改善光罩辅助图形extraprinting的方法与流程

改善光罩辅助图形extra printing的方法
技术领域
1.本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善光罩辅助图形extra printing的方法。


背景技术：

2.为了提高光刻工艺的分辨率、图形的景深(dof,depth of focus)和工艺冗余度，在版图图形中引入了sraf(sub-resolution assist feature)，即亚分辨率辅助图形。与此同时，辅助图形还能够有效地运用于gate(栅极)门控制，以及孔状图形和一维线状图形的优化。一般地，在利用辅助图形优化整个工艺流程时，要求在整个曝光过程中掩模版上的辅助图形不能被显影出来(extra printing)，因此怎样设计和选择辅助图形规则，既要保证辅助图形规则满足工艺窗口的要求，又不能出现extra printing，成为光学临近效应校正领域关注的要点。
3.现有光罩辅助图形的添加方法主要有基于模型的(model based)和基于经验的(rule based)。然而由于基于模型的辅助图形规则计算时间过长，而且模拟计算资源昂贵，故该方法暂时无法在工业中得到广泛的运用。基于经验的辅助图形规则因其简单快速的优点广泛应用在辅助图形规则中。
4.基于经验来确定辅助图形的尺寸和放置的位置(placement rules)，这种辅助图形加入的方法称为基于经验的辅助图形，即rule-based sraf。其原理是，通过建立一些图形插入规则来实现opc数据处理时把辅助图形加入到原版图中。规则确定了辅助线条的宽度，在周期等于多少时插入第一个辅助线条，周期多少时插入第二个辅助线条，等等。辅助图形的尺寸和放置的位置(placement rules)是通过实验来确定的。使用一块特殊设计的测试掩模，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。实验确定的规则还需要由模型计算来进一步验证。
5.现有技术中线状图形sraf的尺寸大小的优化还未形成理论基础，sraf规则的确定还需要通过大量wafer(晶圆)数据来确定，实际应用中，对sraf的要求既要满足工艺窗口的需求，又要保证不能出现extra printing。其中sraf不能extra printing的要求尤其严格，因为一旦发生extra printing，就会形成process的defect，严重影响产品过货和工艺的开发进度。
6.2004年lawrence s.等人提出利用process model的方法，通过大量的工艺窗口数据建模运算获得了线状图形的最佳sraf尺寸大小/位置。然而由于计算时间过长和模拟计算资源昂贵，该方法无法在工业中得到运用。另一方面，人们基于rule-based插入方法对孔状图形的sraf尺寸大小/位置成功进行优化，然而对线状图形sraf的尺寸大小的优化一直没有得到很好的研究，特别是对extra printing(光刻后辅助图形显示)的确定及验证没有系统性的研究。
7.为解决上述问题，需要一种新型的改善光罩辅助图形extra printing的方法。


技术实现要素：

8.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改善光罩辅助图形extra printing的方法，用于解决现有技术中线状图形sraf的尺寸大小的优化还未形成理论基础，sraf规则的确定还需要通过大量wafer(晶圆)数据来确定，实际应用中，对sraf的要求既要满足工艺窗口的需求，又要保证不能出现extra printing的问题。
9.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善光罩辅助图形extra printing的方法，包括：
10.步骤一、分别获取间隔设置的第一、二目标图形的线宽与周期，所述第一、二目标图形中均由至少一个线图形组成，所述线宽为每个所述线图形的线宽，所述周期为所述第一和第二目标图形中，每两相邻所述线宽图形中点间的距离；
11.步骤二、在所述第一、二目标图形中间位置插入至少一个辅助图形；
12.步骤三、根据所述第一、二目标图形以及所述辅助图形得到曝光后图形，改变所述辅助图形线宽的值，至所述辅助图形在所述曝光后图形中不显示，并记录所述辅助图形线宽的最终设置值；
13.步骤四、设计测试版图，所述测试版图中包括与所述第一、二目标图形参数相同的第三、四目标图形，所述第三、四目标图形间插入的辅助图形小于或等于所述最终设置值。
14.优选地，步骤一中所述第一目标图形中的所述线图形长度与所述第二目标图形中的所述线图形长度相等。
15.优选地，步骤一中所述第一目标图形中的所述线图形长度与所述第二目标图形中的所述线图形长度不相等。
16.优选地，步骤一中所述第一、二目标图形中的多个所述线图形分别等距分布。
17.优选地，步骤二中所述辅助图形为线图形。
18.优选地，步骤二中一个所述辅助图形或多个所述辅助图形分别距所述第一、二目标图形的距离均相等。
19.优选地，步骤二中所述辅助图形的两端均长于其相邻的两个所述线图形中，较短的所述线图形。
20.优选地，步骤二中多个所述辅助图形依次等距分布。
21.优选地，步骤二中所述辅助图形的两端均长于所述第一、二目标图形中，较短的所述线图形，且所述辅助图形两端长于所述线图形的长度均相等。
22.优选地，所述方法用于亚分辨率辅助图形的设计。
23.如上所述，本发明的改善光罩辅助图形extra printing的方法，具有以下有益效果：
24.本发明基于经验的插入方法，在亚分辨率辅助图形规则确定之后，利用extra printing的预测图形进行验证可大大降低辅助图形extra printing出现的风险，加快项目的开发进度。
附图说明
25.图1显示为本发明的方法示意图；
26.图2显示为本发明的实施例一辅助图形插入示意图；
27.图3显示为本发明的实施例二辅助图形插入示意图；
28.图4显示为本发明的实施例三辅助图形插入示意图；
29.图5显示为本发明的实施例四发生辅助图形extra printing示意图；
30.图6显示为本发明的实施例四未发生辅助图形extra printing示意图。
具体实施方式
31.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。
32.请参阅图1，本发明提供一种改善光罩辅助图形extra printing的方法，包括：
33.步骤一，分别获取间隔设置的第一、二目标图形的线宽(width,为方便说明简称为w)与周期(pitch,为方便说明简称为p)，第一、二目标图形中均由至少一个线图形011组成，线宽为每个线图形011的线宽，周期为第一和第二目标图形02中，每两相邻线宽图形中点间的距离；
34.在本发明一种可选的实施方式中，步骤一中第一目标图形01中的线图形011长度与第二目标图形02中的线图形011长度相等。
35.在本发明一种可选的实施方式中，步骤一中第一目标图形01中的线图形011长度与第二目标图形02中的线图形011长度不相等。
36.在本发明一种可选的实施方式中，步骤一中第一、二目标图形中的多个线图形011分别等距分布。
37.也就是说，第一、二目标图形中线图形011的数量、长度、宽度以及设置距离均不做具体限定。
38.步骤二，在第一、二目标图形中间位置插入至少一个辅助图形03，辅助图形03的数量由设计规则中的不同的参数决定；
39.在本发明一种可选的实施方式中，步骤二中辅助图形03的形状为线图形。
40.在本发明一种可选的实施方式中，步骤二中一个辅助图形03或多个辅助图形03分别距第一、二目标图形的距离均相等，即有一个辅助图形03时，辅助图形03的两边分别距第一、二目标图形的距离均相等，有多个辅助图形03时，分别靠近第一、二目标图形的两辅助图形03，距第一、二目标图形的距离相等。
41.在本发明一种可选的实施方式中，步骤二中辅助图形03的两端均长于其相邻的两个线图形011中，较短的线图形011。
42.在本发明一种可选的实施方式中，步骤二中多个辅助图形03依次等距分布。
43.在本发明一种可选的实施方式中，步骤二中辅助图形03的两端均长于第一、二目标图形中，较短的线图形011，且辅助图形03两端长于线图形011的长度均相等。
44.步骤三，根据第一、二目标图形以及辅助图形03得到曝光后图形，改变辅助图形03的线宽值，至辅助图形03在曝光后图形中不显示，并记录辅助图形03线宽的最终设置值；
45.具体地，可首先设置一辅助图形03线宽的值，之后可模拟出第一、二目标图形以及该线宽的辅助图形03的曝光轮廓，也可第一、二目标图形以及该线宽的辅助图形03通过光
刻将图形转移至晶圆上量测。若辅助图形03不显示，则增加辅助图形03的线宽值至辅助图形03在曝光后图形中不显示，并记录辅助图形03的最终设置值；若辅助图形03显示，则减小辅助图形03的线宽值至辅助图形03在曝光后图形中不显示，并记录辅助图形03的最终设置值。
46.步骤四，设计测试版图，测试版图中包括与第一、二目标图形参数相同的第三、四目标图形，第三、四目标图形间插入的辅助图形03小于或等于最终设置值，即将第一、二目标图形参数对应的辅助图形03的最大可设置的线宽值导入至数据库中，使得符合该参数图形间插入的辅助图形03的线宽小于或等于最大可设置的线宽值。
47.在本发明一种可选的实施方式中，上述任意的方法用于亚分辨率辅助图形的设计。
48.本发明还提供了以下实施例具体说明：
49.实施例一
50.请参阅图2，第一目标图形01和第二目标图形02均由三个依次等距设置的线图形011组成，每个线图形011的长度相等，获取线图形011的线宽w1、周期p1、第一、二图形间的距离，由于第一、二图形间的距离较小，之后在第一、二目标图形第一、二目标图形中间位置插入一个辅助图形03，辅助图形03形状为线图形，辅助图形03的两边分别距第一、二目标图形的距离均相等，辅助图形03的两端均长于第一、二目标图形中的线图形011。
51.根据第一、二目标图形以及辅助图形03得到曝光后图形，改变辅助图形03线宽的值，至辅助图形03在曝光后图形中不显示，并记录辅助图形03线宽的最终设置值；
52.设计测试版图，测试版图中包括与第一、二目标图形参数相同的第三、四目标图形，第三、四目标图形间插入的辅助图形03的线宽小于或等于最终设置值。
53.实施例二
54.请参阅图3，第一目标图形01和第二目标图形02均由三个依次等距设置的线图形011组成，每个线图形011的长度相等，获取线图形011的线宽w1、周期p1、第一、二图形间的距离，由于第一、二图形间的距离较大，之后在第一、二目标图形第一、二目标图形中间位置插入两个辅助图形03，辅助图形03形状为线图形，分别靠近第一、二目标图形的两辅助图形03，距第一、二目标图形的距离相等，辅助图形03的两端均等于第一、二目标图形中的线图形011。
55.根据第一、二目标图形以及辅助图形03得到曝光后图形，改变辅助图形03线宽的值，至两个辅助图形03在曝光后图形中不显示，并记录辅助图形03线宽的最终设置值；
56.设计测试版图，测试版图中包括与第一、二目标图形参数相同的第三、四目标图形，第三、四目标图形间插入的辅助图形03小于或等于最终设置值。
57.实施例三
58.请参阅图4，第一目标图形01和第二目标图形02均由三个依次等距设置的线图形011组成，第一目标图形01中线图形011的长度大于第二目标图形02中线图形011的长度，获取线图形011的线宽w1、周期p1、第一、二图形间的距离，由于第一、二图形间的距离较小，之后在第一、二目标图形第一、二目标图形中间位置插入一个辅助图形03，辅助图形03形状为线图形，距第一、二目标图形的距离相等，辅助图形03的两端均等于第二目标图形02中的线图形011。
59.根据第一、二目标图形以及辅助图形03得到曝光后图形，改变辅助图形03线宽的值，至辅助图形03在曝光后图形中不显示，并记录辅助图形03线宽的最终设置值；
60.设计测试版图，测试版图中包括与第一、二目标图形参数相同的第三、四目标图形，第三、四目标图形间插入的辅助图形03小于或等于最终设置值。
61.实施例四
62.在如图2所示的图形中，第一目标图形01和第二目标图形02均由三个依次等距设置的线图形011组成，每个线图形011的长度相等，获取线图形011的线宽w1、周期p1、第一、二图形间的距离，由于第一、二图形间的距离较小，之后在第一、二目标图形第一、二目标图形中间位置插入一个辅助图形03，辅助图形03形状为线图形，线宽为a，辅助图形03的两边分别距第一、二目标图形的距离c均相等，辅助图形03的两端均长于第一、二目标图形中的线图形011,其中，a＝18nm，c＝52nm，w1＝53nm，p1＝90nm。
63.根据第一、二目标图形以及辅助图形03得到曝光后图形，得到如图5所示的图形，图5粗线中间有一条深色的线，显示sraf出现了extra printing，改变辅助图形03线宽的值，至辅助图形03在曝光后图形中不显示，如图6所示，并记录辅助图形03线宽的最终设置值，最终设置值为16nm；
64.设计测试版图，测试版图中包括与第一、二目标图形参数相同的第三、四目标图形，第三、四目标图形间插入的辅助图形03的线宽小于或等于最终设置值，曝光后图形如图6所示。
65.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。
66.综上所述，本发明基于经验的插入方法，在亚分辨率辅助图形规则确定之后，利用extra printing的预测图形进行验证可大大降低辅助图形extra printing出现的风险，加快项目的开发进度。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。
67.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。