[发明专利]一种优化光刻工艺参数的方法

说明书

本发明公开了一种优化光刻工艺参数的方法，包括如下步骤：S01：利用机器学习模型仿真芯片设计版图的最佳焦距，同时测量实际晶圆制造过程中的在线工艺数据；S02：将上述仿真出来的最佳焦距和测量出来的在线工艺数据相结合，对整片晶圆的光刻结果进行预测，得出预测结果，同时测量晶圆光刻之后的实际结果；S03：将所述预测结果和实际结果进行自动验证，若预测结果与实际结果之间的误差小于阈值，保留该预测结果并进入步骤S04；S04：利用上述保留的预测结果对实际光刻工艺进行参数优化。本发明提供的一种优化光刻工艺参数的方法，自动实现整个光刻工艺参数的优化流程，为实现智能化光刻工艺奠定了基础，具有非常重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，具体涉及一种优化光刻工艺参数的方法。

背景技术

在半导体集成电路制造领域，光刻工艺是一种关键的基本工艺，其工艺质量直接影响集成电路的成品率、可靠性、芯片性能以及使用寿命等参数指标的稳定和提高。由于光刻工艺涉及复杂的光化学反应和物理过程，影响其结果的因素非常复杂，因此要在理论上完全建立各工艺参数和光刻结果的对应关系十分困难。在实际工艺中通常采取反复试验的方法来获得相对稳定的工艺参数，如实际光刻工艺中通常采用聚焦/曝光量矩阵(FEM)来确定光刻工艺窗口参数，即通过芯片版图上的少数几个位置确定整个芯片最佳剂量和焦距。但是随着集成电路制造技术节点的不断缩小，先进工艺制程的试验和制造成本急剧增加，同时光刻工艺参数的可变性也显著增加，因此很难继续采用反复试验的方法获取稳定的光刻工艺参数。

近年来，计算光刻作为先进光刻工艺的一种辅助工具发展尤为迅速，在28nm技术节点以下，计算光刻已经成为光刻工艺研发的核心。所谓计算光刻，顾名思义，就是采用计算机模拟、仿真光刻工艺的光化学反应和物理过程，从理论上指导光刻工艺参数的优化。在先进技术节点的光刻工艺优化中，计算光刻工具已经被广泛推广和应用，其技术内容也从光学邻近效应修正(OPC)扩展为光源-掩模协同优化技术(SMO)，与实际光刻工艺参数优化也结合的越来越紧密，如附图1所示，为荷兰ASML公司推出的利用计算光刻工具(Tachyon)仿真芯片工艺窗口的方法，并结合工艺量测数据对光刻工艺进行缺陷预测和验证，最终实现光刻工艺窗口优化，其具体步骤包括：芯片版图的工艺窗口计算，即计算光刻仿真；采用工艺量测方法得出晶圆制造的焦距图；晶圆缺陷预测和验证；版图相关的工艺窗口优化。但是，随着工艺节点的不断推进，计算光刻的模型越来越复杂，对算力的要求急剧攀升，所需要的计算时间也显著增长，目前在28nm技术节点以下，常见的计算光刻软件包已经很难实现对整个芯片版图的仿真计算。

最佳焦距(Best-focus)是计算光刻中的一个重要参数，也是指导光刻工艺优化的关键参数之一，如果能获得芯片版图上每个位置的最佳焦距，即可准确预知晶圆制造时光刻工艺的实际效果，从而给光刻工艺参数优化提供准确依据，但是对于全版图尺度的最佳焦距计算，由于运算量十分庞大，现有的计算光刻软件和硬件能力根本无法满足，目前对于芯片版图最佳焦距的计算，只能选取有限的特征图形进行，因此很难为光刻工艺参数优化提供系统帮助。

发明内容

本发明的目的是提供一种优化光刻工艺参数的方法，采用机器学习模型与计算光刻结合起来仿真整个芯片设计版图的最佳焦距，进一步结合晶圆实际制造过程中的在线工艺数据对整片晶圆的光刻结果进行预测和验证，最后实现光刻工艺参数的优化。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种优化光刻工艺参数的方法，包括如下步骤：

S01：利用机器学习模型仿真芯片设计版图的最佳焦距，同时测量晶圆实际制造过程中的在线工艺数据；

S02：将上述仿真出来的最佳焦距和测量出来的在线工艺数据相结合，对整片晶圆的光刻结果进行预测，得出预测结果，同时测量晶圆光刻之后的实际结果；

S03：将所述预测结果和实际结果进行自动验证，若预测结果与实际结果之间的误差小于阈值，保留该预测结果并进入步骤S04；若预测结果与实际结果之间的误差大于等于阈值，则返回步骤S01；