离散源掩模优化制造技术

本文描述了一种计算机执行方法，用于改善使用光刻投影设备将设计布局的一部分成像在衬底上的光刻过程，所述方法包括：提供期望的光瞳轮廓；基于期望的光瞳轮廓计算离散的光瞳轮廓；选择对离散的光瞳轮廓的离散的改变；以及将所选择的离散的改变应用于所述离散的光瞳轮廓。根据本文公开的各个实施例的方法可以将离散优化的计算成本从O(an)减小到O(n)，其中a为常数并且n为可能导致光瞳轮廓中离散的改变的可调参量的数量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离散源掩模优化相关申请的交叉引用本申请要求于2013年2月25日递交的美国临时申请61/769,015的权益，该申请文件以引用的方式整体并入本文。
本文的说明书涉及光刻设备和过程，并且更具体地涉及优化用于光刻设备和过程的照射源和/或图案形成装置/设计布局的工具。
技术介绍
可以将光刻投影设备用在例如集成电路(IC)的制造中。在这种情形中，图案形成装置(例如掩模)可以包含或提供对应于IC的单个层的至少一部分的电路图案(“设计布局”)，并且这一电路图案可以通过例如穿过图案形成装置上的电路图案辐射目标部分的方法，被转移到已经涂覆有辐射敏感材料(“抗蚀剂”)层的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或更多的管芯)上。通常，单个衬底包含被经由光刻投影设备连续地、一次一个目标部分地将电路图案转移到其上的多个相邻目标部分。在一种类型的光刻投影设备中，整个图案形成装置上的电路图案一下子被转移到一个目标部分上，这样的设备通常称作为晶片步进机。在一种替代的设备(通常称为步进扫描设备)中，投影束沿给定的参考方向(“扫描”方向)在图案形成装置上扫描，同时沿与该参考方向平行或反向平行的方向同步移动衬底。图案形成装置上的电路图案的不同部分渐进地转移到一个目标部分上。因为通常光刻投影设备将具有放大率因子M(通常<1)，所以衬底被移动的速度F将是投影束扫描图案形成装置的速度的M倍。关于在此处描述的光刻装置的更多的信息可以例如参见美国专利No.6,046,792，在此处通过参考将其并入本文中。在将电路图案从图案形成装置转移至衬底之前，衬底可能经历各种工序，诸如涂底、抗蚀剂涂覆以及软焙烤。在曝光之后，衬底可能经历其它工序，例如曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤以及对所转移的电路图案的测量/检验。这一系列的工序被用作为制造器件(例如IC)的单个层的基础。之后衬底可能经历各种过程，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有的这些工序都是用于最终完成器件的单个层。如果器件需要多个层，那么将不得不对于每一层重复整个工序或其变形。最终，器件将设置在衬底上的每一目标部分中。之后这些器件通过诸如切片或切割等技术，将这些器件彼此分开，据此独立的器件可以安装在载体上，连接至引脚等。如注意到的，微光刻术是集成电路的制造中的核心步骤，其中在衬底上形成的图案限定了IC的功能元件，诸如微处理器、存储器芯片等。类似的光刻技术也用于形成平板显示器、微机电系统(MEMS)以及其它器件。随着半导体制造工艺不断发展，功能元件的尺寸被不断地降低，同时每一器件的功能元件(诸如晶体管)的数量在数十年来一直遵循通常称为“摩尔定律”的趋势而稳步地增长。在现有技术的情形下，通过使用光刻投影设备来制造器件的层，该光刻投影设备使用来自深紫外照射源的照射将设计布局投影到衬底上，从而产生具有充分地低于100nm的尺寸的独立的功能元件，即该功能元件的尺寸小于照射源(例如，193nm照射源)的辐射的波长的一半。印刷具有小于光刻投影设备的经典的分辨率极限的尺寸的特征的过程，通常被称为低k1光刻术，其基于分辨率公式CD＝k1×λ/NA，其中λ是所采用的辐射波长(当前在大多数情形中是248nm或193nm)，NA是光刻投影设备中的投影光学装置的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是所印刷的最小特征尺寸)，以及k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，在晶片上复现图案(类似由电路设计者为获得特定的电功能和性能而设计的形状和尺寸)变得越困难。为了克服这些困难，复杂的精细调节步骤被应用于光刻投影设备以及设计布局。这些例如包括但不限于NA和光学相干性设定的优化、定制的照射方案、相移图案形成装置的使用、在设计布局中的光刻邻近效应校正(OPC，有时称为“光学和过程校正”)或通常被定义成“分辨率增强技术(RET)”的其它方法等。如此处使用的术语“投影光学装置”应当被广义地解释成包括各种类型的光学系统，例如包括折射式光学装置、反射式光学装置、孔阑和折射反射式光学装置。术语“投影光学装置”还可以统一地或单独地包括根据用于引导、成形或控制辐射投影束的这些设计类型中的任一种进行操作的部件。术语“投影光学装置”可以包括在光刻投影设备中的任何光学部件，而不管光学部件处于光刻投影设备的光路上的哪一位置上。投影光学装置可以包括用于在辐射穿过图案形成装置之前成形、调整和/或投影来自源的辐射的光学部件，和/或用于在辐射穿过图案形成装置之后成形、调整和/或投影辐射的光学部件。投影光学装置通常不包括源和图案形成装置。
技术实现思路
作为一个例子，光学邻近效应校正解决的问题是被投影到衬底上的设计布局的图像的最终尺寸和定位将不与图案形成装置上的设计布局的尺寸和定位一致或不仅仅只依赖于图案形成装置上的设计布局的尺寸和定位。注意到，术语“掩模”、“掩模版”、“图案形成装置”在此处是可以相互通用的。此外，掩模和掩模版可广义地称为“图案形成装置”。另外，本领域技术人员将认识到，尤其是在光刻术模拟/优化的情形中，术语“掩模”/“图案形成装置”和“设计布局”可以相互通用，这是因为在光刻术模拟/优化中，物理图案形成装置不是必须使用的，而是可以用设计布局来代表物理图案形成装置。对于在一些设计布局上出现的小的特征尺寸和高的特征密度，给定特征的特定边缘的位置在一定程度上将受其它邻近特征的存在或不存在的影响。这些邻近效应由于从一个特征耦合至另一特征的微小量的光而产生和/或由非几何光学效应(诸如衍射和干涉)产生。类似地，邻近效应可能由在通常在光刻术之后的曝光后焙烤(PEB)、抗蚀剂显影和蚀刻期间的扩散和其它化学效应产生。为了使设计布局中的投影图像与给定的目标电路设计的需要一致，需要使用复杂的数值模型针对于设计布局的校正或预变形来预测和补偿邻近效应。文章“Full-ChipLithographySimulationandDesignAnalysis–HowOPCIsChangingICDesign”,C.Spence,Proc.SPIE,Vol.5751,pp1-14(2005)提供了当前的“基于模型的”光学邻近效应校正过程的概述。在典型的高端设计中，设计布局的大部分特征通常需要一些修改，用以实现投影图像对于目标设计的高保真度。这些修改可以包括边缘位置或线宽的位移或偏置以及“辅助”特征的应用，所述“辅助”特征用来辅助其它特征的投影。假定典型地在芯片设计中设置有数百万个特征，则将基于模型的OPC应用至目标设计涉及良好的过程模型和相当大量的计算资源。然而，应用OPC通常不是“精确的科学”，而是经验性的迭代过程，其不总是能补偿所有可能的邻近效应。因此，OPC效果(例如在应用OPC和任何其它的RET之后的设计布局)需要通过设计检查进行验证，即，使用经过校准的数值过程模型的透彻的全芯片模拟，用以最小化设计缺陷被引入图案形成装置图案中的概率。这是由在几百万美元的范围内运行的制造高端图案形成装置的巨大成本驱动的，以及由如果已经制造了实际图案形成装置而重新加工或重新修复它们对周转时间的影响所驱动。OPC和全芯片RET验证都可以基于如例如在美国专利申请No.10/815,573和文章题目为“OptimizedHardwareandSoftwareFo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机执行方法，用于改善使用光刻投影设备将设计布局的一部分成像在衬底上的光刻过程，所述方法包括：提供期望的光瞳轮廓；基于期望的光瞳轮廓计算离散的光瞳轮廓；选择对离散的光瞳轮廓的离散的改变；以及将所选择的离散的改变应用于所述离散的光瞳轮廓。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.25 US 61/769,0151.一种用于改善使用光刻投影设备将设计布局的一部分成像在衬底上的光刻过程的方法，所述方法包括：提供期望的光瞳轮廓的步骤；基于期望的光瞳轮廓计算离散的光瞳轮廓的步骤；选择对离散的光瞳轮廓的离散的改变的步骤；以及将所选择的离散的改变应用于所述离散的光瞳轮廓的步骤，其中选择对离散的光瞳轮廓的离散的改变的步骤包括计算成本函数的多个梯度，所述多个梯度中的每个梯度相对于在光瞳面上的多个空间离散位置中的一个位置处的光强。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述期望的光瞳轮廓为来自优化的光瞳轮廓或经验的光瞳轮廓。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述离散的光瞳轮廓能够由光刻投影设备的照射源的硬件取得。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述离散的光瞳轮廓包括在光瞳面上多个空间离散位置处的光强。5.根据权利要求1所述的方法，还包括优化与产生离散的光瞳轮廓中的离散的改变的源硬件不相关的设计变量。6.根据权利要求1所述的方法，还包括迭代地执行选择对离散的光瞳轮廓的离散的改变的步骤和将离散的改变应用于所述离散的光瞳轮廓的步骤。7.根据权利要求3所述的方法，其中所述照射源的硬件包括反射镜阵列。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个空间离散...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓峰，拉斐尔·C·豪厄尔，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL