专利名称：次分辨率辅助图形校正方法
技术领域：
本发明涉及分辨率增强技术，特别是次分辨率辅助图形校正方法。
背景技术：
随着集成电路生产工艺的发展，半导体器件的特征尺寸不断縮小，设计的规模也 不断扩大，这就使得半导体器件设计的复杂度越来越高。当特征尺寸接近光刻系统的理论 分辨率极限时，光刻后在晶圆上所成的像将产生明显的畸变，从而导致光刻质量的严重下 降。为了解决这一问题，业界提出并采用了分辨率增强技术，其中主要包括了离轴照明、光 学邻近校正、移相掩模、次分辨率辅助图形(SRAF)等校正方法。 其中，次分辨率辅助图形技术通过在掩模中加入位于主图形周边的次分辨率辅助 图形，减小不同主图形由于衍射效应的不同所产生的成像偏差，从而提高图形的保真度。具 体来说，由于采用具有一定间距和周期的图形优化了照明的角度，提高了工艺窗口，但是衍 射效应的存在，使得不同主图形所成的像存在偏差。例如，当掩模板上的主图形间距越小， 衍射光线离开掩模板的出射角度就越大，而具有较大角度的衍射光线在传输的过程中将会 被削弱，因此，对于掩模板上的一组密集线所成的像与一条孤立线或半孤立线而言，两者所 成的像存在很大的差异。SRAF技术可通过在掩模图形的孤立线或者半孤立线附近放置较小 的次分辨率辅助图形，对原始的孤立线或者半孤立线的衍射产生影响，使其与密集线产生 了相同的传输特性，从而降低孤立线和半孤立线所产生的偏差。 现有采用SRAF技术进行校正的过程中，通常将对辅助图形的设置、优化和对主图 形的光学邻近校正分为不同的阶段进行处理，对于每一次所设置了的辅助图形，无论是否 准确，都需要对包含其与主图形的掩模图形进行光学邻近校正，错误的辅助图形还会增加 光学邻近校正的复杂度；而且，对于不准确的辅助图形需要重新进行设置，并反复进行后续 的光学邻近校正。这使得采用SRAF技术的校正过程需要花费极大的时间和精力。
发明内容
本发明解决的问题是采用次分辨率辅助图形校正过程中，辅助图形的优化和主图 形的光学邻近校正被分成两个阶段执行，使辅助图形的优化与主图形的校正过程无法及时 相互作用，从而耗费大量的时间和精力。 为解决上述问题，本发明提供了一种次分辨率辅助图形校正方法，包括设置辅助 图形，确定辅助图形参数的初始值；移动主图形的边缘，并计算主图形的边缘放置误差，获 得对应于所述辅助图形参数的所述主图形边缘放置误差的最小值；根据主图形边缘放置误 差的所述最小值，计算主图形边缘的图案参数；获得与所述主图形边缘图案参数最大值对 应的辅助图形参数的值，对所述辅助图形参数进行更新；重复主图形边缘放置误差和主图 形图案参数的计算步骤以及辅助图形参数的更新步骤，直至确定辅助图形，使对应的主图 形的边缘放置误差为零以及具有最大的图案参数。 可选的，所述辅助图形参数包括所述辅助图形距离主图形的间距、所述辅助图形超出主图形的距离以及所述辅助图形的宽度。
可选的，所述移动主图形的边缘包括将主图形的边界切割成小线段，以每条小线
段作为移动的基本单元，对于不同位置的线段采取不同的移动方式和移动位移。 可选的，所述边缘放置误差为对所述掩模图形进行光学近邻校正之后所获得的各
模拟成像图形与实际各主图形之间的最小距离。 可选的，所述图案参数包括不考虑偏振情况下对爱里斑像进行评价的参数。
可选的，所述图案参数包括对比度，或像的归一化对数斜率。 可选的，所述重复主图形边缘放置误差和主图形图案参数的计算步骤以及辅助图
形参数的更新步骤之前还包括判断主图形最小边缘放置误差是否为零。
与现有技术相比，本发明具有以下优点通过先确定具有最小边缘放置误差值的
主图形、再根据该主图形获得具有最大的图案参数的辅助图形参数的迭代过程，以及有限
次数的迭代，获得理想的辅助图形参数，并确定辅助图形，充分考虑了主图形的最小边缘放
置误差值以及主图形边缘的图案参数与辅助图形参数之间的联系和相互作用，从而将辅助
图形的产生、优化以及主图形的光学近邻校正有机地结合起来，简化了掩模图形的校正过
程，节省了大量的人力和物力。
图1是本发明次分辨率辅助图形校正方法实施方式的流程示意图； 图2是本发明次分辨率辅助图形校正方法实施方式中辅助图形参数的物理含义
示意图； 图3是本发明次分辨率辅助图形校正方法实施方式中切割的主图形边缘的示意 图； 图4是对图3所示主图形的边缘移动结果的示意图； 图5是本发明次分辨率辅助图形校正方法具体实施例的流程示意图。
具体实施例方式
现有的SRAF技术通常包括对辅助图形的设置、对辅助图形的优化以及对主图形 的光学近邻校正。其中，首先，根据经验值确定辅助图形的设置规则，接着，通过根据规则表 进行查询获得对应的辅助图形，对所获得的辅助图形进行优化，确定包括所述辅助图形的 尺寸大小、数量、位置关系等参数，并确定所述辅助图形。此后，当辅助图形确定之后，对包 含辅助图形和主图形的掩模图形进行光学邻近校正，进一步修正主图形的形状和位置，以 获得最终的掩模图形。然而，由于主图形的形状和位置与所述辅助图形之间存在互相影响， 因此现有技术中所采用的将对辅助图形的优化和对主图形的光学邻近校正作为不同的调 整步骤依次单独应用于待处理的掩模图形，不仅使得所述辅助图形的确定非常困难，而且 也增加了后续的光学邻近校正过程的复杂程度。 本发明在对辅助图形进行计算的过程中，充分考虑了主图形的最小边缘放置误差 (EPE， Edge Placement Error)值以及主图形边缘的图案参数与辅助图形参数之间的联系 和相互作用，通过设置所述辅助图形根据主图形的最小边缘放置误差值以及主图形边缘的 图案参数进行调整的迭代过程，将辅助图形的产生、优化以及主图形的光学近邻校正有机地结合起来，从而简化了掩模图形的产生和校正，节省了大量的人力和物力。 参考图l，本发明实施方式提供一种次分辨率辅助图形校正方法，其中对每一个辅
助图形的确定过程包括步骤S1，设置辅助图形，确定辅助图形参数的初始值；步骤S2，移
动主图形的边缘，并计算主图形的边缘放置误差，获得对应于所述辅助图形参数的所述主
图形边缘放置误差的最小值；步骤S3，根据主图形边缘放置误差的所述最小值，计算主图
形边缘的图案参数；步骤S4，获得与所述主图形边缘图案参数最大值对应的辅助图形参数
的值，对所述辅助图形参数进行更新。重复步骤S2、步骤S3和步骤S4，直至确定辅助图形，
使对应的主图形的边缘放置误差为零以及具有最大的图案参数。 下面结合附图和具体实施例，对本发明具体实施方式
作进一步详细说明。 参考图2，掩模图形200包括多个具有一定形状的主图形220，以及在主图形220
的周边所加的辅助图形，例如辅助图形201、202、203和204等。调整这些辅助图形的数量、
尺寸和位置，使得这些辅助图形即不会出现在成像结果中，而且又能对主图形的成像结果
进行影响，也就是说，使得在对包括主图形220和辅助图形的掩模图形进行曝光或曝光仿
真后，所获得成像结果中只有主图形220的像，而不存在辅助图形，此外，所获得的主图形
220的成像结果接近于所设计的图形。 具体来说，所述辅助图形参数可包括辅助图形201距离主图形220的间距SBs、辅
助图形202超出主图形220的距离SBe以及辅助图形201的宽度SBw。 其中，所述辅助图形可位于每个主要图形的各个边缘。出于辅助图形的设计目的，
所述辅助图形参数的计算中需要考虑到，一方面通过所述辅助图形的尺寸大小、数量和放
置位置等以实现其对主图形的光学实现期望的光学分辨率的提高，另一方面所述辅助图形
不能出现在曝光后的晶圆上。具体来说，可根据现有设计规则，对各所述辅助图形参数SBs、
SBe和SBw进行进行计算，获得辅助图形参数初始值。 接下来，基于步骤Sl所获得的辅助图形参数初始值，执行步骤S2。 其中，移动主图形的边缘具体可包括将主图形的边界切割成小线段，以每条小线
段作为移动的基本单元，具体来说，可根据光刻波长和图形的最小线宽选择合适的切割方
式。对于所切割的各个线段采取不同的移动方式。其中，移动方式具体可包括移动方向、移
动步长等。 参考图3，将主图形310的边界切割成若干小线段，获得不同的线段，例如拐角线 段301，线端线段302以及普通边界线端303。参考图4，根据主图形310所切割的多条线 段，对于不同的线段，分别采取不同的方式进行移动，获得相对于原始图形边缘400的移动 后边缘420。 接着，比较每种移动方式所对应的边缘放置误差。所述边缘放置误差为对所述掩 模图形进行光学近邻校正之后所获得的各模拟成像图形与实际各主图形之间的最小距离， 其具有最小值为零。具体来说，边缘放置误差通过如下公式进行计算边缘放置误差=(目 标图形尺寸-仿真图形尺寸)/2。其中，可根据主图形中切割的线段在不同移动方式下的移 动结果，分别计算各段与仿真图形中对应部分的尺寸差，进而获得对应的边缘放置误差。边 缘放置误差具有最小值，为零，但对于辅助图形参数初始值，由于根据经验和之前的数据库 获得，因此通常无法使得边缘放置误差为零值。 接下来，执行步骤S3。首先，根据步骤S2所获得的具有最小边缘放置误差值时的主图形以及对应的辅助图形，计算主图形边缘的图案参数。主图形边缘的图案参数可反映
图像质量，例如，相对于较高的像的归一化对数斜率，对应图形的工艺窗口比较大；对比度
较高时，也可容忍较大的工艺窗口。具体来说，图案参数可采用不考虑偏振情况下对爱里斑
像(airy spot)进行评价的参数，例如计算对比度、像的归一化对数斜率(NILS)等。 其次，调整辅助图形参数，获得不同的图案参数，并根据具有最大值的图案参数获
得其所对应的辅助图形参数。例如，调整辅助图形参数，计算对应于不同辅助图形参数的像
的归一化对数斜率，并记录具有最大的像的归一化对数斜率的值的辅助图形参数。 由于辅助图形参数进行调整之后，主图形的最小边缘放置误差值将发生变化，因
此，根据步骤S3所获得的辅助图形参数，重新执行步骤S2，以获得对应于更新过的辅助图
形的具有最小边缘放置误差值的主图形，并重新进行步骤S3，以计算对于所更新的主图形，
具有最大图案参数的辅助图形参数。也就是说，以上述步骤S2和步骤S3的执行过程作为
一个循环，通过有限次反复执行这样的循环，实现对辅助图形参数的更新。 当获得主图形的边缘放置误差值为零时，停止循环，获得对应的辅助图形参数，确
定所述辅助图形。在具体实施例中，执行了 2-3次这样的循环之后，即获得主图形的边缘放
置误差为零，进而确定辅助图形。也就是说，通过上述辅助图形参数计算过程，即先确定具
有最小边缘放置误差值的主图形，再根据该主图形获得其图案参数的最大值，进而获得与
主图形图案参数最大值相对应的辅助图形参数，以及基于所述计算过程的有限次迭代，即
可获得理想的辅助图形，从而实现对掩模图形的产生和校正。 在本发明次分辨率辅助图形校正方法的具体实施例中，参考图5，首先，根据步骤 S501，获得辅助图形参数初始值P。，其中，P。可包括多个辅助图形参数，如SBe、SBw、SBs等。 接着，通过步骤S502，移动主图形的边缘，计算主图形的边缘放置误差，获得与辅助图形参 数初始值P。相对应的具有最小值的主图形边缘放置误差EPE。。然后，根据步骤S503，根据 主图形边缘放置误差EPE。，计算主图形边缘的图案参数，获得主图形边缘图案参数的最大
值Q。，并根据主图形边缘图案参数的最大值Q。，获得与其所对应的辅助图形参数&。然后，
进入步骤S504，对主图形边缘放置误差EPE。进行判断当所述EPE。等于零时，不再进行下
一次的计算，以所获得的辅助图形参数Pi作为最终结果，通过步骤S505确定辅助图形；当
所述EPE。大于零时，对所获得的辅助图形参数P工再次进行计算，也就是说，根据辅助图形参
数Pp重新通过步骤S502和步骤S503进行计算，以获得辅助图形参数P2。直至所获得的辅
助图形参数Pi所对应的EPEi为零时，停止计算，以该辅助图形参数Pi作为最终结果，通过
步骤S505确定辅助图形，进而还可获得包括该辅助图形和对应主图形的掩模图形。 相对于现有技术，本发明上述实施方式设置了对辅助图形参数进行更新的迭代过
程，并且在迭代过程中充分考虑了主图形的最小边缘放置误差值以及主图形边缘的图案参
数与辅助图形参数之间的联系和相互作用，从而将辅助图形的产生、优化以及主图形的光
学近邻校正有机地结合起来，简化了掩模图形的校正，节省了大量的人力和物力。 虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但这些较佳实施例并非用以限定本发
明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各
种改正和补充，因此，本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。
权利要求
一种次分辨率辅助图形校正方法，其特征在于，包括设置辅助图形，确定辅助图形参数的初始值；移动主图形的边缘，并计算主图形的边缘放置误差，获得对应于所述辅助图形参数的所述主图形边缘放置误差的最小值；根据主图形边缘放置误差的所述最小值，计算主图形边缘的图案参数获得与所述主图形边缘图案参数最大值对应的辅助图形参数的值，对所述辅助图形参数进行更新；重复主图形边缘放置误差和主图形图案参数的计算步骤以及辅助图形参数的更新步骤，直至确定辅助图形，使对应的主图形的边缘放置误差为零以及具有最大的图案参数。
2. 如权利要求1所述的次分辨率辅助图形校正方法，其特征在于，所述辅助图形参数 包括所述辅助图形距离主图形的间距、所述辅助图形超出主图形的距离以及所述辅助图 形的宽度。
3. 如权利要求1所述的次分辨率辅助图形校正方法，其特征在于，所述移动主图形的 边缘包括将主图形的边界切割成小线段，以每条小线段作为移动的基本单元，对于不同位 置的线段采取不同的移动方式和移动位移。
4. 如权利要求1所述的次分辨率辅助图形校正方法，其特征在于，所述边缘放置误差 为对所述掩模图形进行光学近邻校正之后所获得的各模拟成像图形与实际各主图形之间 的最小距离。
5. 如权利要求1所述的次分辨率辅助图形校正方法，其特征在于，所述图案参数包括 对爱里斑像进行评价的参数。
6. 如权利要求5所述的次分辨率辅助图形校正方法，其特征在于，所述图案参数包括 对比度，像的归一化对数斜率。
7. 如权利要求1所述的次分辨率辅助图形校正方法，其特征在于，所述重复主图形边 缘放置误差和主图形图案参数的计算步骤以及辅助图形参数的更新步骤之前还包括判断 主图形最小边缘放置误差是否为零。
全文摘要
一种次分辨率辅助图形校正方法，包括设置辅助图形，确定辅助图形参数的初始值；移动主图形的边缘，并计算主图形的边缘放置误差，获得对应于所述辅助图形参数的所述主图形边缘放置误差的最小值；根据主图形边缘放置误差的所述最小值，计算主图形边缘的图案参数，获得与所述主图形边缘图案参数最大值所对应的辅助图形参数；重复主图形边缘放置误差和主图形图案参数的计算步骤，对辅助图形参数进行更新，直至确定辅助图形，使对应的主图形的边缘放置误差为零以及具有最大的图案参数。本发明有机地结合了辅助图形的产生、优化以及主图形的光学近邻校正，简化了掩模图形的校正过程，节省了大量的人力和物力。
文档编号G03F1/36GK101788759SQ20091004570
公开日2010年7月28日 申请日期2009年1月23日 优先权日2009年1月23日
发明者李承赫 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司