專利名稱：產(chǎn)生具有光學(xué)鄰近校正特征的掩模的方法和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域一般涉及在目標圖案中產(chǎn)生并布置輔助特征以提供OPC并提高整體成像性能的方法、程序產(chǎn)品和裝置。
背景技術(shù)：
平版印刷裝置能被用在例如集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，掩?？梢园c集成電路各層相應(yīng)的電路圖案，圖案可以被成像到已經(jīng)被覆蓋一層輻射敏感材料(抗蝕劑)的基板(硅晶片)上的目標部分(例如包含一個或多個模片)。一般，單個晶片會包含由投影系統(tǒng)依次單個照射的相鄰目標部分形成的完整網(wǎng)格。在一種類型的平版印刷投影裝置中，對每一個目標部分以一步曝光整個掩模圖案到目標部分的方式進行照射。這樣一種裝置通常被稱為晶片步進縮印機。在一種可選擇的通常稱為步進—掃描機的裝置中，對每一個目標部分以逐步在投影光束下按給定基準方向(“掃描”方向)掃描掩模圖案的方式進行照射，同時平行或反平行于此方向同步掃描基片臺。一般的，因為投影系統(tǒng)有一個放大系數(shù)M(一般＜1)，所以基片臺的掃描速度是掩模平臺掃描速度的M倍。例如參考US6046792，可獲得有關(guān)這里介紹的平版印刷設(shè)備的更多信息。
在利用平版印刷投影裝置的生產(chǎn)過程中，掩模圖案成像到至少部分覆蓋輻射敏感材料(抗蝕劑)的基片上。在此成像步驟之前，基片經(jīng)過各種流程，例如打底、涂敷抗蝕劑和軟烘焙，曝光之后，基片有可能經(jīng)過其他流程，如曝光后烘焙(PEB)、生長、硬烘焙和被成像特征的測量/檢查。這一系列過程被作為對器件如IC的每一層圖案化的基礎(chǔ)。然后這樣一種經(jīng)圖案化的層可經(jīng)過各種流程，例如刻蝕、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學(xué)-機械拋光等，所有這些步驟均為了完成一個單獨的層。如果需要多層，則必需為每一個新的層重復(fù)進行整個工序過程或作了改變的過程。最終，基片(晶片)上會出現(xiàn)一個陣列的器件。這些器件然后通過例如劃片或切割方法而分離，這樣，各個器件可裝在載體上連接管腳等。
為簡單起見，投影系統(tǒng)從此以后被稱作“透鏡”，然而這個詞應(yīng)該被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)系統(tǒng)、反射光學(xué)系統(tǒng)和反射折射光學(xué)系統(tǒng)。照射系統(tǒng)也可包括根據(jù)這些任何設(shè)計類型而指示、成形或控制照射的投射光束的組成部分，并且這些組成部分以下也被整體地或獨自地稱為“透鏡”。另外，平版印刷裝置可以是具有兩個或多個基片臺(和/或兩個或多個掩模臺)的類型。在這種“多級”(multiple stage)設(shè)備中，附加的臺可被并行使用，或者，一個或多個臺進行預(yù)備步驟，同時一個或多個其他臺用于曝光。例如在這里參考引用的US5969441中描述的雙臺平版印刷裝置。
上述的平版印刷掩模包含對應(yīng)于集成到硅晶片上的電路元件的幾何圖案。用來創(chuàng)造這些掩模的圖案通過利用CAD(計算機輔助設(shè)計)程序產(chǎn)生，這個過程通常被成為EDA(電子設(shè)計自動化)。為制作可使用的掩模，大多數(shù)的CAD程序遵循一組預(yù)定設(shè)計規(guī)則，這些規(guī)則由處理和設(shè)計限制條件設(shè)定，例如，設(shè)計規(guī)則定義了電路器件之間(例如門、電容等)或連各接線之間的距離公差，從而保證電路各器件或連線不以非預(yù)期的方式相互影響。設(shè)計規(guī)則的限制條件一般被稱為“臨界尺寸”(critical dimensions)(CD)，電路的臨界尺寸定義為線或孔的最小寬度，或者，兩線或兩孔之間的最小距離。因此，CD決定了設(shè)計電路的整個尺寸和密集度。
掩模中的“輔助特征”(assist features)可被用來改善投影到抗蝕劑上的圖像和最終開發(fā)的器件。輔助特征是那些不會出現(xiàn)在抗蝕劑中開發(fā)的圖案中、提供在掩模中以利用繞射影響、從而開發(fā)的圖案更接近預(yù)期的電路圖案。輔助特征一般是“亞分辨率”(sub-resolution)或“深度亞分辨率”(deep sub-resolution)，意思是說，它們在至少一個尺寸上小于掩模中的實際上將在晶片上分辨的最小特征。輔助特征可具有臨界尺寸的大小的尺寸，也就是說，因為掩模圖案一般用小于1的放大比例投射而成，例如1/4或1/5，所以掩模上的輔助特征可能具有大于晶片上最小特征的物理尺寸。
當(dāng)然，集成電路制造的目標之一是在晶片上(通過掩模)正確復(fù)制原始電路設(shè)計，這利用輔助特征而得到改善。這些輔助特征的設(shè)置遵循一系列預(yù)定規(guī)則，遵循這種規(guī)則，例如設(shè)計者決定如何偏移一條線，輔助特征的設(shè)置根據(jù)一系列預(yù)定規(guī)則決定。當(dāng)創(chuàng)建這一系列規(guī)則時，測試掩模曝光于不同的照明設(shè)置和NA設(shè)置，這些被重復(fù)。在一組測試掩模的基礎(chǔ)上，為輔助特征設(shè)置創(chuàng)造了一組規(guī)則。
然而，這些規(guī)則是在一維分析或一維半分析的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，利用一維分析產(chǎn)生的規(guī)則建立在平行線分析的基礎(chǔ)上。利用一維半分析產(chǎn)生的規(guī)則考慮了兩平行線之間的距離、線寬和平行線附近的線。一維半方法通常適用于平行線之間非均勻間距的情況。很明顯，考慮的因素越多，規(guī)則越復(fù)雜。
選用二維分析時，基于規(guī)則的方法并不能較好的適應(yīng)于復(fù)雜設(shè)計。二維分析基于一維分析和一維半分析中考慮的所有因素，更進一步的基于周圍因素的全面分析，例如全面設(shè)計布局或其中任何部分的分析。結(jié)果，基于二維分析的規(guī)則，很難公式化和表達，并通常導(dǎo)致非常復(fù)雜的多維矩陣。通常設(shè)計者傾向使用一維或一維半方法。
在一個待決的2004年1月14日提交的USP申請序號為10/756830的申請中公開了一種生成輔助特征的簡單方法，該輔助特征考慮了將被成像的特性的周圍因素的全面分析，本申請將其全文引入作為參考。更明確地說，該申請公開了一種使用了干涉圖(interference map)來確定“播種”(seeding)點的方法，該播種點定義設(shè)置掩模設(shè)計中的輔助特征或散射條(SB)的位置。盡管這種方法可以供全芯片數(shù)據(jù)處理的SB可靠生成之用，但假設(shè)產(chǎn)生干涉圖時使用的平版印刷性能是最佳的聚焦設(shè)定。
然而，對于IC設(shè)計規(guī)則(用半特征間距表達的)超過三分之一照明波長，λ，例如45nm和32nm技術(shù)節(jié)點(technology nodes)，傳統(tǒng)光學(xué)(數(shù)值孔徑比即NA＜1)將不能得到滿意的分辨率和平版印刷工藝要求的聚焦深(DOF)。超NA光學(xué)(也就是，NA＞1)或在數(shù)值孔徑大于1.0的曝光工具中的透鏡已經(jīng)用于IC制造。理論上，當(dāng)印刷介質(zhì)不是在空氣(折射率n約為1.0)中而是在一種介質(zhì)，例如水，具有大于空氣折射率的折射率n，即n大于1.0時，可以得到超NA。
根據(jù)下列等式，采用超NA的浸沒式平版印刷術(shù)使得能夠以四分之一照明波長印刷特征分辨率(或半間距CD)＝k1[(λ/n)/NA](1)假設(shè)k1～0.3，這可通過與光學(xué)近似校正(OPC)一起利用相移掩模(PSM)、193nm曝光波長、水浸沒(對于193nm，n＝1.43)、NA＝1.2來得到，印刷半間距特征CD～33nm理論上是可行的。相應(yīng)的DOF按如下公式計算DOF＝k2[(λ)*(n)/(NA)2] (2)在相同的印刷條件下，對于一般為印刷線和距離假定的k2～1.0，期待的理論DOF大約為190nm或小于0.2μm。從具有先進機械晶片臺的焦平面調(diào)整能力來看，這勉強是適當(dāng)?shù)摹?br> 為印刷接觸孔掩模，對于印刷線和間距的典型的k2可為可實現(xiàn)值的一半。在k2～0.5時，估計的DOF不會優(yōu)于0.1μm，這樣是不好的。采用線偏振照明或許能改善k2，因為對于一維方向特征，例如線條和距離，能夠增強空間(aerial)圖像的對比度。然而，接觸孔圖案或多或少是二維結(jié)構(gòu)類型。
因此，隨著期望的特征臨界尺寸(CD)繼續(xù)減小，有必要阻止DOF的降低，從而允許在實際生產(chǎn)過程中，印刷具有如此減小的CD的特征。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的描述，本發(fā)明的一個目標是提供一種在掩模設(shè)計中優(yōu)化SB的設(shè)置和形狀的方法，從而增強DOF并解決前面提到的問題。
更確切地說，本發(fā)明涉及其中以某種方式產(chǎn)生其中配置有光學(xué)鄰近校正特征的掩模以便優(yōu)化DOF性能的方法。該方法包括以下步驟(a)獲得具有成像到基片上的特性的期望目標圖案；(b)決定成像掩模時用的第一聚焦設(shè)定；(c)決定基于目標圖案和第一聚焦設(shè)定的第一干涉圖；(d)基于第一干涉圖來決定代表在掩模中一個輔助特征相對于要成像的特征的最優(yōu)布置的第一播種點；(e)相對于第一聚焦設(shè)定選擇代表預(yù)定散焦量的第二聚焦設(shè)定；(f)基于目標圖案和第二聚焦設(shè)定，決定第二干涉圖；(g)基于第二干涉圖決定代表在掩模中輔助特征相對于要成像的特征的最優(yōu)布置的第二播種點；以及(h)生成具有包含第一播種點和第二播種點的形狀的輔助特征。
本發(fā)明的方法提供了勝于現(xiàn)有技術(shù)的重要優(yōu)點。更重要的是，本發(fā)明提供了一種OPC輔助特征布置技術(shù)，即使在具有以成像系統(tǒng)的四分之一波長量級的尺寸的成像特征時，該技術(shù)也能增強作為結(jié)果的景深。
而且，本發(fā)明提供了一種基于模型的方法，用以決定在設(shè)計圖的何處布置輔助特征，從而使有經(jīng)驗的掩模設(shè)計者消除了執(zhí)行OPC的必要，并且也基本上減少了決定可接受OPC方案所需要的時間。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是提供了一種基于模型的系統(tǒng)，用以決定輔助特征的最優(yōu)(也就是最大)尺寸，從而進一步增強了結(jié)果得到的OPC性能。
本發(fā)明的又一個優(yōu)點是，本發(fā)明提供了一種簡單的方法，用以識別所要成像的目標圖案的每一個特性是否為容易在設(shè)計公差內(nèi)印刷的“強”(strong)特性，或是否為可能需要進一步的OPC處理以在設(shè)計公差內(nèi)印刷的“弱”特性。
對于本發(fā)明的其他優(yōu)點，通過本發(fā)明所示范性實施例的具體描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易明白。
盡管在本說明書中具體參考了在IC制造中使用本發(fā)明，但是顯然應(yīng)該理解到本發(fā)明有許多其他可能的應(yīng)用，例如，可能應(yīng)用在集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等的制造。在這些可選擇的應(yīng)用環(huán)境中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)知，本申請中所使用的“分劃板”(reticle)、“晶片”(wafer)或“模片”(die)等詞語的任何使用可分別用更一般的詞匯“掩?！?mask)、“基片”(substrate)和“目標部分”(target portion)相應(yīng)替代。
通過參考如下詳細描述和附圖能夠更好地理解本發(fā)明及其進一步的目標和優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的第一實施例的一個具體流程圖，描述了將輔助特征加到掩模圖案上的方法。
圖2a-2d描述了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的過程將輔助特征加到接觸孔的例子。
圖3描述了利用前述過程將輔助特征布置在掩模圖案中的結(jié)果的例子。
圖4為本發(fā)明第二實施例的一個具體流程圖，描述生長輔助特征的方法。
圖5a-5d描述了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的過程將輔助特征加到接觸孔的例子。
圖6描述了相鄰特征會如何影響給定的輔助特征生長的例子。
圖7為本發(fā)明第三實施例的一個具體流程圖，描述了定義被成像的特性為與成像過程相關(guān)的弱特性或強特性的方法。
圖8a描述了一個對給定NA和照明設(shè)置的示范性部分干涉圖；圖8b描述了進行校正以改善成像性能之后的同一部分干涉圖。
圖9示意描述了一種適于與利用公開的概念設(shè)計的掩模一起使用的平版印刷投影裝置。
具體實施例方式
正如下面更加詳細的解釋，本發(fā)明的OPC SB布置技術(shù)運用于即使在具有以成像系統(tǒng)的四分之一波長量級的尺寸的成像特征時，該技術(shù)也能增強最終的景深?？偠灾?，本發(fā)明取代基于一般為最佳聚焦平面的單焦平面來決定輔助特征(SB)布置，而是基于多焦平面(也就是基于多散焦設(shè)定)來決定最優(yōu)的輔助特征布置。已經(jīng)確定，對于每一個隨后的散焦設(shè)定，最優(yōu)輔助特征布置地點(也被稱為播種點)跟前一個稍微不同。取決于照明和光學(xué)干涉范圍內(nèi)的周圍環(huán)境或鄰近特性的位置和形狀，當(dāng)在一系列散焦設(shè)定下決定時，輔助特征的最優(yōu)播種點“移動”。在每一個相應(yīng)的輔助特征播種點，輔助特征在給定播種點的布置產(chǎn)生對于特定散焦設(shè)定的最優(yōu)印刷性能。由此，為了增強整體DOF，有必要在所有播種點設(shè)置輔助特征。這可以通過跟蹤為各種散焦設(shè)定決定的一系列最優(yōu)播種點，然后將播種點組合在一起來完成，從而形成最終包含所有播種點的輔助特征結(jié)構(gòu)。結(jié)果得到的單個輔助特征用來優(yōu)化成像系統(tǒng)的DOF性能。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一個示范性流程圖，描述了將輔助特征加到掩模圖案上的方法。所述過程的第一步(步驟10)是識別目標掩模圖案和用來成像圖案的照明系統(tǒng)及其設(shè)定。包括接觸孔210的一個示范性目標圖案如圖2a所示。所述過程的下一步(步驟12)是決定最優(yōu)聚焦設(shè)定，以利用給定的成像系統(tǒng)來成像目標圖案。如所周知，最優(yōu)聚焦設(shè)定可通過校準或模擬過程來決定。所述過程的下一步(步驟14)是利用最優(yōu)聚焦設(shè)定為目標圖案產(chǎn)生干涉圖(IM)。如上面所提到，干涉圖可通過USP申請序列號為10/756830的專利申請公開的方法產(chǎn)生。一旦生成干涉圖，就相對于給定聚焦設(shè)定的目標圖案(步驟16)中的每個特征，決定輔助特征的最優(yōu)播種點。參考圖2b，對于接觸孔“x”，在最優(yōu)聚焦條件下，輔助特征的最優(yōu)播種點以位置“1”(如上所述這通過分析干涉圖而決定)標示。需要注意的是，圖2b中的所示的例子只是描述了加到單個接觸孔的上述過程，而在實際應(yīng)用中，輔助特征將鄰接多個接觸孔設(shè)置。
接著，所述過程中的下一步是改變散焦設(shè)定、重新計算新散焦設(shè)定的干涉圖和決定新散焦設(shè)定的輔助特征的最優(yōu)播種點。一般，結(jié)果的干涉圖將隨著散焦設(shè)定的改變而改變，因此，輔助特征的最佳布置隨散焦設(shè)定的改變而改變。需要注意的是，應(yīng)該計算干涉圖的散焦設(shè)定的數(shù)目的最小值為2。然而，如果考慮更大數(shù)量的散焦設(shè)定，會得到更佳的結(jié)果。一般，考慮三或四個散焦設(shè)定就足夠了。例如，根據(jù)使用的成像系統(tǒng)的NA確定散焦設(shè)定之間的變化。舉例說明，假設(shè)NA為0.85，則散焦調(diào)整的典型增量是0.2μm。假設(shè)NA為0.93，則散焦調(diào)整的典型增量是0.15μm。需要注意，上述數(shù)值僅為舉例，并無限定之意。
上述過程在圖1的步驟18和20中描述，特別的，一旦為最好聚焦條件決定輔助特征的最優(yōu)播種點，過程進入步驟18，此時決定是否有必要為另一個散焦設(shè)定生成干涉圖。如果是，則過程進入步驟20，此時，調(diào)整散焦設(shè)定，然后過程返回到步驟14，在該步驟中用新的散焦設(shè)定重新計算干涉圖。然后，重新回到步驟16，為新散焦設(shè)定決定輔助特征的最優(yōu)播種點。此循環(huán)重復(fù)進行，直到所有的散焦設(shè)定被處理。
參考圖2b，其中描述了上述過程的結(jié)果，特別在給定例子中，正如上所示，位置“1”代表了在最佳聚焦(也就是散焦等于0μm)時，接觸孔“X”的輔助特征的播種點。位置“2”代表了在第一散焦(也就是散焦等于0.075μm)時，接觸孔“X”的輔助特征的播種點。位置“3”代表了在第二散焦(也就是散焦等于0.150μm)時，接觸孔“X”的輔助特征的播種點。位置“4”代表了在第三散焦(也就是散焦等于0.225μm)時，接觸孔“X”的輔助特征的播種點。
一旦為所考慮的散焦條件決定了播種點，就在所述過程的下一步(步驟22)形成包含為各散焦條件識別的各播種點的輔助特征。結(jié)果的輔助特征代表了在實際掩模設(shè)計中將被利用的輔助特征。參考圖2c，在給定實施例中，輔助特征通過在上述過程中識別的各個播種點周圍形成小方形輔助特征220而產(chǎn)生。小方形220隨后組合在一起以形成圖2d中所示的一個輔助特征230。需要注意的是，當(dāng)改變散焦設(shè)定時，增量越細微，結(jié)果的輔助特征將展現(xiàn)越少的階梯形。還需注意的是，雖然當(dāng)給定實施例描述由一組方形特征組成的輔助特征，但也可利用任何類型的形狀組成最終的輔助特征，限制條件為所有的播種點應(yīng)該被輔助特征所包括，并且輔助特征必須保持亞分辨率。
圖3是描述利用上述過程將輔助特征布置在掩模圖案中的結(jié)果的一個實例。參考圖3，單元320代表形成的SB(也就是輔助特征)，包含以上面提出的方式存在的一組播種點，單元340代表所設(shè)計的接觸孔，單元360代表用OPC修改/處理過的所設(shè)計的接觸孔。
最后，需要注意，如USP申請序號為10/756830的專利申請所公開的，可將輔助特征布置在干涉相長區(qū)或干涉相消區(qū)之一或兩者，對于相長干涉區(qū)的輔助特征布置形成輔助特征，使之相對被成像的接觸孔同相，然而對于相消干涉區(qū)的輔助特征布置形成輔助特征，使之相對被成像的接觸孔相移π，兩種類型的輔助特征示于圖3中。
在本發(fā)明的第二實施例中，公開一種用以優(yōu)化布置在目標圖案中的輔助特征的大小和形狀的過程。已知的是為得到最強大的輔助特征性能，希望形成的輔助特征盡可能大，而且輔助特征的尺寸越大，就會使結(jié)果的掩模生產(chǎn)過程越容易。然而，如上提到的，輔助特征在對于CD目標特征的正常印刷條件下不必是可印刷的。已知的上述現(xiàn)有技術(shù)中的方法一般利用了一種傳統(tǒng)的基于規(guī)則的方法來定義輔助特征的大小，其中X和Y尺寸限制在預(yù)定的范圍內(nèi)。盡管這種方法取得了效果，但更理想的是能夠根據(jù)鄰近光學(xué)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)輔助特征的X和Y的尺寸，尤其是，當(dāng)利用上面討論的輔助特征生成方法時，這種方法能夠產(chǎn)生具有非常不規(guī)則形狀的輔助特征，如圖3中所示。確實，當(dāng)利用本發(fā)明的輔助特征生成方法時，利用預(yù)定規(guī)則為輔助特征限定于X和Y的大小范圍是非常困難的。
根據(jù)本發(fā)明第二實施例，公開了一種最大化目標圖案中的輔助特征的大小和形狀的基于模型的方法，更特別的是，利用空間圖像分析，每一個輔助特征都在生長直到輔助特征到達了預(yù)定閾值，該閾值若干百分點地小于給定成像系統(tǒng)和正被利用的處理的印刷閾值。
圖4是本發(fā)明的第二實施的一個示范性流程圖，描述了生長輔助特征的方法。所述過程的第一步(步驟410)是定義目標圖案和要利用的照明系統(tǒng)。所述過程的第二步(步驟420)是相對于要成像的特性為輔助特征決定最優(yōu)播種點。步驟420可利用上述討論的本發(fā)明第一實施例中公開的過程來執(zhí)行。然而，需要注意的是，步驟420也可以利用USP申請序列號為10/756830的專利申請所公開的播種點識別過程來執(zhí)行。一旦識別了播種點，下一步(步驟430)是在播種點周圍形成輔助特征，使得輔助特征具有小于預(yù)定閾值的大小。
需要注意，預(yù)定閾值代表著任何輔助特征可能具有的最大強度，以保證輔助特征不會成像在晶片上。一般，如上指出，預(yù)定閾值設(shè)定成在目標特征的CD的印刷閾值之下幾個百分點。例如，如果CD目標特征的正常印刷閾值是0.3(相對于開放幀曝光強度(open-frame exposureintensity))，那么輔助特征的最大強度(也就是，預(yù)定閾值)可設(shè)為0.15，遠小于印刷閾值。正如本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員所理解的，此過程中所用的預(yù)定閾值依賴于使用的成像系統(tǒng)和被成像的特征的尺寸。
接著，在完成步驟430以后，輔助特征被定位在播種點附近，并且輔助特征的大小做成產(chǎn)生小于預(yù)定閾值的相應(yīng)的成像強度的初始化尺寸。需要注意，輔助特征的成像強度可以利用已知的OPC模擬系統(tǒng)例如ASML MaskTools公司提供的Mask WeaverTM來確定。
所述過程中的下一步(步驟440)是選擇第一輔助特征并增大輔助特征的尺寸，直到給定輔助特征的成像強度達到預(yù)定閾值。對應(yīng)于跟預(yù)定閾值等價的成像強度的給定輔助特征的尺寸，確定了用于掩模的給定輔助特征的尺寸。一旦確定了第一輔助特征的最大尺寸，所述過程就進行到下一輔助特征，并且增大輔助特征的尺寸，直到與該輔助特征相關(guān)的成像強度等于預(yù)定閾值。繼續(xù)進行該過程直到步驟430中布置在掩模圖案中的所有輔助特征均被處理過。這一循環(huán)由步驟440、450、460構(gòu)成，如圖4所示。需要注意的是，比較敏感(也就是可能印刷的)的輔助特征將比不太敏感的輔助特征更快的到達預(yù)定強度，因此，在最終的掩模圖案中，會具有相對于不太敏感的輔助特征較小的尺寸。
在所述給定的實施例中，輔助特征利用下面的過程增大尺寸。首先，輔助特征的尺寸在X方向生長，且成像強度被監(jiān)視。如上提到的，給定輔助特征的成像強度，可用OPC模擬軟件進行監(jiān)視。X方向的尺寸一直生長到X的極限。一旦達到X的極限，輔助特征就在Y方向生長。以類似的方式，輔助特征的大小在Y方向生長，直到達到Y(jié)的極限。除了亞分辨率要求之外，X極限和Y極限也受到設(shè)計圖中目標圖案之間的間隔量和目標圖案與亞分辨率輔助特征之間所需的最短距離的支配。如上指出，目的是使X方向和Y方向的生長最大化，但決不允許整個輔助特征尺寸和形狀產(chǎn)生超過預(yù)定閾值限度的強度。并且，盡管上述例子描述了輔助特征首先在X方向生長，然后在Y方向生長，但是本發(fā)明并不局限于這一過程。在其變形方案中，可能首先在Y方向生長，隨后在X方向生長，或者可在輔助特征的X和Y方向上同時生長。
圖5a-5d描述了生長輔助特征的上述過程，更確切地說，圖5a具體描述了一個示范性接觸孔510，對該接觸孔產(chǎn)生改善成像的輔助特征(對應(yīng)于步驟410)。圖5b描述了以上面提出(步驟420)的方式由干涉圖確定的輔助特征布置的播種點520。圖5c描述了布置在播種點(步驟430)周圍的初始輔助特征540。圖5d描述了生長到許可最大尺寸的輔助特征。
圖6描述了相鄰特性(在本例限度內(nèi))如何影響給定輔助特征的生長。在本例中，第二接觸孔610增加到圖5a所示的圖案。由于該第二接觸孔610，設(shè)置在第一接觸孔510和第二接觸孔610之間的輔助特征620的生長受到限制。
在本發(fā)明的第三實施例中，利用干涉圖來決定目標圖案中的給定特性相對于成像性能是代表強特性還是弱特性。更準確地說，分析干涉圖來決定掩模內(nèi)特征位置上的干涉強度。位于具有高級干涉位置的特性，被認為是容易成像的強特性。另外，位于呈現(xiàn)降低級別的干涉位置的特征會表現(xiàn)出無法接受的成像結(jié)果。一旦被確定，如下詳述，就可采取附加步驟來確保弱特征的可接受印刷。
圖7給出了一個流程圖，描述了對于成像過程確定要成像的特征是弱特征還是強特征的方法。第一步(步驟710)是定義目標圖案和要使用的照明系統(tǒng)。所述過程中的下一步(步驟720)是基于成像系統(tǒng)和被利用的過程為目標圖案生成干涉圖，之后利用干涉圖決定在每一特征位置上的干涉量級(步驟730)。下一步(步驟740)，每一個要成像的特征，根據(jù)給定特性位置的干涉量級是大于還是小于預(yù)定干涉值被定義為弱特征或強特征。那些干涉量級大于預(yù)定干涉值的特征被定義為強特征(代表印刷容易的特征)，而那些干涉量級小于預(yù)定干涉值的特征被定義為弱特征(代表印刷困難的特征)。要注意，用來定義一個特征是強干涉特征還是弱干涉特征的預(yù)定干涉值可用過程窗口模擬來確定。例如，假設(shè)目標圖案的干涉圖在特征位置(該位置的干涉量級已經(jīng)被歸一化為1.0)呈現(xiàn)的干涉量級范圍從1.0～0.7，通過利用模擬程序，例如ASML MaskTolls公司出售的LithoCruiserTM，可能確定所有具有大于0.8干涉量級的特征將在公差范圍內(nèi)良好印刷，并且那些小于0.8干涉量級的特征將示出。由此，具有大于0.8干涉量級的特征被定義為強特征，具有小于0.8干涉量級的特征被定義為弱特征。
一旦特征被定義，就可采取附加措施確保弱特征在過程公差要求范圍內(nèi)印刷(步驟750)，這些附加措施包括，但不局限于調(diào)整照明和NA設(shè)置；改變目標圖案內(nèi)弱特征的位置和/或形狀；或?qū)⑷跆卣骱蛷娞卣鞣指畛蓛蓚€獨立的曝光掩模。在執(zhí)行完任何上述調(diào)整之后，重復(fù)進行圖7的過程以確定是否所有弱特征都已經(jīng)被消除。
圖8a和8b描述了區(qū)別弱和強特征的干涉圖的用法。尤其是圖8a描述了對于給定的NA和照明設(shè)置的部分干涉圖。如圖所示，外面的兩個特征810和820是容易成像的強特征，而中間的特征830相對于兩個外面的特征是弱特征。由此，中間特征可能不會正確成像。通過進行上述的調(diào)整之一，可以提高中間特征的干涉量級，使其成為強特征，如圖8b所示。
圖9示意描述了一種適合與借助本發(fā)明設(shè)計的掩模一起使用的平版印刷投影裝置。裝置包括—提供輻射投影光束PB的輻射系統(tǒng)Ex、IL，在此特例中，輻射系統(tǒng)還包括輻射源LA；—第一載物臺(掩模臺)MT，配置有掩模支撐物來支撐掩模MA(例如分劃板)，并且連接到第一定位裝置以相對于部件PL準確定位掩模；—第二載物臺(基片臺)WT，配置有基片支撐物來支撐基片W(例如涂敷抗蝕劑的硅晶片)，并且連接到第二定位裝置以相對于部件PL準確定位基片；—投影系統(tǒng)(“透鏡”)PL(例如折射、反射、或折射反射光學(xué)系統(tǒng))，用于將掩模MA的被照射部分成像到基片W的目標部分C(例如包括一個或多個模片)。
如這里所描述的，本發(fā)明的裝置為透射型(也就是，具有一個透射掩模)。然而，一般而言，例如也可為(具有反射掩模的)反射型。另外，該裝置也可采用另一種圖案化手段作為使用掩模的替代；例如其中包括一種可編程的反射鏡陣列或LCD矩陣。
光源LA(例如汞燈或準分子激光器)產(chǎn)生輻射光束，該光束被送進照射系統(tǒng)(照明燈)IL或者直接或者穿過某種裝置，例如光束擴展器Ex。照明燈IL可包括調(diào)整裝置AM，以調(diào)整光束強度分布強度的外部和/或內(nèi)部輻射程度(通常分別被稱作σ-外和σ-內(nèi))。此外，一般包括各種其他組件，例如積分器IN和聚光鏡CO。這樣照射到掩模MA上的光束PB在其截面內(nèi)具有預(yù)期均勻性和強度分布。
根據(jù)圖9，需要注意的是，光源LA可能在平版印刷投影裝置的框架內(nèi)部(例如，當(dāng)光源LA是汞燈時就是這種情況)，但是光源也有可能遠離平版印刷投影裝置，它產(chǎn)生引入裝置中的輻射光束(例如借助于合適的導(dǎo)引反射鏡)；后者通常是光源LA是準分子激光器(例如基于KrF、ArF或F2激光)的情形。本發(fā)明包括上述這兩種情況。
光束PB依次穿過支撐在掩模臺MT上的掩模MA，穿過掩模MA之后光束PB通過透鏡PL，從而將光束PB聚焦到基片W的目標部分C上。借助于第二定位裝置(以及干涉測量裝置IF)，基片臺WT可精確移動，例如，可以將不同的目標部分C定位在光束PB的路徑中。類似地，第一定位裝置可相對于光束PB精確定位掩模MA，例如，在用機械方式從掩模庫取回掩模MA后，或在掃描過程中。一般地，載物臺MT、WT的移動可借助于長沖程模塊(粗定位)和短沖程模塊(精定位)實現(xiàn)，圖9中未明確顯示。然而，在晶片分檔器(與步進—掃描工具不同)的例子中，掩模臺MT可能就連接到短沖程致動器上，或者被固定。
所描述的工具可用于兩種不同的模式—在步進模式中，掩模臺MT基本上保持靜止，并且整個掩模圖像在一步(也就是，單個“閃光”(flash))的過程中投影到目標部分C?；_WT然后在X和/或Y方向移動，從而使得不同的目標部分C被光束PB所照射。
—在掃描模式中，基本上兩種情況都應(yīng)用了，除了給定目標部分C沒有在單次“閃光”(flash)中曝光。相反地，掩模臺MT在給定方向(所謂的“掃描方向”(scan direction)，例如，y方向)上以速度v運動，因此，使投影光束PB掃描整個掩模圖像；與此同時，基片臺WT在相同或相反方向以V＝Mv的速度運動，其中，M是透鏡PL的放大倍數(shù)(一般為M＝1/4或1/5)。采用這種方式，不用在分辨率上折衷，可以曝光相對較大的目標部分C。
另外，可用軟件實施或輔助實施本發(fā)明公開的概念。計算機系統(tǒng)的軟件功能包含編程，包括可執(zhí)行代碼，可用來執(zhí)行上述描述的成像模型。軟件代碼由通用計算機執(zhí)行。在操作中，代碼以及可能的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄被存貯在通用計算機平臺中。然而，在其他時間，軟件可存貯在其他地方和/或傳輸裝載到合適的通用計算機系統(tǒng)中。因此，上面討論的實施例涉及被至少一個機器可讀介質(zhì)裝載的、一個或多個代碼模塊形式的、一個或多個軟件產(chǎn)品。計算機系統(tǒng)處理器對這樣代碼的執(zhí)行使得所述平臺基本上以這里所討論的實施例執(zhí)行的方式來實施目錄和/或軟件下載功能。
正如此處所用的，像計算機或機器“可讀介質(zhì)”這樣的詞語指的是參與向處理器提供指令而使之運行的任何介質(zhì)。這樣一種介質(zhì)可以有多種形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括，例如光盤或磁盤，例如在任何計算機中作為上面討論中的一種服務(wù)平臺操作的任何存儲設(shè)備。易失性介質(zhì)包括動態(tài)存儲器，例如這樣計算機平臺的主存。物理傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、銅線和光纖，包括在計算機系統(tǒng)中組成總線的線。載波傳輸介質(zhì)能夠采用的形式有電或電磁信號，或聲學(xué)或光波，例如在射頻(RF)和紅外(IR)數(shù)據(jù)通信中產(chǎn)生的那些。因此，計算機可讀介質(zhì)的普通形式包括，例如軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶、任何其他磁性介質(zhì)、CD-ROM、DVD、任何其他光學(xué)介質(zhì)，比較不太常用的介質(zhì)包括打孔卡、紙帶、任何其他具有孔型的物理介質(zhì)，RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存儲芯片或盒式磁帶，載波傳輸數(shù)據(jù)或指令，傳送這種載波的電纜或鏈路，或任何其他計算機可以從中讀取程序代碼和/或數(shù)據(jù)的介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)的許多上述形式可涉及將一個或多個序列的一條或多條指令傳送給處理器執(zhí)行。
盡管以上詳細地解釋和描述了本發(fā)明，可以理解，這僅僅是為了解釋和舉例，并非是限定范圍的方式，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生其中配有光學(xué)鄰近校正特征的掩模的方法，所述方法包括以下步驟(a)獲得具有要成像到基片上的特征的期望目標圖案；(b)確定成像所述掩模時用的第一聚焦設(shè)定；(c)基于所述目標圖案和所述第一聚焦設(shè)定確定第一干涉圖；(d)以第一干涉圖為基礎(chǔ)，相對于要成像的特征，確定代表輔助特征在掩模中的最優(yōu)布置的第一播種點；(e)相對于所述第一聚焦設(shè)定選擇代表預(yù)定散焦量的第二聚焦設(shè)定；(f)基于所述目標圖案和所述第二聚焦設(shè)定，確定第二干涉圖；(g)以第二干涉圖為基礎(chǔ)，相對于所述要成像的特征，確定代表輔助特征在掩模中的最優(yōu)布置的第二播種點；和(h)生成具有包含所述第一播種點和所述第二播種點的形狀的輔助特征。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，所述第一聚焦設(shè)定代表將目標圖案成像的最優(yōu)聚焦設(shè)定。
3.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，所述輔助特征具有使所述輔助特征不在所述基片上成像的尺寸。
4.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，還包括將附加輔助特征布置在所述目標圖案內(nèi)的步驟，每一個所述附加輔助特征通過執(zhí)行步驟(b)-(h)產(chǎn)生。
5.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，所述干涉圖定義了在至少一個待成像特征和與所述至少一個特征相鄰的區(qū)域之間的相長干涉區(qū)和相消干涉區(qū)。
6.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟確定所述輔助特征的最大成像強度級，所述最大成像強度定義了一種將不會導(dǎo)致所述輔助特征在所述基片上成像的成像強度；并且調(diào)整所述輔助特征的尺寸，使得與所述輔助特征有關(guān)的成像強度級等于或小于所述最大成像強度級。
7.如權(quán)利要求4中所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟確定最大成像強度級，該成像強度級定義一種將不會導(dǎo)致所述輔助特征在所述基片上成像的成像強度；初始確定所述輔助特征中的每一個的尺寸，使得所述輔助特征具有小于所述最大成像強度級的成像強度級；以及調(diào)整所述輔助特征中的每一個的尺寸，使得與每個輔助特征有關(guān)的成像強度級等于或小于所述最大成像強度級。
8.一種用于平版印刷過程中的光學(xué)鄰近校正的方法，所述方法包括以下步驟(a)獲得具有要成像到基片上的特征的期望目標圖案；(b)根據(jù)所述目標圖案和所述第一聚焦設(shè)定確定干涉圖；(c)分析所述干涉圖，從而確定要成像的多個所述特征中每一個的干涉量級；和(d)基于對應(yīng)于給定特征的干涉量級大于或小于預(yù)定干涉值，將要被成像的所述多個輔助特征中的每一個分類為強特征或弱特征。
9.如權(quán)利要求8中所述的方法，其特征在于，給定特征的干涉量級由給定特征在干涉圖上的位置的干涉等級確定。
10.一種控制計算機的計算機程序產(chǎn)品，包括計算機可讀的記錄介質(zhì)，記錄在所述記錄介質(zhì)上用于指示計算機生成對應(yīng)于平版印刷成像過程中使用的掩模的文件的手段，所述文件的生成包括以下步驟(a)獲得具有成像到基片上的特征的期望目標圖案；(b)確定成像掩模時使用的第一聚焦設(shè)定；(c)根據(jù)所述目標圖案和所述第一聚焦設(shè)定確定第一干涉圖；(d)以第一干涉圖為基礎(chǔ)，確定代表輔助特征在所述掩模中相對于要成像特征的最優(yōu)布置的第一播種點；(e)選擇代表相對于所述第一聚焦設(shè)定的預(yù)定散焦量的第二聚焦設(shè)定；(f)基于所述目標圖案和所述第二聚焦設(shè)定，確定第二干涉圖；(g)以所述第二干涉圖為基礎(chǔ)，確定代表輔助特征在掩模中相對于待成像特征的最優(yōu)布置的第二播種點，；和(h)生成具有包含所述第一播種點和所述第二播種點的形狀的輔助特征。
11.如權(quán)利要求10所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，所述第一聚焦設(shè)定代表將目標圖案成像的最優(yōu)聚焦設(shè)定。
12.如權(quán)利要求10所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，所述輔助特征具有使輔助特征不在所述基片上成像的尺寸。
13.如權(quán)利要求10所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，還包括將附加輔助特征布置在所述目標圖案中的步驟，每一個所述附加輔助特征通過執(zhí)行步驟(b)-(h)產(chǎn)生。
14.如權(quán)利要求10所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，所述干涉圖定義至少一個所述待成像特征和與所述至少一個特征相鄰的區(qū)域之間的相長干涉區(qū)和相消干涉區(qū)。
15.如權(quán)利要求10中所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，還包括以下步驟確定所述輔助特征的最大成像強度級，所述最大成像強度定義了一種不會使所述輔助特征在基片上成像的成像強度；以及調(diào)整所述輔助特征的尺寸，使得與輔助特征有關(guān)的成像強度級等于或小于所述最大成像強度級。
16.如權(quán)利要求13中所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，還包括以下步驟確定最大成像強度級，所述成像強度級定義一種不會使所述輔助特征在基片上成像的成像強度；初始確定各所述輔助特征中的每一個的尺寸，使得所述輔助特征具有小于所述最大成像強度級的成像強度級；以及調(diào)整所述輔助特征中的每一個的尺寸，使得與所述每個輔助特征有關(guān)的成像強度級等于或小于所述最大成像強度級。
17.一種用于控制計算機的計算機程序產(chǎn)品，包括可被計算機讀取的記錄介質(zhì)，記錄在記錄介質(zhì)上的指示計算機生成對應(yīng)于平版印刷成像過程中使用的掩模的文件的手段，所述文件的生成包括以下步驟(a)獲得具有要成像到基片上的特征的期望目標圖案；(b)根據(jù)所述目標圖案和所述第一聚焦設(shè)定確定干涉圖；(c)分析所述干涉圖，從而確定被成像的多個輔助特征各自的干涉量級；和(d)基于對應(yīng)于給定特征的干涉量級大于或小于預(yù)定干涉值，將被成像的多個輔助特征各自分類為強特征或弱特征。
18.如權(quán)利要求17中所述的計算機程序產(chǎn)品的方法，其特征在于，給定特征的干涉量級由給定特征在干涉圖上的位置的干涉級確定，(d)以所述第一干涉圖為基礎(chǔ)，確定代表輔助特征在掩模中相對于要成像特征的最優(yōu)布置的第一播種點；(e)選擇代表相對于所述第一聚焦設(shè)定的預(yù)定散焦量的第二聚焦設(shè)定；(f)基于所述目標圖案和所述第二聚焦設(shè)定，確定第二干涉圖；(g)以所述第二干涉圖為基礎(chǔ)，確定代表輔助特征在所述掩模中相對于待成像特征的最優(yōu)布置的第二播種點；和(h)生成具有包含所述第一播種點和所述第二播種點的形狀的輔助特征。
19.一種器件制造方法，包括以下步驟(a)提供一個至少部分覆蓋著一層輻射敏感材料的基片；(b)用成像系統(tǒng)提供輻射投影光束；(c)用掩模上的圖案在投影光束的截面上賦予圖案；(d)將輻射的帶圖案的光束投影到輻射敏感材料層上的目標部分，其中，在步驟(c)中，所述掩模通過包括以下步驟的方法形成獲得具有成像到基片上的特征的期望目標圖案；確定成像所述掩模時用的第一聚焦設(shè)定；基于所述目標圖案和所述第一聚焦設(shè)定確定第一干涉圖；在所述第一干涉圖的基礎(chǔ)上，確定代表輔助特征在所述掩模中相對于要成像的特征的最優(yōu)布置的第一播種點；選擇代表相對于所述第一聚焦設(shè)定的預(yù)定散焦量的第二聚焦設(shè)定；基于所述目標圖案和所述第二聚焦設(shè)定，確定第二干涉圖；在所述第二干涉圖的基礎(chǔ)上，確定代表輔助特征在掩模中相對于所述要成像的特征的最優(yōu)布置的第二播種點；和生成具有包含所述第一播種點和所述第二播種點的形狀的輔助特征。
全文摘要
一種產(chǎn)生具有光學(xué)鄰近校正特征的掩模的方法，該方法包括以下步驟(a)獲得具有要成像到基片上的特征的期望目標圖案；(b)確定將掩模成像時用的第一聚焦設(shè)定；(c)確定基于目標圖案和第一聚焦設(shè)定的第一干涉圖；(d)以第一干涉圖為基礎(chǔ)，確定代表輔助特征在掩模中相對于成像的特征的最優(yōu)布置的第一播種點；(e)選擇代表相對于第一聚焦設(shè)定的預(yù)定散焦量的第二聚焦設(shè)定；(f)基于目標圖案和第二聚焦設(shè)定，確定第二干涉圖；(g)以第二干涉圖為基礎(chǔ)，確定代表輔助特征在掩模中相對于要成像的特征的最優(yōu)布置的第二播種點；和(h)生成具有包含第一播種點和第二播種點的形狀的輔助特征。
文檔編號H01L21/00GK1800987SQ20051011653
公開日2006年7月12日 申請日期2005年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月24日
發(fā)明者D·范登布羅克, J·F·陳 申請人:Asml蒙片工具有限公司