[发明专利]一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法、负显影光刻胶模型、OPC模型及电子设备

说明书

发明涉及集成电路光刻技术领域，尤其涉及一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法、负显影光刻胶模型、OPC模型及电子设备。一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法，基于弹性力学对光刻胶的形变进行分析，设定应力、应变之一者作为光刻胶形变量的等效以获得等效方程，选用泰勒展开式对所述等效方程进行近似计算以获得应力或者应变的近似值，根据所述近似值对光场分布进行调整以获得合适的酸浓度分布，使得曝光图形和目标图形最接近，能很好的对热收缩效应过程中光刻胶的形变进行分析，提高光刻计算过程中的准确性，同时，采用泰勒展开式对热收缩效应进行拟合，提高计算速度，因此，解决了全芯片负向显影光刻工艺计算复杂的问题。

【技术领域】

发明涉及集成电路光刻技术领域，尤其涉及一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法、负显影光刻胶模型、OPC模型及电子设备。

【背景技术】

光刻工艺是现代超大规模集成电路制造过程中最重要的制造工艺，即通过光刻机将掩模上集成电路的设计图形转移到硅片上的重要手段。随着特征尺寸逐渐缩小，可用于制造的工艺窗口越来越小，整个光刻工艺过程都需要做到精准控制，对计算光刻精确程度的要求也越来越高。准确的计算光刻模型可以从理论上探索增大光刻分辨率和工艺窗口的途径，指导工艺参数的优化。

而目前比较先进的光刻胶技术均为负向显影。负向显影技术在建模的过程中有别于正向显影技术。在正向显影技术中，光刻胶的形变主要取决于光刻胶经过光照反应后的酸的分布，也就是光场的分布。由于计算光刻的成像光学仿真过程可以较为准确的基于物理成像模型计算出，所以，对于正向显影的光刻胶建模容易得到较为准确的结果。而在负向显影的光刻胶中，由于后烘过程光刻胶的热收缩效应，光刻胶会产生超出光场分布的额外形变，而这部分形变是十分难以捕捉的，同时这种效应对于负向显影光刻胶的建模又是十分重要的。而对于全芯片来说，一个芯片的尺寸最大可达32mm*26mm，其中最小图形的线宽可能只有10nm，一个光刻层的版图文件可达几百个GB，所以模型速度又是非常关键的技术指标。所以需要一种兼顾准确程度和速度的模型对负向显影光刻胶进行模拟仿真。

【发明内容】

为克服现有光刻技术中对负向显影光刻胶进行模拟仿真的准确性差以及优化速度低的缺陷，本发明提供一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法、负显影光刻胶模型、OPC模型及电子设备。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法，包括如下步骤：S1、通过光学模型得到光刻胶的光场分布，设定光场分布为E(x,y)，且设定光刻胶中酸浓度的分布为光场分布的函数，即S(x,y)＝F(E(x,y))；S2、设定光刻胶在后烘过程中的热收缩效应为弹性形变，基于弹性力学对光刻胶的弹性形变进行分析，设定应力、应变之一者作为光刻胶形变量的等效以获得等效方程，所述等效方程为微分方程；及S3、选用泰勒展开式对所述等效方程进行近似计算以获得应力或者应变的近似值，根据所述近似值对光场分布进行调整以获得合适的酸浓度分布。

优选地，根据连续性假设，弹性体在变形前和变形后仍保持为连续体，假设弹性体中某点在变形过程中由位置M(x,y,z)移动至M′(x′,y′,z′)，这一过程为连续过程，所有位移满足方程：

其中u(x,y,z)＝x′(x,y,z)-x，v(x,y,z)＝y′(x,y,z)-y，w(x,y,z)＝w′(x,y,z)-w，其中u、v、w分别对应为x方向、y方向和z方向上的位移，光刻胶可以称为弹性体；

在上述步骤S2中，所述等效方程的获得包括如下步骤：S21、外力通过平衡方程与应力形成相互关联，应力通过物理方程与应变形成相互关联，应变通过几何方程与位移形成相互关联；及S22、基于光刻胶的厚度尺寸较薄，将所述光刻胶设定为一个平面，从而对所述平衡方程、所述物理方程以及所述几何方程简化。

优选地，基于简化后的几何方程获得关于应变与位移之间形成关联的等效方程。