一种提高光学邻近效应修正模型精度的方法
【专利摘要】本发明提供了一种提高光学邻近效应修正模型精度的方法，包括：在晶圆上进行采样，得到一组量测数据值；对量测数据值进行处理，过滤掉不可信的采样点的量测数据；基于处理过的量测数据值建立初始OPC模型，计算每个采样点的模型数据值的原始残余误差；利用原始残余误差的平方值或立方值得到修正后的残余误差均方根；利用修正后的残余误差均方根引导算法进行光学系统的模拟，从而得到修正后的OPC模型。本发明的方法，利用修正后的残余误差均方根来引导算法对光学系统做出有效的模拟，在模拟过程中有效地减小了模型整体的残余误差，从而提高了修正后的OPC模型的精度，并进一步提高了光刻工艺的稳定性。
【专利说明】一种提高光学邻近效应修正模型精度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体【技术领域】，特别涉及一种提高光学邻近修正模型精度的方法。【背景技术】
[0002]随着集成电路的持续发展，制造技术不断向更小的尺寸发展，光刻制程已成为限制集成电路向更小特征尺寸发展的主要瓶颈。在深亚微米级的半导体制造工艺中，关键图形尺寸已经远远小于光源的波长，这样会引发光的衍射效应，从而导致光罩投影至硅片上的图形会发生很大的变化，如线宽的变化、转角的圆化、线长的缩短等各种光学临近效应。
[0003]为了补偿这些效应产生的误差，我们会直接修改设计出来的图形，然后再进行光刻版的制版工作，例如将线尾修改成锤头(hammer head)之类的图形等。这个修正的迭代过程就叫光刻邻近效应修正，即所谓的OPC (Optical Proximity Correction)。一般来说
0.18微米以下的光刻制程需要辅以OPC才可以得到较好的光刻质量。
[0004]在OPC过程中，模型的建立至关重要，掩膜(mask)的修正都是基于模型的仿真并通过大量迭代来实现。OPC模型依据光学系统相关参数、晶圆上光阻和膜层信息参数、光刻版透射率参数等信息来模拟经光刻版上设计的图案投影后在晶圆上形成的图案。采用OPC模型模拟出的投影后图案与实际将光刻版上图案曝在晶圆上形成的图案是存在误差的，该误差称为模型残余误差(model residual error, MRE)。误差的存在限制了 OPC模型的精度。
[0005]在晶圆上图案的特征尺寸(CD)量测可信的前提下，通常希望将模型的残余误差尽量减小，从而提升模型精度。
[0006]现有的方法中，建立OPC模型的方法包括:
[0007]步骤LOl:在晶圆上进行采样，得到一组量测数据值；
[0008]步骤L02:对上述量测数据值进行处理，过滤掉不可信的采样点的量测数据；这里，不可信的采样点可以但不限于包括:不同次量测过程中的量测数据波动较大的采样点、量测数据明显小于设计规则尺寸的采样点、趋势与同类数据明显偏离的采样点，等等。
[0009]步骤L03:基于上述处理过的量测数据值建立初始OPC模型，计算每个采样点的模型数据值的残余误差。其中，将每个采样点的模型数据值与上述量测数据值一一进行比较，得到每个采样点的模型数据值的残余误差；例如，meas⑶I, meas⑶2…meas⑶η分别为第I个采样点，第2个采样点…第η个采样点的量测数据值,model⑶I,model⑶2…model⑶η分别为第一个采样点，第2个采样点…第η个采样点的模型数据值，则每个采样点的模型数据值的残余误差MREI，MRE2…MREn分别为:
[0010]MREI =mode I CD 1-measCD I
[0011]MRE2=modelCD2_measCD2
[0012]…
[0013]MREn=modelCDn_measCDn
[0014]步骤L04:计算上述模型数据值的残余误差均方根，釆用的公式为:[0015]M= [ (MREI)2+ (MREI)2+…+ (MREn)2]1/2
[0016]其中，M表示残余误差均方根。
[0017]步骤L05:将M值作为OPC模型的算法的引导数值，引导算法对光学系统做出有效的模拟。
[0018]然而，在实际的模拟过程中，对于残余误差较小或较大的数据点，还可以进一步进行修正，使OPC模型的残余误差减小，从而进一步提高OPC模型的精度。
【发明内容】
[0019]为了克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种修正残余误差及其均方根的方法，从而提高OPC模型的精度。
[0020]本发明提供一种提高光学邻近效应修正模型精度的方法，其包括以下步骤:
[0021]步骤SOl:在晶圆上进行采样，得到一组量测数据值；
[0022]步骤S02:对所述量测数据值进行处理，过滤掉不可信的采样点的量测数据；
[0023]步骤S03:基于所述处理过的量测数据值建立初始OPC模型，计算每个采样点的模型数据值的原始残余误差；
[0024]步骤S04:利用所述原始残余误差的平方值或立方值得到所述修正后的残余误差均方根；
[0025]步骤S05:利用所述修正后的残余误差均方根引导算法进行光学系统的模拟，从而得到修正后的OPC模型。
[0026]优选地，所述步骤S04中，利用所述原始残余误差的平方值得到修正后的残余误差均方根时，采用以下公式:M=[ (MRE12)2+(MRE2)2+...+(MREn2) 2]1/2，其中，MREU MRE2、…、MREn分别表不第I个米样点、第2个米样点、…、第η个米样点的所述原始残余误差，M表示所述修正后的残余误差均方根。
[0027]优选地，所述步骤S04中，利用所述原始残余误差的立方值得到修正后的残余误差均方根时，采用以下公式:M=[ (MRE13)2+(MRE3)2+...+(MREn3) 2]1/2，其中，MREU MRE2、…、MREn分别表不第I个米样点、第2个米样点、…、第η个米样点的所述原始残余误差，M表示所述修正后的残余误差均方根。
[0028]优选地，所述在晶圆上进行采样的图形同时包括若干一维图形和若干二维图形。
[0029]优选地，所述一维图形和所述二维图形包括若干种不同的特征图形。
[0030]优选地，所述步骤S02包括:对同一图形的几个不同的重复单元位置进行多次量测后求平均值，并去除多次量测过程中波动较大的采样点的量测数据值，以及去除明显小于设计规则尺寸的采样点的量测数据。
[0031]本发明的提高OPC模型精度的方法，以初始OPC模型的初始残余误差的平方值或立方值对初始残余误差均方根进行修正，进一步利用修正后的残余误差均方根来引导算法对光学系统做出有效的模拟，从而得到修正后的精度得到提高的OPC模型，修正光学邻近效应，提高刻蚀工艺的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本发明的一个较佳实施例的提高OPC模型精度的方法的流程示意图[0033]图2为本发明的上述较佳实施例的量测数据的原始残余误差的分布示意图
[0034]图3为本发明的上述较佳实施例的量测数据的原始残余误差经平方后的残余误差的分布示意图
[0035]图4为本发明的上述较佳实施例的量测数据的原始残余误差经立方后的残余误差的分布示意图
【具体实施方式】
[0036]为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
[0037]以下结合具体实施例和附图1和附图2对本发明的提高OPC模型精度的方法作进一步详细说明。图1为本发明的一个较佳实施例的提高OPC模型精度的方法的流程示意图。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、明晰地达到辅助说明本发明实施例的目的。
[0038]如前所述，在现有的OPC模型的模拟过程中，采用模型的残余误差均方根引导算法进行光学系统的模拟，从而得到修正的OPC模型，该残余误差是直接将每个采样点的模型数据值与量测数据值进行比较得到的，由于模型残余误差限制了 OPC模型的精度，因此，本发明对模型残余误差均方根的算法进行了修正，从而引导算法进行光学系统的模拟，以得到修正后的精度更高的OPC模型。
[0039]本发明的提高OPC模型精度的方法，请参阅图1，包括以下步骤:
[0040]步骤SOl:在晶圆上进行采样，得到一组量测数据值；
[0041]具体的，本实施例中，在晶圆上进行采样的图形可以同时包括若干一维图形和若干二维图形，这些一维图形和二维图形又可以包括若干种不同的特征图形。一组量测数据值一般达到几百或几千个数据点。
[0042]步骤S02:对量测数据值进行处理，过滤掉不可信的采样点的量测数据；
[0043]具体的，本实施例中，由于在对晶圆的量测过程中会存在误差，因此通常采用对同一图形的几个不同的重复单元位置进行多次量测后求平均值，并去除多次量测过程中波动较大的采样点的量测数据，以及去除明显小于设计规则尺寸的采样点的量测数据。
[0044]这是因为:在本发明中，不可信的采样点可以但不限于为量测数据波动较大的点、对提取模型意义不大的点、或者与同类数据明显偏离的采样点，例如，对于某一采样点，经多次采样的量测数据波动较大，则认为这样的采样点不可信；再例如，对某一采样点进行采样后，得到的明显小于设计规则尺寸的量测数据对提取模型的意义不大，这样的采样点也同样认为是不可信的；又例如，某个数据点本身看起来没有异常，但与同类数据放在一起时，其趋势明显偏离于同类数据，这样的采样点也认为不可信，等等。因此，在本发明中，需要把不可信的采样点的量测数据过滤掉。
[0045]步骤S03:基于处理过的量测数据值建立初始OPC模型，计算每个采样点的模型数据值的原始残余误差；
[0046]具体的，本实施例中，采用上述过滤掉不可信采样点的量测数据建立一个初始的OPC模型，然后计算出每个模型数据值，再将每个模型数据值与量测数据值进行比较，得到每个采样点的模型数据值的原始残余误差。比如，meas⑶I, meas⑶2…meas⑶η分别为第I个采样点，第2个采样点…第η个采样点的量测数据值,model⑶I,model⑶2…model⑶η分别为第一个采样点，第2个采样点…第η个采样点的模型数据值，则每个采样点的模型数据值的原始残余误差MRE1，MRE2，…，MREn分别为:
[0047]MREl=modelCDl_measCDl
[0048]MRE2=modelCD2-measCD2
[0049]…
[0050]MREn=modelCDn-measCDn
[0051]步骤S04:利用原始残余误差的平方值或立方值得到修正后的残余误差均方根；
[0052]具体的，本实施例中，可以利用原始残余误差的平方值得到修正后的残余误差均方根时，采用以下公式:M= [(MREl2)2+(MRE2)2+…+ (MREn2)2]"2,其中，MRE1、MRE2、.'MREn分别表不第I个米样点、第2个米样点、…、第η个米样点的原始残余误差，M表不修正后的残余误差均方根。本实施例中，还可以利用原始残余误差的立方值得到修正后的残余误差均方根时，采用以下公式:M=[ (MRE13)2+(MRE3)2+...+(MREn3)2]1/2，其中，MREl、MRE2、…、MREn分别表不第I个米样点、第2个米样点、…、第η个米样点的原始残余误差，M表不修正后的残余误差均方根。
[0053]步骤S05:利用修正后的残余误差均方根引导算法进行光学系统的模拟，从而得到修正后的OPC模型。
[0054]在本实施例中，请参阅图2-4，图2为本发明的上述较佳实施例的量测数据的原始残余误差的分布示意图，图3为本发`明的上述较佳实施例的量测数据的原始残余误差经平方后的残余误差的分布示意图，图4为本发明的上述较佳实施例的量测数据的原始残余误差经立方后的残余误差的分布示意图。图中的横坐标表示量测数据点，纵坐标表示对应的残余误差值。修正前后的残余误差的对比情况为:对于残余误差较小的采样点，残余误差经平方或立方以后，对整体的M值贡献变小，并且，经立方后的贡献小于经平方后的贡献；对于残余误差较大的采样点，残余误差经平方或立方后，对整体的M值贡献变大，并且，经立方后的贡献大于经平方后的贡献，这样，经修正后的残余误差均方根可以引导算法在模拟过程中向残余误差较大的采样点加大权重，有效的减小了整个OPC模型的残余误差，从而提高了 OPC模型的精度。
[0055]综上所述，本发明的提高OPC模型精度的方法，通过对残余误差均方根进行修正，采用原始残余误差平方值或立方值来计算得到修正后的残余误差均方根，然后利用修正后的残余误差均方根引导算法进行光学系统的模拟，在模拟过程中有效地减小了模型整体的残余误差，从而使修正后的OPC模型的精度得到提高。
[0056]虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。
【权利要求】
1.一种提高光学邻近效应修正模型精度的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤SOl:在晶圆上进行采样，得到一组量测数据值； 步骤S02:对所述量测数据值进行处理，过滤掉不可信的采样点的量测数据； 步骤S03:基于所述处理过的量测数据值建立初始OPC模型，计算每个采样点的模型数据值的原始残余误差； 步骤S04:利用所述原始残余误差的平方值或立方值得到所述修正后的残余误差均方根； 步骤S05:利用所述修正后的残余误差均方根引导算法进行光学系统的模拟，从而得到修正后的OPC模型。
2.根据权利要求1所述的提高光学邻近效应修正模型精度的方法，其特征在于，所述步骤S04中，利用所述原始残余误差的平方值得到修正后的残余误差均方根时，采用以下公式:M= [(MREl2)2+(MRE2)2+…+ (MREn2)2]1/2，其中，MREl、MRE2、.'MREn 分别表示第 I 个采样点、第2个采样点、…、第η个采样点的所述原始残余误差，M表示所述修正后的残余误差均方根。
3.根据权利要求1所述的提高光学邻近效应修正模型精度的方法，其特征在于，所述步骤S04中，利用所述原始残余误差的立方值得到修正后的残余误差均方根时，采用以下公式:M= [(MREl3)2+(MRE3)2+…+ (MREn3)2]1/2，其中，MREl、MRE2、.'MREn 分别表示第 I 个采样点、第2个采样点、…、第η个采样点的所述原始残余误差，M表示所述修正后的残余误差均方根。
4.根据权利要求1所述的提高光学邻近效应修正模型精度的方法，其特征在于，所述在晶圆上进行采样的图形同时包括若干一维图形和若干二维图形。
5.根据权利要求4所述的提高光学邻近效应修正模型精度的方法，其特征在于，所述一维图形和所述二维图形包括若干种不同的特征图形。
6.根据权利要求1所述的提高光学邻近效应修正模型精度的方法，其特征在于，所述步骤S02包括:对同一图形的几个不同的重复单元位置进行多次量测后求平均值，并去除多次量测过程中波动较大的采样点的量测数据，以及去除明显小于设计规则尺寸的采样点的量测数据。
【文档编号】G03F1/36GK103777460SQ201410076758
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】卢意飞 申请人:上海集成电路研发中心有限公司