本發(fā)明涉及光學(xué)鄰近效應(yīng)修正(opticalproximitycorrection：opc)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于規(guī)則的亞分辨率輔助圖形的添加方法。

背景技術(shù)：

隨著集成電路的持續(xù)發(fā)展，制造技術(shù)不斷地朝更小的尺寸發(fā)展，光刻制程已經(jīng)成為限制集成電路向更小特征尺寸發(fā)展的主要瓶頸。在深亞微米的半導(dǎo)體制造中，關(guān)鍵圖形的尺寸已經(jīng)遠遠小于光源的波長，衍射效應(yīng)不可忽視。由于光的衍射效應(yīng)，導(dǎo)致光罩投影至硅片上面的圖形與版圖設(shè)計圖形相比，這種現(xiàn)象稱為光學(xué)臨近效應(yīng)(opticalproximityeffect，ope)，包括線寬的變化，轉(zhuǎn)角的圓化，線長的縮短等情形。為了補償光學(xué)臨近效應(yīng)，設(shè)計者需要根據(jù)一定的規(guī)則，在版圖設(shè)計圖形的基礎(chǔ)上直接進行修改之后再進行光刻版的制版工作。這個修正過程稱為光刻鄰近效應(yīng)修正(opticalproximitycorrection，opc)，例如將線尾修改成錘頭(hammerhead)之類的圖形等。opc之后的圖形再經(jīng)過ope的影響，會在硅片上形成與原本的版圖設(shè)計圖形接近的圖形。opc的設(shè)計目標(biāo)是光刻后的光刻圖形盡可能的接近用戶實際希望得到的版圖設(shè)計圖形。一般來說0.18微米及其以下的光刻制程需要輔以opc才可得到較好的光刻質(zhì)量。

對于成熟的光刻工藝流程，需要保證有一定的工藝窗口以確保在微擾的情況下仍能保持工藝效果穩(wěn)定，最重要的一個工藝窗口參數(shù)就是焦深。一般而言，圖形越密集，對焦深變化的適應(yīng)性越好。因此，為了改善較稀疏圖形的焦深，需要添加一些輔助圖形以增加圖形的密集度。但是這些輔助圖形又不能在硅片上形成圖形。因此，這種技術(shù)被稱為亞分辨率輔助圖形技術(shù)(assistfeature)。在65nm及以下先進工藝中，亞分辨率輔助圖形技術(shù)被廣泛應(yīng)用于光學(xué)鄰近效應(yīng)修正opc中。

亞分辨率輔助圖形的添加有兩種方式：一種是基于規(guī)則的亞分辨率輔助圖形添加，建立一套亞分辨率輔助圖形添加規(guī)則，在主圖形周圍添加亞分辨率輔助圖形；另一種是基于模型的亞分辨率輔助圖形添加，建立模型后通過迭代擬合運算獲得效果最佳的亞分辨率輔助圖形。由于基于模型的亞分辨率輔助圖形添加，需要通過大量的擬合迭代運算，會占用時間和軟硬件運算資源，因此業(yè)界在28nm及以上技術(shù)代一般都采用基于規(guī)則的亞分辨率輔助圖形添加。

基于規(guī)則(model-based)的亞分辨率輔助圖形添加，首先要遵循光刻版可制造性規(guī)則(maskrulecheck,mrc)。當(dāng)主圖形與亞分辨率輔助圖形之間的距離過小時，光刻版制造過程中容易引起橋接、形變等問題，在一定程度上限制了亞分辨率輔助圖形的添加，出現(xiàn)工藝薄弱圖形(weakpoint)。因此，亞分辨率輔助圖形的參數(shù)選擇和放置位置必須仔細的考察以防止出現(xiàn)問題。

以現(xiàn)有技術(shù)中的一個版圖設(shè)計圖形為例，圖1是一個3*3的通孔陣列，即主圖形100，其表征了最終希望通過光刻工藝在硅片上獲得的圖形尺寸。為了獲得設(shè)計的尺寸，需要通過一系列opc方法來進行版圖修正，使最終在硅片上獲得的光刻圖形尺寸最接近設(shè)計圖形尺寸。在現(xiàn)有方法中，根據(jù)一定的亞分辨率輔助圖形添加規(guī)則，在主圖形周圍添加了各種輔助圖形來提升主圖形信號對比度。具體地，請參閱圖2，首先在主圖形的直邊外添加長方形的輔助圖形101，其次在輔助圖形101外繼續(xù)添加長方形的輔助圖形102，然后在主圖形的尖角處添加正方形的輔助圖形103。然而，由于尺寸與規(guī)則限制，主圖形內(nèi)部的空隙不能添加輔助圖形，輔助圖形添加結(jié)束。之后，進行光刻仿真。圖3是根據(jù)現(xiàn)有方法添加輔助圖形后的光刻仿真結(jié)果，從光刻仿真結(jié)果來看，3*3的通孔陣列中，最中間的通孔104的尺寸達不到設(shè)計要求，是工藝的薄弱點(weakpoint)，這與最中間的通孔圖形周圍沒有輔助圖形是緊密相關(guān)的。如果強制性的要求在最中間的通孔附近增加方形輔助圖形105，如圖4所示，添加后的輔助圖形與主圖形的角對角的最小距離違反了光刻版可制造性規(guī)則(mrc)，在光刻版制作過程中容易引起橋接、形變等問題，是光刻版制版無法接受的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種基于規(guī)則的亞分辨率輔助圖形添加方法，通過在工藝薄弱圖形周圍添加旋轉(zhuǎn)的輔助圖形，不僅能夠滿足光刻版可制造性規(guī)則，而且顯著提升了薄弱點工藝窗口。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于規(guī)則的亞分辨率輔助圖形添加方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟s01：設(shè)計主圖形，所述主圖形為需要曝光顯影的各種圖形的集合；

步驟s02：基于添加規(guī)則在主圖形上添加亞分辨率輔助圖形；

步驟s03：進行光刻仿真；

步驟s04：掃描仿真結(jié)果,計算主圖形中各個圖形經(jīng)曝光后的尺寸，獲取無法達到設(shè)計目標(biāo)值或足夠工作窗口的圖形，設(shè)為工藝薄弱圖形；

步驟s05：在工藝薄弱圖形周圍空隙添加滿足光刻版可制造性規(guī)則的至少一個旋轉(zhuǎn)的亞分辨率輔助圖形。

優(yōu)選地，所述步驟s05中，所述旋轉(zhuǎn)的角度為45°。

優(yōu)選地，所述步驟s02和s05中，所述亞分辨率輔助圖形的形狀包括長方形。

優(yōu)選地，所述步驟s02和s05中，所述亞分辨率輔助圖形的形狀為正方形

優(yōu)選地，所述步驟s02中，所述添加規(guī)則包括定義亞分辨率輔助圖形的尺寸、亞分辨率輔助圖形與主圖形的距離、亞分辨率輔助圖形與相鄰亞分辨率輔助圖形的距離。

優(yōu)選地，所述步驟s01中，所述主圖形為矩陣通孔圖形。

優(yōu)選地，所述步驟s04中，所述工藝薄弱圖形位于主圖形的最外圈圖形所包圍的內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述步驟s05中，在所述工藝薄弱圖形的周圍均勻添加4個旋轉(zhuǎn)45°的正方形的亞分辨率輔助圖形。

優(yōu)選地，所述正方形的亞分辨率輔助圖形的邊與其周圍主圖形的最小距離均滿足光刻版可制造性規(guī)則。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過對現(xiàn)有技術(shù)方案的工藝薄弱圖形附近添加旋轉(zhuǎn)的亞分辨率輔助圖形，不僅滿足光刻版可制造性規(guī)則，并且在原本受限無法添加亞分辨率輔助圖形的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)亞分辨率輔助圖形的添加，進一步提升了主圖形對比度。因此，本發(fā)明具有提升薄弱點工藝窗口的顯著特點。

附圖說明

圖1是版圖設(shè)計中一個3*3的通孔陣列的主圖形的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中完成輔助圖形添加的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是對圖2所示結(jié)構(gòu)進行光刻仿真的結(jié)果示意圖；

圖4是現(xiàn)有技術(shù)亞分辨率輔助圖形添加違反mrc的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的一種基于規(guī)則的亞分辨率輔助圖形的添加方法的流程圖；

圖6～圖9是本發(fā)明的一種基于規(guī)則的亞分辨率輔助圖形的添加方法的過程示意圖；

圖10是對圖9所示結(jié)構(gòu)進行光刻仿真的結(jié)果示意圖；

圖11是利用本發(fā)明的亞分辨率輔助圖形添加方法進行光刻仿真與現(xiàn)有技術(shù)對比的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

需要說明的是，在下述的具體實施方式中，在詳述本發(fā)明的實施方式時，為了清楚地表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以便于說明，特對附圖中的結(jié)構(gòu)不依照一般比例繪圖，并進行了局部放大、變形及簡化處理，因此，應(yīng)避免以此作為對本發(fā)明的限定來加以理解。

在以下本發(fā)明的具體實施方式中，請參閱圖5，圖5是本發(fā)明的一種基于規(guī)則的亞分辨率輔助圖形的添加方法的流程圖，并參考圖6～圖9進一步理解本發(fā)明細節(jié)，圖6～圖9是本發(fā)明的一種基于規(guī)則的亞分辨率輔助圖形的添加方法的過程示意圖。如圖5所示，本發(fā)明公開了一種基于規(guī)則的亞分辨率輔助圖形添加方法，其包括以下步驟：

步驟s01：設(shè)計主圖形，所述主圖形為需要曝光顯影的各種圖形的集合。

具體地，在本實施例，版圖設(shè)計的主圖形為一個3*3的通孔陣列，如圖6所示，其表征了最終希望通過光刻工藝在硅片上獲得的圖形尺寸。

步驟s02：基于添加規(guī)則在主圖形上添加亞分辨率輔助圖形。

為了獲得設(shè)計的尺寸，需要通過一系列opc方法來進行版圖修正，使最終在硅片上獲得的光刻圖形尺寸最接近設(shè)計圖形尺寸。為了保證圖形的密集度和版圖設(shè)計主圖形的對比度，根據(jù)一定的亞分辨率輔助圖形添加規(guī)則，需要在版圖設(shè)計主圖形上添加一些亞分辨率輔助圖形。具體地，該添加規(guī)則包括定義亞分辨率輔助圖形的尺寸、亞分辨率輔助圖形與主圖形的距離、亞分辨率輔助圖形與相鄰亞分辨率輔助圖形的距離。請參閱圖7，基于添加規(guī)則，首先，在主圖形200的直邊外添加第一層圖形201；其次，在第一層圖形201外添加第二層圖形202；然后，在主圖形200的尖角外添加第三層圖形203。優(yōu)選地，第一層圖形201為長方形，第二層圖形202為長方形，第三層圖形203為正方形。各輔助圖形的尺寸與位置的設(shè)計規(guī)則根據(jù)具體工藝要求進行設(shè)定，并且不違反光刻版可制造規(guī)則。亞分辨率輔助圖形的添加原則能夠提升主圖形的焦深，同時不會在掩模版上形成圖形。

步驟s03：進行光刻仿真。

步驟s04：掃描仿真結(jié)果,計算主圖形中各個圖形經(jīng)曝光后的尺寸，計算主圖形中各個圖形經(jīng)曝光后的尺寸，獲取無法達到設(shè)計目標(biāo)值或足夠工作窗口的圖形，設(shè)為工藝薄弱圖形，設(shè)為工藝薄弱圖形。

請參閱圖8，圖8是光刻仿真結(jié)果。對主圖形的結(jié)構(gòu)的尺寸進行掃描，計算仿真結(jié)果與設(shè)計目標(biāo)值的差異，找出無法達到設(shè)計目標(biāo)值或足夠工作窗口的圖形，即為工藝薄弱圖形，例如通孔204。從光刻仿真結(jié)果來看，3*3的通孔陣列中，最中間的通孔204的尺寸達不到設(shè)計要求，是工藝的weakpoint，這與通孔204的周圍沒有亞分辨率輔助圖形是緊密相關(guān)的。因此，需要在通孔204的附近添加合適的亞分辨率輔助圖形，以提升通孔204的對比度。

步驟s05：在工藝薄弱圖形周圍空隙添加滿足光刻版可制造性規(guī)則的至少一個旋轉(zhuǎn)的亞分辨率輔助圖形。

由于尺寸與規(guī)則的限制，通孔204周圍的空隙不能添加亞分辨率輔助圖形，其違反了光刻版可制造性規(guī)則。本發(fā)明在原本受限無法添加亞分辨率輔助圖形的區(qū)域添加旋轉(zhuǎn)的亞分辨率輔助圖形，例如，在通孔204周圍均勻添加4個旋轉(zhuǎn)45°的正方形亞分辨率輔助圖形205，添加之后，方形亞分辨率輔助圖形205的邊與其周圍主圖形的最小距離s滿足光刻版可制造性規(guī)則，實現(xiàn)亞分辨率輔助圖形的添加,從而提升工藝薄弱圖形的對比度，增加工藝窗口。優(yōu)選地，亞分辨率輔助圖形旋轉(zhuǎn)45°。優(yōu)選地，亞分辨率輔助圖形的形狀包括正方形和長方形。

請參閱圖10，圖10是本發(fā)明的亞分辨率輔助圖形添加后的光刻仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果來看，本發(fā)明明顯提升了工藝薄弱圖形的工藝能力，最中間的通孔尺寸滿足設(shè)計要求，同時亞分辨率輔助圖形與主圖形的最小距離也未違背光刻版可制造性規(guī)則。

請參閱圖11，圖11是利用本發(fā)明的亞分辨率輔助圖形添加方法進行光刻仿真與現(xiàn)有技術(shù)對比的示意圖。其中，內(nèi)圈是現(xiàn)有方法添加亞分辨率輔助圖形后的光刻仿真結(jié)果，外圈是根據(jù)本發(fā)明添加亞分辨率輔助圖形后的光刻仿真結(jié)果，本發(fā)明添加的亞分辨率輔助圖形對工藝薄弱圖形的光刻工藝能力及工藝窗口提升起到了顯著效果。

綜上所述，本發(fā)明通過對現(xiàn)有技術(shù)方案的工藝薄弱圖形附近添加旋轉(zhuǎn)的亞分辨率輔助圖形，不僅滿足光刻版可制造性規(guī)則，并且在原本受限無法添加亞分辨率輔助圖形的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)亞分辨率輔助圖形的添加，進一步提升了主圖形對比度。因此，本發(fā)明具有提升薄弱點工藝窗口的顯著特點。

以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述實施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，因此凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。