圖形預(yù)處理方法以及測量圖形密度的方法
【專利摘要】本發(fā)明的圖形預(yù)處理方法以及測量圖形密度的方法中，圖形預(yù)處理方法包括：在圖形的直角處，當(dāng)直角為90°或者270°，在所述圖形的所述直角處切去或著補(bǔ)上一等腰直角三角形。本發(fā)明的測量圖形密度的方法包括：提供光刻掩模板版圖，將所述光刻掩模板版圖按單位面積劃分成若干單元，每個單元包括有若干目標(biāo)圖形和若干冗余圖形；采用圖形預(yù)處理方法，分別對所述目標(biāo)圖形和所述冗余圖形進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理目標(biāo)圖形和預(yù)處理冗余圖形；計(jì)算所述單元內(nèi)的所有預(yù)處理目標(biāo)圖形以及所有預(yù)處理冗余圖形的面積，得到總面積，用總面積除以單位面積，得到單元的圖形密度。本發(fā)明對目標(biāo)圖形和冗余圖形的直角進(jìn)行修正，使得最終測得的圖形密度更準(zhǔn)確。
【專利說明】圖形預(yù)處理方法以及測量圖形密度的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光刻【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種圖形預(yù)處理方法以及測量圖形密 度的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，圖形密度檢查分析已成為很多關(guān)鍵層次掩模版數(shù)據(jù)處 理的重要步驟；在半導(dǎo)體制造過程中，圖形分布密度均勻與否對很多刻蝕步驟的影響很大， 在圖形密度分布不均的情況下，容易加重刻蝕步驟中的負(fù)載效應(yīng)，導(dǎo)致部分圖形的最終尺 寸與目標(biāo)尺寸偏離。此外，在CMP(化學(xué)機(jī)械研磨）過程中，圖形分布密度也對CMP的研磨 結(jié)果有一定的影響，良好的圖形分布密度也是確保研磨后的薄膜平整度的要求之一。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用光刻工藝，將光刻板上的圖形轉(zhuǎn)移到硅片上，但是，光刻 板上的圖形密度不均一。為了改善圖形密度一致性，對設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的一些關(guān)鍵層次加入冗余 圖形已經(jīng)成為光刻板出版前的一個重要步驟；加入冗余圖形后進(jìn)行圖形密度分析成為判斷 圖形密度一致性好壞的標(biāo)準(zhǔn)。
[0004] 在目前的圖形密度分析方法中，一般把整個數(shù)據(jù)區(qū)域按照一定的大小進(jìn)行分塊， 計(jì)算每個單元面積內(nèi)目標(biāo)版圖和冗余圖形的面積而得到該單元的圖形密度，每個單元的圖 形密度和相鄰單元的圖形密度進(jìn)行比對，得到圖形密度變化梯度。根據(jù)工藝情況設(shè)定圖形 密度的范圍以及圖形密度變化梯度的范圍，如果圖形密度分析結(jié)果超出設(shè)定范圍則需要進(jìn) 行改善。
[0005] 然而上述分析方法中并未考慮微影過程中受到光學(xué)臨近效應(yīng)的影響導(dǎo)致的圖形 變形或失真，雖然在關(guān)鍵層次的圖形轉(zhuǎn)移過程中普遍采用了光學(xué)臨近效應(yīng)修正技術(shù)（0PC)， 還是沒有辦法解決微影過程中的角度圓化等現(xiàn)象，也就是說硅片上的得到的最終圖形與目 標(biāo)圖形存在差異，尤其是在圖形凸角和凹角處的差異，盡管這些差異不大，而且差異大小取 決于工藝情況，但是這些差異對圖形密度的計(jì)算存在一定的誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于，提供一種圖形與處理方法以及測量圖形密度的方法，解決光 刻工藝微影過程導(dǎo)致目標(biāo)圖形或者冗余圖形的直角邊圓化的問題，對目標(biāo)圖形或冗余圖形 進(jìn)行預(yù)處理，使得測量的圖形密度更接近真實(shí)光刻工藝中硅片上的圖形密度，使得測量的 圖形密度更準(zhǔn)確。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的圖形預(yù)處理方法，包括：
[0008] 步驟S1，確定光刻工藝中的最小線寬，確定所述圖形中的某一直角的兩直角邊的 大小為第一邊長和第二邊長；
[0009] 步驟S2,得出第一邊長和第二邊長與最小線寬的比值關(guān)系為第一比值和第二比 值，如果第一比值和第二比值均大于等于1，則進(jìn)行步驟S3,對某一直角預(yù)處理；
[0010] 步驟S3,如果所述直角為90°，依據(jù)一比值與邊長關(guān)系對照表，在所述圖形的所 述直角處切去一等腰直角三角形；如果所述直角為270°，依據(jù)比值與邊長關(guān)系對照表，在 所述圖形的所述直角處補(bǔ)上一等腰直角三角形；
[0011] 步驟S4,重復(fù)進(jìn)行步驟S1-S3,對所述圖形中的所有直角進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理 圖形；
[0012] 其中，所述比值與邊長關(guān)系對照表為根據(jù)所述第一比值和所述第二比值的大小制 定的，所述比值與邊長關(guān)系對照表包括所述第一比值、所述第二比值以及與所述第一比值 和所述第二比值相對應(yīng)的等腰直角三角形的直角邊邊長的數(shù)值表；所述等腰直角三角形的 兩個直角邊與所述圖形的所述直角的兩條邊重合。
[0013] 進(jìn)一步的，如果第一比值小于1，或者第二比值小于1，則不對圖形進(jìn)行處理。
[0014] 進(jìn)一步的，制定比值與邊長關(guān)系對照表的具體步驟包括：
[0015] 確定光刻工藝中的最小線寬，確定在每個所述圖形中選取的某一直角的兩直角邊 的大小為第一邊長和第二邊長；
[0016] 得出所選取的直角的第一邊長和第二邊長與所述最小線寬的比值為第一比值和 第二比值；
[0017] 將所述第一比值和第二比值均大于等于1的所述直角分成m組，并使得每一組包 括η個所述直角，將所有的直角分別編號為 Vij，i = 1，2, ···，!!!，j = 1，2, ···，!!；
[0018] 比較所述直角Ψυ所在的圖形與對應(yīng)的模擬圖形，確定直角Ψυ對應(yīng)的等腰直角 三角形，使得所述等腰直角三角形的斜邊與所述對應(yīng)的模擬圖形相切，所述直角Vij對應(yīng) 的等腰直角三角形的直角邊的數(shù)值為 aij;
[0019] 取ai = (an+ai2+ai3+ai4+…即為第i組直角對應(yīng)的等腰直角三角形的直 角邊的邊長數(shù)；
[0020] 求得每一分組的％，并制成比值與邊長關(guān)系對照表；
[0021] 其中，m、η均為正整數(shù)。
[0022] 進(jìn)一步的，其特征在于，m為15。
[0023] 進(jìn)一步的，其特征在于，η為10。
[0024] 本發(fā)明還提供測量圖形密度的方法，包括；
[0025] 提供光刻掩模板版圖，將所述光刻掩模板版圖按單位面積劃分成若干單元，每個 單元包括有若干目標(biāo)圖形和若干冗余圖形；
[0026] 采用以上所述的圖形預(yù)處理方法，分別對所述目標(biāo)圖形和冗余圖形進(jìn)行預(yù)處理， 得到預(yù)處理目標(biāo)圖形和預(yù)處理冗余圖形；
[0027] 計(jì)算所述單元內(nèi)的所有預(yù)處理目標(biāo)圖形以及所有預(yù)處理冗余圖形的面積，得到總 面積，用所述總面積除以單位面積，得到所述單元的圖形密度。
[0028] 進(jìn)一步的，所述單位面積為10 μ m*10 μ m。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的測量圖形密度的方法具有以下有益效果：
[0030] 本發(fā)明提供圖形預(yù)處理方法以及測量圖形密度的方法中，圖形預(yù)處理方法包括： 在圖形的直角處，當(dāng)直角為90°或者270°，在所述圖形的所述直角處切去或著補(bǔ)上一等 腰直角三角形。本發(fā)明的測量圖形密度的方法包括：提供光刻掩模板版圖，將所述光刻掩模 板版圖按單位面積劃分成若干單元，每個單元包括有若干目標(biāo)圖形和若干冗余圖形；采用 圖形預(yù)處理方法，分別對所述目標(biāo)圖形和所述冗余圖形進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理目標(biāo)圖形 和預(yù)處理冗余圖形；計(jì)算所述單元內(nèi)的所有預(yù)處理目標(biāo)圖形以及所有預(yù)處理冗余圖形的面 積，得到總面積，用總面積除以單位面積，得到單元的圖形密度。本發(fā)明對目標(biāo)圖形和冗余 圖形的直角進(jìn)行修正，使得最終測得的圖形密度更準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明的圖形預(yù)處理方法的流程圖；
[0032] 圖2a-圖2c為本發(fā)明第一實(shí)施例中對圖形預(yù)處理過程的示意圖；
[0033] 圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例中制定比值與邊長關(guān)系對照表的流程圖；
[0034] 圖4a-圖4c為本發(fā)明第二實(shí)施例中對圖形預(yù)處理過程的示意圖；
[0035] 圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例中對圖形預(yù)處理過程的示意圖；
[0036] 圖6為本發(fā)明測量圖形密度方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面將結(jié)合示意圖對本發(fā)明的圖形預(yù)處理方法以及測量圖形密度的方法進(jìn)行更 詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描 述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù) 人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。
[0038] 在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要 求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非 精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0039] 本發(fā)明的核心思想在于，提供圖形預(yù)處理方法以及測量圖形密度的方法中，圖形 預(yù)處理方法包括：在圖形的直角（當(dāng)一條直線和另一條橫的直線交成的鄰角彼此相等時， 這些角的每一個被叫做直角，而且稱這一條直線垂直于另一條直線）處，當(dāng)直角為90°或 者270°，在所述圖形的所述直角處切去或著補(bǔ)上一等腰直角三角形。本發(fā)明的測量圖形密 度的方法包括：提供光刻掩模板版圖，將所述光刻掩模板版圖按單位面積劃分成若干單元， 每個單元包括有若干目標(biāo)圖形和若干冗余圖形；采用圖形預(yù)處理方法，分別對所述目標(biāo)圖 形和所述冗余圖形進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理目標(biāo)圖形和預(yù)處理冗余圖形；計(jì)算所述單元內(nèi) 的所有預(yù)處理目標(biāo)圖形以及所有預(yù)處理冗余圖形的面積，得到總面積，用總面積除以單位 面積，得到單元的圖形密度。本發(fā)明對目標(biāo)圖形和冗余圖形的直角進(jìn)行修正，使得最終測得 的圖形密度更準(zhǔn)確。
[0040] 具體的，結(jié)合上述核心思想，本發(fā)明的圖形預(yù)處理方法的流程圖參考圖1所示。
[0041] 步驟S1，確定光刻工藝中的最小線寬，確定所述圖形中的某一直角的兩直角邊的 大小為第一邊長和第二邊長；
[0042] 步驟S2,得出第一邊長和第二邊長與最小線寬的比值關(guān)系為第一比值和第二比 值，如果第一比值和第二比值均大于等于1，則進(jìn)行步驟S3,對某一直角預(yù)處理；
[0043] 步驟S3,步驟S3,如果所述直角為90°，依據(jù)一比值與邊長關(guān)系對照表，在所述圖 形的所述直角處切去一等腰直角三角形；如果所述直角為270°，依據(jù)比值與邊長關(guān)系對 照表，在所述圖形的所述直角處補(bǔ)上一等腰直角三角形；
[0044] 步驟S4,重復(fù)進(jìn)行步驟S1-S3,對所述圖形中的所有直角進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理 圖形；
[0045] 其中，所述比值與邊長關(guān)系對照表為根據(jù)所述第一比值和所述第二比值的大小制 定的，所述比值與邊長關(guān)系對照表包括所述第一比值、所述第二比值以及與所述第一比值 和所述第二比值相對應(yīng)的等腰直角三角形的直角邊邊長的數(shù)值表；所述等腰直角三角形的 兩個直角邊與所述圖形的所述直角的兩條邊重合。
[0046] 以下列舉本發(fā)明圖形預(yù)處理方法的幾個實(shí)施例，以清楚說明本發(fā)明的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng) 明確的是，本發(fā)明的內(nèi)容并不限制于以下實(shí)施例，其他通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常規(guī)技 術(shù)手段的改進(jìn)亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0047] 第一實(shí)施例
[0048] 以下結(jié)合圖2a、圖2b、圖2c以及圖3,具體說明本發(fā)明的圖形預(yù)處理方法。在本實(shí) 施例中，以所述圖形中的直角均為90°為例進(jìn)行具體進(jìn)行說明。
[0049] 如圖2所示，提供一圖形10,所述圖形10為光刻板上的圖形，所述圖形10中的某 一直角Ψ1為90°。確定光刻工藝的最小線寬為L，所述直角m對應(yīng)的兩直角的直角邊 的邊長第一邊長E1和第二邊長E2。得到所述第一邊長E1和所述第二邊長E2與所述最小 線寬L的比值關(guān)系，分別為第一比值X和第二比值Y，依據(jù)比值邊長關(guān)系對照表，在所述圖形 10中的直角Ψ 1處切去一等腰直角三角形20,所述等腰直角三角形的直角邊邊長的數(shù)值為 E3,所述等腰直角三角形20的兩直角邊與所述圖形10的直角Ψ1的兩條邊重合，如圖2b 所示。同樣的，對所述圖形10的其他直角進(jìn)行對直角VI相同的處理，即在每個直角處切 去一等腰直角三角形，得到最終的預(yù)處理圖形10'，如圖2c所示。
[0050] 在本實(shí)施例中，制定比值與邊長關(guān)系對照表的流程圖參考圖3所示，具體包括：
[0051] 執(zhí)行步驟S31，選取若干圖形，對每個圖形采用光學(xué)近距離修正并進(jìn)行模擬，得到 每個圖形的模擬圖形。
[0052] 在所述步驟S31中，如圖2a所示，對選取的圖形10進(jìn)行光學(xué)近距離修正，得到光 學(xué)近距離修正之后的修正圖形，并對所述修正圖形進(jìn)行模擬，得到模擬圖形30。
[0053] 執(zhí)行步驟S32,確定光刻工藝中的最小線寬，確定在每個所述圖形中選取的某一直 角的兩直角邊的大小為第一邊長和第二邊長。
[0054] 在所述步驟S32中，在本實(shí)施例中，較佳的，以邊長較小的直角邊為直角的第一邊 長，以邊長較大的直角邊為直角的第二邊長。
[0055] 執(zhí)行步驟S33,得出所選取的直角的第一邊長和第二邊長與所述最小線寬的比值 為第一比值和第二比值。
[0056] 執(zhí)行步驟S34,將所述第一比值和第二比值均大于等于1的所述直角分成m組， 并使得每一組包括η個所述直角，將所有的直角分別編號為Ψυ, i = 1，2, m·，!!!，j = 1，2, "·，η，其中，m、n均為正整數(shù)。
[0057] 在所述步驟S34中，根據(jù)所述第一比值和所述第二比值的大小，將若干直角分成m 組。較佳的，將所述直角分成15組，例如，將第一比值1〈X < 1. 5并且第二比值1〈Y < 1. 5 的直角分為第一組，第一組對應(yīng)的等腰直角三角形的直角邊邊長的數(shù)值為a3 ;將包括有 1〈X < 1. 5并且1. 5〈Y < 2的直角的圖形分為第二組，第二組對應(yīng)的等腰直角三角形的直角 邊邊長的數(shù)值為a2 ;依次類推，設(shè)定第i組直角對應(yīng)的等腰直角三角形的直角邊邊長的數(shù) 值為％。具體參考表1所示。在本實(shí)施例中，在對直角進(jìn)行分組時，要使得每一分組內(nèi)都要 包括有η個直角，較佳的，η為10。
[0058] 表 1
[0059]

【權(quán)利要求】
1. 一種圖形預(yù)處理方法，其特征在于，包括： 步驟S1，確定光刻工藝中的最小線寬，確定所述圖形中的某一直角的兩直角邊的大小 為第一邊長和第二邊長； 步驟S2,得出第一邊長和第二邊長與最小線寬的比值關(guān)系為第一比值和第二比值，如 果第一比值和第二比值均大于等于1，則進(jìn)行步驟S3,對某一直角預(yù)處理； 步驟S3,如果所述直角為90°，依據(jù)一比值與邊長關(guān)系對照表，在所述圖形的所述直 角處切去一等腰直角三角形；如果所述直角為270°，依據(jù)比值與邊長關(guān)系對照表，在所述 圖形的所述直角處補(bǔ)上一等腰直角三角形； 步驟S4,重復(fù)進(jìn)行步驟S1-S3,對所述圖形中的所有直角進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理圖 形； 其中，所述比值與邊長關(guān)系對照表為根據(jù)所述第一比值和所述第二比值的大小制定 的，所述比值與邊長關(guān)系對照表包括所述第一比值、所述第二比值以及與所述第一比值和 所述第二比值相對應(yīng)的等腰直角三角形的直角邊邊長的數(shù)值表；所述等腰直角三角形的兩 個直角邊與所述圖形的所述直角的兩條邊重合。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖形預(yù)處理方法，其特征在于，如果第一比值小于1，或者第二 比值小于1，則不對圖形進(jìn)行處理。
3. 如權(quán)利要求1所述的圖形預(yù)處理方法，其特征在于，制定比值與邊長關(guān)系對照表的 具體步驟包括： 選取若干圖形，對每個圖形采用光學(xué)近距離修正并進(jìn)行模擬，得到每個圖形的模擬圖 形； 確定光刻工藝中的最小線寬，確定在每個所述圖形中選取的某一直角的兩直角邊的大 小為第一邊長和第二邊長； 得出所選取的直角的第一邊長和第二邊長與所述最小線寬的比值為第一比值和第二 比值； 將所述第一比值和第二比值均大于等于1的所述直角分成m組，并使得每一組包括η 個所述直角，將所有的直角分別編號為￥ij，i = 1，2, ···，!!!，j = 1，2, ···，!!； 比較所述直角Ψυ所在的圖形與對應(yīng)的模擬圖形，確定直角Ψυ對應(yīng)的等腰直角三角 形，使得所述等腰直角三角形的斜邊與所述對應(yīng)的模擬圖形相切，所述直角Ψυ對應(yīng)的等 腰直角三角形的直角邊的數(shù)值為aiJ ; 取ai = (an+ai2+ai3+ai4+…即為第i組直角對應(yīng)的等腰直角三角形的直角邊 的邊長數(shù)值； 求得每一分組的％，并制成比值與邊長關(guān)系對照表； 其中，m、η均為正整數(shù)。
4. 如權(quán)利要求3所述的圖形預(yù)處理方法，其特征在于，m為15。
5. 如權(quán)利要求3所述的圖形預(yù)處理方法，其特征在于，η為10。
6. -種測量圖形密度的方法，其特征在于，包括： 提供光刻掩模板版圖，將所述光刻掩模板版圖按單位面積劃分成若干單元，每個單元 包括有若干目標(biāo)圖形和若干冗余圖形； 采用如權(quán)利要求1-5所述的圖形預(yù)處理方法，分別對所述目標(biāo)圖形和冗余圖形進(jìn)行預(yù) 處理，得到預(yù)處理目標(biāo)圖形和預(yù)處理冗余圖形； 計(jì)算所述單元內(nèi)的所有預(yù)處理目標(biāo)圖形以及所有預(yù)處理冗余圖形的面積，得到總面 積，用所述總面積除以單位面積，得到所述單元的圖形密度。
7.如權(quán)利要求6所述的測量圖形密度的方法，其特征在于，所述單位面積為 10 μ πρ^ΙΟ μ m。
【文檔編號】G03F7/20GK104216235SQ201410403759
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】何大權(quán), 倪念慈, 魏芳, 朱駿, 呂煜坤, 張旭昇 申請人:上海華力微電子有限公司