CN102508962A

CN102508962A - 用矢量化参数确定规则插入散射条配方的方法

Info

Publication number: CN102508962A
Application number: CN2011103412211A
Authority: CN
Inventors: 齐晶; 史峥; 林斌; 罗凯升
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: CN102508962B

Abstract

本发明公开了一种用矢量化参数确定规则插入散射条配方的方法。本发明方法包括光刻模型、光学邻近校正、散射条参数初始化，载入一维图形，计算工艺窗口得到一维向量最优解，载入二维图形，计算工艺窗口得到二维向量最优。本发明能快速确定配方，减小边放置误差，改善工艺窗口，避免散射条刻出的现象出现，提高了集成电路的生产成品率和缩短了生产周期。

Description

用矢量化参数确定规则插入散射条配方的方法

技术领域

本发明涉及集成电路计算机辅助设计领域，尤其是涉及一种用矢量化参数确定规则插入散射条配方的方法。

背景技术

伴随着工艺尺寸的不断减小，针对于目前的65纳米、45纳米，甚至是32纳米工艺技术节点，作为半导体集成电路制造图形转移部分(Pattern Transfer)的重要环节，光刻技术(Photo-lithography)正愈来愈受到关注。这是缘于接近光刻成像系统的极限，而导致实际刻出图形结果有严重畸变。因此，使得如分辨率增强技术 (Resolution Enhancement Technology)和面向可制造性的设计辅助(Design For Manufacturability)成为193纳米波长光源光刻中不可或缺的一部分。其中，亚分辨率辅助图形(Sub-Resolution Assist Features)、光学邻近校正(Optical Proximity Correction)、反向光刻(Inverse Lithography Technology，ILT)、双重图形(Double Patterning)、自对准双重图形(Self-aligned Double Patterning)等技术手段均被用来提高光刻分辨率。

散射条(Scattering Bar)即是亚分辨率辅助图形，其利用在主图形周边放置辅助图形条，来提升主图形在光刻过程中的品质。插入散射条的好处主要有以下两点：一是可以改善轮廓线宽，改善光强对比，减小边放置误差(Edge Placement Error)；二是能很好地提高焦深，从而改善光刻工艺窗口。同时，也应注意工艺变化导致散射条对光刻的负面影响，进行光刻规则检查(Lithography Rule Check)以避免散射条刻出的现象发生。对于集成电路版图中一些特殊的关键层，例如，栅层和第一层金属层，因为特征线宽相较其他层要小(例如第二层以及以上金属层)，就需要利用插入散射条的方法来减小边放置误差，满足工艺窗口，最终提高成品率。

插入辅助图形在分辨率增强技术中使用流程如下。首先，建立得到用于验证的光学模型，并准备好尚未进行分辨率增强的大面积版图。其次，通过配方，对版图中的关键层(栅层、第一层金属层)做重定位(Retargeting，亦称为版图预偏移biasing)，微量变化线宽，调整版图比例，为后面的光刻校正做准备。然后，在重定位后的版图基础上，利用一些软件的工具，可以插入形散射条（SRAF Insertion）。其中配方控制文件（Recipe），是由规则参数构成，分为定义插入散射条的个数，对应位置，以及间距检查等。随后是光学邻近校正重定位后版图的工作，其中需要对版图的边进行切分，利用查找表计算光强，以寻找最合适的边偏移量，迭代收敛得到校正版图。最后，在验证环节，主要对版图的边放置误差和焦深进行测量，并利用光刻规则检查来判断是否会有不利于制造的情况出现，例如散射条刻出等。

插入散射条的具体过程如下。

a. 掩模装载。将掩模版图的图形装载、放置到相应的数据结构上(将版图分为四块的四叉树结构)，为后面的遍历图形做好准备。

b. 收集空隙(GAP)。通过扫描线算法遍历已经装载图形，收集所有需要插入散射条的空隙，并将其装入一个栈中并排序。

c. 预加散射条。对于不同空隙的间距，由配方分别加上对应数目和对应位置散射条。并记录在链表上。

d. 合并同类图形。遍历链表，对首尾相连散射条进行合并操作。

e. 间距检查。根据配方，检查散射条到版图图形的最小距离，若超过限度，需要裁剪或调整位置。

f. 交叠清理。根据配方，清理纵向和横向交叠的散射条。

g. 凸边填充(Fill Jog)。对于散射条的宽度进行唯一化处理，防止交叠处的凸边散射条因为过宽而出现散射条刻出的现象。

h. 规则再检查。再次检查散射条到版图和散射条之间的间距。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用矢量化参数确定规则插入散射条配方的方法，以便加快优化配方速度，减小边放置误差，避免散射条刻出的现象出现，提高集成电路产品的良率，改善工艺窗口。

为达了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用矢量化参数确定规则插入散射条配方的方法，用相互独立的散射条配方参数快速遍历配方解空间，确定散射条的配方，其步骤如下：

1) 光刻模型参数以及光学邻近校正初始化。

光刻模型参数如下：

光刻掩模图形，光刻掩膜图形的特征尺寸，光刻机的基本参数，λ，NA，σ；

其中，λ是光源的波长，NA是光学系统的数值孔径，σ是照明的相干系数。

光学邻近校正的基本参数如下：

I₀，f，Corner_Slope，Delta_E，Delta_S，Delta_I；

其中，I₀是光刻胶成像阈值，f是初始采样频率，Corner_Slope是拐角处切分出的线段的端点处允许的最大斜率，Delta_E是光强评估点位置的误差控制参数，Delta_S是切分点位置的误差控制参数，Delta_I是光强误差控制参数。

2) 散射条的配方参数初始化和生成独立一维测试向量、二维测试向量：

散射条的配方参数如下：

In_layer，Out_layer，max_SRAF_width，max_main_CD，max_SRAF_width， ZSRAF_space1，ZSRAF_space2， ZSRAF_space3，SRAF_to_main， SRAF_edge_edge，SRAF_end_end，SRAF_Side_SRAF_Offset，min_SRAF_L，SRAF_Fill_Jog，SRAF_Intersection_Type。

其中，In_layer是输入栅层, Out_layer是输出散射条层，max_main_CD是插入散射条对应主图形最大横向厚度，max_SRAF_width是散射条最大宽度，min_SRAF_width是散射条最小宽度，ZSRAF_space1是插入一个散射条时与主图形的最小间距，ZSRAF_space2是插入两个散射条时主图形之间的最小间距， ZSRAF_space3是插入三个以及以上散射条时主图形之间的最小间距， SRAF_to_main是散射条距离主图形的最小间距， SRAF_edge_edge是散射条之间边和边的最小间距，SRAF_end_end是散射条之间线端和线端的最小间距，SRAF_Side_SRAF_Offset是散射条之间偏移的最小间距，min_SRAF_L是散射条的最小合法长度，SRAF_Fill_Jog是散射条凸边填充的开关选项, SRAF_Intersection_Type是散射条交叠处理形状的选项。

所述的一维测试向量有四个，分别是散射条数量num_SRAF，散射条宽度SRAF_width、 SRAF_to_main和SRAF_edge_edge。而ZSRAF_space1、ZSRAF_space2、ZSRAF_space3、min_SRAF_width和max_SRAF_width均可以通过一维测试向量直接或相互简单叠加计算得到相应值。

所述的二维测试向量有三个：分别是辅助图形交叠清理SRAF_Intersection_Type、最小合理长度min_SRAF_L以及凸边填充SRAF_Fill_Jog。

3) 载入一维图形和一维测试向量：

载入一维图形，准备好要遍历的一维测试参数向量，如散射条一般宽度SRAF_width和最小合理间距ZSRAF_space1；载入的一维图形线宽从光刻掩膜图形的特征尺寸 + 10 nm开始，减小到光刻掩膜图形的特征尺寸 - 10 nm为止，间隔10 nm；载入的一维图形间距从1.5倍光刻掩膜图形的特征尺寸开始，每间隔0.2 倍光刻掩膜图形的特征尺寸一组，到5.5 倍光刻掩膜图形的特征尺寸结束，一共六十三组一维图形。

4) 遍历一维参数测试向量：

遍历允许的散射条宽度SRAF_width和最小间距ZSRAF_space1，插入散射条，并做光学邻近校正；首先遍历散射条宽度SRAF_width从光刻掩膜图形的特征尺寸特征线宽的1/3开始，初始遍历每间隔10nm遍历到光刻掩膜图形的特征尺寸特征线宽的2/3；其次是最小合理间距ZSRAF_space1，从1.5倍光刻掩膜图形的特征尺寸开始，到2.5倍光刻掩膜图形的特征尺寸结束，每间隔10 nm。

5) 选择最佳一维参数测试向量：

利用焦深和剂量变化测量工艺窗口；以剂量1.1倍，1.0倍，0.9倍，和焦深正100 nm，最佳最准0 nm，负100 nm；共九个测量情形，得到边放置误差的平均值。选取最小边放置误差时候的一维参数向量作为最优解；

6) 载入二维图形和二维测试向量：

载入二维图形，准备好要遍历的二维参数测试向量，如辅助图形交叠清理SRAF_Intersection_Type、最小合理长度min_SRAF_L以及凸边填充SRAF_Fill_Jog。同时将步骤5中得到的一维参数宽度SRAF_width和最小合理间距ZSRAF_space1作为固定值输入给配方；二维图形由一些常用基本形状的与非或门图形构成。

7) 遍历二维参数测试向量：

遍历允许的交叠清理SRAF_Intersection_Type、最小合理长度min_SRAF_L以及凸边填充SRAF_Fill_Jog；这样三个二维选项进行插入散射条，并做光学邻近校正；其中SRAF_Intersection_Type分为不做交叠清理、做完全交叠清理、允许L型交叠、允许T型交叠这样四种；min_SRAF_L以最小尺寸1.5倍光刻掩膜图形的特征尺寸开始，每次递增10 nm，一直到2倍光刻掩膜图形的特征尺寸为止；而凸边填充SRAF_Fill_Jog分为不填充和填充两种。

8) 选择最佳二维参数向量：

利用焦深和剂量变化测量工艺窗口。以剂量1.1倍，1.0倍，0.9倍，和焦深正100 nm，最佳最准0 nm，负100 nm。共九个测量情形，得到边放置误差的平均值。选取最小边放置误差时候的二维测试参数向量作为结果。

9) 得到散射条配方：

最终利用利用步骤5中所得到的一维参数测试向量和步骤8中所得到的二维参数测试向量，即可得到散射条配方。

本发明是利用矢量化参数确定规则插入散射条配方的方法，这种方法主要用于减小边放置误差，改善工艺窗口，避免散射条刻出的现象出现，提高集成电路产品的良率。

本发明具有的有益效果是：

本发明能快速确定配方，减小边放置误差，改善工艺窗口，避免散射条刻出的现象出现，提高了集成电路的生产成品率和缩短了生产周期。

附图说明

图1是快速确定规则插入散射条配方的流程图。

图2是一维图形示意图。

图3是二维图形示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

用矢量化参数确定规则插入散射条配方的方法，流程如图1所示，包括光刻模型、光学邻近校正、散射条参数初始化，载入一维图形，计算工艺窗口得到一维向量最优解，载入二维图形，计算工艺窗口得到二维向量最优解，步骤如下：

1) 光刻模型参数以及光学邻近校正初始化。

光刻模型参数如下：

光学邻近校正的基本参数如下：

I₀，f，Corner_Slope，Delta_E，Delta_S，Delta_I；

散射条的配方参数如下：

所述的一维测试向量有四个，分别是散射条数量num_SRAF，散射条宽度SRAF_width、SRAF_to_main和SRAF_edge_edge。而ZSRAF_space1、ZSRAF_space2、ZSRAF_space3、min_SRAF_width和max_SRAF_width均可以通过一维测试向量直接或相互简单叠加计算得到相应值。

3) 载入一维图形和一维测试向量：

载入一维图形，准备好要遍历的一维测试参数向量，如散射条一般宽度SRAF_width和最小合理间距ZSRAF_space1；如图2所示，载入的一维图形线宽从光刻掩膜图形的特征尺寸 + 10 nm开始，减小到光刻掩膜图形的特征尺寸 - 10 nm为止，间隔10 nm；载入的一维图形间距从1.5倍光刻掩膜图形的特征尺寸开始，每间隔0.2 倍光刻掩膜图形的特征尺寸一组，到5.5 倍光刻掩膜图形的特征尺寸结束，一共六十三组一维图形。

4) 遍历一维参数测试向量：

5) 选择最佳一维参数测试向量：

利用焦深和剂量变化测量工艺窗口；以剂量1.1倍，1.0倍，0.9倍，和焦深正100 nm，最佳最准0 nm，负100 nm；共九个测量情形，得到边放置误差的平均值。选取最小边放置误差时候的一维参数向量作为最优解，为步骤9得到完整配方做好准备。

6) 载入二维图形和二维测试向量：

载入二维图形，准备好要遍历的二维参数测试向量，如辅助图形交叠清理SRAF_Intersection_Type、最小合理长度min_SRAF_L以及凸边填充SRAF_Fill_Jog。同时将步骤5中得到的一维参数宽度SRAF_width和最小合理间距ZSRAF_space1作为固定值输入给配方；二维图形由一些常用基本形状的与非或门图形构成，如图3。

7) 遍历二维参数测试向量：

8) 选择最佳二维参数向量：

利用焦深和剂量变化测量工艺窗口。以剂量1.1倍，1.0倍，0.9倍，和焦深正100 nm，最佳最准0 nm，负100 nm。共九个测量情形，得到边放置误差的平均值。选取最小边放置误差时候的二维测试参数向量作为结果，为步骤9得到完整配方做好准备。

9) 得到散射条配方：

Claims

1.用矢量化参数确定规则插入散射条配方的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1.光刻模型参数以及光学邻近校正初始化；

所述的光刻模型参数包括光刻掩模图形输入、光刻掩膜图形的特征尺寸、光刻机的基本参数，该参数包括λ、NA和σ，其中λ是光源的波长，NA是光学系统的数值孔径，σ是照明的相干系数；

光学邻近校正的基本参数如下：

I₀、f、Corner_Slope、Delta_E、Delta_S和Delta_I；

其中，I₀是光刻胶成像阈值，f是初始采样频率，Corner_Slope是拐角处切分出的线段的端点处允许的最大斜率，Delta_E是光强评估点位置的误差控制参数，Delta_S是切分点位置的误差控制参数，Delta_I是光强误差控制参数；

步骤2.散射条的配方参数初始化和生成独立一维测试向量、二维测试向量；

散射条的配方参数如下：

In_layer、Out_layer、max_SRAF_width、max_main_CD、max_SRAF_width、 ZSRAF_space1、ZSRAF_space2、ZSRAF_space3、SRAF_to_main、 SRAF_edge_edge、SRAF_end_end、SRAF_Side_SRAF_Offset、min_SRAF_L、SRAF_Fill_Jog、SRAF_Intersection_Type；

其中In_layer是输入栅层, Out_layer是输出散射条层，max_main_CD是插入散射条对应主图形最大横向厚度，max_SRAF_width是散射条最大宽度，min_SRAF_width是散射条最小宽度，ZSRAF_space1是插入一个散射条时与主图形的最小间距，ZSRAF_space2是插入两个散射条时主图形之间的最小间距， ZSRAF_space3是插入三个以及以上散射条时主图形之间的最小间距， SRAF_to_main是散射条距离主图形的最小间距， SRAF_edge_edge是散射条之间边和边的最小间距，SRAF_end_end是散射条之间线端和线端的最小间距，SRAF_Side_SRAF_Offset是散射条之间偏移的最小间距，min_SRAF_L是散射条的最小合法长度，SRAF_Fill_Jog是散射条凸边填充的开关选项, SRAF_Intersection_Type是散射条交叠处理形状的选项；

所述的一维测试向量有四个，分别是散射条数量num_SRAF，散射条宽度SRAF_width、 SRAF_to_main和SRAF_edge_edge；ZSRAF_space1、ZSRAF_space2、ZSRAF_space3、max_SRAF_width、min_SRAF_width参量均可以通过上述一维测试向量直接或相互简单叠加计算得到相应值；

所述的二维测试向量有三个，分别是辅助图形交叠清理SRAF_Intersection_Type、最小合理长度min_SRAF_L以及凸边填充SRAF_Fill_Jog；

步骤3.载入一维图形和一维测试向量，具体是：载入一维图形，准备好要遍历的一维测试参数向量，载入的一维图形线宽从光刻掩膜图形的特征尺寸 + 10 nm开始，减小到光刻掩膜图形的特征尺寸 - 10 nm为止，间隔10 nm；载入的一维图形间距从1.5倍光刻掩膜图形的特征尺寸开始，每间隔0.2 倍光刻掩膜图形的特征尺寸一组，到5.5 倍光刻掩膜图形的特征尺寸结束，一共六十三组一维图形；

步骤4.遍历一维参数测试向量，具体是：遍历允许的散射条宽度SRAF_width和最小间距ZSRAF_space1，插入散射条，并做光学邻近校正；首先遍历散射条宽度SRAF_width从光刻掩膜图形的特征尺寸特征线宽的1/3开始，初始遍历每间隔10nm遍历到光刻掩膜图形的特征尺寸特征线宽的2/3；其次是最小合理间距ZSRAF_space1，从1.5倍光刻掩膜图形的特征尺寸开始，到2.5倍光刻掩膜图形的特征尺寸结束，每间隔10 nm；

步骤5.选择最佳一维参数测试向量，具体是：利用焦深和剂量变化测量工艺窗口，以剂量1.1倍，1.0倍，0.9倍，和焦深正100 nm，最佳最准0 nm，负100 nm，共九个测量情形，得到边放置误差的平均值，选取最小边放置误差时候的一维参数测试向量作为最优解；

步骤6.载入二维图形和二维测试向量，具体是：载入二维图形，准备好要遍历的二维参数测试向量；同时将步骤5中得到的一维参数散射条宽度SRAF_width和最小合理间距ZSRAF_space1作为固定值输入给配方；

步骤7.遍历二维参数测试向量，具体是：遍历允许的交叠清理SRAF_Intersection_Type、最小合理长度min_SRAF_L以及凸边填充SRAF_Fill_Jog；这样三个二维选项进行插入散射条，并做光学邻近校正；其中SRAF_Intersection_Type分为不做交叠清理、做完全交叠清理、允许L型交叠、允许T型交叠这样四种；min_SRAF_L以最小尺寸1.5倍光刻掩膜图形的特征尺寸开始，每次递增10 nm，一直到2倍光刻掩膜图形的特征尺寸为止；而凸边填充SRAF_Fill_Jog分为不填充和填充两种；

步骤8.选择最佳二维测试参数向量，具体是：利用焦深和剂量变化测量工艺窗口，以剂量1.1倍，1.0倍，0.9倍，和焦深正100 nm，最佳最准0 nm，负100 nm，共九个测量情形，得到边放置误差的平均值，选取最小边放置误差时候的二维测试参数向量作为结果；

步骤9.利用步骤5中所得到的一维参数测试向量和步骤8中所得到的二维参数测试向量，即可得到散射条配方。