[发明专利]OPC模型建立过程中针对大尺寸非关键层图形的光学参数优化方法

说明书

本发明公开了一种OPC模型建立过程中针对大尺寸非关键层图形的光学参数优化方法，包括：收取最佳曝光条件下的CDSEM数据；初选离胶起始位置的初始值和光束焦点的初始值；构建离胶起始位置‑光束焦点的所有初始值组合；对每个离胶起始位置‑光束焦点的初始值组合进行复选，在每个离胶起始位置‑光束焦点的初始值组合中确定一个离胶起始位置‑光束焦点的最佳值组合；对所有的离胶起始位置‑光束焦点的最佳值组合进行分析比对，从中确定最终的离胶起始位置‑光束焦点组合。本发明在不需要收集工艺窗口条件下的CDSEM数据的前提下，可以对离胶起始位置和光束焦点进行快速高效的筛选和组合，而且可以同时获得多个离胶起始位置‑光束焦点组合，提供更多选择。

技术领域

本发明涉及微电子及半导体集成电路制造领域，具体属于一种OPC模型建立过程中针对大尺寸非关键层图形的光学参数优化方法，以用于提高模型的拟合效率。

背景技术

集成电路制造技术是一个复杂的工艺，且更新速度很快。随着技术的不断发展，表征集成电路制造技术的一个关键参数——最小特征尺寸(即关键尺寸criticaldimension，简称CD)不断缩小，也正是由于关键尺寸的减小才使得每个芯片上设置百万个器件成为可能。

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。相对于其它单个制造技术来说，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，然后通过光刻设备产生特定波长的光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不断缩小，光的衍射效应变得越来越明显，结果就是最终对设计图形产生光学影像退化，造成掩膜版上的图案转移到硅片的过程中发生失真现象，即最终在硅片上经过光刻形成的实际图形变得和设计图形不同，产生OPE(Optical Proximity Effect，光学临近效应)，如果不消除这种失真现象会导致整个制造工艺的失败。

为了修正OPE现象，便产生了OPC(Optical Proximity Correction，光学邻近效应修正)。OPC的核心思想就是对所述掩膜版进行光刻前预处理，通过预先修改使得修改补偿的量正好能够补偿曝光系统造成的光学邻近效应。具体来说，建立OPC模型，根据OPC模型设计光掩膜图形，虽然光刻后的光刻图形相对于光掩膜图形发生了OPE现象，但是根据OPC模型设计光掩膜图形的过程中已经考虑了对该现象的抵消，因此，光刻后的光刻图形接近于用户实际希望得到的目标图形。

目前，OPC模型的建立方法包括两种，一种是基于经验的光学邻近效应修正，另一种是基于模型的光学邻近效应修正。其中，基于模型的光学邻近效应修正从90nm技术节点开始被广泛应用，它使用光学模型和光刻胶化学反应模型来计算出曝光后的图形。该方法的关键是建立精确的光刻模型，包括光学模型(Optical Model)和光刻胶模型(ResistModel)，为达到较高的计算速度，这些模型都采用近似模型，其中包含一系列参数，需要实验数据来进行拟合，以保证模型的精确度。显然，实验数据越多，模型拟合越精确，但是太多的测试图形会使得晶圆数据的收集量太大。

在光学模型的建立过程中，优化参数defocus_start和beam focus是模型拟合的重要环节，其中，如图1所示，defocus_start是指实际像平面与光刻胶上边缘的距离，即离胶起始位置，beam focus则表示无表面涂层时光束聚焦点，即光束焦点。