[发明专利]一种修正掩膜版图形的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光刻工艺领域，特别涉及一种基于光学邻近修正的掩膜版图形的修正方法和装置。

背景技术

在集成电路制造工艺中要进行多次光刻步骤，光刻质量的好坏直接影响产品合格率。在半导体制程中，光刻的本质是把临时电路结构复制到以后要进行刻蚀和离子注入等工序的硅片上。这些结构首先以图形形式制作在名为掩膜版(reticle)的石英膜版上，其包含了要在硅片上重复生成的图形。

然而随着集成电路集成度的提高，以及曝光机台本身的分辨率极限(resolution limit)，掩膜版上距离很近的结构间的光衍射和干涉会引起光学邻近效应(OPE，Optical Proximity Effect)，例如直角转角圆形化(right-angled corner)，直线末端紧缩(line end shortened)，直线线宽增加/缩减(line width increase/decrease)等缺陷。为克服光学邻近效应，掩膜版设计者可采用光学邻近修正(OPC，Optical Proximity EffectCorrection)来对掩膜版上的图形进行修正。其中，光学邻近修正是指引入可选择的图形尺寸偏差(变化)到掩膜版图形上，来补充光学邻近效应的影响。光学邻近修正的基本思想是：对集成电路设计的图案进行预先的修改，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。因此，使用经过光学邻近修正的图案做成的掩膜，通过光刻以后，在晶片上就能得到最初预定的电路结构。

光学邻近修正一般分为基于规则的光学邻近修正(RBOPC，Rule-based Optical Proximity Effect Correction)以及基于模型的光学邻近修正(MBOPC，Mode-based Optical Proximity Effect Correction)，前者是在后处理过程中为所有满足给定规范的图案加上增强型特征图案，随着电路设计的日趋复杂，基于设计规则的光学邻近逐渐力不从心，因为要写出一个完备的规则表(Rule Table)，  就必须考虑各种不同的情况，比如说线宽，线间距等，这种穷举的方法效率非常。于是，基于模型的光学邻近修正应运而生，其可以对特征图案的实际曝光结果进行仿真，其利用模型方法添加增强型特征图案可实现仿真特征图案与物理设计的匹配。

掩膜版上的图形通常被定义为多边形。其中，基于物理模型的光学邻近修正(MBOPC，Mode-based Optical Proximity Effect Correction)包括对掩膜版图形进行分段处理，即将掩膜版图形按照一定的切割步长切割为多个较小的线段。MBOPC工具的核心是在特定点模拟图像强度的模拟器，该点通常是在每个线段的中心。然后将这些线段在MBOPC的每个迭代步骤中从它们在掩膜形状上的原始位置来回移动，也就是从图形的内部向外或向内移动。当在这些预先选择的点处的图像强度匹配于在公差范围内的阈值强度水平是，就停止迭代。

切割步长的长度通常由例如掩膜版制作能力限制和基于物理模型的光学邻近修正在晶片上精确再现掩膜版形状的能力或标准所确定的。掩膜版设计工程师可以通过掩膜版图形进行分段处理的所需精度来确定切割步长的长度，而切割步长的长度越小，基于物理模型的光学邻近修正的效果就越好，但所需工序时间也会越长。但是，现有技术针对同一工序中的不同掩膜版图形进行分段处理所采取的切割步长的长度一般为相同的。

然而，在半导体工艺中，对不同的掩膜版图形进行分段处理的所需精度是不尽相同的，若采用现有技术，以相同长度的切割步长对所需精度不同的掩膜版图形进行分段处理将会导致工序时间与光学邻近修正效果无法平衡的问题。以外围电路区和单元区的掩膜版图形为例，本领域普通技术人员应该理解，单元区的掩膜版图形由于难以修正，需要较高的分段处理的所需精度，而外围电路区的掩膜版图形则无需较高精度。换言之，对单元区的掩膜版图形进行分段处理的切割步长小于对外围电路区的掩膜版图形进行分段处理的切割步长。按照现有技术，可采用两种技术方案：

技术方案一是按照单元区的切割步长长度对单元区和外围电路区进行分段处理，其优点在于保证了对单元区的掩膜版图形进行分段处理所需的精度，其缺点在于工序时间较长，功耗较大。

技术方案二是按照外围电路区的切割步长长度对单元区和外围电路区进行分段处理，其优点在于工序时间较短，功耗较小，但却无法保证对单元区的掩膜版图形进行分段处理所需的精度。

发明内容