光学临近修正方法、掩膜版及可读存储介质与流程

1.本技术涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种光学临近修正方法，还涉及一种掩膜版及一种可读存储介质。


背景技术：

2.随着超大规模集成电路(ulsi，ultra large scale integration)的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细。其中光刻技术是集成电路制造工艺发展的驱动力，也是最为复杂的技术之一。相对于其他单个制造技术来说，光刻技术的提高对集成电路的发展具有重要意义。在光刻工艺开始之前，首先需要将图案通过特定设备复制到掩膜版上，然后通过光刻机将掩膜版上的图案结构复制到生产芯片的硅片上。但是由于半导体器件尺寸的缩小，曝光所用的波长大于物理版图设计的理想图形的尺寸和图形之间的间距，光波的干涉和衍射效应使得实际光刻产生的物理图形和物理版图设计的理想图形之间存在很大的差异，实际图形的形状和间距发生很大的变化，甚至影响电路的性能。
3.产生这种差异的一个重要原因是光刻所用光束波长大于物理版图设计的理想图形的尺寸和图形之间的间距时，光学波长大于物理版图设计的理想图形的尺寸和图形之间的间距时产生光学临近效应的作用。因此，为了解决所述问题可以对所述掩膜版进行光学临近修正(opc,optical proximity correction)。
4.目前opc是通过对掩膜版的修正，最大可能地解决光刻后的图形失真，各大厂商使用计算机辅助软件工具进行。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供一种能够提高opc的修正精度的光学临近修正方法。
6.一种光学临近修正方法，包括：获取掩膜版设计图形；将所述掩膜版设计图形的外边缘解析分割成多段，包括：对于在所述线条端头的延伸方向上与线条端头相邻的线条图形，根据所述线条端头与所述线条图形的间距、和建立opc模型时采用的光学直径，计算所述线条图形在邻近所述线条端头位置处的切分线段长度；其中所述线条端头所在的直线与所述线条图形呈一夹角；根据所述opc模型对所述掩膜版设计图形进行模拟，得到模拟曝光图形；根据所述模拟曝光图形对所述掩膜版设计图形进行调整，得到掩膜版制版图形。
7.上述光学临近修正方法，改善了掩膜版设计图形外边缘解析分割(dissection)时的切分算法，在线条图形与其他线条端头相邻的位置，根据不同的光学环境采取不同长度的切分片段，从而能够有效改善“波纹”现象，提高opc修正精度和opc修正效率，降低工艺风险。
8.在其中一个实施例中，所述根据所述模拟曝光图形对所述掩膜版设计图形进行调整，得到掩膜版制版图形的步骤包括：计算所述模拟曝光图形与所述掩膜版设计图形的边缘放置误差，根据所述边缘放置误差对所述掩膜版设计图形进行调整，得到掩膜版制版图形。
9.在其中一个实施例中，所述根据所述边缘放置误差对所述掩膜版设计图形进行调整，得到掩膜版制版图形的步骤包括：步骤a，根据所述边缘放置误差对所述掩膜版设计图形进行调整；步骤b，根据所述opc模型对所述调整后的掩膜版设计图形进行模拟，得到再次模拟曝光图形；步骤c，计算所述再次模拟曝光图形与所述调整后的掩膜版设计图形的边缘放置误差；步骤d，根据所述步骤c计算得到的边缘放置误差判断是否满足预设条件，若满足，则将调整后的掩膜版设计图形作为掩膜版制版图形；否则返回所述步骤a。
10.在其中一个实施例中，所述根据opc模型对所述掩膜版设计图形进行模拟的步骤之前，还包括在所述掩膜版设计图形的外边缘上放置目标点的步骤；所述根据所述边缘放置误差对所述掩膜版设计图形进行调整的步骤包括：根据每一段所述外边缘对应的边缘放置误差的值，调整所述掩膜版设计图形以使边缘放置误差的值趋于零。
11.在其中一个实施例中，所述切分线段长度其中cd为所述线条端头与所述线条图形的间距，od为所述建立opc模型时采用的光学直径，l为一经验值，[]表示向上取整，δx的单位为纳米。
[0012]
在其中一个实施例中，δx不小于光刻版实际制版的最小极限尺寸、不大于切分线段能够定义的最长长度。
[0013]
在其中一个实施例中，l取决于工艺节点的关键尺寸。
[0014]
在其中一个实施例中，所述线条端头的延伸方向垂直于所述线条图形。
[0015]
在其中一个实施例中，所述预设条件是每一段所述掩膜版设计图形的所述外边缘对应的边缘放置误差的绝对值小于预设值。
[0016]
还有必要提供一种掩膜版，所述掩膜版是根据上述任一实施例所述的光学临近修正方法得到的掩膜版制版图形制成。
[0017]
还有必要提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的光学临近修正方法的步骤。
[0018]
还有必要提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的光学临近修正方法的步骤。
[0019]
还有必要提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一实施例所述的光学临近修正方法的步骤。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]
图1为一示例性的掩膜版设计图形和opc软件模拟曝光后的图形的示意图；
[0022]
图2是示例性的opc过程中掩膜版设计图形解析分割及模拟曝光的示意图；
[0023]
图3是示例性的通过inter-feature切分命令进行解析分割的示意图；
[0024]
图4是一实施例中光学临近修正方法的流程图；
[0025]
图5是图4所示的实施例中步骤s440的子步骤流程图；
[0026]
图6是一示例性的关键尺寸为110nm节点下的部分掩膜版设计图形；
[0027]
图7是一对比例中解析分割和放置目标点的示意图；
[0028]
图8是图7所示对比例对应的掩膜版制版图形；
[0029]
图9是一实施例中解析分割和放置目标点的示意图；
[0030]
图10是图8对应的对比例与图9对应的实施例得到的掩膜版制版图形在线条图形片段处的轮廓对比图。
具体实施方式
[0031]
为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
[0032]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
[0033]
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分，这些元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分与另一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层、掺杂类型或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分；举例来说，可以将第一掺杂类型成为第二掺杂类型，且类似地，可以将第二掺杂类型成为第一掺杂类型；第一掺杂类型与第二掺杂类型为不同的掺杂类型，譬如，第一掺杂类型可以为p型且第二掺杂类型可以为n型，或第一掺杂类型可以为n型且第二掺杂类型可以为p型。
[0034]
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0035]
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0036]
这里参考作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发
明的实施例，这样可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的所示形状的变化。因此，本发明的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造技术导致的形状偏差。例如，显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样，通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行时所经过的表面之间的区中的一些注入。因此，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不表示器件的区的实际形状，且并不限定本发明的范围。
[0037]
一种示例性的计算机辅助软件工具进行光学临近修正(opc)的方法，是通过opc软件首先把掩膜版设计图形的边缘识别出来，且将掩膜版设计图形的边切分成许多小的校正线段，让每一段边缘可以自由移动。然后opc软件模拟光刻曝光后的图形，和掩膜版设计图形对比(如图1所示)，它们之间的差别称为边缘放置误差(epe，edge placement error)，是用来衡量修正质量的指标。opc软件在运行时移动掩膜版设计图形的边缘位置，并计算出对应的边缘放置误差。这个过程不断反复，直到计算出的边缘放置误差达到可以接受的值。opc过程中掩膜版设计图形切分及相应结果如图2所示，图2左半部分表示掩膜版设计图形与切分点的位置，原始版图边上的黑点表示的切分点将边分割成若干长短不一的校正线段；修正后得到的opc结果(即修正后的掩膜版制版图形)如图2右半部分所示。
[0038]
opc修正量最大的位置通常在线条的拐角和两头，opc软件在图形的拐角和端带点处设置更小的格栅，使得这些位置的epe计算更加密集，修正得更加完善。处理拐点有两种典型的方法，即规则匹配切分、标记手动切分。以mentor calibre-wb为例，使用规则匹配切分命令inter-feature将相邻图形的顶点投影到对面边，根据命令参数切分出若干个小的片段，参见图3，图中小圆点为切分点。该命令有2个重要的参数：-num用于设置纹波片段数量；-ripplelen用来控制纹波片段的长度。
[0039]
由于规则匹配切分是基于整个版图图形，但是版图图形中分布着复杂的二维图形，在光学临近效应的影响下，统一的参数配置很难满足需求，因此opc工程师需要耗费大量的时间进行试验来找出满意的切分方案，然后采用标记手动切分的方法处理关键的部分版图，以获得满意的切分结果。
[0040]
本技术提出一种光学临近修正方法，改善了掩膜版设计图形外边缘解析分割(dissection)时的切分算法，采用动态切分片段的方式，根据不同的光学环境采取不同长度的切分片段。图4是一实施例中光学临近修正方法的流程图，包括下列步骤：
[0041]
s410，获取掩膜版设计图形。
[0042]
根据实际需求进行集成电路设计后，得到与需求相符的各个层次的设计图形，作为掩膜版设计图形。
[0043]
s420，将掩膜版设计图形的外边缘解析分割(dissection)成多段。
[0044]
解析分割即将掩膜版设计图形的边切分成许多小的校正片段(线段)，各切分点将图形的边分割成若干长短不一的校正线段。解析分割可以使用opc软件进行。步骤s420对于与线条端头相邻的线条图形(且所述线条图形是在所述线条端头的延伸方向上与线条端头相邻，线条图形与线条端头不平行)，根据所述线条端头与线条图形的间距和建立opc模型时采用的光学直径，计算线条图形在邻近线条端头位置处的切分线段长度δx。示例性的，线条图形与线条端头所在的直线与呈一夹角，例如线条图形垂直于线条端头所在的直线。
[0045]
s430，根据opc模型对掩膜版设计图形进行模拟，得到模拟曝光图形。
[0046]
可以采用opc软件对掩膜版设计图形进行模拟曝光，这些软件可以具有预设的模拟曝光规则，本领域技术人员可以对这些规则进行修改。本技术不对具体的模拟曝光规则进行限定。
[0047]
s440，根据模拟曝光图形对掩膜版设计图形进行调整，得到掩膜版制版图形。
[0048]
上述光学临近修正方法，改善了掩膜版设计图形外边缘解析分割时的切分算法，在线条图形与其他线条端头相邻的位置，根据不同的光学环境采取不同长度的切分片段，从而能够有效改善“波纹”现象，提高opc修正精度和opc修正效率，提高工艺窗口，降低工艺风险。
[0049]
在本技术的一个实施例中，步骤s440包括：计算模拟曝光图形与掩膜版设计图形的边缘放置误差，根据边缘放置误差对掩膜版设计图形进行调整，得到掩膜版制版图形。
[0050]
在本技术的一个实施例中，还包括在掩膜版设计图形的外边缘(线条端及邻边)上放置目标点(即切分点)的步骤。
[0051]
参见图5，在本技术的一个实施例中，步骤s440包括：
[0052]
s452，根据边缘放置误差对掩膜版设计图形进行调整。
[0053]
在本技术的一个实施例中，根据边缘放置误差移动掩膜版设计图形的各校正片段，以使各校正片段的边缘放置误差的值趋于零，或者使各校正片段的边缘放置误差的绝对值趋于一个很小的值。
[0054]
s454，根据opc模型对调整后的掩膜版设计图形进行模拟，得到再次模拟曝光图形。
[0055]
步骤s454与步骤s430类似，此处不再赘述。
[0056]
s456，计算再次模拟曝光图形与调整后的掩膜版设计图形的边缘放置误差。
[0057]
在本技术的一个实施例中，边缘放置误差为模拟曝光图形的位置减去掩膜版设计图形的位置，边缘放置误差的值可以为正值、也可以为负值。
[0058]
步骤s456执行完毕后，再根据步骤s456得到的边缘放置误差判断是否满足第二预设条件，若满足，则将调整后的掩膜版设计图形作为掩膜版制版图形；否则返回步骤s452，再次调整掩膜版设计图形的各校正片段。
[0059]
在本技术的一个实施例中，第二预设条件是每一段校正片段对应的边缘放置误差的绝对值小于预设值。预设值可以为一经验值。
[0060]
在本技术的一个实施例中，若步骤s452调整的次数达到预设次数，则不再进行调整，将最后一次调整得到的掩膜版设计图形作为掩膜版制版图形。
[0061]
具体地，步骤s420可以是改变规则匹配切分命令inter-feature的算法。在本技术的一个实施例中，切分线段长度
[0062]
其中cd为线条端头与线条图形的间距，od为建立opc模型时采用的光学直径，l为一经验值，[]表示向上取整，δx的单位为纳米；光学直径定义了光学系统空间影响的正方形的大小，在计算所在图形的光强时，将考虑od/2范围内的所有图形的影响。在本技术的一个实施例中，cd、od和l的单位也为纳米。
[0063]
在本技术的一个实施例中，δx不小于光罩厂(mask shop)光刻版实际制版的最小极限尺寸，不大于切分线段能够定义的最长长度。
[0064]
在本技术的一个实施例中，l取决于工艺节点的关键尺寸。
[0065]
图6是一示例性的关键尺寸(critical dimension)为110nm节点下的部分掩膜版设计图形。图6中线条端头在其延伸方向上垂直于线条图形，线条端头与线条图形的间距cd为120nm。作为对比例，在解析分割步骤中采用规则切分方法，此时切分片段长度采用120nm，在线条端头12以及线条图形片段14放置目标点，如图7所示。然后根据opc模型对掩膜版设计图形进行模拟，得到模拟曝光图形，再计算模拟曝光图形与掩膜版设计图形在目标位置点的边缘放置误差，再根据边缘放置误差的值对掩膜版设计图形进行修正，反复迭代之后得到掩膜版制版图形，如图8所示。从图8可以看到由于光学临近效应的影响，线条端头会对邻近的线条图形产生影响，产生“波纹”现象，引起“短路”(bridge)或“断路”(pinch)的风险，导致opc精度降低，引起工艺风险。
[0066]
在本技术的一个实施例中，在建立opc模型时，od的取值为960nm，在110nm的节点下，l的推荐值为720nm，则此时δx的长度取值为90nm，参见图9。图10是图8对应的对比例与图9对应的实施例得到的掩膜版制版图形在线条图形片段处的轮廓对比图，可以看到“波纹”现象明显收敛，掩膜版制版图形线宽由原先的138.5nm收敛到132nm，提高了opc修正精度，提高工艺窗口，降低了工艺风险。
[0067]
本技术相应提供一种根据上述任一实施例所述的光学临近修正方法得到的掩膜版制版图形制成的掩膜版。
[0068]
本技术还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的光学临近修正方法的步骤。
[0069]
本技术还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的光学临近修正方法的步骤。
[0070]
本技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一实施例所述的光学临近修正方法的步骤。
[0071]
应该理解的是，虽然本技术的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，本技术的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0072]
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
[0073]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0074]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。