基于梯度的图案和评价点选择制造技术

在此描述了一种用于光刻过程的方法，所述光刻过程用于使用光刻成像设备将设计布局的一部分成像到衬底上，所述光刻过程具有多个设计变量，所述方法包括：相对于至少一个设计变量，计算光刻过程的多个评价点或图案中的每个的梯度；以及基于所述梯度来从所述多个评价点或图案中选择评价点的子组。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于梯度的图案和评价点选择相关申请的交叉引用本申请要求于2012年5月31日递交的美国临时申请61/653,790的权益，该申请文件以引用的方式整体并入本文。
本说明书涉及光刻设备和过程，更具体地涉及用于同时地或替代地优化照射源、掩模/设计布局以及用于光刻设备和过程的投影光学装置的工具。
技术介绍
可以将光刻投影设备用在例如集成电路(IC)的制造中。在这种情形中，掩模可以包含对应于IC的单个层的电路图案(“设计布局”)，这一电路图案可以通过例如穿过掩模上的电路图案辐射目标部分等方法，被转移到已经涂覆有辐射敏感材料(“抗蚀剂”)层的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或更多的管芯)上。通常，单个衬底包含被经由光刻投影设备连续地、一次一个目标部分地将电路图案转移到其上的多个相邻目标部分。在一种类型的光刻投影设备中，整个掩模上的电路图案一下子被转移到一个目标部分上，这样的设备通常称作为晶片步进机。在一种替代的设备(通常称为步进扫描设备)中，投影束沿给定的参考方向(“扫描”方向)在掩模上扫描，同时沿与该参考方向平行或反向平行的方向同步移动衬底。掩模上的电路图案的不同部分渐进地转移到一个目标部分上。因为通常光刻投影设备将具有放大率因子M(通常＜1)，所以衬底被移动的速度F将是投影束扫描掩模的速度的M倍。关于在此处描述的光刻装置的更多的信息可以例如参见美国专利No.6,046,792，在此处通过参考将其并入本文中。在将电路图案从掩模转移至衬底之前，衬底可能经历各种工序，诸如涂底、抗蚀剂涂覆以及软焙烤。在曝光之后，衬底可能经历其它工序，例如曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤以及对所转移的电路图案的测量/检验。这一系列的工序被用作为制造器件(例如IC)的单个层的基础。之后衬底可能经历各种过程，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有的这些工序都是用于最终完成器件的单个层。如果器件需要多个层，那么将不得不对于每一层重复整个工序或其变形。最终，器件将设置在衬底上的每一目标部分中。之后这些器件通过诸如切片或切割等技术，将这些器件彼此分开，据此独立的器件可以安装在载体上，连接至引脚等。如注意到的，微光刻术是集成电路的制造中的核心步骤，其中在衬底上形成的图案限定了IC的功能元件，诸如微处理器、存储器芯片等。类似的光刻技术也用于形成平板显示器、微机电系统(MEMS)以及其它器件。随着半导体制造工艺不断发展，功能元件的尺寸被不断地降低，同时每一器件的功能元件(诸如晶体管)的数量在数十年来一直遵循通常称为“摩尔定律”的趋势而稳步地增长。在现有技术的情形下，通过使用光刻投影设备来制造器件的层，该光刻投影设备使用来自深紫外照射源的照射将设计布局投影到衬底上，从而产生具有充分地低于100nm的尺寸的独立的功能元件，即该功能元件的尺寸小于照射源的光的波长的一半。印刷具有小于光刻投影设备的经典的分辨率极限的尺寸的特征的过程，通常被称为低ki光刻术，其基于分辨率公式CD＝ki×/NA，其中是所采用的辐射波长(当前在大多数情形中是nm或193nm)，是光刻投影设备中的投影光学装置的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是所印刷的最小特征尺寸)，以及ki是经验分辨率因子。通常，ki越小，在晶片上复现图案(类似由电路设计者为获得特定的电功能和性能而设计的形状和尺寸)变得越困难。为了克服这些困难，复杂的精细调节步骤被应用于光刻投影设备以及设计布局。这些例如包括但不限于NA和光学相干性设定的优化、定制的照射方案、相移掩模的使用、在设计布局中的光刻邻近效应校正(OPC，有时称为“光学和过程校正”)或通常被定义成“分辨率增强技术(RET)”的其它方法等。作为一个例子，光学邻近效应校正解决的问题是被投影到衬底上的设计布局的图像的最终尺寸和定位将不与掩模上的设计布局的尺寸和定位一致或不仅仅只依赖于掩模上的设计布局的尺寸和定位。注意到，术语“掩模”和“掩模版”在此处是可以相互通用的。另外，本领域技术人员将认识到，尤其是在光刻术模拟/优化的情形中，术语“掩模”和“设计布局”可以相互通用，这是因为在光刻术模拟/优化中，物理掩模不是必须使用的，而是可以用设计布局来代表物理掩模。对于在一些设计布局上出现的小的特征尺寸和高的特征密度，给定特征的特定边缘的位置在一定程度上将受其它邻近特征的存在或不存在的影响。这些邻近效应由于从一个特征耦合至另一特征的微小量的光而产生和/或由非几何光学效应(诸如衍射和干涉)产生。类似地，邻近效应可能由在通常在光刻术之后的曝光后焙烤(PEB)、抗蚀剂显影和蚀刻期间的扩散和其它化学效应产生。为了使设计布局中的投影图像与给定的目标电路设计的需要一致，使用复杂的数值模型针对于设计布局的校正或预变形来预测和补偿邻近效应。文章“Full-ChipLithographySimulationandDesignAnalysis-HowOPCIsChangingICDesign”，C.Spence，Proc.SPIE，Vo1.5751，pp1-14(2005)提供了当前的“基于模型的”光学邻近效应校正过程的概述。在典型的高端设计中，设计布局的大部分特征通常需要一些修改，用以实现投影图像对于目标设计的高保真度。这些修改可以包括边缘位置或线宽的位移或偏置以及“辅助”特征的应用，所述“辅助”特征用来辅助其它特征的投影。假定典型地在芯片设计中设置有数百万个特征，则将基于模型的OPC应用至目标设计，需要良好的过程模型和相当大量的计算资源。然而，应用OPC通常不是“精确的科学”，而是经验性的迭代过程，其不总是能补偿所有可能的邻近效应。因此，OPC效果(例如在应用OPC和任何其它的RET之后的设计布局)需要通过设计检查进行验证，即，使用经过校准的数值过程模型的透彻的全芯片模拟，用以最小化设计缺陷被引入掩模的制造中的概率。这是由在几百万美元的范围内运行的制造高端掩模的巨大成本驱动的，以及由如果已经制造了实际掩模而重新加工或重新修复它们对周转时间的影响所驱动。OPC和全芯片RET验证都可以基于如例如在美国专利申请No.10/815,573和文章题目为“OptimizedHardwareandSoftwareForFast，FullChipSimulation”，byY.Caoetal.，Proc.SPIE，Vol.5754，405(2005)中所描述的数值模型化系统和方法。除了对设计布局或掩模(例如OPC)的优化之外，照射源也可以被优化，或者与掩模优化一起进行优化或单独地进行优化，致力于改善整体的光刻保真度。自20世纪90年代起，已经引入了许多离轴照射源(诸如环形的、四极以及双极的)，它们为OPC设计提供了更大的自由度，从而改善了成像结果。已知，离轴照射是一种分辨包含在掩模中的精细结构(即目标特征)的经证实的方式。然而，在与传统的照射源相比较时，离轴照射源通常为空间图像(AI)提供较低的光强度。因此，需要试图优化照射源，以在更精细的分辨率和降低的光强度之间获得优化的平衡。在本文中术语“照射源”和“源”可以相互通用。例如，在Rosenbluth等题目为“OptimumMaskandSourcePatternstoPrintAGivenSha本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光刻过程的方法，所述光刻过程用于使用光刻成像设备将设计布局的一部分成像到衬底上，所述光刻过程具有多个设计变量，所述方法包括：相对于至少一个设计变量，计算光刻过程的多个评价点或图案中的每个的梯度；以及基于所述梯度来从所述多个评价点或图案中选择评价点或图案的子组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.31 US 61/653,7901.一种用于光刻过程的方法，所述光刻过程用于使用光刻成像设备将设计布局的一部分成像到衬底上，所述光刻过程具有多个设计变量，所述设计变量中的至少一些设计变量包括用于调整所述光刻成像设备的辐射束的强度分布和波前形状的投影光学装置的可调节特性，所述方法包括：相对于至少一个设计变量，计算在所述设计布局的所述一部分中光刻过程的多个评价点或图案中的每个评价点或图案的梯度，其中所述至少一个设计变量包括所述投影光学装置的可调节特性中的至少一个可调节特性；基于所述梯度来从所述多个评价点或图案中选择评价点或图案的子组；其中所述方法还包括将所述多个评价点或图案基于所述梯度分组成多个组，所述子组包括选自所述多个组中的每一组的至少一个构件。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个设计变量中的至少一些其他设计变量与光刻成像设备的照射源相关联，所述多个设计变量中的至少一些其他设计变量与设计布局相关联。3.根据权利要求1所述的方法，还包括由所述梯度计算特性值。4.根据权利要求1所述的方法，还包括计算在所述多个评价点或图案中的一对评价点或图案的梯度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓峰，R·C·豪威尔，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL