本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種用于光源-掩膜優(yōu)化(source-mask optimization，SMO)的圖形選擇方法。

背景技術(shù)：

隨著集成電路的復(fù)雜度越來越高，特征尺寸也變得越來越小。當(dāng)集成電路的特征尺寸接近光刻機(jī)曝光的系統(tǒng)極限，即特征尺寸接近或小于光刻光源時，硅片上制造出的版圖會出現(xiàn)明顯的畸變。為此光刻系統(tǒng)必須采用分辨率增強(qiáng)(RET)技術(shù)，用以提高成像質(zhì)量。

隨著技術(shù)往關(guān)鍵尺寸更小的方向發(fā)展，僅對掩膜實(shí)施優(yōu)化的常規(guī)光學(xué)鄰近修正(Optical Proximity Correction,OPC)可能無法滿足日益嚴(yán)格的關(guān)鍵尺寸的規(guī)格要求。在這種情況下，可以對照射源/光源也進(jìn)行優(yōu)化，以提高光刻保真度，即進(jìn)行光源-掩膜優(yōu)化(SMO)。

光源-掩膜優(yōu)化是一種重要的分辨率增強(qiáng)技術(shù)，該技術(shù)對優(yōu)化過程中使用的測試圖形具有較為嚴(yán)重的依賴性。因此，測試圖形的選擇非常重要。然而，現(xiàn)有技術(shù)中對測試圖形的選擇通常依賴SMO用戶的技巧和經(jīng)驗(yàn)，這樣的選擇方法效率低下，且結(jié)果不可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于光源-掩膜優(yōu)化的圖形選擇方法，所述圖形選擇方法包括：計算多個特征圖形中每個特征圖形的功率譜密度；基于所計算的每個特征圖形的功率譜密度計算所述多個特征圖形中任意兩個特征圖形之間的差異度；以及在所述多個特征圖形中選擇彼此之間所述差異度大于或等于預(yù)定閾值的特征圖形作為測試圖形，以用于光源-掩膜優(yōu)化。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述計算所述多個特征圖形中任意兩個特征圖形之間的差異度進(jìn)一步包括：計算所述多個特征圖形中任意 兩個特征圖形之間的矢量余弦角距離(Vector Cosine Angle Distance，VCAD)。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述計算多個特征圖形中每個特征圖形的功率譜密度進(jìn)一步包括：對所述每個特征圖形進(jìn)行離散傅里葉變換(Discrete Fourier Transform，DFT)；以及基于所述離散傅里葉變換結(jié)果計算所述每個特征圖形的功率譜密度。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述每個特征圖形的功率譜密度通過公式f_uv＝|DFT(I)_uv|²進(jìn)行計算_，其中DFT(I)_uv為特征圖形的離散傅里葉變換，其中u和v為頻率變量。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述每個特征圖形的離散傅里葉變換用公式表示為：

其中，M和N為所述每個特征圖形的衍射級(diffraction order)。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述多個特征圖形中任意兩個特征圖形之間的矢量余弦角距離的計算用公式表示為：

其中，f表示所述多個特征圖形中的一個，g表示所述多個特征圖形中的另一個。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述預(yù)定閾值由用戶進(jìn)行定義。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，兩個特征圖形之間的矢量余弦角距離的大小對所述兩個特征圖形的節(jié)距(pitch)敏感。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述多個特征圖形包括用來確定曝光能量的圖形(anchor pattern)、具有不同節(jié)距的一維周期性測試圖形、線端測試圖形和/或隨機(jī)邏輯圖形。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述圖形選擇方法能夠應(yīng)用于光源-掩膜-偏振優(yōu)化(source-mask-polarization optimization)。

本發(fā)明所提供的用于光源-掩膜優(yōu)化的圖形選擇方法可以高效快 速地選擇用于光源-掩膜優(yōu)化的測試圖形，同時不會遺漏任何關(guān)鍵圖形，從而實(shí)現(xiàn)高效、高精確度的光源-掩膜優(yōu)化。

附圖說明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。

附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于光源-掩膜優(yōu)化的圖形選擇方法的流程圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多個特征圖形的示例；

圖3示出了圖2的多個特征圖形中任意兩個特征圖形之間的矢量余弦角距離的數(shù)值列表；

圖4示出了現(xiàn)有的圖形選擇方法和根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖形選擇方法對各種特征圖形的選擇數(shù)目列表；

圖5A-圖5D示出了使用圖4中的各圖形選擇方法所選擇的圖形進(jìn)行光源優(yōu)化的仿真結(jié)果；以及

圖6示出了圖4中的各圖形選擇方法的運(yùn)行時間。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。

在此使用的術(shù)語的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時，單數(shù)形式的“一”、“一個”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說明書中使用時，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多其 它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明提出的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

SMO是一種重要的分辨率增強(qiáng)技術(shù)，該技術(shù)對優(yōu)化過程中使用的測試圖形具有較為嚴(yán)重的依賴性。因此，需要仔細(xì)選擇測試圖形，以在光源調(diào)整的周期和精度之間進(jìn)行均衡?，F(xiàn)有方法中，通常依靠SMO用戶的技巧和經(jīng)驗(yàn)來選擇圖形。例如，通常針對目標(biāo)工藝選擇關(guān)鍵圖形，作為將被優(yōu)化的小特征圖形(clip)的輸入。一方面，選擇的圖形越多，花費(fèi)的計算時間越長。另一方面，如果選擇的圖形量不足，將會影響后期優(yōu)化的精度。

為了從多個特征圖形中選擇具有代表性的關(guān)鍵圖形，需要對這些特征圖形進(jìn)行區(qū)分。本發(fā)明提供一種用于光源-掩膜優(yōu)化的圖形選擇方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖形選擇方法可以分析多個特征圖形，具體地可以將多個特征圖形通過傅里葉變換轉(zhuǎn)化到頻域空間，通過其頻域空間的衍射圖形的比較來區(qū)分這些特征圖形。然后從中選擇典型的圖形并濾除不需要的圖形，以用于光源-掩膜優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)在不遺漏關(guān)鍵圖形的情況下大大減小時間成本。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于光源-掩膜優(yōu)化的圖形選擇方法100的流程圖。如圖1所示，圖形選擇方法100包括以下步驟：

步驟101：計算多個特征圖形中每個特征圖形的功率譜密度。

其中，多個特征圖形可以是代表整個芯片的多個圖形，其可以包括進(jìn)行SMO所需要考慮的具有代表性的圖形。例如，多個特征圖形可以包括用來確定曝光能量的anchor圖形、具有不同節(jié)距(例如節(jié)距從小到大)的一維周期性測試圖形、線端測試圖形、SRAM和/或隨機(jī)邏輯圖形。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多個特征圖形的示例，稍后將對其進(jìn)行描述。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，在步驟101中，計算多個特征圖形中每個特征圖形的功率譜密度可以進(jìn)一步包括：對每個特征圖形進(jìn)行離 散傅里葉變換，并基于離散傅里葉變換結(jié)果計算每個特征圖形的功率譜密度。例如，每個特征圖形的功率譜密度可以通過公式f_uv＝|DFT(I)_uv|²進(jìn)行計算_，其中DFT(I)_uv為特征圖形的離散傅里葉變換，可以通過公式(1)進(jìn)行計算：

其中，M和N為每個特征圖形的衍射級，并且其中u和v為頻率變量。

步驟102：基于所計算的每個特征圖形的功率譜密度計算多個特征圖形中任意兩個特征圖形之間的差異度。

可以采用差異度來對任意兩個特征圖形之間的不同進(jìn)行定量。其中，差異度例如可以采用矢量余弦角距離VCAD來表示。VCAD可以表示兩個圖形在頻域空間里的距離，其大小可以表示兩個圖形之間的差異度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，計算多個特征圖形中任意兩個特征圖形之間的差異度進(jìn)一步包括：計算多個特征圖形中任意兩個特征圖形之間的矢量余弦角距離。其中，多個特征圖形中任意兩個特征圖形之間的矢量余弦角距離VCAD可以通過公式(2)進(jìn)行計算：

其中，f表示多個特征圖形中的一個，g表示多個特征圖形中的另一個。

步驟103：在多個特征圖形中選擇彼此之間差異度大于或等于預(yù)定閾值的特征圖形作為測試圖形，以用于光源-掩膜優(yōu)化。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，預(yù)定閾值可以由用戶進(jìn)行定義。用戶可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或嘗試選擇最合適的閾值?；诓襟E102中的計算，當(dāng)兩個特征圖形之間的差異度(例如VCAD)小于預(yù)定閾值時，可以將該兩個特征圖形視為相同圖形，取其中的一個作為代表即可。當(dāng)兩個特征圖形之間的差異度(例如VCAD)大于或等于預(yù)定閾值時，則將 該兩個特征圖形視為不同圖形。最后，在候選的多個特征圖形中所選擇的最終作為測試圖形的圖形彼此之間均為不同圖形。這樣，可以在盡可能減少所選擇的圖形總數(shù)的情況下保證不漏選關(guān)鍵的圖形，從而既節(jié)約了計算時間成本，又確保了光源-掩膜優(yōu)化處理的精度。

下面通過示例描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于光源-掩膜優(yōu)化方法的圖形選擇方法。如上所述，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多個特征圖形的示例。具體地，圖2中示出了編號從#0到#9的10個一維特征圖形。這些特征圖形具有相同或不同的關(guān)鍵尺寸(CD)和節(jié)距。例如，對于圖形#0，60/120表示其CD為60，節(jié)距為120。其中，對于圖形#0和圖形#1，其CD和節(jié)距均相同，區(qū)別僅在于圖形#0偏移了20納米。圖形#0和圖形#2的節(jié)距相同，CD大小相近。圖形#0和圖形#3的CD相同，節(jié)距大小相近。圖形#7、圖形#8和圖形#9具有相同的節(jié)距，但是CD大小各不相同。

對圖2中的圖形#0到#9計算任意兩個圖形之間的差異度例如VCAD，結(jié)果如圖3中的列表所示。假設(shè)預(yù)定閾值為0.05，則圖3的列表中加粗字體即為VCAD小于閾值的VCAD數(shù)值。從圖3的列表可以看出，兩個特征圖形之間的VCAD的大小對兩個特征圖形的節(jié)距(pitch)敏感。基于上述計算，可以在這個10個圖形中選擇圖形#0、#4、#6、#7、#8和#9作為最終的測試圖形。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖形選擇方法可以在保證精度的情況下大大減少時間成本。下面將現(xiàn)有方法與本發(fā)明提供的圖形選擇方法進(jìn)行比較來說明本發(fā)明的優(yōu)勢。圖4示出了現(xiàn)有的圖形選擇方法和根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖形選擇方法對各種特征圖形的選擇數(shù)目列表。圖5A-圖5D示出了使用圖4中的各圖形選擇方法所選擇的圖形進(jìn)行光源優(yōu)化的仿真結(jié)果。圖6示出了圖4中的各圖形選擇方法的運(yùn)行時間。

如圖4所示，現(xiàn)有的圖形選擇方法可以包括全部圖形法、人工圖形選擇方法A和人工圖形選擇方法B。每種方法所選擇的圖形典型地包括anchor圖形、SRAM、線端測試圖形和邏輯圖形。其中，全部圖形法即選擇可以代表整個芯片的全部圖形，例如總數(shù)為143個圖形。以該方法所得出的圖形用于光源-掩膜優(yōu)化的性能最優(yōu)，如圖5A所示 的，然而其運(yùn)行時間非常長，正如圖6所示的。人工圖形選擇方法A和人工圖形選擇方法B為工程師進(jìn)行按照經(jīng)驗(yàn)和技巧進(jìn)行選擇的傳統(tǒng)方法。如圖4所示，人工圖形選擇方法A所選擇的圖形數(shù)目少，雖然運(yùn)行時間較短，但所得到的仿真結(jié)果(如圖5B所示)較差；人工圖形選擇方法B所選擇的圖形數(shù)目稍多，所得到的仿真結(jié)果(如圖5C所示)較好，但其運(yùn)行時間較長。相比之下，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖形選擇方法所選擇的圖形數(shù)目均多于兩個人工方法，所得到的仿真結(jié)果(如圖5D所示)良好，并且運(yùn)行時間與人工圖形選擇方法B和全部圖形法相比大大減少。

基于上面的描述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于光源-掩膜優(yōu)化的圖形選擇方法可以高效快速地選擇用于光源-掩膜優(yōu)化的測試圖形，同時不會遺漏任何關(guān)鍵圖形，從而實(shí)現(xiàn)高效、高精確度的光源-掩膜優(yōu)化。此外，該圖形選擇方法還可以應(yīng)用于光源-掩膜-偏振優(yōu)化(source-mask-polarization optimization)。

本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。