CN103645611B - 一种版图设计光刻工艺友善性检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，通过事先对原始目标图形数据进行过滤，确定潜在工艺热点区域，并将该潜在工艺热点区域的图形数据转化为光刻目标图形数据，然后对该光刻目标图形数据进行简化光学邻近效应修正和图形模拟来进行工艺热点的初查，并以工艺热点初查标记位置及必要周边位置的图形数据为基础进行精确而完整的光学邻近效应修正和图形模拟来进行工艺热点的终查，以在精确找到工艺热点的前提下，减少整个过程中软件计算和使用的时间，降低生产成本，提高生产效率。

Description

一种版图设计光刻工艺友善性检测方法

技术领域

本发明涉及可制造性图形设计领域（DesignForManufacture，DFM），尤其涉及一种版图设计光刻工艺友善性检测方法。

背景技术

在集成电路制造工艺中，为将集成电路的图案顺利地转移到晶圆上，首先根据设计好的版图制作掩膜版，然后再通过光刻技术将该掩膜版上的图形转移到晶圆上，由于亚波长光刻技术中光学邻近效应（OpticalProximityEffect，OPE）的影响，在对高密度排列的掩膜版电路图形进行曝光并最终转移至晶圆上时，将产生较大的失真，例如直角转角圆形化(right-angledcornerrounded)、直线末端紧缩(lineendshortened)以及直线线宽增加/缩减(linewidthincrease/decrease)等都是常见的光学邻近效应所导致的掩模版电路图形转移到晶圆上的缺陷。虽然可以使用各种分辨率增强技术（RET），如光学邻近修正（OpticalProximityCorrection，OPC），相移掩膜（PSM）等提高光刻的精度，但由于设计不当或RET技术本身的限制等原因，最终晶圆上的电路仍可能会出现LinePinch（线夹断）LineBridge（线连接）HoleOverlapMissing（接孔不良）等不良现象，在掩膜版上的版图中可能导致这些现象的区域称为光刻热点区域，而光刻热点区域可能会影响最终电路的性能甚至导致功能的失效，为此，如何在芯片生产之前对光刻热点进行检测并加以修正，是可制造性设计（DFM）中的一项重要技术。

如图1所示，现有技术中版图设计光刻工艺友善性检测方法是通过将原始目标图形数据转化为光刻目标图形数据，并对所有的光刻目标图形数据进行精确的光学邻近效应修正，并且生成整个芯片的模拟图形在整个芯片范围内来查光刻工艺热点区域的图形。该方法虽然能准确的找到工艺热点，但是整个过程的软件计算和使用时间会很长，相应的生产成本也比较高，并且不利于代工厂的版图设计光刻工艺友善性检测套件在设计公司的应用。

为此，如何在精确找到工艺热点的前提下，减少整个过程中软件计算和使用的时间，降低生产成本，提高生产效率是亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的为，针对上述问题，提出了一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，该方法通过事先对原始目标图形数据进行过滤，然后对过滤后的图形数据进行简化光学邻近效应修正和图形模拟来进行工艺热点的初查，并以工艺热点初查标记位置及必要的周边位置数据进行精确而完整的光学邻近效应修正和图形模拟来进行工艺热点的终查，以在精确找到工艺热点的前提下，减少整个过程中软件计算和使用的时间，降低生产成本，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，包括：

提供原始目标图形数据，并对所述原始目标图形数据进行过滤，确定潜在工艺热点区域；

将所述潜在工艺热点区域的图形数据转化为第一光刻目标图形，并对所述第一光刻目标图形进行第一光学邻近修正，获得第一光掩模目标图形；

对所述第一光掩模目标图形进行第一工艺偏差图形模拟，确定所述第一光刻目标图形中的第一工艺热点区域，其中，所述第一工艺偏差图形模拟的区域范围与第一光刻目标图形的区域相同；

对所述第一光刻目标图形进行第一工艺热点检测，生成潜在热点位置标记的第二光刻目标图形；

对所述第二光刻目标图形进行第二光学邻近修正，获得第二光掩模目标图形，其中，所述第二光学邻近修正的精度高于所述第一光学邻近修正；

对所述第二光掩模目标图形进行第二工艺偏差图形模拟，确定所述第二光刻目标图形中的第二工艺热点区域，其中，所述第二工艺偏差图形模拟的区域范围与第二光刻目标图形的区域相同；

对第二光刻目标图形进行第二工艺热点检测，生成各项检测的热点位置标记，最终生成热点位置索引文件。

优选地，所述对原始目标图形数据进行过滤用以寻找易形成工艺热点的区域，以确定所述潜在工艺热点区域。

优选地，在对所述原始目标图形数据进行过滤的步骤包括，寻找所述原始目标图形数据中具有凸角或凹角的图形，对所述凸角或凹角的顶点进行切边，根据切边的受限情况生成矩形区域，进而生成潜在工艺热点区域。

优选地，所述潜在工艺热点区域的大小为所述矩形区域的每边放大最小设计规则尺寸的1.5倍后生成的区域。

优选地，所述第一光学邻近修正中的迭代次数小于或等于所述第二光学邻近修正的1/2。

优选地，所述第一光学邻近修正为简略快速的光学邻近效应修正，其删除所有特殊处理程序并调高修正反馈因子以实现第一光刻目标图形的快速收敛。

优选地，所述第二光刻目标图形中的第二工艺热点区域是通过第一工艺热点检测生成的潜在热点位置放大一设定尺寸而获得。

优选地，若所述潜在工艺热点为线夹断，则所述设定尺寸为最大检测尺寸的一半、且小于隙的最小设计尺寸；若所述潜在工艺热点为线连接，则所述设定尺寸为最大检测尺寸的一半、且小于线的最小设计尺寸；若所述潜在工艺热点为孔接触不良，则所述设定尺寸为孔隙的最小设计尺寸的一半、且小于孔隙的最小设计尺寸。

优选地，所述第一光刻目标图形的区域为所述第一工艺热点区域每边放大一个光晕大小，所述光晕的取值要大于或等于光学模型半径。

优选地，所述第二光刻目标图形的区域为所述第二工艺热点区域每边放大一个光晕大小，所述光晕的取值要大于或等于光学模型半径。

从上述技术方案可以看出，本发明一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，通过事先对原始目标图形数据进行过滤，确定潜在工艺热点区域，并将该潜在工艺热点区域的图形数据转化为光刻目标图形数据，然后对该光刻目标图形数据进行简化光学邻近效应修正和图形模拟来进行工艺热点的初查，并以工艺热点初查标记位置及必要周边位置的图形数据为基础进行精确而完整的光学邻近效应修正和图形模拟来进行工艺热点的终查，以在精确找到工艺热点的前提下，减少整个过程中软件计算和使用的时间，降低生产成本，提高生产效率。

附图说明

为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细描述，其中：

图1为现有技术中版图设计光刻工艺友善性检测方法的流程示意图；

图2为本发明版图设计光刻工艺友善性检测方法的一具体实施例的流程示意图；

图3为本发明版图设计光刻工艺友善性检测方法的一具体实施例中初查区域的示意图；

图4为本发明版图设计光刻工艺友善性检测方法的一具体实施例中终查区域的示意图；

图5a～图5f为本发明版图设计光刻工艺友善性检测方法的一具体实施例。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

上述及其它技术特征和有益效果，将结合附图2-4和图5a～5f对本发明版图设计光刻工艺友善性检测方法的一较佳实施例进行详细说明。

图2为本发明版图设计光刻工艺友善性检测方法的一具体实施例的流程示意图。以下将具体说明本发明版图设计光刻工艺友善性检测方法，其包括如下步骤：

步骤S01：提供原始目标图形数据，并对该原始目标图形数据进行过滤，确定潜在工艺热点区域。

请参阅图3和图5a～5c，具体来说，提供一原始的版图设计，包括连接层（M1）1和接触孔（CONTACT）2，对该原始目标图形数据通过一定的规则进行过滤，获得在此版图上的8个潜在热点3，进而确定出潜在的工艺热点位置标记100，这缩小了进行光学临近效应修正和工艺偏差图形模拟的范围，减少了整个过程中软件计算和使用的时间，从而缩短版图设计时光刻工艺友善性检测的耗时，降低生产成本并提高生产效率。其中，对原始目标图形数据进行过滤用以寻找易形成工艺热点的区域，比如线夹断、线连接、接孔不良及由于短延伸的L形状设计造成的晶体管沟道长度或者沟道宽度不均匀性的工艺热点区域。在本实施例中，通过寻找原始目标图形数据中具有凸角或凹角的图形，对该凸角或凹角的顶点进行切边，根据切边的受限情况生成受限矩形区域，通过放大受限矩形区域进而生成工艺热点检测区域，也即潜在工艺热点区域，优选地，该潜在工艺热点区域的大小为矩形区域的每边放大最小设计规则尺寸的1.5倍后生成的区域。

步骤S02：将上述潜在工艺热点区域的图形数据转化为第一光刻目标图形，并对该第一光刻目标图形进行第一光学邻近修正，获得第一光掩模目标图形，以及对该第一光掩模目标图形进行第一工艺偏差图形模拟，确定上述第一光刻目标图形中的第一工艺热点区域，其中，上述第一工艺偏差图形模拟的区域范围与第一光刻目标图形的区域相同。

请参阅图3和图5d，具体来说，将上述经过滤后的潜在工艺热点区域的图形数据转化为第一光刻目标图形102，用于后续进行光学邻近效应修正区域和图形模拟区域的图形数据，此外，在形成第一光刻目标图形102之时还包括小的凹槽或凸起等的清理。

然后，对上述第一光刻目标图形102进行第一光学邻近修正，其中该第一光学邻近修正为一简略快速的光学邻近效应修正，其通过精度降低来使得计算速度加快，较佳地，其所使用的修正的迭代次数为常规迭代次数的一半或以下，并且在修正过程中删除了所有的特殊处理程序以及调高修正反馈因子来达到多数图形快速收敛的目的，从而实现简略而快速的对第一光刻目标图形102进行光学邻近修正，减少了软件计算和使用的时间，从而缩短版图设计时光刻工艺友善性检测的耗时，降低生产成本并提高生产效率。对上述第一光刻目标图形102进行第一光学邻近修正后得到第一光掩模目标图形。

之后，对上述第一光掩模目标图形进行第一工艺偏差图形模拟，确定上述第一光刻目标图形102中的第一工艺热点区域101。其中，该第一光刻目标图形102的区域为上述第一工艺热点区域101每边放大一个光晕大小，进一步地，光晕的取值要大于或等于光学模型半径；该第一工艺偏差图形模拟的区域范围与上述第一光刻目标图形的区域范围相同。

步骤S03：对上述第一光刻目标图形进行第一工艺热点检测，生成潜在热点位置标记的第二光刻目标图形。

请参阅图4和图5e，对该第一光刻目标图形102进行第一工艺热点检测，在这里该第一光刻目标图形102是由上述潜在工艺热点区域的图形数据转化而来，由此可知，所说的对该第一光刻目标图形102的工艺热点检查，也即是说对潜在工艺热点区域的图形数据进行工艺热点的初查，其中该第一工艺热点检测的区域需根据实际情况进行优化，一般来说，若其选择的区域范围越大检测结果相应越精确，但检测的时间较长，生产成本较高，若其选择的区域范围越小相应的检测时间较短，生产成本较低，但可能存在精确性问题，为此需要根据实际的情况进行优化的选择，使其既能保证在检测的精确性的前提下尽可能多的缩短检测时间和降低生产成本。具体地，通过第一工艺热点检测，也即工艺热点初查获得2个工艺热点6。然后，通过第一工艺热点检测生成潜在热点位置标记101’。

步骤S04：对上述第二光刻目标图形进行第二光学邻近修正，获得第二光掩模目标图形，并对该第二光掩模目标图形进行第二工艺偏差图形模拟，确定上述第二光刻目标图形中的第二工艺热点区域。其中，该第二光学邻近修正的精度高于所述第一光学邻近修正，上述第二工艺偏差图形模拟的区域范围与第二光刻目标图形的区域相同。

请参阅图4和图5e，具体来说，通过对上述初查生成的潜在热点位置标记101’的第二光刻目标图形104进行精确度更高的第二次光学邻近修正，得到第二光掩模目标图形，上述第二光学邻近修正的精确度要高于上述第一光学邻近修正，进一步地，上述第一光学邻近修正中的迭代次数小于或等于所述第二光学邻近修正的1/2。通过此次精确的光学效应修正，对初查生成的潜在热点区域进行更进一步的精确修正，为后文中更加精确的确定工艺热点位置做了铺垫。

之后再对该第二光掩模目标图形进行第二工艺偏差图形模拟，确定上述第二光刻目标图形104中的第二工艺热点区域103。其中，该第二光刻目标图形104的区域为上述第二工艺热点区域103每边放大一个光晕大小，进一步地，光晕的取值要大于或等于光学模型半径；该第二工艺偏差图形模拟的区域范围与上述第二光刻目标图形的区域范围相同。在本实施例中，该第二工艺热点区域103是通过上述初查生成的潜在热点位置标记101’放大一设定尺寸而获得的，其中，若该潜在工艺热点为线夹断，则上述设定尺寸为最大检测尺寸的一半、且小于隙的最小设计尺寸；若该潜在工艺热点为线连接，则上述设定尺寸为最大检测尺寸的一半、且小于线的最小设计尺寸；若该潜在工艺热点为孔接触不良，则上述设定尺寸为孔隙的最小设计尺寸的一半、且小于孔隙的最小设计尺寸。

步骤S05：对第二光刻目标图形进行第二工艺热点检测，生成各项检测的热点位置标记，最终生成热点位置索引文件。

请参阅图图4和5f，对上述的第二光刻目标图形104进行第二工艺热点检测，其中第二次工艺热点检测中检测规格及参数不同于第一次工艺热点检测，并可以根据不同的要求进行变化，例如，满足高精度、无遗漏的要求，或满足对潜在工艺热点快速筛选的要求。具体地，通过第二工艺热点检测，也即更精确的工艺终查，最终确认上述2个工艺热点为真的工艺热点，最后再生成热点位置索引文件以便审阅。

表一为在一实施例中，本发明版图设计光刻工艺友善性检测方法与现有技术中版图设计光刻工艺友善性检测方法在版图中M1层中计算时间和实际时间的比较结果，由表一可以看出，相比于现有技术，不仅本发明的检测方法可以与现有技术的方法在检测结果上实现很好的匹配，即前十的工艺热点实现了100%的匹配，且所有的热点匹配度大于70%；而且，本发明可以大大缩短软件计算和模拟时间，对M1层这样复杂的图形层可以缩短一半的使用时间，相应的也降低了生产成本，提供了生产效率。

表一

综上所述，本发明一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，通过事先对原始目标图形数据进行过滤，确定潜在工艺热点区域，并将该潜在工艺热点区域的图形数据转化为光刻目标图形数据，然后对该光刻目标图形数据进行简化光学邻近效应修正和图形模拟来进行工艺热点的初查，并以工艺热点初查标记位置及必要周边位置的图形数据为基础进行精确而完整的光学邻近效应修正和图形模拟来进行工艺热点的终查，以在精确找到工艺热点的前提下，减少整个过程中软件计算和使用的时间，降低生产成本，提高生产效率。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，其特征在于，包括：

提供原始目标图形数据，并对所述原始目标图形数据进行过滤，确定潜在工艺热点区域；

将所述潜在工艺热点区域的图形数据转化为第一光刻目标图形，并对所述第一光刻目标图形进行第一光学邻近修正，获得第一光掩模目标图形；

对所述第一光掩模目标图形进行第一工艺偏差图形模拟，确定所述第一光刻目标图形中的第一工艺热点区域，其中，所述第一工艺偏差图形模拟的区域范围与第一光刻目标图形的区域相同；

对所述第一光刻目标图形进行第一工艺热点检测，生成潜在热点位置标记的第二光刻目标图形；

对所述第二光刻目标图形进行第二光学邻近修正，获得第二光掩模目标图形，其中，所述第二光学邻近修正的精度高于所述第一光学邻近修正；

对所述第二光掩模目标图形进行第二工艺偏差图形模拟，确定所述第二光刻目标图形中的第二工艺热点区域，其中，所述第二工艺偏差图形模拟的区域范围与第二光刻目标图形的区域相同；

对第二光刻目标图形进行第二工艺热点检测，生成各项检测的热点位置标记，最终生成热点位置索引文件。

2.根据权利要求1所述的一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，其特征在于，所述对原始目标图形数据进行过滤用以寻找易形成工艺热点的区域，以确定所述潜在工艺热点区域。

3.根据权利要求2所述的一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，其特征在于，在对所述原始目标图形数据进行过滤的步骤包括，寻找所述原始目标图形数据中具有凸角或凹角的图形，对所述凸角或凹角的顶点进行切边，根据切边的受限情况生成矩形区域，进而生成潜在工艺热点区域。

4.根据权利要求3所述的一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，其特征在于，所述潜在工艺热点区域的大小为所述矩形区域的每边放大最小设计规则尺寸的1.5倍后生成的区域。

5.根据权利要求1所述的一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，其特征在于，所述第一光学邻近修正中的迭代次数小于或等于所述第二光学邻近修正中的迭代次数的1/2。

6.根据权利要求5所述的一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，其特征在于，所述第一光学邻近修正为简略快速的光学邻近效应修正，其删除所有特殊处理程序并调高修正反馈因子以实现第一光刻目标图形的快速收敛。

7.根据权利要求1所述的一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，其特征在于，所述第二光刻目标图形中的第二工艺热点区域是通过第一工艺热点检测生成的潜在热点位置放大一设定尺寸而获得。

8.根据权利要求7所述的一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，其特征在于，若所述潜在工艺热点为线夹断，则所述设定尺寸为最大检测尺寸的一半、且小于隙的最小设计尺寸；若所述潜在工艺热点为线连接，则所述设定尺寸为最大检测尺寸的一半、且小于线的最小设计尺寸；若所述潜在工艺热点为孔接触不良，则所述设定尺寸为孔隙的最小设计尺寸的一半、且小于孔隙的最小设计尺寸。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，其特征在于，所述第一光刻目标图形的区域为所述第一工艺热点区域每边放大一个光晕大小，所述光晕的取值要大于或等于光学模型半径。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的一种版图设计光刻工艺友善性检测方法，其特征在于，所述第二光刻目标图形的区域为所述第二工艺热点区域每边放大一个光晕大小，所述光晕的取值要大于或等于光学模型半径。