專利名稱：制造集成電路部件的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及集成電路制造，特別涉及將集成電路圖案轉(zhuǎn)換為掩模組的方法，其中掩模組通過一種基于邊緣的圖案轉(zhuǎn)印工藝對(duì)所述的集成電路制造進(jìn)行優(yōu)化。
背景技術(shù)：
集成電路(“IC”)工業(yè)努力使電子設(shè)備更快同時(shí)無窮小。相應(yīng)地，IC工業(yè)受到對(duì)具有改進(jìn)的尺寸控制的IC部件制造方法的需求的驅(qū)動(dòng)。利用改進(jìn)的尺寸控制進(jìn)行IC制造生產(chǎn)出更小的IC部件，這些部件又進(jìn)一步增大了IC的電路密度。增大的電路密度導(dǎo)致更高的芯片性能。從而，通過改進(jìn)的具有改進(jìn)的尺寸控制的制造IC部件的方法的發(fā)展，能夠獲得重大的經(jīng)濟(jì)效益。IC制造方法的兩種現(xiàn)有技術(shù)包括光刻法和側(cè)壁圖像轉(zhuǎn)印(“SIT”)。
光刻法是IC制造方法的現(xiàn)有技術(shù)之一，包括圖案化操作，該操作通過利用光源依次修改半導(dǎo)體基片和沉積在該基片上的各種薄膜。在基片上涂上一層光敏高分子膜，例如光致抗蝕劑或抗蝕劑，隨后通過一個(gè)母版膜，例如光掩模或掩模，將該抗蝕劑曝光。該掩模包括圖案化的IC部件，例如導(dǎo)線和空白，這些部件被轉(zhuǎn)印到抗蝕劑上?？刮g劑被曝光后，光刻法工具將抗蝕劑浸入溶劑中。該溶劑勾畫出被轉(zhuǎn)印到抗蝕劑上的部件。
由于光刻法的工具受到光源的波長(zhǎng)的制約，光刻法這種現(xiàn)有技術(shù)存在問題。隨著IC部件的縮小，例如45.0nm的導(dǎo)線寬度，光刻法無法制造具有這么小的導(dǎo)線寬度的IC部件這一技術(shù)問題更加突出。除了制造無窮小的IC部件之外，光刻法還必須能夠生產(chǎn)日益增多的尺寸控制的IC部件。例如，通過光刻法制造的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵的寬度必須控制在標(biāo)稱寬度的+/-10％之內(nèi)。然而，衍射效應(yīng)限制了光刻法生產(chǎn)受到這樣的尺寸控制的IC部件的能力。光刻法生產(chǎn)IC部件的精度與被轉(zhuǎn)印的IC部件的分辨率成反比。光刻法生產(chǎn)的IC部件受到導(dǎo)線寬度的限制，該導(dǎo)線寬度比光刻法的工具的最小分辨率大，該工具最終受到被光刻法的工具用于曝光抗蝕劑的光源波長(zhǎng)的限制。至少由于上述原因，光刻法是不完善的。
SIT是IC制造方法的另一種現(xiàn)有技術(shù)，此外還是一種基于邊緣的轉(zhuǎn)印工藝，包括在臺(tái)面?zhèn)缺谏铣练e蝕刻掩模介質(zhì)，例如氮化物，和除去臺(tái)面，從而留下側(cè)壁結(jié)構(gòu)。側(cè)壁結(jié)構(gòu)作為原始圖像轉(zhuǎn)印介質(zhì)，用于窄的IC部件的圖案化。
盡管SIT具有比光刻法這一現(xiàn)有技術(shù)改進(jìn)的尺寸控制，但是因?yàn)槊看蜸IT操作只能制造一種IC部件尺寸，只能制造閉環(huán)的外形，并且SIT僅有一個(gè)不全面的IC部件形狀庫(kù)，換句話說，只有某些IC部件形狀可以通過SIT制造，所以在現(xiàn)有技術(shù)SIT仍然存在問題。盡管尺寸控制很重要，但是有些情況下尺寸控制次于其他考慮，例如，更大的部件尺寸，芯片性能以及成本。對(duì)于SIT，如果這樣的其他考慮成為最重要的考慮，那么IC設(shè)計(jì)者必須放棄SIT轉(zhuǎn)而借助光刻法來制造需要的IC部件。除這些考慮之外，因?yàn)镾IT只能制造有限的形狀，尤其是閉環(huán)形狀，所以SIT也存在問題。只要當(dāng)必須制造一個(gè)SIT不能制造的形狀時(shí)，IC設(shè)計(jì)者都必須放棄SIT而借助光刻法。SIT存在問題的另一個(gè)原因來自于將IC布圖變換為使用基于邊緣的成像工藝所要求的掩模組的挑戰(zhàn)?？傊?，盡管SIT對(duì)尺寸控制加以改進(jìn)，但SIT不能完全消除對(duì)光刻法的依賴。至少由于這些原因，僅有SIT是不夠的。應(yīng)當(dāng)指出SIT是一種基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝，而交替相移是另一種基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝，具有與SIT相似的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
本領(lǐng)域中所需要的是一種改進(jìn)的集成電路制造方法，該方法生成最終的掩模組，該掩模組基于例如尺寸控制、芯片性能和費(fèi)用等考慮優(yōu)化基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模的使用，并彌補(bǔ)阻擋掩模(block mask)和光刻掩模在集成電路制造中的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用于將集成電路圖案轉(zhuǎn)換為多個(gè)掩模的方法，這些掩模優(yōu)化用于集成電路制造的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝。生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模，用于制造集成電路圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀。每個(gè)集成電路圖案都包括多個(gè)集成電路形狀。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，生成阻擋掩模，用于清除最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的殘余部分，并且生成光刻掩模，用于制造任何剩余的集成電路形狀。
根據(jù)發(fā)明的第二實(shí)施方式，在多個(gè)集成電路形狀中選擇一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，用作集成電路圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀。根據(jù)在生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀過程中的錯(cuò)誤，迭代地簡(jiǎn)化該組。
根據(jù)發(fā)明的第三實(shí)施方式，在多個(gè)形狀中選擇一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，用作集成電路圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀。該組中的每個(gè)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀都包括二元的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印制造選項(xiàng)。對(duì)于每個(gè)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀選擇性地選擇最適合的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印二元制造選項(xiàng)。從而，形成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的最終集合。
根據(jù)發(fā)明的第四實(shí)施方式，在多個(gè)形狀中選擇一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，用作IC圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，并且在該組的周圍定義禁止區(qū)(exclusion area)，以基本上防止基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的擴(kuò)展，這種擴(kuò)展將導(dǎo)致至少部分IC故障。
本發(fā)明結(jié)合光刻法優(yōu)化用于集成電路制造的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印的使用。通過這樣做，本發(fā)明可以節(jié)約成本，其原因?yàn)榛谶吘壍膱D像轉(zhuǎn)印生成雙重部件(dual features)；可以提高電路密度，其原因?yàn)榛谶吘壍膱D像轉(zhuǎn)印工藝具有緊湊尺寸控制；并且通過繼續(xù)依賴光刻法，彌補(bǔ)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝的不足。
至少由于上述原因，本發(fā)明改進(jìn)了集成電路的制造。


所附的權(quán)利要求中詳細(xì)闡明了本發(fā)明的特征和元件屬性。附圖僅僅出于說明的目的，并且沒有按照比例繪制。此外，圖中相同的數(shù)字表示相同的部件。然而，結(jié)合附圖，參考下文的具體描述，可以最好地理解本發(fā)明，包括結(jié)構(gòu)和操作方法。附圖包括圖1示出了包括多個(gè)IC形狀的集成電路(“IC”)圖案；圖2示出了根據(jù)本實(shí)施方式，圖1中的每個(gè)IC形狀被分為臨界和非臨界的中心線IC線段；圖3示出了圖2中的臨界和非臨界中心線IC線段的合并，用于建立一條中心線；圖4示出了在圖3的合并中發(fā)現(xiàn)的所有附加物的清除；圖5示出了用于整個(gè)合并后的、但被清理的圖4的IC線段的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀；圖6示出了對(duì)圖5的整個(gè)IC圖案使用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀中的錯(cuò)誤；圖7示出了基于在圖6中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，對(duì)IC圖案的線段進(jìn)行的對(duì)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀的選擇刪除；圖8示出了基于圖7的選擇刪除的改進(jìn)的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀；圖9示出了圖8中的改進(jìn)的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀中的錯(cuò)誤；圖10示出了為圖9的IC圖案的線段進(jìn)行更進(jìn)一步的對(duì)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀的選擇刪除；圖11示出了基于圖10的選擇刪除，生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀過程中的第一步；圖12示出了對(duì)圖11中的一半的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模前驅(qū)物的刪除；圖13示出了為圖12的某些線段形狀進(jìn)行的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀的一個(gè)精選；圖14示出了與圖13的精選相應(yīng)的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀；圖15示出了為圖14的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀設(shè)定的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印禁止區(qū)；圖16示出了最終的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀掩模；圖17示出了阻擋掩模；圖18示出了光刻掩模；圖19示出了基于圖16、17和18的掩模的預(yù)期的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印晶片圖案；以及圖20示出了以基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印和光刻法之間的重疊為基礎(chǔ)的集成電路圖案；圖21示出了根據(jù)本發(fā)明，實(shí)施本發(fā)明所基于的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明。附圖中示出了結(jié)構(gòu)的不同方面，并以簡(jiǎn)化方式用示意圖表示，以便更清楚地描述和闡明本發(fā)明。
作為概述和介紹，本發(fā)明提出一種將現(xiàn)有的集成電路(“IC”)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為一組掩模的方法，這組掩模優(yōu)化用于制造IC的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝的使用。生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模，該掩模制造IC圖案中最優(yōu)數(shù)量的邊緣形狀。然后生成阻擋掩模，該掩模除去基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模的殘余部分。最后，生成光刻掩模，用于制造IC圖案中不能通過基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印制造的所有剩余的IC形狀。本發(fā)明是一種通過迭代過程，選擇性地生成一組掩模的新方法，這組掩模優(yōu)化用于IC制造的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式包括對(duì)用于IC制造的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝的優(yōu)化，以利用倍頻技術(shù)和與基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印相關(guān)的改進(jìn)的尺寸控制的優(yōu)勢(shì)。優(yōu)選實(shí)施方式生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模，用于在包括大量IC形狀的IC圖案內(nèi)的最優(yōu)數(shù)量的邊緣形狀，生成阻擋掩模，用于清除邊緣形狀上的所有殘余部分，并生成光刻掩模，用于IC圖案上的剩余的IC形狀。
圖1-20是用于闡明形成掩模的工藝的示意圖，該掩模是為根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式執(zhí)行優(yōu)化的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝所必需的。下面對(duì)本發(fā)明的步驟和附圖進(jìn)行總體解釋。從圖1的一個(gè)現(xiàn)有IC設(shè)計(jì)的典型布圖100開始，執(zhí)行下列步驟。圖2-4示出了中心線表示的產(chǎn)生。圖5-10中選擇性地刪去了一部分中心線表示。圖11-14中選擇了最優(yōu)的一組邊緣形狀。圖15-16中消除了邊緣形狀中的制造錯(cuò)誤。然后圖17-18中形成了BLOCK和LITHO掩模。最后，圖19，20中檢查結(jié)果。
圖1示出了包括大量IC形狀的一個(gè)IC圖案100，所圖示的是芯片總體設(shè)計(jì)的很小的一個(gè)區(qū)域，例如一個(gè)幾平方微米(μm)的區(qū)域。該圖中，實(shí)線表示多晶硅導(dǎo)體(“PC”)，虛線表示擴(kuò)散區(qū)域。圖1中列出了10個(gè)擴(kuò)散區(qū)域，它們是110、111、112、113、114、115、116、117、118和119。PC導(dǎo)線120，121，122、123、124、125、126穿過擴(kuò)散區(qū)域110、111、112、113、114、115、116、117、118、119，具有柵的功能，例如用于CMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。柵必須通過基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝形成，因此將有相同的最小厚度，例如50nm(500)。擴(kuò)散區(qū)域外的PC導(dǎo)線具有內(nèi)部連線的功能。PC導(dǎo)線127連接PC導(dǎo)線120、121、122的末端。注意連接線(例如PC導(dǎo)線127)通常較厚，并且對(duì)尺寸的變化較不敏感。因此，PC導(dǎo)線127這樣一條連接線將適合于采用光刻法而不是基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印來形成。圖1中示出的一些最小厚度的PC導(dǎo)線，例如135和136，延伸到擴(kuò)散區(qū)域113之外，這保證了盡管在IC制造中存在可能的失準(zhǔn)，135、136仍將穿過擴(kuò)散區(qū)域113。
優(yōu)選實(shí)施方式的目的之一是通過使用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝生成一組用于集成電路制造的掩模，例如SIT或者交替相移掩模BLOCK，對(duì)于LITHO，則具有盡可能多的重疊。生成掩模的過程包括首先找出必須采用SIT形成的所有PC導(dǎo)線，然后利用BLOCK掩模擦掉某些部分，然后利用LITHO增加不能采用SIT形成的導(dǎo)線?！爸丿B”表示不同部分的結(jié)合將沒有由于工藝容差造成的縫隙。例如，“重疊”意味著LITHO圖案與SIT圖案應(yīng)該重疊，其中一個(gè)臨界PC導(dǎo)線(例如導(dǎo)線125的末端)連接到一個(gè)非臨界的PC導(dǎo)線(例如129)。通過重疊，保證了連接。最后，希望把不同部分組裝成一個(gè)連續(xù)的，可供制造的圖案。圖1示出了努力的最后目標(biāo)，即生成為實(shí)現(xiàn)圖1示出的實(shí)際集成電路布圖所需要的各種掩模，其中盡可能多地利用基于邊緣的圖像工藝的優(yōu)勢(shì)(即，盡可能少的LITHO)。
圖2示出了依據(jù)本發(fā)明，圖1的IC圖案中的每個(gè)IC形狀被分為臨界和非臨界中心線IC線段。限定形成了PC線段，并劃分為“臨界的”或“非臨界的”。臨界中心線線段成為具有最小厚度的柵，用實(shí)心部分示出。非臨界中心線線段用陰影示出。例如，臨界中心線線段220、221、222、223、224、225、226分別與PC導(dǎo)線120、121、122、123、124、125、126對(duì)應(yīng)。非臨界中心線線段137、138、139分別與PC導(dǎo)線127、128、129對(duì)應(yīng)。如上所述，臨界線段必須采用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝制造，而非臨界線段則不受限于基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝制造。但是，為了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式優(yōu)化基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝，應(yīng)該采用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝形成盡可能多的非臨界PC線段。所有的PC線段(例如，130...139)的厚度都是按照目標(biāo)的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印厚度繪制的，例如500?；谶吘壍膱D像轉(zhuǎn)印只給出一種很窄的部件尺寸，例如500。因此，非最小溝道長(zhǎng)度柵，或者說厚度超過例如500的溝道長(zhǎng)度柵都被明確地排除在中心線生成之外，因?yàn)檫@些部件不得不采用傳統(tǒng)的光刻方法形成圖案。
圖3示出了圖2中的臨界和非臨界中心線IC線段的合并，用于建立中心線。例如，臨界中心線線段220、221、222和非臨界中心線線段227被合并為IC形狀310，而臨界中心線線段223、224和非臨界中心線線段228被合并為IC形狀311，臨界中心線線段225、226和非臨界中心線線段229被合并為IC形狀312。對(duì)每個(gè)臨界中心線線段，合并的部分總是非臨界的。圖3中，合并的部分是227、228和229。圖3所示的臨界和非臨界線段的合并表示了如果完全使用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形成時(shí)的IC圖案。然而，并非所有的IC形狀都可以使用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形成，因而一些IC形狀必須利用光刻法形成。圖3示出了各種IC形狀，例如U形311、312，T形，E形，梳形，L形，直線形和O形，其中一些能夠利用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形成，而另一些不能。U形的IC形狀能夠利用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形成，而T形的IC形狀不能。IC圖案的其他線段不能利用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形成。如圖3所示，一些被合并的線段有從導(dǎo)線末端伸出的小“殘端”那樣的附加物，或者“尾巴”。這些附加物不能用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模生成，而將用光刻法生成，這是因?yàn)樗麄兊陀诨谶吘壍膱D像轉(zhuǎn)印工藝的分辨率。
圖4示出了在圖3的合并中發(fā)現(xiàn)的所有附加物的清除。圖3中所示的“殘端”和“尾巴”全部都被清除了。保留了與被清除的所有附加物有關(guān)的數(shù)據(jù)，用作以后處理。例如，O形上的尾巴被清除，并且被保留下來以便以后通過光刻法插入設(shè)計(jì)中。對(duì)任何必須由基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形成的IC形狀都不能執(zhí)行對(duì)附加物的清除。換句話說，臨界部件都不能被清除。IC的設(shè)計(jì)規(guī)則應(yīng)該禁止任何強(qiáng)制的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印部件帶有附加物。
圖5示出了用于整個(gè)合并后的，但清理了的圖4的IC形狀的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀。圖5中，每個(gè)中心線形狀的每一側(cè)都生成了一個(gè)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀?；谶吘壍膱D像形狀用陰影線表示。盡管通過SIT或者交替相移掩模可以制造基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，但為了對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行解釋，在此將把SIT作為基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝進(jìn)行討論。在U形部件內(nèi)部或O形511的內(nèi)部或外部可以形成SIT形狀510。下文將結(jié)合圖13討論選擇在O形的內(nèi)部還是外部形成該SIT形狀。IC形狀520明顯地包含T形，如上所述，基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝不能制造T形IC形狀。對(duì)這樣的錯(cuò)誤，將結(jié)合圖6進(jìn)行更詳細(xì)的討論。
圖6示出了對(duì)圖5的整個(gè)IC圖案使用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀的錯(cuò)誤。錯(cuò)誤用黑色實(shí)線表示。如上所述，SIT不能制造T形，因此圖5中示出的T形520帶有一條黑色實(shí)線。一部分中心線表示被選擇性地刪去，例如T形IC形狀，這將結(jié)合圖7進(jìn)行更詳細(xì)的討論。除T形外，相鄰的IC對(duì)形狀也不能被制造，這是因?yàn)樵谂_(tái)面(mesa)之間將沒有空間沉積PC。圖6中通過帶有兩條黑色實(shí)線的兩個(gè)E形圖案和帶有兩條實(shí)線的梳形圖案對(duì)此進(jìn)行了圖示。為了消除這個(gè)問題，為所有相鄰的成對(duì)的SIT形狀指定二元屬性，SIT僅制造一對(duì)IC形狀中相隔的一個(gè)。除T形和相鄰的IC對(duì)形狀之外，可能因?yàn)镾IT形狀不可能制造導(dǎo)線而發(fā)生錯(cuò)誤。圖6中通過在右上角和右下角的IC形狀中的實(shí)線對(duì)此進(jìn)行了圖示。一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，即生成一組修改的中心線，如圖7所示。
圖7示出了基于在圖6發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，對(duì)IC圖案的線段進(jìn)行的對(duì)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀的選擇刪除。與圖5中的錯(cuò)誤相關(guān)的IC圖案將被從由SIT制造的IC形狀組中剔除。此外，對(duì)于一些具有比最小值寬的線段的IC形狀，例如內(nèi)部連接線，如果這樣的IC形狀與錯(cuò)誤相關(guān)聯(lián)，也將從由SIT制造的IC形狀組中刪除。然而并非所有的具有比最小值寬的線段的IC形狀都會(huì)被刪除。注意內(nèi)部連接線710和711是比最小值寬的線段，而在圖7的選擇刪除中并未刪除。這是因?yàn)榫€段710和711在圖5中沒有被確定為有錯(cuò)誤的IC形狀。
圖8示出了基于圖7的選擇刪除的改進(jìn)的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀。注意在圖8中，因?yàn)槎獙傩砸呀?jīng)與E形和梳形IC形狀相關(guān)聯(lián)，所以每?jī)蓚€(gè)可能的中心線中只有一個(gè)由SIT形成。
圖9示出了圖8中的改進(jìn)的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀的錯(cuò)誤。與圖6一樣，圖9中利用實(shí)黑表示錯(cuò)誤。在IC形狀的右上角，又有一個(gè)帶有相鄰的SIT形狀的中心線。因?yàn)榕_(tái)面將必須放在這個(gè)圖案的兩側(cè)上，所以示出了一個(gè)錯(cuò)誤。此外，圖9還示出了一個(gè)不能由SIT制造的T形，如前文所述。
圖10示出了為圖9的IC圖案的線段進(jìn)行更進(jìn)一步的對(duì)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀的選擇刪除。同與圖9中錯(cuò)誤相關(guān)的IC形狀一起，在圖10中，非柵形成區(qū)域中的所有窄線段都被刪除。與圖6中的與錯(cuò)誤相關(guān)的IC形狀比較起來，圖7中的所有比最小值寬的線段都被刪除。圖10中的選擇刪除的結(jié)果是圖9中實(shí)黑的中心線線段不用SIT地被繪制。因此，圖10示出了整個(gè)T形被刪除。下面，基于這兩次修改后的中心線，決定在哪里形成SIT形狀以生成PC導(dǎo)線。
圖11示出了基于圖10的進(jìn)一步選擇刪除，制造基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀過程中的第一步。圖11中，SIT形狀在圖10的經(jīng)過兩次修改的中心線組的中心線的兩側(cè)形成。最后，兩個(gè)SIT形狀中只有一個(gè)被用于生成SIT掩模。例如對(duì)于O形，O形的內(nèi)部和外部都有SIT形狀。最后，兩個(gè)SIT形狀中只有一個(gè)將被用于生成SIT掩模。類似地，對(duì)于圖11的左上角的U形，兩個(gè)U形的內(nèi)部和外部都有SIT形狀。
圖12示出了對(duì)圖11中的一半的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模前驅(qū)物的清除。僅保留SIT形狀的一半。對(duì)于O形，保留外部的SIT形狀。對(duì)于圖12的左上角的U形，保留內(nèi)部SIT形狀。
圖13示出了為圖12的某些線段形狀進(jìn)行的對(duì)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀的精選。這樣的選擇是基于復(fù)雜度的。例如，可以通過計(jì)數(shù)SIT形狀的角來測(cè)量復(fù)雜度。例如，SIT形狀中的角越多，SIT形狀就越復(fù)雜。或者，可以通過將SIT形狀的周長(zhǎng)與SIT形狀的面積進(jìn)行比較來測(cè)量復(fù)雜度，其中較低的比值表示比較簡(jiǎn)單。圖13中通過O形對(duì)此作了圖示。在O形內(nèi)部建立一個(gè)臺(tái)面會(huì)比沿著O形的周長(zhǎng)更加簡(jiǎn)單。
圖14示出了與圖13的選擇相應(yīng)的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀。一些SIT形狀已經(jīng)被翻轉(zhuǎn)。例如，O形的SIT形狀已經(jīng)從圖12所示的O形的外部翻轉(zhuǎn)到圖14所示的O形的內(nèi)部。類似地，左上角的E形結(jié)構(gòu)的中間支已經(jīng)從圖12所示的中間支的左側(cè)翻轉(zhuǎn)到圖14所示的中間支的右側(cè)。這些做法是為了最小化圖13所述的復(fù)雜度。
圖15示出了為圖14的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀設(shè)定的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印禁止區(qū)。更具體地說，在圖15中的禁止區(qū)上不能擴(kuò)展或合并SIT形狀，而不導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。該圖中這些區(qū)域用雙陰影線(X)示出。通過這樣做，SIT形狀(臺(tái)面)之間至少可以保留最小的間隔。兩個(gè)SIT形狀(例如1511，1512)之間的間隔也可能太大，如圖中的圈起區(qū)域所突出顯示的。
圖16示出了最終的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀。該最終的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模形狀是建立在圖15所限定的禁止區(qū)之上。圖16中示出了SIT的臺(tái)面。
圖17示出了阻擋掩模。阻擋掩模除去了SIT的所有殘余部分，同時(shí)保護(hù)想要的SIT圖像。例如，圖17中的阻擋掩模除去圖中右上角的IC形狀中的部分SIT。這用該IC形狀中粗的橫向交叉影線表示。類似地，阻擋掩模保護(hù)想要的SIT圖像，如圖17中圍繞O形的周圍的交叉影線所示。
圖18示出了光刻掩模。在光刻掩模的限定中，必須由SIT生成的IC形狀首先被排除在光刻掩模之外。如上所述，柵必須由SIT生成。這些一旦完成，即可限定形成必須由傳統(tǒng)的光刻法形成的IC形狀。如上所述，所有T形結(jié)構(gòu)必須用光刻法形成。IC圖案的一些區(qū)域?qū)⑹侨哂嗟模瑩Q言之，既可以由SIT生成又可以由光刻法生成。如上所述，這樣的冗余或重疊保證了在臨界和非臨界線之間的連接。圖18圈出了一些冗余區(qū)域。
圖19示出了基于圖16-18的掩模的預(yù)計(jì)的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印晶片圖案。通過這樣做，能夠識(shí)別出IC圖案中所有其他的錯(cuò)誤。
圖20示出了以基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印和光刻法之間的重疊為基礎(chǔ)的集成電路圖案。SIT圖像用實(shí)黑部分示出，光刻重疊部分用灰色示出。
優(yōu)選實(shí)施方式的布圖轉(zhuǎn)換過程可以以一個(gè)在電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)上運(yùn)行的軟件進(jìn)行實(shí)施。在本領(lǐng)域中，這樣的系統(tǒng)眾所周知，因此將僅概括地描述。
用于電子電路設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)系統(tǒng)被稱為ECAD或者電子CAD系統(tǒng)，這些系統(tǒng)通過為用戶提供一組在一臺(tái)帶有圖形顯示設(shè)備的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的軟件工具，進(jìn)行電子電路的輔助設(shè)計(jì)。通常在ECAD系統(tǒng)上有5個(gè)主要的軟件程序功能運(yùn)行原理圖編輯器、邏輯編譯器、邏輯仿真器、邏輯校驗(yàn)器和布圖程序。原理圖編輯器允許該系統(tǒng)的用戶使用顯示屏幕輸入和/或修改原理圖，生成一個(gè)處理中的網(wǎng)表(部件之間的連接關(guān)系的匯總)。邏輯編譯器把網(wǎng)表作為輸入，使用部件數(shù)據(jù)庫(kù)將布圖、校驗(yàn)和模擬所必需的所有信息導(dǎo)入原理圖目標(biāo)文件，或特別為這些功能進(jìn)行格式優(yōu)化的文件中。邏輯校驗(yàn)器檢查原理圖中的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，例如多個(gè)輸出連接在一起，信號(hào)通道過載等，當(dāng)任何這些設(shè)計(jì)問題存在時(shí)還生成錯(cuò)誤指示。邏輯仿真器利用原理圖目標(biāo)文件和仿真模型，生成一組仿真結(jié)果，該結(jié)果按照指令模擬初始狀態(tài)和輸入信號(hào)數(shù)值，這些數(shù)值以文件或用戶輸入的方式提供。布圖程序生成可用于半導(dǎo)體芯片(或電路板)布圖和生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。
圖21示出了概括的和非常簡(jiǎn)化的ECAD系統(tǒng)2100，該系統(tǒng)適于運(yùn)行本發(fā)明的布圖轉(zhuǎn)換程序。系統(tǒng)的核心是計(jì)算機(jī)(CPU)2102，包括所有的傳統(tǒng)硬件，用于連接輸入設(shè)備，例如鍵盤2104和點(diǎn)擊設(shè)備(鼠標(biāo))2106，和連接輸出設(shè)備，例如顯示器2108和打印機(jī)2110。大容量存儲(chǔ)設(shè)備2112與計(jì)算機(jī)2102連接，并且包括例如(i)本發(fā)明的布圖轉(zhuǎn)換軟件和(ii)已有的電路布圖，該布圖轉(zhuǎn)換軟件為其生成為執(zhí)行SIT工藝所必需的三個(gè)掩模的圖案，如上文所述。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)2102通過合適的網(wǎng)絡(luò)2114，例如局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)或因特網(wǎng)，能夠與任何數(shù)量的其他計(jì)算機(jī)、工作站和等同物通信。
在使用中，用戶將加載本發(fā)明的布圖轉(zhuǎn)換軟件和已有的電路布圖，布圖轉(zhuǎn)換軟件為其生成為執(zhí)行SIT工藝所必須的三個(gè)掩模的圖案，如上文所述，為了得到預(yù)期的結(jié)果，可能需要與程序進(jìn)行交互。然后，生成掩模的輸出文件，并交付給實(shí)施SIT工藝的其他用戶。
本發(fā)明可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中以集中方式實(shí)現(xiàn)，或者以分布方式在幾個(gè)相互連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不同部件中實(shí)現(xiàn)。任何種類的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者適合執(zhí)行在此所述的方法的其它設(shè)備都是合適的。硬件和軟件的典型的結(jié)合可能是帶有計(jì)算機(jī)程序的多功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)該程序被加載和執(zhí)行時(shí)，控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以執(zhí)行在此所述的方法。本發(fā)明也能夠被嵌入計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中，該產(chǎn)品包括所有的實(shí)現(xiàn)在此所述的方法的功能部件，而且當(dāng)該產(chǎn)品被載入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)，能夠執(zhí)行這些方法。
本文的計(jì)算機(jī)程序是指用任何語言、代碼或符號(hào)的任何表示，該表示是一組指令，以構(gòu)成具有信息處理能力的系統(tǒng)，以直接地或在轉(zhuǎn)換為另一種語言、代碼或符號(hào)，和/或以不同的材料形式再現(xiàn)之后，執(zhí)行特定的功能。
總之，本發(fā)明使得制造最終的掩模組成為可能，該掩模組優(yōu)化用于集成電路制造的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝的使用。通過這樣做，本發(fā)明利用了倍頻技術(shù)和與基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印相關(guān)的緊湊尺寸控制的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，本發(fā)明利用光刻法，生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印所不能生成的集成電路形狀，又保證了必須利用基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印生成的集成電路形狀和利用光刻法生成的集成電路形狀之間的連接。
盡管已經(jīng)通過結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式和其他可選擇的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但是很顯然，根據(jù)上述的說明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很多替換，修改和變化是顯而易見的。因此附加的權(quán)利要求意圖包括所有這樣的屬于本發(fā)明的真實(shí)范圍和本質(zhì)的替換，修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種將集成電路(IC)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為多個(gè)掩模的方法，所述多個(gè)掩模優(yōu)化用于制造所述IC的基于邊緣的圖案轉(zhuǎn)印工藝，該方法包括生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模，用于制造包括多個(gè)IC形狀的IC圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；生成阻擋掩模，該阻擋掩模清除所述最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的殘余部分；和生成光刻掩模，用于制造所述IC圖案中的所有剩余IC形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括所述IC圖案中的擴(kuò)散區(qū)域上的任何多晶硅線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括一組使制造所述IC的成本最小化的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括一組優(yōu)化IC性能的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述的生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模的步驟還包括在所述多個(gè)形狀中選擇一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，用作所述IC圖案中的所述最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)在所述基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的所述生成過程中的錯(cuò)誤，迭代地簡(jiǎn)化所述組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，進(jìn)一步包括在所述的簡(jiǎn)化后的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的組中，對(duì)每個(gè)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀選擇性地選擇最適合的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，從而形成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的最終集合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，所述選擇性地選擇步驟還包括在所述基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的最終集合的周圍定義禁止區(qū)，以基本上防止基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的擴(kuò)展，在發(fā)生基于邊緣的圖像擴(kuò)展時(shí)將導(dǎo)致至少部分IC故障。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印包括側(cè)壁圖像轉(zhuǎn)印和交替相移掩模之一。
10.一種將集成電路(IC)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為多個(gè)掩模的方法，所述多個(gè)掩模優(yōu)化用于制造所述IC的基于邊緣的圖案轉(zhuǎn)印工藝，該方法包括生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模，用于制造包括多個(gè)形狀的IC圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；在所述多個(gè)形狀中選擇一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，用作所述IC圖案中的所述最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；和根據(jù)在所述基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的所述生成過程中的錯(cuò)誤，迭代地簡(jiǎn)化所述組。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，所述的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括所述IC圖案中的擴(kuò)散區(qū)域上的任何多晶硅線。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，所述的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括一組使制造所述IC的成本最小化的形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，所述的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括一組優(yōu)化IC性能的形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，所述的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印包括側(cè)壁圖像轉(zhuǎn)印和交替相移掩模之一。
15.一種將集成電路(IC)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為多個(gè)掩模的方法，所述多個(gè)掩模優(yōu)化用于制造所述IC的基于邊緣的圖案轉(zhuǎn)印工藝，該方法包括生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模，用于制造包括多個(gè)形狀的IC圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；在所述多個(gè)形狀中選擇一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，用作所述IC圖案中的所述最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，在所述的組中的每個(gè)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括二元的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印制造選項(xiàng)，以及對(duì)每個(gè)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀選擇性地選擇最適合的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印二元制造選項(xiàng)，從而形成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的最終集合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，所述的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括所述IC圖案中的擴(kuò)散區(qū)域上的任何多晶硅線。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，所述的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括一組使制造所述IC的成本最小化的形狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，所述的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括一組優(yōu)化IC性能的形狀。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，所述的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印包括側(cè)壁圖像轉(zhuǎn)印和交替相移掩模之一。
20.一種將集成電路(IC)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為多個(gè)掩模的方法，所述多個(gè)掩模優(yōu)化用于制造所述IC的基于邊緣的圖案轉(zhuǎn)印工藝，該方法包括生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模，用于制造包括多個(gè)IC形狀的IC圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；在所述多個(gè)形狀中選擇一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，用作所述IC圖案中的所述最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；和在所述一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的周圍定義禁止區(qū)，以基本上防止基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的擴(kuò)展，在發(fā)生基于邊緣的圖像擴(kuò)展時(shí)將導(dǎo)致至少部分IC故障。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，所述最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括所述IC圖案中的擴(kuò)散區(qū)域上的任何多晶硅線。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，所述的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括一組使制造所述IC的成本最小化的形狀。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，所述的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括一組優(yōu)化IC性能的形狀。
24.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，所述的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印包括側(cè)壁圖像轉(zhuǎn)印和交替相移掩模之一。
25.一種系統(tǒng)，包括生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模的裝置，所述掩模用于制造包括多個(gè)IC形狀的IC圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；生成阻擋掩模的裝置，所述阻擋掩模清除所述最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的殘余部分；和生成用于制造所述IC圖案中的所有剩余IC形狀的光刻掩模的裝置。
26.一種系統(tǒng)，包括生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模的裝置，所述掩模用于制造包括多個(gè)形狀的IC圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；在所述多個(gè)形狀中選擇一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的裝置，該一組用作所述IC圖案中的所述最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；和根據(jù)在所述基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的所述生成過程中的錯(cuò)誤，迭代地簡(jiǎn)化所述的組的裝置。
27.一種系統(tǒng)，包括生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模的裝置，所述掩模用于制造包括多個(gè)形狀的IC圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；在所述多個(gè)形狀中選擇一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的裝置，該一組用作所述IC圖案中的所述最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀，所述組中的每個(gè)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀包括二元的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印制造選項(xiàng)；和對(duì)每個(gè)基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀選擇性地選擇最適合的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印二元制造選項(xiàng)，從而形成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的最終集合的裝置。
28.一種系統(tǒng)，包括生成基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印掩模的裝置，所述掩模用于制造包括多個(gè)IC形狀的IC圖案中的最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；在所述多個(gè)形狀中選擇一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的裝置，該一組用作所述IC圖案中的所述最優(yōu)數(shù)量的基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀；和在所述一組基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的周圍定義禁止區(qū)的裝置，以基本上防止基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印形狀的擴(kuò)展，在發(fā)生基于邊緣的圖像擴(kuò)展時(shí)將導(dǎo)致至少部分IC故障。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于將集成電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為一組用于制造集成電路的掩模的方法，優(yōu)化基于邊緣的圖像轉(zhuǎn)印工藝的使用。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1963666SQ20061014294
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者拉爾斯·沃爾夫?qū)だ镆悸? 約臣·貝恩特納 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司