提高光刻工艺中图形关键尺寸的均匀性的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高光刻工艺中图形关键尺寸的均匀性的方法，包括如下步骤：步骤一、测量各种不同的图形周期下，各种不同的局部图形密度对相应的图形周期下的图形关键尺寸的影响，并根据测量结果建立光刻工艺调整规则；步骤二、对已经设计好的产品版图的本层图形进行局部图形密度统计；步骤三、根据本层图形的局部图形密度分布，按照光刻工艺调整规则对本层图形的各图形对应的光罩关键尺寸进行调整。本发明专利技术能消除版图中局部图形密度的变化对图形关键尺寸的影响，使各种局部图形密度下的各图形关键尺寸趋于和设计要求相同，提高图形关键尺寸的均匀性。

Method for improving uniformity of key size of pattern in photoetching process

The invention discloses a method for improving the uniformity of the graphics lithography critical dimension, which comprises the following steps: step one, measuring different kinds of graphics cycle, the effects of local pattern density of various corresponding graphics graphics under cycle key size, and the establishment of lithography process adjustment rules according to the measurement result; step two, to have a good product design layout of the graphics layer statistical local pattern density; step three, according to the local density distribution of the graphic layer pattern, adjust the mask key size corresponding to each of the graphic layer pattern in lithography process adjustment rules. The invention can eliminate the impact of changes in the local layout pattern density of graphic key size, so that the graphics key size local graphics density under various design requirements and tends to be same, improve the uniformity of graphic key size.

【技术实现步骤摘要】
提高光刻工艺中图形关键尺寸的均匀性的方法
本专利技术涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种提高光刻工艺中图形关键尺寸的均匀性的方法。
技术介绍
光刻工艺的分辨率极限：P＝k1×NA/λ，P为图形的半周期也即分辨率极限，k1为光刻工艺系数，NA为曝光设备的数值孔径，λ为曝光光源的波长。随着图形的关键尺寸(CD)越来越小，接近曝光极限即分辨率极限，各种非光刻工艺的环境因素的影响开始变得越来越大。当k1<0.4时影响变得越来越明显。通常图形密度引起的负载效应(loadingeffect)认为对光刻工艺是没有影响的，但当CD越来越小，对应的k1越来越小，此时图形密度引起CD的变化将越来越大。现有的平衡图形密度的方法冗余图形填充(dummyinsert)：通过插入电路不需要的图形对版图的图形密度进行调整。光学临近效应修正(OPC)：根据图形的周期不同，调整版图的光罩(mask)CD的尺寸。对光罩说明如下：在集成电路制造领域中，光罩是用于定义图形结构，光刻工艺中，需要先在晶圆上形成光刻胶，然后通过光源进行曝光，曝光过程中，光源穿过光罩再照射到晶圆表面的光刻胶上，实现将光罩上定义的图形向晶圆的光刻胶上转移；之后通过显影能够形成光刻胶图形，之后再以光刻胶图形为掩模对形成于晶圆表面上对应结构进行刻蚀形成对应的图形结构。所以光罩中定义的图形通过光刻工艺之后会转移到晶圆的对应结构层次上如：多晶硅栅、有源区等各层图形。Dummyinsert受制于版图电路设计，不能完全对图形密度进行平衡，尤其是局部区域的图形密度(localpatterndensity)。OPC仅考虑图形本身对光学成像系统的影响，不考虑周边局部图形密度对光刻工艺的影响。而当CD越来越小，对应的k1越来越小，此时局部图形密度引起CD的变化将越来越大时，采用现有的冗余图形填充和光学临近效应修正两种调整方法无法消除局部图形密度对CD变化的影响，也即现有工艺中，局部图形密度会对对最终形成于晶圆上的实际图形结构的CD产生影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种提高光刻工艺中图形关键尺寸的均匀性的方法，能消除版图中局部图形密度的变化对图形关键尺寸的影响，使各种局部图形密度下的各图形关键尺寸趋于和设计要求相同，提高图形关键尺寸的均匀性。为解决上述技术问题，本专利技术提供的提高光刻工艺中图形关键尺寸的均匀性的方法包括如下步骤：步骤一、测量各种不同的图形周期下，各种不同的局部图形密度对相应的图形周期下的图形关键尺寸的影响，并根据测量结果建立光刻工艺调整规则；所述光刻工艺调整规则保证光刻工艺完成后各所述图形周期下不同的局部图形密度处的各所述图形关键尺寸趋于和设计要求值相同，消除不同局部图形密度对所述图形关键尺寸的影响。步骤二、对已经设计好的产品版图的本层图形进行局部图形密度统计，得到所述产品版图的本层图形的局部图形密度分布，所述产品版图的本层图形上包括有根据设计需要设置的图形周期，所述图形周期有一种以上。步骤三、根据所述版图的本层图形的局部图形密度分布，按照步骤一所述光刻工艺调整规则对所述产品版图的本层图形中各所述图形对应的光罩即mask的关键尺寸进行调整。进一步的改进是，步骤一中建立所述光刻工艺调整规则包括如下分步骤：步骤11、产生一组具有不同所述图形周期且各所述图形周期又包括有各种所述局部图形密度的测试图形。步骤12、形成各所述测试图形的测试版图并进行光刻工艺后测量各所述图形周期的在不同的所述局部图形密度下的所述图形关键尺寸的值。步骤13、根据步骤12中对所述图形关键尺寸的测量值对光刻工艺参数进行调整使各所述图形周期的在不同的所述局部图形密度下的所述图形关键尺寸的趋于一致。进一步的改进是，步骤二中所述局部图形密度统计时，对应的局部区域单元大小和步骤一所述测试图形的区域面积大小相同。进一步的改进是，步骤11中所述测试图形的不同局部图形密度采用进行冗余图形填充实现。进一步的改进是，步骤13中的对光刻工艺参数进行的调整为根据局部图形密度对版图的图形对应的光罩关键尺寸进行调整。进一步的改进是，步骤二所述产品版图的本层图形已经根据设计需要进行了冗余图形填充调整和一次光学临近效应修正调整。进一步的改进是，当所述产品版图中的前层图形对本层图形有影响时，重复步骤一至三，在重复的步骤一中，步骤11中的所述测试图形的不同局部图形密度采用进行前层图形填充实现。在重复的步骤二中进行所述局部图形密度统计时统计出所述前层图形的局部图形密度分布。在重复的步骤三中，根据所述版图的所述前层图形的局部图形密度分布，按照所述光刻工艺调整规则对所述产品版图的本层图形中各所述图形对应的光罩关键尺寸进行调整。本专利技术从现有技术中通过冗余图形填充和光学临近效应修正两种调整方法无法消除局部图形密度对CD变化的影响的技术问题出发，设计了步骤一来测量各种不同的图形周期下不同的局部图形密度对相应的图形周期的图形关键尺寸的影响，并根据这种影响来设置调节工艺参数的方法即光刻工艺调整规则，光刻工艺调整规则能保证光刻工艺完成后各图形周期下不同的局部图形密度处的各所述图形关键尺寸趋于一致，消除不同局部图形密度对所述图形关键尺寸的影响；之后，在版图设计过程中，在现有设计好的版图的基础上增加了局部图形密度统计的步骤，通过局部图形密度统计可以得到版图上的本层图形的各图形周期下的局部图形密度分布；之后，根据版图的本层图形的局部图形密度分布，再套用之前设置的光刻工艺调整规则能实现对产品版图的本层图形中各图形对应的Mask即光罩关键尺寸进行调整，最后能使产品版图的本层图形中各图形关键尺寸进行调整并趋于和设计要求值相同，也即本专利技术利用光罩上的图形最后会转移到形成于晶圆的产品的图形上的特点，根据已经测试过的局部图形密度对产品版图的本层图形的各图形关键尺寸的影响大小设定了光刻工艺调整规则，而根据设定的光刻工艺调整规则预先对光罩的关键尺寸进行调整，通过光罩的关键尺寸的调整来抵消局部图形密度对产品的图形即产品版图的本层图形的影响，也即当局部图形密度会使产品的图形的关键尺寸相对于目标值增加时，可以降低对应的光罩关键尺寸，这样使用调整后的光罩进行光刻之后能使产品的图形的关键尺寸，由于具体需要对光罩的关键尺寸进行多少调整即光罩的关键尺寸调整量已经通过步骤一确定，即按照光刻工艺调整规则进行调整即可实现光罩的关键尺寸的调整来抵消局部图形密度对产品的图形即产品版图的本层图形的影响；所以本专利技术能消除版图中局部图形密度的变化对图形关键尺寸的影响，使各种局部图形密度下的各图形关键尺寸趋于和设计要求相同，最后能提高图形关键尺寸的均匀性。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是本专利技术实施例方法流程图；图2A是版图中局部图形密度较低区域的结构图；图2B是版图中局部图形密度较高区域的结构图；图3A是局部图形密度对图形关键尺寸的影响曲线；图3B是本专利技术实施例根据局部图形密度对图形关键尺寸的影响曲线形成的对光刻工艺参数调整的曲线。具体实施方式如图1所示，是本专利技术实施例方法流程图，本专利技术实施例提高光刻工艺中图形关键尺寸的均匀性的方法包括如下步骤：步骤一、测量各种不同的图形周期下，各种不同的局部图形密度对相应的图形周期下的图形关键尺寸的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高光刻工艺中图形关键尺寸的均匀性的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、测量各种不同的图形周期下，各种不同的局部图形密度对相应的图形周期下的图形关键尺寸的影响，并根据测量结果建立光刻工艺调整规则；所述光刻工艺调整规则保证光刻工艺完成后各所述图形周期下不同的局部图形密度处的各所述图形关键尺寸趋于和设计要求值相同，消除不同局部图形密度对所述图形关键尺寸的影响；步骤二、对已经设计好的产品版图的本层图形进行局部图形密度统计，得到所述产品版图的本层图形的局部图形密度分布，所述产品版图的本层图形上包括有根据设计需要设置的图形周期，所述图形周期有一种以上；步骤三、根据所述版图的本层图形的局部图形密度分布，按照步骤一所述光刻工艺调整规则对所述产品版图的本层图形中各所述图形对应的光罩关键尺寸进行调整。

【技术特征摘要】
1.一种提高光刻工艺中图形关键尺寸的均匀性的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、测量各种不同的图形周期下，各种不同的局部图形密度对相应的图形周期下的图形关键尺寸的影响，并根据测量结果建立光刻工艺调整规则；所述光刻工艺调整规则保证光刻工艺完成后各所述图形周期下不同的局部图形密度处的各所述图形关键尺寸趋于和设计要求值相同，消除不同局部图形密度对所述图形关键尺寸的影响；步骤二、对已经设计好的产品版图的本层图形进行局部图形密度统计，得到所述产品版图的本层图形的局部图形密度分布，所述产品版图的本层图形上包括有根据设计需要设置的图形周期，所述图形周期有一种以上；步骤三、根据所述版图的本层图形的局部图形密度分布，按照步骤一所述光刻工艺调整规则对所述产品版图的本层图形中各所述图形对应的光罩关键尺寸进行调整。2.如权利要求1所述的提高光刻工艺中图形关键尺寸的均匀性的方法，其特征在于：步骤一中建立所述光刻工艺调整规则包括如下分步骤：步骤11、产生一组具有不同所述图形周期且各所述图形周期又包括有各种所述局部图形密度的测试图形；步骤12、形成各所述测试图形的测试版图并进行光刻工艺后测量各所述图形周期的在不同的所述局部图形密度下的所述图形关键尺寸的值；步骤13、根据步骤12中对所述图形关键尺寸的测量值对光刻工艺参数进行调整使各所述图形周期的在不同的所述局部图形...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31