[发明专利]一种光学邻近矫正装置及矫正方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工业中的光刻制程，尤其涉及对一种光学邻近矫正(Optical Proximity Correction,OPC)的装置及方法。

背景技术

光刻技术是集成电路制造工艺发展的驱动力，也是其中最复杂的技术之一。相对于其他的单个制造技术来说，光刻对芯片性能的提高有着革命性的贡献。在光刻工艺开始之前，集成电路的结构会先通过特定的设备复制到一块较大（相对于生产用的硅片来说）名为掩膜的石英玻璃片上,然后通过光刻设备产生特定波长的光（如波长为248nm的紫外光）将掩膜上集成电路的结构复制到生产芯片所用的硅片上。电路结构在从掩膜复制到硅片过程中，会产生失真，尤其是到了0.18um及以下制造工艺阶段，如果不去改正这种失真的话会造成整个制造技术的失败。所述失真的原因主要是光学邻近效应(Optical Proximity Effect,OPE)，即由于投影曝光系统是一个部分相干光成像系统，理想像的强度频谱幅值沿各向有不同的分布，但由于衍射受限及成像系统的非线性滤波造成的严重能量损失，导致空间像发生园化和收缩的效应。

要改正这种失真，半导体业界的普遍做法是利用预先在掩膜上进行结构补偿的方法，这种方法叫做光学邻近修正（OPC）方法。OPC的基本思想是：对集成电路设计的图形进行预先的修改，使得修改补偿的量正好能够补偿曝光系统造成的OPE效应。因此，使用经过OPC的图形做成的掩膜，通过光刻以后，在晶片上就能得到最初想要的电路结构。

一般在做集成电路的器件图形设计时，除了对电路功能起作用的关键器件图形（main pattern）外，还会加入一些起到电路匹配作用的虚拟器件图形（dummy pattern）。这些虚拟器件会因为不同的匹配作用而做不同的设计：有些虚拟器件是为了防止刻蚀时出现刻蚀不足或刻蚀过度而增加的，比如在金属层中的金属线密度不足就需要在这些关键的金属线之间增加一些金属虚拟线，以增加金属的密度。另外一些则是考虑到在做光刻工艺时，光的反射与衍射对照成关键图形的不同位置的光环境不同，通过增加虚拟器件，使这些关键器件的四周情况大致相当，避免因曝光而影响到关键图形的尺寸。

现有的OPC过程中，对于main pattern和dummy pattern是作为两层不同的层（layer）进行优化的，然而由于dummy pattern在设计时，容易因计算公式的错误（即针对dummy的错误应用）设计出不符合实际需要的dummy，此时dummy pattern就会与main pattern有重叠的部分。这种重叠部分会导致OPC优化得到的光刻板上曝光图形的严重错误，有时甚至需要重新更换光刻板，即耗时，又增加了整个工艺的成本。

而由于OPC程序对main pattern和dummy pattern是分开计算的，因此依靠现有的OPC工艺是无法检测出这种重叠错误。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种光学邻近效应的矫正装置和矫正方法，用以弥补现有的OPC处理过程中，可能产生的因虚拟器件图形设计不当而导致的关键器件图形和虚拟器件图形的重叠错误。

根据本发明的目的提出的一种光学邻近效应矫正装置，该矫正装置在现有的光学临近效应矫正装置的基础上，增加了一个图形预处理模块，该图形预处理模块包括图形叠加单元、输出单元和判断单元，所述图形叠加单元对一关键器件图形和一虚拟器件图形进行叠加并将叠加图形通过所述输出单元输出给所述判断单元。

优选的，所述图形叠加单元在进行图形叠加后，还包括对叠加图形的分层上色，该分层上色分为当叠加图形中有重叠部分时，则将叠加图形分为只包括关键器件图形的第一色、只包括虚拟器件图形的第二色和包括重叠区域的第三色；当叠加图形中没有重叠部分时，则将叠加图形表示为同一颜色。

优选的，所述判断单元根据该叠加图形的上色情况，得出是否存在重叠的判断结果。

优选的，光学邻近效应矫正装置进一步包括报警单元，当所述判断单元的判断结果为存在重叠时，该报警单元发出一提示警报，以提示人员停止光学邻近效应矫正。

优选的，所述关键器件图形和虚拟器件图形为CAD格式文件或GDS格式文件。

同时，根据本发明的目的提出的一种光学邻近效应矫正方法，该方法使用上述任意一项所述的光学邻近效应矫正装置对一目标图形进行矫正，包括步骤：

根据工艺规格确定光刻工艺参数；

根据所述光刻工艺参数确定光学邻近矫正模型，建立光学邻近矫正的运算程序；

对关键器件图形和虚拟器件图形进行叠加处理，并对叠加后的图形进行是否有重叠的判断；