散射条的添加方法、存储介质与流程

1.本发明涉及半导体制造的技术领域，尤其涉及一种光学邻近修正方法中亚分辨率散射条 (sraf或sbar)的添加方法。


背景技术：

2.为实现将图形从掩膜版中转移到硅片表面，通常需要经过曝光步骤、曝光步骤之后进行的显影步骤和显影步骤之后的刻蚀步骤。在曝光步骤中，光线通过掩膜版中透光的区域照射至涂覆有光刻胶的硅片上，光刻胶在光线的照射下发生化学反应；在显影步骤中，利用感光和未感光的光刻胶对显影剂的溶解程度的不同，形成光刻图案，实现图案从掩膜版到光刻胶上的转移；在刻蚀步骤中，基于光刻胶层所形成的光刻图案对硅片进行刻蚀，将掩膜版的图案进一步转移至硅片上。
3.在半导体制造中，随着设计尺寸的不断缩小，设计尺寸越来越接近光刻成像系统的极限，光的衍射效应变得越来越明显，导致最终对设计图形产生光学影像退化，实际形成的光刻图案相对于掩膜版上的图案发生严重畸变，最终在硅片上经过光刻形成的实际图形和设计图形不同，这种现象称为光学邻近效应(ope：optical proximity effect)。
4.为了修正光学邻近效应，便产生了光学邻近修正(opc：optical proximity correction)。光学邻近修正的核心思想就是基于抵消光学邻近效应的考虑建立光学邻近修正模型，根据光学邻近修正模型设计光掩模图形，这样虽然光刻后的光刻图形相对应光掩模图形发生了光学邻近效应，但是由于在根据光学邻近修正模型设计光掩模图形时已经考虑了对该现象的抵消，因此，光刻后的光刻图形接近于用户实际希望得到的目标图形。然而，在实际生产过程，光刻条件只是对特定光罩图形密度作优化。这些特定光罩图形密度具有最大的景深(depth offocus,dof)及对比度(contrast)。在先进制造节点中存在小尺寸的孤立图形，其关键尺寸(cd) 可以达到～50纳米。这种图形几乎没有dof，极易造成坏点。opc工程师会在其周围添加 sbar(如图1所示)，使其局部图形密度接近最优。sbar的cd(关键尺寸)足够小，从而不会在晶圆表面曝出；但可以使孤立图形获得足够的dof。图1中最中心的方形图形为主图形，四周的长条为sbar。d1是第一组散射条与最接近的主图形的边的距离，d2是第二组散射条与最接近的主图形的边的距离。w1是第一组散射条的宽度，w2是第二组散射条的宽度。
5.当前最为常用的sbar添加法是基于规则的添加(如图2所示)。根据目标图形边缘的属性，包括宽度(width)及距离(space)，来决定所添加sbar的距离及宽度。图2示出了主图形、sbar以及对应的规则表。其中center表示散射条放在两个主图形的中心位置，space表示当前的主图形边缘到相邻主图形边缘的距离，但在28nm及以下的技术节点中，实际版图图形是非常复杂(如图3所示)，图3中全部都是主图形，具有阵列状的排布的主图形、竖直间隔排布的主图形，以及其他无法用这两种规则来统计的其他的主图形部分。
6.现有技术还提供了一种添加sbar的方法，具体为基于像素点优化的逆向光刻算法 (inverse lithography technology,ilt)，ilt通过严格计算可以获得复杂版图的sbar的
位置及形状。由ilt所形成的光罩图形是非曼哈顿形状的(如图4所示)。通过ilt得到的 sbar比由传统基于规则得到的sbar能更有效地提升主图形的工艺窗口。在ilt优化中所涉及的自由度非常大(等于版图中像素点的总数)，因此ilt所需要的计算资源相当大，目前无法被用于全芯片(整个芯片的设计非常复杂，因而计算资源无法用于整个芯片)。另外，制造由ilt获得的光罩需要使用多光束掩膜写入器(multi-beam mask writer，mbmw)，从而进一步增加生产成本。
7.因而如何提供一种合适的散射条的添加方法，既能够应付复杂图形，又能够减少计算量是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

8.为了解决现有技术中散射条的添加方法要么无法应对复杂图形要么计算量过大的技术问题，本发明提出了散射条的添加方法、存储介质，这里所指的复杂图形为2d区域图形，或者是包含了2d区域图形的版图。
9.本发明的散射条的添加方法，包括：
10.根据版图上的图形的特点，将版图分为多个区域；
11.将符合条件的区域分隔成多个相邻的方形切片；
12.以主图形为参考图形，运用模式匹配算法将切片归类为几何环境各不相同的切片；
13.运用ilt获取散射条的种子；
14.判断散射条的种子附近是否有主图形的边，若有，在光罩设计规则的约束下，使种子沿着最近的主图形的边方向在长度方向上生长到预设长度，形成散射条骨架，并使得所述散射条骨架在宽度方向上生长到预设宽度；若没有，则在光罩设计规则的约束下，生成方形的散射条；
15.以主图形为参考图形，运用模式匹配算法将各切片上生成的散射条贴回至版图上相应位置。
16.进一步，所述版图的多个区域包含1d、1.5d、2d当中的至少一种区域。
17.进一步，当区域为2d时，区域为符合条件的区域。
18.进一步，当区域为1d或1.5d时，采用散射条规则表来生成对应区域的散射条。
19.进一步，所述散射条规则表基于模型模拟的方法或者实验方法获得。
20.进一步，方形切片的边长为1-10微米。
21.本发明的计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序运行时执行上述技术方案所述的散射条的添加方法。
22.本发明首先把整个版图分为1d、1.5d和2d区域。对于这些2d区域切片，运用ilt获得 sbar种子(seed)。把这些种子沿着最近对应的主图形边方向，并在mrc(光罩设计规则)约束下尽量长到预定长度，形成sbar骨架(spine)。再把这些骨架沿着横向，并在mrc(光罩设计规则)约束下尽量长到预定宽度，形成最终的对边sbar(edge bar)。如果seed没有对应的主图形边，则把seed在mrc约束下长成方形的对角sbar(corner bar)。最后再次运用常用的模式匹配的方法，以主图形作为参考图形，把这些生长而成的sbar贴回到版图相应的位置。
23.本发明可以对1d、1.5d及2d区域采用不同且最优的sbar添加方法，可以对1d、1.5d 及2d区域都快速地产生高质量的sbar，同时不对cpu资源产生大量的消耗。
附图说明
24.下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
25.图1是现有技术中基于规则的散射条示意图。
26.图2是图1的散射条的规则表。
27.图3是本发明一实施例的分区的示意图。
28.图4(a)是现有技术中基于规则方法得到的散射条。
29.图4(b)是现有技术中基于ilt方法得到的散射条。
30.图5是图3的2d区域的切片示意图。
31.图6是本发明一实施例的版图的2d区域的切片示意图。
32.图7是图3的1d及1.5d区域的基于规则的散射条示意图。
33.图8是本发明一实施例的2d区域的种子示意图。
34.图9是图8的种子朝着长度方向生长的示意图。
35.图10是图8的种子朝着宽度方向生长的示意图。
36.图11是本发明的一实施例的流程图。
具体实施方式
37.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
39.如图11所示，本发明的散射条的添加方法，将版图分为多个区域，例如可以把版图分为 1d区域、1.5d区域和2d区域。在图3中标记出了1d区域及1.5d区域，其余的则属于2d区域。这里，1d区域是指1维长线(line-space,ls)图形区域。1.5d区域为孔型图形阵列(holepattern array)区域。一般而言，不同的分区需要不同的sbar添加法则。在实际生产过程中， opc工程师对于1d区及1.5d区可以设计出比较有效sbar添加法则。而对于2d区域，由于几何环境的复杂性，设计出比较有效sbar添加法则就非常困难。如果一个版图中同时存在 1d，1.5d及2d区域，通常很难设计出一套行之有效的sbar添加法则。本发明的散射条的添加方法就是为了解决版图图形存在多种区域时，如何有效地添加散射条。
40.本发明的散射条的添加方法，主要包含以下步骤。
41.根据版图上的图形的特点，将版图分为多个区域，版图的多个区域包含1d、1.5d、2d当中的至少一种区域。例如图3的版图可以分为1d区域、1.5d区域和2d区域。
42.将符合条件的区域分割成多个相邻的方形切片。在一个实施例中，鉴于2d区域比
较复杂，因而当区域为2d区域时，需要将2d区域分割成多个相邻的方形切片，例如正方形，或者是长方形。把2d区域分割成诸多相邻的方形切片(clip)，其边长为1-10微米。初始的切片数量可以达到数百万个。
43.运用模式匹配算法将切片归类为几何环境各不相同的切片。对于一个比较正常的版图，可以以主图形为参考图形，运用常用模式匹配方法(pattern matching)把这些初始切片归类成数千个几何环境各不相同的切片，如图5所示，2d区域被分割成多个相邻的方形切片。图6展示的是版图被分割成多个切片，这些切片经过pattern matching的压缩，其几何环境各不相同。
44.运用ilt获取散射条的种子。对上述具有不同几何环境的方形切片(clips)，运用ilt 获得sbar的种子(seeds)，其效果如图8所示，图8中用椭圆形圈出来的部分就是部分种子，其他与种子颜色一致的为其他种子。
45.判断散射条的种子附近是否有主图形的边，若有，在光罩设计规则的约束下，使种子沿着最近的主图形的边方向在长度方向上生长到预设长度，形成散射条骨架(spine)，并使得散射条骨架在宽度方向上生长到预设宽度；若没有，则在光罩设计规则的约束下，生成方形的散射条。图9、图10展示了两种散射条种子的生长过程，其中有附近存在主图形的边的种子，则生长成条形的散射条，也有附近不存在主图形的边的种子，则最终生长成方形的散射条。
46.以主图形为参考图形，运用模式匹配算法将各切片上生成的散射条贴回至版图上相应位置。
47.当版图还包含1d或1.5d区域时，对于1d区域或1.5d区域，可以采用散射条规则表 (sbar规则表)来生成对应区域的散射条。
48.对于1d区域，sbar规则表可以由基于模型模拟的方法或者实验方法精确地获得。1d区域规则表中sbar的位置、宽度及长度只和对应主图形边的宽度及空间宽度相关。因此1d区域的sbar规则表是一张二维表格，如图2所示。
49.对于1.5d区域，sbar规则表可以由基于模型模拟的方法或者实验方法精确地获得。1.5d 区域规则表中sbar的位置、宽度及长度和对应主图形边的宽度、空间宽度及长度相关。因此 1.5d区域sbar规则表是一张二维表。实际操作中，对于不同主图形参考边的长度区间都建立一张类似图2的规则表。按照sbar规则表对1d及1.5d区域完成sbar的添加，如图7所示，图7中浅灰色为主图形，深灰色为散射条。
50.本发明通过对版图进行分区，不同的区域采用不同的方式来生成散射条，避免了现有技术中采用同一种方法造成的散射条不能满足要求，或者是计算量过大的问题。本发明在对2d 区域时，通过ilt算法生成对应的种子，并通过种子来生成散射条，避免了现有技术中的ilt 生成如图4(b)那样的存在锯齿的散射条，图4(b)中带有重叠椭圆形和方形图案的为主图形，周围的都有锯齿的为散射条，这类存在锯齿的散射条要制备到掩膜上非常难以制造，即仅仅是理论上可行，实际上无法制造，而通过本发明的散射条的添加方法，不存在这种锯齿的散射条，要么是方形的散射条，要么是条形的散射条，实际制备到掩膜上也容易实现。
51.本发明的计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，该计算机程序运行时执行本发明的上述散射条的添加方法。
52.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。