专利名称：形成辅助通孔的opc修正方法
技术领域：
本发明涉及半导体制程用掩模上集成电路布图的OPC (光学近接修
正)修正方法，特别是涉及两层金属线之间的孤立通孔的形成辅助通孔的
OPC修正方法。
背景技术：
在半导体的后端制程中，为了形成金属互连线，需要在相邻两层金属 线之间形成通孔以实现金属互连。随着电路密度增加和关键尺寸越来越 小，导线和导线间隔及通孔的尺寸越来越小和越来越密，甚至达到次微米 以下。在掩模上的集成电路图案通过曝光转移到晶片上的光刻胶层时，由 于光学近接效应，常常发生变形，图案稀疏区域和图案稠密区域同样尺寸 的通孔在图案转移后会产生不同的变形，特别是孤立通孔容易产生盲孔。
为了解决该问题，通常采用光学近接修正(optical proximity correction, OPC)方法对掩模板上的图案进行修正。目前用于处理叠置通孔的方法只 是进行简单的掩模尺寸调整/基于规则的光学近接修正，基于规则的光学近 接修正主要包括将掩模上的最终尺寸相比于其原始的尺寸作简单的放大 或縮小以及对线条的末端进行修改以形成锤状线端。通常来说，金属线条 的末端只设计有单一的通孔。因此对于金属线条末端的通孔来说，如果在 光掩模的制备过程中或者在光刻工艺中出现工艺参数的偏差，就很容易导 致通孔连接失败，即无法导通。而且，金属线末端比较孤立的通孔在光刻 工艺中本身的成像质量就相对较差。因此综合上述两方面的因素，这种简 单的基于规则的光学近接修正的工艺容许度比较小。当工艺容许度比较小 时，用这种方法可能非常危险，例如由于光刻胶碎片或缺陷落入通孔中导 致形成盲孔。特别是对于那些比较孤立的通孔，经常产生断路导致最后的 合格率下降。
发明内容
为了解决上述的工艺容许度小的问题，提出了本发明。
本发明的目的是提供一种形成辅助通孔的OPC修正方法，用该方法形 成辅助通孔后进行常规的OPC，可以提高将掩模上图案转移到晶片时的制
程容许度。
根据本发明的一个方面，形成辅助通孔的OPC修正方法，包括如下步
骤
a) 沿第二层金属线检查每一个通孔，在其附近一定距离内是否有其他 第一层金属线或通孔，如果没有，则沿着第二金属线的方向在原通孔附近 设置一个辅助通孔；
b) 辅助通孔向四周扩展一个尺寸增加值； C)向原始通孔方向扩展，使其与原始通孔边缘相接触；
d) 将增加值及扩展值与第一层金属线叠加，即形成最终的第一层金属
线的布e) 在改进的金属线和通孔布图上进行后续的常规OPC修正。 根据本发明，沿第二层金属线检查每一个通孔，在其附近距离为
Lmin=2*A+B+C的范围内，是否有其他第一层金属线或通孔，如果没有， 则沿着第二金属线的方向在原通孔附近设置一个辅助通孔。其中，A为通 孔至第一层金属线边缘的最小距离，B为通孔尺寸，C为第一层金属线之 间的最小距离一定距离内；
根据本发明，所述辅助通孔设置于沿第二层金属线方向在距离原始通 孔为最小设计间隔(Min-Design-Pitch)处，所述辅助通孔与原通孔大小相
根据本发明，辅助通孔向四周扩展一个尺寸增加值，所述尺寸增加值 为所述原通孔与其所在金属线覆盖边缘之间的最小距离。
根据本发明，向四周扩展一个尺寸增加值的所述辅助通孔再向原始通 孔方向扩展，使其与原始通孔边缘相连，所述扩展值为最小通孔间隔。
根据本发明，对第二层金属线和第三层金属线之间的通孔以及其他更 多层通孔进行如上所述的过程形成辅助通孔。根据本发明的另一方面，形成辅助通孔的OPC修正方法，包括如下步
骤
a) 在第一层金属线与第二层金属线之间的孤立通孔的周围设置辅助 通孔；
b) 检查所述的辅助通孔与除了辅助通孔所在第一层金属线以外的其 他第一层金属线之间的间隔M1为半径的范围内是否有其他第一层金属线 的多边形，如果有则取消该辅助通孔，否则保留该辅助通孔；
C)检查所述的辅助通孔与除了辅助通孔所在的第二层金属线以外的 其他第二层金属线之间的间隔M2为半径的范围内是否有其他第二层金属 线的多边形，如果有则取消该辅助通孔，否则保留该辅助通孔；
d) 将保留的所述辅助通孔向四周扩展一个尺寸增加值；
e) 将扩展一个尺寸增加值的所述辅助通孔向原通孔扩展，使其与原 始通孔相连；
f) 将扩展的所述辅助通孔与第一层金属线叠加，即形成最终的第一 层金属线的布g) 然后在改进的金属线和通孔布图上进行后续的常规OPC修正；
h) 对第二层和第三层金属线之间及更多层的通孔重复上述过程。 根据本发明，首先寻找在第一层金属线与第二层金属线之间的孤立通
孔，然后在第二层所述孤立通孔的周围设置辅助通孔，所述辅助通孔设置 于所述孤立通孔的四周距离为最小设计间隔(Min-Design-Pitch)处，所述 辅助通孔与所述孤立通孔大小相等。
检査在所述辅助通孔与除了所述孤立通孔所在第一层金属线以外的 其他第一层金属线之间的间隔M1为半径的范围内，是否存在其他第一层 金属线的多边形(即，线端)，如果存在其他第一层金属线的多边形则取 消该辅助通孔，否则保留该辅助通孔。
检查在所述辅助通孔与除了所述孤立通孔所在第二层金属线以外的 其他第二层金属线之间的间隔M2为半径的范围内，是否存在其他第二层 金属线的多边形(即，线端)，如果存在其他第二层金属线的多边形则取 消该辅助通孔，否则保留该辅助通孔。
将保留的所述辅助通孔向四周扩展一个尺寸增加值，所述尺寸增加值为所述原通孔与其所在金属线覆盖边缘之间的最小距离。将扩展一个尺寸 增加值的所述辅助通孔向原通孔方向扩展，使其与原始通孔相连；将扩展 的所述辅助通孔与第一层金属线叠加，即形成最终的第一层金属线的布 图。然后在改进的金属线和通孔布图上进行后续的常规OPC修正。 对第二层和第三层金属线之间及更多层的通孔重复上述过程。
本发明的在布图上形成辅助通孔的OPC修正方法可以提高后端制程 的工艺容许度，而且使后续的光学近接修正较容易进行。经过布图的辅助 通孔的形成方法对相邻金属和通孔层的处理可以大大减少客户设计的布 图中的孤立通孔数量，这将减少由于较小的工艺容许度或缺陷导致由工艺 产生的断路的可能性。
下面结合附图详细介绍本发明。然而需要注意的是，这些附图只是用 来说明本发明的典型实施例，而不构成为对本发明的任何限制，在不背离 本发明的构思的情况下，可以具有其他更多等效实施例。而本发明的保护 范围由权利要求书决定。
图1A是本发明的一个实施例的第一层和第二层金属线及通孔分布示意图。
图1B是本发明的一个实施例的设置辅助通孔位置的示意图。
图1C是本发明的一个实施例的辅助通孔扩展尺寸增加值后的示意图。
图ID是本发明的一个实施例的辅助通孔向原始通孔扩展后的示意图。
图1E是本发明的一个实施例的辅助通孔在第一层金属线上的示意图。
图IF是本发明的一个实施例的辅助通孔在第一层金属线上形成过程 的立体示意图。
图1G是本发明的一个实施例的电子显微镜照片。
图2A是本发明的另一个实施例的第一层金属线和第二层金属线的示 意图。图2B是表示图2A中的一个孤立通孔的示意图。
图2C是本发明的另一个实施例的设置辅助通孔位置的示意图。 图2D是本发明的另一个实施例的检査辅助通孔至第二层金属线的间 隔的示意图。
图2E是本发明的另一个实施例的检查辅助通孔至第二层金属线的间 隔的示意图。
图2F是本发明的另一个实施例的取消一个辅助通孔后的示意图。 图2G是本发明的另一个实施例的辅助通孔向四周扩展一个尺寸增加 值后的示意图。
图2H是本发明的另一个实施例的辅助通孔向原始通孔方向扩展后的
示意图。
附图标记说明
11第-一层第一金属线
12第-一层第二金属线
13第-一层第三金属线
14第-一层第四金属线
15第.一层第五金属线
21第-二层第一金属线
22第.二层第二金属线
23第-二层第三金属线
24第.二层第四金属线
25第.二层第五金属线
26第.二层第六金属线
31第一通孔
32二通孔
33第三通孔
34第四通孔35第五通孔
41第一辅助通孔411第一辅助通孔向四周的扩展部分
412第一辅助通孔的向第一通孔的扩展部分
42 第二辅助通孔
421第二辅助通孔向四周的扩展部分 422第二辅助通孔向第四通孔的扩展部分
43 第三辅助通孔
431 第三辅助通孔向四周的扩展部分 432第三辅助通孔向第五通孔的扩展部分
A 通孔至第一层金属线覆盖边缘的最小距离
B 通孔尺寸
C 第一层金属线之间的最小距离 Lmin检查通孔附近的范围 Ml 辅助通孔与第一层金属线之间的距离 M2 辅助通孔与第二层金属线之间的距离
具体实施例方式
下面结合附图和实施例详细介绍本发明。 实施例1
图1A 图1G是表示本发明的第一实施例，以0.15um的逻辑产品为 例说明设置辅助通孔的过程的示意图。
如图1A所示，在第一层第一金属线11和第二层第四金属线24之间 有第一通孔31，在第一层第二金属线12和第二层第三金属线之间有第二 通孔32，在第一层第三金属线和第二层第二金属线之间有第三通孔33， 在第一层第五金属线和第二层第五金属线之间有第四通孔34，在第一层第 四金属线和第二层第六金属线之间有通孔35。
如图1B所示，首先沿着第二层每一个金属线检查每一个通孔，在其 附近Lmin的距离内是否有其他第一层金属线或其他通孔。如果没有，则 沿着第二金属线的方向在原始通孔附近加一个辅助通孔，新增加的通孔与 原来的通孔边与边的距离为2A+C。其中Lmin=2*A+B+C， A为通孔至第 一层金属线边缘的最小距离，B为通孔尺寸，C为第一层金属线之间的最小距离。检查结果在第一通孔31、第四通孔34、第五通孔35附近Lmin 的距离内没有其他第一层金属线和其他通孔。
如图1C所示，在第二层第四金属线上该第一通孔31、在第二层第五 金属线上第四通孔34、在第二层第六金属线上第五通孔35附近距离原始 通孔为最小设计间隔(Min-Design-Pitch)处，新增加的通孔与原来的通孔 边与边的距离为2A+C，各设置一个第一辅助通孔41、第二辅助通孔42、 第三辅助通孔43。并将每一个辅助通孔向四周扩展一个等于通孔与金属线 覆盖边缘之间的最小距离，形成第一辅助通孔向四周的扩展部分411、第 二辅助通孔向四周的扩展部分421、第三辅助通孔向四周的扩展部分431。 如图1D所示，向四周扩展一定尺寸的各个辅助通孔，再向原始通孔 扩展，扩展量为最小通孔间隔，使其与原始通孔边缘相连，形成第一辅助 通孔向第一通孔的扩展部分412，第二辅助通孔向第四通孔的扩展部分 422，第三辅助通孔向第五通孔的扩展部分432。
如图1D所示，将所述各个辅助通孔的扩展部分与第一层金属线连接， 即第一辅助通孔及扩展部分412与第一层第一金属线，第二辅助通孔及扩 展部分422与第一层第五金属线，第三辅助通孔及扩展部分432与第一层 第四金属线连接形成最终的第一层金属线的布图，如图1E所示。 从图1F中可以形象地看出辅助通孔的形成过程。 得到如图1G所示的晶片上的第一层金属线和通孔图案。 然后，在改进的金属线和通孔布图上进行后续的常规OPC修正，如 进行基于规则的OPC修正，具体如将图案尺寸作简单的放大或縮小以及 对线条的末端进行修改以形成锤状线端等。
实施例2
图2A 2H是表示本发明的第二实施例，以0.18um的逻辑产品为例 说明辅助通孔的形成过程的示意图。
如图2A所示，在第一层第一金属线11和第二层第一金属线之间有第 一通孔31，在第一层第二金属线12和第二层第二金属线之间有第二通孔 32、第三通孔33、第四通孔34。
一般将和周围其他任何通孔之间的距离都大于Lmin的通孔作为孤立通孔，上述通孔中，通孔31是孤立的通孔，如图2B所示。
如图2C所示，在孤立通孔31的四周距离原始通孔为最小设计间隔 (Min-Design-Pitch)处设置四个辅助通孔，即第一辅助通孔41、第二辅 助通孔42、第三辅助通孔43、第四辅助通孔44。新设置的通孔与原来的 通孔之间的距离为2A+C，新设置的辅助通孔大小与原始通孔大小相等。
如图2D所示，检査在第二个辅助通孔42与除了原始通孔所在的第一 层第一金属线11以外的其他第一层金属线之间的间隔M1 (=Lmin)为直 径的范围，如果在该范围内没有其他第一层金属多边形，则保留该辅助通 孔，否则取消该辅助通孔。在图2D中可以看出，在第二辅助通孔42的 Ml为直径的范围内没有其他第一层金属多边形，因此保留该第二辅助通 孔42。
如图2E所示，检査第二个辅助通孔44与除了原始通孔31的第二层 第一金属线21以外的其他第二层金属线之间的距离M2为直径的范围内 (-Lmin)，如果在该范围内没有其他第二层金属多边形，则保留该辅助 通孔，否则取消该辅助通孔。在图E中可以看出，在第四辅助通孔44的 M2为直径的范围内存在第二层第二金属线的多边形，因此取消该第四辅 助通孔44，如图2F所示。
如图2G所示，将保留的第一辅助通孔4K第二辅助通孔42、第三辅 助通孔43向其周围扩展一个尺寸增加值，该值等于通孔到覆盖该通孔的 金属线边缘间的最小距离。
如图2H所示，将扩展一个尺寸增加值的第一辅助通孔41、第二辅助 通孔42、第三辅助通孔43向第一通孔方向扩展，使其与第一通孔边缘相 连。
将向第一通孔方向扩展的各个辅助通孔与第一层第一金属线相连形 成第一层金属线布图。
然后在以上改进的金属线及通孔的布图上进行后续的常规的OPC修 正，如进行基于规则的OPC修正，具体如将图案尺寸作简单的放大或縮 小以及对线条的末端进行修改以形成锤状线端等。
根据本发明的方法，通常能够把光掩模版的产品合格率提高50%，而 芯片的合格率可以提高至少20%。虽然以上所述是针对本发明的实施例，但本发明的其它及进一步的实 施例可以在不背离其基本范围之下设计出，而其保护范围是由权利要求书 的范围决定。
权利要求
1. 一种形成辅助通孔的OPC修正方法，包括如下步骤a)沿第二层金属线检查每一个通孔，在其附近一定距离内是否有第一层金属线或通孔，如果没有，则沿着第二金属线的方向在原通孔附近设置一个辅助通孔；b)所述的辅助通孔向四周扩展一个尺寸增加值；c)向原始通孔方向扩展，使其与原始通孔边缘相接触；d)将增加值及扩展值与第一层金属线叠加，即形成最终的第一层金属线的布图；e)在以上改进的金属线和通孔布图上进行后续的常规OPC修正；f)对第二层和第三层金属线之间及更多层的通孔重复上述过程。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的距离为 Lmn=2*A+B+C，其中，A为通孔至第一层金属线覆盖边缘的最小距离， B为通孔尺寸，C为第一层金属线之间的最小距离。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助通孔设置于 沿第二层金属线方向在距离原始通孔为最小设计间隔(Min-Design-Pitch) 处。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助通孔与原通 孔大小相等。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述尺寸增加值为所 述原通孔与其所在金属线覆盖边缘之间的最小距离。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩展值为最小通孑L间隔。
7. —种形成辅助通孔的OPC修正方法，包括如下步骤a) 在第一层金属线与第二层金属线之间的孤立通孔的周围设置辅助通孔；b) 检査所述的辅助通孔与除了辅助通孔所在第一层金属线以外的其他 第一层金属线之间的间隔Ml为半径的范围内是否有其他第一层金属线的 多边形，如果有则取消该辅助通孔，否则保留该辅助通孔；C)检查所述的辅助通孔与除了辅助通孔所在的第二层金属线以外的其 他第二层金属线之间的间隔M2为半径的范围内是否有其他第二层金属线 的多边形，如果有则取消该辅助通孔，否则保留该辅助通孔；d) 将保留的所述辅助通孔向四周扩展一个尺寸增加值；e) 将扩展一个尺寸增加值的所述辅助通孔向原通孔扩展，使其与原始 通孔相连；f) 将扩展的所述辅助通孔与第一层金属线叠加，即形成最终的第一层 金属线的布图；g) 然后在改进的金属线和通孔布图上进行后续的常规OPC修正；h) 对第二层和第三层金属线之间及以上的通孔重复上述过程。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的辅助通孔与原 通孔大小相等。
9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述尺寸增加值为所 述原通孔与通孔所在金属线覆盖边缘之间的最小距离。
10. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述扩展值为最小通孔间隔。
全文摘要
一种形成辅助通孔的OPC修正方法，通过在两层金属线之间的孤立通孔附近一定范围内寻找其他通孔、金属线，在附近一定范围没有通孔、金属线的孤立通孔附近形成辅助通孔，然后将该辅助通孔向四周扩展一个尺寸增加值，再将该辅助通孔向原始通孔方向扩展与原始通孔相接，并与其下层金属线重叠，最后在改进的金属线和通孔布图上进行常规的OPC修正。
文档编号G03F1/36GK101430500SQ200710047858
公开日2009年5月13日 申请日期2007年11月6日 优先权日2007年11月6日
发明者洪齐元 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司