專利名稱：對NA－σ曝光設(shè)置和散射條OPC同時(shí)優(yōu)化的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請的技術(shù)領(lǐng)域一般性地涉及一種用于優(yōu)化光刻裝置設(shè)置值并優(yōu)化光學(xué)近似修正(OPC)的方法、程序產(chǎn)品和裝置。
背景技術(shù)：
光刻裝置可以用于例如制造集成電路(IC)。在這種情況下，掩模包含對應(yīng)于IC一個(gè)單獨(dú)層的電路圖案，該圖案可以成像在已涂敷輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基底(硅片)的目標(biāo)部分上(例如包括一個(gè)或者多個(gè)電路小片(die))。一般的，單一的晶片將包含由相鄰目標(biāo)部分構(gòu)成的整個(gè)網(wǎng)格，該相鄰目標(biāo)部分由投影系統(tǒng)逐個(gè)相繼輻射。一種光刻投影裝置是將整個(gè)掩模圖案一次性曝光在目標(biāo)部分上而使每個(gè)目標(biāo)部分受到輻射；這種裝置通常稱作晶片步進(jìn)器。另一種可選擇的裝置(通常稱作步進(jìn)掃描裝置)是通過投影束沿給定的參考方向(“掃描”方向)依次掃描掩模圖案同時(shí)沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底臺而使每個(gè)目標(biāo)部分受到輻射。一般來說，因?yàn)橥队跋到y(tǒng)有一個(gè)放大系數(shù)M(通常＜1)，因此對基底臺的掃描速度V是對掩模臺掃描速度的M倍。關(guān)于這里所述的光刻設(shè)備，可以從例如美國專利US6,046,792中了解到更多信息，該專利在這里作為參考引入。
在使用光刻投影裝置的制造方法中，掩模圖案在至少部分由一層輻射敏感材料(抗蝕劑)覆蓋的基底上成像。在該成像步驟之前，可以對基底可進(jìn)行各種處理，如涂底漆、涂敷抗蝕劑和軟烘烤。在曝光后，可以對基底進(jìn)行其它的處理，如曝光后烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤和測量/檢查成像特征。以這一系列工藝為基礎(chǔ)，對例如IC器件的單層形成圖案。這種圖案層然后可進(jìn)行各種不同的處理，如蝕刻、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學(xué)-機(jī)械拋光等形成一單層所需的所有處理。如果需要多層，那么可對每一新層重復(fù)其中的全部步驟或者作出改變的步驟。最終，在基底(晶片)上形成器件陣列。然后采用例如切割或者鋸斷的技術(shù)將這些器件彼此分開，所形成的單個(gè)器件可以安裝在載體上，或者連接到管腳上等等。
為了簡單起見，投影系統(tǒng)在下文稱為“透鏡”；但是應(yīng)將該術(shù)語廣義地理解為包含各種類型的投影系統(tǒng)，包括例如折射光學(xué)裝置、反射光學(xué)裝置和反折射系統(tǒng)。輻射系統(tǒng)還可以包括根據(jù)這些設(shè)計(jì)類型中任一設(shè)計(jì)進(jìn)行操作的部件，該操作部件用于引導(dǎo)、整形或者控制輻射投影束，下文中這種部件還可籠統(tǒng)地或者單獨(dú)地稱作“透鏡”。另外，光刻裝置可以具有兩個(gè)或者多個(gè)基底臺(和/或兩個(gè)或者多個(gè)掩模臺)。在這種“多級式”器件中，這些附加臺可以并行使用，或者可以在一個(gè)或者多個(gè)臺上進(jìn)行準(zhǔn)備步驟，而在一個(gè)或者多個(gè)其它臺上進(jìn)行曝光。例如在美國專利US5,969,441中描述了一種二級光刻裝置，這里作為參考引入。
光刻掩模指的是上述由幾何圖案構(gòu)成的部件，該圖案對應(yīng)硅晶片上集成的電路圖案。用于產(chǎn)生這種掩模的圖案是利用CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))程序而形成的，這種方法一般稱為EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)。為了形成這些功能掩模，多數(shù)CAD程序遵循一套預(yù)定的設(shè)計(jì)規(guī)則。這些規(guī)則由工藝限度和設(shè)計(jì)限度所確定。例如，設(shè)計(jì)規(guī)則定義電路器件(例如門電路，電容器等)之間或者互連線之間的間距容差，以確保電路器件或者導(dǎo)線不會(huì)以不希望的方式發(fā)生相互作用。設(shè)計(jì)規(guī)則的限度一般稱為“臨界尺寸”(CD)。電路的臨界尺寸定義為線或者孔的最小寬度，或者是兩條線或者兩個(gè)孔之間的最小間距。因而，CD確定了所設(shè)計(jì)的電路的總體大小以及密度。
當(dāng)然，在集成電路制造中，目標(biāo)之一就是在晶片上如實(shí)復(fù)制原始電路設(shè)計(jì)(通過掩模)。然而，當(dāng)由光刻法所形成的結(jié)構(gòu)的尺寸減小并且結(jié)構(gòu)的密度增大時(shí)，設(shè)計(jì)掩模就會(huì)額外地增加成本和復(fù)雜性。就是說，當(dāng)要求半導(dǎo)體器件性能更高時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)則受到的限制比在減小曝光波長和增大透鏡數(shù)值孔徑(NA)兩方面所取得的進(jìn)展要大。因此，在低kl(low kl)系統(tǒng)中提高分辨率的技術(shù)已經(jīng)必不可少。提高分辨率的技術(shù)包括光學(xué)近似修正(OPC)和光刻裝置優(yōu)化特別是NA和部分相干因子(西格馬)的優(yōu)化。這些技術(shù)有助于克服一定的鄰近效應(yīng)；然而，它們都是用人工的方式完成的。
另外，OPC技術(shù)包括在原始掩模圖案上對特征進(jìn)行偏置和對次光刻特征進(jìn)行巧妙放置以補(bǔ)償鄰近效應(yīng)，從而改善最終轉(zhuǎn)印的電路圖案。用次分辨率輔助特征、或者散射條作為修正光學(xué)鄰近效應(yīng)的裝置已經(jīng)表明，它能夠有效地增大整個(gè)處理窗口(也即，不管特征和與之相鄰的特征是否分立或者密集組裝在一起，一致地印制具有規(guī)定CD的特征的能力)。散射條起到增大有效圖案密度(分立部件或者密度較小的特征)的作用，因而由此抵消和印制分立或者密度較小的特征相關(guān)的不想要的效應(yīng)。
對于中等節(jié)距特征節(jié)距來說，由于其間插不下SB，因此一般的光學(xué)近似修正(OPC)法是調(diào)整特征邊界(或者進(jìn)行偏置)，使得印制的特征的寬度接近想要的寬度。為了能夠使用次分辨率特征和/或?qū)μ卣髌靡杂行У販p小光學(xué)鄰近效應(yīng)，要求應(yīng)具備有關(guān)掩模設(shè)計(jì)和印制工藝的大量知識以及大量經(jīng)驗(yàn)的操作者，對掩模設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，使得，如果要達(dá)到所需目的的話，能夠使用次分辨率特征和/或?qū)μ卣鬟吔邕M(jìn)行調(diào)整(偏置)。實(shí)際上，即使有經(jīng)驗(yàn)的操作者完成這項(xiàng)任務(wù)的時(shí)候，為了將次分辨率特征正確地定位，往往也需要進(jìn)行“反復(fù)試驗(yàn)”過程以獲得想要的修正量。這個(gè)反復(fù)試驗(yàn)過程，要求通過對掩模反復(fù)修正隨之以反復(fù)模擬，這既耗時(shí)間又使得費(fèi)用昂貴。
依照前面的描述，有人開發(fā)出一種系統(tǒng)方法，在該方法中設(shè)計(jì)者對掩模圖案優(yōu)化。圖13示出該系統(tǒng)方法的流程圖。在步驟S200中檢查器件布局以確定臨界節(jié)距(S202)。據(jù)此調(diào)整給定光刻裝置的NA、西格馬-外(Sigma-outer)和西格馬-內(nèi)(Sigma-inner)參數(shù)(S204)。模擬器可以基于這些參數(shù)產(chǎn)生給定掩模圖案的空間像，以確定給定圖案明顯的鄰近效應(yīng)。通過對掩模的散射條處理、或是OPC處理來調(diào)整圖案、或是兩種方法相結(jié)合(S206)可以消除這些效應(yīng)。由于是采用散射條處理和/或OPC處理，優(yōu)化的偏置值和OPC處理仍然取決于給定光刻裝置的一些參數(shù)如NA、西格馬-外和西格馬-內(nèi)。如果參數(shù)變化了，對掩模采取的這些步驟必須重復(fù)多次。人工完善給定掩模而進(jìn)行的反復(fù)試驗(yàn)過程往往非常耗時(shí)，并且主要取決于設(shè)計(jì)者為了消除光學(xué)鄰近效應(yīng)而手動(dòng)地調(diào)整光刻裝置的參數(shù)并且完成各種處理的熟練程度。
因此，需要產(chǎn)生一種優(yōu)化光刻裝置參數(shù)或者利用OPC優(yōu)化地配置偏置的方法或過程。

發(fā)明內(nèi)容
本申請公開了一種對光刻裝置設(shè)置值進(jìn)行優(yōu)化以及基于這些設(shè)置值對形成于基板表面上的圖案進(jìn)行光學(xué)鄰近修正(OPC)優(yōu)化的方法和程序產(chǎn)品。有以下步驟識別臨界密集節(jié)距，并對應(yīng)到第一臨界特征和第二臨界特征；針對該臨界部件確定優(yōu)化的光刻裝置設(shè)置值；根據(jù)對該臨界特征的分析完成OPC；對其它臨界特征完成OPC調(diào)整；針對其它臨界特征對光刻裝置設(shè)置值進(jìn)行優(yōu)化。有利的是，OPC和光刻裝置設(shè)置值可以相互得到優(yōu)化。
本申請還公開了一種對光刻裝置設(shè)置值進(jìn)行優(yōu)化以及基于這些設(shè)置對形成于基板表面上的圖案進(jìn)行光學(xué)近似修正(OPC)優(yōu)化的裝置。該裝置包括一個(gè)用于提供投影束的輻射系統(tǒng)，一個(gè)用于接收投影輻射束、并將調(diào)整過的輻射束投影到一部分掩模上去的照明器，其中該照明器具有預(yù)定的西格馬-外和西格馬-內(nèi)參數(shù)，還包括一個(gè)具有數(shù)值孔徑(NA)的投影系統(tǒng)，用于將掩模的對應(yīng)的受輻照的部分成像到基板的目標(biāo)部分。針對圖案上包括臨界特征在內(nèi)的多個(gè)特征，NA、預(yù)定的西格馬-外和西格馬-內(nèi)以及OPC可以相互優(yōu)化。
該裝置還包括一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置為通過識別多個(gè)特征中的臨界特征和非臨界特征，確定優(yōu)化的NA、預(yù)定的西格馬-外和預(yù)定的西格馬-內(nèi)設(shè)置使得印制臨界特征而不需要偏置調(diào)整，根據(jù)對臨界特征的分析完成OPC，完成對非臨界特征的OPC調(diào)整，以及針對其它特征優(yōu)化NA、預(yù)定的西格馬-外和預(yù)定的西格馬-內(nèi)設(shè)置，通過以上方式來來確定預(yù)定的NA、預(yù)定的西格馬-外和預(yù)定的西格馬-內(nèi)參數(shù)。
結(jié)合附圖，從下面的詳細(xì)描述中可以更加清楚地了解本發(fā)明前面所述的和別的特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)。


圖1示出一個(gè)示例性的光刻投影裝置。
圖2示出一個(gè)用于優(yōu)化曝光設(shè)置和SB處理的示例性的流程圖。
圖3示出一個(gè)將要在基板表面上形成的示例性的圖案或者它的一部分。
圖4示出對圖3所示的圖案進(jìn)行節(jié)距分析的示例性的圖表。
圖5示出一個(gè)示例性的目標(biāo)圖案，它已經(jīng)根據(jù)所公開的獨(dú)特內(nèi)容得到優(yōu)化。
圖6示出一個(gè)對目標(biāo)圖案處理的處理窗口，該目標(biāo)圖案的曝光設(shè)置已經(jīng)針對臨界節(jié)距進(jìn)行了優(yōu)化。
圖7示出對圖5所示的多條切割線處理的處理窗口。
圖8示出CD一致性分布。
圖9示出對CD值和圖5所示的多條切割線處理的處理窗口。
圖10示出根據(jù)對多個(gè)特征的曝光設(shè)置和OPC進(jìn)行的最新優(yōu)化對所述多條切割線處理的處理窗口。
圖11示出根據(jù)最新優(yōu)化的曝光設(shè)置，所述多條切割線的CD一致性分布。
圖12示出對所述多條切割線處理的處理窗口，這多條切割線是對多個(gè)特征和CD值的曝光設(shè)置和OPC進(jìn)行的最新優(yōu)化的結(jié)果。
圖13示出現(xiàn)有技術(shù)中對曝光設(shè)置和SB處理進(jìn)行優(yōu)化的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是光刻投影裝置的簡圖，該光刻投影裝置適于使用下面討論的概念。該裝置包括-輻射系統(tǒng)Ex，IL，用于提供輻射投影束PB。在這個(gè)具體例子中，該輻射系統(tǒng)還包括一輻射源LA；-第一目標(biāo)臺(掩模臺)MT，設(shè)有用于保持掩模MA(例如劃線板)的掩模保持器，并與用于將該掩模相對于物體PL精確定位的第一定位裝置連接；-第二目標(biāo)臺(基底臺)WT，設(shè)有用于保持基底W(例如涂敷抗蝕劑的硅晶片)的基底保持器，并與用于將基底相對于物體PL精確定位的第二定位裝置連接；-投影系統(tǒng)(“透鏡”)PL(例如折射，反射，折反射光學(xué)系統(tǒng))，用于將掩模MA的被照射部分成像在基底W的目標(biāo)部分C(例如包括一個(gè)或多個(gè)電路小片(die))上。該投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(NA)可以調(diào)整。
如這里指出的，該裝置屬于透射型(例如具有透射掩模)。但通常它還可以是例如反射型(例如具有反射掩模)。另外，該裝置可以采用其它類型的構(gòu)圖裝置取代掩模；例如可編程反射鏡陣列或者LCD矩陣。
源LA(例如，汞燈、受激準(zhǔn)分子激光器)產(chǎn)生輻射束。該光束直接或橫穿過如擴(kuò)束器Ex這樣的調(diào)節(jié)裝置后，照射到照明系統(tǒng)(照射器)IL上。照明器IL可以包括調(diào)節(jié)裝置AM，用于設(shè)定光束強(qiáng)度分布的外徑和/或內(nèi)徑范圍(通常分別稱為西格馬-外和西格馬-內(nèi))。另外，它通常還包括其它各種組件，如積分器IN和聚光器CO。按照這種方式，照射到掩模MA上的光束PB在其橫截面上具有理想的均勻度和強(qiáng)度分布。
應(yīng)該注意，圖1中輻射源LA可以置于光刻投影裝置的殼體中(例如當(dāng)輻射源LA是汞燈時(shí)往往是這種設(shè)置)，但也可以遠(yuǎn)離光刻投影裝置，其產(chǎn)生的輻射束被(例如借助于合適的定向反射鏡)引導(dǎo)至該裝置中；當(dāng)光源LA是準(zhǔn)分子激光器時(shí)(例如基于KrF，ArF或F2激發(fā)作用)通常是后面的那種情況。這里討論的實(shí)施例至少包含這兩種情況。
隨后，光束PB隨后截取掩模臺MT所保持的掩模MA。橫穿過掩模MA后，光束PB通過透鏡PL，透鏡PL將光束PB聚焦到基底W的目標(biāo)部分C上。例如，為了將不同的目標(biāo)部分C在光束PB的光路中定位，可以借助于第二定位裝置(和干涉測量裝置IF)實(shí)現(xiàn)基底臺WT的精確移動(dòng)。類似的，例如在從掩模庫中機(jī)械取出掩模MA后或在掃描期間，可以使用第一定位裝置將掩模MA相對光束PB的光路進(jìn)行精確定位。一般地，借助于圖28中未明確顯示的長沖程模塊(粗略定位)和短沖程模塊(精確定位)，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)臺MT、WT的移動(dòng)?？墒?，在晶片步進(jìn)器中(與步進(jìn)掃描裝置相反)，掩模臺MT可與短沖程致動(dòng)裝置連接，或者固定。
所示的裝置可以按照二種不同模式使用-在步進(jìn)模式中，掩模臺MT基本保持不動(dòng)，在目標(biāo)部分C上一次投影(即單“閃”)整個(gè)掩模圖像。然后基底臺WT沿x和/或y方向移動(dòng)，以使光束PB能夠照射不同的目標(biāo)部分C。
-在掃描模式中，情況基本相同，但是所給定的目標(biāo)部分C不以單“閃”方式暴露。取而代之的是，掩模臺MT可沿給定的方向(所謂的“掃描方向”，例如y方向)以速度v移動(dòng)，以使投影束PB能夠掃描整個(gè)掩模圖像；同時(shí)，基底臺WT沿相同或者相反的方向以速度V＝Mv同時(shí)移動(dòng)，式中M是透鏡PL的放大率(一般M＝1/4或1/5)。這種方式可以使得相當(dāng)大的目標(biāo)部分C曝光，而不會(huì)損害分辨率。
這里所揭示的概念可以對對任何一般的成像系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬或者數(shù)學(xué)建模，以獲得次波特征的成像情況，因而對于所涌現(xiàn)出的能夠產(chǎn)生日益減小尺寸的波長的成像技術(shù)來說，這是特別有用的。已經(jīng)投入使用的技術(shù)包括EUV(超紫外線)光刻術(shù)，這種光刻術(shù)能夠利用ArF激光器產(chǎn)生波長為193nm的光，利用氟激光器甚至能夠產(chǎn)生波長為157nm的光。此外，通過利用同步加速器或者用高能電子撞擊材料(固體或者等離子體)來產(chǎn)生20-5nm范圍內(nèi)的光子，EUV光刻術(shù)能夠產(chǎn)生這個(gè)波長范圍內(nèi)的波長。因?yàn)槎鄶?shù)物質(zhì)在這個(gè)范圍具有吸收性，故可以利用具有鉬和硅層疊結(jié)構(gòu)的反射鏡來產(chǎn)生照明。層疊結(jié)構(gòu)的反射鏡中，成對的鉬和硅有40層，其中每一層的厚度為1/4波長。X射線光刻術(shù)甚至可提供更小的波長。通常，用同步加速器產(chǎn)生X射線波長。因?yàn)槎鄶?shù)材料對X射線波長具有吸收性，所以薄薄的一片吸收材料就可以確定各特征將在哪里印制(正性光刻膠)或者在哪里不印制(負(fù)性光刻膠)。
圖2是對光刻裝置設(shè)置如NA和西格馬-外(out)和西格馬-內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化以及根據(jù)所優(yōu)化的設(shè)置實(shí)施OPC處理的示例性流程圖。步驟100中(以下步驟縮寫為”S”)，選擇基板表面上將形成的圖案或者圖案中的一部分(以下稱之為“選定的設(shè)計(jì)”)進(jìn)行分析，在選定設(shè)計(jì)上完成間距分析或者節(jié)距分析。
間距定義為某一特征邊界到另一特征的另一邊界的距離。節(jié)距則是間距和特征寬度之和。換句話說，間距指的是兩個(gè)特征之間的距離，而節(jié)距對應(yīng)著兩個(gè)特征之間的距離加上每個(gè)特征的寬度。如這里所采用的并且如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所已知的一樣，臨界密集節(jié)距對應(yīng)著設(shè)計(jì)中最小線寬度和間距。
間距或者節(jié)距分析(S100)需要識別選定設(shè)計(jì)中的間距或者節(jié)距分布。因?yàn)楣?jié)距包括線寬和間距，并且因?yàn)樵贗C設(shè)計(jì)中最小的線寬由設(shè)計(jì)規(guī)則所限定，所以易于將間距分析的結(jié)果轉(zhuǎn)化為節(jié)距分析的結(jié)果，反之亦然。因此，為便于解釋起見，下面僅僅描述間距分析。但是本發(fā)明決不限于間距分析。
圖3示出一個(gè)示例性的選定設(shè)計(jì)。然而，這里描述的間距和節(jié)距不限于這里所示出的選定設(shè)計(jì)，它可以是別的包括接觸孔的設(shè)計(jì)或者包括線和接觸孔的設(shè)計(jì)。間距A，B，C，D，E和F具有不同數(shù)值的間距?？梢圆捎么罅糠椒ㄖ械娜魏我环N方法來完成間距分析(S100)，以識別圖3示出的間距A-F。該方法包括人工方法檢查選定設(shè)計(jì)以識別每個(gè)間距并確定它的數(shù)值。應(yīng)用掩模仿真程序或許使該技術(shù)變得更為簡單。ASML Mask Tools的MASKWEAVER是這種軟件程序的一個(gè)示例，它能夠檢查任何選定設(shè)計(jì)并且對相同的間距進(jìn)行識別和分組。
S102中確定臨界密集節(jié)距。為了便于討論，假定間距A對應(yīng)著臨界密集節(jié)距，也即最小組合的間距和線寬。因此特征30對應(yīng)著臨界特征。
S104中，光刻裝置設(shè)置可以反復(fù)調(diào)整，直到臨界特征30不再需要進(jìn)行偏置調(diào)整而進(jìn)行印制。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，調(diào)整NA和西格馬(西格馬-外和西格馬-內(nèi))可以使得臨界特征需要或者不需要偏置調(diào)整地進(jìn)行印制。換句話說，大家都知道，任何對臨界特征的偏置調(diào)整可以惡化光學(xué)鄰近效應(yīng)的影響，而且往往難于實(shí)現(xiàn)這種調(diào)整。不采用由OPC分析所確定的偏差BA的調(diào)整(也即改變特征30的幾何特征)，可以通過調(diào)整光刻裝置設(shè)置(也即曝光量、NA、西格馬-外和西格馬-內(nèi))使得可以需要或者不需要偏置調(diào)整而印制特征30。因?yàn)閷εR界特征的偏置調(diào)整的量經(jīng)常受到可利用的空間大小的限制，所以調(diào)整光刻裝置設(shè)置就是一種印制臨界特征的簡單方法。
調(diào)整NA和西格馬的方法對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是熟知的?；蛟S調(diào)整這些參數(shù)的最佳方法是采用類如ASML MaskTools開發(fā)的Lithocuriser這樣的仿真軟件包實(shí)現(xiàn)，它能夠自動(dòng)地確定最佳NA和西格馬，從而印制出臨界特征。當(dāng)然，熟練的光刻人員能夠以人工方式反復(fù)調(diào)整這些參數(shù)，直到把印制臨界特征的曝光量確定到合適為止。任何情形下，都可以確定最優(yōu)的光刻裝置參數(shù)例如NAoptimal、西格馬-外optimal和西格馬-內(nèi)optimal，使得不再需要對印制特征30進(jìn)行偏置調(diào)整BA。
如果識別到臨界節(jié)距多于一個(gè)，那么會(huì)識別“最”臨界的特征，在多數(shù)情況下，它對應(yīng)著最小節(jié)距，從而可以確定最佳的曝光量參數(shù)。其它的臨界節(jié)距可以通過調(diào)整偏置B來解決。
在S106中，根據(jù)定向估算來對每個(gè)間距確定散射條(SB)位置、SB寬度和偏差。該技術(shù)對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說也是熟知的，并且通常要求光刻人員對一個(gè)給定的間距選定SB的寬度和位置，并基于該間距確定特征的偏差。仿真軟件，例如ASML Mask的Lithocuriser可以提供這樣的定向估算。
把S106中定向估算的結(jié)果列表，如表1所示。從而，每個(gè)SB的尺寸、位置、長度和任何偏置調(diào)整一起在表中列出。

表1在S108中，對圖3所示的、產(chǎn)生間距A-F規(guī)則的選定設(shè)計(jì)基于步驟S106中提供的定向估算完成OPC分析。通過OPC分析產(chǎn)生SB規(guī)則的技術(shù)對光刻技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員是熟知的，并且它需要輸入已知的光刻裝置的參數(shù)。這些參數(shù)包括根據(jù)圖1所討論的光刻裝置中透鏡的數(shù)值孔徑(NA)以及西格馬-外和西格馬-內(nèi)。根據(jù)光學(xué)鄰近效應(yīng)的分析，可以獲得每個(gè)間距的OPC規(guī)則，這些間距規(guī)定了每個(gè)間距的SB位置(x，y)、SB寬度(W)、SB長度(L)、SB個(gè)數(shù)以及任一偏置調(diào)整(B)?？蓪PC分析的結(jié)果列表，如表2所示。對應(yīng)著間距A的臨界特征30不需要偏置調(diào)整。

表2圖4示出一個(gè)示例性直方圖，它可以從圖3的選定設(shè)計(jì)得到。x軸表示間距A-F，y軸表示每個(gè)間距A-F的頻率。有利的是，該圖表確定了在對每個(gè)間距優(yōu)化SB位置(x，y)、SB寬度(W)、SB長度(L)、SB個(gè)數(shù)以及任一偏置調(diào)整(B)的設(shè)計(jì)的間距量。不進(jìn)行這種分析，熟練的光刻人員也許會(huì)忽略對于設(shè)計(jì)正確印刷在晶片上時(shí)關(guān)鍵的某些間距。
在S110中，OPC調(diào)整是在臨界特征30之外的特征上進(jìn)行。完成OPC調(diào)整的技術(shù)對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是熟知的。后面會(huì)給出一個(gè)簡要描述。
發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果考慮到設(shè)計(jì)中其他的特征(包括臨界特征)，實(shí)際的處理窗口會(huì)更小。因而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步改善光刻裝置設(shè)置和OPC處理將會(huì)為多特征增大處理窗口。
在S110中，OPC調(diào)整是在臨界特征之外的特征上進(jìn)行，圖3示出了這種特征32。通過對特征32作價(jià)值函數(shù)分析，可以完成這些調(diào)整。
等式1是一個(gè)價(jià)值函數(shù)，該函數(shù)以預(yù)計(jì)臨界尺寸(CD)和目標(biāo)CD之間的差值或者偏差數(shù)為因子，來確定最佳偏差值?？梢岳闷渌鼉r(jià)值函數(shù)來確定最佳偏差值。但等式1適用于基于梯度的方法。
等式1→C1(b1,b2...bn)=ΣiM|ΔEi|N]]>式中，b0，b1...bn對應(yīng)偏差值ΔEi對應(yīng)目標(biāo)CD和預(yù)計(jì)CD之間的偏差數(shù)，(0≤i≤M)對應(yīng)任一樣本號，N是一個(gè)用于解決芯片平均情況性狀和最壞情況性狀的量度(metric)。
等式1可以解決最壞情況性狀(N設(shè)定為高值)。典型地，設(shè)計(jì)者選擇N＝4，當(dāng)然也可以采用其它值。解決了最壞情況性狀，就可以大大地避免芯片故障(例如由橋接引起的)。根據(jù)等式1，結(jié)果(C1)越大，那么它所對應(yīng)的芯片設(shè)計(jì)的最壞情況性狀態(tài)也越糟糕。因此，應(yīng)用等式1解決偏差值(b0，b1...bn)，其中C1最小。
接下來優(yōu)化SB。等式2表示一個(gè)確定最佳散射條位置的價(jià)值函數(shù)。
等式2→C2(d01,d11...dn1;d02,d12...n2)=ΣiM1|NILs|N]]>式中，d01，d11...dn1對應(yīng)一定間距的SB1距離(從特征的一邊界算起)，d02，d12...n2對應(yīng)該間距的SB2距離(從該特征的所述邊界算起)，(0≤i≤M)對應(yīng)任一樣本號，N是一個(gè)用于解決芯片平均情況性狀和最壞情況性狀的量度(metric)。
同等式1一樣，等式2可用于解決最壞情況性狀(N設(shè)定為高值)。典型地，設(shè)計(jì)者選定N＝4，當(dāng)然也可采用其它值。解決了最壞情況性狀，就可以大大地避免芯片故障。根據(jù)等式2，結(jié)果(C2)越大，則它所對應(yīng)的芯片設(shè)計(jì)較壞情況性狀也越糟糕。因此，應(yīng)用等式2解決距離值d01，d11...dn1和d02，d12...n2，其中C1最小。
S110中的OPC調(diào)整結(jié)果示于表3中。假定“[值]”表示根據(jù)S110所得到的優(yōu)化值。

表3在S112中確定OPC調(diào)整是否充分。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠進(jìn)行這個(gè)判斷?？梢酝ㄟ^檢查具有最新優(yōu)化設(shè)置的處理窗口是否增大來考慮步驟S110中的OPC調(diào)整的充分性。光刻技術(shù)人員也可以為整個(gè)設(shè)計(jì)設(shè)置一個(gè)目標(biāo)處理窗口。例如，僅僅考慮臨界特征30，設(shè)計(jì)人員可以將用于多特征的目標(biāo)處理窗口的面積設(shè)為處理窗口的至少75％，或者在一定的曝光寬容度(EL)處設(shè)定某一具體的焦深(DOF)。
如果確定OPC處理不夠充分，那么要根據(jù)S110中已經(jīng)進(jìn)行了OPC調(diào)整的掩模設(shè)計(jì)也即最新選定的特征來對光刻裝置的設(shè)置進(jìn)一步優(yōu)化。重復(fù)S108和S110直到完成充分的OPC處理。相對于僅僅對光刻裝置設(shè)置值中臨界特征的優(yōu)化來說，光刻裝置設(shè)置的優(yōu)化也可用于多個(gè)特征(即整個(gè)掩模設(shè)計(jì))。
實(shí)例圖5示出一個(gè)示例性的目標(biāo)圖案。附圖標(biāo)記50表示臨界特征(對應(yīng)著320nm的臨界節(jié)距)，附圖標(biāo)記52和54表示除了臨界特征之外的其它的半隔離特征。臨界特征50在對應(yīng)于S100和S102的步驟中給予識別(圖2)。圖5中的示例性圖案是采用具有表4中所列出的參數(shù)的類星體照明來照射的。

表4在S106(圖2)中，可以針對臨界特征50進(jìn)行光刻裝置設(shè)置的優(yōu)化。表5列出了根據(jù)S106得到的優(yōu)化參數(shù)以及對應(yīng)的處理窗口面積。

表5圖7示出對圖5中所示的多條切割線50、52、54處理的處理窗口70。如果考慮切割線50以外的切割線，處理窗口70的大小比圖6所示處理窗口60的要小。事實(shí)上，處理窗口60的面積很顯著地減小到323.64918(nm x mj/cm2)。
圖8和圖9示出光刻裝置的堅(jiān)固性，該裝置可以改變它的曝光設(shè)置和焦距。理想的是，任何改變應(yīng)該引起臨界尺寸控制規(guī)范內(nèi)對應(yīng)的改變。然而，如圖8中所示，根據(jù)曝光設(shè)置和焦距的改變，CD值產(chǎn)生兩個(gè)峰值，并且有CD值落在規(guī)范之外。這是由于在處理窗口70之外進(jìn)行操作的結(jié)果，圖9也示出這一點(diǎn)。圖9還畫出了根據(jù)曝光設(shè)置和焦距的改變的多個(gè)CD值。理想的是，這些CD值應(yīng)該位于處理窗口70內(nèi)。很明顯，事實(shí)并非如此。這就是本申請要解決的一個(gè)問題，它是通過人工方式對包括臨界特征50在內(nèi)的多個(gè)特征的曝光設(shè)置和OPC調(diào)整進(jìn)行優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的。圖8和圖9示例性地示出S112中進(jìn)行的OPC調(diào)整不充分的情況。
再回到S110，OPC調(diào)整是對除了臨界特征50之外的特征進(jìn)行的。這個(gè)例子是對其他特征52、54行OPC調(diào)整。因此，S108-S114構(gòu)成的反饋環(huán)分析將循環(huán)兩次。當(dāng)然，S110可以對其他特征52、54進(jìn)行OPC調(diào)整。
圖10是對包括臨界特征50在內(nèi)的多個(gè)特征50、52、54的曝光設(shè)置和OPC相互進(jìn)行優(yōu)化的處理窗口的基本示例圖。表6列出對應(yīng)的優(yōu)化的曝光設(shè)置。根據(jù)多個(gè)特征相互優(yōu)化曝光設(shè)置和OPC調(diào)整，該處理窗口的面積比圖7所示處理窗口增大幾乎300％。

表6圖11和圖12示出光刻裝置的優(yōu)化了的堅(jiān)固性，該裝置可以改變它的曝光設(shè)置和焦距。同樣，任何改變應(yīng)該在臨界尺寸內(nèi)引起對應(yīng)的改變。如圖11所示，CD一定程度上隨著曝光設(shè)置和焦距的改變而對稱地改變，這時(shí)因?yàn)椴僮魇窃谔幚泶翱?00內(nèi)進(jìn)行的，圖12也示出這一點(diǎn)。圖12的曲線圖還畫出根據(jù)曝光設(shè)置和焦距的變化的多個(gè)CD值。通過對包括臨界特征50在內(nèi)的多個(gè)特征進(jìn)行曝光設(shè)置和OPC相互優(yōu)化，CD的變化值就落在處理窗口內(nèi)，結(jié)果增大了加工裕度。
軟件可以實(shí)現(xiàn)或者幫助完成這里公開的內(nèi)容。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件功能性包括編程，包括可執(zhí)行代碼，它可以用于實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)化技術(shù)。軟件代碼可由通用計(jì)算機(jī)來執(zhí)行。運(yùn)算時(shí)，代碼和可能涉及到的數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)在通用計(jì)算機(jī)的平臺上。但在其它時(shí)間，為了將其裝入一個(gè)合適的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，軟件可以在其他位置存儲(chǔ)和/或傳遞。因此，上面討論的實(shí)施例包括一個(gè)或者多個(gè)軟件產(chǎn)品，它們由至少一種機(jī)器可讀介質(zhì)以一個(gè)或者多個(gè)代碼模塊的形式承載。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器執(zhí)行這些代碼，使得平臺能夠?qū)崿F(xiàn)編目和/或軟件下載功能，這基本上是以上述實(shí)施例中所討論和說明的方式來進(jìn)行的。
這里所采用的術(shù)語例如計(jì)算機(jī)或者機(jī)器“可讀介質(zhì)”指的是任一參與提供了處理器要執(zhí)行的指令的介質(zhì)。這樣的介質(zhì)可以有許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)以及傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括，例如光盤或者磁盤，任何計(jì)算機(jī)中的任何這樣一種存儲(chǔ)器件是作為服務(wù)器平臺之一工作的，正如上所述。易失性介質(zhì)包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，例如這種計(jì)算機(jī)平臺的主存儲(chǔ)器。物理傳輸介質(zhì)包括同軸光纜；銅線和光纖，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的總線的導(dǎo)線。載波傳輸介質(zhì)可以采取電信號或者電磁信號的形式，或者聲波或者光波例如在無線電頻率(RF)和紅外線(IR)數(shù)據(jù)通訊中產(chǎn)生的波。因此通常的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的形式包括，例如，軟盤、軟磁盤(flexible disk)、硬盤、磁帶、其它任何磁介質(zhì)，CD-ROM，DVD、其它任何光學(xué)介質(zhì)，較少使用的介質(zhì)例如穿孔卡片、紙帶、任何其它帶孔圖案的物理介質(zhì)、RAM、PROM、EPROM和FLASH-EPROM、任何其它存儲(chǔ)芯片或者盒式磁帶、傳輸數(shù)據(jù)或者指令的載波，傳輸這種載波的電纜或者鏈路，或者計(jì)算機(jī)能夠從中讀出程序代碼和/或數(shù)據(jù)的任何其它介質(zhì)。很多這些形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以把一個(gè)或者多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列傳輸?shù)教幚砥鲌?zhí)行。
盡管對本發(fā)明已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的描述和解釋，但應(yīng)該清楚地了解，上述內(nèi)容僅僅是說明性和示例性的，而不是限制性的，本發(fā)明僅僅由后面的權(quán)利要求書限定其范圍。
權(quán)利要求
1.一種對光刻裝置設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化和對基板表面上將形成的圖案的光學(xué)近似修正(OPC)進(jìn)行優(yōu)化的方法，所述方法包括以下步驟(a)識別臨界密集節(jié)距并對應(yīng)到第一臨界特征和第二臨界特征；(b)對于該臨界特征確定最佳光刻裝置設(shè)置；(c)根據(jù)該臨界特征的分析執(zhí)行OPC；(d)對其它臨界特征執(zhí)行OPC調(diào)整；和(e)對其它的臨界特征優(yōu)化光刻裝置設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中光刻設(shè)置包括透鏡的數(shù)值孔徑和照明器的西格馬。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟對多個(gè)臨界特征重復(fù)步驟(d)和(e)直到OPC調(diào)整符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)為止。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟(f)識別設(shè)計(jì)的多個(gè)間距或者多個(gè)節(jié)距；(g)將該多個(gè)間距中相同的間距分類，或者將該多個(gè)節(jié)距中相同的節(jié)距分類；以及(h)確定出現(xiàn)率最多的間距或者節(jié)距。
5.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，它包含可在至少一個(gè)機(jī)器可讀介質(zhì)上傳輸?shù)目蓤?zhí)行代碼，其中，該代碼由至少一個(gè)可編程計(jì)算機(jī)執(zhí)行使得該至少一個(gè)可編程計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行一序列對光刻裝置設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化和對基板表面上將形成的圖案的光學(xué)近似修正(OPC)進(jìn)行優(yōu)化的步驟，包括以下步驟(a)識別臨界密集節(jié)距并對應(yīng)到第一臨界特征和第二臨界特征；(b)對該臨界特征確定最佳的光刻裝置設(shè)置；(c)根據(jù)對該臨界特征的分析執(zhí)行OPC；(d)對其它臨界特征執(zhí)行OPC調(diào)整；以及(e)對其它臨界特征優(yōu)化光刻裝置設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中光刻設(shè)置包括透鏡的數(shù)值孔徑和照明器的西格馬-內(nèi)(Sigma-in)和西格馬-外(Sigma-out)設(shè)置。
7.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括步驟對多個(gè)臨界特征重復(fù)步驟(d)和(e)直到OPC調(diào)整充分為止。
8.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括以下步驟(f)識別設(shè)計(jì)的多個(gè)間距或者多個(gè)節(jié)距；(g)把該多個(gè)間距中相同的間距分類或者把該多個(gè)節(jié)距中相同的節(jié)距分類；以及(h)確定出現(xiàn)率最多的間距或者節(jié)距。
9.一種對光刻裝置設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化和對基板表面上將形成的圖案的光學(xué)近似修正(OPC)進(jìn)行優(yōu)化的裝置，所述裝置包括輻射系統(tǒng)，用于提供投影束；照明器，用于接收輻射投影束，并將調(diào)整過的輻射束投影一部分掩模，其中該照明器有預(yù)計(jì)的西格馬-外和預(yù)計(jì)的西格馬-內(nèi)參數(shù)，以及投影系統(tǒng)，具有數(shù)值孔徑(NA)，用于將掩模對應(yīng)的受輻射部分成像在基底的目標(biāo)部分上，其中，對于所述圖案中包括臨界特征的多個(gè)臨界特征來相互優(yōu)化NA、預(yù)計(jì)的西格馬-外、預(yù)計(jì)的西格馬-內(nèi)和OPC。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，它還包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，配置為通過以下步驟來確定所述預(yù)計(jì)的NA、預(yù)計(jì)的西格馬-外、預(yù)計(jì)的西格馬-內(nèi)參數(shù)(a)識別臨界密集節(jié)距并對應(yīng)到第一臨界特征和第二臨界特征；(b)該臨界特征確定最佳的光刻裝置設(shè)置；(c)根據(jù)對該臨界特征的分析執(zhí)行OPC；(d)對其它臨界特征執(zhí)行OPC調(diào)整；以及(e)對其它臨界特征優(yōu)化光刻裝置設(shè)置。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括步驟對多個(gè)非臨界特征重復(fù)步驟(d)和(e)直到OPC調(diào)整充分。
全文摘要
公開了一種基于目標(biāo)布局對光刻系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(“NA”)和西格馬因子進(jìn)行優(yōu)化的方法、程序產(chǎn)品和裝置。對圖案進(jìn)行節(jié)距或者間距分析以確定設(shè)計(jì)的臨界節(jié)距的分布。根據(jù)該節(jié)距或者間距分析確定臨界密集節(jié)距。對參數(shù)NA、西格馬－內(nèi)和西格馬－外進(jìn)行優(yōu)化，使得印制臨界特征可以通過偏置調(diào)整或者不需要偏置調(diào)整而進(jìn)行。對于除了臨界特征之外的特征，根據(jù)OPC進(jìn)行調(diào)整，因而光刻裝置設(shè)置進(jìn)一步得到相互優(yōu)化。因此，對任何圖案，光刻裝置設(shè)置可以通過兼顧OPC得到優(yōu)化。
文檔編號G03F7/20GK1577099SQ20041005527
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者D·F·S·蘇, A·利布岑 申請人:Asml蒙片工具有限公司