一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法、负显影光刻胶模型、OPC模型及电子设备技术

发明专利技术涉及集成电路光刻技术领域，尤其涉及一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法、负显影光刻胶模型、OPC模型及电子设备。一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法，基于弹性力学对光刻胶的形变进行分析，设定应力、应变之一者作为光刻胶形变量的等效以获得等效方程，选用泰勒展开式对所述等效方程进行近似计算以获得应力或者应变的近似值，根据所述近似值对光场分布进行调整以获得合适的酸浓度分布，使得曝光图形和目标图形最接近，能很好的对热收缩效应过程中光刻胶的形变进行分析，提高光刻计算过程中的准确性，同时，采用泰勒展开式对热收缩效应进行拟合，提高计算速度，因此，解决了全芯片负向显影光刻工艺计算复杂的问题。决了全芯片负向显影光刻工艺计算复杂的问题。决了全芯片负向显影光刻工艺计算复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法、负显影光刻胶模型、OPC模型及电子设备


[0001]专利技术涉及集成电路光刻
，尤其涉及一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法、负显影光刻胶模型、OPC模型及电子设备。

技术介绍

[0002]光刻工艺是现代超大规模集成电路制造过程中最重要的制造工艺，即通过光刻机将掩模上集成电路的设计图形转移到硅片上的重要手段。随着特征尺寸逐渐缩小，可用于制造的工艺窗口越来越小，整个光刻工艺过程都需要做到精准控制，对计算光刻精确程度的要求也越来越高。准确的计算光刻模型可以从理论上探索增大光刻分辨率和工艺窗口的途径，指导工艺参数的优化。
[0003]而目前比较先进的光刻胶技术均为负向显影。负向显影技术在建模的过程中有别于正向显影技术。在正向显影技术中，光刻胶的形变主要取决于光刻胶经过光照反应后的酸的分布，也就是光场的分布。由于计算光刻的成像光学仿真过程可以较为准确的基于物理成像模型计算出，所以，对于正向显影的光刻胶建模容易得到较为准确的结果。而在负向显影的光刻胶中，由于后烘过程光刻胶的热收缩效应，光刻胶会产生超出光场分布的额外形变，而这部分形变是十分难以捕捉的，同时这种效应对于负向显影光刻胶的建模又是十分重要的。而对于全芯片来说，一个芯片的尺寸最大可达32mm*26mm，其中最小图形的线宽可能只有10nm，一个光刻层的版图文件可达几百个GB，所以模型速度又是非常关键的技术指标。所以需要一种兼顾准确程度和速度的模型对负向显影光刻胶进行模拟仿真。

技术实现思路

>[0004]为克服现有光刻技术中对负向显影光刻胶进行模拟仿真的准确性差以及优化速度低的缺陷，本专利技术提供一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法、负显影光刻胶模型、OPC模型及电子设备。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法，包括如下步骤：S1、通过光学模型得到光刻胶的光场分布，设定光场分布为E(x,y)，且设定光刻胶中酸浓度的分布为光场分布的函数，即S(x,y)＝F(E(x,y))；S2、设定光刻胶在后烘过程中的热收缩效应为弹性形变，基于弹性力学对光刻胶的弹性形变进行分析，设定应力、应变之一者作为光刻胶形变量的等效以获得等效方程，所述等效方程为微分方程；及S3、选用泰勒展开式对所述等效方程进行近似计算以获得应力或者应变的近似值，根据所述近似值对光场分布进行调整以获得合适的酸浓度分布。
[0006]优选地，根据连续性假设，弹性体在变形前和变形后仍保持为连续体，假设弹性体中某点在变形过程中由位置M(x,y,z)移动至M
′
(x
′
,y
′
,z
′
)，这一过程为连续过程，所有位移满足方程：
[0007][0008]其中u(x,y,z)＝x
′
(x,y,z)-x，v(x,y,z)＝y
′
(x,y,z)-y，w(x,y,z)＝w
′
(x,y,z)-w，其中u、v、w分别对应为x方向、y方向和z方向上的位移，光刻胶可以称为弹性体；
[0009]在上述步骤S2中，所述等效方程的获得包括如下步骤：S21、外力通过平衡方程与应力形成相互关联，应力通过物理方程与应变形成相互关联，应变通过几何方程与位移形成相互关联；及S22、基于光刻胶的厚度尺寸较薄，将所述光刻胶设定为一个平面，从而对所述平衡方程、所述物理方程以及所述几何方程简化。
[0010]优选地，基于简化后的几何方程获得关于应变与位移之间形成关联的等效方程。
[0011]优选地，以下公式中涉及到的符号定义均与弹性力学中的定义一致，因此不再一一定义；在上述步骤S22中，将所述光刻胶设定为一个平面时对应设定σ
z
＝0，τ
zx
＝0，τ
zy
＝0，w＝0；可以推导出应力分量为
[0012][0013]应变分量为
[0014][0015]简化后的平衡方程为：
[0016][0017][0018]简化后的几何方程为：
[0019][0020][0021][0022]优选地，所述等效方程如下：
[0023][0024]优选地，与所述等效方程相似的泰勒展开式如下，
[0025][0026]其中：0＜θ＜1、h和k为一个常数。
[0027]本专利技术为了解决上述技术问题还提供一种电子设备，其包括一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的任一项方法。
[0028]与现有技术相比，基于弹性力学对光刻胶的形变进行分析，设定应力、应变之一者作为光刻胶形变量的等效以获得等效方程，选用泰勒展开式对所述等效方程进行近似计算以获得应力或者应变的近似值，根据所述近似值对光场分布进行调整以获得合适的酸浓度分布，使得曝光图形和目标图形最接近，能很好的对热收缩效应过程中光刻胶的形变进行分析，提高光刻计算过程中的准确性，同时，采用泰勒展开式对热收缩效应进行拟合，提高计算速度，因此，解决了全芯片负向显影光刻工艺计算复杂的问题。
[0029]基于光刻胶的厚度尺寸较薄，将所述光刻胶设定为一个平面，从而对所述平衡方程、所述物理方程以及所述几何方程简化，使得简化后的等效方程和泰勒展开式具有较大的相似性，因此，不需要对等效方程进行微分求解，能很好的提高计算速度，同时很好的保证准确性。
[0030]本专利技术提供的负显影光刻胶模型、OPC模型以及电子设备同样具有如上所述的有益效果。
【附图说明】
[0031]图1是本专利技术第一实施例中提供的负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法的流程图；
[0032]图2是本专利技术中光刻胶对应的微分单元体的示意图；
[0033]图3是本专利技术第一实施例中提供的负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法中步骤S2的细节流程图；
[0034]图4是本专利技术第二实施例提供的负显影光刻胶模型中初始光场分布示意图；
[0035]图5是本专利技术第二实施例提供的负显影光刻胶模型对初始光场分布优化之后的光场分布的示意图；
[0036]图6A是本专利技术第三实施例提供的OPC模型拟合所使用的A组测量点的示意；
[0037]图6B是本专利技术第三实施例提供的OPC模型拟合所使用的B组测量点的示意图；
[0038]图6C是本专利技术第三实施例提供的OPC模型拟合所使用的C组测量点的示意图；
[0039]图6D是本专利技术第三实施例提供的OPC模型拟合所使用的D组测量点的示意图；
[0040]图6E是本专利技术第三实施例提供的OPC模型拟合所使用的E组测量点的示意图；
[0041]图7是本专利技术第三实施例提供的OPC模型拟合所使用的A组－E组获得的均方根的柱状对比图；
[0042]图8是本专利技术第四实施例中提供的电子设备的模块示意图；
[0043]图9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、通过光学模型得到光刻胶的光场分布，设定光场分布为E(x,y)，且设定光刻胶中酸浓度的分布为光场分布的函数，即S(x,y)＝F(E(x,y))；S2、设定光刻胶在后烘过程中的热收缩效应为弹性形变，基于弹性力学对光刻胶的弹性形变进行分析，设定应力、应变之一者作为光刻胶形变量的等效以获得等效方程，所述等效方程为微分方程；及S3、选用泰勒展开式对所述等效方程进行近似计算以获得应力或者应变的近似值，根据所述近似值对光场分布进行调整以获得合适的酸浓度分布。2.如权利要求1所述的负显影光刻工艺的全芯片快速仿真方法，其特征在于：根据连续性假设，弹性体在变形前和变形后仍保持为连续体，假设弹性体中某点在变形过程中由位置M(x,y,z)移动至M
′
(x
′
,y
′
,z
′
)，这一过程为连续过程，所有位移满足方程：其中u(x,y,z)＝x
′
(x,y,z)-x，v(x,y,z)＝y
′
(x,y,z)-y，w(x,y,z)＝w
′
(x,y,z)-w，其中u、v、w分别对应为x方向、y方向和z方向上的位移，光刻胶对应称为弹性体；在上述步骤S2中，所述等效方程的获得包括如下步骤：S21、外力通过平衡方程与应力形成相互关联，应力通过物理方程与应变形成相互关联，应变通过几何方程与位移形成相互关联；及S22、基于光刻胶的厚度尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：高世嘉，谢理，
申请(专利权)人：东方晶源微电子科技北京有限公司深圳分公司，
类型：发明
国别省市：