專利名稱：光學臨近修正、光掩模版制作及圖形化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，特別涉及光學臨近修正(OPC, Optical Proximity Correction)方法、光掩模版制作方法及圖形化方法。
背景技術：
隨著半導體制造技術的飛速發(fā)展，為了半導體器件達到更快的運算速度、 更大的資料存儲量以及更多的功能，半導體芯片向更高集成度方向發(fā)展。而 半導體芯片的集成度越高，則半導體器件的臨界尺寸(CD， Critical Dimension) 越小。
然而，由于受到曝光機臺(optical exposure tool)的分辨率極限(resolution limit)的影響，在對這些高密度排列的光罩圖形進行曝光制程以進行圖形轉移 時，便4艮容易產生光學臨近效應(OPE， optical proximity effect),例如直角 轉角圓形化(right-angled corner rounded)、直線末端緊縮(line end shortened) 以及直線線寬增加/縮減(line width increase/decrease )等都是常見的光學臨近 效應所導致的掩模版圖形轉移到晶圓上的缺陷。光學臨近效應源于當光掩才莫 版上節(jié)距非?？拷难谀０鎴D形以微影方式轉移到晶圓的光刻膠上時，由于 相鄰圖形的光波互相作用，亦即干涉，而造成最后轉移到光刻膠上的圖形扭 曲失真，產生依圖形形狀而定的變動。在深亞微米半導體器件中，由于電路 圖形非常密集，光學臨近效應會降低光學系統(tǒng)對于曝光圖形的分辨率。
美國專利US6042973揭露的方案于光掩模版表面的多個集成電路圖形邊 緣分別形成近似圓形的次解析柵欄(sub-resolution grating),因此當該電路圖 形轉移至晶圓時，該電路圖形邊緣的分辨率可以提高，然而該次解析柵欄并 無法避免該電路圖形轉移時發(fā)生光學臨近效應。因此，為了避免上述光學臨近效應造成掩模版圖形轉移失真，而無法將圖形正確地轉移至晶圓上，現(xiàn)行 的半導體工藝均是先利用計算機系統(tǒng)來對該圖形的布局圖形進行光學臨近修
正(OPC, optical proximity correction),以消除光學臨近效應，然后再依據(jù) 修正過的布局圖形制作掩模版圖形，形成于光掩模版上。因此，光學臨近修 正的基本原理就是對于布局圖形進行預先的修改，使得修改的量正好能夠補 償光學臨近效應造成的缺陷，從而經(jīng)過光學臨近修正而形成的掩模版圖形轉 移到晶圓上后，就能達到曝光工藝的要求。
隨著半導體器件臨界尺寸越來越小，用于連接金屬層的接觸孔的尺寸也 在不斷減小?，F(xiàn)有接觸孔的尺寸一般都在90納米以下，如果不對布局接觸孔 圖形進行光學臨近修正的話，由于臨界尺寸的縮減現(xiàn)象，會出現(xiàn)轉移至晶圓 光刻膠上的接觸孔圖形顯示不出。
因此，在將布局接觸孔圖形轉移至晶圓的光刻膠上時，先對布局接觸孔圖 形進行光學臨近修正，使光刻膠上的接觸孔圖形不會因為光學臨近效應而臨 界尺寸過小或無法顯示。具體工藝如圖l所示，步驟sl,用光學臨近修正軟件 將布局接觸孔圖形的臨界尺寸修正至正好能夠補償光學臨近效應造成的缺 陷。步驟s2,用電子束或激光束寫入裝置將修正后的布局接觸孔圖形轉移至光 掩模版上，形成掩模版接觸孔圖形。步驟s3，在光刻機臺中，將光掩模版上的 掩模版接觸孔圖形轉移至晶圓的光刻膠上，形成接觸孔圖形。
集成電路一般分為半導體器件密集區(qū)、半導體器件稀疏區(qū)及半導體器件孤 立區(qū)，隨著半導體器件的臨界尺寸不斷減小，半導體器件間的節(jié)距也在縮小， 因此，在半導體器件密集區(qū)接觸孔之間的距離比較近，在對布局接觸孔圖形 進行光學臨近修正后，可能會因為修正量的不恰當而造成轉移至晶圓的光刻 膠上的接觸孔圖形產生橋接，進而使后續(xù)形成的相鄰接觸孔間連通，使器件 間短路。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的問題是提供一種光學臨近修正方法、光掩模版制作方法及 圖形化方法，防止接觸孔間產生橋接現(xiàn)象。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種光學臨近修正方法，包括確定布局接 觸孔圖形位于器件密集區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件孤立區(qū)；增大器件稀疏區(qū)及 器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形的臨界尺寸。
可選的，通過測量布局接觸孔圖形間的距離以及布局接觸孔圖形與其下 方布局金屬膜層圖形之間的距離，確定布局接觸孔圖形的所在區(qū)域。
可選的，測量布局接觸孔圖形與其下方布局金屬膜層圖形之間的距離所 用的軟件為光學臨近修正軟件。所述布局接觸孔圖形與其下方布局金屬膜層 圖形間的距離指相鄰邊之間的距離。
可選的，測量布局接觸孔圖形間的距離所用的軟件為光學臨近修正軟件。 所述布局4矣觸孔圖形間的距離為相鄰邊之間的距離。
可選的，所述器件稀疏區(qū)的增大后的布局接觸孔圖形臨界尺寸與原臨界尺 寸的比例為1 2。所述器件孤立區(qū)的增大后的布局接觸孔圖形臨界尺寸與原臨 界尺寸的比例為1 4。
本發(fā)明提供一種光掩模版制作方法，包括確定布局接觸孔圖形位于器 件密集區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件孤立區(qū)；僅增大器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)的 布局接觸孔圖形的臨界尺寸；將布局接觸孔圖形轉移至光掩模版上，形成掩 模版接觸孔圖形。
可選的，通過測量布局接觸孔圖形間的距離以及布局接觸孔圖形與其下 方布局金屬膜層圖形之間的距離，確定布局接觸孔圖形的所在區(qū)域。
可選的，測量布局接觸孔圖形與其下方布局金屬膜層圖形之間的距離所 用的軟件為光學臨近修正軟件。所述布局接觸孔圖形與其下方布局金屬膜層 圖形間的距離指相鄰邊之間的距離?？蛇x的，測量布局接觸孔圖形間的距離所用的軟件為光學臨近修正軟件。 所述布局接觸孔圖形間的距離為相鄰邊之間的距離。
可選的，所述器件稀疏區(qū)的增大后的布局接觸孔圖形臨界尺寸與原臨界 尺寸的比例為1~2。所述器件孤立區(qū)的增大后的布局接觸孔圖形臨界尺寸與原
臨界尺寸的比例為1~4。
本發(fā)明提供一種圖形化方法，包括確定布局接觸孔圖形位于器件密集 區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件孤立區(qū)；僅增大器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)的布局接 觸孔圖形的臨界尺寸；將布局接觸孔圖形轉移至光掩模版上，形成掩模版接 觸孔圖形；將掩模版接觸孔圖形轉移至晶圓上，形成接觸孔。
可選的，通過測量布局接觸孔圖形間的距離以及布局接觸孔圖形與其下 方布局金屬膜層圖形之間的距離，確定布局接觸孔圖形的所在區(qū)域。所述布 局接觸孔圖形與其下方布局金屬膜層圖形間的距離指相鄰邊之間的距離。所 述布局接觸孔圖形間的距離為相鄰邊之間的距離。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點通過確定布局接觸孔圖形位于 器件密集區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件孤立區(qū)，能有選擇地對不同區(qū)域的布局接 觸孔圖形進行臨界尺寸調整，對器件稀疏區(qū)和器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形 的臨界尺寸進行增大，使后續(xù)形成于晶圓上的接觸孔不會因為臨界尺寸過小 而丟失，對器件密集區(qū)的布局接觸孔圖形的臨界尺寸不進行改變，防止由于 器件密集及臨界尺寸的增大造成接觸孔間的橋接，進而有效解決器件間的短 路現(xiàn)象。


圖l是現(xiàn)有技術對形成接觸孔圖形的流程圖2是本發(fā)明光學臨近修正的具體實施方式
流程圖3至圖5是本發(fā)明對接觸孔進行光學臨近修正的示意圖；圖6是本發(fā)明制作光掩模版的具體實施方式
流程圖； 圖7、圖7A、圖7B是本發(fā)明形成的光掩模版實施例示意圖； 圖8是本發(fā)明圖形化方法的具體實施方式
流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明通過確定布局接觸孔圖形位于器件密集區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件 孤立區(qū)，能有選擇地對不同區(qū)域的布局接觸孔進行臨界尺寸調整，對器件稀 疏區(qū)和器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形的臨界尺寸進行增大，使后續(xù)形成于晶 圓上的接觸孔不會因為臨界尺寸過小而丟失，對器件密集區(qū)的布局接觸孔圖 形的臨界尺寸不進行改變，防止由于器件密集及臨界尺寸的增大造成接觸孔 間的橋接，進而有效解決器件間的短路現(xiàn)象。
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。
圖2是本發(fā)明光學臨近修正的具體實施方式
流程圖。如圖2所示，執(zhí)行 步驟S101,確定布局接觸孔圖形位于器件密集區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件孤立 區(qū)。
本步驟中，通過測量布局接觸孔圖形間的距離以及布局接觸孔圖形與其 下方布局金屬膜層圖形之間的距離，確定布局接觸孔圖形的所在區(qū)域。
執(zhí)行步驟S102,增大器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形的臨界 尺寸。
本步驟中，對器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形進行光學臨近 修正，而對器件密集區(qū)的布局接觸孔圖形不進行光學臨近修正，使它的臨界 尺寸保持不變。
圖3至圖5是本發(fā)明對接觸孔進行光學臨近修正的示意圖。如圖3所示， 首先用光學臨近修正軟件測量布局接觸孔圖形IO所在層上的相鄰布局接觸孔 圖形IO的相鄰邊之間的距離L，以確定后續(xù)形成于晶圓光刻膠層上的接觸孔圖形尺寸調整是否會出現(xiàn)橋接現(xiàn)象，即測量布局接觸孔圖形IO間距離的目的 是確定對布局接觸孔圖形尺寸調整的量。
如圖4所示，在布局軟件中，將布局接觸孔圖形IO所在層與布局接觸孔 圖形下方的布局金屬膜層圖形12所在層進行重合，用光學臨近修正軟件測量 布局接觸孔圖形IO與其下方布局金屬膜層圖形12的相鄰邊之間的距離h,用 以確定布局接觸孔圖形IO位于器件密集區(qū)14、器件稀疏區(qū)15還是器件孤立 區(qū)16。
當h為小于2倍的布局接觸孔圖形IO臨界尺寸時，說明布局接觸孔圖形 IO處于器件密集區(qū)14，當h為大于2倍的布局接觸孔圖形IO的臨界尺寸， 小于4倍的布局接觸孔圖形IO的臨界尺寸時，布局接觸孔圖形IO處于器件 稀疏區(qū)15，當布局接觸孔圖形10四周沒有布局金屬膜層圖形12,只在其正 下方有布局金屬膜層圖形12，則布局接觸孔圖形IO處于器件孤立區(qū)16。
如圖5所示，在器件稀疏區(qū)15,由于布局接觸孔圖形IO四周還有布局金 屬膜層圖形12,因此對布局接觸孔圖形IO的光學臨近修正為將布局接觸孔圖 形10的各邊長增長，增長量a為0 1倍的布局接觸孔圖形10臨界尺寸，即 增大后的布局接觸孔圖形IO臨界尺寸與原臨界尺寸的比例為1~2。
在器件孤立區(qū)16,由于布局接觸孔圖形IO四周沒有其它布局金屬膜層圖 形12,因此對該區(qū)域的布局接觸孔圖形IO的光學臨近修正為將布局接觸孔圖 形10的各邊長增長，增長量為b為0~3倍的布局接觸孔圖形10臨界尺寸， 即增大后的布局接觸孔圖形IO臨界尺寸與原臨界尺寸的比例為1~4。
圖6是本發(fā)明制作光掩模版的具體實施方式
流程圖。如圖6所示，執(zhí)行 步驟S201,確定布局接觸孔圖形位于器件密集區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件孤立 區(qū)；執(zhí)行步驟S202,僅增大器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形的臨 界尺寸；執(zhí)行步驟S203,將布局接觸孔圖形轉移至光掩才莫版上，形成掩模版 接觸孔圖形。在執(zhí)行步驟S203中，用電子束寫入裝置或激光束寫入裝置將布局軟件中 的布局接觸孔圖形寫至光掩模版上，形成掩模版接觸孔圖形，由于對不同區(qū) 域的布局接觸孔圖形進行了不同的修正，因此，轉移至光掩模版上的器件密 集區(qū)、器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)掩模版接觸孔圖形尺寸不一致。
一個制作光掩模版的實施例，如圖3所示，首先用光學臨近修正軟件測 量布局接觸孔圖形IO所在層上的相鄰布局接觸孔圖形IO之間的距離L,以確 定后續(xù)形成于晶圓光刻膠層上的接觸孔圖形尺寸調整是否會出現(xiàn)橋接現(xiàn)象， 即測量布局接觸孔圖形10間距離的目的是確定對布局接觸孔圖形尺寸調整的 量。
如圖4所示，在布局軟件中，將布局接觸孔圖形IO所在層與布局接觸孔 圖形下方的布局金屬膜層圖形12所在層進行重合，用光學臨近修正軟件測量 布局接觸孔圖形10與其下方布局金屬膜層圖形12的相鄰邊之間的距離h，用 以確定布局接觸孔圖形IO位于器件密集區(qū)14、器件稀疏區(qū)15還是器件孤立 區(qū)16。
當h為小于2倍的布局接觸孔圖形IO臨界尺寸時，說明布局接觸孔圖形 IO處于器件密集區(qū)14,當h為大于2倍的布局接觸孔圖形IO的臨界尺寸， 小于4倍的布局接觸孔圖形10的臨界尺寸時，布局接觸孔圖形10處于器件 稀疏區(qū)15,當布局接觸孔圖形10四周沒有布局金屬膜層圖形12,只在其正 下方有布局金屬膜層圖形12,則布局接觸孔圖形IO處于器件孤立區(qū)16。
如圖5所示，在器件稀疏區(qū)15，由于布局接觸孔圖形IO四周還有布局金 屬膜層圖形12,因此對布局接觸孔圖形IO的光學臨近修正為將布局接觸孔圖 形10的各邊長增長，增長量a為0~1倍的布局接觸孔圖形10臨界尺寸，即 增大后的布局接觸孔圖形IO臨界尺寸與原臨界尺寸的比例為1~2。
在器件孤立區(qū)16，由于布局接觸孔圖形IO四周沒有其它布局金屬膜層圖 形12,因此對該區(qū)域的布局接觸孔圖形10的光學臨近修正為將布局接觸孔圖形10的各邊長增長，增長量為b為0~3倍的布局接觸孔圖形10臨界尺寸， 即增大后的布局接觸孔圖形IO臨界尺寸與原臨界尺寸的比例為1~4。
如圖7、圖7A及圖7B所示，圖7為圖7A和圖7B重合示意圖。用電子 束寫入裝置或激光束寫入裝置將圖5中的經(jīng)過光學臨近修正的布局接觸孔圖 形IO及布局金屬膜層圖形12分別轉移至兩塊光掩模版上，其中，如圖7A所 示，布局接觸孔圖形10轉移至光掩模版2上，形成掩模版接觸孔圖形20;如 圖7B所示，布局金屬膜層圖形12轉移至光掩模版3上，形成掩模版金屬膜 層圖形22。如圖7所示，由于只對器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖 形進行光學臨近修正，但是修正量不同，而對器件密集區(qū)的布局接觸孔圖形 不進行光學臨近修正，使它的臨界尺寸保持不變，因此轉移至光掩模版上的 掩模版接觸孔圖形20的尺寸不一致，其中，器件孤立區(qū)16的掩模版接觸孔 圖形20的臨界尺寸最大，而器件稀疏區(qū)15的掩模版接觸孔圖形20的臨界尺 寸次之，器件密集區(qū)14的掩模版接觸孔圖形20的臨界尺寸最小。
圖8是本發(fā)明圖形化方法的具體實施方式
流程圖。如圖8所示，執(zhí)行步 驟S301,確定布局接觸孔圖形位于器件密集區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件孤立區(qū)； 執(zhí)行步驟S302,僅增大器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形的臨界尺 寸；執(zhí)行步驟S303,將布局接觸孔圖形轉移至光掩模版上，形成掩模版接觸 孔圖形；執(zhí)行步驟S304,將掩模版接觸孔圖形轉移至晶圓上，形成接觸孔。
在執(zhí)行步驟S304中，在曝光機臺中，將光掩模版上掩模版接觸孔圖形轉 移至晶圓的光刻膠上，經(jīng)過曝光顯影工藝，形成接觸孔圖形。由于光學臨近 效應，轉移至光刻膠上的接觸孔圖形的臨界尺寸比掩模版接觸孔圖形的臨界 尺寸小。但是由于在布局軟件中對布局接觸孔圖形的臨界尺寸進行了有選擇 的調整，因此，形成于光刻膠上的接觸孔圖形不會丟失。
在實施例中，由于確定了布局接觸孔圖形位于器件密集區(qū)、器件稀疏區(qū) 還是器件孤立區(qū)，因此可以有選擇地對不同區(qū)域的布局接觸孔進行臨界尺寸調整，對器件稀疏區(qū)和器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形的臨界尺寸進行增大， 使后續(xù)形成于晶圓上的接觸孔不會因為臨界尺寸過小而丟失，對器件密集區(qū) 的布局接觸孔圖形的臨界尺寸不進行改變，防止由于器件密集及臨界尺寸的 增大造成接觸孔間的橋接，進而有效解決器件間的短路現(xiàn)象。
本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何 本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和 修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以本發(fā)明權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1. 一種光學臨近修正方法，其特征在于，包括確定布局接觸孔圖形位于器件密集區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件孤立區(qū)；增大器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形的臨界尺寸。
2. 根據(jù)權利要求1所述光學臨近修正方法，其特征在于，通過測量布局接觸 孔圖形間的距離以及布局接觸孔圖形與其下方布局金屬膜層圖形之間的距 離，確定布局接觸孔圖形的所在區(qū)域。
3. 根據(jù)權利要求2所述光學臨近修正方法，其特征在于，測量布局接觸孔圖 形與其下方布局金屬膜層圖形之間的距離所用的軟件為光學臨近修正軟件。
4. 根據(jù)權利要求3所述光學臨近修正方法，其特征在于，所述布局接觸孔圖 形與其下方布局金屬膜層圖形間的距離指相鄰邊之間的距離。
5. 根據(jù)權利要求2所述光學臨近修正方法，其特征在于，測量布局接觸孔圖 形間的距離所用的軟件為光學臨近修正軟件。
6. 根據(jù)權利要求5所述光學臨近修正方法，其特征在于，所述布局接觸孔圖 形間的距離為相鄰邊之間的距離。
7. 根據(jù)權利要求1所述光學臨近修正方法，其特征在于，所述器件稀疏區(qū)的 增大后的布局接觸孔圖形臨界尺寸與原臨界尺寸的比例為1 2。
8. 根據(jù)權利要求1所述光學臨近修正方法，其特征在于，所述器件孤立區(qū)的 增大后的布局接觸孔圖形臨界尺寸與原臨界尺寸的比例為1 ~4 。
9. 一種光掩模版制作方法，其特征在于，包括確定布局接觸孔圖形位于器件密集區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件孤立區(qū)； 僅增大器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形的臨界尺寸； 將布局接觸孔圖形轉移至光掩模版上，形成掩模版接觸孔圖形。
10. 根據(jù)權利要求9所述光掩模版制作方法，其特征在于，通過測量布局接觸孔圖形間的距離以及布局接觸孔圖形與其下方布局金屬膜層圖形之間的距 離，確定布局接觸孔圖形的所在區(qū)域。
11. 根據(jù)權利要求IO所述光掩模版制作方法，其特征在于，測量布局接觸孔圖 形與其下方布局金屬膜層圖形之間的距離所用的軟件為光學臨近修正軟件。
12. 根據(jù)權利要求11所述光掩模版制作方法，其特征在于，所述布局接觸孔圖 形與其下方布局金屬膜層圖形間的距離指相鄰且邊之間的距離。
13. 根據(jù)權利要求IO所述光掩模版制作方法，其特征在于，測量布局接觸孔圖 形間的距離所用的軟件為光學臨近修正軟件。
14. 根據(jù)權利要求13所述光掩^^莫版制作方法，其特征在于，所述布局接觸孔圖 形間的距離為相鄰邊之間的距離。
15. 根據(jù)權利要求9所述光掩模版制作方法，其特征在于，所述器件稀疏區(qū)的 增大后的布局接觸孔圖形臨界尺寸與原臨界尺寸的比例為1~2 。
16. 根據(jù)權利要求9所述光掩模版制作方法，其特征在于，所述器件孤立區(qū)的 增大后的布局接觸孔圖形臨界尺寸與原臨界尺寸的比例為1~4。
17. —種圖形化方法，其特征在于，包括確定布局接觸孔圖形位于器件密集區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件孤立區(qū)； 僅增大器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形的臨界尺寸； 將布局接觸孔圖形轉移至光掩模版上，形成掩模版接觸孔圖形； 將掩才莫版接觸孔圖形轉移至晶圓上，形成接觸孔。
18. 根據(jù)權利要求17所述圖形化方法，其特征在于，通過測量布局接觸孔圖形 間的距離以及布局接觸孔圖形與其下方布局金屬膜層圖形之間的距離，確 定布局接觸孔圖形的所在區(qū)域。
19. 根據(jù)權利要求18所述圖形化方法，其特征在于，所述布局接觸孔圖形與其 下方布局金屬膜層圖形間的距離指相鄰且邊之間的距離。
20.根據(jù)權利要求18所述圖形化方法，其特征在于，所述布局接觸孔圖形間的 距離為相鄰邊之間的距離。
全文摘要
一種光學臨近修正方法，包括確定布局接觸孔圖形位于器件密集區(qū)、器件稀疏區(qū)還是器件孤立區(qū)；增大器件稀疏區(qū)及器件孤立區(qū)的布局接觸孔圖形的臨界尺寸。本發(fā)明還提供一種光掩模版制作方法及圖形化方法。本發(fā)明防止由于器件密集及臨界尺寸的增大造成接觸孔間的橋接，進而有效解決器件間的短路現(xiàn)象。
文檔編號G03F1/36GK101458446SQ20071009446
公開日2009年6月17日 申請日期2007年12月13日 優(yōu)先權日2007年12月13日
發(fā)明者程仁強 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司