專利名稱：半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法及其掩膜板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法及其掩膜板。
背景技術(shù)：
先進(jìn)半導(dǎo)體制程中需要對(duì)設(shè)計(jì)版圖進(jìn)行光學(xué)臨近修正，以提高圖形的可制造性能。特別在深亞微米的半導(dǎo)體芯片制造過(guò)程中，由于關(guān)鍵圖形的線寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光源的波長(zhǎng)，光的衍射效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致光罩投影至硅片上的圖形發(fā)生畸變，甚至?xí)?dǎo)致超出可接受范圍的圖形失真。典型的效應(yīng)有:線端頭縮短、圓角和關(guān)鍵尺寸偏移等等。這種光學(xué)的衍射畸變的影響受到周邊圖形環(huán)境的影響，被稱之為光學(xué)臨近效應(yīng)(optical proximity effects)。由于光學(xué)臨近效應(yīng)的存在，用設(shè)計(jì)出的版圖直接寫成的光罩，在硅晶片上形成的圖形與設(shè)計(jì)有很大差別。為了解決諸如此類的光學(xué)臨近 效應(yīng)，需要對(duì)設(shè)計(jì)的版圖進(jìn)行預(yù)先的修正，使得修改的量正好能夠補(bǔ)償曝光系統(tǒng)造成的臨近效應(yīng)。因此，使用做過(guò)光學(xué)臨近修正的版圖寫成的光罩，在晶圓上就能得到最初想要的設(shè)計(jì)圖案。這個(gè)修正的迭代過(guò)程就叫光學(xué)臨近修正(Optical Proximity Correct,簡(jiǎn)稱OPC)。OPC是為了改善光學(xué)臨近效應(yīng)對(duì)曝光的影響,所以基本工作就是對(duì)版圖做逐線段的切割移動(dòng)，然后不斷的迭代，最后與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。原理較為簡(jiǎn)單，但是因?yàn)樾枰獙?duì)整個(gè)芯片版圖的每個(gè)圖形結(jié)構(gòu)都要做這樣的修正，所以是一個(gè)很耗時(shí)的過(guò)程，并對(duì)OPC自身的算法也有很高的要求。最初階段基本上是基于規(guī)則的OPC運(yùn)算，運(yùn)算量較少，只是針對(duì)符合特定規(guī)則的圖形進(jìn)行修正，修正規(guī)則也較少。然而由于線寬不斷減小，圖形復(fù)雜度不斷增大，使用規(guī)則來(lái)描述修正過(guò)程變得越來(lái)越繁瑣，而且不夠精確，因此產(chǎn)生了基于模型的OPC運(yùn)算方法?；谀Ｐ偷墓鈱W(xué)臨近修正，是采用建立虛擬的光刻工藝模型，然后不斷進(jìn)行迭代計(jì)算，從而獲得所需的圖形修改補(bǔ)償量的方法。但計(jì)算的復(fù)雜度和計(jì)算周期大大增加?，F(xiàn)在主流的關(guān)鍵圖形層次都采用基于模型的OPC運(yùn)算，或者二者結(jié)合使用。為了提高OPC的運(yùn)算效率和周期，業(yè)界采用了很多方法。首先，提高計(jì)算硬件的性能:通過(guò)提高單顆芯片的計(jì)算速度和增加計(jì)算芯片的數(shù)量，來(lái)提高計(jì)算能力，使得在計(jì)算總量不變的情況下，提高運(yùn)行效率和降低計(jì)算時(shí)間。但這種方法需要增加硬件投入，需要花費(fèi)很大的成本，特別是在55納米以下的工藝，單一重要層次的計(jì)算需要花費(fèi)數(shù)百顆乃至數(shù)千顆芯片I天的計(jì)算量，因此該方法經(jīng)濟(jì)效益不佳。其次，采用優(yōu)化計(jì)算算法，由于一個(gè)芯片產(chǎn)品具有許多圖形層次，而各個(gè)層次的圖形精度不一，因此可以對(duì)不同層次采用不同的計(jì)算模式。例如，對(duì)護(hù)層等較大線寬的層次不進(jìn)行光學(xué)臨近修正，而對(duì)有源區(qū)層，柵極層等關(guān)鍵層次進(jìn)行精細(xì)的基于模型的光學(xué)臨近修正計(jì)算。該方法可以有效地減少總計(jì)算量，但由于工藝復(fù)雜度越來(lái)越高，需要進(jìn)行精細(xì)光學(xué)臨近計(jì)算的層次越來(lái)越多，因此效果有限。另外，還有一種增加光學(xué)修正阻擋層(OPC BLOCK)的方法。通過(guò)程序的計(jì)算和識(shí)另|J，將不需要進(jìn)行光學(xué)臨近修正的部分圖形遮蔽起來(lái)，進(jìn)而不進(jìn)行光學(xué)修正計(jì)算。但這種產(chǎn)生光學(xué)修正阻擋區(qū)域的程序識(shí)別能力有限，而且容易產(chǎn)生一些遮蔽不完全或者過(guò)遮蔽的問(wèn)題。事實(shí)上，對(duì)于某個(gè)圖形是否重要，是否需要修正，只有設(shè)計(jì)者最為清楚，而進(jìn)行光學(xué)臨近修正建模和計(jì)算的人員并不完全了解。因此，利用光學(xué)修正阻擋層的方法，容易產(chǎn)生是否完全有效的問(wèn)題。對(duì)目標(biāo)版圖進(jìn)行細(xì)致研究，發(fā)現(xiàn)即使在有源區(qū)、柵極等關(guān)鍵版圖層次，也存在僅需要簡(jiǎn)單光學(xué)修正的圖形區(qū)域，甚至部分不需要進(jìn)行光學(xué)臨近修正的大尺寸區(qū)域或非關(guān)鍵區(qū)域，而僅僅需要針對(duì)小線寬及關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行最高精度的光學(xué)臨近修正。所以實(shí)際上版圖上不同區(qū)域所需要的計(jì)算精度不一樣，但傳統(tǒng)做法是將所有圖形都進(jìn)行最高精度的光學(xué)臨近修正預(yù)算以保證整個(gè)版圖的精度，計(jì)算效率低，計(jì)算周期長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法及其掩膜板，以解決現(xiàn)有的將所有圖形都進(jìn)行最高精度的光學(xué)臨近修正預(yù)算導(dǎo)致計(jì)算效率低，計(jì)算周期長(zhǎng)的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法，包括:按照OPC的能力給出圖層分類的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則；確定子圖層的層數(shù)；將需要進(jìn)行相同OPC修正精度的版圖置于同一子圖層中，使整個(gè)版圖分布在不同精度的子圖層中，并進(jìn)行相應(yīng)精度的光學(xué)臨近修正計(jì)算；將處理完成的多個(gè)所述子圖層整合形成所需版圖的光掩膜數(shù)據(jù)?？蛇x的，在半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法中，將需要嚴(yán)格控制形狀和形貌的結(jié)構(gòu)版圖置于最高精度的子圖層?？蛇x的，在半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法中，所述需要嚴(yán)格控制形狀和形貌的結(jié)構(gòu)版圖包括測(cè)試圖形以及功能圖形?？蛇x的，在半導(dǎo)體 芯片的版層設(shè)計(jì)方法中，所述子圖層的數(shù)量為2-20個(gè)。本發(fā)明還提供一種利用半導(dǎo)體芯片版層設(shè)計(jì)方法的掩膜板，所述掩膜板上的圖形由多個(gè)不同精度的子圖層經(jīng)過(guò)相應(yīng)精度的光學(xué)臨近修正計(jì)算后整合而成?？蛇x的，在利用半導(dǎo)體芯片版層設(shè)計(jì)方法的掩膜板中，所述子圖層的數(shù)量為2-20 個(gè)。本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法，只需要對(duì)不同子圖層單獨(dú)進(jìn)行不同精度級(jí)別的OPC運(yùn)算，可以有效地減少計(jì)算量以及圖形面積，提高計(jì)算效率，提高運(yùn)算服務(wù)器的工作效率和縮短產(chǎn)品的出版周期。此外，在版圖設(shè)計(jì)和繪制時(shí)，可由設(shè)計(jì)者進(jìn)行實(shí)施，不需要任何其他運(yùn)算或額外的工作量，由于圖形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者，對(duì)于圖形結(jié)構(gòu)的要求和用途最為熟悉和了解，因此由設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)和繪制時(shí)將整合在一起的完整圖層分為多個(gè)不同光學(xué)臨近修正精度的子圖層是最準(zhǔn)確和高效的，還可以避免OPC工程師使用程序進(jìn)行劃分而產(chǎn)生錯(cuò)誤的潛在風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明提供的利用半導(dǎo)體芯片版層設(shè)計(jì)方法的掩膜板，所述掩膜板上的圖形由多個(gè)不同精度的子圖層經(jīng)過(guò)相應(yīng)精度的光學(xué)臨近修正計(jì)算后整合而成，得到高精度的掩膜板，經(jīng)過(guò)多層子圖的設(shè)置，結(jié)合不同精度的光學(xué)臨近修正計(jì)算，使實(shí)際的計(jì)算量、計(jì)算的圖形面積大大減少。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法的步驟流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法及其掩膜板作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。本發(fā)明的核心思想在于，本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法，只需要對(duì)不同子圖層單獨(dú)進(jìn)行不同精度級(jí)別的OPC運(yùn)算，可以有效地減少計(jì)算量以及圖形面積，提高計(jì)算效率，提高運(yùn)算服務(wù)器的工作效率和縮短產(chǎn)品的出版周期。此外，在版圖設(shè)計(jì)和繪制時(shí)，可由設(shè)計(jì)者進(jìn)行實(shí)施，不需要任何其他運(yùn)算或額外的工作量，由于圖形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者，對(duì)于圖形結(jié)構(gòu)的要求和用途最為熟悉和了解，因此由設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)和繪制時(shí)將整合在一起的完整圖層分為多個(gè)不同光學(xué)臨近修正精度的子圖層是最準(zhǔn)確和高效的，還可以避免OPC工程師使用程序進(jìn)行劃分而產(chǎn)生錯(cuò)誤的潛在風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明還提供了利用半導(dǎo)體芯片版層設(shè)計(jì)方法的掩膜板，所述掩膜板上的圖形由多個(gè)不同精度的子圖層經(jīng)過(guò)相應(yīng)精度的光學(xué)臨近修正計(jì)算后整合而成，得到高精度的掩膜板，經(jīng)過(guò)多層子圖的設(shè)置，結(jié)合不同精度的光學(xué)臨近修正計(jì)算，使實(shí)際的計(jì)算量、計(jì)算的圖形面積大大減少。圖1是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法的步驟流程示意圖。參照?qǐng)D1，一種半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法，包括:S11、按照OPC的能力給出圖層分類的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則；S12、確定子圖層的層數(shù)；S13、將需要進(jìn)行相同OPC修正精度的版圖置于同一子圖層中，使整個(gè)版圖分布在不同精度的子圖層中，并進(jìn)行相應(yīng)精度的光學(xué)臨近修正計(jì)算；S14、將處理完成的多個(gè)所述子圖層整合形成所需版圖的光掩膜數(shù)據(jù)。在半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法中，將需要嚴(yán)格控制形狀和形貌的結(jié)構(gòu)版圖置于最高精度的子圖層。進(jìn)一步地，將重要關(guān)鍵圖形、精細(xì)的主圖形或測(cè)試圖形、功能圖形等需要嚴(yán)格控制形狀和形貌的結(jié)構(gòu)版圖置于最高精度的子圖層。圖層的層數(shù)和修正級(jí)別可以從兩層到數(shù)十層，實(shí)際通過(guò)設(shè)置合理數(shù)量的子圖層和光學(xué)臨近等級(jí)達(dá)到最佳的精度和最少計(jì)算量為宜，一般最優(yōu)選擇為2 20個(gè)子圖層，在本實(shí)施例中，所述子圖層的數(shù)量為4個(gè)。利用本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法時(shí)，在40納米測(cè)試版圖出版工作中，設(shè)置四種不同精度的光學(xué)臨近修正運(yùn)算精度級(jí)別。根據(jù)OPC工程師提供的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，由設(shè)計(jì)者在最初開(kāi)始繪制測(cè)試結(jié)構(gòu)時(shí)，將精 細(xì)圖形全部置于第一子圖層，只需要對(duì)第一子圖層進(jìn)行最高精度級(jí)別的光學(xué)臨近修正計(jì)算；而大塊大尺寸(例如尺寸大于0.25微米)圖形單獨(dú)置于第二子圖層，只需進(jìn)行基于規(guī)則的簡(jiǎn)單光學(xué)臨近修正運(yùn)算冗余圖形置于單一子圖層；將焊墊等大于10微米以上的圖形獨(dú)立放置于第三子圖層，進(jìn)行整體的尺寸放大修正；而將標(biāo)記標(biāo)志或注釋性文字圖標(biāo)置于第四子圖層，該子圖層不進(jìn)行光學(xué)臨近修正運(yùn)算。本發(fā)明還提供一種利用半導(dǎo)體芯片版層設(shè)計(jì)方法的掩膜板，所述掩膜板上的圖形由多個(gè)不同精度的子圖層經(jīng)過(guò)相應(yīng)精度的光學(xué)臨近修正計(jì)算后整合而成。上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括: 按照OPC的能力給出圖層分類的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則； 確定子圖層的層數(shù)； 將需要進(jìn)行相同OPC修正精度的版圖置于同一子圖層中，使整個(gè)版圖分布在不同精度的子圖層中，并進(jìn)行相應(yīng)精度的光學(xué)臨近修正計(jì)算； 將處理完成的多個(gè)所述子圖層整合形成所需版圖的光掩膜數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法，其特征在于，將需要嚴(yán)格控制形狀和形貌的結(jié)構(gòu)版圖置于最高精度的子圖層。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述需要嚴(yán)格控制形狀和形貌的結(jié)構(gòu)版圖包括測(cè)試圖形以及功能圖形。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述子圖層的數(shù)量為2 20個(gè)。
5.一種利用權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片版層設(shè)計(jì)方法的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板上的圖形由多個(gè)不同精度的子圖層經(jīng)過(guò)相應(yīng)精度的光學(xué)臨近修正計(jì)算后整合。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體芯片版層設(shè)計(jì)方法的掩膜板，其特征在于，所述子圖層的數(shù)量為2 20個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法，包括按照OPC的能力給出圖層分類的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則；確定子圖層的層數(shù)；將需要進(jìn)行相同OPC修正精度的版圖置于同一子圖層中，使整個(gè)版圖分布在不同精度的子圖層中，并進(jìn)行相應(yīng)精度的光學(xué)臨近修正計(jì)算；將處理完成的多個(gè)所述子圖層整合形成所需版圖的光掩膜數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提供一種利用半導(dǎo)體芯片版層設(shè)計(jì)方法的掩膜板。本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片的版層設(shè)計(jì)方法，只需要對(duì)不同子圖層單獨(dú)進(jìn)行不同精度級(jí)別的OPC運(yùn)算，可以有效地減少計(jì)算量以及圖形面積，提高計(jì)算效率，提高運(yùn)算服務(wù)器的工作效率和縮短產(chǎn)品的出版周期。
文檔編號(hào)G03F1/36GK103246153SQ201310156848
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者張亮, 毛智彪, 曹永峰, 俞柳江, 于世瑞 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司