專利名稱：光學(xué)臨近效應(yīng)修正工藝模型的建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種光學(xué)臨近效應(yīng)修正(Optical Proximity Correction, 0PC)工藝模型的建模方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有光學(xué)鄰近效應(yīng)修正(0PC, Optical Proximity Correction)的過程中，需要采集大量的光刻原始數(shù)據(jù)來建立的工藝模型，該工藝模型包括光刻后工藝模型、或者刻蝕后工藝模型。現(xiàn)有光學(xué)臨近效應(yīng)修正工藝模型的建模方法中采集大量的光刻原始數(shù)據(jù)的方法為對(duì)于每個(gè)特征圖形，采用在同一片硅片不同的曝光單元，測(cè)量其光刻關(guān)鍵尺寸(Critical Dimension，⑶)，然后取關(guān)鍵尺寸平均值作為各光刻原始數(shù)據(jù)；該采集方法來避免出現(xiàn)大的測(cè)量誤差值。之后再將收集到的各光刻原始數(shù)據(jù)即將不同位置的線寬即關(guān)鍵尺寸數(shù)據(jù)平均值作為經(jīng)驗(yàn)值輸入建立工藝模型中?！?br> 表一
I挪酬丨~2201~2301 謂 I~250]~2601~2701~2801~2901~30θ|~310]~3201~33θ|~34θ|~3501~3601~37θ|~3801~390Τ PL-120 光刻CD 145.5 132.8 118.3 ΤΡΠ ΟΤΤ 102.4 97.498^942801 844845848702705748~ Wx80 80 ^ ο ^100 ^100 ^100 ^100 ^100 ^100 ^100 ^100 ^100 ^100 ^100 ^100 ^100 ^100 ^100 @剛期 400 ^410 ^420 ^440 ^460 ^480 ^500 ^520 ^540 ^560 ^580 ^600 ^640 ^680 ^720 ^780 ^840 ^900 PL-120 光亥i)CD 70773 681 6436426 45&958^55^548 49 "―471 4Ζ653^9545"―5055775&5~ _I Wx I 1001 1001 OI OI OI OI OI OI OI OI OI OI OI OI OI OI OI OI如表一所示，為采用現(xiàn)有方法收集到的光刻原始數(shù)據(jù)的表格，其中光刻CD為在同一片硅片不同的曝光單元測(cè)量到的光刻關(guān)鍵尺寸的平均值，單位為nm;空間周期為在同一片硅片不同的曝光單元測(cè)量到的空間周期的平均值，單位為nm。將所述關(guān)鍵尺寸輸入到工藝模型中時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中還需要加入為每一個(gè)關(guān)鍵尺寸賦予一個(gè)權(quán)重值，表一中Wx即表示為各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值。表一中所示的半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則是由空間周期為240nm決定的，空間周期為240nm處的光刻關(guān)鍵尺寸為120nm(表一中的測(cè)量值為118. 3nm)、間隙為120nm ;小于240nm的空間周期為亞規(guī)則的空間周期，如表一中的220nm和230nm的空間周期都為亞規(guī)則的空間周期?，F(xiàn)有技術(shù)對(duì)各所述關(guān)鍵尺寸賦權(quán)重值的方法為將小于70nm的關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值都取O ;亞規(guī)則的空間周期根據(jù)關(guān)鍵尺寸的掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy, SEM)照片來判斷,該值可能會(huì)因?yàn)楦魅说闹饔^原因而導(dǎo)致不同觀察者產(chǎn)生不同的判斷，表一中亞規(guī)則的空間周期的兩個(gè)關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值都取80 ;其它的各關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值都取100。如圖2所示，為采用現(xiàn)有建模方法建立的工藝模型來模擬光刻版圖形得到的模擬圖形和采用SEM機(jī)臺(tái)測(cè)量得到的光刻版圖形的實(shí)際圖形的比較圖，較細(xì)的線條I為模擬圖形的線條，較粗的線條2為實(shí)際圖形的邊，從圖2中可以看到，線條I和線條2重合的不是很好，所以模擬圖形和實(shí)際圖形還是有比較大的差值。模擬值和實(shí)際值相差較大的原因?yàn)樵趯?shí)際建立工藝模型過程中，如果將不同位置的線寬即關(guān)鍵尺寸數(shù)據(jù)平均值作為經(jīng)驗(yàn)值輸入建立工藝模型會(huì)引入工藝、量測(cè)機(jī)臺(tái)和量測(cè)過程等的不穩(wěn)定因素和隨機(jī)因素。
上述的不穩(wěn)定因素和隨機(jī)因素在建立模型時(shí)，還會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間在工藝模型擬和和模型收斂，同時(shí)還會(huì)犧牲工藝模型的穩(wěn)定度。當(dāng)考慮模型向亞設(shè)計(jì)尺寸(Sub-design-rule)延伸的時(shí)候,這種不穩(wěn)定因素表現(xiàn)得更加明顯。另外，現(xiàn)有方法中，判斷一個(gè)關(guān)鍵尺寸的光刻能力是不是足夠的方法是通過肉眼觀察該關(guān)鍵尺寸的SEM照片來判斷，如在亞規(guī)則的空間周期的權(quán)重值就是靠肉眼觀察SEM照片來取值的。所以，現(xiàn)有方法可能會(huì)因?yàn)楦魅说闹饔^原因而導(dǎo)致不同觀察者產(chǎn)生不同的判斷；同時(shí)對(duì)于某些設(shè)計(jì)規(guī)則以下的關(guān)鍵尺寸，現(xiàn)有這種肉眼判斷的方法更加不科學(xué)。而通過理論公式來計(jì)算的光刻機(jī)曝光能力和實(shí)際機(jī)臺(tái)的曝光能力也有相當(dāng)大的差距；而收集OPC數(shù)據(jù)的時(shí)候,也不可能對(duì)于各個(gè)光刻的關(guān)鍵尺寸收集FEM(Focus Energy Matrix)來判斷這些關(guān)鍵尺寸的光刻工藝窗口。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光學(xué)臨近效應(yīng)修正工藝模型的建模方法，能減少測(cè)量數(shù)據(jù)量，還能過濾一些工藝、量測(cè)機(jī)臺(tái)和量測(cè)過程中的不穩(wěn)定因素和隨機(jī)因素， 能加快工藝模型建立的擬和和收斂時(shí)間，同時(shí)確保工藝模型的精確和可靠穩(wěn)定。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的光學(xué)臨近效應(yīng)修正工藝模型的建模方法包括步驟步驟一、測(cè)量半導(dǎo)體工藝層的光刻原始數(shù)據(jù)以及所述光刻原始數(shù)據(jù)的線寬粗糙度(line Width Roughness, LffR);所述光刻原始數(shù)據(jù)包括多個(gè)關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值；所述光刻原始數(shù)據(jù)的線寬粗糙度包括各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度。步驟二、根據(jù)各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度、所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的基準(zhǔn)線寬粗糙度以及所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的基準(zhǔn)權(quán)重值確定各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值。確定各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值方法為將大于所述基準(zhǔn)線寬粗糙度的各所述線寬粗糙度對(duì)應(yīng)的各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值在所述基準(zhǔn)權(quán)重值的基礎(chǔ)上減少；將小于等于所述基準(zhǔn)線寬粗糙度的各所述線寬粗糙度對(duì)應(yīng)的各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值在所述基準(zhǔn)權(quán)重值的基礎(chǔ)上增加或不變。進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟二中采用分段函數(shù)確定各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值，所述分段函數(shù)為當(dāng) LWRx > I. 3XLffR0 時(shí)，Wx = ff0/2 ;當(dāng) LWRx ( I. 3XLffR0 時(shí)，Wx = W。。其中，LWRx各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度，LWRtlK述基準(zhǔn)線寬粗糙度，Wx為各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值，W0為各所述基準(zhǔn)權(quán)重值。進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟二中采用一階函數(shù)確定各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值，所述一階函數(shù)為wx = W0X (LWRcAWRx)。其中，LWRx各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度，LffR0所述基準(zhǔn)線寬粗糙度，Wx為各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值，W0為各所述基準(zhǔn)權(quán)重值。進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的線寬粗糙度為所述基準(zhǔn)線寬粗糙度，所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的權(quán)重值為所述基準(zhǔn)權(quán)重值；所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處為具有最小線寬和最小空隙的位置處，所述半導(dǎo)體工藝層的最小周期為最小線寬和最小空隙的和。進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟一中采用掃描電子顯微鏡測(cè)量所述半導(dǎo)體工藝層的光刻原始數(shù)據(jù)以及所述光刻原始數(shù)據(jù)的線寬粗糙度。
本發(fā)明通過引入線寬粗糙度這個(gè)數(shù)值的表征來判斷實(shí)際光刻機(jī)臺(tái)的曝光能力，利用所述線寬粗糙度來對(duì)不同的關(guān)鍵尺寸的經(jīng)驗(yàn)值數(shù)據(jù)的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行修證，從而使本發(fā)明具有如下有益效果能減少測(cè)量數(shù)據(jù)量，還能過濾一些工藝、量測(cè)機(jī)臺(tái)和量測(cè)過程中的不穩(wěn)定因素和隨機(jī)因素，能加快工藝模型建立的擬和和收斂時(shí)間，同時(shí)確保工藝模型的精確和
可靠穩(wěn)定。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖I是本發(fā)明實(shí)施例方法的流程圖；圖2是現(xiàn)有建模方法建立的工藝模型來模擬光刻版圖形得到的模擬圖形和采用SEM機(jī)臺(tái)測(cè)量得到的光刻版圖形的實(shí)際圖形的比較圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例方法建立的工藝模型來模擬光刻版圖形得到的模擬圖形和采用SEM機(jī)臺(tái)測(cè)量得到的光刻版圖形的實(shí)際圖形的比較圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，是本發(fā)明實(shí)施例方法的流程圖。本發(fā)明實(shí)施例光學(xué)臨近效應(yīng)修正工藝模型的建模方法包括步驟步驟一、采用掃描電子顯微鏡測(cè)量半導(dǎo)體工藝層的光刻原始數(shù)據(jù)以及所述光刻原始數(shù)據(jù)的線寬粗糙度；所述光刻原始數(shù)據(jù)包括多個(gè)關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值；所述光刻原始數(shù)據(jù)的線寬粗糙度包括各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度。步驟二、根據(jù)各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度、所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的基準(zhǔn)線寬粗糙度以及所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的基準(zhǔn)權(quán)重值確定各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值；確定各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值方法為將大于所述基準(zhǔn)線寬粗糙度的各所述線寬粗糙度對(duì)應(yīng)的各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值在所述基準(zhǔn)權(quán)重值的基礎(chǔ)上減少；將小于等于所述基準(zhǔn)線寬粗糙度的各所述線寬粗糙度對(duì)應(yīng)的各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值在所述基準(zhǔn)權(quán)重值的基礎(chǔ)上增加或不變。步驟二中確定各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值方法有多種實(shí)現(xiàn)方式，如能采用分段函數(shù)方式，所述分段函數(shù)為當(dāng) LffRx > I. 3XLffR0 時(shí)，Wx = ff0/2,當(dāng) LWRx ( I. 3XLffR0 時(shí)，Wx =Wm其中，LffRx各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度，LffR0所述基準(zhǔn)線寬粗糙度，Wx為各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值，W0為各所述基準(zhǔn)權(quán)重值。也能采用一階函數(shù)方式，所述一階函數(shù)為WX = W0X (LWRcZLWRx)。其中，LffRx各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度，LWRtlK述基準(zhǔn)線寬粗糙度，WxS各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值，W0為各所述基準(zhǔn)權(quán)重值。也能采用上述二種函數(shù)的組合，或者采用其它函數(shù)或函數(shù)組合。表二
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)臨近效應(yīng)修正工藝模型的建模方法，其特征在于，包括步驟 步驟一、測(cè)量半導(dǎo)體工藝層的光刻原始數(shù)據(jù)以及所述光刻原始數(shù)據(jù)的線寬粗糙度；所述光刻原始數(shù)據(jù)包括多個(gè)關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值；所述光刻原始數(shù)據(jù)的線寬粗糙度包括各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度； 步驟二、根據(jù)各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度、所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的基準(zhǔn)線寬粗糙度以及所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的基準(zhǔn)權(quán)重值確定各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值；確定各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值方法為 將大于所述基準(zhǔn)線寬粗糙度的各所述線寬粗糙度對(duì)應(yīng)的各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值在所述基準(zhǔn)權(quán)重值的基礎(chǔ)上減少； 將小于等于所述基準(zhǔn)線寬粗糙度的各所述線寬粗糙度對(duì)應(yīng)的各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值在所述基準(zhǔn)權(quán)重值的基礎(chǔ)上增加或不變。
2.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)臨近效應(yīng)修正工藝模型的建模方法，其特征在于步驟二中采用分段函數(shù)確定各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值，所述分段函數(shù)為當(dāng) LffRx > I. 3XLffR0 時(shí)，Wx = ff0/2,當(dāng) LWRx 彡 I. 3 X LffR0 時(shí)，Wx = W0 ; 其中，LffRx各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度，LffR0所述基準(zhǔn)線寬粗糙度，Wx為各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值，W0為各所述基準(zhǔn)權(quán)重值。
3.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)臨近效應(yīng)修正工藝模型的建模方法，其特征在于步驟二中采用一階函數(shù)確定各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值，所述一階函數(shù)為Wx = W0X (LWR0/LWRX)； 其中，LffRx各所述關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度，LffR0所述基準(zhǔn)線寬粗糙度，Wx為各所述關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值，W0為各所述基準(zhǔn)權(quán)重值。
4.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)臨近效應(yīng)修正工藝模型的建模方法，其特征在于所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的線寬粗糙度為所述基準(zhǔn)線寬粗糙度，所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的權(quán)重值為所述基準(zhǔn)權(quán)重值；所述半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處為具有最小線寬和最小空隙的位置處，所述半導(dǎo)體工藝層的最小周期為最小線寬和最小空隙的和。
5.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)臨近效應(yīng)修正工藝模型的建模方法，其特征在于步驟一中采用掃描電子顯微鏡測(cè)量所述半導(dǎo)體工藝層的光刻原始數(shù)據(jù)以及所述光刻原始數(shù)據(jù)的線寬粗糙度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)臨近效應(yīng)修正工藝模型的建模方法，包括步驟測(cè)量半導(dǎo)體工藝層的光刻原始數(shù)據(jù)以及其線寬粗糙度；根據(jù)各關(guān)鍵尺寸的測(cè)量值的線寬粗糙度、半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的基準(zhǔn)線寬粗糙度以及半導(dǎo)體工藝層的設(shè)計(jì)規(guī)則處的基準(zhǔn)權(quán)重值確定各關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值。本發(fā)明通過引入線寬粗糙度來確定各關(guān)鍵尺寸的權(quán)重值，能減少測(cè)量數(shù)據(jù)量，還能過濾一些工藝、量測(cè)機(jī)臺(tái)和量測(cè)過程中的不穩(wěn)定因素和隨機(jī)因素，能加快工藝模型建立的擬和和收斂時(shí)間，同時(shí)確保工藝模型的精確和可靠穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G03F1/36GK102902154SQ20111021490
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者陳福成, 袁春雨 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司