CN104678694A - 版图修正方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明一种版图修正方法与设备。所述版图修正方法包括：获取原始版图，所述原始版图包括至少一个图形；获取所述图形的轮廓中呈台阶的部分，包括相互平行的第一线段、第二线段以及与所述第一线段、第二线段均相交的第三线段；获取第三线段尺寸小于阈值的台阶作为待处理台阶；对所述待处理台阶进行预处理，包括：将待处理台阶的一部分替换为由多条线段依次成钝角相交连接的折线段，所述折线段的多条线段的交点、以及与第一、第二线段的交点拟合而成的第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角随着所述第三线段尺寸的减少而减小；以及对预处理后的版图进行光学邻近修正。采用经过预处理的版图图形，有利于进行光学邻近修正过程。

Description

版图修正方法及设备

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及一种版图修正方法及版图修正设备。

背景技术

半导体制造工艺中，经常需要制作掩膜。掩膜的成型质量直接影响在晶圆上制作的图形的质量。随着半导体工艺节点的不断缩小，器件特征尺寸不断接近甚至小于光源的波长。在此情况下，光学邻近效应成为不得不考虑的因素。

现有的掩膜版图制作过程中，先根据需在晶圆上制作的器件图形以及光学原理设计出原始版图。图1和图2分别示出了需在晶圆上制作的器件图形的示例（以虚线为外框）及根据所述器件图形设计出的原始版图。然后，将设计出的原始版图转移至掩膜板上。然而，转移至掩膜板上的图形往往与原始版图存在差距，例如，原始版图中的直角在转移至掩膜板上后会形成圆角（rounding）。采用这种存在偏差的实际掩膜图形制作的器件图形也会与预期不符。

因此，需要提供一种更精确的版图修正方法及设备。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种更精确的版图修正方法与设备。

为解决上述问题，本发明提供一种版图修正方法，包括：

获取原始版图，所述原始版图包括至少一个图形；

获取所述图形的轮廓中呈台阶的部分，所述台阶包括相互平行的第一线段、第二线段以及与所述第一线段、第二线段均相交的第三线段；

获取第三线段尺寸小于阈值的台阶作为待处理台阶；

对所述待处理台阶进行预处理，所述预处理包括：将所述待处理台阶的一部分替换为由多条线段依次成钝角相交连接的折线段，所述折线段与所述第一线段的一部分相交于第一交点、所述折线段与所述第二线段的一部分交于第二交点，所述折线段的多条线段的交点、所述第一交点及所述第二交点拟合而成的第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角随着所述第三线段尺寸的减少而减小；以及

对预处理后的版图进行光学邻近修正。

可选地，所述多条线段包括N条与所述第一线段平行的第一组线段，及N+1条相互平行且与所述第一组线段依次成钝角相交连接的第二组线段，其中N大于等于1。

可选地，所述多条线段的交点、所述第一交点及所述第二交点中分布在所述第四直线一边的点和分布在所述第四直线另一边的点数量相等，且与所述第四直线的距离相等。

可选地，所述第四直线与所述多条线段的交点平分所述第四直线在所述第一、第二线段之间的部分。

可选地，所述第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角的正切值与所述第三线段的尺寸成正比。

可选地，所述多条线段的数量范围是3至15。

可选地，所述阈值为采用所述原始版图中的直角图形进行图形化所形成的圆角半径的两倍。

相应地，本发明提供一种版图修正设备，包括：

检测单元，用于检测原始版图的图形，并获取所述图形的轮廓中呈台阶的部分，所述台阶包括相互平行的第一线段、第二线段以及与所述第一线段、第二线段均相交的第三线段；

判断单元，用于判断获取的所述台阶的第三线段尺寸是否小于阈值；

预处理单元，用于对第三线段尺寸小于阈值的台阶进行预处理，所述预处理包括：将所述待处理台阶的一部分替换为由多条线段依次成钝角相交连接的折线段，所述折线段与所述第一线段的一部分相交于第一交点、所述折线段与所述第二线段的一部分交于第二交点，所述折线段的多条线段的交点、所述第一交点及所述第二交点拟合而成的第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角随着所述第三线段尺寸的减少而减小；以及

修正单元，用于对预处理后的版图进行光学邻近修正。

可选地，所述多条线段包括N条与所述第一线段平行的第一组线段，及N+1条相互平行且与所述第一组线段依次成钝角相交连接的第二组线段，其中N大于等于1。

可选地，所述多条线段的交点、所述第一交点及所述第二交点中分布在所述第四直线一边的点和分布在所述第四直线另一边的点数量相等，且与所述第四直线的距离相等。

可选地，所述第四直线与所述多条线段的交点平分所述第四直线在所述第一、第二线段之间的部分。

可选地，所述第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角的正切值与所述第三线段的尺寸成正比。

可选地，所述多条线段的数量范围是3至15。

可选地，所述阈值为采用所述原始版图中的直角图形进行图形化所形成的圆角半径的两倍。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

按照本发明实施例进行预处理的版图图形，与将其转移至掩膜板上形成的图形更加接近。即，采用本发明实施例的经过预处理的版图图形，能够更加准确地预见将其转移到掩膜板上后的图形，从而更好地控制光学邻近修正过程，有利于对版图的修正进行控制。

附图说明

图1示出了需在晶圆上制作的器件图形的示例。

图2示出了根据图1所示的器件图形设计出的原始版图图形。

图3示出了本发明实施例的版图修正方法的流程示意图。

图4示出了本发明实施例的一个原始版图一部分的示例。

图5示出了图4中的台阶205a及205b的放大示意图。

图6示出了台阶205b及其对应的斜坡图形。

图7示出了本发明实施例的经过预处理的台阶的示例。

图8示出了本发明又一实施例的经过预处理的台阶的示例。

图9示出了本发明实施例的版图修正设备的框图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种版图修正方法及设备。按照本发明实施例进行预处理的版图图形，与将其转移至掩膜板上形成的图形更加接近。即，采用本发明实施例的经过预处理的版图图形，能够更加准确地预见将其转移到掩膜板上后的图形，从而更好地控制光学邻近修正过程，有利于对版图的修正进行控制。

图3示出了本发明实施例的版图修正方法的流程示意图。所述版图修正方法包括：

步骤S101，获取原始版图，所述原始版图包括至少一个图形；

步骤S103，获取所述图形的轮廓中呈台阶的部分，所述台阶包括相互平行的第一线段、第二线段以及与所述第一线段、第二线段均相交的第三线段；

步骤S105，获取第三线段尺寸小于阈值的台阶作为待处理台阶；

步骤S107，对所述待处理台阶进行预处理，所述预处理包括：将所述待处理台阶的一部分替换为由多条线段依次成钝角相交连接的折线段，所述折线段与所述第一线段的一部分相交于第一交点、所述折线段与所述第二线段的一部分交于第二交点，所述折线段的多条线段的交点、所述第一交点及所述第二交点拟合而成的第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角随着所述第三线段尺寸的减少而减小；以及

步骤S109，对预处理后的版图进行光学邻近修正。

下面将结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

参考图3，执行步骤S101，获取原始版图20，所述原始版图20至少包括一个图形201。

图4示出了本发明实施例的一个原始版图一部分的示例。所述原始版图20（以图中虚线为边框）为根据需在晶圆上形成的图形器件结构设计出的版图。所述原始版图20至少包括一个图形201，所述图形201具有轮廓，图4示出的图形轮廓呈现台阶形状。以图示的虚线边框底部向右为基准方向，所述图形201的轮廓线包括与基准方向成0°夹角的水平线段，以及与基准方向成90°夹角的垂直线段。

继续参考图4，执行步骤S103，获取所述图形201的轮廓中呈台阶的部分，所述台阶包括相互平行的第一线段、第二线段以及与所述第一线段、第二线段均相交的第三线段。

通过对所述版图20中的图形轮廓进行检测，可以获得图形中的待处理部分，即直角部分以及呈台阶的部分。以图4所示的原始版图20为例，可以获得需要处理的直角部分203a、203b（图中以圆形虚线框示出）和台阶部分205a、205b（图中以圆形虚线框示出）。由于对直角部分的处理与现有技术类似，在此不再赘述。以下详述对台阶的处理。

图5示出了图4中的台阶205a及205b的放大示意图。一个台阶有三条线段构成，分别为相互平行的第一线段和第二线段，以及与所述第一线段和第二线段均相交的第三线段。所述第一线段和第二线段分别位于所述第三线段的两边。由于通常原始版图图形的轮廓只包括与上述基准方向成0°和90°的线段，因此所述第一线段和第二线段分别与所述第三线段垂直。因此，一个台阶包括两个直角，所述第三线段的尺寸即台阶的高度。

执行步骤S105，获取第三线段尺寸小于阈值的台阶作为待处理台阶。

对于不同高度的台阶，处理的方式不同。一些实施例中，通过实验数据可知原始版图中的直角图形转移至掩膜板上所对应的圆角图形的半径R大致为多少，可以将所述圆角半径R的两倍作为阈值。当台阶的高度大于所述阈值时，例如，台阶205a，该台阶包括的两个直角可以各自作为独立的直角图形进行处理，例如，各自切去自直角顶点开始长度大约为R的线段形成开口，然后用一条线段封闭该开口。当台阶的高度小于所述阈值时，例如，台阶205b，将该台阶作为待处理台阶进行如下处理。

执行步骤S107，对所述待处理台阶205b进行预处理，所述预处理包括：将所述待处理台阶205b的一部分替换为由多条线段依次成钝角相交连接的折线段，所述折线段与所述第一线段的一部分相交于第一交点、所述折线段与所述第二线段的一部分交于第二交点，所述折线段包括的多条线段的交点、所述第一交点及所述第二交点拟合而成的第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角随着所述第三线段尺寸的减少而减小。

经过实际的掩膜制作，原始版图中的台阶图形会转化成斜坡图形，而且，随着所述台阶高度的减小，其对应的斜坡图形也会变得更加平坦。图6示出了所述台阶205b及其对应的斜坡图形。图6中的虚线示出了将所述台阶205b转移至掩膜板后形成的斜坡的大致的坡面轮廓线，所述坡面轮廓线大致与所述第三线段交于各自的中点。发明人发现，所述坡面轮廓线与所述第一、第二线段形成的锐角夹角随着所述台阶高度的减小而减小。通过大量实验，发现所述锐角夹角的正切值与所述台阶高度大致成反比。可知，如果对所述台阶205b经过预处理后，其图形能够接近于如图6所示的斜坡，会有利于后续的光学邻近修正，进而提高版图修正的精度。

下面给出几种预处理的示例。

图7示出了本发明实施例的经过预处理的台阶的示例。如图7所示，图6中的台阶205b经过预处理后形成台阶205c。所述台阶205b的一部分被替换成由多条线段依次成钝角相交连接的折线段。具体地，所述台阶205b第一线段AD的一部分CD、第三线段DJ、以及第二线段JM的一部分JK（图7中点划线所示）被替换成折线段CFHK。所述折线段包括一条与所述第一、第二线段平行的线段FH，以及分别连接于线段FH两端、与线段FH各成135°角的线段CF和HK。所述折线段CFHK与所述第一线段的剩余部分AC交于第一交点C，与所述第二线段的剩余部分KM交于第二交点K。图7中的线段AB、虚线段BL及线段LM构成的图形大致示出了将所述台阶205b经过实际掩膜制作转移至掩膜板上后对应的斜坡图形，其中虚线段BL代表实际掩膜制作后对应于所述台阶205b的斜坡图形的坡面轮廓线，与被替换的第三线段DJ交于各自的中点G。通过将所述台阶205b的一部分替换成如图7所示的多个钝角台阶图形，使得预处理过后的台阶205c更加接近于所述台阶205b对应的斜坡图形。所述多个钝角台阶图形的转折点，即所述折线段CFHK包括的多条线段的交点F、H，以及所述第一交点C和所述第二交点K的拟合直线与所述第一、第二线段形成的锐角夹角随着所述第三线段DJ的尺寸的减小而减小，从而使得钝角台阶图形的大致延伸趋势符合实际掩膜制作所成图形的变化规律。

在一些实施例中，所述多个钝角台阶的转折点F、H、C和K的拟合直线与所述坡面轮廓线BL重合，即，使得图7中多个钝角台阶的转折点大体沿着所述坡面轮廓线BL分布，从而达到更好的模拟效果。在一些实施例中，分布在所述拟合直线（即所述坡面轮廓线BL所在的直线）两边的钝角台阶转折点F、H、C和K的数量相等，且距离所述坡面轮廓线BL的距离也相等，从而使得各点距离所述坡面轮廓线BL的距离都不至于过大，进一步改善模拟效果。

由几何原理可知，上述配置下的折线段与所述坡面轮廓线BL（即所述拟合直线位于所述第一、第二线段之间的部分）的交点平分所述坡面轮廓线BL，即交点E、G和H四等分线虚段BL，由此，可以确定折线段的形成方法。

一些实施例中，首先确定构成折线段的线段的个数。例如，若要形成两个钝角台阶图形，则需形成一条与所述第一、第二线段平行的平行线段，以及两条与所述平行线段成钝角相交连接的倾斜线段。然后，确定所述平行线段的长度。经过几何分析，可得式（1）和式（2）：

tan(x)=C/H    式（1）

d=H/2*[cot(x)-1]    式（2）

其中，x代表所述虚线段BL与所述第一、第二线段所成的锐角夹角，C为一个实验获得的常数，H为所述第三线段的尺寸，即台阶高度，d为所述平行线段的长度。

设1/2C为常数A，由式（1）和式（2）可得式（3）：

d=A*H²-H/2    （3）。

所述平行线段与所述第三线段垂直相交于各自的中点。确定所述平行线段的长度，即可形成所述平行线段。然后，自所述平行线段的两端点出发，各自形成所述倾斜线段，所述倾斜线段与所述平行线段各呈135°夹角，各与所述第一、第二线段相交于第一交点和第二交点。然后，去除所述第三线段，以及所述第一、第二线段自所述第一、第二交点起至所述第三线段的部分。由此，完成对该台阶图形的预处理。

图8示出了本发明又一实施例的经过预处理的台阶的示例。如图8所示，图6中的台阶205b经过预处理后形成台阶205d。原始台阶205b的第一线段ac的一部分bc、第三线段ck、以及第二线段km的一部分kl（图8中点划线示出）被替换。替换后形成的台阶205d包括三个钝角台阶，由第一线段的剩余部分ab、折线段bdfhjl以及第三线段的剩余部分lm构成。所述折线段bdfhjl与所述第一线段的剩余部分ab交于第一交点b，与所述第二线段的剩余部分lm交于第二交点l。所述折线段bdfhjl包括两条平行线段df和hj，以及三条与所述平行线段成135°钝角的倾斜线段bd、fh和jl。三个钝角台阶的转折点b、d、f、h、j和l的拟合曲线与斜面轮廓线bl（图8中虚线示出）重合。一些实施例中，分布在所述拟合直线（即所述斜面轮廓线bl所在的直线）一边的转折点d、h和另一边的转折点f、j数量相等，且距离所述拟合直线的距离相等，从而实现更好的拟合效果。由于具有了更多的钝角台阶，使得经过预处理的台阶图形205d更加接近于实际制成的斜坡图形，实现了更好的效果。

由几何原理可知，上述配置中，所述折线段bdfhjl与所述斜面轮廓线bl（即所述拟合直线位于所述第一、第二线段之间的部分）的交点e、g和i平分所述虚线段bl，由此可得所述折线段bdfhjl的具体形成方法。具体可参考上述实施例。

由上述实施例可知，预处理过后的台阶图形具有的钝角台阶越多、钝角台阶的转折点在拟合直线两边分布地越均匀、转折点距离拟合直线距离越近，则模拟的效果越好，进而使得版图修正的精度越高。然而，钝角台阶的数量不能过多，否则会增大计算量，影响效率，而且使得预处理过后的图形中线段尺寸过小，不利于后期的模拟。因此，钝角台阶的数量在2至8个之间较为适宜。由于形成N个台阶（N大于等于2）需要N-1条平行线段和N条倾斜线段，相应地，所述折线包括的多条线段的数量范围在3至15之间较为适宜。

执行步骤S109，对预处理后的版图进行光学邻近修正。

由于所述经过预处理后的版图图形与其对应的实际掩膜图形更加接近，因此采用该版图图形进行光学邻近修正（Optical Proximity Correction，OPC），能够更好地预见实际制成的掩膜图形，从而更好地模拟器件结构的形成。经过OPC的迭代过程，最终形成版图图形，经过实际掩膜制作及采用该掩膜进行器件结构的制作，能够获得更理想的器件图形。S109为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

相应地，本发明还提供一种版图修正设备。图9示出了本发明实施例的版图修正设备300的框图。所述版图修正设备300包括：

检测单元301，用于检测原始版图的图形，并获取所述图形的轮廓中呈台阶的部分，所述台阶包括相互平行的第一线段、第二线段以及与所述第一线段、第二线段均相交的第三线段；

判断单元303，用于判断获取的所述台阶的第三线段尺寸是否小于阈值；

预处理单元305，用于对第三线段尺寸小于阈值的台阶进行预处理，所述预处理包括：将所述待处理台阶的一部分替换为由多条线段依次成钝角相交连接的折线段，所述折线段与所述第一线段的一部分相交于第一交点、所述折线段与所述第二线段的一部分交于第二交点，所述折线段的多条线段的交点、所述第一交点及所述第二交点拟合而成的第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角随着所述第三线段尺寸的减少而减小；以及

修正单元307，用于对预处理后的版图进行光学邻近修正。

对所述版图修正设备300各单元的具体配置可以参考上述实施例，在此不再赘述。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以作出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种版图修正方法，其特征在于，包括：

获取原始版图，所述原始版图包括至少一个图形；

获取所述图形的轮廓中呈台阶的部分，所述台阶包括相互平行的第一线段、第二线段以及与所述第一线段、第二线段均相交的第三线段；

获取第三线段尺寸小于阈值的台阶作为待处理台阶；

对所述待处理台阶进行预处理，所述预处理包括：将所述待处理台阶的一部分替换为由多条线段依次成钝角相交连接的折线段，所述折线段与所述第一线段的一部分相交于第一交点、所述折线段与所述第二线段的一部分交于第二交点，所述折线段的多条线段的交点、所述第一交点及所述第二交点拟合而成的第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角随着所述第三线段尺寸的减少而减小；以及

对预处理后的版图进行光学邻近修正。

2.如权利要求1所述的版图修正方法，其特征在于，所述多条线段包括N条与所述第一线段平行的第一组线段，及N+1条相互平行且与所述第一组线段依次成钝角相交连接的第二组线段，其中N大于等于1。

3.如权利要求1所述的版图修正方法，其特征在于，所述多条线段的交点、所述第一交点及所述第二交点中分布在所述第四直线一边的点和分布在所述第四直线另一边的点数量相等，且与所述第四直线的距离相等。

4.如权利要求1所述的版图修正方法，其特征在于，所述第四直线与所述多条线段的交点平分所述第四直线在所述第一、第二线段之间的部分。

5.如权利要求1所述的版图修正方法，其特征在于，所述第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角的正切值与所述第三线段的尺寸成正比。

6.如权利要求1所述的版图修正方法，其特征在于，所述多条线段的数量范围是3至15。

7.如权利要求1所述的版图修正方法，其特征在于，所述阈值为采用所述原始版图中的直角图形进行图形化所形成的圆角半径的两倍。

8.一种版图修正设备，包括：

检测单元，用于检测原始版图的图形，并获取所述图形的轮廓中呈台阶的部分，所述台阶包括相互平行的第一线段、第二线段以及与所述第一线段、第二线段均相交的第三线段；

判断单元，用于判断获取的所述台阶的第三线段尺寸是否小于阈值；

预处理单元，用于对第三线段尺寸小于阈值的台阶进行预处理，所述预处理包括：将所述待处理台阶的一部分替换为由多条线段依次成钝角相交连接的折线段，所述折线段与所述第一线段的一部分相交于第一交点、所述折线段与所述第二线段的一部分交于第二交点，所述折线段的多条线段的交点、所述第一交点及所述第二交点拟合而成的第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角随着所述第三线段尺寸的减少而减小；以及

修正单元，用于对预处理后的版图进行光学邻近修正。

9.如权利要求8所述的版图修正设备，其特征在于，所述多条线段包括N条与所述第一线段平行的第一组线段，及N+1条相互平行且与所述第一组线段依次成钝角相交连接的第二组线段，其中N大于等于1。

10.如权利要求8所述的版图修正设备，其特征在于，所述多条线段的交点、所述第一交点及所述第二交点中分布在所述第四直线一边的点和分布在所述第四直线另一边的点数量相等，且与所述第四直线的距离相等。

11.如权利要求8所述的版图修正设备，其特征在于，所述第四直线与所述多条线段的交点平分所述第四直线在所述第一、第二线段之间的部分。

12.如权利要求8所述的版图修正设备，其特征在于，所述第四直线与所述第一线段所形成的锐角夹角的正切值与所述第三线段的尺寸成正比。

13.如权利要求8所述的版图修正设备，其特征在于，所述多条线段的数量范围是3至15。

14.如权利要求8所述的版图修正设备，其特征在于，所述阈值为采用所述原始版图中的直角图形进行图形化所形成的圆角半径的两倍。