(19)國家知識產權局(12)發(fā)明專利(10)授權公告號CN112257270B(65)同一申請的已公布的文獻號(73)專利權人東方晶源微電子科技(北京)股份有限公司地址100176北京市大興區(qū)北京經濟技術開發(fā)區(qū)經海四路156號院12號樓(72)發(fā)明人高世嘉謝理(74)專利代理機構深圳市智享知識產權代理有限公司44361專利代理師羅芬梅IN2007DELNP08237A1,2008.07.04審查員莊敏一種負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方發(fā)明涉及集成電路光刻技術領域，尤其涉及一種負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法、負影光刻工藝的全芯片快速仿真方法，基于彈性力學對光刻膠的形變進行分析，設定應力、應變之一者作為光刻膠形變量的等效以獲得等效方程，選用泰勒展開式對所述等效方程進行近似計算以獲得應力或者應變的近似值，根據所述近似值對光場分布進行調整以獲得合適的酸濃度分布，使得曝光圖形和目標圖形最接近，能很好的對熱收縮效應過程中光刻膠的形變進行分析，提高光刻計算過程中的準確性，同時，采用泰勒展開式通過光學模型得到光刻膠的光場分布，設定光場分布為通過光學模型得到光刻膠的光場分布，設定光場分布為E(x,y),且設定光刻膠中酸濃度的分布為光場分布的函數，設定光刻膠在后烘過程中的熱收縮效應為彈性形變，基于彈性力學對光刻膠的彈性形變進行分析，設定應力、應變之一者作為光刻膠形變量的等效以獲得等效方程，所述等效方程為微分選用泰勒展開式對所述等效方程進行近似計算以獲得應力或者應變的近似值，根據所述近似值對光場分布進行調整以獲得合適的酸濃度分布21.一種負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法，其特征在于：包括如下步驟：S1、通過光學模型得到光刻膠的光場分布，設定光場分布為E(x,y),且設定光刻膠中酸濃度的分布為光場分布的函數，即S(x,y)=F(E(x,y));S2、設定光刻膠在后烘過程中的熱收縮效應為彈性形變，基于彈性力學對光刻膠的彈性形變進行分析，設定應力、應變之一者作為光刻膠形變量的等效以獲得等效方程，所述等S3、選用泰勒展開式對所述等效方程進行近似計算以獲得應力或者應變的近似值，根據所述近似值對光場分布進行調整以獲得合適的酸濃度分布。2.如權利要求1所述的負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法，其特征在于：根據連續(xù)性假設，彈性體在變形前和變形后仍保持為連續(xù)體，假設彈性體中某點在變形過程中由位置M(x,y,z)移動至M'(x',y′,z′),這一過程為連續(xù)過程，所有位移滿足方程：其中u(x,y,z)=x′(x,y,z)-x,v(x,y,z)=y'(x,y,z)-y,w(x,y,z)=z'(x,y,z)-z,其在上述步驟S2中，所述等效方程的獲得包括如下步驟：S21、外力通過平衡方程與應力形成相互關聯，應力通過物理方程與應變形成相互關S22、基于光刻膠的厚度尺寸較薄，將所述光刻膠設定為一個平面，從而對所述平衡方程、所述物理方程以及所述幾何方程簡化。3.如權利要求2所述的負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法，其特征在于：基于簡化后的幾何方程獲得關于應變與位移之間形成關聯的等效方程。4.如權利要求3所述的負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法，其特征在于：以下公式中涉及到的符號定義均與彈性力學中的定義一致；在上述步驟S22中，將所述光刻膠設定為一個平面時對應設定σ?=0,Tzx=0,Tzy=0,可以推導出應力分量為：應變分量為：簡化后的平衡方程為：3方程如下：7.一種負顯影光刻膠模型，其特征在于：基于如權利要求1-6中任一項所述的一種負4存儲裝置，用于存儲一個或多個程序，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行，使得所述一個或多個處理器實現如權利要求1—6中任一項所述的負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法。5一種負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法、負顯影光刻膠[0001]發(fā)明涉及集成電路光刻技術領域，尤其涉及一種負顯影光刻工藝的全芯片快速仿[0002]光刻工藝是現代超大規(guī)模集成電路制造過程中最重要的制造工藝，即通過光刻機將掩模上集成電路的設計圖形轉移到硅片上的重要手段。隨著特征尺寸逐漸縮小，可用于制造的工藝窗口越來越小，整個光刻工藝過程都需要做到精準控制，對計算光刻精確程度的要求也越來越高。準確的計算光刻模型可以從理論上探索增大光刻分辨率和工藝窗口的[0003]而目前比較先進的光刻膠技術均為負向顯影。負向顯影技術在建模的過程中有別于正向顯影技術。在正向顯影技術中，光刻膠的形變主要取決于光刻膠經過光照反應后的酸的分布，也就是光場的分布。由于計算光刻的成像光學仿真過程可以較為準確的基于物理成像模型計算出，所以，對于正向顯影的光刻膠建模容易得到較為準確的結果。而在負向顯影的光刻膠中，由于后烘過程光刻膠的熱收縮效應，光刻膠會產生超出光場分布的額外形變，而這部分形變是十分難以捕捉的，同時這種效應對于負向顯影光刻膠的建模又是十分重要的。而對于全芯片來說，一個芯片的尺寸最大可達32mm*26mm,其中最小圖形的線寬可能只有10nm,一個光刻層的版圖文件可達幾百個GB,所以模型速度又是非常關鍵的技術指標。所以需要一種兼顧準確程度和速度的模型對負向顯影光刻膠進行模擬仿真。[0004]為克服現有光刻技術中對負向顯影光刻膠進行模擬仿真的準確性差以及優(yōu)化速度低的缺陷，本發(fā)明提供一種負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法、負顯影光刻膠模型、[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方定光刻膠中酸濃度的分布為光場分布的函數，即S(x,y)=F(E(x,y));S2、設定光刻膠在后烘過程中的熱收縮效應為彈性形變，基于彈性力學對光刻膠的彈性形變進行分析，設定應力、應變之一者作為光刻膠形變量的等效以獲得等效方程，所述等效方程為微分方程；及S3、選用泰勒展開式對所述等效方程進行近似計算以獲得應力或者應變的近似值，根據所述近似值對光場分布進行調整以獲得合適的酸濃度分布。[0006]優(yōu)選地，根據連續(xù)性假設，彈性體在變形前和變形后仍保持為連續(xù)體，假設彈性體中某點在變形過程中由位置M(x,y,z)移動至M’(x',y',z’),這一過程為連續(xù)過程，所有位移滿足方程：6[0008]其中u(x,y,z)=x'(x,y,z)-x,v(x,y,z)=[0009]在上述步驟S2中，所述等效方程的獲得包括如下步驟：S21、外力通過平衡方程與應力形成相互關聯，應力通過物理方程與應變形成相互關聯，應變通過幾何方程與位移形成相互關聯；及S22、基于光刻膠的厚度尺寸較薄，將所述光刻膠設述平衡方程、所述物理方程以及所述幾何方程簡化。[0010]優(yōu)選地，基于簡化后的幾何方程獲得關于應變與位移之間形成關聯的等效方程。[0011]優(yōu)選地，以下公式中涉及到的符號定義均與彈性力學中的定義一致，因此不再一一定義；在上述步驟S22中，將所述光刻膠設定為一個平面時對應設定σ?=0,Tzx=0,Tzy=0,w=0;可以推導出應力分量為[0013]應變分量為[0017]簡化后的幾何方程為：[0019]其中，αx0,、02分別對應x方向、y方向和z方向的正應力；Txy表示x面上y方向的剪應力、Tzx表示z面上x方向的剪應力、Tzy表示z面上y方向的剪應力、Tyx表示y面上x方向7[0025]本發(fā)明為了解決上述技術問題還提供一種電子設備，其包括一個或多個處理[0028]本發(fā)明提供的負顯影光刻膠模型、0PC模型以及電子設備同樣具有如上所述的有[0029]圖1是本發(fā)明第一實施例中提供的負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法的流程[0031]圖3是本發(fā)明第一實施例中提供的負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法中步驟[0033]圖5是本發(fā)明第二實施例提供的負顯影光刻膠模型對初始光場分布優(yōu)化之后的光8[0034]圖6A是本發(fā)明第三實施例提供的OP[0035]圖6B是本發(fā)明第三實施例提供的OPC模型擬合所使用的B組測量點的示意圖；[0036]圖6C是本發(fā)明第三實施例提供的OPC模型擬合所使用的C組測量點的示意圖；[0037]圖6D是本發(fā)明第三實施例提供的OPC模型擬合所使用的D組測量點的示意圖；[0038]圖6E是本發(fā)明第三實施例提供的OPC模型擬合所使用的E組測量點的示意圖；[0039]圖7是本發(fā)明第三實施例提供的OPC模型擬合所使用的A組—E組獲得的均方根的柱狀對比圖；[0040]圖8是本發(fā)明第四實施例中提供的電子設備的模塊示意圖；[0041]圖9是適于用來實現本發(fā)明實施例的服務器的計算機系統(tǒng)的結構示意圖。【具體實施方式】[0042]為了使本發(fā)明的目的，技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施實例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。[0043]請參閱圖1,本發(fā)明第一實施例提供負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法，包括如下步驟：[0044]S1、通過光學模型得到光刻膠的光場分布，設定光場分布為E(x,y),且設定光刻膠中酸濃度的分布為光場分布的函數，即S(x,y)=F(E(x,y))。[0045]在本步驟中，負向顯影技術是一種圖像反轉的顯影技術，它與傳統(tǒng)的顯影技術相反，通過使用特殊的有機溶劑顯影可以借助由傳統(tǒng)的正型光刻膠來得到負向的圖像。該技術中所使用的光刻膠組合物含有樹脂和光產酸劑，其中，樹脂結構具有酸不穩(wěn)定或者酸可裂解的有機基團，在曝光后的烘焙中，曝光區(qū)域在光產酸劑受到光照所產生的酸的作用下，樹脂中不穩(wěn)定基團或酸可裂解基團斷裂，由疏水性轉變?yōu)橛H水性，從而使得其在有機溶劑中溶解度降低，而未曝光部分仍保持在有機溶劑中溶解度高的性質，因而在顯影過程中能夠被有機溶劑制成的顯影液除去。因此，與傳統(tǒng)的正型光刻膠顯影過程中曝光部分被溶解相反，該技術使得正型光刻膠在顯影時非曝光部分被溶解，曝光部分被保留。[0046]因此，可以獲知曝光之后的圖像分布和形狀與酸的分布直接關聯，而酸的分布直接關聯于光場的分布情況。因此，設定光刻膠中酸濃度的分布為光場分布的函數。在制備芯片的過程中，對應調節(jié)光場分布的參數即可調整對應的曝光圖像的質量。[0047]請再次參閱圖1,負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法還包括如下步驟：[0048]S2、設定光刻膠在后烘過程中的熱收縮效應為彈性形變，基于彈性力學對光刻膠的彈性形變進行分析，設定應力、應變之一者作為光刻膠形變量的等效以獲得等效方程，所述等效方程為微分方程。[0049]在本步驟中，光刻膠通常為包括高分子的樹脂材料，其具有一定的彈性，因此，可以設定光刻膠為具有一定彈性的彈性體材料，從而設定光刻膠在后烘過程中的熱收縮效應為彈性形變?；趶椥粤W對光刻膠的彈性形變進行分析，根據分析結果反饋調節(jié)光場分布，從而獲得合適的酸濃度分布，以獲得復合要求的曝光圖像。[0050]具體分析的過程中，可以設定應力、應變之一者作為光刻膠形變量的等效以獲得等效方程。9[0051]請參閱圖2,在具體的分析過程中，可以將光刻膠分成若干個微分單元體，根據彈性力學分析，每一個微分單元體有三個正應力o,0,,o?,六個剪應力Txy,Txz,Tyx,Tyz,Tzx,Tzy,其中正應力的方向由法線方向確定，剪應力的第一個下標代表作用面，第二個下標代表作用方向。關于正應力和剪應力的符號是對應彈性力學教科書上的符號定義一致。以下出現的關于彈性力學的指標符號也均與彈性力學教課書上的定義一致，因此，不再做過多的解釋。[0052]根據剪應力互等定理有Txy=Tyx,Tyz=Tzy,Txz=Tzx。[0055]由于微分單元體的形變，微分單元體會產生正應變和剪應變。其中微分單元體棱邊的伸長和縮短為正應變，棱邊與夾角的變化為剪應變，故得到三個正應變分量，&,&y,e?,三個剪應變分量，Yxy,λy,Yzx,即可得到應變分量如下：[0057]而彈性力學的應變通常又叫做位移。根據連續(xù)性假設，微分單元體，也即彈性體在變形前和變形后仍保持為連續(xù)體。假設彈性體中某點在變形過程中由M(x,y,z)移動至M'(x',y',z’),這一過程為連續(xù)過程，所有位移滿足方程：[0060]請參閱圖3,在上述步驟S2中，所述等效方程的獲得包括如下步驟：[0061]S21、外力通過平衡方程與應力形成相互關聯，應力通過物理方程與應變形成相互[0062]S22、基于光刻膠的厚度尺寸較薄，將所述光刻膠設定為一個平面，從而對所述平衡方程、所述物理方程以及所述幾何方程簡化。[0063]在上述步驟S21中，在彈性力學中，外力通過平衡方程可以與應力形成相互關聯，應力通過物理方程可以與應變形成相互關聯，應變通過幾何方程可以與位移形成相互關[0064]其中平衡方程為：[0067]物理方程為：[0069]幾何方程為：[0072]當將光刻膠設定為一個平面時，有σ?=0,Tzx=0,Tzy=0,w=0,所以上面的方程進行分析。[0088]S3、選用泰勒展開式對所述等效方程進行近似計算以獲得應力或者應變的近似[0094]在本實施例中提供的泰勒展開公式僅僅是一個示例，不做為限定。在其他實施例[0095]需要說明的是：選取泰勒展開各階子項對收縮效應進行擬合計算，由于泰勒展開各階子項均為相對簡單表達式，從而可以實現快速計算，對于全芯片的建模來說，擁有可表示的相對簡潔的后向傳播表達式，可以滿足我們對速度的要求，同時也能保證準確性。[0096]本發(fā)明第二實施例提供一種負顯影光刻膠模型，其基于如第一實施例提供的負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法獲得。[0097]請參閱4和圖5,在圖4中為初始時選定一塊掩模版圖區(qū)域，生成一個512*512的掩模版圖像，對應為圖中的每個方格的M區(qū)域，然后通過步驟S1中所述的光學模型，得到它的操作對光場分布進行處理，得到模擬的經過熱收縮效應之后的圖像，在調整的過程中，往往需要多次的反復調整方能得到合適的廣場分布，以獲得合格的曝光圖形。圖5對應為調整至光場分布達到最優(yōu)時的光場分布圖像，其中光亮度對應變?yōu)門11和T21。通過圖5和圖4的對比可以很清晰的看出，端點處有很明顯的向線段擠壓的效應，長線段和端點相對應的地方有很明顯的向內收縮。[0098]本發(fā)明第三實施例提供一種OPC模型，其包括初始OPC模型和如第二實施例所提供的負顯影光刻膠模型。一般初始0PC模型包括背景光強度分布函數、光強梯度函數、光強曲線函數、光堿分布函數、以及光酸分布函數等。加入如上所述的負顯影光刻膠模型之后，其能很好的適應于負性光刻膠工藝，能很好的模擬和計算負型光刻膠的熱收縮效應，提高光刻工藝的準確性。[0099]請參閱圖6A至6E,共提供818個監(jiān)測點(gauges)對獲得的OPC模型進行擬合。其中，包括如圖6A-6C所述的在一維掩模下的608個監(jiān)測點，分別命名為A組(groupA)、B組監(jiān)測點。還包括如圖6D和6E所示的二維掩模下的210個監(jiān)測點，分別命名為D組(groupD)、E測點在沒有經過模型處理時的均方根為(AI):4.319(RMS),經過負向顯影模型處理之后為(NTD):1.289(RMS),經過正向顯影模型處理之后為(PTD):2.025(RMS)。[0100]每一組對應的均方根(RMS)為(如下表格):組別[0102]綜合以上數據可以看出，在通過基于負向光刻膠模型建立的OPC模型模擬之后獲得的均方根數值較小，所述的OPC模型具有較優(yōu)[0103]請參閱圖7,其對應為上述表格中的柱狀圖，從柱狀圖可以更加直觀的看出三者之間的明顯差異。[0104]請參閱圖8,本發(fā)明的第四實施提供一種電子裝置300,其包括一個或多個處理器[0105]存儲裝置301,用于存儲一個或多個程序，[0106]當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器302執(zhí)行，使得所述一個或多個處理器302實現如第一實施提供的一種負顯影光刻工藝的全芯片快速仿真方法的任一步驟。[0107]下面參考圖9,其示出了適于用來實現本發(fā)明實施例的終端設備/服務器的計算機系統(tǒng)800的結構示意圖。圖5示出的終端設備/服務器僅僅是一個示例，不應對本申請實施例的功能和使用范圍帶來任何限制。[0108]如圖9所示，計算機系統(tǒng)800包括中央處理單元(CPU)801,其可以根據存儲在只讀存儲器(ROM)802中的程序或者從存儲部分808加載到隨機訪問存儲器(RAM)803中的程序而執(zhí)行各種適當的動作和處理。在RAM803中，還存儲有系統(tǒng)800操作所需的各種程序和數據。線804。[0109]以下部件連接至I/0接口805:包括鍵盤、鼠標等的輸入部分806;包括諸如陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)等以及揚聲器等的輸出部分807;包括硬盤等的存儲部分808;以及包括諸如LAN卡、調制解調器等的網絡接口卡的通信部分809。通信部分809經由諸如因特網的網絡執(zhí)行通信處理。驅動器810也根據需要連接至I/0接口805?？刹鹦督橘|811,諸如磁盤、光盤、磁光盤、半導體存儲器等等，根據需要安裝在驅動器810的計算機程序根據需要被安裝入存儲部分808。[0110]根據本公開的實施例，上文參考流程圖描述的過程可以被實現為計算機軟件程序。例如，本公開的實施例包括一種計算機程序產品，其包括承載在計算機可讀介質上的計算機程序，該計算機程序包含用于執(zhí)行流程圖所示的方法的程序代碼。在這樣的實施例中，該計算機程序可以通過通信部分809從網絡上被下載和安裝，和/或從可拆卸介質811被安裝。在該計算機程序被中央處理單元(CPU)801執(zhí)行時，執(zhí)行本發(fā)明的方法中限定的上述功能。需要說明的是，本發(fā)明所述的計算機可讀介質可以是計算機可讀信號介質或者計算機可讀存儲介質或者是上述兩者的任意組合。計算機可讀存儲介質例如可以是一但不限于一存儲介質的更具體的例子可以包括但不限于：具有一個或多個導線的電連接、便攜式計算的任意合適的組合。[0111]可以以一種或多種程序設計語言或其組合來編寫用于執(zhí)行本申請的操作的計算機程序代碼，所述程序設計語言包括面向對象的程序設計語言一諸如Java、Smalltalk、C++,還包括常規(guī)的過程式程序設計語言一諸如“C”語言或類似的程序設計語言。程序代碼可以完全地在用戶計算機上執(zhí)行、部分地在用戶計算機上執(zhí)行、作為一個獨立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計算機上部分在遠程計算機上執(zhí)行、或者完全在遠程計算機或服務器上執(zhí)行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過任意種類的網絡——包括局域網(LAN)或廣域網(WAN)—連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用因特網服務提供商來通過因特網連接)。[0112]附圖中的流程圖和框圖，圖示了按照本發(fā)明各種實施例的系統(tǒng)、方法和計算機程序產品的可能實現的體系架構、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代于實現規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應當注意，在有些作為替換的實現中，方框中所標注的功能也可以以不同于附圖中所標注的順序發(fā)生。例如，兩個接連地表示的方框實際上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或操作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現。[0113]上述計算機可讀介質承載有一個或者多個程序，當上述一個或者多個程序被該裝置執(zhí)行時，使得該