CN102411259A - 对光掩膜设计版图进行光学临近修正的方法和装置 - Google Patents

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阚欢
张辰明
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Abstract

本申请涉及一种对光掩膜设计版图进行光学临近修正的方法和装置，该方法包括：通过OPC模型仿真为原始光掩膜设计版图中具有相似二维角的图形确定分立型的子辅助图形的个数、形状、大小及位置；搜索所述原始光掩膜设计版图中所有具有相似二维角的图形的两个边上的所有修正片段集合；根据所确定的位置移动所有修正片段集合，由此形成分立型的子辅助图形；将所得到的分立型的子辅助图形与原始光掩膜设计版图进行逻辑或运算，从而将分立型的子辅助图形添加在原始光掩膜设计版图的具有相似二维角的图形的周围。本申请可以提高二维角图形的保形性；避免生产成本增加；以及灵活设计和组合分立型的辅助图形，从而提高二维图形的分辨率。

Description

对光掩膜设计版图进行光学临近修正的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种对光掩膜设计版图进行光学临近修正的方法和装置。
背景技术
随着微电子技术的迅猛发展，集成电路设计和制造已进入超深亚微米(VDSM)阶段，特征尺寸已经接近甚至小于光刻工艺中所使用的光波波长，即，掩膜图案的尺寸接近甚至小于形成光刻图案的光线的波长，从而产生光学临近效应(Optical Proximity Effect，OPE)。在这种情况下，掩膜上的图案将在转移时发生变形，而且掩膜图案上相邻图案区域的光刻质量受光学临近效应的影响越来越大，由此实际硅片上得到的光刻图形与掩膜图案之间存在一定的变形和偏差，光刻中的这种误差直接影响了电路性能和生产成品率。
为了尽量消除这种误差，一种有效的方法是光学临近修正(OpticalProximity Correction，OPC)方法，其利用计算机和套装软件运算等对欲曝光在硅片的半导体基底上的原始图案进行计算修正，得到与原始图案不同的结果图形，再将此结果图形输入计算机存档。根据光学临近效应修正所得到的结果图形制作于光掩膜上，光束通过此光掩膜投影在半导体基底上的图案可与原始图案几乎相同，从而弥补由光学装置的有限分辨率造成的光学临近效应。
在传统的规则式光学临近修正中，通过在原始掩膜设计版图1(例如参见图1)的二维角图形(例如拐角)处加入辅助图形(serif)3(例如参见图2)来增加图形的分辨率，从而使得所得到的图形尽可能地与原始设计图形保持一致。然而，由于光刻工艺分辨率的限制，传统的serif图形无法满足一些对二维角图形保形性要求较高的工艺要求(见图5和图7)。例如在SiGe BCD(Bipolar，CMOS DMOS)工艺中，对发射极窗口(emit window)工艺中长方形孔要求其拐角尽可能地方(即，呈90度角)以接近原始掩膜设计版图。对于这种二维角图形保形性要求较高的工艺，通常会采用降低光刻曝光波长的方法，如将248nm波长的曝光机台换成193nm波长的曝光机台，这样二维角图形保形性会有所提高，但是这种方法所付出的生产成本会不期望地增加很多。
发明内容
鉴于上述问题，本申请的一个目的是提供一种能够提高二维角图形的保形性的光学临近修正方法和装置。
本申请的另一个目的是提供一种能够避免生产成本增加的光学临近修正方法和装置。
本申请的又一个目的是提供一种能够灵活设计和组合分立型的辅助图形，从而提高二维图形的分辨率的光学临近修正方法和装置。
为了实现上述目的，本申请提供一种对光掩膜设计版图进行光学临近修正的方法，该方法包括如下步骤：确定步骤，通过OPC模型仿真为原始光掩膜设计版图中具有相似二维角的图形确定分立型的子辅助图形的个数、形状、大小及位置；搜索步骤，搜索所述原始光掩膜设计版图中所有具有相似二维角的图形的两个边上的所有修正片段集合；形成步骤，根据所述确定步骤所确定的位置移动所有修正片段集合，由此形成所述分立型的子辅助图形；添加步骤，将所述形成步骤所得到的分立型的子辅助图形与所述原始光掩膜设计版图进行逻辑或运算，从而将所述分立型的子辅助图形添加在所述原始光掩膜设计版图的具有相似二维角的图形的周围。
此外，本申请还提供了一种对光掩膜设计版图进行光学临近修正的装置，该装置包括：确定模块，通过OPC模型仿真为原始光掩膜设计版图中具有相似二维角的图形确定分立型的子辅助图形的个数、形状、大小及位置；搜索模块，搜索所述原始光掩膜设计版图中所有具有相似二维角的图形的两个边上的所有修正片段集合；形成模块，根据所述确定模块所确定的位置移动所有修正片段集合，由此形成所述分立型的子辅助图形；以及添加模块，将所述形成模块所得到的分立型的子辅助图形与所述原始光掩膜设计版图进行逻辑或运算，从而将所述分立型的子辅助图形添加在所述原始光掩膜设计版图的具有相似二维角的图形的周围。
在本申请中，由于采用分立型的serif对二维角的图形进行OPC修正，因分立型serif可以独立设定各自的形状大小，故灵活组合后可满足设计要求。并且能够避免生产成本增加。还能提高二维角图形的保形性。
本申请包括如上所述的多个优点。当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1示出了原始的掩膜设计版图的一示例性实例；
图2示出了现有技术中添加辅助图形的掩膜设计版图；
图3示例性示出了根据本申请利用分立型辅助图形对原始掩膜设计版图进行光学临近修正的第一实施例；
图4示例性示出了根据本申请利用分立型辅助图形对原始掩膜设计版图进行光学临近修正的第二实施例；
图5示出了现有技术中利用辅助图形进行OPC之后执行光刻所得到的仿真图形；
图6示出了根据本申请利用分立型辅助图形进行OPC之后执行光刻所得到的仿真图形；
图7示出了现有技术中利用辅助图形进行OPC之后执行光刻所得到的实际图形；
图8示出了根据本申请利用分立型辅助图形进行OPC之后执行光刻所得到的实际图形；
图9示例性示出了根据本申请实施例对光掩膜设计版图进行光学临近修正的方法的流程图；以及
图10示例性示出了根据本申请实施例对光掩膜设计版图进行光学临近修正的装置的功能框图。
具体实施方式
下面将参照附图以SiGe BCD工艺中的发射极窗口为例，详细描述根据本申请利用分立型辅助图形对原始光掩膜设计版图进行OPC的处理过程。
首先，参照图9描述根据本申请对光掩膜设计版图进行光学临近修正的方法的流程图。在步骤S11的确定步骤中，通过OPC模型仿真为原始光掩膜设计版图中具有相似二维角的图形确定分立型的子辅助图形的个数、形状、大小及相对于所述原始光掩膜设计版图的位置；接着，在步骤S12的搜索步骤中，搜索所述原始光掩膜设计版图中所有具有相似二维角的图形的两个边上的所有修正片段集合；然后，在步骤S13的形成步骤中，根据所述确定步骤所确定的位置移动所有修正片段集合，由此形成所述分立型的子辅助图形；最后，在步骤S14的添加步骤中，将所述形成步骤所得到的分立型的子辅助图形与所述原始光掩膜设计版图进行逻辑或运算，从而将所述分立型的子辅助图形添加在所述原始光掩膜设计版图的具有相似二维角的图形的周围。
接着，参照图3具体说明根据本申请利用分立型辅助图形对原始掩膜设计版图进行光学临近修正的第一实施例。在具有长方形开孔2的原始光掩膜设计版图1(见图1)的具有相似二维角的图形(即，四个拐角)上分别添加分立型的辅助图形，从而形成修正后的光掩膜设计版图11(见图3)。分立型的辅助图形包括分开的、独立存在的多个子辅助图形(本实施例中为子辅助图形A、B和C)。子辅助图形的个数大于1且具有任意形状。子辅助图形各自的独立面积大于0小于0.25um2，且各个子辅助图形距离其对应的二维角图形(即，拐角)的最短距离在-0.5um～+0.5um之间，其中负号表示子辅助图形A、B、C与二维角图形发生交叠，部分图形存在于二维角图形内部；正号表示子辅助图形A、B、C远离二维角图形，不发生交叠。
在图3中，子辅助图形B的上边与开孔2的上边在同一直线上，子辅助图形C的左边与开孔2的左边在同一直线上，且子辅助图形A到子辅助图形B和C的直线距离相等，均为d3。请注意，上述设定仅为示例性，而不旨在限制本申请的范围。
现将描述子辅助图形的个数、形状、大小及相对于原始光掩膜设计版图的位置的确定处理。首先通过OPC模型设定子辅助图形的个数(在本实施例中为3个)，同时设定子辅助图形的形状、大小以及距离二维角图形的最短距离，并进行仿真处理，然后将仿真结果与预定条件进行比较，若此次仿真结果不满足预定条件，则改变子辅助图形的个数、形状、大小和距离中的至少一个，并再次进行仿真处理和比较处理，重复执行上述处理直到OPC模型的仿真结果满足预定条件为止，并将此次仿真所使用的子辅助图形的个数、形状、大小和位置(例如在本实施例中，个数为3，子辅助图形A的形状为正方形，子辅助图形B和C的形状为长方形，子辅助图形A、B、C的距离参数分别为d1、d2、d3)确定为进行光学临近修正所使用的参数。
下面将以图3为例描述如何使用上述参数对光掩膜设计版图进行光学临近修正。在OPC运算程序中，在原始光掩膜设计版图中的所有具有相似二维角的图形(在本实施例中为四个拐角)中，先找到这些二维角图形所处较长边的修正片断集合J_x，再找到二维角所处较短边的修正片断集合J_y；然后，将集合J_y中所有修正片断移动距离d1；之后，将集合J_x中所有修正片断移动距离d2；接着，由移动后的集合J_y修正片断形成图形B；由移动后的集合J_x修正片断形成图形C；然后，由图形B和C根据d3的值找到A的位置，形成图形A；其后，将图形A、B和C与原始掩膜设计版图进行逻辑或运算；最后，将进行逻辑或运算后的结果输出，从而完成OPC运算，即，完成对原始掩膜设计版图的光学临近修正。
接着参照图4说明根据本申请利用分立型辅助图形对原始掩膜设计版图进行光学临近修正的第二实施例。该第二实施例与第一实施例的区别仅在于：子辅助图形B与二维角图形(在本实施例中为开孔2的拐角)之间的距离d2为负数，即，子辅助图形B与二维角图形部分重叠。
利用上述第一实施例中光学临近修正参数进行光掩膜设计版图修正，然后进行仿真，由此得到的光刻图形如图6所示。而根据现有技术利用普通辅助图形进行OPC之后执行光刻所得到的仿真图形如图5所示。从图5和图6与图1的对比可以看出，根据本申请的光学临近修正所得光刻图形的四个拐角较方正，更为接近原始设计版图的图形。
再参看图7和图8，其中图7示出了现有技术中利用辅助图形进行OPC之后执行光刻所得到的实际图形，图8示出了根据本申请利用分立型辅助图形进行OPC之后执行光刻所得到的实际图形。由此可见，在实际硅片光刻后的图形与上述仿真图形吻合，根据本申请的实际光刻所得到的图形相较于现有技术在二维角图形的保形性方面有了明显改善。
尽管上述说明以SiGe BCD工艺中发射极窗口为例，但本领域的技术人员可以理解的是，可将本申请应用于任意二维图形(不限于90度的二维角图形)中。尽管在本申请中所示出的子辅助图形(即，A、B和C)为三个，但本领域的技术人员可以根据实际情况对子辅助图形的个数进行选择。尽管在本申请中的图3中示出开孔2的四个拐角处均具有相同的辅助图形(即，A、B和C)，但本领域的技术人员可以根据实际二维角的角度和/或其附近环境等在不同的二维角图形部分周围设置不同的辅助图形。尽管在本申请中先定位子辅助图形B和C的位置，然后根据子辅助图形B和C的位置确定子辅助图形A的位置，但本领域的技术人员根据本申请公开的内容可以想到多种确定位置的顺序。
图10示例性示出本申请对光掩膜设计版图进行光学临近修正的装置的功能框图，本申请的对光掩膜设计版图进行光学临近修正的装置对应于上述实施例中的对光掩膜设计版图进行光学临近修正的方法。参见图10，对光掩膜设计版图进行光学临近修正的装置包括：确定模块，通过OPC模型仿真为原始光掩膜设计版图中具有相似二维角的图形确定分立型的子辅助图形的个数、形状、大小及位置；搜索模块，搜索所述原始光掩膜设计版图中所有具有相似二维角的图形的两个边上的所有修正片段集合；形成模块，根据所述确定步骤所确定的位置移动所有修正片段集合，由此形成所述分立型的子辅助图形；以及添加模块，将所述形成步骤所得到的分立型的子辅助图形与所述原始光掩膜设计版图进行逻辑或运算，从而将所述分立型的子辅助图形添加在所述原始光掩膜设计版图的具有相似二维角的图形的周围。
根据本申请实施例的装置可以为计算机装置、服务器或可以执行上述方法的步骤的任意设备。装置中的模块(例如确定模块)等可以为计算机装置、服务器的具有相应功能的组件、逻辑电路或其它部分。
本申请包括如下所述的多个优点之一或任意组合，但不限于这些优点：
(1)提高二维角图形的保形性；
(2)避免生产成本增加。
(3)可以灵活设计和组合分立型的辅助图形，从而提高二维图形的分辨率。
当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
尽管上面以示例性实施例的方式对本申请进行了详细描述，但本申请的范围不限于上述实施例，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改进和变型，这些均不脱离本申请的范围和构思。

Claims (10)

1.一种对光掩膜设计版图进行光学临近修正的方法，该方法包括如下步骤：
确定步骤，通过OPC模型仿真为原始光掩膜设计版图中具有相似二维角的图形确定分立型的子辅助图形的个数、形状、大小及位置；
搜索步骤，搜索所述原始光掩膜设计版图中所有具有相似二维角的图形的两个边上的所有修正片段集合；
形成步骤，根据所述确定步骤所确定的位置移动所有修正片段集合，由此形成所述分立型的子辅助图形；以及
添加步骤，将所述形成步骤所得到的分立型的子辅助图形与所述原始光掩膜设计版图进行逻辑或运算，从而将所述分立型的子辅助图形添加在所述原始光掩膜设计版图的具有相似二维角的图形的周围。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子辅助图形的个数大于等于2。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子辅助图形是独立存在的可具有任意形状的图形。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子辅助图形的每一个的面积大于0小于0.25μm2。
5.根据权利要求1所述的方法，每个所述子辅助图形与对应的所述具有相似二维角的图形的距离在-0.5μm至+0.5μm之间，其中负号表示所述子辅助图形与对应的所述具有相似二维角的图形发生交叠，正号表示所述子辅助图形与对应的所述具有相似二维角的图形并未发生交叠。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定步骤包括：通过改变所述分立型的子辅助图形的个数、形状、大小及相对于所述原始光掩膜设计版图的位置中的至少一个并进行仿真，且判断仿真结果是否满足预定条件，来获得进行所述光学临近修正所使用的所述分立型的子辅助图形的各种参数。
7.一种对光掩膜设计版图进行光学临近修正的装置，该装置包括：
确定模块，通过OPC模型仿真为原始光掩膜设计版图中具有相似二维角的图形确定分立型的子辅助图形的个数、形状、大小及位置；
搜索模块，搜索所述原始光掩膜设计版图中所有具有相似二维角的图形的两个边上的所有修正片段集合；
形成模块，根据所述确定模块所确定的位置移动所有修正片段集合，由此形成所述分立型的子辅助图形；以及
添加模块，将所述形成模块所得到的分立型的子辅助图形与所述原始光掩膜设计版图进行逻辑或运算，从而将所述分立型的子辅助图形添加在所述原始光掩膜设计版图的具有相似二维角的图形的周围。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述子辅助图形是独立存在的可具有任意形状的个数大于等于2的图形，且所述子辅助图形的每一个的面积大于0小于0.25μm2。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，每个所述子辅助图形与对应的所述具有相似二维角的图形的距离在-0.5μm至+0.5μm之间，其中负号表示所述子辅助图形与对应的所述具有相似二维角的图形发生交叠，正号表示所述子辅助图形与对应的所述具有相似二维角的图形并未发生交叠。
10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述确定模块通过改变所述分立型的子辅助图形的个数、形状、大小及相对于所述原始光掩膜设计版图的位置中的至少一个并进行仿真，且判断仿真结果是否满足预定条件，来获得进行所述光学临近修正所使用的所述分立型的子辅助图形的各种参数。
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