用于实施基于模型的光刻引导的布局设计的方法技术

本发明专利技术公开一种用以产生有效的基于模型的亚分辨辅助特征（ＭＢ－ＳＲＡＦ）的方法。产生ＳＲＡＦ引导图，其中每个设计目标边缘位置为给定场点表决有关布置在该场点上的单像素ＳＲＡＦ将改善还是弱化整个过程窗口的空间图像。在一个实施例中，ＳＲＡＦ引导图被用于确定ＳＲＡＦ布置规则和／或用于微调已经布置的ＳＲＡＦｓ。ＳＲＡＦ引导图可以直接用于在掩模布局中布置ＳＲＡＦｓ。可以产生包括ＳＲＡＦｓ的掩模布局数据，其中根据ＳＲＡＦｓ引导图布置ＳＲＡＦｓ。ＳＲＡＦ引导图可以包括这样的图像：即，在所述图像中如果像素被包括作为亚分辨辅助特征的一部分，每个像素值指示所述像素将是否对所述掩模布局中的特征的边缘行为提供正面贡献。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于光刻的分辨率增强技术，更具体地，涉及一种用 于基于模型的光刻引导的布局的系统和方法。
技术介绍
例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下， 掩模可以包含对应于所述IC的单层的电路图案，并且可以将该图案成像 到己经涂覆了一层辐射敏感材料(抗蚀剂)的衬底(硅晶片)上的目标部 分(例如，包括一个或多个管芯)上。通常，单个晶片将包含相邻目标部 分的整个网络，所述相邻目标部分通过投影系统被一次一个地连续辐射。 在一种类型的光刻投影设备中，通过将整个掩模图案一次曝光到所述目标 部分上来辐射每一目标部分；这样的设备通常称作为晶片步进机。在可选 的设备中，通常称为步进-扫描设备，通过沿给定的参考方向(扫描方 向)在投影束下面逐步扫描掩模图案的同时，沿与该方向平行或反向平行 的方向同步地扫描所述衬底台来辐射每一目标部分。因为，通常情况下， 投影系统将具有放大因子(magnification factor) M (通常1VK1)，衬底台 扫描的速度V将是掩模台扫描的速度的M倍。这里所述的更多有关光刻 设备的信息可以从例如US 6,046,792中得到，在这里以参考的方式将其内 容并入本文中。在使用光刻投影设备的制造过程中，掩模图案被成像到至少部分地由一层辐射敏感材料(抗蚀剂)覆盖的衬底上。在该成像步骤之前，衬底可 以经过多种工序，例如涂底料、抗蚀剂涂覆和软烘烤。在曝光之后，衬底 可以经过其它工序，例如曝光后烘烤(PEB)、显影、硬烘烤和成像特征的 测量/检验。这一系列的工序被用作对器件(例如IC)的单层进行图案化 的基础。然后，这样的图案化层可以经过多种处理，例如蚀刻、离子注入 (掺杂)、金属化、氧化、化学-机械抛光等，所有这些处理用于完成一个 单层。如果需要几层，则对于每个新的层必须重复整个工序或其变体。最 后，在衬底(晶片)上将形成器件的阵列。然后，这些器件通过例如划片(dicing)或切割等技术彼此分割开，然后独立的器件可以安装到连接到插脚等的载体上。为了简化起见，下文中投影系统可被称为透镜；然而，这个术语 应该被广义地解释为包括各种类型的投影系统，包括例如折射式光学系 统、反射式光学系统和反射折射式系统。辐射系统还可以包括根据用于引 导、成形或控制投影辐射束的这些设计类型中的任意类型来操作的部件， 并且这些部件在下文中还可以被统称为或单独地称为透镜。而且，光 刻设备可以是具有两个或更多个衬底台(和/或两个或更多个掩模台)的类 型。在这种多台的装置中，附加的台可以并行地使用，或者可以在一 个或更多个台上执行预备步骤的同时使用一个或更多个其它的台进行曝光。例如，在US5，969，441中描述了双台光刻设备，在这里以参考的方式 将其内容并入本文中。上面提及的光刻掩模包括对应于将要被集成到硅晶片上的电路部件 的几何图案。用来形成这种掩模的图案使用CAD (计算机辅助设计)程 序来生成，这种过程通常被称为EDA (电子设计自动化)。大多数CAD 程序依照一系列预定的设计规则以便产生功能化掩模。这些规则通过工艺 和设计限制来设定。例如，设计规则限定电路器件(例如栅极、电容等) 或互连线之间的空间容许量，以便确保电路器件或线不会彼此以不希望的 方式相互影响。通常，设计规则限制被称为临界尺寸(CD)。电路的 临界尺寸可以被定义成线或孔的最小宽度或两条线或两个孔之间的最小 空间。因此，CD决定所设计的电路的总的尺寸和密度。当然，集成电路 制造的目标之一是在晶片上(通过掩模)忠实地复制原始电路设计。9通过以更低的成本推动增强的器件功能，集成电路工业自从其开始就 具有相当高的增长速度。实现这种增长的主要因素之一是光刻技术能够稳 定地减小形成为集成电路图案的一部分的最小特征尺寸。特征尺寸与成本 的稳定下降与相应的每个电路所印刷的特征的密度的增长通常被称为摩尔定律或光刻路标。光刻过程包括在掩模或掩模版(这里掩模和掩模版可互换使用)上形 成主图像，然后将图像从掩模投影到涂覆有抗蚀剂的半导体晶片上，以便 在晶片上形成与意图限定功能元件(例如晶体管栅极、触点等)的设计相 匹配的图案。越多次地成功地在设计规格内将主图案复制到晶片上，则每 个最终的器件或芯片的成本将越低。到目前为止，掩模图案已经与晶 片水平上所需的图案几乎精确地完全相同，除了由于曝光工具的成像縮小 比率，掩模水平图案比晶片水平图案大几倍。通常，掩模通过在石英或其 他透明衬底上沉积和图案化光吸收材料而形成。然而，掩模被放置在已知 为步进机或扫描器的曝光工具中，在此将具有特定曝光波长的光 引导通过掩模照射到晶片上。光被传播通过掩模的空白区域，而在由吸收 层覆盖的区域被衰减所需的量，通常在90-100%之间。通过掩模某些区域 的光还会相移预期的相移角，通常是180度的整数倍。在由曝光工具的投 影光学元件收集之后，最终的空间图像图案被聚焦到晶片上。沉积在晶片 表面上的光敏材料(光致抗蚀剂或抗蚀剂)与光相互作用，以在晶片上形 成所需的图案，并且随后所述图案被转移到晶片上的基本层，以便根据熟 知的工艺形成功能电路。在近几年，被图案化的特征尺寸己经显著地变得小于用于将掩模图案 转移到晶片上的光的波长。这种朝向亚波长光刻的倾向已经导致难以 在光刻工艺中保持充分的工艺裕量。当特征尺寸与波长的比率减小，由掩模和曝光工具形成的空间图像丧失对比度和锐度。该比率由k,因子量化， 定义为曝光工具的数值孔径(NA)乘以最小特征尺寸Wf除以波长A,即 &=WA'W//I。在选择曝光波长时存在受限的应用灵活性，同时曝光工具 的数值孔径接近物理极限。结果，器件特征尺寸的持续减小需要光刻过程 中的k,因子的越来越迅速的减小，即在光学成像系统的经典分辨率限制处 或以下成像。不再是对最终的晶片水平图案的精确复制。掩模图案通常在图案特征的尺 寸和位置(作为图案密度或间距的函数)方面进行调整。其他技术包括 已知为光学临近效应校正或OPC的在掩模图案(衬线、锤头 (hammerhead)以及其他图案)上附加或减去额外的角部；和附加根本 不希望在晶片上复制的其他几何形状。这些非印刷的辅助特征(也已 知为亚分辨辅助特征(SRAFs)或散射条)的唯一目的是为了提高主特 征的可印刷性。通常，SRAFs是位于主特征附近的小条，使得主特征的 可印刷性对焦距和/或剂量的变化有较强的稳定性。所有这些方法通常被统 称为分辨率增强技术(RET)。随着k,的减小，邻近效应的幅度显著增大。 在目前高端设计中，越来越多的器件层需要RET，并且几乎每一个特征边 缘都需要一定量的调整、以确保所印刷的图案将合理地类似想要的图案。 这种大量的RET应用的实施和检验仅可能由详细的全芯片计算光刻过程 建模来实现，并且这个过程通常被称为基于模型的RET。(见C. Spence在 Proc. SPIE, Vol. 5751， pp 1-14 (2005)上的文章Full-Chip Lithography Simulation and Design Analysis — How OPC Is Changing IC Design禾口 R Martin et al.在Proc. SPIE， 5853， pp本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在掩模布局中布置亚分辨辅助特征（“ＳＲＡＦ”）的方法，包括步骤：　产生用于所述掩模布局的ＳＲＡＦ引导图，其中所述ＳＲＡＦ引导图是这样的图像：即，在所述图像中如果所述像素被包括作为亚分辨辅助特征的一部分，则每个像素值指示所述像素 将是否对所述掩模布局中的特征的边缘行为提供正面贡献；和　根据所述ＳＲＡＦ引导图在所述掩模布局中布置亚分辨辅助特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-6-4 11/757,805;US 2007-8-28 60/935,7131.一种用于在掩模布局中布置亚分辨辅助特征(“SRAF”)的方法，包括步骤产生用于所述掩模布局的SRAF引导图，其中所述SRAF引导图是这样的图像即，在所述图像中如果所述像素被包括作为亚分辨辅助特征的一部分，则每个像素值指示所述像素将是否对所述掩模布局中的特征的边缘行为提供正面贡献；和根据所述SRAF引导图在所述掩模布局中布置亚分辨辅助特征。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，产生SRAF引导图的步骤包括 计算所述掩模布局的图像梯度图；对于在所述掩模布局中的每一个场点，采用所述图像梯度图计算在所 述场点处单元源的总的表决和；和在所述SRAF引导图中分配值，其中在所述SRAF引导图中像素处的 所述值是在所述掩模布局中对应场点处的总的表决和。3. 根据权利要求2所述的方法，其中，计算在所述场点处单元源的总 的表决和的步骤是在频率域中执行的并且包括步骤计算表示曝光工具的光学路径的传递交叉系数的最重要的本征向量 的逆傅里叶变换；计算所述掩模布局的所述傅里叶变换；将所述逆傅里叶变换乘以频率的平方和和所述掩模布局的傅里叶变 换以产生乘积结果；和计算所述乘积结果的逆傅里叶变换以产生所述SRAF引导图。4. 根据权利要求1所述的方法，其中，产生SRAF引导图的步骤包括 采用表示曝光工具的光学路径的所述传递交叉系数计算双线性SRAF引导图核；采用所述传递交叉系数计算线性SRAF引导图核；采用所述双线性SRAF引导图核和所述掩模布局计算部分SRAF引导图；采用所述线性SRAF引导图核和所述掩模布局计算第二部分SRAF引 导图；禾口将所述部分SRAF引导图和所述第二部分SRAF引导图结合。5. 根据权利要求1所述的方法，还包括采用所述SRAF引导图产生 SRAF布置规则。6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述掩模布局包括光学邻近效 应校正。7. —种计算机可读介质，包括用于执行下面步骤的指令产生用于所述掩模布局的SRAF引导图，其中所述SRAF引导图是这 样的图像S卩，在所述图像中如果所述像素被包括作为亚分辨辅助特征的 一部分，则每个像素值指示所述像素将是否对所述掩模布局中的特征的边 缘行为提供正面贡献；和根据所述SRAF引导图在所述掩模布局中布置亚分辨辅助特征。8. 根据权利要求7所述的计算机可读介质，其中，产生SRAF引导图 的步骤包括计算所述掩模布局的图像梯度图；对于在所述掩模布局中的每一个场点，采用所述图像梯度图计算在所 述场点处单元源的总的表决和；和在所述SRAF引导图中分配值，其中在所述SRAF引导图中像素处的 所述值是在所述掩模布局中对应场点处的总的表决和。9. 根据权利要求8所述的计算机可读介质，其中，计算在所述场点处单元源的总的表决和是在频率域中执行的并且包括步骤计算表示曝光工具的光学路径的传递交叉系数的最重要的本征向量 的逆傅里叶变换；计算所述掩模布局的所述傅里叶变换；将所述逆傅里叶变换乘以频率的平方和和所述掩模布局的傅里叶变 换以产生乘积结果；和计算所述乘积结果的逆傅里叶变换以产生所述SRAF引导图。10. 根据权利要求7所述的计算机可读介质，其中，产生SRAF引导 图的步骤包括采用表示曝光工具的光学路径的所述传递交叉系数计算双线性SRAF 引导图核；采用所述传递交叉系数计算线性SRAF引导图核；采用所述双线性SRAF引导图核和所述掩模布局计算部分SRAF引导图；采用所述线性SRAF引导图核和所述掩模布局计算第二部分SRAF引 导图；禾口将所述部分SRAF引导图和所述第二部分SRAF引导图结合。11. 根据权利要求7所述的计算机可读介质，还包括采用所述SRAF 引导图产生SRAF布置规则。12. 根据权利要求7所述的计算机可读介质，其中，所述掩模布局包 括光学邻近效应校正。13. —种掩模布局数据，包括亚分辨辅助特征，其中所述亚分辨辅助 特征根据SRAF引导图进行布置，其中所述SRAF引导图是这样的图像 即，在所述图像中如果所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶军，曹宇，冯函英，
申请(专利权)人：睿初科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]