进行抗蚀剂工艺校准/优化和DOE优化的方法技术

一种将多个光刻系统使用的工艺最佳化的方法，所述方法包括下述步骤：（ａ）利用第一光刻系统确定为指定工艺和目标图案确定校准的抗蚀剂模型；（（ｂ）选择要用于使用所述指定工艺成像所述目标图案的第二光刻系统，所述第二光刻系统可配置有多个衍射光学元件之一，所述多个衍射光学元件的每一个都具有用于优化指定衍射光学元件的性能的相应的可变参数；（ｃ）选择所述多个衍射光学元件之一，并利用所述选择的所述多个衍射光学元件之一、所述校准的抗蚀剂模型和所述目标图案来模拟所述第二光刻系统的成像性能；以及（ｄ）通过执行遗传算法优化所选择的所述多个衍射光学元件之一的成像性能，所述遗传算法辨别使目标图案的成像最佳的所选择的多个衍射光学元件之一的参数值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的
一般涉及用于执行抗蚀剂工艺校准和最佳化及衍射光学元件(DOE)最佳化的方法和程序产品，以允许在不同光刻系统之间匹配光学邻近效应(OPE)。
技术介绍
光刻投影装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，掩模包含对应于IC的单个层的电路图案，该图案可以成像在已涂敷辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(硅片)的目标部分上(例如包括一个或者多个管芯)。一般的，单个的晶片将包含通过投影系统连续辐射的相邻的目标部分的整个网格。在一类光刻投影装置中，通过一次将整个掩模图案曝光到目标部分上而辐射每一目标部分；这种装置通常称作晶片分步投影光刻机(stepper)。在通常称作步进一扫描装置的另一种装置中，通过沿给定的参考方向(“扫描”方向)在投射光束下逐步地扫描掩模图案、并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描衬底台来辐射每一目标部分。因为一般来说，投影系统有一个放大倍数M(通常＜1)，因此对衬底台的扫描速度V是对掩模台扫描速度的M倍。如这里描述的关于光刻设备的更多信息可以从例如美国专利US6,046,792中获得，该文献这里作为参考引入。在用光刻投影装置的制造过程中，掩模图案成像在至少部分由辐射敏感材料(抗蚀剂)层覆盖的衬底上。在这种成像步骤之前，可以对衬底可进行各种处理，如涂底料、涂敷抗蚀剂和软烘烤。在曝光后，可以对衬底进行其它的处理，如曝光后烘烤(PEB)、显影、硬烘烤和成像特征的测量/检查。以这一系列工艺为基础，图形化例如IC的器件的单层。这种图形化的层随后可进行各种不同的处理，如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学—机械抛光等完成一单层所需的所有处理。如果需要多层，那么对每一新层重复整个工艺或者其变体。最终，在衬底(晶片)上出现器件阵列。然后采用例如划片或者切割的技术将这些器件彼此分开，由此单个器件可以安装在载体上、与管脚连接等。为了简单起见，投影系统在下文称为“透镜”；可是，该术语应广义地解释为包含各种类型的投影系统，包括例如折射光学装置、反射光学装置、和折反射系统。辐射系统还可以包括根据这些设计类型中任一设计工作的部件，该操作部件用于引导、整形或者控制辐射投射影束，这种部件在下文还可统一地或者单独地称作“透镜”。另外，光刻装置可以具有两个或者多个衬底台(和/或两个或者多个掩模台)。在这种“多级式”设备中，可以并行使用这些附加的工作台，或者可以在一个或者多个工作台上进行准备步骤，而一个或者多个其它工作台用于曝光。例如在美国专利US5,969,441中描述的双级光刻装置，这里作为参考引入。上述光刻掩模包括与要集成到硅晶片上的电路组件相对应的几何图案。利用CAD(计算机辅助设计)程序来形成用于制造这种掩模的图案，该过程一般称作EDA(电子设计自动化)。大多CAD程序都遵循一套预定的设计规则，以便产生功能掩模。由处理和设计限制来设定这些规则。例如，设计规则定义了电路器件(例如门电路、电容器等)或互连线之间的间隔容差，从而确保电路器件或线不会以不希望的方式彼此相互作用。设计规则限制一般称作“临界尺寸”(CD)。电路的临界尺寸定义为线或孔的最小宽度或两条线或两个孔之间的最小间隔。因而，CD决定了所设计的电路的整体尺寸和密度。当然，集成电路制造的一个目标是(通过掩模)在晶片上如实地再现原始电路设计。另一个目标是能够在不必为了获得最佳/可接受的成像性能而消耗大量时间和资源来确定每个光刻系统的必要设置的情况下，用不同的光刻系统(例如扫描器(scanner))，利用相同的“工艺”来成像指定的图案。如公知的，在为特定扫描器工作的最初建立特定工艺、从而使得得到的图像满足设计要求时，设计者/工程师花费大量时间和金钱来确定光刻系统的最佳设置，该设置包括数值孔径(NA)、σin、σout等。实际上，这是典型的反复试验过程，其中选择扫描器设置并成像所设计的图案，然后对其进行测量，以确定得到的图像是否在规定容差范围内。如果不是，则调整扫描器设置并再次成像该图案和进行测量。重复该过程，直到得到的图像在规定容差范围内为止。一旦对于指定系统完成了该过程，则有利的是，在不必进行费时且价格昂贵的修正该过程的过程和优化光刻系统的条件下，允许在另一类扫描器、例如不同模式的扫描器、或者甚至在相同模式的扫描器、但不同于确定所述过程的机器上采用相同的过程。由于不必进行上述的反复试验过程，这节省了大量时间和成本。然而，因为当成像图案时，每个扫描器，甚至是相同的模式类型都表现出不同的光学邻近效应(OPE)，所以由于不同的OPE，故而成像在衬底上的实际图案在扫描器与扫描器之间也是不同的。例如，参照图1，扫描器之间不同的OPE贯穿间距引入了差不多10nm CD的变化。参照图1，该曲线图表现出成像相同图案的扫描器I和扫描器II的结果。如清楚示出的，所得到的CD度量在两个扫描器之间关于间距变化。这样，不可能简单利用任一扫描器来成像指定图案，因为得到的图像变化很大。因而，如果希望利用不同的扫描器印制指定的图案，则工程师必须优化或调整新的扫描器，包括选择衍射光学元件(DOE)(例如，环形的、Quasar、正交(quadrature)等)并调整扫描器的曝光条件(例如NA、σin、σout等)，从而使得到的图像满足设计要求(例如，临界尺寸(CD)、焦点深度(DOF)、曝光宽容度(EL)等)。当前，这通过上述昂贵和费时的反复试验过程完成。这样，需要一种优化成像指定图案的过程的方法，其允许不同的光刻系统利用所述过程，所述光刻系统不需要进行反复试验过程来为每个单独的扫描器优化所述过程和扫描器设定。换句话说，需要一种优化过程，其允许工艺工程师在不必改变或重新调整工艺的情况下，利用不同光刻系统来成像指定图案。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及一种方法，该方法允许不同光刻系统利用公知的工艺来成像指定的目标图案，其不需进行反复试验过程来为每个单独的光刻系统优化该工艺和光刻系统设定。更具体地说，本专利技术涉及一种优化多个光刻系统使用的工艺的方法。所述方法包括下述步骤(a)利用第一光刻系统为指定工艺和目标图案确定校准的抗蚀剂模型；(b)选择要使用的第二光刻系统，以利用所述指定工艺成像所述目标图案，所述第二光刻系统可配置有多个衍射光学元件之一，所述多个衍射光学元件的每一个都具有用于优化指定衍射光学元件的性能的相应的可变参数；(c)选择所述多个衍射光学元件之一并利用所述选择的多个衍射光学元件之一、所述校准的抗蚀剂模型和所述目标图案来模拟所述第二光刻系统的成像性能；以及(d)通过执行遗传算法优化所选择的所述多个衍射光学元件之一的成像性能，所述遗传算法辨别将使目标图案的成像最佳的所选择的多个衍射光学元件之一的参数值。本专利技术显著优于现有方法。更重要的是，本专利技术非常节省成本，因为本专利技术允许在不同的光刻系统上执行一个工艺，不必进行昂贵和费时的反复试验过程来配置不同的光刻设备以允许目标图像的印制。此外，利用现有技术配置光刻系统使其以指定工艺工作所需的时间大大依赖于配置该系统的工艺工程师的经验和知识。本专利技术的方法将对工艺工程师的这种知识的需求最小化，因为该过程基本上是自动化的，并允许以最快和有效的方式和基本上自动化的方式来确定光刻系统的最佳设置，由此消除了对于有经验的工艺工程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化多个光刻系统使用的工艺的方法，所述方法包括下述步骤：（ａ）利用第一光刻系统为指定工艺和目标图案确定校准的抗蚀剂模型；（ｂ）选择要用于使用所述指定工艺成像所述目标图案的第二光刻系统，所述第二光刻系统可配置有多个衍射光学 元件之一，所述多个衍射光学元件的每一个都具有用于优化指定衍射光学元件的性能的相应的可变参数；（ｃ）选择所述多个衍射光学元件之一，并利用所述选择的所述多个衍射光学元件之一、所述校准的抗蚀剂模型和所述目标图案来模拟所述第二光刻系统的成像 性能；以及（ｄ）通过执行遗传算法优化所选择的所述多个衍射光学元件之一的成像性能，所述遗传算法辨别使目标图案的成像最佳的所选择的多个衍射光学元件之一的参数值。

【技术特征摘要】
US 2004-8-26 10/9264001.一种优化多个光刻系统使用的工艺的方法，所述方法包括下述步骤(a)利用第一光刻系统为指定工艺和目标图案确定校准的抗蚀剂模型；(b)选择要用于使用所述指定工艺成像所述目标图案的第二光刻系统，所述第二光刻系统可配置有多个衍射光学元件之一，所述多个衍射光学元件的每一个都具有用于优化指定衍射光学元件的性能的相应的可变参数；(c)选择所述多个衍射光学元件之一，并利用所述选择的所述多个衍射光学元件之一、所述校准的抗蚀剂模型和所述目标图案来模拟所述第二光刻系统的成像性能；以及(d)通过执行遗传算法优化所选择的所述多个衍射光学元件之一的成像性能，所述遗传算法辨别使目标图案的成像最佳的所选择的多个衍射光学元件之一的参数值。2.权利要求1所述的方法，进一步包括下述步骤对于所述多个衍射光学元件的每一个重复步骤(c)和步骤(d)；将与该多个衍射光学元件中每一个相关的参数值存储在存储器中，所述参数值对应于指定衍射光学元件的最佳成像性能；以及比较该多个衍射光学元件中每一个的最佳成像性能，并选择具有最佳成像性能的衍射光学元件作为要在所述第二光刻系统中使用的衍射光学元件。3.权利要求1所述的方法，其中所述第一光刻系统和所述第二光刻系统均包括扫描器。4.一种计算机程序产品，包括可由至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：S卜克，JF陈，A利布亨，
申请(专利权)人：ASML蒙片工具有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]