[發明專利]一種光學臨近矯正方法

有效

• 申請號: 201210275387.2
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN103576443A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 陳潔;王謹恒;萬金垠;張雷
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司
• 主分類號: G03F1/36
• 分類號: G03F1/36
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術領域

本發明涉及半導體制造工業中的光刻制程，尤其涉及對制備掩膜過程中的光學臨近矯正(Optical?Proximity?Correction,OPC)方法。

背景技術

光刻技術是集成電路制造工藝發展的驅動力，也是其中最復雜的技術之一。相對于其他的單個制造技術來說，光刻對芯片性能的提高有著革命性的貢獻。在光刻工藝開始之前，集成電路的結構會先通過特定的設備復制到一塊較大（相對于生產用的硅片來說）名為掩膜的石英玻璃片上,然后通過光刻設備產生特定波長的光（如波長為248nm的紫外光）將掩膜上集成電路的結構復制到生產芯片所用的硅片上。電路結構在從掩膜復制到硅片過程中，會產生失真，尤其是到了0.18μm及以下制造工藝階段，如果不去改正這種失真的話會造成整個制造技術的失敗。所述失真的原因主要是光學臨近效應(Optical?Proximity?Effect,OPE)，即由于投影曝光系統是一個部分相干光成像系統，理想像的強度頻譜幅值沿各向有不同的分布，但由于衍射受限及成像系統的非線性濾波造成的嚴重能量損失，導致空間像發生園化和收縮的效應。

要改正這種失真，半導體業界的普遍做法是利用預先在掩膜上進行結構補償的方法，這種方法叫做光學臨近效應矯正（OPC）方法。OPC的基本思想是：對集成電路設計的圖案進行預先的修改，使得修改補償的量正好能夠補償曝光系統造成的OPE效應。因此，使用經過OPC的圖案做成的掩膜，通過光刻以后，在晶片上就能得到最初想要的電路結構。

通過計算集成電路生產中光刻工藝產生的一些數據來進行預先對掩膜上電路結構進行補償，從而達到在硅片上形成的電路結構最小程度的失真，這提高了芯片生產過程中成品率，保證了集成電路的正常功能。

然而現有的OPC程序在對金屬線層(An)做優化時，會遇到如下的問題：在半導體器件結構中，金屬線層往往被分成互相平行的多個層面，相鄰兩個金屬線層之間夾設了一層介質層，有時金屬線層和金屬線層之間需要電接觸，此時會在中間介質層上開設幾個孔，并在孔里填充導電材料形成導電插塞(Plug)，以此形成導電通道。通常在做器件設計時，需要通過上層金屬層將有孔的地方覆蓋。請參見圖1A和1B，在金屬線層上分布了多條金屬連線10，多個孔11中設有導電插塞，用以將該層金屬層同下層的金屬層（圖中未示出）連接。在有孔11的地方，需要利用金屬線10進行覆蓋。然而這種覆蓋受尺寸偏差以及對位精度的影響，會使得孔11的邊緣超出金屬線10的范圍，此時金屬線10為了全覆蓋該孔11，會在相接邊緣形成凸起12。以0.153μm的工藝為例，比如孔11的尺寸為0.196μm×0.196μm，則該凸起12的尺寸大約在0.001μm?×0.196μm至0.005μm×0.196μm之間。對于這樣的凸起12，OPC程序在對該處的金屬連線圖形進行優化時，會形成一個縮陷，以補償光學臨近效應帶來的變形。該縮陷會導致實際生產出來的金屬線產生缺陷，如圖2所示，在上述例舉的實例中，該缺陷13的最寬處可達0.008μm，對于線路的性能產生了嚴重的影響。

目前OPC程序中沒有針對該問題的修正方案，需要依賴人員手動檢測，即耗時又容易漏掉，造成產品的品質問題。因此有必要對現有的OPC處理方法進行優化，以解決金屬線層中的缺陷問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種光學臨近矯正方法，該矯正方法能夠避免由于覆蓋孔產生的凸起而引起的光學矯正缺陷。使經過光學臨近矯正處理之后的金屬線具有完整的直線輪廓，從而提高產品的品質。

根據本發明的目的提出的一種光學臨近矯正方法，包括步驟：

根據工藝規格確定光刻工藝參數；

根據所述光刻工藝參數確定光學臨近矯正模型，建立光學臨近矯正的運算程序；

清理孔與金屬層疊加后形成的凸起，生產OPC待處理文件；

對所述OPC待處理文件運行所述光學臨近矯正的運算程序，得到該待處理文件的修正圖形；

以所述修正圖形為掩膜圖形，進行掩膜板制造。

優選的，所述光刻工藝參數包括曝光光路的光學參數、光刻膠材料的材料參數以及刻蝕工藝的化學參數。

優選的，所述清理孔與金屬層疊加后形成的凸起包括步驟：

記錄每個孔的位置，并生成一個孔分布坐標參數；

將金屬線層圖形和有孔的介質層圖形進行疊加；

在疊加之后的圖形上，依據各個孔位置坐標，找到有孔處的金屬線，并依據孔在縱坐標上的長度尺寸，檢測對應該長度范圍內金屬線邊緣處，是否存在凸起；