專利名稱：襯底拓?fù)淇芍墓饪棠Ｐ突闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種襯底拓?fù)淇芍墓饪棠Ｐ突椒ā?br> 背景技術(shù)：
例如，可以將光刻投影設(shè)備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，掩模可以包含對(duì)應(yīng)IC的單層的電路圖案，并且該圖案被成像到已經(jīng)涂覆有輻射敏感材料(抗蝕齊IJ)層的襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一個(gè)或多個(gè)管芯)上。通常，單個(gè)晶片將包含通過光刻投影設(shè)備的投影系統(tǒng)一次一個(gè)地被連續(xù)照射的相鄰目標(biāo)部分的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在一種類型的光刻投影設(shè)備中，通過將整個(gè)掩模圖案一次曝光到目標(biāo)部分上來照射每個(gè)目標(biāo)部分；這種設(shè)備通常被稱為晶片步進(jìn)機(jī)。在替換的設(shè)備中，通常稱為步進(jìn)-掃描設(shè)備，通過沿給定的參照方向(“掃描”方向)在投影束下漸進(jìn)地掃描掩模、同時(shí)同步地沿與該方向平行或反向平行的方向掃描襯底臺(tái)來輻射每一個(gè)目標(biāo)部分。因?yàn)橥ǔＭ队跋到y(tǒng)將具有放大因子M(通常< I)，因此襯底臺(tái)掃描的速度V將是掩模臺(tái)掃描速度的因子M倍。有關(guān)如這里所述的光刻裝置的更多信息可以參考例如美國專利US6046792，這里通過參考合并于此。在使用光刻投影設(shè)備的制造過程中，掩模圖案被成像到至少由輻射敏感材料(例如抗蝕劑)層部分地覆蓋的襯底上。在該成像步驟之前，襯底可以經(jīng)過多種工序，例如涂底料、抗蝕劑涂覆和軟烘烤。在曝光之后，襯底可以經(jīng)歷其它工序，例如曝光后烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤和成像特征的測量/檢驗(yàn)。這一系列的工序被用作對(duì)器件(例如IC)的單層進(jìn)行圖案化的基礎(chǔ)。然后，這樣的圖案化層可以經(jīng)過多種處理，例如蝕刻、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學(xué)-機(jī)械拋光等，所有這些處理用于完成對(duì)一個(gè)單層的處理。如果需要幾個(gè)層，則對(duì)于每個(gè)新的層必須重復(fù)整個(gè)工序或其變體。最后，在襯底(晶片)上將形成器件的陣列。然后，這些器件通過例如劃片(dicing)或切割等技術(shù)彼此分割開，然后獨(dú)立的器件可以安裝到連接至插腳等的載體上。為了簡化起見，下文中投影系統(tǒng)可被稱為“透鏡”;然而，這個(gè)術(shù)語應(yīng)該被廣義地解釋為包括各種類型的投影系統(tǒng)，包括例如折射式光學(xué)系統(tǒng)、反射式光學(xué)系統(tǒng)和反射折射式系統(tǒng)。輻射系統(tǒng)還可以包括根據(jù)用于引導(dǎo)、成形或控制投影輻射束的這些設(shè)計(jì)類型中的任意類型來操作的部件，并且這些部件在下文中還可以被統(tǒng)稱為或單獨(dú)地稱為“透鏡”。此外，光刻投影設(shè)備可以是具有兩個(gè)或多個(gè)襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或多個(gè)掩模臺(tái))的類型。在這種“多臺(tái)”裝置中，附加的臺(tái)可以并行地使用，或者在一個(gè)或多個(gè)臺(tái)用于曝光的同時(shí)在一個(gè)或多個(gè)其他臺(tái)上執(zhí)行預(yù)備步驟。上面提及的光刻掩模包括與將要被集成到硅晶片上的電路部件相對(duì)應(yīng)的幾何圖案。用來形成這種掩模的圖案通過使用CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))程序來生成，這種過程通常被稱為EDA (電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)。大多數(shù)CAD程序依照一系列預(yù)定的設(shè)計(jì)規(guī)則以便產(chǎn)生功能化掩模。這些規(guī)則通過工藝和設(shè)計(jì)限制來設(shè)定。例如，設(shè)計(jì)規(guī)則限定電路器件(例如柵極、電容等)或互連 線之間的間隔容許量，使得確保電路器件或線不會(huì)彼此以不希望的方式相互作用/影響。通常，設(shè)計(jì)規(guī)則限制被稱為“臨界尺寸”(CD)。電路的臨界尺寸可以被定義成線或孔的最小寬度或兩條線或兩個(gè)孔之間的最小間隔。因此，CD決定所設(shè)計(jì)的電路的總的尺寸和密度。當(dāng)然，集成電路制造的目標(biāo)之一是在晶片上(通過掩模)忠實(shí)地復(fù)制原始電路設(shè)計(jì)。正如提到的，光刻是半導(dǎo)體集成電路制造過程中的核心步驟，其中形成在襯底上的圖案限定半導(dǎo)體器件的功能元件，例如微處理器、存儲(chǔ)器芯片等。類似的光刻技術(shù)也被用于形成平板顯示器、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)和其他器件。隨著半導(dǎo)體制造過程持續(xù)進(jìn)步，在每個(gè)器件的功能元件(例如晶體管)的數(shù)量在過去幾十年中已經(jīng)遵照通常被稱作為“摩爾定律”的趨勢穩(wěn)定地增加的同時(shí)，電路元件的尺寸持續(xù)地減小。在目前的技術(shù)狀態(tài)下，前沿器件的關(guān)鍵層使用已知為掃描器的光學(xué)光刻投影系統(tǒng)進(jìn)行制造，其使用來自深紫外激光光源的照射將掩模圖像投影到襯底上，產(chǎn)生具有IOOnm以下尺寸的電路特征，也就是尺寸小于投影光的波長的一半的各個(gè)電路特征。依照分辨率公式⑶=Ic1X λ /NA，這種印刷具有小于光學(xué)投影系統(tǒng)的傳統(tǒng)分辨率極限的尺寸的特征的工藝通常被稱為低-kidow-1o光刻術(shù)，其中λ是所采用的輻射的波長(目前大多數(shù)情況是248nm或193nm)，NA是投影光學(xué)裝置的數(shù)值孔徑，CD是“臨界尺寸”(通常是所印刷的最小特征尺寸)，以及h是經(jīng)驗(yàn)分辨率因子。通常，Ic1越小，越難以在晶片上復(fù)制與電路設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的、以便獲得特定電功能性和性能的形狀和尺寸相符的圖案。為了克服這些困難，對(duì)投影系統(tǒng)和掩模設(shè)計(jì)實(shí)施復(fù)雜的精細(xì)的微調(diào)步驟。這些步驟例如包括但不限于NA和光學(xué)相干性設(shè)置的優(yōu)化、定制照射方案、使用相移掩模、掩模布局中的光學(xué)鄰近效應(yīng)校正，或其它通常稱為“分辨率增強(qiáng)技術(shù)”(RET)的方法。作為RET的一個(gè)重要示例，光學(xué)鄰近效應(yīng)校正(OPC)解決這樣的事實(shí)或問題，即，晶片上印刷的特征的最終尺寸和位置不是簡單地作為掩模上的對(duì)應(yīng)特征的尺寸和位置的函數(shù)。要注意的是，術(shù)語“掩?！焙汀把谀０妗痹诖丝梢曰Q地使用。對(duì)于通常的電路設(shè)計(jì)中存在的小的特征尺寸和高的特征密度，給定特征的特定邊緣的位置會(huì)由于其他鄰近特征的存在或不存在而在一定程度上受到影響。這些鄰近效應(yīng)由于從一個(gè)特征到另一個(gè)特征耦合的小量的光而產(chǎn)生。類似地，鄰近效應(yīng)可能由于后曝光烘烤(PEB)、抗蝕劑顯影以及通常跟隨光刻曝光的蝕刻期間的擴(kuò)散和其他化學(xué)效應(yīng)而引起。為了確保在半導(dǎo)體襯底上根據(jù)給定目標(biāo)電路設(shè)計(jì)的要求產(chǎn)生特征，需要使用復(fù)雜的數(shù)字模型預(yù)測鄰近效應(yīng)，并且需要在可以成功地制造高端器件之前將校正或預(yù)變形應(yīng)用至掩模的設(shè)計(jì)中。在通常的高端設(shè)計(jì)中，幾乎每一個(gè)特征邊緣都需要一些修正，以便使印刷的圖案能夠充分接近目標(biāo)設(shè)計(jì)。這些修正可以包括邊緣位置或線寬的偏移或偏置以及應(yīng)用本身不是為了印刷、但是將影響相關(guān)主要特征的屬性的“輔助”特征。在半導(dǎo)體工業(yè)中，微光刻(或簡單光刻)是在半導(dǎo)體晶片上印刷電路圖案的工藝(例如，硅或GaAs晶片)。當(dāng)前，光學(xué)光刻技術(shù)是用于半導(dǎo)體器件和諸如平板顯示器等其他器件或裝置的批量制造中的主要技術(shù)。這種光刻技術(shù)采用可見光至深紫外光譜范圍的光曝光襯底上的光致抗蝕劑。未來，可以采用極紫外(EUV)和軟X射線。曝光之后，抗蝕劑被顯影以得出抗蝕劑圖像。

圖1示出示例性的光刻投影系統(tǒng)10。主要部件是:光源12，其可以是例如深紫外受激準(zhǔn)分子激光器源或具有包括EUV波長的其他波長的光源；照射光學(xué)元件，其限定部分相干性，并且可以包括特定源成形光學(xué)元件14、16a和16b ;掩?；蜓谀０?8 ;以及投影光學(xué)元件16c，其將掩模版圖案的圖像產(chǎn)生到晶片平面22上去。在光瞳平面處的可調(diào)節(jié)濾光片或孔20可以限制入射到晶片平面22上的束角度的范圍，其中最大可能的角度限定投影光學(xué)元件的數(shù)值孔徑NA = sin ( Θ max)。圖2中示出模擬光刻投影設(shè)備中的光刻的示例性流程圖。源模型31表示源的光學(xué)特性(包括光強(qiáng)度分布和/或相分布)。投影光學(xué)元件模型32表示投影光學(xué)元件的光學(xué)特性(包括由投影光學(xué)元件引起的光強(qiáng)度分布和/或相分布的改變)。設(shè)計(jì)布局模型35表示設(shè)計(jì)布局的光學(xué)特性(包括給定設(shè)計(jì)布局33引起的相分布和/或光強(qiáng)度分布的改變)，其表示掩模上的多個(gè)特征的布置?？臻g圖像36可以通過設(shè)計(jì)布局模型35、投影光學(xué)元件模型32以及設(shè)計(jì)布局模型35模擬。使用抗蝕劑模型37可以通過空間圖像36模擬抗蝕劑圖像38。光刻的模擬可以例如預(yù)測抗蝕劑圖像中的輪廓和CD。更具體地，要注意的是，源模型31可以表示源的光學(xué)特性，其包括但不限于NA-σ設(shè)置以及任何特定照射源形狀(例如離軸光源，諸如環(huán)形的、四極的以及雙極等)。投影光學(xué)元件模型32可以表示投影光學(xué)元件的光學(xué)特性，包括像差、變形、折射率、物理尺寸、物理維度等。設(shè)計(jì)布局模型35也可以表示物理掩模的物理屬性，如例如美國專利第7，587，704號(hào)中描述的，所述美國專利通過引用而被合并于本文中。模擬的目標(biāo)是為了精確地預(yù)測例如邊緣位置和⑶，其隨后可以與目標(biāo)設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比。目標(biāo)設(shè)計(jì)通常被限定為預(yù)OPC設(shè)計(jì)布局，并且可以以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字文件格式(例如GDSII或OASIS)或其他文件格式被提供。當(dāng)抗蝕劑被投影的圖像曝光并且隨后被烘烤和顯影時(shí)，抗蝕劑經(jīng)歷復(fù)雜的化學(xué)和物理改變。最終的抗蝕劑圖案通常通過它們的臨界尺寸或CD表征，其中CD通常被限定為抗蝕劑-襯底界面處的抗蝕劑特征的寬度。雖然CD通常旨在表示在給定器件中被形成圖案的最小的特征，在實(shí)踐中術(shù)語CD用于描述任意抗蝕劑特征的線寬。

在大多數(shù)曝光工具中，光學(xué)系統(tǒng)從掩模水平面到晶片水平面將圖案的尺寸減小縮小倍數(shù)，通常是4倍或5倍。為此，在掩模水平面處的圖案通常大于晶片水平面處的想要的圖案，這放寬了掩模水平面處所需的尺寸控制容差并改進(jìn)了掩模制造工藝的產(chǎn)量和可制造性。曝光工具的這種縮小倍數(shù)在提到曝光工藝的“尺寸”時(shí)引起一定的混淆。這里，特征尺寸和維度指的是晶片水平面處特征尺寸和維度，“最小特征尺寸”指的是晶片水平面處的最小特征。對(duì)于正確地圖案化器件的曝光過程，器件中的所有臨界結(jié)構(gòu)的⑶必須被圖案化以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)尺寸。因?yàn)樵趯?shí)踐中不能毫無誤差地實(shí)現(xiàn)每個(gè)目標(biāo)CD，因此器件被設(shè)計(jì)有對(duì)于CD誤差的特定容差。在此情況下，如果全部臨界特征的CD在這些預(yù)定容差范圍內(nèi)，則圖案被看作是可接受的。為了在制造環(huán)境中可以看到曝光過程，整體CD分布在表示在工廠內(nèi)預(yù)期發(fā)生的工藝變化的通常范圍的整個(gè)工藝條件范圍內(nèi)必須落入容差限制內(nèi)。例如，名義上相同的工藝條件的實(shí)際劑量可以在偏離名義劑量達(dá)±5%的范圍內(nèi)變化；名義上相同的工藝條件的實(shí)際焦平面可以在偏離名義焦平面達(dá)±100nm的范圍內(nèi)變化。限制或劣化圖案轉(zhuǎn)移工藝的忠實(shí)度的因素或事實(shí)包括掩模制造過程中、投影光學(xué)元件中、抗蝕劑處理中以及投影光和晶片上形成的膜堆疊之間的相互作用的控制過程中的不完美或不理想。然而，即使具有完美的掩模、完美的光學(xué)元件、完美的抗蝕劑系統(tǒng)以及完美的襯底反射性控制，圖像忠實(shí)度也變得難以保持，因?yàn)楸粓D像化的特征的尺寸變得小于在曝光工具中使用的光的波長。對(duì)于使用193nm照射源的曝光過程，期望獲得小到65nm的特征。在這種深亞波長情況中，圖案轉(zhuǎn)移工藝變得高度非線性，并且晶片水平面處的最終的圖案尺寸變成不僅是對(duì)掩模水平面處圖案的尺寸非常敏感的函數(shù)，而且是對(duì)特征的局部環(huán)境非常敏感的函數(shù)，其中局部環(huán)境延伸到光波長的大約5到10倍的半徑以外。假設(shè)與波長相比特征尺寸非常小，甚至掩模上的相同結(jié)構(gòu)將具有不同的晶片水平面處尺寸，這依賴于相鄰特征的尺寸和鄰近度，并且甚至不是緊鄰但仍然在由曝光工具的光學(xué)元件限定的鄰近區(qū)域內(nèi)的多個(gè)特征。為了努力改善成像質(zhì)量和最小化圖案轉(zhuǎn)移工藝中的高度非線性，當(dāng)前的加工技術(shù)采用多種RET和OPC(為克服鄰近效應(yīng)的所有技術(shù)的通稱)。OPC的最簡單形式之一是選擇性偏斜。給出⑶隨節(jié)距變化曲線，則通過改變在掩模水平面處的⑶、至少在最佳焦距和曝光處可以驅(qū)使全部不同的節(jié)距產(chǎn)生相同的CD。因此，如果晶片水平面處的特征印刷太小，則掩模水平面處的特征將被偏置以致于稍微大于名義的值，反之亦然。因?yàn)閺难谀Ｋ矫娴骄矫娴膱D案傳遞過程是非線性的，因此偏置的量不是簡單的是在最佳焦距和曝光次數(shù)處的測量到的CD誤差乘以減少因子，但是通過模型化和實(shí)驗(yàn)可以確定合適的偏置量。選擇性的偏置對(duì)于鄰近效應(yīng)是不完整的解決方案，尤其是在其僅應(yīng)用于名義工藝條件下。即使這種偏置原則上可以應(yīng)用以給出在最佳焦距和曝光處的一致的CD隨節(jié)距變化曲線，一旦曝光工藝變化偏離名義條件，每個(gè)偏置的節(jié)距曲線也將不同地響應(yīng)，由此對(duì)于不同的特征導(dǎo)致不同的工藝窗口。因此，給出一致的CD隨節(jié)距的變化的“最佳”偏置甚至對(duì)整個(gè)工藝窗口具有負(fù)面的影響，由此減小而不是擴(kuò)大在想要的工藝容差范圍內(nèi)在晶片上印刷全部目標(biāo)特征的焦距和曝光范圍。已經(jīng)發(fā)展了其他更為復(fù)雜的OPC技術(shù)用于超越上述一維偏差示例的應(yīng)用。二維鄰近效應(yīng)是線端部縮短。線端部容易作為曝光和焦距的函數(shù)從想要的端點(diǎn)位置“拉回”。在許多情形中，長線端的端部縮短程度可以比相應(yīng)的線變窄大幾倍。如果線端部沒有完全橫跨下面的其想要覆蓋的層，例如源極-漏極區(qū)上的多晶硅柵極層，則這種類型的線端部拉回可以導(dǎo)致制造的器件的災(zāi)難性的失效。因?yàn)檫@種類型的圖案對(duì)焦距和曝光高度敏感，因此簡單地偏置該線端部使其比設(shè)計(jì)長度長是不夠的，因?yàn)樵谧罴呀咕嗪推毓鈼l件下的線或在曝光不足條件下的線將過分長，由此因?yàn)檠娱L的線端部接觸相鄰的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致短路，或者在電路中的各個(gè)特征之間增·加更多空間而導(dǎo)致不必要的大的電路尺寸。因?yàn)榧呻娐吩O(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵目標(biāo)之一是最大化功能元件的數(shù)量，同時(shí)最小化每個(gè)芯片所需的面積，由此增加額外的間距是非常不希望的解決方案。二維的OPC方法已經(jīng)發(fā)展起來用于解決線端部拉回問題。已知為“錘頭”或“襯線”的額外的結(jié)構(gòu)(或者輔助特征)通常被增加至線端部以有效地將它們固定在合適位置并在整個(gè)工藝窗口上提供減小的拉回。甚至在最佳焦距和曝光條件下，這些額外的結(jié)構(gòu)也不被分辨出來，但是它們在本身沒有完全被分辨出來的情況下改變了主特征的形貌。此處所用的“主特征”表示在工藝窗口中部分或全部條件下想要在晶片上印刷的特征。輔助特征可以采用比增加至線端部的簡單的錘頭形式更多的更好的形式，一定程度上掩模上的圖案不再簡單地是尺寸上擴(kuò)大了縮小因子倍的想要的晶片圖案。例如襯線等輔助特征可以應(yīng)用于除簡單減小線端部拉回以外的許多情形中。內(nèi)部或外部襯線可以應(yīng)用于任何邊緣，尤其是二維邊緣，以減小角部圓角或邊緣擠壓。使用全尺寸和極性的輔助特征和足夠的選擇偏置，掩模上的特征越來越不象晶片水平面處想要的最終圖案。通常，掩模圖案變成晶片水平面處圖案的預(yù)變形的版本，其中所述變形是為了抵消或顛倒在用以在晶片上形成盡可能接近設(shè)計(jì)者想要的圖案的圖案的光刻過程中將要發(fā)生的圖案變形。這些OPC技術(shù)中的許多可以在具有被加入、用于分辨率和工藝窗口增強(qiáng)的不同相的相移結(jié)構(gòu)的單個(gè)掩模上一起使用。當(dāng)二維結(jié)構(gòu)必須移動(dòng)、調(diào)整大小、用輔助特征增強(qiáng)以及在不引起與鄰近特征的任何沖突的情況下可能的相移時(shí)，偏置一維線的簡單任務(wù)不斷地變得復(fù)雜。由于深亞波長光刻技術(shù)的延伸的鄰近范圍，應(yīng)用于特征的OPC類型的改變對(duì)于位于半微米至一微米范圍內(nèi)的另一特征具有非預(yù)期的結(jié)果或影響。因?yàn)樵谶@個(gè)鄰近范圍內(nèi)可能存在許多特征，因而隨著加入更多的積極的方法，優(yōu)化OPC修飾的任務(wù)變得越來越復(fù)雜。每個(gè)新的被加入的特征對(duì)其他特征具有影響，隨后依次被重新校正，并且結(jié)果被重復(fù)地迭代以會(huì)聚于掩模布局，其中每個(gè)特征可以以這樣的方式被印刷使得其是最初想要的，同時(shí)以正確的方式對(duì)其相鄰的特征的空間圖像作出貢獻(xiàn)，使得它們在它們各自的容差范圍內(nèi)也被印刷。

發(fā)明內(nèi)容

這里描述的是用于模擬由入射輻射導(dǎo)致在襯底上的抗蝕劑層內(nèi)形成的圖像的方法，所述襯底具有在抗蝕劑層下面的第二特征和第一特征，所述方法包括步驟:在不使用入射輻射和第二特征的相互作用的情況下使用入射輻射和第一特征的相互作用模擬在抗蝕劑層內(nèi)的第一分圖像；在不使用入射輻射和第一特征的相互作用的情況下使用入射輻射和第二特征的相互作用模擬在抗蝕劑層內(nèi)的第二分圖像；由第一分圖像(partial image)和第二分圖像計(jì)算在抗蝕劑層內(nèi)形成的圖像；其中，入射輻射和第一特征的相互作用與入射輻射和第二特征的相互作用不同。


圖1是示出光刻系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的方框圖；圖2是示出對(duì)應(yīng)圖1中的子系統(tǒng)的模擬模型的方框圖；圖3示出襯底上的特征的示例；圖4示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖；圖5示出由圖3的示例得出的示例性襯底；圖6示出計(jì)算在兩個(gè)特征的邊界附近的波紋的示例。圖7是可以應(yīng)用實(shí)施例的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方框圖；圖8是實(shí)施例可以應(yīng)用于其中的光刻投影設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖描述實(shí)施例，所述附圖為本發(fā)明的說明性的示例。要注意的是，下面的附圖和示例并不意味著將本發(fā)明的范圍限制到單個(gè)實(shí)施例，相反通過替換所述的或所示的元件的一部分或全部，其他實(shí)施例也是可以的。而且，在使用已知的部件部分或全部應(yīng)用文中描述的特定元件的情況下，將僅描述已知部件的那些對(duì)理解本發(fā)明是必要的部分，并且這些已知部件的其他部分的詳細(xì)描述將被省略以便不會(huì)混淆本發(fā)明。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的，如果這里沒有具體指出，描述為被軟件實(shí)施的實(shí)施例不應(yīng)該限制于此，而可以包括在硬件中實(shí)施的實(shí)施例，或在軟件和硬件的組合中實(shí)施的實(shí)施例，并且反之亦然。在本說明書中，如果這里沒有明確地指出，示出單個(gè)部件的實(shí)施例不應(yīng)該看作限制；相反，本發(fā)明的范圍應(yīng)該包括其他包含多個(gè)相同部件的實(shí)施例，并且反之亦然。而且，如果這里沒有明確地提出，在說明書中或權(quán)利要求中的任何術(shù)語不表示不普遍的或特定的含義。在光刻過程期間從掩模到襯底的圖案轉(zhuǎn)移過程受來自投影光學(xué)元件的入射輻射被抗蝕劑層下面的襯底上的特征散射的影響，尤其在所述特征小于入射輻射的波長的時(shí)候或在襯底沒有抗反射涂層(BARC)的時(shí)候。在此所用的術(shù)語“入射輻射”意味著入射在襯底上的輻射。入射輻射可以具有任意的強(qiáng)度、空間以及相輪廓。例如，入射輻射可以是來自源成形光學(xué)元件、掩模以及投影光學(xué)元件成形的光源的輻射。入射輻射可以通過實(shí)驗(yàn)測量，或通過任何合適的模型化方法、由光刻投影設(shè)備的多個(gè)部件的特性模擬。在此所用的術(shù)語“散射”或“散射的”表示入射輻射的影響的結(jié)合，其可以包括反射、衍射以及折射。散射的輻射可以與入射輻射干涉并改變抗蝕劑層中的輻射的空間強(qiáng)度分布，這依次改變其中形成的抗蝕劑圖像。這種散射可以引起最終的抗蝕劑圖像的變形或扭曲，因而也應(yīng)該在OPC中被補(bǔ)償。如果與入射輻射具有不同的相互作用的多個(gè)特征在襯底上，則這種散射的影響可能更加復(fù)雜。在一個(gè)實(shí)施例中，與入射輻射的不同相互作用可能是由于特征內(nèi)的膜堆疊或膜疊層中的不同；在一個(gè)實(shí)施例中，不同的相互作用可以是由于特征的高度的差異。術(shù)語“特征”應(yīng)該廣義地解釋為襯底上的離散的或連續(xù)的區(qū)域。此處所用的“離散”意味著具有兩個(gè)或更多個(gè)不連接的部分的特征(例如，圖3中的特征301或特征302)。例如，如圖3所示，兩個(gè)不同的材料，材料310和材料320，位于襯底350上抗蝕劑340之下。材料310和材料320部分重疊。從OPC的角度看，在本示例中可以識(shí)別三個(gè)特征(在圖3中用特征301、特征302以及特征303標(biāo)記)。特征301是離散的區(qū)域，在該區(qū)域僅材料310涂覆襯底350 ;特征302是離散的區(qū)域，在該區(qū)域材料310和材料320重疊并且都涂覆襯底350 ;特征303是連續(xù)區(qū)域，在該區(qū)域僅材料320涂覆襯底350。因?yàn)椴煌牟牧隙询B，特征301、特征302以及特征303與入射輻射不同地相互作用。特征的其他示例包括STI (shallow trench isolation,淺溝道隔離)、源極/漏極(通常是重?fù)诫s硅 )。STI是集成電路特征，其阻止相鄰半導(dǎo)體器件部件之間的電流泄漏。STI通常用于在250納米或更小尺寸的CMOS工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)上?？梢酝ㄟ^在襯底中蝕刻溝道的圖案、沉積一種或多種介電材料(例如二氧化硅)以填充所述溝道、以及使用諸如化學(xué)機(jī)械平面化等技術(shù)去除過量的介電質(zhì)來形成STI?？梢酝ㄟ^諸如離子植入和摻雜劑擴(kuò)散等技術(shù)形成晶體管的源極和漏極。被襯底上的特征散射的效應(yīng)可以通過求解麥克斯韋方程嚴(yán)格地預(yù)測，但是其計(jì)算成本高并且難以實(shí)際應(yīng)用至整個(gè)襯底或整個(gè)掩模。傳統(tǒng)的方法是通過忽略散射輻射和入射輻射中的干涉來減小計(jì)算成本，其不能精確地預(yù)測散射效果。根據(jù)一些方面，在考慮由于襯底上的特征帶來的散射輻射的同時(shí)，計(jì)算抗蝕劑層中的模擬的圖像。在一些實(shí)施例中，可以通過使用圖4的流程圖中示出的示例方法得出輻射在抗蝕劑層中的空間強(qiáng)度分布。在步驟401，襯底上的抗蝕劑層內(nèi)或下面的不同的特征可以識(shí)別。例如通過掩模圖案或襯底的成像可以識(shí)別特征。用以識(shí)別所述特征的掩模圖案是掩模內(nèi)的用以在襯底上印刷這些特征的圖案。例如，特征301、302以及303可以通過圖3中的襯底識(shí)別。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底上的材料疊層對(duì)整個(gè)特征是相同的。在另一實(shí)施例中，特征可以包括特征的邊界以內(nèi)襯底上的不同的材料疊層。在步驟402，使用入射輻射和該特征的相互作用、而不使用入射輻射和其他被識(shí)別的特征的相互作用來模擬每個(gè)被識(shí)別的特征在抗蝕劑內(nèi)的分圖像(partial image)。對(duì)應(yīng)一個(gè)被識(shí)別的特征而被模擬的分圖像在空間上不限定在所述被識(shí)別的特征的邊界內(nèi)，而是可以延伸超出該被識(shí)別的特征的邊界。此處所用的術(shù)語“分圖像”意味著輻射在抗蝕劑層內(nèi)的空間強(qiáng)度分布，其通過使用利用入射輻射和該特征的相互作用、而不使用入射輻射和其他被識(shí)別的特征的相互作用的任何合適的方法來計(jì)算。例如，可以使用僅一個(gè)識(shí)別的特征而不用任何其他的識(shí)別特征由襯底計(jì)算分圖像。使用圖3的示例，圖5分別示出僅具有特征301、特征302以及特征303的襯底。使用任何合適的方法可以計(jì)算分圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，好像沒有來自特征的散射一樣，在抗蝕劑層的曝光表面處的輻射輪廓可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何合適的方法計(jì)算。這種輻射輪廓與特征無關(guān)，因而可以在每個(gè)分圖像的計(jì)算中再次使用。隨后可以計(jì)算特征引起的輻射輪廓的散射并與輻射輪廓結(jié)合以求出分圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用如圖2示出的模擬方案、并通過入射輻射和并入投影光學(xué)元件模型32中的特征之間的相互作用計(jì)算分圖像。也就是說，特征可以看作投影光學(xué)元件的一部分，并且入射輻射和特征之間的相互作用因而被并入投影光學(xué)元件模型32中。例如，光刻投影設(shè)備的投影光學(xué)元件和源的相結(jié)合的光學(xué)行為可以通過傳遞交叉系數(shù)(TCC)表示?？臻g圖像Al可以表示為
權(quán)利要求
1.一種用于模擬由入射輻射導(dǎo)致在襯底上的抗蝕劑內(nèi)形成的圖像的方法，所述襯底具有在抗蝕劑層下面的第一特征和第二特征，所述方法包括步驟: 在不使用入射輻射和第二特征的相互作用的情況下使用入射輻射和第一特征的相互作用模擬在抗蝕劑層內(nèi)的第一分圖像； 在不使用入射輻射和第一特征的相互作用的情況下使用入射輻射和第二特征的相互作用模擬在抗蝕劑層內(nèi)的第二分圖像； 由第一分圖像和第二分圖像計(jì)算在抗蝕劑層內(nèi)形成的圖像； 其中，入射輻射和第一特征的相互作用與入射輻射和第二特征的相互作用不同。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中計(jì)算所述圖像的步驟還包括由第一分圖像、第二分圖像以及干涉計(jì)算所述圖像。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述干涉包括第一分圖像和第二分圖像的干涉。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述干涉包括在第一特征和第二特征的邊界附近的第一分圖像和第二分圖像的干涉波紋。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中入射輻射和第一特征的相互作用是入射輻射被第一特征散射；或其中入射輻射和第二特征的相互作用是入射輻射被第二特征散射。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中使用嚴(yán)格模型或通過分析測量的CD數(shù)據(jù)計(jì)算所述干涉。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中襯底上的材料疊層對(duì)于整個(gè)第一特征是相同的，或者襯底上的材料疊層對(duì)于整個(gè)第二·特征是相同的。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中由僅具有第一特征、不具有第二特征的襯底模擬第一分圖像，并且由僅具有第二特征、不具有第一特征的襯底模擬第二分圖像。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其中使用第一分圖像和第二分圖像之間的相差計(jì)算第一分圖像和第二分圖像的干涉。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中第一分圖像和第二分圖像之間的相差是第一分圖像和第二分圖像之間的平均相差。
11.如權(quán)利要求4所述的方法，其中由核函數(shù)計(jì)算干涉波紋。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中核函數(shù)依賴于第一特征和第二特征的特性，以及其中所述特性包括側(cè)壁角度、透光率、折射率或者它們的組合。
13.如權(quán)利要求11所述的方法,其中核函數(shù)選自一組核函數(shù),該組核函數(shù)的每一個(gè)用于一對(duì)特定的材料疊層的兩個(gè)特征之間的邊界。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中不使用任何其他特征、單獨(dú)由第一特征的第一掩模函數(shù)和傳遞交叉系數(shù)模擬第一分圖像，好像第一特征的膜疊層覆蓋整個(gè)襯底一樣；不使用任何其他特征、單獨(dú)由第二特征的第二掩模函數(shù)和傳遞交叉系數(shù)模擬第二分圖像，好像第二特征的膜疊層覆蓋整個(gè)襯底一樣。
15.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括具有存儲(chǔ)其上的指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令在被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)實(shí)施上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種襯底拓?fù)淇芍墓饪棠Ｐ突椒ǎ唧w公開了用于模擬由入射輻射導(dǎo)致在襯底上的抗蝕劑內(nèi)形成的圖像的方法，所述襯底具有在抗蝕劑層下面的第二特征和第一特征，所述方法包括步驟在不使用入射輻射和第二特征的相互作用的情況下使用入射輻射和第一特征的相互作用模擬在抗蝕劑層內(nèi)的第一分圖像；在不使用入射輻射和第一特征的相互作用的情況下使用入射輻射和第二特征的相互作用模擬在抗蝕劑層內(nèi)的第二分圖像；由第一分圖像和第二分圖像計(jì)算在抗蝕劑層內(nèi)形成的圖像；其中，入射輻射和第一特征的相互作用與入射輻射和第二特征的相互作用不同。
文檔編號(hào)G03F1/36GK103246174SQ20131004567
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
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