本發(fā)明的實施例涉及半導體領域，更具體地涉及半導體結構、半導體晶圓及形成非矩形管芯的方法。

背景技術：

在半導體器件管芯的制造中，通常使用光刻工藝來圖案化晶圓上的各個層，以按照電路布局中指定的定位來制造電路部件。在這種工藝中，抗蝕劑(也稱為“光刻膠”)層沉積在被圖案化的層上，并且然后使用曝光工具和模板來暴露抗蝕劑。本領域中將這些模板稱為中間掩模(reticle)或掩模。為了現(xiàn)有應用的目的，術語中間掩模包括中間掩模和掩模兩者，并且在本文中，兩個術語可以互換。在曝光工藝期間，通過將諸如紫外線光的輻射能量的形式引導穿過中間掩模以選擇性地將抗蝕劑暴露為期望的圖案，從而將中間掩模成像在抗蝕劑上。本文將產(chǎn)生在抗蝕劑中的圖案稱為“部件布局”。

由于過去幾十年中半導體集成電路器件的小型化，所以增加了產(chǎn)生中間掩模的成本。因此，期望開發(fā)具有最大容量利用率(maximumcapacityusage)的中間掩模，以容納管芯，尤其是非矩形管芯。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供了一種半導體結構，包括：非矩形管芯區(qū)域；中間掩模區(qū)域，圍繞所述非矩形管芯區(qū)域；以及切割環(huán)，位于所述中間掩模區(qū)域內(nèi)并且圍繞所述非矩形管芯區(qū)域，其中所述中間掩模區(qū)域的邊的數(shù)量不等于4。

本發(fā)明的實施例還提供了一種半導體晶圓，包括：多個非矩形管芯區(qū)域；以及多個中間掩模區(qū)域，所述多個中間掩模區(qū)域中的每一個都圍繞對應的非矩形管芯區(qū)域，所述多個中間掩模區(qū)域為非矩形。

本發(fā)明的實施例還提供了一種形成非矩形管芯的方法，包括：測量所述非矩形管芯的區(qū)域；以及確定多邊形中間掩模區(qū)域的邊的數(shù)量，從而使得所述多邊形中間掩模區(qū)域的面積與所述非矩形管芯的面積的比率小于4/π。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，根據(jù)下面詳細的描述可以最佳地理解本發(fā)明的實施例。應該注意，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各種部件沒有被按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1a是根據(jù)一些實施例的掩模的頂視圖。

圖1b是根據(jù)一些實施例的圖1a中示出的掩模的一部分的放大示圖。

圖2a是根據(jù)一些實施例的掩模的頂視圖。

圖2b是根據(jù)一些實施例的圖1a中示出的掩模的一部分的放大示圖。

圖3示出了根據(jù)一些實施例的半導體器件。

具體實施方式

以下公開內(nèi)容提供了多種不同實施例或?qū)嵗?，以實現(xiàn)本發(fā)明的不同特征。以下將描述組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當然，這些僅是實例并且不意欲限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。而且，本發(fā)明在各個實例中可以重復參考數(shù)字和/或字母。這種重復僅是為了簡明和清楚，其自身并不表示所論述的各個實施例和/或配置之間的關系。

此外，為了便于描述，本文中可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等的空間關系術語，以描述如圖中所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關系。除了圖中所示的方位外，空間關系術語旨在包括器件在使用或操作過程中的不同方位。裝置可以以其他方式定位(旋轉90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空間關系描述符可以同樣地作相應地解釋。

盡管闡述本發(fā)明的廣泛范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似的，但是盡可能精確得報告在具體實例中闡述的數(shù)值。任何數(shù)值，然而，固有地包含某些必然誤差，該誤差由各自的測試測量結果中發(fā)現(xiàn)的標準偏差產(chǎn)生。同樣，正如此處使用的術語“約”一般指在給定值或范圍的10％、5％、1％或0.5％內(nèi)?；蛘撸g語“約”意思是在本領域普通的技術人員可以考慮到的可接受的平均標準誤差內(nèi)。除了在操作/工作的實例中，或除非另有明確規(guī)定，所有的數(shù)值范圍、總額、值和百分比，例如用于材料數(shù)量、持續(xù)時間、溫度、操作條件、數(shù)額以及本發(fā)明此處公開的其他型似物，應該被理解為在所有情況下被術語“約”修改。因此，除非有相反規(guī)定，本發(fā)明和所附權利要求所記載的數(shù)值參數(shù)設定是可以根據(jù)要求改變的近似值。每個數(shù)值參數(shù)應該至少被解釋為根據(jù)被報告的有效數(shù)字的數(shù)目，并應用普通的四舍五入技術。此處范圍可以表示為從一個端點到另一個端點或在兩個端點之間。此處公開的所有范圍包括端點，除非另有說明。

圖1a示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的掩模1的頂視圖。掩模1包括多個中間掩模11a、12a、13a，每一個都具有位于其上的集成電路(ic)的設計圖案(或布局)11、12、13。

如圖1a所示，設計圖案11、12、13為非矩形。特別地，設計圖案11、12、13為具有半徑r的圓形。在本發(fā)明的一些實施例中，設計圖案11、12、13可以包括平面互補金屬氧化物半導體(cmos)、鰭式場效應晶體管(finfet)或它們的組合。具有印刷在其上的設計圖案11、12、13的中間掩模11a、11b、11c為六邊形。在實施例中，每一個中間掩模11a、12a、13a的形狀都為正六邊形?？蛇x地，每一個中間掩模11a、12a、13a的形狀都可以為不規(guī)則的六邊形。在一些實施例中，兩個鄰近的中間掩模彼此以一距離分離。可選地，兩個鄰近的中間掩?；颈舜私佑|。每一個中間掩模11a、12a、13a的邊緣的長度l都等于或大于2√3r/3(其中，r為每一個設計圖案的半徑)。每一個中間掩模11a、11b、11c的面積與對應的設計圖案11、12、13的面積的比率等于或大于2√3/π。

在一些實施例中，其上印刷圓形設計圖案的中間掩?？梢詾榫匦巍Ｖ虚g掩模的邊緣的長度l等于或大于2r(其中，r為每一個設計圖案的半徑)。中間掩模的面積與對應的設計圖案的面積的比率等于或大于4/π。在圓形圖案設計的情況下，圖1a中示出的六邊形中間掩模11a、12a、13a的面積比矩形中間掩模的面積小大約13.3％。因此，與矩形中間掩模相比，六邊形中間掩模占據(jù)更小的面積。在實施例中，掩模1的長度約為33毫米(mm)，并且掩模1的寬度約為26mm。通過使用圖1a中示出的六邊形中間掩模，掩模1可以容納更多的圖案設計，這反而降低了制造成本。

在一些實施例中，其上印刷圓形設計圖案的中間掩?？梢詾槿切巍Ｖ虚g掩模的邊緣的長度l等于或大于2√3r(其中，r為每一個設計圖案的半徑)。中間掩模的面積與對應的設計圖案的面積的比率等于或大于3√3/π。在圓形圖案設計的情況下，圖1a中示出的六邊形中間掩模11a、12a、13a的面積比三角形中間掩模的面積小大約33.3％。因此，與三角形中間掩模相比，六邊形中間掩模占據(jù)更小的面積。通過使用圖1a中示出的六邊形中間掩模，掩模1可以容納更多的圖案設計，這反而降低了制造成本。

在一些實施例中，其上印刷圓形設計圖案的中間掩模可以為具有n條邊的其他多邊形，其中，n不等于3、4或6。然而，僅僅三角形中間掩模、矩形中間掩?；蛄呅沃虚g掩模具有最接近的布置。其他多邊形中間掩模由于其特點而具有介于兩個鄰近的中間掩模之間的許多浪費的空間。因此，通過使用圖1a中示出的六邊形中間掩模，掩模1可以容納更多的圖案設計，這反而降低了制造成本。

在一些實施例中，通過提供ic器件的設計圖案來制造ic。在實例中，ic器件包括mosfet器件。設計圖案為后光學鄰近修正(opc)設計圖案。然而，在其他的實施例中，設計圖案可以為任何虛擬或物理設計圖案。

通過使用掩模工藝來創(chuàng)建基于設計圖案的掩模。掩模工藝為本領域已知的任何掩模工藝。然后，基于先前創(chuàng)建的掩模來生成ic布局輪廓(contour)。通過由掩模輪廓裝置實施的掩模提取工藝來提取ic布局輪廓。例如，掩模輪廓裝置可以包括適應于捕獲掩模的掃描電子顯微鏡(sem)圖像的sem。在其他的實施例中，可以使用除了sem之外的各種晶圓掃描系統(tǒng)。例如，可以使用光學顯微鏡系統(tǒng)、掃描探針顯微鏡系統(tǒng)、激光顯微鏡系統(tǒng)、透射式電子顯微鏡系統(tǒng)、聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)或其他合適的光學成像系統(tǒng)來代替sem以創(chuàng)建ic布局輪廓。此外，掩模提取工藝可以包括使用來自sem圖像的數(shù)據(jù)來創(chuàng)建掩模sem輪廓。作為實例，邊緣檢測器可以用于生成ic布局輪廓。在其他的實施例中，ic布局輪廓可以為提供掩模輪廓的代表的任何物理ic布局輪廓。

然后，使用掩模，通過晶圓工藝來生產(chǎn)晶圓(或物理晶圓圖案)。晶圓工藝包括光刻工藝(或物理光刻工藝，與虛擬光刻工藝不同)。在一個實施例中，晶圓工藝包括光刻工藝和蝕刻工藝，以在晶圓上形成圖案化的材料層。可以使用本領域已知的任何合適的晶圓工藝來生產(chǎn)物理晶圓圖案。

可以通過執(zhí)行反卷積(deconvolution)掩模工藝來從ic掩模輪廓提取反卷積圖案。反卷積掩模工藝包括使用表示先前產(chǎn)生的ic掩模輪廓的數(shù)據(jù)來得到反卷積圖案。例如，反卷積掩模算法反推(reverse)掩模sem輪廓的sem輪廓以獲得反卷積掩模圖案。反卷積掩模圖案應該包括存在于原始設計圖案中的基本相同的多邊形。在另一實施例中，可以不按照本文所教導的來使用為了獲得反卷積圖案的對于掩模sem輪廓的反卷積定理。取而代之，可以直接使用測量的或模擬的掩模sem，并且可以比較這些sem輪廓與原始設計的ic布局以在掩模制造工藝期間檢查熱點(hotspot)。

在一個實施例中，通過電子束寫入工藝與設計的ic布局的卷積來獲得掩模sem輪廓。反卷積算法使電子束寫入工藝的效果與掩模sem輪廓分離并且獲得反卷積圖案和原始設計的布局，其中，在掩模制造工藝期間，如果沒有變化，則該反卷積圖案應該保持相同的幾何結構。當反卷積圖案的幾何結構超出掩模制造容限時，可以應用故障模型分析。反卷積算法使用原始ic布局作為初始猜測并且在數(shù)次迭代期間改變掩模圖案的幾何結構。一旦在模擬和測量的掩模sem輪廓之間達到最優(yōu)化，就將獲得最終反卷積掩模圖案。

然后，通過執(zhí)行虛擬光刻工藝模擬來獲得虛擬晶圓。光刻工藝模擬器輸入反卷積掩模圖案并且通過使用生產(chǎn)光刻模型(productionlithographymodel)來在晶圓布局上生成模擬的抗蝕劑圖像。生產(chǎn)光刻模型通常為一種集中的工藝模型，該工藝模型包括用于掩模制造和抗蝕劑顯影兩者的工藝效果?？梢酝ㄟ^光刻模型與反卷積掩模圖案上的多邊形的卷積來獲得虛擬晶圓圖案的抗蝕劑圖像。

在一些實施例中，使用物理晶圓圖案和虛擬晶圓圖案來執(zhí)行故障模型分析。故障模型分析包括確定物理和虛擬晶圓圖案兩者中是否存在缺陷。缺陷包括物理和虛擬晶圓圖案兩者中表現(xiàn)的cd和/或間隔中的變化。如果物理和虛擬晶圓圖案兩者中存在缺陷，則掩模工藝被識別為缺陷的根本原因。然而，如果物理和虛擬晶圓圖案兩者中不存在缺陷，則這確認掩模工藝不是缺陷的根本原因。

作為故障模型分析的一部分，可以使用圖案匹配分析儀和/或光刻工藝分析儀來比較物理和虛擬晶圓圖案。例如，圖案匹配分析儀可以比較物理和虛擬晶圓圖案中存在的部件的關鍵尺寸(cd)和/或間隔，以確定虛擬和物理晶圓圖案兩者中是否存在缺陷。光刻工藝分析儀從真實掩模輪廓圖案模擬反卷積設計圖案的虛擬晶圓圖案。由于它使用真實生產(chǎn)模型(realproductionmodel)來進行模擬。如果存在缺陷，則指示該掩模輪廓形狀能夠誘導缺陷。因此，圖案匹配分析儀旨在能夠識別具有晶圓cd和/或間隔標準的用戶定義的容限之外的那些圖案。這意味著，該圖案匹配不是圖案形狀匹配，而僅僅是一種特定的圖案特征。換句話說，應該更加有效地實現(xiàn)這種圖案特征識別方法。

在一些實施例中，基于原始設計圖案和反卷積圖案中存在的部件的cd和/或間隔，圖案匹配分析儀可以計算質(zhì)量指數(shù)。然后，質(zhì)量指數(shù)可以用于評估掩模工藝的質(zhì)量。由于反卷積圖案和原始ic設計圖案應該具有類似的圖案幾何結構，所以圖案匹配分析儀更容易識別反卷積圖案和原始設計圖案中共有的缺陷。

如果一種圖案被識別為缺陷，則指示該圖案的cd和/或間隔的一部分超出規(guī)范。因此，對于那些位置，通常限定質(zhì)量指數(shù)。例如，可以將其限定為cd和/或間隔偏差百分比。

在本發(fā)明的又一實施例中，可以作為虛擬掩模工藝模擬的輸入來提供設計圖案，以生成黃金掩模輪廓樣本(goldenmaskcontoursample)。該類型的黃金掩模形狀可以有助于限定真實掩模形狀的標準或限度。如果存在黃金掩模樣本，則可以直接比較掩模輪廓圖案與該黃金掩模樣本，并且基于掩模形狀的預定的標準，對該真實掩模形狀是否誘導缺陷進行分類。這樣，這種掩模形狀比較方法應該是有效的方法。換句話說，因為這僅僅需要圖案比較或圖案匹配，所以當與更復雜的光刻工藝模擬相比，這是更加有效的方法。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，可以用另一虛擬掩模工藝模擬來代替掩模提取工藝，以生成第二虛擬掩模輪廓，而不是物理掩模輪廓。期望這樣做，從而使得第二虛擬掩模輪廓可以被比作虛擬掩模輪廓，以確定虛擬掩模工藝模擬的質(zhì)量。此外，在另一實施例中，可以用另一虛擬光刻工藝來代替物理光刻工藝，以模擬另一虛擬晶圓圖案。這可以有助于比較虛擬晶圓圖案，以確定虛擬光刻工藝模擬的質(zhì)量。

圖1b示出了沿著虛線矩形a截取的圖1a的掩模1的放大的示圖。如圖1b所示，以距離d使兩個鄰近的中間掩模彼此分離，并且在兩個分離的中間掩模之間的間隔中印刷關于工藝控制監(jiān)控器(pcm)的標記15。在一些實施例中，距離d小于1mm。在中間掩模內(nèi)印刷關于設計圖案的信息的標記14。在實施例中，標記14可以印刷在兩個分離的中間掩模之間的間隔中。在一些實施例中，兩個鄰近的中間掩?？梢员舜私佑|，并且因此，兩個鄰近的中間掩模之間沒有間隔。標記14和15兩者都可以印刷在中間掩模內(nèi)。在一些實施例中，標記14的尺寸約為842μm×80μm。在一些實施例中，標記15的尺寸約為2860μm×60μm。在一些實施例中，標記14和15為對準標記。

切割環(huán)16圍繞每一個設計圖案11、12、13。切割環(huán)16為用于分割工藝的路徑。例如，可以通過激光、等離子體或其他鋸切工具來執(zhí)行分割工藝。在實施例中，切割環(huán)的寬度約為20μm。如圖1b所示，以一距離使切割環(huán)16與中間掩模的邊緣間隔開。在實施例中，切割環(huán)16和中間掩模的邊緣之間的距離在從約10μm至約500μm的范圍內(nèi)。

圖2a示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的掩模2的頂視圖。掩模2包括多個中間掩模21a、22a、23a，每一個都具有位于其上的集成電路(ic)的設計圖案(或布局)21、22、23。

如圖2a所示，設計圖案21、22、23為非矩形。特別地，設計圖案21、22、23為具有長軸a和短軸b的橢圓。在本發(fā)明的一些實施例中，設計圖案21、22、23可以包括平面互補金屬氧化物半導體(cmos)、finfet或它們的組合。具有印刷在其上的設計圖案21、22、23的中間掩模21a、22a、23a為六邊形。在實施例中，每一個中間掩模21a、22a、23a的形狀都為正六邊形。在一些實施例中，兩個鄰近的中間掩模彼此以一距離分離?？蛇x地，兩個鄰近的中間掩?；颈舜私佑|。每一個中間掩模21a、22a、23a的面積與對應的設計圖案21、22、23的面積的比率等于或大于l/aπ+2/π。

在一些實施例中，其上印刷圓形設計圖案的中間掩?？梢詾榫匦?。矩形中間掩模的面積與對應的橢圓形設計圖案的面積的比率等于或大于4/π。在橢圓形圖案設計的情況下，圖2a中示出的六邊形中間掩模21a、22a、23a的面積比矩形中間掩模的面積小大約l/aπ+2/π。因此，與矩形中間掩模相比，六邊形中間掩模占據(jù)更小的面積。在實施例中，掩模2的長度約為33毫米(mm)，并且掩模2的寬度約為26mm。通過使用圖2a中示出的六邊形中間掩模，掩模2可以容納更多的圖案設計，這反而降低了制造成本。

在一些實施例中，其上印刷圓形設計圖案的中間掩?？梢詾榫哂衝條邊的其他多邊形，其中，n不等于4或6。然而，僅僅三角形中間掩模、矩形中間掩?；蛄呅沃虚g掩模具有最接近的布置。其他多邊形中間掩模由于其特點而具有介于兩個鄰近的中間掩模之間的許多浪費的空間。因此，通過使用圖2a中示出的六邊形中間掩模，掩模2可以容納更多的圖案設計，這反而降低了制造成本。

在一些實施例中，通過提供ic器件的設計圖案來制造ic。在實例中，ic器件包括mosfet器件。設計圖案為后光學鄰近修正(opc)設計圖案。然而，在其他的實施例中，設計圖案可以為任何虛擬或物理設計圖案。

通過使用掩模工藝來創(chuàng)建基于設計圖案的掩模。掩模工藝為本領域已知的任何掩模工藝。然后，基于先前創(chuàng)建的掩模來生成ic布局輪廓。通過由掩模輪廓裝置實施的掩模提取工藝來提取ic布局輪廓。例如，掩模輪廓裝置可以包括適應于捕獲掩模的掃描電子顯微鏡(sem)圖像的sem。在其他的實施例中，可以使用除了sem之外的各種晶圓掃描系統(tǒng)。例如，可以使用光學顯微鏡系統(tǒng)、掃描探針顯微鏡系統(tǒng)、激光顯微鏡系統(tǒng)、透射式電子顯微鏡系統(tǒng)、聚焦離子束顯微鏡系統(tǒng)或其他合適的光學成像系統(tǒng)來代替sem以創(chuàng)建ic布局輪廓。此外，掩模提取工藝207可以包括使用來自sem圖像的數(shù)據(jù)來創(chuàng)建掩模sem輪廓。作為實例，邊緣檢測器可以用于生成ic布局輪廓。在其他的實施例中，ic布局輪廓可以為提供掩模輪廓的代表的任何物理ic布局輪廓。

然后，使用掩模，通過晶圓工藝來生產(chǎn)晶圓(或物理晶圓圖案)。晶圓工藝包括光刻工藝(或物理光刻工藝，與虛擬光刻工藝不同)。在一個實施例中，晶圓工藝包括光刻工藝和蝕刻工藝，以在晶圓上形成圖案化的材料層?？梢允褂帽绢I域已知的任何合適的晶圓工藝來生產(chǎn)物理晶圓圖案。

可以通過執(zhí)行反卷積掩模工藝來從ic掩模輪廓提取反卷積圖案。反卷積掩模工藝包括使用表示先前產(chǎn)生的ic掩模輪廓的數(shù)據(jù)來得到反卷積圖案。例如，反卷積掩模算法反推掩模sem輪廓的sem輪廓以獲得反卷積掩模圖案。反卷積掩模圖案應該包括存在于原始設計圖案中的基本相同的多邊形。在另一實施例中，可以不按照本文所教導的來使用為了獲得反卷積圖案的對于掩模sem輪廓的反卷積定理。取而代之，可以直接使用測量的或模擬的掩模sem，并且可以比較這些sem輪廓與原始設計的ic布局以在掩模制造工藝期間檢查熱點。

在一個實施例中，通過電子束寫入工藝與設計的ic布局的卷積來獲得掩模sem輪廓。反卷積算法使電子束寫入工藝的效果與掩模sem輪廓分離并且獲得反卷積圖案和原始設計的布局，其中，在掩模制造工藝期間，如果沒有變化，則該反卷積圖案應該保持相同的幾何結構。當反卷積圖案的幾何結構超出掩模制造容限時，可以應用故障模型分析。反卷積算法使用原始ic布局作為初始猜測并且在數(shù)次迭代期間改變掩模圖案的幾何結構。一旦在模擬和測量的掩模sem輪廓之間達到最優(yōu)化，就將獲得最終反卷積掩模圖案。

然后，通過執(zhí)行虛擬光刻工藝模擬來獲得虛擬晶圓。光刻工藝模擬器輸入反卷積掩模圖案并且通過使用生產(chǎn)光刻模型來在晶圓布局上生成模擬的抗蝕劑圖像。生產(chǎn)光刻模型通常為一種集中的工藝模型，該工藝模型包括用于掩模制造和抗蝕劑顯影兩者的工藝效果?？梢酝ㄟ^光刻模型與反卷積掩模圖案上的多邊形的卷積來獲得虛擬晶圓圖案的抗蝕劑圖像。

在一些實施例中，使用物理晶圓圖案和虛擬晶圓圖案來執(zhí)行故障模型分析。故障模型分析包括確定物理和虛擬晶圓圖案兩者中是否存在缺陷。缺陷包括物理和虛擬晶圓圖案兩者中表現(xiàn)的cd和/或間隔中的變化。如果物理和虛擬晶圓圖案兩者中存在缺陷，則掩模工藝被識別為缺陷的根本原因。然而，如果物理和虛擬晶圓圖案兩者中不存在缺陷，則這確認掩模工藝不是缺陷的根本原因。

作為故障模型分析的一部分，可以使用圖案匹配分析儀和/或光刻工藝分析儀來比較物理和虛擬晶圓圖案。例如，圖案匹配分析儀可以比較物理和虛擬晶圓圖案中存在的部件的關鍵尺寸(cd)和/或間隔，以確定虛擬和物理晶圓圖案兩者中是否存在缺陷。光刻工藝分析儀從真實掩模輪廓圖案模擬反卷積設計圖案的虛擬晶圓圖案。由于它使用真實生產(chǎn)模型來進行模擬。如果存在缺陷，則指示該掩模輪廓形狀能夠誘導缺陷。因此，圖案匹配分析儀旨在能夠識別具有晶圓cd和/或間隔標準的用戶定義的容限之外的那些圖案。這意味著，該圖案匹配不是圖案形狀匹配，而僅僅是一種特定的圖案特征。換句話說，應該更加有效地實現(xiàn)這種圖案特征識別方法。

在一些實施例中，基于原始設計圖案和反卷積圖案中存在的部件的cd和/或間隔，圖案匹配分析儀可以計算質(zhì)量指數(shù)。然后，質(zhì)量指數(shù)可以用于評估掩模工藝的質(zhì)量。由于反卷積圖案和原始ic設計圖案應該具有類似的圖案幾何結構，所以圖案匹配分析儀更容易識別反卷積圖案和原始設計圖案中共有的缺陷。

如果一種圖案被識別為缺陷，則指示該圖案的cd和/或間隔的一部分超出規(guī)范。因此，對于那些位置，通常限定質(zhì)量指數(shù)。例如，可以將其限定為cd和/或間隔偏差百分比。

在本發(fā)明的又一實施例中，可以作為虛擬掩模工藝模擬的輸入來提供設計圖案，以生成黃金掩模輪廓樣本。該類型的黃金掩模形狀可以有助于限定真實掩模形狀的標準或限度。如果存在黃金掩模樣本，則可以直接比較掩模輪廓圖案與該黃金掩模樣本，并且基于掩模形狀的預定的標準，對該真實掩模形狀是否誘導缺陷進行分類。這樣，這種掩模形狀比較方法應該是有效的方法。換句話說，因為這僅僅需要圖案比較或圖案匹配，所以當與更復雜的光刻工藝模擬相比，這是更加有效的方法。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，可以用另一虛擬掩模工藝模擬來代替掩模提取工藝，以生成第二虛擬掩模輪廓，而不是物理掩模輪廓。期望這樣做，從而使得第二虛擬掩模輪廓可以被比作虛擬掩模輪廓，以確定虛擬掩模工藝模擬的質(zhì)量。此外，在另一實施例中，可以用另一虛擬光刻工藝來代替物理光刻工藝，以模擬另一虛擬晶圓圖案。這可以有助于比較虛擬晶圓圖案，以確定虛擬光刻工藝模擬的質(zhì)量。

圖2b示出了沿著虛線矩形b截取的圖2a的掩模2的放大的示圖。如圖2b所示，以距離d使兩個鄰近的中間掩模彼此分離，并且在兩個分離的中間掩模之間的間隔中印刷關于工藝控制監(jiān)控器(pcm)的標記25。在一些實施例中，距離d小于1mm。在中間掩模內(nèi)印刷關于設計圖案的信息的標記24。在實施例中，標記24可以印刷在兩個分離的中間掩模之間的間隔中。在一些實施例中，兩個鄰近的中間掩模可以彼此接觸，并且因此，兩個鄰近的中間掩模之間沒有間隔。標記24和25兩者都可以印刷在中間掩模內(nèi)。在一些實施例中，標記24的尺寸約為842μm×80μm。在一些實施例中，標記25的尺寸約為2860μm×60μm。

切割環(huán)26圍繞每一個設計圖案21、22、23。切割環(huán)26為用于分割工藝的路徑。例如，可以通過激光、等離子體或其他鋸切工具來執(zhí)行分割工藝。在實施例中，切割環(huán)的寬度約為20μm。如圖2b所示，以一距離使切割環(huán)26與中間掩模的邊緣間隔開。在實施例中，切割環(huán)26和中間掩模的邊緣之間的距離在從約10μm至約500μm的范圍內(nèi)。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導體器件3。在一些實施例中，半導體器件3是三維集成電路(3dic)。半導體器件3包括第一芯片31、第二芯片32和襯底貫通孔(tsv)33。

第一芯片31為非矩形芯片。在一些實施例中，第一芯片31可以為圓形芯片或橢圓形芯片。第一芯片32為矩形芯片。第一芯片31堆疊在第二芯片32上方并且使用tsv33電互連。

鑒于以上所述，本發(fā)明的優(yōu)選的實施例提供了具有最大容量利用率的中間掩模。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，通過使用六邊形中間掩模，掩?？梢匀菁{更多的圖案設計，這反而降低了制造成本。另外，通過互連具有不同形狀的兩個或多個芯片以形成3dic，對于電路設計具有更大的靈活性。

本發(fā)明的一些實施例提供了半導體結構，包括非矩形管芯區(qū)域、切割環(huán)以及圍繞非矩形管芯的中間掩模區(qū)域。切割環(huán)在中間掩模區(qū)域內(nèi)并且圍繞非矩形管芯區(qū)域。中間掩模區(qū)域的邊的數(shù)量不等于4。

本發(fā)明的一些實施例提供了半導體晶圓，包括：多個非矩形管芯區(qū)域和多個中間掩模區(qū)域。每一個中間掩模區(qū)域都圍繞對應的非矩形管芯區(qū)域。中間掩模區(qū)域為非矩形。

在本發(fā)明的一些實施例中，提供了形成非矩形管芯的方法。方法包括：測量非矩形管芯的區(qū)域并且確定多邊形中間掩模區(qū)域的邊的數(shù)量，從而使得多邊形中間掩模區(qū)域的面積與非矩形管芯的面積的比率小于4/π。

本發(fā)明的實施例提供了一種半導體結構，包括：非矩形管芯區(qū)域；中間掩模區(qū)域，圍繞所述非矩形管芯區(qū)域；以及切割環(huán)，位于所述中間掩模區(qū)域內(nèi)并且圍繞所述非矩形管芯區(qū)域，其中所述中間掩模區(qū)域的邊的數(shù)量不等于4。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述非矩形管芯區(qū)域的形狀為圓形。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述中間掩模區(qū)域的邊的數(shù)量為6，并且其中，所述中間掩模區(qū)域的每一個角都為120°。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述非矩形管芯區(qū)域的形狀為橢圓形。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述中間掩模區(qū)域的邊的數(shù)量為6。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，半導體結構還包括位于所述中間掩模區(qū)域內(nèi)的至少一個標記。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述非矩形管芯區(qū)域包括平面互補金屬氧化物半導體或鰭式場效應晶體管。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述非矩形管芯區(qū)域使用襯底貫通孔與另一半導體結構的矩形管芯區(qū)域垂直電連接。

本發(fā)明的實施例還提供了一種半導體晶圓，包括：多個非矩形管芯區(qū)域；以及多個中間掩模區(qū)域，所述多個中間掩模區(qū)域中的每一個都圍繞對應的非矩形管芯區(qū)域，所述多個中間掩模區(qū)域為非矩形。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，每一個非矩形管芯區(qū)域的形狀都具有圓形形狀。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述中間掩模區(qū)域為六邊形。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，每一個非矩形管芯區(qū)域的形狀都為橢圓形。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，每一個中間掩模區(qū)域都為六邊形。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，半導體晶圓還包括位于兩個鄰近的中間掩模區(qū)域之間的至少一個標記。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述中間掩模區(qū)域的邊緣與所述非矩形管芯區(qū)域的邊緣之間的最小距離在10μm至500μm的范圍內(nèi)。

本發(fā)明的實施例還提供了一種形成非矩形管芯的方法，包括：測量所述非矩形管芯的區(qū)域；以及確定多邊形中間掩模區(qū)域的邊的數(shù)量，從而使得所述多邊形中間掩模區(qū)域的面積與所述非矩形管芯的面積的比率小于4/π。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述多邊形中間掩模區(qū)域為六邊形。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，所述非矩形管芯的形狀為圓形。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，方法還包括：在所述多邊形中間掩模區(qū)域內(nèi)形成切割環(huán)，并且所述切割環(huán)圍繞所述非矩形管芯。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，方法還包括：通過使用等離子體或激光鋸切來沿著所述切割環(huán)鋸切。

以上論述了若干實施例的部件，使得本領域的技術人員可以更好地理解本發(fā)明的各個實施例。本領域技術人員應該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎來設計或更改其他的處理和結構以用于達到與本發(fā)明所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點。本領域技術人員也應該意識到，這些等效結構并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。