專利名稱：用于平板印刷仿真的系統(tǒng)和方法
對(duì)有關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求如下申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)60/509,600，名稱為“System and Method of Fast Lithography Simulation”，提交于2003年10月7日(下文稱為“臨時(shí)申請(qǐng)”)。通過引用將該臨時(shí)申請(qǐng)的內(nèi)容整體結(jié)合于此。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用來測(cè)量、檢查、特征化、仿真和/或評(píng)價(jià)平板印刷(lithographic)系統(tǒng)和技術(shù)的性能的系統(tǒng)和技術(shù)；更具體地，在一方面涉及用來測(cè)量、檢查、特征化、仿真和/或評(píng)價(jià)平板印刷系統(tǒng)和處理技術(shù)(例如在半導(dǎo)體制造/處理環(huán)境中實(shí)施的系統(tǒng)和技術(shù))的光學(xué)特征和效果的系統(tǒng)和技術(shù)。
簡(jiǎn)言之，在半導(dǎo)體工業(yè)中，微平板印刷(或簡(jiǎn)稱為平板印刷(lithography))是在半導(dǎo)體晶片(例如硅或GaAs晶片)上印刷電路圖案的工藝。目前，光學(xué)平板印刷是大量半導(dǎo)體制造中所用的占主導(dǎo)地位的技術(shù)。這樣的平板印刷利用了在可見到深紫外線光譜范圍中的光來使晶片上的抗蝕劑曝光。未來可能利用極紫外線(EUV)和軟X射線。在曝光之后，使抗蝕劑顯影以產(chǎn)出浮雕圖像。
在光學(xué)平板印刷中，首先使用電子束或激光束直接寫工具來寫光掩模(常稱為掩?；蚍謩澃?。用于光學(xué)平板印刷的典型光掩模在一側(cè)上包括六至八英寸的玻璃(或石英)板，該板的一個(gè)表面涂覆有厚度約100nm的薄金屬層(例如鉻)。將芯片圖案蝕刻到該金屬層中，由此允許光透射過。未蝕刻掉金屬層的區(qū)域阻礙光透射。以此方式，可以將圖案投影到半導(dǎo)體晶片上。
光掩模包含用來在晶片上創(chuàng)建所需電路圖案的某些圖案和特征。用于將掩模圖像投影到晶片上的工具稱為步進(jìn)器或掃描器(下文統(tǒng)稱為“光刻設(shè)備”、“掃描器”或“步進(jìn)器”)。參照?qǐng)D1，常規(guī)步進(jìn)器的光學(xué)投影平板印刷系統(tǒng)10的示意框圖包括照明源12、照明瞳濾光器14、透鏡子系統(tǒng)16a-c、掩模18、投影瞳濾光器20和晶片22，掩模18的空中圖像(aerial image)投影于該晶片22上。
參照?qǐng)D1，借助背景，照明源12可以是例如在UV(紫外線)或DUV(深紫外線)波長(zhǎng)處工作的激光源。光束在入射到照明瞳14上之前已經(jīng)擴(kuò)張和雜亂。照明瞳14可以是簡(jiǎn)單的圓孔或者具有用于離軸照明的專門設(shè)計(jì)的形狀。離軸照明可以包括例如環(huán)形照明(即該瞳是具有經(jīng)設(shè)計(jì)的內(nèi)和外半徑的環(huán))、四重照明(即該瞳在瞳平面的四個(gè)象限中具有四個(gè)開口)以及與偶極照明相似的其它形狀。圖2A和圖2B分別圖示了示范性的環(huán)形和四重照明。
繼續(xù)參照?qǐng)D1，在照明瞳14之后，光通過照明光學(xué)件(例如透鏡子系統(tǒng)16)并且入射到光掩模(或掩模)18上。掩模18包含將通過投影光學(xué)件在晶片22上成像的電路圖案。由于晶片22上的所需圖案尺寸變得越來越小，并且圖案變得越來越相互靠近，所以平板印刷工藝變得更具挑戰(zhàn)性。在改進(jìn)成像質(zhì)量的努力中，目前的處理技術(shù)利用了分辨率增強(qiáng)技術(shù)(“RET”)，比如光學(xué)鄰近校正(“OPC”)、相移掩模(“PSM”)、離軸照明(“OAI”)、聚光器和出口瞳濾光器，以及應(yīng)用多級(jí)照明(例如FLEX)的技術(shù)。
許多RET技術(shù)是在掩模18上應(yīng)用或是直接應(yīng)用于掩模18的。例如OPC和PSM，它們修正光波以(1)補(bǔ)償投影光學(xué)件的成像屬性的缺點(diǎn)，例如OPC技術(shù)用來補(bǔ)償由于光干涉造成的光學(xué)鄰近效應(yīng)；以及/或者(2)利用經(jīng)設(shè)計(jì)的光干涉來增強(qiáng)成像質(zhì)量，例如相移掩模技術(shù)用來創(chuàng)建相鄰圖案之間的相位偏移以增強(qiáng)分辨率。
值得注意的是，掩模18可能由于它自身的制造工藝而并不“完美”。例如，掩模18上的拐角可能并不銳利而可能是圓化的；以及/或者線寬可能與設(shè)計(jì)值有一偏差，其中該偏差還可能依賴于設(shè)計(jì)的線寬值和相鄰圖案。掩模18上的這些缺點(diǎn)可能影響最終的成像質(zhì)量。
投影光學(xué)件(例如透鏡子系統(tǒng)16b和16c以及投影瞳濾光器20)將掩模18成像到晶片22上。在這點(diǎn)上，投影光學(xué)件包括投影瞳濾光器20。瞳20限制了能夠通過投影光學(xué)系統(tǒng)的掩模圖案的最大空間頻率。稱為“數(shù)值孔徑”或NA的數(shù)字常常將瞳20特征化。還提出了修正瞳20的RET技術(shù)，一般稱為瞳濾光。瞳濾光可以包括對(duì)于通過光束上的幅度和相位二者的調(diào)制。
由于光的波長(zhǎng)是有限的，以及利用了比印刷在晶片22上的最小線寬更大的波長(zhǎng)的當(dāng)前技術(shù)，在成像工藝期間典型地存在顯著的光干涉和衍射。成像工藝不是掩模18上的圖案的完美復(fù)制。當(dāng)前技術(shù)利用了物理理論來對(duì)該成像工藝建模。另外，由于當(dāng)前平板印刷工具的高NA值，光的不同偏振提供了不同的成像屬性。為了更精確地對(duì)該工藝建模，可以使用基于矢量的模型。
投影光學(xué)件可以是衍射受限的。然而，投影光學(xué)件中的透鏡子系統(tǒng)16c最為經(jīng)常地并不是完全“完美”。這些缺點(diǎn)可以建模為像差，這些像差常常抽象化為瞳平面處的一些不希望的相位調(diào)制，并且常常由一組Zernike系數(shù)代表。在光最終到達(dá)晶片22的表面之后，它們將進(jìn)一步與晶片22上的涂層(例如光致抗蝕劑)相互作用。在這點(diǎn)上，不同的抗蝕劑厚度、不同的抗蝕劑光學(xué)屬性(例如它的折射率)以及抗蝕劑下方的不同的材料堆疊(例如底部防反射涂層或BARC)可能進(jìn)一步影響其自身成像特征。這些效應(yīng)中的一些也可以通過瞳平面處的調(diào)制來抽象化。
當(dāng)抗蝕劑由該圖像曝光、以及隨后烘焙和顯影時(shí)，抗蝕劑趨向于經(jīng)受復(fù)雜的化學(xué)和物理變化。已經(jīng)開發(fā)第一準(zhǔn)則和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵苑抡孢@些工藝。
為了設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)包括掩模實(shí)施RET的掩模的特定實(shí)施，以及估定與步進(jìn)器設(shè)置和特征相結(jié)合的RET設(shè)計(jì)對(duì)于晶片上的印刷圖案質(zhì)量的影響，已經(jīng)利用計(jì)算機(jī)仿真來模仿預(yù)期的和/或期望的結(jié)果。值得注意的是，已經(jīng)為平板印刷工藝的幾乎每個(gè)步驟開發(fā)了物理模型，包括掩模制作、步進(jìn)器的從照明到晶片上圖像的成像路徑以及抗蝕劑曝光和顯影。
目前，有大量針對(duì)平板印刷仿真需求的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)。例如有基于第一準(zhǔn)則模型化的仿真軟件，該軟件進(jìn)行物理和化學(xué)過程的具體仿真，但是運(yùn)行極為緩慢并因此受限于極小的芯片設(shè)計(jì)面積(數(shù)平方微米級(jí))，例如來自Sigma-C(Campbell，California，USA)的“SOLID-C”和來自KLA-Tencor(SanJose，California，USA)的“Prolith”。盡管有了更快執(zhí)行和提供仿真結(jié)果的計(jì)算機(jī)軟件，但是這樣的軟件使用了校準(zhǔn)為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?例如來自Mentor-Graphics(Wilsonville，Oregon，USA)的“Calibre”)。甚至對(duì)于使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷摹翱焖佟狈抡妫酒?jí)的仿真常常仍需數(shù)十小時(shí)至許多天。
而且，為了更完全地理解、設(shè)計(jì)、分析和/或預(yù)計(jì)平板印刷工藝，應(yīng)當(dāng)或可能需要分析和/或仿真從照明到掩模到成像到抗蝕劑的整個(gè)工藝。由于復(fù)雜的模型和大量的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(如今的VLSI設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)能夠達(dá)到每層數(shù)十GB)，通用微處理器上的蠻力計(jì)算趨向于難以處理和耗費(fèi)時(shí)間。另外，利用高度專門化的大型計(jì)算機(jī)將可能要求大量的投資，由此使得該工藝不經(jīng)濟(jì)。
對(duì)于這樣的系統(tǒng)和技術(shù)存在需求，該系統(tǒng)和技術(shù)加速了對(duì)平板印刷系統(tǒng)和處理技術(shù)的光學(xué)特征和/或?qū)傩砸约靶Ч?或相互作用的平板印刷仿真、檢查、特征化和/或評(píng)價(jià)，其克服了常規(guī)系統(tǒng)和方法的一個(gè)、一些或全部缺陷。對(duì)于這樣的系統(tǒng)和技術(shù)存在需求，該系統(tǒng)和技術(shù)促進(jìn)對(duì)RET設(shè)計(jì)的驗(yàn)證、特征化和/或檢查，該RET設(shè)計(jì)包括整個(gè)平板印刷工藝的具體仿真以便驗(yàn)證RET設(shè)計(jì)在最終的晶片圖案上實(shí)現(xiàn)和/或提供了所需結(jié)果。
而且，對(duì)于這樣的系統(tǒng)和技術(shù)存在需求，該系統(tǒng)和技術(shù)快速地仿真、特征化、檢查、驗(yàn)證和/或?qū)崿F(xiàn)RET設(shè)計(jì)和照相平板印刷設(shè)備優(yōu)化及工藝(例如臨界尺度(“CD”，即集成電路設(shè)計(jì)中臨界線的線寬)，線端拉回，在一個(gè)、一些或每個(gè)位置處的一個(gè)、一些或每個(gè)圖案的邊緣布置誤差，和/或?qū)τ谥T如掩模誤差、聚焦、劑量、數(shù)值孔徑、照明孔徑和/或像差的工藝變動(dòng)的印刷靈敏度)。

發(fā)明內(nèi)容
這里描述和圖示有許多發(fā)明。在一個(gè)方面中，本發(fā)明是一種系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法加速了對(duì)平板印刷系統(tǒng)和處理技術(shù)的光學(xué)特征和/或?qū)傩砸约靶Ч?或相互作用的平板印刷仿真、檢查、特征化和/或評(píng)價(jià)。在第一主要方面中，本發(fā)明是一種用于對(duì)包括以預(yù)定配置排列的多個(gè)多邊形(可以或可以不包括一種或多種分辨率增強(qiáng)技術(shù))的平板印刷設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的該方面的系統(tǒng)包括微處理器子系統(tǒng)，以將多個(gè)多邊形轉(zhuǎn)換成其基于像素的位圖表示(例如多級(jí)圖像，比如2、4、8、…64、128、256或灰度級(jí))。該基于像素的位圖包括像素?cái)?shù)據(jù)，其中每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)代表了具有預(yù)定像素尺寸的像素。
該系統(tǒng)進(jìn)一步包括耦合到微處理器子系統(tǒng)的加速器子系統(tǒng)，用以使用平板印刷設(shè)計(jì)的基于像素的位圖表示來計(jì)算平板印刷設(shè)計(jì)的空中圖像的至少一部分。加速器子系統(tǒng)包括配置為并行處理該像素?cái)?shù)據(jù)的多個(gè)可編程門陣列。
在一個(gè)實(shí)施例中，像素尺寸可以大于平板印刷設(shè)計(jì)的空中圖像中的Nyquist頻率，和/或使用平板印刷工具的投影光學(xué)件的數(shù)值孔徑和波長(zhǎng)來確定。
在另一實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括多個(gè)加速器子系統(tǒng)，每個(gè)加速器子系統(tǒng)耦合到微處理器子系統(tǒng)并且被提供有基于像素的位圖的一部分。每個(gè)加速器子系統(tǒng)使用與之關(guān)聯(lián)的像素?cái)?shù)據(jù)來計(jì)算與基于像素的位圖的部分對(duì)應(yīng)的平板印刷設(shè)計(jì)的空中圖像。在一個(gè)實(shí)施例中多個(gè)加速器子系統(tǒng)的每一個(gè)使用像素?cái)?shù)據(jù)來執(zhí)行快速傅立葉變換，以生成空中圖像的對(duì)應(yīng)部分。值得注意的是，這些實(shí)施例的微處理器子系統(tǒng)可包括多個(gè)微處理器，其中每個(gè)微處理器耦合到至少一個(gè)關(guān)聯(lián)的加速器子系統(tǒng)。
該加速器子系統(tǒng)也可以使用平板印刷設(shè)計(jì)的基于像素的位圖表示和代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的系數(shù)矩陣，來計(jì)算晶片上形成的抗蝕劑中的空中圖像。
該加速器子系統(tǒng)可以使用該平板印刷設(shè)計(jì)的基于像素的位圖表示和代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的系數(shù)矩陣，來計(jì)算由該平板印刷設(shè)計(jì)在晶片上形成的圖案。
本發(fā)明的系統(tǒng)也可以包括耦合到微處理器子系統(tǒng)和加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以將晶片上的所計(jì)算的圖案與所需的預(yù)定圖案作比較。該處理系統(tǒng)可以附加地或取代其(1)確定平板印刷設(shè)計(jì)的CD，(2)響應(yīng)于晶片上的所計(jì)算的圖案與所需/預(yù)定圖案之間的比較，來檢測(cè)平板印刷設(shè)計(jì)中的誤差，以及/或者(3)使用晶片上的所計(jì)算的圖案來確定平板印刷設(shè)計(jì)的邊緣布置。值得注意的是，響應(yīng)于檢測(cè)該誤差，該處理系統(tǒng)可以確定對(duì)平板印刷設(shè)計(jì)的修正以校正平板印刷設(shè)計(jì)中的誤差。
而且，該處理系統(tǒng)可以使用晶片上的圖案來確定印刷靈敏度，該靈敏度是響應(yīng)于改變代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的矩陣的系數(shù)來計(jì)算的。代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的矩陣的系數(shù)可以代表聚焦、劑量、數(shù)值孔徑、照明孔徑和像差中的一個(gè)或多個(gè)。事實(shí)上，該處理系統(tǒng)可以使用該印刷靈敏度來確定平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的一組參數(shù)。
在另一主要方面中，本發(fā)明是一種用于對(duì)平板印刷設(shè)計(jì)(包括以預(yù)定配置排列的多個(gè)多邊形(其可以包括或可以不包括分辨率增強(qiáng)技術(shù)))進(jìn)行仿真的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括微處理器子系統(tǒng)，其包括多個(gè)微處理器，用以將平板印刷設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成其基于像素的位圖表示(例如多級(jí)圖像，比如2、4、8…64、128、256或灰度級(jí))。該基于像素的位圖包括像素?cái)?shù)據(jù)，其中每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)代表了具有預(yù)定像素尺寸的像素(例如使用平板印刷工具的投影光學(xué)件的數(shù)值孔徑和波長(zhǎng)來確定的和/或大于該平板印刷設(shè)計(jì)的空中圖像中的Nyquist頻率)。
該系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)加速器子系統(tǒng)，其中每個(gè)加速器子系統(tǒng)包括配置為并行處理像素?cái)?shù)據(jù)的多個(gè)可編程集成電路。此外，每個(gè)加速器子系統(tǒng)連接到關(guān)聯(lián)的微處理器，用以使用平板印刷設(shè)計(jì)的基于像素的位圖表示的對(duì)應(yīng)部分，來計(jì)算平板印刷設(shè)計(jì)的空中圖像的一部分。在某些實(shí)施例中，每個(gè)加速器子系統(tǒng)使用像素?cái)?shù)據(jù)來執(zhí)行快速傅立葉變換，以生成空中圖像的對(duì)應(yīng)部分。
多個(gè)加速器子系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施例中使用平板印刷設(shè)計(jì)的基于像素的位圖表示和代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的系數(shù)矩陣，來計(jì)算由平板印刷設(shè)計(jì)在晶片上形成的抗蝕劑中的空中圖像。在另一實(shí)施例中，加速器子系統(tǒng)使用平板印刷設(shè)計(jì)的基于像素的位圖表示和代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的系數(shù)矩陣，來計(jì)算由平板印刷設(shè)計(jì)在晶片上形成的圖案。
該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括耦合到微處理器子系統(tǒng)和加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以(1)將晶片上的所計(jì)算的圖案與所需/預(yù)定圖案作比較，和/或(2)使用晶片上的所計(jì)算的圖案來確定平板印刷設(shè)計(jì)的CD，和/或(3)使用晶片上的所計(jì)算的圖案來確定平板印刷設(shè)計(jì)的邊緣布置，和/或(4)使用所計(jì)算的晶片上的圖案來確定印刷靈敏度，該靈敏度是響應(yīng)于改變代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的矩陣的系數(shù)(例如投影和照明光學(xué)件的聚焦、劑量、數(shù)值孔徑、照明孔徑和像差中的一個(gè)或多個(gè))來計(jì)算的。事實(shí)上，該處理可以使用印刷靈敏度來確定平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的一組參數(shù)。
而且，該處理系統(tǒng)可以(附加地或取代其)響應(yīng)于晶片上的所計(jì)算的圖案與所需的預(yù)定圖案之間的比較，來檢測(cè)平板印刷設(shè)計(jì)中的誤差。響應(yīng)于檢測(cè)該誤差，該處理系統(tǒng)確定對(duì)平板印刷設(shè)計(jì)的修正以校正該平板印刷設(shè)計(jì)中的誤差。
再次地，這里描述和圖示有許多發(fā)明。這一發(fā)明內(nèi)容并未窮舉本發(fā)明的范圍。而且，這一發(fā)明內(nèi)容并非意在限制本發(fā)明，并且不應(yīng)以該方式來解讀。盡管在這一發(fā)明內(nèi)容中已經(jīng)描述本發(fā)明的某些實(shí)施例、特征、屬性和優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的許多其他以及不同和/或相似的實(shí)施例、特征、屬性和/或優(yōu)點(diǎn)根據(jù)下面的描述、圖示和權(quán)利要求書是明顯的。


在如下的具體描述過程中，將對(duì)附圖進(jìn)行參照。這些圖示出了本發(fā)明的不同方面，并且在適當(dāng)之處，類似地標(biāo)注了標(biāo)號(hào)，這些標(biāo)號(hào)在不同的圖中圖示了相似的結(jié)構(gòu)、部件、材料和/或單元。應(yīng)理解的是，除特別示出的之外，結(jié)構(gòu)、部件、材料和/或單元的各種組合是可構(gòu)思的并且落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖1是具有折射光學(xué)件(下文中稱為步進(jìn)器)的步進(jìn)-和-重復(fù)或步進(jìn)-和-掃描光學(xué)平板印刷系統(tǒng)中的光路徑的示意性表示。該掩模包含將由縮減透鏡系統(tǒng)在晶片上成像的電路圖案；圖2A和2B分別圖示了示范性的常規(guī)環(huán)形和四重照明瞳；圖3是根據(jù)本發(fā)明某些方面的某些實(shí)施例的平板印刷仿真系統(tǒng)的示意框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明某些方面的某些實(shí)施例的仿真過程的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明某些方面的某些實(shí)施例的平板印刷仿真系統(tǒng)的示意框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的圖5的加速器子系統(tǒng)架構(gòu)的示意框圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明某些方面的某些實(shí)施例的D:T檢查過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
這里描述和圖示有許多發(fā)明。在一個(gè)方面中，本發(fā)明針對(duì)于一種技術(shù)和系統(tǒng)，該技術(shù)和系統(tǒng)用于仿真、驗(yàn)證、檢查、特征化、確定和/或評(píng)價(jià)平板印刷設(shè)計(jì)、技術(shù)和/或系統(tǒng)以及/或者由此執(zhí)行的單獨(dú)功能或者其中所用的部件。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是這樣的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法加速了平板印刷系統(tǒng)和處理技術(shù)的光學(xué)特征和/或?qū)傩砸约靶Ч?或相互作用的平板印刷仿真、檢查、特征化和/或評(píng)價(jià)。在這點(diǎn)上，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明利用一種包括專用硬件加速器的平板印刷仿真系統(tǒng)架構(gòu)和一種加速和促進(jìn)掩模設(shè)計(jì)例如RET設(shè)計(jì)的驗(yàn)證、特征化和/或檢查的處理技術(shù)，包括整個(gè)平板印刷工藝的具體仿真和特征化，以驗(yàn)證該設(shè)計(jì)在最終的晶片圖案上實(shí)現(xiàn)和/或提供了所需結(jié)果。該系統(tǒng)包括(1)一個(gè)或多個(gè)通用計(jì)算裝置，用以執(zhí)行在數(shù)據(jù)處理中具有分支和相互依賴的基于范例的邏輯，以及(2)加速器系統(tǒng)，用以執(zhí)行多數(shù)計(jì)算密集任務(wù)。
具體來說，參照?qǐng)D3，在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)通用型計(jì)算裝置112編程和/或配置為處理系統(tǒng)110的整體操作的作業(yè)管理，包括例如劃分設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，用于由加速器系統(tǒng)116的分析和轉(zhuǎn)換。此外，一個(gè)或多個(gè)通用型計(jì)算裝置112經(jīng)由例如一個(gè)或多個(gè)客戶機(jī)計(jì)算機(jī)(未圖示)來促進(jìn)與用戶或操作者(即“外界”)的交互，該客戶機(jī)計(jì)算機(jī)向操作者或用戶提供對(duì)系統(tǒng)110的訪問，用于作業(yè)設(shè)置和/或結(jié)果回顧/分析。
繼續(xù)參照?qǐng)D3，加速器系統(tǒng)116可以編程為執(zhí)行在數(shù)據(jù)處理中具有分支和相互依賴的基于范例的邏輯。在這點(diǎn)上，加速器系統(tǒng)116包括微處理器子系統(tǒng)，用以操縱和處理對(duì)于常規(guī)平板印刷仿真和設(shè)計(jì)系統(tǒng)/技術(shù)是典型的多邊形(或類似物)圖案。由于在典型設(shè)計(jì)中有許多多邊形，并且有許多不同的多邊形類型和范例，所以系統(tǒng)110利用加速器系統(tǒng)116的微處理器子系統(tǒng)來實(shí)施用以操縱基于范例的邏輯(例如“if this case，then；else if，then；and so on”)的程序或例程。
加速器系統(tǒng)116進(jìn)一步適當(dāng)?shù)匕詈系轿⑻幚砥髯酉到y(tǒng)的經(jīng)編程和配置的加速器子系統(tǒng)(包括專用硬件加速器)，用以執(zhí)行基于像素的圖像處理(例如基于像素的灰度級(jí)圖像仿真)?；谙袼氐膱D像處理可以包含基于像素的計(jì)算，例如過濾、再映射、傅立葉變換或其它類型變換。在這些基于像素的計(jì)算中，數(shù)據(jù)的相互依賴被最小化--這促進(jìn)了實(shí)施并行和管線化計(jì)算。
參照?qǐng)D4，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，平板印刷仿真、檢查、特征化和/或評(píng)價(jià)過程包括基于像素的平板印刷仿真。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫基于多邊形或類似物的那些示例中，系統(tǒng)110將基于多邊形的數(shù)據(jù)庫(包含特定設(shè)計(jì))轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)基于像素的圖像(見方框120和122)。有許多技術(shù)用于將多邊形(或類似物)轉(zhuǎn)換成多級(jí)圖像(例如2、4、8，…64，128，256或灰度級(jí)圖像)。所有這樣的技術(shù)無論是現(xiàn)在公知或是以后開發(fā)的，都將落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，一種轉(zhuǎn)換方法包括兩個(gè)主要過程(1)使用掃描線過程或技術(shù)來填充子像素二進(jìn)制位圖。子像素尺寸可選擇為最終像素尺寸的分?jǐn)?shù)，例如像素的1/8。對(duì)于每個(gè)子像素，如果子像素是在多邊形內(nèi)，則子像素以1填充，否則以0填充。更為復(fù)雜的技術(shù)包括抖動(dòng)，其能夠增加填充分辨率卻不縮減子像素尺寸，但是如果一些相鄰子像素在多邊形邊緣上(因此既不完全在多邊形以內(nèi)也不完全在多邊形以外)則將一些子像素填充為1和將其它子像素填充為0。抖動(dòng)是標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)；以及/或者(2)將抗混疊(anti-aliasing)過濾器應(yīng)用到子像素二進(jìn)制位圖，同時(shí)將位像下采樣為像素尺寸的多級(jí)圖像(例如灰度級(jí)圖像)。抗混疊過濾器是圖像處理中的一種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，用來在下采樣之前限制圖像的空間頻帶以避免混疊?？够殳B過濾器的設(shè)計(jì)需要最小化將在下采樣之后折回到頻帶中的頻率內(nèi)容。
在多邊形至灰度圖像的轉(zhuǎn)換中使用這兩種技術(shù)的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)在于接著對(duì)多邊形重迭自動(dòng)地處理。也就是說，當(dāng)有多邊形結(jié)構(gòu)的重迭時(shí)，子像素在其位于重迭區(qū)域中時(shí)被兩次填充以1(或者如果該重迭包含多于兩個(gè)的多邊形則多次“填充”以1)，最終填充的值仍是1。因此，任何重迭在轉(zhuǎn)換過程中得到自動(dòng)解析。
這一圖像轉(zhuǎn)換步驟中的重要決定是像素尺寸的選擇。在這點(diǎn)上，實(shí)施較大像素尺寸可能造成在下游或以后處理中所要求的較小計(jì)算量以及較大的誘發(fā)的圖像處理誤差。在一個(gè)實(shí)施例中，像素尺寸選擇為使得它能夠在空中圖像中的Nyquist頻率以上對(duì)圖像采樣。在光學(xué)平板印刷科學(xué)中眾所周知的是，無論掩模上的照明、部分相干和/或RET(例如OPC和PSM)，晶片平面上的光強(qiáng)度分布中的最大空間頻率可特征化為2×NA/λ，其中NA是步進(jìn)器投影光學(xué)件的數(shù)值孔徑，而λ是在成像中所用的波長(zhǎng)。在圖像處理中還公知的是，如果采樣頻率是在原始圖像中存在的最大空間頻率的兩倍以上，則人能夠從經(jīng)采樣的圖像中精確重構(gòu)原始圖像。這公知為Nyquist理論，而2×原始圖像中的最大現(xiàn)存空間頻率則稱為Nyquist頻率。因此，利用這一關(guān)系，對(duì)于步進(jìn)器中的空中圖像，Nyquist采樣率是4×NA/λ。同樣，像素尺寸可以是p＝λ/(4×NA)或更小。例如，對(duì)于193nm的波長(zhǎng)和NA＝0.65，像素尺寸p可以是74nm或更小。對(duì)于248nm的波長(zhǎng)和NA＝0.65，像素尺寸p可以是95nm或更小。
應(yīng)當(dāng)注意，上述像素尺寸選擇是在晶片空中圖像級(jí)。某些步進(jìn)器在從掩模成像到晶片時(shí)實(shí)施圖像尺寸縮減，并且可以調(diào)整掩模上的像素尺寸。例如，如果步進(jìn)器縮減比率是4×，則掩模上的Nyquist采樣像素尺寸比晶片上的大4×。因此，在這些環(huán)境下，可以調(diào)整采樣像素尺寸。
經(jīng)轉(zhuǎn)換的基于像素的灰度級(jí)圖像代表了掩模。掩模RET(例如OPC和PSM)可合并到這一圖像中，因?yàn)镽ET特性典型地是多邊形數(shù)據(jù)庫的一部分。例如，在OPC情形中，修飾(decoration)典型地是額外的多邊形，因此它們自動(dòng)地變成灰度級(jí)圖像的一部分。在PSM的情形中，如果僅有兩種類型的相位“0”和“180”度，則子像素位圖在多邊形至位圖的轉(zhuǎn)換期間在180度相位區(qū)中以“-1”填充并且最終的灰度級(jí)圖像將包含正和負(fù)值二者。事實(shí)上，當(dāng)PSM包括剛好超出0和180度的相位差時(shí)，位圖值可以包括對(duì)應(yīng)的相位因子，并且灰度級(jí)圖像也可以由復(fù)數(shù)構(gòu)成，其中復(fù)數(shù)包括實(shí)部和虛部。
如上所述，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(由多邊形或類似物構(gòu)成)到一個(gè)或多個(gè)基于像素的圖像(見方框120和122)的轉(zhuǎn)換由加速器系統(tǒng)116的微處理器子系統(tǒng)執(zhí)行和/或完成。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以實(shí)施抗混疊過濾技術(shù)(見方框122)。也就是說，由于抗混疊過濾可以實(shí)施為線性操作，所以不同的相位層可以單獨(dú)地轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制位圖、接著轉(zhuǎn)換成多級(jí)圖像(例如灰度級(jí)圖像)，接著與它們單獨(dú)的相位因子相乘，接著相加以獲得具有復(fù)數(shù)像素值的最終多級(jí)圖像(例如灰度級(jí)圖像)。抗混疊過濾技術(shù)(方框122)在一個(gè)實(shí)施例中可以使用多邊形設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的二進(jìn)制位像(方框120的輸出)由加速器系統(tǒng)116來執(zhí)行和/或完成。
繼續(xù)參照?qǐng)D4，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換成灰度級(jí)圖像之后，在一個(gè)實(shí)施例中，該圖像可應(yīng)用于處理以將系統(tǒng)掩模誤差建模到圖像中(見方框124)。例如，普通的掩模誤差包括由例如電子束鄰近效應(yīng)和抗蝕劑顯影的掩模制造工藝中的缺點(diǎn)所造成的偏差和拐角圓化。拐角圓化是指掩模上的拐角并不銳利而是圓化的事實(shí)(例如由寫束點(diǎn)的有限尺寸以及抗蝕劑顯影低通效應(yīng)造成)，并且能夠通過對(duì)于所有拐角引入邊緣圓化效應(yīng)來建模，例如使用四分之一的圓來取代兩個(gè)直邊的尖銳90度交叉。
偏差是指實(shí)際線寬與設(shè)計(jì)值之間的差(這例如可能由抗蝕劑的過顯影或顯影不足造成)。值得注意的是，該差可能依賴于經(jīng)設(shè)計(jì)的線寬值和相鄰圖案(例如由電子束鄰近效應(yīng)造成)。偏差常常能夠利用擴(kuò)張或侵蝕值，通過圖像上的灰度級(jí)形態(tài)操作來建模，該擴(kuò)張或侵蝕值依賴于圖案的尺寸和圖案的鄰域以將鄰近效應(yīng)納入考慮之中。這些技術(shù)對(duì)于圖像處理領(lǐng)域的技術(shù)人員是眾所周知的。
值得注意的是，掩模誤差建模功能(方框124)可以是可選的，正如以虛線格式所表示的那樣。例如，在利用高質(zhì)量的技術(shù)來制作掩模的那些示例中，由于掩模誤差造成的晶片上的最終效果可以忽略。因此，無需實(shí)施這一掩模誤差建模。
另外，掩模誤差建模功能(方框124)在一個(gè)實(shí)施例中可以由加速器系統(tǒng)116的加速器子系統(tǒng)使用例如如上所述多邊形設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的位像來執(zhí)行和/或完成。
繼續(xù)參照?qǐng)D4，下一過程是對(duì)經(jīng)過投影光學(xué)件的和在經(jīng)設(shè)計(jì)的照明機(jī)制下的空中成像路徑建模(見方框126)。該物理成像模型在光學(xué)科學(xué)中已經(jīng)很好地建立，可使用標(biāo)量或矢量成像模型。由于光學(xué)平板印刷移向高NA系統(tǒng)(高NA一般指大于0.6的NA)，矢量模式正變得更加重要。在過去十年中，已經(jīng)開發(fā)各種技術(shù)用以加速計(jì)算。
一個(gè)實(shí)例是將總的成像系統(tǒng)分解為一系列相干成像系統(tǒng)，這一系列系統(tǒng)具有降低的重要性，即稱為傳輸交叉系數(shù)(TCC)的矩陣的越來越小的本征值，所述矩陣是由投影和照明光學(xué)件限定但是獨(dú)立于掩模圖案本身的矩陣。經(jīng)分解的相干系統(tǒng)常常稱為本征系統(tǒng)。依賴于精確性要求，可包括各種數(shù)目的本征系統(tǒng)。多數(shù)空中圖像計(jì)算可以利用向前和向后的快速傅立葉變換(FFT)來生成空中圖像。由于衍射受限的相干光學(xué)成像系統(tǒng)可以容易地特征化為一系列傅立葉變換，所以利用FFT來生成設(shè)計(jì)的空中圖像可以是有利的。所有這些變換在應(yīng)用于基于像素的圖像上時(shí)可以是規(guī)則的基于像素的計(jì)算。
另外，空中圖像生成(方框126)在一個(gè)實(shí)施例中可以由加速器子系統(tǒng)116例如使用由附加處理(例如抗混疊過濾技術(shù)122和/或掩模誤差建模124)(如果有)所修正的多邊形設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的位像來執(zhí)行和/或完成。
在空中圖像生成/計(jì)算126期間，晶片表面抗蝕劑堆疊參數(shù)(例如厚度、BARC和/或折射率)可以合并到TCC方程中。也可以合并各種非掩模RET技術(shù)，例如離軸照明和瞳濾光，作為TCC計(jì)算方程的一部分。另外，光學(xué)件中的缺點(diǎn)，例如像差和/或光散射，也可以通過根據(jù)理想范例相應(yīng)地修正瞳來合并到空中成像方程中。
繼續(xù)參照?qǐng)D4，抗蝕劑中的空中圖像負(fù)責(zé)使抗蝕劑本身曝光。對(duì)于嚴(yán)格的第一準(zhǔn)則建模(即抗蝕劑仿真128)，可以利用抗蝕劑內(nèi)的空中圖像的3D強(qiáng)度分布。對(duì)于抗蝕劑建模的某些實(shí)施例，可以利用一個(gè)平面上的2D空中圖像分布，例如晶片表面上方某個(gè)距離處的空中圖像。利用經(jīng)計(jì)算的空中圖像，可以應(yīng)用許多不同的抗蝕劑模型?？刮g劑模型對(duì)物理和化學(xué)過程進(jìn)行仿真和/或建模以及預(yù)計(jì)最終的經(jīng)顯影的抗蝕劑邊緣位置和/或抗蝕劑輪廓。值得注意的是，所有這樣的模型和建模技術(shù)無論是現(xiàn)在公知的或是以后開發(fā)的，都將落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣位置和/或邊緣輪廓可以與例如由計(jì)量工具(例如CD-SEM、光學(xué)CD工具)測(cè)量的SEM圖像、CD值的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作比較，以驗(yàn)證和校準(zhǔn)抗蝕劑模型參數(shù)。
值得注意的是，抗蝕劑建模可以縮減為規(guī)則的基于像素的計(jì)算，例如過濾、再映射，并因此適合于硬件加速。同樣，抗蝕劑建?；蚍抡?方框128)在一個(gè)實(shí)施例中可以由加速器子系統(tǒng)116例如直接使用多邊形設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的二進(jìn)制位像(見方框120)或者使用由附加處理(例如抗混疊過濾技術(shù)122和/或掩模誤差建模124)所修正的多邊形設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的位像或者直接對(duì)由此生成的空中圖像(見方框126)來執(zhí)行和/或完成。
同樣在圖4所示的虛線框中的下一操作是基板蝕刻工藝的建模(見方框130)。該操作在目前的平板印刷仿真和/或分析中常常是不必要的，因?yàn)槲g刻工藝可以視為與平板印刷分離和獨(dú)立的工藝。然而，蝕刻工藝可以合并到本發(fā)明中。
基板蝕刻工藝的仿真也可以縮減到基于像素的處理。同樣，蝕刻工藝仿真(方框130)在一個(gè)實(shí)施例中可以由加速器子系統(tǒng)116例如直接使用多邊形設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的二進(jìn)制位像(見方框120)或者使用由附加處理(例如抗混疊過濾技術(shù)122、掩模誤差建模124和/或抗蝕劑仿真128)所修正的多邊形設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的位像或者直接對(duì)由此生成的空中圖像(見方框126)來執(zhí)行和/或完成。
繼續(xù)參照?qǐng)D4，在確定和/或識(shí)別設(shè)計(jì)的邊緣位置之后，可以確定、檢查、特征化和/或評(píng)價(jià)晶片上的印刷圖案(見方框132)。通過連接經(jīng)識(shí)別的邊緣點(diǎn)，構(gòu)造經(jīng)仿真的晶片圖案。這些預(yù)計(jì)的晶片圖案可以用于各種應(yīng)用，例如與設(shè)計(jì)目標(biāo)(即晶片上的所需圖案)做比較，以驗(yàn)證RET設(shè)計(jì)真正在實(shí)現(xiàn)它的目的并且未生成誤差。下面具體地提供了各種和/或適當(dāng)應(yīng)用(方框134)的討論。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，硬件加速指使用硬件(例如包含計(jì)算引擎、計(jì)算芯片和/或存儲(chǔ)器的電子板)的技術(shù)，該硬件對(duì)于基于像素類型的計(jì)算而言比基于通用型微處理器的計(jì)算裝置更有效率。該加速器硬件可以利用高配置的和專門編程的通用型計(jì)算裝置(例如通用微處理器和/或可編程邏輯器件)來實(shí)施，并且同樣從微處理器卸載重要的計(jì)算過程。以此方式，該系統(tǒng)以更為并行和管線化的方式來計(jì)算仿真數(shù)據(jù)。
例如，參照?qǐng)D3，在一個(gè)實(shí)施例中，加速器系統(tǒng)116的微處理器子系統(tǒng)可以處理嚴(yán)重依賴于基于范例的邏輯的那些計(jì)算，例如多邊形轉(zhuǎn)換至其位圖表示，而加速器系統(tǒng)116的加速器子系統(tǒng)對(duì)于具有較少(或幾乎沒有)數(shù)據(jù)相互依賴性的那些計(jì)算進(jìn)行處理。同樣，在這一配置中，由加速器子系統(tǒng)執(zhí)行的計(jì)算密集任務(wù)可以管線化方式并行化和計(jì)算，例如圖像過濾(圖4的方框122)、圖像變換比如傅立葉變換(圖4的方框126)和/或抗蝕劑建模/仿真(圖4的方框128)。
參照?qǐng)D5，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)110包括一個(gè)或多個(gè)通用型計(jì)算系統(tǒng)112，例如應(yīng)用處理系統(tǒng)114a和前端處理系統(tǒng)114b。應(yīng)用處理系統(tǒng)114a適當(dāng)?shù)嘏渲脼樘幚硐到y(tǒng)110的整體操作的作業(yè)管理。具體來說，在一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)用處理系統(tǒng)114a包括應(yīng)用處理裝置136和應(yīng)用SCSI RAID 138a。應(yīng)用處理裝置136適當(dāng)?shù)鼐幊虨樘峁?duì)系統(tǒng)110的各種部件操作的管理。在這點(diǎn)上，例如應(yīng)用處理裝置136可以編程為針對(duì)加速器系統(tǒng)116的各種部件劃分設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，由此指定由加速器系統(tǒng)116的部件執(zhí)行的單獨(dú)作業(yè)、功能或過程。SCSI RAID硬盤陣列138a為應(yīng)用處理裝置136所用的程序和數(shù)據(jù)(例如設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫)提供存儲(chǔ)。
前端處理系統(tǒng)114b包括前端處理裝置140，該裝置140適當(dāng)?shù)鼐幊虨榻?jīng)由例如一個(gè)或多個(gè)客戶機(jī)計(jì)算機(jī)(未圖示)來處理或執(zhí)行與用戶或操作者(即“外界”)的直接交互，該客戶機(jī)計(jì)算機(jī)向操作者或用戶提供了對(duì)系統(tǒng)110的訪問，用于作業(yè)建立和/或結(jié)果回顧/分析。與前端處理裝置相關(guān)聯(lián)的SCSIRAID硬盤陣列138b應(yīng)當(dāng)是高容量存儲(chǔ)裝置，因?yàn)橛脖P陣列138b用來存儲(chǔ)許多仿真作業(yè)的結(jié)果和圖像。前端處理系統(tǒng)114b還與應(yīng)用處理系統(tǒng)114a通信，以向或從應(yīng)用SCSI RAID 138a(例如設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫)提供或取回?cái)?shù)據(jù)，并且如用戶或操作者所指示地那樣來指示應(yīng)用處理系統(tǒng)114a開始作業(yè)。
繼續(xù)參照?qǐng)D5，應(yīng)用處理系統(tǒng)114a和前端處理系統(tǒng)114b例如經(jīng)過高速交換機(jī)(例如吉比特-以太網(wǎng)交換機(jī)142a和142b)來與加速器系統(tǒng)116連接。交換機(jī)142a和142b可以是由Dell Computer(Austin，Texas，USA)制造和提供的DELL 5224Power Connect。DELL 5224Power Connect的實(shí)施和操作在應(yīng)用說明、技術(shù)/期刊文章和數(shù)據(jù)表中有具體的描述，通過引用將它們?nèi)拷Y(jié)合于此。
在一個(gè)實(shí)施例中，所有或基本所有的實(shí)際計(jì)算密集任務(wù)可以由加速器系統(tǒng)116并且具體而言是由一個(gè)或多個(gè)加速器部件116a-n來進(jìn)行。本發(fā)明的這一架構(gòu)通過改變加速器硬件部件116a-n的數(shù)目來實(shí)現(xiàn)可縮放的計(jì)算容量。而且，該架構(gòu)還實(shí)現(xiàn)和增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體容錯(cuò)。例如，假設(shè)給定的加速器硬件部件116a-n失效，它的作業(yè)可重新分配給其它加速器硬件部件116a-n，并且以此方式，系統(tǒng)110維持它的操作條件/狀態(tài)。
具體來說，加速器系統(tǒng)116可以包括一個(gè)或多個(gè)加速器部件116a-n，每個(gè)部件具有微處理器子系統(tǒng)144a-n(包括一個(gè)或多個(gè)微處理器)中的一個(gè)、一個(gè)或多個(gè)加速器子系統(tǒng)146a-n、以及耦合到關(guān)聯(lián)的微處理器子系統(tǒng)144a-n的本地或駐留存儲(chǔ)器存儲(chǔ)148a-n。硬件加速能力的程度或量可以依賴于待執(zhí)行的計(jì)算的程度或量來與微處理器子系統(tǒng)144a-n相均衡。
在一個(gè)實(shí)施例中，微處理器子系統(tǒng)144a-n每一個(gè)包括由Intel(Santa Clara，California，USA)制造的兩個(gè)Xeon微處理器。加速器子系統(tǒng)146a-n每一個(gè)包括多個(gè)專用集成電路(ASIC)、專用DSP集成電路和/或可編程門陣列(例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(“FPGA”))。事實(shí)上，每個(gè)加速器子系統(tǒng)146a-n可以包括多個(gè)加速器子系統(tǒng)，例如加速器子系統(tǒng)146a可以包括所有加速器子系統(tǒng)146a1-146ax，如圖5中所示。以此方式，當(dāng)完全地利用時(shí)，加速器子系統(tǒng)146a-n中的每個(gè)包含大致二十五個(gè)Xeon微處理器的計(jì)算容量。
總線150a-n促進(jìn)了微處理器子系統(tǒng)144a-n與關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)加速器子系統(tǒng)146a-n之間的高速通信。總線150a-n上的通信協(xié)議和技術(shù)可以是PCI、PCIX或其它高速通信協(xié)議和技術(shù)。事實(shí)上，任何高速技術(shù)無論是現(xiàn)在已公知的或是以后開發(fā)的，都可以在總線150a-n上實(shí)施。值得注意的是，在一個(gè)實(shí)施例中，總線接口可以使用來自International Business MachinesCorporation(Armonk，New York，USA)的21P100BGC PCI-X橋接器(64bit/133MHz)來實(shí)施。21P100BGC的實(shí)施和操作在應(yīng)用說明、技術(shù)/期刊文章和數(shù)據(jù)表中有具體的描述，通過引用將它們?nèi)拷Y(jié)合于此。
參照?qǐng)D6，在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)加速器子系統(tǒng)146a-n包括多個(gè)可編程邏輯集成電路152a-x，例如經(jīng)由總線(例如64bit/266MHz)耦合到關(guān)聯(lián)的高速存儲(chǔ)器154a-x(例如DDR SDRAM、MT46V2M32V1，來自Boise，Idaho，USA的Micron Technologies)的高端FPGA。在一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)施了四個(gè)FPGA，每個(gè)FPGA包括3百萬個(gè)門。FPGA可以是由Xilinx(San Jose，California，USA)制造的XC2V3000。XC2V3000的實(shí)施和操作在應(yīng)用說明、技術(shù)/期刊文章和數(shù)據(jù)表中有具體的描述，通過引用將它們?nèi)拷Y(jié)合于此。
可編程邏輯152a-x適當(dāng)?shù)鼐幊毯团渲脼閳?zhí)行所有或基本所有具有較少(或幾乎沒有)數(shù)據(jù)相互依賴的計(jì)算，例如抗混疊過濾技術(shù)(圖4的方框122)、掩模誤差建模(圖4的方框124)、空中圖像生成(圖4的方框126)、抗蝕劑仿真(圖4的方框128)和/或晶片圖案生成處理(圖4的方框132)。這樣，并不采用可編程邏輯152a-x來處理嚴(yán)重依賴于基于范例的邏輯的那些任務(wù)例如多邊形到二進(jìn)制位圖的轉(zhuǎn)換(圖4的方框120)。
繼續(xù)參照?qǐng)D6，每個(gè)加速器子系統(tǒng)146a-n進(jìn)一步包括可編程邏輯156，例如耦合到關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器158(例如來自Intel(Santa Clara，California，USA)的閃存TE28F128J3A-150)的復(fù)雜可編程邏輯器件(“CPLD”)。在一個(gè)實(shí)施例中，CPLD可以是由Xilinx(San Jose，California，USA)制造的XCR3384XL-10TQ144。簡(jiǎn)而言之，CPLD用來通過傳送來自FLASH的FPGA代碼來對(duì)FPGA編程。XCR3384XL-10TQ144的實(shí)施和操作在應(yīng)用說明、技術(shù)/期刊文章和數(shù)據(jù)表中有具體的描述，通過引用將它們?nèi)拷Y(jié)合于此。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以由或者是由加速器子系統(tǒng)146a-n執(zhí)行的計(jì)算包括例如抗混疊過濾和下采樣、用于空中圖像計(jì)算的FFT、圖像過濾和/或抗蝕劑建模中的閾值化操作?？梢杂晌⑻幚砥髯酉到y(tǒng)144a-n處理的計(jì)算包括多邊形到二進(jìn)制位圖的轉(zhuǎn)換、應(yīng)用程序或過程(例如通過比較、缺陷合并的RET驗(yàn)證)。計(jì)算任務(wù)在微處理器子系統(tǒng)144a-n與加速器子系統(tǒng)146a-n之間的劃分是依賴于應(yīng)用的，并且可以從應(yīng)用到應(yīng)用或從作業(yè)到作業(yè)而改變。優(yōu)化的劃分是在加速器子系統(tǒng)146a-n與微處理器子系統(tǒng)144a-n之間均衡計(jì)算時(shí)間，從而兩個(gè)子系統(tǒng)都不會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間等待來自其它子系統(tǒng)的結(jié)果。
在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100的部件，包括應(yīng)用處理系統(tǒng)114a、前端處理系統(tǒng)114b和加速器系統(tǒng)116，可以一起安裝為機(jī)架安裝式系統(tǒng)。
系統(tǒng)110能夠進(jìn)行平板印刷系統(tǒng)和處理技術(shù)的光學(xué)特征和/或?qū)傩砸约靶Ч?或相互作用的快速平板印刷仿真、檢查、特征化和/或評(píng)價(jià)。系統(tǒng)110可以在許多應(yīng)用中利用，例如平板印刷設(shè)計(jì)、技術(shù)和/或系統(tǒng)的驗(yàn)證、檢查、特征化和/或評(píng)價(jià)，以及/或者由此執(zhí)行的單獨(dú)功能或其中所用部件。下面列出和描述了這些應(yīng)用中的若干種。應(yīng)當(dāng)注意，這一應(yīng)用列表不是窮舉性的。事實(shí)上，系統(tǒng)110可用于依賴于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和/或制造的平板印刷仿真、檢查、特征化和/或評(píng)價(jià)的所有應(yīng)用中，并且像這樣的所有應(yīng)用無論是現(xiàn)在公知的或以后開發(fā)的，都將落在本發(fā)明內(nèi)。
在一個(gè)應(yīng)用中，可以實(shí)施系統(tǒng)110，用于快速RET驗(yàn)證、檢查和/或特征化。RET驗(yàn)證可以指這樣的過程，該過程使用對(duì)整個(gè)平板印刷工藝的具體仿真來驗(yàn)證RET設(shè)計(jì)在最終的晶片圖案中實(shí)現(xiàn)所需的、預(yù)期的和/或可接受的結(jié)果。晶片22上所需的、預(yù)期的和/或可接受的結(jié)果通常是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的一部分，有時(shí)稱為參考層或設(shè)計(jì)目標(biāo)層。后RET設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫也是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的一部分。在使用后RET設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫來獲得經(jīng)仿真的晶片圖案之后，晶片圖案可以與參考層作比較，接著可以突出、特征化和/或分析偏離。
另外，層間特征化和/或分析可以用來確定重迭裕度。例如，接觸與多晶硅(poly)層之間的重迭在IC制造中是關(guān)鍵的。過少或過小的重迭可能造成較低的晶片產(chǎn)量。本發(fā)明可以用來例如通過比較它們的對(duì)應(yīng)仿真的芯片抗蝕劑圖案來分析兩個(gè)有關(guān)或無關(guān)層之間的重迭裕度的量。值得注意的是，裕度過小處的地點(diǎn)或位置可以加以突出，例如用以更為具體地分析。
使用本發(fā)明來仿真和/或特征化RET設(shè)計(jì)的速度使得RET驗(yàn)證能夠在工藝窗中的一個(gè)、一些或所有不同點(diǎn)(即聚焦和曝光劑量中的可接受的平板印刷工藝變動(dòng))處進(jìn)行。盡管RET設(shè)計(jì)在工藝窗(劑量和聚焦的結(jié)合)中的某些或給定點(diǎn)處可能是可接受的，但它在工藝窗中的其它點(diǎn)處可能產(chǎn)生過大偏離。因此，更為徹底和窮舉性的RET設(shè)計(jì)驗(yàn)證包括對(duì)平板印刷工藝窗中所有點(diǎn)的分析和/或仿真。
值得注意的是，本發(fā)明可以將工藝窗推廣為包括聚焦和劑量以外的許多其它工藝參數(shù)，例如照明、掩模誤差、步進(jìn)器像差和/或抗蝕劑厚度。在此情形中，工藝窗成為超維空間的體積。
除了由晶片上的邊緣位置確定的邊緣布置、線端布置、線斷開/橋接、CD誤差和/或任何其它誤差之外，本發(fā)明可以用來分析晶片圖案對(duì)于工藝變動(dòng)的印刷靈敏度，這些工藝變動(dòng)例如是掩模誤差、聚焦、劑量、數(shù)值孔徑、照明孔徑、像差或其它工藝參數(shù)。該印刷靈敏度指晶片圖案誤差對(duì)工藝參數(shù)改變的導(dǎo)數(shù)。該分析能夠通過在工藝參數(shù)中引入小的改變來實(shí)現(xiàn)，并且分析作為結(jié)果的晶片圖案特征。靈敏度越高，設(shè)計(jì)的魯棒性越差。
例如，在CD靈敏度的情形中，本發(fā)明可以用來分析如下導(dǎo)數(shù)，這些導(dǎo)數(shù)是作為CD對(duì)那些對(duì)應(yīng)工藝參數(shù)的靈敏度·dCD_on_wafer/dCD_error_on_mask。其中“d”指導(dǎo)數(shù)。這一特定的靈敏度是“CD_on-wafer”對(duì)“CD_error_on_mask”的導(dǎo)數(shù)，即對(duì)于“CD_error_on_mask”中的單位改變量，“CD_on_wafer”中的改變量。這一靈敏度常常稱為MEEF，即掩模誤差增強(qiáng)因子?？墒褂脙蓚€(gè)子范例°全局掩模誤差MEEF。在此情況下，掩模上的所有圖案同時(shí)有所偏差。這一靈敏度與跨掩模的掩模偏差變動(dòng)有關(guān)。
°局部掩模誤差MEEF。在此情況下，掩模上僅單個(gè)局部圖案假定為具有CD誤差。這一靈敏度與掩模缺陷有關(guān)。
·dCD/dFocus_of_stepper，即晶片上CD對(duì)步進(jìn)器聚焦的靈敏度。
·dCD/dDose_of_stepper，即晶片上CD對(duì)步進(jìn)器曝光劑量的靈敏度。
·dCD/dAberration_of_stepper，即晶片上CD對(duì)步進(jìn)器像差的靈敏度。
·dCD/dlllumination_pupil_of_stepper，即晶片上CD對(duì)步進(jìn)器照明瞳(例如它的尺寸和形狀，以及瞳內(nèi)的照明分布)的靈敏度。
·dCD/dNA_of_stepper，即晶片上CD對(duì)步進(jìn)器數(shù)值孔徑的靈敏度。
·dCD/dThickness_of_resist，即晶片上CD對(duì)晶片上的抗蝕劑厚度的靈敏度。
·dCD/dRefractive_index_of_resist，即晶片上CD對(duì)晶片上抗蝕劑的折射率的靈敏度。
·dCD/dResist_stack，即晶片上CD對(duì)抗蝕劑堆疊參數(shù)(例如BARC的厚度)的靈敏度。
·dCD/dFlare_of_stepper，晶片上CD對(duì)步進(jìn)器的閃光量的靈敏度。
·dCD/dResist_processing_parameters，即晶片上CD對(duì)抗蝕劑處理參數(shù)(例如抗蝕劑烘焙時(shí)間、抗蝕劑顯影時(shí)間)的靈敏度。
上述靈敏度值可以稱為可制造性設(shè)計(jì)或DFM規(guī)格。本發(fā)明可以利用DFM規(guī)格來執(zhí)行工藝靈敏度檢查和確定設(shè)計(jì)中的工藝弱點(diǎn)。也就是說，本發(fā)明可以用來識(shí)別具有某個(gè)閾值以上的靈敏度的設(shè)計(jì)位置。這一DFM規(guī)格分析中的附加功能可以包括·ANOVA分析(它是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析中的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù))，用以識(shí)別關(guān)鍵靈敏度貢獻(xiàn)因子以及這些因子之間的相互作用·劑量-聚焦窗口以外的完整的工藝窗確定·識(shí)別對(duì)工藝窗加以限制的設(shè)計(jì)位置·給出增強(qiáng)工藝窗的設(shè)計(jì)修正的推薦應(yīng)當(dāng)注意，所有上面的分析和驗(yàn)證/檢查可以針對(duì)具體或特定步進(jìn)器或掃描器的獨(dú)特或一般特征來進(jìn)行。例如，晶片制造設(shè)施可以具有多個(gè)相同或不同的步進(jìn)器；每個(gè)步進(jìn)器包括自己的像差或特征的“簽名”。這樣，像差或特征組可以合并到仿真過程中(例如在空中圖像生成期間(圖4的方框126))用以分析該設(shè)計(jì)對(duì)于該單獨(dú)步進(jìn)器的適當(dāng)性。對(duì)于多個(gè)步進(jìn)器的仿真也可以用來為特定的設(shè)計(jì)選擇一個(gè)或多個(gè)最佳的步進(jìn)器。
還應(yīng)當(dāng)注意，RET驗(yàn)證、多工藝點(diǎn)分析、工藝靈敏度分析以及上述所有其它分析可以依賴于用戶需要來應(yīng)用到全芯片設(shè)計(jì)或者局部化區(qū)域中。局部化區(qū)域?qū)τ诮换ナ椒治龊突仡櫩赡苁翘貏e有用的。例如，電路設(shè)計(jì)者可以使用局部化區(qū)域分析來精調(diào)小區(qū)域庫的設(shè)計(jì)或者在全芯片設(shè)計(jì)完成之前精調(diào)小區(qū)域設(shè)計(jì)。
快速仿真還可以用在平板印刷設(shè)置的優(yōu)化中，例如搜尋增強(qiáng)的和/或優(yōu)化的(i)照明和NA設(shè)置、(ii)抗蝕劑處理參數(shù)(例如烘焙時(shí)間、顯影時(shí)間)、以及(iii)抗蝕劑堆疊設(shè)計(jì)(例如抗蝕劑厚度、BARC層結(jié)構(gòu))。
事實(shí)上，快速仿真可以用在RET設(shè)計(jì)本身中或RET設(shè)計(jì)本身期間，即搜尋增強(qiáng)的和/或優(yōu)化的RET修飾，該RET修飾在晶片圖案化中提供或產(chǎn)生了與晶片上的所需圖案相比較例如在邊緣移位方面有所增強(qiáng)的結(jié)果。RET設(shè)計(jì)還可以同時(shí)優(yōu)化工藝窗尺寸和DFM規(guī)格。在RET驗(yàn)證和/或檢查期間，這一設(shè)計(jì)能力也可以用來產(chǎn)生對(duì)于缺陷設(shè)計(jì)位置處的RET設(shè)計(jì)的推薦性修改。
另外，本發(fā)明可以用來共同優(yōu)化或共同增強(qiáng)RET修飾和平板印刷設(shè)置。例如，OPC設(shè)計(jì)可以與照明方法一起共同優(yōu)化。通過連同OPC設(shè)計(jì)一起選擇適宜的照明(即同時(shí)優(yōu)化照明和OPC設(shè)計(jì))，本發(fā)明可以簡(jiǎn)化OPC修飾，而不犧牲最終的圖案化質(zhì)量和魯棒性。值得注意的是，該方法可以減少掩模制作復(fù)雜性以及因此減少掩模成本。
本發(fā)明還可以用來增強(qiáng)和/或優(yōu)化其它RET技術(shù)例如多個(gè)曝光的實(shí)施。多個(gè)曝光指這樣的技術(shù)，該技術(shù)將圖案分解為多個(gè)曝光通路，從而每個(gè)曝光在圖案之間減少的相互作用的情況下(例如由于圖案之間增加的距離)僅印刷圖案的一部分。一種稱為“雙重曝光”的現(xiàn)存技術(shù)將圖案分成x-和y-取向的圖案，并且分別為它們利用x-和y-偶極照明。假定兩個(gè)曝光或固定數(shù)目的曝光，優(yōu)化的分解可能不像x-和y-分離那么簡(jiǎn)單，而可能依賴于電路圖案本身。本發(fā)明可以用來針對(duì)多個(gè)曝光來搜索和分析芯片圖案的優(yōu)化分解。例如，所有曝光可以利用相同的照明，或者照明可以對(duì)于每個(gè)曝光是不同的，以便增強(qiáng)和/或優(yōu)化該過程。
照明-分解的共同優(yōu)化可以進(jìn)一步改進(jìn)平板印刷質(zhì)量和魯棒性。另外，優(yōu)化可包括與其它平板印刷參數(shù)一起的共同優(yōu)化，這些參數(shù)例如是OPC設(shè)計(jì)、NA、瞳過濾。值得注意的是，所有這些優(yōu)化和共同優(yōu)化可以使用本發(fā)明的系統(tǒng)和技術(shù)來增強(qiáng)。
另外，本發(fā)明的系統(tǒng)在配備有在半導(dǎo)體制造廠中所用的工藝參數(shù)時(shí)能夠起到從制造廠到它的芯片設(shè)計(jì)客戶的“特使”的作用。也就是說，該系統(tǒng)封裝了關(guān)鍵的工藝和工具信息，并且由制造廠的芯片設(shè)計(jì)客戶使用來針對(duì)它們特定的制造廠伙伴來估定、測(cè)量和優(yōu)化它們的設(shè)計(jì)，而不直接訪問它們制造廠的專有工藝細(xì)節(jié)。
而且，本發(fā)明的系統(tǒng)和技術(shù)可以將它的仿真結(jié)果向前饋送到計(jì)量工具。也就是說，該系統(tǒng)的結(jié)果提供給掩模工場(chǎng)和晶片制造設(shè)施中的不同計(jì)量和檢查工具。例如，它可以有益于限定“環(huán)境敏感”的掩模設(shè)計(jì)和制造，例如敏感區(qū)能夠具有放松的檢查容限。它還可以有助于使現(xiàn)存的計(jì)量和檢查資源聚集在晶片制造設(shè)施中，從而它們集中在“裕度區(qū)”上，例如針對(duì)在多工藝窗檢查和工藝靈敏度檢查中識(shí)別的那些RET弱點(diǎn)，使用計(jì)量工具的物理的RET-設(shè)計(jì)-檢查。
本發(fā)明的系統(tǒng)和技術(shù)可以與常規(guī)的掩模檢查系統(tǒng)(例如TeraScan DUV分劃板檢查系統(tǒng)，來自KLA-Tencor Corporation of San Jose，California，USA)相結(jié)合，用以進(jìn)行實(shí)時(shí)的經(jīng)仿真的晶片圖案檢查。例如，常規(guī)的平板印刷和/或掩模檢查系統(tǒng)捕獲掩模的一個(gè)或多個(gè)高分辨率圖像。對(duì)于掩模圖案，經(jīng)捕獲的高分辨率圖像可以具有比印刷在晶片上的掩模圖案的空中圖像更高的分辨率；這樣，常規(guī)的平板印刷和/或掩模檢查系統(tǒng)可以提供與布置于掩模上的圖案有關(guān)的更多數(shù)據(jù)、細(xì)節(jié)和/或信息。這些高分辨率圖像可以提供給本發(fā)明的系統(tǒng)用以仿真、分析和/或特征化在抗蝕劑中的和/或在基板蝕刻之后的預(yù)計(jì)的晶片圖案，該預(yù)計(jì)的圖案進(jìn)而與晶片上的所需電路圖案作比較。當(dāng)有偏離時(shí)，可以識(shí)別缺陷。這樣做不僅驗(yàn)證了掩模是根據(jù)所需的后RET設(shè)計(jì)來制造的，而且驗(yàn)證了在掩模上的RET設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)將在晶片上創(chuàng)建所需的結(jié)果。這一檢查模式不同于目前的掩模檢查工業(yè)的實(shí)踐即D:D或D:DB檢查，因?yàn)檫@一檢查模式將經(jīng)仿真的晶片上的抗蝕劑中的或者蝕刻之后的圖案與設(shè)計(jì)目標(biāo)作比較，從而實(shí)現(xiàn)了小片到目標(biāo)(D:T)檢查模式。圖7圖示了D:T檢查的示范性過程流。
D:T檢查模式不需要使用后RET設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。取而代之，D:T檢查模式可以使用由掩模檢查工具捕獲的高分辨率圖像，作為后RET數(shù)據(jù)，以仿真晶片上的抗蝕劑中的或蝕刻之后的圖像或圖案。D:T檢查技術(shù)接著可以利用經(jīng)仿真的抗蝕劑中的或蝕刻之后的圖案，以與該設(shè)計(jì)的晶片上目標(biāo)圖案作比較。
D:T檢查模式對(duì)于掩模是一種高度的動(dòng)態(tài)每像素可印刷性的檢查方法，因?yàn)樗鼉H捕獲對(duì)印刷的晶片電路圖案有影響的缺陷，并且不報(bào)告公知為擾亂性缺陷(即不影響芯片產(chǎn)出的缺陷)的那些并不改變晶片電路圖案的缺陷。通過消除擾亂性缺陷，D:T檢查可以減少不必要的掩?！皬U料”、提高掩模產(chǎn)出和/或減少掩模成本。在與平板印刷光學(xué)件(例如步進(jìn)器或掃描器)和晶片抗蝕劑處理相結(jié)合時(shí)，D:T也可以捕獲、檢測(cè)和/或識(shí)別在D:D或D:DB檢查的檢測(cè)閾值“以下”但是影響晶片電路圖案的掩模缺陷，由此減少晶片產(chǎn)出損失的可能性。
值得注意的是，D:T檢查技術(shù)可以與D:DB檢查技術(shù)集成和/或結(jié)合，以識(shí)別RET設(shè)計(jì)中附加的、虛假的和/或未檢測(cè)的缺陷。例如，當(dāng)D:T檢查技術(shù)檢測(cè)和/或識(shí)別顯著缺陷，而D:DB檢查技術(shù)未檢測(cè)和/或識(shí)別掩模上的該缺陷或缺陷區(qū)(即該掩模正是根據(jù)后RET數(shù)據(jù)庫來設(shè)計(jì)的)，可能缺陷區(qū)處的RET設(shè)計(jì)包括誤差或者在誤差中(即該設(shè)計(jì)不能產(chǎn)生所需的晶片圖案，即使該掩模是根據(jù)該設(shè)計(jì)來制作的)。
在另一方面中，D:T檢查也可以改進(jìn)掩模的可檢查性。小的和復(fù)雜的OPC特征使得傳統(tǒng)的D:D或D:DB檢查受到很大挑戰(zhàn)。許多小的OPC特征可以標(biāo)記為“缺陷”(即虛假缺陷)，降低了可檢查性并因此創(chuàng)建了OPC設(shè)計(jì)中的約束。利用D:T檢查，高分辨率圖像直接用來仿真晶片上的抗蝕劑中的或蝕刻之后的圖案，其中所有小的OPC特征已被過濾掉。與設(shè)計(jì)目標(biāo)的比較不再包含小的OPC特征并因此可以降低虛假缺陷率。
值得注意的是，通過引用將來自KLA-Tencor公司的TeraScan DUV分劃板檢查系統(tǒng)的產(chǎn)品文獻(xiàn)、應(yīng)用說明、技術(shù)/期刊文章和操作者手冊(cè)結(jié)合于此。
在用于根據(jù)本發(fā)明的掩模檢查技術(shù)的另一實(shí)施例中，在提交于2003年3月18日、指定序列號(hào)為10/390,806(下文稱為“平板印刷工藝監(jiān)視和控制專利申請(qǐng)”)的非臨時(shí)專利申請(qǐng)“System and Method for Lithography ProcessMonitoring and Control”中描述和圖示的系統(tǒng)、裝置和/或技術(shù)可以與本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)發(fā)明相結(jié)合地用來測(cè)量、檢查、特征化和/或評(píng)價(jià)光學(xué)平板印刷設(shè)備、方法和/或與之有關(guān)的子系統(tǒng)(例如該設(shè)備的光學(xué)子系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及與之一起使用的光掩模)。在這點(diǎn)上，使用平板印刷工藝監(jiān)視和控制專利申請(qǐng)的系統(tǒng)和技術(shù)來采樣和/或采集的一個(gè)或多個(gè)空中圖像可以提供給本發(fā)明的系統(tǒng)，以與經(jīng)仿真的和/或預(yù)計(jì)的晶片圖案作比較。在這一模式中，本發(fā)明的系統(tǒng)使用后RET數(shù)據(jù)庫和平板印刷設(shè)備的光學(xué)設(shè)置來提供經(jīng)仿真的空中圖像(值得注意的是，如果僅需空中圖像，則省略抗蝕劑顯影和基板蝕刻仿真)，以及平板印刷工藝監(jiān)視和控制專利申請(qǐng)的系統(tǒng)和技術(shù)提供了從平板印刷設(shè)備內(nèi)部捕獲的實(shí)際空中圖像。這可以在逐個(gè)像素的基礎(chǔ)上來進(jìn)行以識(shí)別其間的偏離/缺陷。
具體來說，這一掩模檢查技術(shù)使用經(jīng)仿真的平板印刷設(shè)計(jì)和平板印刷設(shè)計(jì)的經(jīng)測(cè)量的空中圖像來檢測(cè)或識(shí)別平板印刷設(shè)計(jì)中的缺陷。該方法包括生成該平板印刷設(shè)計(jì)的基于像素的位圖表示，其中該基于像素的位圖包括像素?cái)?shù)據(jù)，并且每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)代表了具有預(yù)定像素尺寸的像素(如上所述)。該方法使用平板印刷設(shè)計(jì)的基于像素的位圖表示來生成平板印刷設(shè)計(jì)的經(jīng)仿真的空中圖像。
該方法進(jìn)一步包括測(cè)量圖像數(shù)據(jù)以生成平板印刷設(shè)計(jì)的經(jīng)測(cè)量的空中圖像，其中經(jīng)測(cè)量的空中圖像是在晶片平面處由平板印刷工具產(chǎn)生的平板印刷設(shè)計(jì)的基于像素的位圖表示。隨后，該方法將平板印刷設(shè)計(jì)的經(jīng)測(cè)量的空中圖像和平板印刷設(shè)計(jì)的經(jīng)仿真的空中圖像作比較，以檢測(cè)平板印刷設(shè)計(jì)中的潛在誤差。而且，該方法也可以將平板印刷設(shè)計(jì)的經(jīng)仿真的空中圖像與數(shù)據(jù)庫中包含的所需的預(yù)定圖案作比較。
如上所述，平板印刷設(shè)計(jì)的基于像素的位圖表示可以包括將以預(yù)定配置排列的多個(gè)多邊形轉(zhuǎn)換成其基于像素的位圖表示?；谙袼氐奈粓D可以是代表多個(gè)多邊形的灰度級(jí)圖像。
另外，像素尺寸可以如上所述地確定。在一個(gè)實(shí)施例中，像素尺寸可以大于平板印刷設(shè)計(jì)的空中圖像中的Nyquist頻率和/或使用平板印刷工具的投影光學(xué)件的數(shù)值孔徑和波長(zhǎng)來確定。
當(dāng)然，這一方法可以在本發(fā)明的系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例上實(shí)施。事實(shí)上，上面相對(duì)于其它檢查技術(shù)來描述的所有實(shí)施例、發(fā)明、特征和/或技術(shù)可以以掩模檢查技術(shù)實(shí)施，該掩模檢查技術(shù)使用經(jīng)仿真的平板印刷設(shè)計(jì)和平板印刷設(shè)計(jì)的經(jīng)測(cè)量的空中圖像來檢測(cè)或識(shí)別平板印刷設(shè)計(jì)中的缺陷。為了簡(jiǎn)潔，將不重復(fù)那些討論。
值得注意的是，如上所述，在前述專利申請(qǐng)中描述和圖示的發(fā)明可以用來采集實(shí)際的晶片圖案以用于掩模檢查。為了簡(jiǎn)潔，這里將不重復(fù)那些討論；然而應(yīng)該明確指出的是，通過引用將前述專利申請(qǐng)的整體內(nèi)容結(jié)合于此，包括例如所有發(fā)明的特征、屬性、替代物、材料、技術(shù)和優(yōu)點(diǎn)。
這里描述和圖示有許多發(fā)明。盡管已經(jīng)描述和圖示了這些發(fā)明的某些實(shí)施例、特征、材料、配置、屬性和優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的許多其它以及不同和/或相似的實(shí)施例、特征、材料、配置、屬性、結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)描述、圖示和權(quán)利要求是明顯的。同樣，這里描述和圖示的發(fā)明的實(shí)施例、特征、材料、配置、屬性、結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)不是窮舉性的，并且應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的這些其它的相似以及不同的實(shí)施例、特征、材料、配置、屬性、結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
具體來說，在一個(gè)應(yīng)用中，這一系統(tǒng)促進(jìn)和實(shí)現(xiàn)了RET設(shè)計(jì)的快速驗(yàn)證或檢查。這是指這樣的過程，該過程使用整體平板印刷工藝的具體仿真，包括相對(duì)于最終晶片圖案上所需要/所期望的結(jié)果，來驗(yàn)證、特征化和/或分析RET設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)由以預(yù)定配置排列的多個(gè)多邊形組成的平板印刷設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括微處理器子系統(tǒng)，用以將所述多個(gè)多邊形轉(zhuǎn)換成其基于像素的位圖表示，其中所述基于像素的位圖包括像素?cái)?shù)據(jù)，且其中每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)代表具有預(yù)定像素尺寸的像素；以及加速器子系統(tǒng)，耦合到所述微處理器子系統(tǒng)，用以使用所述平板印刷設(shè)計(jì)的基于像素的位圖表示，來計(jì)算所述平板印刷設(shè)計(jì)的空中圖像的至少一部分，其中硬件加速器子系統(tǒng)包括配置為并行處理所述像素?cái)?shù)據(jù)的多個(gè)可編程門陣列。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述基于像素的位圖是代表所述多個(gè)多邊形的灰度級(jí)圖像。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定像素尺寸大于所述平板印刷設(shè)計(jì)的空中圖像中的Nyquist頻率。
4.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定像素尺寸是使用平板印刷工具的投影光學(xué)件的數(shù)值孔徑和波長(zhǎng)來確定的。
5.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述平板印刷設(shè)計(jì)包括分辨率增強(qiáng)技術(shù)，且其中所述微處理器子系統(tǒng)將包括分辨率增強(qiáng)技術(shù)的多個(gè)多邊形轉(zhuǎn)換成其基于像素的位圖表示。
6.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)加速器子系統(tǒng)，每個(gè)加速器子系統(tǒng)耦合到所述微處理器子系統(tǒng)并且被提供有所述基于像素的位圖的部分，以使用與之關(guān)聯(lián)的像素?cái)?shù)據(jù)來計(jì)算與所述基于像素的位圖的所述部分對(duì)應(yīng)的所述平板印刷設(shè)計(jì)的空中圖像。
7.權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中所述微處理器子系統(tǒng)包括多個(gè)微處理器，且其中每個(gè)微處理器耦合到至少一個(gè)關(guān)聯(lián)的加速器子系統(tǒng)。
8.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)加速器子系統(tǒng)每一個(gè)使用像素?cái)?shù)據(jù)來執(zhí)行快速傅立葉變換，以生成所述空中圖像的所述對(duì)應(yīng)部分。
9.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述加速器子系統(tǒng)計(jì)算由所述平板印刷設(shè)計(jì)在晶片上形成的抗蝕劑中的空中圖像，其中所述加速器子系統(tǒng)使用所述平板印刷設(shè)計(jì)的所述基于像素的位圖表示以及表示平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的系數(shù)矩陣，來計(jì)算抗蝕劑中的所述空中圖像。
10.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所述加速器子系統(tǒng)計(jì)算由所述平板印刷設(shè)計(jì)在所述晶片上形成的圖案，其中所述加速器子系統(tǒng)使用所述平板印刷設(shè)計(jì)的所述基于像素的位圖表示和表示平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的所述系數(shù)矩陣，來計(jì)算所述晶片上的所述圖案。
11.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述微處理器子系統(tǒng)和所述加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以將所述晶片上的所計(jì)算的圖案與所需的預(yù)定圖案作比較。
12.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述微處理器子系統(tǒng)和所述加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以使用所述晶片上的所計(jì)算的圖案來確定所述平板印刷設(shè)計(jì)的CD。
13.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述微處理器子系統(tǒng)和所述加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以使用所述晶片上的所計(jì)算的圖案來確定所述平板印刷設(shè)計(jì)的邊緣布置。
14.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述微處理器子系統(tǒng)和所述加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以使用所述晶片上的圖案來確定印刷靈敏度，所述靈敏度是響應(yīng)于改變代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的所述矩陣的系數(shù)來計(jì)算的。
15.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的所述矩陣的所述系數(shù)代表聚焦、劑量、數(shù)值孔徑、照明孔徑和像差中的一個(gè)或多個(gè)。
16.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中所述處理系統(tǒng)使用所述印刷靈敏度來確定所述平板印刷工具的所述投影和照明光學(xué)件的一組參數(shù)。
17.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述微處理器子系統(tǒng)和所述加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以響應(yīng)于所述晶片上的所計(jì)算的圖案與所需的預(yù)定圖案之間的比較，來檢測(cè)所述平板印刷設(shè)計(jì)中的誤差。
18.權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中響應(yīng)于檢測(cè)所述誤差，所述處理系統(tǒng)確定對(duì)所述平板印刷設(shè)計(jì)的修正以校正所述平板印刷設(shè)計(jì)中的所述誤差。
19.一種用于對(duì)平板印刷設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括微處理器子系統(tǒng)，包括多個(gè)微處理器，用以將所述平板印刷設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成其基于像素的位圖表示，其中所述基于像素的位圖包括像素?cái)?shù)據(jù)，且其中每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)代表具有預(yù)定像素尺寸的像素；以及多個(gè)加速器子系統(tǒng)，每個(gè)加速器子系統(tǒng)包括配置為并行處理所述像素?cái)?shù)據(jù)的多個(gè)可編程集成電路，且每個(gè)加速器子系統(tǒng)連接到關(guān)聯(lián)的微處理器，用以使用所述平板印刷設(shè)計(jì)的所述基于像素的位圖表示的對(duì)應(yīng)部分來計(jì)算所述平板印刷設(shè)計(jì)的空中圖像的部分。
20.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述平板印刷設(shè)計(jì)包括以預(yù)定配置排列的多個(gè)多邊形。
21.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中所述基于像素的位圖是代表所述多個(gè)多邊形的灰度級(jí)圖像。
22.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定像素尺寸大于所述平板印刷設(shè)計(jì)的空中圖像中的Nyquist頻率。
23.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定像素尺寸是使用平板印刷工具的投影光學(xué)件的數(shù)值孔徑和波長(zhǎng)來確定的。
24.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述平板印刷設(shè)計(jì)包括分辨率增強(qiáng)技術(shù)，且其中所述微處理器子系統(tǒng)將包括分辨率增強(qiáng)技術(shù)的所述多個(gè)多邊形轉(zhuǎn)換成其基于像素的位圖表示。
25.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)加速器子系統(tǒng)每一個(gè)使用像素?cái)?shù)據(jù)來執(zhí)行快速傅立葉變換，以生成所述空中圖像的所述對(duì)應(yīng)部分。
26.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)加速器子系統(tǒng)計(jì)算由所述平板印刷設(shè)計(jì)在晶片上形成的抗蝕劑中的空中圖像，其中所述加速器子系統(tǒng)使用所述平板印刷設(shè)計(jì)的所述基于像素的位圖表示和代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的系數(shù)矩陣，來計(jì)算抗蝕劑中的所述空中圖像。
27.權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其中所述加速器子系統(tǒng)計(jì)算由所述平板印刷設(shè)計(jì)在所述晶片上形成的圖案，其中所述加速器子系統(tǒng)使用所述平板印刷設(shè)計(jì)的所述基于像素的位圖表示和代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的所述系數(shù)矩陣，來計(jì)算所述晶片上的所述圖案。
28.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述微處理器子系統(tǒng)和所述加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以將所述晶片上的所計(jì)算的圖案與所需的預(yù)定圖案作比較。
29.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述微處理器子系統(tǒng)和所述加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以使用所述晶片上的所計(jì)算的圖案來確定所述平板印刷設(shè)計(jì)的CD。
30.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述微處理器子系統(tǒng)和所述加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以使用所述晶片上的所計(jì)算的圖案來確定所述平板印刷設(shè)計(jì)的邊緣布置。
31.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述微處理器子系統(tǒng)和所述加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以使用所述晶片上的圖案來確定印刷靈敏度，所述靈敏度是響應(yīng)于改變代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的所述矩陣的系數(shù)來計(jì)算的。
32.權(quán)利要求31的系統(tǒng)，其中代表平板印刷工具的投影和照明光學(xué)件的所述矩陣的所述系數(shù)代表聚焦、劑量、數(shù)值孔徑、照明孔徑和像差中的一個(gè)或多個(gè)。
33.權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中所述處理系統(tǒng)使用所述印刷靈敏度來確定所述平板印刷工具的所述投影和照明光學(xué)件的一組參數(shù)。
34.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合到所述微處理器子系統(tǒng)和所述加速器子系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，用以響應(yīng)于所述晶片上的所計(jì)算的圖案與所需的預(yù)定圖案之間的比較，來檢測(cè)所述平板印刷設(shè)計(jì)中的誤差。
35.權(quán)利要求34的系統(tǒng)，其中響應(yīng)于檢測(cè)所述誤差，所述處理系統(tǒng)確定對(duì)所述平板印刷設(shè)計(jì)的修正以校正所述平板印刷設(shè)計(jì)中的所述誤差。
全文摘要
這里描述和圖示有許多發(fā)明。在一個(gè)方面中，本發(fā)明針對(duì)一種技術(shù)和系統(tǒng)，用于仿真、驗(yàn)證、檢查、特征化、確定和/或評(píng)價(jià)平板印刷設(shè)計(jì)、技術(shù)和/或系統(tǒng)以及/或者由此執(zhí)行的單獨(dú)功能或其中使用的部件。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法加速了平板印刷系統(tǒng)和處理技術(shù)的光學(xué)特征和/或?qū)傩砸约靶Ч?或相互作用的平板印刷仿真、檢查、特征化和/或評(píng)價(jià)。在這點(diǎn)上，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明利用一種包括專用硬件加速器(116a...116n)的平板印刷仿真系統(tǒng)架構(gòu)(110)和一種包括整個(gè)平板印刷工藝的具體仿真和特征化的用以加速和促進(jìn)掩模設(shè)計(jì)例如RET設(shè)計(jì)的驗(yàn)證、特征化和/或檢查的處理技術(shù)，以驗(yàn)證該設(shè)計(jì)在最終的晶片圖案上實(shí)現(xiàn)和/或提供了所需結(jié)果。系統(tǒng)(110)包括(1)一個(gè)或多個(gè)通用型計(jì)算裝置(114a、142a、142b)，用以在數(shù)據(jù)處理中執(zhí)行具有分支和相互依賴的基于范例的邏輯，以及(2)加速器子系統(tǒng)(146a1...146ax、...、146n1...146nx)，用以執(zhí)行多數(shù)計(jì)算密集任務(wù)。
文檔編號(hào)G03F1/70GK1849607SQ200480026144
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2004年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月7日
發(fā)明者葉軍, 盧彥文, 曹宇, 陳洛祁, 陳恂 申請(qǐng)人:睿初科技公司