一種光刻友好型冗余金屬填充方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及集成電路可制造性設(shè)計(jì)及電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體設(shè)及一種集成電 路光刻友好型冗余金屬填充方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今集成電路制造普遍采用W銅互連為基礎(chǔ)的大馬±革工藝。隨著半導(dǎo)體工藝節(jié) 點(diǎn)的不斷進(jìn)步，材料和設(shè)備的改進(jìn)速度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足持續(xù)增加的性能、功耗要求。光刻 (Xithography)和化學(xué)機(jī)械拋光（Qiemical Mechanical化lishing，CMP)引起的工藝偏差 已成為限制半導(dǎo)體行業(yè)按摩爾定律發(fā)展的重大瓶頸，也使得其成為可制造性設(shè)計(jì)的主要研 究目標(biāo)。
[0003] CMP技術(shù)是同時(shí)借助化學(xué)腐蝕和超微粒子物理研磨實(shí)現(xiàn)巧片表面平坦化的工藝手 段。金屬層與介質(zhì)層存在的硬度差異影響了拋光速度，造成金屬碟形效應(yīng)（dishing)和電 介質(zhì)磨蝕（erosion)缺陷，惡化了 CMP效果，并通過(guò)疊層效應(yīng)影響上層金屬。為了解決該一 問(wèn)題，設(shè)計(jì)者普遍采用插入冗余金屬的方法，通過(guò)控制填充金屬的尺寸、間距，實(shí)現(xiàn)金屬圖 形密度的一致性，從而優(yōu)化CMP后平坦度。巧片生產(chǎn)方也為冗余金屬插入的簽核提出了金 屬密度方面的要求。
[0004] 冗余金屬的插入帶來(lái)了新的問(wèn)題。首先，寄生參數(shù)和禪合電容的引入極大影響了 時(shí)序。研究者不斷提出新的寄生參數(shù)提取手段和基于時(shí)序的插入方法，希望在精確仿真結(jié) 果的同時(shí)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)冗余金屬的形狀和位置實(shí)現(xiàn)金屬插入量和禪合電容的最小化。其 次，由于曝光波長(zhǎng)已接近光刻系統(tǒng)的理論極限，冗余金屬填充所造成的光刻影響也越來(lái)越 無(wú)法忽略。一方面，冗余金屬改變了原始版圖圖形環(huán)境和圖形密度，可能通過(guò)光學(xué)臨近效應(yīng) 惡化光學(xué)崎變，引起斷線、橋連、拐角圓滑、線段縮進(jìn)等問(wèn)題。對(duì)于較為容易產(chǎn)生崎變的過(guò)孔 圖形，該些崎變可能引起致命的邏輯錯(cuò)誤，而對(duì)于普通的信號(hào)線，崎變同樣可W改變電阻電 容而影響時(shí)序。另一方面，冗余金屬優(yōu)化了 CMP后平坦度，該在一定程度上避免了光學(xué)失焦 問(wèn)題。巧片越平坦，巧片表面與最佳聚焦點(diǎn)之間的距離越穩(wěn)定，刻出的圖形與仿真結(jié)果相比 崎變也越小。如何平衡冗余金屬對(duì)該兩種光學(xué)效應(yīng)的影響，實(shí)現(xiàn)光刻友好型冗余金屬填充 具有現(xiàn)實(shí)意義。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，目前冗余金屬的填充研究過(guò)于集中在密度和時(shí)序的優(yōu)化方向， 而考慮光刻影響的填充并沒(méi)有引起足夠的重視。
[0005] 亞分辨率輔助圖形（Sub-resolution Assist FeaUire，SRAF)也被稱為散射條，是 光刻工藝中常用的分辨率增強(qiáng)技術(shù)化esolution Enhancement Technology, RET)，常用于 線寬精度要求高的多晶娃柵的光刻。光刻掩膜版中的散射條要足夠?qū)扺增加原始光刻圖形 的焦深，弱化其崎變程度，同時(shí)又要足夠窄W避免刻入巧片而引入計(jì)劃外的器件，該增加了 散射條的設(shè)計(jì)難度和掩膜成本，不適合金屬層的光刻修復(fù)。金屬線的修復(fù)規(guī)模大且精度要 求略低，同時(shí)不存在輔助圖形的可印性約束，申請(qǐng)人認(rèn)為可W采用冗余金屬作為可印性的 輔助圖形，在優(yōu)化光刻崎變的同時(shí)改善局部金屬密度，實(shí)現(xiàn)光刻和CMP的平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決集成電路冗余金屬填充引起的光刻崎變問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種光刻友 好型的冗余金屬填充方法，具體包括：
[0007] 一種針對(duì)T字型版圖圖形的光刻修復(fù)預(yù)填充模型，其特征在于：包含一個(gè)任意方 向的T字型版圖圖形結(jié)構(gòu)100和一個(gè)冗余金屬101，冗余金屬與T字型版圖的位置關(guān)系如圖 1所示。
[000引一種針對(duì)L字型版圖圖形的光刻修復(fù)預(yù)填充模型，其特征在于：包含一個(gè)任意方 向的L字型版圖圖形結(jié)構(gòu)200和一個(gè)冗余金屬201，冗余金屬與L字型版圖的位置關(guān)系如圖 2所示。
[0009] 一種針對(duì)線端版圖圖形的光刻修復(fù)預(yù)填充模型，其特征在于：包含一個(gè)任意方向 的線端版圖圖形結(jié)構(gòu)300和一個(gè)冗余金屬301，冗余金屬與線端版圖的位置關(guān)系如圖3所 /J、- 〇
[0010] 一種針對(duì)T字型、L字型過(guò)孔和普通線端的預(yù)填充方法，所述方法包括W下步驟：
[0011] (1)提供待填充集成電路版圖，所述集成電路版圖包括至少一個(gè)金屬結(jié)構(gòu)層，T字 型、L字型和線端結(jié)構(gòu)中的至少一種，同時(shí)具有足夠插入預(yù)填充圖形的區(qū)域；
[0012] (2)按照
【發(fā)明內(nèi)容】
1~3預(yù)填充模型中的原始版圖圖形對(duì)現(xiàn)有版圖進(jìn)行圖形匹 配；
[0013] (3)分別提取S種匹配結(jié)果中的原始版圖圖形坐標(biāo)；
[0014] (4)分別按照
【發(fā)明內(nèi)容】
1~3預(yù)填充模型中的冗余金屬圖形位置，修改匹配圖形坐 標(biāo)，得到預(yù)填充圖形坐標(biāo)；
[0015] (5)按照預(yù)填充圖形坐標(biāo)對(duì)現(xiàn)有版圖進(jìn)行預(yù)填充。
[0016] 本發(fā)明進(jìn)一步包括；步驟（1)中足夠插入預(yù)填充圖形的區(qū)域是指，按照
【發(fā)明內(nèi)容】
(1)中模型插入預(yù)填充圖形后，仍足夠滿足DRC規(guī)則要求。
[0017] 本發(fā)明進(jìn)一步包括；步驟（2)中圖形匹配是通過(guò)圖形匹配邸A工具實(shí)現(xiàn)的，匹配內(nèi) 容不僅包括圖形本身，也包括為滿足DRC規(guī)則所必須的填充空間。
[0018] 一種光刻友好型冗余金屬填充方法，其特征在于，所述方法包括W下步驟：
[0019] (1)提供待填充集成電路版圖，所述集成電路版圖包括至少一個(gè)金屬結(jié)構(gòu)層，并包 含能夠填充冗余金屬的區(qū)域；
[0020] (2)按照
【發(fā)明內(nèi)容】
4所述步驟，對(duì)待填充版圖進(jìn)行冗余金屬預(yù)填充；
[0021] (3)進(jìn)行常規(guī)的冗余金屬填充，并進(jìn)行光刻仿真；
[0022] (4)去掉所有預(yù)填充冗余金屬圖形，并進(jìn)行光刻仿真；
[0023] (5)提取預(yù)填充冗余金屬和普通填充冗余金屬坐標(biāo)；
[0024] (6)利用步驟（5)中的冗余金屬坐標(biāo)，在步驟（3)的光刻結(jié)果中去掉冗余金屬的光 刻熱點(diǎn)信息；
[0025] (7)利用步驟（5)中的冗余金屬坐標(biāo)，在步驟（4)的光刻結(jié)果中去掉冗余金屬的光 刻熱點(diǎn)信息；
[0026] 做比較步驟做和（7)的結(jié)果，確定是否保留預(yù)填充圖形；
[0027](9)將確定保留的預(yù)填充圖形重新填充到版圖中。
[002引本發(fā)明進(jìn)一步包括；步驟（3)、（4)中的光刻仿真是通過(guò)光刻友好設(shè)計(jì)邸A工具實(shí) 現(xiàn)的。
[0029] 本發(fā)明進(jìn)一步包括；步驟（3)中的常規(guī)冗余金屬填充包括任意基于密度、時(shí)序或 其他功能的填充，需要滿足相應(yīng)的DRC密度規(guī)則要求。
[0030] 本發(fā)明進(jìn)一步包括；其中步驟（8)將步驟（6)和（7)相應(yīng)熱點(diǎn)位置的光刻崎變信 息進(jìn)行比較，包括最小間距熱點(diǎn)的間距信息、最小寬度熱點(diǎn)的寬度信息、線端熱點(diǎn)的縮進(jìn)信 息和所有熱點(diǎn)的PVI信息等，若對(duì)應(yīng)位置步驟（6)的結(jié)果優(yōu)于步驟（7)，則該點(diǎn)預(yù)填充保留， 否則，該點(diǎn)預(yù)填充不保留。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)：
[0032] 本發(fā)明利用預(yù)填充冗余金屬作為可印性輔助圖形，在修復(fù)原有特殊光刻熱點(diǎn)的同 時(shí)，改善本地金屬密度，優(yōu)化CMP后平坦度。
[0033] 本發(fā)明提出的光刻友好型填充方法只需兩次光刻仿真，一次反饋調(diào)整，簡(jiǎn)單高效， 適用于修復(fù)精度要求不高但填充量大的互連金屬層。
[0034] 另外，本發(fā)明的常規(guī)填充部分具有較高的靈活性，可根據(jù)需求進(jìn)行基于密度、時(shí) 序、改善功耗的多種填充，且?guī)缀醪挥绊懫胀ㄌ畛鋵?duì)平坦度和時(shí)序的優(yōu)化效果。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1為本發(fā)明T字型版圖冗余金屬預(yù)填充模型，其中，100為原始T字型版圖，101 為預(yù)填充金屬；
[0036] 圖2為本發(fā)明L字型版圖冗余金屬預(yù)填充模型，其中，200為原始L字型版圖，201 為預(yù)填充金屬；
[0037] 圖3為本發(fā)明線端版圖冗余金屬預(yù)填充模型，其中，300為原始線端版圖，301為預(yù) 填充金屬；
[003引圖4為本發(fā)明冗余金屬預(yù)填充流程示意圖；
[0039] 圖5為本發(fā)明光刻友好型冗余金屬填充流程示意圖；
[0040] 圖6為本發(fā)明實(shí)施案例T字型版圖提取及冗余金屬預(yù)填充具體尺寸參數(shù)，單位為 nm，虛線部分為考慮DRC規(guī)則要求匹配的空白區(qū)域，圖形虛線邊界為非匹配邊界；
[004U 圖7為本發(fā)明實(shí)施案例L字型版圖提取及冗余金屬預(yù)填充尺寸參數(shù)，單位為nm，虛 線部分為考慮DRC規(guī)則要求匹配的空白區(qū)域，圖形虛線