本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種光刻掩模優(yōu)化設(shè)計方法，該方法首先依據(jù)表征掩模的網(wǎng)格格點尺寸大小對掩模進行分級，在粗網(wǎng)格上快速求解掩模，然后對在粗網(wǎng)格上求解得到的掩模進行插值傳播到下一級較細網(wǎng)格上進行細化校正，最終實現(xiàn)了掩模的快速優(yōu)化。
An optimum design method of photolithographic mask
The invention discloses a method for optimization design of lithography mask, the first method of mask classification characterization of mask grid points size based on the coarse grid fast solving mask, and then go to the next level with fine grid refinement to correct mask solved on the coarse grid of interpolation communication, finally achieve the rapid optimization of the mask.
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)公開了，該方法首先依據(jù)表征掩模的網(wǎng)格格點尺寸大小對掩模進行分級，在粗網(wǎng)格上快速求解掩模，然后對在粗網(wǎng)格上求解得到的掩模進行插值傳播到下一級較細網(wǎng)格上進行細化校正，最終實現(xiàn)了掩模的快速優(yōu)化。【專利說明】
本專利技術(shù)屬于集成電路掩模設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及到。
技術(shù)介紹
光刻是集成電路制造工藝中最重要的部分之一，它占據(jù)整個集成電路制造成本的35%，決定著集成電路制造工藝的先進程度。光刻系統(tǒng)通常被描述成一個光學(xué)成像系統(tǒng)，包括照明光源、掩模、投影物鏡系統(tǒng)、以及涂有光刻膠的硅片4個基本要素。其中，掩模由透明的和不透明的區(qū)域組成。光源發(fā)出的光線穿過掩模的透明區(qū)域，經(jīng)過投影物鏡系統(tǒng)入射到光刻膠上進行曝光，然后通過顯影、刻蝕等后續(xù)工藝，掩模的圖形就轉(zhuǎn)移到硅片上。目前光刻系統(tǒng)上廣泛使用的是193nm波長的ArF深紫外線光源，隨著集成電路關(guān)鍵尺寸進入45nm技術(shù)節(jié)點，并不斷向更小的尺寸32nm甚至22nm節(jié)點邁進，所需要曝光的圖形尺寸遠遠小于光刻系統(tǒng)中光源的波長。在這種情況下，光刻成像系統(tǒng)中光波的干涉、衍射效應(yīng)造成的光學(xué)臨近效應(yīng)(Optical Proximity Effects)變得越來越顯著。這導(dǎo)致娃片上所成的曝光圖形相比所采用的掩模圖形產(chǎn)生了極大的畸變，給深紫外線光刻在集成電路制造工業(yè)中的繼續(xù)應(yīng)用帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此，在實際設(shè)計用于光刻系統(tǒng)的掩模時，必須考慮這種光學(xué)臨近效應(yīng)，預(yù)先對掩模圖形進行處理，使得硅片上獲得的曝光圖形更加接近目標圖形。在掩模設(shè)計
中，逆光刻技術(shù)(中國專利CN201110067621.8等)是一種廣泛使用的掩模優(yōu)化設(shè)計方法。該方法首先將掩模離散網(wǎng)格化，進而把掩模設(shè)計當成一個嚴格的數(shù)學(xué)逆問題。該方法將掩模硅片上所成曝光圖形與目標圖形的誤差作為目標函數(shù)，通過迭代的優(yōu)化方法，使目標函數(shù)逐步減小，最終使目標函數(shù)值最小的掩模即認為是掩模優(yōu)化的最終結(jié)果。在逆光刻技術(shù)中，表征掩模的網(wǎng)格數(shù)N十分關(guān)鍵，因為使用這種掩模優(yōu)化方法的時間復(fù)雜度為O(Nlog(N))。網(wǎng)格越精細，N越大，掩模優(yōu)化花費的時間越長；網(wǎng)格越粗糙，N越小，掩模優(yōu)化花費時間越短，但是粗糙的網(wǎng)格往往會導(dǎo)致優(yōu)化的結(jié)果不準確。實際上，掩模優(yōu)化通常會涉及到大量的優(yōu)化變量，對于一個關(guān)鍵尺寸為45nm的30mmX 30mm的芯片，假設(shè)網(wǎng)格尺寸為2.5nmX2.5nm，全芯片范圍掩模大概有1.44X IO14個網(wǎng)格，掩模優(yōu)化因此需要花費數(shù)月的時間，計算量十分龐大，嚴重制約了集成電路制造的產(chǎn)量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的在于提出，旨在實現(xiàn)快速的掩模優(yōu)化，減少掩模優(yōu)化的時間，并且流程實現(xiàn)簡單。本專利技術(shù)提出一種光刻掩模優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包括下述步驟:—種光刻掩模優(yōu)化設(shè)計方法,包括:步驟1、輸入目標圖形；步驟2、構(gòu)造目標函數(shù)F，用于評價掩模在硅片上的曝光圖形與目標圖形的誤差；步驟3、依據(jù)表征掩模的網(wǎng)格格點尺寸大小，將掩模M分成3級=Lp L2, L3，其中，3個等級的掩模按照網(wǎng)格的格點大小依次排列，L1級網(wǎng)格尺寸最大、最粗糙，L3級網(wǎng)格尺寸最小、最精細；步驟4、在L1級網(wǎng)格上，將目標圖形作為掩模初始值，采用共軛梯度迭代法對目標函數(shù)F進行迭代，計算在L1級網(wǎng)格上的最優(yōu)掩模(14)；步驟5、對L1級網(wǎng)格上得到的最終掩模(14)進行插值，傳播到L2級網(wǎng)格上得到掩模(15)；步驟6、在L2級網(wǎng)格上，采用細化校正算法對該傳播到L2級網(wǎng)格上的掩模(15)進行細化校正，得到L2級網(wǎng)格上的最優(yōu)掩模(16)；步驟7、對L2級網(wǎng)格上得到的最優(yōu)掩模(16)進行插值，傳播到L3級網(wǎng)格上得到掩模(17)；步驟8、在L3級網(wǎng)格上，采用細化校正算法對該傳播到L3級網(wǎng)格上的掩模(17)進行細化校正，得到L3級網(wǎng)格上的最優(yōu)掩模(18)，即為最終得到的優(yōu)化掩模。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有可以快速進行掩模優(yōu)化，降低掩模優(yōu)化的時間復(fù)雜度的技術(shù)效果。【專利附圖】【附圖說明】 參照下面的說明，結(jié)合附圖，可以對本專利技術(shù)有最佳的理解。在附圖中，相同的部分可由相同的標號表不。圖1是本專利技術(shù)實例的實現(xiàn)流程圖；圖2是靜態(tài)隨機存儲器單元圖形示意圖，以及把該圖形當成掩模在硅片上得到的曝光圖形不意圖；圖3是L1級網(wǎng)格上得到的最優(yōu)掩模示意圖，以及該掩模經(jīng)過插值傳播到L2級網(wǎng)格上的掩模示意圖；圖4是L2級網(wǎng)格上得到的最優(yōu)掩模示意圖，以及該掩模經(jīng)過插值傳播到L3級網(wǎng)格上的掩模示意圖；圖5是1^3級網(wǎng)格上得到的最終掩模示意圖，以及該掩模在硅片上的曝光圖形示意圖。【具體實施方式】為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及示例性實施例，對本專利技術(shù)進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的示例性實施例僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)的適用范圍。圖1示出了本專利技術(shù)實例的實現(xiàn)流程圖。具體而言，以圖2所示的一個典型靜態(tài)隨機存儲器單元圖形為例，說明該方法的具體步驟:步驟1、輸入目標圖形。12是目標圖形，它表示了一個典型靜態(tài)隨機存儲器在硅片上的單元圖形，13表示把12直接當成掩模在硅片上得到的曝光圖形。很明顯，曝光圖形和目標圖形差異很大，因此不能直接把目標圖形作為掩模，需要對掩模進行重新優(yōu)化設(shè)計。步驟2、構(gòu)造目標函數(shù)F。目標函數(shù)主要用于評價掩模在硅片上的曝光圖形與目標圖形的誤差，目標函數(shù)F值越小，掩模的優(yōu)化效果越好。在一個示例中，可以采用掩模邊緣距離誤差作為掩模優(yōu)化的目標函數(shù)。該目標函數(shù)定義為:【權(quán)利要求】1.，包括： 步驟I、輸入目標圖形； 步驟2、構(gòu)造目標函數(shù)F，用于評價掩模在硅片上的曝光圖形與目標圖形的誤差； 步驟3、依據(jù)表征掩模的網(wǎng)格格點尺寸大小，將掩模M分成3級=L1、L2、L3，其中，3個等級的掩模按照網(wǎng)格的格點大小依次排列，L1級網(wǎng)格尺寸最大、最粗糙，L3級網(wǎng)格尺寸最小、最精細； 步驟4、在L1級網(wǎng)格上，將目標圖形作為掩模初始值，采用共軛梯度迭代法對目標函數(shù)F進行迭代，計算在L1級網(wǎng)格上的最優(yōu)掩模（14)； 步驟5、對L1級網(wǎng)格上得到的最終掩模（14)進行插值，傳播到L2級網(wǎng)格上得到掩模(15)； 步驟6、在L2級網(wǎng)格上，采用細化校正算法對該傳播到L2級網(wǎng)格上的掩模（15)進行細化校正，得到L2級網(wǎng)格上的最優(yōu)掩模（16)； 步驟7、對L2級網(wǎng)格上得到的最優(yōu)掩模（16)進行插值，傳播到L3級網(wǎng)格上得到掩模(17)； 步驟8、在L3級網(wǎng)格上，采用細化校正算法對該傳播到L3級網(wǎng)格上的掩模（17)進行細化校正，得到L3級網(wǎng)格上的最優(yōu)掩模（18)，即為最終得到的優(yōu)化掩模。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻掩模優(yōu)化設(shè)計步驟，步驟2中，所述目標函數(shù)定義為： 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻掩模優(yōu)化設(shè)計方法，其中,L1級網(wǎng)格格點大小為15nm，L2級網(wǎng)格格點大小為5nm，L3級網(wǎng)格格點大小為2. 5nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻掩模優(yōu)化設(shè)計方法，其中,L1級網(wǎng)格格點大小為10nm，L2級網(wǎng)格格點大小為2nm, L3級網(wǎng)格格點大小為lnm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻掩模優(yōu)化設(shè)計方法，步驟4包括： 首先，計算目標函數(shù)F相對于掩模M變化的共軛梯度gk ： 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻掩模優(yōu)化設(shè)計方法，步驟5和步驟7中，所述插值可以為雙線性插值、多樣條插值或本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種光刻掩模優(yōu)化設(shè)計方法，包括：步驟1、輸入目標圖形；步驟2、構(gòu)造目標函數(shù)F，用于評價掩模在硅片上的曝光圖形與目標圖形的誤差；步驟3、依據(jù)表征掩模的網(wǎng)格格點尺寸大小，將掩模M分成3級：L1、L2、L3，其中，3個等級的掩模按照網(wǎng)格的格點大小依次排列，L1級網(wǎng)格尺寸最大、最粗糙，L3級網(wǎng)格尺寸最小、最精細；步驟4、在L1級網(wǎng)格上，將目標圖形作為掩模初始值，采用共軛梯度迭代法對目標函數(shù)F進行迭代，計算在L1級網(wǎng)格上的最優(yōu)掩模（14）；步驟5、對L1級網(wǎng)格上得到的最終掩模（14）進行插值，傳播到L2級網(wǎng)格上得到掩模（15）；步驟6、在L2級網(wǎng)格上，采用細化校正算法對該傳播到L2級網(wǎng)格上的掩模（15）進行細化校正，得到L2級網(wǎng)格上的最優(yōu)掩模（16）；步驟7、對L2級網(wǎng)格上得到的最優(yōu)掩模（16）進行插值，傳播到L3級網(wǎng)格上得到掩模（17）；步驟8、在L3級網(wǎng)格上，采用細化校正算法對該傳播到L3級網(wǎng)格上的掩模（17）進行細化校正，得到L3級網(wǎng)格上的最優(yōu)掩模（18），即為最終得到的優(yōu)化掩模。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉世元，呂穩(wěn)，龔朋，周新江，許爽，
申請(專利權(quán))人：華中科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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