带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法
【专利摘要】本发明提供了一种带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法，包括：第一步骤：获得原始设计图形和所有避让层的设计版图，并通过逻辑运算标记出设计版图中允许加入冗余图形的冗余区域；第二步骤：在计算机中使用设计规则检查工具在冗余区域内添加长方形冗余图形；第三步骤：将设计版图划分成多个独立区域，使用计算机计算出每个独立区域内设计图形加上长方形冗余图形后的区域密度；第四步骤：调整独立区域的区域密度；第五步骤：使用设计规则检查工具添加次分辨率辅助图形。
【专利说明】
带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法
技术领域
[0001]本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法。
【背景技术】
[0002]在较小的技术节点下，冗余图形作为可制造性设计(design for manufactory,DFM)的重要内容，对硅片表面的平坦化起着不可或缺的作用，进而减小硅片表面的凹凸不平对光刻工艺窗口的影响。而集成电路制造技术节点不断向更小的关键尺寸发展对冗余图形提出了更高的要求，例如沉积工艺的膜厚与图形周长存在着相关性，周长越长，图形侧壁面积就越大，在相同的沉积条件和时间下，沉积厚度会越小，因此冗余图形在设计和添加时不仅要考虑到它对平坦化工艺的影响，同时也要考虑使它的单位面积周长尽量接近设计图形。
[0003]—般情况下，为了节约软硬件资源和缩短掩模板出版时间，冗余图形通常不做光学临近修正(OPC);因此为了使它有足够的光刻工艺窗口，单个冗余图形的尺寸通常远大于设计图形；由此使得相比之下，冗余图形的单位面积周长远小于设计图形。两者的单位面积周长的巨大反差会引起版图不同区域沉积厚度的不均，从而影响器件性能的均一性和可控性。在不改变冗余图形总体图形密度的情况下，缩小单个冗余图形的尺寸是增大其单位面积周长的最佳途径之一。但是在不做OPC的情况下，缩小冗余图形的尺寸就有可能减小它本身的光刻工艺窗口，甚至引起光刻胶剥离等缺陷，影响产品良率。因此需要考虑在冗余图形周围添加次分辨率辅助图形(sub resolut1n assist feature，SRAF)来提高它的光刻工艺窗口。
[0004]添加次分辨率辅助图形是提高关键层设计图形光刻工艺窗口的基本手段之一。次分辨率辅助图形本身真实存在于掩模板上，但由于它本身的尺寸没有达到光刻工艺的最小分辨率，因此不会在硅片上成像，但它的存在可以改变邻近设计图形的光学环境，因此在正确的位置上添加次分辨率辅助图形可以提高孤立图形的光刻工艺窗口。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够有利于沉积工艺和产品器件性能的控制的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法。
[0006]为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法，包括:
[0007]第一步骤:获得原始设计图形和所有避让层的设计版图，并通过逻辑运算标记出设计版图中允许加入冗余图形的冗余区域；
[0008]第二步骤:在计算机中使用设计规则检查工具在冗余区域内添加长方形冗余图形；
[0009]第三步骤:将设计版图划分成多个独立区域，使用计算机计算出每个独立区域内设计图形加上长方形冗余图形后的区域密度；
[0010]第四步骤:调整独立区域的区域密度；
[0011]第五步骤:使用设计规则检查工具添加次分辨率辅助图形。
[0012]优选地，避让层是需要与冗余图形保持预定相对位置的层或标记层。
[0013]优选地，在第二步骤中，所述长方形冗余图形的宽度大于当层设计图形在当前技术节点下设计规则允许的最小值，而且所述长方形冗余图形的宽度小于当层冗余图形在当前技术节点下设计规则允许的最小值。
[0014]优选地，在第二步骤中，方形冗余图形的尺寸和长方形冗余图形之间的距离符合当层冗余图形在当前技术节点下的设计规则。
[0015]优选地，在第四步骤中，如果一个独立区域的区域密度大于预设值，使用设计规则检查工具缩小该独立区域的长方形冗余图形的尺寸;如果一个独立区域的区域密度不大于预设值，使用设计规则检查工具增大该独立区域的长方形冗余图形的尺寸。
[0016]优选地，经过第四步骤调整后的冗余图形尺寸和相互之间的距离符合当层冗余图形在当前技术节点下的设计规则。
[0017]优选地，在第五步骤中，使用设计规则检查工具在冗余图形长边方向的两侧分别产生一条次分辨率辅助图形。
[0018]优选地，在第五步骤中，在冗余图形长边间距的中间位置产生一条次分辨率辅助图形。
[0019]优选地，在第五步骤中，控制次分辨率辅助图形的宽度以及次分辨率辅助图形与相邻冗余图形间的最小距离，使得在当前光刻条件下次分辨率辅助图形不会在硅片上成像。
[0020]本发明在通过版图逻辑运算产生了带次分辨率辅助图形的冗余图形，大大缩小单个冗余图形的尺寸，增大了单位面积周长，有利于沉积工艺和产品器件性能的控制，同时保证了冗余图形本身仍然具有足够的光刻工艺窗口。
【附图说明】
[0021]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:
[0022]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法的流程图。
[0023]图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法的第一示意图。
[0024]图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法的第二示意图。
[0025]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0026]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0027]一般添加次分辨率辅助图形的步骤都是在版图OPC阶段完成的。由于冗余图形本身是简单图形(一般为矩形)的重复排列，因此可以考虑使用设计规则检查工具(designrule check，DRC)在冗余图形添加的同时在其周围产生重复排列的次分辨率辅助图形，SP可以提高小尺寸冗余图形的光刻工艺窗口，又可以节省OPC资源，缩短掩模板出版时间。
[0028]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法的流程图。
[0029]如图1所示，根据本发明优选实施例的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法包括:
[0030]第一步骤S1:获得原始设计图形和所有避让层(keepoff layers)的设计版图，并通过逻辑运算标记出设计版图中允许加入冗余图形(drnimy)的冗余区域；
[0031]其中，避让层是指需要与冗余图形保持预定相对位置的层或标记层，防止冗余图形的加入对电路或者制造工艺产生不良影响。
[0032]第二步骤S2:在计算机中使用设计规则检查工具在冗余区域内添加长方形冗余图形;其中，所述长方形冗余图形的宽度大于当层设计图形在当前技术节点下设计规则允许的最小值，而且所述长方形冗余图形的宽度小于当层冗余图形在当前技术节点下设计规则允许的最小值。长方形冗余图形的尺寸和长方形冗余图形之间的距离符合当层冗余图形在当前技术节点下的设计规则。
[0033]第三步骤S3:将设计版图划分成多个独立区域，使用计算机计算出每个独立区域内设计图形加上长方形冗余图形后的区域密度；
[0034]第四步骤S4:调整独立区域的区域密度;其中，如果一个独立区域的区域密度大于预设值，使用设计规则检查工具缩小该独立区域的长方形冗余图形的尺寸;反之，如果一个独立区域的区域密度不大于预设值，使用设计规则检查工具增大该独立区域的长方形冗余图形的尺寸；由此，使每个区域的区域密度接近于预设值。经过调整后的冗余图形尺寸和相互之间的距离仍然符合当层冗余图形在当前技术节点下的设计规则。
[0035]第五步骤S5:使用设计规则检查工具添加次分辨率辅助图形。
[0036]例如，在第五步骤S5中，使用设计规则检查工具在冗余图形长边方向的两侧分别产生一条次分辨率辅助图形(次分辨率辅助图形)，如图2所示。
[0037]或者，例如，在第五步骤S5中，在冗余图形长边间距的中间位置产生一条次分辨率辅助图形，如图3所示。
[0038]在第五步骤S5中，控制次分辨率辅助图形的宽度以及次分辨率辅助图形与相邻冗余图形间的最小距离，使得在当前光刻条件下次分辨率辅助图形不会在硅片上成像，并且还可以使冗余图形有足够的光刻工艺窗口。
[0039]本发明使用设计规则检查工具通过版图逻辑运算产生了带次分辨率辅助图形的冗余图形。由于次分辨率辅助图形的存在保证了小尺寸冗余图形本身仍然具有足够的光刻工艺窗口，不会引起图形缺失和光刻胶剥离等缺陷。本发明产生的冗余图形可以突破当层冗余图形在当前技术节点下的设计规则，实现更小的尺寸。因此在保持版图图形密度基本相同的情况下，由于本发明产生的冗余图形尺寸更小，它的单位面积周长增大，缩小了与设计图形单位面积周长的差异，更有利于沉积工艺膜厚的均匀和器件性能的控制。
[0040]〈第一示例〉
[0041]首先，获得32nm技术节点多晶硅层(PO)原始设计图形和所有避让层的设计版图，并通过逻辑运算标记出设计版图中允许加入多晶硅层冗余图形的区域，称之为冗余区域。其中避让层是指需要与多晶硅层冗余图形保持一定相对位置的层或标记层，防止多晶硅层冗余图形的加入对电路或者制造工艺产生不良影响。
[0042]随后，在计算机中使用设计规则检查工具在冗余区域内添加长方形多晶硅层冗余图形，其宽度为80nm，大于多晶硅层设计图形在32nm技术节点下设计规则允许的最小值40nm，小于多晶娃层冗余图形在32nm技术节点下设计规则允许的最小值120nm。多晶娃层冗余图形的长度为3um，多晶硅层冗余图形长边之间的距离为240nm，最小距离为120nm，符合多晶硅层冗余图形在32nm技术节点下的设计规则。
[0043]此后，将设计版图划分成大量的80Um*80Um的独立区域，使用计算机计算出每个区域内多晶硅层设计图形加上多晶硅层冗余图形后的区域密度。如果区域密度大于预设值25%，使用设计规则检查工具缩小多晶硅层冗余图形的尺寸；反之，如果区域密度小于25%，使用设计规则检查工具增大冗余图形的尺寸，使每个区域的区域密度接近于25%。经过调整后的多晶硅层冗余图形尺寸和相互之间的距离仍然要满足上一步所述的条件。
[0044]随后，使用设计规则检查工具在多晶硅层冗余图形长边方向的两侧分别产生一条宽度为20nm的次分辨率辅助图形(次分辨率辅助图形)，次分辨率辅助图形离相邻多晶硅层冗余图形的最小距离70nm，确保在当前光刻条件下次分辨率辅助图形不会在硅片上成像，并且使多晶硅层冗余图形有足够的光刻工艺窗口。
[0045]〈第二示例〉
[0046]首先，获得45nm技术节点金属层(Ml)原始设计图形和所有避让层的设计版图，并通过逻辑运算标记出设计版图中允许加入金属层冗余图形的区域，称之为冗余区域。其中避让层是指需要与金属层冗余图形保持一定相对位置的层或标记层，防止金属层冗余图形的加入对电路或者制造工艺产生不良影响。
[0047]随后，在计算机中使用设计规则检查工具在冗余区域内添加长方形金属层冗余图形，其宽度为120nm，大于金属层设计图形在45nm技术节点下设计规则允许的最小值7 Onm，小于金属层冗余图形在45nm技术节点下设计规则允许的最小值130nm。金属层冗余图形的长度为2um，金属层冗余图形长边之间的距离为160nm，最小距离为140nm，符合金属层冗余图形在45nm技术节点下的设计规则。
[0048]此后，将设计版图划分成大量的150Um*150Um的独立区域，使用计算机计算出每个区域内金属层设计图形加上金属层冗余图形后的区域密度。如果区域密度大于预设值42%，使用设计规则检查工具缩小金属层冗余图形的尺寸；反之，如果区域密度小于42%，使用设计规则检查工具增大冗余图形的尺寸，使每个区域的区域密度接近于42%。经过调整后的金属层冗余图形尺寸和相互之间的距离仍然要满足上一步所述的条件。
[0049]随后，使用设计规则检查工具在金属层冗余图形长边间距的中间位置产生一条宽度为25nm的次分辨率辅助图形，次分辨率辅助图形离相邻金属层冗余图形的最小距离为60nm，确保在当前光刻条件下次分辨率辅助图形不会在硅片上成像，并且使金属层冗余图形有足够的光刻工艺窗口。
[0050]本发明在通过版图逻辑运算产生了带次分辨率辅助图形的冗余图形，大大缩小单个冗余图形的尺寸，增大了单位面积周长，有利于沉积工艺和产品器件性能的控制，同时保证了冗余图形本身仍然具有足够的光刻工艺窗口。
[0051]此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0052]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法，其特征在于包括: 第一步骤:获得原始设计图形和所有避让层的设计版图，并通过逻辑运算标记出设计版图中允许加入冗余图形的冗余区域； 第二步骤:在计算机中使用设计规则检查工具在冗余区域内添加长方形冗余图形； 第三步骤:将设计版图划分成多个独立区域，使用计算机计算出每个独立区域内设计图形加上长方形冗余图形后的区域密度； 第四步骤:调整独立区域的区域密度； 第五步骤:使用设计规则检查工具添加次分辨率辅助图形。2.根据权利要求1所述的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法，其特征在于，避让层是需要与冗余图形保持预定相对位置的层或标记层。3.根据权利要求1或2所述的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法，其特征在于，在第二步骤中，所述长方形冗余图形的宽度大于当层设计图形在当前技术节点下设计规则允许的最小值，而且所述长方形冗余图形的宽度小于当层冗余图形在当前技术节点下设计规则允许的最小值。4.根据权利要求1或2所述的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法，其特征在于，在第二步骤中，方形冗余图形的尺寸和长方形冗余图形之间的距离符合当层冗余图形在当前技术节点下的设计规则。5.根据权利要求1或2所述的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法，其特征在于，在第四步骤中，如果一个独立区域的区域密度大于预设值，使用设计规则检查工具缩小该独立区域的长方形冗余图形的尺寸；如果一个独立区域的区域密度不大于预设值，使用设计规则检查工具增大该独立区域的长方形冗余图形的尺寸。6.根据权利要求1或2所述的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法，其特征在于，经过第四步骤调整后的冗余图形尺寸和相互之间的距离符合当层冗余图形在当前技术节点下的设计规则。7.根据权利要求1或2所述的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法，其特征在于，在第五步骤中，使用设计规则检查工具在冗余图形长边方向的两侧分别产生一条次分辨率辅助图形。8.根据权利要求1或2所述的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法，其特征在于，在第五步骤中，在冗余图形长边间距的中间位置产生一条次分辨率辅助图形。9.根据权利要求1或2所述的带次分辨率辅助图形的冗余图形添加方法，其特征在于，在第五步骤中，控制次分辨率辅助图形的宽度以及次分辨率辅助图形与相邻冗余图形间的最小距离，使得在当前光刻条件下次分辨率辅助图形不会在硅片上成像。
【文档编号】G03F1/38GK106094424SQ201610585198
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月22日 公开号201610585198.3, CN 106094424 A, CN 106094424A, CN 201610585198, CN-A-106094424, CN106094424 A, CN106094424A, CN201610585198, CN201610585198.3
【发明人】蒋斌杰, 于世瑞, 毛智彪, 张瑜
【申请人】上海华力微电子有限公司