一种掩膜图案的形成方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种掩膜图案的形成方法。
背景技术
随着集成电路的制造工艺的不断发展，现有的集成电路的特征尺寸不断减小。然而光刻制程成为了限制集成电路向更小特征尺寸制作发展的主要瓶颈。光刻制程主要的原理是通过光源将掩膜(mask)上集成电路的设计版图投影在晶圆上。在光刻工艺开始之前，集成电路的结构会先通过特定的设备复制到石英玻璃片的掩膜上，然后通过光刻设备产生特定波长的光(如波长为248微米的紫外线)将掩膜上集成电路的结构复制到生产芯片所用的硅片上。
然而，现有的形成掩膜图案的方法的准确性以及可循环性还有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种掩膜图案的形成方法，提高形成掩膜图案的方法的准确性以及可循环性。本发明实施例所述的掩膜图案的形成方法包括：
根据原始图案数据中相邻的原始多边形的节距确定待旋转多边形，所述原始多边形用于限定通孔图案；
旋转所述原始图案数据中的所述待旋转多边形，获得旋转图案数据，所述旋转图案数据包括多个旋转后的多边形；
对所述旋转图案数据进行光学近似效应修正，以获得掩膜图案数据。
进一步地，所述根据原始图案数据中相邻的原始多边形的节距确定待旋转多边形，包括：
将节距小于预定尺寸的原始多边形确定为待旋转多边形，所述预定尺寸根据所述掩膜图案的衍射规则和所述通孔的大小确定。
进一步地，所述预定尺寸为120nm。
进一步地，所述旋转所述原始图案数据中的所述待旋转多边形，包括：
根据相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角确定旋转角度；
用具有旋转角度的多边形替换待旋转多边形，或
根据旋转角度旋转待旋转多边形。
进一步地，所述根据相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角确定旋转角度，包括：
将相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角为15°～75°的原始多边形的旋转角度确定为25°～65°。
进一步地，所述根据相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角确定旋转角度，包括：
将相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角为15°～75°的原始多边形的旋转角度确定为45°。
进一步地，所述根据相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角确定旋转角度，包括：
将相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角为15°～30°的原始多边形的旋转角度确定为30°；
将相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角为30°～60°的原始多边形的旋转角度确定为45°；
将相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角为60°～75°的原始多边形的旋转角度确定为60°。
进一步地，所述旋转角度的大小和相邻的原始多边形的中心点连线和横坐标轴之间的夹角的大小正相关。
进一步地，所述原始多边形为矩形。
进一步地，所述对所述旋转图案数据进行光学近似修正，包括：
通过实际曝光或仿真的方法获取掩膜图案数据。
进一步地，所述相邻的原始多边形的节距为相邻的原始多边形的中心点连线的长度。
本发明实施例通过旋转原始图案数据中符合预定条件的多边形，能够提高形成掩膜图案的准确性和可循环性。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是对比例的光学近似修正后的电路布局图；
图2和图3分别是对比例的光学近似修正后的电路布局图的局部放大图；
图4是本发明实施例的掩膜图案的形成方法；
图5是本发明实施例形成的掩膜图案局部图；
图6是使用对比例和本发明实施例的掩膜图案预计在晶圆上形成的通孔图案。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本发明的描述中，除非另有说明，“多层”的含义是两层或两层以上。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。为便于描述这里可以使用诸如“在…之下”、“在...下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空间关系术语以描述如附图所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。应当理解，空间关系术语旨在概括除附图所示取向之外器件在使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其他元件或特征“之下”或“下面”的元件将会在其他元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“在...下面”就能够涵盖之上和之下两种取向。器件可以采取其他取向(旋转90度或在其他取向)，这里所用的空间关系描述符被相应地解释。
电路结构在从掩膜复制到硅片过程中，会产生失真。所述失真的原因主要是在将掩膜图形转移到衬底上时，很容易产生光学近似效应(Optical Proximity Effect，OPE)，即由于投影曝光系统是一个部分相干光成像系统，理想的强度频谱幅值沿各向有不同的分布，但由于衍射受限及成像系统的非线性滤波造成的严重能量损失，导致空间像发生圆化和收缩的效应。例如直角转角圆形化、直线末端紧缩以及直线线宽增加/缩减等都是常见的光学临近效应所导致的掩膜图形转移到衬底上的缺陷。要避免这种缺陷，需要利用光学近似效应修正(Optical Proximity Correction，OPC)。OPC是对集成电路设计的图案进行预先的修改，使得修改补偿的量正好能够补偿曝光系统造成的OPE效应。一般来说，当晶圆上的线宽小于曝光波长时，必须对掩膜上的图形做OPC。例如，使用248nm波长光刻机，当图形线宽<250nm时，必须使用简单的修正；当线宽<180nm时，则需要非常复杂的修正。使用193nm波长光刻机，当最小线宽<130nm时，就必须做图形修正。因此，使用经过OPC的图案做成的掩膜，通过光刻以后，在晶片上就能得到最初想要的电路结构。然而，现有的OPC技术的准确性以及可循环性还有待提高。
图1是对比例的光学近似修正后的电路布局图，图2和图3分别是对比例的光学近似修正后的电路布局图的局部放大图。如图1-图3所示，图中包括原始多边形3，所述原始多边形3为矩形，原始多边形3的边分别与坐标轴X轴和Y轴平行。在相邻的原始多边形3外侧加入一个修正图形4，其中，修正图形4由与原始多边形3平行的多个线段组成。然后再将在OPC软件中设计好的修正图形4输入至掩膜制造设备中，设备会根据输入的修正图形4的大小和位置自动在石英基底上用铬层形成掩膜图案。
然而，对比例的修正方法在原始多边形3的距离过近的时候循环性较差。图2是图1中区域1的放大图，图3是图1中区域2的放大图。如图2和图3所示，在图3中，相邻原始多边形3的距离较远，经修正后，修正图形4在原始多边形图案的外侧，能够准确在晶圆上形成想要的电路图案。在图2中，相邻原始多边形3的距离较近，如果在原始多边形3的外侧形成修正图形，相邻的修正图会受到掩膜规则检查(Mask Rule Check，MRC)的限制。因此，修正图形4会如图2所示与原始多边形3交叉，这样的结构使得形成的掩膜的准确性不足。
本发明实施例通过旋转原始图案数据中符合预定条件的原始多边形，能够解决对比例中掩膜准确性不足的情况。
图4是本发明实施例的掩膜图案的形成方法。如图4所示，本发明实施例的掩膜图案的形成方法包括如下步骤：
步骤S100、根据原始图案数据中相邻的原始多边形的节距确定待旋转多边形，所述原始多边形用于限定通孔图案。
步骤S200、旋转所述原始图案数据中的所述待旋转多边形，获得旋转图案数据，所述旋转图案数据包括多个旋转后的多边形。
步骤S300、对所述旋转图案数据进行光学近似效应修正，以获得掩膜图案数据。
在步骤S100中，根据原始图案数据中相邻的原始多边形的节距确定待旋转多边形，所述原始多边形用于限定通孔图案。
具体地，所述相邻的原始多边形的节距为相邻的原始多边形的中心点连线的长度。
具体地，所述原始多边形为矩形。可选地，所述原始多边形可以为正方形。
进一步地，将节距小于预定尺寸的原始多边形确定为待旋转多边形，所述预定尺寸根据所述掩膜图案的衍射规则和所述通孔的大小确定。具体地，根据掩膜的衍射规则，确定相邻的图案的边缘的最小距离，根据通孔的大小确定图案的中心点到边缘的距离。根据两个相邻图案的相对位置，通过计算，得到两个相邻图案的节距的最小尺寸，所述预定尺寸可以参考最小尺寸确定。
进一步地，将节距小于120nm的原始多边形确定为待旋转多边形。
在步骤S200中，旋转所述原始图案数据中的所述待旋转多边形，获得旋转图案数据，所述旋转图案数据包括多个旋转后的多边形。
所述旋转图案数据包括多个旋转后的多边形和未旋转的多个原始多边形。
在一种可选的实现方式中，步骤S200可以包括如下步骤：
步骤S201、根据相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角确定旋转角度。
如图5所示，所述坐标轴可以分别是X轴或Y轴等。
步骤S202、用具有旋转角度的多边形替换待旋转多边形，或根据旋转角度旋转待旋转多边形。
在步骤S201中，根据相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角确定旋转角度。
可选地，所述根据相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角确定旋转角度，包括：
将相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角为15°～75°的多边形的旋转角度确定为25°～65°。
可选地，所述根据相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角确定旋转角度，包括：
将相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角为15°～75°的原始多边形的旋转角度确定为45°。
可选地，所述根据相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角确定旋转角度，包括：
将相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角为15°～30°的原始多边形的旋转角度确定为30°；
将相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角为30°～60°的原始多边形的旋转角度确定为45°；
将相邻的原始多边形的中心点连线和坐标轴之间的夹角为60°～75°的原始多边形的旋转角度确定为60°。
可选地，所述旋转角度的大小和相邻的原始多边形的中心点连线和横坐标轴之间的夹角的大小正相关。
在一种可选的实现方式中，如图5所示，图5中包括相邻的旋转多边形，因为旋转多边形的中心与原始多边形的中心重合，因此，相邻旋转多边形的中心点连线即是原始多边形的中心点的连线。旋转多边形10a和旋转多边形10b的中心点连线线段A，相邻的旋转多边形10b和旋转多边形10c的中心点连线线段B，线段A和线段B分别小于120nm。在本实施例中，根据X轴和线段A和线段B的夹角a和夹角b确定旋转角度。将旋转角度设置为45度，同时旋转相邻的原始多边形得到旋转多边形10。
在另一种可选的实现方式中，也可以根据夹角a和夹角b的大小确定不同的旋转角度，在这种情况下中间位置的原始多边形可能会得到两个不同的旋转角度，这时，原始多边形可以根据需要选择合适的旋转角度。
应理解，所述旋转角度的确定方法不限于上述方法，也可以根据需要相应变换。
在步骤S202中、用具有旋转角度的多边形替换待旋转多边形，或根据旋转角度旋转待旋转多边形。
具体地，根据旋转角度旋转多边形为同时旋转相邻的两个原始多边形。
具体地，所述具有旋转角度的多边形和待旋转多边形的形状和大小相同，并且两者的中心点重合。
具体地，绕待旋转多边形的中心旋转所述待旋转多边形。
在步骤S300中，对所述旋转图案数据进行光学近似修正，以获得掩膜图案数据。
可以通过实际曝光或仿真的方法获取掩膜图案数据。
具体地，如图5所示。通过仿真的方法，即将旋转图案数据输入模拟软件，通过已有的模型计算出在正常曝光条件下曝光所形成的掩膜图案形状，得到掩膜图案20。
在上述实施例中，是通过仿真的方法来获取的，但是本领域技术人员知道，通过在正常曝光条件下进行实际的曝光处理，在衬底上也可以获得掩膜图案以实现本发明目的。
由于对比例中，修正图案受到掩膜规则检查的限制，会增加仿真计算所需要的时间。而本发明实施例的将原始多边形旋转后，使得原始多边形的边缘间距增大，减少了调整修正图案的时间。因此，本发明实施例使得OPC仿真计算的拟合时间大大缩短，能够提高效率。
图5是本发明实施例形成的掩膜图案局部图。如图5所示，在本发明实施例中，将原始图案数据中节距小于120nm的原始多边形旋转一定的角度得到旋转多边形10，经过OPC计算后获得掩膜图案数据20。图6是使用对比例和本发明实施例的掩膜图案预计在晶圆上形成的通孔图案。如图6所示，本发明实施例预计在晶圆上形成通孔图案30，对比例预计在晶圆上形成通孔图案40，本发明实施例与对比例中形成的掩膜图案数据在晶圆上形成的通孔图案相比，本发明实施例形成的掩膜图案数据具有更好的准确性和可循环性。
本发明实施例通过旋转原始图案数据中符合预定条件的原始多边形，能够提高形成掩膜图案的准确性和可循环性。同时，本发明实施例使得OPC仿真计算的拟合时间大大缩短，能够提高效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
