基于OPC模型的本征分解制造技术

开发了基于空间图像的本征分解的模型ＯＰＣ，所述空间图像期望在抗蚀剂的表面上通过掩模图形生成。利用这种本征分解法，在该模型中能够精确地描述点（ｘ，ｙ）周围的空间图像强度分布。在本征分解模型中可以使用标量方法，其将通过该掩模的光波作为标量。或者，本征分解可以使用矢量方法，所述矢量法使用矢量来描述光波和光瞳函数。可从空间图像中产生预测ＳＰＩＦ，其可通过比较预计的ＳＰＩＦ和实验上确定的ＳＰＩＦ用于验证掩模模拟过程。模型ＯＰＣ一旦校准，就可以用来评价掩模的性能和精细化掩模的特征。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域广义上涉及一种用于防止对目标掩模图案的光学邻近修正的方法、装置和程序产品。本专利技术更具体地涉及用于产生成像处理模型的方法、装置和程序产品，所述成像处理可以用来为任何给定输入掩模图案模拟成像处理的空间象。
技术介绍
光刻装置可以用于，例如，集成电路(IC)的制造业中。在这种情况下，光刻掩模可以包含对应于IC的单层的电路图案，并且此图案可以成像到衬底(硅晶片)的目标部分上(例如包括一个或多个管芯)，所述衬底涂敷有对辐射敏感的材料(抗蚀剂)。一般说来，单个晶片将会包括相邻目标部分的整个网络，这些目标部分通过这种投影系统连续逐个被照射。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照射每个目标部分；这种装置一般称为晶片步进机。在一个可供选择的装置(一般称为步进-和-扫描装置)中通过沿给定的参考方向(“扫描”方向)在投影束下渐进地扫描掩模图案照射每个目标部分，同时以平行或者反平行于该方向同步地扫描衬底工作台。一般说来，由于投影系统具有一个放大因子M(通常＜1)，扫描衬底工作台的速度V将是扫描掩模工作台速度的M倍。关于这里描述的光刻装置更多的信息能够从，例如美国专利No.6,046,792中得到，其在这里结合作为参考。在使用光刻投影装置的制造工序中，掩模图案成象到衬底上，该衬底至少部分为一层辐射敏感材料(抗蚀剂)覆盖。在成象步骤之前，衬底可以经历不同的工艺，例如涂底漆、涂敷抗蚀剂和软烘烤。爆光之后，衬底可以经受其它工艺，例如曝光后的烘焙(PEB)、显影、硬烘焙和已成象特征的测量/检查。这一系列过程被用作图形化器件(例如IC)的单层的基础。这样图形化的层然后经历不同的处理过程例如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等等，所有这些都是为了完成该单层。如果需要几个层，那么整个过程，或它的变型，必须为每一个新的层重复。最后，器件阵列将呈现在衬底(晶片)上。然后这些装置通过例如划片或切割技术彼此分离，其中单个器件能够装配在载体上，连接到管脚等等。关于这些工艺的详细资料能够从，例如，Peter van Zant的Microchip FabricationA Practical Guide to Semiconductor Processing(第三版，McGraw Hill Publishing Co.，1997，ISBN 0-07-067250-4)，在此引用作为参考。为了简单起见，投影系统以下可以称为“透镜”(lens)；然而该术语应该概括地解释为包括各种类型投影系统，例如包括折射光学装置、反射光学装置和反折射系统。辐射系统也可以包括根据这些设计类型的任何一种操作的部件用于指导、定形或控制投影射束，并且这些部件也可以在下文中统一或单独地被称为“透镜”。此外，光刻装置可以是具有两个或更多衬底工作台(和/或两个或更多掩模工作台)的类型。在这种“多级”设备中可以并行使用附加工作台，或者在一个或多个工作台正用于曝光时在其它一个或多个工作台上执行准备步骤。例如，美国专利No.5,969,441和WO98/40791描述了两级光刻装置，其在这里结合作为参考。上面所指的光刻掩模包含对应于要集成到硅晶片上的电路元件的几何图案。用于创建这种掩模的图案通过利用CAD(计算机辅助设计)程序产生，该过程经常被称为EDA(电子设计自动化)。为了创建实用的掩模，大部分CAD程序都遵循一组预先确定的设计规则。通过处理过程和设计限制设置这些规则。例如，设计规则定义电路器件(例如栅、电容器等等)或互连线路间的空间允许误差，以便保证电路器件或线路不以不希望的方式互相影响。设计规则限制通常称为“临界尺寸”(CD)。电路的临界尺寸可以定义为线路或者孔的最小宽度或者两个线路或两个孔之间的最小间距。因此，CD确定设计电路的总尺寸和密度。当然，集成电路制造的目标之一就是在晶片上(通过掩模)如实地再现原电路设计。另一个目标是尽可能多地使用半导体晶片的实际面积(real estate)。然而随着集成电路尺寸的减少和它的密度的增加，其对应掩模图形的CD达到光学曝光工具的分辨率极限。将曝光工具的分辨率定义为曝光工具能够重复地曝光在晶片上的最小特征。目前曝光设备分辨率值经常制约了很多高级IC电路设计的CD。随着半导体工业技术的进步，电路上的尺寸显著按比例缩小，其导致图像质量和光刻工艺耐用性显著退化。从物理的角度看，为了提高成象保真度，需要降低曝光波长与成像系统数值孔径的比率。为加强半导体器件的性能以及增加芯片功能，已经以很积极的方式渐进地减少芯片设计上最小特征尺寸和最小间距。为解决这种难题，半导体工业已经开发了具有更短波长和更高数值孔径(NA)的曝光工具。直到今天，已经证明光刻曝光工具沿着这条路线的连续发展是很成功的。为更进一步将曝光波长减小到193nm以下或进一步将数值孔径增加到0.9以上，经济上和技术上都出现了很多障碍。为克服由当前光刻曝光工具带来的限制，掩模数据的修改(一般称为光学邻近修正(OPC))，正在高级光刻技术中获得不断增加的动量。OPC通常包括应用散射条(scattering bar(SB))，其作用是加强工艺宽容度(process latitude)和主要特征偏差(biasing)。散射条的使用在美国专利No.5,242,770中有所论述，这里结合作为参考。尽管可以不考虑抗蚀剂效果通过光学成象理论产生散射条布置规则，但是不考虑抗蚀剂效果，将永不会准确预测给定位置的掩模数据的正确偏差量。OPC的原始实现是基于规则的，给定工艺的规则组能够通过实验开发或者通过光学模拟和抗蚀剂模拟的组合开发。因此获得的规则组基本上是查询表，从中可以容易地发现SB的放置位置(如果允许)以及主特征的校正量，条件是可以规定待校正的边缘周围的相邻环境。在基于OPC的规则中考虑的邻接环境是一维的并且是短程的。这种特性使得其实现方式简单，但是在本质上也限制了其准确性。对于130nm和更高的技术，基于OPC规则的不足之处变得明显，因此需要OPC新方法来克服基于OPC规则的缺点。例如该新方法应提供一种途径来在更大的空间尺度上规定校正点周围的二维环境。对于具有间距的特征，由于没有空间插入SB，光学邻近校正(OPC)的一般方法是调整特征边缘(或应用偏差)，以便印刷特征宽度接近想要的宽度。如果要获得想要的目标，为了使亚-分辨率(sub-resolution)特征和/或特征偏差对于最小化光学邻近效应有效，需要具备大量关于掩模设计和印刷工艺知识以及大量经验的操作员来修改掩模设计，以包括亚分辨率特征和/或特征边缘(偏差)的调整。实际上，即使当一个有经验的操作员执行这个工作时，也经常有必要实施“反复试验”过程，以便正确地定位亚分辨率特征来获得所期望的修正。这种反复试验过程会成为耗时和昂贵的过程，因为可能需要重复修改掩模以及随后的重复模拟。掩模数据偏差的当前实现通常基于一些模型，所述模型已经在具体的光刻工艺中校准。这种方法一般称为模型OPC。例如，光学邻近效应(OPE)的校正经常需要试图“校准”印刷工艺以便补偿OPE。当前巳知的技术包括将所谓的校准参数与OPC模型“相关联”，这需要在不同的特征位置执行一组详细的SEM CD测量。这些是不考虑实际特征形状的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟光刻处理的方法，包括步骤：接收表示目标图形和用来成像所述目标图形的成像系统的特征的参数；基于这些参数使用期望产生的空间图像的多个本征函数来确定期望通过掩模设计在抗蚀剂上产生的空间图像强度分布；并且基于该空间图 像确定系统赝强度函数（ＳＰＩＦ）。

【技术特征摘要】
US 2003-11-5 60/517083;US 2004-8-31 60/6057161.一种模拟光刻处理的方法，包括步骤接收表示目标图形和用来成像所述目标图形的成像系统的特征的参数；基于这些参数使用期望产生的空间图像的多个本征函数来确定期望通过掩模设计在抗蚀剂上产生的空间图像强度分布；并且基于该空间图像确定系统赝强度函数(SPIF)。2.如权利要求1的方法，还包括步骤向SPIF施加常量阈值来产生轮廓；将已产生的轮廓和期望的轮廓相比较；且如果产生的轮廓没有在期望轮廓的预定允许误差内，则调整与每个本征函数有关的每个项的权重并且产生新的SPIF。3.如权利要求2的方法，其中向SPIF施加常量阈值的步骤、比较产生的轮廓的步骤和调整与每个本征函数相关的每个项的权重的步骤都重复预定数目次数，或直到产生的轮廓在期望轮廓的预定允许误差范围之内为止。4.如权利要求3的方法，其中常量阈值对于每个SPIF是相同的常量阈值。5.如权利要求3的方法，其中常量阈值是对于每个SPIF变化的可变阈值。6.如权利要求1的方法，其中确定空间图像的步骤使用光波的矢量表征。7.如权利要求1的方法其中确定空间图像的步骤使用表示该光学成象系统特征的光瞳函数。8.如权利要求7的方法，其中该光瞳函数由函数Kij(α′,β′,z′)=Σk=x,y,zγγ′Gik(α′,β′,z′)Qkj(α′,β′)ei2πλ[w(α′,β′)+γ′Δ]]]>产生，其中(α′，β′)是出射光瞳中的角座标，z′是抗蚀剂中平面相对于空气/抗蚀剂界面的位置，W(α′，β′)是像差函数，Δ是散焦，N是成像系统中的换算因数，Qkj(α′，β′)表示从目标空间中的j分量到图象空间k的分量的光偏振转换，Gik(α′，β′；z′)表示薄膜栈中光干涉效果；并且γ′=1-α′2-β′2]]>γ=1-(α′2+β′2)/N2.]]>9.如权利要求8的方法，其中确定空间图像的步骤包括使用本征矢量分解在平面z处确定光强分布的步骤。10.如权利要求9的方法，其中确定空间图像的步骤还包括确定z平均光强分布的步骤。11.如权利要求10的方法，其中z-平均光强分布根据函数<I(x,y)‾>=Σn=1χn|∫∫Φn(f,g)F(f,g)e2πi[fx+gy]dfdg|2]]>确定。12.如权利要求6的方法，其中该成像系统具有大于或等于0.7的数值孔径。13.—种用于模拟掩模设计的系统，包括输入端，用于接收表示该掩模设计和该掩模设计将要在其上使用的成像系统的特征的参数；和处理器，执行指令以基于这些参数使用期望产生的空间图像的本征函数来确定期望通过该掩模设计在抗蚀剂上产生的空间图像强度分布，并且将该空间图像转换为S...

【专利技术属性】
技术研发人员：X施，R索查，T莱迪，JF陈，D范登布罗克，
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]