[发明专利]一种适用于图像传感器像素阵列的光学邻近校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于图像传感器像素阵列的光学邻近校正方法。

背景技术

图像传感器是一种获取视觉信息的基础器件，能够实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展，得到丰富的图像信息，在现代社会生活中应用得越来越广泛。目前的图像传感器主要有两类，电荷耦合器件(Charge-Coupled Device，CCD)和互补金属氧化物场效应管(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器。这两类图像传感器的研究几乎是同时在20世纪60年代末期起步的，但由于受当时工艺水平的限制，CMOS图像传感器性能的不完善严重影响了图像质量，从而制约了它的发展和应用。在20世纪70年代和80年代，CCD图像传感器在可见光成像方面占主要地位。进入20世纪90年代，随着集成电路设计技术和工艺水平的提高和对小型化、低功耗、低成本成像系统消费需要的增加，CMOS图像传感器成为图像传感器研究开发热点。像素阵列是图像传感器的重要组成部分，是图像信息采集必不可少的环节。

另一方面，当集成电路的最小特征尺寸和间距减小到光刻所用光源的波长以下时，由于光的衍射和光刻胶显影蚀刻等因素带来的不可避免的影响，掩模(Mask)图形和在硅圆片上印刷出来的图形之间将不再一致，集成电路(IC)版图图形转移的失真将显著增大，严重影响到集成电路的生产成品率，这种现象被称为“光学邻近效应(OPE，Optical Proximity Effects)”。通常，硅片上实际印刷出来的图形产生的畸变现象包括：断线和桥连、拐角圆滑、线端缩进等。这些畸变可引起实际曝光图样相对原版图设计图样产生多达60％的偏差，这大大超出工业光刻10％的偏差容许极限，目前世界范围内最先进的光刻技术都属于这一类“亚波长光刻”。为了解决超深亚微米时代集成电路设计制造中的种种困难，使光刻的结果最好的符合版图设计的目标，分辨率增强技术(RET，ResolutionEnhancement Technology)应运而生，这种技术主要采用“光学邻近效应校正(OPC，Optical Proximity Correction)”，“移相掩模(PSM，Phase Shift Mask)”和“离轴照明(OAI，Off Axis Illumination)”等方法，以减小光学邻近效应对集成电路生产成品率的影响，并使现有的集成电路生产设备在相同的生产条件下能制造出具有更小特征尺寸的芯片。通常所说的基于模型的光学邻近效应校正是通过改变掩模图形来对光刻结果进行校正，它的基本做法是将版图中多边形的边切分成小的线段，每个小线段上选取一个光强评估点，以该点的光强代表整个小线段的光强，然后根据由光刻设备参数建立的仿真模型计算出小线段在法向方向的校正距离，使得与小线段对应的光强评估点处的光强达到成像时的光强阈值，从而完成对掩模图形系统性的预校正，并使得由于光的衍射和光刻胶曝光显影蚀刻带来的非线性失真程度减小。随着集成电路特征尺寸的不断减小，这种精度较高的基于模型的光学邻近效应校正在集成电路制造领域中应用的越来越普遍。

在超深亚微米尺寸下，CMOS图像传感器像素阵列版图也不可避免地受到光学邻近效应的影响，为了校正其图形的畸变现象，需要运用光学邻近校正方法对CMOS图像传感器像素阵列版图进行校正，以期硅片上的光刻结果最好地符合版图设计目标。但并非任意的校正都能取得好的效果。CMOS图像传感器像素阵列对像素的一致性有着严格的要求，若不进行层次化处理，像素的一致性将得不到保证。当前CMOS图像传感器像素电路大多是多个像素共用一套读出电路，最常见的是四个像素共用一套读出电路(如图1所示)，并联的像素单元在版图上通常是对称图形(如图2所示)，因此对版图图形的对称性有着严格的要求，而传统的OPC处理结果往往是不对称的，也就很难保证硅片上光刻结果的对称性。CMOS图像传感器像素阵列版图是由相同的像素单元(Cell)多次调用规则排列而成，每一次的调用称为一个实例(Instance)。CMOS图像传感器像素阵列具有规则的层次化结构，为采用适用于图像传感器像素阵列的光学邻近校正方法奠定了基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于图像传感器像素阵列的光学邻近校正方法，以便改善亚波长光刻条件下由光学邻近效应造成的断线和桥连、拐角圆滑、线端缩进等各种畸变现象，保证像素的一致性和光刻结果图形的对称性，保证图像传感器像素阵列的性能，提高图像传感器集成电路产品的生产成品率，缩短生产周期。