过热的临界透光比例Y优选为0.5。
[0045]步骤S02、对测试掩膜版进行设计和制造，并进行光刻实验，根据光刻实验数据选择虚拟图形的形状和尺寸。
[0046]本步骤中，可对测试掩膜版进行多次设计和制造，采用不同形状组合的虚拟图形对测试掩膜版进行设计和制造，在进行光刻实验后，根据光刻实验数据选择较佳的一组虚拟图形的形状和尺寸。
[0047]步骤S03、进行芯片版图设计。
[0048]步骤S04、将芯片版图按照边长为A的正方形分成若干窗格，分析各窗格的透光率并确定各窗格中虚拟图形的填充量。
[0049]本步骤中，正方形的边长A优选为5nm?Ium ;本步骤中，分析各窗格的透光率并确定各窗格中虚拟图形的填充量具体包括:首先设定各窗格初始透光率目标T ;接着初步计算各窗格中虚拟图形的填充量；然后计算各窗格透光率梯度G，如果窗格透光率梯度G值大于窗格梯度值规格S，则重新调整该窗格的透光率目标T值；最后输出最终的各窗格中虚拟图形的填充量。其中，窗格梯度值规格S的范围为20 %?40 %。
[0050]上述各窗格透光率梯度G的计算方法是:
[0051 ] Ga= max (abs (T A_TB1)，abs (Ta-Tb2)，abs (Ta-Tb3)，abs (Ta-Tb4))；
[0052]其中，A为当前窗格，Ta为当前窗格透光率，T B1、TB2、TB3、TB4分别为A为当前窗格相邻的4个窗格的透光率，max为取最大值，abs为取绝对值。
[0053]步骤S05、对芯片掩膜版进行填充，在各窗格中填充步骤S02中预设形状、尺寸的虚拟图形以及步骤S04中预设数量的虚拟图形。
[0054]本实施例中的虚拟图形应小于最小解析度r，r = kl* λ /NA ;其中，kl为光刻工艺常数，λ为曝光光源波长，NA为镜头数值孔径。同时，满足掩膜版制造设计规格，以便于掩月吴版的制造。
[0055]步骤S06、制造芯片掩膜版，并通过芯片掩膜板进行曝光工艺。
[0056]如图5所示，图5为曝光后的芯片的结构示意图，芯片上具有有效器件图形21。
[0057]实施例一
[0058]首先计算掩模板透光区域较大的光刻层次，即透光区域面积占整个曝光单元面积的比例为0.6，设定超过镜头过热的临界透光比例为0.5，则表示在光刻工艺时会出现镜头过热的缺陷。
[0059]接着根据工艺需求确定填充的虚拟图形是水平和垂直方向节距均为160nm正方形阵列，并假定经过光刻实验后的虚拟图形在芯片上不成像的最大尺寸是边长为85nm的正方形。据此选定填充的虚拟图形的尺寸是边长为80nm的正方形阵列，节距为160nm。预计填充后该层的透光比例将从0.6降至0.45，完成填充后再将最终的版图制成掩膜板，并用此掩膜板进行该层的曝光步骤。由于掩膜板透光比例小于镜头过热的临界透光比例0.5，避免了光刻机镜头过热的问题。
[0060]综上所述，本发明提供的避免光刻机镜头过热的方法，通过在掩膜板上填充不会再芯片上成像的虚拟图形，以调节掩膜板的透光区域面积占整个曝光单元面积的比例，减少了光刻机镜头吸收的能量，降低了连续曝光后镜头升高的温度，从而实现了对因光刻机镜头过热而导致曝光图形在芯片上的位置偏移的控制。
[0061]上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种避免光刻机镜头过热的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S01、提供若干在掩膜板的透光区域进行待填充的虚拟图形的结构；其中，所述虚拟图形无法在芯片上成像； 步骤S02、对测试掩膜版进行设计和制造，并进行光刻实验，根据光刻实验数据确定虚拟图形的形状和尺寸； 步骤S03、进行芯片版图设计； 步骤S04、将芯片版图按照边长为A的正方形分成若干窗格，分析各窗格的透光率并确定各窗格中虚拟图形的填充量； 步骤S05、对芯片掩膜版进行填充，在各窗格中填充步骤S02中预设形状、尺寸的虚拟图形以及步骤S04中预设数量的虚拟图形； 步骤S06、制造芯片掩膜版，并通过芯片掩膜板进行曝光工艺。2.根据权利要求1所述的避免光刻机镜头过热的方法，其特征在于，所述虚拟图形的形状为多边形规则图形或不规则图形，所述虚拟图形呈阵列式的均匀分布在掩膜板上。3.根据权利要求1所述的避免光刻机镜头过热的方法，其特征在于，所述虚拟图形的关键尺寸小于最小解析度r，r = kl* λ /NA ； 其中，kl为光刻工艺常数，λ为曝光光源波长，NA为镜头数值孔径。4.根据权利要求1所述的避免光刻机镜头过热的方法，其特征在于，步骤S04中，正方形的边长A为5nm?lum。5.根据权利要求1所述的避免光刻机镜头过热的方法，其特征在于，步骤S04中，分析各窗格的透光率并确定各窗格中虚拟图形的填充量具体包括: 设定各窗格初始透光率目标T ; 初步计算各窗格中虚拟图形的填充量； 计算各窗格透光率梯度G，如果窗格透光率梯度G值大于窗格梯度值规格S，则重新调整该窗格的透光率目标T值； 输出最终的各窗格中虚拟图形的填充量。6.根据权利要求5所述的避免光刻机镜头过热的方法，其特征在于，所述各窗格透光率梯度G的计算方法是:Ga= max (abs (T A_TB1)，abs (Ta-Tb2)，abs (Ta-Tb3)，abs (Ta-Tb4))； 其中，A为当前窗格，Ta为当前窗格透光率，T B1、TB2、TB3、TB4分别为A为当前窗格相邻的4个窗格的透光率，max为取最大值，abs为取绝对值。7.根据权利要求5所述的避免光刻机镜头过热的方法，其特征在于，所述窗格梯度值规格S的范围为20%?40%。8.根据权利要求1所述的避免光刻机镜头过热的方法，其特征在于，所述掩膜板的透光区域面积占整个曝光单元面积的比例的范围为0.3至I。
【专利摘要】本发明公开了一种避免光刻机镜头过热的方法，提供若干在掩膜板的透光区域进行待填充的虚拟图形的结构；然后对测试掩膜版进行设计和制造，并进行光刻实验，根据光刻实验数据确定虚拟图形的形状和尺寸；接着进行芯片版图设计；再接着将芯片版图按照边长为A的正方形分成若干窗格，分析各窗格的透光率并确定各窗格中虚拟图形的填充量；然后对芯片掩膜版进行填充，在各窗格中填充预设形状、尺寸以及数量的虚拟图形；最后制造芯片掩膜版，并通过芯片掩膜板进行曝光工艺。本发明通过在掩膜板上填充不会再芯片上成像的虚拟图形，以降低掩膜板的透光区域面积占整个曝光单元面积的比例，减少了光刻机镜头吸收的能量，降低了连续曝光后镜头升高的温度。
【IPC分类】G03F7/20, G03F1/70
【公开号】CN105093850
【申请号】CN201510489028
【发明人】阚欢, 魏芳, 朱骏, 吕煜坤, 张旭昇
【申请人】上海华力微电子有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月11日