CN109445252B - 离子注入层热点结构opc变换处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离子注入层热点结构OPC变换处理方法，包括如下步骤：步骤S1，获取原始版图；步骤S2，进行图形选择，得到热点结构；步骤S3，根据热点结构的特点对其进行结构变换，得到低风险的新版图图形；步骤S4，对新版图图形进行正常OPC处理，得到掩膜层。本发明通过结构特点定义并选出问题热点结构，并针对不同的热点结构进行相应的截断变换，从而将问题热点图形变换为风险较低的图形结构，有效地改善离子注入层中容易导致工艺问题的热点结构，增加工艺窗口，提高成品率。
Description
技术领域
本发明属于微电子及半导体集成电路制造领域，具体涉及一种离子注入层热点结构OPC变换处理方法。
背景技术
在半导体制造过程中，离子注入是一项非常重要的技术，其利用离子注入机实现半导体掺杂，将特定的杂质原子以离子加速的方式注入硅半导体晶体管内改变其导电特性并最终形成晶体管结构。
离子注入是作为一种半导体材料的掺杂技术发展起来的，由于其具有低温掺杂、精确的剂量控制、掩蔽容易、均匀性好等特点，使得经其掺杂所制成的半导体器件和集成电路具有速度快、功耗低、稳定性好、成品率高等特点。尤其在目前的大规模、超大规模集成电路工艺中，由于离子注入层是极薄的，同时，离子束的直进性保证注入的离子几乎是垂直地向内掺杂，横向扩散极其微小，这样就能使电路的线条更加纤细，线条间距进一步缩短，从而大大提高集成度。此外，离子注入技术的高精度和高均匀性可以大幅度提高集成电路的成品率。随着工艺上和理论上的日益完善，离子注入已经成为半导体器件和集成电路生产的关键工艺之一。
随着半导体工艺的发展进步，技术节点的不断缩小，对于离子注入层图形的特征尺寸以及上下层对准精度的要求也越来越高。在光刻工艺制程中，由于光学成像本身的分辨率限制，垂直的版图转角最终在硅片上曝光成像时不可避免地都会产生圆化失真现象，如图1所示。这种转角失真，如果没有得到很好的修正补偿，往往会导致诸多问题，例如在离子注入层中引起实际的离子注入层图形到前层图形的距离减小、引起图形转角尺寸的缩减、对上下层的对准以及面积覆盖率均会产生不利影响，严重时将导致许多符合设计规则、版图上看似安全的结构在工艺制程中变成实际窗口不足的工艺热点。
此外，离子注入层在曝光过程中受到的反射作用会导致光阻收缩甚至剥落，从而影响离子注入，而离子注入层中一般不使用底部抗反射涂层(BARC，即Bottom Anti-Reflective Coating)，所以受前层图形反射光的影响，光阻图形会有一定的收缩，尤其对于光阻线端结构，收缩情况更为严重，如图2所示，且由于前层环境复杂，很难得到一个普遍适用的补偿值进行修正处理，故往往极易出现问题。
另外，如图3a、图3b所示的离子注入前后对图形特征尺寸变化的影响对比，在离子注入前后光阻也会有所消耗，因此覆盖前层有源区器件距离较小的光阻结构往往更容易出现问题，需要重点关注处理。
对于以上问题，传统的修正方法一般是对图形进行最基本的Bias补偿，但是对于在复杂环境下的此类问题结构，容易出现补偿不足或者受最小尺寸结构的限制而无法补偿的情况，从而导致工艺热点问题，影响产品良率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种离子注入层热点结构OPC变换处理方法，用于解决离子注入层中特殊结构的版图图形易失真导致工艺热点的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的离子注入层热点结构OPC变换处理方法，包括如下步骤：
步骤S1，获取原始版图；
步骤S2，进行图形选择，得到热点结构；
步骤S3，根据热点结构的特点对其进行结构变换，得到低风险的新版图图形；
步骤S4，对新版图图形进行正常OPC处理，得到掩膜层。
在步骤S1中，原始版图包括进行变换处理的离子注入层版图以及与离子注入相关的有源区层。
在步骤S2中，被选中的热点结构的图形为沟槽线端，且所述热点结构的图形必须满足以下所有条件：
1)自身边的长度为最小图形尺寸的1～3.5倍，邻边长度大于最小图形尺寸，自身边与两条邻边的夹角均为270度；
2)自身边到图形外部的有源区图形的距离小于A，A的取值范围为10～150nm；
3)自身边到图形内部宽度为最小图形尺寸的1～2倍，且此区域内无有源区层图形。
进一步的，将选出的热点结构的沟槽线端自身边到图形内部选定宽度的区域截断，形成新的沟槽图形。
在步骤S2中，被选中的热点结构的图形为L型，且所述热点结构的图形必须满足以下所有条件：
1)自身边的长度大于最小图形尺寸的2倍，一条邻边长度大于最小图形尺寸，自身边与邻边的夹角为270度；
2)自身边到图形外部的有源区图形的距离小于B，B取值范围为10～150nm；
3)自身边到图形内部的有源区图形的距离小于C，C取值范围为10～150nm；
4)由顶点沿自身边长度方向大于等于最小图形尺寸的图形边界，线宽为最小图形尺寸的1～2倍，此区域内无有源区层图形。
进一步的，选出的热点结构图形中，在自身边上由顶点开始沿自身边长度方向大于等于最小图形尺寸处设置边界，将L型图形从所述边界向图形内部选定线宽处进行区域截断，形成新的分离图形。
本发明通过结构特点定义并选出问题热点结构，并针对不同的热点结构进行相应的截断变换，从而将问题热点图形变换为风险较低的图形结构，有效地改善离子注入层中容易导致工艺问题的热点结构，增加工艺窗口，提高成品率。
附图说明
图1为转角圆化失真的示意图；
图2为Space end光阻收缩导致叠层覆盖不足的示意图；
图3a和图3b为离子注入前后对图形特征尺寸变化影响的对比图；
图4a为包含第一类待处理热点结构的版图；
图4b为图4a进行常规OPC处理后的版图；
图4c为图4a中的第一类待处理热点结构进行结构变换后的版图；
图4d为图4c进行常规OPC处理后的版图；
图5a为包含第二类待处理热点结构的版图；
图5b为图5a进行常规OPC处理后的版图；
图5c为图5a中的第二类待处理热点结构进行结构变换后的版图；
图5d为图5c进行常规OPC处理后的版图；
图6为本发明的步骤流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可以由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰语变更。
本发明提供的离子注入层热点结构OPC变换处理方法，如图6所示，包括如下步骤：
步骤S1，获取原始版图，所述原始版图包括进行变换处理的离子注入层版图以及与离子注入相关的有源区层；
步骤S2，进行图形选择，得到热点结构；
步骤S3，根据热点结构的特点对其进行结构变换，得到低风险的新版图图形；
步骤S4，对新版图图形进行正常OPC处理，得到掩膜层。
第一实施例
在本实施例中，对离子注入层原始版图进行图形选择，符合以下结构特点的图形选为待处理热点结构，该待处理热点结构在离子注入层原始版图中的图形为沟槽线端(Space end)，且热点结构的图形必须具备以下所有结构特点：
1)自身边的长度为最小图形尺寸的1～3.5倍，邻边长度大于最小图形尺寸，自身边与两条邻边的夹角均为270度(按照热点结构的自身边与其邻边从图形内部所成夹角进行定义)；
2)自身边到图形外部的有源区图形的距离小于A，A的取值范围为10～150nm；
3)自身边到图形内部宽度为最小图形尺寸的1～2倍，且此区域内无有源区层图形。
对于本实施例的待处理热点结构，结构变换的方法是将选出的热点结构的沟槽线端自身边到图形内部选定宽度(自身边到图形内部宽度为最小图形尺寸的1～2倍)的区域截断，形成新的沟槽图形。
其中，热点结构图形中的自身边为需要截断的边，且该边要满足对应的所有结构特点。
第二实施例
在本实施例中，对离子注入层原始版图进行图形选择，符合以下结构特点的图形选为待处理热点结构，该待处理热点结构在离子注入层原始版图中的图形为L型，且所述热点结构的图形必须满足以下所有条件：
1)自身边的长度大于最小图形尺寸的2倍，一条邻边长度大于最小图形尺寸，自身边与邻边的夹角为270度(按照热点结构的自身边与其邻边从图形内部所成夹角进行定义)；
2)自身边到图形外部的有源区图形的距离小于B，B取值范围为10～150nm；
3)自身边到图形内部的有源区图形的距离小于C，C取值范围为10～150nm；
4)由顶点沿自身边长度方向大于等于最小图形尺寸的图形边界，线宽(满足条件的自身边到平行对边的图形内部距离)为最小图形尺寸的1～2倍，此区域内无有源区层图形。
对于本实施例的待处理热点结构的图形，结构变换的方法是，选出的热点结构图形中，在自身边上由顶点开始沿自身边长度方向大于等于最小图形尺寸处设置边界，将L型图形从所述边界到拐角处向图形内部选定线宽处进行区域截断，形成新的分离图形，即将L型图形进行打断。
其中，热点结构图形中的自身边为需要截断的边，且该边要满足对应的所有结构特点。
第三实施例
在本实施例中，对离子注入层原始版图进行图形选择，符合以下结构特点的图形选为第一类待处理热点结构，第一类待处理热点结构在离子注入层原始版图中的图形为沟槽线端(Space end)，且热点结构的图形必须具备以下所有结构特点：
1)自身边的长度为最小图形尺寸的1～3.5倍，邻边长度大于最小图形尺寸，自身边与两条邻边的夹角均为270度(按照热点结构的自身边与邻边从图形内部所成夹角进行定义)；
2)自身边到图形外部的有源区图形的距离小于A，A的取值范围为10～150nm；
3)自身边到图形内部宽度为最小图形尺寸的1～2倍，且此区域内无有源区层图形。
对于第一类待处理热点结构，在步骤S3中，将选出的热点结构的沟槽线端自身边到图形内部选定宽度(自身边到图形内部宽度为最小图形尺寸的1～2倍)的区域截断，形成新的沟槽图形。
同时，在步骤S2中，离子注入层原始版图中，符合以下结构特点的图形选为第二类待处理热点结构，第二类待处理热点结构在离子注入层原始版图中的图形为L型，且所述热点结构的图形必须满足以下所有条件：
1)自身边的长度大于最小图形尺寸的2倍，一条邻边长度大于最小图形尺寸，自身边与邻边的夹角为270度(按照热点结构的自身边与其邻边从图形内部所成夹角进行定义)；
2)自身边到图形外部的有源区图形的距离小于B，B取值范围为10～150nm；
3)自身边到图形内部的有源区图形的距离小于C，C取值范围为10～150nm；
4)由顶点沿自身边长度方向大于等于最小图形尺寸的图形边界，线宽(满足条件的自身边到平行对边的图形内部距离)为最小图形尺寸的1～2倍，此区域内无有源区层图形。
对于第二类待处理热点结构的图形，在步骤S3中，选出的热点结构图形中，在自身边上由顶点开始沿自身边长度方向大于等于最小图形尺寸处设置边界，将L型图形从所述边界到拐角处向图形内部选定线宽处进行区域截断，形成新的分离图形，即将L型图形进行打断。
在第一类待处理热点结构和第二类待处理热点结构中，自身边为需要截断的边，且该边要满足对应的所有结构特点。
对第一类待处理热点结构和第二类待处理热点结构进行结构变换时，截断区域内都没有有源区图形，因此不影响器件的性能，结构变换后得到的低风险新版图图形作为后续OPC待处理版图，经过常规OPC修正处理后得到掩膜层。
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在离子注入层原始版图中，如图4a所示，第一类待处理热点结构(如图4a中的灰色区域)在离子注入层版图中的图形为沟槽线端Space end，具备的结构特点为：自身边的长度为100～350nm，邻边长度大于100nm，自身边与两条邻边的夹角均为270度；自身边到图形外部的有源区图形(图4a中的黑色区域)的距离小于50nm；自身边到图形内部(图形内部即自身边和与其平行对边之间)宽度小于200nm，且此区域内无有源区层图形。图4a所示的离子注入层原始版图直接进行OPC修正处理后的版图如图4b所示，线端收缩情况严重。
在本申请中，对图4a中选定的第一类待处理热点结构进行结构变换，即将选出的沟槽线端自身到图形内部选定宽度的区域截断，如图4c所示，形成新的沟槽图形。对变换处理后的低风险离子注入层版图进行OPC修正处理，得到的版图如图4d所示。
在离子注入层原始版图中，如图5a所示，第二类待处理热点结构(如图5a中的灰色区域)在离子注入层版图中的图形为L型，具备的结构特点为：自身边的长度大于300nm，一条邻边长度大于150nm，自身边与邻边的夹角为270度；自身边到图形外部的有源区图形的距离小于B，B取值范围为10～150nm；自身边到图形内部的有源区图形的距离小于C，C取值范围为10～150nm；由顶点沿自身边长度方向大于等于150nm的图形边界，线宽为150nm～300nm，此范围图形内部区域内无有源区层图形。图5a所示的离子注入层原始版图直接进行OPC修正处理后的版图如图5b所示。
在本申请中，对图5a中选定的第二类待处理热点结构进行结构变换，即在自身边长度大于300nm的边上，由顶点开始沿自身边长度方向大于等于150nm处设置边界，将L型图形从所述边界到图形拐角处向图形内部选定线宽处进行区域截断，形成新的分离图形，如图5c所示。对变换处理后的低风险离子注入层版图进行OPC修正处理，得到的版图如图5d所示。
本发明通过结构特点定义并选出问题热点结构，并针对不同的热点结构进行相应的截断变换，从而将问题热点图形变换为风险较低的图形结构，有效地改善离子注入层中容易导致工艺问题的热点结构，增加工艺窗口，提高成品率。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，本发明并不局限于上述实施方式。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。
Claims (4)
1.一种离子注入层热点结构OPC变换处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，获取原始版图；
步骤S2，进行图形选择，得到热点结构，所述热点结构的图形为沟槽线端和/或L型；
步骤S3，根据热点结构的特点对其进行结构变换，得到低风险的新版图图形；
将选出的热点结构的沟槽线端自身边到图形内部选定宽度的区域截断形成新的沟槽图形；
将选出的L型热点结构图形中，在自身边上由顶点开始沿自身边长度方向大于等于最小图形尺寸处设置边界，将L型图形从所述边界向图形内部选定线宽处进行区域截断，形成新的分离图形；
所述自身边为热点结构的图形中需要截断的边，所述顶点为所述自身边与其邻边的交点；
步骤S4，对新版图图形进行正常OPC处理，得到掩膜层。
2.根据权利要求1所述的离子注入层热点结构OPC变换处理方法，其特征在于，在步骤S1中，原始版图包括进行变换处理的离子注入层版图以及与离子注入相关的有源区层。
3.根据权利要求1所述的离子注入层热点结构OPC变换处理方法，其特征在于，在步骤S2中，被选中的热点结构的图形为沟槽线端，且所述热点结构的图形必须满足以下所有条件：
1)自身边的长度为最小图形尺寸的1～3.5倍，邻边长度大于最小图形尺寸，自身边与两条邻边的夹角均为270度；
2)自身边到图形外部的有源区图形的距离小于A，A的取值范围为10～150nm；
3)自身边到图形内部宽度为最小图形尺寸的1～2倍，且此区域内无有源区层图形。
4.根据权利要求1所述的离子注入层热点结构OPC变换处理方法，其特征在于，在步骤S2中，被选中的热点结构的图形为L型，且所述热点结构的图形必须满足以下所有条件：
1)自身边的长度大于最小图形尺寸的2倍，一条邻边长度大于最小图形尺寸，自身边与邻边的夹角为270度；
2)自身边到图形外部的有源区图形的距离小于B，B取值范围为10～150nm；
3)自身边到图形内部的有源区图形的距离小于C，C取值范围为10～150nm；
4)由顶点沿自身边长度方向大于等于最小图形尺寸的图形边界，线宽为最小图形尺寸的1～2倍，此区域内无有源区层图形。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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