一种版图边界图案的修正方法与修正系统
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,特别涉及一种版图边界图案的修正方法与修正系统。
背景技术
随着集成电路的持续发展,制造技术不断地朝更小的尺寸发展,光刻制程已经成为限制集成电路向更小特征尺寸发展的主要瓶颈。在深亚微米的半导体制造过程中,特征尺寸已经远远小于光源的波长,由于光波的性质和实际投影曝光系统的问题,会有衍射受限或者成像系统的非线性滤波造成严重的能量损失,即光学近似效应(Optical ProximityEffect,OPE),从而不可避免的就会导致在将掩模版上的图案转移到晶圆的过程中会发生失真现象,如拐角圆化、线端缩进、线宽不一致或者纹波等,如果不消除这种失真现象将会导致晶圆上的图像变形。为了补偿OPE产生的影响,设计者需要根据一定的规则,在设计目标图形的基础上直接进行修改之后再进行掩模版的制版工作。这个修正过程称为光刻邻近效应修正(Optical Proximity Correction,OPC),例如将线尾修改成锤头(hammer head)之类的图形等。OPC处理之后的图形再经过OPE的影响,会在晶圆上形成与原本设计的目标图形接近的图形,即达到OPC的设计目标,将光刻后的光刻图形尽可能的接近用户实际希望得到的目标图形。在OPC处理中,版图的边界的图案的模拟值的变化范围大,不稳定,因此导致显影之后的图案的误差大,严重影响芯片的性能。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺陷,本发明提出一种版图边界图案的修正方法与修正系统,该修正方法可以保证版图边界图案在修正过程中的变化范围变小,趋于稳定。
为实现上述目的及其他目的,本发明提出一种版图边界图案的修正方法,包括:
预设一版图参数,其中,所述版图参数包括图案尺寸的模拟目标值;
进行划分步骤,将版图划分成多个子版图;
对任一所述子版图的边界图案进行修正,并记录修正次数,以获得所述图案尺寸的模拟实际值;
判断所述图案尺寸的模拟实际值与所述图案尺寸的模拟目标值的差值是否处于阈值内;
若是,则根据所述修正次数,对其他所述子版图的边界图案进行修正;
若否,则建立修正曲线,并根据所述修正曲线选择修正次数区间,并根据所述修正次数区间内的修正次数对所述子版图的边界图案再次进行修正,以使所述图案尺寸的模拟实际值与所述图案尺寸的模拟目标值的差值在所述阈值内。
进一步地,还包括根据所述图案尺寸的模拟实际值在晶圆上模拟曝光、显影步骤,以在所述晶圆上获得模拟的图案尺寸。
进一步地,所述图案尺寸的模拟实际值大于或小于所述图案尺寸的模拟目标值。
进一步地,所述版图参数还包括多条切割线参数,根据所述切割线参数进行所述划分步骤。
进一步地,所述修正曲线为表示修正次数与模拟误差的曲线;其中,所述模拟误差表示所述图案尺寸的模拟实际值与所述图案尺寸的模拟目标值的差值。
进一步地,当所述修正曲线中包括第一修正次数区间和第二修正次数区间时,则根据顺序关系选择所述第一修正次数区间或所述第二修正次数区间。
进一步地,当选择所述第一修正次数区间或所述第二修正次数区间时,所述图案尺寸的模拟实际值与所述图案尺寸的模拟目标值的差值小于所述阈值,且修正后的图案尺寸满足版图设计规则。
进一步地,所述第一修正次数区间的区间长度与所述第二修正次数区间的区间长度相同或不同。
进一步地,在对所述子版图的边界图案进行修正的同时,对所述子版图的中心图案进行修正。
进一步地,本发明还提出一种一种版图边界图案的修正系统,其特征在于,包括:
参数预设单元,用于设计版图参数,所述版图参数包括图案尺寸的模拟目标值;
划分单元,用于将版图划分成多个子版图;
修正单元,用于对任一所述子版图的边界图案进行修正,并记录修正次数,以获得所述图案尺寸的模拟实际值;
判断单元,用于判断所述图案尺寸的模拟实际值与所述图案尺寸的模拟目标值的差值是否处于阈值内;
若是,则根据所述修正次数,对其他所述子版图的边界图案进行修正;
若否,则建立修正曲线,并根据所述修正曲线选择修正次数区间,并根据所述修正次数区间内的修正次数对所述子版图的边界图案再次进行修正,以使所述图案尺寸的模拟实际值与所述图案尺寸的模拟目标值的差值在所述阈值内。
综上所述,本发明提出一种版图边界图案的修正方法与修正系统,首先预设图案尺寸的模拟目标值,然后将版图划分成多个子版图,然后对任一个子版图的边界图案进行修正,在修正之后,如果图案尺寸的模拟实际值与图案尺寸的模拟目标值的差值大于阈值,则建立修正曲线,并从修正曲线中选择出修正次数区间,然后根据修正次数区间内的修正次数再次对子版图的边界的图案进行修正,以使得图案尺寸的模拟实际值与图案尺寸的模拟目标值的差值小于阈值,从而实现子版图的边界图案的图案尺寸趋于稳定,并向模拟目标值收敛。本发明提出的修正方法还可以对子版图的中心图案进行修正,从而可以减小中心图案和边界图案的修正差异性。本发明先对一个子版图的图案进行修正,然后根据修正结果再对其他子版图的图案进行修正,从而可以提高工作效率。本发明还可以根据先后顺序关系选择修正次数区间,以减少修正次数,提高工作效率。
附图说明
图1:本实施例提出的版图边界图案的修正系统示意图。
图2:本实施例提出的版图边界图案的修正方法流程图。
图3:步骤S1获得的版图示意图。
图4:图3中图案的放大图。
图5:步骤S2获得的子版图的示意图。
图6:步骤S3获得的图案的模拟示意图。
图7:子版图边界图案的修正曲线图。
图8:子版图边界图案的另一修正曲线图。
图9:版图中心图案的修正曲线图。
图10:版图边界图案的修正曲线图。
符号说明
10:修正系统;11:参数预设单元;12:划分单元;13:修正单元;14:判断单元;100:版图;100a:子版图;101:图案;102:切割线;104:第一修正次数区间;105:第二修正次数区间;106:第三修正次数区间;107:第四修正次数区间;R:图案尺寸的模拟目标值; L:图案尺寸的模拟实际值。
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。
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。
如图1所示,本实施例提出一种版图边界图案的修正系统10,该修正系统10可以包括参数预设单元11,划分单元12,修正单元13和判断单元14。该参数预设单元11可以用于设计版图参数,版图参数例如包括图案尺寸的模拟目标值,当然,也可以包括切割线参数。在本实施例中,所述图案尺寸的模拟目标值表示为在晶圆上经过曝光显影后得到的图案尺寸。
如图1所示,在本实施例中,该划分单元12用于划分版图,也就是将版图划分成多个子版图,将版图划分成多个子版图之后,可以对任一个子版图上的图案进行修正,而不需要对整个版图进行修正,从而可以提高工作效率。例如,本实施例先对任一个子版图的边界图案进行修正,然后在根据修正结果对其他的子版图的边界图案进行修正。
如图1所示,在本实施例中,该修正单元13用于对子版图的图案进行修正,例如对子版图的边界图案进行修正,又例如对子版图的中心图案进行修正,又例如对子版图的边界图案以及子版图的中心图案同时进行修正,同时记录修正次数。子版图上的图案经过修正之后,获得图案尺寸的模拟实际值,例如通过图案尺寸的实际值来获得图案尺寸的模拟实际值。然后通过判断单元14来比较图案尺寸的模拟实际值和图案尺寸的模拟目标值的差值,如果图案尺寸的模拟实际值和图案尺寸的模拟目标值的差值小于阈值,则可以根据修正次数对其他子版图的图案进行修正,然后可以制造版图;如果图案尺寸的模拟实际值和图案尺寸的模拟目标值的差值大于阈值,则可以建立修正曲线,所述修正曲线可以表示为修正次数与模拟误差的曲线,所述模拟误差也就是图案尺寸的模拟实际值和图案尺寸的模拟目标值的差值。然后在修正曲线内选择修正次数区间,然后对子版图的图案再次进行修正,从而使得图案尺寸的模拟实际值和图案尺寸的模拟目标值的差值小于阈值。在本实施例中,子版图的图案经过修正之后得到图案尺寸的模拟实际值,该模拟实际值可以大于或小于模拟目标值,模拟实际值可以满足版图设计规则。
如图1所示,在本实施例中,该修正系统10可以先针对一个子版图上的图案进行修正,然后在根据这个子版图的修正次数对其他子版图上的图案进行修正,因此可以提高工作效率。
如图1所示,在本实施例中,该修正系统10可以对子版图的边界图案进行修正,使得子版图的边界图案的图案尺寸的模拟实际值逐渐向图案尺寸的目标值收敛,从而使得子版图的边界图案的图案尺寸趋向稳定值。同时该修正系统10在对子版图边界图案进行修正的同时,还对子版图的中心图案进行修正;也就是说对子版图的边界图案的修正方法也适用于对子版图的中心图案进行修正。同时通过该修正系统10对版图上的图案进行修正时,可以缩小版图中心图案和版图边界图案的修正差异。
如图1所示,在本实施例中,在修正曲线中选择修正次数区间后,对子版图上的图案再次进行修正,同时得到修正后的图案尺寸,也就是获得图案尺寸的模拟实际值。需要说明的是图案尺寸的模拟实际值要满足版图设计规则。在本实施例中,所述版图设计规则是指修正后的掩模图案与相邻掩模图案之间的距离要大于版图的最小设计尺寸,最小设计尺寸反应掩模版制作工艺的分辨能力,修正后的掩模图形与相邻掩模图形之间的距离等于或小于掩模版的最小设计尺寸时,即使修正后的掩模图案再精细,掩模版制作工艺制作形成的掩模版上的图形也是失真的。
如图2所示,本实施例提出一种版图边界图案的修正方法,包括:
S1:预设一版图参数;其中,所述版图参数包括图案尺寸的模拟目标值;
S2:进行划分步骤,将版图划分成多个子版图;
S3:对任一所述子版图的边界图案进行修正,并记录修正次数,以获得所述图案尺寸的模拟实际值;
S4:判断所述图案尺寸的模拟实际值与所述图案尺寸的模拟目标值的差值是否处于阈值内;
若是,则根据所述修正次数,对其他所述子版图的边界图案进行修正;
若否,则建立修正曲线,并根据所述修正曲线选择修正次数区间,并根据所述修正次数区间内的修正次数对所述子版图的边界图案再次进行修正,以使所述图案尺寸的模拟实际值与所述图案尺寸的模拟目标值的差值在所述阈值内。
如图1和图3所示,在步骤S1中,首先通过参数预设单元11设计版图参数,版图参数可以包括图案尺寸的模拟目标值,还可以包括切割线参数。从图3中可以看出,该版图100上包括多个图案101和多条切割线102。该图案101的形状例如为圆形,椭圆形或多变形中的一种或组合。从图3中可以看出,多条切割线102可以将版图100划分成多个区域,也就是形成多个子版图。多个子版图的形状可以相同也可以不同。
如图4所示,图4显示为图3中图案101的放大图,在设定好版图参数之后,即可确定图案101的图案尺寸的模拟目标值R,该图案尺寸的模拟目标值R可以是在晶圆上曝光显影后得到的图案尺寸。
如图1和图4-图5所示,在步骤S2中,在设定版图参数之后,通过版图100上的切割线102,对版图100进行切割,从而将版图100划分成多个区域,也就是将版图100划分成多个子版图100a。本实施例例如将版图100划分成九个子版图100a,这九个子版图100a的形状相同。当然,在一些实施例中,还可以将版图100划分成多个形状不同的子版图100a。
如图1和图5-图6所示,在步骤S3中,在形成多个子版图100a之后,通过修正单元13对子版图100a上的图案101进行修正,以获得图案尺寸的模拟实际值L。本实施例中,修正单元13通过图案尺寸的模拟目标值R进行修正,从而获得图案尺寸的模拟实际值L。从图5-图6中可以看出,经过对子版图100a边界图案101进行修正之后,图案尺寸的模拟实际值L大于图案尺寸的模拟目标值R,当然图案尺寸的模拟实际值L也可以小于图案尺寸的模拟目标值R。在对图案101进行修正的同时,还记录修正次数。需要说明的是,由于子版图100a的边界图案101的修正稳定性小于子版图100a的中心图案101的修正稳定性,因此本实施例中以对子版图100a边界图案101进行修正为例进行说明。在本实施例中,所述子版图100a边界图案101可以为最接近子版图100a边界的图案101。
如图1-图2,图4和图6所示,在步骤S4中,当子版图100a边界图案101的修正完成之后,通过判断单元14来比较图案尺寸的模拟实际值L与图案尺寸的模拟目标值R的差值是否小于阈值。如果图案尺寸的模拟实际值L与图案尺寸的模拟目标值R的差值小于阈值,则可以根据修正次数对其他的子版图100a上的图案101进行修正,然后在制作版图。如果图案尺寸的模拟实际值L与图案尺寸的模拟目标值R的差值大于阈值,则可以建立修正曲线,并且从修正曲线中选择修正次数区间,然后根据修正次数区间内的修正次数再次对子版图100a进行修正,从而使得图案尺寸的模拟实际值L与图案尺寸的模拟目标值R的差值小于阈值。
如图7所示,图7显示为修正曲线的示意图,所述修正曲线即修正次数与模拟误差的曲线图。在本实施例中,所述模拟误差可以表示图案尺寸的模拟实际值L与图案尺寸的模拟目标值R的差值。从图7中可以看出,在修正次数为9之前,模拟误差大约为9nm,在修正次数在11-21之间,模拟误差大约为3nm,在修正次数在23-35之间,模拟误差大约为4nm。在本实施例中,修正次数越多,图案尺寸的模拟实际值L越收敛,也就是图案尺寸的模拟实际值L越靠近图案尺寸的模拟目标值R;为提高工作效率,当在某个修正次数区间时,模拟误差小于阈值时,则可以停止进行修正,以提高工作效率。例如从图7中可以看出,假设模拟误差小于5nm时,即修正次数在11-21之间或者修正次数在23-35之间时,即可选择修正次数11-21,以减少修正次数,达到提高工作效率的目的。
如图8所示,在本实施例中,当修正曲线中包括多个修正次数区间时,例如包括第一修正次数区间104,第二修正次数区间105,第三修正次数区间106和第四修正次数区间107时。第一修正次数区间104例如为修正次数19-29,第二修正次数区间105例如为修正次数33-43,第三修正次数区间106例如为修正次数51-69,第四修正次数区间107例如为修正次数71-79。从图8中可以看出,在第一修正次数区间104内的模拟误差小于第二修正次数区间105内的模拟误差,第四修正次数区间107内的模拟误差小于第二修正次数区间105内的模拟误差。同时第一修正次数区间104,第二修正次数区间105,第三修正次数区间106和第四修正次数区间107内的模拟误差均小于阈值,因此可以从修正曲线中选择第一修正次数区间104,第二修正次数区间105,第三修正次数区间106或第四修正次数区间107;但是在进行修正时,还需要图案尺寸的模拟实际值要满足版图设计规则;因此由于第一修正次数区间104和第四修正次数区间107内的模拟误差小于第二修正次数区间105和第三修正次数区间106的模拟误差,因此第一修正次数区间104和第四修正次数区间107获得的图案尺寸的模拟实际值较大,因此可能无法满足版图设计规则,因此可以选择第二修正次数区间105或第三修正次数区间106。同时为进一步提高修正效率,因此可以选择第二修正次数区间105。当然,在一些实施例中,也可以同时选择第二修正次数区间105和第三修正次数区间106。在本实施例中,所述版图设计规则是指修正后的掩模图案与相邻掩模图案之间的距离要大于版图的最小设计尺寸,最小设计尺寸反应掩模版制作工艺的分辨能力,修正后的掩模图形与相邻掩模图形之间的距离等于或小于掩模版的最小设计尺寸时,即使修正后的掩模图案再精细,掩模版制作工艺制作形成的掩模版上的图形也是失真的。
如图8所示,在本实施例中,第二修正次数区间105和第三修正次数区间106的区间长度不同,第二修正次数区间105的区间长度小于第三修正次数区间106的区间长度,因此第二修正次数区间105适用的范围小于第三修正次数区间106适用的范围,例如第二修正次数区间105可以用于修正圆形的图案,第三修正次数区间106可以用于修正圆形,方形或其他形状的图案。
如图2所示,本实施例以修正版图的边界图案为例进行说明,需要说明的是,在对版图边界图案修正的同时,版图中心图案同样在进行修正;也就是说版图边界图案的修正次数等于版图中心图案的修正次数。通过修正曲线可以获得的修正次数区间同样适用于版图中心的图案。
如图9-图10所示,图9显示为版图中心图案的修正曲线,图10显示为版图边界图案的修正曲线,从图9-图10中可以看出,版图中心图案和版图边界图案的模拟误差基本一致,也就是说版图中心图案和版图边界图案的模拟差异减小。同时由于缩短了修正次数,也提高了修正效率。
需要说明的是,在获得图案尺寸的模拟实际值后,还可以根据模拟实际值在晶圆上模拟曝光显影步骤,从而在晶圆上获得模拟的图案尺寸。由于模拟目标值表示在晶圆上曝光显影之后得到的实际的图案尺寸,因此可以比较模拟的图案尺寸与实际的图案尺寸的差异。经过比较得知,模拟的图案尺寸与实际的图案尺寸的差异小于3.6%,因此也可以表示该修正方法是正确的。
综上所述,本发明提出一种版图边界图案的修正方法与修正系统,首先预设图案尺寸的模拟目标值,然后将版图划分成多个子版图,然后对任一个子版图的边界图案进行修正,在修正之后,如果图案尺寸的模拟实际值与图案尺寸的模拟目标值的差值大于阈值,则建立修正曲线,并从修正曲线中选择出修正次数区间,然后根据修正次数区间内的修正次数再次对子版图的边界图案进行修正,以使得图案尺寸的模拟实际值与图案尺寸的模拟目标值的差值小于阈值,从而实现子版图的边界图案的图案尺寸趋于稳定,并向模拟目标值收敛,也就是实现版图边界图案模拟趋向稳定性。本发明提出的修正方法还可以对子版图的中心图案进行修正,从而可以减小中心图案和边界图案的修正差异性。本发明还可以根据先后顺序关系选择修正次数区间,以减少修正次数,提高工作效率。
在整篇说明书中提到“一个实施例(one embodiment)”、“实施例(anembodiment)”或“具体实施例(a specific embodiment)”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中,并且不一定在所有实施例中。因而,在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中(in one embodiment)”、“在实施例中(inan embodiment)”或“在具体实施例中(in a specific embodiment)”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外,本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的,并将被视作本发明精神和范围的一部分。
还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个,或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。
另外,除非另外明确指明,附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的,而并非限制。此外,除非另外指明,本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下,部件或步骤的组合也将视为已被指明。
如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用,除非另外指明,“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包括复数参考物。同样,如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用,除非另外指明,“在…中(in)”的意思包括“在…中(in)”和“在…上(on)”。
本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例,但是正如本领域技术人员将认识和理解的,各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的,可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改,并且这些修改将在本发明的精神和范围内。
本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外,已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而,相关领域的技术人员将会认识到,本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践,或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下,并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。
因而,尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述,但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内,并且应当理解,在某些情况下,在未背离所提出发明的范围和精神的前提下,在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此,可以进行许多修改,以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例,但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而,本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。