一种光学邻近校正建模方法及其系统与流程

本发明属于半导体，尤其涉及一种光学邻近校正（opc）建模方法及其系统。

背景技术：

1、光刻技术作为半导体制造工艺中的核心环节，其本质是借助掩模版将预先设计的图形精准地转移至晶圆表面，进而构建出半导体器件复杂多样的微观结构。在光刻工艺的实际执行过程中，光学邻近效应犹如一个难以捉摸的 “干扰源”，始终如影随形，对图形转移的准确性构成严重威胁。光学邻近效应的产生源于光的基本物理特性，当光线透过掩模版上的精细图形时，由于光的衍射和干涉现象，在晶圆表面所形成的光强分布并非均匀一致，而是呈现出复杂的变化模式。这种不均匀的光强分布会直接导致图形边缘的线条在曝光过程中发生变形，原本设计规整的图形边缘可能会出现弯曲、模糊或尺寸偏差等问题，严重影响图形的完整性和精度。

2、为了有效应对光学邻近效应带来的挑战，确保转移到晶圆上的图形能够最大程度地接近理想图形，光学邻近修正（opc）技术应运而生。opc 技术通过对掩模版图形进行精细调整，补偿光学邻近效应造成的图形变形，从而提高光刻图形的精度和质量。然而，opc 技术的有效实施依赖于精确的 opc 模型，该模型需要能够准确预测和模拟光刻过程中的各种物理现象，为 opc 修正提供可靠的指导。

3、当前，现有 opc 模型普遍基于单一的膜层结构（film stack）进行构建。这种构建方式在面对实际生产中复杂多变的情况时，暴露出了明显的局限性。在半导体器件的制造过程中，由于前层结构的存在，不同位置底层的光刻胶厚度往往存在显著差异。而基于单一膜层结构建立的 opc 模型，无法全面考虑到这些底层光刻胶厚度的变化，导致模型在处理底层不同的相同图形时力不从心，无法准确覆盖和修正这些图形。这就使得在 opc 修正后，实际得到的图形与预期的理想图形之间仍然存在较大偏差，无法满足高精度半导体制造的要求。

4、在实际生产中，当发现 opc 修正后图形出现问题时，为了弥补这一缺陷，通常需要采取抓取特定结构补偏差（bias）的补救措施。这一过程不仅繁琐复杂，而且需要重新制作光罩，这无疑会耗费大量的时间和成本，严重影响生产效率，增加生产成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种光学邻近校正建模方法及其系统。

2、本发明是这样实现的，第一方面，本发明提供一种opc建模方法，包括以下步骤：

3、步骤s1、获取相同版图图形针对不同光刻胶厚度的多个膜层数据，利用多个膜层数据以及光源信息预先建立不同的光学模型（optical model）；膜层数据包括膜层结构组成以及每层膜层的厚度、折射率n、消光系数k；

4、步骤s2、获取测量数据；根据测量数据中的光刻胶厚度选择对应的光学模型；由选择的光学模型以及光阻模型、光罩模型构建光刻模型（litho model）；

5、步骤s3、确定光学模型参数、光阻模型参数、光罩模型参数的取值范围，通过在所述取值范围内的各参数进行随机取值，生成多个参数组合；不同参数组合包含的光学模型参数数值、光阻模型参数、光罩模型参数互不相同；

6、步骤s4、使用多个参数组合通过仿真软件对步骤s2构建的光刻模型进行光刻仿真，评估不同参数组合下的光刻效果，筛选出最优参数组合，得到所需的模型参数。

7、作为优选，步骤s1中所述光源信息包括波长、数值孔径、光源类型；

8、作为优选，步骤s1中所述测量数据为待测膜层结构的sem数据；

9、作为优选，步骤s1中所述待测膜层结构中光刻胶厚度受前层结构影响；

10、更为优选，步骤s1中所述前层结构包括有源区及覆盖于部分有源区上的多晶硅层；

11、作为优选，步骤s3中所述光学模型参数包括不考虑光刻胶折射成像平面（beamfocus）、实际成像平面（def_start）；

12、作为优选，步骤s3中所述光阻模型参数包括扩散长度diffusion length；

13、作为优选，步骤s3中所述光罩模型参数包括光罩偏差、光罩切角；

14、作为优选，步骤s4中评估不同参数组合下的光刻效果，筛选出最优参数组合的实现过程如下：

15、首先，计算光刻仿真关键尺寸和晶圆关键尺寸的差值，然后计算所有差值的均方根值；最后选取差值最小的参数组合作为最优参数组合。

16、第二方面，本发明提供opc建模系统，包括：

17、光学模型构建模块，负责获取相同版图图形针对不同光刻胶厚度的多个膜层数据，利用多个膜层数据以及光源信息预先建立不同的光学模型；

18、光刻模型构建模块，负责从光学模型构建模块构建的不同光学模型中，根据测量数据中的光刻胶厚度选择对应的光学模型；由选择的光学模型以及光阻模型、光罩模型构建光刻模型；

19、模型参数选择模块，负责从光学模型参数、光阻模型参数、光罩模型参数的取值范围内进行随机取值，生成多个参数组合；使用多个参数组合通过仿真软件对构建的光刻模型进行光刻仿真，评估不同参数组合下的光刻效果，筛选出最优参数组合，得到所需的模型参数。

20、本发明的有益效果是：

21、本发明考虑实际膜层结构的不同引入不同光学模型，可规避因前层不同区域位置的光刻胶厚度不同导致的采用引用同一个光学模型的光刻模型无法实现理想图形的问题，降低后续opc补修概率，提高半导体制造的精度和效率。

技术特征：

1.一种光学邻近校正建模方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种光学邻近校正建模方法，其特征在于，所述光源信息包括波长、数值孔径、光源类型。

3.根据权利要求1所述一种光学邻近校正建模方法，其特征在于，所述测量数据为待测膜层结构的sem数据。

4.根据权利要求1所述一种光学邻近校正建模方法，其特征在于，所述待测膜层结构中光刻胶厚度受前层结构影响。

5.根据权利要求4所述一种光学邻近校正建模方法，其特征在于，所述前层结构包括有源区及覆盖于部分有源区上的多晶硅层。

6.根据权利要求1所述一种光学邻近校正建模方法，其特征在于，所述光学模型参数包括不考虑光刻胶折射成像平面、实际成像平面。

7.根据权利要求1所述一种光学邻近校正建模方法，其特征在于，所述光阻模型参数包括扩散长度。

8.根据权利要求1所述一种光学邻近校正建模方法，其特征在于，所述光罩模型参数包括光罩偏差、光罩切角。

9.根据权利要求1所述一种光学邻近校正建模方法，其特征在于，评估不同参数组合下的光刻效果，筛选出最优参数组合的实现过程如下：

10.基于权利要求1-9任一项所述方法的光学邻近校正建模系统，其特征在于包括：

技术总结本发明公开一种光学邻近校正建模方法及其系统。本发明通过获取相同版图图形针对不同光刻胶厚度的多个膜层数据，利用多个膜层数据以及光源信息预先建立不同的光学模型；根据测量数据中的光刻胶厚度选择对应的光学模型；由选择的光学模型以及光阻模型、光罩模型构建光刻模型；通过光学模型参数、光阻模型参数、光罩模型参数的取值范围内进行随机取值，生成多个参数组合；使用多个参数组合通过仿真软件对光刻模型进行光刻仿真，评估不同参数组合下的光刻效果，筛选出最优参数组合。本发明采用在膜层结构中不同区域引入不同光学模型，降低后续OPC补修概率，提高半导体制造的精度和效率。技术研发人员：姚淼红,徐世斌,张馨元,颜哲钜,李翰轩,高大为,吴永玉,任堃受保护的技术使用者：浙江创芯集成电路有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/13