[发明专利]掩膜板的光学邻近校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，特别涉及一种光刻技术中的掩膜板的光学邻近校正方法。

背景技术

光刻技术是集成电路制造过程中的关键技术，对集成电路性能的提高起着至关重要的作用。在集成电路制造之前，集成电路的结构会事先通过掩膜板制造设备复制到如采用石英玻璃制成的掩膜板(mask)上。在集成电路制造过程中，需要将掩膜板上的集成电路结构复制到所生产的集成电路所在的衬底上，比如在衬底上涂覆光刻胶，通过光刻机产生特定波长的光，将掩膜板上的集成电路结构图案复制到光刻胶上(光刻胶的图形化)，再以光刻胶为掩膜对衬底进行刻蚀等后续工艺制成集成电路。

随着集成电路制造技术的发展，表征集成电路制造技术先进程度的最小特征尺寸，即关键尺寸(CD，Critical Dimension)变得越来越小，从而集成电路的集成度也就变得越来越高，同时对于光刻技术的要求也越来越高(所要达到的特征尺寸越来越小)。由于现在集成电路的特征尺寸数量级已经与光刻设备的曝光波长相当，因此在进行光刻过程中，集成电路结构图案在从掩膜板复制到光刻胶的时候会产生失真，即光学邻近效应(OPE，Optical Proximity Effect)，这主要是由于光在传播时，通过掩膜板所产生的衍射和干涉现象导致的。

由于光学邻近效应的严重性已经严重阻碍了集成电路特征尺寸的进一步减小，因此业界便提出了光学邻近校正(OPC，Optical Proximity Correction)方法。该方法对集成电路设计图案进行预先修改，使得修改补偿的量能够正好补偿光刻机曝光系统所产生的光学邻近效应。从而使用经过光学邻近校正方法后的图案做成掩膜板，再利用该掩膜板进行曝光，这样便能在衬底上得到最初想要的电路结构。光学邻近校正方法，是利用计算机通过计算集成电路生产中光刻工艺产生的一些数据来对掩膜板上的电路图案进行预先补偿的。目前该方法已经是半导体生产过程中必不可少的一个环节。

光学邻近校正方法一般分为两类：基于规则(rule)的OPC和基于模型(model)的OPC。基于规则的OPC是较早时所采用的方法，但是期计算过程数据量大，随着集成电路特征尺寸的缩小，集成度的日趋复杂，基于规则的OPC已经变得力不从心。当前行业内所普遍采用的是采用基于模型的OPC，该方法对特征图案的实际曝光结果进行仿真，利用模型方法添加增强型特征图案实现仿真特征图案与物理设计的匹配。

基于模型的OPC中有一个建模过程，先在标准片上放置预先设计的测试图案，收集到一组真实光刻晶片的数据，然后使用同样的测试图案，利用OPC建模工具进行模拟。将模拟得到的图案尺寸与相对应的真实晶片数据进行对比，如果二者符合的很好，那么就可以认为现有这些有限的样品空间(sampling space)中，经过模拟所得到的模型可以很好的描述整个光学系统和化学效应。因此，利用该模拟所得到的模型就可以定量预知在各种情况下的光学邻近效应，从而可以用来进行光学邻近修正。

现有基于模型的OPC，是在光学模型中使用一个叫做beam-focus(光束焦距)的妥协焦距参数来描述所有特征图案(feature)的焦距属性，之后根据经验进行修正。现有基于模型的OPC不考虑掩膜板厚度的影响，是一种二维模型OPC(模拟过程只考虑掩膜板所在平面的坐标系XY方向的修正)，不考虑掩膜板厚度(与掩膜板所在平面相垂直的方向)的影响，光学邻近校正时所采用的焦距是固定。随着特征尺寸的进一步缩小，掩膜板的厚度对光的衍射和干涉的影响已经不得不开始考虑。因为掩膜板厚度的影响，使得对于同一块掩膜板来说不同的焦距将导致不同的成像图案。由于上述过程中没有考虑到掩膜板厚度的影响，因此当掩膜板的厚度对成像图案的影响越来越严重时，上述基于模型的OPC过程便变得不再有效。

针对此种情况，精确的三维掩膜板(考虑掩膜板厚度)的光学临近矫正方法已经被开发出来，比如依据电磁场理论的三维掩膜板的基于模型的OPC方法。虽然所开发出的新方法可以进行精确的光学邻近校正，但是由于计算量的急剧增加，造成光学邻近校正时间的过分消耗，严重的影响了集成电路的开发时间，此种情况是不能被接受的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种针对上述三维掩膜板的光学邻近校正方法，结合现有的二维模型OPC，以减少三维掩膜板的光学邻近校正时间，提高光学邻近校正效率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种三维掩膜板的光学邻近校正方法，包括：

将集成电路设计图案分解成若干特征图案和若干非特征图案；