专利名称：基于衬底刻蚀后图形对本层光刻图形进行修正的方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种基于衬底刻蚀后图形对本层光 刻图形进行修正的方法。
背景技术：
随着曝光图形CD (关键尺寸)的日益缩小，OPC(光学临近修正)图形修正方法被 愈来愈多地应用在一些先进光刻工艺中。图1是现有的OPC图形修正方法控制流程图。包括如下步骤1、根据器件设计要 求提出相应的方案和规划；2、对光刻、刻蚀工艺流程进行调整、优化，满足设计需求，同时确 定光刻、刻蚀的目标CD ；3、基于优化后的光刻、刻蚀工艺流程，通过测试掩膜板上的特定测 试图形完成OPC数据的收集；4、将OPC数据整理后，通过专门的OPC软件完成模型建立或规 则化程序调配；5、将芯片的⑶S(全球数据同步)文件导入，运行已调配好的OPC程序，运行 结果输出到光罩厂；6、光罩厂制板。这种传统的OPC(光学临近修正)图形修正方法是基于光学原理，通过rule base (规则式光学临近修正)或module base (模型式光学临近修正)对一些特征光掩膜图 形进行数据收集，分析来实现掩膜板的光学临近修正，从而弥补由光学系统有限分辨率造 成的光学临近效应。因而OPC层次的图形其衬底都是平坦化的，有些甚至需要通过增加一 层BARC(底部抗反射涂层)来进一步降低硅片表面杂散光所引起的负面影响。而对于当前 层与衬底(underlayer或者也可以成为“下地”)图形间存在包含、距离等设计要求的图形 修正，传统OPC图形修正方法是无法实现的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于衬底刻蚀后图形对本层光刻图形进行 修正的方法，能够根据衬底刻蚀后图形的CD来调整优化当前层光刻CD，以满足相关的设计 要求。为解决上述技术问题，本发明的基于衬底刻蚀后图形对本层光刻图形进行修正的 方法是采用如下技术方案实现的在衬底刻蚀工艺流程已被优化和固定的前提下，对满足衬底刻蚀图形设计规则的 掩膜板进行曝光并完成刻蚀；对衬底刻蚀后的特征测试图形进行数据收集，分析，确定当前层光刻实际所需的 目标关键尺寸；对满足当前层设计规则的掩膜板，在保证一定套刻精度的前提下进行曝光并完成 刻蚀，对当前层刻蚀后的特征测试图形进行数据收集，分析；利用当前层一些特征测试图形 收集，分析的结果，通过规则式光学临近修正标定当前层在不同结构中光刻的目标关键尺 寸在满足当前层设计规则的掩膜板上的图形修正量。本发明的方法与传统OPC方法不同，通过规则式光学临近修正，根据衬底刻蚀后图形的CD来调整优化当前层光刻CD，以满足相关的设计要求。 由于前层下地刻蚀后图形存在台阶且刻蚀后的图形与刻蚀工艺有极大影响。因此 传统的光学修正方法不适用于新工艺。新工艺要求当前层光刻的图形直接与前层刻蚀图形 具有cover (包含)，to (距离)等设计要求。本发明通过对前层刻蚀后的特征测试图形进行 数据收集和分析，以此作为信息受入源，根据上下层包含和/或距离等设计要求来确定当 前层光刻实际曝光后的CD，通过对曝光后特征光掩膜图形的数据收集和分析，并采用rule base (规则式光学临近修正)方式实现设计规则允许条件下任何可能的图形结构和尺寸。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1是现有的OPC方法控制流程图；图2是本发明的方法控制流程图；图3是具有“包含”衬底图形的示意图；图4是具有“距离”衬底图形的示意图；图5是同时具有“包含”和“距离”衬底图形的示意图。
具体实施例方式本发明的方法是通过对前层刻蚀后的特征测试图形(或称衬底刻蚀后的特征测 试图形)进行数据收集和分析，以此作为信息受入源，并根据上下层所具有的包含和/或距 离等设计要求来确定当前层光刻实际曝光后的目标CD，并通过对当前层特征测试图形的数 据收集和分析采用规则式光学临近修正方式实现满足当前层设计规则的掩膜板上的图形 修正。参见图2所示，在一实施例中本发明所述的方法具体实施的过程是1、准备两块具有特征测试图形的掩膜板，其中，一块是满足衬底刻蚀图形设计规 则的掩膜板，另一块是满足当前层设计规则的掩膜板。另外，需作图形修正的当前层与前层刻蚀图形存在包含和/或距离等设计要求。参见图3所示，所述包含是指前层刻蚀后的图形位于当前层光刻图形的包围中。参见图4所示，“距离”是指前层刻蚀后的图形与当前层光刻图形之间间隔一定距
1 O参见图5所示，同时具有“包含”和“距离”衬底图形是指，前层刻蚀后的图形中一 部分位于当前层光刻图形的包围中；另一部分与当前层光刻图形之间间隔一定距离。图3-5中的Dl、D2均表示包含衬底图形的尺寸，D3表示距离衬底图形的尺寸。需作图形修正的当前层其衬底为前层刻蚀图形且硅片表面不平坦化；所述的“衬 底”包含所有可应用于半导体工艺的薄膜，可以是单层的，也可以是多层的；所述的“硅片表 面不平坦化”指在当前层光刻前硅片表面存在的最大台阶高度大于500A。2、根据器件设计所要求的当前层与衬底层光刻、刻蚀间所具有的包含和/或距离 等设计要求，判断衬底刻蚀工艺流程进行调整、优化后是否满足设计需求。如果不满足需 求，则需要继续对衬底光刻、刻蚀工艺流程进行调整、优化，直至满足设计要求为止。3、在衬底光刻、刻蚀工艺流程已被优化和固定的前提下，对满足衬底刻蚀图形设计规则的掩膜板进行曝光并完成刻蚀。4、对衬底刻蚀后的特征测试图形进行数据收集，分析[参见图2，“通过下地(即 衬底)测试掩膜板上的特征测试图形完成前层AEI (刻蚀后检测)数据收集”]，确定当前层 光刻实际所需的目标关键尺寸(CD)。也就是说，以衬底刻蚀后的特征测试图形作为当前层 光刻图形修正的信息受入源；所述的“信息受入源”是指当前层光刻修正前的输入信息，类 似于传统OPC图形修正方法建立时的设计目标(design target)。所述的“特征测试图形”是指与当前层光刻时存在包含和/或距离等设计要求的， 具备不同尺寸的关键尺寸变化(through)，不同大小的间隔变化(through pitch)，线形度 (linearity),最小沟槽(minimal space),缩头(line end shortening)等在内的一项或多 项用于数据分析的测试图形结构。所述不同尺寸的关键尺寸变化，至少包含最小和最大的关键尺寸要求；所述不同 大小的间隔变化至少包含最小和最大的间隔要求。所述的“衬底层刻蚀后形成的特征测试图形”是指通过干法刻蚀或湿法刻蚀所形 成的一层或多层图形。5、对满足当前层设计规则的掩膜板，在保证一定套刻精度的前提下进行曝光并完 成刻蚀，对当前层刻蚀后的特征测试图形进行数据收集，分析。6、利用当前层的一些特征测试图形分析的结果，通过规则式光学临近修正标定当 前层在不同结构中光刻的目标关键尺寸在掩膜板上的修正量。所述的“规则式光学临近修正”是指通过在软件设计中根据对特征测试图形测量 结果，通过程序和命令增加一些规则，使当前层的光刻能更好的接近目标CD。当前层光刻、刻蚀的目标CD须根据衬底层刻蚀CD进行调整，当然也可以不调整。 所述的“目标CD”是指当前层光刻、刻蚀后在CD修正前根据衬底层的特征图形结果所预见 的光刻⑶。7、对当前层光刻、刻蚀工艺流程进行调整，优化，并判断调整，优化后的工艺流程 是否满足设计、工艺的需求；如果不满足需求，则需要继续对当前层光刻、刻蚀工艺流程进 行调整、优化，直至满足设计、工艺的要求为止。8、基于优化后的当前层光刻、刻蚀工艺流程，通过满足当前层设计规则的掩膜板 上的特征测试图形完成相关的数据收集(如不同尺寸的关键尺寸变化，不同大小的间隔变 化，线形度等)。9、将当前层的光刻、刻蚀后的特征测试图形数据整理后通过软件完成规则化程序 调配。10、将芯片的⑶S文件导入，运行已调配好的OPC程序，运行结果输出到光罩厂。11、光罩厂制板。以上通过具体实施方式
对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的 限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也 应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于衬底刻蚀后图形对本层光刻图形进行修正的方法，其特征在于需作图形 修正的当前层其衬底为前层刻蚀图形且硅片表面不平坦化；需作图形修正的当前层与前层 刻蚀图形存在包含和/或距离设计要求；包括如下步骤在衬底刻蚀工艺流程已被优化和固定的前提下，对满足衬底刻蚀图形设计规则的掩膜 板进行曝光并完成刻蚀；对衬底刻蚀后的特征测试图形进行数据收集，分析，确定当前层光刻实际所需的目标 关键尺寸；对满足当前层设计规则的掩膜板，在保证一定套刻精度的前提下进行曝光并完成刻 蚀，对当前层刻蚀后的特征测试图形进行数据收集，分析；利用当前层一些特征测试图形收 集，分析的结果，通过规则式光学临近修正标定当前层在不同结构中光刻的目标关键尺寸 在满足当前层设计规则的掩膜板上的图形修正量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的“衬底”包含所有应用于半导体工艺 流程的薄膜，可以为单层，也可以为多层。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的“硅片表面不平坦化”指在当前层光 刻前硅片表面存在的最大台阶高度大于500A。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述“包含”是指前层刻蚀后的图形位于当 前层光刻图形的包围中；所述“距离”是指前层刻蚀后的图形与当前层光刻图形之间间隔一 定距离；所述同时具有“包含”和“距离”是指，前层刻蚀后的图形中一部分位于当前层光刻 图形的包围中；另一部分与当前层光刻图形之间间隔一定距离。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述“前层刻蚀图形”是指通过干法或湿法 刻蚀所形成的一层或多层刻蚀图形。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述“目标关键尺寸”是指当前层光刻图形 在关键尺寸修正前根据前层的特征测试图形结果所预见的光刻关键尺寸。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的“规则式光学临近修正”是指通过在 软件设计中根据对特征测试图形测量结果，通过程序和命令增加一些规则，使当前层的光 刻能更好的接近目标关键尺寸。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的“特征测试图形”是指与当前层光刻 时存在包含和/或距离设计要求的，具备不同尺寸的关键尺寸变化，不同大小的间隔变化， 线形度，最小沟槽，缩头在内的一项或多项用于数据分析的测试图形结构；所述不同尺寸的关键尺寸变化，至少包含最小和最大的关键尺寸要求；所述不同大小 的间隔变化至少包含最小和最大的间隔要求。
全文摘要
本发明公开了一种基于衬底刻蚀后图形对本层光刻图形进行修正的方法，在衬底刻蚀工艺流程已被优化和固定的前提下，对满足衬底刻蚀图形设计规则的掩膜板进行曝光并完成刻蚀；对衬底刻蚀后的特征测试图形进行数据收集，分析，确定当前层光刻实际所需的目标关键尺寸；对满足当前层设计规则的掩膜板，在保证一定套刻精度的前提下进行曝光并完成刻蚀，对当前层刻蚀后的特征测试图形进行数据收集，分析；利用当前层一些特征测试图形收集，分析的结果，通过规则式光学临近修正标定当前层在不同结构中光刻的目标关键尺寸在满足当前层设计规则的掩膜板上的图形修正量。本发明能够根据衬底刻蚀后图形的CD来调整优化当前层光刻CD，满足相关的设计要求。
文档编号G03F1/14GK102135723SQ20101002734
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者吴鹏, 阚欢 申请人:上海华虹Nec电子有限公司