改善光刻图形线宽变化的方法与流程

本发明涉及半导体集成电路制造，特别是涉及一种改善光刻图形线宽变化的方法。

背景技术：

1、掩膜保护膜是蒙贴在光罩铝合金架上的一层透明保护膜。目前使用较多的是硝化纤维树脂和聚四氟乙烯等材质。但是随着曝光波长的不断缩短，原有材料在短波长处的吸收系数逐渐增大，因此薄的石英玻璃开始作为硬保护膜得以应用。但是石英玻璃的保护膜与有机材料相比更加厚重，因此在重力作用下石英玻璃薄膜会向下弯曲形变(如图1所示)，导致透过保护膜所形成的光刻图形较原来的掩膜版上的图形发生了一定的形变，使得在晶圆上的图形线宽偏离原有设计的大小。

2、目前制造厂的一些改进方式都是从软件层面通过在线反馈系统在光刻机曝光过程中进行补偿，是对单一掩膜版单一机型光刻机进行修正，使用范围较窄。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善光刻图形线宽变化的方法，用于改善现有的补偿方法适用范围较窄的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善光刻图形线宽变化的方法，所述方法包括：

3、步骤1)提供一未安装保护膜的标准掩膜版，且所述标准掩膜版包括多种光刻图形，且各所述光刻图形中具有多种不同的线宽；

4、步骤2)利用所述标准掩膜版进行曝光以得到具有所述光刻图形的第一晶圆；

5、步骤3)获取所述第一晶圆不同位置的所述光刻图形，并得到所述光刻图形在第一方向及第二方向上各线宽的第一标准关键尺寸；

6、步骤4)于所述标准掩膜版上安装所述保护膜，并利用安装有所述保护膜的所述标准掩膜版进行曝光以得到具有所述光刻图形的第二晶圆；

7、步骤5)获取所述第二晶圆不同位置的所述光刻图形，并得到所述光刻图形在所述第一方向及所述第二方向上各线宽的第二标准关键尺寸，且从所述第二晶圆选取的位置与从所述第一晶圆选取的位置相同，所选取的光刻图形与从所述第一晶圆选取的光刻图形相同；

8、步骤6)根据所述第一标准关键尺寸及所述第二标准关键尺寸建立补偿模型；

9、步骤7)根据所述补偿模型对所述保护膜进行减薄处理以补偿所述保护膜弯曲所引入的光刻图形的线宽变化；

10、其中，所述第一方向为x方向，所述第二方向为y方向，二者相互垂直。

11、可选地，于所述第一晶圆的至少四个位置处选取所述光刻图形，且四个位置分别位于所述第一晶圆的上方、下方、左方及右方。

12、可选地，根据所述第一标准关键尺寸及所述第二标准关键尺寸建立所述补偿模型的方法包括：

13、所述第二标准关键尺寸减去所述第一标准关键尺寸，之后，再乘以修正系数。

14、可选地，对所述保护膜进行减薄处理的方法包括：刻蚀、研磨或重铸。

15、可选地，所述方法还包括：重复步骤1)～步骤3)得到所述第一晶圆内同一线宽的多个所述第一标准关键尺寸，并求得第一平均值；重复步骤4)及步骤5)得到所述第二晶圆内与所述第一晶圆相同的同一线宽的多个所述第二标准关键尺寸，并求得第二平均值。

16、可选地，利用第一平均值及所述第二平均值建立所述补偿模型。

17、可选地，所述方法还包括：将减薄后的所述保护膜安装于所述标准掩膜版并进行曝光以得到具有所述光刻图形的第三晶圆，判断所述第三晶圆是否有线宽变化的所述光刻图形，若判断结果为是，在掩膜版制作过程中对所述光刻图形的线宽进行修正。

18、可选地，所述保护膜的材质包括石英玻璃、硝化纤维树脂或聚四氟乙烯。

19、可选地，适用的技术节点小于等于28nm。

20、如上所述，本发明的改善光刻图形线宽变化的方法，通过测量安装保护膜前后光刻图形的线宽变化，建立补偿模型，利用补偿模型对保护膜的修改，而对于无法通过修改保护膜改善的光刻图形的线宽，在掩膜版制作过程中对线宽进行修正，通过上述方法能够补偿保护膜弯曲所引入的线宽放大等变化。而且，修改后的保护膜可以用于新出版的掩膜版，也可以应用于已出版的同规格的掩膜版(也即是利用已修改的保护膜对已出版的同规格掩膜版的保护膜进行更替)，而不需要重写原有的掩膜版，从而能够大幅度降低成本。

技术特征：

1.一种改善光刻图形线宽变化的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的改善光刻图形线宽变化的方法，其特征在于，于所述第一晶圆的至少四个位置处选取所述光刻图形，且四个位置分别位于所述第一晶圆的上方、下方、左方及右方。

3.根据权利要求1所述的改善光刻图形线宽变化的方法，其特征在于，根据所述第一标准关键尺寸及所述第二标准关键尺寸建立所述补偿模型的方法包括：

4.根据权利要求1所述的改善光刻图形线宽变化的方法，其特征在于，对所述保护膜进行减薄处理的方法包括：刻蚀、研磨或重铸。

5.根据权利要求1所述的改善光刻图形线宽变化的方法，其特征在于，所述方法还包括：重复步骤1)～步骤3)得到所述第一晶圆内同一线宽的多个所述第一标准关键尺寸，并求得第一平均值；重复步骤4)及步骤5)得到所述第二晶圆内与所述第一晶圆相同的同一线宽的多个所述第二标准关键尺寸，并求得第二平均值。

6.根据权利要求5所述的改善光刻图形线宽变化的方法，其特征在于，利用第一平均值及所述第二平均值建立所述补偿模型。

7.根据权利要求1所述的改善光刻图形线宽变化的方法，其特征在于，所述方法还包括：将减薄后的所述保护膜安装于所述标准掩膜版并进行曝光以得到具有所述光刻图形的第三晶圆，判断所述第三晶圆是否有线宽变化的所述光刻图形，若判断结果为是，在掩膜版制作过程中对所述光刻图形的线宽进行修正。

8.根据权利要求1所述的改善光刻图形线宽变化的方法，其特征在于，所述保护膜的材质包括石英玻璃、硝化纤维树脂或聚四氟乙烯。

9.根据权利要求1所述的改善光刻图形线宽变化的方法，其特征在于，适用的技术节点小于等于28nm。

技术总结本发明提供一种改善光刻图形线宽变化的方法，包括：提供一未安装保护膜的标准掩膜版，其包括多种光刻图形；利用标准掩膜版进行曝光以得到第一晶圆；获取第一晶圆不同位置的光刻图形，并得到所述光刻图形在第一方向及第二方向上各线宽的第一标准关键尺寸；于标准掩膜版上安装保护膜，并利用安装有保护膜的标准掩膜版进行曝光以得到第二晶圆；获取第二晶圆不同位置的光刻图形，并得到所述光刻图形在第一方向及第二方向上各线宽的第二标准关键尺寸；根据第一标准关键尺寸及第二标准关键尺寸建立补偿模型；根据补偿模型对保护膜进行减薄处理以补偿保护膜弯曲所引入的光刻图形的线宽变化。通过本发明改善现有的补偿方法适用范围较窄的问题。技术研发人员：於曹铭受保护的技术使用者：上海华力集成电路制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16