光学临近效应修正方法
【专利摘要】本发明公开了一种光学临近效应修正方法，流程为：1）制作两块测试光刻版，第一块放置前层形貌图形；第二块放置后层OPC测试图形；2）对第二块光刻版涂胶曝光显影，收集光刻工艺关键尺寸的数值，建立OPC模型；3）对第一块光刻版涂胶曝光显影，产生前层图形形貌；4）对第二块光刻版涂胶曝光显影，收集光刻工艺关键尺寸的数值，建立SSA算法，表征不同区域要增加的偏离值；5）在有形貌的区域根据偏离值重做OPC修正。该方法先建立正常OPC模型，当大面积形貌或衬底变化后，再次采集OPC测试图形的数据，建立SSA表格，对有形貌的区域重做OPC修正，如此避免了大面积形貌或衬底变化引起的光刻线宽的漂移和芯片面积的浪费。
【专利说明】光学临近效应修正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种光学临近效应的修正方法。
【背景技术】
[0002]在半导体光刻工艺中，为了提升分辨率极限，0.13微米的技术节点就开始使用光学临近效应修正(OPC, Optical Proximity Correction)技术。其中，基于模型的OPC修正方法是目前主要使用的OPC修正方法，这种方法是在实际光刻的衬底上，用光刻的最佳条件进行曝光，然后收集各种测试图形(包括一维和二维图形)的光刻关键尺寸值，通过这些量测值建立一个光刻工艺的模型，模拟光刻的整个过程，包括曝光和显影过程。而后，根据模型计算来改变光刻版上的图形的线宽尺寸，达到在硅片上需要的线宽尺寸。
[0003]这种OPC修正方法目前主要应用于没有下层图形的形貌情况下，一旦有了下层形貌或者衬底发生变化，OPC马上会变现出明显的失真情况。这是因为，当下层衬底的膜层变化时，下层的反光率就会不同；同时，光刻胶与下层衬底的粘附力不同，也会造成光刻胶形成的形貌不同，影响光刻线宽尺寸。通过改变膜层或刻蚀工艺，或者增加抗反射层(BARC，Bottom Ant1-reflection Coating),可以消除或者减少某些情况下下层衬底或者形貌带来的影响，但是，在一般情况下，工艺确定之后很难更改，因为会影响所有的器件参数工艺，导致器件进行重新设计和调整。
[0004]在EF130工艺的后段工艺中，两层金属层之间会集成MM (Metal InsulatorMetal)结构(如图1所示)作为电容功能，但该结构的嵌入产生了 MM刻蚀之后因氮化硅残留不均而引起的反射率差异，该差异会导致后一层金属层曝光时图形发生变形、倒塌和漂移等现象。
[0005]经仔细研究，我们发现一些规律，那就是光刻的条宽在离MM区域越近，条宽尺寸越小，越容易倒胶；离MIM区域越远，条宽尺寸越大，越不容易倒胶。这主要是因为刻蚀的宏观负载效应形成，面积越大，MIM区域刻蚀残留下的高低形貌越不均匀。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种光学临近效应修正方法，它可以解决大面积形貌或者衬底变化引起的光刻线宽漂移的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本发明的光学临近效应修正方法，包括以下步骤:
[0008]I)制作两块测试光刻版，第一块放置前层图形，所述前层图形为产生形貌或膜层变化的图形；第二块放置后层OPC测试图形；
[0009]2)按照工艺顺序准备硅片，在没有形貌的硅片上，对第二块光刻版进行涂胶、曝光、显影，收集光刻工艺的关键尺寸的数值，根据收集到的光刻工艺数值建立OPC模型；
[0010]3)按照工艺顺序准备硅片，在没有形貌的硅片上，对第一块光刻版进行涂胶、曝光、显影，产生前层图形的形貌；[0011]4)再对第二块光刻版进行涂胶、曝光、显影，收集光刻工艺的关键尺寸的数值，并根据收集到的光刻工艺关键尺寸的数值，建立选择性偏离算法，表征在不同的区域需要增加的偏离值；
[0012]5)在没有形貌的区域使用步骤2)建立的0PC;在有形貌的区域，根据步骤4)计算得到的偏离值重新进行OPC修正。
[0013]本发明的光学临近效应修正方法，在发现大面积形貌或衬底变化后，可以通过再次采集OPC测试图形的的数据，建立SSA表格，在原有的OPC修正基础上，对有形貌的区域重新进行OPC修正，这样就有效地避免了大面积形貌或衬底的变化引起的光刻线宽的漂移，使客户可以在形貌周围进行安全的布线，不必要设置布线的禁止区域，从而避免了芯片面积的浪费。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是MIM电容的膜层和图形结构示意图。其中，(a)为MIM区域的平面图；(b)为MM区域的剖面图。
[0015]图2是测试图形的放置方法示意图。中间大正方形为MM电容的上层金属图形，周围其他图形为OPC测试图形。
[0016]图3是未修正OPC前，光刻线宽值与OPC测试图形离形貌的距离的关系图。
[0017]图4是修正OPC后，光刻线宽值与OPC测试图形离形貌的距离的关系图。
【具体实施方式】
[0018]为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式，详述如下:
[0019]本发明的OPC修正方法的流程如下:
[0020]步骤1.制作两块测试光刻版，其中，第一块光刻版按照前层形貌设计，用于放置前层图形，即前层产生形貌或者膜层变化的图形；第二块光刻版则用于在形貌图形周围按照一定规律放置后层OPC的测试图形。
[0021]OPC测试图形的放置方法为:按照与产生形貌的图形的距离间隔重复放置，同时，同一距离，既要放置X方向(即平行于产生形貌的图形的方向)的OPC测试图形，也需要放置Y方向(即垂直于产生形貌的图形的方向)的OPC测试图形，如图2所示。
[0022]步骤2.按照工艺顺序准备硅片，在没有形貌的硅片上，进行第二块光刻版的涂胶、曝光显影，收集光刻工艺关键尺寸的数值，然后根据收集到的OPC测试图形的光刻线宽值，建立OPC模型。
[0023]步骤3.按照工艺顺序准备硅片，在没有形貌的硅片上，进行第一块光刻版的涂胶、曝光显影，进行刻蚀或者其他工艺，产生前层图形形貌。
[0024]步骤4.再对第二块光刻版进行涂胶、曝光显影，收集OPC测试图形光刻工艺关键尺寸的数值；然后，根据收集到的光刻工艺关键尺寸的数值，建立选择性偏离算法(SSA，Selected Bias Algorithm),计算不同的区域需要增加的偏离值。
[0025]步骤5，在没有形貌的区域使用步骤2建立的OPC模型；在有形貌的区域，根据步骤4计算得到的偏离值重新进行OPC修正。OPC修正时，可以将X方向和Y方向的OPC测试图形设定为不同的偏离值，也可以设定为相同的设计值。
[0026]上述基于大面积形貌的OPC修正方法，可以先不考虑成膜、刻蚀等工艺将对形貌或者衬底产生的影响，建立正常的OPC模型，而在成膜、刻蚀等工艺后，出现大面积形貌或者大面积衬底变化(大于等于0.25平方毫米)时，通过再次采集OPC测试图形的数据，建立SSA表格，对有形貌的区域重新进行OPC修正，如此有效地避免了大面积形貌或衬底的变化引起的光刻线宽的漂移，使客户可以在形貌周围进行安全的布线，不必要设置布线的禁止区域，从而避免了芯片面积的浪费。
【权利要求】
1.一种光学临近效应修正方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)制作两块测试光刻版，第一块放置前层图形，所述前层图形为产生形貌或膜层变化的图形；第二块放置后层OPC测试图形； 2)按照工艺顺序准备硅片，在没有形貌的硅片上，对第二块光刻版进行涂胶、曝光、显影，收集光刻工艺的关键尺寸的数值，根据收集到的光刻工艺数值建立OPC模型； 3)按照工艺顺序准备硅片，在没有形貌的硅片上，对第一块光刻版进行涂胶、曝光、显影，产生前层图形的形貌； 4)再对第二块光刻版进行涂胶、曝光、显影，收集光刻工艺的关键尺寸的数值，并根据收集到的光刻工艺关键尺寸的数值，建立选择性偏离算法，表征在不同的区域需要增加的偏离值； 5)在没有形貌的区域使用步骤2)建立的OPC;在有形貌的区域，根据步骤4)计算得到的偏离值重新进行OPC修正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)，所述OPC测试图形按照与前层图形的距离间隔重复放置在前层图形周围，同一距离既要在平行于前层图形的方向放置OPC测试图形，也要在垂直于前层图形的方向放置OPC测试图形。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)，对平行于前层图形和垂直于前层图形的OPC测试图形设定不同的偏离值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)，对平行于前层图形和垂直于前层图形的OPC测试图形设定为相同的设计值。
【文档编号】G03F1/36GK103513506SQ201210203733
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月19日 优先权日:2012年6月19日
【发明者】陈福成 申请人:上海华虹Nec电子有限公司