層進行曝光；對曝光后的光刻膠層進行顯影，將所述光刻膠層圖形化；以圖形化后的光刻膠層為掩模，刻蝕所述半導體襯底，在所述半導體襯底上形成圖形，之后去除圖形化后的光刻膠層。若要獲得在不同光刻條件下的多個具有圖形的半導體襯底，需要在相應的光刻條件下進行以上步驟來獲得對應的具有圖形的半導體襯底。其中，光刻條件包括:光照的能量、光源和半導體襯底之間的距離、焦點等。
[0053]其中半導體襯底的材料不做具體限制，可以為單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、II1- V族元素化合物、單晶碳化硅等本領域技術人員公知的其他材料。
[0054]本發明具體實施例中，半導體襯底上的圖形為規則圖形，該規則圖形包括圓形、直線其中之一或者它們的任意組合。
[0055]執行完步驟S21后，繼續參考圖2，執行步驟S22，分別對所述多個具有圖形的半導體襯底中的圖形進行采樣，獲得多組采樣數據，同一具有圖形的半導體襯底的采樣數據為一組。下面以一個具有圖形的半導體襯底的采樣為例說明本發明具體實施例的采樣過程，其他具有圖形的半導體襯底的采樣過程相同。
[0056]對一個具有圖形的半導體襯底進行采樣的具體方法為:將圖形劃分成多個采樣點，然后對多個采樣點進行η次數據采樣，η大于等于2，具體實踐中，可以根據實際需求確定η值，采樣使用的工具為掃描電鏡，但不限于掃描電鏡，也可以為本領域技術人員公知的其他采樣工具；接著，計算每一個采樣點的η次采樣數據的平均值，該計算步驟由軟件來完成；之后，根據所述平均值計算每一采樣點采樣數據的方差；舍棄方差大于預設值的采樣點的數據，將方差小于預設值的采樣點的平均值作為采樣數據。
[0057]由于數據采樣過程中，進行采樣所采用的工具例如掃描電鏡的精確度不夠高，會出現采樣獲得的數據可信度不高的問題，因此，本發明具體實施例中，采取對每一采樣點進行多次測量，取其平均值；然后根據每一采樣點采樣數據的方差判斷每一采樣點數據的可信度，如果采樣點采樣數據的方差大于預設值，則可以判定該采樣點的采樣數據不可信，將采樣點的采樣數據舍棄；如果采樣點采樣數據的方差小于預設值，則可以判定該采樣點的采樣數據可信，將該采樣點對應的平均值作為采樣數據。例如，假設方差的預設值為3nm，那么方差大于3nm的采樣點的采樣數據不可信，小于3nm的采樣點的采樣數據可信。
[0058]在本發明具體實施例中，半導體襯底上的圖形包括圓形、直線其中之一或者它們的任意組合，對圖形進行采樣時，對圓形圖形來說，為測量圓形的直徑，對直線圖形來說，為測量直線的線寬。則所述采樣數據為圓形的直徑和/或直線的線寬。
[0059]繼續參考圖2，執行步驟S23，提供待校正的光學鄰近校正模型。該步驟S23和步驟S21、步驟S22之間沒有先后順序之分。
[0060]進行采樣以及提供待校正的光學鄰近校正模型后，繼續參考圖2，執行步驟S24，利用每一組采樣數據分別對所述待校正的光學鄰近校正模型進行校正，獲得多個校正的光學鄰近校正模型，一種光刻條件對應一個校正的光學鄰近校正模型。本發明具體實施例中，利用每一組采樣數據對待校正的光學鄰近校正模型進行校正的方法均相同，下面以其中一組采樣數據說明對待校正的光學鄰近校正模型進行校正的方法。
[0061]本發明具體實施例中，利用其中一組采樣數據對所述待校正的光學鄰近校正模型進行校正的方法包括:設定校正策略；基于所述校正策略，校正所述待校正的光學鄰近校正模型，獲得中間校正模型；基于所述中間校正模型模擬光刻過程，獲得模擬圖形；對所述模擬圖形進行采樣獲得模擬數據，判斷所述其中一組采樣數據對應的模擬數據與所述其中一組采樣數據之間的誤差是否小于預定值；如果判斷結果為是，將所述中間校正模型作為校正的光學鄰近校正模型；如果判斷結果為否，重新利用所述其中一組采樣數據校正所述待校正的光學鄰近校正模型。
[0062]判斷所述其中一組采樣數據對應的中間模擬數據與所述其中一組采樣數據之間的誤差是否小于預定值的具體方法為:將該其中一組采樣數據進行擬合，獲得擬合圖形，然后將該其中一組采樣數據對應的模擬數據與擬合圖形進行比較，判斷該其中一組數據對應的模擬數據與所述其中一組采樣數據之間的誤差是否小于預定值。在其他實施例中，也可以將該其中一組采樣數據對應的模擬數據進行擬合，獲得擬合圖形，然后將該其中一組采樣數據與擬合圖形進行比較，判斷該其中一組采樣數據對應的模擬數據與該其中一組采樣數據之間的誤差是否小于預定值。
[0063]其中，對模擬圖形進行采樣使用的工具也可以為掃描電鏡，但不限于掃描電鏡。
[0064]其中，重新利用所述其中一組數據校正所述待校正模型的步驟包括:
[0065]重新設定校正策略，之后，重復所述獲得中間校正模型、獲得模擬圖形、獲得模擬數據以及判斷的步驟，直至判斷結果為是。
[0066]本發明具體實施例中，所述校正策略包括:校正光學鄰近校正模型所采用的公式、公式中系數的參數、以及軟件進行計算時所采用的范圍和步長。
[0067]圖3是現有技術的擬合誤差曲線與本發明的擬合誤差曲線比較示意圖，其中曲線A表示:利用本發明的光學鄰近校正模型的校正方法獲得校正的光學鄰近校正模型后，利用相應的校正的光學鄰近校正模型分別在不同的光刻條件下進行模擬光刻過程時，模擬數據和實際的采樣數據之間的擬合誤差曲線；其中曲線B表示:利用現有技術的光學鄰近校正模型的校正方法獲得校正的光學鄰近校正模型后，利用校正的光學鄰近校正模型分別在不同的光刻條件下進行模擬光刻過程時，模擬數據和實際的采樣數據之間的擬合誤差曲線。其中，橫坐標的pl?p8分別代表不同的光刻條件，縱坐標代表擬合誤差，p0為標準光刻條件。比較曲線A和曲線B可以獲知:本發明中不同光刻條件下的擬合誤差與標準光刻條件下的擬合誤差的差值，比現有技術中不同光刻條件下的擬合誤差與標準光刻條件下的擬合誤差的差值小。
[0068]本技術方案的光學鄰近校正模型的校正方法，在不同的光刻條件下，分別對待校正的光學鄰近校正模型進行校正，因此在每一種光刻條件下均獲得一種經校正的光學鄰近校正模型。當制造掩模版時，可以根據不同的光刻條件選擇與之對應的校正后的光學鄰近校正模型，這樣在利用掩模版進行光刻工藝時，可以根據光刻條件選擇合適的掩模版進行光刻工藝，相應的就可以避免現有技術方法獲得的光學鄰近校正模型進行掩模版的制作時，在某些光刻條件下獲得的光刻膠圖形并不理想，仍有光學鄰近效應產生的圖形粘連現象。
[0069]本發明雖然已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，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種光學鄰近校正模型的校正方法，其特征在于，包括: 提供多個具有圖形的半導體襯底，所述多個具有圖形的半導體襯底分別在不同光刻條件下獲得； 分別對所述多個具有圖形的半導體襯底中的圖形進行采樣，獲得多組采樣數據，同一具有圖形的半導體襯底的采樣數據為一組； 提供待校正的光學鄰近校正模型； 利用每一組采樣數據分別對所述待校正的光學鄰近校正模型進行校正，獲得多個校正的光學鄰近校正模型，一種光刻條件對應一個校正的光學鄰近校正模型。
2.如權利要求1所述的光學鄰近校正模型的校正方法，其特征在于，所述光刻條件包括:光照的能量、焦點、光源和半導體襯底之間的距離。
3.如權利要求1所述的光學鄰近校正模型的校正方法，其特征在于，所述具有圖形的半導體襯底的獲得方法包括: 提供半導體襯底； 提供測試掩模版； 在所述半導體襯底上形成光刻膠層； 利用所述測試掩模版對所述光刻膠層進行曝光； 對曝光后的光刻膠層進行顯影，將所述光刻膠層圖形化； 以圖形化后的光刻膠層為掩模，刻蝕所述半導體襯底，在所述半導體襯底上形成圖形，之后去除圖形化后的光刻膠層。
4.如權利要求1所述的光學鄰近校正模型的校正方法，其特征在于，利用掃描電鏡分別對所述多個具有圖形的半導體襯底中的圖形進行采樣。
5.如權利要求1所述的光學鄰近校正模型的校正方法，其特征在于，利用其中一組采樣數據對所述待校正的光學鄰近校正模型進行校正的方法包括: 設定校正策略； 基于所述校正策略，校正所述待校正的光學鄰近校正模型，獲得中間校正模型； 基于所述中間校正模型模擬光刻過程，獲得模擬圖形； 對所述模擬圖形進行采樣獲得模擬數據，判斷所述其中一組采樣數據對應的模擬數據與所述其中一組采樣數據之間的誤差是否小于預定值； 如果判斷結果為是，將所述中間校正模型作為校正的光學鄰近校正模型； 如果判斷結果為否，重新利用所述其中一組采樣數據校正所述待校正的光學鄰近校正模型。
6.如權利要求5所述的光學鄰近校正模型的校正方法，其特征在于，重新利用所述其中一組數據校正所述待校正模型的步驟包括: 重新設定校正策略，之后，重復所述獲得中間校正模型、獲得模擬圖形、獲得模擬數據以及判斷的步驟，直至判斷結果為是。
7.如權利要求5所述的光學鄰近校正模型的校正方法，其特征在于，所述校正策略包括:校正光學鄰近校正模型所采用的公式、公式中系數的參數、以及軟件進行計算時所采用的范圍和步長。
8.如權利要求5所述的光學鄰近校正模型的校正方法,其特征在于,利用掃描電鏡對所述模擬圖形進行采樣獲得模擬數據。
9.如權利要求1所述的光學鄰近校正模型的校正方法，其特征在于，對每一具有圖形的半導體襯底中的圖形進行采樣獲得采樣數據的方法包括: 對所述圖形進行η次數據采樣，η大于等于2 ； 計算每一個采樣點的η次采樣數據的平均值； 根據所述平均值計算每一采樣點采樣數據的方差； 舍棄方差大于預設值的采樣點的數據，將方差小于預設值的采樣點的平均值作為采樣數據。
10.如權利要求1所述的光學鄰近校正模型的校正方法，其特征在于，所述圖形為規則圖形。
11.如權利要求10所述的校正光學鄰近校正模型的方法，其特征在于，所述規則圖形包括圓形、直線其中之一或者它們的任意組合。
12.如權利要求11所述的校光學鄰近校正模型的方法，其特征在于，所述采樣數據為圓形的直徑和/或直線的線寬。
【文檔編號】G03F1/36GK103631085SQ201210313494
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月29日 優先權日:2012年8月29日
【發明者】王輝, 時雪龍 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司