CN111443569A - 一种修正模型的建立方法及装置、掩模优化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种修正模型的建立方法及装置、掩模图形优化方法及装置，预先基于历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和历史掩模图形对应的历史权重建立修正模型，历史权重基于历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数，以及历史掩模图形的初始权重确定，在获取待修正掩模图形后，可以利用修正模型，得到待修正掩模图形对应的待修正曝光图形的预测参数，基于预测参数以及待修正曝光图形的目标参数，对待修正掩模图形进行修正，以减小预测参数和目标参数的差值。这样确定的历史权重是具有针对性的，据此建立的修正模型也是较为准确的，对待修正掩模图形的修正也更加具有针对性。

Description

一种修正模型的建立方法及装置、掩模优化方法及装置

技术领域

本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种修正模型的建立方法及装置、掩模优化方法及装置。

背景技术

在半导体领域，光刻是集成电路生产中的一个重要工艺，具体的，可以通过曝光，将掩模版上的掩模图形按照一定比例转移到光刻胶层，进而从光刻胶层转移到要加工的对象上。掩模上的图形是根据实际需要的图形确定的。然而，实际操作中，随着晶圆上的图形尺寸越来越小，衍射效应越来越明显，再加上像差等其他因素，曝光后得到的曝光图形往往偏离了预先设计的尺寸，例如通过设计掩模图形想要得到200纳米的线宽，而实际得到的曝光图形的线宽为192.9纳米，即存在7.1纳米的误差。

因此，需要对设计的掩模图形进行修正，以使利用修正后的掩模图形得到的曝光图形接近预先设计的尺寸，从而增强图形的保真度。通常来说，当线宽小于曝光波长时，可以对掩模图形进行光学临近效应修正，例如对于248纳米波长的光刻机，当图形线宽小于250纳米时，需要使用简单的修正，当线宽小于180纳米时，则需要非常复杂的修正。参考图1所示，为本申请实施例提供的一种曝光图形的示意图，其中图1(a)为修正前的掩模图形曝光得到的曝光图形，图1(b)为修正后的掩模图形曝光得到的曝光图形，从图中可以看出，修正前的掩模图形曝光得到的曝光图形中线条的线宽不均匀，有些位置存在线条的断裂(Necking)和桥连(Bridging)等问题，而在修正后的掩模图形曝光得到的曝光图形中则不存在这些问题，且线条的尺寸更加均匀。

在较为先进的技术节点，例如90纳米及以下节点，通常使用基于模型的光学邻近效应修正(model-based OPC，MB-OPC)方法对掩模图形进行修正。这里的模型一般根据大量的实际曝光数据建立，修正效果的好坏高度依赖模型的准确性。然而，这种修正方法在实际应用中的准确性有待提升。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种修正模型的建立方法及装置、掩模优化方法及装置，提高了模型的准确性，以及掩模图形修正的准确性和效率。

本申请实施例提供了一种修正模型的建立方法，所述方法包括：

获取历史掩模图形对应的历史权重；所述历史权重基于所述历史掩模图形的图形参数和/或所述历史曝光图形的实际参数，以及所述历史掩模图形的初始权重确定，所述历史掩模图形的初始权重与所述历史掩模图形的类型对应；

基于所述历史掩模图形的图形参数、所述历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和所述历史权重建立修正模型。

可选的，所述历史权重基于所述初始权重和所述历史掩模图形的修正系数确定，所述修正系数基于所述历史掩模图形的图形参数和/或所述历史曝光图形的实际参数确定。

可选的，所述历史掩模图形的类型包括以下至少一种：独立线条图形、线条周期图形、独立方块图形、方块周期阵列图形、方块交错排列图形、独立矩形图形、矩形周期阵列图形、矩形交错排列图形、独立端对端图形、端对端周期图形、独立端对线图形、端对线周期图形、L型图形、U型图形、T型图形、H型图形、独立间隙图形、间隙周期图形。

可选的，所述历史掩模图形的图形参数包括所述历史掩模图形的关键尺寸的至少两种，所述历史曝光图形的实际参数包括所述历史曝光图形的关键尺寸的至少一种；所述关键尺寸包括线宽、周期、间距。

可选的，

或

或

或

其中，所述k为所述修正系数，所述n为所述历史掩模图形的极限设计尺寸，所述d₁为所述历史掩模图形的关键尺寸，所述m为具有所述极限设计尺寸的历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际尺寸，所述d₂为所述历史曝光图形的实际尺寸。

可选的，所述历史权重为所述初始权重和所述修正系数的乘积。

可选的，所述方法还包括：

确定所述修正模型的预测误差小于或等于预设误差；所述预测误差为利用修正模型得到的测试掩模图形的预测参数与所述测试掩模图形曝光得到的曝光图形的实际参数的差距。

可选的，所述基于所述预测参数以及所述待修正曝光图形的目标参数，对所述待修正掩模图形进行修正，包括：

若所述预设参数与所述待修正曝光图形的目标参数的差值大于或等于预设值，则基于所述差值，对所述待修正掩模图形进行修正。

本申请实施例还提供了一种掩模图形优化方法，所述方法包括：

利用修正模型，得到待修正掩模图形对应的待修正曝光图形的预测参数；修正模型利用本申请实施例提供的修正模型的建立方法得到；

基于所述预测参数以及所述待修正曝光图形的目标参数，对所述待修正掩模图形进行修正，以减小所述预测参数和所述目标参数的差值。

可选的，所述基于所述预测参数以及所述待修正曝光图形的目标参数，对所述待修正掩模图形进行修正，包括：

若所述预设参数与所述待修正曝光图形的目标参数的差值大于或等于预设值，则基于所述差值，对所述待修正掩模图形进行修正。

本申请实施例还提供了一种修正模型的建立装置，所述装置包括：

权重获取单元，用于获取历史掩模图形对应的历史权重；所述历史权重基于所述历史掩模图形的图形参数和/或所述历史曝光图形的实际参数，以及所述历史掩模图形的初始权重确定，所述历史掩模图形的初始权重与所述历史掩模图形的类型对应；

模型建立单元，用于基于所述历史掩模图形的图形参数、所述历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和所述历史权重建立修正模型。

可选的，所述历史权重基于所述初始权重和所述历史掩模图形的修正系数确定，所述修正系数基于所述历史掩模图形的图形参数和/或所述历史曝光图形的实际参数确定。

可选的，所述历史掩模图形的类型包括以下至少一种：独立线条图形、线条周期图形、独立方块图形、方块周期阵列图形、方块交错排列图形、独立矩形图形、矩形周期阵列图形、矩形交错排列图形、独立端对端图形、端对端周期图形、独立端对线图形、端对线周期图形、L型图形、U型图形、T型图形、H型图形、独立间隙图形、间隙周期图形。

可选的，所述历史掩模图形的图形参数包括所述历史掩模图形的关键尺寸的至少两种，所述历史曝光图形的实际参数包括所述历史曝光图形的关键尺寸的至少一种；所述关键尺寸包括线宽、周期、间距。

可选的，

或

或

或

其中，所述k为所述修正系数，所述n为所述历史掩模图形的极限设计尺寸，所述d₁为所述历史掩模图形的关键尺寸，所述m为具有所述极限设计尺寸的历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的极限实际尺寸，所述d₂为所述历史曝光图形的实际尺寸。

可选的，所述历史权重为所述初始权重和所述修正系数的乘积。

可选的，所述装置还包括：

验证单元，用于确定所述修正模型的预测误差小于或等于预设误差；所述预测误差为利用修正模型得到的测试掩模图形的预测参数与所述测试掩模图形曝光得到的曝光图形的实际参数的差距。

本申请实施例提供了一种掩模图形优化装置，所述装置包括：

本申请实施例提供的修正模型的建立装置，用于建立修正模型；

预测参数确定单元，用于利用所述修正模型，得到所述待修正掩模图形对应的待修正曝光图形的预测参数；

参数修正单元，用于基于所述预测参数以及所述待修正曝光图形的目标参数，对所述待修正掩模图形进行修正，以减小所述预测参数和所述目标参数的差值。

可选的，所述参数修正单元，具体用于：

若所述预设参数与所述待修正曝光图形的目标参数的差值大于或等于预设值，则基于所述差值，对所述待修正掩模图形进行修正。

本申请实施例提供了一种修正模型的建立方法及装置、掩模图形优化方法及装置，预先基于得到的历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和历史掩模图形对应的历史权重建立修正模型，其中，历史权重基于历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数，以及历史掩模图形的初始权重确定，历史掩模图形的初始权重与历史掩模图形的类型对应，在获取待修正掩模图形后，可以利用建立的修正模型，得到待修正掩模图形对应的待修正曝光图形的预测参数，基于预测参数以及待修正曝光图形的目标参数，对待修正掩模图形进行修正，以减小预测参数和目标参数的差值。由于历史曝光图形和历史掩模图形是相关的，因此得到的历史权重也是和历史掩模图形的图形参数相关，这样得到的历史权重不止与历史掩模图形的类型相关，还与历史掩模图形的图形参数相关，因此更加具有针对性的，据此建立的修正模型也是较为准确的，能够确定出更准确的待修正曝光图形的预测参数，因此对待修正掩模图形的修正也更加具有针对性，从而得到更加准确的掩模图形。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种曝光图形的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种掩模图形优化方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种光刻过程示意图；

图4为本申请实施例提供的示例性的待修正图形；

图5为本申请实施例提供的一种历史掩模图形的量测示意图；

图6为本申请实施例提供的一种历史曝光图形的量测示意图；

图7为本申请实施例提供的一种掩模图形优化装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前，可以使用基于模型的光学邻近效应修正方法对掩模图形进行修正，模型可以基于实际操作中的掩模图形和该掩模图形能够形成的曝光图形来建立，掩模图形需要有不同的种类，例如独立线条图形、线条周期图形、端对端周期图形等。不同种类的掩模图形的重要程度不同，对模型建立的贡献也不同，因此可以为不同的掩模图形设置不同的权重，例如为线条周期图形设置权重为30，为独立线条图形设置权重为60等等。然而这种设置权重的方式基本依靠人为设定，依赖于技术人员的经验，往往不够准确，需要根据建模结果多次调整。因此得到的模型也不能满足实际需要。

基于以上技术问题，本申请实施例提供了一种修正模型的建立方法及装置、掩模图形优化方法及装置，预先基于得到的历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和历史掩模图形对应的历史权重建立修正模型，其中，历史权重基于历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数，以及历史掩模图形的初始权重确定，历史掩模图形的初始权重与历史掩模图形的类型对应，在获取待修正掩模图形后，可以利用建立的修正模型，得到待修正掩模图形对应的待修正曝光图形的预测参数，基于预测参数以及待修正曝光图形的目标参数，对待修正掩模图形进行修正，以减小预测参数和目标参数的差值。由于历史曝光图形和历史掩模图形是相关的，因此得到的历史权重也是和历史掩模图形的图形参数相关，这样得到的历史权重不止与历史掩模图形的类型相关，还与历史掩模图形的图形参数相关，因此更加具有针对性的，因此据此建立的修正模型也是较为准确的，能够确定出更准确的待修正曝光图形的预测参数，因此对待修正掩模图形的修正也更加具有针对性，从而得到更加准确的掩模图形。

下面结合附图，通过实施例来详细说明本申请实施例中的一种掩模图形优化方法及装置的具体实现方式。

参考图2所示，为本申请实施例提供的一种掩模图形优化方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：

S101，预先建立修正模型。

在光刻工艺中，可以先根据当前工艺设计掩模图形，而后利用光刻技术将掩模图形转移到晶圆上，从而实现对晶圆的针对性的刻蚀。具体的，参考图3所示，为本申请实施例提供的一种光刻过程示意图，其中，光源系统可以包括光源和透镜，光源用于产生激光束，透镜用于改变激光束的方向，以实现激光束的聚焦和发散等，掩模上具有掩模图形，使激光束在特定的位置可以透过，从而使透过掩模的激光束具有掩模图形的特征，经过投影系统对透过掩模的激光束进行聚焦，使激光束照射在晶圆表面的光刻胶层上，使光刻胶发生光化学反应，再经过烘烤和显影清洗等步骤，从而在光刻胶层上形成曝光图形，而曝光图形与掩模图形具有一定的对应关系。

修正模型能够对掩模图形进行处理，从而仿真得到该掩模图形曝光后的曝光图形，该曝光图形表示该掩模图形在实际曝光操作中可以得到的曝光图形。可以理解的是，若仿真得到的曝光图形与目标曝光图形差距较大，说明利用掩模图形得到的曝光图形与预想的曝光图形差距较大，不能满足实际需要。因此，修正模型能够对掩模图形对应的曝光图形进行预测，基于预测结果对掩模图形进行修正，可以得到较为准确的掩模图形。

修正模型可以预先建立得到，具体的，可以基于预先得到的历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数以及历史掩模图形对应的历史权重建立，由于不同历史掩模图形对修正模型的建立产生的贡献不同，因此可以为其设置不同的历史权重，从而突出一些重要的历史掩模图形的重要性。基于这些历史掩模图形的图形参数以及历史曝光图形的实际参数的对应关系，可以使修正模型具有预测曝光图形的图形参数的能力。

为了提高修正模型的准确性，在实际操作中，可以根据历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数确定历史权重，由于历史曝光图形是利用历史掩模图形进行曝光得到的曝光上的图形，则历史曝光图形与历史掩模图形在参数上具有很强的关联性，因此根据历史曝光图形的实际参数确定的历史权重，也与历史掩模图形的图形参数具有较强的关联性。与历史掩模图形的图形参数具有关联性的历史权重，能够更好的体现历史掩模图形的重要性，据此建立的修正模型也更加准确，其预测曝光图形的图形参数的能力也更加可靠。

具体的，修正模型的建立过程可以参考后续说明。

S102，利用修正模型，得到待修正掩模图形对应的待修正曝光图形的预测参数。

基于以上说明，本申请实施例中，将需要进行修正的掩模图形作为待修正掩模图形，待修正掩模图形是掩模上用于优化的图形，可以是光刻工程师选定的图形。

待修正掩模图形可以包括一个或多个单元图形，从而构成不同类型的。其中，单元图形可以包括以下图形的至少一种：独立线条图形、独立方块图形、独立矩形图形、L型图形、U型图形、T型图形和H型图形等。具体的，独立线条图形可以包括横向独立线条图形和纵向独立线条图形，独立矩形图形可以包括横向独立矩形图形和纵向独立矩形图形。

在待修正掩模图形包括多个单元图形时，待修正掩模图形可以包括以下图形的至少一种：线条周期图形、方块周期阵列图形、方块交错排列图形、矩形周期阵列图形、矩形交错排列图形、独立端对端图形、端对端周期图形、独立端对线图形、端对线周期图形、独立间隙图形、间隙周期图形等。

具体的，线条周期图形可以包括横向线条周期图形和纵向线条周期图形，矩形周期阵列图形可以包括横向矩形周期阵列图形和纵向矩形周期阵列图形，矩形交错排列图形包括横向矩形交错排列图形和纵向矩形交错排列图形，独立端对端图形包括横向独立端对端图形和纵向独立端对端图形，端对端周期图形可以包括横向端对端周期图形和纵向端对端周期图形，独立端对线图形可以包括横向独立端对线图形和纵向独立端对线图形，端对线周期图形可以包括横向端对线周期图形和纵向端对线周期图形，独立间隙图形可以包括横向独立间隙图形和纵向独立间隙图形，间隙周期图形可以包括横向间隙周期图形和纵向间隙周期图形。

其中，横向线条周期图形由多个横向独立线条图形组成，纵向线条周期图形由多个纵向独立线条图形组成；方块周期阵列图形由多个独立方块图形按阵列而成，方块交错排列图形由多个独立方块图形交错而成；横向矩形周期阵列图形由多个横向独立矩形图形按阵列而成，纵向矩形周期阵列图形由多个纵向独立矩形图形按阵列而成；横向矩形交错排列图形由多个横向独立矩形图形交错而成，纵向矩形交错排列图形由多个纵向独立矩形图形交错而成；横向独立端对端图形包括端部相对的至少两个横向独立线条图形，纵向独立端对端图形包括端部相对的至少两个纵向独立线条图形；横向端对端图形可以由至少两组横向线条周期图形在水平方向上而成，纵向端对端图形可以由至少两组纵向线条周期图形在竖直方向上而成；横向独立端对线图形包括纵向独立线条图形和分别设置于纵向独立线条图形两侧的两个横向独立线条图形，纵向独立端对线图形包括横向独立线条图形和分别设置于横向独立线条图形两侧的两个纵向独立线条图形；横向端对线图形可以由纵向独立线条图形和纵向独立线条图形两侧的横向线条周期图形组成，纵向端对线图形可以由横向独立线条图形和横向独立线条图形两侧的纵向线条周期图形组成；横向独立间隙图形可以包括两个单元图形构成的横向间隙，纵向独立间隙图形可以包括两个单元图形构成的纵向间隙；横向间隙周期图形包括两个以上单元图形，相邻的单元图形可以构成横向间隙，纵向间隙周期图形包括两个以上单元图形，相邻的单元图形可以构成纵向间隙。

当然，在实际操作中，可以根据实际情况扩充待修正掩模图形，而不仅限于以上示例的类型。

参考图4所示为本申请实施例提供的示例性的待修正图形，其中，图4(a)所示为纵向独立线条图形，图4(b)所示为纵向线条周期图形，图4(c)所示为横向独立线条图形，图4(d)所示为横向线条周期图形，图4(e)所示为独立方块图形，图4(f)所示为方块周期阵列图形，图4(g)所示为方块交错排列图形，图4(h)所示为纵向独立矩形图形，图4(i)所示为纵向矩形周期阵列图形，图4(j)所示为纵向矩形交错排列图形，图4(k)所示为横向独立矩形图形，图4(l)所示为横向矩形周期阵列图形，图4(m)所示为横向矩形交错排列图形，图4(n)所示为横向独立端对端图形，图4(o)所示为横向端对端阵列图形，图4(p)所示为纵向独立端对端图形，4(q)为纵向端对端阵列图形，图4(r)为横向间隙图形，图4(s)为纵向间隙图形，图4(t)为横向端对线图形，图4(u)所示为纵向端对线图形。

待修正掩模图形可以有图形参数，用于表征待修正掩模图形的特征。本申请实施例中，待修正掩模图形的图形参数可以为待修正掩模图形的关键尺寸(CriticalDimension，cd)，关键尺寸可以包括线宽、周期、间距等的至少两种，例如独立线条图形的线宽，独立端对端图形的线宽、间距，间隙周期图形的线宽、间隙、周期等。

需要说明的是，待修正掩模图形可以是实际应用中的版图，通常具有更复杂的图形结构，包括多种类型的图形。本申请实施例中，待修正掩模图形的图形参数可以通过以下方式获取：获取用户输入的待修正掩模图形的图形参数，或者从存储空间中读取待修正掩模图形的图形参数，或者对待修正掩模图形进行识别得到待修正掩模图形的图形参数。举例来说，可以识别待修正掩模图形的边界，从而计算得到待修正掩模图形的线宽、间距和周期等图形参数。

本申请实施例中，修正模型能够对掩模图形进行处理，从而对该掩模图形对应的曝光图形进行预测，得到曝光图形的预测参数，该预测参数表示该掩模图形在实际操作中可以得到的曝光图形的图形参数。可以理解的是，若曝光图形的预测参数与曝光图形的目标参数的差距较大，说明利用掩模图形得到的曝光图形与预想的曝光图形差距较大，不能满足实际需要。

本申请实施例中，可以利用预先建立的修正模型，得到待修正掩模图形对应的曝光图形以及曝光图形的图形参数，得到的曝光图形的预测参数具有更高的准确性。

曝光图形的预测参数可以为关键尺寸，关键尺寸可以包括线宽、周期、间距等的至少一种，例如独立线条图形的线宽，独立端对端图形的线宽、间距，间隙周期图形的线宽、间隙、周期等。

S103，基于预测参数和目标参数，对待修正掩模图形进行修正，以减小预测参数和目标参数的差值。

本申请实施例中，对于待修正掩模图形，其对应的待修正曝光图形具有目标参数，该目标参数是待修正掩模图形在设计之后期望得到的曝光图形的图形参数，对待修正掩模图形进行曝光后得到的曝光图形的实际参数越接近目标参数，则待修正掩模图形的设计越能满足实际需要。

而预测参数是基于待修正掩模图形和修正模型得到的对待修正掩模图形曝光后得到的曝光图形的图形参数的预测结果，在修正模型较为准确的基础上，预测参数越接近目标参数，则待修正掩模图形的是越满足实际需要。本申请实施例中，可以基于预测参数和目标参数对待修正掩模图形进行修正，以减小预测参数和目标参数的差值，提高待修正掩模图形的设计合理性以及光刻的准确性。

具体实施时，可以通过移动待修正掩模图形的边界，以调整待修正掩模图形的图形参数，实现对待修正掩模图形的修正。

具体的，可以在预测参数和目标参数的差值大于或等于第二预设值时，可以认为待修正掩模图形的误差不在忍受范围之内，因此可以对待修正掩模图形进行修正，以减小预设参数与目标参数的差值；而在预测参数和目标参数的差值小于第二预设值时，可以认为待修正掩模图形的误差在忍受范围之内，可以不进行待修正掩模图形的修正，从而在一定程度上减小图形修正的工作量。

举例来说，若预测参数大于目标参数，且二者的差值大于或等于第二预设值，则可以减小待修正掩模图形的相应位置的关键尺寸，从而减小预测参数，以使预测参数和目标参数的差值减小；若预测参数小于目标参数，且二者的差值大于或等于第二预设值，则可以增大待修正掩模图形的相应位置的关键尺寸，从而增大预测参数，以使预测参数和目标参数的差值减小。

本申请实施例提供了一种掩模图形优化方法，预先基于得到的历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和历史掩模图形对应的历史权重建立修正模型，其中，历史权重基于历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数，以及历史掩模图形的初始权重确定，历史掩模图形的初始权重与历史掩模图形的类型对应，在获取待修正掩模图形后，可以利用建立的修正模型，得到待修正掩模图形对应的待修正曝光图形的预测参数，基于预测参数以及待修正曝光图形的目标参数，对待修正掩模图形进行修正，以减小预测参数和目标参数的差值。由于历史曝光图形和历史掩模图形是相关的，因此得到的历史权重也是和历史掩模图形的图形参数相关，这样得到的历史权重不止与历史掩模图形的类型相关，还与历史掩模图形的图形参数相关，确定的历史权重是因此更加具有针对性的，因此据此建立的修正模型也是较为准确的，能够确定出更准确的待修正曝光图形的预测参数，因此对待修正掩模图形的修正也更加具有针对性，从而得到更加准确的掩模图形。

下面对修正模型的建立方法进行说明。

S201，获取历史掩模图形的历史权重。

修正模型能够对掩模图形进行处理，从而预测该掩模图形曝光得到的曝光图形，同时可得到曝光图形的预测参数，该预测参数表示该掩模图形在实际操作中可以得到的曝光图形的图形参数。

修正模型可以基于预先得到的历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数以及历史掩模图形对应的历史权重建立。

历史掩模图形可以为预先得到的掩模图形，并且经过实际曝光，且得到了对应的历史曝光图形。历史掩模图形与待修正掩模图形类似，可以是完整的版图，也可以是完整版图上选定的一部分，可以是经过修正的掩模图形，也可以是未经修正的掩模图形。

历史掩模图形可以包括一个或多个单元图形，从而具有不同类型。其中，单元图形可以包括以下图形的至少一种：独立线条图形、独立方块图形、独立矩形图形、L型图形、U型图形、T型图形和H型图形等。具体的，独立线条图形可以包括横向独立线条图形和纵向独立线条图形，独立矩形图形可以包括横向独立矩形图形和纵向独立矩形图形。

在历史掩模图形包括多个单元图形时，历史掩模图形可以包括以下图形的至少一种：线条周期图形、方块周期阵列图形、方块交错排列图形、矩形周期阵列图形、矩形交错排列图形、独立端对端图形、端对端周期图形、独立端对线图形、端对线周期图形、独立间隙图形、间隙周期图形等。

历史掩模图形的示例可以参考待修正掩模图形的示例，在此不做赘述。

历史掩模图形的图形参数可以为待修正掩模图形的关键尺寸，关键尺寸可以包括线宽、周期、间距等的至少两种，例如独立线条图形的线宽，独立端对端图形的线宽、间距，间隙周期图形的线宽、间隙、周期等。

为了得到较为准确的修正模型，可以获取大量的历史掩模图形及其图形参数，以覆盖较为全面的实际掩模图形，这些历史掩模图形可以具有不同的类型，也可以具有不同的关键尺寸。在实际操作中，由于光刻工艺的限制，历史掩模图形中可以存在最小分辨图形(anchor pattern)，最小分辨图形的关键尺寸为极限工艺尺寸，作为一种示例，目前极限工艺尺寸为90纳米，则最小分辨图形的关键尺寸为90纳米，例如线条周期图形的线宽为90纳米，间距为90纳米，周期为180纳米。

通常来说，历史掩模图形的关键尺寸可以大于或等于极限工艺尺寸，以覆盖实际光刻工艺的情况，当然，为了探索更小尺寸图形的实际光刻表现，使建模有备无患，历史掩模图形的关键尺寸也可以包括小于极限工艺尺寸的范围，小于极限工艺尺寸的历史掩模图形往往由于工艺分辨率限制而不能很好的曝光显影，成为超出规则范围(sub-rule)图形，从而使修正模型能够覆盖更广的图形范围。

以线条周期图形为例，历史掩模图形的关键尺寸可以包括多个线宽和多个周期的自由组合，例如线宽为90纳米的历史掩模图形，其周期可以为180、190、200等，同样，线宽为100纳米的历史掩模图形，其周期可以为80、19、200等，线宽还可以为110纳米、120纳米等，以覆盖更多关键尺寸。这些历史掩模图形的图形参数可以以版图文件格式存储，如testpatterns.gds或者testpatterns.oas等。

图5为本申请实施例提供的一种历史掩模图形的量测示意图，其中，参考图5(a)所示，为本申请实施例提供的一种线条周期图形的量测示意图，其线宽为90纳米(0.09微米)，周期为180纳米(0.18微米)；参考图5(b)所示，为本申请实施例提供的一种端对端周期图形的量测示意图，其线宽为180纳米(0.18微米)，端对端的间距为130纳米(0.13微米)，周期为360纳米(0.36微米)。

历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形是对历史掩模图形进行曝光得到的曝光图形，其图形参数与历史掩模图形的图形参数对应，且包含了实际光刻过程中的其他因素，例如衍射效应、工艺特性以及像差等，因此历史掩模图形和历史曝光图形的对应关系能够体现实际光刻过程中产生的偏差，例如这种对应关系进行修正模型的建立，可以使建立的修正模型具有曝光图形的图形参数的预测能力。

历史曝光图形还与曝光条件相关，不同曝光条件对应不同的历史曝光图形，曝光条件可以包括光源形状、波长、数值孔径(NA)、光照剂量等。

历史曝光图形的图形参数包括历史曝光图形的关键尺寸，关键尺寸包括线宽、间距和周期的至少一种，例如独立线条图形的线宽，独立端对端图形的线宽、间距，间隙周期图形的线宽、间隙、周期等。

参考图6所示，为本申请实施例提供的一种历史曝光图形的量测示意图，其曝光得到的历史掩模图形为图5(a)所示的线条周期图形，历史曝光图形的线宽为89.5纳米(0.895微米)。也就是说，原本90纳米的线宽曝光后成为89.5纳米。

在得到曝光上的曝光图形后，可以收集历史掩模图形和曝光得到的历史曝光图形的图形参数，作为修正模型的建立数据。参考表1所示，为历史掩模图形和曝光得到的历史曝光图形的图形参数的示例。其中，IS表示独立间隙图形(iso space)，DENL为线宽和间距比例为1:1的线条周期图形，ISOL表示独立线条图形(iso line)，L.P.表示周期线条图形(line.pitch.)，e2e表示端对端线条图形(end to end)，G表示间距(gap)，各个关键尺寸的单位为纳米。

表1历史掩模图形和历史曝光图形的关键尺寸

历史掩模图形对应的历史权重可以根据历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数确定，因此确定出的历史权重是与历史掩模图形相关的，能够针对性的体现历史掩模图形在建模方面的重要程度。

具体的，历史掩模图形对应的历史权重可以基于历史掩模图形的初始权重和修正系数确定，历史掩模图形的初始权重与历史掩模图形的类型对应，修正系数基于历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数确定。这样，历史掩模图形对应的历史权重综合了历史掩模图形的类型和图形参数的特征，因此与历史掩模图形的相关程度较高。

其中，历史掩模图形的初始权重可以是预先基于历史掩模图形的类型确定的，例如为一维图形确定较大的权重，为二维图形确定较小的权重，为anchor pattern设置最大的权重，线条周期图形具有比独立线条图形更大的权重。一维图形为单一线条图形，例如独立线条图形、线条周期图形、独立间隙图形、间隙周期图形等，二维图形为非单一线条图形，例如独立方块图形、独立矩形图形、L型图形、U型图形、T型图形和H型图形、方块周期阵列图形、方块交错排列图形、矩形周期阵列图形、矩形交错排列图形、独立端对端图形、端对端周期图形、独立端对线图形、端对线周期图形等。

作为一种示例，可以为独立线条图形和独立间隙图形确定权重为60，为周期线条图形和间隙周期图形确定权重为30，为二维图形确定权重为1，为anchor pattern确定权重为100。

修正系数是根据历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数确定，通常来说，历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数值越大，说明历史掩模图形越不重要，此时修正系数可以越小，以降低历史掩模图形对应的历史权重，反之，历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数值越小，说明历史掩模图形越重要，此时修正系数可以越大，以提高历史掩模图形对应的历史权重。具体的，可以通过四种方式来确定修正系数k。

(1)方法1：通过以下公式确定修正系数k，

其中，n为历史掩模图形的极限设计尺寸，d₁为历史掩模图形的关键尺寸。该方法中，考虑了历史掩模图形的关键尺寸和极限工艺尺寸的比值，极限工艺尺寸可以为90纳米。

(2)方法2：通过以下公式来确定修正系数k，

该方法中，考虑了关键尺寸和极限工艺尺寸的差值大小，进一步减小关键尺寸在规则范围外的历史掩模图形的重要性。

(3)方法3：通过以下公式来确定修正系数k，

其中，m为具有极限设计尺寸的历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际尺寸，d₂为历史曝光图形的实际尺寸，该方法中，考虑了历史曝光图形的实际尺寸和极限的实际尺寸的比值。

(4)方法4：通过以下公式来确定修正系数k，

该方法中，考虑了曝光图形的关键尺寸与极限实际尺寸的差值大小，进一步减小关键尺寸在规则范围外的历史掩模图形的重要性。

通过以上四种方式可以确定出修正系数，将原始权重w与修正系数k的乘积作为历史权重w1，则可以得到四种历史权重：第一权重w1、第二权重w2、第三权重w3、第四权重w4，当然，在以其他方式得到修正系数时，历史权重也可以通过原始权重与修正系数的其他计算方式来得到历史权重，例如二者的比值等。参考表2所示，为本申请实施例提供的一种历史权重的示例，d₁和d₂的单位为纳米。

表2各个历史掩模图形对应的历史权重

S202，基于历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和历史权重建立修正模型。

以上，得到的建立修正模型需要的数据：历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的曝光图形的实际参数以及历史掩模图形对应的历史权重，因此，可以进行修正模型的建立。

具体的，修正模型可以包括光学模型和光刻胶模型，光学模型考虑光源和透镜部分产生的误差，而光刻胶模型考虑光刻胶产生的误差，两个模型可以分别建立。

首先可以进行光学模型的建立，输入光刻工艺的各项参数，如光源形状、波长、数值孔径、光照剂量等，同时导入历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的曝光图形的实际参数以及历史掩模图形对应的历史权重，来进行光学模型的建立。

在建立光学模型后，还可以对光学模型进行评价，光学模型的评价指标用于体现光学模型的预测精度，例如评价指标可以包括误差平均值(eMEAN)、误差均方根(errorroot mean square，eRMS)等，其中，误差均方根的定义为：

其中，w_j为第j个历史曝光图形对应的历史权重，δ为历史曝光图形的实际参数与预测参数的差值。举例来说，历史掩模图形为线宽为120纳米的孤立线条，曝光得到的历史曝光图形的线宽为101.5纳米，通过建立的光学模型预测的值为108.8纳米，则δ＝-7.3纳米。

因此，eMEAN越小越好，eRMS越小越好。本申请实施例提供的历史权重，能够使建立的光学模型的eMEAN_opt＝-1.324纳米，eRMS_opt＝3.431纳米。

在建立光学模型后，还可以进行光刻胶模型的建立。具体的，可以输入相关的工艺参数，例如光刻胶厚度，光刻胶折射率，抗反层的厚度等，同时导入历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的曝光图形的实际参数以及历史掩模图形对应的历史权重，和光学模型的结果进行光刻胶模型的建立。

光刻胶模型可以有不同的基础模型，不同的基础模型之间的差别为一些因素的增减。实际操作中，可以建立多个基于不同基础模型的光刻胶模型，也可以根据经验确定其中最符合当前工艺条件的光刻胶模型进行建模。例如，光刻胶模型可以是基于酸碱中和的基础模型的第一模型，基于高斯卷积项的基础模型的第二模型，基于可变阈值的基础模型的第三模型等。

在建立光刻胶模型后，还可以对光刻胶模型进行评价，光刻胶模型的评价指标用于体现光刻胶模型的预测精度，例如评价指标可以包括误差平均值(eMEAN)、误差均方根(error root mean square，eRMS)等。

利用历史权重，能够得到三个光刻胶模型的评价指标分别为：eMEAN_pr1_v＝-3.666纳米与eRMS_pr1_v＝12.066纳米，eMEAN_pr2_v＝-6.441纳米与eRMS_pr2_v＝20.678纳米，eMEAN_pr3_v＝-3.427纳米与eRMS_pr3_v＝8.343纳米。

至此，完成了修正模型的建立，之后，可以进行修正模型的验证，若验证通过，则可以利用修正模型进行掩模图形的修正，若不通过，则可以重新进行修正模型的建立。具体的，可以在确定修正模型的预测误差小于或等于预设误差，则确定修正模型通过验证，其中，预设误差可以为利用修正模型得到的测试掩模图形的预测参数与所述测试掩模图形曝光得到的曝光图形的实际参数的差距，这里的测试掩模图形与历史掩模图形类似，相对于实际掩模图形而言，通常具有较少类型的图形。实际操作中，可以预先得到掩模图形，其中一部分作为历史掩模图形用于修正模型的建立，另一部分作为测试掩模图形用于修正模型的验证。

本申请实施例中，最终利用历史权重得到的修正模型的评价指标要优于利用原始权重得到的修正模型的评价指标，具体的，可以参考表3所示。

表3不同方法建立的修正模型的示例

由此可见，本申请实施例提供的修正模型的建立方式能够得到精度更高的修正模型，从而可以对掩模图形进行更精准的修正。

本申请实施例提供的修正模型的建立方法中，可以先获取历史掩模图形对应的历史权重，而后基于得到的历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和历史掩模图形对应的历史权重建立修正模型，其中，历史权重基于历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数确定，由于历史曝光图形和历史掩模图形是相关的，因此得到的历史权重也是和历史掩模图形的图形参数相关，这样得到的历史权重不止与历史掩模图形的类型相关，还与历史掩模图形的图形参数相关，因此更加具有针对性的，据此建立的修正模型也是较为准确的。

基于以上修正模型的建立方法，本申请实施例还提供了一种修正模型的建立装置110，为本申请实施例提供的一种修正模型的建立装置的结构框图，该装置可以包括：

权重获取单元，用于获取历史掩模图形对应的历史权重；所述历史权重基于所述历史掩模图形的图形参数和/或所述历史曝光图形的实际参数，以及所述历史掩模图形的初始权重确定，所述历史掩模图形的初始权重与所述历史掩模图形的类型对应；

模型建立单元，用于基于所述历史掩模图形的图形参数、所述历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和所述历史权重建立修正模型。

可选的，所述历史权重基于所述初始权重和所述历史掩模图形的修正系数确定，所述修正系数基于所述历史掩模图形的图形参数和/或所述历史曝光图形的实际参数确定。

可选的，所述历史掩模图形的类型包括以下至少一种：独立线条图形、线条周期图形、独立方块图形、方块周期阵列图形、方块交错排列图形、独立矩形图形、矩形周期阵列图形、矩形交错排列图形、独立端对端图形、端对端周期图形、独立端对线图形、端对线周期图形、L型图形、U型图形、T型图形、H型图形、独立间隙图形、间隙周期图形。

可选的，所述历史掩模图形的图形参数包括所述历史掩模图形的关键尺寸的至少两种，所述历史曝光图形的实际参数包括所述历史曝光图形的关键尺寸的至少一种；所述关键尺寸包括线宽、周期、间距。

可选的，

或

或

或

其中，所述k为所述修正系数，所述n为所述历史掩模图形的极限设计尺寸，所述d₁为所述历史掩模图形的关键尺寸，所述m为具有所述极限设计尺寸的历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的极限实际尺寸，所述d₂为所述历史曝光图形的实际尺寸。

可选的，所述历史权重为所述初始权重和所述修正系数的乘积。

可选的，所述装置还包括：

验证单元，用于确定所述修正模型的预测误差小于或等于预设误差；所述预测误差为利用修正模型得到的测试掩模图形的预测参数与所述测试掩模图形曝光得到的曝光图形的实际参数的差距。

本申请实施例提供的修正模型的建立装置中，可以先获取历史掩模图形对应的历史权重，而后基于得到的历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和历史掩模图形对应的历史权重建立修正模型，其中，历史权重基于历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数确定，由于历史曝光图形和历史掩模图形是相关的，因此得到的历史权重也是和历史掩模图形的图形参数相关，这样得到的历史权重不止与历史掩模图形的类型相关，还与历史掩模图形的图形参数相关，因此更加具有针对性的，据此建立的修正模型也是较为准确的。

基于以上掩模图形优化方法，本申请实施例还提供了一种掩模图形优化装置，参考图7所示，为本申请实施例提供的一种掩模图形优化装置的结构框图，该装置可以包括：

修正模型的建立装置110，用于建立修正模型；

预测参数确定单元120，用于利用修正模型，得到所述待修正掩模图形对应的待修正曝光图形的预测参数；

参数修正单元130，用于基于所述预测参数以及所述待修正曝光图形的目标参数，对所述待修正掩模图形进行修正，以减小所述预测参数和所述目标参数的差值。

可选的，所述参数修正单元，具体用于：

若所述预设参数与所述待修正曝光图形的目标参数的差值大于或等于预设值，则基于所述差值，对所述待修正掩模图形进行修正。

本申请实施例提供了一种掩模图形优化装置，预先基于得到的历史掩模图形的图形参数、历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和历史掩模图形对应的历史权重建立修正模型，其中，历史权重基于历史掩模图形的图形参数和/或历史曝光图形的实际参数，以及历史掩模图形的初始权重确定，历史掩模图形的初始权重与历史掩模图形的类型对应，在获取待修正掩模图形后，可以利用建立的修正模型，得到待修正掩模图形对应的待修正曝光图形的预测参数，基于预测参数以及待修正曝光图形的目标参数，对待修正掩模图形进行修正，以减小预测参数和目标参数的差值。由于历史曝光图形和历史掩模图形是相关的，因此得到的历史权重也是和历史掩模图形的图形参数相关，这样得到的历史权重不止与历史掩模图形的类型相关，还与历史掩模图形的图形参数相关，因此更加具有针对性的，据此建立的修正模型也是较为准确的，能够确定出更准确的待修正曝光图形的预测参数，因此对待修正掩模图形的修正也更加具有针对性，从而得到更加准确的掩模图形。

本申请实施例中提到的“第一……”、“第一……”等名称中的“第一”只是用来做名字标识，并不代表顺序上的第一。该规则同样适用于“第二”等。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(英文：read-only memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如路由器等网络通信设备)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，并非用于限定本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种修正模型的建立方法，其特征在于，所述方法包括：

获取历史掩模图形对应的历史权重；所述历史权重基于所述历史掩模图形的图形参数和/或所述历史曝光图形的实际参数，以及所述历史掩模图形的初始权重确定，所述历史掩模图形的初始权重与所述历史掩模图形的类型对应；

基于所述历史掩模图形的图形参数、所述历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和所述历史权重建立修正模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述历史权重基于所述初始权重和所述历史掩模图形的修正系数确定，所述修正系数基于所述历史掩模图形的图形参数和/或所述历史曝光图形的实际参数确定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述历史掩模图形的类型包括以下至少一种：独立线条图形、线条周期图形、独立方块图形、方块周期阵列图形、方块交错排列图形、独立矩形图形、矩形周期阵列图形、矩形交错排列图形、独立端对端图形、端对端周期图形、独立端对线图形、端对线周期图形、L型图形、U型图形、T型图形、H型图形、独立间隙图形、间隙周期图形。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述历史掩模图形的图形参数包括所述历史掩模图形的关键尺寸的至少两种，所述历史曝光图形的实际参数包括所述历史曝光图形的关键尺寸的至少一种；所述关键尺寸包括线宽、周期、间距。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

或

或

或

其中，所述k为所述修正系数，所述n为所述历史掩模图形的极限设计尺寸，所述d₁为所述历史掩模图形的关键尺寸，所述m为具有所述极限设计尺寸的历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的极限实际尺寸，所述d₂为所述历史曝光图形的实际尺寸。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述修正模型的预测误差小于或等于预设误差；所述预测误差为利用修正模型得到的测试掩模图形的预测参数与所述测试掩模图形曝光得到的曝光图形的实际参数的差距。

7.一种掩模图形优化方法，其特征在于，所述方法包括：

利用修正模型，得到待修正掩模图形对应的待修正曝光图形的预测参数；所述修正模型利用权利要求1-6任一项所述的建立方法建立；

基于所述预测参数以及所述待修正曝光图形的目标参数，对所述待修正掩模图形进行修正，以减小所述预测参数和所述目标参数的差值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述预测参数以及所述待修正曝光图形的目标参数，对所述待修正掩模图形进行修正，包括：

若所述预设参数与所述待修正曝光图形的目标参数的差值大于或等于预设值，则基于所述差值，对所述待修正掩模图形进行修正。

9.一种修正模型的建立装置，其特征在于，所述装置包括：

权重获取单元，用于获取历史掩模图形对应的历史权重；所述历史权重基于所述历史掩模图形的图形参数和/或所述历史曝光图形的实际参数，以及所述历史掩模图形的初始权重确定，所述历史掩模图形的初始权重与所述历史掩模图形的类型对应；

模型建立单元，用于基于所述历史掩模图形的图形参数、所述历史掩模图形曝光得到的历史曝光图形的实际参数和所述历史权重建立修正模型。

10.一种掩模图形优化装置，其特征在于，所述装置包括：

如权利要求9所述的修正模型的建立装置；

预测参数确定单元，用于利用所述修正模型的建立装置建立的所述修正模型，得到所述待修正掩模图形对应的待修正曝光图形的预测参数；

参数修正单元，用于基于所述预测参数以及所述待修正曝光图形的目标参数，对所述待修正掩模图形进行修正，以减小所述预测参数和所述目标参数的差值。

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