一种多晶硅切割图形添加方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种多晶硅切割图形添加方法。

背景技术：

由于半导体芯片的集成度不断提高，晶体管栅极的特征尺寸也随之缩小，缩小栅极光刻图案线宽可以提高集成度，然而，由于受到曝光机台(opticalexposuretool)的分辨率极限(resolutionlimit)的影响，在对这些高密度排列的光罩图形进行曝光制程以进行图形转移时，便很容易产生光学临近效应(opticalproximityeffect,ope)，例如直角转角圆形化(right-angledcornerrounded)、直线末端紧缩(lineendshortened)以及直线线宽增加/缩减(linewidthincrease/decrease)等都是常见的光学临近效应所导致的掩模版图形转移到晶圆上的缺陷。若采取更改照明条件的方法来改善这些问题，比如降低光源的波长来提高光刻工艺的分辨率，不仅耗时耗力，且大大增加了经济成本。传统的方法是在光掩模上进行光学临近效应修正(opticalproximitycorrection,opc)来矫正这些缺陷。但在32nm及以下节点，随着栅极尺寸的减小，栅极线端收缩就会变得更加严重，光罩上图形的修正量变大会导致相邻之间栅极图形的重叠，且随着版图图形的复杂程度越来越高，光刻分辨率的限制及opc模型预测性的不足导致opc修正无法兼顾所有的热点问题，对于千变万化的版图很难面面俱到。

因此，在32nm及以下技术节点，需要引入双重曝光技术以满足工艺窗口需要的分辨率要求。在双重曝光技术中，光刻-干刻-光刻-干刻(lele)双重曝光技术已经被应用于28nm技术节点中的poly-cut层去避免栅极线端的收缩效应，使得半导体器件的性能更加优异。lele技术包括两步光刻和两步干刻，首先利用一次光刻一次刻蚀形成长距离的连续线条图案，然后使用专用的线端切割图形(lec)光罩，将前述所形成的长条切成长度不一的短线条。

目前，行业内双重曝光的光罩拆分工作基本在designhouse就已完成，fab用于opc修正的版图已经包含了poly与poly-cut两层图形。虽然designhouse在设计版图时有设计规则作为规范，然而由于无法预计实际光刻条件，对于复杂的版图图形，尤其对于po这种小线宽图形，拆分后的版图仍然会许多热点问题。如果要求设计公司修改原始设计版图，就意味着时间和资源上的损失；若直接对poly与poly-cut两层版图分别直接进行opc修正，一是需要为特殊结构制定更为复杂的opc修正规则与花费大量的数据处理时间；二是无法兼顾全部图形结构，即使满足设计规则，也可能仍然无法满足工艺窗口要求。若能通过版图逻辑运算自动计算添加绘制poly-cut图形，必能为产品按时生产挽回很多宝贵的时间。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多晶硅切割图形添加方法，用于解决现有技术中需要为特殊结构制定更为复杂的opc修正规则且花费大量的数据处理时间；以及无法兼顾全部图形结构来满足设计规则和工艺窗口要求的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多晶硅切割图形添加方法，该方法至少包括以下步骤：

步骤一、获取多晶硅层和多晶硅切割层的原始设计版图以及参考图层的原始设计版图，将所述多晶硅切割层的多晶硅切割图形标记为原始切割图形c0；

步骤二、当所述多晶硅层的多晶硅图形的线端边与其临近多晶硅图形之间距离小于s1时，以该线端边向外生成一个宽为a、长为b的矩形图形，此生成的矩形图形标记为添加的切割图形c1；

步骤三、将所述添加的切割图形c1与所述原始切割图形c0合并为切割图形c2；

步骤四、将彼此距离小于s2的相邻两个所述切割图形c2进行合并，生成合并图形；

步骤五、对所述合并图形进行伸长；

步骤六、对伸长后的合并图形进行退边以满足版图上下层设计规则的要求，退边后形成最终的多晶硅切割图形。

优选地，步骤一中的参考图层包括有源区图层、接触孔层。

优选地，步骤二中当所述多晶硅层的多晶硅图形的线端边与其临近多晶硅图形的线端边之间的距离小于s1时，分别以该两个多晶硅图形的线端边向外生成一个宽为a、长为b的矩形图形，此生成的所述两个矩形图形分别标记为添加的多晶硅切割图形c1优选地，步骤二中所述距离s1的取值范围为50～200nm。

优选地，步骤二中矩形图形的宽度a的取值范围为50～200nm；其长度b的取值范围为大于100nm。

优选地，步骤四中的合并方式包括：将彼此距离小于s2的相邻两个所述切割图形c2，在二者之间进行连接形成所述合并图形。

优选地，步骤四中所述距离s2的取值范围为50～100nm。

优选地，步骤四中还包括对所述合并图形的连接部位的宽度小于50～80nm的所述合并图形，对该连接部位进行扩宽。

优选地，步骤五中对所述合并图形进行伸长的方法为：选取长度小于100～180nm的所述合并图形对其进行长度方向的伸长操作，伸长长度为0～60nm。

优选地，步骤五中对所述合并图形进行伸长的方法为：选取所述合并图形的线端伸出所述多晶硅图形的长度小于30～70nm的所述合并图形，对其进行长度方向的伸长操作，伸长长度为0～60nm。

优选地，步骤五中对所述合并图形进行伸长的方法为：选取面积小于0.007～0.012um²的所述合并图形，对其进行长度方向的伸长操作，伸长长度为0～60nm。

优选地，该方法还包括步骤七、对所述最终的多晶硅切割图形进行常规opc操作。

如上所述，本发明的多晶硅切割图形添加方法，具有以下有益效果：本发明的方法通过版图逻辑运算自动针对原始版图的潜在热点位置添加多晶硅切割图形，从而在不改变现有光照条件，并且不增加工艺难度及成本的前提下有效解决由于特征尺寸减小而引起的多晶硅层桥接断路及边缘粗糙等热点问题，并且不需要返回到设计公司修改原始版图，避免了流程、资源、人力、时间上的浪费，保证生产过程的按时顺利进行。

附图说明

图1显示为本发明中多晶硅图形彼此距离小于s1的示意图；

图2显示为本发明在多晶硅图形端部生成切割图形01的示意图；

图3显示为本发明的多晶硅图形端部生成的切割图形重叠后的结构示意图；

图4显示为本发明将添加的切割图形与原始切割图形合并后的结构示意图；

图5显示为本发明对彼此距离小于s2的相邻两个所述切割图形进行合并后的结构示意图；

图6显示为将合并图形进行扩宽后的结构示意图；

图7显示为合并图形需要伸长的条件示意图；

图8显示为本发明对合并图形进行e3长度的伸长操作后的示意图；

图9显示为本发明的多晶硅切割图形添加方法流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明以28nm技术节点和成熟的浸润式光刻工艺条件为例，提供一种通过版图逻辑运算自动添加多晶硅层切割图形的方法。如图9所示，图9显示为本发明的多晶硅切割图形添加方法流程图。该方法至少包括以下步骤：

步骤一、获取多晶硅层和多晶硅切割层的原始设计版图以及参考图层的原始设计版图，将所述多晶硅切割层的多晶硅切割图形标记为原始切割图形c0；本发明进一步地，步骤一中的参考图层包括有源区图层、接触孔层。该步骤一获取多晶硅层(po)、多晶硅切割层(poc)的原始设计版图，以及有源区层(aa)、和接触孔层(ct)等参考图层的完整设计版图，标记原始多晶硅切割图形为所述原始切割图形c0。

步骤二、当所述多晶硅层的多晶硅图形的线端边与其临近多晶硅图形之间距离小于s1时，以该线端边向外生成一个宽为a、长为b的矩形图形，此生成的矩形图形标记为添加的切割图形c1；本发明进一步地，步骤二中当所述多晶硅层的多晶硅图形的线端边与其临近多晶硅图形的线端边之间的距离小于s1时，分别以该两个多晶硅图形的线端边向外生成一个宽为a、长为b的矩形图形，此生成的所述两个矩形图形分别标记为添加的多晶硅切割图形c1。再进一步地，步骤二中所述距离s1的取值范围为50～200nm。步骤二中矩形图形的宽度a的取值范围为50～200nm；其长度b的取值范围为大于100nm。如图1所示，图1显示为本发明中多晶硅图形彼此距离小于s1的示意图；也就是说当所述多晶硅图形001与其临近的所述多晶硅图形之间的距离小于50～200nm时，则在该多晶硅图形001的端部生成一个长度大于100nm，且宽度在50～200nm的矩形图形，并且生成的长度大于100nm的所述矩形图形与其他临近的其他多晶硅图形之间的距离满足版图设计规则的要求。如图2所示，图2显示为本发明在多晶硅图形端部生成切割图形01的示意图。图2中显示了两个临近的多晶硅图形，分别在各自的端部添加了一个所述矩形图形。进一步地，步骤二中当所述多晶硅图形的线端边与其临近多晶硅图形的线端边之间的距离小于s1时，以各自线端边分别向外生成一个所述矩形图形，并且将该两个矩形图形合并。亦即当两个临近的多晶硅图形之间线端边的距离小于s1时，分别在各自线端边添加所述矩形图形后，将该两个矩形图形进行合并。如图3所示，图3显示为将两个多晶硅图形端部的矩形图形进行合并后的结构示意图。

步骤三、将所述添加的切割图形c1与所述原始切割图形c0合并为切割图形c2；本发明的图1至图8中均未示出所述原始切割图形c0。如图4所示，图4显示为本发明将添加的切割图形与原始切割图形合并后的结构示意图；该步骤三将所述添加的切割图形c1与所述原始切割图形c0进行合并后生成所述切割图形c2(即图4中的切割图形02)。

步骤四、将彼此距离小于s2的相邻两个所述切割图形c2进行合并，生成合并图形；本发明进一步地，步骤四中的合并方式包括：将彼此距离小于s2的相邻两个所述切割图形c2，在二者之间进行连接形成所述合并图形。如图5所示，图5显示为本发明对彼此距离小于s2的相邻两个所述切割图形进行合并后的结构示意图，形成合并图形03。进一步地，步骤四中所述距离s2的取值范围为50～100nm。该步骤四中将彼此距离小于50～100nm，且中间无多晶硅图形的两个所述切割图形c2合并。

本发明更进一步地，步骤四中还包括对所述合并图形的连接部位的宽度小于50～80nm的所述合并图形，对该连接部位进行扩宽。亦即若合并产生宽度小于50～80nm的切割图形，则对此小宽度位置进行扩宽操作，如图6所示，图6显示为将合并图形进行扩宽后的结构示意图，形成扩宽图形04。

步骤五、对所述合并图形进行伸长；进一步地，步骤五中对所述合并图形进行伸长的方法为：选取长度小于100～180nm的所述合并图形对其进行长度方向的伸长操作，伸长长度为0～60nm。如图7所示，图7显示为合并图形需要伸长的条件示意图，进一步地，图7显示为所述扩宽图形04的长度l2小于100～180nm，需要对其进行长度方向的伸长操作。如图8所示，图8显示为本发明对合并图形进行e3长度的伸长操作后的示意图，形成伸长图形05。

步骤六、对伸长后的所述合并图形进行退边以满足上下层版图设计规则的要求，退边后形成最终的多晶硅切割图形。也就是说，伸长后的所述合并图形到所述多晶硅层、有源区层以及接触孔层的距离会存在不满足工艺需求的情况，该步骤对所述合并图形进行退边以满足版图上下层的设计规则的要求。

该方法还包括步骤七、对所述最终的多晶硅切割图形进行常规opc操作。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：步骤五、对所述合并图形进行伸长，进一步地，步骤五中对所述合并图形进行伸长的方法为：选取所述合并图形的线端伸出所述多晶硅图形的长度小于30～70nm的所述合并图形，对其进行长度方向的伸长操作，伸长长度为0～60nm。如图7所示，当所述合并图形(进一步所述合并图形也可以是扩宽图形04)伸出所述多晶硅图形的长度e2小于30～70nm时，将所述合并图形(或扩宽图形04)进行伸长。

实施例三

本实施例与实施例一和实施例二的不同之处在于：步骤五、对所述合并图形进行伸长；进一步地，对所述合并图形(或扩宽图形)进行伸长的方法为：选取面积小于0.007～0.012um²的所述合并图形(或扩宽图形)，对其进行长度方向的伸长操作，伸长长度为0～60nm。

综上所述，本发明的方法通过版图逻辑运算自动针对原始版图的潜在热点位置添加多晶硅切割图形，从而在不改变现有光照条件，并且不增加工艺难度及成本的前提下有效解决由于特征尺寸减小而引起的多晶硅层桥接断路及边缘粗糙等热点问题，并且不需要返回到设计公司修改原始版图，避免了流程、资源、人力、时间上的浪费，保证生产过程的按时顺利进行。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。