用於光刻工藝窗口最優化的方法和系統的製作方法

2023-07-27 15:11:41 3

專利名稱：用於光刻工藝窗口最優化的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於最優化集成電路布圖以便於最佳化動態定義的光刻工藝的新型方法和系統，在該光刻工藝中，在固定邊緣位置處不應用光刻公差，以便於與使用常規設計規則得到的用於印刷功能電路的工藝窗口相比，獲得更大的工藝窗口。
背景技術：
光刻約束是確定電路布圖效率的一個重要因素。本質上，常規地，光刻約束由通常受限的光刻工藝在公差內的指定位置處成功印刷邊緣的能力確定。光刻工藝包括利用光刻曝光工具從方向範圍照亮光刻掩膜，並將掩膜的投影圖像聚焦到感光膜上，該感光膜塗覆在諸如矽晶片的晶片上部分製造的集成電路上。光刻工藝窗口體現出釋放的光能量(劑量)和圖像平面散焦的範圍，在該範圍內，投影的圖像充分地體現出期望的電路形狀。在圖像形成後，顯影感光膜，並將印刷的圖形轉移到電路中的功能工藝層中。最終的電路則由許多彼此在頂上層疊的這種構圖級組成。
圖1示出了現有技術最常用的稱為形狀定向(shape-directed)光學鄰近效應修正(OPC)的OPC工藝的總的系統流程。在形狀定向OPC中，反覆地調節光刻工藝的某些方面(通常為掩膜上的特徵邊緣的位置)以使得印刷的形狀保形於設計形狀。(設計形狀通常為由電路設計師提供的矩形形狀。)因此，在常規的形狀定向OPC中，精確地將邊緣放置在規定的位置處，即在形狀定向OPC中，在聚焦的圖像中不允許誤差容限。
圖2示出了現有技術的OPC形式，該OPC形式比形狀定向OPC計算強度更大；圖2的形式在本文中稱為常規工藝窗口OPC。在常規工藝窗口OPC中，調節光刻工藝以便於最大化劑量和聚焦範圍，在該範圍內，印刷邊緣位置落入標稱(nominal)位置周圍的公差帶內。公差帶是指在標稱設計位置周圍的可接受位置的範圍。
圖2的工藝主要保持設計後的工藝，旨在使投影形狀充分地類似於設計形狀。
印刷形狀的可接受公差必須生產成功的電路性能，且必須容易在各種典型工藝變化下保持。然而，用於印刷給定特徵邊緣的光刻能力取決於電路布圖的相同局部區域中的其它特徵，如電路功能性。結果，光刻約束理想地應該非常動態，並潛在地結合併利用大量不同局部電路情況的具體結構細節。然而，通常，由於常規和實際設計的原因，光刻約束通常提供技術上公知的非常簡化的形式作為設計規則，這些規則決定光刻能力，即可獲得的光刻工藝窗口，這至少在技術上是可接受的，且這些規則通常用於整個電路布圖。
光刻工藝窗口在技術上通常限定為曝光/聚焦範圍，在該範圍內，將具體設計的所有印刷邊緣成功放置在預定的位置，特別是在給定的公差內。本質上，這些給定的公差表示用於預測諸如固定的目標圖形組的全部固定的電路設計的散焦和劑量敏感度的合理手段。當用於工藝窗口OPC時，這種公差以這樣的方式促進光刻掩膜的最優化，由此圖像邊緣將印刷在期望的位置處，最小可能地敏感於所出現的劑量和聚焦的波動。實際上，這意味著最優化配置光刻工藝以便於印刷固定的電路圖形。
然而，優選地，在固定目標位置之前考慮光刻可行性，即考慮光刻可行性以及電路性能來確定印刷特徵邊緣的位置和公差。在這種關係中，在本發明中，電路需求僅主要用於固定特徵邊緣上的共同約束，而非給予絕對邊緣位置上的嚴格約束。
理想地，投影形狀應該被電性最優化以便於最大化電路性能需求，且其後，被光刻最優化以便於獲得電性期望的形狀，且如果需要迭代這些步驟以能夠獲得工藝最優化的最佳綜合解決方案。不幸地是，在每次迭代之後，在計算上非常難於再估計電性能。減小允許邊緣位置的固定帶的電性需求的常規基本規則程序的優點是工藝窗口計算相對較容易，因為僅需要計算(在每個聚焦平面中)由落在上和下公差限的邊緣佔據的固定位置處的強度。常規的形狀定向OPC標稱地包括對於每個邊緣(分割點)的一個強度計算，而考慮到抗蝕劑和工藝偏差的本方法實際上對於每個分割點需要幾個強度計算。
在數學術語中，形狀定向OPC中的約束採取下述形式xj＝pj， [1]即，它們僅僅規定將第j個邊緣放置在位置pj。同常規設想的一樣，工藝窗口OPC在面對採用下述形式的約束時尋求最大化工藝窗口xj-pj≤dj，pj-xj≤dj， [2a]即，調節掩膜或其它工藝參數以便於最大化劑量和聚焦的範圍，在該範圍上，在標稱位置pj的公差±dj內印刷第j個邊緣。即使常規約束可以在內部與外部公差之間不對稱，取代方程[2a]，它們可以採用下述形式xj-pj≤ej，pj-xj≤sj。
[2b]經常將方程2a或b形式的約束強加於可以看作一對邊緣的每個邊緣，由於簡單的電路形狀橫穿每一維具有兩個邊緣，例如左和右邊緣。例如，如果，第j個邊緣為特定電路特徵的右邊緣，而第i個邊緣為該特徵的左邊緣，則在大多數情況下，特徵寬度為xj-xi，即電性臨界。這種電性臨界寬度通常稱為臨界尺寸，或CD。在該實例中，由第i(左)邊緣的相似約束來補充方程2bxi-pi≤si，pi-xi≤ei， [2c]CD的縮減公差，即xj-xi的收縮公差在該實例中為2sj，和擴大公差為2ej。通常將相似的公差應用到特徵之間的間距。這在圖5中示出。
按照方程2a-c形式的常規約束的優點是可以通過確定在兩個橫向位置處例如在方程2b情形下的位置pj+ej和pj-sj處、在不同聚焦平面內的強度，來建立在其內滿足約束的光刻工藝窗口的邊界。然而，這些常規約束的缺點是從電性觀點出發，它們過分地約束獨立特徵邊緣，例如將兩個電性必要的約束xj-xi＞pj-pi-2sj和xj-xi＞pj-pi+2ej轉換成方程2a和2b中列出的四個約束。發生這種情況是因為特徵寬度或間距的電性相關約束被轉換成包括該特徵的相鄰邊緣的成對約束。雖然通過該程序不會增加約束的總數目，但是應用到特定邊緣的約束比所需要的更強。
已經開發出許多方法來最佳地從電性觀點出發來放置電路特徵。
Chiluvuri等人的美國專利No.6,434,721 B1，公開了一種用於基於布圖技術的約束圖表的方法和設備，其促進了二維電路的緊密布置。在那種情形下，將布圖轉化成約束圖表表示並將重量值賦值於各自的切變(shear)和微動(jogging)邊緣，由此提供可選割集。
Lin等人的美國專利No.5,892,261，提供了這樣的方法，增加VDD接觸的布圖設計的邊緣間距以便於增加內部電路的靜電放電(ESD)的抗擾性而不影響器件的尺寸和布圖面積約束。
Suda的美國專利No.5,889,681，涉及這樣的方法，在目標單元中布置抽象單元並對半導體集成電路布圖中的抽象單元的邊緣設置緊縮約束。
Drumm的美國專利No.5,825,661，提供了集成電路的後布圖最優化，其中將電路位置確定為新電路元件的可允許物理位置。
Patel的美國專利No.5,764,532；Hao等人的美國專利No.5,612,893；Bamji的美國專利No.5,581,474和5,568,396；Edward的美國專利No.5,416,722和5,515,293；以及Ishii等人的美國專利No.4,805,113各自分別公開並描述了修正電路元件布圖以便於最優化集成電路設計的各種方法。這些現有技術出版物的方法，雖然採用了包括集成電路布圖上的蝕刻定義的約束，但沒有一種提供電路布圖和光刻掩膜的同時最優化，這類似於唯一由本發明構思的光刻工藝窗口的最優化。
相似地，1992年9月的Vol.35，No.4B和1987年12月的Vol.30，No.7的IBM Technical Disclosure Bulletin，描述了各種最優化，以便於提高集成電路布圖；且在國際專利公開No.WO01/65424 A2中描述了用於電子設計布置的相似的布圖最優化。

發明內容
雖然前述出版物各自或多或少地涉及集成電路製造中的布圖最優化，但沒有一種提供本發明的改進方法，根據該方法能夠最大化光刻能力和工藝窗口以滿足局部電路需求並獲得最有效的布圖。在這種關係下，如本發明所闡述，當將布局最優化擴展到超出由目前在技術中公知並採用的簡單固定設計規則獲得的程度時，採用利用廣義光刻工藝窗口作為措施的方法。
通過更加複雜的採用互連組形式的邊緣布置約束來實現最優化，而不是如常規工藝窗口最優化那樣，約束特徵邊緣以印刷在固定的位置帶內。這些約束種類目前用於在電路壓縮(compaction)期間捕獲電性需求(參見Proceedings of the 27thACM/IEEE Design Automation Conference(1990)第375頁中的D.Marple的「A Hierarchy Preserving HierarchicalCompactor」)。這種互連約束包含傳統的CD約束，但是更加概括。
在數學術語中，這些廣義的約束採用下述形式xj+-xj-＜Dj[3]其中，Dj為常數。方程[3]假設沒有考慮電路元件中的內層，因此在每個約束中僅出現兩個邊緣(xj+和xj-)。方程[3]形式的約束中出現的x變量實際上可以包括電路的不同電性元件。更為普遍地，方程[3]能夠約束特徵的寬度或者特徵之間的間距、或包括在不同工藝級電路中的特徵邊緣的更為一般的需求。


現在參考附圖，其中圖1示出了用於光刻最優化的發明的約束在示例性應用情況下的表示；圖2a示出了依據現有技術的形狀定向OPC的後處理的流程圖；圖2b示出了依據現有技術的工藝窗口OPC的後處理的流程圖；
圖3示出了依據本發明的在用於廣義工藝窗口的邊緣約束下的工藝窗口OPC的流程圖；圖4a和b示出了在採用用於一般化工藝窗口的邊緣約束的工序下的工藝窗口的改進；以及圖5示出了廣義邊緣約束與現有技術邊緣約束之間的關係。
具體實施例方式
通過更加複雜的採用互連組形式的邊緣布置約束來實現最優化，由此這種互連約束可以以改進的方式掌握電路性能需求，而不是如常規工藝窗口最優化中的那樣，約束特徵邊緣以便於印刷在固定的位置帶內。這些互連約束可以包含作為特別例子的特徵邊緣位置上的傳統約束，但更加概括。儘管電路電特性的這種改進的表示，最優化問題完全留在光刻領域中；保留最優化光刻工藝的目的以便於獲得劑量和聚焦變化的最寬的可能範圍內的可接受電路性能。該新方法仍然具有下述優點完全通過圖像強度的計算和計算上的等價數量來確定工藝窗口。結果，該方法十分快速，因為它仍利用用於圖像強度快速計算的公知方法，並因為它避免了在最優化期間對幾何形狀處理的需要。然而，該方法沒有完全獲得專門基於強度計算的常規工藝窗口的簡單化。該方法還需要計算強度斜率以及強度本身。
(可以以與強度相同的方法來計算強度斜率。)涉及到前述，通過舉例，附圖中的圖1示出在SRAM CA級的500nm×1000nm尺寸的處理單元的情況下的這些約束。
通常不將每個布置約束局限在晶片上的固定位置帶。例如，約束僅代替限制兩個邊緣之間的間距，諸如在兩個明確電路元件之間的相鄰邊緣。個別地，可以不以任何方式約束邊緣位置；例如，只要不違反邊緣約束的共同互連組，原則上，能夠將任意一個邊緣轉移到電路邊界內的幾乎任意位置。每個約束可以包括多級上的邊緣。因為本方法通過直接最優化而不是固定規則來建立光刻性能，最優化工藝能夠將獨立邊緣的位置最終移動可估測的距離。
現在公知的用於計算光刻工藝窗口的方法與由本發明提出的這種非局部化的約束不兼容。當如在常規工藝窗口OPC中的那樣，將邊緣位置約束在固定的位置帶內，通過分析該帶的上下公差限的固定位置處的強度來計算工藝窗口是相對較簡單的事情；如常規定義的最大化工藝窗口的OPC方法可以利用這種簡單性。而且，橫穿多級的大量邊緣的連接關係遠遠比橫穿單個CD切口的一對邊緣的光刻最優化中的常規情況複雜。
與現有技術對比，本發明方法的優點是，可以完全通過圖像強度和斜率的計算來確定光刻工藝窗口，且結果是，該方法在應用中非常迅速，因為能夠利用用於快速計算圖像強度的公知方法，且因為避免了在最優化期間對幾何形狀處理的需要。
然而，為了最大化本發明的優點，期望每次最優化不止一個掩膜級中的特徵，這將會在一定程度上減緩最優化工藝。然而，用於處理窗口最優化的常規方法通常不應用在整個掩膜上，而是，用於隨機邏輯的全晶片OPC包括基於內聚焦形狀保真度(上面的方程[1])的較簡單的特徵功能以節省計算時間，由此，相比較，本方法適合用於最優化限定區域的特殊電路，如通常利用工藝窗口OPC的情況那樣。
為了減小最優化問題，其一包括僅計算強度和強度斜率，可以區別三個不同種類的變量，表示為q的變量為實際調節的掩膜和/或源變量，表示為x的變量代表特定劑量和聚焦條件下的印刷邊緣位置，以及中間設定的X粗略地認為是工藝窗口中央處的邊緣位置。然而，本方法的關鍵在於使用兩級最優化工序，這基本上消除了X變量；更為準確地，本發明的工序僅需要以如此方式修正內部與外部級之間的X值，以便於實際上沒有X值落在工藝窗口的外部。我們將兩級最優化工序稱為內部和外部循環；這些最優化級不應該與用於印刷電路不同部分的掩膜級相混淆。一旦將內部循環期間的x變量中的可允許改變限制在確保X變量保持在工藝窗口中央區域中的範圍，則直到退出內部循環為止，不需要再考慮X變量。另一種值得注意的觀點是為了標記的方便，完全採用本文中用於規定這些位置變量的標稱一維符號，即x和X。通常，圖像特徵也必須根據它們在正交y方向的位置來確定，因為約束包含x和y坐標。
q變量可以代表在用於印刷電路特徵的光刻掩膜中的開口的邊緣的位置，和在光刻曝光工具內照亮掩膜的不同光束的強度。
為了提供可行的工藝窗口的計算，在當前印刷的邊緣位置周圍可以線性化圖像強度。實際上可以在更加精確的二次或更高階的公式中執行運算法則，但是為了舉例的目的，呈現出較簡單的線性情形。利用在某種程度上類似信賴區域方法的兩級方法來執行最優化。與掩膜變量上的「信賴區域」約束相類似，在給定的步驟期間限制可允許的印刷邊緣移動。具體地，必須將可允許的邊緣移動限制在其中圖像側壁的強度變化近似線性的範圍內。該範圍將被稱為信賴區域。
將在給定的計算階段的標稱印刷邊緣位置表示為Xi。以與常規OPC中的初始掩膜邊緣基本相同的方式選擇初始Xi，例如像標稱設計布圖中的邊緣位置那樣。
在每個Xi邊緣位置計算圖像強度I(Xi)；且在優選的實施例中，在至少兩個聚焦平面內執行。
還計算在每個邊緣位置的圖像斜率I(Xi)/x，例如，在垂直於延伸邊緣的方向。為了簡化，將圖像斜率表示為 強度或其斜率可以表達為 的形式，其中 為由傅立葉變換計算的收集的掩膜衍射階的展開序列，M為對稱矩陣。通過標準的本徵系統工序將M對角化成一系列SOCS核心函數(kernel)，如現有技術公知的。通過傅立葉變幻，掩膜衍射階可以依次涉及掩膜矩形的邊緣位置。被調節的變量q可以由這些衍射階或掩膜矩形邊緣的任何一種構成。在其中一些被調節的變量q表示從不同方向照亮掩膜的強度的情況下，強度或其斜率可以表示成∑Kmqm的形式，其中係數Km表示由在第m方向上的單位照亮強度產生的晶片強度。通過與用於在約束下局部非線性最優化的常規方法中使用的相同工序，來確定在貫穿內部循環的給定迭代期間對每個q變量應用的調節。M和K圖像計算參數僅在外部循環中需要。
在q變量最優化之前，可以通過預先計算來執行確定M和K的大部分工作。可以將關於掩膜變量q的強度或強度斜率的導數計算為 其中這在外部掩膜循環中使用。還能夠以如此方式計算M，以至於提供許多經過圖像中的給定線或間距的分離薄片上的平均強度。
出現在方程[3]形式的約束中的x變量實際上包括電路的不同電子元件。如果邊緣數量的範圍為1≤i≤N，則方程[3]中的下標j+和j-簡單表示在第j個約束中包含的N個邊緣之中的一對特定i值。值得注意的是，雖然N個邊緣可以包含不同電路級上的特徵，但是在本文使用的符號中，在相同的聚焦平面內計算它們。分離地處理多個聚焦平面。J表示在每個聚焦平面中的約束的總數量。方程[3]形式中的約束通常用於描述電路需求，但是有些時候使用對於界限Dj過度嚴格的值，為了適應光刻工藝中料想到的邊緣位置中的變化。本發明確定提供最大光刻工藝窗口的掩膜和源參數，該窗口滿足電路需求，因此對於本發明，只根據需求的電路性能來建立Dj。
在線性近似中，方程[3]可以寫為Xj++E-Ij+Ij+-Xj--E-Ij-Ij-Dj,---[4]]]>其中E為強度閾值，且其中Ij+為I(Xj+)的速記(並相似地用於 )。
取決於在Xj+和Xj-的圖像斜率的相對標記，方程[4]限定可允許劑量上的上限或下限Emax,j=(Dj+Xj--Xj+)+Ij+Ij+-Ij-Ij-1Ij+-1Ij-]]>或 [5]Emin,j=(Dj+Xj--Xj+)+Ij+Ij+-Ij-Ij-1Ij+-1Ij-]]>根據分母為正還是為負來獲得方程[5]的上限或下限。
這裡的重點是只要這些X變量落在其中工藝窗口非零的位置中，即線性區中，由方程[5]限定的曝光界限基本上獨立於為Xj+和Xj-選擇的特定值。在線性近似中，Xj+的改變會由 的匹配改變來補償，且對於Xj-相似。該強度允許優化器在掩膜或源參數q中執行比常規或公知方法更一般的調節。
對於特定的實例，這在圖4中示出。在示出的實例中，方程[3]相應於亮特徵100上的CD約束，初始不必將其放置接近於某些其它特徵101(+[右]側上的)，以便於降低正(右)側上的特徵斜率 如果強度閾值E設置得太低，則特徵會印刷得太寬，且將違反了方程[3]。因此強度斜率如此以便方程[3]的較低形式變得有效。在所述的實例中，優化器能以如此方式調節q變量以便於Ij+降低而Ij-增加，但是(Ij+/Ij+)-(Ij-/Ij-)]]>的量保持不變。設計者將此看作為特徵在-方向上的移動；有效地，遠離幹擾特徵，但是優化器實際上沒有調節X變量，僅改變了強度和強度斜率。在圖4a中，這種有效的移動示為從曲線5到曲線6的繪製的圖像強度的改變。由優化器進行的相關調節可以為掩膜特徵簡單的向左移動。一般來講，這種調節還會導致 在絕對值上變得較大，因為當亮特徵100和101的間距增加時它們之間的不清晰性會降低。這意味著在調節之後改進了Emin，j的下限；在圖4中，下限示為級104。有效地，優化器能夠通過移動特徵來改善工藝窗口。這是現有技術的工藝窗口最優化不能利用的自由度，如圖4b中所示。這裡，示出現有技術的情況，其中兩個約束用於代替方程3，即方程2b的上約束應用到邊緣2，而方程2c的下約束應用到邊緣1。在這些約束下，優化器不能如圖4a中可能的那樣移動圖像，因為在邊緣2的約束中的閾值中的幾乎任何改進會被在邊緣1的曝光範圍中的退化無效。因此當約束特徵100以保持其位置在特徵102附近，不能大大改善在邊緣2處的近似模糊的圖像斜率；最可能完成的是如曲線7那樣繪製的最適當的改進。與使用圖4a中的新方法獲得的相當低的級104相對比，在示出的現有技術的情況中，優化器因此僅能夠將曝光下限從級4提高到級14。
特徵約束可以採用除方程[3]之外的其它形式；例如
xj+-xj-＞D， [6]xj＜Lj， [7] xj±-Xj±＜Δj，Xj±-xj±＜Δj. [10]以與方程[3]相同的方式處理方程[6]。例如，方程[7]表示在單元總尺寸上的約束，且也能夠以與方程[3]相同的方式處理方程[7]。方程[8]和[9]是圖像「拓撲」上的光刻約束，確保給定的特徵印刷例如想要的暗線而不是亮間距。如果邊緣離得很遠，則需要將方程[8]或[9]類型的約束應用在邊緣之間的多個點上，而不只是在中線上。通過設置xj＝Xj並在外部「信賴區域」迭代期間應用方程[8]、[9]，來近似方程[8]、[9]的光刻約束通常是足夠的。方程[8]確保在給定迭代中的邊緣調節不超過線性範圍，或更為一般地，二次範圍。可以以與方程[3]相同的方式處理方程[10]形式的約束；它們確保邊緣位置在內部循環的任何迭代期間不移動到信賴區域外部。
一旦對每個約束確定Emax，j或Emin，j，則如下計算曝光寬容度(latitude)E(0)=2minjEmax,j-maxjEmin,jminjEmax,j+maxjEmin,j---[9]]]>其中，在左側上，通過給ΔE一個自變量，對聚焦的依賴變得清楚，其中ΔE在聚焦中為0。
選擇地，利用類範數的函數，能夠近似方程[9]中的最大和最小偽min(E1,E1...EJ)(1Jj=1JEj-C)-1/C---[11]]]>
偽max(E1,E1...EJ)(1Jj=1JEjC)1/C]]>其中，C為可以被選擇與J的log成比例的相當大的數。方程[10]提供的優點是它在各處都表現出方程[9]的連續和可微。為了實現該優點，在整個信賴區域中必須能夠保持方程[3]中的相同符號選擇。為了致力於保存執行時間，期望僅利用2個聚焦「平面」(實際上沒有平面)估算經過焦點的集成工藝窗口。在沒有偏差的情況下，具有散焦的曝光寬容度的下降有點趨向於拋物線。如果在焦點z＝F處的曝光寬容度為ΔE(F)，則通過如下公式給出具有拋物線下降的集成工藝窗口pw=43FE(0)1E(F)/E(0).---[12]]]>如果仔細地選擇F，則即使方程[11]不精確地相應於集成窗口，它也會是合理的特徵圖。值得注意的是，通過在散焦平面中簡單地應用方程[9]或[10]，無法計算ΔE(F)。這是因為F應該正確地被認作是在計算集成窗口時的聚焦範圍，而不是作為簡單的散焦。必須在兩個平面中的曝光約束上展開最大值和最小值函數，即E(F)=2minj,j(Emax,1,Emax,2,...Emax,J,Emax,1,Emax,2,...Emax,J)-maxj,j(Emax,1,Emax,2,...Emax,J,Emax,1,Emax,2,...Emax,J)minj,j(Emax,1,Emax,2,...Emax,J,Emax,1,Emax,2,...Emax,J)-maxj,j(Emax,1,Emax,2,...Emax,J,Emax,1,Emax,2,...Emax,J)---[13]]]>其中，質數用於表示在z＝F平面中的曝光。通過計算M和M』矩陣的每一個作為在略微展開的z範圍(例如0＜z＜0.2λ/NA2，和F/2＜z＜3F/2)上的平均值，在方程[11]中能夠獲得更好的數字穩定性。僅在預計算步驟期間，引起由於這種深度平均帶來的計算負擔。
當然，將本發明方法用於最優化工藝窗口不是必需的，取而代之，可以最優化聚焦中(或聚焦平面的平均組上)的曝光寬容度。在大部分的外部循環期間，最佳收斂不需要非常精確，除在最後的循環期間之外，餘留的不收斂量在0.05Δ是合理的，在該情況下，通常期望例如0.05Δ的更緊密的收斂。這表示在最後解決方案中獲得的收斂級，但是在較早的循環期間不需要這種精確度。
在內部與外部循環之間，根據如下公式來修正X變量 X變量主要用作「骨架」；為了通過q變量的調節來滿足x變量約束，最優化有效地最大化工藝窗口。非常需要方程[14]修正，它防止X變量溢出其中能夠充分顯性化圖像處理的範圍(且如所注意到的，該範圍可以通過利用更高階的擴展來展開)。
上述方法體現出其能夠處理優選互連形式的約束，僅以約2的因數增加每個約束的執行時間(與常規約束的每個約束的執行時間相比較)。儘管預計算，但是花費大部分循環時間來計算強度和強度斜率，所以新的約束帶來附加的2的因數，因為必須計算強度斜率以及強度。通過擴展有時在將方程[3]形式中的電性需求轉換成方程[2]形式的的常規約束時引起的約束的總數量，可以部分抵消執行時間的增加。
然而，存在另一個因數，該因數使用新方法增加執行時間；這是在新的運算法則中使用了封閉的外部循環。當通過外部循環形成多個關口(pass)時，一般將特徵移動相對較大的距離，這意味著不能利用常規方法形成的這類工藝窗口的特別大的改進。然而，總的執行時間還大體與通過外部循環的關口數量成比例增加。
另一種增加執行時間的選擇是一次最優化多個級。該選擇還能夠獲得使用常規方法無法獲得的工藝窗口的大的改進，但是執行時間隨著所包含的變量數量非線性地增加。由於該原因，選擇地，可以通過採用兩階段最優化來獲得執行中的補償改進，其中，首先，利用相對較少的q變量，例如利用利用掩膜的粗糙分段，將用於不同級的掩膜最優化；然後在利用常規約束以更密集的方式最優化工藝的第二階段單獨地最優化掩膜。
雖然，很好地進行本文中描述的本發明以實現上述目的是顯而易見的，但是應該意識到本領域技術人員可以設計出大量的修改和實施例，並且所附的權利要求書旨在覆蓋所有落入本發明真正的精神和範圍內的這種修改和實施例。
權利要求
1.一種用於晶片上的集成電路布圖以及製造集成電路布圖的可疊加掩膜和掩膜級的光刻工藝窗口最優化的方法，其中用來自方向範圍的光輻射束照亮所述掩膜和掩膜級，所述方法包括確定印刷電路特徵邊緣位置的預備組；確定在所述電路特徵邊緣的可允許位置上的連接約束組；將信賴區域的中心初始設置在所述電路特徵邊緣的預備位置處；計算在所述信賴區域內投影的圖像強度的模型；調節在所述掩膜上提供的形狀和所述光束的強度，所述光束照亮所述掩膜以將所述晶片上滿足所述連接約束組的圖像投影在基於計算模型的儘可能寬的曝光範圍上。
2.如權利要求1所述的方法，其中一旦所述電路布圖的印刷邊緣到達所述模型區域的外部，則重新設置每個邊緣位置處的所述模型區域的中心。
3.如權利要求1所述的方法，其中通過多個電路特徵邊緣的連接包含在多個掩膜級上同時最優化所述集成電路特徵。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述邊緣的所述可允許位置在這樣的範圍內可移動，在所述範圍內所述圖像側壁處的圖像強度的變化實際上近似線性或二次方程。
5.如權利要求4所述的方法，其中與邊緣位置上的信賴區域約束同時執行所述邊緣中的所述可允許移動，以實現所述電路布圖的最優化。
6.一種用於晶片上的集成電路布圖以及製造集成電路布圖的可疊加掩膜和掩膜級的光刻工藝窗口最優化的系統，其中用來自方向範圍的光輻射束照亮所述掩膜和掩膜級，所述系統包括確定印刷電路特徵邊緣位置的預備組；確定在所述電路特徵邊緣的可允許位置上的連接約束組；將信賴區域的中心初始設置在所述電路特徵邊緣的預備位置處；計算在所述信賴區域內投影的圖像的強度的模型；調節在所述掩膜上提供的形狀和所述光束的強度，所述光束照亮所述掩膜以將所述晶片上滿足所述連接約束組的圖像投影在基於計算模型的儘可能寬的曝光範圍上。
7.如權利要求6所述的系統，其中一旦所述電路布圖的印刷邊緣到達所述模型區域的外部，則重新設置每個邊緣位置處的所述模型區域的中心。
8.如權利要求6所述的系統，其中通過多個電路特徵邊緣的連接包含在多個掩膜級上同時最優化所述集成電路特徵。
9.如權利要求6所述的系統，其中所述邊緣的所述可允許位置在這樣的範圍內可移動，在所述範圍內所述圖像側壁處的圖像強度的變化實際上近似線性或二次方程。
10.如權利要求9所述的系統，其中與掩膜變量上的信賴區域約束同時執行所述邊緣中的所述可允許移動，以實現所述電路布圖的最優化。
11.一種在程序和用於存儲所述程序的存儲器的控制下由計算機執行的方法，用於晶片上的集成電路布圖以及製造集成電路布圖的可疊加掩膜和掩膜級的同時光刻工藝窗口最優化，其中用來自方向範圍的光輻射束照亮所述掩膜和掩膜級，所述方法包括確定印刷電路特徵邊緣位置的預備組；確定在所述電路特徵邊緣的可允許位置上的連接約束組；將信賴區域的中心初始設置在所述電路特徵邊緣的預備位置處；計算在所述信賴區域內投影的圖像的強度的模型；調節在所述掩膜上提供的形狀和所述光束的強度，所述光束照亮所述掩膜以將所述晶片上滿足所述連接約束組的圖像投影在基於計算模型的儘可能寬的曝光範圍上。
12.如權利要求11所述的方法，其中一旦所述電路布圖的印刷邊緣到達所述模型區域的外部，則重新設置每個邊緣位置處的所述模型區域的中心。
13.如權利要求11所述的方法，其中通過多個電路特徵邊緣的連接包含在多個掩膜級上同時最優化所述集成電路特徵。
14.如權利要求11所述的方法，其中所述邊緣的所述可允許位置在這樣的範圍內可移動，在所述範圍內所述圖像側壁處的圖像強度的變化實際上近似線性或二次方程。
15.如權利要求14所述的方法，其中與掩膜變量上的信賴區域約束同時執行所述邊緣中的所述可允許移動，以實現所述電路布圖的最優化。
全文摘要
一種用於關於光刻工藝窗口的布圖最優化的新型方法和系統，其促進光刻約束不被局部化，以便於提供通過工藝窗口印刷給定電路的能力，該工藝窗口超過使用常規的簡化設計規則獲得的工藝窗口。
文檔編號G06F17/50GK1655062SQ20051000481
公開日2005年8月17日 申請日期2005年1月27日 優先權日2004年2月10日
發明者邢福侖, M·A·拉文, 李金福, D·L·奧斯塔普科, A·E·羅森布盧特, 成樂根 申請人:國際商業機器公司