輔助圖形的設計方法、測試版圖的製作方法、光刻方法
2023-12-07 17:39:26
輔助圖形的設計方法、測試版圖的製作方法、光刻方法
【專利摘要】本發明提供了用於線狀圖形的輔助圖形的設計方法、測試版圖的製作方法以及光刻方法，根據測試版圖的線寬和間距，利用一組公式來計算出輔助圖形的位置和尺寸參數，然後將輔助圖形插入到目標圖形中，經曝光後對比選擇最為合適的輔助圖形的位置和尺寸參數，從而能夠製作出合理的測試版圖。本發明基於Rule-based插入方法對輔助圖形的位置和尺寸參數進行優化，避免了現有的model-based的方法的複雜的運算過程、過長的計算時間和昂貴的模擬成分，加快了後續測試版圖的建模速度，提高了工作效率，採用本發明的輔助圖形的設計方法得到的測試版圖進行光刻工藝，能夠提高光刻工藝精度和質量。
【專利說明】輔助圖形的設計方法、測試版圖的製作方法、光刻方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體【技術領域】，特別涉及一種用於優化線狀圖形的輔助圖形的設計方法，採用該設計方法設計輔助圖形來製作測試版圖的方法和採用此測試版圖所進行的光刻方法。
【背景技術】
[0002]為了提高光刻工藝的解析度、圖形的景深(DOF，cbpth of focus)和工藝冗餘度，在版圖圖形中引入了輔助圖形(Sub-Resolution Assist Feature)。與此同時，SRAF還能夠有效地運用於Gate門控制，以及孔狀圖形和一維線狀圖形的優化。一般地，在利用SRAF圖形優化整個工藝流程時，要求在整個曝光過程中掩模版上的SRAF圖形不能被顯示出來，因此怎樣設計SRAF成為光學鄰近修正效應(Optical Proximity Correction, 0PC)領域關注的要點。2004年Lawrence S.等人提出利用過程模型(Process Model)的方法,通過大量的工藝窗口數據建模運算獲得了線狀圖形的最佳SRAF尺寸大小/位置。然而由於計算時間過長和模擬計算資源昂貴，該方法無法在工業中得到運用。此外，人們基於規則基礎(Rule-based)插入方法對孔狀圖形的SRAF尺寸大小/位置成功進行優化，然而對線狀圖形SRAF的尺寸大小的優化一直沒有得到很好的研究。
[0003]因此，需要研究一種簡易的用於優化線狀圖形的SRAF的設計方法，使得該規則能夠應用於實際工業生產 中。
【發明內容】
[0004]為了克服以上問題，本發明的目的在於:提供一種簡易的用於線狀圖形的輔助圖形的設計方法:基於Rule-based插入方法，提出一組公式用於選擇出最佳的SRAF尺寸大小和位置，並設計出合理的OPC測試版圖，從而加快後期OPC建模速度，提高工作效率。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供了一種用於線狀圖形的輔助圖形的設計方法，其包括:
[0006]步驟01:設定測試版圖的線寬和間距；
[0007]步驟02:利用以下式子計算出若干組輔助圖形的位置和尺寸參數，並進行調整，選取所述各個參數的整數值:
[0008]Amin ^ Line/4 ；Amax ^ Line/2 (I)
[0009]Bmin ^ 2*A ；(2)
[0010]Cmax^ (Pitch-A) *0.9(3)
[0011]B^C(4)
[0012]其中,A表示輔助圖形的尺寸線寬，Aniin表示最小的A值,Aniax表示最大的A值，B表示輔助圖形之間的間距，Bmin表示每組中最小的B值，C表示輔助圖形和目標圖形的間距，Cfflax表示每組輔助圖形與目標圖形的最大距離，Line和Pitch分別表示OPC測試版圖的線寬和間距；[0013]步驟03:根據調整後的所述位置和尺寸參數，將所述若干組輔助圖形插入到所述目標圖形的相應位置上；
[0014]步驟04:將所述若干組輔助圖形和所述目標圖形進行曝光，對比選擇出所述合適的位置和尺寸參數。
[0015]優選地,所述步驟02中，包括:
[0016]步驟201:根據Amin ~ Line/4 ;Amax ~ Line/2計算出的數值,選取所述A的最大極限值和最小極限值；
[0017]步驟202:在所述A的最大極限值和最小極限值之間，以一定的遞進步距選取若干個所述A的整數值，從而設計出一組所述A的數值；
[0018]步驟203:根據Bniin ^ 2*A選取每個所述A所對應的所述B的最小極限值，再根據Cmax~(Pitch-A) *0.9，B≤C選取每個所述A所對應的所述B的最大極限值；
[0019]步驟204:在所選取的所述B的最小極限值和最大極限值之間，以一定的遞進步距選取若干個所述B的整數值，從而設計出每個所述A對應的一組所述B的數值；
[0020]步驟205:再根據B≤C，Cmax ^ (Pitch-A) *0.9選取每個所述A所對應的C的最小極限值和最大極限值；
[0021]步驟206:在所選取的C的最小極限值和最大極限值之間，以一定的遞進步距選取若干個所述C的整數值，從而設計出每個所述A對應的一組所述C的數值。
[0022]優選地，所述步驟02中，所述選取整數值包括:根據所計算出的各個參數，向下或向上選取整數值，根據所計算出的Amin向下選取所述A的最小極限值，根據所計算出的Amax向上選取所述A的最大極限值。
[0023]進一步地，根據計算出的Amin或Amax向上或向下選取一個整數值作為所述A的最大極限值或最小極限值。
[0024]優選地，選取所述B的最大極限值不大於所述Pitch*0.9的1/2。
[0025]優選地，所述Cmax取所述C的遞進步距的倍數。
[0026]優選地，所述步驟03中，所述輔助圖形的插入位置從(pitch-A) *0.9至(pitch-A)ο
[0027]優選地，所述步驟04中，根據所採用的光源能量來選擇出所述的合適的位置和尺寸參數。
[0028]優選地，所述輔助圖形的形狀為矩形。
[0029]本發明還提供了一種測試版圖的製作方法，其包括:製作目標圖形和採用上述的設計方法來製作輔助圖形。
[0030]本發明又提供了一種採用測試版圖進行光刻的方法，其包括:
[0031]製作目標圖形和採用上述的設計方法來製作輔助圖形，從而製作出測試版圖；
[0032]採用所述測試版圖對光刻膠進行曝光、顯影，從而圖案化所述光刻膠。
[0033]本發明的用於線狀圖形的輔助圖形的設計方法，根據測試版圖的線寬和間距，利用上述一組公式來計算出輔助圖形的尺寸參數和位置，然後將輔助圖形插入到目標圖形中，經曝光後對比選擇最為合適的輔助圖形的尺寸參數和位置，從而能夠製作出合理的測試版圖；本發明的方法利用了一組公式來計算輔助圖形的尺寸參數和位置，基於Rule-based插入方法對輔助圖形的尺寸參數和位置進行優化，避免了現有的model-based的方法的複雜的運算過程、過長的計算時間和昂貴的模擬成分，加快了製作測試版圖過程中的建模速度，提高了工作效率，採用本發明的輔助圖形的設計方法得到的測試版圖進行光刻工藝，能夠提高光刻工藝精度和質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1為本發明的一個較佳實施例的目標圖形和輔助圖形的位置關係圖
[0035]圖2為本發明的一個較佳實施例的用於線狀圖形的輔助圖形的設計方法的流程示意圖
[0036]圖3為本發明的一個較佳實施例的選取各個參數的整數值的流程示意圖【具體實施方式】
[0037]為使本發明的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本發明的內容作進一步說明。當然本發明並不局限於該具體實施例，本領域內的技術人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發明的保護範圍內。
[0038]如前所述，目前基於rule-based插入法對用於線狀圖形的SRAF的尺寸和位置的優化一直沒有得到很好的研究，雖然有人提出了 model-based的方法來進行優化，但是計算時間過長和模擬計算資源昂貴，無法在工業生產中得到運用。因此，本發明提出了基於rule-based插入法來對用於線狀圖形的SRAF進行設計優化,設計出合理的OPC測試版圖，加快後期的OPC建模數據對SRAF的選擇，大大提高了工作效率。
[0039]以下將結合附圖1-3和具體實施例對本發明的用於線狀圖形的輔助圖形的設計方法作進一步詳細說明。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式、使用非精準的比例，且僅用以方便、清晰地達到輔助說明本實施例的目的。
[0040]請參閱圖1和圖2，圖1為本發明的一個較佳實施例的目標圖形和輔助圖形的位置關係圖，圖2為本發明的一個較佳實施例的用於線狀圖形的輔助圖形的設計方法的流程示意圖。本發明的用於線狀圖形的輔助圖形的設計方法，包括以下步驟:
[0041]步驟SOl:設定測試版圖的線寬和間距；
[0042]具體的，測試版圖可以為OPC測試版圖，測試版圖的線寬(line)和間距(pitch)可以根據實際工藝要求來設定，一般情況下，pitch為line的2-3倍。比如，line為116nm,pitch 則為 232nm 或 348nm。
[0043]步驟S02:利用以下式子計算出若干組輔助圖形的位置和尺寸參數，並進行調整，選取各個參數的整數值:
[0044]Amin = Line/4 ；Amax ^ Line/2 (I)
[0045]Bmin =2*A ；(2)
[0046]Cmax= (Pitch-A) *0.9(3)
[0047]B≤C(4)
[0048]其中,A表示輔助圖形的尺寸線寬，Aniin表示最小的A值,Aniax表示最大的A值，B表示輔助圖形之間的間距，Bmin表示每組中最小的B值，C表示輔助圖形和目標圖形的間距，Cfflax表示每組輔助圖形與目標圖形的最大距離，Line和Pitch分別表示OPC測試版圖的線寬和間距。[0049]具體的，在實際的計算過程中，本發明的此過程採用近似計算，將所得到的尺寸參數都歸為整數，因此，在這裡，為『約等於』而不是『等於』；基於這個『約等於』，所得到的Cmax的最後結果可以為pitch-A，也可以為(pitch-A) *0.9 ;這是因為:這裡的『約等於』為所計算的數值的近似，可以將所計算的數值近似到相鄰的整數，比如，如果計算出的數值為6.2，則由於Cmax表示最大值，則選取7為近似後的數值；再比如，如果計算出的數值為6.8，則由於Amin表示最小值，則選取6作為近似後的數值。
[0050]這裡，調整所計算出的各個參數，選取整數值可以包括:根據所計算出的各個參數，向下或向上選取整數值，根據計算出的Amin或Amax向上或向下選取一個整數值作為所述A的最大極限值或最小極限值。對於Bmax可以取B的遞進步距的倍數，Cmax可以取C的遞進步距的倍數。在本發明的一個較佳實施例中，選取B的最大極限值不大於所述Pitch*0.9的 1/2。
[0051]具體的，在本發明的一個較佳實施例中，根據計算出的麼^或麼.向上或向下選取一個或2個整數值，例如，計算輔助圖形的尺寸參數和位置的公式可以為:
[0052]Amin = (Line/4) ±1 ；Amax = (Line/2) ±2 ；
[0053]Bmin = (2*A) ± I ；
[0054]Cmax = (Pitch-A)*0.9±1 ;B ≤ C。
[0055]步驟S03:根據調整後的位置和尺寸參數，將若干組輔助圖形插入到目標圖形的相應位置上；
[0056]具體的，根據上述的計算結果的近似選取，當把輔助圖形插入到目標圖形時，其插入位置近似為(Pitch-A) *0.9,如果取整數的話,Cmax最後的近似結果有可能為Pitch-A。如圖1中所示，I表示目標圖形，2表示輔助圖形，根據調整好的各個參數A、B、C的數值，將輔助圖形2插到目標圖形I的相應位置。
[0057]步驟S04:將若干組輔助圖形和目標圖形進行曝光，對比選擇出合適的輔助圖形的位置和尺寸參數。
[0058]具體的，在實際工業生產過程中，影響輔助圖形的準確定位的因素有很多種，t匕如，版圖的精度、機臺的穩定性、光源的能量等等，在實際工藝中，光源的能量並不作調整，而是根據所採用的光源能量來選擇出合適的輔助圖形的位置和尺寸參數。
[0059]需要說明的是，本發明中的輔助圖形的形狀可以為任意形狀，比如，正多邊形、不規則多邊形、圓形、橢圓形等等，在本發明的一個較佳實施例中，輔助圖形的形狀為矩形。
[0060]以下列舉一個具體的實施例來對本發明的用於線狀圖形的輔助圖形的設計方法作進一步詳細說明。
[0061]選擇Line = 116nm, Pitch = 232nm ;並且,可以設定每組輔助圖形的寬度以5nm遞進，然後，利用上述公式(1)-(4)進行近似計算得到輔助圖形的尺寸參數和位置參數，計算結果請參見下表1:
[0062]表1:
【權利要求】
1.一種用於線狀圖形的輔助圖形的設計方法，其特徵在於，包括: 步驟Ol:設定測試版圖的線寬和間距； 步驟02:利用以下式子計算出若干組輔助圖形的位置和尺寸參數，並進行調整，選取所述各個參數的整數值:
Amin ^ Line/4 ；Amax ^ Line/2 (I) Bmin ^ 2*A ；(2) Cmax^ (Pitch-A) *0.9(3) B ≤ C(4) 其中,A表示輔助圖形的尺寸線寬，Aniin表示最小的A值,Aniax表示最大的A值,B表示輔助圖形之間的間距，Bfflin表示每組中最小的B值，C表示輔助圖形和目標圖形的間距，Cfflax表示每組輔助圖形與目標圖形的最大距離，Line和Pitch分別表示OPC測試版圖的線寬和間距； 步驟03:根據調整後的所述位置和尺寸參數，將所述若干組輔助圖形插入到所述目標圖形的相應位置上； 步驟04:將所述若干組輔助圖形和所述目標圖形進行曝光，對比選擇出所述合適的位置和尺寸參數。
2.根據權利要求1所述的輔助圖形的設計方法，其特徵在於，所述步驟02中，包括: 步驟201:根據Amin ^ Line/4 ；Afflax ^ Line/2計算出的數值，選取所述A的最大極限值和最小極限值； 步驟202:在所述A的最大極限值和最小極限值之間，以一定的遞進步距選取若干個所述A的整數值，從而設計出一組所述A的數值； 步驟203:根據Bmin~2*A選取每個所述A所對應的所述B的最小極限值，再根據Cmax~(Pitch-A) *0.9，B < C選取每個所述A所對應的所述B的最大極限值； 步驟204:在所選取的所述B的最小極限值和最大極限值之間，以一定的遞進步距選取若干個所述B的整數值，從而設計出每個所述A對應的一組所述B的數值； 步驟205:再根據B≤C，Cmax~(Pitch-A) *0.9選取每個所述A所對應的C的最小極限值和最大極限值； 步驟206:在所選取的C的最小極限值和最大極限值之間，以一定的遞進步距選取若干個所述C的整數值，從而設計出每個所述A對應的一組所述C的數值。
3.根據權利要求1或2所述的輔助圖形的設計方法，其特徵在於，所述步驟02中，所述選取整數值包括:根據所計算出的各個參數，向下或向上選取整數值，根據所計算出的Amin向下選取所述A的最小極限值，根據所計算出的Amax向上選取所述A的最大極限值。
4.根據權利要求3所述的輔助圖形的設計方法，其特徵在於，根據計算出的Amin或Amax向上或向下選取一個整數值作為所述A的最大極限值或最小極限值。
5.根據權利要求1或2所述的輔助圖形的設計方法，其特徵在於，選取所述B的最大極限值不大於所述Pitch*0.9的1/2。
6.根據權利要求1或2所述的輔助圖形的設計方法，其特徵在於，所述Cmax取所述C的遞進步距的倍數。
7.根據權利要求1所述的輔助圖形的設計方法，其特徵在於，所述步驟03中，所述輔助圖形的插入位置從(pitch-A)*0.9至(pitch-A)。
8.根據權利要求1所述的輔助圖形的設計方法，其特徵在於，所述步驟04中，根據所採用的光源能量來選擇出所述的合適的位置和尺寸參數。
9.根據權利要求1所述的輔助圖形的設計方法，其特徵在於，所述輔助圖形的形狀為矩形。
10.一種測試版圖的製作方法，其特徵在於，包括:製作目標圖形和採用權利要求1所述的設計方法來製作輔助圖形。
11.一種採用測 試版圖進行光刻的方法，其特徵在於，包括: 製作目標圖形和採用權利要求1所述的設計方法來製作輔助圖形，從而製作出測試版圖； 採用所述測試版圖對光刻膠進行曝光、顯影，從而圖案化所述光刻膠。
【文檔編號】G03F7/20GK103984200SQ201410217697
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】王坤霞, 戴韞青, 閻江 申請人:上海華力微電子有限公司