CN109507847B - 光学临近效应修正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于校正多晶硅层偏移图形的光学临近效应修正方法，包括：根据多晶硅层图形之间距离将其划分为高密度图形区域和低密度图形区域；通过版图逻辑运算选取低密度图形区域中发生位移的图形；选取需要移动处理的图形执行移动校正。本发明通过版图逻辑运算可实现自动识别并选取多晶硅层偏移图形，同时对其进行移动操作；本发明有利于增大多晶硅层高低密度区域图形的距离，改善高低密度区域图形之间的工艺窗口，处理后的光刻版图仍然满足设计规则，不会影响器件性能，能够有效防止多晶硅层图形间距变小造成的产品缺陷，有效避免低密度区域图形偏移所导致的风险，提高产品良率。

Description

光学临近效应修正方法
技术领域
本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种针对多晶硅层图形发生偏移的光学临近效应修正方法。
背景技术
随着集成电路特征尺寸的持续缩小，半导体器件的设计尺寸越来越精密，在芯片制造过程中由于栅极线宽控制引入的微小误差会给半导体器件的性能带来不可忽略的影响。光学临近效应(Optical Proximity Effect)导致硅片上的光刻图形与掩模版上图形的偏差问题越来越严重。光学临近效应修正(Optical Proximity Correction)主要作用是减小光学临近效应所造成的误差和影响，使得转移到硅片上的图形与预期图形基本符合。因此光学临近效应修正在半导体制造中愈发显得重要。
在半导体制造工艺中对线宽控制影响最大的工艺包括光刻和刻蚀，光刻后线宽(ADI CD,After Development Inspection Critical Dimension)除了光刻机本身的性能参数和工艺条件的影响外，还可以借助光学临近效应修正，例如加入次分辨率辅助图形(SRAF,Sub Resolution Assist Feature)来提高线宽均匀性(CDU,Critical DimensionUniformity)，增大光刻工艺窗口(PW,Process Window)。而刻蚀后线宽(AEICD,AfterEtching Inspection Critical Dimension)不仅受到光刻后线宽和光阻轮廓的影响，还受到高、低密度图形区域之间负载效应(Loading Effect)的影响。低密度图形区域的光阻较少，可与更多的刻蚀剂反应，产生较高的刻蚀速率以及较多的刻蚀副产物，从而影响刻蚀工艺后硅片表面的均匀度，造成高低密度图形区域产生较明显的偏移。对于一个器件来说，处在多个多晶硅图形的边缘和中间部位的图形密度是不同的，前者相对“孤立”，相当于处在低密度区域，后者相对“密集”，相当于处在高密度图形区域，因此它们的图形间距可能出现分化，低密度图形区域会发生位移，导致多晶硅层图形间距变小，容易造成多晶硅层图形的残余，造成产品缺陷，影响产品良率。
目前业界普遍采用在半导体器件两侧加入不形成器件的多晶硅器件辅助图形(PO-DAF,Polysilicon Device Assist Feature)的方法来克服上述问题。PO-DAF的加入使低密度图形区域密度与高密度图形区域密度保持一致，可以起到降低刻蚀工艺负载效应的影响，从而有利于最终产品器件性能与设计初衷相一致。但是，当低密度图形区域附近存在有源区等其他图形时，PO-DAF的加入会改变设计的电路或者对器件性能产生不良影响，因此有些结构不适合加入PO-DAF。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能改善图形偏移造成多晶硅层图形间距变小的光学临近效应修正方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的光学临近效应修正方法，用于校正半导体器件多晶硅层偏移图形，包括以下步骤：
1)根据多晶硅层图形之间距离将其划分为高密度图形区域和低密度图形区域；
2)通过版图逻辑运算选取低密度图形区域中发生位移的图形；
3)对步骤2)选取需要移动处理的图形执行移动校正。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述低密度图形区域选取通过以下方式；
通过版图逻辑运算选出所有与多晶硅层PO有交叠的有源区层AA，并筛选出有源区层AA与多晶硅层PO接触边，将所述接触边往外扩大第一尺寸W1得到第一中间区域，第一中间区域与有源区层AA通过版图逻辑运算得到第一多边形A1，选出不在第一多边形A1区域的多晶硅层PO边，并进一步筛选出不在第一多边形A1区域的多晶硅层PO边中间距大于第二尺寸W2的边，将选出的边进行逻辑运算，选出距离有源区层AA、通孔层CT和多晶硅层PO均存在安全区域的第一边L1所在的多边形作为低密度图形区域。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述第一尺寸W1范围为50nm～150nm。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述第一尺寸W1范围为100nm。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述第二尺寸W2范围为180nm～200nm。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述高密度图形区域选取通过以下方式；
通过版图逻辑运算选出多晶硅层PO图形间距在第三尺寸W3范围内的区域组成第二多边形A2，选取第二多边形A2中间距在第四尺寸W4范围内的区域组成第三多边形A3，将第二多边形A2和第三多边形A3合并起来组成第四多边形A4，选取第四多边形A4中边长大于第五尺寸W5的第五多边形A5，选取接触到多晶硅层PO图形大于等于预定值的第五多边形A5组成第六多边形A6，将第六多边形A6作为高密度图形区域。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述第三尺寸W3范围为110nm～150nm。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述第四尺寸W4范围为120nm。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述第五尺寸W5范围为270nm～300nm。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述预定值是四个以上。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述低密度区域发生位移的图形采用以下方式选取；通过版图逻辑运算选取第六多边形A6与第一边L1距离在第六尺寸W6范围内的第六多边形A6组成第七多边形A7。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述第六尺寸W6范围为50nm～120nm。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，需要移动处理的图形为第七多边形A7与第一边L1共边的第二边L2，以及第七多边形A7与第四多边形A4共边的第三边L3。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述低密度图形区域执行移动校正取值范围为0～10nm。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，执行移动校正时，将第二边L2向低密度区域移动，将第三边L3向第二边L2方向移动。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，执行移动校正时，将第二边L2和第三边L3移动相等的距离。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，执行移动校正时，将第二边L2和第三边L3移动2nm。
进一步改进所述的光学临近效应修正方法，所述安全区域是被校正图形设计规则中要求的距离。
本发明通过版图逻辑运算可实现自动识别并选取多晶硅层偏移图形，同时对其进行移动操作；本发明有利于增大多晶硅层高低密度区域图形的距离，改善高低密度区域图形之间的工艺窗口，处理后的光刻版图仍然满足设计规则，不会影响器件性能，能够有效防止多晶硅层图形间距变小造成的产品缺陷，有效避免低密度区域图形偏移所导致的风险，提高产品良率。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明示意图一，其示意性地示出了多晶硅层PO与半导体器件、有源区(AA)、通孔层(CT)的相对位置；
图2是本发明示意图二，其示意性地示出了有源区AA和多晶硅层PO有交叠区域且处于低密度区域的边；
图3是本发明示意图三，其示意性地示出了多晶硅层PO距离有源区AA较近且处于低密度区域的边；
图4是本发明示意图四，其示意性地示出了多晶硅层PO处于低密度区域且可移动的边；
图5是本发明示意图五，示意性地示出了多晶硅层PO处于高密度区域的多边形；
图6是本发明示意图六，示意性地示出了多晶硅层PO处于低密度区域的多边形；
图7是本发明示意图七，示意性地示出了多晶硅层PO处于高低密度区域之间的低密度区域的边；
图8是本发明示意图八，示意性地示出了多晶硅层PO处于高低密度区域之间的低密度区域边的对边；
图9是本发明示意图九，示意性地示出了PO处于高低密度区域之间的低密度区域边的移动；
图10是本发明示意图十，示意性地示出了PO处于高低密度区域之间的低密度区域边的对边的移动。
附图标记说明
多晶硅层PO
有源区AA
通孔层CT
PO处于低密度区域且可移动的边1
多晶硅层PO处于高密度区域的多边形2
多晶硅层PO处于低密度区域的多边形3
多晶硅层PO处于高低密度区域之间的低密度区域的边4
多晶硅层PO处于高低密度区域之间的低密度区域边的对边5
多晶硅层PO处于高低密度区域之间的低密度区域边移动情况6
多晶硅层PO处于高低密度区域之间的低密度区域边的对边移动情况7
具体实施方式
本发明提供用于校正半导体器件多晶硅层偏移图形的光学临近效应修正方法一实施例，包括以下步骤：
1)根据多晶硅层图形之间距离将其划分为高密度图形区域和低密度图形区域；
所述低密度图形区域选取通过以下方式；
通过版图逻辑运算选出所有与多晶硅层PO有交叠的有源区层AA，并筛选出有源区层AA与多晶硅层PO接触边，将所述接触边往外扩大第一尺寸W1得到第一中间区域，第一中间区域与有源区层AA通过版图逻辑运算得到第一多边形A1，选出不在第一多边形A1区域的多晶硅层PO边，并进一步筛选出不在第一多边形A1区域的多晶硅层PO边中间距大于第二尺寸W2的边，将选出的边进行逻辑运算，选出距离有源区层AA、通孔层CT和多晶硅层PO均存在安全区域的第一边L1所在的多边形作为低密度图形区域。
其中，所述安全区域是被校正图形设计规则中要求的距离。
其中，所述第一尺寸W1范围为50nm～150nm，本实施例中第一尺寸W1采用的选值是50nm、100nm或150nm。。
所述第二尺寸W2范围为180nm～200nm，本实施例中第一尺寸W1采用的选值是180nm、190nm或200nm。。
所述高密度图形区域选取通过以下方式；
通过版图逻辑运算选出多晶硅层PO图形间距在第三尺寸W3范围内的区域组成第二多边形A2，选取第二多边形A2中间距在第四尺寸W4范围内的区域组成第三多边形A3，将第二多边形A2和第三多边形A3合并起来组成第四多边形A4，选取第四多边形A4中边长大于第五尺寸W5的第五多边形A5，选取接触到多晶硅层PO图形大于等于四个以上的第五多边形A5组成第六多边形A6，将第六多边形A6作为高密度图形区域。
其中，所述第三尺寸W3为110nm～150nm，本实施例中第三尺寸W3采用的选值是110nm、130nm或150nm。
所述第四尺寸W4为120nm。
所述第五尺寸W5范围为270nm～300nm，本实施例中第五尺寸W5采用的选值是270nm、280nm、290nm或300nm。
2)通过版图逻辑运算选取低密度图形区域中发生位移的图形；
所述低密度区域发生位移的图形采用以下方式选取；通过版图逻辑运算选取第六多边形A6与第一边L1距离在第六尺寸W6范围内的第六多边形A6组成第七多边形A7。
其中，所述六尺寸W6范围为50nm～120nm。本实施例中第六尺寸W6采用的选值是50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm或120nm。
3)对步骤2)选取需要移动处理的图形执行移动校正。
需要移动处理的图形为第七多边形A7与第一边L1共边的第二边L2，以及第七多边形A7与第四多边形A4共边的第三边L3。
其中，所述低密度图形区域执行移动校正取值范围为0～10nm。
本实施执行移动校正时，将第二边L2向低密度区域移动，将第三边L3向第二边L2方向移动。
并且，将将第二边L2和第三边L3移动相等的距离。
例如，将第二边L2和第三边L3移动2nm。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种光学临近效应修正方法，用于校正半导体器件多晶硅层偏移图形，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据多晶硅层图形之间距离将其划分为高密度图形区域和低密度图形区域；
2)通过版图逻辑运算选取低密度图形区域中发生位移的图形；
3)对步骤2)选取需要移动处理的图形执行移动校正
其中，所述低密度图形区域选取通过以下方式；
通过版图逻辑运算选出所有与多晶硅层(PO)有交叠的有源区层(AA)，并筛选出有源区层(AA)与多晶硅层(PO)接触边，将所述接触边往外扩大第一尺寸(W1)得到第一中间区域，第一中间区域与有源区层(AA)通过版图逻辑运算得到第一多边形(A1)，选出不在第一多边形(A1)区域的多晶硅层(PO)边，并进一步筛选出不在第一多边形(A1)区域的多晶硅层(PO)边中间距大于第二尺寸(W2)的边，将选出的边进行逻辑运算，选出距离有源区层(AA)、通孔层(CT)和多晶硅层(PO)均存在安全区域的第一边(L1)所在的多边形作为低密度图形区域。
2.如权利要求1所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述第一尺寸(W1)范围为50nm～150nm。
3.如权利要求2所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述第一尺寸(W1)范围为100nm。
4.如权利要求1所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述第二尺寸(W2)范围为180nm～200nm。
5.如权利要求1所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述高密度图形区域选取通过以下方式；
通过版图逻辑运算选出多晶硅层(PO)图形间距在第三尺寸(W3)范围内的区域组成第二多边形(A2)，选取第二多边形(A2)中间距在第四尺寸(W4)范围内的区域组成第三多边形(A3)，将第二多边形(A2)和第三多边形(A3)合并起来组成第四多边形(A4)，选取第四多边形(A4)中边长大于第五尺寸(W5)的第五多边形(A5)，选取接触到多晶硅层(PO)图形大于等于预定值的第五多边形(A5)组成第六多边形(A6)，将第六多边形(A6)作为高密度图形区域。
6.如权利要求5所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述第三尺寸(W3)范围为110nm～150nm。
7.如权利要求5所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述第四尺寸(W4)范围为120nm。
8.如权利要求5所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述第五尺寸(W5)范围为270nm～300nm。
9.如权利要求5所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述预定值是四个以上。
10.如权利要求5所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述低密度区域发生位移的图形采用以下方式选取；通过版图逻辑运算选取第六多边形(A6)与第一边(L1)距离在第六尺寸(W6)范围内的第六多边形(A6)组成第七多边形(A7)。
11.如权利要求10所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述第六尺寸(W6)范围为50nm～120nm。
12.如权利要求10所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：需要移动处理的图形为第七多边形(A7)与第一边(L1)共边的第二边(L2)，以及第七多边形(A7)与第四多边形(A4)共边的第三边(L3)。
13.如权利要求12所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述低密度图形区域执行移动校正取值范围为0～10nm。
14.如权利要求13所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：执行移动校正时，将第二边(L2)向低密度区域移动，将第三边(L3)向第二边(L2)方向移动。
15.如权利要求14所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：执行移动校正时，将第二边(L2)和第三边(L3)移动相等的距离。
16.如权利要求15所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：执行移动校正时，将第二边(L2)和第三边(L3)移动2nm。
17.如权利要求1所述的光学临近效应修正方法，其特征在于：所述安全区域是被校正图形设计规则中要求的距离。
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