刻蚀偏差的计算方法及系统、图形修正方法及掩膜版与流程

本发明实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种刻蚀偏差的计算方法及系统、图形修正方法及系统、掩膜版、设备以及存储介质。

背景技术：

1、为实现将图形从掩膜版中转移到硅片表面，通常需要经过依次进行的曝光步骤、显影步骤和刻蚀步骤。其中，曝光和显影步骤可在光刻胶层形成光刻图案，而光刻图案可通过刻蚀步骤进一步转移至硅片基底上。在先进逻辑集成电路技术中，为了提高晶体管密度，通常使用多重图形技术(如自对准多重图形技术等)形成图形密度最高的有源区、栅极和金属连线等结构。由于逻辑电路中要实现的功能种类众多，而不同功能区之间的电路图形差别较大，逻辑电路制造中的图形定义技术也相对复杂。为了兼顾不同种类图形的图形品质，由于需要通过多次光刻将不同种类的图形分拆到多张光掩膜版上，并通过复杂的对准技术，依次传递到硅片基底上的硬掩膜层或者其他图形传递材料上。

2、在先进集成电路制造技术中，图形传递过程中关键尺寸的精确传递是非常重要的。先进节点器件容忍关键尺寸的变异水平的通常在3-5％以下。然而在多重图形技术中，由于刻蚀工艺存在对图形密度等因素的敏感性，图形传递中关键尺寸可能出现系统性偏差，这种系统性偏差一般被称为刻蚀负载效应(etch loading effect)。为了减少图形传递偏差对关键尺寸变异水平的共享，解决刻蚀负载效应问题十分重要。为了减小刻蚀工艺造成的关键尺寸偏差，除了对刻蚀工艺本身的优化减少负载效应这种方法之外，目前一种方法是对掩膜版的图形进行预先修正，以对刻蚀偏差进行补偿。这种预先的尺寸修正建立在现行的刻蚀偏差(etch bias)修正的基础之上，通过更精细地针对图形密度的计算，按与某一区域范围的图形密度而不是简单的针对图形种类，需要修正的区域进行刻蚀偏差修正。

3、但是，目前针对密度的刻蚀偏差补偿方法不能适用于复杂图形传递过程。

技术实现思路

1、本发明实施例解决的问题是提供一种刻蚀偏差的计算方法及系统、图形修正方法及系统、掩膜版、设备以及存储介质，在相对复杂的图形传递过程中(如含有多次光刻工艺)，提高刻蚀偏差计算的精确度，进而提高对刻蚀偏差的补偿效果，改善刻蚀负载效应(etch loading effect)。

2、为解决上述问题，本发明实施例提供一种刻蚀偏差的计算方法，包括：提供待修正的目标图层，目标图层包括多个掩膜图形；获得与目标图层相关的一个或多个依次进行的图形传递步骤，一个或多个依次进行的图形传递步骤用于在目标膜层中形成与掩膜图形对应的刻蚀后图形；识别出存在刻蚀负载效应的图形传递步骤，作为待处理步骤；获得当前待处理步骤对应的刻蚀偏差补偿模型；将所有待处理步骤的刻蚀偏差补偿模型叠加，获得目标图层对应的目标补偿模型；基于目标补偿模型，计算目标图层中各个位置的掩膜图形所需的刻蚀偏差补偿量。

3、相应的，本发明实施例还提供一种图形修正方法，基于本发明实施例提供的刻蚀偏差的计算方法获得的刻蚀偏差补偿量，对目标图层中各个位置的掩膜图形进行图形修正。

4、相应的，本发明实施例还提供一种掩膜版，包括：利用本发明实施例提供的图形修正方法获得的掩膜图形。

5、相应的，本发明实施例还提供一种刻蚀偏差的计算系统，包括：目标图层提供单元，用于提供待修正的目标图层，目标图层包括多个掩膜图形；工艺步骤获取单元，用于获得与目标图层相关的一个或多个依次进行的图形传递步骤，一个或多个依次进行的图形传递步骤用于在目标膜层中形成与掩膜图形对应的刻蚀后图形；判断单元，用于识别出存在刻蚀负载效应的图形传递步骤，作为待处理步骤；模型计算单元，用于获得当前待处理步骤对应的刻蚀偏差补偿模型；模型叠加单元，用于将所有待处理步骤的刻蚀偏差补偿模型叠加，获得目标图层对应的目标补偿模型；补偿量计算单元，用于基于目标补偿模型，计算目标图层中各个位置的掩膜图形所需的刻蚀偏差补偿量。

6、相应的，本发明实施例还提供一种图形修正系统，用于基于本发明实施例提供的刻蚀偏差的计算系统输出的刻蚀偏差补偿量，对目标图层中各个位置的掩膜图形进行图形修正。

7、相应的，本发明实施例还提供一种设备，包括至少一个存储器和至少一个处理器，存储器存储有一条或多条计算机指令，其中，一条或多条计算机指令被处理器执行，以实现本发明实施例提供的刻蚀偏差的计算方法。

8、相应的，本发明实施例还提供一种存储介质，其特征在于，存储介质存储有一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令，用于实现本发明实施例提供的刻蚀偏差的计算方法。

9、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

10、本发明实施例提供的刻蚀偏差的计算方法，获得与目标图层相关的一个或多个依次进行的图形传递步骤，随后识别出存在刻蚀负载效应的图形传递步骤作为待处理步骤，并获得当前待处理步骤对应的刻蚀偏差补偿模型，并将所有待处理步骤的刻蚀偏差补偿模型叠加，获得目标图层对应的目标补偿模型，之后基于目标补偿模型，计算目标图层中各个位置的掩膜图形所需的刻蚀偏差补偿量，从而本发明实施例能够将所有与目标图层相关的图形传递步骤中所产生的刻蚀偏差进行叠加，相应能够对所有与目标图层相关的图形传递步骤中所产生的刻蚀偏差和刻蚀负载效应进行补偿，进而提高刻蚀偏差补偿量的计算精确度，相应有利于提高对刻蚀偏差的补偿效果，以及提高基于修正后的目标图层形成的刻蚀后图形与目标图形的线宽一致性，并改善刻蚀负载效应(etch loading effect)，进而提高了刻蚀后图形与目标图形之间的匹配度。

11、本发明实施例提供的刻蚀偏差的计算系统，工艺步骤获取单元用于获得与目标图层相关的一个或多个依次进行的图形传递步骤，判断单元用于识别出存在刻蚀负载效应的图形传递步骤作为待处理步骤，模型计算单元用于获得当前待处理步骤对应的刻蚀偏差补偿模型，模型叠加单元用于将所有待处理步骤的刻蚀偏差补偿模型叠加，获得形成目标图层的各个掩膜图层对应的补偿模型，补偿量计算单元用于基于目标补偿模型，计算目标图层中各个位置的掩膜图形所需的刻蚀偏差补偿量，从而本发明实施例能够将所有与目标图层相关的图形传递步骤中所产生的刻蚀偏差进行叠加，相应能够对所有与目标图层相关的图形传递步骤中所产生的刻蚀偏差和刻蚀负载效应进行补偿，进而提高刻蚀偏差补偿量的计算精确度，相应有利于提高对刻蚀偏差的补偿效果，以及提高基于修正后的目标图层形成的刻蚀后图形与目标图形的线宽一致性，并改善刻蚀负载效应(etch loading effect)，进而提高了刻蚀后图形与目标图形之间的匹配度。

技术特征：

1.一种刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，获得当前待处理步骤对应的刻蚀偏差补偿模型的步骤包括：获得当前待处理步骤所需的刻蚀掩膜图层；基于所述刻蚀掩膜图层和当前待处理步骤，获得当前待处理步骤对应的刻蚀偏差补偿模型。

3.如权利要求2所述的刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，基于所述刻蚀掩膜图层和当前待处理步骤，获得当前待处理步骤对应的刻蚀偏差补偿模型的步骤包括：基于所述刻蚀掩膜图层，获得当前刻蚀掩膜图层对应的图形密度；基于所述图形密度和当前待处理步骤，获得当前待处理步骤对应的密度偏差系数；基于所述图形密度和密度偏差系数，获得当前待处理步骤对应的刻蚀偏差补偿模型。

4.如权利要求3所述的刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，所述当前待处理步骤用于以所述刻蚀掩膜图层为掩膜刻蚀当前待刻蚀膜层，以形成刻蚀后膜层；基于所述图形密度和当前待处理步骤，获得当前待处理步骤对应的密度偏差系数的步骤包括：获得各个位置的所述刻蚀后膜层与所述待刻蚀膜层的线宽差异；对所述图形密度和线宽差异进行拟合，获得所述密度偏差系数。

5.如权利要求3所述的刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，基于所述图形密度和密度偏差系数，获得当前待处理步骤对应的刻蚀偏差补偿模型的步骤包括：将当前待处理步骤对应的所述图形密度和密度偏差系数之积，作为所述刻蚀偏差补偿模型。

6.如权利要求2所述的刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，获得当前待处理步骤所需的刻蚀掩膜图层的步骤包括：获得当前待处理步骤所需的一层或多层掩膜图层；对所述一层或多层掩膜图层进行叠加，获得所述刻蚀掩膜图层。

7.如权利要求6所述的刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，所述目标膜层包括相邻的第一区域和第二区域；所述目标图层的掩膜图形与位于所述第一区域的刻蚀后图形相对应；

8.如权利要求7所述的刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，所述第二刻蚀掩膜层利用自对准多重图形化工艺形成。

9.如权利要求1所述的刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，所述当前待处理步骤用于以刻蚀掩膜图层为掩膜刻蚀当前待刻蚀膜层，以形成刻蚀后膜层；识别出存在刻蚀负载效应的图形传递步骤的步骤包括：获得同一图形种类条件下，各个位置的所述刻蚀后膜层与所述待刻蚀膜层的线宽差异；基于所述线宽差异，判断当前图形传递步骤是否存在刻蚀负载效应。

10.如权利要求1至9任一项所述的刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，所述目标图层对应的目标补偿模型基于如下公式计算：

11.如权利要求1所述的刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，进行所述一个或多个的图形传递步骤包括各向异性的干法刻蚀工艺。

12.如权利要求1所述的刻蚀偏差的计算方法，其特征在于，所述刻蚀后图形包括核心层、硬掩膜层、鳍部、栅极层或互连线。

13.一种图形修正方法，其特征在于，基于如权利要求1至12任一项所述的刻蚀偏差的计算方法获得的刻蚀偏差补偿量，对所述目标图层中各个位置的掩膜图形进行图形修正。

14.一种掩膜版，其特征在于，包括：利用如权利要求13所述的图形修正方法获得的掩膜图形。

15.一种刻蚀偏差的计算系统，其特征在于，包括：

16.一种图形修正系统，其特征在于，用于基于如权利要求15所述的刻蚀偏差的计算系统输出的刻蚀偏差补偿量，对所述目标图层中各个位置的掩膜图形进行图形修正。

17.一种设备，其特征在于，包括至少一个存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行，以实现如权利要求1-12任一项所述的刻蚀偏差的计算方法。

18.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令，用于实现如权利要求1-12任一项所述的刻蚀偏差的计算方法。

技术总结一种刻蚀偏差的计算方法及系统、图形修正方法及系统、掩膜版、设备以及存储介质，计算方法包括：提供待修正的目标图层，目标图层包括多个掩膜图形；获得与目标图层相关的一个或多个依次进行的图形传递步骤，一个或多个依次进行的图形传递步骤用于在目标膜层中形成与掩膜图形对应的刻蚀后图形；识别出存在刻蚀负载效应的图形传递步骤，作为待处理步骤；获得当前待处理步骤对应的刻蚀偏差补偿模型；将所有待处理步骤的刻蚀偏差补偿模型叠加，获得目标图层对应的目标补偿模型；基于目标补偿模型，计算目标图层中各个位置的掩膜图形所需的刻蚀偏差补偿量。本发明实施例提高刻蚀偏差计算的精确度，进而提高对刻蚀偏差的补偿效果，改善刻蚀负载效应。技术研发人员：姜长城,贾敏,王兴荣,张海洋受保护的技术使用者：中芯国际集成电路制造（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27