用于全芯片光源掩模优化的关键图形筛选方法技术

一种用于全芯片光源掩模优化的关键图形筛选方法，以主要频率的轮廓和距离阈值为准则设计了主要频率之间的覆盖规则，以关键图形数量最小为原则设计了关键图形筛选方法，实现了全芯片光源掩模优化关键图形筛选。本发明专利技术筛选出的关键图形数量更少，且利用本发明专利技术的筛选结果进行全芯片光源掩模优化获得的工艺窗口更大。

【技术实现步骤摘要】
用于全芯片光源掩模优化的关键图形筛选方法
本专利技术涉及光刻分辨率增强技术，特别涉及一种用于全芯片光源掩模优化的关键图形筛选方法。
技术介绍
光刻技术是集成电路制造关键技术之一。光刻分辨率决定集成电路的特征尺寸。光源掩模优化技术(SMO)是关键光刻分辨率增强技术之一，常用于28nm及更小技术节点集成电路制造。SMO通过联合优化光源和掩模图形提高光刻分辨率、增大工艺窗口，相比于单独优化光源的光源优化技术或者单独优化掩模图形的光学邻近效应修正技术，优化自由度更高，对分辨率和工艺窗口的优化能力更强。但是高优化自由度导致SMO的计算速度很慢，一般不能直接进行全芯片光源掩模优化。目前全芯片光源掩模优化的做法是首先使用关键图形筛选技术筛选出少量关键掩模图形。以关键掩模图形进行SMO后得到优化光源。然后以优化光源为照明条件对整个掩模图形进行光学邻近效应修正、添加亚分辨率辅助图形。分两步完成全芯片光源掩模优化。以关键掩模图形进行SMO，通过减少参与SMO的掩模图形数量，提高优化速度，实现全芯片光源掩模优化。荷兰ASML公司提出的基于掩模图形衍射谱分析的关键图形筛选技术(参见在先技术1,Hua-YuLiu,LuoqiChen,HongChen,Zhi-panLi,Selectionofoptimumpatternsinadesignlayoutbasedondiffractionsignatureanalysis,PatentNo.:US8543947B2)是目前最先进的技术之一。该技术的效果受到衍射谱特征描述方法、衍射谱之间的覆盖规则、以及关键图形筛选方法等多种关键技术的影响，利用该技术筛选出的关键掩模图形进行全芯片光源掩模优化的效果并没有达到最优。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于全芯片光源掩模优化的关键图形筛选方法，本专利技术实现了全芯片光源掩模优化关键图形筛选，增大了全芯片光源掩模优化的工艺窗口。本专利技术的技术解决方案如下：一种用于全芯片光源掩模优化的关键图形筛选方法。本专利技术包括如下步骤：步骤1.计算掩模图形的衍射谱：计算每个掩模图形Pi的衍射谱，公式如下：Fi＝FFT{Pi},其中，Fi表示第i个掩模图形Pi的衍射谱，i＝1,…,N。步骤2.主要频率提取：步骤2.1对掩模图形的衍射谱进行预处理：a.计算衍射谱的强度，衍射谱的强度为Fi的绝对值，表示为|Fi|，并建立所有强度值的列表Ilist。b.移除衍射谱的所有衍射级次中无法进入光刻机投影物镜的衍射级次以及零级。c.设定阈值τ，该阈值τ表示去除低于强度Iτ的成分后的衍射谱与原衍射谱的相似度，τ的取值范围为80％到99％。d.根据τ的值在强度值列表Ilist中遍历查找强度Iτ，移除衍射谱中强度低于Iτ的衍射级次。经过预处理后的掩模图形衍射谱记为ζi。对所有掩模图形进行预处理。步骤2.2当掩模图形具有周期性时进入步骤2.3。否则，进入步骤2.4。步骤2.3周期掩模图形的主要频率提取：周期掩模图形是指具有周期性的掩模图形。周期掩模图形的衍射谱ζi由离散的衍射峰构成，每个衍射峰对应一个衍射级次。当周期掩模图形仅包含单一周期时，提取第一衍射级次作为主要频率。查找主要频率的强度峰值对应的频率坐标，表示为称为峰值频率，记录该主要频率，表示为其中j表示当前主要频率的编号，j＝1,…,M。当周期掩模图形包含多个周期时，主要频率的提取步骤如下：a.查找强度最大的衍射级次。b.提取强度最大的衍射级次作为主要频率，并查找该主要频率的峰值频率记录该主要频率，表示为c.在衍射谱ζi中移除步骤b中提取的主要频率及其对应的谐波衍射级次。d.重复步骤a至c，直至所有衍射级次都被移除。对所有周期掩模图形进行上述操作，直到记录所有周期掩模图形对应的主要频率。在所有已记录的周期掩模图形的主要频率中，查找相等的主要频率。将相等的主要频率记为一个主要频率，记录所有相同主要频率对应的所有周期图形。步骤2.4.非周期掩模图形的主要频率提取：非周期掩模图形是指不具有周期性的掩模图形，衍射谱ζi由连续的衍射峰构成。提取预处理后的衍射谱ζi的所有衍射峰作为掩模图形的主要频率。对于其中一个主要频率，查找峰值频率记录主要频率的轮廓c。轮廓c定义为非周期图形的主要频率在衍射谱面的投影的边界。主要频率由其峰值频率及轮廓c共同描述，记录该主要频率，表示为对当前掩模图形的所有主要频率做上述操作，记录当前掩模图形所有的主要频率。对所有非周期掩模图形进行上述操作，直到记录所有非周期掩模图形的主要频率。在所有已记录的非周期掩模图形对应的主要频率中，查找相等的主要频率。将相等的主要频率记为一个主要频率，记录所有相同主要频率对应的所有非周期图形。步骤3.主要频率聚类根据主要频率之间的覆盖规则进行主要频率聚类。本专利技术设计的主要频率之间的覆盖规则如下：从步骤2得到的主要频率中任意选择两个主要频率，记为SA和SB。设定距离阈值dT。距离阈值dT取值范围为0.01NA/λ～0.2NA/λ，其中NA表示光刻机投影物镜的数值孔径，λ表示光刻机曝光波长。i.当主要频率SA和SB都是非周期图形的主要频率时：如果SB的峰值频率在SA的轮廓c与dT共同确定的范围之内，则SB就被SA覆盖，否则，不覆盖。轮廓c与dT共同确定的范围定义为轮廓c向外延拓dT的距离后所包围的范围。ii.当主要频率SA和SB都是周期图形的主要频率时：如果主要频率SA和SB的峰值频率不相同，则判断SA的峰值频率与SB峰值频率的高次谐波频率是否相同，如是，则SA覆盖SB；或者SB的峰值频率与SA峰值频率的高次谐波频率相同，则SB覆盖SA；否则，不覆盖。iii.当主要频率SA为周期图形的主要频率、SB为非周期图形的主要频率时：如果SA的峰值频率在SB的轮廓c与dT共同确定的范围之内，则SB被SA覆盖。否则，不覆盖。主要频率的聚类方法包含如下步骤：步骤3.1.根据覆盖规则确定主要频率两两之间的覆盖关系，并记录每个主要频率所覆盖的所有主要频率及数量。步骤3.2.将所有主要频率的状态标记为unvisited。步骤3.3.在所有状态为unvisited的主要频率中查找所覆盖主要频率数量最大的主要频率，如果存在多个，则取峰值频率中元素绝对值最大的主要频率，称该主要频率为中心主要频率。将中心主要频率与其所覆盖的主要频率作为一组主要频率，称为主要频率分组，并将该组内所有主要频率的状态修改为visited。步骤3.4.重复步骤3.3，直至所有主要频率的状态都已被修改为visited。步骤3.5.在所有主要频率中查找被重复分组的主要频率，并计算这些主要频率的峰值频率与他们所在组的中心主要频率的峰值频率之间的距离，将这些主要频率划分至距离最小的那一组，并在其他所在组中删除这些主要频率。步骤3.6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于全芯片光源掩模优化的关键图形筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1.计算掩模图形的衍射谱：/n计算每个掩模图形P

【技术特征摘要】
1.一种用于全芯片光源掩模优化的关键图形筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.计算掩模图形的衍射谱：
计算每个掩模图形Pi的衍射谱，公式如下：
Fi＝FFT{Pi}，
其中，Fi表示第i个掩模图形Pi的衍射谱，i＝1,…,N；
步骤2.主要频率提取：
步骤2.1对掩模图形的衍射谱进行预处理，经过预处理后的掩模图形衍射谱记为ζi：
步骤2.2当掩模图形具有周期性时，进入步骤2.3；否则，进入步骤2.4；
步骤2.3周期掩模图形的主要频率提取：
周期掩模图形的衍射谱ζi由离散的衍射峰构成，每个衍射峰对应一个衍射级次；
当周期掩模图形仅包含单一周期时，提取第一衍射级次作为主要频率，并查找主要频率的强度峰值对应的频率坐标称为峰值频率，记录该主要频率，表示为其中j表示当前主要频率的编号，j＝1,…,M；
当周期掩模图形包含多个周期时，主要频率的提取步骤如下：
a.查找强度最大的衍射级次；
b.提取强度最大的衍射级次作为主要频率，并查找该主要频率的峰值频率记录该主要频率，表示为
c.在衍射谱ζi中移除步骤b中提取的主要频率及其对应的谐波衍射级次；
d.重复步骤a至c，直至所有衍射级次都被移除；
对所有周期掩模图形进行上述操作，直到记录所有周期掩模图形对应的主要频率；
在所有已记录的周期掩模图形的主要频率中，查找相等的主要频率，并将相等的主要频率记为一个主要频率，记录所有相同的主要频率对应的所有周期图形。
步骤2.4.非周期掩模图形的主要频率提取：
非周期掩模图形的衍射谱ζi由连续的衍射峰构成，先提取预处理后的衍射谱ζi的所有衍射峰作为非周期掩模图形的主要频率；然后，选择其中一个主要频率，查找峰值频率及该主要频率在衍射谱面的投影的边界，作为轮廓c，记录该主要频率，表示为对当前非周期掩模图形的所有主要频率做上述操作，记录当前非周期掩模图形所有的主要频率；直到记录所有非周期掩模图形的主要频率；
在所有已记录的非周期掩模图形对应的主要频率中，查找相等的主要频率，并记为一个主要频率，记录所有相同的主要频率对应的所有非周期图形；
步骤3.主要频率聚类
步骤3.1.根据覆盖规则确定主要频率两两之间的覆盖关系，并记录每个主要频率所覆盖的所有主要频率及数量；
步骤3.2.将所有主要频率的状态标记为unvisited；
步骤3.3.在所有状态为unvisited的主要频率中查找所覆盖主要频率数量最大的主要频率，如果存在多个，则取峰值频率中元素绝对值最大的主要频率，称该主要频率为中心主要频率；并将该中心主要频率与其所覆盖的主要频率作为一组主要频率，称为主要频率分组，并将该组内所有主要频率的状态修改为visited；
步骤3.4.重复步骤3.3，直至所有主要频率的状态都已被修改为visited；
步骤3.5.在所有主要频率中查找被重复分组的主要频率，并计算这些主要频率的峰值频率与他们所在组的中心主要频率的峰值频率之间的距离，将这些主要频率划分至距离最小的那一组，并在其他所在组中删除这些主要频率；
步骤3.6查找主要频率分组中除中心主要频率之外覆盖所有主要频率的主要频率。将该主要频率作为中心主要频率，对所有主要频率分组执行上述操作；
步骤4关键图形筛选
步骤4.1.将所有中心主要频率的状态都标记为unvisited，并分为一个组，称为中间分组；
步骤4.2.根据步骤2中提取出的每个掩模图形的主要频率信息，查找出具有数量最多的状态为unvisited的中心主要频率的掩模图形，这类掩模图形的数量表示为α1(α1≥1)；在α1个掩模图形中查找出中心主要频率与其他掩模图形所具有的中心主要频率都不同的掩模图形，这类掩模图形的数量表示为ξ1(ξ1≥0)；
如果ξ1>1，则在ξ1个掩模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李思坤，廖陆峰，王向朝，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31