專利名稱：次分辨率輔助圖形校正方法
技術領域：
本發明涉及分辨率增強技術，特別是次分辨率輔助圖形校正方法。
背景技術：
隨著集成電路生產工藝的發展，半導體器件的特征尺寸不斷縮小，設計的規模也 不斷擴大，這就使得半導體器件設計的復雜度越來越高。當特征尺寸接近光刻系統的理論 分辨率極限時，光刻后在晶圓上所成的像將產生明顯的畸變，從而導致光刻質量的嚴重下 降。為了解決這一問題，業界提出并采用了分辨率增強技術，其中主要包括了離軸照明、光 學鄰近校正、移相掩模、次分辨率輔助圖形(SRAF)等校正方法。 其中，次分辨率輔助圖形技術通過在掩模中加入位于主圖形周邊的次分辨率輔助 圖形，減小不同主圖形由于衍射效應的不同所產生的成像偏差，從而提高圖形的保真度。具 體來說，由于采用具有一定間距和周期的圖形優化了照明的角度，提高了工藝窗口，但是衍 射效應的存在，使得不同主圖形所成的像存在偏差。例如，當掩模板上的主圖形間距越小， 衍射光線離開掩模板的出射角度就越大，而具有較大角度的衍射光線在傳輸的過程中將會 被削弱，因此，對于掩模板上的一組密集線所成的像與一條孤立線或半孤立線而言，兩者所 成的像存在很大的差異。SRAF技術可通過在掩模圖形的孤立線或者半孤立線附近放置較小 的次分辨率輔助圖形，對原始的孤立線或者半孤立線的衍射產生影響，使其與密集線產生 了相同的傳輸特性，從而降低孤立線和半孤立線所產生的偏差。 現有采用SRAF技術進行校正的過程中，通常將對輔助圖形的設置、優化和對主圖 形的光學鄰近校正分為不同的階段進行處理，對于每一次所設置了的輔助圖形，無論是否 準確，都需要對包含其與主圖形的掩模圖形進行光學鄰近校正，錯誤的輔助圖形還會增加 光學鄰近校正的復雜度；而且，對于不準確的輔助圖形需要重新進行設置，并反復進行后續 的光學鄰近校正。這使得采用SRAF技術的校正過程需要花費極大的時間和精力。
發明內容
本發明解決的問題是采用次分辨率輔助圖形校正過程中，輔助圖形的優化和主圖 形的光學鄰近校正被分成兩個階段執行，使輔助圖形的優化與主圖形的校正過程無法及時 相互作用，從而耗費大量的時間和精力。 為解決上述問題，本發明提供了一種次分辨率輔助圖形校正方法，包括設置輔助 圖形，確定輔助圖形參數的初始值；移動主圖形的邊緣，并計算主圖形的邊緣放置誤差，獲 得對應于所述輔助圖形參數的所述主圖形邊緣放置誤差的最小值；根據主圖形邊緣放置誤 差的所述最小值，計算主圖形邊緣的圖案參數；獲得與所述主圖形邊緣圖案參數最大值對 應的輔助圖形參數的值，對所述輔助圖形參數進行更新；重復主圖形邊緣放置誤差和主圖 形圖案參數的計算步驟以及輔助圖形參數的更新步驟，直至確定輔助圖形，使對應的主圖 形的邊緣放置誤差為零以及具有最大的圖案參數。 可選的，所述輔助圖形參數包括所述輔助圖形距離主圖形的間距、所述輔助圖形超出主圖形的距離以及所述輔助圖形的寬度。
可選的，所述移動主圖形的邊緣包括將主圖形的邊界切割成小線段，以每條小線
段作為移動的基本單元，對于不同位置的線段采取不同的移動方式和移動位移。 可選的，所述邊緣放置誤差為對所述掩模圖形進行光學近鄰校正之后所獲得的各
模擬成像圖形與實際各主圖形之間的最小距離。 可選的，所述圖案參數包括不考慮偏振情況下對愛里斑像進行評價的參數。
可選的，所述圖案參數包括對比度，或像的歸一化對數斜率。 可選的，所述重復主圖形邊緣放置誤差和主圖形圖案參數的計算步驟以及輔助圖
形參數的更新步驟之前還包括判斷主圖形最小邊緣放置誤差是否為零。
與現有技術相比，本發明具有以下優點通過先確定具有最小邊緣放置誤差值的
主圖形、再根據該主圖形獲得具有最大的圖案參數的輔助圖形參數的迭代過程，以及有限
次數的迭代，獲得理想的輔助圖形參數，并確定輔助圖形，充分考慮了主圖形的最小邊緣放
置誤差值以及主圖形邊緣的圖案參數與輔助圖形參數之間的聯系和相互作用，從而將輔助
圖形的產生、優化以及主圖形的光學近鄰校正有機地結合起來，簡化了掩模圖形的校正過
程，節省了大量的人力和物力。
圖1是本發明次分辨率輔助圖形校正方法實施方式的流程示意圖； 圖2是本發明次分辨率輔助圖形校正方法實施方式中輔助圖形參數的物理含義
示意圖； 圖3是本發明次分辨率輔助圖形校正方法實施方式中切割的主圖形邊緣的示意 圖； 圖4是對圖3所示主圖形的邊緣移動結果的示意圖； 圖5是本發明次分辨率輔助圖形校正方法具體實施例的流程示意圖。
具體實施例方式
現有的SRAF技術通常包括對輔助圖形的設置、對輔助圖形的優化以及對主圖形 的光學近鄰校正。其中，首先，根據經驗值確定輔助圖形的設置規則，接著，通過根據規則表 進行查詢獲得對應的輔助圖形，對所獲得的輔助圖形進行優化，確定包括所述輔助圖形的 尺寸大小、數量、位置關系等參數，并確定所述輔助圖形。此后，當輔助圖形確定之后，對包 含輔助圖形和主圖形的掩模圖形進行光學鄰近校正，進一步修正主圖形的形狀和位置，以 獲得最終的掩模圖形。然而，由于主圖形的形狀和位置與所述輔助圖形之間存在互相影響， 因此現有技術中所采用的將對輔助圖形的優化和對主圖形的光學鄰近校正作為不同的調 整步驟依次單獨應用于待處理的掩模圖形，不僅使得所述輔助圖形的確定非常困難，而且 也增加了后續的光學鄰近校正過程的復雜程度。 本發明在對輔助圖形進行計算的過程中，充分考慮了主圖形的最小邊緣放置誤差 (EPE， Edge Placement Error)值以及主圖形邊緣的圖案參數與輔助圖形參數之間的聯系 和相互作用，通過設置所述輔助圖形根據主圖形的最小邊緣放置誤差值以及主圖形邊緣的 圖案參數進行調整的迭代過程，將輔助圖形的產生、優化以及主圖形的光學近鄰校正有機地結合起來，從而簡化了掩模圖形的產生和校正，節省了大量的人力和物力。 參考圖l，本發明實施方式提供一種次分辨率輔助圖形校正方法，其中對每一個輔
助圖形的確定過程包括步驟S1，設置輔助圖形，確定輔助圖形參數的初始值；步驟S2，移
動主圖形的邊緣，并計算主圖形的邊緣放置誤差，獲得對應于所述輔助圖形參數的所述主
圖形邊緣放置誤差的最小值；步驟S3，根據主圖形邊緣放置誤差的所述最小值，計算主圖
形邊緣的圖案參數；步驟S4，獲得與所述主圖形邊緣圖案參數最大值對應的輔助圖形參數
的值，對所述輔助圖形參數進行更新。重復步驟S2、步驟S3和步驟S4，直至確定輔助圖形，
使對應的主圖形的邊緣放置誤差為零以及具有最大的圖案參數。 下面結合附圖和具體實施例，對本發明具體實施方式
作進一步詳細說明。 參考圖2，掩模圖形200包括多個具有一定形狀的主圖形220，以及在主圖形220
的周邊所加的輔助圖形，例如輔助圖形201、202、203和204等。調整這些輔助圖形的數量、
尺寸和位置，使得這些輔助圖形即不會出現在成像結果中，而且又能對主圖形的成像結果
進行影響，也就是說，使得在對包括主圖形220和輔助圖形的掩模圖形進行曝光或曝光仿
真后，所獲得成像結果中只有主圖形220的像，而不存在輔助圖形，此外，所獲得的主圖形
220的成像結果接近于所設計的圖形。 具體來說，所述輔助圖形參數可包括輔助圖形201距離主圖形220的間距SBs、輔
助圖形202超出主圖形220的距離SBe以及輔助圖形201的寬度SBw。 其中，所述輔助圖形可位于每個主要圖形的各個邊緣。出于輔助圖形的設計目的，
所述輔助圖形參數的計算中需要考慮到，一方面通過所述輔助圖形的尺寸大小、數量和放
置位置等以實現其對主圖形的光學實現期望的光學分辨率的提高，另一方面所述輔助圖形
不能出現在曝光后的晶圓上。具體來說，可根據現有設計規則，對各所述輔助圖形參數SBs、
SBe和SBw進行進行計算，獲得輔助圖形參數初始值。 接下來，基于步驟Sl所獲得的輔助圖形參數初始值，執行步驟S2。 其中，移動主圖形的邊緣具體可包括將主圖形的邊界切割成小線段，以每條小線
段作為移動的基本單元，具體來說，可根據光刻波長和圖形的最小線寬選擇合適的切割方
式。對于所切割的各個線段采取不同的移動方式。其中，移動方式具體可包括移動方向、移
動步長等。 參考圖3，將主圖形310的邊界切割成若干小線段，獲得不同的線段，例如拐角線 段301，線端線段302以及普通邊界線端303。參考圖4，根據主圖形310所切割的多條線 段，對于不同的線段，分別采取不同的方式進行移動，獲得相對于原始圖形邊緣400的移動 后邊緣420。 接著，比較每種移動方式所對應的邊緣放置誤差。所述邊緣放置誤差為對所述掩 模圖形進行光學近鄰校正之后所獲得的各模擬成像圖形與實際各主圖形之間的最小距離， 其具有最小值為零。具體來說，邊緣放置誤差通過如下公式進行計算邊緣放置誤差=(目 標圖形尺寸-仿真圖形尺寸)/2。其中，可根據主圖形中切割的線段在不同移動方式下的移 動結果，分別計算各段與仿真圖形中對應部分的尺寸差，進而獲得對應的邊緣放置誤差。邊 緣放置誤差具有最小值，為零，但對于輔助圖形參數初始值，由于根據經驗和之前的數據庫 獲得，因此通常無法使得邊緣放置誤差為零值。 接下來，執行步驟S3。首先，根據步驟S2所獲得的具有最小邊緣放置誤差值時的主圖形以及對應的輔助圖形，計算主圖形邊緣的圖案參數。主圖形邊緣的圖案參數可反映
圖像質量，例如，相對于較高的像的歸一化對數斜率，對應圖形的工藝窗口比較大；對比度
較高時，也可容忍較大的工藝窗口。具體來說，圖案參數可采用不考慮偏振情況下對愛里斑
像(airy spot)進行評價的參數，例如計算對比度、像的歸一化對數斜率(NILS)等。 其次，調整輔助圖形參數，獲得不同的圖案參數，并根據具有最大值的圖案參數獲
得其所對應的輔助圖形參數。例如，調整輔助圖形參數，計算對應于不同輔助圖形參數的像
的歸一化對數斜率，并記錄具有最大的像的歸一化對數斜率的值的輔助圖形參數。 由于輔助圖形參數進行調整之后，主圖形的最小邊緣放置誤差值將發生變化，因
此，根據步驟S3所獲得的輔助圖形參數，重新執行步驟S2，以獲得對應于更新過的輔助圖
形的具有最小邊緣放置誤差值的主圖形，并重新進行步驟S3，以計算對于所更新的主圖形，
具有最大圖案參數的輔助圖形參數。也就是說，以上述步驟S2和步驟S3的執行過程作為
一個循環，通過有限次反復執行這樣的循環，實現對輔助圖形參數的更新。 當獲得主圖形的邊緣放置誤差值為零時，停止循環，獲得對應的輔助圖形參數，確
定所述輔助圖形。在具體實施例中，執行了 2-3次這樣的循環之后，即獲得主圖形的邊緣放
置誤差為零，進而確定輔助圖形。也就是說，通過上述輔助圖形參數計算過程，即先確定具
有最小邊緣放置誤差值的主圖形，再根據該主圖形獲得其圖案參數的最大值，進而獲得與
主圖形圖案參數最大值相對應的輔助圖形參數，以及基于所述計算過程的有限次迭代，即
可獲得理想的輔助圖形，從而實現對掩模圖形的產生和校正。 在本發明次分辨率輔助圖形校正方法的具體實施例中，參考圖5，首先，根據步驟 S501，獲得輔助圖形參數初始值P。，其中，P。可包括多個輔助圖形參數，如SBe、SBw、SBs等。 接著，通過步驟S502，移動主圖形的邊緣，計算主圖形的邊緣放置誤差，獲得與輔助圖形參 數初始值P。相對應的具有最小值的主圖形邊緣放置誤差EPE。。然后，根據步驟S503，根據 主圖形邊緣放置誤差EPE。，計算主圖形邊緣的圖案參數，獲得主圖形邊緣圖案參數的最大
值Q。，并根據主圖形邊緣圖案參數的最大值Q。，獲得與其所對應的輔助圖形參數&。然后，
進入步驟S504，對主圖形邊緣放置誤差EPE。進行判斷當所述EPE。等于零時，不再進行下
一次的計算，以所獲得的輔助圖形參數Pi作為最終結果，通過步驟S505確定輔助圖形；當
所述EPE。大于零時，對所獲得的輔助圖形參數P工再次進行計算，也就是說，根據輔助圖形參
數Pp重新通過步驟S502和步驟S503進行計算，以獲得輔助圖形參數P2。直至所獲得的輔
助圖形參數Pi所對應的EPEi為零時，停止計算，以該輔助圖形參數Pi作為最終結果，通過
步驟S505確定輔助圖形，進而還可獲得包括該輔助圖形和對應主圖形的掩模圖形。 相對于現有技術，本發明上述實施方式設置了對輔助圖形參數進行更新的迭代過
程，并且在迭代過程中充分考慮了主圖形的最小邊緣放置誤差值以及主圖形邊緣的圖案參
數與輔助圖形參數之間的聯系和相互作用，從而將輔助圖形的產生、優化以及主圖形的光
學近鄰校正有機地結合起來，簡化了掩模圖形的校正，節省了大量的人力和物力。 雖然本發明已通過較佳實施例說明如上，但這些較佳實施例并非用以限定本發
明。本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，應有能力對該較佳實施例做出各
種改正和補充，因此，本發明的保護范圍以權利要求書的范圍為準。
權利要求
一種次分辨率輔助圖形校正方法，其特征在于，包括設置輔助圖形，確定輔助圖形參數的初始值；移動主圖形的邊緣，并計算主圖形的邊緣放置誤差，獲得對應于所述輔助圖形參數的所述主圖形邊緣放置誤差的最小值；根據主圖形邊緣放置誤差的所述最小值，計算主圖形邊緣的圖案參數獲得與所述主圖形邊緣圖案參數最大值對應的輔助圖形參數的值，對所述輔助圖形參數進行更新；重復主圖形邊緣放置誤差和主圖形圖案參數的計算步驟以及輔助圖形參數的更新步驟，直至確定輔助圖形，使對應的主圖形的邊緣放置誤差為零以及具有最大的圖案參數。
2. 如權利要求1所述的次分辨率輔助圖形校正方法，其特征在于，所述輔助圖形參數 包括所述輔助圖形距離主圖形的間距、所述輔助圖形超出主圖形的距離以及所述輔助圖 形的寬度。
3. 如權利要求1所述的次分辨率輔助圖形校正方法，其特征在于，所述移動主圖形的 邊緣包括將主圖形的邊界切割成小線段，以每條小線段作為移動的基本單元，對于不同位 置的線段采取不同的移動方式和移動位移。
4. 如權利要求1所述的次分辨率輔助圖形校正方法，其特征在于，所述邊緣放置誤差 為對所述掩模圖形進行光學近鄰校正之后所獲得的各模擬成像圖形與實際各主圖形之間 的最小距離。
5. 如權利要求1所述的次分辨率輔助圖形校正方法，其特征在于，所述圖案參數包括 對愛里斑像進行評價的參數。
6. 如權利要求5所述的次分辨率輔助圖形校正方法，其特征在于，所述圖案參數包括 對比度，像的歸一化對數斜率。
7. 如權利要求1所述的次分辨率輔助圖形校正方法，其特征在于，所述重復主圖形邊 緣放置誤差和主圖形圖案參數的計算步驟以及輔助圖形參數的更新步驟之前還包括判斷 主圖形最小邊緣放置誤差是否為零。
全文摘要
一種次分辨率輔助圖形校正方法，包括設置輔助圖形，確定輔助圖形參數的初始值；移動主圖形的邊緣，并計算主圖形的邊緣放置誤差，獲得對應于所述輔助圖形參數的所述主圖形邊緣放置誤差的最小值；根據主圖形邊緣放置誤差的所述最小值，計算主圖形邊緣的圖案參數，獲得與所述主圖形邊緣圖案參數最大值所對應的輔助圖形參數；重復主圖形邊緣放置誤差和主圖形圖案參數的計算步驟，對輔助圖形參數進行更新，直至確定輔助圖形，使對應的主圖形的邊緣放置誤差為零以及具有最大的圖案參數。本發明有機地結合了輔助圖形的產生、優化以及主圖形的光學近鄰校正，簡化了掩模圖形的校正過程，節省了大量的人力和物力。
文檔編號G03F1/36GK101788759SQ20091004570
公開日2010年7月28日 申請日期2009年1月23日 優先權日2009年1月23日
發明者李承赫 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司