专利名称：基于对聚焦敏感的成本协方差场的辅助特征布置的制作方法
技术领域：
本发明的实施例总地涉及用于设计和制造集成电路(IC)的技术。更具体而言，本发明的实施例涉及一种用于基于对聚焦敏感的成本协方差场(cost-covariance field)来确定掩膜布局中的辅助特征布置的技术。
背景技术：
半导体集成密度的巨大改进近年来主要由于导体制造技术的相应改进而已经变得可能。
一种这样的制造技术涉及到在掩膜布局中布置辅助特征以提高掩膜布局上的、旨在印刷于晶片上的图案的焦深。这样的辅助特征可以是印刷辅助特征(例如超分辨率辅助特征)或者非印刷辅助特征(例如次分辨率辅助特征)。
用于布置辅助特征的现有技术通常使用基于特征宽度和间距参数的组合来布置和清除辅助特征的掩膜规则。遗憾的是，这样基于规则的方式可能导致对辅助特征的失败或者欠优布置和/或清除。另外，这样的规则的复杂度随着特征尺寸的收缩而迅速地增加，由此要求增加设计者部分的工作。另外，这些规则可能限制过多，这可能妨碍设计者实现最优半导体器件性能。
与基于规则的方式相比，基于模型的辅助特征(AF)布置技术具有有助于更快适应新制造工艺、实现“更顺畅”的AF布置并且减少对过度和复杂的清除和布置规则的需要这些优点。
例如，一种基于模型的AF布置技术已经成功地用来基于光学模型来生成用于接触孔层的辅助特征。然而，由于用于接触孔层的这一布置技术基于使在接触中心的密度最大，所以该技术在它应用于线间隔层时常常产生不正确的AF布置解决方案。
另一基于模型的AF布置技术使用反向光刻技术(ILT)以产生辅助特征。通常通过构造使在图案边的图像对数斜率(ILS)最大的成本函数来生成这样的辅助特征。遗憾的是，基于ILT的AF布置技术不仅需要许多次迭代以收敛于解、而且常常产生不良的AF布置结果。
因此，需要的是一种用于确定AF布置以提高用于布局的焦深而无上述问题的方法和装置。
发明内容
本发明的一个实施例提供一种确定光学邻近校正后(OPC后)掩膜布局内的辅助特征布置的系统。在操作期间，该系统接收代表OPC前掩膜布局中的成组多边形的成组目标图案。然后，该系统基于目标图案来构造对聚焦敏感的成本函数，其中对聚焦敏感的成本函数代表目标图案的OPC后轮廓由于光刻系统的聚焦条件的改变所致的移动量。注意，目标图案的轮廓与成组多边形的边基本上重合。接着，该系统基于对聚焦敏感的成本函数来计算成本协方差场(CCF场)，其中CCF场是二维(2D)映射，该映射代表由于在OPC后掩膜布局内的给定位置添加图案所致的对聚焦敏感的成本函数的改变。最后，该系统基于CCF场来生成用于OPC后掩膜布局的辅助特征。
在对这一实施例的一种变化中，该系统通过首先定义轮廓移动度量
从而基于轮廓映射来构造对聚焦敏感的成本函数，其中
代表轮廓映射上的强度I以焦距F的改变为参照的改变，
是强度I的梯度，而
是与成组目标图案的边垂直的归一化矢量。该系统然后通过针对成组目标图案的边对轮廓移动度量求积分来构造对聚焦敏感的成本函数
在又一变化中，该系统通过首先以OPC后掩膜布局内进行的改变为参照对聚焦敏感的成本函数求微分以获得表达式
从而基于对聚焦敏感的成本函数来计算CCF场。接着，对于在掩膜布局内的位置P进行的各种改变，该系统使用该表达式来评估δC，其中位置P是用于布置辅助特征的候选位置。该系统然后基于在用于布置辅助特征的所有候选位置计算的δC值来形成CCF场。
在又一变化中，该系统通过使用表达式
来近似I(P0)以计算强度I，从而针对各位置P来计算δC，其中Uk是相干系统求和(SOCS)近似中的成组2D内核，M是代表OPC前掩膜布局的2D函数，而P0是掩膜布局内的评估点。
在又一变化中，该系统使用以下表达式来计算在OPC后掩膜布局内的位置P添加少量图案δM对在评估点P0的强度I(P0)的影响 其中第一项代表δM与OPC后掩膜布局的干扰，第二项代表δM与在不同位置布置的另一少量图案之间的互作用，而位置P在从评估点P0离开一定距离处。
在又一变化中，该系统用OPC前掩膜布局来近似后OPC掩膜布局。
在又一变化中，该系统忽略用于δI(P0)的表达式中的第二项，从而
在又一变化中，该系统通过计算来自各少量图案
的影响的线性叠加，来计算在OPC后掩膜布局M中的不同位置Pi的多个少量图案δMi对强度I(P0)的影响，其中可以用定心于位置Pi的德耳塔函数来近似各少量图案δMi。
在又一变化中，该系统用光刻系统的两个光学聚焦条件之间的有限差来近似用于δC的表达式中的
，从而
其中I0是与对焦条件关联的强度，而I+d是与离焦距离d关联的强度。
在对这一实施例的一种变化中，该系统通过在OPC后掩膜布局中的如下位置布置正辅助特征从而基于CCF场来生成用于OPC后掩膜布局的辅助特征其中在该位置处，计算的CCF场具有负值。注意，负值表明通过在这些位置布置正辅助特征来减少成组轮廓的移动量。
在对这一实施例的一种变化中，该系统通过在OPC后掩膜布局中的如下位置布置负辅助特征从而基于CCF场来生成用于OPC后掩膜布局的辅助特征其中在该位置处，计算的CCF场具有正值。注意，正值表明通过在这些位置布置正辅助特征来增加成组轮廓的移动量，并且负辅助特征对应于目标图案中的孔。
本发明的一个实施例提供一种评估光学邻近校正后(OPC后)掩膜布局内的辅助特征布置的质量的系统。在操作期间，该系统接收代表OPC前掩膜布局中的成组多边形的成组目标图案。该系统还接收用于OPC后掩膜布局的辅助特征布置。然后，该系统基于目标图案来构造对聚焦敏感的成本函数，其中对聚焦敏感的成本函数代表目标图案的OPC后轮廓由于光刻系统的聚焦条件的改变所致的移动量。注意目标图案的轮廓与成组多边形的边基本上重合。接着，该系统基于对聚焦敏感的成本函数来计算成本协方差场(CCF场)，其中CCF场是二维(2D)映射，该映射代表由于在OPC后掩膜布局内的给定位置添加图案所致的对聚焦敏感的成本函数的改变。最后，该系统使用CCF场以评估用于OPC后掩膜布局的辅助特征布置的质量。
在对这一实施例的一种变化中，该系统通过以下操作来评估用于掩膜布局的辅助特征布置的质量将CCF场与用于辅助特征布置的布置映射相乘以获得加权CCF场，其中布置映射在正辅助特征的位置等于一、在负辅助特征的位置等于负一、在无辅助特征的位置等于零；对加权CCF场求积分以获得质量指示符；以及基于质量指示符来评估辅助特征布置的质量。
在又一变化中，该系统通过以下操作从而基于质量指示符来评估辅助特征布置的质量比较与第一辅助特征布置关联的第一质量指示符和与第二辅助特征布置关联的第二质量指示符；以及，标识与第一和第二质量指示符中的较小质量指示符关联的较佳辅助特征布置。
本专利或者申请文件包含至少一幅彩图。按照请求并且在支付必要费用时将由官方提供含一幅或者多幅彩图的本专利或者专利申请公开的副本。
图1图示了在设计和制作集成电路时的各种阶段。
图2图示了根据本发明一个实施例的有助于理解轮廓移动度量的一维(1D)强度-位置图示。
图3呈现了对根据本发明一个实施例的用于计算用于掩膜布局的CCF场的过程进行图示的流程图。
图4图示了根据本发明一个实施例的示例CCF场、根据CCF场来布置的成组辅助特征以及关联目标图案。
图5呈现了对根据本发明一个实施例的用于基于关联CCF场来生成用于掩膜布局的AF布置的过程进行图示的流程图。
图6呈现了对根据本发明一个实施例的用于基于CCF场来评估一个或者多个AF布局的质量的过程进行图示的流程图。
具体实施例方式 呈现以下描述以使本领域技术人员能够实现和利用本发明，并且在特定应用及其要求的背景下提供该描述。本领域技术人员将容易清楚对公开的实施例的各种修改，并且这里限定的一般原理可以适用于其它实施例和应用而不脱离本发明的精神实质和范围。因此，本发明不限于所示实施例而是将被赋予以与权利要求一致的最广范围。
在本具体实施方式
中描述的数据结构和代码通常存储于计算机可读存储介质上，该介质可以是能够存储用于由计算机系统使用的代码和/或数据的任何设备或者介质。这包括但不限于易失性存储器、非易失性存储器、磁和光学存储设备(比如盘驱动、磁带、CD(光盘)、DVD(数字万用盘或者数字视频盘)或者现在已知或者以后开发的能够存储计算机可读介质的其它介质。
集成电路(IC)设计流程 图1图示了在设计和制作集成电路时的各种步骤。该过程从生成使用电子设计自动化(EDA)软件设计过程(阶段110)来实现的产品想法(阶段100)开始。一旦设计定稿，可以交付(tap-out)该设计(阶段140)。在交付之后，完成制作工艺(阶段150)并且进行封装和组装工艺(阶段160)，这些工艺最终地获得成品芯片(阶段170)。
EDA软件设计过程(阶段110)进而包括下文描述的阶段112-130。注意本设计流程描述仅用于示例目的。本描述并非意味着限制本发明。例如，实际集成电路设计可能要求设计者在与这里描述的序列不同的序列中实现设计阶段。以下讨论提供设计过程中的阶段的更多细节。
系统设计(阶段112)设计者描述待实施的功能。他们也可以进行如果-怎么样(what-if)规划以精化功能并且检验成本。硬件-软件架构划分可以出现在这一阶段。可以在这一阶段使用的来自SYNOPSYS公司的示例EDA软件产品包括Model ARCHITECT
SABER
、SYSTEM STUDIO
和DESIGNWARE
产品。
逻辑设计和功能验证(阶段114)在这一阶段，编写用于系统中的模块的VHDL或者Verilog代码，并且检验该设计的功能准确度。具体而言，检验该设计以保证它产生正确输出。可以在这一阶段使用的来自SYNOPSYS公司的示例EDA软件产品包括VCS
VERA
、DESIGNWARE
、MAGELLANTM、FORMALITY
、ESP和LEDA
产品。
合成和设计(阶段116)将VHDL/Verilog转译成网表。可以针对目标技术优化网表。此外，可以设计和实施测试以检验成品芯片。可以在这一阶段使用的来自SYNOPSYS公司的示例EDA软件产品包括DESIGN COMPLIER
、PHYSICAL COMPILER
、TESTCOMPLIER
、POWER COMPILER
、FPGA COMPILER
TETRAMAX
和DESIGNWARE
产品。
网表验证(阶段118)在这一阶段，检验网表与时序约束的相符性和与VHDL/Verilog源码的对应性。可以在这一阶段使用的、来自SYNOPSYS公司的示例EDA软件产品包括FORMALITY
PRIMETIME
和VCS
产品。
设计规划(阶段120)这里构造和分析用于芯片的整个平面图以便进行定时和顶级布线。可以在这一阶段使用的来自SYNOPSYS公司的示例EDA软件产品包括ASTRO
和IC COMPILER
产品。
物理实施(阶段122)在这一阶段进行布置(对电路元件的定位)和布线(对电路元件的连接)。可以在这一阶段使用的来自SYNOPSYS公司的示例EDA软件产品包括ASTRO
和ICCOMPILER
产品。
分析和提取(阶段124)在这一阶段，在晶体管级验证电路功能；这又允许如果-怎么样的精化。可以在这一阶段使用的来自SYNOPSYS公司的示例EDA软件产品包括ASTRORAIL
PRIMERAIL
、PRIMETIME
和STAR RC/XT
产品。
物理验证(阶段126)在这一阶段中，检验设计以保证制造、电问题、光刻问题和电路的正确性。可以在这一阶段使用的来自SYNOPSYS公司的示例EDA软件产品包括HERCULES
产品。
分辨率增强(阶段128)这一阶段涉及到对布局的几何形状操控以提高设计的可制造性。可以在这一阶段使用的来自SYNOPSYS公司的示例EDA软件产品包括PROTEUS
、PROTEUS
AF和PSMGED
产品。
掩膜数据预备(阶段130)这一阶段提供用于产生掩膜以产生成品芯片的交付数据。可以在这一阶段使用的来自SYNOPSYS公司的示例EDA软件产品包括CATS
系列产品。
可以在一个或者多个上述步骤期间利用本发明的实施例。具体而言，可以在分辨率增强步骤128期间利用本发明的一个实施例。
辅助特征 次分辨率辅助特征(下文称为“SRAF”)是一种用以通过增加对很大程度上对聚焦条件的变化不敏感的空间频率分量的使用以形成所需特征来提高光刻掩膜图案的贯穿工艺的稳健性(或者焦深)的有效方式。所得的工艺裕度增加可以增加晶片产量并且帮助将现有技术延伸至更小工艺节点。(虽然在SRAF的背景中描述本发明的实施例，但是它们可以与其它种类的辅助特征一起使用或者取而代之与交替相移掩膜中的移位器一起使用。在本申请的其余部分中，除非另有指明，否则术语“辅助特征”是指SRAF。) 可以在辅助特征布置过程中的五个步骤中的各步骤期间利用本发明的实施例，即(1)布置规则的生成、(2)初始SRAF布置、(3)MRC(掩膜规则检验)和其它违规的消除、(4)辅助特征的布置后调节以及(5)辅助特征有效性的验证。
创建成本函数 掩膜布局内的AF布置的目的之一在于减少目标图案(即掩膜布局在印刷于晶片上时的图像)随着光刻系统的聚焦条件的改变而改变。注意可能由于各种原因而出现聚焦条件的改变。例如在光刻期间，主轴的旋转速度的变化可能造成抗蚀剂厚度在晶片内变化，这又可能在晶片上的不同位置造成聚焦条件的改变。在本发明的一个实施例中，成本函数可以被构建成代表这一目的并且最终用来指导AF布置。
在下文讨论中，术语“目标图案”指代光学邻近校正前(OPC前)布局中的成组目标多边形。术语“轮廓”用来指代目标图案的边界。另外，除非上下文另有明示，否则术语“掩膜布局”用来指代光学邻近校正后(OPC后)(即OPC校正后)布局。因而也假设通过使用OPC后掩膜布局的光刻工艺来产生的轮廓与目标图案的边基本上重合。
注意目标图案的轮廓也可以定义为强度I(P)等于指定阈值时的成组点P，使得在这一阈值以上，目标图案将印刷，而在这一阈值以下，目标图案将不印刷。注意用于术语轮廓的两种定义实质上等效。由于聚焦条件的改变通常造成目标图案的强度分布的改变，所以目标图案的轮廓位置将由于聚焦条件的改变而改变。在以下讨论中，也将由于聚焦条件的改变所致的这一轮廓位置改变称为“轮廓移动”。
为了量化地描述轮廓移动，本发明的一个实施例在轮廓上的各评估点P处定义轮廓移动度量
，其中
代表在点P的强度I(P)以焦距F的改变为参照的改变，
是在点P的强度I(P)的梯度，而
是在点P与轮廓垂直的归一化矢量。
图2图示了根据本发明一个实施例的有助于理解轮廓移动度量的一维(1D)强度-位置绘图200。
具体而言，强度-位置绘图200包括强度分布202，该强度分布代表在对焦条件之下目标图案沿着x方向(该方向可以是二维(2D)空间中的任意方向)的强度。注意为了便于说明而将强度分布202表示为线性曲线。然而一般而言，强度分布可以具有以位置x为参照的任何形状。
注意强度分布202与水平线I_阈值204相交，该水平线代表定义轮廓的上述阈值。因此，交点P1对应于轮廓上用于目标图案的点。
注意新聚焦条件造成对强度分布202的改变。在本发明的一个实施例中，将由于聚焦条件的改变所致的这一强度改变视为从原强度分布202的恒定偏移。因此，强度分布206代表在散焦条件之下沿着x方向按照某一数量的偏移208从强度分布202偏移的强度。也注意这一恒定偏移是以聚焦改变为参照的强度改变的速率测量。因此，从强度分布202到强度分布206的偏移208与
(使用偏导数表达式，因为强度是多个变量的函数)成比例。因而，由于聚焦条件的改变所致的偏移创建与轮廓移动210对应的从P1到P2的轮廓位置改变。
从图2可以观察到轮廓移动210与恒定偏移208成比例并且因此与
成比例。根据图2的第二项观察表明了强度分布202的斜率
也与轮廓移动210有关。更具体而言，为了实现相同恒定偏移208，强度分布202的较大强度斜率
获得较小轮廓移动210，这意味着反比关系。更一般而言，在评估点的附近测量这一强度斜率。因而，可以建立以下关系
为了将上述表达式扩展到二维(2D)掩膜布局，用强度分布在与轮廓正交的方向上的梯度取代
以获得
方程(1) 该方程是上文提出的轮廓移动度量。因此，为了减少在评估点P由于聚焦条件的改变所致的轮廓移动量，优选减少
的值而增加强度梯度
的值。
基于上述轮廓移动度量，可以针对包括成组多边形的给定掩膜布局构造成本函数。在一个实施例中，可以使用对应目标图案来近似掩膜布局中的各孤立多边形。因此，通过成组目标图案来近似掩膜布局，其中各目标图案进一步包括代表对应多边形的边的成组边。为了获得成本函数C，针对用于掩膜布局的成组目标函数对轮廓移动度量求积分。因此获得
方程(2) 其中针对目标图案的所有“多边形的边”求积分。然而在一些实施例中，可以将加权因子添加给不同边，从而可以用更高权重值扩充更重要的边(即门、更小特征等)。注意方程(2)可以视为由于聚焦条件的改变所致的预期轮廓移动的一阶近似。
构造成本协方差场 回顾AF布置的目的之一在于减少可以由成本函数C代表的轮廓移动量。在本发明的一个实施例中，成本函数可以用来确定AF布置以实现上述目的。注意辅助特征改变掩膜布局，而对掩膜布局的改变通过它在轮廓上对强度I(P)的影响来进入成本函数。因而，可以通过以掩膜的改变为参照对成本函数C求微分来计算掩膜布局的少量改变的影响。
通过使用链式规则对成本函数求微分来获得
方程(3) 为了考虑添加辅助特征的影响，可以将各微分
和
采用作为以掩膜布局的改变为参照。
首先考虑表达式
。在一个实施例中，可以通过在彼此有小段距离d的两个离焦光学系统之间的有限差来近似
，因而将
改写为 方程(4) 其中I0是与对焦条件关联的强度，而I+d是与散焦距离d关联的强度。取而代之，可以使用两个相反散焦条件±d来求强度之差。然而，尝试使这一差值最小通常有用性更低，因为强度往往关于零散焦条件(即d＝0)对称地改变。
现在考察方程(4)中的各δI项。注意两个δI项均代表以掩膜布局的少量改变为参照的强度值改变。在本发明的一个实施例中，掩膜图像在图像平面(例如，在晶片平面上)的光强度可以近似为 方程(5) 其中Uk是相干系统求和(SOCS)近似中代表光刻工艺的成组2D内核，M(P)是代表掩膜布局的2D函数，而P0是掩膜布局内的评估点。
接着，计算在掩膜布局M中的点P添加少量改变δM对在评估点P0的强度I(P0)的影响。通过如下对方程(5)求微分以获得用于δI(P0)的表达式来这样做 方程(6) 其中在从评估点P0离开一段距离处布置掩膜布局的少量改变δM。更具体而言，方程(6)中的第一项代表δM对掩膜布局的干扰，而符号c.c.代表第一项的复共轭。另外，第二项代表两个添加的少量改变之间的互作用在评估点P0对原掩膜的影响。因而，第二项代表由于对掩膜的改变所致的二阶影响。
注意当在掩膜布局中布置辅助特征时，δM的主导特征通常位于从评估点P0离开某一距离处。由于各内核Uk在P0周围具有峰值，所以第二项对δM的总影响仅有很小的贡献并且因此可以被忽略。因此，方程(6)可以简化如下 方程(7) 注意通过忽略方程(6)中的第二项，用于δI的上述表达式现在具有对少量改变δM的线性依赖性。换而言之，添加第一少量改变δM1的影响独立于添加第二少量改变δM2。这一近似的重要性在于现在可以在2D空间中的各位置个别地添加(或者减去)掩膜图案δMi并且通过根据方程(7)对个别影响的线性叠加来计算来自各少量改变δMi的影响。在一个实施例中，可以通过使用定心于位置P’的德耳塔函数来描述少量改变δM(P)的布置。通过用德耳塔函数δ(P-P’)取代δM(P)，方程(7)可以改写为 方程(8) 现在考虑如何将方程(3)中的积分应用于方程(8)中用于δI的表达式。在本发明的一个实施例中，为了针对目标图案的所有边进行积分，创建与代表掩膜布局的目标图案的区域重叠的加权场(或者“权重值函数”)W，其中加权场在目标图案的边处等于一而在别处等于零。在本发明的另一实施例中，取代了为所有边分配相等权重值，向掩膜布局中的更重要特征和结构(例如门、CD最小的特征等)的那些边给予比其它边更高的权重值。下文更具体地描述这一实施例。
使用加权场W，针对方程(8)的δI的积分变成 方程(9) 其中
代表卷积运算，而In是取反运算符，从而In[F](x)＝F(-x)。注意使用取反运算符是必需的，因为它针对上述卷积表达式向Uk赋予变元中的减法(P0-P’)的正确顺序。
注意通常在掩膜合成应用中，内核Uk是传输互相关(Tcc)运算符的本征函数。由于这一运算符一般推导自光刻系统的瞳孔和源(这二者在-P与P之间的取反之下通常对称)，所以运算符本身在取反之下通常为对称，并且各内核Uk将在取反之下为对称或者为反对称。因而，可以根据给定内核的对称性用与1或者-1相乘来取代取反运算符In。令Pk在Uk在取反之下为对称时为1而在Uk为反对称时为-1。用于加权积分的强度改变的表达式变成 方程(10) 注意方程(10)可以用来计算如下场，该场代表朝着改变如下值在各点P’添加图案的影响∫I(P0)W(P0)d2P0，，其中针对整个掩膜布局求积分。
可以改写方程(3)(即成本函数C以掩膜改变为参照的微分)如下
注意可以通过使用方程(10)来计算δI+d和δI0。为了提供对梯度项
的近似，可以使用两个附加加权函数。回顾上述加权函数，W被用来对目标函数的边进行全强调。在一个实施例中，为了近似梯度项，使用恰在边以外和恰在边以内进行强调的加权函数。因而，基于这两个加权函数来评估的δI0之差提供对
的近似。
更具体而言，如果将全δC表达式乘以针对边的加权函数并且遵循将积分转换成卷积的上述程序，则获得以下表达式 其中Uk上的上标表明模型的聚焦条件，而Wext和Wint分别是恰在边以外和恰在边以内的权重值函数。在进一步近似中，用定值取代
。由于构造此场的目的在于实现关键尺寸的特征贯穿聚焦的稳定性并且孤立特征通常表现最差的贯穿聚焦的稳定性，所以可以在最小宽度的孤立线特征的边评估
并且将此值称为D0。因此，用于对聚焦敏感的“成本协方差”场(CCF)场的最终表达式变成 方程(11) 注意将这一表达式称为场，因为它可以用来通过变化如下点P’来生成2D值映射，该点是其中添加对掩膜的少量改变的位置。
用于计算CCF场的过程 图3呈现了对根据本发明一个实施例的、用于基于方程(11)来计算用于掩膜布局的CCF场的过程进行图示的流程图。
在计算运算期间，系统首先接收代表OPC前掩膜布局中的成组多边形的成组目标图案(步骤302)。注意各目标图案可以代表OPC前掩膜布局内的一个或者多个多边形特征。然后，系统基于对用于光刻系统的光学工艺进行描述的成组2D内核来创建用于光刻系统的对焦SOCS模型和离焦SOCS模型(步骤304)。注意这些模型可以根据校准或者未校准的数据来生成并且无需包括抗蚀剂处理或者其它非光学分量。
接着，系统通过将对焦和离焦模型应用于与最小宽度关联的孤立线特征，在线特征的边计算数量
(步骤306)。注意可以通过使用上文定义的表达式来计算
和
此外，系统基于掩膜布局的目标图案来创建三个加权函数(步骤308)。更具体而言，第一加权函数W0在目标图案的边上急剧峰化；第二加权函数Wext在目标图案的边以外的固定距离处急剧峰化；而第三加权函数Wint在目标图案的边以内的相同固定距离处峰化。注意可以按任何顺序进行步骤306和步骤308。
最后，系统通过使用对焦和离焦模型、目标图案、三个加权函数和定值D0，基于方程(11)来计算CCF场(步骤310)。更具体而言，计算CCF场涉及到使用上述项来个别地计算方程(11)中的三项。在本发明的一些实施例中，使用目标图案作为对对应掩膜布局的近似。
如方程(11)中所示，为了计算第一项，系统针对离焦模型中的成组内核迭代地计算动求和(running sum)。更具体而言，对于离焦模型中的各内核，系统进行以下步骤将目标图案与内核卷积以获得第一卷积场；进行第一卷积场与加权函数W0的逐点(在2D空间中)相乘以获得加权的第一卷积场；将加权的第一卷积场与内核卷积以获得第二卷积场；如果内核在取反之下为奇数，则将第二卷积场与-1相乘；并且将上述结果与动求和相加。
为了计算第二项，系统重复用于计算第一项的相同步骤，不同之处在于在这一情况下使用对焦模型而不是离焦模型。类似地，为了计算第三项，系统重复用于计算第二项的相同步骤，不同之处在于点到点相乘步骤使用Wext-Wint而不是W0。最后，通过从第一项减去第二项且进一步减去(与D0相乘的)第三项来获得CCF场。
注意对于给定掩膜布局和给定成组内核，唯一地确定对应CCF场，因此仅需针对给定配置计算一次该CCF场。如下文更具体描述的那样，CCF场的这一性质有助于快速生成所需AF布置。
基于CCF场来生成AF布置 回顾在CCF场中的各位置，CCF场的值代表在该点布置辅助特征对目标图案由于聚焦条件的改变所致的总轮廓移动(针对所有边求积分)有多少影响。因而在CCF场中的给定位置，零值表明在该位置添加辅助特征对总轮廓移动无影响；负值表明由于在该位置添加辅助特征而减少总轮廓移动；并且正值表明由于在该位置添加辅助特征而增加总轮廓移动。也回顾在掩膜布局中布置辅助特征的目的之一在于使由于聚焦条件的改变所致的积分轮廓移动最小。因此，计算的CCF场可以用来有助于在掩膜布局中生成AF布置。
在一个实施例中，系统可以在掩膜布局中的如下位置布置辅助特征，其中计算的CCF场在这些位置具有负值。这些类型的辅助特征是“正”辅助特征。对照而言，CCF场中的正值表明通过在这些位置布置正辅助特征来增加轮廓移动量，因此应当避免在这些位置布置正辅助特征。在本发明的一个实施例中，系统可以在掩膜布局中的如下位置布置“负”辅助特征，其中计算的CCF值在这些位置具有正值。注意这样的负辅助特征对应于目标图案中的孔。
图4图示了根据本发明一个实施例的示例CCF场400(由彩色映射代表)、根据CCF场400来布置的成组辅助特征404和关联掩膜布局402(黄色多边形)。注意为了便于说明，在图4中掩膜布局402与CCF场400重叠，但是掩膜布局402不是CCF场400(仅包括彩色映射)的部分。
更具体而言，CCF场400中的蓝色区域代表负CCF值、因此表明用于布置正辅助特征的希望位置。对照而言，红色区域代表CCF场400的正值、因此表明用于布置负辅助特征的希望位置。另外，对于彩色映射中介于红色与蓝色之间中的各颜色，如果它具有负值，则它意味着用以布置正辅助特征的良好位置。否则它表明用以布置负辅助特征的良好位置。如图4中所示，白色线特征404是在具有负CCF值的区域中布置的正辅助特征。然而，图4中的辅助特征布置并非旨在为最优AF布置。在另一实施例中，辅助特征可以具有除了矩形之外的几何形状并且可以用比图4中所示AF布置更高或者更低的密度来布置。
在本发明的一个实施例中，在相对于CCF场对AF进行布置期间，根据成组布置规则在掩膜布局402内的多边形邻近处布置辅助特征。具体而言，检验各候选辅助特征的MRC(掩膜规则检验)违规。如果发现MRC违规，则调节候选辅助特征(例如，在尺寸和距离上)以校正MRC违规。因此，各辅助特征布置遵守掩膜规则。
在本发明的一个实施例中，对于基于CCF场来生成的各AF布置，系统检验辅助特征的可印刷性。如果仅使用SRAF，则不允许印刷辅助特征；因此，这一约束可以要求调节初始布置以满足非印刷规则。
用于确定AF布置的过程 图5呈现了对根据本发明一个实施例的用于基于关联CCF场来确定掩膜布局内的AF布置的过程进行图示的流程图。
在操作期间，系统通过接收代表OPC前掩膜布局中的成组多边形的成组目标图案(步骤502)来启动。
系统然后基于目标图案来构造对聚焦敏感的成本函数，其中对聚焦敏感的成组函数代表目标图案的OPC后轮廓由于光刻系统的聚焦条件的改变所致的移动量(步骤504)。注意目标图案的轮廓(即边)与OPC前掩膜布局的成组多边形的边基本上重合。在本发明的一个实施例中，系统可以基于方程(2)来构造成本函数。注意在这一步骤，系统无需计算用于成本函数的值。
系统接着基于对聚焦敏感的成本函数来计算CCF场，其中CCF场是2D映射，其中2D映射中的各点测量在该点布置少量特征如何影响目标图案由于聚焦条件的改变所致的总轮廓移动(针对所有边求积分)(步骤508)。在本发明的一个实施例中，通过以在目标图案的附近进行的少量改变为参照对聚焦敏感的成本函数求微分获得CCF场。
最后，系统基于计算的CCF场来生成用于掩膜布局的AF布置(步骤510)。回顾布置辅助特征的目的在于使目标图案在聚焦条件的改变时的轮廓移动最小。在本发明的其它实施例中，系统在掩膜布局中的如下位置布置正辅助特征，其中计算的CCF值在这些位置具有负值，而在掩膜布局中的如下位置布置负辅助特征，其中计算的CCF值在这些位置具有正值。
用于评估辅助特征布置的质量的过程 图6呈现了对根据本发明一个实施例的基于CCF场来评估一个或者多个AF布置的质量的过程进行图示的流程图。(注意可以使用上述过程来获得CCF场。) 在操作期间，系统接收第一AF布置和第二AF布置以及与掩膜布局关联的CCF场(步骤602)。例如，可以根据基于规则的AF布置技术来获得第一AF布置，而根据基于模型的AF布置技术来获得第二AF布置。
系统然后通过逐点相乘运算将CCF场与用于第一AF布置的布置映射相乘以获得第一加权CCF场。在一些实施例中，该布置映射可以在正辅助特征的位置等于一(即具有权重值1)、在负辅助特征的位置等于负一(-1)而在无辅助特征的位置等于零。类似地，系统可以基于CCF场和第二AF布置来计算第二加权CCF场(步骤604)。
接着，系统对第一和第二加权CCF场单独地求积分以分别获得第一和第二质量指示符(步骤606)。在一个实施例中，系统通过将加权CCF场内的所有值求和来对各加权CCF场求积分以获得关联质量指示符。
接着，系统比较与第一AF布置关联的第一质量指示符和与第二AF布置关联的第二质量指示符(步骤608)，并且标识与较小质量指示符关联的较佳AF布置(步骤610)。
结论 本发明的实施例提供一种用于基于对聚焦敏感的成本协方差场(FS-CCF)模型来确定用于掩膜布局的AF布置的技术，该模型反映指定图案边由于在掩膜布局上的各点添加图案所致的贯穿聚焦的全局轮廓移动的增量改变。另外，本发明的实施例提供一种有助于基于FS-CCF模型来评估用于相同掩膜布局的各候选AF布置的质量的技术。
注意FS-CCF模型可以直接地源于绘制的图案，这允许在对掩膜布局的光学邻近校正(OPC)操作之前在掩膜布局上布置辅助特征。另外，以这一方式生成的AF布置可以准确地预测在OPC操作之后的掩膜布局上的最优AF布置。
另外，提出的FS-CCF模型忽略辅助特征之间的干扰。在这样做时，辅助特征生成过程无需多次迭代并且由此提高速度而且避免对于迭代技术而言往往成问题的不稳定性或者缓慢收敛。注意基于FS-CCF模型的AF布置可以快速和容易地适应光刻系统的改变，从而实现及早开发辅助特征以及在源优化和反馈环设计规则优化中的应用。
仅出于示例和描述目的已经呈现对本发明实施例的前文描述。本意并非让它们穷举本发明或者使本发明限于公开的形式。因而，本领域技术人员将清楚许多修改和变化。此外，本意并非让上述公开内容限制本发明。本发明的范围由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种用于确定光学邻近校正后(OPC后)掩膜布局内的辅助特征布置的方法，所述方法包括
接收代表OPC前掩膜布局中的成组多边形的成组目标图案；
基于所述目标图案来构造对聚焦敏感的成本函数，其中所述对聚焦敏感的成本函数代表所述目标图案的OPC后轮廓由于光刻系统的聚焦条件的改变所致的移动量，其中所述目标图案的轮廓与所述成组多边形的边基本上重合；
基于所述对聚焦敏感的成本函数来计算成本协方差场(CCF场)，其中所述CCF场是二维(2D)映射，所述映射代表由于在所述OPC后掩膜布局内的给定位置添加图案所致的、对所述对聚焦敏感的成本函数的改变；以及
基于所述CCF场来生成用于所述OPC后掩膜布局的辅助特征。
2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述轮廓映射来构造所述对聚焦敏感的成本函数包括
定义轮廓移动度量
其中
代表所述轮廓映射上的强度I以焦距F的改变为参照的改变，
是所述强度I的梯度，而
是与所述成组目标图案的边垂直的归一化矢量；以及
通过针对所述成组目标图案的边对所述轮廓移动度量求积分来构造所述对聚焦敏感的成本函数
3.根据权利要求2所述的方法，其中基于所述对聚焦敏感的成本函数来计算所述CCF场包括
以所述OPC后掩膜布局内进行的改变为参照对所述对聚焦敏感的成本函数求微分以获得表达式
对于在所述掩膜布局内的位置P进行的各改变，使用所述表达式来评估δC，其中位置P是用于布置辅助特征的候选位置；以及
基于在用于布置辅助特征的所有候选位置计算的δC值来形成所述CCF场。
4.根据权利要求3所述的方法，其中针对各位置P计算δC包括使用表达式
来近似I(P0)，以计算所述强度I，其中Uk是相干系统求和(SOCS)近似中的成组2D内核，M是代表所述OPC前掩膜布局的2D函数，而P0是所述掩膜布局内的评估点。
5.根据权利要求4所述的方法，其中针对各位置P计算δC还包括使用以下表达式来计算在所述OPC后掩膜布局内的位置P添加少量图案δM对在评估点P0的强度I(P0)的影响
其中第一项代表δM与所述OPC后掩膜布局的干扰；
其中所述第二项代表在δM与在不同位置布置的另一少量图案之间的互作用；并且
其中位置P在从所述评估点P0离开一定距离处。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述方法还包括用所述OPC前掩膜布局来近似所述OPC后掩膜布局。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述方法还包括忽略针对δI(P0)的表达式中的第二项，从而
8.根据权利要求7所述的方法，其中计算在所述OPC后掩膜布局M中的不同位置Pi的多个少量图案δMi对强度I(P0)的影响包括计算来自各所述少量图案δMi的影响的线性叠加，其中可以用定心于位置Pi的德耳塔函数来近似各所述少量图案δMi。
9.根据权利要求3所述的方法，其中针对各点P计算δC还包括用所述光刻系统的两个光学聚焦条件之间的有限差来近似
其中并且
其中I0是与对焦条件关联的强度，而I+d是与离焦距离d关联的强度。
10.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述CCF场来生成用于所述OPC后掩膜布局的辅助特征包括在所述OPC后掩膜布局中的如下位置布置正辅助特征，其中在所述位置处，所计算的CCF场具有负值，并且其中所述负值表明通过在这些位置布置所述正辅助特征来减少所述成组轮廓的移动量。
11.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述CCF场来生成用于所述OPC后掩膜布局的辅助特征包括在所述OPC后掩膜布局中的如下位置布置负辅助特征，其中在所述位置处，所计算的CCF场具有正值，并且其中所述正值表明通过在这些位置布置所述正辅助特征来增加所述成组轮廓的移动量，并且其中负辅助特征对应于所述目标图案中的孔。
12.一种用于评估光学邻近校正后(OPC后)掩膜布局内的辅助特征布置的质量的方法，所述方法包括
接收代表OPC前掩膜布局中的成组多边形的成组目标图案；
接收用于所述OPC后掩膜布局的辅助特征布置；
基于所述目标图案来构造对聚焦敏感的成本函数，其中所述对聚焦敏感的成本函数代表所述目标图案的OPC后轮廓由于光刻系统的聚焦条件的改变所致的移动量，并且其中所述目标图案的轮廓与所述成组多边形的边基本上重合；
基于所述对聚焦敏感的成本函数来计算成本协方差场(CCF场)，其中所述CCF场是二维(2D)映射，所述映射代表由于在所述OPC后掩膜布局内的给定位置添加图案所致的对所述对聚焦敏感的成本函数的改变；以及
使用所述CCF场以评估用于所述OPC后掩膜布局的所述辅助特征布置的质量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中使用所述CCF场以评估用于所述OPC后掩膜布局的所述辅助特征布置的质量包括
将所述CCF场与用于所述辅助特征布置的布置映射相乘以获得加权CCF场，其中所述布置映射在正辅助特征的位置等于一、在负辅助特征的位置等于负一、在无辅助特征的位置等于零；
对所述加权CCF场求积分以获得质量指示符；以及
基于所述质量指示符来评估所述辅助特征布置的质量。
14.根据权利要求13所述的方法，其中基于所述质量指示符来评估所述辅助特征布置的质量包括
比较与第一辅助特征布置关联的第一质量指示符和与第二辅助特征布置关联的第二质量指示符；以及
标识与所述第一和第二质量指示符中的较小质量指示符关联的较佳辅助特征布置。
15.一种用于确定光学邻近校正后(OPC后)掩膜布局内的辅助特征布置的设备，所述设备包括
用于接收代表OPC前掩膜布局中的成组多边形的成组目标图案的装置；
用于基于所述目标图案来构造对聚焦敏感的成本函数的装置，其中所述对聚焦敏感的成本函数代表所述目标图案的OPC后轮廓由于光刻系统的聚焦条件的改变所致的移动量，并且其中所述目标图案的轮廓与所述成组多边形的边基本上重合；
用于基于所述对聚焦敏感的成本函数来计算成本协方差场(CCF场)的装置，其中所述CCF场是二维(2D)映射，所述映射代表由于在所述OPC后掩膜布局内的给定位置添加图案所致的对所述对聚焦敏感的成本函数的改变；以及
用于基于所述CCF场来生成用于所述OPC后掩膜布局的辅助特征的装置。
16.根据权利要求15所述的设备，其中用于基于所述轮廓映射来构造所述对聚焦敏感的成本函数的装置包括
用于定义轮廓移动度量
的装置，其中
代表所述轮廓映射上的强度I以焦距F的改变为参照的改变，
是所述强度I的梯度，而
是与所述成组目标图案的边垂直的归一化矢量；以及
用于通过针对所述成组目标图案的边对所述轮廓移动度量求积分来构造所述对聚焦敏感的成本函数
的装置。
17.根据权利要求16所述的设备，其中用于基于所述对聚焦敏感的成本函数来计算所述CCF场的装置包括
用于以所述OPC后掩膜布局内进行的改变为参照对所述对聚焦敏感的成本函数求微分以获得表达式
的装置；
用于对于在所述掩膜布局内的位置P进行的各改变，使用所述表达式来评估δC的装置，其中位置P是用于布置辅助特征的候选位置；以及
用于基于在用于布置辅助特征的所有候选位置计算的δC值来形成所述CCF场的装置。
18.根据权利要求17所述的设备，其中用于针对各位置P计算δC的装置包括用于使用表达式
来近似I(P0)以计算所述强度I的装置，其中Uk是相干系统求和(SOCS)近似中的成组2D内核，M是代表所述OPC前掩膜布局的2D函数，而P0是所述掩膜布局内的评估点。
19.根据权利要求18所述的设备，其中用于针对各位置P计算δC的装置还包括用于使用以下表达式来计算在所述OPC后掩膜布局内的位置P添加少量图案δM对在评估点P0的强度I(P0)的影响的装置
其中第一项代表δM对所述OPC后掩膜布局的干扰；
其中所述第二项代表在δM与在不同位置P布置的另一少量图案之间的互作用；并且
其中位置P在从所述评估点P0离开一定距离处。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述设备还包括用于用所述OPC前掩膜布局来近似所述OPC后掩膜布局的装置。
21.根据权利要求19所述的设备，其中所述设备还包括用于忽略针对δI(P0)的表达式中的第二项，从而
的装置。
22.根据权利要求21所述的设备，其中用于计算在所述OPC后掩膜布局M中的不同位置Pi的多个少量图案δMi对强度I(P0)的影响的装置包括用于计算来自各所述少量图案δMi的影响的线性叠加的装置，其中可以用定心于位置Pi的德耳塔函数来近似各所述少量图案δMi。
23.根据权利要求17所述的设备，其中用于针对各点P计算δC的装置还包括用于用所述光刻系统的两个光学聚焦条件之间的有限差来近似
的装置，
其中并且
其中I0是与对焦条件关联的强度，而I+d是与离焦距离d关联的强度。
24.根据权利要求15所述的设备，其中用于基于所述CCF场来生成用于所述OPC后掩膜布局的辅助特征的装置包括用于在所述OPC后掩膜布局中的如下位置布置正辅助特征的装置，其中在所述位置处，所计算的CCF场具有负值，并且其中所述负值表明通过在这些位置布置所述正辅助特征来减少所述成组轮廓的移动量。
25.根据权利要求15所述的设备，其中用于基于所述CCF场来生成用于所述OPC后掩膜布局的辅助特征的装置包括用于在所述OPC后掩膜布局中的如下位置布置负辅助特征的装置，其中在所述位置处，所计算的CCF场具有正值，并且其中所述正值表明通过在这些位置布置所述正辅助特征来增加所述成组轮廓的移动量，并且其中负辅助特征对应于所述目标图案中的孔。
26.一种用于评估光学邻近校正后(OPC后)掩膜布局内的辅助特征布置的质量的设备，所述设备包括
用于接收代表OPC前掩膜布局中的成组多边形的成组目标图案的装置；
用于接收用于所述OPC掩膜布局的辅助特征布置的装置；
用于基于所述目标图案来构造对聚焦敏感的成本函数的装置，其中所述对聚焦敏感的成本函数代表所述目标图案的OPC后轮廓由于光刻系统的聚焦条件的改变所致的移动量，并且其中所述目标图案的轮廓与所述成组多边形的边基本上重合；
用于基于所述对聚焦敏感的成本函数来计算成本协方差场(CCF场)的装置，其中所述CCF场是二维(2D)映射，所述映射代表由于在所述OPC后掩膜布局内的给定位置添加图案所致的对所述对聚焦敏感的成本函数的改变；以及
用于使用所述CCF场以评估用于所述OPC后掩膜布局的所述辅助特征布置的质量的装置。
27.根据权利要求26所述的设备，其中用于使用所述CCF场以评估用于所述OPC后掩膜布局的所述辅助特征布置的质量的装置包括
用于将所述CCF场与用于所述辅助特征布置的布置映射相乘以获得加权CCF场的装置，其中所述布置映射在正辅助特征的位置等于一、在负辅助特征的位置等于负一、在无辅助特征的位置等于零；
用于对所述加权CCF场求积分以获得质量指示符的装置；以及
用于基于所述质量指示符来评估所述辅助特征布置的质量的装置。
28.根据权利要求27所述的设备，其中用于基于所述质量指示符来评估所述辅助特征布置的质量的装置包括
用于比较与第一辅助特征布置关联的第一质量指示符和与第二辅助特征布置关联的第二质量指示符的装置；以及
用于标识与所述第一和第二质量指示符中的较小质量指示符关联的较佳辅助特征布置的装置。
29.一种确定光学邻近校正后(OPC后)掩膜布局内的辅助特征布置的系统，包括
处理器；
存储器；
接收机构，配置成接收代表OPC前掩膜布局中的成组多边形的成组目标图案；
构造机构，配置成基于所述目标图案来构造对聚焦敏感的成本函数，其中所述对聚焦敏感的成本函数代表所述目标图案的OPC后轮廓由于光刻系统的聚焦条件的改变所致的移动量，并且其中所述目标图案的轮廓与所述成组多边形的边基本上重合；
计算机构，配置成基于所述对聚焦敏感的成本函数来计算成本协方差场(CCF场)，其中所述CCF场是二维(2D)映射，所述映射代表由于在所述OPC后掩膜布局内的给定位置添加图案所致的对所述对聚焦敏感的成本函数的改变；以及
生成机构，配置成基于所述CCF场来生成用于所述OPC后掩膜布局的辅助特征。
30.一种评估光学邻近校正后(OPC后)掩膜布局内的辅助特征布置的质量的系统，包括
处理器；
存储器；
接收机构，配置成接收代表OPC前掩膜布局中的成组多边形的成组目标图案，其中所述接收机构还被配置成接收用于所述OPC掩膜布局的辅助特征布置；
构造机构，配置成基于所述目标图案来构造对聚焦敏感的成本函数，其中所述对聚焦敏感的成本函数代表所述目标图案的OPC后轮廓由于光刻系统的聚焦条件的改变所致的移动量，并且其中所述目标图案的轮廓与所述成组多边形的边基本上重合；
计算机构，配置成基于所述对聚焦敏感的成本函数来计算成本协方差场(CCF场)，其中所述CCF场是二维(2D)映射，所述映射代表由于在所述OPC后掩膜布局内的给定位置添加图案所致的对所述对聚焦敏感的成本函数的改变；以及
评估机构，配置成使用所述CCF场以评估用于所述OPC后掩膜布局的所述辅助特征布置的质量。
31.根据权利要求30所述的系统，其中所述评估机构被配置成
将所述CCF场与用于所述辅助特征布置的布置映射相乘以获得加权CCF场，其中所述布置映射在正辅助特征的位置等于一、在负辅助特征的位置等于负一、在无辅助特征的位置等于零；
对所述加权CCF场求积分以获得质量指示符；以及
基于所述质量指示符来评估所述辅助特征布置的质量。
全文摘要
本发明涉及基于对聚焦敏感的成本协方差场的辅助特征布置。本发明的一个实施例提供一种确定光学邻近校正后(OPC后)掩膜布局内的辅助特征布置的系统。在操作期间，该系统接收代表OPC前掩膜布局中的成组多边形的成组目标图案。该系统然后基于目标图案来构造对聚焦敏感的成本函数，其中对聚焦敏感的成本函数代表目标图案的OPC后轮廓由于光刻系统的聚焦条件的改变所致的移动量。注意目标图案的轮廓与成组多边形的边基本上重合。接着，该系统基于对聚焦敏感的成本函数来计算成本协方差场(CCF场)，其中CCF场是二维(2D)映射，该映射代表由于在OPC后掩膜布局内的给定位置添加图案所致的对聚焦敏感的成本函数的改变。最后，该系统基于CCF场来生成用于OPC后掩膜布局的辅助特征。
文档编号G06F17/50GK101727516SQ20091017400
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月16日 优先权日2008年10月31日
发明者L·D·巴恩斯, B·D·佩恩特, 彦其良, 范永发, 李建良, A·普纳瓦拉 申请人:新思科技有限公司