CN101750877B - 用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法，包括步骤：提供电路布局图形；设定多个测试点组，各测试点组内的测试点的连线对应与所述图形外轮廓的一段相交；获取测试点的光强；寻找光强与所述外轮廓的设定光强值最接近的测试点作为基准点；通过基准点确定位于所述图形外轮廓之外的外部测试点数量；统计外部测试点数量的分布；通过所述分布确定所需的外部测试点的最终数量；将所述外部测试点的最终数量用于确定所述电路布局图形的所有外轮廓。与现有技术相比，本发明可以减少外部测试点的数量，在基本保持计算精度的前提下降低OPC的计算量。

Description

用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及一种用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，为了半导体器件达到更快的运算速度、更大的资料存储量以及更多的功能，半导体芯片正向更高集成度的方向发展。而半导体芯片的集成度越高，半导体器件的临界尺寸(CD，Critical Dimension)越小。

然而，由于受到曝光机台(optical exposure tool)的分辨率极限(resolutionlimit)的影响，在对这些高密度排列的掩模版电路图形进行曝光转移至晶圆上时，便很容易产生光学临近效应(OPE，optical proximity effect)，例如直角转角圆形化(right-angled corner rounded)、直线末端紧缩(line end shortened)以及直线线宽增加/缩减(line width increase/decrease)等都是常见的光学临近效应所导致的掩模版电路图形转移到晶圆上的缺陷。

现有技术对光学临近效应进行修正方法是预先修正光掩模版上的掩模版电路图形，例如在光掩模版上使用亚衍射极限辅助散射条(SRAF)作为辅助图形的方法。具体如专利号为95102281.4的中国专利所公开的技术方案，如图1所示，在光学临近修正(OPC)的电路布局图中，在相邻的电路布局图形10之间加入至少一个布局辅助图形15，其中布局辅助图形15与电路布局图形10平行，布局辅助图形15为亚衍射极限辅助散射条，用以减弱通过相邻电路布局图形10之间的光强度；然后再将在OPC软件中设计好的电路布局图形10和布局辅助图形15一起输入至光掩模版制造设备中，设备会根据输入的电路布局图形10和布局辅助图形15大小和位置自动在光掩模版上用铬膜层或移相器形成掩模版电路图形和掩模版辅助图形。

在增加布局辅助图形15之前，首先需要读入电路布局图形10的外轮廓。现有技术中，是通过检测一系列测试点的光强来计算出电路布局图形10的外轮廓。而通过这种方法所计算出的电路布局图形10外轮廓的精确度与测试点的数量有关。随着测试点数量的增加，计算量也成几何级数增加。因此，业界存在基本保持电路布局图形10外轮廓的计算精度，又能减少测试点，从而降低计算量的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在进行光学临近修正确定电路布局图形的外轮廓时，如何在基本保持计算精度的前提下，降低计算量。

为解决上述问题，本发明提供一种用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法，包括步骤：提供电路布局图形；设定多个测试点组，各测试点组内的测试点的连线对应与所述图形外轮廓的一段相交；获取测试点的光强；设定外轮廓光强值；寻找光强与所述外轮廓光强值最接近的测试点作为基准点；通过基准点确定位于所述图形外轮廓之外的外部测试点数量；统计外部测试点数量的分布；通过所述分布确定所需的外部测试点的最终数量；将所述外部测试点的最终数量用于确定所述电路布局图形的所有外轮廓。

可选地，所述的各测试点组内的测试点的连线为直线。

可选地，所述直线垂直或接近垂直于相应的一段图形外轮廓。

可选地，各测试点组内距离最远的两个测试点间的距离由下式确定：

$\mathrm{SR}=\frac{{\mathrm{\λ}}_S}{\mathrm{NA}}$

其中，SR为各测试点组内距离最远的两个测试点间的距离，λ_S为曝光波长，NA为数值孔径。

可选地，各测试点组内测试点的数量由下式决定：

$\mathrm{CPN}=\frac{\mathrm{SR}}{\mathrm{CPS}}$

其中，CPN为各测试点组内测试点的数量，SR为各测试点组内距离最远的两个测试点间的距离，CPS为测试点间的距离。

可选地，所述外部测试点数量为基准点与位于所述图形外轮廓之外的测试点的距离的最大值与测试点间距离之商。

可选地，还包括步骤：通过基准点确定位于所述图形外轮廓之内的内部测试点数量；统计内部测试点数量的分布；通过所述分布确定所需的内部测试点的最终数量；将所述内部测试点的最终数量用于确定所述电路布局图形的所有外轮廓。

可选地，所述内部测试点数量为基准点与位于所述图形外轮廓之内的测试点的距离的最大值与测试点间距离之商。

与现有技术相比，本发明所要求保护的用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法中，通过统计外部测试点数量的分布，并用该分布确定所需的外部测试点的最终数量，再将外部测试点的最终数量用于确定电路布局图形的所有外轮廓，因而可以用统计来减少外部测试点的数量，在基本保持计算精度的前提下降低OPC的计算量。

附图说明

图1为现有技术光学临近修正的电路布局图；

图2为根据本发明一个实施例确定电路布局图形外轮廓的方法流程图；

图3为本发明一个实施例电路布局图形的示意图；

图4为本发明另一个实施例确定基准点的示意图；

图5为根据本发明一个实施例进行外部测试点数量统计的结果。

具体实施方式

本发明的发明人发现，在进行光学临近修正确定图形外轮廓时，用于确定图形外轮廓的测试点中存在冗余，这样的冗余使得进行光学临近修正时的计算量大增，无法适应越来越密集的电路布图的光学临近修正。

为了减少测试点的冗余，根据本发明的一个实施例，提供一种用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法，如图2所示，包括步骤：

S201，提供电路布局图形；

S202，设定多个测试点组，各测试点组内的测试点的连线对应与所述图形外轮廓的一段相交；

S203，获取测试点的光强；

S204，寻找光强与所述外轮廓的设定光强值最接近的测试点作为基准点；

S205，通过基准点确定位于所述图形外轮廓之外的外部测试点数量；

S206，统计外部测试点数量的分布；

S207，通过所述分布确定所需的外部测试点的最终数量；

S208，将所述外部测试点的最终数量用于确定所述电路布局图形的所有外轮廓。

下面结合附图对上述步骤进行详细说明。

首先执行步骤S201，提供电路布局图形。在具体实施方式中，如图3所示，将电路布局图形301简化为一个长方形。而现有的集成电路的布局一般只采用直线段或折线段来组成。因此，将电路布局图形301简化为一个长方形也符合本领域技术人员的习惯。

电路布局图形301具有一个封闭的外轮廓。为了提高计算的准确性，发明人将长度过长的外轮廓线先进行分割。在图3中，发明人设置有多个分割点302，用于分割电路布局图形301的外轮廓。并且，假定相邻两个分割点之间的电路布局图形301的外轮廓线为一条直线段。因此，确定电路布局图形301的外轮廓的任务就转化成定位这一条一条的线段。下面以从电路布局图形301分割出的一段轮廓线303为例，说明如何确定轮廓线303。

然后执行步骤S202，设定多个测试点组304，各测试点组内的测试点305的连线对应与电路布局图形301外轮廓的一段相交。例如，如图3所示，各测试点组304内的测试点305的连线与轮廓线303相交。当然，此时，实际的轮廓线303尚未被确定，但是，轮廓线303仅仅是在一个小范围内的确定位置不确定，也即轮廓线303的位置范围是确定的。因此，由于测试点组304内的测试点305足够多，而测试点305之间的间距又足够大，只要各测试点组304内相距最远的两个测试点305一个位于电路布局图形301的轮廓之外，而另一个位于轮廓之内，则通过各测试点组304内所有测试点305的连线必然会与轮廓线303相交。

在本发明一个较佳的实施例中，各测试点组304内所有测试点305在同一直线上，也即通过各测试点组304内所有测试点305的连线为直线。在本发明的另外一个较佳的实施例中，通过各测试点组304内所有测试点305的直线与轮廓线303垂直或接近垂直。这两个较佳的实施例的好处将会在步骤S204寻找基准点的过程中得到体现。

测试点305间的间距越小，计算精度越高，而所需的测试点305的数量就越多，计算量越大。因此，测试点305的间距是上述两个参量之间平衡的结果。在本发明一个较佳的实施例中，测试点305间的间距CPS为10nm。而测试点的数量，需要保证各测试点组304内相距最远的两个测试点305一个位于电路布局图形301的轮廓之外，而另一个位于轮廓之内。并且，根据光学原理，这两个相距最远的测试点305之间的间距SR有个可完全保证计算精度的最小值，这个最小值SR由下式来确定：

$\mathrm{SR}=\frac{{\mathrm{\λ}}_S}{\mathrm{NA}}$

其中，SR为各测试点组304内距离最远的两个测试点305间的距离，λ_S为曝光波长，NA为光刻机的数值孔径。

由于各测试点组304内距离最远的两个测试点305间的距离存在最小值，因此，在测试点305间的间距CPS确定的情况下，一个测试组304内的测试点305的数量也就有了一个可完全保证计算精度的最小值，这个最小值由下式所确定：

$\mathrm{CPN}=\frac{\mathrm{SR}}{\mathrm{CPS}}$

其中，CPN为各测试点组304内测试点305的数量，SR为各测试点组304内距离最远的两个测试点305间的距离，CPS为测试点305之间的距离。

而上述测试点305的最小值是可完全保证计算精度的最小值，但是，本发明的目的在基本保持计算精度的前提下，再度减少一个测试组304内的测试点305的数量，从而降低计算量。因此，上述所谓的最小值仍然有继续减小的潜力。具体如何减小这个最小值的方法将在以下部分进行描述。

接下来再执行步骤S203，获取测试点305的光强。当然，这里获取测试点305的光强的方法有多种，例如通过照射电路布局图形301获取其反射光强的方法，或者从相反的方向照射电路布局图形301获取其透射光强的方法，都可以因此实现步骤S203的目的，获取测试点305的光强。这里的光强数据可以是光强的原始数据，也可以是经过归一化的数据。无论是光强的原始数据，还是光强的归一化的数据，这些数据都可以用作后续步骤计算基准点之用。

接着再执行步骤S204，寻找光强与所述外轮廓的设定光强值最接近的测试点305作为基准点306。确定基准点306的方法可以是，如图4所示，将步骤S204中获取的测试点305的光强依照测试点305的位置作图。图的横坐标为按位置顺序排列的测试点305，纵坐标为光强值。从图上划出外轮廓的设定光强值，就可以迅速找到基准点306。

这里所说的外轮廓的设定光强值，是一个光强的阈值。这个阈值用来分割哪些测试点305处在电路布局图形301的轮廓之外以及哪些测试点305处在电路布局图形301的轮廓之内。这个外轮廓的设定光强值可以用OPC的模型来获取。在本领域中，这样的计算模型有多个，并且利用这样的模型来获取外轮廓的设定光强值的方法已为本领域技术人员所熟知，因此，在此不再赘述。

当基准点306确定之后，一个测试组304内的哪些测试点305处在电路布局图形301的轮廓之外，哪些处在电路布局图形301的轮廓之内就明确了。因此，在步骤S204之后再执行步骤S205，通过基准点306确定位于电路布局图形301外轮廓之外的外部测试点的数量。外部测试点的数量为基准点306与位于电路布局图形301外轮廓之外的测试点305的距离的最大值与测试点305间距之商，用公式来表示就是：

$\mathrm{OPN}=\frac{|\mathrm{RCD}\±\frac{1}{2}\mathrm{SR}|}{\mathrm{CPS}}$

其中，OPN为各测试点组304内的外部测试点的数量，RCD为基准点306距离测试点组304中心的距离，SR为各测试点组304内距离最远的两个测试点305间的距离，CPS为测试点305间的距离。当测试点组304的中心位于电路布局图形301的外轮廓之外时，上式中的加减运算符为+；而当测试点组304的中心位于电路布局图形301的外轮廓之内时，上式中的加减运算符为-。这里所获得的外部测试点的数量是后续统计分析的基础。

当然，在确定了外部测试点的数量之后，还可以根据基准点306一并确定位于电路布局图形301外轮廓之内的内部测试点的数量。内部测试点的数量为基准点306与位于电路布局图形301外轮廓之内的测试点305的距离的最大值与测试点305间距之商，用公式来表示就是：

$\mathrm{IPN}=\frac{|\mathrm{RCD}\±\frac{1}{2}\mathrm{SR}|}{\mathrm{CPS}}$

其中，IPN为各测试点组304内的内部测试点的数量。当测试点组304的中心位于电路布局图形301的外轮廓之外时，上式中的加减运算符为-；而当测试点组304的中心位于电路布局图形301的外轮廓之内时，上式中的加减运算符为+。而内部测试点的数量也可以一并用于后续统计分析，用来确定所需要的最小的内部测试点的数量。

再执行步骤S206，统计外部测试点数量的分布。这里所说的统计，是指引入多个测试点组304，而每个测试点组对应电路布局图形301外轮廓的一段，这样就可以根据上述方法获得多个外部测试点的数量。图5是根据本发明一个实施例进行外部测试点数量统计的结果。从图5可知，外部测试点的数量大于7个的案例很少，因此，外部测试点的数量等于8或9的情况就可以忽略不计。这样的忽略，对于OPC的计算精度没有实质性地降低，然而由于OPC的计算量与测试点的数量是成几何级数的关系，因此，即使如上述实施例所示将外部测试点的数量降低两个，也将会大幅降低OPC计算量。

因此，接下来执行步骤S207，通过所述分布确定所需的外部测试点的最终数量。在上述实施例中，外部测试点的最终数量是7个。

最后执行步骤S208，将所述外部测试点的最终数量用于确定电路布局图形301的所有边界。

在步骤S206至步骤S208中，还可以一并统计内部测试点的数量分布和确定所需要的内部测试点的最终数量，并将该内部测试点的最终数量用于确定电路布局图形301的所有边界。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法，其特征在于，包括步骤：

提供电路布局图形；

设定多个测试点组，各测试点组内的测试点的连线对应与所述图形外轮廓的一段相交；

获取测试点的光强；

寻找光强与图形外轮廓的设定光强值最接近的测试点作为基准点；

通过基准点确定位于所述图形外轮廓之外的外部测试点数量；

统计外部测试点数量的分布；

通过所述外部测试点数量的分布确定所需的外部测试点的最终数量；

将所述外部测试点的最终数量用于确定所述电路布局图形的所有外轮廓；其中，所述统计外部测试点数量的分布是指统计与所述图形外轮廓相交的所有测试点组中位于图形外轮廓外部的测试点的数目；

所述方法还包括步骤：

通过基准点确定位于所述图形外轮廓之内的内部测试点数量；

统计内部测试点数量的分布；

通过所述内部测试点数量的分布确定所需的内部测试点的最终数量；

将所述内部测试点的最终数量用于确定所述电路布局图形的所有外轮廓；其中，所述统计内部测试点数量的分布是指统计与所述图形外轮廓相交的所有测试点组中位于图形外轮廓内部的测试点的数目。

2.如权利要求1所述的用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法，其特征在于：所述的各测试点组内的测试点的连线为直线。

3.如权利要求2所述的用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法，其特征在于：所述直线垂直或接近垂直于相应的一段图形外轮廓。 

4.如权利要求3所述的用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法，其特征在于，各测试点组内距离最远的两个测试点间的距离由下式确定：

其中，SR为各测试点组内距离最远的两个测试点间的距离，λ_s为曝光波长，NA为数值孔径。

5.如权利要求4所述的用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法，其特征在于，各测试点组内测试点的数量由下式决定：

其中，CPN为各测试点组内测试点的数量，SR为各测试点组内距离最远的两个测试点间的距离，CPS为测试点间的距离。

6.如权利要求4所述的用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法，其特征在于：所述外部测试点数量为基准点与位于所述图形外轮廓之外的测试点的距离的最大值与测试点间距离之商。

7.如权利要求1所述的用于光学临近修正的确定图形外轮廓的方法，其特征在于：所述内部测试点数量为基准点与位于所述图形外轮廓之内的测试点的距离的最大值与测试点间距离之商。 

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