[發(fā)明專利]一種適用于圖像傳感器像素陣列的光學鄰近校正方法

無效

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• 申請日: 2009-09-03
• 公開（公告）號: CN101644890A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設計）人: 林斌;嚴曉浪;趙立新;史崢;李杰;孟慶;薛江
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G03F1/14
• 分類號: G03F1/14;G06F17/50;H01L21/00;H04N5/335
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發(fā)明涉及一種適用于圖像傳感器像素陣列的光學鄰近校正方法。

背景技術

圖像傳感器是一種獲取視覺信息的基礎器件，能夠實現(xiàn)信息的獲取、轉換和視覺功能的擴展，得到豐富的圖像信息，在現(xiàn)代社會生活中應用得越來越廣泛。目前的圖像傳感器主要有兩類，電荷耦合器件(Charge-Coupled?Device，CCD)和互補金屬氧化物場效應管(Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor，CMOS)圖像傳感器。這兩類圖像傳感器的研究幾乎是同時在20世紀60年代末期起步的，但由于受當時工藝水平的限制，CMOS圖像傳感器性能的不完善嚴重影響了圖像質量，從而制約了它的發(fā)展和應用。在20世紀70年代和80年代，CCD圖像傳感器在可見光成像方面占主要地位。進入20世紀90年代，隨著集成電路設計技術和工藝水平的提高和對小型化、低功耗、低成本成像系統(tǒng)消費需要的增加，CMOS圖像傳感器成為圖像傳感器研究開發(fā)熱點。像素陣列是圖像傳感器的重要組成部分，是圖像信息采集必不可少的環(huán)節(jié)。

另一方面，當集成電路的最小特征尺寸和間距減小到光刻所用光源的波長以下時，由于光的衍射和光刻膠顯影蝕刻等因素帶來的不可避免的影響，掩模(Mask)圖形和在硅圓片上印刷出來的圖形之間將不再一致，集成電路(IC)版圖圖形轉移的失真將顯著增大，嚴重影響到集成電路的生產成品率，這種現(xiàn)象被稱為“光學鄰近效應(OPE，Optical?Proximity?Effects)”。通常，硅片上實際印刷出來的圖形產生的畸變現(xiàn)象包括：斷線和橋連、拐角圓滑、線端縮進等。這些畸變可引起實際曝光圖樣相對原版圖設計圖樣產生多達60％的偏差，這大大超出工業(yè)光刻10％的偏差容許極限，目前世界范圍內最先進的光刻技術都屬于這一類“亞波長光刻”。為了解決超深亞微米時代集成電路設計制造中的種種困難，使光刻的結果最好的符合版圖設計的目標，分辨率增強技術(RET，ResolutionEnhancement?Technology)應運而生，這種技術主要采用“光學鄰近效應校正(OPC，Optical?Proximity?Correction)”，“移相掩模(PSM，Phase?Shift?Mask)”和“離軸照明(OAI，Off?Axis?Illumination)”等方法，以減小光學鄰近效應對集成電路生產成品率的影響，并使現(xiàn)有的集成電路生產設備在相同的生產條件下能制造出具有更小特征尺寸的芯片。通常所說的基于模型的光學鄰近效應校正是通過改變掩模圖形來對光刻結果進行校正，它的基本做法是將版圖中多邊形的邊切分成小的線段，每個小線段上選取一個光強評估點，以該點的光強代表整個小線段的光強，然后根據(jù)由光刻設備參數(shù)建立的仿真模型計算出小線段在法向方向的校正距離，使得與小線段對應的光強評估點處的光強達到成像時的光強閾值，從而完成對掩模圖形系統(tǒng)性的預校正，并使得由于光的衍射和光刻膠曝光顯影蝕刻帶來的非線性失真程度減小。隨著集成電路特征尺寸的不斷減小，這種精度較高的基于模型的光學鄰近效應校正在集成電路制造領域中應用的越來越普遍。

在超深亞微米尺寸下，CMOS圖像傳感器像素陣列版圖也不可避免地受到光學鄰近效應的影響，為了校正其圖形的畸變現(xiàn)象，需要運用光學鄰近校正方法對CMOS圖像傳感器像素陣列版圖進行校正，以期硅片上的光刻結果最好地符合版圖設計目標。但并非任意的校正都能取得好的效果。CMOS圖像傳感器像素陣列對像素的一致性有著嚴格的要求，若不進行層次化處理，像素的一致性將得不到保證。當前CMOS圖像傳感器像素電路大多是多個像素共用一套讀出電路，最常見的是四個像素共用一套讀出電路(如圖1所示)，并聯(lián)的像素單元在版圖上通常是對稱圖形(如圖2所示)，因此對版圖圖形的對稱性有著嚴格的要求，而傳統(tǒng)的OPC處理結果往往是不對稱的，也就很難保證硅片上光刻結果的對稱性。CMOS圖像傳感器像素陣列版圖是由相同的像素單元(Cell)多次調用規(guī)則排列而成，每一次的調用稱為一個實例(Instance)。CMOS圖像傳感器像素陣列具有規(guī)則的層次化結構，為采用適用于圖像傳感器像素陣列的光學鄰近校正方法奠定了基礎。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于圖像傳感器像素陣列的光學鄰近校正方法，以便改善亞波長光刻條件下由光學鄰近效應造成的斷線和橋連、拐角圓滑、線端縮進等各種畸變現(xiàn)象，保證像素的一致性和光刻結果圖形的對稱性，保證圖像傳感器像素陣列的性能，提高圖像傳感器集成電路產品的生產成品率，縮短生產周期。