计算机模拟光刻工艺的参数拟合方法技术

本发明专利技术公开了一种计算机模拟光刻工艺的参数拟合方法，包括如下步骤：计算并拟合能量阀值的模拟参数，包括使用Ｄｉｌｌ模型进行感光过程模拟；继续使用Ｄｉｌｌ模型进行曝光过程模拟；使用Ｍａｃｋ模型进行湿法显影的过程模拟；进行ＰＥＢ物理扩散过程模拟；评估参数并在需要时调整参数重新计算直至参数调节完毕。计算并拟合对比度曲线，包括使用Ｄｉｌｌ模型进行感光过程模拟；继续使用Ｄｉｌｌ模型进行曝光过程模拟；使用Ｍａｃｋ模型进行湿法显影的过程模拟；评估曲线并在需要时调整参数重新计算直至参数调节完毕。本发明专利技术的计算机模拟光刻工艺的参数拟合方法能够将多种不同模型的参数加以拟合，以达到计算机模拟光刻工艺的最佳效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路制造中的计算机模拟光刻工艺技术，更具体地说，涉及。
技术介绍
光刻工艺的计算机模拟过程，目前真正应用于实际生产过程的情况尚不普遍，原因在于目前的模拟方法中计算结果与实验结果相差太大。由于光刻模型的多种参数涉及光学和化学物理反应，对于使用理想的模型来表现实际工艺过程，尚需要进行不少的改进。现今已有许多计算模型软件例如PROLITHO 7，ATHENA等，它们各有各的优点和缺点，每种模型在模拟某一特定情况时具有一定的优势。目前，光刻工艺作为一种低成本的手段用于日趋繁复并且是高成本的光刻已显得非常重要。集成电路制造过程中光刻工艺涉及的过程很复杂，必须用多个模型才能描述真实的工艺过程，随着深亚微米的工艺进展，生产成本愈来愈高，光刻成本已几乎占集合电路工艺60％以上，因此，模拟计算显的更为重要。从实际应用的角度而言，光刻计算模拟必须与实际工艺非常符合，否者几乎不能起到任何作用，由于不同的生产过程环境，例如温度，测量方法都会影响理论模型参数，由唯一计算工具来模拟所有生产厂家的实际情况是根本不可能的，本项目就是建立一整套比较标准的调节参数工艺流程，将纯理论性化成半经验的模型工具，来分析建立以前需要高成本，才能实现光刻工艺。于是，就需要一种能够充分用各个模型的特点，将它们结合起来使用的技术，也就是。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，能够将多种不同模型的参数加以拟合，结合各种模型的优点，已达到计算机模拟光刻工艺的最佳效果。根据本专利技术的方法，提供一种，包括如下步骤计算并拟合能量阀值的模拟参数a.输入感光胶感光前的吸收系数A、感光胶感光后的吸收系数B和光敏量子效率系数Cj的初始值，使用Dill模型进行感光过程模拟；b.输入曝光参数Eo，继续使用Dill模型进行曝光过程模拟；c.输入Mth、Rmin、Rmax和n参数的值，使用Mack模型进行湿法显影的过程模拟；d.输入光敏剂光照后浓度参数M和光敏剂扩散系数D，进行PEB物理扩散过程模拟；e.评估所述参数，如需要再次拟合参数的话使用公式Cj＝Cj-1*(1+ΔE/Eo*0.618)计算新的参数Cj并重复上述的步骤a-d直至参数调节完毕；计算并拟合对比度曲线f.输入感光胶感光前的吸收系数A、感光胶感光后的吸收系数B和光敏量子效率系数Cj的初始值，使用Dill模型进行感光过程模拟；g.输入曝光参数Eo，继续使用Dill模型进行曝光过程模拟；h.输入Mth、Rmin、Rmax和n参数的值，使用Mack模型进行湿法显影的过程模拟；i.评估所述曲线，如需要再次拟合曲线的话使用新的参数Mth并重复上述的步骤f-h直至曲线调节完毕。根据本专利技术的一实施例，所述步骤a和f中的感光胶感光前的吸收系数A、感光胶感光后的吸收系数B和光敏量子效率系数Cj是按照如下的公式I(y，t)/y＝-I(y，t)*M(x，y，t)/x＝-I(x，y，t)*C*M(x，y，t) 所述步骤c和h中的Mth、Rmin、Rmax和n是按照如下的公式R(x，y)＝Rmin+Rmax*(a+1)(1-M(x，y))n/a+(1-M(x，y)na＝(n+1)/(n-1))*1-Mth)n而所述步骤d中的光敏剂光照后浓度参数M和光敏剂扩散系数D按照如下的公式DM/dt＝*(D0exp(-De/KT)M)本专利技术的能够将多种不同模型的参数加以拟合，结合各种模型的优点，以达到计算机模拟光刻工艺的最佳效果。使用本专利技术的参数拟合方法进行的计算机模拟光刻工艺的结果与实际工具具有较佳的符合程度。附图说明本专利技术的特征和优势将在下面结合附图和实施例的描述之后变的更加明显，附图中相同的标号表示相同的特征，其中图1是按照本专利技术的参数拟合方法的一个实施例的流程图；图2和图3是Mack模型中的Mth参数和对比度的关系；图4至图6是按照本专利技术的参数拟合方法得到的模拟曲线图；图7是按照本专利技术的参数拟合方法得到的模拟结果与通过实际实验的得到的曲线的比较图。具体实施例方式下面结合实施例进一步描述本专利技术的技术方案。在目前已有的计算机模拟光刻工艺流程中，有如下的模型，这些模型各自有自己的模型参数，并且在某一方面具有一定的优势，这些模型包括Dill模型，PEB物理扩散模型，Exposure曝光模型，Film structure Develop模型和湿法显影模型。但是，如前面所介绍的，实际的光刻工艺是一个十分复杂的过程，对于实际的过程来说，单独使用目前所用的模型中的任何一个都显得过于简单。而本专利技术的工作正是用合理的方法来解决这一问题，将上述的各个模型结合在一起，建立因图形不同而分别建立不同的参数来描述实际过程，充分发挥每一个模型的优势，这样能更精确地描述工艺实验结果，以达到实际应用的目的。归纳起来说，光刻工艺基本可以用以下几个模型来模拟，光刻胶的光敏反应模型，在该种模型中，以Dill模型最为合理和准确。Dill模型具有相对较少的参数，其中A，B，Cj参数分别用来描述光刻胶在光刻胶感光前后的吸收系数和光敏量子效率，它们之间满足如下所述的偏微分方程I(y，t)/y＝-I(y，t)*M(x，y，t)/x＝-I(x，y，t)*C*M(x，y，t)湿法显影过程的模型，较佳的是Mack模型，Mack模型的计算方法中包括Rmin，Rmax，Mth和n，其中Rmin，Rmax分别是充分感光后，和完全没有感光的光刻胶在经过工艺标准显影(ASMC)后的腐蚀速率表示，Mth是PAC浓度阀值参数而n是显影选择参数，它们之间满足以下的公式R(x，y)＝Rmin+Rmax*(a+1)(1-M(x，y))n/a+(1-M(x，y)na＝(n+1)/(n-1))*1-Mth)nPEB物理扩散过程模型，PEB仅是PAC反应后光敏剂物理扩散过程。只影响光刻成条形状，细节变化，仅在50埃范围内，所以并不十分重要。仅对光刻胶材料和温度有关，并且比较简单，参数变化对实际工艺(0.5-0.6um)影响并不大。其中的参数包括M和D，M为光敏剂光照后的浓度，D为光敏剂扩散系数，它们之间满足如下的公式DM/dt＝*(D0exp(-De/KT)M)对于光学薄层的光学过程，其是用来模拟集成电路的结构。该种薄膜结构模型在目前的计算过程中都简单假设为光垂直入射。这样比较容易处理，虽然许多文章发表以多角度光入射的计算方法，但都因为过于复杂，没有应用在实际计算过程，因此本专利技术目前也不包括这一部分的模型。采用上述的几个模型，本专利技术的参数拟合方法包括如下的步骤，参考图1计算并拟合能量阀值的模拟参数 a.输入感光胶感光前的吸收系数A、感光胶感光后的吸收系数B和光敏量子效率系数Cj的初始值，使用Dill模型进行感光过程模拟。在Dill模型中，A和B是光刻胶感光前后的吸收系数，它的光谱特性取决于光敏材料，通常不需要调节就可以得到比较准确的数据，而Cj系数由于测量标准每个厂家都不一样，相差20％是正常情况，但每个厂家都有相对稳定状态。可以根据Pose to clear值(Eth＝92mi/cm2，FT＝0.86um，SPR660/MFCD26)，同时利用初始的Mack模型中的参数Mth和n来计算初始的Cj。对于光刻胶的厚度测量方法在各个厂家并不一样，通常测量方法都根据折射率来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机模拟光刻工艺的参数拟合方法，包括如下步骤：计算并拟合能量阀值的模拟参数：ａ．输入感光胶感光前的吸收系数Ａ、感光胶感光后的吸收系数Ｂ和光敏量子效率系数Ｃｊ的初始值，使用Ｄｉｌｌ模型进行感光过程模拟；ｂ．输入曝 光参数Ｅｏ，继续使用Ｄｉｌｌ模型进行曝光过程模拟；ｃ．输入Ｍｔｈ、Ｒｍｉｎ、Ｒｍａｘ和ｎ参数的值，使用Ｍａｃｋ模型进行湿法显影的过程模拟；ｄ．输入光敏剂光照后浓度参数Ｍ和光敏剂扩散系数Ｄ，进行ＰＥＢ物理扩散过程模拟； ｅ．评估所述参数，如需要再次拟合参数的话使用公式Ｃｊ＝Ｃｊ－１＊（１＋ΔＥ／Ｅｏ＊０．６１８）计算新的参数Ｃｊ并重复上述的步骤ａ－ｄ直至参数调节完毕；计算并拟合对比度曲线：ｆ．输入感光胶感光前的吸收系数Ａ、感光胶感光后的吸收 系数Ｂ和光敏量子效率系数Ｃｊ的初始值，使用Ｄｉｌｌ模型进行感光过程模拟；ｇ．输入曝光参数Ｅｏ，继续使用Ｄｉｌｌ模型进行曝光过程模拟；ｈ．输入Ｍｔｈ、Ｒｍｉｎ、Ｒｍａｘ和ｎ参数的值，使用Ｍａｃｋ模型进行湿法显影的过程模拟； ｉ．评估所述曲线，如需要再次拟合曲线的话使用新的参数Ｍｔｈ并重复上述的步骤ｆ－ｈ直至曲线调节完毕。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓平，
申请(专利权)人：上海先进半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]