專利名稱：一種基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及65納米集成電路制造工藝和版圖設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于 Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正(Optical Proximity Correction, 0PC)方法。
背景技術(shù)：
集成電路(Integrated Circuit, IC)制造技術(shù)按照甚至超過摩爾定律以每18 個月集成度提高一倍的速度快速發(fā)展。但當集成電路的特征尺寸降到100納米以下的時 候，IC制造技術(shù)遇到了空前的挑戰(zhàn)，其中一個重要的方面來自于制造中的光刻環(huán)節(jié)。芯片 特征尺寸已經(jīng)減小到小于光刻光源的波長，由于衍射效應(yīng)，光刻儀器誤差以及透鏡的低通 濾波效應(yīng)，晶圓上的圖形已無法和掩模上的圖形保持一致。光學鄰近效應(yīng)校正(Optical Proximity Correction, 0PC)作為應(yīng)用最廣泛的光刻分辨率增強技術(shù)(Resolution Enhancement Technology, RET)，已成為現(xiàn)在掩模(Mask)制造中修正光學失真的重要手段。目前采用的OPC可分為兩類，即基于規(guī)則的OPC(rule-based 0PC)和基于模型的 OPC(model-based 0PC)。隨著電路特征尺寸的不斷縮小，版形之間的光學干擾越來越 嚴重，精度上有明顯優(yōu)勢的基于模型的OPC成為了一種必需?；谀Ｐ偷腛PC有兩個主要問題1)復(fù)雜的算法和迭代導致其運算時間過長，尤 其對于全芯片的0PC，直接影響芯片生產(chǎn)效率；2)芯片在OPC之后的數(shù)據(jù)存儲量急劇增加， 導致對數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的要求提高。然而，在數(shù)字芯片中，絕大部分電路是由標準單元構(gòu)成 的，其中有大量重復(fù)單元，只是由于它們鄰近單元的不同導致了光刻環(huán)境的差異，從而產(chǎn)生 了不同的OPC結(jié)果。Gupta Puneet等人曾提出通過在標準單元的四周添加虛擬多晶硅來模擬單元的 鄰近光刻環(huán)境，從而使標準單元可以在不考慮其它鄰近單元的情況下提前進行0PC，然而， 虛擬多晶硅模擬鄰近環(huán)境的能力有限，尤其是在特征尺寸進一步縮小的情況下。將一個標 準單元分為核心區(qū)域和邊界區(qū)域，核心區(qū)域不受鄰近單元的光刻鄰近效應(yīng)干擾，而邊界區(qū) 域則需要在完成標準單元的拼接之后重新進行全芯片0PC，這種方法在一定程度上減少了 OPC的計算量，但沒有實現(xiàn)單元OPC結(jié)果的完全復(fù)用。Pawlowski David M根據(jù)平行線條間的光刻影響占據(jù)主導的原則，只考慮水平方 向標準單元之間的影響，通過考慮代表性的單元邊界圖形，對標準單元進行預(yù)先0PC，但相 鄰標準單元中的水平方向平行線條必然存在，導致垂直方向上的鄰近單元之間的光學影 響不可忽略，未考慮這種情況下的預(yù)先OPC必然使結(jié)果中存在一定數(shù)量的邊沿放置誤差 (edge placement error，EPE)，同時，作者對光學鄰近范圍內(nèi)的光學環(huán)境做了不同程度的 簡化，導致EPE進一步增加。W Maly等人試圖用將標準單元圖形規(guī)則化的方法來實現(xiàn)預(yù)先0PC，但是系統(tǒng)的實 施方法并未被提出。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于Cell的層次化OPC方法，可以對標準 單元進行預(yù)先0PC，然后應(yīng)用到版圖設(shè)計當中，避免了全芯片設(shè)計當中的繁瑣和低效的處理方法，有利于高效的實現(xiàn)集成電路的制造。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題為了解決現(xiàn)有技術(shù)中全芯片OPC修正方法繁瑣，芯片生產(chǎn)效率較低的問題，本發(fā) 明提供了一種基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正方法。(二)技術(shù)方案為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正方 法，該方法是在標準單元庫構(gòu)建的過程中對標準單元進行光學鄰近效應(yīng)校正，當?shù)玫诫娐?的原始版圖時，將原始版圖中的標準單元部分用相應(yīng)的進行了光學鄰近效應(yīng)校正的標準單 元代替，得到最終制造掩模的版圖數(shù)據(jù)。上述方案中，所述在標準單元庫構(gòu)建的過程中對標準單元進行光學鄰近效應(yīng)校 正，采用對所有標準單元圖形規(guī)則化的方法，在該規(guī)則化方法中標準單元版圖模型的高度 相等，寬度為Wt或2Wt，其中Wt為最小單元寬度，2Wt為2倍最小單元寬度。上述方案中，所述當?shù)玫诫娐返脑及鎴D時，將原始版圖中的標準單元部分用相 應(yīng)的進行了光學鄰近效應(yīng)校正的標準單元代替的步驟中，對于65納米技術(shù)節(jié)點，只考慮一 層鄰近單元的影響，對每個標準單元預(yù)先作光學鄰近效應(yīng)校正時，只需要考慮其水平方向 和垂直方向的四個單元的光學鄰近影響，所有模塊的光學鄰近效應(yīng)校正版本數(shù)目為[(n-m) n2+2mn] (n+m)2，η的最高次項指數(shù)為5，m是寬度為2Wt的單元的數(shù)量，η是單元庫中單元的 種類數(shù)。上述方案中，所述當?shù)玫诫娐返脑及鎴D時，將原始版圖中的標準單元部分用相 應(yīng)的進行了光學鄰近效應(yīng)校正的標準單元代替的步驟中，對于電路版圖中的空缺單元，采 用一種虛擬單元進行填充，該虛擬單元是用于將標準單元的電源和地連接起來，這種虛擬 填充單元可以設(shè)計成在多晶硅層加虛擬多晶硅，在金屬層加虛擬金屬，這樣，既可以祈禱連 接電源和地的目的，又可以實現(xiàn)層密度的均勻。上述方案中，所述當?shù)玫诫娐返脑及鎴D時，將原始版圖中的標準單元部分用相 應(yīng)的進行了光學鄰近效應(yīng)校正的標準單元代替的步驟中，對電路版圖中的標準單元區(qū)域， 整體加一圈虛擬單元，解決版圖中的邊界單元的光學鄰近環(huán)境無法準確估計的問題。(三)有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果為本發(fā)明通過將層次化設(shè)計的概念引入到全芯片OPC修正過程中，使所有標準單元 的圖形規(guī)則化，在標準單元庫構(gòu)建的過程中對標準單元進行0PC，當全芯片版圖得到以后， 將其中的標準單元部分用OPC修正過的單元代替，從而不必再做全芯片打平方式的0PC， 降低了掩模數(shù)據(jù)存儲量，有利于光刻分辨率增強，從而降低了生產(chǎn)誤差，提高了芯片生產(chǎn)效率。


圖1是傳統(tǒng)標準單元拼接后的版圖模型；圖2是垂直方向相鄰標準單元間光學影響模型；
圖3是圖形規(guī)則化的理想標準單元拼接模型；圖4是標準單元光學鄰近環(huán)境模型；圖5是改進的標準單元光學鄰近環(huán)境模型。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。本發(fā)明提供的基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正方法，是將所有標準單元的 圖形規(guī)則化，使標準單元高度相等，寬度為Wt、2Wt，這樣以來，版圖拼接整齊，不會出現(xiàn)縫 隙，降低了傳統(tǒng)標準單元由于拼接間隙產(chǎn)生的光刻環(huán)境不確定性，使得標準單元庫鄰近環(huán) 境可預(yù)知，有利于0PC。在標準單元構(gòu)建的過程中對標準單元進行OPC處理。參見圖1，傳統(tǒng)標準單元雖然高度是一致的，但是它們彼此之間的寬度卻存在很大 的差異，這導致了它們在版圖拼接過程中出現(xiàn)了縫隙，使得單元的光學鄰近環(huán)境變得復(fù)雜， 尤其是垂直方向的光學鄰近環(huán)境難以估計。實際上，垂直方向的標準單元在對單元做OPC的過程中是必須考慮的。參見圖2， 標準單元中關(guān)鍵尺寸主要存在于多晶硅層和金屬1，多晶硅層出現(xiàn)如圖2所示的平行線條 的情況較少，但是金屬1中確實不可能完全避免的。具體來說，本發(fā)明提供的基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正方法，是在標準單 元庫構(gòu)建的過程中對標準單元進行光學鄰近效應(yīng)校正，當?shù)玫诫娐返脑及鎴D時，將原始 版圖中的標準單元部分用相應(yīng)的進行了光學鄰近效應(yīng)校正的標準單元代替，得到最終制造 掩模的版圖數(shù)據(jù)。其中，所述在標準單元庫構(gòu)建的過程中對標準單元進行光學鄰近效應(yīng)校正，采用 對所有標準單元圖形規(guī)則化的方法，在該規(guī)則化方法中標準單元版圖模型的高度相等，寬 度為Wt或2ffto所述當?shù)玫诫娐返脑及鎴D時，將原始版圖中的標準單元部分用相應(yīng)的進行了 光學鄰近效應(yīng)校正的標準單元代替的步驟中，對于65納米技術(shù)節(jié)點，只考慮一層鄰近單 元的影響，對每個標準單元預(yù)先作光學鄰近效應(yīng)校正時，只需要考慮其水平方向和垂直方 向的四個單元的光學鄰近影響，所有模塊的光學鄰近效應(yīng)校正版本數(shù)目為[(n-m) n2+2mn] (n+m)2,n的最高次項指數(shù)為5，m是寬度為2Wt的單元的數(shù)量，η是單元庫中單元的種類數(shù)。所述當?shù)玫诫娐返脑及鎴D時，將原始版圖中的標準單元部分用相應(yīng)的進行了光 學鄰近效應(yīng)校正的標準單元代替的步驟中，對于電路版圖中的空缺單元，采用一種虛擬單 元進行填充，該虛擬單元是用于將標準單元的電源和地連接起來，這種虛擬填充單元可以 設(shè)計成在多晶硅層加虛擬多晶硅，在金屬層加虛擬金屬，這樣，既可以祈禱連接電源和地的 目的，又可以實現(xiàn)層密度的均勻。所述當?shù)玫诫娐返脑及鎴D時，將原始版圖中的標準單元部分用相應(yīng)的進行了光 學鄰近效應(yīng)校正的標準單元代替的步驟中，對電路版圖中的標準單元區(qū)域，整體加一圈虛 擬單元，以解決版圖中的邊界單元的光學鄰近環(huán)境無法準確估計的問題。在本發(fā)明提供的基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正方法的具體處理過程中， 是將水平方向和垂直方向的鄰近標準單元都納入考慮范圍的情況下，布局布線器可能根據(jù)布線的需要將水平方向的標準單元拉開一定距離，如果將ROI考慮進來，根據(jù)Foundry提供 的65納米設(shè)計規(guī)則，即使一個反相器單元的高度和寬度也要遠大于600納米，所以，對于 某一個標準單元，本發(fā)明所要考慮的情景就完全可以簡化為如圖4的情況，即考慮單元周 圍一層的鄰近單元已經(jīng)足夠，其中單元1為準備做OPC的單元，2到9為它的鄰近環(huán)境。然 而，“ 2，，，“ 4，，，“ 7，，，“ 9 ”四個corner單元中的圖形相對于單元“ 1”中的圖形來說，在水平和 垂直方向都沒有交叉重疊的圖形，因此，透過“2”，“4”，“7”，“9”四個單元中的圖形的光波 很難影響到“1”中的圖形。因此本發(fā)明只考慮“3” “5” “6” “8”這四個鄰近環(huán)境，如圖5。 如果標準單元庫中存在η種單元，其中m種單元的寬度為2Wt，那么對于某一個單元預(yù)先進 行OPC的話，這個單元的OPC版本將為[(n-m)n2+2mn] (n+m)2種。對于鄰近單元中的空白單 元，本發(fā)明用一個有虛擬填充物的單元代替。對于電路邊緣部分的標準單元，其一側(cè)或者兩 側(cè)沒有其他標準單元，這時的光學鄰近環(huán)境無法估測。本發(fā)明采用在電路的整個標準單元 模塊周圈加虛擬填充單元的方法來解決。參見圖3，圖3是圖形規(guī)則化的理想標準單元拼接模型，將所有標準單元的圖形規(guī) 則化，使標準單元高度相等，寬度為Wt、2Wt。這樣以來，版圖拼接整齊，不會出現(xiàn)縫隙，降 低了傳統(tǒng)標準單元由于拼接間隙產(chǎn)生的光刻環(huán)境不確定性，使得標準單元庫鄰近環(huán)境可預(yù) 知，有利于0PC，并在標準單元構(gòu)建的過程中對標準單元進行OPC處理。本發(fā)明提出了改進的基于Cell的OPC模型，不僅考慮了水平方向標準單元之間的 光刻影響，而且考慮了垂直方向標準單元之間的影響。如圖4所示，圖4是標準單元光學鄰 近環(huán)境模型。所有標準單元的高度和寬度都相同，只考慮一層鄰近單元的影響。在對每個 標準單元預(yù)先做OPC時，要考慮標準單元鄰近的九個標準單元的所有可能情況，然而，“2”， “4”，“7”，“9”四個corner單元中的圖形相對于單元“1”中的圖形來說，在水平和垂直方向 都沒有交叉重疊的圖形，因此，透過“2”，“4”，“7”，“9”四個單元中的圖形的光波很難影響 到“1”中的圖形。參見圖5，圖5是改進的標準單元光學鄰近環(huán)境模型。本發(fā)明只考慮“3”‘5”‘6”‘8” 這四個鄰近環(huán)境。如果標準單元庫中存在η種單元，其中m種單元的寬度為2Wt，那么對于 某一個單元預(yù)先進行OPC的話，這個單元的OPC版本將為[(n-m)n2+2mn] (n+m)2種。對于電 路版圖中的空缺單元，采用一種特殊的虛擬單元進行填充。對電路版圖中的標準單元區(qū)域， 整體加一圈虛擬單元，以解決版圖中的邊界單元的光學鄰近環(huán)境無法準確估計的問題。準 備好所有可能情況下的OPC版本，以待電路原始版圖得到后進行版圖替換。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正方法，其特征在于，該方法是在標準單元 庫構(gòu)建的過程中對標準單元進行光學鄰近效應(yīng)校正，當?shù)玫诫娐返脑及鎴D時，將原始版 圖中的標準單元部分用相應(yīng)的進行了光學鄰近效應(yīng)校正的標準單元代替，得到最終制造掩 模的版圖數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正方法，其特征在于，所 述在標準單元庫構(gòu)建的過程中對標準單元進行光學鄰近效應(yīng)校正，采用對所有標準單元圖 形規(guī)則化的方法，在該規(guī)則化方法中標準單元版圖模型的高度相等，寬度為Wt或2Wt，其中 Wt為最小單元寬度，2Wt為2倍最小單元寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正方法，其特征在于，所 述當?shù)玫诫娐返脑及鎴D時，將原始版圖中的標準單元部分用相應(yīng)的進行了光學鄰近效應(yīng) 校正的標準單元代替的步驟中，對于65納米技術(shù)節(jié)點，只考慮一層鄰近單元的影響，對每 個標準單元預(yù)先作光學鄰近效應(yīng)校正時，只需要考慮其水平方向和垂直方向的四個單元的 光學鄰近影響，所有模塊的光學鄰近效應(yīng)校正版本數(shù)目為[(n-m)n2+2mn] (n+m)2, η的最高 次項指數(shù)為5，m是寬度為2Wt的單元的數(shù)量，η是單元庫中單元的種類數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正方法，其特征在于，所 述當?shù)玫诫娐返脑及鎴D時，將原始版圖中的標準單元部分用相應(yīng)的進行了光學鄰近效應(yīng) 校正的標準單元代替的步驟中，對于電路版圖中的空缺單元，采用一種虛擬單元進行填充， 該虛擬單元是用于將標準單元的電源和地連接起來。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正方法，其特征在于，所 述當?shù)玫诫娐返脑及鎴D時，將原始版圖中的標準單元部分用相應(yīng)的進行了光學鄰近效應(yīng) 校正的標準單元代替的步驟中，對電路版圖中的標準單元區(qū)域，整體加一圈虛擬單元，解決 版圖中的邊界單元的光學鄰近環(huán)境無法準確估計的問題。
全文摘要
本發(fā)明涉及65納米集成電路的制造工藝和版圖設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于Cell的層次化光學鄰近效應(yīng)校正(OPC)方法。該方法通過將層次化設(shè)計的概念引入到全芯片OPC修正過程中，將所有標準單元圖形規(guī)則化，并在標準單元庫構(gòu)建的過程中對標準單元進行OPC，當全芯片版圖得到以后，將其中的標準單元部分用OPC修正過的單元代替，從而不必再做全芯片打平方式的OPC，極大的降低了掩模數(shù)據(jù)存儲量，有利于光刻分辨率增強，從而降低了生產(chǎn)誤差，提高了芯片生產(chǎn)效率。
文檔編號G03F7/20GK102147567SQ20111008247
公開日2011年8月10日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者尹明會, 羅海燕, 趙劼, 陳嵐 申請人:中國科學院微電子研究所