[发明专利]修正接触孔金属覆盖层布图设计的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工业中的布图设计以及光刻制程，尤其涉及一种修正接触孔金属覆盖层布图设计以减少关键尺寸变化以及误对准的方法。

背景技术

半导体器件是多层电路堆叠的结构，相邻的电路结构层之间为通孔层(via layer)，其中有多个方形或矩形的填入金属栓塞的通孔使上下层的电路保持电连接，顶层电路则通过与通孔层结构相似的接触孔层(Contact layer)拉出引线和外界连接，通孔或接触孔可以统称为接触孔，其作用都是保持各层电路相互连接。这种结构要求所述的通孔或者接触孔与规定的电路良好对准以保证接触，并且通孔或者接触孔图案不能超出电路层的金属线覆盖范围，也即电路与接触孔重合处的电路金属层应当完全覆盖接触孔图案。

当集成电路的设计规则收缩时，由于器件尺寸变小，对于半导体制造工艺来说要制作理想的电路金属层覆盖接触孔或通孔图案变得非常困难。有时候会出现通孔或接触孔不能和电路对准，通孔或接触孔露出在金属电路之外的情况，这样将产生严重的问题，例如，在通孔超出覆盖金属的地方很容易出现漏电流。因此，如果金属覆盖接触孔或接触孔的性能不好，产生的关键尺寸变化和误对准将导致产品良率降低，甚至没有良率。在这种情况下，人们通常只能通过两种手段解决问题：

1)改变布图设计，这种方法只能少数时候使用，大多数情况不可能更改布图设计；

2)采用更小的制程窗口，这种方法对机器的精度要求更高，直接导致良率降低。

发明内容

针对目前由于设计规则收缩，制作金属覆盖接触孔或通孔的结构时容易出现的关键尺寸变化和误对准等问题，提出本发明。

本发明的目的在于，提供一种修正电路层覆盖通孔图案的方法，使用这种方法可以有效解决上述的关键尺寸变化和误对准问题。

本发明提供的方法，是一种策略性放大金属电路层覆盖接触孔处图案尺寸的方法，用此方法修改电路层图案并对其进行光学近似修正后制作掩模，最终可以在晶片上光刻得到更好的图案轮廓。

所述方法的具体步骤如下：

首先对接触孔图案利用如下所示公式计算放大值，用计算值放大通孔或者接触孔的每一边：

放大值E=(a)2+(b)2+(c)2]]>

其中a表示金属关键尺寸变化值；b表示接触孔或通孔的关键尺寸变化值；c表示接触孔或通孔和金属线边缘之间误对准规格；实际上，这三个参数由实际的工艺过程中所允许的误差范围决定。

然后将扩大接触孔或通孔后的图案和原始金属层图案进行“OR”的布尔逻辑运算，得到两层图案互补整合到一起的布图，作为金属层图案；

用新生成的金属线路布图作为光学近似修正的目标，对此布图进行光学近似修正；本发明的重点在于光学近似修正操作的预处理阶段，具体在后面使用哪种光学近似修正技术并不受影响，因此，后续采用例如基于规则或者基于模型的光学近似修正方法均适用于本发明。

录制出经过光学近似修正的布图用于制作掩模，并将其用于制作金属覆盖接触孔或者通孔结构。

参照图示可以对本发明的方法进行更详细的说明，原始的布图设计中，接触孔或通孔图案2和其上覆盖的金属层图案1间的位置关系如图1a所示，虽然接触孔或通孔图案2在覆盖金属层1的范围内，但是一旦光刻到硅片上，容易出现接触孔或通孔图案2曝光到覆盖金属层1的范围外的情况。利用本发明提供的上述公式计算结果，首先对接触孔层图案中的接触孔或通孔图案2的每边进行放大，然后将放大后的接触孔或通孔层图案2和覆盖于其上的金属电路层图案1作“OR”运算，使其合并到一起作为覆盖层金属电路的图案，结果如图1b所示。对图1b图案进行光学近似修正，修正后的布图录制到掩模上用于光刻形成覆盖金属层。