具有不同图形密度端的图形结构的OPC修正方法

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别涉及一种具有不同图形密度端的图形结构的光学邻近效应修正(Optical Proximity Correction，OPC)方法。

背景技术

随着半导体工艺的不断发展，设计版图的集成度越来越高，关键尺寸越来越小，对关键层的尺寸控制要求也变得越来越严格。而由于版图的复杂性，不同结构环境下的图形在光刻及刻蚀后所需的补偿量不尽相同，为了保证尺寸控制的准确性，需要搜集大量不同尺寸间距的图形光刻及刻蚀后的尺寸值，通过OPC对其进行尺寸补偿。

而在实际版图中，通常会存在由长线条图形组成的图形结构如中段连接层(MD)中的图形结构，这种图形结构的长线条图形会由于长短不一而不能对齐，会使得长线条图形的一端处于密集型(dense)图形分布区域中，而另一端则处于孤立(iso)图形分布区域中，也即图形结构会同时具有密集端和孤立端，密集端和孤立端的图形分布密度不同，各图形的线宽和间距的和的大小不一，位于密集端和孤立端的图形的尺寸控制较难，通过尺寸补偿往往也很难确保该类图形尺寸的一致性，特别是图形从dense图形分布区域向iso图形分布区域过渡的区域中的图形尺寸控制成为一个难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有不同图形密度端的图形结构的OPC修正方法，能降低具有不同图形密度端的图形结构的图形尺寸控制难度并从而提高各图形尺寸的一致性。

为解决上述技术问题，本发明提供的具有不同图形密度端的图形结构的OPC修正方法包括如下步骤：

步骤一、找出版图上具有不同图形密度端的图形结构，所述图形结构具有第一密集端和孤立端，所述第一密集端具有密集型图形分布，所述孤立端具有孤立图形分布。

步骤二、对所述图形结构的图形进行改变使所述图形结构的孤立端改变为第二密集端，所述第二密集端具有密集型图形分布。

步骤三、添加切割层图形，所述切割层图形用于将所述第二密集端中位于所述孤立端之外的添加图形切除。

步骤四、分别对完成步骤二的所述图形结构和对所述切割层图形进行OPC修正。

进一步的改进是，步骤一中的所述图形结构中的图形为线条图形。

进一步的改进是，所述密集型图形分布的图形分布密度大于所述孤立图形分布的图形分布密度。

进一步的改进是，所述图形结构中的各所述线条图形平行排列。

进一步的改进是，所述图形结构中的各所述线条图形的长度不一致。

进一步的改进是，所述密集型图形分布的所述图形的线宽和间距和小于5倍线宽。

所述孤立图形分布的所述图形的线宽和间距和大于等于8倍线宽。

进一步的改进是，所述孤立端中具有邻近的所述第一密集端，所述第二密集端由所述孤立端邻近的所述第一密集端中的所述图形延伸而成。

进一步的改进是，和所述孤立端邻近的所述第一密集端和所述孤立端之间的距离小于7倍线宽。

进一步的改进是，所述孤立端位于邻近的所述第一密集端的所述图形的宽度边外部。

进一步的改进是，在沿所述孤立端的图形的长度方向上，仅在所述孤立端的一侧具有邻近的所述第一密集端。

进一步的改进是，所述第二密集端由位于所述孤立端的图形的长度方向同一侧的所述第一密集端的各所述图形延伸而成。

进一步的改进是，所述孤立端邻近的所述第一密集端中的所述图形的延伸长度小于等于切割层设计规则允许的最大尺寸。

进一步的改进是，在沿所述孤立端的图形的长度方向上，在所述孤立端的二侧都具有邻近的所述第一密集端。

在沿所述孤立端的图形的长度方向上，在所述孤立端的二侧的邻近的所述第一密集端的所述图形对齐。

进一步的改进是，所述第二密集端由位于所述孤立端的图形的长度方向两侧的所述第一密集端的各所述图形延伸且延伸后互相对齐所述图形连接在一起。

进一步的改进是，所述孤立端邻近的所述第一密集端中的所述图形的连接长度小于等于切割层设计规则允许的最大尺寸。

进一步的改进是，所述图形结构采用双层图形技术分割为线条层和切割层；步骤一中是从所述图形结构的线条层中找出具有不同图形密度端的所述图形结构；步骤三中所述切割层图形是添加到所述切割层中。

本发明针对图形位于密集端和孤立端时的尺寸控制困难的技术问题，将版图上具有不同图形密度端的图形结构中的孤立端都转换为密集端即第二密集端，这样转换后的图形结构中的各图形都位于密集端，故能通过OPC修正很好的实现对图形结构的各图形的尺寸控制并提高各图形的尺寸的一致性。

同时，由于图形结构的孤立端转换为密集端后，和原始设计的图形结构不相符合，为了和原始设计的图形结构相符合，本发明增加了切割层图形，通过切割层图形将第二密集端中位于孤立端之外的添加图形切除，这里用到了双层图形技术，通过双层图形技术即增加一层切割层图形能将图形结构的孤立端转换为密集端后所增加的图形切除，使得最后的图形结构和原始设计的图形结构一致。当原始版图中图形结构本来就采用双层图形技术时，由于图形结构本身就包括了线条层和切割层两层版图层，故不需要额外再增加一层切割层，仅需将增加的切割层图形添加到切割层中即可；而当原始版图中的图形结构仅采用单层图形技术时，由于初始版图中没有切割层，故在需要为切割层图形单独增加一层切割层。

本发明特别能适用于使用了双层图形技术长线条图层如使用了双层图形技术长线条图层的OPC修正，能确保尺寸补偿不一致导致工艺窗口不足或补偿过度与上下层不相连图形产生连接问题，从而能降低长线条图层的工艺难点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明实施例具有不同图形密度端的图形结构的OPC修正方法的流程图；

图2A-图2C是本发明实施例方法对第一种图形结构进行OPC修正时各步骤中的图形结构图；

图3A-图3C是本发明实施例方法对第二种图形结构进行OPC修正时各步骤中的图形结构图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明实施例具有不同图形密度端的图形结构的OPC修正方法的流程图；本发明实施例具有不同图形密度端的图形结构的OPC修正方法包括如下步骤：

步骤一、找出版图上具有不同图形密度端的图形结构，所述图形结构具有第一密集端和孤立端，所述第一密集端具有密集型图形分布，所述孤立端具有孤立图形分布。

本发明实施例方法中，所述图形结构中的图形为线条图形。

较佳为，所述图形结构采用双层图形技术分割为线条层和切割层；步骤一中是从所述图形结构的线条层中找出具有不同图形密度端的所述图形结构；后续，步骤三中所述切割层图形是添加到所述切割层中。在其他实施例中也能为：所述图形结构采用单层图形技术的版图层，这时步骤一中的初始版图中的所述图形结构仅具有一层；这些，后续步骤三中需要再额外增加一层切割层且将所述切割层图形添加到所述切割层中。

所述密集型图形分布的图形分布密度大于所述孤立图形分布的图形分布密度。

所述图形结构中的各所述线条图形平行排列。

所述图形结构中的各所述线条图形的长度不一致。

所述密集型图形分布的所述图形的线宽和间距和小于5倍线宽。

所述孤立图形分布的所述图形的线宽和间距和大于等于8倍线宽。

在图2A所示的第一种所述图形结构中：

图形101都为线条图形，其中图形101a的一端处于孤立端102中，图形101a的另一端和图形101a之外的图形101的两端都处于第一密集端103中。如果直接对图2A的所述图形结构进行OPC修正，则很难控制和保证位于所述孤立端102中的所述图形101a的尺寸将会和所述图形101的位于第一密集端103以及内部位置的尺寸一致。

在沿所述孤立端102的图形的长度方向上，仅在所述孤立端102的一侧具有邻近的所述第一密集端103，图2A中显示了和所述孤立端102相邻的所述第一密集端103包括2个，即在所述孤立端102左右两侧的分别有一个所述第一密集端103。所述孤立端102位于邻近的所述第一密集端102的所述图形101的宽度边外部。较佳为，所述第一密集端103的各所述图形101的宽度边平齐；在其他实施例方法中，也能为：所述第一密集端103的各所述图形101的宽度边不平齐。

所述第二密集端由位于所述孤立端的图形的长度方向同一侧的所述第一密集端的各所述图形延伸而成。所述孤立端邻近的所述第一密集端中的所述图形的延伸长度小于等于切割层设计规则允许的最大尺寸。

在图3A所示的第二种所述图形结构中：

图形201都为线条图形，其中图形201a的一端处于孤立端202中，图形201a的另一端和图形201a之外的图形201的两端都处于第一密集端203中。如果直接对图3A的所述图形结构进行OPC修正，则很难控制和保证位于所述孤立端202中的所述图形201a的尺寸将会和所述图形201的位于第一密集端203以及内部位置的尺寸一致。

所述孤立端202具有位于邻近的所述第一密集端203的所述图形201的宽度边的外侧的图形部分。较佳为，所述第一密集端203的各所述图形201的宽度边平齐；在其他实施例方法中，也能为：所述第一密集端203的各所述图形201的宽度边不平齐。

在沿所述孤立端202的图形的长度方向上，仅在所述孤立端202的二侧都具有邻近的所述第一密集端203，图3A中显示了和所述孤立端202相邻的所述第一密集端203包括4个，即在所述孤立端202左右两侧的分别有2个所述第一密集端203。所述第一密集端203的各所述图形201的宽度边平齐，所述孤立端202位于邻近的所述第一密集端202的所述图形201的宽度边外部。

在沿所述孤立端202的图形201a的长度方向上，在所述孤立端202的二侧的邻近的所述第一密集端203的所述图形201对齐，即图3A中，在所述孤立端202左右两侧的上下两个所述第一密集端203的所述图形201对齐。

所述第二密集端由位于所述孤立端的图形的长度方向两侧的所述第一密集端的各所述图形延伸且延伸后互相对齐所述图形连接在一起。所述孤立端邻近的所述第一密集端中的所述图形的连接长度小于等于切割层设计规则允许的最大尺寸。

步骤二、对所述图形结构的图形进行改变使所述图形结构的孤立端改变为第二密集端，所述第二密集端具有密集型图形分布。

本发明实施例方法中，所述孤立端中具有邻近的所述第一密集端，所述第二密集端由所述孤立端邻近的所述第一密集端中的所述图形延伸而成。

和所述孤立端邻近的所述第一密集端和所述孤立端之间的距离小于7倍线宽。

在图2B所示的第一种所述图形结构中：

所述第二密集端104由位于所述孤立端102的图形的长度方向同一侧即上侧的左右两个所述第一密集端103的各所述图形101延伸而成，所述图形101的延伸段单独用标记101b标出。所述孤立端102邻近的所述第一密集端103中的所述图形101的延伸长度小于等于切割层设计规则允许的最大尺寸。

在图3B所示的第二种所述图形结构中：

所述第二密集端204由位于所述孤立端202的图形201a的长度方向两侧即上下两侧(每一侧各有左右两个)的所述第一密集端103的各所述图形201延伸且延伸后互相对齐所述图形201连接在一起，上下两侧的所述图形201的延伸段连接在一起后单独用标记201b标出。所述孤立端202邻近的所述第一密集端203中的所述图形201的连接长度小于等于切割层设计规则允许的最大尺寸。

步骤三、添加切割层图形，所述切割层图形用于将所述第二密集端中位于所述孤立端之外的添加图形切除。

在图2C所示的第一种所述图形结构中：

所述切割层图形105位于所述孤立端102的左右两侧。

在图3C所示的第二种所述图形结构中：

所述切割层图形205位于所述孤立端202的左右两侧；所述切割层图形205将所述孤立端202的所述图形201的连接在一起的延伸段201b覆盖。

步骤四、分别对完成步骤二的所述图形结构和对所述切割层图形进行OPC修正。

由于本发明较佳实施例中，原始版图采用双层图形技术，步骤三完成后，对所述图形结构的线条层进行改变，步骤三中的所述切割层图形会增加到切割层中。本发明实施例方法也能适用于原始版图本来就采用单层图形技术的图形结构，这时需要为步骤三中的所述切割层图形单独增加一个切割层。最后通过光刻和刻蚀工艺中通过双层图形技术将版图上的图形转移到晶圆如硅晶圆上，使得晶圆上的图形结构和设计结构相同。

本发明实施例针对图形位于密集端和孤立端时的尺寸控制困难的技术问题，将版图上具有不同图形密度端的图形结构中的孤立端都转换为密集端即第二密集端，这样转换后的图形结构中的各图形都位于密集端，故能通过OPC修正很好的实现对图形结构的各图形的尺寸控制并提高各图形的尺寸的一致性。

同时，由于图形结构的孤立端转换为密集端后，和原始设计的图形结构不相符合，为了和原始设计的图形结构相符合，本发明实施例增加了切割层图形，通过切割层图形将第二密集端中位于孤立端之外的添加图形切除，这里用到了双层图形技术，通过双层图形技术即增加一层切割层图形能将图形结构的孤立端转换为密集端后所增加的图形切除，使得最后的图形结构和原始设计的图形结构一致。当原始版图中图形结构本来就采用双层图形技术时，由于图形结构本身就包括了线条层和切割层两层版图层，故不需要额外再增加一层切割层，仅需将增加的切割层图形添加到切割层中即可；而当原始版图中的图形结构仅采用单层图形技术时，由于初始版图中没有切割层，故在需要为切割层图形单独增加一层切割层。

本发明实施例特别能适用于使用了双层图形技术长线条图层如使用了双层图形技术长线条图层的OPC修正，能确保尺寸补偿不一致导致工艺窗口不足或补偿过度与上下层不相连图形产生连接问题，从而能降低长线条图层的工艺难点。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。