OPC修正方法

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别涉及一种光学邻近效应修正(Optical Proximity Correction，OPC)方法。

背景技术

在光刻工艺中，掩模版即光罩(Mask)上的版图对应的图形结构会通过曝光系统投影到光刻胶中并在光刻胶中形成对应的图形结构，但是由于曝光过程中的光学原因或者光刻胶的化学反应的原因，在光刻胶中形成的图形结构和掩模版上的图形结构存在偏差，这种偏差则需要通过OPC修正预先对掩模版上的图形结构进行修改，采用经过OPC修正的掩模版进行曝光时，在光刻胶中形成的图形结构则会和设计的图形结构相符，并符合工艺生产要求。

OPC包括基于规则(Rule-based)的OPC和基于模型(model-based)的OPC。

早期的基于规则的OPC,由于其简单和计算快速的特点被广泛使用。然而这种方法需要人为制定OPC规则，随着光学畸变加剧，这些规则变得极为庞杂而难以延续。

这时基于模型的OPC应运而生。这种基于模型的OPC的修正方法通过光学仿真建立精确的计算模型，然后调整图形的边沿不断仿真迭代，直到逼近理想的图形。基于模型的OPC使得OPC流程变得更加复杂，对计算资源的需求呈指数级别增长。

随着技术节点的发展，图形尺寸越做越小，微小物理效应对于光刻尺寸的影响也越来越不能被忽略，为了实现高精度的OPC模型，建模的参数越来越复杂，如引入Mask3D等更复杂的物理效应，以及使用更多的基函数去拟合光阻的化学效应对图形尺寸的影响等等，其中Mask3D是对从光罩表面散射的电磁波进行严格地建模，以表示Mask表面立体结构对光衍射的影响。

如图1所示，是现有OPC修正方法的流程图；现有OPC修正方法包括：

步骤一、建立高精度OPC模型。随着技术节点的缩小，高精度OPC模型需要考虑的因素越来越多，如需要考虑微小物理效应的影响，建模参数越来越复杂。高精度OPC模型需要严格按照量产要求建立。

步骤二、提供需要做OPC修正的目标版图，所述目标版图的图形处于初始态。

步骤三、采用高精度OPC模型对目标版图进行多次OPC运算形成OPC结果并输出。

步骤三中，由于高精度OPC模型的参数复杂，在OPC模型获得高精度的同时，OPC运算量会显著增加，而且随着图形尺寸的缩小，单位面积内的图形数量成倍地增加，OPC运算时间几乎成倍地增长，这不仅对CPU运算资源量，也对是否能保证掩模版按时出版都提出了严峻的挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种OPC修正方法，能在保证修正精度的条件下，降低总OPC运算时间。

为解决上述技术问题，本发明提供的OPC修正方法包括如下步骤：

步骤一、建立多个精度不同的OPC模型。

步骤二、提供需要做OPC修正的目标版图，所述目标版图的图形处于初始态。

步骤三、选择精度最低的OPC模型对所述目标版图进行多次OPC运算并形成精度最低的OPC模型对应的OPC中间层。

步骤四、选择精度更高一层的OPC模型对前一层精度的OPC模型形成的OPC中间层进行多次OPC运算并形成所选择精度的OPC模型对应的OPC中间层。

步骤五、重复步骤四直至形成精度次高的OPC模型对应的OPC中间层。

步骤六、选择精度最高的OPC模型对精度次高的OPC模型对应的OPC中间层进行多次OPC运算形成最终OPC结果。

进一步的改进是，步骤一中包括2个精度的OPC模型，步骤四和步骤五省略。

进一步的改进是，精度最高的OPC模型为按照量产要求建立的符合规格的OPC模型。

进一步的改进是，精度次高以下的OPC模型为在精度最高的OPC模型的基础上进行模型参数简化或者模型计算范围减少生成的OPC模型；精度越小的OPC模型的运算速度越快。

进一步的改进是，图形周期及尺寸在接近最小设计图形周期以及尺寸的1-2倍的范围内，采用精度次高以下的OPC模型进行OPC运算的模拟趋势和硅衬底上的实际量测数据相符。

进一步的改进是，步骤三、步骤四和步骤五中各精度的OPC模型对应的OPC运算次数的最优解为，在得到符合要求的所述最终OPC结果的同时，节省的总OPC运算时间最多。

进一步的改进是，步骤六中，精度最高的OPC模型对应的OPC运算次数为1到20次，精度最高的OPC模型对应的OPC运算次数越少节省的总OPC运算时间越多。

进一步的改进是，步骤一中包括2个精度的OPC模型时，步骤三中精度最低的OPC模型对应的OPC运算次数为1到15次，精度最低的OPC模型对应的OPC运算次数的最优解从1到15次中选取。

进一步的改进是，步骤六得到的最终OPC结果符合量产的OPC精度要求。

本发明通过多个精度不同的OPC模型的设置，能在开始阶段采用精度较低的OPC模型进行OPC运算，最后阶段再采用精度最高的OPC模型进行OPC运算，由于OPC模型的精度越低时OPC运算的时间越少，故本发明通过在初始阶段将精度较低的OPC模型替换精度最高的OPC模型进行OPC运算，能加快OPC运算速度，从而能节约OPC运算时间。

同时，在初始阶段，精度较低的OPC模型的精度虽然较低，但是依然符合修正方向，依然符合从目标版图的初始态向最终OPC结果的最终态的收敛方向，故在保证修正方向不变的条件下，能加快收敛的同时保证最终OPC结果符合精度要求，最终OPC结果的精度依然由精度最高的OPC模型保证，故本发明能保证修正精度。

所以，本发明能在保证修正精度的条件下，降低总OPC运算时间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有OPC修正方法的流程图；

图2是本发明实施例OPC修正方法；

图3A是采用精度最高的OPC模型进行第一次迭代的OPC运算后的边缘放置误差(EPE)示意图；

图3B是采用精度最高的OPC模型进行第二次迭代的OPC运算后的边缘放置误差示意图。

具体实施方式

如图2所示，是本发明实施例OPC修正方法；本发明实施例OPC修正方法包括如下步骤：

步骤一、建立多个精度不同的OPC模型。

本发明实施例中，精度最高的OPC模型为按照量产要求建立的符合规格的OPC模型。

精度次高以下的OPC模型为在精度最高的OPC模型的基础上进行模型参数简化或者模型计算范围减少生成的OPC模型；精度越小的OPC模型的运算速度越快。

图形周期及尺寸在接近最小设计图形周期以及尺寸的1-2倍的范围内，采用精度次高以下的OPC模型进行OPC运算的模拟趋势和硅衬底上的实际量测数据相符。

步骤二、提供需要做OPC修改正的目标版图，所述目标版图的图形处于初始态。

步骤三、选择精度最低的OPC模型对所述目标版图进行多次OPC运算并形成精度最低的OPC模型对应的OPC中间层。

步骤四、选择精度更高一层的OPC模型对前一层精度的OPC模型形成的OPC中间层进行多次OPC运算并形成所选择精度的OPC模型对应的OPC中间层。

步骤五、重复步骤四直至形成精度次高的OPC模型对应的OPC中间层。

本发明实施例中，步骤三、步骤四和步骤五中各精度的OPC模型对应的OPC运算次数的最优解为，在得到符合要求的所述最终OPC结果的同时，节省的总OPC运算时间最多。

步骤六、选择精度最高的OPC模型对精度次高的OPC模型对应的OPC中间层进行多次OPC运算形成最终OPC结果。所述最终OPC结果符合量产的OPC精度要求。

在一种较佳实施例中，步骤一中包括2个精度的OPC模型，步骤四和步骤五省略。此时，步骤三中精度最低的OPC模型对应的OPC运算次数为1到15次，精度最低的OPC模型对应的OPC运算次数的最优解从1到15次中选取。

步骤六中，精度最高的OPC模型对应的OPC运算次数为1到20次，精度最高的OPC模型对应的OPC运算次数越少节省的总OPC运算时间越多。

现以结合具体参数来说明本发明实施例方法对总OPC运算时间节约的效果：

图1所示的现有方法采用高精度OPC模型做8次OPC运算可得到符合要求的OPC结果。

本发明实施例方法采用两个精度的OPC模型时，步骤三的精度最低的OPC模型即低精度OPC模型的OPC运算次数为5次，步骤六的精度最高的OPC模型的OPC运算次数为5次。步骤六的精度最高的OPC模型和现有方法采用的高精度OPC模型的精度相等。

另外，低精度OPC模型和高精度OPC模型的运算速度关系如下所示：

高精度OPC模型模拟运算一次约38分钟；

低精度OPC模型模拟运算一次约8分钟；

现有OPC修正方法的总OPC运算时间为8*38＝304分钟；

本发明实施例方法的总OPC运算时间为5*8+5*38＝230分钟；

可以看出，虽然本发明实施例方法的总迭代次数会大于等于现有OPC修正方法，但是由于低精度OPC模型的运算速度的优势，使得用本发明实施例方法相较传统方法，可节省约24.4％的OPC运算时间。

本发明实施例方法通过多个精度不同的OPC模型的设置，能在开始阶段采用精度较低的OPC模型进行OPC运算，最后阶段再采用精度最高的OPC模型进行OPC运算，由于OPC模型的精度越低时OPC运算的时间越少，故本发明通过在初始阶段将精度较低的OPC模型替换精度最高的OPC模型进行OPC运算，能加快OPC运算速度，从而能节约OPC运算时间。

同时，在初始阶段，精度较低的OPC模型的精度虽然较低，但是依然符合修正方向即依然符合从目标版图的初始态向最终OPC结果的最终态的收敛方向，故在保证修正方向不变的条件下，能加快收敛的同时并不会影响最终OPC结果，最终OPC结果的精度依然由精度最高的OPC模型保证，故本发明实施例方法能保证修正精度。如图3A所示，是采用精度最高的OPC模型进行第一次迭代的OPC运算后的边缘放置误差示意图；图3A中显示了多个版图的目标层图形101，进行第一次迭代的OPC运算后会对图形101的边缘进行修正，边缘修正后的OPC结果模拟层图形如标记102a所示；如图3B所示，是采用精度最高的OPC模型进行第二次迭代的OPC运算后的边缘放置误差示意图，，边缘修正后的OPC结果模拟层图形如标记102b所示。可以看出，初始修正阶段，如图3A和图3B所示，图形102a和102b与目标层图形101的差值都较大，具体请分别参考虚线圈103a和103b，虚线圈104a和104b以及虚线圈105a和105b中的值。可以看出，在采用OPC模型的OPC运算的初始阶段，光罩的图形修正后，OPC修正结果距离最终收敛的结果存在较大的差异，每次循环迭代的光罩的图形移动量是与边缘放置误差相关的，当边缘放置误差很大时，光罩图形的移动量往往已接近设定的单次最大移动上限值，此时只需要Mask修正的移动方向正确即可，移动量的精确程度并不会显著影响最终修正结果，因此可以采用低精度的OPC模型进行快速的近似模拟运算，而不需要使用更耗时的高精度OPC模型进行模拟运算。当进行几次迭代运算后，修正结果接近目标时，此时移动量的精细程度更加重要，需要使用高精度的OPC模型来实现更加精细的修正，最终也可获得与现有OPC修正方式同样符合要求的OPC结果。

所以，本发明实施例方法能在保证修正精度的条件下，降低总OPC运算时间。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。