筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值和预测其被曝光显影的风险的方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010145930.1 (22)申请日 2020.03.05 (71)申请人 上海华力集成电路制造有限公司 地址 201203 上海市浦东新区康桥东路298 号1幢1060室 (72)发明人 邹先梅于世瑞 (74)专利代理机构 上海浦一知识产权代理有限 公司 31211 代理人 张彦敏 (51)Int.Cl. G03F 7/20(2006.01) (54)发明名称 筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值和预 测其被曝光显影的风险的方法 (57)摘要 本发明涉及一种筛选SRAF。

2、在光刻胶上显影 的光强阈值和预测其被曝光显影的风险的方法， 涉及半导体制造技术， 首先在测试版图上筛选出 特征尺寸逐渐增大的孤立图形， 然后利用已建好 的对应光刻工艺条件下的OPC光学模型模拟仿真 计算得出光通过所筛选出的测试版图后各自的 最大光强值Imax， 随着CD的增大光强值Imax值也 逐渐增加， 然后在曝光、 显影之后的硅片上检查 这些光强值Imax值逐渐增大的版图在光刻胶上 的显影情况， 在光刻胶上将要显影所对应的光强 值Imax值即为筛选出来的SRAF在光刻胶上显影 的光强阈值， 该方法能够在收集较少的数据情况 下快速高效筛选出所有SRAF在该光刻工艺条件 下在光刻胶上显影的光强。

3、阈值， 减少工作量， 提 高工作效率。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 111258186 A 2020.06.09 CN 111258186 A 1.一种筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法， 其特征在于， 包括： S1： 在测试版图上筛选出特征尺寸逐渐增大的孤立图形； S2： 利用已建好的对应的光刻工艺条件下的OPC光学模型模拟仿真计算得出光通过所 筛选出的所有孤立图形各自的最大光强值Imax； 以及 S3： 在对应的光刻工艺条件下对测试版图掩模板进行曝光、 显影， 检测特征尺寸逐渐增 大的孤立图形在光刻胶上的显影情况， 然后筛选出特征尺寸逐渐增大的孤立图形的版图将 要在。

4、光刻胶上显影出来所对应的光强值Imax， 该光强值Imax即为该光刻工艺条件下SRAF在 光刻胶上显影的光强阈值。 2.根据权利要求1所述的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法， 其特征在于， 在 步骤S1中， 孤立图形为在一定版图面积内， 仅存在一个图形的图形。 3.根据权利要求1所述的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法， 其特征在于， 在 步骤S1中， 从测试版图中设计的最小特征尺寸开始筛选。 4.根据权利要求1所述的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法， 其特征在于， 在 步骤S2中， 最大光强值Imax随着孤立图形的特征尺寸逐渐增大而逐渐增大。 5.根据权利要求1所。

5、述的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法， 其特征在于， 在 步骤S3中， 通过关键尺寸扫描电子显微镜检测特征尺寸逐渐增大的孤立图形在光刻胶上的 显影情况。 6.根据权利要求1所述的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法， 其特征在于， 在 步骤S3中， 在曝光、 显影之后的硅片上检测特征尺寸逐渐增大的孤立图形在光刻胶上显影 的特征尺寸均匀性。 7.根据权利要求1所述的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法， 其特征在于， 在 步骤S3中， 在曝光、 显影之后的硅片上检测3个至5个shot特征尺寸逐渐增大的孤立图形在 光刻胶上的显影情况。 8.根据权利要求1所述的筛选SRAF在光。

6、刻胶上显影的光强阈值的方法， 其特征在于， 步 骤S3更具体的为： 在对应的光刻工艺条件下对测试版图掩模板进行曝光、 显影， 检测特征尺 寸逐渐增大的孤立图形在光刻胶上的显影情况， 然后筛选出特征尺寸逐渐增大的孤立图形 的版图刚好在光刻胶上显影出来所对应的第一CD值， 并筛选出CD值小于该第一CD值且与该 第一CD值临近的第二CD值， 并将第二CD值对应的光强值作为该光刻条件下SRAF在光刻胶上 显影的光强阈值。 9.一种预测SRAF被曝光显影的风险的方法， 其特征在于， 包括： 将根据权利要求1所述 的方法筛选出来的光强阈值作为模拟仿真过程中SRAF extraprinting的检查标准， 。

7、利用 OPC结果检查程序， 得到SRAF在该光刻工艺条件下是否能够被曝光出来， 预测不同参数的 SRAF被曝光显影的风险。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111258186 A 2 筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值和预测其被曝光显影的 风险的方法 技术领域 0001 本发明涉及半导体制造技术， 尤其涉及一种筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值 的方法和预测其被曝光显影的风险的方法。 背景技术 0002 在半导体制造技术中， 光刻曝光工艺是半导体制造技术中的常用工艺， 将掩模板 上的图形显影在光刻胶上， 通过掩模板到达光刻胶表面的光强高于光刻胶的反应阈值， 激 活光刻胶中的光敏感成分， 。

8、启动了光化学反应。 光刻胶发生光学反应的光强阈值理论上与 掩模板上的图形种类无关， 光刻胶光化学反应的程度与到达光刻胶表面的光强有关。 具体 的， 请参阅图1， 图1为光强值(I)与光刻胶上曝光出图形大小的关系。 0003 随着技术节点的不断降低， 通常会添加SRAF(Sub-resolution-assist-feature， 亚分辨率曝光辅助图形)来提高光刻工艺的分辨率、 图形的景深(DOF,depth of focus)、 半 密集(semi-dense)及孤立(iso)图形的工艺窗口。 然而SRAF存在着被曝光风险， 因此要是能 够提前仿真预测SRAF在光刻胶上被曝光出来的风险， 不仅。

9、能够合理的优化SRAF的添加规 则， 也能够降低因SRAF曝出来导致的缺陷。 如图1所示， 需要筛选出通过掩模板图形即将要 在光刻胶上显影出来的光强值， 就等于筛选出该光刻工艺条件下所有SRAF在光刻胶上显影 的光强阈值。 0004 目前SRAF在光刻胶上显影的(SRAF extraprinting)光强阈值的筛选主要是对不 同规则的SRAF收集其在不同Focus和不同dose条件下的FEM数据， 然后根据已建立好的对应 的光刻工艺条件下的OPC(Optical Proximity Correction)光学模型模拟仿真不同SRAF在 光刻胶上被曝光出来的光强值， 筛选出SRAF extrap。

10、rinting的光强值中的最严格的值， 具 体的， 请参阅图2的现有技术的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法。 如图2所示， 其 首先选择不同SRAF规则的不同测试图形； 然后通过手动画cutline计算不同测试图形的光 强值； 然后CDSEM wafer数据量测； 最后筛选出SRAF在wafer上显影(extraprinting)的临界 点。 在收集wafer数据时， 每个SRAF Rule都需要量测整片FEM数据， 由于每个测试版图中 SRAF rule种类多， 导致量测点非常多。 该方法不仅需要收集大量的wafer数据， 降低工作效 率。 而且有些版图中添加的SRAF rule比。

11、较小， 在收集的FEM数据中均没有被曝光显影到光 刻胶上 ， 这样收集得到的数据无法得到该版图中所添加的SRAF在光刻胶上显影 (extraprinting)的光强阈值， 在后续仿真SRAF extraprinting中没有光强阈值作为参考 标准， 无法提前预测SRAF在光刻胶上的表现形式， 也不能筛选出最优的SRAF rule， 导致其 不能最大化的提高产品的工艺窗口。 发明内容 0005 本发明提供的一种筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法， 包括： S1： 在测试 版图上筛选出特征尺寸逐渐增大的孤立图形； S2： 利用已建好的对应的光刻工艺条件下的 说明书 1/4 页 3 CN 1。

12、11258186 A 3 OPC光学模型模拟仿真计算得出光通过所筛选出的所有孤立图形各自的最大光强值Imax； 以及S3： 在对应的光刻工艺条件下对测试版图掩模板进行曝光、 显影， 检测特征尺寸逐渐增 大的孤立图形在光刻胶上的显影情况， 然后筛选出特征尺寸逐渐增大的孤立图形的版图将 要在光刻胶上显影出来所对应的光强值Imax， 该光强值Imax即为该光刻工艺条件下SRAF在 光刻胶上显影的光强阈值。 0006 更进一步的， 在步骤S1中， 孤立图形为在一定版图面积内， 仅存在一个图形的图 形。 0007 更进一步的， 在步骤S1中， 从测试版图中设计的最小特征尺寸开始筛选。 0008 更进一步。

13、的， 在步骤S2中， 最大光强值Imax随着孤立图形的特征尺寸逐渐增大而 逐渐增大。 0009 更进一步的， 在步骤S3中， 通过关键尺寸扫描电子显微镜检测特征尺寸逐渐增大 的孤立图形在光刻胶上的显影情况。 0010 更进一步的， 在步骤S3中， 在曝光、 显影之后的硅片上检测特征尺寸逐渐增大的孤 立图形在光刻胶上显影的特征尺寸均匀性。 0011 更进一步的， 在步骤S3中， 在曝光、 显影之后的硅片上检测3个至5个shot特征尺寸 逐渐增大的孤立图形在光刻胶上的显影情况。 0012 更进一步的， 步骤S3更具体的为： 在对应的光刻工艺条件下对测试版图掩模板进 行曝光、 显影， 检测特征尺寸逐。

14、渐增大的孤立图形在光刻胶上的显影情况， 然后筛选出特征 尺寸逐渐增大的孤立图形的版图刚好在光刻胶上显影出来所对应的第一CD值， 并筛选出CD 值小于该第一CD值且与该第一CD值临近的第二CD值， 并将第二CD值对应的光强值作为该光 刻条件下SRAF在光刻胶上显影的光强阈值 0013 本发明还提供一种预测SRAF被曝光显影的风险的方法， 包括： 将根据上述的方法 筛选出来的SRAF在光刻胶上显影的光强阈值作为模拟仿真过程中SRAF extraprinting的 检查标准， 利用OPC结果检查程序， 得到SRAF在该光刻工艺条件下是否能够被曝光出来， 预 测不同参数的SRAF被曝光显影的风险。 本。

15、发明提供的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值 的方法和预测其被曝光显影的风险的方法， 首先在测试版图上筛选出特征尺寸逐渐增大的 孤立图形， 然后利用已建好的对应光刻工艺条件下的OPC光学模型模拟仿真计算得出光通 过所筛选出的测试版图后各自的最大光强值Imax， 随着CD的增大光强值Imax值也逐渐增 加， 然后在曝光、 显影之后的硅片上检查这些光强值Imax值逐渐增大的版图在光刻胶上的 显影情况， 在光刻胶上将要显影所对应的光强值Imax值即为筛选出来的SRAF在光刻胶上显 影的光强阈值， 该方法能够在收集较少的数据情况下快速高效筛选出所有SRAF在该光刻工 艺条件下在光刻胶上显影的光强阈值。

16、， 减少工作量， 提高工作效率。 附图说明 0014 图1为光强值(I)与光刻胶上曝光出图形大小的关系。 0015 图2为现有技术的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法。 0016 图3为本发明一实施例的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法的流程图。 0017 图4为掩模板上不同CD对应的Imax值及硅片显影检测结果示意图。 说明书 2/4 页 4 CN 111258186 A 4 具体实施方式 0018 下面将结合附图， 对本发明中的技术方案进行清楚、 完整的描述， 显然， 所描述的 实施例是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普 通技术人。

17、员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例， 都属于本发明保护的 范围。 0019 在本发明一实施例中， 在于提供一种筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方 法。 具体的， 请参阅图3， 图3为本发明一实施例的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方 法的流程图。 本发明一实施例的筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法包括： S1： 在测 试版图上筛选出特征尺寸逐渐增大的孤立图形； S2： 利用已建好的对应的光刻工艺条件下 的OPC光学模型模拟仿真计算得出光通过所筛选出的所有孤立图形各自的最大光强值 Imax； 以及S3： 在对应的光刻工艺条件下对测试版图掩模板进行曝光、 显影，。

18、 检测特征尺寸 逐渐增大的孤立图形在光刻胶上的显影情况， 然后筛选出特征尺寸逐渐增大的孤立图形的 版图将要在光刻胶上显影出来所对应的光强值Imax， 该光强值Imax即为该光刻工艺条件下 SRAF在光刻胶上显影的光强阈值。 0020 具体的， S1： 在测试版图上筛选出特征尺寸(Critical Dimension)逐渐增大的孤 立图形。 0021 在本发明一实施例中， 孤立图形为在一定版图面积内， 仅存在一个图形的图形。 所 述版图面积可根据不同的工艺确定。 0022 在本发明一实施例中， 从测试版图中设计的最小特征尺寸开始筛选。 0023 S2： 利用已建好的对应的光刻工艺条件下的OPC光。

19、学模型模拟仿真计算得出光通 过所筛选出的所有孤立图形各自的最大光强值Imax。 0024 在本发明一实施例中， 最大光强值Imax随着孤立图形的特征尺寸逐渐增大而逐渐 增大。 0025 S3： 在对应的光刻工艺条件下对测试版图掩模板进行曝光、 显影， 检测特征尺寸逐 渐增大的孤立图形在光刻胶上的显影情况， 然后筛选出特征尺寸逐渐增大的孤立图形的版 图将要在光刻胶上显影出来所对应的光强值Imax， 该光强值Imax即为该光刻工艺条件下 SRAF在光刻胶上显影的光强阈值。 0026 在本发明一实施例中， 通过关键尺寸扫描电子显微镜(Critical Dimension Electronic Mic。

20、roscope,CDSEM)检测特征尺寸逐渐增大的孤立图形在光刻胶上的显影情 况。 0027 在本发明一实施例中， 在曝光、 显影之后的硅片上检测特征尺寸逐渐增大的孤立 图形在光刻胶上显影的特征尺寸均匀性。 0028 在本发明一实施例中， 在曝光、 显影之后的硅片上检测3个至5个shot特征尺寸逐 渐增大的孤立图形在光刻胶上的显影情况， 因此需要的量测数据少， 且能确保数据的准确 性。 0029 具体的， 请参阅图4， 图4为掩模板上不同CD对应的Imax值及硅片显影检测结果示 意图。 如图4所示， 当CD44nm时， 孤立图形刚好在光刻胶上留下印迹， 此时对应的光强值为 0.168098， 。

21、CD42nm时， 孤立图形将要在光刻胶上留下印迹， 但没有留下痕迹， 因此筛选出 用于SRAF extraprinting的光强阈值设置在CD42nm时的0.165189， 此时图形在wafer上 说明书 3/4 页 5 CN 111258186 A 5 没有被曝光出来， 而将要被曝光出来。 也即步骤S3更具体的为： 在对应的光刻工艺条件下对 测试版图掩模板进行曝光、 显影， 检测特征尺寸逐渐增大的孤立图形在光刻胶上的显影情 况， 然后筛选出特征尺寸逐渐增大的孤立图形的版图刚好在光刻胶上显影出来所对应的第 一CD值(如图4所示的CD44nm)， 并筛选出CD值小于该第一CD值且与该第一CD值临。

22、近的第 二CD值(如图4所示的CD42nm)， 并将第二CD值对应的光强值(即0.165189)作为该光刻条 件下SRAF在光刻胶上显影的光强阈值。 将该光强阈值可以作为后续模拟仿真不同SRAF规则 在该光刻条件下是否被曝光出来的检测标准， 不仅能够提前预测SRAF extraprinting的风 险， 而且还能优化SRAF的添加规则。 该方法能够在收集较少的数据情况下(只需要收集3-5 个shot的数据)筛选出SRAF extraprinting的光强阈值， 减少工作量， 提高工作效率。 0030 在本发明一实施例中， 还提供一种预测SRAF被曝光显影的风险的方法， 该方法包 括将根据上述的。

23、筛选SRAF在光刻胶上显影的光强阈值的方法筛选出来的光强阈值作为模 拟仿真过程中SRAF extraprinting的检查标准， 利用OPC(optical proximity correction， 光学临近修正)结果检查程序， 得到SRAF在该光刻工艺条件下是否能够被曝光 出来， 预测不同参数的SRAF被曝光显影的风险。 0031 综上所述， 首先在测试版图上筛选出特征尺寸逐渐增大的孤立图形， 然后利用已 建好的对应光刻工艺条件下的OPC光学模型模拟仿真计算得出光通过所筛选出的测试版图 后各自的最大光强值Imax， 随着CD的增大光强值Imax值也逐渐增加， 然后在曝光、 显影之后 的硅片。

24、上检查这些光强值Imax值逐渐增大的版图在光刻胶上的显影情况， 在光刻胶上将要 显影所对应的光强值Imax值即为筛选出来的SRAF在光刻胶上显影的光强阈值， 该方法能够 在收集较少的数据情况下快速高效筛选出所有SRAF在该光刻工艺条件下在光刻胶上显影 的光强阈值， 减少工作量， 提高工作效率。 0032 最后应说明的是： 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制； 尽 管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解： 其依 然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进 行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术 方案的范围。 说明书 4/4 页 6 CN 111258186 A 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 111258186 A 7 图3 图4 说明书附图 2/2 页 8 CN 111258186 A 8 。