一种基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正方法及系统

文档序号:1951645 发布日期:2021-12-10 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正方法及系统 (Photoetching process hot spot correction method and system based on stress damping adjustment ) 是由 尉海清 刘世元 江浩 于 2021-08-16 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正方法及系统,其方法包括:获取掩模图案的标记热点;以标记热点为中心在掩模版上形成N个由内至外的环形带;将位于各环形带中的掩模图案的顶点沿偏离标记热点的方向移动特定距离,并将移动后的顶点按照原连接关系连接,得到更新布图;对更新布图进行电气特性的验证,判断更新布图的电气特性的偏差是否处于可容忍范围内,若否,则进行几何修正以补偿电参数的偏差后结束修正,若是,则结束修正。通过定位标记热点并将以标记热点为中心的布局区域划分为多个环形带,通过移动环形带内的掩模图案顶点来增大热点区域内掩模图案之间的间距,从而消除热点且不改变掩模图案整体的电学特性。(The invention discloses a photoetching process hotspot correction method and a photoetching process hotspot correction system based on stress damping adjustment, wherein the method comprises the following steps: acquiring a mark hot spot of a mask pattern; forming N annular bands from inside to outside on the mask plate by taking the mark hot spot as a center; moving the vertexes of the mask patterns in the annular belts by a specific distance along the direction deviating from the marking hot spot, and connecting the moved vertexes according to the original connection relation to obtain an updated layout; and verifying the electrical characteristics of the updated layout, judging whether the deviation of the electrical characteristics of the updated layout is within a tolerable range, if not, performing geometric correction to compensate the deviation of the electrical parameters, and then finishing the correction, and if so, finishing the correction. By locating the marking hot spot and dividing the layout area centered on the marking hot spot into a plurality of annular bands, the pitch between the mask patterns in the hot spot area is increased by moving the mask pattern vertices in the annular bands, thereby eliminating the hot spot without changing the overall electrical characteristics of the mask patterns.)

一种基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正方法及系统

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域,更具体地,涉及一种基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正方法和系统。

背景技术

半导体集成电路(Integrated Circuit,IC)是电子信息产业的核心,随着互联网产业的高速发展,集成电路显得越来越重要,而光刻是大规模集成电路制造的核心技术之一,它的任务是将掩模图形转移到涂敷于硅片的光刻胶上,它代表了制造工艺的先进程度,直接决定能够制造的最小图形尺寸,进而决定集成电路的性能。

随着技术节点的不断减小,当光刻图形的关键尺寸达到所采用的照明光源波长以下时,光刻成像系统存在光学临近效应(OPE,Optical Proximity Effect)现象,导致硅片上所成的曝光图形与所采用的掩模板图形相比有一定畸变,因此要预先对掩模板图形进行优化设计,进行光学临近校正(OPC,Optical Proximity Correction),使得硅片上获得的曝光图形更加接近目标图形。

而在实际的亚波长光刻工艺中,由于设计CD的值远小于波长,在OPC版图修正后,过度的OPC修正会缩小掩模版图形之间的间距,从而导致实际硅片上的曝光图形产生诸如断路(pinch)和桥接(bridge)等缺陷,这些出现缺陷的区域叫做光刻工艺热点区域,简称光刻工艺热点或热点。而光刻工艺热点可能会影响到设备的电路性能,甚至会造成实际的电路功能完全发生改变,导致集成电路流片失败。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正方法及系统,其目的在于消除掩模图案的热点,由此解决因掩模图案存在热点而使实际硅片上的曝光图形产生诸如断路(pinch)和桥接(bridge)等缺陷的技术问题。

为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正方法,其包括:

步骤1:获取掩模图案的标记热点;

步骤2:形成以标记热点为中心的N个同心闭合图形,N个同心图形在掩模版上形成N个由内至外环数逐渐增加的环形带;

步骤3:将位于各环形带中的掩模图案的顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,并将移动后的顶点按照原连接关系连接,得到更新布图,各顶点移动的距离随着所处环形带的环数的增加而减小且所述特定距离不超过版图电学设计可容忍偏差;

步骤4:对更新布图进行电气特性的验证,判断更新布图的电气特性的偏差是否处于可容忍范围内,若否,则进行几何修正以补偿电参数的偏差后结束修正,若是,则结束修正。

优选地,所述闭合图形为圆形、矩形或正多边形中的一种。

优选地,第k个环形带内的顶点移动的特定距离dk=(N-k)*ε,其中,ε为预先设定的移动步长。

优选地,所述将位于各环形带中的掩模图案的顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,包括将每个顶点单独进行移动,或,将位于环形带内的包含顶点的线段整体移动。

优选地,所述闭合图形为圆形,所述环形带为圆环,所述顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,包括:每个顶点沿从标记热点到顶点的方向移动特定距离。

优选地,所述闭合图形为矩形,所述环形带为矩形环,所述顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,包括:每个顶点沿垂直于最近矩形边的方向移动特定距离。

优选地,当环形带内的掩模图案包含弧形线条时,将弧形线条分割成台阶形线段,以台阶形线段的顶点进行移动。

优选地,所述掩模图案包括多个间断的子图案,当标记热点位于任意子图案上时,选取除标记热点所处子图案的其他子图案上的顶点进行移动。

优选地,当在掩模版上获取多个热点时,每个热点对应一个热点区域,选取其中一个热点作为标记热点,确定所有热点的两两重叠区域,选取重叠区域之外的顶点进行移动。

按照本发明的另一方面,提供了一种基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正系统,其包括:

热点获取单元,用于获取掩模图案的标记热点;

区域分割单元,用于形成以标记热点为中心的N个同心闭合图形,N个同心图形在掩模版上形成N个由内至外环数逐渐增加的环形带;

移动单元,用于将位于各环形带中的掩模图案的顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,并将移动后的顶点按照原连接关系连接,得到更新布图,各顶点移动的距离随着所处环形带的环数的增加而减小且所述特定距离不超过版图电学设计可容忍偏差;

验证单元,用于对更新布图进行电气特性的验证,判断更新布图的电气特性的偏差是否处于可容忍范围内,若否,则进行几何修正以补偿电参数的偏差后结束修正,若是,则结束修正。

总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,通过定位标记热点并将以标记热点为中心的布局区域划分为多个环形带,通过移动环形带内的掩模图案顶点来增大热点区域内掩模图案之间的间距,即通过调节版图的应力阻尼,从而消除热点且不改变掩模图案整体的电学特性。本发明只用通过修改每个热点附近的局部布局来修复它,而不用使用物理设计工具,例如改变放置和布线(通常包含RC提取和时序分析),大幅减少了所需的工作量,提高了热点修复的效率。

附图说明

图1是本发明一实施例中的基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正方法的步骤流程图;

图2是本发明另一实施例中的基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正方法的步骤流程图;

图3是本发明一实例中的掩模图案及标记热点区域的示意图;

图4是本发明一实例中的标记热点周围局部区域圆形划分示意图;

图5是本发明一实例中的标记热点周围局部区域正方形划分示意图;

图6是本发明一实例中的弧形线段分割示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示为本发明一实施例中的基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正方法的步骤流程图,该发放包括:

步骤S100:获取掩模图案的标记热点。

步骤S200:形成以标记热点为中心的N个同心闭合图形,N个同心图形在掩模版上形成N个由内至外环数逐渐增加的环形带。

步骤S300:将位于各环形带中的掩模图案的顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,并将移动后的顶点按照原连接关系连接,得到更新布图,各顶点移动的距离随着所处环形带的环数的增加而减小且所述特定距离不超过版图电学设计可容忍偏差。

步骤S400:对更新布图进行电气特性的验证,判断更新布图的电气特性的偏差是否处于可容忍范围内,若否,则进行几何修正以补偿电参数的偏差后结束修正,若是,则结束修正。

以下将对各步骤进行详细说明。

对于步骤S100:获取获取掩模图案的标记热点。

在一实施例中,可以用辅助软件自动检测掩模图案的热点,辅助软件可以检测出热点区域,热点则位于热点区域的中心。在一实施例中,当具有多个热点时,选取其中的一个热点作为标记热点。

在一实施例中,掩模图案为经过OPC和光刻验证后的掩模图案。如图3所示,待形成图案11经OPC和光刻验证后得到掩模图案12,即设计图形,其中,待形成图案即为需要在硅片上形成的图案。需要说明的是,图中仅示出局部图案。掩模图案12中的圆圈标识部分内的线路边缘之间的距离明显变窄,甚至发生桥接(bridge)缺陷,对电路性能造成影响。因此,不能直接把该掩模图案12当作掩模,需要对此进行修复。在本实施例中,圆圈所围区域为标记热点区域13,其中心点即为标记热点14。

对于步骤S200:形成以标记热点为中心的N个同心闭合图形,N个同心图形在掩模版上形成N个由内至外环数逐渐增加的环形带。

在一实施例中,N个同心闭合图形的形状相同。在一实施例中,闭合图形可为圆形、矩形或正多边形中的一种。在一实施例中,各环形带的宽度相同,可将宽度记为W。

在一实施例中,闭合图形为圆形,形成的环形带为圆环,如图4所示,以标记热点(图中未标出)为中心做圆,形成多个圆环,可以将最内圈的圆视为内径为0的圆环。可以将标记热点作为原点建立二维坐标轴,掩模版上的各点坐标表示为(x,y),则,第k个环形带(0≤k<N)可定义为kW≤(x2+y2)1/2<(k+1)W,其中W为每个带的宽度,R为被划分成N个环形带的圆形区域的半径,R=NW。图4中示出由内之外的圆环21、圆环22和圆环23。需要说明的是,图4仅为局部示意图,并非整体示图。

在一实施例中,闭合图形为正方形,形成的环形带为正方形环。如图5所示,以标记热点(图中未标出)为中心做正方形形,形成多个正方形环,可以将最内圈的正方形视为内径为0的正方形环。可以将标记热点作为原点建立二维坐标轴,掩模版上的各点坐标表示为(x,y),则,第k个环形带(0≤k<N)可以定义为kW≤|x|<(k+1)W和kW≤|y|<(k+1)W,其中W为每个环形带的宽度,R为被划分为N个正方形环的正方形区域边长的一半,R=NW。图5中示出由内之外的矩形环31、矩形32和矩形环33。需要说明的是,图5仅为局部示意图,并非整体示图。

在本实施例中,W=100nm,N=100,R=10um。

对于步骤S300,将位于各环形带中的掩模图案的顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,并将移动后的顶点按照原连接关系连接,得到更新布图,各顶点移动的距离随着所处环形带的环数的增加而减小且所述特定距离不超过版图电学设计可容忍偏差。

其中,版图电学设计可容忍偏差为一提前计算出的值。

在一实施例中,将位于各环形带中的掩模图案的顶点沿偏离所述标记热点的方向移动,其具体的移动方向可根据实际情况灵活配置,只要在经过移动后原热点区域内的线条间距增大即可。

在一实施例中,将位于各环形带中的掩模图案的顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,包括将每个顶点单独进行移动。

如图4所示,环形带为圆环,在每个环形带内均具有多个顶点,每个顶点均单独移动,然后再将各顶点按照原连接特征连接成图案。所述顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,具体为,每个顶点沿从标记热点到顶点的方向(径向)移动特定距离。继续参见图4,顶点A的移动方向则是从标记热点指向顶点A的方向,即图4中的虚线箭头方向。

如图5所示,环形带为矩形环,在每个环形带内均具有多个顶点,每个顶点均单独移动,然后再将各顶点按照原连接特征连接成图案。所述顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,具体为,每个顶点沿垂直于最近矩形边的方向移动特定距离。继续参见图5,顶点A的移动方向则是图中垂直向下的方向,即图5中的虚线箭头方向。

在一实施例中,将位于各环形带中的掩模图案的顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,包括将每个环形带内具有顶点的线段整体移动。也就是说,无论线段完全在一个带内或者线段的一端或两端被带的边界线截断,在任何情况下带内的整个(子)段都作为一个整体发生位移。

在一实施例中,第k个环形带内的顶点移动的特定距离dk=(N-k)*ε,ε为一个很小的正数,根据实际情况而定。在本特定的实施例中,ε=1nm。

在一实施例中,掩模图案包括多个间断的子图案,即掩模图案包括多个不相连的子图案,当标记热点位于任意子图案上时,标记热点所处的子图案的顶点不移动,选取除标记热点所处子图案的其他子图案上的顶点进行移动。

在一实施例中,当在掩模版上获取多个热点时,每个热点对应有一个热点区域,选取其中一个热点作为标记热点,确定所有热点的两两重叠区域,位于重叠区域内的顶点不移动,选取重叠区域之外的顶点进行移动。

在一实施例中,如图6所示,当环形带内的掩模图案包含角度不明显的线条时,找不出比较明显多边形顶点,则可以将这些“不规则”的线段分割成具有特定角度的一系列线段的组合,例如将弧形线15变为水平和垂直线的组合已形成台阶形线段16,以台阶形线段16进行移动。

在步骤S400中,对通过以上步骤所得到的更新布图进行电气特性的验证,判断更新布图的电气特性的偏差是否处于可容忍范围内,若否,则进行几何修正以补偿电参数的偏差后结束修正,若是,则结束修正。

在一实施例中,对更新后的布局图形使用RC extraction工具对电气特性进行验证,判断更新布图的电气特性的偏差是否处于可容忍范围内,例如是否处于公差范围内,如果电气特性的变化超过公差范围,就必须纠正所引起的误差,则可以在RC extraction工具的指导下在应力阻尼后进行进一步的几何修改,例如对尺寸进行微调或是将密集锯齿形线条调成圆滑线条,以补偿电参数的偏差,直到最终的应力阻尼和修改后的布局与原布局相等为止。

在一实施例中,如图2所示,步骤S400具体可以包括以下子步骤:

步骤S410:对更新布图进行电气特性的验证。

步骤S420:判断更新布图的电气特性的偏差是否处于可容忍范围内:

若否,则跳转至步骤S430,若是,则跳转至步骤S440。

步骤S430:进行几何修正以补偿电参数的偏差。

步骤S440:继续检测是否存在热点,若是,则跳转至步骤S100;若否,则执行步骤S450。

步骤S450:结束修正。

在本实施例中,通过设置循环过程,重复对版图进行优化以完全消除热点。

在本发明中,通过定位标记热点并将以标记热点为中心的布局区域划分为多个环形带,通过移动环形带内的掩模图案顶点来增大热点区域内掩模图案之间的间距,从而消除热点且不改变掩模图案整体的电学特性。本发明只用通过修改每个热点附近的局部布局来修复它,而不用使用物理设计工具,例如改变放置和布线(通常包含RC提取和时序分析),大幅减少了所需的工作量,提高了热点修复的效率。

本发明还涉及一种基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正系统,其包括:

热点获取单元,用于获取掩模图案的标记热点;

区域分割单元,用于形成以标记热点为中心的N个同心闭合图形,N个同心图形在掩模版上形成N个由内至外环数逐渐增加的环形带;

移动单元,用于将位于各环形带中的掩模图案的顶点沿偏离所述标记热点的方向移动特定距离,并将移动后的顶点按照原连接关系连接,得到更新布图,各顶点移动的距离随着所处环形带的环数的增加而减小且所述特定距离不超过版图电学设计可容忍偏差;

验证单元,用于对更新布图进行电气特性的验证,判断更新布图的电气特性的偏差是否处于可容忍范围内,若否,则进行几何修正以补偿电参数的偏差后结束修正,若是,则结束修正。

具体的,该系统的各个单元的功能与光刻工艺热点修正方法一一对应,在此不再赘述。

本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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