[發明專利]掩膜板的光學鄰近校正方法

有效

• 申請號: 201210101392.1
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN103365071A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 王輝
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G03F1/36
• 分類號: G03F1/36
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

技術領域

本發明涉及半導體制造技術，特別涉及一種光刻技術中的掩膜板的光學鄰近校正方法。

背景技術

光刻技術是集成電路制造過程中的關鍵技術，對集成電路性能的提高起著至關重要的作用。在集成電路制造之前，集成電路的結構會事先通過掩膜板制造設備復制到如采用石英玻璃制成的掩膜板(mask)上。在集成電路制造過程中，需要將掩膜板上的集成電路結構復制到所生產的集成電路所在的襯底上，比如在襯底上涂覆光刻膠，通過光刻機產生特定波長的光，將掩膜板上的集成電路結構圖案復制到光刻膠上(光刻膠的圖形化)，再以光刻膠為掩膜對襯底進行刻蝕等后續工藝制成集成電路。

隨著集成電路制造技術的發展，表征集成電路制造技術先進程度的最小特征尺寸，即關鍵尺寸(CD，Critical?Dimension)變得越來越小，從而集成電路的集成度也就變得越來越高，同時對于光刻技術的要求也越來越高(所要達到的特征尺寸越來越小)。由于現在集成電路的特征尺寸數量級已經與光刻設備的曝光波長相當，因此在進行光刻過程中，集成電路結構圖案在從掩膜板復制到光刻膠的時候會產生失真，即光學鄰近效應(OPE，Optical?Proximity?Effect)，這主要是由于光在傳播時，通過掩膜板所產生的衍射和干涉現象導致的。

由于光學鄰近效應的嚴重性已經嚴重阻礙了集成電路特征尺寸的進一步減小，因此業界便提出了光學鄰近校正(OPC，Optical?Proximity?Correction)方法。該方法對集成電路設計圖案進行預先修改，使得修改補償的量能夠正好補償光刻機曝光系統所產生的光學鄰近效應。從而使用經過光學鄰近校正方法后的圖案做成掩膜板，再利用該掩膜板進行曝光，這樣便能在襯底上得到最初想要的電路結構。光學鄰近校正方法，是利用計算機通過計算集成電路生產中光刻工藝產生的一些數據來對掩膜板上的電路圖案進行預先補償的。目前該方法已經是半導體生產過程中必不可少的一個環節。

光學鄰近校正方法一般分為兩類：基于規則(rule)的OPC和基于模型(model)的OPC。基于規則的OPC是較早時所采用的方法，但是期計算過程數據量大，隨著集成電路特征尺寸的縮小，集成度的日趨復雜，基于規則的OPC已經變得力不從心。當前行業內所普遍采用的是采用基于模型的OPC，該方法對特征圖案的實際曝光結果進行仿真，利用模型方法添加增強型特征圖案實現仿真特征圖案與物理設計的匹配。

基于模型的OPC中有一個建模過程，先在標準片上放置預先設計的測試圖案，收集到一組真實光刻晶片的數據，然后使用同樣的測試圖案，利用OPC建模工具進行模擬。將模擬得到的圖案尺寸與相對應的真實晶片數據進行對比，如果二者符合的很好，那么就可以認為現有這些有限的樣品空間(sampling?space)中，經過模擬所得到的模型可以很好的描述整個光學系統和化學效應。因此，利用該模擬所得到的模型就可以定量預知在各種情況下的光學鄰近效應，從而可以用來進行光學鄰近修正。

現有基于模型的OPC，是在光學模型中使用一個叫做beam-focus(光束焦距)的妥協焦距參數來描述所有特征圖案(feature)的焦距屬性，之后根據經驗進行修正。現有基于模型的OPC不考慮掩膜板厚度的影響，是一種二維模型OPC(模擬過程只考慮掩膜板所在平面的坐標系XY方向的修正)，不考慮掩膜板厚度(與掩膜板所在平面相垂直的方向)的影響，光學鄰近校正時所采用的焦距是固定。隨著特征尺寸的進一步縮小，掩膜板的厚度對光的衍射和干涉的影響已經不得不開始考慮。因為掩膜板厚度的影響，使得對于同一塊掩膜板來說不同的焦距將導致不同的成像圖案。由于上述過程中沒有考慮到掩膜板厚度的影響，因此當掩膜板的厚度對成像圖案的影響越來越嚴重時，上述基于模型的OPC過程便變得不再有效。

針對此種情況，精確的三維掩膜板(考慮掩膜板厚度)的光學臨近矯正方法已經被開發出來，比如依據電磁場理論的三維掩膜板的基于模型的OPC方法。雖然所開發出的新方法可以進行精確的光學鄰近校正，但是由于計算量的急劇增加，造成光學鄰近校正時間的過分消耗，嚴重的影響了集成電路的開發時間，此種情況是不能被接受的。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種針對上述三維掩膜板的光學鄰近校正方法，結合現有的二維模型OPC，以減少三維掩膜板的光學鄰近校正時間，提高光學鄰近校正效率。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種三維掩膜板的光學鄰近校正方法，包括：

將集成電路設計圖案分解成若干特征圖案和若干非特征圖案；