包括通过投影光学装置的光操纵的依赖图案的邻近匹配/调节

申请号 CN201110353442.0 申请日 2011-11-09 公开(公告)号 CN102566299B 公开(公告)日 2015-01-21
申请人 ASML荷兰有限公司; 发明人 冯函英; 曹宇; 叶军;
摘要 本 发明 公开了包括通过投影光学装置的光操纵的依赖图案的邻近匹配/调节。此处描述的是匹配 光刻 投影设备与参考光刻投影设备的特性的方法,其中所述匹配包括优化投影光学装置特性。投影光学装置可以用于对光刻投影设备中的波前成形。根据此处的 实施例 ,所述方法可以通过利用使用传递交叉系数的偏导数的泰勒级数展开或线性拟合 算法 加快所述方法。
权利要求

1.一种用于调节光刻过程至参考光刻过程的方法,所述光刻过程配置成使用光刻投影设备将设计布局的一部分成像到衬底上,所述光刻投影设备包括照射源和投影光学装置,所述方法包括步骤:
定义多个设计变量的多变量成本函数,所述设计变量代表了所述光刻过程的特性,其中所述成本函数代表了在所述光刻过程和所述参考光刻过程之间的光刻响应的差别,其中所述设计变量中的至少一些设计变量包括所述投影光学装置的特性;和
通过调整包括所述投影光学装置的特性的设计变量重新配置所述光刻过程的特性,直到预定的终止条件被满足为止,
其中所述设计变量中的一个或更多个是所述照射源的特性。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述参考光刻过程代表了下述中的一个:
-参考光刻投影设备的光刻响应;
-虚拟的参考光刻投影设备的期望的光刻响应;
-由被成像到参考衬底上的设计布局的所述部分测量的光刻响应;和
-来自光刻投影设备的光刻响应,所述光刻投影设备在物理上和/或特性上不同于用于调节所述光刻过程的光刻投影设备。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述设计布局的所述部分包括下述中的一个或更多个:整个设计布局;片段;已知的具有一个或更多的临界特征的一段设计布局;其中已经从全芯片模拟识别出热点或温点的一段设计布局;和其中已经由图案选择方法识别出一个或更多的临界特征的一段设计布局。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述预定的终止条件包括下述中的一个或更多个:最小化所述成本函数;最大化所述成本函数;达到预设的迭代次数;达到等于或超过预设的阈值的所述成本函数的值;达到预定的计算时间;和达到在可接受的误差极限内的所述成本函数的值。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法还包括步骤:
在所述预定的终止条件被满足时,使用所述设计变量的值更新所述光刻过程;
比较所述更新的光刻过程与所述参考光刻过程;和
重复所述更新步骤和所述比较步骤,直到另外的终止条件被满足为止。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述另外的终止条件表示在所述光刻过程和所述参考光刻过程的特性之间的可接受的匹配。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述重新配置步骤在没有约束条件或具有规定了所述设计变量中的至少一些设计变量的范围的约束条件的情况下进行。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述设计变量中的至少一些设计变量处于代表了所述光刻投影设备的硬件实现中的物理限制的约束条件之下。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述约束条件包括下述中的一个或更多个:
调节范围、管理掩模可制造性的规则和所述设计变量之间的相互依赖性。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述成本函数是下述光刻度量中的一个或更多个的差别的函数:边缘定位误差、临界尺寸、抗蚀剂轮廓距离、最差缺陷尺寸和最佳焦距偏置。
11.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法包括:在执行所述定义多个设计变量的多变量成本函数的步骤之前,选择在特性上代表了所述设计布局的所述部分的特征的目标图案的子组。
12.根据权利要求1或5或11所述的方法,其中同时进行对不同设计变量的优化,直到所述预定的终止条件被满足为止。
13.根据权利要求1或5或11所述的方法,其中交替地进行对不同设计变量的优化,保持所述设计变量中的至少一些设计变量是固定的,同时另外的设计变量被优化,和重复交替的优化过程,直到所述预定的终止条件被满足为止。
14.根据权利要求11所述的方法,其中被识别的热点或温点被转换成测试图案,且被包含在用于定义多个设计变量的多变量成本函数和通过调整包括所述投影光学装置的特性的设计变量重新配置所述光刻过程的特性的测试图案的所述子组中。

说明书全文

包括通过投影光学装置的光操纵的依赖图案的邻近匹配/

调节

技术领域

[0001] 所要求的本发明涉及光刻设备和过程,且更尤其涉及用于优化照射源的工具和用在光学设备和过程中的投影光学装置。

背景技术

[0002] 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,掩模可以包含对应于IC的单个层的电路图案(“设计布局”),这一电路图案可以通过例如穿过掩模上的电路图案辐射目标部分等方法,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系统连续地(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,整个掩模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。在一种可替代的设备(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)在掩模上扫描,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。掩模上的电路图案的不同部分渐进地转移到一个目标部分上。因为通常光刻投影系统将具有放大率因子M(通常<1),衬底被移动的速度F将是投影束扫描掩模的速度的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。
[0003] 在将电路图案从掩模转移至衬底之前,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新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的技术,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。
[0004] 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。
[0005] 随着半导体制造工艺不断前进,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的光的波长的一半。
[0006] 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、相移掩模的使用、在设计布局中的光学邻近效应校正(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)”等其它方法。
[0007] 作为一个重要的例子,光学邻近效应校正解决了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仅仅是与掩模上的设计布局的尺寸和定位一致或仅仅只依赖于掩模上的设计布局的尺寸和定位。注意到,术语“掩模”和“掩模版”在此处是可以相互通用的。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”和“设计布局”可以相互通用,这是因为在光刻术模拟/优化中,物理掩模不是必须使用的,而是可以用设计布局来代表物理掩模。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/或由非几何构型光学效应(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。
[0008] 为了确保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、设计布局的校正或预变形来预测和补偿邻近效应。文章“Full-Chip Lithography Simulation and Design Analysis-How OPC Is Changing IC Design”,C.Spence,Proc.SPIE,Vol.5751,pp 1-14(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,几乎设计布局的每一特征都需要一些修改,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。
[0009] 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,需要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”,而是不总是补偿所有可能的邻近效应的经验性的迭代过程。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掩模的制造中的可能性。这是由在几百万美元的范围内运行的制造高端掩模的巨大成本驱动的,以及由如果已经制造了实际掩模而重新加工或重新修复它们对周转时间的影响所驱动。
[0010] 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“Optimized Hardware and Software For Fast,Full Chip Simulation”,by Y.Cao et al.,Proc.SPIE,Vol.5754,405(2005)中所描述的数值模型化系统和方法。
[0011] 除了对设计布局或掩模(例如OPC)的优化之外,照射源也可以被优化,或者与掩模优化一起进行优化或单独地进行优化,致于改善整体的光刻保真度。自20世纪90年代起,已经引入了许多离轴照射源(诸如环形的、四极以及双极的),它们为OPC设计提供了更大的自由度,从而改善了成像结果。已知,离轴照射是一种分辨包含在掩模中的精细结构(即目标特征)的被证实的方式。然而,在与传统的照射源相比较时,离轴照射源通常为空间图像(AI)提供较低的光强度。因此,需要试图优化照射源,以在更精细的分辨率和降低的光强度之间获得优化的平衡。在本文中可以相互通用术语“照射源”和“源”。
[0012] 例如,在Rosenbluth等题目为“Optimum Mask and Source Patterns to Print A Given Shape”,Journal of Microlithography,Microfabrication,Microsystems1(1),pp.13-20,(2002)的文章中,可以发现诸多的照射源优化方法。所述源被细分成多个区域,每一区域对应于光瞳光谱的特定区域。之后,假定源分布在每一源区域中是均匀的,且对于过程窗口优化每一区域的亮度。然而,这样的假定“源分布在每一源区域中是均匀的”不总是有效的,因此这一方法的有效性受到影响。在Granik的题目为“Source Optimization for Image Fidelity and Throughput”,Journal of Microlithography,Microfabrication,Microsystems 3(4),pp.509-522,(2004)的文章中阐述的另一例子中,综述了几个现有的源优化方法,提出了基于照射器像素的方法,其将源优化问题转换成一系列非负的最小二乘优化。虽然这些方法已经证实了一些成功,但是它们典型地需要多个复杂的迭代以收敛。另外,可能难以为一些额外的参数(诸如在Granik方法中的γ)确定适合的值/优化的值,这些额外的参数规定了在为晶片图像保真度对源进行的优化和源的平滑度要求之间的折衷。
[0013] 对于低k1光刻术,对源和掩模的优化对于确保用于临界电路图案的投影的可行的过程窗口是非常有用的。一些算法(例如Socha等.Proc.SPIE vol.5853,2005,p.180)使得照射离散成独立的源点和使掩模离散成空间频率域中的衍射级,和基于过程窗口度量(诸如曝光宽容度)独立地用公式表达成本函数(其被定义为所选择的设计变量的函数),所述过程窗口度量可以通过光学成像模型由源点强度和掩模衍射级进行预测。此处使用的术语“设计变量”的意思是光刻投影设备的一组参数,例如光刻投影设备的使用者可以调节的参数。应当认识到,光刻投影设备的任何特性(包括源、掩模、投影光学装置中的这些特性)可以在优化中的设计变量之中。成本函数通常是设计变量的非线性函数。之后标准优化技术用于最小化成本函数。
[0014] 用公式表达成本函数的这些算法的一个问题是,在实现优化的源和掩模上的收敛之前它们需要大量的完全前向(full forward)的光学成像模型模拟。因此使用中规模集成度的片段(clip,其被定义为具有校准特征的设计布局的一部分,所述校准特征可以用于优化光刻投影设备,如在具体实施方式部分中所进一步地详细阐述的)优化光刻投影设备在最新的标准PC硬件上将花费几周或甚至几月,这通常认为是不切合实际的。实际的优化过程通常花费小于约24小时。
[0015] 相关地,EUV光刻术的延迟和不断紧缩的设计规则的压力已经驱动半导体芯片制造者更深地进入到具有已有的193nm ArF光刻术的低k1光刻术时代。朝向较低的k1的光刻术对分辨率增强技术(RET)、曝光工具以及光刻友好设计的需要提出了很高的要求。1.35ArF的超高数值孔径(NA)曝光工具将是芯片制造商用在今后两年中的曝光工具。为了确保可以用可工作的过程窗口来印刷所述电路设计到衬底上,源-掩模优化(SMO)成为了对于2x nm节点所需要的重要的RET。
[0016] 源和掩模(设计布局)优化方法和系统允许使用没有约束的且在实际可行的时间量内的成本函数同时优化源和掩模,其在共同转让的于2009年11月20日申请的国际专利申请No.PCT/US2009/065359、公开号为WO2010/059954的题目为“Fast Freeform Source and Mask Co-Optimization Method”中进行了描述,通过参考将其全部内容并入本文中。
[0017] 光刻投影设备的硬件和软件上的新的发展通过使得其中的投影光学装置是可调节的而提供了更大的灵活性。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光穿过掩模之前成形、调整和/或投影来自源的光的光学部件,和/或用于在光穿过掩模之后成形、调整和/或投影光的光学部件。投影光学装置通常不包括源和掩模。
[0018] 例如,投影光学装置的可调节的参数(“旋钮(knob)”)使得与由已有的SMO技术所提供的方案相比,可以在更多的自由度(例如波前形状、强度分布等)上对光成形和/或容纳更宽范围的源和掩模的条件(即提供更大的过程窗口(PW))。
[0019] 然而,优化这些另外的旋钮造成非常高的计算成本。因此,期望简化和加快对与投影光学装置相关的这些旋钮与源和掩模相关的旋钮的优化的方法。
[0020] 因此,所需要的是用于表征光刻过程的有计算效率的全面的优化方法,基于其决定光刻设备的设定(包括对投影光学装置系统的设定)和设计掩模。
[0021] 具有更多的可调节参数用于预先优化光刻投影设备的额外的优点是,其能够使得使用者调节一个光刻投影设备的行为,用于匹配另一参考光刻投影设备的行为,或期望的预设的扫描器行为(例如虚拟的扫描器行为)。注意到,在本申请中广义地使用术语“扫描器”来描述扫描器类型或任何其它类型的光刻投影设备。在Cao等人的共同未决的共同拥有的专利申请题目为“Methods and System for Model-Based Generic Matching and Tuning”美国公开号no.2010/0146475中,已经讨论了行为匹配/调节,但是调节参数(“旋钮”)主要是线性参数,诸如照射源强度参数。然而,为了处理非线性效应,诸如在对成像光成形时的投影光学装置的效应,另外的非线性调节参数也可以被包含在匹配/调节技术中。此外,之前的匹配/调节方法大多数使用调节参数,该调节参数独立于将被成像的设计布局中的图案。所需要的是更加全面的行为匹配/调节的方法,其集成了涉及照射源和投影光学装置的特性的非线性多变量的优化。

发明内容

[0022] 此处描述的实施例提供了用于改善/优化光刻投影设备的方法,所述方法包括改善/优化其中的投影光学装置,且优选地包括同时或交替地优化源、掩模和所述投影光学装置的能力。投影光学装置有时被称作“透镜”,因此共同的优化过程可以用术语源掩模透镜优化(SMLO)来表示。用于描述SMLO过程的另一术语是源掩模光瞳优化(SMPO),如在特定实施例中,透镜优化是针对于投影光学装置的光瞳面进行的。然而,本发明的范围不仅限于光瞳面中的优化。SMLO相对于已有的源掩模优化过程(SMO)或其它的优化过程是被期望的,其它的优化过程不明确地包括投影光学装置的优化,部分原因在于在优化中包括投影光学装置可能通过引入投影光学装置的多个可调节特性导致更大的过程窗口。投影光学装置可以用于对光刻投影设备中的波前成形。根据此处的实施例,可以通过数值技术来加快所述优化。虽然投影光学装置、源和掩模的可调节的特性被用在所述实施例的描述中,但是在优化中可以调节光刻投影设备中的其它的可调节的特性,诸如剂量和焦距。
[0023] 此处的实施例通过最小化设计变量的适合的成本函数来优化光刻投影设备,所述设计变量可以是源、投影光学装置和掩模/设计布局的特性。通常,在所述优化是匹配/调节技术中的一部分时,那么保持掩模/设计布局的设计变量是固定的,而调节源和投影光学装置的设计变量。给出了成本函数的非限制性示例,包括代表了当前的光刻过程与参考光刻过程之间的光刻响应的差别的成本函数。其它形式的成本函数也是可行的,且可以容纳宽范围的光刻度量。成本函数可以是将被调节的光刻过程的设计变量的函数。投影光学装置的非线性效应通过选择适合的设计变量被建立在成本函数中。
[0024] 所述优化过程在匹配/调节光刻投影设备的行为与物理参考扫描器行为或虚拟的参考扫描器的期望的预设的行为方面提供了额外的灵活性。在随后的描述中,上位术语“扫描器-T”和“扫描器-R”用于分别广义地描述将被调节的光刻投影设备和参考光刻投影设备(物理的或虚拟的)。
[0025] 行为匹配可以由于制造这些设备的变化用于校正两个光刻投影设备之间的行为差别,或由于诸如抗蚀剂、掩模等的温度、磨损、老化、化学和物理性质等因素而随着时间校正一个光刻投影设备的行为偏差。在模拟域中,参考光刻投影设备的行为可以是作为参考模型可先验获得的,即参考模型代表虚拟扫描器的行为。在将行为与物理扫描器比较时,相同类型的扫描器(即相同模型的扫描器)或不同类型的扫描器(即不同模型的扫描器)可以用作参考。在虚拟扫描器的行为模型被用作参考模型时,参考模型可以基于终端用户希望的定制的行为或者产生预定义的过程窗口或产生良好的光刻响应的“理想”或期望的行为。例如,设备的特定行为可以被模型化为设计布局与通过使用光刻投影设备将设计布局投影到衬底上所产生的参考衬底上的抗蚀剂图像之间的关系。抗蚀剂图像可以例如由抗蚀剂图像(例如抗蚀剂轮廓、CD、边缘定位误差)的各种特性来表示。成本函数是足够灵活的,以适合于上文提及的行为匹配/调节的所有的各种可能性。附图说明
[0026] 在结合附图阅读特定的实施例的下述描述时,本领域普通技术人员将明白本发明的上述方面和其它方面以及特征,其中:
[0027] 图1是光刻投影设备的各子系统的方图;
[0028] 图2是对应于图1中的子系统的模拟模型的方块图;
[0029] 图3是示出根据实施例的成本函数优化的示例性方法的方面的流程图
[0030] 图4是示出根据实施例的光刻投影设备的匹配行为的示例性方法的方面的流程图;
[0031] 图5-6显示根据本发明的实施例的各优化过程的示例性流程图;
[0032] 图7显示根据本发明的实施例的依赖图案的匹配/调节流程图;
[0033] 图8是可以实施实施例的示例性计算机系统的方块图;
[0034] 图9是可以应用实施例的光刻投影设备的示意图;

具体实施方式

[0035] 尽管在本文中可以做出具体的参考,将本发明用于制造IC,但应当清楚地理解本发明可以有其他的许多可能的应用。例如,它可以被用在集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示面板薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是,在这种替代应用的情况中,可以将这种情形中的使用的任意术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”分别认为与更上位的术语“掩模”、“衬底”或“目标部分”相互通用。
[0036] 在本文中,术语“辐射”和“束”用于包括各种类型的电磁辐射,包括紫外辐射(例如具有365、248、193、157或126nm的波长)和EUV(极紫外辐射,例如具有在5-20nm范围内的波长)。
[0037] 如此处使用的术语“进行优化”和“优化”的意思是调节光刻投影设备,使得光刻的结果和/或过程具有更加理想的特性,诸如衬底上的设计布局的更高精度的投影、更大的过程窗口等。
[0038] 此外,光刻投影设备可以是具有两个或更多的衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这样的“多平台”装置中,可以并行地使用额外的台,或可以在一个或更多的台上进行预备步骤的同时,将一个或更多的其它台用于曝光。在例如美国5,969,441中描述了双平台光刻投影设备,通过参考将其并入本文中。
[0039] 上文提及的掩模包括设计布局。可以利用CAD(计算机辅助设计)程序来产生设计布局,该过程通常被称作为EDA(电子设计自动化)。大多数CAD程序遵循一组预定的设计规则,用于产生功能设计布局/掩模。这些规则由处理和设计限制来设定。例如,设计规则限定了电路器件(诸如栅极、电容器等)或互连线之间的间隔容差,以便于确保电路器件或线不会以不被期望的方式相互作用。设计规则限制典型地称作为“临界尺寸”(CD)。电路的临界尺寸可以被定义为线或孔的最小宽度或者两条线或两个孔之间的最小间隔。因此,CD确定了设计的电路的整体尺寸和密度。当然,集成电路制造中的目标之一是如实地在衬底上(经由掩模)复现原始的电路设计。
[0040] 在这种情形中采用的术语“掩模”可以广义地解释成表示可以用于为入射的辐射束赋以对应于将要在衬底的目标部分中产生的图案的图案化的横截面的一般性的图案形成装置;术语“光”也可以用于这种情形。除了传统的掩模(透射式或反射式掩模;或二元掩模、相移掩模、混合型掩模等)之外,其它的图案形成装置的例子包括:
[0041] -可编程反射镜阵列。这样的器件的一个例子是具有粘弹性的控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这样的设备所依据的基本原理是(例如)反射表面的已寻址区域将入射光反射成衍射光,而未寻址区域将入射光反射成非衍射光。使用适合的滤光片,可以从反射束中过滤掉所述非衍射光,从而之后仅留下衍射光;这样,所述束根据矩阵可寻址表面的寻址图案而被图案化。所需要的矩阵寻址可以通过使用适合的电子装置进行。关于这样的反射镜阵列的更多的信息可以参见例如美国专利No.5,296,891和No.5,523,193,通过参考将它们并入本文中。
[0042] -可编程LCD阵列。在美国专利No.5,229,872中给出了这样的构造的一个例子,通过参考将其并入本文中。
[0043] 作为简短介绍,图1示出了示例性的光刻投影系统10。主要部件是:照射源12,其可以是深紫外准分子激光源或包括极紫外(EUV)源的其它类型的源;照射光学装置,其限定了部分相干性(标记为σ)且可以包括光学装置14、16a和16b,其对来自源12的光成形;掩模或掩模版18;以及透射光学装置16c,其将掩模版图案的图像投影到衬底平面22上。在投影光学装置的光瞳面处的可调整的滤光片或孔阑20可以限制射到衬底平面22上的束的范围,其中最大的可能的角度限定了投影光学装置的数值孔径NA=sin(Θmax)。
[0044] 在系统的优化过程中,系统的品质因数可以表示为成本函数。优化过程归结为发现最小化成本函数的系统的一组参数(设计变量)的过程。成本函数可以依赖于优化的目标具有任何适合的形式。例如,成本函数可以是系统的特定特性(在评价点处)关于这些特性的期望值(例如理想值)的偏差的加权均方根(RMS);成本函数还可以是这些偏差的最大值。系统的设计变量可以限制成有限的范围和/或是由于系统的实施的实用性而是相互依赖的。在光刻投影设备的情形中,这些约束通常与硬件的物理性质和特性(诸如可调节范围)和/或掩模可制造性设计规则相关,评价点可以包括衬底上的抗蚀剂图像上的物理点以及诸如剂量和焦距等非物理特性。
[0045] 在光刻投影设备中,源提供了照射(即光);投影光学装置对通过掩模且到衬底上的照射进行引导和成形。术语“投影光学装置”在此处被广义地限定为包括可以改变辐射束的波前的任何光学部件。例如,投影光学装置可以包括部件14,16a,16b和16c中的至少一些部件。空间图像(AI)是衬底上的光强度分布。衬底上的抗蚀剂层被曝光,空间图像被转移至抗蚀剂层中,作为其中的潜在的“抗蚀剂图像”(RI)。抗蚀剂图像(RI)可以被定义为抗蚀剂层中的抗蚀剂的溶解度的空间分布。抗蚀剂模型可以用于从空间图像计算抗蚀剂图像,其示例可以在共同转让的美国专利申请序列号No.12/315,849中发现,该文献的公开内容通过参考将其全部内容并入本文中。抗蚀剂模型仅与抗蚀剂层的性质(例如在曝光、PEB和显影期间发生的化学过程的作用)相关。光刻投影设备的光学性质(例如源、掩模和投影光学装置的性质)表示空间图像。因为可以改变在光刻投影设备中使用的掩模,所以期望将掩模的光学性质与包括至少源和投影光学装置的光刻投影设备的其余部分的光学性质分离开。
[0046] 在图2中示出了光刻投影设备中的模拟光刻的示例性流程图。源模型31表示源的光学特性(包括光强度分布和/或相位分布)。投影光学模型32表示投影光学装置的光学特性(包括由投影光学装置所引起的相位分布和/或光强度分布的变化)。可以将源模型31和投影光学装置模型31组合成传递交叉系数(TCC)模型34,如下文之后说明的。设计布局模型35表示设计布局33的光学特性(包括由给定的设计布局33所引起的相位分布和/或光强度分布的变化),其是掩模上的特征的布置的表示。空间图像36可以由传递交叉系数34和设计布局模型35模拟。抗蚀剂图像37可以使用抗蚀剂模型37由空间图像36来模拟。对光刻术的模拟可以例如预测在抗蚀剂图像中的轮廓和CD。
[0047] 更具体地,注意到,源模型31可以表示源的光学特性,包括但不限于NA-西格玛(σ)设定以及任何特定的照射源形状(例如诸如环形的、四极和双极等的离轴光源等)。投影光学装置模型32可以表示投影光学装置的光学特性,其包括像差、变形、折射率、物理大小、物理尺寸等。设计布局模型35还可以表示物理掩模的物理性质,如所描述的,例如在美国专利No.7,587,704中所描述的,通过参考将其全部内容并入本文中。模拟的目标是精确地预测例如边缘的定位和CD,其之后可以与期望的设计相比较。所述期望的设计通常定义为预先OPC设计布局,其可以被提供成标准数字文件格式(诸如GDSII或OASIS)或其它文件格式。
[0048] 可以根据这一设计布局识别一个或更多的部分,其被称作为“片段”。在本发明的特定实施例中,提取全组片段,其表示设计布局中的复杂的图案(典型地大约50至1000个片段,尽管可以使用任何数量的片段)。如本领域技术人员所认识到的,这些图案或片段表示设计的小的部分(即电路、单元或图案),尤其是片段代表了需要特别关注和/或验证的小的部分。或者说,片段可以是通过经验(包括由客户提供的片段)、通过反复试验或通过运行全芯片模拟来识别的临界特征的设计布局的部分。片段通常包含一个或更多的测试图案或计量图案。
[0049] 可以基于设计布局中已知的临界特征区域由客户先验地提供初始的较大组的片段,其需要特定的图像优化。可替代地,在本发明的另一实施例中,可以通过使用一些类型的自动化的(诸如机器视觉)或手工算法从整个设计布局提取所述初始的较大组片段,其识别临界特征区域。
[0050] 为了减小整个计算负担,可以预想各种方式的优化。在一个实施例中,首先通过基于衍射识别标志分析(diffraction signature analysis)的图案选择方法或任何其它的方法来选择一组片段,之后执行SMLO过程。可替代地,首先执行全芯片模拟,由全芯片模拟识别“热点”和/或“温点(warm spot)”,且之后执行图案选择步骤。基于选择的图案完成优化。图案选择算法(基于衍射识别标志分析或其它方法)可以与SMLO过程无缝地集成在一起。关于图7进一步描述一个示例性的方法。
[0051] 在图3中示出了根据一实施例的使用SMLO优化光刻投影设备的一般方法。该方法包括限定多个设计变量的多变量成本函数的步骤302。至少一些设计变量是投影光学装置的特性,如步骤300B所示。尽管在此处讨论的匹配/调节方法中,通常设计布局是保持固定的,但其它的设计变量可以与照射源(步骤300A)和设计布局(步骤300C)相关,即设计变量表示照射源和投影光学装置,而设计布局的特性采用固定的值。在步骤304中,调节设计变量,使得成本函数被朝向收敛移动。在步骤306中,确定预定的终止条件是否被满足。预定的终止条件可以包括各种可能性,即成本函数可以被最小化或最大化,如由所使用的数值技术所要求的,成本函数的值与阈值相等或穿过阈值,在预设的误差极限内达到成本函数的所述值,经过预定的计算时间,或者达到预设次数的迭代。如果步骤306中的任一条件是被满足的,那么终止所述方法。如果步骤306中的条件都没有被满足,那么步骤304和306被重复地迭代,直到获得期望的结果为止。
[0052] 在光刻投影设备中,所述源、掩模和投影光学装置可以根据实施例被交替地优化(称为“交替的优化”)或被同时优化(称为“同时优化”或“共同优化”)。如在此处使用的术语“同时”、“同时地”、“联合”和“联合地”意思是所述源、掩模、投影光学装置的特性的设计变量和/或任何其它的设计变量被允许同时变化。如在此处使用的术语“交替的”或“交替地”的意思是并非所有的设计变量都允许同时变化。在图3中,步骤304可以表示同时优化或交替的优化。
[0053] 在共同未决的共有的临时申请P-3745.000-US(atty.Docket 081468.0387211)题目为“Optimization of Source,Mask,and Projection Optics”(US61/412,372)中,各种优化技术的细节被详细阐述,包括详细的数学构架。(该内容也被记载在本申请人在与本申请同日递交的发明名称为“源、掩模和投影光学装置的优化”的中国专利申请中。)整个申请P-3745.000-US通过参考并入本文中。本申请重点在于:如何在将被调节的光刻投影设备模型和参考光刻投影设备模型之间匹配的行为如何无缝地集成SMLO过程。
[0054] 下述部分仅概括地描述了成本函数的数学定义,作为非限制性的例子。
[0055] 在光刻投影设备中,成本函数可以表达成:
[0056] (方程1)
[0057] 其中(z1,z2,...,zN)是N个设计变量或该设计变量的值;fp(z1,z2,...,zN)是针对于(z1,z2,...,zN)的一组设计变量值在第p个评价点处的特性的实际值和期望值之间的差别。wp是指派给第p个评价点的权重常数。比其它图案或评价点更加关键的图案或评价点可以被分配更高的wp值。具有更大的发生次数的图案和/或评价点也可以被分配更高的wp值。评价点的示例可以是晶片上的任何物理点或图案、或虚拟设计布局上的任何点或抗蚀剂图像或空间图像。成本函数可以表示光刻投影设备或衬底的任何适合的特性,例如焦距、CD、图像偏移、图像变形、图像旋转等。因为正是抗蚀剂图像通常决定衬底上的电路图案,所以成本函数通常包括表示抗蚀剂图像的一些特性的函数。例如,这样的评价点的fp(z1,z2,...,zN)可以简单地是抗蚀剂图像中的点至所述点的期望位置之间的距离(即边缘定位误差EPEp(z1,z1,...,zN))。所述设计变量可以是任何可调节的参数,诸如源、掩模、投影光学装置、剂量、焦距等的可调节参数。优选地,至少一些设计变量是投影光学装置的可调节特性。投影光学装置可以包括统称为“波前操纵器”的部件,其可以用于调整波前的形状和辐射束的强度分布和/或相移。投影光学装置优选地可以在沿着光刻投影设备的光路的任何位置调整波前和强度分布,诸如在掩模之前、光瞳面附近、像平面附近、焦平面附近。投影光学装置可以用于校正或补偿例如由源、由掩模、由光刻投影设备中的温度变化、由光刻投影设备中的部件的热膨胀所引起的波前和强度分布的特定变形(或像差)。调整波前和强度分布可以改变评价点的值和成本函数。可以由模型来模拟或实际测量这样的变化。
[0058] 应当 注 意,fp(z1,z2,...,zN)的 正 常的 加 权 均方 根(RMS)被 定 义 为因此最小化fp(z1,z2,...,zN)的加权RMS等同于最小化方程1中定义的成本函数 因此,为在本文中表示简单起见,
fp(z1,z2,...,zN)的加权RMS和方程1可以相互通用。
[0059] 在行为匹配/调节中,成本函数的期望的值可以由参考光刻投影设备(物理扫描器)或期望的扫描器行为(扫描器-R)获得。在最小化成本函数时,一个光刻投影设备(扫描器-T)的行为与由扫描器-R获得的行为最佳地匹配。在例子中,成本函数可以表达成反映由扫描器-T从设计布局(或其一部分)产生的抗蚀剂图像和由扫描器-R从同一设计布局(或其一部分)产生的参考抗蚀剂图像之间的差别的函数。通常,扫描器-R的特性是保持恒定的,扫描器-T的设计变量被调节。成本函数的其他例子包括但不限于,临界尺寸(CD)或轮廓差别或两个扫描器的EPE之间的差别。此外,成本函数还可以包括由不同的过程窗口(PW)条件造成的扫描器行为差别,用于匹配/调节横跨PW的特定区域的扫描器行为。设计布局可以是所关注的任何适合的设计布局,例如,典型的电路图案、测试图案、密集图案和/或临界图案。可以使用在共同转让的美国专利申请序列号No.12/613244、于2010年5月13日公开的美国专利申请公开出版物2010/0122225中所描述的方法来从用于产生抗蚀剂图像的设计布局选择计量或测试图案,通过参考将其全部内容并入本文中。
[0060] 图4显示如上文所述的匹配行为的方法的流程图。设计变量400B是投影光学装置的特性。一些设计变量400A可以是照射源的特性。掩模设计布局的特性被在步骤400C中识别。在步骤401A中产生的将被调节的抗蚀剂图像是上文提及的至少一些设计变量的函数。在步骤401B中,提供了参考抗蚀剂图像。在步骤402中,成本函数被定义为在将被调节的抗蚀剂图像和参考抗蚀剂图像之间的差别的函数。这样的成本函数的例子在附录A(方程14)中给出。因为抗蚀剂图像是设计变量的函数,所以成本函数因此是设计变量的函数。在步骤404中,设计变量被调整(同时或交替地),使得成本函数朝向收敛移动。在步骤406中,确定预定的终止条件是否被满足(如在图3中的步骤306中所定义的)。在匹配/调节过程流程的情形中额外的终止条件是在获得了与参考扫描器行为的令人满意的匹配的时候,如参考图7进一步地讨论的。如果步骤406中的任一条件被满足,那么所述方法结束。如果步骤406中的条件都没有被满足,那么重复步骤404和406直到获得期望的结果为止。
[0061] 如之前所讨论的,成本函数(CF)的优化是图案匹配/调节的核心,成本函数可以代表抗蚀剂图像或任何其它的特性。
[0062] 图5显示使用SMLO的图案匹配/调节的一个示例性方法,其中成本函数被最小化。在步骤502中,获得了设计变量的初始值,包括它们的调节范围(如果有的话)。在步骤504中,建立多变量成本函数。在步骤506中,针对于第一迭代步骤(i=0)在设计变量的开始点值附近的足够小的邻域范围内展开成本函数。在步骤S508中,应用标准多变量优化技术来最小化成本函数。注意到,优化问题可以在步骤S508中的优化过程期间或在优化过程中的后期阶段应用约束条件,诸如调节范围。步骤S520规定针对于用于已识别的评价点的给定的测试图案(也称作为“计量”)完成每一迭代,该已识别的评价点已经被选择用于优化光刻过程。在步骤S510中,预测光刻响应。在步骤S512中,步骤S510的结果与在步骤S522中获得的期望的或理想的光刻响应值进行比较。如果在步骤S514中满足了终止条件,即优化产生了充分接近期望值的光刻响应值,那么在步骤S518中输出设计变量的最终值。关于图3和4讨论各种终止条件示例。输出步骤还可以包括利用设计变量的最终值输出其它的功能,诸如输出在光瞳面(或其它平面)处的经过调节的波前像差地图、优化的源地图等。如果终止条件未被满足,那么在步骤S516中,用第i次迭代的结果更新设计变量的值,所述过程返回至步骤S506。在共同未决的共有的与本申请同一日提交的申请题目为“Optimization of source,mask,and projection optics,”(P-3745.000-US,atty.Docket no.081468.0387211)”(US61/412,372)中详细阐述了图5的整个计算过程。(该内容也被记载在本申请人在与本申请同日递交的发明名称为“源、掩模和投影光学装置的优化”的中国专利申请中。)
[0063] 在步骤S506中使用的线性近似仅保持处于第i次迭代中的(z1i,z2i,...,zNi)的小的附近范围内。如果fp(z1,z2,...,zN)与设计变量(z1,z2,...,zN)是高度非线性的,那么利用线性近似的优化可能花费太多次迭代和/或导致成本函数CF(z1,z2,...,zN)的局部最小值,而不是全局最小值。这一问题可以通过将成本函数CF(z1,z2,...,zN)展开成一些设计变量(尤其是与成本函数高度非线性的设计变量,诸如成本函数涉及由投影光学装置引入的像差)的高阶多项式来缓解。图6显示示出具有SMLO的另一匹配/调节过程的关键步骤的示例性流程图。图6的许多步骤非常类似于图5中的对应步骤,除非另外地在此处说明的。一个主要的区别在于:在步骤S604中,多变量成本函数被表达成包括与之相关的拟合系数的高阶(诸如二次)多项式,例如,传递交叉系数(TCC)的偏导数。在步骤S606中针对于每一次迭代在开始点的附近展开TCC,在步骤S607中展开空间图像、抗蚀剂图像和边缘定位误差(EPE)。其余的步骤类似于图5中描述的对应的步骤。从上文的阐述中,本领域技术人员将了解,在本发明的特定的实施例中,迭代的次数可以甚至是一次,从而导致单次计算次序。这可以例如在对一些设计变量的描述最初是足够充分的以致于在单次计算之后满足了预定的终止条件时发生。图6的整个计算过程在共同未决的共有的申请P-3745.000-US(atty.docket no.081468.0387211)(US61/412,372)中进行了详细阐述。(该内容也被记载在本申请人在与本申请同日递交的发明名称为“源、掩模和投影光学装置的优化”的中国专利申请中。)
[0064] 图7显示在图5和6中讨论的适合的优化过程(即选择那一优化过程)被集成到扫描器匹配/调节的架构上时的流程图。在步骤S702中,获得了扫描器-T和扫描器-R的模型。在步骤S704中,模拟了匹配品质。在步骤S706中,确定匹配结果是否是满意的。如果是满意的,那么过程终止于步骤S718。步骤S718的输出可以是设计变量,其产生了扫描器-T的行为与扫描器-R的行为的最佳匹配。如果是不满意的,那么热点和/或温点被在步骤S708中从步骤S704的匹配结果中识别出,热点是两个扫描器之间的差别大于预设界限的图案,温点是两个扫描器之间的差别接近热点的预设界限的图案。在步骤S710中,具有识别出的热点和/或温点的图案被转换成计量或测试图案,在步骤S712中计量组被用来自于步骤S710的新的计量来更新。S712的计量组还可以具有基于之前的经验由客户或光刻设计者预先选择的一般性图案、临界图案或密集图案。可以进行可选的图案选择算法(步骤S714),以减小冗余计量的数量。可以使用衍射识别标志分析或其它数学技术来完成图案选择。在共同未决的共有的申请(公开为US 2010/0122225)中公开了图案选择算法的示例。在步骤S716中视情况利用图5或图6的过程以一组所述新的计量来重复使用SMLO匹配行为的方法。新的计量可以例如是一组计量,其用充分不同于之前的测量值(例如差别大于预设的界限)产生抗蚀剂图像(或其它光刻响应,诸如CD、EPE等)。设计变量(即调节旋钮)被优化以模拟扫描器-T的行为或相对于扫描器-R的差别行为。重复步骤S704-S716,直到获得了满意的匹配为止。与参考行为的满意的匹配被用作图7中的另外的终止条件(除图3中描述的终止条件之外)。
[0065] 本领域技术人员将认识到,扫描器-T和扫描器-R的模型不具有恰好相同的设计变量。这可以表达以下含义:在调节特定类型的扫描器-T时,可以使用不同类型的物理扫描器或虚拟扫描器作为参考。此外,扫描器-R设计变量(或特性)可以保持成恒定的,而仅调节扫描器-T的设计变量。
[0066] 图8是显示计算机系统100的方块图,该计算机系统可以辅助执行此处公开的优化方法和流程。计算机系统100包括:总线102或其它用于信息通信的通信机制;和与总线102耦接的用于处理信息的处理器104(或多个处理器104和105)。计算机系统100还包括主存储器106(诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态储存装置),所述主存储器106耦接至总线102用于储存被处理器104执行的信息和指令。主存储器106还可以用于在由处理器104执行的指令的执行期间储存临时变量或其它中间信息。计算机系统100还包括被耦接至总线102的只读存储器(ROM)108或其它静态储存装置,其用于存储用于处理器104的静态信息和指令。存储装置110(诸如磁盘或光盘)被提供并耦接至总线102,用于存储信息和指令。
[0067] 计算机系统100可以经由总线102耦接至显示器112(诸如阴极射线管(CRT)或平板或触摸面板显示器),用于给计算机使用者显示信息。输入装置114(包括字母数字键和其它键)耦接至总线102用于将信息和命令选择与处理器104通信。另一类型的使用者输入装置是光标控制器116(诸如鼠标轨迹球、或光标方向键),用于将方向信息和命令选择与处理器104通信和用于控制显示器112上的光标移动。这一输入装置典型地在两个轴线(第一轴线(例如x)和第二轴线(例如y))上具有两个自由度,这允许装置指定平面中的位置。触摸面板(屏)显示器也可以用作输入装置。
[0068] 根据本发明的一个实施例,优化过程的部分可以由计算机系统100响应于执行包含在主储存器106中的一个或更多的指令的一个或更多的序列的处理器104而被执行。这样的指令可以被从另一计算机可读介质(诸如储存装置110)读取到主储存器106中。包含在主存储器106中的指令的序列的执行使得处理器104执行此处描述的方法步骤。在多个处理布置中的一个或更多的处理器也可以被用于执行包含在主存储器106中的指令的序列。在可替代的实施例中,硬接线电路可以用于替代软件指令或与软件指令结合,以实施本发明。因此,本发明的实施例不限于任何特定的硬件电路和软件的组合。
[0069] 如此处使用的术语“计算机可读介质”表示参与为了执行而提供指令至处理器104的任何介质。这样的介质可以采用许多形式,包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘,诸如储存装置110。易失性介质包括动态存储器,诸如主储存器106。传输介质包括同轴电缆导线和光纤,包含包括总线102的导线。传输介质还可以采用声波或光波的形式,诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间产生的这些声波或光波。计算机可读介质的通常形式包括例如软盘、软碟(flexible disk)、硬盘、磁带、任何其它磁介质、CD-ROM、DVD、任何其它光学介质、穿孔卡、纸带、任何具有孔图案的其它物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它储存器芯片或卡盒、如下文描述的载波或计算机可以读取的任何其它介质。
[0070] 各种形式的计算机可读介质可能涉及将一个或更多的指令的一个或更多的序列传送至处理器104,用于执行。例如,指令可以最初出现在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以加载指令到其动态存储器中且使用调制解调器在电话线上发送所述指令。在计算机系统100本地的调制解调器可以接收电话线上的数据,且使用红外发送器将数据转换成红外信号。耦接至总线102的红外探测器可以接收在红外信号中携带的数据和将数据放置到总线102上。总线102将数据传送至主存储器106,处理器104从主存储器106获取和执行指令。由主存储器106接收的指令可以可选择地在处理器104的执行之前或之后被储存在储存装置110上。
[0071] 计算机系统100还优选地包括耦接至总线102的通信接口118。通信接口118提供耦接至网络链路120的双向数据通信,该网络链路120连接至本地网络122。例如,通信接口118可以是综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器,用于提供数据通信连接至对应类型的电话线。作为另一例子,通信接口118可以是局域网(LAN)卡,以提供数据通信连接至兼容的LAN。无线链路也可以被实现。在任何这样的实施方式中,通信接口118发送和接收电、电磁或光信号,其携带表示各种类型的信息的数字数据流。
[0072] 典型地,网络链路120通过一个或更多的网络将数据通信提供至其它数据装置。例如,网络链路120可以通过本地网络122提供连接至主机124或由网络服务商(ISP)126操作的数据设备。ISP126又通过全球分组数据通信网络(现在被通常称为“互联网”)128提供数据服务。本地网络122和互联网128都使用携带数字数据流的电、电磁或光信号。通过各种网络的信号和网络链路120上和通过通信接口118的信号将数字数据传送至计算机系统100和从计算机系统100传送回,其是用于运送信息的载波的示例性形式。
[0073] 计算机系统100可以通过网络、网络链路120和通信接口118发送信息和接收数据,包括程序码。在互联网的例子中,服务器130可以通过互联网128、ISP126、局域网122和通信接口118为应用程序发送请求码。根据本发明,一个这样的被下载的应用程序提供用于例如实施例的照射优化。在它在储存装置110或用于之后的执行的其它非易失性储存器中被接收和/或储存时,接收码可以被处理器104执行。如此,计算机系统100可以获得成载波形式的应用码。
[0074] 图9示意性地显示示例性的光刻投影设备,其照射源可以通过使用此处描述的方法而被优化。所述设备包括:
[0075] 辐射系统IL,用于供给投影辐射束B。在这一特定的情形中,辐射系统还包括辐射源SO;
[0076] 第一载物台(掩模台)MT,设置有用于保持掩模MA(例如掩模版)的掩模保持器并连接至第一定位装置,所述第一定位装置用于精确地相对于投影系统PS定位掩模;
[0077] 第二载物台(衬底台)WT,设置有用于保持衬底W(例如涂覆抗蚀剂的硅晶片)的衬底保持器并连接至第二定位装置,所述第二定位装置用于相对于投影系统PS精确地定位衬底;
[0078] 投影系统(“透镜”)PS(例如折射式、反射式或折射反射式的光学系统),用于将掩模MA的受辐射部分成像到衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多的管芯)上。
[0079] 如此处显示的,所述设备是透射式(即具有透射式掩模)。然而,通常它还可以是反射式的,例如(具有反射式掩模)。可替代地,所述设备可以采用另一类型的图案形成装置来替代掩模使用;例子包括可编程反射镜阵列或LCD矩阵。
[0080] 源SO(例如汞灯或准分子激光器)产生辐射束。例如,这一辐射束被直接地供给到照射系统(照射器)IL中,或在穿过调节装置(诸如扩束器Ex)之后供给到照射系统(照射器)IL中。照射器IL可以包括调整装置AD,所述调整装置AD用于设定在束中的强度分布的外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)。另外,它通常包括各种其它部件,诸如积分器IN和聚光器CO。这样,照射到掩模MA上的束B在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。
[0081] 关于图9应当注意的是,源SO可以位于光刻投影设备的壳体内(当源SO是例如汞灯时经常是这样的情形),但是它还可以远离光刻投影设备,其产生的辐射束被引导到所述设备中(例如在适合的定向反射镜的帮助下);所述后一种情况通常是当源SO是准分子激光器(例如是基于KrF,ArF或F2激光的准分子激光器)的情形。
[0082] 辐射束B随后被保持在掩模台MT上的掩模MA所拦截。已经穿过掩模MA之后,所述束B穿过透镜PS,其将束B聚焦到衬底W的目标部分C上。在第二定位装置(和干涉仪测量装置IF)的辅助下,衬底台WT可以精确地移动,例如以便在束PB的路径上定位不同的目标部分C。类似地,例如在从掩模库机械获取掩模MA之后或在扫描期间,第一定位装置可以用于相对于束B的路径定位掩模MA。通常,在长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)(未在图9中明确地示出)的帮助下,实现载物台MT、WT的移动。然而,在晶片步进机的情形中(与步进扫描工具相反),掩模台MT可以仅仅连接至短行程致动器或可以是固定的。
[0083] 所示出的工具可以在两种不同的模式中使用:
[0084] 在步进模式中,掩模台MT可以保持为基本静止,且一次(即单个“闪光”)将整个掩模图像投影到目标部分C上。衬底台WT之后在x和/或y方向上被移动,使得可以通过束B来辐射不同的目标部分C。
[0085] 在扫描模式中,除了给定的目标部分C不在单个“闪光”中曝光之外,实质上应用了相同的方式。替代地,掩模台MT可以沿给定方向(所谓“扫描方向”,例如y方向)以速度v移动,使得投影束B在掩模图像上扫描;同时,衬底台WT沿同一或相反的反向以速度V=Mv同时地移动,其中M是透镜PL的放大率(典型地M=1/4或1/5)。这样,可以曝光相对大的目标部分C,而不对分辨率进行折衷。
[0086] 此处公开的概念可以模拟或在数学上对用于使亚波长特征成像的任何一般性成像系统进行建模,且可能随着能够产生尺寸不断变小的波长的成像技术的出现是特别有用的。已经使用的现有的技术包括EUV(极紫外线)光刻术,其能够用ArF激光器产生193nm波长,甚至可以用氟激光器产生157nm的波长。此外,EUV光刻术能够通过使用同步加速器或通过用高能电子撞击材料(固体或等离子体)来产生在20-5nm范围内的波长,用于产生在这一范围内的光子
[0087] 可以使用下述的方面进一步地描述本发明:
[0088] 1.一种用于调节光刻过程至参考光刻过程的计算机执行的方法,所述光刻过程配置成使用光刻投影设备将设计布局的一部分成像到衬底上,所述光刻投影设备包括照射源和投影光学装置,所述方法包括步骤:
[0089] 定义多个设计变量的多变量成本函数,所述设计变量代表了所述光刻过程的特性,其中所述成本函数代表了所述光刻过程和所述参考光刻过程之间的光刻响应的差别,其中所述设计变量中的至少一些设计变量包括所述投影光学装置的特性;和
[0090] 通过调整所述设计变量重新配置所述光刻过程的特性,直到预定的终止条件被满足为止。
[0091] 2.根据方面1所述的方法,其中所述优化过程包括通过在每一次迭代的开始点附近的预定义的相对小的邻域内计算线性的拟合系数来迭代地最小化所述成本函数。
[0092] 3.根据方面1所述的方法,其中所述成本函数通过求解多项式而被最小化,所述多项式包括所述设计变量的高阶多项式。
[0093] 4.根据方面3所述的方法,其中所述成本函数被以拟合常数系数项展开。
[0094] 5.根据方面4所述的方法,其中由来自传递交叉系数(TCC)的多项式展开的系数计算所述拟合常数系数。
[0095] 虽然此处公开的概念可以用于在诸如硅晶片的衬底上成像,但是应当理解,所公开的概念可以与任何类型的光刻成像系统一起使用,例如用于在除了硅晶片之外的衬底上成像的那些光刻成像系统。
[0096] 上文描述是说明性的,而不是限制性的。因此,本领域技术人员应当清楚可以在不背离所附的权利要求的范围的情况下对所述实施例本发明做出修改。
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