建立OPC模型的方法与流程

建立opc模型的方法
技术领域
1.本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种建立opc模型的方法。


背景技术：

2.在半导体制造中，随着设计尺寸的不断缩小，光的衍射效应变得越来越明显，它的结果就是最终对设计图形产生的光学影像退化，最终在硅片上经过光刻形成的实际图形变得和设计图形不同，这种现象被称为ope(optical proximity effect，光学邻近效应)。
3.为了修正ope现象，便产生了opc(optical proximity correction，光学邻近效应修正)。opc的核心思想就是基于抵消ope现象的考虑建立opc模型，根据opc模型设计光掩模图形，这样虽然光刻后的光刻图形相对应光掩模图形发生了opc现象，但是由于在根据opc模型设计光掩模图形时已经考虑了对该现象的抵消，因此，光刻后的光刻图形接近于用户实际希望得到的目标图形。
4.现有技术，在建立opc模型中，因光源或光掩膜为新的变动因子，无法得到光掩膜因光学临近效应对应的芯片临界尺寸cd值。所以需要提前为建立opc模型收集样品的数据，以建立数据库，数据库可以采用表格的形式显示，左纵轴为光掩模线径临界尺寸宽度(mask cd width)，上横轴为光掩模线径间隙(mask cd space)，与光掩模的mask cd width和mask cd space相对应的，会在芯片曝光之后得到一组芯片曝光后的图形线条的adi临界尺寸width(图形线宽)和芯片曝光后的图形线条的adi临界尺寸space(图形线径间隙)。在建立opc模型之初，adi临界尺寸width和adi临界尺寸space的值都必须要从芯片上测量实际的量，在测量实际的值之前需要制程设计规则来推估光掩模在芯片上对应的曝光的范围，从而确定量测的区域范围，但是往往会将量测的区域范围设置得过大，导致收到一些不健康的数据(adi临界尺寸)，从而导致量测水平降低或者干扰后面opc模型的建立，此外，冗杂的数据量测往往需要占据生产线的机台完成，从而影响了芯片生产的效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种建立opc模型的方法，可以减小adi临界尺寸测量的范围，减小测量的adi临界尺寸的数量，提高建立的opc模型的精度，并且还能提高生产效率。
6.为了达到上述目的，本发明提供了一种建立opc模型的方法，包括：
7.收集芯片曝光时的焦距能量矩阵数据；
8.根据所述焦距能量矩阵数据建立光学模型；
9.运用所述光学模型对光掩模进行仿真，获取曝光于芯片上的仿真adi临界尺寸，将所述仿真adi临界尺寸分为第一等级、第二等级和第三等级，并且记录所述第一等级、第二等级和第三等级分别对应的光掩模的位置为第一位置、第二位置和第三位置；
10.根据所述光学模型计算光刻工艺窗口，在所述光刻工艺窗口下对芯片进行曝光；
11.测量所述第一位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸；以及
12.根据所实际adi临界尺寸建立opc模型。
13.可选的，在所述的建立opc模型的方法中，所述焦距能量矩阵数据包括：图形间距、掩模板图形尺寸、芯片曝光图形尺寸和工艺窗口。
14.可选的，在所述的建立opc模型的方法中，所述焦距能量矩阵数据选取芯片上50个～100个取样点的数据。
15.可选的，在所述的建立opc模型的方法中，运用所述光学模型对光掩模进行仿真，仿真的样品个数为1000个～2000个。
16.可选的，在所述的建立opc模型的方法中，将所述仿真adi临界尺寸分为第一等级、第二等级和第三等级的方法包括：
17.根据所述光学模型导出最佳曝光距焦与影像位于光掩模下的成像距离的关系式；
18.求得所述关系式的归一化图像对数斜率；以及
19.如果归一化图像对数斜率大于第一设定值小于第二设定值，则将其对应的仿真adi临界尺寸作为第一等级，如果归一化图像对数斜率大于第二设定值，则将其对应的仿真adi临界尺寸作为第二等级，如果归一化图像对数斜率小于第一设定值，则将其对应的仿真adi临界尺寸作为第三等级。
20.可选的，在所述的建立opc模型的方法中，量测实际adi临界尺寸的优先级顺序为第一位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸、第二位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸和第三位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸。
21.可选的，在所述的建立opc模型的方法中，还包括：选择性量测所述第二位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸，如果第二位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸进行了量测，则根据量测的第一位置的实际adi临界尺寸与第二位置的实际adi临界尺寸建立opc模型。
22.可选的，在所述的建立opc模型的方法中，还包括：选择性量测所述第二位置和所述第三位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸，如果第二位置和或所述第三位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸进行了量测，则根据量测的第一位置的实际adi临界尺寸、第二位置的实际adi临界尺寸和第三位置的实际adi临界尺寸建立opc模型。
23.可选的，在所述的建立opc模型的方法中，所述第二等级的仿真adi临界尺寸作为opc模型的管控数据；所述第三等级的仿真adi临界尺寸作为opc模型的验证数据。
24.可选的，在所述的建立opc模型的方法中，所述adi临界尺寸包括图形线宽和图形线径间隙。
25.在本发明提供的建立opc模型的方法中，在收集建立opc模型的实际adi临界尺寸之前，根据焦距能量矩阵数据建立光学模型，根据光学模型进行仿真，得到仿真adi临界尺寸，将仿真adi临界尺寸分为三个等级，并且找到三个等级的仿真adi临界尺寸分别对应的光掩模的第一位置、第二位置和第三位置，对芯片进行曝光，找到第一位置对应的芯片上的实际adi临界尺寸进行opc模型的建立。相对于现有技术，减小了收集adi临界尺寸测量的范围，减小测量的adi临界尺寸的数量，提高建立的opc模型的精度，并且还能提高生产效率。
附图说明
26.图1为建立opc模型的方法的流程图。
具体实施方式
27.下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
28.在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
29.请参照图1，本发明提供了一种建立opc模型的方法，包括：
30.s11：收集芯片曝光时的焦距能量矩阵数据；
31.s12：根据焦距能量矩阵数据建立光学模型；
32.s13：运用光学模型对光掩模进行仿真，获取曝光于芯片上的仿真adi临界尺寸，将仿真adi临界尺寸分为第一等级、第二等级和第三等级，并且记录第一等级、第二等级和第三等级分别对应的光掩模的位置为第一位置、第二位置和第三位置；
33.s14：根据光学模型计算光刻工艺窗口，在光刻工艺窗口下对芯片进行曝光；
34.s15：测量第一位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸；以及
35.s16：根据所实际adi临界尺寸建立opc模型。
36.优选的，焦距能量矩阵数据包括：图形间距pitch、掩模板图形尺寸mask cd、芯片曝光图形尺寸adi和工艺窗口dof。焦距能量矩阵数据可以根据之前的历史数据得到。
37.优选的，焦距能量矩阵数据选取芯片上50个～100个取样点的数据。运用光学模型对光掩模进行仿真，仿真的样品个数为1000个～2000个。收集焦距能量矩阵数据的样品个数约占运用光学模型对光掩模进行仿真的个数的5％-6％。
38.优选的，根据光学模型的一些物理性质计算光刻工艺窗口，在此不做赘述。根据归一化图像对数斜率的值将仿真adi临界尺寸分为第一等级、第二等级和第三等级。光学模型导出最佳曝光距焦与影像位于光掩模下的成像距离的关系式，关系式是一个多项式，其归一化图像对数斜率nils(normalized image log slope)可用来作为将仿真adi临界尺寸分为第一等级、第二等级和第三等级的指标，如果归一化图像对数斜率nils大于第一设定值小于第二设定值，则将其对应的仿真adi临界尺寸作为第一等级，如果归一化图像对数斜率nils大于第二设定值，则将其对应的仿真adi临界尺寸作为第二等级，如果归一化图像对数斜率nils小于第一设定值，则将其对应的仿真adi临界尺寸作为第三等级。第一设定值的值小于第二设定值的值，第一设定值和第二设定值均可以人为设置。
39.优选的，量测实际adi临界尺寸的优先级顺序为第一位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸、第二位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸和第三位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸。在本发明一实施例中，还包括：选择性量测第二位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸，如果第
二位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸进行了量测，则根据量测的第一位置的实际adi临界尺寸与第二位置的实际adi临界尺寸建立opc模型。在本发明另一实施例中，还包括：选择性量测第二位置和第三位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸，如果第二位置和或第三位置对应的曝光于芯片上的图形线条的实际adi临界尺寸进行了量测，则根据量测的第一位置的实际adi临界尺寸、第二位置的实际adi临界尺寸和第三位置的实际adi临界尺寸建立opc模型。也就是说如果时间允许，还可以测量掩模板在第二位置在曝光后的芯片上对应那个范围的图形的线宽和线径间隙。同样的，如果还有更多的时间，则可以继续测量掩模板在第三位置在曝光后的芯片上对应那个范围的图形的线宽和线径间隙。测量后的数据都会用来建立opc模型，opc模型建立的方法此处不做赘述。
40.优选的，第二等级的仿真adi临界尺寸作为opc模型的管控数据；第三等级的仿真adi临界尺寸作为opc模型的验证数据。
41.优选的，adi临界尺寸包括图形线宽和图形线径间隙。光掩模上的图形具有mask cd width和mask cd space，因此，使用光掩模对芯片进行曝光后，芯片上曝光后的图形也具有线宽和线径间隙，所以仿真adi临界尺寸包括仿真图形线宽和仿真图形线径间隙，实际adi临界尺寸包括实际图形线宽和实际图形线径间隙。
42.综上，在本发明实施例提供的建立opc模型的方法中，在收集建立opc模型的实际adi临界尺寸之前，根据焦距能量矩阵数据建立光学模型，根据光学模型进行仿真，得到仿真adi临界尺寸，将仿真adi临界尺寸分为三个等级，并且找到三个等级的仿真adi临界尺寸分别对应的光掩模的第一位置、第二位置和第三位置，对芯片进行曝光，找到第一位置对应的芯片上的实际adi临界尺寸进行opc模型的建立。相对于现有技术，减小了收集adi临界尺寸测量的范围，减小测量的adi临界尺寸的数量，提高建立的opc模型的精度，并且还能提高生产效率。
43.上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。