帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法
【專利摘要】本發明提供了一種帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法，包括：第一步驟：獲得原始設計圖形和所有避讓層的設計版圖，并通過邏輯運算標記出設計版圖中允許加入冗余圖形的冗余區域；第二步驟：在計算機中使用設計規則檢查工具在冗余區域內添加長方形冗余圖形；第三步驟：將設計版圖劃分成多個獨立區域，使用計算機計算出每個獨立區域內設計圖形加上長方形冗余圖形后的區域密度；第四步驟：調整獨立區域的區域密度；第五步驟：使用設計規則檢查工具添加次分辨率輔助圖形。
【專利說明】
帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法
技術領域
[0001]本發明涉及半導體制造領域，更具體地說，本發明涉及一種帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法。
【背景技術】
[0002]在較小的技術節點下，冗余圖形作為可制造性設計(design for manufactory,DFM)的重要內容，對硅片表面的平坦化起著不可或缺的作用，進而減小硅片表面的凹凸不平對光刻工藝窗口的影響。而集成電路制造技術節點不斷向更小的關鍵尺寸發展對冗余圖形提出了更高的要求，例如沉積工藝的膜厚與圖形周長存在著相關性，周長越長，圖形側壁面積就越大，在相同的沉積條件和時間下，沉積厚度會越小，因此冗余圖形在設計和添加時不僅要考慮到它對平坦化工藝的影響，同時也要考慮使它的單位面積周長盡量接近設計圖形。
[0003]—般情況下，為了節約軟硬件資源和縮短掩模板出版時間，冗余圖形通常不做光學臨近修正(OPC);因此為了使它有足夠的光刻工藝窗口，單個冗余圖形的尺寸通常遠大于設計圖形；由此使得相比之下，冗余圖形的單位面積周長遠小于設計圖形。兩者的單位面積周長的巨大反差會引起版圖不同區域沉積厚度的不均，從而影響器件性能的均一性和可控性。在不改變冗余圖形總體圖形密度的情況下，縮小單個冗余圖形的尺寸是增大其單位面積周長的最佳途徑之一。但是在不做OPC的情況下，縮小冗余圖形的尺寸就有可能減小它本身的光刻工藝窗口，甚至引起光刻膠剝離等缺陷，影響產品良率。因此需要考慮在冗余圖形周圍添加次分辨率輔助圖形(sub resolut1n assist feature，SRAF)來提高它的光刻工藝窗口。
[0004]添加次分辨率輔助圖形是提高關鍵層設計圖形光刻工藝窗口的基本手段之一。次分辨率輔助圖形本身真實存在于掩模板上，但由于它本身的尺寸沒有達到光刻工藝的最小分辨率，因此不會在硅片上成像，但它的存在可以改變鄰近設計圖形的光學環境，因此在正確的位置上添加次分辨率輔助圖形可以提高孤立圖形的光刻工藝窗口。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠有利于沉積工藝和產品器件性能的控制的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法。
[0006]為了實現上述技術目的，根據本發明，提供了一種帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法，包括:
[0007]第一步驟:獲得原始設計圖形和所有避讓層的設計版圖，并通過邏輯運算標記出設計版圖中允許加入冗余圖形的冗余區域；
[0008]第二步驟:在計算機中使用設計規則檢查工具在冗余區域內添加長方形冗余圖形；
[0009]第三步驟:將設計版圖劃分成多個獨立區域，使用計算機計算出每個獨立區域內設計圖形加上長方形冗余圖形后的區域密度；
[0010]第四步驟:調整獨立區域的區域密度；
[0011]第五步驟:使用設計規則檢查工具添加次分辨率輔助圖形。
[0012]優選地，避讓層是需要與冗余圖形保持預定相對位置的層或標記層。
[0013]優選地，在第二步驟中，所述長方形冗余圖形的寬度大于當層設計圖形在當前技術節點下設計規則允許的最小值，而且所述長方形冗余圖形的寬度小于當層冗余圖形在當前技術節點下設計規則允許的最小值。
[0014]優選地，在第二步驟中，方形冗余圖形的尺寸和長方形冗余圖形之間的距離符合當層冗余圖形在當前技術節點下的設計規則。
[0015]優選地，在第四步驟中，如果一個獨立區域的區域密度大于預設值，使用設計規則檢查工具縮小該獨立區域的長方形冗余圖形的尺寸;如果一個獨立區域的區域密度不大于預設值，使用設計規則檢查工具增大該獨立區域的長方形冗余圖形的尺寸。
[0016]優選地，經過第四步驟調整后的冗余圖形尺寸和相互之間的距離符合當層冗余圖形在當前技術節點下的設計規則。
[0017]優選地，在第五步驟中，使用設計規則檢查工具在冗余圖形長邊方向的兩側分別產生一條次分辨率輔助圖形。
[0018]優選地，在第五步驟中，在冗余圖形長邊間距的中間位置產生一條次分辨率輔助圖形。
[0019]優選地，在第五步驟中，控制次分辨率輔助圖形的寬度以及次分辨率輔助圖形與相鄰冗余圖形間的最小距離，使得在當前光刻條件下次分辨率輔助圖形不會在硅片上成像。
[0020]本發明在通過版圖邏輯運算產生了帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形，大大縮小單個冗余圖形的尺寸，增大了單位面積周長，有利于沉積工藝和產品器件性能的控制，同時保證了冗余圖形本身仍然具有足夠的光刻工藝窗口。
【附圖說明】
[0021]結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中:
[0022]圖1示意性地示出了根據本發明優選實施例的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法的流程圖。
[0023]圖2示意性地示出了根據本發明優選實施例的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法的第一示意圖。
[0024]圖3示意性地示出了根據本發明優選實施例的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法的第二示意圖。
[0025]需要說明的是，附圖用于說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
【具體實施方式】
[0026]為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。
[0027]一般添加次分辨率輔助圖形的步驟都是在版圖OPC階段完成的。由于冗余圖形本身是簡單圖形(一般為矩形)的重復排列，因此可以考慮使用設計規則檢查工具(designrule check，DRC)在冗余圖形添加的同時在其周圍產生重復排列的次分辨率輔助圖形，SP可以提高小尺寸冗余圖形的光刻工藝窗口，又可以節省OPC資源，縮短掩模板出版時間。
[0028]圖1示意性地示出了根據本發明優選實施例的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法的流程圖。
[0029]如圖1所示，根據本發明優選實施例的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法包括:
[0030]第一步驟S1:獲得原始設計圖形和所有避讓層(keepoff layers)的設計版圖，并通過邏輯運算標記出設計版圖中允許加入冗余圖形(drnimy)的冗余區域；
[0031]其中，避讓層是指需要與冗余圖形保持預定相對位置的層或標記層，防止冗余圖形的加入對電路或者制造工藝產生不良影響。
[0032]第二步驟S2:在計算機中使用設計規則檢查工具在冗余區域內添加長方形冗余圖形;其中，所述長方形冗余圖形的寬度大于當層設計圖形在當前技術節點下設計規則允許的最小值，而且所述長方形冗余圖形的寬度小于當層冗余圖形在當前技術節點下設計規則允許的最小值。長方形冗余圖形的尺寸和長方形冗余圖形之間的距離符合當層冗余圖形在當前技術節點下的設計規則。
[0033]第三步驟S3:將設計版圖劃分成多個獨立區域，使用計算機計算出每個獨立區域內設計圖形加上長方形冗余圖形后的區域密度；
[0034]第四步驟S4:調整獨立區域的區域密度;其中，如果一個獨立區域的區域密度大于預設值，使用設計規則檢查工具縮小該獨立區域的長方形冗余圖形的尺寸;反之，如果一個獨立區域的區域密度不大于預設值，使用設計規則檢查工具增大該獨立區域的長方形冗余圖形的尺寸；由此，使每個區域的區域密度接近于預設值。經過調整后的冗余圖形尺寸和相互之間的距離仍然符合當層冗余圖形在當前技術節點下的設計規則。
[0035]第五步驟S5:使用設計規則檢查工具添加次分辨率輔助圖形。
[0036]例如，在第五步驟S5中，使用設計規則檢查工具在冗余圖形長邊方向的兩側分別產生一條次分辨率輔助圖形(次分辨率輔助圖形)，如圖2所示。
[0037]或者，例如，在第五步驟S5中，在冗余圖形長邊間距的中間位置產生一條次分辨率輔助圖形，如圖3所示。
[0038]在第五步驟S5中，控制次分辨率輔助圖形的寬度以及次分辨率輔助圖形與相鄰冗余圖形間的最小距離，使得在當前光刻條件下次分辨率輔助圖形不會在硅片上成像，并且還可以使冗余圖形有足夠的光刻工藝窗口。
[0039]本發明使用設計規則檢查工具通過版圖邏輯運算產生了帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形。由于次分辨率輔助圖形的存在保證了小尺寸冗余圖形本身仍然具有足夠的光刻工藝窗口，不會引起圖形缺失和光刻膠剝離等缺陷。本發明產生的冗余圖形可以突破當層冗余圖形在當前技術節點下的設計規則，實現更小的尺寸。因此在保持版圖圖形密度基本相同的情況下，由于本發明產生的冗余圖形尺寸更小，它的單位面積周長增大，縮小了與設計圖形單位面積周長的差異，更有利于沉積工藝膜厚的均勻和器件性能的控制。
[0040]〈第一示例〉
[0041]首先，獲得32nm技術節點多晶硅層(PO)原始設計圖形和所有避讓層的設計版圖，并通過邏輯運算標記出設計版圖中允許加入多晶硅層冗余圖形的區域，稱之為冗余區域。其中避讓層是指需要與多晶硅層冗余圖形保持一定相對位置的層或標記層，防止多晶硅層冗余圖形的加入對電路或者制造工藝產生不良影響。
[0042]隨后，在計算機中使用設計規則檢查工具在冗余區域內添加長方形多晶硅層冗余圖形，其寬度為80nm，大于多晶硅層設計圖形在32nm技術節點下設計規則允許的最小值40nm，小于多晶娃層冗余圖形在32nm技術節點下設計規則允許的最小值120nm。多晶娃層冗余圖形的長度為3um，多晶硅層冗余圖形長邊之間的距離為240nm，最小距離為120nm，符合多晶硅層冗余圖形在32nm技術節點下的設計規則。
[0043]此后，將設計版圖劃分成大量的80Um*80Um的獨立區域，使用計算機計算出每個區域內多晶硅層設計圖形加上多晶硅層冗余圖形后的區域密度。如果區域密度大于預設值25%，使用設計規則檢查工具縮小多晶硅層冗余圖形的尺寸；反之，如果區域密度小于25%，使用設計規則檢查工具增大冗余圖形的尺寸，使每個區域的區域密度接近于25%。經過調整后的多晶硅層冗余圖形尺寸和相互之間的距離仍然要滿足上一步所述的條件。
[0044]隨后，使用設計規則檢查工具在多晶硅層冗余圖形長邊方向的兩側分別產生一條寬度為20nm的次分辨率輔助圖形(次分辨率輔助圖形)，次分辨率輔助圖形離相鄰多晶硅層冗余圖形的最小距離70nm，確保在當前光刻條件下次分辨率輔助圖形不會在硅片上成像，并且使多晶硅層冗余圖形有足夠的光刻工藝窗口。
[0045]〈第二示例〉
[0046]首先，獲得45nm技術節點金屬層(Ml)原始設計圖形和所有避讓層的設計版圖，并通過邏輯運算標記出設計版圖中允許加入金屬層冗余圖形的區域，稱之為冗余區域。其中避讓層是指需要與金屬層冗余圖形保持一定相對位置的層或標記層，防止金屬層冗余圖形的加入對電路或者制造工藝產生不良影響。
[0047]隨后，在計算機中使用設計規則檢查工具在冗余區域內添加長方形金屬層冗余圖形，其寬度為120nm，大于金屬層設計圖形在45nm技術節點下設計規則允許的最小值7 Onm，小于金屬層冗余圖形在45nm技術節點下設計規則允許的最小值130nm。金屬層冗余圖形的長度為2um，金屬層冗余圖形長邊之間的距離為160nm，最小距離為140nm，符合金屬層冗余圖形在45nm技術節點下的設計規則。
[0048]此后，將設計版圖劃分成大量的150Um*150Um的獨立區域，使用計算機計算出每個區域內金屬層設計圖形加上金屬層冗余圖形后的區域密度。如果區域密度大于預設值42%，使用設計規則檢查工具縮小金屬層冗余圖形的尺寸；反之，如果區域密度小于42%，使用設計規則檢查工具增大冗余圖形的尺寸，使每個區域的區域密度接近于42%。經過調整后的金屬層冗余圖形尺寸和相互之間的距離仍然要滿足上一步所述的條件。
[0049]隨后，使用設計規則檢查工具在金屬層冗余圖形長邊間距的中間位置產生一條寬度為25nm的次分辨率輔助圖形，次分辨率輔助圖形離相鄰金屬層冗余圖形的最小距離為60nm，確保在當前光刻條件下次分辨率輔助圖形不會在硅片上成像，并且使金屬層冗余圖形有足夠的光刻工藝窗口。
[0050]本發明在通過版圖邏輯運算產生了帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形，大大縮小單個冗余圖形的尺寸，增大了單位面積周長，有利于沉積工藝和產品器件性能的控制，同時保證了冗余圖形本身仍然具有足夠的光刻工藝窗口。
[0051]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關系或者順序關系等。
[0052]可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法，其特征在于包括: 第一步驟:獲得原始設計圖形和所有避讓層的設計版圖，并通過邏輯運算標記出設計版圖中允許加入冗余圖形的冗余區域； 第二步驟:在計算機中使用設計規則檢查工具在冗余區域內添加長方形冗余圖形； 第三步驟:將設計版圖劃分成多個獨立區域，使用計算機計算出每個獨立區域內設計圖形加上長方形冗余圖形后的區域密度； 第四步驟:調整獨立區域的區域密度； 第五步驟:使用設計規則檢查工具添加次分辨率輔助圖形。2.根據權利要求1所述的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法，其特征在于，避讓層是需要與冗余圖形保持預定相對位置的層或標記層。3.根據權利要求1或2所述的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法，其特征在于，在第二步驟中，所述長方形冗余圖形的寬度大于當層設計圖形在當前技術節點下設計規則允許的最小值，而且所述長方形冗余圖形的寬度小于當層冗余圖形在當前技術節點下設計規則允許的最小值。4.根據權利要求1或2所述的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法，其特征在于，在第二步驟中，方形冗余圖形的尺寸和長方形冗余圖形之間的距離符合當層冗余圖形在當前技術節點下的設計規則。5.根據權利要求1或2所述的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法，其特征在于，在第四步驟中，如果一個獨立區域的區域密度大于預設值，使用設計規則檢查工具縮小該獨立區域的長方形冗余圖形的尺寸；如果一個獨立區域的區域密度不大于預設值，使用設計規則檢查工具增大該獨立區域的長方形冗余圖形的尺寸。6.根據權利要求1或2所述的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法，其特征在于，經過第四步驟調整后的冗余圖形尺寸和相互之間的距離符合當層冗余圖形在當前技術節點下的設計規則。7.根據權利要求1或2所述的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法，其特征在于，在第五步驟中，使用設計規則檢查工具在冗余圖形長邊方向的兩側分別產生一條次分辨率輔助圖形。8.根據權利要求1或2所述的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法，其特征在于，在第五步驟中，在冗余圖形長邊間距的中間位置產生一條次分辨率輔助圖形。9.根據權利要求1或2所述的帶次分辨率輔助圖形的冗余圖形添加方法，其特征在于，在第五步驟中，控制次分辨率輔助圖形的寬度以及次分辨率輔助圖形與相鄰冗余圖形間的最小距離，使得在當前光刻條件下次分辨率輔助圖形不會在硅片上成像。
【文檔編號】G03F1/38GK106094424SQ201610585198
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月22日 公開號201610585198.3, CN 106094424 A, CN 106094424A, CN 201610585198, CN-A-106094424, CN106094424 A, CN106094424A, CN201610585198, CN201610585198.3
【發明人】蔣斌杰, 于世瑞, 毛智彪, 張瑜
【申請人】上海華力微電子有限公司