CN111474820B - 一种模拟凹角目标图形生成的优化方法 - Google Patents

一种模拟凹角目标图形生成的优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种模拟凹角目标图形生成的优化方法，将整体版图作为输入，对L型拐角图形进行偏移和合并生成第一目标图形；进行偏移操作后生成第二目标图形；将第一目标图形和第二目标图形作异或运算，判断L型拐角图形是否产生异常穿透；根据异常穿透产生的位置，在第一目标图形添加补充图形生成优化后的目标图形；对优化后的目标图形进行OPC修正。本发明有效计算出异常穿透的位置和间距，从而准确在异常穿透处添加补充图形，消除了异常穿透对目标图形的影响后进行OPC修正，OPC修正后实现最终优化，降低了工艺风险。

Description

一种模拟凹角目标图形生成的优化方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种模拟凹角目标图形生成的优化方法。
背景技术
先进光刻工艺中，掩膜板上的OPC图形通过光刻机曝光转移到光刻胶上的目标图形，再通过刻蚀将光刻胶上的目标图形转移到wafer上并使其接近输入图形。在集成电路制造领域，通过使用EDA软件，可以模拟从输入数据到光刻胶上目标图形，再到掩膜板上的OPC图形的过程。
55nm工艺节点上，模拟生成目标图形的过程主要由偏移及合并构成，偏移量是根据图形上的边所在位置的间距(space)和宽度(width)确定的，具体数值由实际刻蚀工艺决定，合并是为了消除偏移后产生的不利于OPC修正的短边。如果生成目标图形过程中产生缺陷，会影响到后续OPC的修正，最终传至晶圆上，带来一定的工艺风险。
金属层密集区域一些具有凹角的特征图形,由于软件Bug导致目标图形与理想有偏差,该金属层密集区域的特征图形如图1所示：输入图形至少由两块图形组成，一块P1是有凹角的图形，其边A正对着图形P2的边B，边B上的顶点J向边A做垂线，投影会穿过A进入P1内，则边C有可能产生异常穿透。
偏移过程中不仅要测量正对该边的间距(space)和宽度(width)，还需要在侧向一定距离内测量，因此定义了一个侧向检查间距(space)和宽度(width)的最大距离EXTEND。以局部版图的方式在特征图形处测试，发现凹角处边C有两种偏移情况，一种是呈阶梯状，即穿透图形测量space，如图2所示；另一种没有阶梯状，即没有穿透图形测量space，如图3所示。两种情况的区别在于，从J点侧向移动EXTEND后垂直看向C时是否被J、K的连线阻挡。以上描述确定了在局部版图模式下，是否穿透测量space的条件：其中穿透测量space条件为：
EXTEND≥XJK·(h1+h2)/h2 (1.1)；
不穿透测量space条件：EXTEND＜XJK·(h1+h2)/h2 (1.2)；
其中EXTEND是偏移过程的设定值，h1和h2是输入图形的特定长度，XJK是点J和点K之间的水平距离，具体位置可参考图2和图3。实际的目标图形是将整体版图作为输入在软件中计算而产生的，与局部版图产生的目标图形对比发现：在满足穿透条件的位置上两者都表现穿透；但在满足不穿透条件的位置上，局部版图一定是不穿透的，而整体版图的部分位置可能表现穿透，称这种情况为异常穿透测量space，如图4所示，其中的space间距指的是从边C发生异常穿透产生的凸起边的阶梯点至拐角处的竖直边的距离。
因此，需要为在整体版图模式下解决异常穿透测量space的问题，提出一种模拟凹角目标图形生成的优化方法。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种模拟凹角目标图形生成的优化方法，用于解决现有技术中为在整体版图模式下解决异常穿透测量间距，进而避免OPC修正后由于穿透异常带来工艺风险的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种模拟凹角目标图形生成的优化方法，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供输入图形的整体版图，所述输入图形至少包括L型拐角图形、位于所述L型拐角图形竖部分上方的第一图形；所述L型拐角图形竖直部分和水平部分的形状均为矩形；所述第一图形具有水平边和与该水平边相交的竖直边，该水平边与竖直边的交点为所述第一图形的顶点J，并且所述顶点垂直投影于所述L型拐角图形的竖直部分；
步骤二、将所述整体版图作为输入，对所述L型拐角图形进行偏移和合并操作后生成第一目标图形；
步骤三、将所述整体版图作为输入，对所述L型拐角图形进行偏移操作后生成第二目标图形；
步骤四、将所述第一目标图形和所述第二目标图形作异或运算，判断所述L型拐角图形的水平边上是否产生异常穿透；若产生异常穿透则进行步骤五；若不产生异常穿透则对所述第一目标图形进行OPC修正；
步骤五、根据异常穿透产生的位置，在所述第一目标图形添加补充图形；
步骤六、对所述优化后的目标图形进行OPC修正。
优选地，步骤四中判断所述L型拐角图形的水平边上是否产生异常穿透的方法包括：(1)对所述第一目标图形和所述第二目标图形进行异或运算后得到特征边的尺寸和位置；(2)根据所述特征边的尺寸和位置计算所述特征边靠近所述L型拐角图形的拐角处的顶点至所述L型拐角图形的拐角处竖直边的距离Xc；(3)所述L型拐角图形的竖直部分上端靠近其拐角的顶点K与所述顶点J的水平距离为Xjk，所述L型拐角图形的竖直部分上方的所述水平边与所述第一图形的所述水平边的距离为h2；所述L型拐角图形的竖直部分的高度为h1；根据公式：Xc+Xjk＜Xjk*(h1+h2)/h2，若该公式中的小于条件成立，则发生异常穿透，反之则为正常穿透。
优选地，步骤五中根据异常穿透产生的位置在所述第一目标图形添加补充图形的方法为：根据所述距离Xc的值的大小和个数，统计步骤三的偏移操作后产生的阶梯数，并根据所述阶梯数和所述距离Xc的值在所述第一目标图形中添加补充图形。
优选地，步骤五中统计步骤三的偏移操作后产生的阶梯数为单阶梯数。
优选地，步骤五中统计步骤三的偏移操作后产生的阶梯数为多阶梯数。
优选地，步骤五中根据单阶梯中所述距离Xc和所述特征边的尺寸、位置在所述第一目标图形添加补充图形，添加后的所述补充图形的一端与所述特征边连接，另一端与所述L型拐角图形的竖直部分的竖直边连接，并且高度等于所述特征边的高度。
优选地，步骤五中根据多阶梯中每个所述距离Xc和所述特征边的尺寸、位置在所述第一目标图形添加补充图形，添加后的所述补充图形的一端与所述特征边连接，另一端与所述L型拐角图形的竖直部分的竖直边连接，并且高度等于所述特征边的高度。
优选地，该方法还包括步骤七、对OPC修正后的所述整体版图进行模拟。
如上所述，本发明的模拟凹角目标图形生成的优化方法，具有以下有益效果：本发明有效计算出异常穿透的位置和间距，从而准确在异常穿透处添加补充图形实现了目标图形的优化，消除了异常穿透对目标图形的影响，OPC修正后实现最终优化，降低了工艺风险。
附图说明
图1显示为现有技术或本发明的输入图形的示意图；
图2显示为现有技术中穿透图形测量space的示意图；
图3显示为现有技术中不穿透图形测量space的示意图；
图4显示为本发明中整体版图下异常穿透测量space位置的示意图；
图5显示为本发明中对第一目标图形和第二目标图形作异或运算后得到的特征图形；
图6显示为本发明中异或运算得到的特征图形的特征边与L型拐角图形的距离示意图；
图7显示为本发明中对第一目标图形添加补充图形后的示意图；
图8显示为本发明中对产生多阶梯数的输入图形添加补充图形的示意图；
图9显示为第一目标图形优化后的目标图形示意图；
图10a显示为本发明中OPC修正后的目标图形示意图；
图10b显示为本发明中对OPC修正后的版图进行模拟得到模拟图形的示意图；
图11a显示为本发明中OPC修正后的另一种目标图形示意图；
图11b显示为本发明中对OPC修正后的版图进行模拟得到另一种模拟图形的示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1、图4至图11b。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
本发明提供一种模拟凹角目标图形生成的优化方法，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供输入图形的整体版图，如图1所示，所述输入图形至少包括L型拐角图形P1、位于所述L型拐角图形竖部分上方的第一图形B；所述L型拐角图形P1竖直部分和水平部分的形状均为矩形；所述第一图形B具有水平边和与该水平边相交的竖直边，该水平边与竖直边的交点为所述第一图形的顶点J，并且所述顶点垂直投影于所述L型拐角图形P1的竖直部分；也就是说，所述第一图形B位于所述L型拐角图形P1中的竖直部分的上方，并与所述L型拐角图形的竖直部分上方具有间距。并且如图1所示，所述第一图形B的顶点J在所述L型拐角图形的竖直部分的投影如图1中的虚线所示。
步骤二、将所述整体版图作为输入，对所述L型拐角图形进行偏移和合并操作后生成第一目标图形；也就是说，该步骤中将具有所述输入图形的整体版图作为输入进行偏移及合并的操作，该步骤二中将所述输入图形做偏移和合并的一并操作，之后生成所述第一目标图形。
步骤三、将所述整体版图作为输入，对所述L型拐角图形进行偏移操作后生成第二目标图形；步骤三中将所述整体版图进行输入，不同于步骤二中，该步骤三只对所述L型拐角图形进行偏移操作，生成的图形为所述第二目标图形。
步骤四、将所述第一目标图形和所述第二目标图形作异或运算，判断所述L型拐角图形的水平边上是否产生异常穿透；若产生异常穿透则进行步骤五；若不产生异常穿透则对所述第一目标图形进行OPC修正；也就是说，在整体版图模式中，因为在穿透space测量的位置上，合并操作前后的图形不同，故将偏移(无合并)和偏移有合并的目标图形做异或运算。
进一步地，步骤四中判断所述L型拐角图形的水平边上是否产生异常穿透的方法包括：(1)对所述第一目标图形和所述第二目标图形进行异或运算后得到特征边的尺寸和位置；如图5所示，图5显示为对第一目标图形和第二目标图形作异或运算后得到的特征图形01。(2)根据所述特征边的尺寸和位置计算所述特征边靠近所述L型拐角图形的拐角处的顶点至所述L型拐角图形的拐角处竖直边的距离Xc；如图6所示，图6显示为异或运算得到的特征图形的特征边与L型拐角图形的距离示意图；(3)所述L型拐角图形的竖直部分上端靠近其拐角的顶点K与所述顶点J的水平距离为Xjk，所述L型拐角图形的竖直部分上方的所述水平边与所述第一图形的所述水平边的距离为h2；所述L型拐角图形的竖直部分的高度为h1；根据公式：Xc+Xjk＜Xjk*(h1+h2)/h2，若该公式中的小于条件成立，则发生异常穿透，反之则为正常合理的穿透。即Xc+Xjk＝EXTEND(EXTEND表示图6中所述特征图形01的右端点至所述第一图形的顶点J之间的水平距离)；之后根据EXTEND＜Xjk*(h1+h2)/h2判断所述L型拐角图形的水平边上是否产生异常穿透。
步骤五、根据异常穿透产生的位置，在所述第一目标图形添加补充图形生成优化后的目标图形；也就是说，将步骤四中产生异常穿透的第一目标图形挑选出来，对其进行添加补充图形，如图7所示，图7显示为本发明对所述第一目标图形添加补充图形02后的示意图。
进一步地，步骤五中根据异常穿透产生的位置在所述第一目标图形添加补充图形的方法为：根据所述距离Xc的值的大小和个数，统计步骤三的偏移操作后产生的阶梯数，并根据所述阶梯数和所述距离Xc的值在所述第一目标图形中添加补充图形。本实施例中步骤五中统计步骤三的偏移操作后产生的阶梯数为单阶梯数。再进一步地，步骤五中根据单阶梯中所述距离Xc和所述特征边的尺寸、位置在所述第一目标图形添加补充图形，添加后的所述补充图形的一端与所述特征边连接，另一端与所述L型拐角图形的竖直部分的竖直边连接，并且高度等于所述特征边的高度。如图7所示。
步骤六、对所述优化后的目标图形进行OPC修正。如图10a所示，图10a显示为OPC修正后的目标图形示意图。
进一步地，该方法还包括步骤七、对OPC修正后的所述整体版图进行模拟。如图10b所示，图10b显示为对OPC修正后的版图进行模拟得到模拟图形的示意图。
本发明在整体图形模式下，对合并前后的目标图形做异或运算，将特征边长代入不穿透测量space的判断公式，准确选出异常穿透位置；根据异常穿透位置处目标图形异或结果的阶梯数，生成因异常穿透测量space而损失的图形，补充到目标图形上，实现对目标图形的优化。目标图形优化后进行OPC修正，单阶梯的特征图形优化前后OPC和模拟图形的对比，由于目标图形优化程度较小，导致OPC优化也较小，又因为凹角处的圆化效应，模拟图形上的程度也很小。因此补充图形添加至原目标图形上，消除了异常穿透对目标图形的影响，OPC修正后实现最终优化。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：步骤五、根据异常穿透产生的位置，在所述第一目标图形添加补充图形，生成优化后的目标图形；进一步地，步骤五中统计步骤三的偏移操作后产生的阶梯数为多阶梯数。如图8所示，图8显示为对产生多阶梯数的第一目标图形添加补充图形的示意图。再进一步地，步骤五中根据多阶梯中每个所述距离Xc和所述特征边的尺寸、位置在所述第一目标图形添加补充图形，添加后的所述补充图形的一端与所述特征边连接，另一端与所述L型拐角图形的竖直部分的竖直边连接，并且高度等于所述特征边的高度。
步骤六、对所述优化后的目标图形进行OPC修正。如图11a所示，图11a显示为OPC修正后的另一种目标图形示意图。
进一步地，该方法还包括步骤七、对OPC修正后的所述整体版图进行模拟。如图11b所示，图11b显示为对OPC修正后的版图进行模拟得到另一种模拟图形的示意图。
本发明在整体图形模式下，对合并前后的目标图形做异或运算，将特征边长代入不穿透测量space的判断公式，准确选出异常穿透位置；根据异常穿透位置处目标图形异或结果的阶梯数，生成因异常穿透测量space而损失的图形，补充到目标图形上，实现对目标图形的优化。目标图形优化后进行OPC修正，多阶梯的特征图形优化前后OPC和模拟图形的对比，由于目标图形优化程度较大，最终在OPC和模拟图形上均有有明显的优化。又因为凹角处的圆化效应，模拟图形上的程度也很小。因此补充图形添加至原目标图形上，消除了异常穿透对目标图形的影响，OPC修正后实现最终优化。
综上所述，本发明有效计算出异常穿透的间距，从而准确在异常穿透处添加补充图形，之后对目标图形优化后进行OPC修正，消除了异常穿透对目标图形的影响，OPC修正后实现最终优化，降低了工艺风险。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种模拟凹角目标图形生成的优化方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供输入图形的整体版图，所述输入图形至少包括L型拐角图形、位于所述L型拐角图形竖直部分上方的第一图形；所述L型拐角图形竖直部分和水平部分的形状均为矩形；所述第一图形具有水平边和与该水平边相交的竖直边，该水平边与竖直边的交点为所述第一图形的顶点J，并且所述顶点垂直投影于所述L型拐角图形的竖直部分；
步骤二、将所述整体版图作为输入，对所述L型拐角图形进行偏移和合并操作后生成第一目标图形；
步骤三、将所述整体版图作为输入，对所述L型拐角图形进行偏移操作后生成第二目标图形；
步骤四、将所述第一目标图形和所述第二目标图形作异或运算，判断所述L型拐角图形的水平边上是否产生异常穿透；若产生异常穿透则进行步骤五；若不产生异常穿透则对所述第一目标图形进行OPC修正；判断所述L型拐角图形的水平边上是否产生异常穿透的方法包括：(1)对所述第一目标图形和所述第二目标图形进行异或运算后得到特征边的尺寸和位置；(2)根据所述特征边的尺寸和位置计算所述特征边靠近所述L型拐角图形的拐角处的顶点至所述L型拐角图形的拐角处竖直边的距离Xc；(3)所述L型拐角图形的竖直部分上端靠近其拐角的顶点K与所述顶点J的水平距离为Xjk，所述L型拐角图形的竖直部分上方的所述水平边与所述第一图形的所述水平边的距离为h2；所述L型拐角图形的竖直部分的高度为h1；根据公式：Xc+Xjk＜Xjk*(h1+h2)/h2，若该公式中的小于条件成立，则发生异常穿透，反之则为正常穿透；
步骤五、根据异常穿透产生的位置，在所述第一目标图形中添加补充图形，生成优化后的目标图形；
步骤六、对所述优化后的目标图形进行OPC修正。
2.根据权利要求1所述的模拟凹角目标图形生成的优化方法，其特征在于：步骤五中根据异常穿透产生的位置在所述第一目标图形添加补充图形的方法为：根据所述距离Xc的值的大小和个数，统计步骤三的偏移操作后产生的阶梯数，并根据所述阶梯数和所述距离Xc的值在所述第一目标图形中添加补充图形。
3.根据权利要求2所述的模拟凹角目标图形生成的优化方法，其特征在于：步骤五中统计步骤三的偏移操作后产生的阶梯数为单阶梯数。
4.根据权利要求3所述的模拟凹角目标图形生成的优化方法，其特征在于：步骤五中统计步骤三的偏移操作后产生的阶梯数为多阶梯数。
5.根据权利要求3所述的模拟凹角目标图形生成的优化方法，其特征在于：步骤五中根据单阶梯中所述距离Xc和所述特征边的尺寸、位置在所述第一目标图形添加补充图形，添加后的所述补充图形的一端与所述特征边连接，另一端与所述L型拐角图形的竖直部分的竖直边连接，并且高度等于所述特征边的高度。
6.根据权利要求4所述的模拟凹角目标图形生成的优化方法，其特征在于：步骤五中根据多阶梯中每个所述距离Xc和所述特征边的尺寸、位置在所述第一目标图形添加补充图形，添加后的所述补充图形的一端与所述特征边连接，另一端与所述L型拐角图形的竖直部分的竖直边连接，并且高度等于所述特征边的高度。
7.根据权利要求1所述的模拟凹角目标图形生成的优化方法，其特征在于：该方法还包括步骤七、对OPC修正后的所述整体版图进行模拟。
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