测试掩模版制造方法技术

本发明专利技术公开了一种测试掩模版制造方法，包括：主图形曝光能量为D2＝A*D1或D2＝B*D1；D1为该光刻层最佳曝光能量；调整副图形结构的掩模尺寸直至曝光出痕迹；调整第二曝光能量D2直至CD(max)＞CD(min),对第一、第二曝光能量D1、D2分别建立OPC模型；生成第一测试图形T1，生成第二测试图形T2，将扩大后第一测试图形T1使用OPC模型模拟，得到CD模拟结果CD1和CD2；获得目标层F2，对目标层F2进行OPC修正得到掩模M2；将T1作为目标层，将M2中与T1接触的标记作为修正层，将M2与T2接触的标记作为参考层；使用D1对应的OPC模型修正得到最终的掩模M1。本发明专利技术生产的测试掩模版能适用于多种曝光能量，能适用于多组不同图形密度，能降低生产成本，提高生产效率。

Manufacturing method of test mask

The invention discloses a test mask manufacturing method, which includes: the exposure energy of the main pattern is D2=A*D1 or D2=B*D1; D1 is the optimal exposure energy of the lithographic layer; the mask size of the sub-pattern structure is adjusted until the exposure trace is exposed; the second exposure energy is adjusted from D2 to CD(max)>CD(min), and the first and second exposure energies are divided into D1 and D2. The first test pattern T1 is generated, and the second test pattern T2 is generated. The expanded first test pattern T1 is simulated by OPC model, and the CD simulation results CD1 and CD2 are obtained. The target layer F2 is obtained, and the mask M2 is obtained by OPC modification of the target layer F2. The target layer T1 is taken as the target layer, and the marker contacted with T1 in M2 is taken as the correction layer. The markers of M2 and T2 are used as reference layer, and the final mask M1 is obtained by modifying the OPC model corresponding to D1. The test mask produced by the invention can be applied to a variety of exposure energies, can be applied to a number of groups of different graphic densities, can reduce production costs and improve production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
测试掩模版制造方法
本专利技术涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种测试掩模版制造方法。
技术介绍
半导体制造技术平台中，许多工艺的开发与维护，如刻蚀，材料填充及生长或化学机械研磨等，都与图形整体与局部密度情况紧密相关，而最终的图形密度由前置光刻图形密度所主导决定。通常一块测试掩模版，仅有一个最佳曝光条件，对应固定的整体图形密度，以及有限的局部图形密度区域，相应的实验样本条件十分有限，在工艺开发阶段，非常不利于工艺窗口的检测以及潜在问题的发现。在测试掩模版上，图形密度的涵盖范围越广，密度样本条件越多，越能保证工艺开发的安全，工艺平台才能应对情况多变的产品掩模版，避免意外问题的发生，有效降低失控风险。但出版多块测试掩模版，无疑会大大增加开发成本。传统的测试掩模版的图形设计存在以下几个局限性：(1)最佳曝光条件单一，掩模版(Mask)整体的图形密度为固定值；(2)掩模版局部图形每块通常为边长为400微米～2500微米的方形区域，面积占比高，所以掩模版面积的利用率并不高；(3)一块局部图形对应一种局部图形密度，局部图形的种类一般为200～400种，由掩模版的总面积与局部图形块的面积比决定；(4)若直接调节曝光能量改变光刻图形的密度，既无法准确量化能量改变后的图形密度，而且容易出现沟槽图形打不开，或者线条图形倒塌等问题，对后续刻蚀及研磨等实验验证工艺窗口产生诸多不利影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能适用于多种曝光能量，能适用于多组不同图形密度的测试掩模版制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的测试掩模版制造方法，包括以下步骤：(1)对于给定的光刻层，最佳曝光能量设为第一曝光能量D1；(2)当该光刻层主图形为第一类图形时，第一曝光能量D2＝A*D1，当主图形为第二类图形时，第二曝光能量D2＝B*D1；其中，A的范围为0.4-0.9，B的范围为选在1.1-1.6；若D2过小或过大则会导致掩模尺寸和曝光尺寸的差异过大，引起修正困难。(3)在第一曝光能量D1条件下，调整测试掩模版的副图形结构的掩模尺寸C直至曝光出痕迹；(4)在第二曝光能量D2条件下，测量该测试掩模版副图形结构光刻CD值(光刻CD值，即光刻特征尺寸，光刻所能实现的最小尺寸)，记为CD(max)；若CD(max)≤CD(min)则调整第二曝光能量D2直至CD(max)＞CD(min),CD(min)是当前层的最小光刻CD值；(5)对第一曝光能量D1和第二曝光能量D2分别建立OPC模型Model1和Model2；(6)生成第一测试图形T1，第一测试图形T的光刻CD值为CD(T1)，CD(T1)≥CD(min)，第一测试图形T1周期为X1，X1≥2X，X是当前层的最小周期；(7)生成第二测试图形T2，第二测试图形T的光刻CD值为CD(T2)，CD(max)≥CD(T2)≥CD(min)，第二测试图形T2周期为X2，X2≥2X，第二测试图形T2到第一测试图形T1间隔为CD(in),CD(in)≥CD(inmin)，CD(inmin)为当前层的最小CD间隔；(8)将第一测试图形T1扩大，将扩大后第一测试图形T1使用OPC模型Model1和Model2进行模拟，得到CD模拟结果CD1和CD2，取其差值的绝对值|CD2-CD1|；(9)在第一测试图形T1基础上，将图形CD每边扩大|CD2-CD1|/2，得到第一测试图形扩大层ST1；(10)将第一测试图形扩大层ST1和第二测试图形T2叠加，得到目标层F2，使用Model2对目标层F2进行OPC修正，得到修正后的掩模M2；(11)将M2中与T1接触的标记为T1M2，与T2接触的标记为T2M2；将T1作为目标层，T1M2作为修正层，T2M2作为参考层，使用第一曝光能量D1对应的Model1进行OPC修正，得到最终的掩模M1。进一步改进所述测试掩模版制造方法，其中，第一类图形为光阻，第二类图形为沟槽。进一步改进所述测试掩模版制造方法，其中，实施步骤(3)时，逐渐增加测试掩模版的副图形结构的掩模尺寸C直至曝光出痕迹。进一步改进所述测试掩模版制造方法，其中，实施步骤(3)时，副图形结构的掩模尺寸C≥10nm，需大于掩模版可制作的最小尺寸值。进一步改进所述测试掩模版制造方法，其中，实施步骤(4)若CD(max)≤CD(min),当主图形为第一类图形时，将D2调整变小；当主图形为第二类图形时，将D2调整变大。进一步改进所述测试掩模版制造方法，其中，实施步骤(7)时，在第一测试图形的间隔处生成第二测试图形T2。进一步改进所述测试掩模版制造方法，其中，实施步骤(8)时，将第一测试图形T1扩大1.5倍-3倍。若过小或过大则图形的线宽和间隔比例失衡，会导致模型模拟时曝光尺寸差异|CD2-CD1|出现异常。本专利技术通过在最佳曝光能量和第二曝光能量下的，主副图形特殊设计与修正，使得在最佳曝光能量下仅主图形曝光出图形，在第二曝光能量下主副图形同时曝光出图形，从而实现同一张掩模版，对应多个光刻能量条件，其局部及整体图形密度可进行预先设计，较传统方法，能够在光刻后得到远多于传统测试掩模版的图形密度数量，节省出版多套光罩的成本，有效缩短工艺开发周期。附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是本专利技术的流程示意图。图2是本专利技术实施例示意图一，其显示步骤(6)所生成版图。图3是本专利技术实施例示意图二，其显示步骤(7)所生成版图。图4是本专利技术实施例示意图三，其显示步骤(8)所生成版图。图5是本专利技术实施例示意图四，其显示步骤(8)、(9)所生成版图。图6是本专利技术实施例示意图五，其显示步骤(10)所生成版图。图7是本专利技术实施例示意图六，其显示步骤(10)所生成版图。图8是本专利技术实施例示意图七，其显示步骤(11)所生成版图。图9是本专利技术实施例示意图八，其显示步骤(11)所生成版图。附图标记说明T1是第一测试图形T2是第二测试图形T1’是扩大后的T1CD1是模型Model1模拟结果CD2是模型Model2模拟结果F2是目标层M2是修正后的掩模ST1是第一测试图形扩大层T1M2是修正层T2M2是参考层M1是最终掩模Q是图形CD每边扩大距离|CD2-CD1|/2具体实施方式本专利技术提供的测试掩模版制造方法，包括以下步骤：(1)对于给定的光刻层，最佳曝光能量设为第一曝光能量D1；(2)当该光刻层主图形为光阻时，第一曝光能量D2＝A*D1，当主图形为沟槽时，第二曝光能量D2＝B*D1；其中，A的范围为0.4-0.9，B的范围为选在1.1-1.6；(3)在第一曝光能量D1条件下，逐渐增加测试掩模版的副图形结构的掩模尺寸C直至曝光出痕迹；其中，C≥10nm；(4)在第二曝光能量D2条件下，测量该测试掩模版副图形结构光刻CD值(光刻CD值，即光刻特征尺寸，光刻所能实现的最小尺寸)，记为CD(max)；若CD(max)≤CD(min),则调整第二曝光能量D2直至CD(max)＞CD(min),CD(min)是当前层的最小光刻CD值；若CD(max)≤CD(min)，当主图形为光阻时，将D2调整变小；当主图形为沟槽时，将D2调整变大。(5)对第一曝光能量D1和第二曝光能量D2分别建立OPC模型Model1和Model2；(6)如图2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试掩模版制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对于给定的光刻层，最佳曝光能量设为第一曝光能量D1；(2)当该光刻层主图形为第一类图形时，第二曝光能量D2＝A*D1，当主图形为第二类图形时，第二曝光能量D2＝B*D1；其中，A的范围为0.4‑0.9，B的范围为选在1.1‑1.6；(3)在第一曝光能量D1条件下，调整测试掩模版的副图形结构的掩模尺寸C直至曝光出痕迹；(4)在第二曝光能量D2条件下，测量该测试掩模版副图形结构光刻CD值，记为CD(max)；若CD(max)≤CD(min)则调整第二曝光能量D2直至CD(max)＞CD(min),CD(min)是当前层的最小光刻CD值；(5)对第一曝光能量D1和第二曝光能量D2分别建立OPC模型Model1和Model2；(6)生成第一测试图形T1，第一测试图形T的光刻CD值为CD(T1)，CD(T1)≥CD(min)，第一测试图形T1周期为X1，X1≥2X，X是当前层的最小周期；(7)生成第二测试图形T2，第二测试图形T的光刻CD值为CD(T2)，CD(max)≥CD(T2)≥CD(min)，第二测试图形T2周期为X2，X2≥2X，第二测试图形T2到第一测试图形T1间隔为CD(in),CD(in)≥CD(in min)，CD(in min)为当前层的最小CD间隔；(8)将第一测试图形T1扩大，将扩大后第一测试图形T1使用OPC模型Model1和Model2进行模拟，得到CD模拟结果CD1和CD2，取其差值的绝对值|CD2‑CD1|；(9)在第一测试图形T1基础上，将图形CD每边扩大|CD2‑CD1|/2，得到第一测试图形扩大层ST1；(10)将第一测试图形扩大层ST1和第二测试图形T2叠加，得到目标层F2，使用Model2对目标层F2进行OPC修正，得到修正后的掩模M2；(11)将M2中与T1接触的标记为T1M2，与T2接触的标记为T2M2；将T1作为目标层，T1M2作为修正层，T2M2作为参考层，使用第一曝光能量D1对应的Model1进行OPC修正，得到最终的掩模M1。...

【技术特征摘要】
1.一种测试掩模版制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对于给定的光刻层，最佳曝光能量设为第一曝光能量D1；(2)当该光刻层主图形为第一类图形时，第二曝光能量D2＝A*D1，当主图形为第二类图形时，第二曝光能量D2＝B*D1；其中，A的范围为0.4-0.9，B的范围为选在1.1-1.6；(3)在第一曝光能量D1条件下，调整测试掩模版的副图形结构的掩模尺寸C直至曝光出痕迹；(4)在第二曝光能量D2条件下，测量该测试掩模版副图形结构光刻CD值，记为CD(max)；若CD(max)≤CD(min)则调整第二曝光能量D2直至CD(max)＞CD(min),CD(min)是当前层的最小光刻CD值；(5)对第一曝光能量D1和第二曝光能量D2分别建立OPC模型Model1和Model2；(6)生成第一测试图形T1，第一测试图形T的光刻CD值为CD(T1)，CD(T1)≥CD(min)，第一测试图形T1周期为X1，X1≥2X，X是当前层的最小周期；(7)生成第二测试图形T2，第二测试图形T的光刻CD值为CD(T2)，CD(max)≥CD(T2)≥CD(min)，第二测试图形T2周期为X2，X2≥2X，第二测试图形T2到第一测试图形T1间隔为CD(in),CD(in)≥CD(inmin)，CD(inmin)为当前层的最小CD间隔；(8)将第一测试图形T1扩大，将扩大后第一测试图形T1使用OPC模型Model1和Model2进行模拟，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张月雨，康萌，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31