专利名称：用于半导体器件设计的掩膜数据的波前工程的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及具有掩膜数据并且可以被用来制造半导体器件的实例的半导体器件设计。更具体而言，本发明涉及对此掩膜数据执行波前工程以当在器件制造过程中使用时优化掩膜数据。
背景技术：
一种类型的半导体器件制造工艺被称为光刻术或简称光刻。在光刻中，诸如光致抗蚀剂(也可以简称为抗蚀剂)之类的材料通过光掩膜(也可以简称为掩膜)暴露于光源。最终去除被曝光的材料，使得不去除没有被曝光的材料。可另选地，可以最终去除没有被曝光的材料，使得不去除被曝光的材料。为了制造具有越来越小的特征的半导体器件，可以修改对应于这样的半导体器件的设计的光掩膜，以便适当地执行光刻。一种类型的修改方案被称为光学邻近校正(0PC，optical proximity correction)。OPC是用于补偿由于衍射或工艺效果造成的图像误差的光刻增强技术。例如，投影的图像可以显得带有诸如比设计的更窄或更宽的线宽度、圆形角代替正方形角等等之类的不规则性。 常规OPC通过以反偏置方式移动掩膜边缘，直到累积了充分的反偏置，使得图像不规则性被确定在一些成像条件的额定集合下被大致抵销，来校正这些错误。也可以通过在被写入光掩膜上的图案的稀疏区域中添加额外的多边形或其它特征来修改掩膜，使得掩膜的每个区域都包含具有类似间隔和密度的图案。这些额外的特征被称为辅助特征，并随着工艺条件的波动而趋向于减小印刷的特征中的变化性。多边形边缘的常规调整和辅助特征的插入在此处都被称为常规0PC。另一种类型的修改方案是同时优化光源和光掩膜形状的源掩膜优化(SMO，sourcemask optimization)。SMO比如在常规OPC中所实现的简单地向光掩膜设计中添加辅助特征或在光掩膜内移动边缘更加复杂。在OPC中，光掩膜设计是根据反馈反偏置方法或根据对于辅助特征部署的规则来修改的。比较而言，在SMO中，对光掩膜设计进行更复杂的修改，以便优化掩膜图案，并同时优化照射掩膜的光源图案。在一个特定SMO方法中，确定光源和光学掩膜图案的最优集合，该集合通过使用优化技术来定义光刻曝光工艺内的优选照射和成像波。此时，光学掩膜图案被理想地表示在频域中或连续值。然后使用波前工程来确定一组实际可制造的掩膜图案，该组掩膜图案在被最优照射光束照射时能够产生最优成像波。如此，波前工程是指生成可制造的掩膜形状，当从曝光源中的某个点照射时，这些可制造的掩膜形状在由光刻曝光工具收集的光束内产生指定的光波。波可被在任意平面或表面上指定，因为已知波如何从一个表面传播到另一表面。两个自然的选择是指定曝光工具的投影透镜的光瞳中的波(该波处于，例如，衍射级振幅)，或作为包含掩膜形状的掩膜的出口面上的点处的场幅度。在后一种情况下，波可被理解为可以以像素值为单位的等效连续掩膜的透射的图。
发明内容
本发明的实施例的方法包括计算设备的处理器把光波数据分成多个区域。在把光波数据分成多个区域之后，处理器对每个区域的光波数据执行第一波前工程，只考虑每个区域的光波数据，而不考虑每个区域的多个邻近区域的光波数据。在对每个区域的光波数据执行第一波前工程之后，处理器基于第一波前工程的结果来规范化每个区域的光波数据。在规范化每个区域的光波数据之后，处理器至少基于已被规范化的每个区域的光波数据，对每个区域的光波数据执行第二波前工程。第二波前工程考虑每个区域的光波数据以及每个区域周围的包括每个区域的邻近区域的光波数据的保护带。在一个实施例中，该方法包括接收光波数据。光波数据可以根据一个或多个掩膜 设计工艺来生成。独立于这些掩膜设计工艺的类型并且不考虑这些掩膜设计工艺的类型来执行第一波前工程和第二波前工程。例如，光波数据可以通过独立地对每个区域并且并行地执行光学邻近校正(OPC)并通过把OPC的结果变换为光波数据(诸如通过傅里叶变换)来生成。值得注意的是，在此示例及其它示例中，光波数据被分成的多个区域对应于对其独立地并且并行地执行掩膜设计工艺的多个区域。作为第二示例，光波数据可通过独立地对每个区域并且并行地执行源掩膜优化(SMO)来生成。作为第三示例，多个区域可包括第一区域和第二区域。可以根据独立地对每个第一区域并且并行地执行的第一掩膜设计工艺来为第一区域生成光波数据。比较而言，可以根据独立地对每个第二区域并且并行地执行的第二掩膜设计工艺(不同于第一掩膜设计工艺)来为第二区域生成光波数据。例如，第一掩膜设计工艺可以是0PC，而第二掩膜设计工艺可以是SM0，其中，可以对具有相对稀疏的半导体器件浓度的区域执行0PC，而可以对具有相对密集的半导体器件浓度的区域执行SM0。本发明的一个实施例的计算机可读介质存储了计算机程序。由计算设备的处理器对计算机程序的执行导致方法被执行。该方法把半导体器件设计的光波数据分成多个区域。在把光波数据分成多个区域之后，该方法对每个区域的光波数据执行第一波前工程，只考虑每个区域的光波数据，而不考虑每个区域的多个邻近区域的光波数据。在对每个区域的光波数据执行第一波前工程之后，该方法基于第一波前工程的结果来规范化每个区域的光波数据。在规范化每个区域的光波数据之后，该方法方法至少基于已被规范化的每个区域的光波数据，对每个区域的光波数据执行第二波前工程。第二波前工程考虑每个区域的光波数据以及每个区域周围的包括每个区域的邻近区域的光波数据的保护带。本发明的一个实施例的半导体器件通过使用掩膜来制造。掩膜是通过执行一种方法来生成的。该方法包括计算设备的处理器把光波数据分成多个区域。在把光波数据分成多个区域之后，处理器对每个区域的光波数据执行第一波前工程，只考虑每个区域的光波数据，而不考虑每个区域的多个邻近区域的光波数据。在对每个区域的光波数据执行第一波前工程之后，处理器基于第一波前工程的结果来规范化每个区域的光波数据。在规范化每个区域的光波数据之后，处理器至少基于已被规范化的每个区域的光波数据，对每个区域的光波数据执行第二波前工程。第二波前工程考虑每个区域的光波数据以及每个区域周围的包括每个区域的邻近区域的光波数据的保护带。
图I是根据本发明的一个实施例的方法的流程2、3、4A和4B是描绘了根据本发明的不同实施例的图I的方法的各个部分的代表性执行的图示。图5是描绘了根据本发明的一个实施例的如何对于代表性区域执行图I的第二波前工程的图示。图6是描绘了根据本发明的一个实施例的如何在逐个区域组的基础上执行图I的第二波前工程的图示。图7A和7B是描绘了根据本发明的不同实施例的可对其执行图I的方法的不同类型的光掩膜的图示。·
具体实施例方式如在背景部分所指出的，可以对优化的波执行波前工程以便进行光刻成像，使得利用通过波前工程产生的掩膜图案的后续光刻能够在制造过程中适当地在，例如，包含半导体器件的半导体晶片上光刻印刷期望的特征。为了加快波前工程的执行，一种现有技术方法把优化的光波数据分成若干个工作单元，并独立地并且常常并行地对每个工作单元执行波前工程。即，每个工作单元都被独立地执行波前工程，如果不是同时地执行，也是与每个其它工作单元并发地执行波前工程。甚至在串行地处理独立工作单元时，如果处理操作包含不利的非线性(当工作被分成单独的部分时，其影响被减小)，总处理时间通常也将被缩短。此方法在工作单元之间的边界处会发生问题。一旦对每个工作单元执行波前工程，工作单元必须被“缝合”回一起以实现所讨论的光掩膜。然而，由于波前工程是独立地对每个工作单元执行的，因此，在工作单元被缝合到一起的工作单元的边界处可能会存在不一致性和不兼容性。为了最小化这些不一致性和不兼容性，现有技术方法在对给定工作单元执行波前工程时考虑该给定工作单元周围的“保护带”。该保护带考虑了每个工作单元内与给定工作单元紧邻的一部分光波数据。然而，此应对方案并不会完全消除工作单元的边界处的不一致性和不兼容性。这是因为保护带考虑了每个工作单元内与给定工作单元紧邻的一部分原始光波数据。即，保护带不能考虑在每个近邻工作单元内的波前工程之后的实际掩膜形状数据的一部分。这是因为，每个工作单元的光波数据都是独立地并且常常与每个其它工作单元的光波数据并行(并发)地进行波前工程。每个工作单元的波前工程只对每个工作单元的原始光波数据进行访问。在用于设计使用重叠工作单元来处理的大面积的光刻掩膜(诸如其特征利用光学邻近校正(OPC)或利用辅助特征布局来处理的大掩膜)的其它方法中，也会出现类似的不兼容性。一般而言，在作为单独的工作单元来处理的近邻掩膜区域的掩膜图案中，会出现不兼容性。本发明的各实施例克服了这些问题。具体而言，对光波数据执行两种类型的波前工程。光波数据被分成多个区域。对每个区域的光波数据执行第一波前工程，在此基础上，能够规范化每个区域的光波数据。此第一波前工程可以被视为粗略波前工程，因为它只考虑了每个区域的光波数据，而没有考虑任何邻近区域的光波数据。一旦每个区域的掩膜数据被规范化，就至少基于已经基于第一波前工程被规范化的每个区域的掩膜数据，对每个区域的掩膜数据执行第二波前工程。此第二波前工程可以被视为精细波前工程，因为它考虑了每个区域的掩膜数据，以及每个区域周围的包括邻近区域的掩膜数据的保护带。第二波前工程有效地把各区域缝合回一起，以形成可被用于光刻中的光掩膜。
在一个实施例中，可以通过把多个区域组织成组来执行第二波前工程。每个区域都只被分配给一个组。给定组的给定区域周围的保护带不重叠该给定组的任何其它区域，并且不重叠该给定组的任何其它区域周围的保护带。如此，可以并行地对每个组的各区域按顺序执行第二波前工程。例如，首先对一个组的各区域并行地执行第二波前工程，然后，对另一个组的各区域并行地执行，依次类推，直到所有组的各区域都被执行了第二波前工程。如此，可以执行波前工程，使得至少显著地消除各区域的边界处的不一致性和不兼容性。此外，在第二波前工程期间仍执行并行处理——逐个组地对各组的各区域——使得性能不会过分降低。如此，波前工程可以被视为源掩膜优化(SMO)的元素，如此，可以使用SMO步骤来生成被分成单独的工作单元用于可选地并行波前工程处理的光波的扩展集合。然而，也可以通过对掩膜图案的初步集合进行傅里叶变换来生成光波的扩展集合，其中，这里初步是指，图案还没有被完全设计。傅里叶变换提供从包含掩膜图案的掩膜向外衍射的振幅。可以可选地使用任何掩膜设计方法来设计初步掩膜图案，诸如SMO、OPC或辅助特征生成。然后，可以通过对波振辐的简单平均、提供初步掩膜图案的整个集合的衍射的振幅，来缝合近邻工作单元的光波。此平均可以是加权的，例如，利用倾斜的权重，使得在重叠的保护带的最靠近两个重叠的工作单元中的相应一个工作单元的中心的特定那一端，可以使较靠近的单元的波的权重更强。比较而言，在重叠的保护带的对端，可以加强另一个工作单元的图案的权重，权重被倾斜，诸如跨这两端之间的中间区域线性地倾斜。关于这一点，这样的光波与初步掩膜图案本身不同之处在于，后者通常是表示薄膜中的开口的形状，并 因此通常是二进制字符。当不兼容的二进制形状在相邻工作单元的保护带中重叠时，现有技术一般不能确定表示不兼容的形状之间的最优缝合折中的形状，因为这些二进制形状可能具有非常不同的不兼容拓扑。因此，在诸如OPC或辅助特征生成之类的不涉及SMO的掩膜设计工艺中，可以通过向单独的重叠工作区中的初步掩膜图案独立地应用OPC或辅助生成过程来形成初步掩膜设计，然后，通过首先对经过处理的初步设计进行傅里叶变换以获取光波的集合，来将这些设计缝合在一起。此后，通过，例如，倾斜的加权平均来把光波缝合在一起。然后，使用已缝合的波前工程来产生无缝合不兼容性的经过OPC或辅助的掩膜图案的缝合集合。在掩膜设计已经暂时地完成，但是随后发现了需要进一步改进的一定数量的有问题区域的情况下，也可以应用这样的步骤。每个有问题区域都可以作为单独的工作单元来处理，通过，例如，SM0，或诸如工艺-窗口 OPC之类的密集OPC方法，或利用辅助特征的已修改集合，来校正或改进此工作单元，然后，通过傅里叶变换，把工作区和重叠的保护带转换为光波。然后，通过，例如，倾斜的加权平均来把这些波缝合在一起。然后，使用已缝合的波前工程在与周围区域兼容的已校正区域中产生掩膜图案。因此，以这些方式避免了与现有技术相关联的问题。图I示出了根据本发明的一个实施例的方法100。该方法100可被实现为存储在计算机可读数据存储介质上的计算机程序。计算机可读数据存储介质可以是诸如动态随机存取存储器之类的易失性计算机可读介质，诸如硬盘驱动器或flash存储器之类的非易失性计算机可读介质，和/或另一种类型的计算机可读介质。诸如计算机之类的计算设备的处理器执行计算机程序以导致方法100的执行。如此，计算设备的处理器可以被视为执行方法100的每个部分。准备光学图案，作为用于波前工程的输入数据(101)。可以通过取晶片上的目标设计的傅里叶变换，或进行了 OPC的掩膜设计的傅里叶变换，或来自源掩膜优化(SMO)的输出，来准备光学图案。一般被统称为光波数据的这些光学域值通常是频域值，并且可以是连续的。光学图案表示理想掩膜形状和理想波前工程。比较而言，例如，空间域值可以表示实际掩膜形状，并且只能是二进制值，其中，例如，使用双音掩膜。例如，在玻璃掩膜上的铬的 情况下，掩膜的透射值是0或者I。不能有中间值，而比较而言，在光学图案中准许中间值。如此，可以根据诸如OPC或SMO之类的几乎任何类型的掩膜设计工艺来准备在部分101中接收的光波数据。例如，在OPC型工艺中，OPC通常不被视为生成光波数据。比较而言，方法100的部分101有利地——与此现有技术假设相反——把OPC的输出当作光波数据。如此，方法100作为整体，并且如此，本发明的各实施例提供了将非常一般类型的设计工艺缝合在一起，即使设计工艺本身不认为这样的缝合在一起是可能的。随着此处详细描述方法100，这将变得更明显。光学图案被分成多个区域(102)。如此，每个光学图案被分成的每个区域都包括光学域中的光学图案。图2示出了根据本发明的一个实施例的方法100的部分102的代表性
执行。掩膜数据200被分成区域202A、202B.....202N,统称为区域202。掩膜数据200可
以更一般地被称为光波数据。在图2的示例中，区域202是被组织成具有若干行和若干列的网格的矩形区域。为说明方便，在图2中只描绘了四行和四列。然而，在现实中，通常将有大量的行和大量的列，诸如数百行和数百列，如果不是更多的话。在图2中，示例性地示出了区域202的一个特定区域204。区域204被调用以示出每个区域202如何具有若干个邻近区域。具体而言，区域204具有八个邻近区域206A、206B、206C、206D、206E、206F、206G、以及206H，统称为邻近区域206。邻近区域206包括区域206B、206D、206E、以及206G，每个区域都与区域204共享一个边。邻近区域206还包括区域206A、206C、206F、以及206H，每个区域都与区域204共享一个角。回头参考图I，在掩膜数据(即，光波数据)被分成多个区域之后，对每个区域的掩膜数据(即，光波数据)执行被称为第一波前工程的操作(104)。在一个实施例中，可以对每个区域的掩膜数据(即，光波数据)并行地执行第一波前工程。即，对给定区域的掩膜数据(即，光波数据)的此波前工程可以与对每个其它区域的掩膜数据(即，光波数据)的此波前工程并行地执行。给定区域的第一波前工程只考虑该给定区域的掩膜数据，而不考虑诸如该给定区域的邻近区域之类的任何其它区域的掩膜数据(即，光波数据)。关于这一点，第一波前工程被视为粗略波前工程，因为当对给定区域执行波前工程时它不考虑给定区域的邻近区域。
第一波前工程把光学域中的掩膜数据(即，光波数据)的光学值转换到空间域。如此，原始光学图案值(即，光学值)被转换为空间值，其中，空间值表示实际掩膜形状。图3示出了根据本发明的一个实施例的方法100的部分104的代表性执行。图2的掩膜数据200在图3中被表示为掩膜数据200，，表示光学值已经根据第一波前工程被转换为空间值。如此，图2的区域202在图3中具有相对应的区域202'。如上文所指出的，掩膜数据200更一般地被称为光波数据。图2中的区域202表示光学值的区域，而图3中的区域202'表示光学值被转换到的空间值的区域。在图3中以分解方式描绘了区域202'，使得它们彼此不接触，以强调这样的事实通过只考虑区域202的掩膜数据(即，光波数据)，而不考虑任何其它区域202的掩膜数据(即，光波数据)，每个区域202都被转换为相对应的区域202'。例如，区域204'表示图2的相对应的区域204的光学值被转换到的空间值。在此转换中，图2的邻近区域206的光学值中没有一个以及图3中的邻近区域206'的空间值中没有一个被考虑。
回头参考图1，在执行第一波前工程之后，基于第一波前工程(106)的结果，规范化每个区域的掩膜数据(即，光波数据)。即，基于由第一波前工程所产生的所有区域的空间值，来规范化每个区域的光学值。这样的规范化确保每个区域都具有相同亮度或强度级。执行这个操作是因为最终当在光刻过程中使用光掩膜时，整个光掩膜都暴露于光源。即，光掩膜的所有区域都同时暴露于光源。部分106的规范化可被称为剂量匹配。剂量匹配确保每个区域中的掩膜数据(即，光波数据)的光学值都基于暴露于将在光刻过程中使用的相同“剂量”的光。在一个实施例中，规范化是按如下方式基于第一波前工程的结果来执行的。首先，在每个区域中都存在诸如分割的光学图案的衍射级值的平均值之类的光学值。这些值可以被表示为doInitA、doInitB、doInitC、. . .、doInitN。第一波前工程导致通过取每个经过波前工程的掩膜形状的傅里叶变换值的平均值来获取频域值。这些值可以被表示为doWeA、doWeB、doWeC、. . . doWeN。可以通过把前面的值除以后面的值，或(doInitA/doffeA)、(doInitB/doffeB)、(doInitC/doffeC)、 、(doInitN/doffeN)，来确定每个区域的转换效率。为规范化选择最小转换效率，这可以被表示为K。把每个初始光学值(S卩，doInitA、doInitB等等)乘以K以获取每个区域的规范化光学值。图4A示出了根据本发明的一个实施例的方法100的部分106的代表性执行。图2的掩膜数据200在图4A中被表示为掩膜数据200"，表示光学值已经被规范化(基于由第一波前工程所产生的空间值)。如此，图2的区域202在图4A中具有相对应的区域202A"、202B"、...202N"，统称为区域202"。如上文所指出的，掩膜数据200可以更一般地被称为光波数据。图2中的区域202表示未规范化的光学值的区域，而图4A中的区域202"表示已规范化的光学值的区域。区域202"在图4A中不是以分解的方式来描绘的。这是因为光学值是通过使用图3的所有区域202'的空间值来规范化的。即，如上文所指出的，分析所有区域202'的空间值，以最终定位最小转换效率值。根据此最小转换效率值，图2的区域202的光学值被规范化，以导致图4A的区域202"的规范化的光学值。因此，如此，可以说，使用图3的所有区域202'的空间值来生成区域202"的规范化的光学值。图4B示出了根据本发明特定实施例的如何把空间域值回复到光学域值。具体而言，图4B中的掩膜数据200'表示光学值根据第一波前工程被转换到的空间值。图4B中特别示出了两个区域202A'和202B'。加权函数404指示，对于区域202A'，当把区域202A'的空间值转换回光学值时，与区域202B'被使用的范围相对地区域202A'被使用的范围。加权函数404还指示，对于区域202B'，当把区域202B'的空间值转换回光学值时，与区域202A'被使用的范围相对地区域202A'被使用的范围。加权函数404被描绘成是线性斜线，但是，在其它实施例中，可以是另一种类型的加权函数。在区域402的左边，当把区域202A'的空间值转换回光学值时，不使用区域202B'中的任何一个(或者，换言之，只考虑区域202A')。然而，在区域402中，区域202A'的用于此转换的部分从左到右下降(在图4B的特定波函数404中线性地下降)，使得区域202B'的被使用的部分上升。同样，在区域402的右边，当把区域202B'的空间值转换回光学值时，不使用区域202A'中的任何一个(或者，换言之，只考虑区域202B')。然而，在区域402中，区域202a'的被用于此转换的部分从右到左上升(在图4B的特定波函数404中线性地上升)，使得区域202B'的被使用的部分下降。
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回头参考图1，在每个区域的掩膜数据(即，光波数据)被规范化之后，对每个区域的掩膜数据(即，光波数据)执行第二波前工程(108)。与部分104的第一波前工程不同，部分108中的给定区域的第二波前工程考虑了给定区域的掩膜数据(即，光波数据)以及给定区域的邻近区域的掩膜数据(即，光波数据)。关于这一点，第二波前工程被视为在粒度方面比第一波前工程更精细的精细波前工程，因为当对给定区域执行波前工程时它确实考虑了该给定区域的邻近区域。第二波前工程还把光学域中的掩膜数据的光学值转换到空间域。在不同的实施例中，被转换到空间域的掩膜数据的光学值可以是下列各项中的一项或多项。首先，光学值可以是由部分106的规范化产生的规范化的光学值。其次，在给定区域已经通过执行第二波前工程被转换为空间值的情况下，以及在把另一区域转换为空间值需要该给定区域的情况下，光学值可以是被转换回规范化的光学值的该给定区域的空间值。然后，在任一种情况下经由第二波前工程被转换为空间值的光学值最终是规范化的光学值。此外，掩膜数据(即，光波数据)的光学值被转换为空间域中的空间值所采用的方式可以是通常实现所采用的方式。由于给定区域的第二波前工程考虑了该给定区域的邻近区域，消除了这些区域的边界处的不一致性和不兼容性，关于这一点，在详细描述的稍后比较详细地进行了讨论。另外，还可以说，由于给定区域的第二波前工程考虑了该给定区域的邻近区域的事实，第二波前工程有效地把多个区域缝合在一起。在一个实施例中，波前工程——诸如第二波前工程——如2009年4月29日提出并分配了美国申请号 12/431，865 的标题为 “Method for forming arbitrary lithographicwavefronts using standard mask technology”的专利申请中所描述的那样来执行。在此方法中，解决了线性规划问题以获取优化的空间数据。在线性规划问题中，在涉及目标光学值和可制造性的各种约束下，最大化亮度或最小化掩膜错误增强因子(MEEF)可以被视为目标。图5说明性地描绘了根据本发明的一个实施例的相对于单个代表性区域的方法100的部分108的代表性执行。特别描绘了规范化的光学值的代表性区域204"以及其邻近区域。区域206A' " ,206B/ " ,206C/ "和206D'"通过三元组素数来表示，因为这些区域已经经受第二波前工程，并因此包含空间值。比较而言，区域206E"、206F"、206G"以及206H"通过双素数来表示，因为这些区域还没有经受第二波前工程，并因此包含规范化的光学值。图5的焦点是区域204"转换为区域204'"-即，根据第二波前工程，从规范化的光学值的区域到空间光学值的区域。图5中描绘了保护带502。保护带502描绘了当对区域204"执行第二波前工程以生成区域 204'"时，区域 206A' "、206B, "、206C' "、206D, "、206E"、206F"、206G"以及206H"中的每个区域被考虑的范围。即，当执行第二波前工程以生成区域204/ "时，考虑区域204"的邻近区域中的每个区域的一部分。从区域204"及其邻近区域生成区域204'"是基于这些区域的规范化的光学值进行的。然而，区域206A' " ,206B/ " ,206C/ "以及206D'"包含空间值，而不是光学值。因此，区域206A, "、206B' "、206C'"以及206W "的空间值被临时转换回规范化的光学值以便生成区域20V "。比较而言，区域206E"、206F"、206G"以及206H"仍包含规范化的光学值，为对区域204"执行第二波前工程以生成区域204'"，不必转换它 们。如上文所指出的，本发明的各实施例的第二波前工程消除了各区域的边界处的不一致性和不兼容性，而现有技术充其量可以最小化，但不能完全地消除这样的不一致性和不兼容性。由于在每个区域的基础上执行的波前工程的并行执行的本质，现有技术不能完全地消除它们。即，通过并行地对所有区域执行波前工程，使得与对一个区域执行的波前工程并行地和/或同时地对每个其它区域执行波前工程，各区域的边界处的依赖性无法在现有技术内被适应。如此，通过使用现有技术中的保护带，边界处的不一致性和不兼容性能够被最小化，但是无法完全地消除。比较而言，在本发明的一个实施例中，使用混合的顺序-并行方法来完全地消除各区域的边界处的这种不一致性和不兼容性。具体而言，各区域被适当地编组，其中，每个区域只被分配给一个组。此组织使得给定组的给定区域周围的保护带不重叠该给定组的任何其它区域，并且不重叠该给定组的任何其它区域周围的保护带。每个组内的各区域可以并行地经受第二波前工程，使得给定组内的每个区域与同一个组中的每个其它区域并发地和/或同时地经受第二波前工程。然而，顺序地处理组本身。例如，首先处理第一组的所有区域(即，通过并行地经受第二波前工程)，此后，处理第二组的所有区域等等。此方法顺序地使用并行性，因为任意给定时间，只是给定组的各区域并行地经受第二波前工程。顺序地处理不同的区域组。现在将详细地描述此方法。回头参考图1，在一个实施例中，如上文所指出的，通过首先把各区域组织成组
(110)来执行部分108。图6示出了根据本发明的一个实施例的如何把图2的掩膜数据200的区域202分成四个不同的组。在图6中的每个区域202的中间是一个字母，A、B、C或D。字母A、B、C和D对应于区域202被分成的四个组A、B、C和D，其中，特定区域202内部的字母表示该区域202所属的组。如上文所指出的，掩膜数据200可以更一般地被视为光波数据。区域202按如下方式被组织成这四个组A、B、C和D。网格的诸如第一行和第三行604A和604C之类的奇数编号的行的区域202被顺序地并重复地分配给从组A开始的组A、B、C和D。比较而言，诸如第二行和第四行604B和604D之类的偶数编号的行的区域202被顺序地并重复地分配给从组C开始的组A、B、C和D。这种把区域202组织成四个组A、B、C和D确保了给定区域周围的保护带不重叠同一个组中的任何其它区域，并且也不重叠同一个组中的任何其它区域的保护带。例如，在图6中，通过虚线602指出了属于组A的区域202周围的保护带。属于组A的每个这样的区域202周围的保护带不重叠同一个组A中的任何其它区域，并且不重叠组A中的任何其它区域的保护带。
因此，组A内的区域202可以并行地经受第二波前工程，完全去除边界处的不一致性和不兼容性，因为组A内的每个区域202的保护带不重叠组A内的任何其它区域202。这与现有技术不同，在现有技术中，并行地对区域进行波前工程导致被处理的区域的保护带重叠被处理的其它区域。例如，对于图6，在现有技术中，区域202A可以被与区域202B并行地处理。然而，区域202A的保护带与区域202B重叠，反之亦然。这意味着，当这两个区域202A和202B正在被同时处理时会发生竞争状况，使得区域202A和202B之间的边界处的不一致性和不兼容性充其量可以被最小化，但是，无法如在本发明的各实施例中的那样被消除。回头参考图1，当前组被设置为各区域被分成的组中的第一组(112)。并行地对当前组的所有区域执行第二波前工程(114)。此后，如果当前组不是最后一个组(116)，那么，当前组前进到下一个组(118)，对于新的当前组，在部分114重复方法100。一旦所有组的区域都经受了第二波前工程，使得当前组是最后一个组(116)，则部分108完成(120)。再次参考图6，首先，组A内的区域202并行地经受第二波前工程。当执行完此操作时，组B内的区域202并行地经受第二波前工程。当执行完此操作时，组C内的区域202并行地经受第二波前工程。当执行完此操作时，组D内的区域202并行地经受第二波前工程。如此，可以说，对给定组的一个区域的波前工程是与此给定组的其它区域并行地执行的，但是，给定组的该区域相对于其它组的各区域是串行地执行的(即，顺序地执行)。回头最后一次参考图1，一旦执行完第二波前工程，可以输出所产生的可制造掩膜形状数据，或将其用于制造半导体器件(122)的实例，后者如常规的那样。第二波前工程的结果是包括空间值的实际掩膜形状数据，其中，各区域的边界间的不一致性和不兼容性被消除。此掩膜数据表示诸如通过在显示设备上向用户显示、通过网络传递、使用打印设备打印、存储在存储设备中等等而可被输出的掩膜。最终，此掩膜数据所表示的掩膜在光刻中被用于制造具有掩膜所对应的设计的半导体器件的实例。如此，方法100提供了把非常一般的类型的掩膜设计工艺缝合在一起的方式，其中，为了效率起见，大多数掩膜设计工艺是在独立的工作单元中执行的。在除SMO外的所有现有技术中，掩膜设计工艺决不会被视为产生光波数据，比较而言，方法100假定这是起点。此外，甚至SMO也不会如在方法100中那样缝合光波数据，也不会随后缝合波前工程本身。由方法100中的波前工程产生的光波可以，例如，通过对独立地设计的工作单元(即，区域)的掩膜图案执行傅里叶变换来获取。一般而言，如此，方法100适用于各种类型的掩膜设计工艺，如SM0、0PC等等。方法100的关键是，可以独立地为所描述的区域生成光波数据，然后再根据方法100把它们缝合在一起。为了强调方法100的此优点，图7A和7B示出了根据本发明的不同实施例的可以对其执行方法100的两种不同类型的光掩膜。在图7A中，光掩膜700或掩膜数据被分成区域702A、702B、...、702N，统称为区域702。可以对每个区域702独立地执行OPC，然后，执行傅里叶变换，以导致方法100对其起作用的光波数据。可另选地，可以独立地对每个区域702执行SM0，以导致方法100对其起作用的光波数据。S卩，只要掩膜设计工艺——诸如OPC或SMO——的结果导致光波数据，什么类型的掩膜设计工艺用于方法100以便起作用是没有关系的。如此，方法100是可以把独立于每个其它区域702应用于每个区域702的这种掩膜设计工艺的结果缝合在一起的一般化方法。可以有利地使用并行性来逐个区域702地生成光波数据，然后，使用方法100来把不同区域702的光波数据缝合在一起。此外，在不同区域中也可以使用不同掩膜设计工艺。例如，在图7B中，光掩膜750或掩膜数据是用于诸如中央处理单元(CPU)之类的处理器的。光掩膜750具有主要区域752以及被统称为次要区域754的两个次要区域754A和754B。主要区域752具有相对稀疏的半导体器件浓度，而次要区域754具有相对密集的半导体器件浓度。在图7B的示例中，次要区域754可以对应于诸如图7B的处理器的2级(L2)高速缓存之类的静态随机存取存储 器(SRAM)。主要区域752可以被分成第一区域，而次要区域754可以被分成第二区域，在图7B中没有描绘。可以并行地对第一区域执行传统的0PC，并对结果执行傅里叶变换以产生光波数据，而并行地对第二区域执行SMO以导致光波数据。然后，通过执行方法100，把所有第一和第二区域的光波数据缝合在一起。如此，图7B示出了可以根据需要在不同区域中使用不同掩膜设计工艺，而这样的不均匀产生的光波数据仍可以根据方法100缝合在一起。这是有益的，因为光掩膜750的不同部分可以得益于不同类型的掩膜设计工艺。诸如区域752中的稀疏浓度的半导体器件能够被执行0PC，这通常比SMO执行得更快。比较而言，诸如区域754中的密集浓度的半导体器件可被执行SM0，这通常比OPC更慢地执行。换言之，由于方法100必须接收在逐个区域地的基础上独立生成的光波数据作为输入，使用什么掩膜设计工艺来生成给定区域的光波数据对方法100的最终性能没有关系。如图7B演示，可以使用OPC(随后，傅里叶变换)来生成一些区域的光波数据，而使用SMO来生成其它区域的光波数据。方法100独立于用于生成给定区域的光波数据的掩膜设计工艺，这意味着，可以使用不同掩膜设计工艺来生成不同区域的光波数据。值得注意的是，在图7A和7B中，在其上面独立地并且并行地执行诸如OPC和/或SMO之类的一个或多个掩膜设计工艺以产生光波数据的区域可以是掩膜数据作为整体在方法100的部分102中被分成的区域。换言之，在部分102把掩膜数据分成多个区域可以通过简单地使用对其执行掩膜设计工艺以产生光波数据的相同区域来实现。如此，在这样的实施例中，在部分102中把掩膜数据分成多个区域不是新的分割，而是在独立地并且并行地对这样的区域执行掩膜设计工艺之前被执行的相同分割。总之，值得注意的是，虽然此处示出并描述了特定实施例，但是，本领域技术人员可以理解，用于实现相同用途的任何方案都可以代替此处所示出的特定实施例。本发明的各实施例的其它应用和用途，除此处所描述的那些之外，服从至少一些实施例。本申请涵盖本发明的任何修改或变化。因此，本发明旨在仅由权利要求以及其等效内容加以限制。
权利要求
1.一种方法(100),包括 由计算设备的处理器把用于半导体器件设计的光波数据分成多个区域(102)； 在把所述光波数据分成多个区域之后，由所述处理器只考虑每个区域的所述光波数据，而不考虑每个区域的多个邻近区域的所述光波数据，对每个区域的所述光波数据执行第一波前工程(104)； 在对每个区域的所述光波数据执行所述第一波前工程之后，由所述处理器基于所述第一波前工程的结果，规范化每个区域的所述光波数据(106);以及 在规范化每个区域的所述光波数据之后，由所述处理器考虑每个区域的所述光波数据以及每个区域周围的包括每个区域的所述邻近区域的所述光波数据的保护带，至少基于已被规范化的每个区域的所述光波数据，对每个区域的所述光波数据执行第二波前工程(108)。
2.如权利要求I所述的方法，进一步包括接收所述光波数据(101)，其中，所述光波数据是根据一个或多个掩膜设计工艺生成的，使得独立于并且不考虑所述一个或多个掩膜设计工艺的一种或多种类型，来执行所述第一波前工程和所述第二波前工程， 其中，所述光波数据被分成的区域对应于已经对其独立地并且并行地执行了所述掩膜设计工艺的区域。
3.如权利要求I所述的方法，进一步包括接收所述光波数据(101)，其中，所述光波数据是通过独立地对每个区域并且并行地执行光学邻近校正(OPC)并把所述OPC的结果转换为所述光波数据来生成的。
4.如权利要求I所述的方法，进一步包括接收所述光波数据(101)，其中，所述光波数据是通过独立地对每个区域并且并行地执行源掩膜优化来生成的。
5.如权利要求I所述的方法，进一步包括接收所述光波数据(101)，其中，所述多个区域包括第一区域和第二区域，针对所述第一区域，已经根据独立地对每个第一区域并且并行地执行的第一掩膜设计工艺生成了所述光波数据，以及针对所述第二区域，已经根据独立地对每个第一区域并且并行地执行的第二掩膜设计工艺生成了所述光波数据。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述第一掩膜设计工艺是光学邻近校正，所述第二掩膜设计工艺是源掩膜优化。
7.如权利要求I所述的方法，进一步包括输出所述第二波前工程的结果(122)。
8.如权利要求I所述的方法，进一步包括使用所述第二波前工程的结果来制造所述半导体器件设计的半导体器件实例(122)。
9.如权利要求I所述的方法，其中，把所述光波数据分成多个区域包括把所述光波数据分成以具有行和列的网格组织的多个矩形区域。
10.如权利要求9所述的方法，其中，执行所述第二波前工程包括 把所述多个区域组织成四个组，其中，所述网格的奇数编号的行的所述区域被顺序地并重复地分配给从第一组开始的所述组，以及其中，所述网格的偶数编号的行的所述区域被顺序地并重复地分配给从第三组开始的所述组(110)； 以并行方式对所述第一组的所述区域执行所述第二波前工程(114)； 在对所述第一组的所述区域执行了所述第二波前工程之后，以所述并行方式对第二组的所述区域执行所述第二波前工程(114)；在对所述第二组的所述区域执行了所述第二波前工程之后，以所述并行方式对第三组的所述区域执行所述第二波前工程(114);以及 在对所述第三组的所述区域执行了所述第二波前工程之后，以所述并行方式对第四组的所述区域执行所述第二波前工程(114)。
11.如权利要求I所述的方法，其中，对每个区域的所述光波数据执行所述第一波前工程是只考虑每个区域的所述光波数据，而不考虑所述邻近区域的所述光波数据，而对每个区域以简单的并行方式执行的。
12.如权利要求I所述的方法，其中，对每个区域的所述光波数据执行所述第一波前工程包括从每个区域的最初在所述光波数据内存在的光学域值生成每个区域的空间域值。
13.如权利要求12所述的方法，其中，基于所述第一波前工程的所述结果来规范化每个区域的所述光波数据包括基于已经生成的所述空间域值来规范化所述光波数据内的每个区域的所述光学域值。
14.如权利要求13所述的方法，其中，对每个区域的所述光波数据执行所述第二波前工程包括从下列各项中的一项或多项生成每个区域的空间域值 通过规范化每个区域的所述光波数据而产生的每个区域的规范化光学域值； 从已经由所述第二波前工程生成的每个区域的所述空间域值转换回来的每个区域的规范化光学域值。
15.如权利要求I所述的方法，其中，执行所述第二波前工程包括 把所述多个区域组织成多个组，包括第一组和最后一个组，使得每个区域被分配给所述多个组中的一个组，并且使得给定组的给定区域周围的所述保护带不重叠所述给定组的任何其它区域，并且不重叠所述给定组的任何其它区域周围的所述保护带(110);以及 以并行方式顺序地对每个组的所述区域执行所述第二波前工程，使得所述第二波前工程以所述并行方式首先对所述第一组的所述区域执行，并且使得所述第二波前工程以所述并行方式最后对所述最后一个组的所述区域执行(114)。
16.如权利要求I所述的方法，其中，执行所述第二波前工程导致所述区域的所述光波数据被有效地缝合在一起。
17.如权利要求I所述的方法，其中，执行所述第二波前工程包括解决线性规划问题。
18.如权利要求I所述的方法，其中，所述第二波前工程在粒度方面比所述第一波前工程更精细。
19.一种具有在其上存储了当由计算设备的处理器执行时导致方法(100)被执行的计算机程序的计算机可读介质，所述方法包括 把半导体器件设计的光波数据分成多个区域(102)； 在把所述光波数据分成多个区域之后，只考虑每个区域的所述光波数据，而不考虑每个区域的多个邻近区域的所述光波数据，对每个区域的所述光波数据执行第一波前工程(104)； 在对每个区域的所述光波数据执行所述第一波前工程之后，基于所述第一波前工程的结果，规范化每个区域的所述光波数据(106);以及 在规范化每个区域的所述光波数据之后，考虑每个区域的所述光波数据，以及每个区域周围的包括每个区域的所述邻近区域的所述光波数据的保护带，至少基于已被规范化的每个区域的所述光波数据，对每个区域的所述光波数据执行第二波前工程(108)。
20.一种通过使用掩膜制造的半导体器件，所述掩膜是通过执行包括下列各项的方法(100)而生成的 由计算设备的处理器把半导体器件设计的光波数据分成多个区域(102)； 在把所述光波数据分成多个区域之后，由所述处理器只考虑每个区域的所述光波数据，而不考虑每个区域的多个邻近区域的所述光波数据，对每个区域的所述光波数据执行第一波前工程(104)； 在对每个区域的所述光波数据执行所述第一波前工程之后，由所述处理器基于所述第一波前工程的结果，规范化每个区域的所述光波数据(106);以及 在规范化每个区域的所述光波数据之后，由所述处理器考虑每个区域的所述光波数据以及每个区域周围的包括每个区域的所述邻近区域的所述光波数据的保护带，至少基于已被规范化的每个区域的所述光波数据，对每个区域的所述光波数据执行第二波前工程(108)。
全文摘要
把半导体器件设计的光波数据分成多个区域(102)。只考虑每个区域的光波数据，对每个区域的光波数据执行第一波前工程。基于第一波前工程，规范化每个区域的光波数据(106)。至少基于规范化的每个区域的光波数据，对每个区域的光波数据执行第二波前工程(108)。第二波前工程考虑每个区域的光波数据和每个区域周围的包括每个区域的邻近区域的光波数据的保护带。可以通过把多个区域组织成组来并行地顺序执行第二波前工程(110)。
文档编号G06F17/50GK102792303SQ201180013860
公开日2012年11月21日 申请日期2011年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者A·E·罗森布鲁斯, D·O·梅尔维利, S·巴格赫里, 井上忠宣, 牟田英正, 田克汉, 阪本正治 申请人:国际商业机器公司