本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种添加亚分辨率辅助图形的方法及该方法的应用。
背景技术
作为集成电路制造工艺中的关键和核心技术之一的纳米光刻技术直接影响着集成电路的成品率和可制造性。随着集成电路特征尺寸的不断减小到远小于光刻系统中所使用的光源波长，电路制造的准确性和成品率问题日益突出。现有的光学光刻工艺普遍采用深亚微米光刻技术，这种技术的使用，导致版图图形通过掩模转移至硅圆片表面形成印刷图形时，会产生严重的失真。以光学邻近修正技术(opticalproximitycorrection，opc)为主的分辨率增强技术(resolutionenhancementtechnology，ret)在集成电路的制造中已普遍采用。
为提高版图在光刻过程中的分辨率而对其添加亚分辨率曝光辅助图形(sub-resolutionassistantfeature，sraf)，是进行光学邻近修正的重要环节。通常情况下，辅助图形的尺寸和放置的位置是通过实验来确定的。使用一块特殊设计的掩模，该掩模上有各种尺寸的辅助图形。曝光后，对这些图形测量，确定最佳的放置位置和宽度。从最初添加辅助图形到最终确定所添加图形的尺寸和放置位置往往需要经历复杂的过程和耗费较多的时间。在光学邻近修正中有一种基于计算光刻技术的版图修正方法，可以通过反向全局优化算法对版图进行优化。但大规模使用反向光刻技术直接对版图进行修正，其运算时间会急剧增加，且经其优化所得的图形结构复杂难于制造。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种添加亚分辨率辅助图形的方法及该方法的应用，以解决现有技术中添加辅助图形过程复杂且耗时较长的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种添加亚分辨率辅助图形的方法，包括以下步骤：s1，从原始版图中截取具有周期结构的图形，得到待修正版图；s2，将待修正版图通过反向光刻技术进行修正，得到修正后版图，修正后版图包括符合成像要求的主图形和辅助图形；s3，将主图形和辅助图形分离，并将辅助图形加入原始版图中进行基于模型的光学邻近修正。
进一步地，在步骤s1中，待修正版图的尺寸为10μm×10μm～30μm×30μm。
进一步地，步骤s2包括以下步骤：s21，将待修正版图通过反向光刻技术进行修正，得到待验证版图，待验证版图包括待验证主图形和待验证辅助图形；s22，对待验证版图进行成像仿真验证以得到仿真图形；s23，将仿真图形与标准图形进行比较以得到比较结果，当比较结果超过允许误差时，调整反向光刻技术的计算参数，并重复执行步骤s21；当比较结果不超过允许误差时，得到修正后版图。
进一步地，计算参数包括迭代次数和工艺条件，优选工艺条件包括：曝光能量的涨落在标准曝光剂量的±5％范围内、离焦量为±40nm。
进一步地，步骤s3包括以下步骤：s31，将主图形和辅助图形分离并简化；s32，将简化后的辅助图形加入原始版图中进行基于模型的光学邻近修正。
进一步地，步骤s31包括以下步骤：s311，对修正后版图进行第一简化处理，以使主图形和辅助图形具有直边结构；s312，将主图形和辅助图形分离，以使主图形和辅助图形处于不同的光刻图层；s313，对辅助图形进行第二简化处理，以使辅助图形符合添加亚分辨率辅助图形的要求。
根据本发明的另一方面，提供了一种掩模板的制作方法，包括以下步骤：对原始版图进行修正，得到修正版图，修正的方法为上述的添加亚分辨率辅助图形的方法；依据修正版图进行掩模板的制作。
根据本发明的另一方面，还提供了一种光刻工艺方法，包括以下步骤：采用上述的掩模板的制作方法制作形成掩模板；采用掩模板进行光刻工艺，形成具有图形的光刻胶。
应用本发明的技术方案，提供了一种添加亚分辨率辅助图形的方法，该方法是从原始版图中截取具有周期结构的图形，得到待修正版图，然后将待修正版图通过反向光刻技术进行修正，得到修正后版图，修正后版图包括符合成像要求的主图形和辅助图形，之后将主图形和辅助图形分离，并将辅助图形加入原始版图中进行基于模型的光学邻近修正。上述方法改变了在光学邻近修正工作中添加亚分辨率辅助图形的方式和使用的软件工具，可以有效缩短周期版图添加亚分辨率辅助图形的时间周期，不需要设计专门的测试掩模和经过多次图形摆放的测算，也不需要进行多次曝光测试，具有低成本和节约时间的优点。此外，上述方法可应用于多种具有周期结构的版图的亚分辨率辅助图形的添加。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明所提供的一种添加亚分辨率辅助图形的方法中从原始版图中截取的具有周期结构的图形示意图；
图2示出了对图1所示的图形通过反向光刻技术进行修正后的图形示意图；
图3示出了对图2所示的图形进行第一简化处理以使主图形和辅助图形具有直边结构后的图形示意图；
图4示出了将图3所示主图形和辅助图形分离后辅助图形的示意图；
图5示出了对图4所示的辅助图形进行第二简化处理后辅助图形的示意图；
图6示出了将图5所示的辅助图形加入原始版图中进行基于模型的光学邻近修正后的图形示意图；
图7示出了实施例1中所提供的一种添加亚分辨率辅助图形的方法的流程示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、有周期结构的图形；11、主图形；12、辅助图形；20、图形成像结果。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
由背景技术可知，现有技术中从最初添加辅助图形到最终确定所添加图形的尺寸和放置位置往往需要经历复杂的过程和耗费较多的时间。本发明的发明人针对上述问题进行研究，提供了一种添加亚分辨率辅助图形的方法，包括以下步骤：s1，从原始版图中截取具有周期结构的图形，得到待修正版图；s2，将待修正版图通过反向光刻技术进行修正，得到修正后版图，修正后版图包括符合成像要求的主图形和辅助图形；s3，将主图形和辅助图形分离，并将辅助图形加入原始版图中进行基于模型的光学邻近修正。
在本发明的上述添加亚分辨率辅助图形的方法中由于是从原始版图中截取具有周期结构的图形，然后通过反向光刻技术进行修正，之后将主图形和辅助图形分离，并将辅助图形加入原始版图中进行基于模型的光学邻近修正，从而改变了在光学邻近修正工作中添加亚分辨率辅助图形的方式和使用的软件工具，可以有效缩短周期版图添加亚分辨率辅助图形的时间周期，不需要设计专门的测试掩模和经过多次图形摆放的测算，也不需要进行多次曝光测试，具有低成本和节约时间的优点。此外，上述方法可应用于多种具有周期结构的版图的亚分辨率辅助图形的添加，尤其适用于22纳米节点周期版图。
下面将更详细地描述根据本发明提供的添加亚分辨率辅助图形的方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
首先，执行步骤s1：从原始版图中截取具有周期结构的图形10，得到待修正版图，如图1所示。上述原始版图可以为22nm节点的设计版图，也可以为具有周期结构的其它尺寸版图，截取的版图其周围环境仍然是周期性的，图1所示为截取版图的一部分，其余未显示部分与图1所示图形具有相同的周期结构。
在上述步骤s1中，截取后得到的待修正版图的大小要适中，以提高后续对其进行反向光刻计算的运算速度，优选地，上述待修正版图的尺寸为10μm×10μm至30μm×30μm。
在上述步骤s1之后，执行步骤s2：将待修正版图通过反向光刻技术进行修正，得到修正后版图，修正后版图包括符合成像要求的主图形11和辅助图形12，如图2所示。成像是指将版图作为输入，加载进行光学邻近修正时使用的模型，经过光学邻近修正软件的仿真得到相应图形输出的过程。
上述的反向光刻技术是一种用于图形合成或图形设计的技术，由于反向光刻技术完全基于数学方法，将版图离散化成像素点阵，对于版图的拓扑结构依赖很小，从而相比于基于模型的光学邻近修正，能够更好地应用于对于拓扑结构十分复杂的版图。
反向光刻技术在使用时算出一个图形作为输入而得到给定的成像系统产生所需的输出图像。解决一个反向问题的第一步是定义一个正向(或过程)模型，这个正向模型就是给定的成像系统的数学描述(可能是近似的)。光刻系统从掩模到硅圆片的成像过程分为两步：空间图像的计算和仿真光刻胶。即上述正向模型由两部分组成，分别为光学系统模型和光刻胶模型，空间图像的计算是基于基本的光学系统模型(相干模型，非相干模型，或部分相干模型)。而仿真光刻胶的光刻胶模型有dills模型、mack模型，常数阈值模型、变阈值模型或者其他模型。
反向光刻技术中图像的形成过程可以数学的描述为：
z(x,y)＝t{m(x,y)}
其中，m(x，y)作为输入强度函数，对应于输入的掩膜图形，m(x，y)作为输出强度函数，对应于输出的硅片上的图形，t{·}是匹配于输入强度函数m(x，y)和输出强度函数z(x，y)之间的算符。定义z*(x，y)为理想目标强度函数，对应于硅片上的目标图形。反向光刻技术的目标是估计输入强度函数，从而给予一个和期望输出值z*(x，y)的接近值。因此，反向光刻技术是找到在正向模型作用下，对应到z*(x，y)的版图：
其中，d{·,·}表示光刻系统的代价函数，它是由实际计算得到图形与目标图形的二范数决定的，上述版图即为修正后版图。
在一种优选的实施方式中，上述步骤s2包括以下步骤：s21，将待修正版图通过反向光刻技术进行修正，得到待验证版图，待验证版图包括待验证主图形11和待验证辅助图形12；s22，对待验证版图进行成像仿真验证以得到仿真图形；s23，将仿真图形与标准图形进行比较以得到比较结果，当比较结果超过允许误差时，调整反向光刻技术的计算参数，并重复执行步骤s21；当比较结果不超过允许误差时，得到修正后版图。
在上述优选的实施方式中，首先利用反向光刻技术对截取得到的具有周期结构的待修正版图进行修正，然后利用仿真软件工具对步骤s21中经过反向光刻计算所得到的待验证版图进行成像仿真，通过不断调整反向光刻的计算参数进行再次计算，直到修正后版图中的图形符合成像要求。为了使修正后的版图更快地复合成像要求，优选地，上述调整的反向光刻的计算参数包括迭代次数和工艺条件；更为优选地，工艺条件包括：工艺条件包括曝光能量的涨落在标准曝光剂量的±5％范围内、离焦为±40nm。
在上述步骤s23中，标准图形是指根据target图形进行几何参数设置，由光学邻近修正软件生成的具有平滑效果的理想成像图形，将步骤s22中得到的仿真图形与该标准图形进行比较以得到比较结果，并将比较结果与允许误差进行比较，当比较结果超过允许误差时，则判断经反向光刻计算所得到版图不满足成像要求，当比较结果不超过允许误差时，则判断经反向光刻计算所得到版图满足成像要求，作为修正后版图进行后续主图形11和辅助图形12的分离。
上述允许误差可以定义为超过±1nm的边缘放置误差(edgeplacementerror，epe)，具体地，当比较结果的边缘放置误差(edgeplacementerror，epe)超过±1nm时，则判断经反向光刻计算所得到版图不满足成像要求，当比较结果的边缘放置误差(edgeplacementerror，epe)不超过±1nm时，则判断经反向光刻计算所得到版图满足成像要求。
在上述步骤s2之后，执行步骤s3：将经反向光刻技术得到的修正后版图中的主图形11和辅助图形12分离，并将辅助图形12加入原始版图中进行基于模型的光学邻近修正。
由于经上述步骤s2后得到的修正后版图中主图形11和辅助图形12处在同一光刻层，并且主图形11和辅助图形12的拓扑结构也是复杂的，易导致以该版图为目标的掩模板难以制造。为了克服上述问题，在一种优选的实施方式中，上述步骤s3包括以下步骤：s31，将主图形11和辅助图形12分离并简化，如图3至图5所示；s32，将简化后的辅助图形12加入原始版图中进行基于模型的光学邻近修正，得到的图形成像结果如图6所示。
经过简化后辅助图形12加入到原版图形当中再进行基于模型的光学邻近修正，之后的主图形和辅助图形就可以满足掩模制造要求和分辨率要求，添加了亚分辨率辅助图形和进行了基于模型的光学邻近修正之后的图形成像结果20如图6所示，图形成像结果20外侧为周期图形的target图形。
在上述优选的实施方式中，更为优选地，上述步骤s31包括以下步骤：s311，对修正后版图进行第一简化处理，以使主图形11和辅助图形12具有直边结构，如图3所示；s312，将主图形11和辅助图形12分离，以使主图形11和辅助图形12处于不同的光刻图层，其中辅助图形12的光刻图层如图4所示；s313，对辅助图形12进行第二简化处理，以使辅助图形12符合添加亚分辨率辅助图形的要求，如图5所示。
首先，在上述步骤s311中，对反向光刻技术进行修正得到的图形加入图形规则限制，采取一定的操作将主图形11和辅助图形12进一步约束为具有直边结构的形状；然后，在上述步骤s312中，将主图形11和辅助图形12分离，使二者处于不同的光刻图层；最后，在上述步骤s313中，将步骤104得到的辅助图形12进行进一步简化，使其符合添加一般亚分辨率辅助图形的要求。
本发明所提供的上述添加亚分辨率辅助图形的方法利用集成电路生产过程中互联层版图具有周期结构这一特征，结合opc软件的反向光刻工具，为版图中所有同周期结构的图形添加亚分辨率辅助图形。其使用的工具和素材为：待进行光学邻近修正的版图文件、包含光学模型和光刻胶模型的光刻仿真模型数据文件、能够对版图进行基于模型的光学邻近修正的软件工具、能够对版图进行反向光刻计算的软件工具、能够读取版图和对版图进行成像仿真的软件工具。
根据本发明的另一方面，提供了一种掩模板的制作方法，包括以下步骤：首先，对原始版图进行修正，得到修正版图，修正的方法为上述添加亚分辨率辅助图形的方法；然后，依据修正版图进行掩模板的制作。
根据本发明的另一方面，还提供了一种光刻工艺方法，包括以下步骤：首先，采用上述掩模板的制作方法制作形成掩模板；然后，采用上述掩模板进行光刻工艺，以在光刻胶中形成与掩模板对应的图形。
下面将结合实施例进一步说明本发明提供的添加亚分辨率辅助图形的方法。
实施例1
本实施例提供的添加亚分辨率辅助图形的方法如图7所示，包括以下步骤：
1、从待进行光学邻近修正的原始版图中截取含有适量周期结构的图形，得到待修正版图并作为下一步骤的输入版图，如图1所示；
2、将截取的待修正版图通过反向光刻技术软件进行修正，得到修正的待验证版图，如图2所示；
3、对得到的待验证版图中主图形和辅助图形进行成像仿真验证，若判断待验证版图不满足成像要求，则调整反向光刻技术的计算参数，并重复执行步骤2，直到得到满足成像要求的主图形和辅助图形；
4、将经过反向光刻技术处理后的主图形和辅助图形进行简化，将其简化为具有直边结构的主图形和辅助图形，如图3所示；
5、将具有直边结构的主图形和辅助图形进行分离，如图4所示，并将分离后得到的辅助图形进行进一步简化，使其满足设计规则和掩模制造要求，如图5所示；
6、将简化后的辅助图形按周期分布添加到原始版图中，并进行光学邻近修正得到新的图形分布，如图6所示。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
上述方法针对具有周期结构的版图，通过改变在光学邻近修正工作中添加亚分辨率辅助图形的方式和使用的软件工具来添加辅助图形，可以有效缩短周期版图添加亚分辨率辅助图形的时间周期，不需要设计专门的测试掩模和经过多次图形摆放的测算，也不需要进行多次曝光测试，具有低成本和节约时间的优点。此外，本发明中涉及的方法可应用于多种具有周期结构的版图的亚分辨率辅助图形的添加，尤其适用于22纳米节点周期版图。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。