专利名称：光刻掩模版特征线宽均一性预补偿技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种提高光刻掩模版特征线宽均一性的技术，属于微细工程领域，适用 于电子東和激光東图形发生器。
背景技术：
在微细工程领域里，光学光刻技术是一项关键的技术。由于光学光刻技术相比于其他光 刻技术具有速度快的优势，目前微细工程领域最大的应用是大规模集成电路的生产，广泛 使用光学光刻技术。光学光刻技术中的核心部件是光刻掩模版，在大规模集成电路生产中 光刻机(如NIKON NSR-S206系列机台，ASML PAS5500系列机台，CANON FPA5500系列机台， GCA DSW4800系列机台和UltraTech UT1500机台等)将光刻掩模版的精细图形转移制作到 硅片上，从而形成各种集成电路。光刻掩模版的质量好坏直接决定了大规模集成电路生产 的成品率和效率，对整个生产具有决定性的作用。
光学光刻技术及光学光刻所使用的光刻掩模版还光泛应用于声表面波器件，光波导电子 器件，磁电子器件、微机电系统器件等其他微细工程领域中。
光刻掩模版是由图形发生器(如MEBES机台，Alta机台，Core机台和Mann 3000机台等) 根据集成电路设计的版图按照工艺要求通过光刻工艺生产出来的。图形发生器根据版图控 制电子東或激光東在光刻掩模基版上曝光出图形，然后经显影，刻蚀，去胶等工艺，从而 得到光刻掩模版成品。光刻掩模版上的图形是对应的硅片上的图形尺寸的4倍或5倍，例 如特征线宽为0. 5um的集成电路工艺所需要的5倍光刻掩模版的特征线宽为2. 5um,而特征 线宽为0. 35ura的集成电路工艺所需要的4倍光刻掩模版的特征线宽为1.4um。
衡量光刻掩模版的质量技术指标包括特征线宽的均一性，对准精度，缺陷等，其中特征 线宽的均一性是关键指标之一。
由于机台的精度漂移及稳定性波动，光刻胶的不均勾性以及工艺的不稳定性等原因，造 成光刻掩模版各个区域的特征线宽的波动，即特征线宽均一性的波动。光刻胶的不均匀性 是对整个光刻掩模版起作用的，在光刻掩模版各个部分对特征线宽的影响基本上是一致的， 故其对整个光刻掩模版特征线宽均一性的影响是有限的。工艺的不稳定性也具有同样的特 征，是对整个光刻掩模版起作用的，在光刻掩模版各个部分对特征线宽的影响基本上是一 致的，故其对整个光刻掩模版特征线宽均一性的影响也是'有限的。而图形发生器因为激光 光源或电子東源的飘移，镜头的畸变，机台的机械精度等原因，曝光效果整个光刻掩模版 的各个部分是有差别的。也就是说，在影响特征线宽均一性的因素中，图形发生器的影响 最大。由于当特征线宽均一性超过一定的范围，则该光刻掩模版不能生产出合格的集成电 路，即使特征线宽均一性在容许范围内，但过大的特征线宽均一性也将导致生产的集成电 路的成品率及性能的稳定性受到影响。光刻掩模版的特征线宽均一性越好，集成电路生产 的成品率及稳定性越高。
目前控制和提高光刻掩模版的特征线宽均一性的技术举段主要是选择稳定性好的光刻 胶，控制生产工艺提高工艺的稳定性，提高图形发生器本身的性能参数，其中以提高图形 发生器本身的性能参数的效果最明显，但成本也最昂贵。在选定光刻胶和生产工艺不改变 的前提下，提高光刻掩模版特征线宽均一性的方法是提高图形发生器本身的性能，为了达 到更高的特征线宽均一性须采用更高档的图形发生器。而图形发生器的价格非常昂贵，对 于已有的光刻掩模版生产线来说，更换升级一台图形发生器的成本非常高昂。.
发明内容
本发明的目的是在不改变光刻掩模版现有的生产工艺，也不改变现有的生产设备(主要 是指昂贵的图形发生器)前提下，在原有的制版流程中，在进行完原有的数据处理后增加 一次特征线宽均一性畸变预补偿数据处理，将光刻掩模版的特征线宽均一性畸变预先补偿， 得到修正后的光刻掩模版版图，然后再投入正常的生产之中。
依据的原理是，对整块光刻掩模版各个区域的特征线宽均一性畸变分别进行预先补偿， 补偿修正值和畸变值相反从而补偿畸变。
本发明的技术方案如下
1. 针对图形发生器和集成电路设计规则设计标准版。针对不同的集成电路设计规则(例 如0. 5um, 0. 35um等)，采用的是5倍版还是4倍版从而定出试制版的线宽(例如5倍版 对应的是2. 5um和1. 75um)。再根据图形发生器的种类(电子東还是激光)确定试制版 线条的密集度和覆盖区域。不针对整个光刻掩模版进行划分而只针对图形区域进行划 分，这样可以减少划分的数目。由于一般图形中央区域的特征线宽均一性好而图形边缘 区域的特征线宽均一性差，所以边缘区域划分比中央区域要细。每个划分的区域里设计 多个水平方向和垂直方向的特征线宽并对称放置， 一般至少放置四个。若图形发生器机 台造成的的特征线宽均一性畸变比较大，则放置的数量需要增加。依此确定了试制版的 图形数据完成标准版的设计。
2. 获取图形发生器的特征线宽均一性畸变映射图。将设计好的标准版按照正常光刻掩 模版生产工艺得到生产好的标准版。采用测量设备测量试制版上各线条的特征线宽值， 和设计的线条特征线宽值进行比较，得到各处的特征线宽均一性畸变，形成该图形发生 器的特征线宽均一性畸变映射图。该特征线宽均一性畸变映射图由多个子区域组成，每 一子区域的畸变值包括水平方向和垂直方向两个值，值的大小对应畸变的大小，值的正 负对应畸变的大小的正负。每一子区域大小的划分要根据畸变值的变化，若畸变值变化 大，则每一子区域划分得小，反之，若畸变值变化大，则每一子区域划分得大。
3. 根据特征线宽均一性畸变映射图处理集成电路版图，补偿畸变。对客户的集成电路 版图进行数据处理。按照特征线宽均一性畸变映射图，根据图上每一子区域的大小将客 户的集成电路版图分割成对应的多个子图形。对每一个子图形按照所对应的征线宽均一 性畸变映射图子区域的畸变值进行预补偿，即进行涨缩处理，涨缩值和畸变值相反以补 偿畸变。最后再将进行了预补偿各个子图形拼合，还原成完整光刻版图。
4. 进行了特征线宽均一性畸变补偿处理的集成电路版'图数据按照正常光刻掩模版工艺 生产流程进行生产即得到光刻掩模版。由于消除了图形发生器所引起的特征线宽均一性 畸变，和没有进行特征线宽均一性畸变补偿处理相比，该光刻掩模版的特征线宽均一性 得到提高。
本发明的特点是
1. 是在对设计版图数据处理阶段进行补偿，不改变现有工艺生产流程.
2. 针对不同设计规则和图形发生器设计试制版从而得到针对该图形发生器具体设计规 则的特征线宽均一性畸变映射图。
3. 根据特征线宽均一性畸变映射图对设计版图进行补偿修正，补偿修正值和畸变值相 反从而补偿畸变。
4. 该方法适用于电子東和激光图形发生器。
5. 该方法适用于采用电子東和激光图形发生器的所有规格的光刻掩模版，例如5009, 5018, 6012, 6025等规格。
附图是针对0. 5nm设计规则的5倍6025光刻掩模版的标准版示意图。0. 5um设计规则的 5倍6025光刻掩模版(1 )的大小是152. 4mmX152. 4mm。图形区域(2)的大小是109mmX145mm。 水平方向按照4. 5mm， 5mm, 5mm， 10mm， 10mm, 20mm, 20mm， 10mm， 10mm, 5mm， 5,， 4. 5mnu 垂直方向按照2. 5mm, 5mm， 5mm, 10mm, 10mm, 10mm， 20mm， 20mm， 20,， 10mm, 10mm, 10mm， 5mm, 5咖，2. 5mm将图形区域(2 )划分成12X15共180子区域(3)。每个子区域(3)里对 称放置了 4个L形特征线宽图形(4)，其宽度为2. 5um，长度为1000um。
具体实施例方式
本发明针对0. 5um设计规则的5倍6025光刻掩模版的实施例如下
0. 5um设计规则的5倍6025光刻掩模版(1)的大小是152. 4mmX152. 4mm。图形区域(2) 的大小是109mmX145mm。 水平方向按照4. 5mm, 5mm, 5mm， lOmm, 10,, 20mm, 20,, lOmni, 10mm， 5mm, 5mm， 4. 5mm,垂直方向按照2. 5mm， 5咖，5mm, 10mm, 10mm， 10mm， 20,， 20mm, 20mm, IO咖，10mm, 10mm, 5mm, 5隨，2. 5mm将图形区域(2 )划分成12X15共180子区域 (3)。每个子区域的大小不完全一样。在图形区域(2)边缘的子区域(3)比较小，为 2. SmmX屯5咖。而图形区域(2 )中央的子区域(3 )最大，为20咖X20mm。每个子区域(3) 里设计了 4个L形特征线宽图形(4)。每个特征线宽图形(4)的宽度为2.5um,长度为1000um。 四个特征线宽图形(4)在子区域(3)里对称放置。依此设计的标准版按照正常光刻掩模 版生产工艺得到生产好的标准版。
釆用测量设备对每个子区域(3)里的特征线宽图形(4)进行测量，得到水平方向和垂 直方向的四个特征线宽测量值，分别取平均值后，和设计的特征线宽值2. 5um比较，得到 该子区域(3)的水平方向和垂直方向特征线宽畸变值。例如左下角(1, l)位置的子区域(3) 的特征线宽均一性畸变值为(-0. 040，+0. 035)。对每个子区域(3)都进行同样的处理后， 即得到了整个光刻掩模版的特征线宽均一性畸变映射图。
对客户的集成电路设计的光刻版图按照特征线宽均一性畸变映射图的划分方法，将版图 分割成12X15共180子图形。对每一个子图形按照所对应的征线宽均一性畸变映射图子区 域的畸变值进行预补偿，即进行涨缩处理，涨缩值和畸变值相反以补偿畸变。例如左下角 (l,l)位置的子区域(3)的特征线宽均一性畸变值为(-O. 040，+0.035),则对该子图形水平 方向进行0. (MOuni的正涨缩处理，而对该子图形垂直方向进行0. 035um的负涨缩处理。最 后再将进行了预补偿各个子图形拼合，还原成完整光刻版图。
将数据处理完的光刻版图进行生产，得到的5倍6025光刻掩模版的特征线宽均一性达到 了 0. (nOum。同样条件下没有进行特征线宽均一性预补偿的0. 5um设计规则的5倍6025光 刻掩模版的特征线宽均一性为0.050um。
权利要求
1. 一种提高光刻掩模版特征线宽均一性的预补偿技术，其技术要点是1.设计标准版。将光刻掩模版(1)的图形区域(2)划分成大小不等的子区域(3)。每个子区域里(3)设计L形的特征线宽(4)。2.获取特征线宽均一性畸变映射图。测量生产出的标准版上各特征线宽值，得到各处的畸变值，形成畸变映射图。3.预补偿。将集成电路版图分割成对应的多个子图形，对每一个子图形按照所对应的特征线宽均一性畸变映射图子区域(3)的畸变值进行涨缩处理，涨缩值和畸变值相反。再将处理后的子图形拼成完整版图。4.将完整版图按照正常工艺生产。
2. 根据权利要求l所述的光刻掩模版特征线宽均一性的预补偿技术，其特征还在于所述的标 准版是将光刻掩模版(l)的图形区域(2)划分成大小不等的子区域(3)。每个子区域里(3) 设计L形的特征线宽(4)对称放置。
3. 根据权利要求l所述的光刻掩模版特征线宽均一性的预补偿技术，其特征还在于所述的特 征线宽均一性畸变映射图是测量生产出的标准版上各特征线宽值，得到各处的畸变值，形成 特征线宽均一性畸变映射图。
4. 根据权利要求l所述的光刻掩模版特征线宽均一性的预补偿技术，其特征还在于所述的预 补偿是将集成电路版图分割成对应的多个子图形，对每一个子图形按照所对应的特征线宽均 一性畸变映射图子区域U)的畸变值进行涨縮处理，涨缩值和畸变值相反。再将处理后的子 图形拼成完整版图。
全文摘要
光刻掩模版特征线宽均一性预补偿技术属于微细工程领域，提高光刻掩模版特征线宽均一性。技术要点1.设计标准版。将光刻掩模版(1)的图形区域(2)划分成大小不等的子区域(3)。每个子区域里(3)设计L形的特征线宽(4)。2.获取特征线宽均一性畸变映射图。测量生产出的标准版上各特征线宽值，得到各处的畸变值，形成畸变映射图。3.预补偿。将集成电路版图分割成对应的多个子图形，对每一个子图形按照所对应的特征线宽均一性畸变映射图子区域(3)的畸变值进行涨缩处理，涨缩值和畸变值相反。再将处理后的子图形拼成完整版图。4.将完整版图按照正常工艺生产。主要用途是提高光刻掩模版特征线宽均一性。
文档编号G03F1/14GK101464625SQ20071017267
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者粟鹏义 申请人:上海光刻电子科技有限公司;粟鹏义