專利名稱：評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及到評(píng)估掩模，且特別是用于評(píng)估光刻掩模相關(guān)誤差源的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微電子器件性能通常受到術(shù)語(yǔ)稱作臨界尺寸或CD的臨界特征尺寸中出現(xiàn)的變化 的限制。在光刻工藝中微電子器件通常使用光刻掩模(也稱作掩?；蚩叹€)來(lái)制造。后者 是半導(dǎo)體器件制造中的一種重要工藝，且包括根據(jù)被制造半導(dǎo)體器件的電路設(shè)計(jì)圖案化晶 片表面。這種電路設(shè)計(jì)首先在掩模上被圖案化。由此，為了實(shí)現(xiàn)操作半導(dǎo)體器件，掩模必須 沒有缺陷。掩模通過復(fù)雜工藝被制造且能夠容許一個(gè)或多個(gè)誤差源。而且，通常重復(fù)使用掩模從而在晶片上制造很多管芯。由此，掩模上的任何缺陷都 將在晶片上被重復(fù)多次并且將引起很多器件有缺陷。建立有制造價(jià)值的工藝需要嚴(yán)格控制 整個(gè)光刻工藝。在該工藝中，⑶控制是器件性能和產(chǎn)量的決定因素。 已經(jīng)開發(fā)了各種掩模檢驗(yàn)工具且都可在商業(yè)中應(yīng)用。根據(jù)設(shè)計(jì)和評(píng)估掩模的公知 技術(shù)，制造和使用掩模以通過其暴露出晶片，且此時(shí)進(jìn)行檢查以根據(jù)設(shè)計(jì)確定掩模的特征 是否已經(jīng)轉(zhuǎn)移到晶片上。最終特征與預(yù)定設(shè)計(jì)有任何變化都必須改進(jìn)設(shè)計(jì)，以產(chǎn)生新的掩 模并曝光新的晶片。開發(fā)了柵格設(shè)計(jì)規(guī)則(OTR)掩模以利于制造非常小尺寸的特征。由于⑶R掩模包 括具有平行線和這些平行線之間的間距的圖案，因此其術(shù)語(yǔ)也稱作單維掩模(1D掩模)。需要提供評(píng)估掩模的至少一個(gè)誤差源的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
用于評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的方法，該方法包括接收表示多個(gè)掩模圖像的數(shù)據(jù)，該 多個(gè)圖像在不同曝光條件下獲得；對(duì)于多個(gè)圖像的多個(gè)子幀中的每一個(gè)子幀，計(jì)算子幀像 素強(qiáng)度的函數(shù)以提供多個(gè)計(jì)算值；和響應(yīng)于計(jì)算值和響應(yīng)于函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度檢 測(cè)誤差源。用于評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的方法，該方法包括接收表示掩模圖像的數(shù)據(jù)；對(duì)于 掩模圖像多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算子幀像素敏感度的多個(gè)函數(shù)以提供多個(gè)計(jì)算值；響應(yīng) 于計(jì)算值和響應(yīng)于對(duì)于每個(gè)誤差源的每個(gè)函數(shù)的敏感度檢測(cè)誤差源。用于評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的方法，該方法包括接收表示掩模圖像的數(shù)據(jù)；對(duì)于 每個(gè)掩模圖像多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算表示子幀像素敏感度多個(gè)函數(shù)的值之間關(guān)系的 關(guān)系值；和響應(yīng)于多個(gè)圖像子幀關(guān)系值補(bǔ)償影響到多個(gè)圖像的照明功率變化。用于評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括接收表示在不同曝光條件下獲得 的多個(gè)掩模圖像的數(shù)據(jù)的界面；和對(duì)于多個(gè)圖像多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算子幀像素強(qiáng)度的函數(shù)，以提供多個(gè)計(jì)算值的處理器；和響應(yīng)于計(jì)算值和響應(yīng)于每個(gè)誤差源的函數(shù)敏感度 檢測(cè)誤差源。用于評(píng)估掩模相 關(guān)誤差源的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括接收表示掩模圖像的數(shù)據(jù)的界 面；和對(duì)于每個(gè)掩模圖像的多個(gè)子幀，計(jì)算多個(gè)強(qiáng)度函數(shù)的值以提供多個(gè)計(jì)算值的計(jì)算 器；和響應(yīng)于計(jì)算值和響應(yīng)于對(duì)于每個(gè)誤差源的函數(shù)敏感度確定每個(gè)誤差源所起的作用 (contribution)。用于評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括接收表示多個(gè)掩模圖像的數(shù)據(jù)的 界面；其中每個(gè)圖像都包括多個(gè)子幀；和對(duì)于每個(gè)掩模圖像多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算表 示多個(gè)子幀強(qiáng)度函數(shù)值的之間關(guān)系的關(guān)系值；和響應(yīng)于不同圖像子幀關(guān)系值補(bǔ)償影響到多 個(gè)圖像的照明功率變化。用于評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的方法，該方法包括接收表示掩模區(qū)域圖像的圖像數(shù) 據(jù)；其中掩模區(qū)域包括掩模圖像；和基于圖像數(shù)據(jù)和基于掩模圖像獲得工藝對(duì)于第一和第 二誤差源的敏感度，檢測(cè)掩模圖案中的至少一個(gè)誤差源；其中掩模圖像獲得工藝對(duì)第一和 第二誤差源的敏感度如下計(jì)算接收表示參考圖案圖像、第一干擾圖案圖像和第二干擾圖 案圖像的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其中第一干擾圖案反映出第一誤差源對(duì)參考圖案的感應(yīng)，其中第二干 擾圖案反映出第二誤差源對(duì)參考圖案的感應(yīng)；和基于所接收到的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系評(píng)估 掩模圖像獲得工藝對(duì)第一和第二誤差源的敏感度。用于評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的方法，該方法包括接收表示參考圖案圖像、第一干擾 圖案圖像和第二干擾圖案圖像的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其中第一干擾圖案反映出第一誤差源對(duì)參考圖 案的感應(yīng)，其中第二干擾圖案反映出第二誤差源對(duì)參考圖案的感應(yīng)；基于所接收到的校準(zhǔn) 數(shù)據(jù)之間的關(guān)系評(píng)估掩模圖像獲得工藝對(duì)第一和第二誤差源的敏感度；接收表示掩模區(qū)域 圖像的圖像數(shù)據(jù)；基于圖像數(shù)據(jù)和基于掩模圖像獲得工藝對(duì)第一和第二誤差源的敏感度檢 測(cè)掩模圖案中的至少一個(gè)誤差源。用于評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括接收表示掩模區(qū)域圖像的圖像數(shù) 據(jù)的界面；其中掩模區(qū)域包括掩模圖案；和基于圖像數(shù)據(jù)和基于掩模圖像獲得工藝對(duì)第一 和第二誤差源的敏感度檢測(cè)掩模圖案中至少一個(gè)誤差源的處理器；其中掩模圖像獲得工藝 對(duì)第一和第二誤差源的敏感度如下計(jì)算接收表示參考圖案圖像、第一干擾圖案圖像和第 二干擾圖案圖像的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其中第一干擾圖案反映出第一誤差源對(duì)參考圖案的感應(yīng)，其 中第二干擾圖案反映出第二誤差源對(duì)參考圖案的感應(yīng)；和基于所接收的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的關(guān) 系評(píng)估掩模圖像獲得工藝對(duì)第一和第二誤差源的敏感度。


為了理解本發(fā)明和了解實(shí)踐中怎樣實(shí)施，將借助于僅為非限制性的實(shí)例、參考附 圖描述實(shí)施例，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)；
圖6A-6C示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的幾個(gè)孔徑；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的敏感度的實(shí)例；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩個(gè)孔徑；圖IOA和IOB示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，每個(gè)所獲得圖像子幀的平均強(qiáng)度(δ I)和對(duì)于不同照明條件每個(gè)圖案臨界尺寸差別O⑶)之間的關(guān)系；圖11A-11D示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例對(duì)于多個(gè)照明條件的強(qiáng)度和估計(jì)誤差。
具體實(shí)施例方式提供了用于評(píng)估掩模誤差源的方法和系統(tǒng)。在光刻工藝期間使用該掩模。在一個(gè) 或多個(gè)曝光條件下獲得該掩模的一個(gè)或多個(gè)圖像。曝光條件可相互不同。計(jì)算一個(gè)或多個(gè) 圖像子幀像素強(qiáng)度的一個(gè)或多個(gè)函數(shù)。計(jì)算結(jié)果稱作計(jì)算值。這些計(jì)算值提供掩模中誤差 源的指示。注意，可以獲得一個(gè)或多個(gè)掩模圖像，同時(shí)可以獲得部分掩模的一個(gè)或多個(gè)圖像。 為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，“掩模圖像”也包括部分掩模的圖像。根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，獲得多個(gè)掩模圖像和通過采用單個(gè)函數(shù)處理這些圖像的 子幀。這種情況稱作“多個(gè)圖像，單個(gè)函數(shù)”。根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，獲得單個(gè)掩模圖像和通過采用多個(gè)函數(shù)處理該圖像的一 個(gè)或多個(gè)子幀。這種情況稱作“單個(gè)圖像，多個(gè)函數(shù)”。仍根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，獲得多個(gè)掩模圖像和通過采用多個(gè)函數(shù)處理每個(gè)圖像 的一個(gè)或多個(gè)子幀。多個(gè)圖像，單個(gè)函數(shù)圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法100。方法100評(píng)估掩模相關(guān)誤差源，更具體 地，能夠提供存在誤差源的指示以及其對(duì)掩模圖像所起的作用。方法100從步驟110、120或130開始。步驟110包括光學(xué)獲得掩模圖像，其中圖像在不同的曝光條件下獲得。每個(gè)圖像 都包括子幀。每個(gè)圖像的子幀都是相同尺寸和相同形狀的。響應(yīng)于所關(guān)注圖案的形狀和尺 寸選擇其尺寸和形狀。例如，可選擇子幀包括形成重復(fù)圖案的多重整體的特征。注意，可在相同曝光條件下獲得一個(gè)或多個(gè)圖像，同時(shí)可在另一曝光條件下獲得 一個(gè)或多個(gè)其它圖像。憑經(jīng)驗(yàn)，特別是當(dāng)對(duì)較大子幀進(jìn)行平均時(shí)，通過選擇較大子幀有助于計(jì)算子 幀像素強(qiáng)度函數(shù)的精確度。選擇較小子幀能提供子幀強(qiáng)度部分的更多函數(shù)值。例如， 1，000, 000X 1, 000, 000像素的掩模圖像可被分成多個(gè)子幀，每個(gè)都包括1，000X1, 000個(gè) 像素，但是并非必須如此?？身憫?yīng)于所關(guān)注的誤差源選擇不同的曝光條件。例如，不同的曝光條件可被設(shè)置 成使得不同的曝光條件增強(qiáng)不同誤差源在不同照明條件下的效果。由此，選擇第一照明條 件以獲得更容易被第一誤差源影響(和甚至被第一誤差源控制)的圖像，而選擇第二照明 條件以獲得更容易被第二誤差源影響(和甚至被第二誤差源控制)的圖像。步驟110可通過諸如空間圖像器(Aerial imager)的圖像獲取系統(tǒng)執(zhí)行，尤其可通過來(lái)自加利福尼亞的Santa Clara的應(yīng)用材料公司的AREA 193來(lái)執(zhí)行。步驟110之后 是步驟120。曝光條件可包括數(shù)值孔徑值，孔徑的尺寸和形狀，光學(xué)相干性等。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖像中的一個(gè)通過采用空間圖像條件獲得，至少一個(gè)其它 圖像在不同于空間圖像條件的曝光條件下獲得。期望空間圖像條件與諸如步進(jìn)器的光刻制 造工具所利用的照明條件相似。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，圖像中的一個(gè)通過采用空間圖像條件獲得，至少一個(gè)其 它圖像在低數(shù)值孔徑下獲得。根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，多個(gè)圖像可在不同光學(xué)成像條件下獲得。步驟120包括預(yù)先處理掩模圖像。步驟120輸出表示圖像的數(shù)據(jù)。處理步驟120包括產(chǎn)生灰度級(jí)圖像、執(zhí)行聚焦校 正、色差補(bǔ)償、圖像向所需數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換等。步驟120之后是步驟130。 步驟130包括接收表示在不同曝光條件獲得的多個(gè)掩模圖像的數(shù)據(jù)。每個(gè)圖像都 包括多個(gè)子幀。步驟130之后是對(duì)于多個(gè)圖像多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算子幀像素強(qiáng)度的函數(shù) 以提供多個(gè)計(jì)算值的步驟140。注意，步驟140可包括對(duì)于圖像的所有子幀、對(duì)于所有圖像的所有子幀、對(duì)于圖像 的某些子幀或?qū)τ谒袌D像的某些子幀計(jì)算函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該函數(shù)可以是像素子幀的強(qiáng)度積分，像素強(qiáng)度的總和，像 素強(qiáng)度的加權(quán)和，像素強(qiáng)度的平均值等。仍根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，該函數(shù)可以是子幀像素強(qiáng)度的方差。仍根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，該函數(shù)可以是子幀像素強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差。注意，可使用 其它統(tǒng)計(jì)函數(shù)、概率函數(shù)或其它函數(shù)。注意，可忽略掉一些像素。子幀像素強(qiáng)度積分的計(jì)算函數(shù)的實(shí)例在名稱為“用于評(píng)估圖案參數(shù)中變化的方法 和系統(tǒng)”的PCT專利申請(qǐng)公開序列No. W02007/088542A2中示出，在此將其整體并入本文。已 經(jīng)示出了考慮到子幀強(qiáng)度積分的平均值，可評(píng)估掩模所產(chǎn)生的圖案特征(諸如臨界尺寸) 的變化。根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，步驟140可包括計(jì)算子幀像素強(qiáng)度的多個(gè)函數(shù)以提供 多個(gè)計(jì)算值。計(jì)算多個(gè)函數(shù)能降低為檢測(cè)誤差源所應(yīng)獲得的圖像數(shù)目，且，另外或替換地，可用 于增加檢測(cè)誤差源的可靠性。步驟140之后是響應(yīng)于計(jì)算值和響應(yīng)于函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度來(lái)檢測(cè)誤差 源的步驟150。函數(shù)對(duì)某一誤差源的敏感度可表示函數(shù)值和該某一誤差源對(duì)該值的作用之間的比率。步驟150可包括評(píng)估誤差源對(duì)一個(gè)或多個(gè)函數(shù)值的作用。評(píng)估可包括確定掩模的 誤差源，指示掩模是否可操作等。誤差源可以是掩模或者是掩模的一個(gè)部件的參數(shù)變化；可以是不同于所期望值的 掩模參數(shù)值等。誤差源可限于掩模的小區(qū)域；可出現(xiàn)在掩模的不同部分上甚至在整個(gè)掩模上。誤差源的非限制性實(shí)例包括掩模厚度變化、掩模反射性變化、圖案化掩模的占空比的變 化、掩模層透明性變化、掩模衰減度(attenuation)變化、掩模衰減中的變化、掩模圖案寬 度變化、掩模引入的相移變化、掩模的硅化鉬(MoSi2)層厚度不均勻性，等等?？赏ㄟ^比較每個(gè)子幀整體像素強(qiáng)度函數(shù)的多個(gè)值獲知多個(gè)誤差源或者更確切地 說(shuō)多個(gè)誤差源中的每個(gè)誤差源的作用，在不存在誤差源的情況下期望該多個(gè)值相互相 等。該比較包括在于不同幀內(nèi)相同位置處的子幀相關(guān)計(jì)算值之間進(jìn)行比較。這些敏感度可提供給方法100或者可在方法100期間計(jì)算。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于計(jì)算對(duì)于每個(gè)誤差源的函數(shù)敏感度的方法 200。方法200重復(fù)模擬被模擬掩模中的變化，模擬從被模擬掩模的照明中獲得的圖 像，計(jì)算用于被模擬子幀像素的強(qiáng)度函數(shù)，和在計(jì)算值之間進(jìn)行比較。方法200起始于模擬掩模的步驟210。步驟210之后是模擬從被模擬掩模的(被模擬)照明獲得的圖像的步驟220。步驟220之后是對(duì)于圖像多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算子幀像素強(qiáng)度函數(shù)的步驟 230。步驟230之后是模擬被模擬掩模變化的步驟240。步驟240之后是步驟220，直到實(shí)現(xiàn)了控制標(biāo)準(zhǔn)?？刂茦?biāo)準(zhǔn)可以是允許重復(fù)的最大 值，但是不是必須這樣且可以定義其它控制標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，步驟230之后是改變照明條件和跳到步驟220的步驟 250。雖然方法200示出了基于模擬的敏感度計(jì)算，但是應(yīng)注意，這些敏感度可以以其 它方式計(jì)算。例如，已經(jīng)知道了誤差源的掩模圖像可被照明以提供隨后被處理以評(píng)估敏感 度的圖像。這些圖像可在不同照明條件下獲得。往回參考圖1，步驟150之后是響應(yīng)所檢測(cè)的誤差源。該步驟可包括修復(fù)掩模、將 掩模定義成缺陷掩模、將掩模定義成可操作、產(chǎn)生掩模修復(fù)指示等。步驟160可包括通過評(píng)估誤差源的適印性，或者評(píng)估這些誤差源是否將影響通過 照亮掩模所制造的圖案，來(lái)確定怎樣響應(yīng)于被檢測(cè)的誤差源。步驟160可包括確定通過利 用掩模所制造的圖案特征的變化。如果這些變化不可接受，則該掩模被送去修復(fù)或者被拒 收。步驟160可包括以下步驟中的至少一個(gè)或組合(i)對(duì)將被裝運(yùn)出掩模商店的掩 模提供質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)；(ii)提供輸入給掩模產(chǎn)生工藝；(iii)提供輸入給圖案制造工藝； (iv)提供輸入給光刻模擬中使用的掩模模型；(V)提供用于光刻步進(jìn)器的修正圖；(Vi)識(shí) 別特征比所期望的特征參數(shù)變化大的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，掩?？梢允菛鸥裨O(shè)計(jì)規(guī)則掩模。單個(gè)圖像，多個(gè)函數(shù)圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法300。方法300評(píng)估掩模相關(guān)誤差源，更具 體地提供存在誤差源的指示以及其對(duì)掩模圖像的作用。方法300開始于步驟310，320或330中的任一個(gè)。步驟310包括光學(xué)獲得掩模圖像。掩模圖像包括子幀。該子幀可以是相同尺寸和相同形狀。響應(yīng)于所關(guān)注圖案的形狀和尺寸選擇子幀的尺寸和形狀。例如，可選擇包括形成重復(fù)圖案的多重整體特征的子幀。步驟310可通過諸如空間圖像器的圖像獲得系統(tǒng)執(zhí)行，具體地可通過來(lái)自加利福 尼亞的Santa Clara的應(yīng)用材料公司的AREA 193來(lái)執(zhí)行。步驟310之后是步驟320。圖像可通過采用空間圖像條件獲得，但不是必須這樣。步驟320包括預(yù)先處理掩模圖像，其中圖像在不同曝光條件下獲得。步驟320輸 出表示圖像的數(shù)據(jù)。步驟330包括接收表示掩模圖像的數(shù)據(jù)。步驟330之后是對(duì)于掩模圖像多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算子幀像素強(qiáng)度的多個(gè) 函數(shù)以提供多個(gè)計(jì)算值的步驟340。步驟340之后是響應(yīng)于計(jì)算值和響應(yīng)于每個(gè)函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度來(lái)檢測(cè) 一個(gè)或多個(gè)誤差源的步驟350。步驟350之后是響應(yīng)所檢測(cè)誤差源的步驟360。照明波動(dòng)補(bǔ)償圖4示出了用于評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的方法400。方法400包括接收表示掩模多個(gè)圖像的數(shù)據(jù)的步驟410。每個(gè)圖像都包括子幀。步驟410之后是對(duì)于多個(gè)圖像多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算表示子幀像素強(qiáng)度的 多個(gè)函數(shù)值之間關(guān)系的關(guān)系值的步驟420。步驟420包括對(duì)于屬于不同圖像尤其是屬于在照明源輸出改變強(qiáng)度的光時(shí)獲得 的不同圖像的子幀計(jì)算關(guān)系值。步驟420之后是響應(yīng)于不同圖像子幀的關(guān)系值補(bǔ)償影響多個(gè)圖像的照明功率變 化的步驟430。步驟420包括計(jì)算表示子幀強(qiáng)度積分的平均值和子幀強(qiáng)度積分的標(biāo)準(zhǔn)差之間比 率的關(guān)系值。系統(tǒng)參考圖5，其借助于框圖示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)500的實(shí)例。系統(tǒng)500包括界面510和處理器520。圖5也示出了系統(tǒng)500包括圖像獲取器530， 其在不同曝光條件下獲取掩模的多個(gè)圖像。圖像獲取器包括照明源531，光學(xué)元件532，掩 模支撐件533和檢測(cè)器534。圖像獲取器可以是空間觀測(cè)工具(Aerial inspection tool) 或者可包括在這種工具中。光學(xué)元件532包括位于照明源531和由掩模支撐件533支撐的 掩模之間的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件(諸如透鏡，孔徑536，空間頻率濾波器等)，以及位于掩模 支撐件533和檢測(cè)器534之間的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件。界面510可接收表示在不同曝光條件下獲得的掩模的多個(gè)圖像的數(shù)據(jù)。處理器520可實(shí)施方法100，200，300，300中的至少一種或其組合。例如，處理器520可對(duì)于多個(gè)圖像多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算子幀像素強(qiáng)度函數(shù) 以提供多個(gè)計(jì)算值；和響應(yīng)于計(jì)算值和響應(yīng)于函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度來(lái)檢測(cè)誤差源。對(duì)于另一實(shí)例，處理器520可對(duì)于掩模每個(gè)圖像的多個(gè)子幀計(jì)算強(qiáng)度的多個(gè)函數(shù) 值以提供多個(gè)計(jì)算值；和響應(yīng)于計(jì)算值和響應(yīng)于函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度來(lái)確定每個(gè)誤 差源的作用。
對(duì)于另一實(shí)例，處理器520可對(duì)于掩模每個(gè)圖像的多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算表 示子幀強(qiáng)度的多個(gè)函數(shù)值之間關(guān)系的關(guān)系值；和響應(yīng)于不同圖像子幀關(guān)系值補(bǔ)償影響多個(gè) 圖像的照明功率變化。數(shù)學(xué)分析-GDR掩模為了處理掩模誤差源的修復(fù)，采取了用于運(yùn)算所獲得圖像的TCC (傳輸交叉系數(shù)) 方法。在“薄”(即Kirchhoff)掩模近似和Hopkins近似支持的假定條件下調(diào)整該TCC方 法。該TCC對(duì)于具有很好限定的波譜含量的掩模圖案形式特別簡(jiǎn)單。實(shí)際上，密集的ID GDR 掩模圖案實(shí)質(zhì)上通過單個(gè)空間頻率表不。TCC方法可用于對(duì)于在特定組曝光條件下空間圖像平均強(qiáng)度對(duì)⑶R掩模參數(shù)的小 擾動(dòng)(誤差源)的響應(yīng)取得表達(dá)式。該數(shù)學(xué)分析將展示出在不同曝光條件下進(jìn)行的兩次或多次平均強(qiáng)度測(cè)量的組合 足以修復(fù)掩模誤差源的性質(zhì)和強(qiáng)度。具體地，以下數(shù)學(xué)分析集中在衰減的(嵌入的)相移 掩模上，盡管結(jié)果也用于(通過適當(dāng)修改)其它類型的ID掩模圖案。空間圖案的波譜通過等式(1)給出
I ( /, = I f TCC( f + f , g+ g! ■ f' , g' ) δ (/+/·'’g + g' ) δ* { f ‘ , g' )df ‘ dg' (1)其中，f，g，f'，g'表示空間頻率，7是空間圖像強(qiáng)度，d是描述掩模傳輸(包括 相位)的函數(shù)，上標(biāo) 表示變量的傅里葉變換，即x( f, g) 二 F{X (X,TCC(傳輸交叉系數(shù))
是完整描述光學(xué)系統(tǒng)效果的四個(gè)變量的函數(shù)，且被定義為
TCCXf ‘ , g' ■’ f ‘ ‘ , g' ‘ ) 二 H J(f,g)H(f+f',g + g' ) H ( f+ f ‘ ‘ , g+ g' ‘ ) df dg . (2)此處，7和i 分別表示照明源的共同強(qiáng)度和匯聚光學(xué)元件轉(zhuǎn)移函數(shù)?？臻g圖像子幀像素強(qiáng)度函數(shù)提供這些像素的平均強(qiáng)度的指示，對(duì)應(yīng)于f = g = 0 Lv = 7 (0，0) 二 f f TCC (f, g； f，g ) \Q(f,gf df dg . (3)注意這種情況，假設(shè)TCC為特別簡(jiǎn)單的形式
TCC (f' , g' ·, f' , gJ ) =IfJ if, g) \H(f + f',g + gf dfdg. ⑷由于圖像結(jié)構(gòu)上的光學(xué)相差影響通過及相位整體捕獲，因此等式(4)表示平均強(qiáng) 度對(duì)相差不敏感。TCC用于ID(線和間隔)掩模圖案。令ρ為節(jié)距，和d為線寬。此外，分別通過tbg 和tfg表示圖案線和間距的傳輸(transmission)和相位。例如，衰減低傳輸MoSi (6% )相 移掩模(PSM)對(duì)應(yīng)于tfg = -0. 25和tfg = 1。通過這些限定，這種圖案的波譜通過以下公
式給出
注意，該波譜包括在空間頻率k/p下的諧波。由于實(shí)際情況下，TCC(0，0) = 1，因
此我們可在(3)中替換并獲得
/,=/(0,0) = [Ci 十( -U]2+[ +(6)
LJρ [ πΚα ι ρρρρ ρ J實(shí)際上，在⑶R圖案中，通常僅Oth和1st (或者Oth和-1st)衍射階對(duì)圖像形成 有影響。這反應(yīng)出故意使用GDR以將kl盡實(shí)際可能地靠近其最低理論極限，因此從在MEEF 和極化方面的兩光束成像以及當(dāng)然也從管芯尺寸的優(yōu)勢(shì)受益(參見§2)。等式(5)和(6)中的表述更加常用且利于推廣到更一般的情況。實(shí)際對(duì)空間圖像 結(jié)構(gòu)起作用的衍射階的“選擇”隱含在等式(6)的TCC中。根據(jù)一般公式(6)可明顯看出，子幀像素強(qiáng)度的平均值具有兩個(gè)不同的作用。第 一個(gè)作用-以下稱作IcT只取決于掩模圖案，且完全不依賴于圖像獲取系統(tǒng)光學(xué)結(jié)構(gòu)的細(xì) 節(jié)
-dyI0= tbg+{tfg-tbg)-. (7)取決于特定光學(xué)條件的第二個(gè)作用，也取決于較高的圖案諧波
“小[叫W叫A-M . (8)
^ ρ k y πΜ Ipρ ρρ ρ J由此，Iav= lQ+Ihigher。掩模圖案(誤差源)參數(shù)的小干擾在等式(6)中表明。通過集中在衰減相移掩模 線圖案(attPSM L&S圖案)上，兩種類型的可行(和常用)干擾相互區(qū)分。首先，掩模上的特征占空比-d/p-與指定值不同。由于掩模寫入誤差(由寫入光 束的寬度變化導(dǎo)致)或者在掩模顯影期間會(huì)發(fā)生這種情況。由此，這種特殊類型誤差的根 本原因暗示了掩模圖案具有指定節(jié)距，但是線寬d與預(yù)定值相比有變化。假設(shè)與指定線寬 值的偏差很小，則通過簡(jiǎn)單的泰勒級(jí)數(shù)(通常1st或者2nd階冪項(xiàng)就足夠了)就可以獲得 對(duì)平均強(qiáng)度的影響。該影響可通過以下等式表示
γ-jγSIav(Ad) ^-^Ad + -~a^Ad2+.... (9)
flV dd 2 dd2此處，δ Iav = (Iav-Iav,noffl)/Iav,noffl是平均強(qiáng)度相對(duì)于標(biāo)稱的無(wú)缺陷掩模獲得的指定 平均強(qiáng)度Iav,n。m的變化。第二，會(huì)發(fā)生MoSi沉積誤差，導(dǎo)致薄膜中相移Φ變化，其與傳輸值變化是耦合的。 由于衰減是薄膜厚度的指數(shù)函數(shù)，因此雖然相移與厚度成正比，但是可示意性將其寫成
權(quán)利要求
一種評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的方法，該方法包括接收表示掩模多個(gè)圖像的數(shù)據(jù)，該多個(gè)圖像在不同曝光條件下獲得；對(duì)于多個(gè)圖像多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算子幀像素強(qiáng)度函數(shù)以提供多個(gè)計(jì)算值；和基于計(jì)算值和基于函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度檢測(cè)誤差源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該函數(shù)是強(qiáng)度積分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括對(duì)于至少一個(gè)子幀計(jì)算至少一個(gè)子幀的像素強(qiáng)度的多 個(gè)函數(shù)，以提供多個(gè)計(jì)算值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中一個(gè)函數(shù)是強(qiáng)度積分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中一個(gè)函數(shù)是強(qiáng)度方差。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括在設(shè)置在不同幀內(nèi)相同位置處的子幀相關(guān)的計(jì)算值之 間進(jìn)行比較。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中一個(gè)圖像組通過采用空間圖像條件獲得，和至少一個(gè) 另一圖像組在不同于空間圖像條件的曝光條件下獲得。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中一個(gè)圖像組通過采用空間圖像條件獲得，和至少一個(gè) 另一圖像組在低數(shù)值孔徑下獲得。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括通過模擬被模擬掩模中的變化，通過模擬由被模擬掩 模照明獲得的圖像，計(jì)算被模擬子幀的函數(shù)以提供計(jì)算值以及在計(jì)算值之間進(jìn)行比較，來(lái) 計(jì)算函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括通過模擬被模擬掩模中的變化，在多個(gè)照明條件下模 擬由被模擬掩模的照明獲得的圖像，計(jì)算被模擬子幀的函數(shù)以提供計(jì)算值以及在計(jì)算值之 間進(jìn)行比較，來(lái)計(jì)算函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括確定通過利用掩模制造的圖案特征的變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括確定與掩模的衰減相移層厚度變化相關(guān)的誤差源的 作用。
13.一種評(píng)估掩模相關(guān)誤差源的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括接收表示多個(gè)圖像的數(shù)據(jù)的界面， 該多個(gè)圖像在不同曝光條件下獲得；和處理器，對(duì)多個(gè)圖像多個(gè)子幀中的每個(gè)子幀計(jì)算子 幀像素強(qiáng)度函數(shù)，以提供多個(gè)計(jì)算值；和基于計(jì)算值和響應(yīng)于函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度 檢測(cè)誤差源。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中函數(shù)是強(qiáng)度積分。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中處理器對(duì)于至少一個(gè)子幀計(jì)算至少一個(gè)子幀的像素 強(qiáng)度的多個(gè)函數(shù)以提供多個(gè)計(jì)算值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中一個(gè)函數(shù)是強(qiáng)度積分。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中一個(gè)函數(shù)是強(qiáng)度差分。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中處理器在設(shè)置在不同幀內(nèi)相同位置處的子幀相關(guān)的 計(jì)算值之間進(jìn)行比較。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中一個(gè)圖像通過采用空間圖像條件獲得和至少一個(gè)另 一圖像在不同于空間圖像條件的曝光條件下獲得。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中一個(gè)圖像通過采用空間圖像條件獲得和至少一個(gè)另 一圖像在低數(shù)值孔徑下獲得。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中處理器通過模擬被模擬掩模的變化，模擬由被模擬 掩模的照明獲得的圖像，對(duì)于多個(gè)被模擬子幀計(jì)算子幀像素強(qiáng)度函數(shù)以及在計(jì)算值之間進(jìn) 行比較，來(lái)計(jì)算函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度。
22.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中處理器通過模擬被模擬掩模中的變化，在多個(gè)照明 條件下模擬由被模擬掩模的照明獲得的圖像，對(duì)于多個(gè)被模擬子幀計(jì)算子幀像素強(qiáng)度函數(shù) 以及在計(jì)算值之間進(jìn)行比較，來(lái)計(jì)算函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度。
23.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中處理器確定利用該掩模制造的圖案特征的變化。
24.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中處理器確定與掩模衰減相移層厚度變化相關(guān)的誤差 源的作用。
全文摘要
評(píng)估掩模相關(guān)誤差源，包括(i)接收表示在不同曝光條件下獲得的掩模多個(gè)圖像的數(shù)據(jù)；(ii)對(duì)于掩模每個(gè)圖像的多個(gè)子幀計(jì)算每個(gè)子幀像素強(qiáng)度函數(shù)的值以提供多個(gè)計(jì)算值；和(iii)響應(yīng)于計(jì)算值和響應(yīng)于函數(shù)對(duì)每個(gè)誤差源的敏感度檢測(cè)誤差源。
文檔編號(hào)G03F1/14GK101957557SQ20101013463
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者埃米爾·莫什·薩基烏, 瑟基·赫日斯托, 舍繆爾·孟甘, 萊維·法維舍維斯基 申請(qǐng)人:以色列商·應(yīng)用材料以色列公司