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CN111308852B - 一种筛选光罩辅助图形的方法 - Google Patents

一种筛选光罩辅助图形的方法 Download PDF

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CN111308852B CN202010213032.5A CN202010213032A CN111308852B CN 111308852 B CN111308852 B CN 111308852B CN 202010213032 A CN202010213032 A CN 202010213032A CN 111308852 B CN111308852 B CN 111308852B
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于世瑞
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Shanghai Huali Integrated Circuit Manufacturing Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明提供一种筛选光罩辅助图形的方法，提供基于光学原理的目标图形的关键尺寸随pitch变化的规律；提供多个不同的SRAF规则，并在目标图形之间插入符合每个SRAF规则的辅助图形，并根据插入辅助图形后的目标图形的关键尺寸随pitch变化的规律，找出对SRAF规则敏感的pitch点；按照SRAF规则，对目标图形进行曝光后的显影，并根据对SRAF规则敏感的pitch点筛选出符合工艺条件的最优SRAF规则。本发明基于Rule‑based插入方法设计的测试光罩，通过仿真快速确定对SRAF规则敏感的图形，曝光wafer后收取少量的wafer数据可快速确定SRAF规则，从而提高整个OPC recipe开发工作的速度和质量，并且可以大大加快项目的开发进度。

Description

一种筛选光罩辅助图形的方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种筛选光罩辅助图形的方法。
背景技术
为了提高光刻工艺的分辨率，图形的景深(DOF,depth of focus)和工艺冗余度，在版图图形中引入了辅助图形(Sub-Resolution Assist Feature)。与此同时，SRAF还能够有效地运用于Gate门控制，以及孔状图形和一维线状图形的优化。一般地，在利用SRAF图形优化整个工艺流程时，要求在整个曝光过程中掩模版上的SRAF图形不能被显示出来，因此怎样设计和选择SRAF成为OPC领域关注的要点。2004年Lawrence S.等人提出利用ProcessModel的方法，通过大量的工艺窗口数据建模运算获得了线状图形的最佳SRAF尺寸大小/位置。然而由于计算时间过长和模拟计算资源昂贵，该方法无法在工业中得到运用。另一方面，人们基于Rule-based插入方法对孔状图形的SRAF尺寸大小/位置成功进行优化，然而对线状图形SRAF的尺寸大小的优化一直没有得到很好的研究。为此，基于Rule-based插入方法，需要提出一种快速选择和确定线状图形SRAF的尺寸大小和位置的方法。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种筛选光罩辅助图形的方法，用于解决现有技术中在确定SRAF规则中需要大量收集曝光后显影的数据，浪费生产资源并且效率低下的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种筛选光罩辅助图形的方法，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供基于光学原理的目标图形的cd随pitch变化的规律；
步骤二、提供多个不同的SRAF规则，并在所述目标图形之间插入符合每个所述SRAF规则的辅助图形，并根据插入辅助图形后的所述目标图形的cd随pitch变化的规律，找出对SRAF规则敏感的pitch点；
步骤三、按照所述SRAF规则，对所述目标图形进行曝光后的显影，并根据对所述SRAF规则敏感的pitch点筛选出符合工艺条件的最优SRAF规则。
优选地，步骤一中所述基于光学原理的目标图形的cd随pitch变化的规律为：所述目标图形的cd随pitch的增大逐渐减小。
优选地，步骤二中所述多个不同的SRAF规则包括：所述辅助图形的cd、所述辅助图形与所述目标图形的距离、所述辅助图形之间的距离。
优选地，步骤二中对SRAF规则敏感的pitch点包括：所述目标图形cd的峰值和谷值对应的pitch点。
优选地，步骤二中所述目标图形cd的峰值和谷值对应的pitch点包括分别插入一个或多个辅助图形后，所述目标图形cd的峰值和谷值分别对应的pitch点。
优选地，步骤三中所述工艺条件包括最优的景深以及所述辅助图形不被曝光和显影出来的条件。
优选地，所述目标图形的cd为50nm。
优选地，步骤二中的所述SRAF规则包括：所述辅助图形的cd为16nm、所述辅助图形与所述目标图形的距离为50nm、所述辅助图形之间的距离为50nm。
优选地，步骤二中的所述SRAF规则包括：所述辅助图形的cd为20nm、所述辅助图形与所述目标图形的距离为70nm、所述辅助图形之间的距离为60nm。
如上所述，本发明的筛选光罩辅助图形的方法，具有以下有益效果：本发明基于Rule-based插入方法设计的测试光罩，通过仿真快速确定对SRAF规则敏感的图形，曝光wafer后收取少量的wafer数据可快速确定SRAF规则，从而提高整个OPC recipe开发工作的速度和质量，并且可以大大加快项目的开发进度。
附图说明
图1显示为目标图形与辅助图形的位置关系示意图；
图2显示为考虑SRAF规则后的目标图形cd随pitch的变化曲线示意图；
图3显示为本发明的筛选光罩辅助图形的方法流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种筛选光罩辅助图形的方法，如图3所示，图3显示为本发明的筛选光罩辅助图形的方法流程示意图；该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供基于光学原理的目标图形的cd随pitch变化的规律；本发明进一步地，步骤一中所述基于光学原理的目标图形的cd随pitch变化的规律为：所述目标图形的cd随pitch的增大逐渐减小。所述目标图形的cd为目标图形的关键尺寸。Pitch指的是两个目标图形的中心之间的距离，也就是所述目标图形line(线宽)和space(彼此间距)之和。该步骤中所述目标图形的cd随pitch变化中，关注的是所述目标图形的pitch不断增大，对应的cd如何变化，基于光学原理的目标图形的cd随pitch变化的规律指的是，基于光学原理来分析目标图形cd按pitch展开的规律，目标图形构成pitch不断增大的光栅，由干涉、衍射行为造成周期性变化的光强不同，pitch变化的步长(step)不断增大，对应曝光后目标图形的cd大小不断变小。如图2所示，图2显示为考虑SRAF规则后目标图形cd随pitch的变化曲线示意图。如果不考虑SRAF规则，则目标图形cd随pitch的不断增大整体呈下降趋势，而不会出现如图2中的峰值点和谷点。
步骤二、提供多个不同的SRAF规则，并在所述目标图形之间插入符合每个所述SRAF规则的辅助图形，并根据插入辅助图形后的所述目标图形的cd随pitch变化的规律，找出对SRAF规则敏感的pitch点；本发明进一步地，步骤二中所述多个不同的SRAF规则包括：所述辅助图形的cd、所述辅助图形与所述目标图形的距离、所述辅助图形之间的距离。如图1所示，图1显示为目标图形与辅助图形的位置关系示意图。其中所述目标图形与辅助图形的距离以C表示，所述辅助图形之间的距离以B表示，所述辅助图形的宽度以A表示。该步骤在所述目标图形之间插入所述辅助图形用以曝光所述目标图形，由于所述目标图形之间的距离较远，插入辅助图形后，光强增强，曝光显影效果较好，因此，插入所述辅助图形是为了更好的将目标图形曝光和显影，但又不能影响目标图形本身，因此加入的辅助图形并不需要被曝光。
本发明再进一步地，步骤二中对SRAF规则敏感的pitch点包括：所述目标图形cd的峰值和谷值对应的pitch点。如图2所示，图2中的峰值对应的pitch点为PB、PD；谷值对应的pitch点为PA、PC。
本发明更进一步地，步骤二中所述目标图形cd的峰值和谷值对应的pitch点包括分别插入一个或多个辅助图形后，所述目标图形cd的峰值和谷值分别对应的pitch点。本发明进一步地，所述目标图形的cd为50nm。步骤二中的所述SRAF规则包括：所述辅助图形的cd为16nm、所述辅助图形与所述目标图形的距离为50nm、所述辅助图形之间的距离为50nm。若在所述两个目标图形之间插入一个所述辅助图形，当所述目标图形的cd为50nm时，所述两个目标图形的pitch为166nm；当在所述目标图形之间插入两个所述辅助图形时，若所述目标图形的cd为50nm，所述两个目标图形的pitch为232nm；图2中若PA对应的pitch为164nm，PB对应的pitch为168nm，PC对应的pitch为230nm，PD对应的pitch为240nm，则根据rule-based插入方法以及光学原理可得到这些峰值和谷点对SRAF规则敏感的图形。
若步骤二中的所述SRAF规则包括：所述辅助图形的cd为20nm、所述辅助图形与所述目标图形的距离为70nm、所述辅助图形之间的距离为60nm，当所述目标图形的cd为50nm时，若在所述两个目标图形之间插入一个所述辅助图形时，所述两个目标图形的pitch为210nm；当在所述目标图形之间插入两个所述辅助图形时，所述两个目标图形的pitch为290nm；图2中若PA对应的pitch为204nm，PB对应的pitch为212nm，PC对应的pitch为280nm，PD对应的pitch为290nm，则根据rule-based插入方法以及光学原理可得到这些峰值和谷点对SRAF规则敏感的图形。
步骤三、按照所述SRAF规则，对所述目标图形进行曝光后的显影，并根据对所述SRAF规则敏感的pitch点筛选出符合工艺条件的最优SRAF规则。本发明进一步地，步骤三中所述工艺条件包括最优的景深以及所述辅助图形不被曝光和显影出来的条件。得到这些对备选SRAF规则敏感的图形后，曝光收集晶圆数据就可以快速确定SRAF规则。本发明根据光学原理分析cd按pitch展开图形的规律，选出对SRAF规则敏感的图形，对这些敏感的图形收集所有备选SRAF规则的数据，可快速确定SRAF的规则。从图2中可以看出，随着加入SRAF，曲线呈起伏变化，PA、PC是曲线底，PB、PD是曲线顶，这四个位置均是对SRAF规则敏感的位置；如果PA，PC位置加的不合理，在这个pitch下，wafer上的结果就会很差；而对于PB、PD来说，在此处会有SRAF显示出来的风险。因此PA、PB、PC、PD对SRAF规则很敏感，在实际开发项目中，可以通过脚本将对SRAF规则敏感的图形筛选出来，然后收集备选SRAF规则的晶圆工艺数据，通过晶圆数据确定最优的SRAF规则。
综上所述，本发明基于Rule-based插入方法设计的测试光罩，通过仿真快速确定对SRAF规则敏感的图形，曝光wafer后收取少量的wafer数据可快速确定SRAF规则，从而提高整个OPC recipe开发工作的速度和质量，并且可以大大加快项目的开发进度。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种筛选光罩辅助图形的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供基于光学原理的目标图形的cd随pitch变化的规律；
步骤二、提供多个不同的SRAF规则，并在所述目标图形之间插入符合每个所述SRAF规则的辅助图形，并根据插入辅助图形后的所述目标图形的cd随pitch变化的规律，找出对SRAF规则敏感的pitch点；所述多个不同的SRAF规则包括：所述辅助图形的cd、所述辅助图形与所述目标图形的距离、所述辅助图形之间的距离；
步骤三、按照所述SRAF规则，对所述目标图形进行曝光后的显影，并根据对所述SRAF规则敏感的pitch点筛选出符合工艺条件的最优SRAF规则。
2.根据权利要求1所述的筛选光罩辅助图形的方法，其特征在于：步骤一中所述基于光学原理的目标图形的cd随pitch变化的规律为：所述目标图形的cd随pitch的增大逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的筛选光罩辅助图形的方法，其特征在于：步骤二中对SRAF规则敏感的pitch点包括：所述目标图形cd的峰值和谷值对应的pitch点。
4.根据权利要求3所述的筛选光罩辅助图形的方法，其特征在于：步骤二中所述目标图形cd的峰值和谷值对应的pitch点包括分别插入一个或多个辅助图形后，所述目标图形cd的峰值和谷值分别对应的pitch点。
5.根据权利要求1所述的筛选光罩辅助图形的方法，其特征在于：步骤三中所述工艺条件包括最优的景深以及所述辅助图形不被曝光和显影出来的条件。
6.根据权利要求1所述的筛选光罩辅助图形的方法，其特征在于：所述目标图形的cd为50nm。
7.根据权利要求6所述的筛选光罩辅助图形的方法，其特征在于：步骤二中的所述SRAF规则包括：所述辅助图形的cd为16nm、所述辅助图形与所述目标图形的距离为50nm、所述辅助图形之间的距离为50nm。
8.根据权利要求6所述的筛选光罩辅助图形的方法，其特征在于：步骤二中的所述SRAF规则包括：所述辅助图形的cd为20nm、所述辅助图形与所述目标图形的距离为70nm、所述辅助图形之间的距离为60nm。
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