一种金属线层小尺寸冗余图形的添加和处理方法与流程

本发明涉及版图设计中的OPC(光学邻近效应修正)方法，更具体地，涉及一种金属线层小尺寸冗余图形的添加和处理方法。

背景技术：

在进行版图设计时，通常会应用到OPC(光学邻近效应修正)和DFM(可制造性设计)两种方法。

OPC中常用的提高金属线层光刻工艺窗口的方法包括：

1)对不同金属线层的图形增加不同的补值；

2)对金属线层小尺寸图形添加亚分辨率辅助图形。

其中，在应用上述方法1)时，对于尺寸小、相对孤立的金属线，如果满足光刻工艺窗口的要求，需要增加比较大的补值，但是补值过大会改变电路中的电阻。而在应用上述方法2)时，对金属线层小尺寸图形添加亚分辨率辅助图形，虽然可以使光罩上金属线层小尺寸图形附近产生类似密集金属线的图形，但是亚分辨率辅助图形的尺寸较小，金属线层小尺寸图形附近并非真正产生了密集金属线，因而亚分辨率辅助图形对金属线层小尺寸图形光刻工艺窗口的提高也是有限的。因此，业界已经开始尝试在金属线层添加固定尺寸的小尺寸冗余图形。

DFM中，为满足硅片平坦化工艺要求，采用了在主图形附近添加大尺寸冗余图形的方法。然而，许多金属线层主图形的设计较为稀疏，由于大尺寸冗余图形需要与主图形保持较远距离，因而对于主图形间的距离没有达到可以加入大尺寸冗余图形时的情况，大尺寸冗余图形对图形密度的改善就变得非常有限。而对于许多金属线层主图形的设计较为密集的情况，大尺寸冗余图形对图形密度的改善也会变得非常有限。

因此，OPC和DFM常用的方法都存在自身的局限性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种金属线层小尺寸冗余图形的添加和处理方法，以提高选定部分金属线的光刻工艺窗口和改善选定部分金属线的图形密度。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种金属线层小尺寸冗余图形的添加和处理方法，包括以下步骤：

步骤S01：提供一原始版图，根据设计规则将所述原始版图划分为多个区域，并计算各个区域金属线层的图形密度；

步骤S02：将原始版图的所有区域按图形密度高低划分为第一-第三图形密度区域；

步骤S03：从各个区域中选择满足添加小尺寸冗余图形条件的金属线；

步骤S04：对选出的位于第一-第三图形密度区域的不同金属线，按照图形尺寸由小到大、数量由少到多的不同方式，添加小尺寸冗余图形；

步骤S05：将各小尺寸冗余图形合并到原始版图的金属线层原始主图形中，进行光学邻近效应修正。

优选地，所述图形密度的计算公式为：(区域内金属线主图形面积+区域内大冗余图形面积)/区域总面积。

优选地，步骤S02中，根据计算得到的各个区域金属线层的图形密度，确定金属线层的最佳密度范围，其中，所述第一图形密度区域为图形密度超出最佳密度范围的区域，第二图形密度区域为图形密度在最佳密度范围内的区域，第三图形密度区域为图形密度不足最佳密度范围的区域。

优选地，所述金属线层的最佳密度范围为30％-50％。

优选地，步骤S03中，可以添加小尺寸冗余图形的金属线同时满足以下条件：金属线属于设计规则定义的小尺寸图形；金属线与接触孔或通孔相连；金属线与金属线之间的距离大于金属线的宽度；金属线与大冗余图形之间的距离符合可制造性设计的要求。

优选地，针对位于第一图形密度区域的金属线，添加满足最小设计规则的一轮小尺寸冗余图形。

优选地，针对位于第二图形密度区域的金属线，添加两轮小尺寸冗余图形，并满足以下条件：(宽度/距离)≤1，其中，宽度代表小尺寸冗余图形的宽度尺寸，距离代表小尺寸冗余图形之间的间距。

优选地，针对位于第三图形密度区域的金属线，添加至少两轮小尺寸冗余图形，并满足以下条件：(宽度/距离)＞1，其中，宽度代表小尺寸冗余图形的宽度尺寸，距离代表小尺寸冗余图形之间的间距。

优选地，所述小尺寸冗余图形的宽度、面积，小尺寸冗余图形之间的距离，小尺寸冗余图形与所有金属线之间的距离，小尺寸冗余图形与大冗余图形之间的距离，均需要满足金属线层设计规则的要求。

从上述技术方案可以看出，本发明通过在同时考虑金属线层图形和图形密度的情况下，对不同金属线层图形和不同图形密度进行分类，根据分类后的不同金属线层图形和不同图形密度，添加不同小尺寸冗余图形，可真正实现从孤立金属线到密集金属线的转变，达到提高选定部分金属线的光刻工艺窗口和改善选定部分图形密度的目的。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的一种金属线层小尺寸冗余图形的添加和处理方法流程图；

图2是根据图1的方法对原始版图进行区域划分时的示意图；

图3是根据图1的方法标记选定的金属线及可添加小尺寸冗余图形的区域示意图；

图4是根据图1的方法在图形密度超出最佳密度范围的区域添加小尺寸冗余图形时的示意图；

图5是根据图1的方法在图形密度在最佳密度范围内的区域添加小尺寸冗余图形时的示意图；

图6是根据图1的方法在图形密度不足最佳密度范围的区域添加小尺寸冗余图形时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。

在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本发明一较佳实施例的一种金属线层小尺寸冗余图形的添加和处理方法流程图。如图1所示，本发明的一种金属线层小尺寸冗余图形的添加和处理方法，可包括以下步骤：

步骤S1：图形密度的计算。

如图2所示，首先在一个具有金属线层的原始版图上，根据设计规则将所述原始版图划分为多个区域，从而在版图上形成相连的窗格状区域；然后，计算出每一个区域的金属线层的图形密度。

可以采用以下公式(1)来计算上述每一个区域的金属线层的图形密度：

(区域内金属线主图形面积+区域内大冗余图形面积)/区域总面积(1)

步骤S2：区域的划分。

根据上述每一个区域图形密度计算的结果，将例如图2中原始版图上的所有区域按图形密度高低划分为第一-第三图形密度区域A、B、C。

同时，根据计算得到的各个区域金属线层的图形密度，确定金属线层的最佳密度范围。例如，可将所述金属线层的最佳密度范围确定为30％-50％。其中，上述第一图形密度区域A对应为图形密度超出最佳密度范围的区域，第二图形密度区域B为图形密度在最佳密度范围内的区域，第三图形密度区域C为图形密度不足最佳密度范围的区域。

步骤S3：金属线的选择。

接着，从上述各个区域中选择出满足添加小尺寸冗余图形条件的金属线。可以添加小尺寸冗余图形的金属线及其周围相互距离需要同时满足以下条件：

1)金属线的尺寸应较小、即属于设计规则定义的小尺寸图形的金属线；

2)金属线至少应与接触孔或通孔相连；

3)金属线与金属线之间的距离应较大、即金属线与金属线之间的距离应满足大于金属线的宽度的要求；

4)金属线与大冗余图形之间的距离应较大、即金属线与大冗余图形之间的距离应符合可制造性设计的要求。

如图3所示，图形a1-a5为金属线层的金属线主图形，图形a6为大冗余图形，图形b1-b3为通孔，图形c1-c3为接触孔，则图中点虚线范围内可以添加小尺寸冗余图形。

步骤S4：小尺寸冗余图形的添加。

接下来，即可对选出的位于第一-第三图形密度区域的不同金属线进行小尺寸冗余图形的添加。

在进行小尺寸冗余图形的添加时，可根据第一、第二、第三图形密度区域、即图形密度超出最佳密度范围的区域、图形密度在最佳密度范围内的区域、图形密度不足最佳密度范围的区域图形密度由高到低的性质，对选出的位于第一-第三图形密度区域的不同金属线，按照小尺寸冗余图形的尺寸由小到大、数量由少到多的不同方式，添加不同形式的小尺寸冗余图形。

例如，如果金属线a5及其周围的距离(包括与大冗余图形a6的距离)位于超出最佳密度范围的区域(第一图形密度区域)时，可添加最小设计规则的一轮小尺寸冗余图形a7(图示双点划虚线图形)，如图4所示。

如果金属线a5及其周围的距离(包括与大冗余图形a6的距离)位于图形密度在最佳密度范围内的区域(第二图形密度区域)内，则可添加两轮小尺寸冗余图形a8(图示双点划虚线图形)，如图5所示。其中，该小尺寸冗余图形a8的添加需要满足以下条件公式(2)：

(宽度/距离)≤1 (2)

公式(2)中的宽度代表小尺寸冗余图形a8的宽度尺寸L1，距离代表小尺寸冗余图形a8之间的间距H1。此种情况下，小尺寸冗余图形a8的宽度尺寸L1可以小于、等于或大于金属线a5的宽度尺寸。

如果金属线a4、a5及其周围的距离(包括金属线a4与金属线a5之间的距离)位于图形密度不足最佳密度范围的区域(第三图形密度区域)，则可添加两轮、或者更多轮(图示为3轮)的小尺寸冗余图形a9(图示双点划虚线图形)，如图6所示。其中，该小尺寸冗余图形a9的添加需要满足以下条件公式(3)：

(宽度/距离)＞1 (3)

公式(3)中的宽度代表小尺寸冗余图形a9的宽度尺寸L2，距离代表小尺寸冗余图形a9之间的间距H2。此种情况下，小尺寸冗余图形a9的宽度尺寸L2可能大于金属线a4、a5的宽度尺寸。

其中，上述小尺寸冗余图形的宽度、面积，小尺寸冗余图形之间的距离，小尺寸冗余图形与所有金属线之间的距离，小尺寸冗余图形与大冗余图形之间的距离，均需要满足金属线层设计规则的要求。

步骤S5：OPC修正。

最后，将各小尺寸冗余图形合并到原始版图的金属线层原始主图形中，进行光学邻近效应修正(OPC)处理。

综上所述，本发明通过在同时考虑金属线层图形和图形密度的情况下，对不同金属线层图形和不同图形密度进行分类，根据分类后的不同金属线层图形和不同图形密度，添加不同小尺寸冗余图形，可真正实现从孤立金属线到密集金属线的转变，达到提高选定部分金属线的光刻工艺窗口和改善选定部分图形密度的目的。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。