專利名稱：采用獨立掩模誤差模型的掩模驗證系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及光學(xué)光刻，而更具體地涉及采用獨立掩模誤差模型的掩模驗證。
背景技術(shù)：
集成電路工業(yè)從一開始就通過以更低的成本驅(qū)動增長的器件功能而維持了很高 的成長速率。如今，上升沿器件僅以原來成本的幾分之一提供曾經(jīng)占據(jù)整個房間的計算機(jī) 的計算功能。今天的許多低成本的消費類裝置包括僅僅在幾年前還無法以任何成本實現(xiàn)的 功能，例如視頻手機(jī)、超便攜式媒體播放器、以及無線或超寬帶互聯(lián)網(wǎng)裝置。這種增長的主 要能動因素之一是光學(xué)光刻過程能穩(wěn)定地減小最小特征尺寸的能力，所述最小特征尺寸可 以作為集成電路圖案的一部分被圖案化。這種在每個電路上印刷更多特征的同時實現(xiàn)的特 征尺寸和成本的穩(wěn)步降低通常被稱為“摩爾定律”或光刻“路線圖(roadmap) ”。光刻過程涉及在掩模上形成母圖像，然后將該圖案正確無誤地復(fù)制到器件晶片 上。在設(shè)計規(guī)范內(nèi)母圖案被成功復(fù)制的次數(shù)越多，每個成品器件或“芯片”的成本就越低。 直到最近，除掩模水平面的圖案比晶片水平面的圖案大許多倍的情況之外，掩模圖案已經(jīng) 與晶片水平面上的所需圖案完全相同。然后，該縮放因子在晶片曝光過程中通過曝光工具 的縮減比例而被修正。掩模圖案典型地通過將光吸收材料在石英或其他透射式襯底上淀積 和形成圖案而被形成。然后，所述掩模被置于稱為“步進(jìn)機(jī)”或“掃描器”的曝光工具中，在 所述曝光工具中，具有特定曝光波長的光通過掩模被引導(dǎo)到器件晶片上。光透射通過掩模 的空白區(qū)域，并在被吸收層覆蓋的區(qū)域上以所期望的量(通常在90%和100%之間)被衰 減。通過掩模的一些區(qū)域的光也可以以所需的相位角(典型地為180度的整數(shù)倍數(shù))產(chǎn)生 相移。在被曝光工具收集之后，得到的空間圖像圖案被聚焦到器件晶片上。沉積在晶片表 面上的光敏感材料與光相互作用，以在晶片上形成所需的圖案，且然后，所述圖案被轉(zhuǎn)移到 晶片上的下層中，以根據(jù)公知的過程形成功能性的電子電路。近年來，被圖案化的特征尺寸已經(jīng)明顯地小于用于轉(zhuǎn)移圖案的光的波長。這種朝 向“亞波長光刻”的趨勢已經(jīng)導(dǎo)致在光刻過程中維持足夠的工藝裕量的困難增大。隨著特 征尺寸與波長的比例的降低，由掩模和曝光工具形成的空間圖像喪失了對比度和銳度。所 述比例由kl因子量化，被定義為曝光工具的數(shù)值孔徑乘以最小特征尺寸，再被波長除。當(dāng) 前，選擇曝光波長的實際自由度有限，且曝光工具的數(shù)值孔徑接近物理極限。結(jié)果，器件特 征尺寸的持續(xù)減小需要在光刻過程中越來越顯著地減小kl因子，即在光學(xué)成像系統(tǒng)的經(jīng) 典分辨率極限處或所述極限以下成像。用于實現(xiàn)低kl光刻的新方法已經(jīng)在掩模上形成母圖案，所述母圖案與最終的晶片水平面上的圖案不完全相同。掩模圖案經(jīng)常在圖案尺寸和圖案位置作為圖案密度或間 距的函數(shù)的情況下被調(diào)整。其他技術(shù)涉及在掩模圖案(“襯線”、“錘頭”或其他圖案)上額 外增加或減少拐角，甚至涉及將不在晶片上復(fù)制的幾何尺寸的增加。這些非印刷的“輔助 特征”可以包括用于改變背景光強(qiáng)(“灰度調(diào)整”)的散射條紋、孔、環(huán)、棋盤狀條紋或“斑 馬條紋”，以及在文獻(xiàn)中記載的其他結(jié)構(gòu)。所有這些方法經(jīng)常被統(tǒng)稱為“光學(xué)鄰近校正”或 “0PC”。隨著kl減小，鄰近效應(yīng)的幅度顯著地增加。在當(dāng)前的高端設(shè)計中，越來越多的器 件層需要0PC，且?guī)缀趺總€特征邊緣需要一些調(diào)整量，以便確保所印刷的圖案將合理地與設(shè) 計目的相似。這種擴(kuò)展的0PC應(yīng)用的實現(xiàn)和驗證僅僅可能通過詳細(xì)的整個芯片的計算的光 刻過程模型完成，且所述過程通常被稱為基于模型的0PC。(見"Full-Chip Lithography Simulation and Design Analysis-How OPC Is Changing IC Design, " C. Spence, Proc.SPIE, Vol. 5751, pp. 1-14(2005)and" ExploringNew High Speed, Mask Aware RET Verification Flows, " P. Martin et al, Proc.SPIE 5853，pp.114-123，(2005)。)掩模也可以通過增加相移區(qū)域來變更，所述相移區(qū)域可以或不可以被復(fù)制到晶片 上。大量的相移技術(shù)在文獻(xiàn)中詳細(xì)地被描述，包括交變孔徑移相器(alternate aperture shifter)、雙重曝光掩模過程、多相位跳變以及衰減型相移掩模。由所述方法形成的掩模被 稱為“相移掩模”或“PSM”。所有這些用于在低kl條件下增加圖像斜率(image slope)的 技術(shù)(包括0PC、PSM及其他)被統(tǒng)稱為“分辨率增強(qiáng)技術(shù)”，或“RET”。所有這些經(jīng)常以多種 組合形式應(yīng)用到掩模上的RET的結(jié)果是在晶片水平面上形成的最終圖案不再是掩模水平 面的圖案的簡單復(fù)制。實際上，觀察掩模圖案并簡單地確定最終晶片圖案被重疊成什么樣 子是不可能的。這極大地增加了在掩模被制作和晶片被曝光之前驗證設(shè)計數(shù)據(jù)的正確性、 以及驗證RET已經(jīng)被正確地應(yīng)用且掩模滿足其目標(biāo)規(guī)范的難度。0PC和其他RET的增值導(dǎo)致多個巨大的挑戰(zhàn)。尤其，0PC后的掩模設(shè)計與0PC前 的設(shè)計意圖(即預(yù)期制造的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu))具有非常有限的相似之處。甚至更大的挑戰(zhàn)在于 工藝窗口的減小，即工藝過程對于確定的參數(shù)(例如曝光劑量和焦點)伴隨kl因子的減小 而產(chǎn)生的不可預(yù)期的變化的容許程度的減小。進(jìn)而，隨著鄰近效應(yīng)越來越明顯，在工藝參數(shù) 的小的改變下的特征的確切行為成為極其非線性的并經(jīng)常是非直觀的。甚至少量的未檢測 的工藝變化都可能對器件產(chǎn)量產(chǎn)生難以預(yù)料的顯著的影響。這種產(chǎn)量損失將在設(shè)計的“薄 弱點”或“熱斑”處最可能出現(xiàn)，并因此以量化方式區(qū)別于由例如掩模污染物造成的隨機(jī)的 “點缺陷”帶來的產(chǎn)量損失。在半導(dǎo)體生產(chǎn)的當(dāng)前狀態(tài)下，器件產(chǎn)量越來越受到設(shè)計薄弱環(huán) 節(jié)而不是隨機(jī)缺陷的限制。對于可能將薄弱的設(shè)計特征演變成失效的系統(tǒng)工藝變化的主要貢獻(xiàn)是掩模自身 的確切的物理屬性。相關(guān)的物理掩模參數(shù)可能包括線寬偏離、拐角處的倒圓角、由于掩?？?寫或掩模蝕刻的鄰近效應(yīng)而引起的間距依賴性、各向異性、相位誤差、偏振、雙折射、或通常 的“三維掩模效應(yīng)”。這些參數(shù)可能在單個掩模的區(qū)域內(nèi)、在不同時間制造的掩模之間、在不 同工具上制造的掩模之間或來自不同掩模車間的掩模之間變化。當(dāng)0PC和掩模設(shè)計基于詳細(xì)的模型時，掩模的實際物理屬性可能不同于模型的假 設(shè)，并由此可能移動工藝窗口和優(yōu)化工藝條件或造成不期望的產(chǎn)量損失。這種產(chǎn)量損失可 能在之前所確定的熱斑處出現(xiàn)。然而，物理掩模參數(shù)的非預(yù)期和未檢測的變化也可能很大 程度上改變熱斑的準(zhǔn)確性或甚至導(dǎo)致在名義條件下將不會被確定為“邊緣的”(或“薄弱的”)的圖案的失效。(“邊緣的”或“薄弱的”圖案是容易由于例如制造中的不確定因素或 工藝變化而導(dǎo)致失效或產(chǎn)量損失的圖案。)傳統(tǒng)的掩模檢驗集中在檢測掩模上的獨立的點缺陷(例如灰塵顆?；蛐】?，并 因此不能檢測掩模的系統(tǒng)誤差以及它們對于與工藝窗口相關(guān)的“設(shè)計缺陷”或“熱斑”的影 響。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的制造工藝的方法步驟的流程圖，在所述方法中，這種傳統(tǒng)的掩模檢驗 出現(xiàn)在步驟120中。在步驟110中，產(chǎn)生用于表示芯片的設(shè)計意圖的0PC前的設(shè)計布局。然 后，在步驟112中，采用0PC和其他RET處理0PC前的設(shè)計布局，以產(chǎn)生0PC后的掩模布局。 在步驟114中，整個芯片采用光刻過程的模型和應(yīng)用于0PC后的掩模布局的名義上的掩模 誤差模型進(jìn)行模擬，以預(yù)測所印刷的圖案。采用這種光刻過程模型和掩模模型模擬光刻過 程的不例在發(fā)明名稱為“System and Method for Lithography Simulation”的美國專利 No. 7，003, 758 (’758專利)中公開，該專利的主題以引用的方式整體合并入本文中。在步驟 116中，0PC前的設(shè)計布局(即設(shè)計意圖)與所預(yù)期的印刷圖案對比，以確定是否0PC后的 掩模布局是否可接受。如果是，所述方法繼續(xù)步驟118 ;如果否，則所述方法回到步驟112， 其中所述對比來自步驟116，所述比較將用于調(diào)整0PC后的掩模布局，以產(chǎn)生新的0PC后的 掩模布局，且然后將重復(fù)步驟114和116。一旦所預(yù)期的印刷圖案被確定為可接受的，則所 述方法在步驟118中繼續(xù)，在所述步驟118中，掩模根據(jù)所述可接受的0PC后的掩模布局被 制造。然后，在步驟120中，所述掩模被檢驗以辨別獨立的點缺陷，例如灰塵顆粒或小孔。在 步驟122中，所辨別的點缺陷被評估以確定是否所制造的掩模是可接受的。如果是，則所述 方法繼續(xù)步驟128 ;如果否，則所述方法繼續(xù)步驟124，在所述步驟124中掩模被評估以確定 是否是可修復(fù)的。如果掩模是可修復(fù)的，則所述方法繼續(xù)步驟126，在所述步驟126中，所述 掩模被修復(fù)，且之后所述方法回到步驟120 ;如果所述掩模是不可修復(fù)的，則所述方法回到 步驟118，在所述步驟118中，將制造新掩模。在可選的步驟128中，采用來自步驟114的模 擬信息調(diào)整所述光刻過程。這種信息可能包括用于被目標(biāo)化的晶片檢驗或被優(yōu)化的工藝條 件的熱斑報告。然而，由于在設(shè)計階段中，模擬基于名義條件(尤其，對于掩模誤差模型參 數(shù)的名義值)，所以這種前饋信息的有效性將受到限制。在步驟130中，采用所制造的(也 可能是所修復(fù)的)掩模印刷晶片。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的器件制造過程從0PC前的設(shè)計布局開始，所述0PC前的設(shè) 計布局通過應(yīng)用0PC或其他RET限定對于0PC后的掩模布局的所需器件功能。將0PC前的 設(shè)計布局轉(zhuǎn)換成0PC后的掩模布局的所述過程通常很大程度上依賴于光刻過程的數(shù)值模 擬(例如基于模型的0PC和基于模型的設(shè)計驗證)并通常在設(shè)計被認(rèn)為可接受之前可能需 要多次迭代。需要整個芯片的模擬以確定所述器件的所有元件將根據(jù)需要印刷在晶片上。 用于0PC生成和設(shè)計驗證的模擬可能例如采用如‘758專利所述的光刻模擬系統(tǒng)，所述光刻 模擬系統(tǒng)能夠在考慮投影過程的光學(xué)屬性以及產(chǎn)品晶片上的抗蝕劑層的屬性的情況下，根 據(jù)掩模布局預(yù)測印刷的抗蝕劑或特征輪廓。一旦所述掩模布局被確定為可接受的，則物理掩模將由掩模車間制造并傳送給生 產(chǎn)設(shè)備(fab)。該掩?？梢圆捎矛F(xiàn)有的掩模檢驗工具檢驗，以便檢測和在可能情況下修理由 于例如在掩模制造工藝中的任何污染造成的任何的點缺陷。隨后，所述掩模將被裝載入曝 光工具以印刷產(chǎn)品晶片。注意到，當(dāng)詳細(xì)的模擬模型是掩模設(shè)計過程的中心部分時，一旦所 述掩模已經(jīng)被制造，則以傳統(tǒng)的方式在整個光刻器件制造過程中沒有基于模型的信息被利用。在實際中，所述情況經(jīng)常使得掩模制造工藝對于大量的不確定性開放(例如(^〔是否 已經(jīng)被正確地在實際掩模上實現(xiàn))。對于任何的新掩模，也可能存在以經(jīng)驗為依據(jù)地(主要 通過試驗-錯誤)調(diào)整工藝參數(shù)、以生產(chǎn)例如足夠接近設(shè)計目標(biāo)的印刷線寬的需要。結(jié)果， 如果任何系統(tǒng)掩模誤差已經(jīng)在掩模制造工藝中產(chǎn)生，則可能需要很長時間和大量的印刷晶 片才能明確地檢測和修正這種誤差。因此，存在對于一定的系統(tǒng)和方法的強(qiáng)烈需求，所述系統(tǒng)和方法在考慮設(shè)計意圖 的情況下，驗證實際的光刻掩模的物理屬性和它們對于圖案印刷過程的影響。這種方法將 能夠在對任意晶片曝光之前對掩模進(jìn)行預(yù)測式的和提前的資格鑒定，并也將能夠進(jìn)行調(diào)整 或工藝修正，以對于給定的物理掩模優(yōu)化所印刷的器件產(chǎn)量。這種工藝修正可以通過精確 地建模而確定，并可以例如涉及曝光劑量、焦點偏移、數(shù)值孔徑(嫩)_が8皿設(shè)定的調(diào)整，在 不同的曝光工具之間選擇，且當(dāng)系統(tǒng)的掩模誤差修復(fù)技術(shù)是可行的時，對于掩模制造工藝 進(jìn)行反饋，以修復(fù)系統(tǒng)的掩模誤差。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法用于檢驗制得的光刻掩模；從掩模的檢 驗數(shù)據(jù)中提取物理掩模數(shù)據(jù)；采用物理掩模數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)；基于所述系統(tǒng)掩 模誤差數(shù)據(jù)形成具有系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)的獨立的掩模誤差模型；驗證掩模和0 〔質(zhì)量；采 用特定的掩模和/或特定的投影系統(tǒng)預(yù)測光刻過程的圖案化性能；以及預(yù)期工藝修正，所 述工藝修正優(yōu)化圖案化性能以及最終器件產(chǎn)量。在一個實施例中，用于形成獨立的掩模誤差模型的方法包括從采用掩模布局?jǐn)?shù) 據(jù)制造的掩模獲得掩模檢驗數(shù)據(jù)；確定所述掩模檢驗數(shù)據(jù)和所述掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)之間的差 別；基于所述掩模檢驗數(shù)據(jù)和所述掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)之間的差別生成系統(tǒng)掩模誤差；以及基于 所述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)為獨立的掩模誤差模型生成系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。在一個實施例中，用于形成獨立的掩模誤差模型的系統(tǒng)包括掩模檢驗工具，所述 掩模檢驗工具配置用于產(chǎn)生掩模檢驗數(shù)據(jù)；以及基于模型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，所述基于 模型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)配置用于從所述掩模檢驗數(shù)據(jù)中提取物理掩模數(shù)據(jù)，以基于所提 取的物理掩模數(shù)據(jù)和掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)之間的差別確定系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)，并配置用于采用所 述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)為獨立的掩模誤差模型生成系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。在一個實施例中，方法包括選擇光刻過程模型，所述光刻過程模型包括曝光工具 的光學(xué)模型和抗蝕劑模型；形成獨立的掩模誤差模型，所述掩模誤差模型表示采用掩模布 局?jǐn)?shù)據(jù)制造的掩模；采用所述光刻過程模型和獨立的掩模誤差模型模擬光刻過程，以產(chǎn)生 經(jīng)過模擬的圖案；確定所述經(jīng)過模擬的圖案和設(shè)計目標(biāo)之間的差別；以及基于所述經(jīng)過模 擬的圖案和所述設(shè)計目標(biāo)之間的差別優(yōu)化曝光工具的設(shè)定。在一個實施例中，方法包括為多個曝光工具選擇多個光學(xué)模型，其中每一個光學(xué) 模型表示獨立的曝光工具；針對多個光學(xué)模型中的每一個，采用所述光學(xué)模型和針對掩模 的獨立的掩模誤差模型模擬光刻過程，以產(chǎn)生模擬結(jié)果；針對多個光學(xué)模型中的每一個，評 估模擬結(jié)果，以確定多個曝光工具中哪些與所述掩模實現(xiàn)最佳匹配；以及選擇最匹配的曝 光工具和用于晶片生產(chǎn)的掩模。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的光刻設(shè)計和制造過程的流程圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的采用獨立的掩模誤差模型的掩模驗證方法步 驟的流程圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的采用獨立的掩模誤差模型的掩模驗證方法 步驟的流程圖；圖2C是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的采用獨立的掩模誤差模型的掩模驗證方法 步驟的流程圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的采用獨立的掩模誤差模型的模擬光刻過程的 方法步驟的流程圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于形成獨立的掩模誤差模型的方法步驟的 流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的采用掩模檢驗數(shù)據(jù)在多個采樣位置上形成 獨立的掩模誤差模型的方法步驟的流程圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于在掩模車間形成獨立的掩模誤差模型的 基于模型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于在生產(chǎn)設(shè)備中形成獨立的掩模誤差模型 的基于模型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于生成用于檢驗掩模的采樣方案的方法步 驟的流程圖；圖7A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的采用掩模臨界尺寸(CD)的用于形成獨立的掩 模誤差模型和驗證掩模的方法步驟的流程圖；圖7B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的采用空間圖像測量形成獨立的掩模誤差模型 和驗證掩模的方法步驟的流程圖；圖7C是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的采用光學(xué)掩模檢驗工具形成獨立的掩模誤差 模型和驗證掩模的方法步驟的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于驗證掩模的方法步驟的流程圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于形成掩模制造工藝的名義上的掩模誤差 模型的方法步驟的流程圖；圖10A是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于形成掩模制造工藝的名義上的掩模 誤差模型的方法步驟的流程圖；圖10B是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于形成掩模制造工藝的名義上的掩模 誤差模型的方法步驟的流程圖。
具體實施例方式在實際中，由于掩模制造工具的缺陷和掩模制造工藝的變化，誤差(或缺陷，此后 “缺陷”與“誤差”可交替使用)在從0PC后的掩模布局到掩模上的實際圖案的圖案轉(zhuǎn)移過 程中總是被引入到最終制造的掩模中。掩模誤差是所制造的掩模圖案和打算在所述掩模上 制造的理想的0PC后掩模布局之間的差別。通常，掩模誤差分為兩類隨機(jī)掩模誤差和系統(tǒng)掩模誤差。隨機(jī)掩模誤差是不能用模型來描述而是在制造的掩模上隨機(jī)地和以統(tǒng)計規(guī)律 出現(xiàn)的誤差，例如過多的顆粒和小孔。系統(tǒng)掩模誤差是可以用模型描述的誤差，其中，所述 模型依賴于圖案環(huán)境(例如局部圖案密度、圖案尺寸、圖案間隔和圖案取向)和/或掩模上 的圖案位置。對于圖案環(huán)境的依賴性由例如掩?？虒懫麟娮邮徑?yīng)、電子束模糊效應(yīng) (fogging effect)、蝕刻負(fù)載效應(yīng)和電子束感生襯底加熱效應(yīng)造成。對于圖案位置的依賴 性由例如掩模刻寫器在掩?？虒戇^程中的慢漂移和曝光后烘烤溫度的不均勻性造成。描述 所述系統(tǒng)掩模誤差的模型稱為“掩模誤差模型”或有時簡稱為“掩模模型”。所述掩模誤差 模型接受圖案環(huán)境和掩模上的圖案位置作為輸入，并輸出掩模誤差值，例如，⑶誤差、線邊 緣的粗糙度、位置誤差、蝕刻深度誤差和相移掩模的側(cè)壁夾角誤差等。CD誤差是在所制造的 掩模圖案和理想的0PC后的掩模布局之間的線寬差。所述定位誤差是在所制造的掩模圖案 和理想的0PC后的掩模布局圖案之間的圖案中心位置差。蝕刻深度誤差是在所制造的相移 掩模圖案和希望進(jìn)入掩模襯底的設(shè)計溝槽深度之間的深度差，所述掩模襯底在當(dāng)光束通過 掩模時提供必需的相移。所述線邊緣的粗糙度是線邊緣與光滑的理想形狀的偏差。所述側(cè) 壁夾角誤差是在所制造的掩模的線邊緣輪廓和理想的垂直線邊緣輪廓之間的角度差。掩模 制造工藝具有名義上的掩模誤差模型，所述名義上的掩模誤差模型描述由工藝引起的平均 掩模誤差，例如拐角的倒圓角和圖案的偏斜。每個獨立的物理掩模的系統(tǒng)誤差與名義上的 掩模誤差模型存在偏離。如在此所公開的，獨立的掩模的系統(tǒng)誤差由獨立的掩模誤差模型 描述。在一個實施例中，獨立的掩模誤差模型以經(jīng)驗為依據(jù)建立，例如通過將實驗測量的拐 角倒圓角和偏斜相對所述圖案環(huán)境和圖案位置進(jìn)行適配來實現(xiàn)。在另一個實施例中，獨立 的掩模誤差模型采用所述掩模制造工藝的第一主要物理過程模擬而建立，例如模擬掩模襯 底內(nèi)部的電子軌跡，模擬抗蝕劑與電子的相互作用以及模擬在抗蝕劑顯影過程中的抗蝕劑 的化學(xué)過程。為了確定掩模誤差并形成獨立的掩模誤差模型，每個所制造的掩模通過檢驗工具 或量測工具進(jìn)行測量，以獲得掩模檢驗數(shù)據(jù)。然而，所述掩模檢驗數(shù)據(jù)不一定準(zhǔn)確地表示確 定掩模誤差所需要的所制造的物理掩模數(shù)據(jù)。誤差和變形由檢驗工具或量測工具引入掩模 檢驗數(shù)據(jù)，這是由于所述工具的非理想的測量傳遞函數(shù)。因此，為了精確地預(yù)期或測量所制 造的掩模上的物理掩模數(shù)據(jù)，在一個實施例中，所述檢驗工具或量測工具的經(jīng)過校準(zhǔn)的模 型，例如用于光學(xué)檢驗工具的光學(xué)模型，被應(yīng)用于從所述檢驗工具或量測工具的輸出中提 取所制造的掩模的物理掩模數(shù)據(jù)。在從所述掩模檢驗數(shù)據(jù)和0PC后的掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)中所提 取的物理掩模數(shù)據(jù)之間的差別被表示為系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)。在一個實施例中，所述系統(tǒng)掩 模誤差參數(shù)之后通過將所述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)與所述掩模誤差模型的輸入變量(例如圖 案環(huán)境和掩模上的圖案位置)進(jìn)行適配來生成。獨立的掩模誤差模型最終通過將所述系統(tǒng) 掩模誤差參數(shù)應(yīng)用于所述掩模誤差模型來形成。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的采用獨立的掩模誤差模型的掩模驗證方法步 驟的流程圖。在步驟210中，掩模根據(jù)可接受的0PC后的掩模布局制造。在步驟212中，所 述掩模采用多個可能的量測工具中的任意工具(如下文所更詳細(xì)地討論的)被檢驗，以產(chǎn) 生掩模檢驗數(shù)據(jù)。所述掩模檢驗數(shù)據(jù)被分析用于提取針對所述掩模的系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)， 且系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)之后根據(jù)所述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)確定。在步驟214中，獨立的掩模誤 差模型針對被檢驗的具體的掩模而形成。所述獨立的掩模誤差模型包括基于所提取的系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。用于形成所述獨立的掩模誤差模型的方法的一個 實施例在下文中結(jié)合圖3B進(jìn)行討論。在步驟216中，光刻過程采用所述獨立的掩模誤差模 型和光刻過程的預(yù)校準(zhǔn)模型(包括例如光學(xué)模型和抗蝕劑模型)針對完整的器件設(shè)計進(jìn) 行模擬、以產(chǎn)生經(jīng)過模擬的圖案。在一個實施例中，光刻過程的所述預(yù)校準(zhǔn)模型是在發(fā)明 名稱為 “System and Method for Creating a Focus-Exposure Model of a Lithography Process”的美國專利申請No. 11/461, 994中公開的聚焦曝光模型，所述專利申請的主題以 引用的方式整體并入本文中。在步驟218中，獲得0PC前的設(shè)計布局。所述0PC前的設(shè)計布 局用于產(chǎn)生被用于制造掩模的0PC后的布局。在步驟220中，所述經(jīng)過模擬的圖案與0PC前 的設(shè)計布局相比，以確定是否所制造的掩模將在對任何晶片曝光之前呈現(xiàn)所需的圖案化性 能，即不需要昂貴的曝光和晶片量測工具時間，且不會導(dǎo)致產(chǎn)品晶片由于系統(tǒng)掩模誤差而 在之后被遺棄的結(jié)果。如果，在步驟222中，所制造的掩模被確定以能夠呈現(xiàn)所需的圖案化 性能，則所述方法繼續(xù)步驟228 ;如果否，則所述方法繼續(xù)步驟224，在步驟224中，所述掩模 被評估以確定是否其是可修復(fù)的或可重新加工的。如果所述掩模是可修復(fù)的或可重新加工 的，則所述方法繼續(xù)步驟226，在步驟226中，所述掩?；诓捎锚毩⒌难谀Ｕ`差模型所產(chǎn) 生的經(jīng)過模擬的圖案被修復(fù)或重新加工，并且所述方法返回步驟212，在步驟212中，檢驗 所述經(jīng)過修復(fù)或經(jīng)過重新加工的掩模。采用獨立的掩模誤差模型產(chǎn)生的所述經(jīng)過模擬的圖 案將重要的信息提供給掩模修復(fù)工具。例如，場內(nèi)的CD變化可以通過采用快速脈沖激光技 術(shù)而被修正，所述快速脈沖激光技術(shù)采用得自所述經(jīng)過模擬的圖案的場內(nèi)CD均勻分布，所 述經(jīng)過模擬的圖案采用獨立的掩模誤差模型。(見"⑶Variations Correction by Local Transmission Control of Photomasks Done with a Novel Laser Based Process," E. Zait,et al. , Metrology,Inspection,and Process Control for Microlithography XX, Chas N. Archie, Editor, Proc. SPIE, Vol. 6152, (2006))。如果所述掩模是不可修復(fù)的或不 可重新加工的，則所述方法返回步驟210，在步驟210中，將制造新掩模。能夠?qū)⒋_定的前饋信息從所述經(jīng)過模擬的圖案提供給晶片生產(chǎn)過程。在圖2A中， 該前饋可能性如可選的步驟228所示，在所述步驟228中，所述曝光工具的工藝調(diào)節(jié)參數(shù)采 用來自所述經(jīng)過模擬的圖案的信息而被調(diào)整。在步驟230中，晶片采用所述掩模而被印刷。圖2A的方法的一部分(步驟210-226)可以在將掩模傳送給生產(chǎn)設(shè)備之前在掩模 車間中進(jìn)行，而圖2A的方法的另一部分(步驟212-222)可以在所述生產(chǎn)設(shè)備中進(jìn)行，以便 對輸入的掩模進(jìn)行量化。由于不需要對實際晶片進(jìn)行曝光、顯影和量測，所以采用利用獨立 的掩模誤差模型生成的經(jīng)過模擬的圖案的掩模驗證導(dǎo)致顯著的時間和成本節(jié)約。這也為掩 模和0PC質(zhì)量控制以及提前預(yù)期工藝修正的能力提供可量化的基礎(chǔ)，所述工藝修正將針對 所使用的特定的掩模優(yōu)化器件設(shè)計的公共工藝窗口。例如，采用獨立的掩模誤差模型生成 的經(jīng)過模擬的圖案可以被用于為所述特定的掩模、從多個可行的曝光工具中選擇出優(yōu)化曝 光工具，所述選擇通過檢查哪個曝光工具的光學(xué)模型在與掩模的獨立的掩模誤差模型結(jié)合 時形成優(yōu)化的經(jīng)過模擬的圖案而被進(jìn)行。在另一個示例中，所述曝光工具的設(shè)定可以通過 檢查何種設(shè)定將在與掩模的獨立的掩模誤差模型結(jié)合時產(chǎn)生優(yōu)化的經(jīng)過模擬的圖案而被 優(yōu)化。圖2B是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的采用獨立的掩模誤差模型的用于掩模驗證 的方法步驟的流程圖。在步驟240中，掩模根據(jù)可接受的0PC后的掩模布局制造。在步驟242中，所述掩模采用多個可能的量測工具中的任意工具(如下文所更詳細(xì)地討論的)被 檢驗，以產(chǎn)生掩模檢驗數(shù)據(jù)。所述掩模檢驗數(shù)據(jù)被分析用于提取針對所述掩模的系統(tǒng)掩模 誤差數(shù)據(jù)，且系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)根據(jù)所述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)確定。在步驟244中，獨立的掩 模誤差模型針對被檢驗的具體的掩模而形成。所述獨立的掩模誤差模型包括基于所提取的 系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。用于形成所述獨立的掩模誤差模型的方法的一 個實施例在下文中結(jié)合圖3B進(jìn)行討論。在步驟246中，光刻過程采用所述獨立的掩模誤 差模型和光刻過程的預(yù)校準(zhǔn)模型(包括例如光學(xué)模型和抗蝕劑模型)針對完整的器件設(shè)計 進(jìn)行模擬以產(chǎn)生經(jīng)過模擬的圖案。在一個實施例中，光刻過程的所述預(yù)校準(zhǔn)模型是在發(fā)明 名稱為 “System and Method for Creating a Focus-Exposure Model of a Lithography Process”的美國專利申請No. 11/461, 994中公開的聚焦曝光模型，所述專利申請的主題以 引用的方式整體并入本文中。在步驟248中，光刻過程采用名義上的掩模誤差模型和光刻 過程的模型被模擬，以產(chǎn)生名義上的經(jīng)過模擬的圖案。所述名義上的掩模誤差模型包括模 型參數(shù)，所述模型參數(shù)表示工藝引起的平均掩模誤差，并且在下文中還將結(jié)合圖9-10B進(jìn) 行描述。所述名義上的掩模誤差模型不基于所述獨立的掩模的掩模檢驗數(shù)據(jù)，而是可以采 用測試掩模進(jìn)行獨立地校準(zhǔn)，或者可以通過對多個之前檢驗的掩模的獨立的掩模誤差模型 進(jìn)行平均而獲得。名義上的掩模誤差模型可能已經(jīng)作為在針對所述獨立的掩模的0PC修正 中使用的光刻過程模型的一部分而被包括，如以上結(jié)合圖1和美國專利No. 11/461，994所 討論的。在步驟250中，所述經(jīng)過模擬的圖案與所述名義上的經(jīng)過模擬的圖案相比，以確 定是否所制造的掩模將在對任何晶片曝光之前呈現(xiàn)所需的圖案化性能，即，不需要昂貴的 曝光和晶片量測工具時間，且不會導(dǎo)致由于系統(tǒng)掩模誤差而使產(chǎn)品晶片在以后被遺棄的結(jié) 果。如果，在步驟252中，所制造的掩模被確定以能夠呈現(xiàn)所需的圖案化性能，則所述方法 繼續(xù)步驟258 ;如果否，則所述方法繼續(xù)步驟254，在步驟254中，所述掩模被評估以確定是 否其是可修復(fù)的或可重新加工的。如果所述掩模是可修復(fù)的或可重新加工的，則所述方法 繼續(xù)步驟256，在步驟256中，所述掩模基于采用獨立的掩模誤差模型所產(chǎn)生的經(jīng)過模擬的 圖案被修復(fù)或重新加工，并且所述方法返回步驟242，在步驟242中，檢驗所述經(jīng)過修復(fù)或 經(jīng)過重新加工的掩模。如果所述掩模是不可修復(fù)的或不可重新加工的，則所述方法返回步 驟240，在步驟240中，將制造新掩模。能夠?qū)⒋_定的前饋信息從所述經(jīng)過模擬的圖案提供給晶片生產(chǎn)過程。在圖2B中， 該前饋可能性如可選的步驟258所示，在所述步驟258中，所述曝光工具的工藝調(diào)節(jié)參數(shù)采 用來自所述經(jīng)過模擬的圖案的信息而被調(diào)整。在步驟260中，晶片采用所述掩模而被印刷。圖2C是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的采用獨立的掩模誤差模型的用于掩模驗證 的方法步驟的流程圖。在步驟270中，掩模根據(jù)可接受的0PC后的掩模布局制造。在步驟 272中，所述掩模采用多個可能的量測工具中的任意工具(如下文所更詳細(xì)地討論的)被檢 驗，以產(chǎn)生掩模檢驗數(shù)據(jù)。所述掩模檢驗數(shù)據(jù)被分析用于提取針對所述掩模的系統(tǒng)掩模誤 差數(shù)據(jù)，且系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)根據(jù)所述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)生成。在步驟274中，獨立的掩模 誤差模型針對被檢驗的具體的掩模而形成。所述獨立的掩模誤差模型包括采用所提取的系 統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)而形成的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。用于形成所述獨立的掩模誤差模型的方法的 一個實施例在下文中結(jié)合圖3B進(jìn)行討論。在步驟276中，光刻過程采用所述獨立的掩模誤 差模型和光刻過程的預(yù)校準(zhǔn)模型(包括例如光學(xué)模型和抗蝕劑模型)針對完整的器件設(shè)計進(jìn)行模擬，以產(chǎn)生經(jīng)過模擬的圖案。在一個實施例中，光刻過程的所述預(yù)校準(zhǔn)模型是在發(fā)明 名稱為 “System and Method for Creating a Focus-Exposure Model of a Lithography Process”的美國專利申請No. 11/461, 994中公開的聚焦曝光模型，所述專利申請的主題以 引用的方式整體并入本文中。在步驟278中，光刻過程采用0PC后的掩模布局和光刻過程 的模型被直接模擬，以產(chǎn)生理想的經(jīng)過模擬的圖案。所述0PC后的掩模布局表示無誤差的 “完美的”掩模。在步驟280中，所述經(jīng)過模擬的圖案與所述理想的經(jīng)過模擬的圖案相比，以 確定是否所制造的掩模將在對任何晶片曝光之前呈現(xiàn)所需的圖案化性能，即，不需要昂貴 的曝光和晶片量測工具時間，且不會導(dǎo)致由于系統(tǒng)掩模誤差而使產(chǎn)品晶片在以后被遺棄的 結(jié)果。如果，在步驟282中，所制造的掩模被確定以能夠呈現(xiàn)所需的圖案化性能，則所述方 法繼續(xù)步驟288 ;如果否，則所述方法繼續(xù)步驟284，在步驟284中，所述掩模被評估以確定 是否其是可修復(fù)的或可重新加工的。如果所述掩模是可修復(fù)的或可重新加工的，則所述方 法繼續(xù)步驟286，在步驟286中，所述掩?；诓捎锚毩⒌难谀Ｕ`差模型所產(chǎn)生的經(jīng)過模擬 的圖案被修復(fù)或重新加工，并且所述方法返回步驟272，在步驟272中，檢驗所述經(jīng)過修復(fù) 或經(jīng)過重新加工的掩模。如果所述掩模是不可修復(fù)的或不可重新加工的，則所述方法返回 步驟270，在步驟270中，將制造新掩模。能夠?qū)⒋_定的前饋信息從所述經(jīng)過模擬的圖案提供給晶片生產(chǎn)過程。在圖2C中， 該前饋可能性如可選的步驟288所示，在所述步驟288中，所述曝光工具的工藝調(diào)節(jié)參數(shù)采 用來自所述經(jīng)過模擬的圖案的信息而被調(diào)整。在步驟290中，晶片采用所述掩模而被印刷。多種不同的量測工具可以被用于檢驗掩模以產(chǎn)生掩模檢驗數(shù)據(jù)，所述掩模檢驗數(shù) 據(jù)將被分析用于提取系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)用于為所述獨立的掩模 誤差模型生成所述系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。這些量測工具包括，但不限于常規(guī)的光學(xué)掩模檢 驗工具、臨界尺寸掃描電子顯微鏡(⑶-SEM)或成像掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡 (AFM)或散射儀系統(tǒng)、或者空間圖像測量系統(tǒng)(AMS)工具。在一個實施例中，包括圖像傳 感器陣列的傳感器晶片被用于測量空間圖像，所述空間圖像從掩模原位投影，即在實際的 照射和投影條件下在曝光工具的晶片平面上以正確的曝光波長，以驗證和能夠不僅優(yōu)化掩 模的性能而且優(yōu)化在晶片生產(chǎn)過程中使用的掩模曝光工具組合。用于測量由曝光工具所 產(chǎn)生的空間圖像的圖像傳感器陣列的一個實施例在發(fā)明名稱為“System and Method for Lithography Process Monitoring and Control” 的美國專利 No. 6，803，554 中公開，所述 專利的主題以引用的方式整體并入本文中。用于提取用于生成系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)的掩模的系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)的任何掩模量 測技術(shù)通常將不需要掩模的全曝光場檢驗，而是可以基于有限數(shù)量的樣本。所述與傳統(tǒng)的 掩模檢驗的量化差別需要全曝光場檢驗以辨別點缺陷，所述量化差別是采用多種檢驗工具 中的任何工具從所述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)中提取系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)和生成系統(tǒng)掩模誤差參 數(shù)的過程具有很大靈活性的原因。在本發(fā)明的一個實施例中，在曝光場內(nèi)的合適的采樣位 置通過軟件工具自動地辨別，所述軟件工具可以基于被檢驗的掩模的0PC后的布局信息與 光刻模擬系統(tǒng)集成。同時，當(dāng)優(yōu)選地所述系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)針對在光刻過程模擬中使用的獨立的掩模 誤差模型而被明確地生成時，掩模質(zhì)量也通過采用光刻模擬系統(tǒng)被檢測和驗證，以通過對 模擬和實際測量之間的吻合度的量測進(jìn)行量化和/或通過為所述量測制定合適的邊界作為通過/不通過的標(biāo)準(zhǔn)，來“向前”計算每個量測工具上的掩模測量的期望的結(jié)果(例如， 在掃描儀中被圖像傳感器陣列測量的圖像)。另外，當(dāng)采用獨立的掩模誤差模型模擬光刻過程適合于對獨立的制造的掩模進(jìn)行 特征化時，采用名義上的掩模工藝模型模擬光刻過程也可以被用于對具體的掩模制造工藝 或特定的掩模制造工具而不是獨立的掩模進(jìn)行特征化。在優(yōu)選實施例中，具有明確定義的 圖案變化的具體的測試掩模被檢驗以產(chǎn)生針對掩模制造過程而不是產(chǎn)品掩模的名義上的 掩模工藝模型，所述圖案變化完全覆蓋系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)的相關(guān)參數(shù)空間。針對掩模制造 工藝的所述名義上的掩模工藝模型還將在下文結(jié)合圖9-10B進(jìn)行描述。在另一個實施例中，對于針對掩模制造工藝系統(tǒng)的名義上的掩模工藝模型的系統(tǒng) 掩模誤差參數(shù)根據(jù)所述掩模制造工藝的經(jīng)驗?zāi)Ｐ突虻谝辉砟Ｐ痛_定。所述掩模制造工藝 通常采用與晶片印刷工藝相類似的技術(shù)，即通過刻寫工具對抗蝕劑進(jìn)行曝光、抗蝕劑的顯 影、和掩模襯底的后續(xù)蝕刻。在掩模制造工藝參數(shù)的合適的校準(zhǔn)之后，類似于用于光刻過程 模擬的模擬系統(tǒng)的模擬系統(tǒng)可以被用于提取系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)，并然后生成系統(tǒng)掩模誤差 參數(shù)。下面，將提供關(guān)于本發(fā)明的一定的方面和具體實施例的更多細(xì)節(jié)。這些具體的實 施例的任意描述被作為用于示出主要原理的示例，而不是將本發(fā)明限制于這些特定的實施 例。重要地，注意到，光刻過程的模型包括獨立的模塊，所述模塊表示掩模屬性(掩 模模型，例如獨立的掩模誤差模型)；照射和投影系統(tǒng)的光學(xué)屬性，例如數(shù)值孔徑、部分相 干性、照射分布和像差(光學(xué)模型)；以及抗蝕劑屬性(抗蝕劑模型)。模型的可分離性的 重要性已經(jīng)在別處進(jìn)行了詳細(xì)的討論；簡言之，簡化的“集中模型”存在，并可能能夠在一定 程度上預(yù)期光刻過程的性能。然而，光刻過程的分離的模型更接近地反映了物理實際，并導(dǎo) 致更精確的和更穩(wěn)定的魯棒預(yù)期，尤其是在工藝參數(shù)(例如在整個工藝窗口上)變化的條 件下。獲得這種精確預(yù)期的系統(tǒng)和方法在發(fā)明名稱為“System and Method for Creating a Focus-Exposure Model of a Lithography Process”的美國專利申請No. 11/461，994 中 公開。尤其，在美國專利申請11/461，994中，公開了用于為光刻過程形成聚焦曝光模型的 系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)和方法采用沿著多維參數(shù)變量的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，尤其在曝光離焦工藝窗 口空間內(nèi)。所述系統(tǒng)和方法提供一組統(tǒng)一的模型參數(shù)值，所述參數(shù)值導(dǎo)致在名義上的工藝 條件下更好的模擬精度和魯棒性，以及在經(jīng)過整個工藝窗口區(qū)域的任何連續(xù)點上預(yù)期光刻 性能的能力，而不需要在不同的設(shè)定下重新校準(zhǔn)。采用獨立的掩模誤差模型結(jié)合聚焦曝光 模型的模擬提供高真實度的經(jīng)過模擬的圖案，所述圖案可以被用于精確地預(yù)期晶片印刷工 藝的性能。圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于采用獨立的掩模誤差模型模擬光刻過程 的方法步驟的流程圖。在步驟310中，獲得用于示出器件的設(shè)計意圖的0PC前的設(shè)計布局。 然后，在步驟312中，獲得0PC后的掩模布局。通過將0PC和其他RET應(yīng)用于所述0PC前 的設(shè)計布局形成0PC后的掩模布局。在步驟314中，形成采用0PC后的掩模布局制造的掩 模的獨立的掩模誤差模型。用于形成獨立的掩模誤差模型的方法的一個實施例在下文中結(jié) 合圖3B討論。然后，在步驟316中，采用曝光工具的獨立的掩模誤差模型和光學(xué)模型(例 如在美國專利申請No. 11/461,994中公開的聚焦曝光模型的光學(xué)模型)模擬曝光過程，以產(chǎn)生經(jīng)過模擬的空間圖像，即被投影到涂覆有抗蝕劑的晶片上的經(jīng)過模擬的圖案。在步驟 318中，采用經(jīng)過模擬的空間圖像和抗蝕劑模型模擬在抗蝕劑層中的圖案的形成，以產(chǎn)生經(jīng) 過模擬的圖案。然后，在步驟320中，所述經(jīng)過模擬的圖案被分析用于確定抗蝕劑中的所印 刷的圖案的預(yù)期臨界尺寸和輪廓。模型分離性意味著光刻過程模型的分離模塊可以被獨立地校準(zhǔn)、調(diào)諧或調(diào)整，以 便反映由所述模型分量所描述的物理實體的屬性或變化。例如，如果已知的掩模被用在不 同的曝光工具上或以不同的光學(xué)設(shè)定(例如數(shù)值孔徑或sigma)使用，則不同的光學(xué)模型可 以被結(jié)合相同的獨立的掩模誤差模型使用。采用相同的獨立的掩模誤差模型以及不同的曝 光工具的不同光學(xué)模型的光刻模擬可以被用于辨別曝光工具，所述曝光工具將采用由獨立 的掩模誤差模型所表示的掩模提供最佳的性能。清楚地，獨立的掩模誤差模型被要求用于 正確地描述所述掩模的物理類型，即，衰減和相移水平。所述獨立的掩模誤差模型也明確地 考慮與掩模制造工藝相關(guān)的系統(tǒng)變化或缺陷。這些變化或缺陷可能包括實際掩模線寬對所 設(shè)計的線寬的整體偏離；這種偏離在掩模區(qū)域上的空間變化；這種偏離隨著間距、圖案密 度或取向的變化。除去偏離之外，由獨立的掩模誤差模型所描述的系統(tǒng)掩模誤差還可以包 括拐角倒圓角的半徑或線邊緣的粗糙度。所述獨立的掩模誤差模型也可以采用在光和掩模 結(jié)構(gòu)之間相互作用的更詳細(xì)的三維建模。圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于形成獨立的掩模誤差模型的方法步驟的 流程圖。在步驟330中，獲得0PC后的掩模布局，通常為GDSII格式的CAD文件，并形成用 于0PC后的掩模布局的名義上的掩模誤差模型。在步驟332中，獲得采用0PC后的掩模布 局制造的掩模。在步驟334中，所述掩模以合適的檢驗工具進(jìn)行檢驗，以產(chǎn)生掩模檢驗數(shù) 據(jù)。在步驟336中，所述掩模檢驗數(shù)據(jù)被分析用于辨別全局的線寬偏離，且所述全局的線寬 偏離被應(yīng)用于名義上的掩模誤差模型，產(chǎn)生經(jīng)過更新的掩模誤差模型。當(dāng)在掩模上形成的 線寬系統(tǒng)地區(qū)別于所有線寬的設(shè)計值時，出現(xiàn)全局的線寬偏離。在可選的步驟338中，所 述掩模檢驗數(shù)據(jù)被分析用于辨別全局的相位偏離，且所述全局的相位偏離被應(yīng)用于經(jīng)過更 新的掩模誤差模型。對于相移掩模，可能在所設(shè)計的和所制造的相位階躍之間出現(xiàn)全局的 偏置。僅僅當(dāng)所制造的掩模是相移掩模時，將應(yīng)用可選的步驟338。在步驟340中，所述掩 模檢驗數(shù)據(jù)被分析用于辨別依賴于圖案的線寬或偏離的變化，且這些變化被應(yīng)用于所述經(jīng) 過更新的掩模誤差模型。這些變化可能包括依賴于圖案取向的變化、依賴于圖案密度的變 化(例如對于密集的線圖案的間距依賴性)、或在所述掩模的區(qū)域上的臨界尺寸的系統(tǒng)變 化。在步驟342中，所述掩模檢驗數(shù)據(jù)被分析用于辨別拐角的倒圓角效應(yīng)，且所述拐角的倒 圓角效應(yīng)被應(yīng)用于經(jīng)過更新的掩模誤差模型。所述拐角的倒圓角效應(yīng)可以通過在圖像處理 中公知的形態(tài)學(xué)操作或低通濾波或與例如二維高斯函數(shù)的卷積而被建模。在步驟344中， 所述掩模檢驗數(shù)據(jù)被分析用于辨別其他的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)，以精確地描述所述掩模的特 征，且這些系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)被應(yīng)用于經(jīng)過更新的掩模誤差模型。在步驟346中，采用所有 的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)進(jìn)行更新的掩模誤差模型被表示為獨立的掩模誤差模型。所述獨立的 掩模誤差模型反映了修改原有的0PC后的設(shè)計布局的操作以及這些操作的特定參數(shù)組。提取用于形成獨立的掩模誤差模型的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)通常將不需要全場掩模 檢驗。這種提取可能基于來自在掩模中代表性的位置的合適的經(jīng)過選擇的采樣的掩模檢驗 數(shù)據(jù)。圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于采用來自多個采樣位置的掩模檢驗數(shù)據(jù)形成獨立的掩模誤差模型的萬法步驟的流程圖。在步驟410中，產(chǎn)生示出器件的設(shè)計意圖的 OPC前的設(shè)計布局。在步驟412中，采用OPC和其他RET處理OPC前設(shè)計布局，以產(chǎn)生OPC 后的掩模布局，且形成用于OPC后的掩模布局的名義上的掩模誤差模型。在步驟414中，采 用光刻過程的模型(包括例如光學(xué)模型和抗蝕劑模型)和名義上的掩模誤差模型對光刻過 程進(jìn)行模擬，以產(chǎn)生初始的經(jīng)過模擬的圖案。在步驟416中，生成用于檢驗采用OPC后的掩 模布局制造的掩模的采樣方案。所述采樣方案包括采樣位置，在所述采樣位置上，所述掩模 將通過量測工具和檢驗處方而被檢驗。在一個實施例中，通過與光刻模擬系統(tǒng)集成的軟件， 從初始的經(jīng)過模擬的圖案中確定所述采樣位置。所述OPC后的掩模布局能夠用于光刻模擬 系統(tǒng)，因此所述光刻模擬系統(tǒng)可以辨別對于特定掩模的采樣位置和測量選項。采樣位置應(yīng) 當(dāng)被選擇用于覆蓋盡可能寬范圍的參數(shù)空間，所述參數(shù)空間影響系統(tǒng)的模誤差，例如圖案 密度、圖案取向、圖案間距、圖案尺寸、圖案極性、不同取向和極性的拐角、間隔變化的線端 以及位于在掩模區(qū)域(例如，3x3位置矩陣)上的多個位置等。形成采樣方案還在下文結(jié)合 圖6進(jìn)行討論。在步驟418中，掩模根據(jù)0PC后的掩模布局而制造。在步驟420中，所述制造的掩 模根據(jù)采樣方案在量測工具中被檢驗，以生產(chǎn)掩模檢驗數(shù)據(jù)。在步驟422中，數(shù)據(jù)擬合過程 通過使系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)適配于所述掩模誤差模型的輸入變量(例如圖案環(huán)境和掩模上 的圖案位置)確定獨立的掩模誤差模型的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)的優(yōu)化值，其中所述系統(tǒng)掩模 誤差數(shù)據(jù)基于在從掩模檢驗數(shù)據(jù)中所提取的物理掩模數(shù)據(jù)和0PC后的掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)之間 的差別。所述數(shù)據(jù)擬合過程采用系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)作為擬合參數(shù)，所述擬合參數(shù)被優(yōu)化以 便提供在掩模檢驗數(shù)據(jù)和0PC后掩模布局之間的最佳吻合度。所述數(shù)據(jù)擬合過程可以是用 于設(shè)計驗證的相同的光刻模擬系統(tǒng)的集成部分，或者其可以是獨立的光刻模擬和數(shù)據(jù)分析 系統(tǒng)的一部分，所述系統(tǒng)可能具有用于上述光刻模擬系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，以將采樣信息與系 統(tǒng)掩模誤差參數(shù)進(jìn)行通信。最終，在步驟424中，采用系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)的優(yōu)化值形成獨立 的掩模誤差模型。在一個實施例中，用于形成獨立的掩模誤差模型的獨立的光刻模擬和數(shù)據(jù)分析系 統(tǒng)包括用于從掩模檢驗數(shù)據(jù)中提取系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)并從所提取的系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)中 生成系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)的計算平臺和軟件程序。所述系統(tǒng)還包括用于設(shè)計模擬系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 接口(例如經(jīng)由局域網(wǎng)或廣域網(wǎng))，以使得采樣信息或設(shè)計信息可以被設(shè)置在下游，且經(jīng)過 更新的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)可以被設(shè)置在上游，回到所述設(shè)計模擬系統(tǒng)。在另一個實施例中， 光刻模擬和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)被集成在掩模量測工具內(nèi)，而不是在分離的計算平臺上被實現(xiàn)。圖5A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于在掩模車間中形成獨立的掩模誤差模型 的基于模型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的圖。基于模型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)522位于掩模車間 520,以辨別掩模的系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)。設(shè)計中心510提供0PC后的掩模布局512和用于掩 模檢驗工具的采樣方案514給基于模型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)522。基于模型的掩模數(shù)據(jù)分 析系統(tǒng)522基于采樣方案514將量測處方528提供給量測工具530。量測工具530可能是 典型地在掩模車間中發(fā)現(xiàn)的任何一種量測工具，例如CD-SEM。量測工具530根據(jù)量測處方 528檢驗掩模(未示出)，并將得到的量測數(shù)據(jù)532 (例如圖像和臨界尺寸)提供給基于模 型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)522。基于模型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)522分析量測數(shù)據(jù)532以提取 系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)，并根據(jù)所提取的系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)524，并形成獨立的掩模誤差模型526。基于模型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)522還可以更新已有的獨立的掩 模誤差模型，并確定0PC后的設(shè)計布局驗證數(shù)據(jù)?；谀Ｐ偷难谀?shù)據(jù)分析系統(tǒng)522將獨 立的掩模誤差模型526發(fā)送給設(shè)計中心510，設(shè)計中心510采用獨立的掩模誤差模型526產(chǎn) 生對于0PC和RET設(shè)計驗證、工藝窗口和熱斑分析的設(shè)計模擬516?；谀Ｐ偷难谀?shù)據(jù) 分析系統(tǒng)522還將系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)524發(fā)送給位于生產(chǎn)設(shè)備540中的生產(chǎn)設(shè)備處理控制 542。在生產(chǎn)設(shè)備中，除去量測工具之外的其他工具可以被用于掩模檢驗。圖5B是根據(jù) 本發(fā)明的一個實施例的用于在生產(chǎn)設(shè)備550上形成獨立的掩模誤差模型的基于模型的掩 模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)560的圖?；谀Ｐ偷难谀?shù)據(jù)分析系統(tǒng)560分析掩模檢驗數(shù)據(jù)以提取系 統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)，并根據(jù)所提取的系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)564，并形成獨 立的掩模誤差模型562。設(shè)計中心510將0PC后的掩模布局512和采樣方案514提供給基 于模型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)560?；谀Ｐ偷难谀?shù)據(jù)分析系統(tǒng)560基于采樣方案514將 量測處方566提供給量測工具570，例如⑶-SEM，所述量測工具570根據(jù)量測處方566測量 掩模(未示出)并將得到的量測數(shù)據(jù)(例如圖像和臨界尺寸)572提供給基于模型的掩模 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)560?；谀Ｐ偷难谀?shù)據(jù)分析系統(tǒng)560也可以基于米用方案514將曝光處 方568發(fā)送給曝光工具580，例如掃描器。在曝光工具580中，圖像傳感器陣列582 (例如美 國專利No. 6，803，554的圖像傳感器陣列)測量采用掩模根據(jù)曝光處方568產(chǎn)生的空間圖 像，并將空間圖像數(shù)據(jù)(未示出)發(fā)送給基于模型的掩模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)560?；谀Ｐ偷难?模數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)560分析量測數(shù)據(jù)572和/或空間圖像數(shù)據(jù)以提取系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)，并 根據(jù)所提取的系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)564，且形成獨立的掩模誤差模型 562?；谀Ｐ偷难谀?shù)據(jù)分析系統(tǒng)560也可以將經(jīng)過更新的獨立的掩模誤差模型和0PC 后的設(shè)計布局驗證數(shù)據(jù)提供給設(shè)計中心510，所述設(shè)計中心510采用所述信息產(chǎn)生用于0PC 和RET設(shè)計驗證、工藝窗口和熱斑分析的設(shè)計模擬516?；谀Ｐ偷难谀?shù)據(jù)分析系統(tǒng)560 也將系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)564發(fā)送給生產(chǎn)設(shè)備處理控制552。生成用于從掩模檢驗數(shù)據(jù)精確地生成系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)的采樣方案的主要目的 是通過所選擇的采樣位置提供系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)空間的充分覆蓋。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一 個實施例的用于生成用于檢驗掩模的采樣方案的方法步驟的流程圖。在步驟610中，采用 獨立的掩模誤差模型、在掩模檢驗數(shù)據(jù)和經(jīng)過模擬的圖案之間的數(shù)據(jù)擬合過程中可能發(fā)生 改變的多個系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)在光刻過程模型的情況內(nèi)定義，所述光刻過程模型包括光學(xué) 模型、抗蝕劑模型和獨立的掩模誤差模型。所述系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)包括選擇可最顯著地變 化的掩模誤差參數(shù)或?qū)D案化性能具有最大影響(可能基于敏感性分析)的掩模誤差參 數(shù)，或者包括寬范圍的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。然后，在步驟612中，相關(guān)值的范圍對于每個系 統(tǒng)掩模誤差參數(shù)而確定，通常在多維掩模誤差參數(shù)空間內(nèi)限定一區(qū)域。作為簡單的示例，掩 模誤差參數(shù)空間可以包括名義上的線寬變化的圖案線，并覆蓋間距范圍或局部圖案密度。 在步驟614中，合適的采樣位置通過搜索算法在0PC后的掩模布局內(nèi)確定，所述搜索算法確 定在先前限定的參數(shù)空間內(nèi)具有代表性的值的特征性圖案特征。采樣位置也可以從0PC后 的掩模布局直接選擇，以覆蓋盡可能寬范圍的參數(shù)空間，所述參數(shù)空間影響系統(tǒng)掩模誤差， 例如圖案密度、圖案取向、圖案間距、圖案尺寸、圖案極性、不同取向和極性的拐角、間隔變 化的線端以及位于在掩模區(qū)域(例如，3x3位置矩陣)上的多個位置等。在步驟616中，利用所確定的采樣位置的所述參數(shù)空間的覆蓋的密度和范圍被評估以確定所述參數(shù)空間的 覆蓋是否充分。如果是，則所述方法繼續(xù)步驟618 ;如果否，則所述方法返回步驟614，在步 驟614中，搜索算法一直重復(fù)到參數(shù)空間的覆蓋充分。在步驟618中，基于所選擇的采樣位 置生成采樣方案。然后，在步驟620中，所述采樣方案被提供給掩模檢驗工具或量測工具。圖7A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于形成獨立的掩模誤差模型和采用掩模臨 界尺寸測量驗證掩模的方法步驟的流程圖。在圖7A中的實施例中，為了表示方便，所述獨 立的掩模誤差模型的特征僅在于掩模臨界尺寸的線寬在所述掩模的區(qū)域上的掩模臨界尺 寸線寬的系統(tǒng)變化?？梢圆捎闷渌幕蚋郊拥南到y(tǒng)掩模誤差參數(shù)，例如拐角倒圓角或線邊 緣粗糙度。在步驟710中，獲得器件的0PC后的掩模布局。在步驟712中，確定在0PC后的 掩模布局中的采樣位置。在步驟714中，生成用于檢驗采用0PC后的掩模布局制造的掩模 的采樣方案。在一個實施例中，采用圖6的方法生成所述采樣方案。然后，在步驟716中， 獲得根據(jù)0PC后的掩模布局制造的掩模，且CD-SEM工具被用于根據(jù)所述采樣方案直接測量 掩模上的線寬。在另一個實施例中，成像SEM也被用于確定兩維的基于圖像的掩模誤差參 數(shù)，例如拐角的倒圓角。在步驟718中，所測量的線寬(掩模CD)與在0PC后的掩模布局中 的所設(shè)計的線寬值(設(shè)計CD)相比較(假定CD-SEM工具已經(jīng)被校準(zhǔn))。例如，將掩模線寬 偏離(即實際的臨界尺寸與設(shè)計的臨界尺寸的偏差)與線寬尺寸匹配的過程將對在考慮中 的具體掩模的依賴于圖案尺寸的偏離的非線性進(jìn)行特征化。在步驟720中，采用掩模CD誤 差數(shù)據(jù)針對獨立的掩模誤差模型生成系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)，其中所述掩模CD誤差數(shù)據(jù)基于 在掩模CD值和所設(shè)計的CD值之間的差別。可以采用參數(shù)擬合或查表的方法產(chǎn)生系統(tǒng)掩模 誤差參數(shù)。在步驟722中，采用光刻過程的模型(包括例如光學(xué)模型和抗蝕劑模型)和獨 立的掩模誤差模型模擬光刻過程，以產(chǎn)生經(jīng)過模擬的圖案。然后，在步驟724中，經(jīng)過模擬 的圖案被分析以確定具體掩模的熱斑和其他設(shè)計缺陷、工藝修正以及工具匹配信息。所述 工藝修正可以包括焦點偏移和對于曝光工具的NA和sigma設(shè)定的改變。經(jīng)過模擬的圖案 也可以被用于采用結(jié)合圖2A-2C的任何上述方法驗證掩模和0PC質(zhì)量，并確定光刻過程的 工藝窗口。圖7B是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于形成獨立的掩模誤差模型和采用空間 圖像測量驗證掩模的方法步驟的流程圖。圖7B的方法類似于圖7A的方法，而僅僅是在步 驟736中，空間圖像傳感器(例如包括圖像傳感器陣列的傳感器晶片)被用于測量在實際 生產(chǎn)的曝光工具中從掩模投影的圖像。在一個實施例中，采用圖像傳感器陣列測量空間圖 像根據(jù)美國專利No. 6，803，554的公開內(nèi)容而被實現(xiàn)。采用‘554專利的圖像傳感器陣列測 量空間圖像的操作提供在所述曝光工具的曝光場上的上百萬個采樣位置上的高分辨率圖 像碎片形式的大量數(shù)據(jù)。盡管所測量的空間圖像(或更精確地說，傳感器圖像)可能不直 接地表示線寬和襯底上的其他量測，但是所測量的空間圖像數(shù)據(jù)的合適的分析和校準(zhǔn)可以 通過模擬在曝光工具中的空間圖像形成過程而被限定。例如，已知掩模線寬的小改變將首 先導(dǎo)致整個信號強(qiáng)度的改變，所述信號強(qiáng)度可以例如通過在所測量的空間圖像中的線的橫 截面上的綜合的信號電平來測量。類似地，在掩模上總的接觸面積或其他小特征可以在圖 像上被直接測量，甚至對于太小以至于無法印刷的特征(例如輔助條紋或其他亞分辨率輔 助特征)。根據(jù)這種測量，特征尺寸和特征尺寸隨圖案密度在場上的變化可以作為系統(tǒng)掩 模誤差參數(shù)明確地被得出。替代地，獨立的掩模誤差模型的確定部分可以以更可直接測量的參數(shù)的形式表達(dá)，例如接觸能或相對信號電平?？梢赃M(jìn)而通過在多種條件下(例如通過 焦點)采用多NA-sigma設(shè)定或不同源的極化獲取數(shù)據(jù)來促進(jìn)確定的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)的 提取。例如，相移掩模的參數(shù)可能具有特征性的通過焦點的行為，以使得在多個聚焦設(shè)定下 測量的空間圖像數(shù)據(jù)將允許實際的掩模屬性的更好特征化。最后，如圖7A所示，反映實際 生產(chǎn)的掩模的物理結(jié)構(gòu)的獨立掩模誤差模型被用于圖案化性能的模擬、掩模驗證和工藝修 正。在圖7B的實施例中，為了表示方便，獨立的掩模誤差模型的特征僅在于在所述掩 模的區(qū)域上的掩模臨界尺寸線寬的系統(tǒng)變化。可以采用其他的或附加的掩模誤差參數(shù)，例 如拐角的倒圓角或線邊緣的粗糙度。在步驟730中，獲得產(chǎn)品的0PC后的掩模布局。在步 驟732中，確定在0PC后掩模布局中的采樣位置。在步驟734中，生成用于檢驗采用0PC后 的掩模布局制造的掩模的采樣方案。在一個實施例中，采用圖6所示的方法生成采樣方案。 在步驟736中，獲得根據(jù)0PC后的掩模布局制造的掩模，并根據(jù)采樣方案采用圖像傳感器陣 列測量由用于曝光工具的掩模產(chǎn)生的空間圖像。在步驟738中，掩模CD值從空間圖像測量 數(shù)據(jù)和曝光工具和圖像傳感器陣列的光學(xué)模型提取。在步驟740中，所述掩模CD值與在 0PC后的掩模布局中的設(shè)計⑶值相對比，以基于掩模⑶值和設(shè)計⑶值之間的差別生成掩 模⑶誤差數(shù)據(jù)。在步驟742中，對于獨立的掩模誤差模型從掩模⑶誤差數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)掩 模誤差參數(shù)?？梢圆捎脜?shù)擬合或查表的方法生成所述系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。然后，在步驟 744中，采用光刻過程的模型(包括例如光學(xué)模型和抗蝕劑模型)和獨立的掩模誤差模型模 擬光刻過程，以產(chǎn)生經(jīng)過模擬的圖案。在步驟746中，經(jīng)過模擬的圖案被分析以確定具體的 掩模的熱斑和其他設(shè)計缺陷、工藝修正以及工具匹配信息。所述工藝修正可以包括焦點偏 移和對于曝光工具的NA和sigma設(shè)定的改變。經(jīng)過模擬的圖案也可以被用于采用上述結(jié) 合圖2A-2C的任何方法驗證掩模和0PC質(zhì)量，以及確定光刻過程的工藝窗口。圖7C是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于形成獨立的掩模誤差模型和采用光學(xué) 掩模檢驗工具驗證掩模的方法步驟的流程圖。圖7C的方法類似于圖7A的方法，而僅僅是在 步驟756中，光學(xué)掩模檢驗工具(通常用于掩模污染物檢驗或點缺陷檢測)被用于檢驗掩 模。光學(xué)掩模檢驗工具通常設(shè)計為完全覆蓋整個掩模面積，因此，辨別采樣位置和根據(jù)0PC 后的掩模布局生成采樣方案的步驟是可選的。全局的或緩慢變化的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)可以 根據(jù)光學(xué)掩模檢驗工具而確定，如發(fā)明名稱為“Apparatus and Methods for Collecting Global Data during a Mask Inspection” 的美國專利 No. 6，516，085 所述,所述專利的主 題以引用的方式整體并入本文中。在圖7C的實施例中，為了表示方便，獨立的掩模誤差模型的特征僅在于在所述掩 模的區(qū)域上的掩模臨界尺寸線寬的系統(tǒng)變化?？梢圆捎闷渌幕蚋郊拥难谀Ｕ`差參數(shù)，例 如拐角的倒圓角或線邊緣的粗糙度。在步驟750中，獲得產(chǎn)品的0PC后的掩模布局。然后， 在可選步驟752中，識別在0PC后掩模布局中的采樣位置。在可選步驟754中，生成用于檢 驗采用0PC后的掩模布局制造的掩模的采樣方案。在步驟756中，獲得根據(jù)0PC后的掩模 布局制造的掩模，并采用光學(xué)掩模檢驗工具檢驗掩模。如果可行，則這種檢驗與在步驟754 中視情況生成的采樣方案一致。在步驟758中，掩模CD值從掩模檢驗數(shù)據(jù)和光學(xué)掩模檢驗 系統(tǒng)的光學(xué)模型提取。在步驟760中，所述掩模CD值與在0PC后的掩模布局中的設(shè)計CD值 相對比，以基于掩模⑶值和設(shè)計⑶值之間的差別生成掩模⑶誤差數(shù)據(jù)。在步驟762中，對于獨立的掩模誤差模型從掩模CD誤差數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)?？梢圆捎脜?shù)擬合 或查表的方法生成所述系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。然后，在步驟764中，經(jīng)過模擬的圖案被分析以 確定具體的掩模的熱斑和其他設(shè)計缺陷、工藝修正以及工具匹配信息。所述工藝修正可以 包括焦點偏移和對于曝光工具的NA和sigma設(shè)定的改變。經(jīng)過模擬的圖案也可以被用于 采用上述結(jié)合圖2A-2C的任何方法驗證掩模和0 〔質(zhì)量，以及確定光刻過程的工藝窗口。用于形成獨立的掩模誤差模型的方法的其他實施例可以根據(jù)可選的掩模 檢驗技術(shù)(例如原子力顯微鏡、干涉相位量測法(如“0 ^^1 Considerations of High-Resolution Photomask Phase Metrology, ' A. J. Merriam and J. J. Jacob, Proc. SPIE,Vol.5752,1392(2005))所述、空間圖像量測法(例如采用ム頂5エ具)、散射儀以及偏 振光橢圓率測量)生成系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。在光刻過程的經(jīng)過校準(zhǔn)的聚焦曝光模型的框架內(nèi)(如美國專利申請 No. 11/461，994所公開)，也可能從對于所印刷的測試晶片的3￡1測量獲得或驗證用于獨立 的掩模誤差模型的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。在ー個實施例中，通過采用擬合過程和通過隨后采 用經(jīng)過校準(zhǔn)的獨立的掩模誤差模型預(yù)期具體的掩模熱斑或エ藝修正來實現(xiàn)所述獲得或驗 證，所述擬合過程允許系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)值變化、同時將其它的(可分離的)模型分量保持 為固定的獨立確定的值。獨立的掩模誤差模型可以被用于廣泛的各種應(yīng)用，所述應(yīng)用超越OPC驗證或掩模 鑒定。例如，獨立的掩模誤差模型可以被用于預(yù)期具體的掩模的0 〔熱斑或薄弱區(qū)域，所述 熱斑或薄弱區(qū)域可以被前饋到晶片檢驗過程以選擇性地監(jiān)測最關(guān)鍵的器件區(qū)域。替代地， 采用獨立的掩模誤差模型對光刻過程進(jìn)行模擬可以確定エ藝修正，所述エ藝修正可以被前 饋到器件處理中。這些エ藝修正可以包括在曝光エ具上的光學(xué)設(shè)定的寬范圍調(diào)整(例如 嫩、^8!^、照射分布、聚焦中心、曝光量和透鏡調(diào)整)。如果多個曝光エ具能夠用于生產(chǎn)，則 具體エ具的光學(xué)模型可以根據(jù)エ具校準(zhǔn)測量獲知，以使得可以針對具體的掩模預(yù)期依賴于 エ具的印刷性能的差別，且最佳的匹配可以被發(fā)現(xiàn)，以便通過調(diào)度在所述優(yōu)選エ具上的器 件生產(chǎn)而最大化過程產(chǎn)量。圖8是根據(jù)本發(fā)明的ー個實施例的用于驗證掩模的方法步驟的流程圖。在圖8的 方法中，生產(chǎn)用曝光エ具的所期望的成像性能以及器件設(shè)計由0 〔后的掩摸布局和光刻模 擬模型限定，而不是從掩模檢驗數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)數(shù)據(jù)。采用掩模在曝光エ具中 生產(chǎn)的空間圖像可以采用圖像傳感器陣列在確定的關(guān)鍵特征位置上或以統(tǒng)計方式在曝光 場上進(jìn)行測量。然后，掩模鑒定或通過/不通過判定可以基于所測量的圖像和經(jīng)過模擬的 圖像之間的吻合度的評估，由合適的圖像處理量測限定。如果名義上的掩模誤差模型已經(jīng) 被針對特定的掩模制造エ藝(如下面結(jié)合圖9-108所討論的)建立，且如果掩模制造エ藝 的ー致性可能很關(guān)鍵，則圖8的方法可能特別地適合。替代地，如果任何老化過程或不斷累 積的缺陷(例如渾濁)需要被監(jiān)測，則所述方法可以被用于驗證隨時間的掩模質(zhì)量。在步驟810中，獲得產(chǎn)品的0 〔后的掩模布局。在步驟812中，確定在0 〔后的掩 模布局中的采樣位置。在步驟814中，采用圖像傳感器陣列生成用于在曝光エ具中測量空 間圖像的采樣方案。在步驟816中，獲得根據(jù)0 〔后的掩模布局制造的掩模，且根據(jù)所述采 樣方案、采用圖像傳感器陣列測量采用所述掩模產(chǎn)生的空間圖像的代表性的圖像碎片。在 步驟818中，采用名義上的掩模誤差模型和曝光ェ具的光學(xué)模型以及圖像傳感器陣列模擬由圖像傳感器陣列所測量的所期望的空間圖像，以產(chǎn)生經(jīng)過模擬的空間圖像。然后，在步驟 820中，所測量的空間圖像與所述模擬的空間圖像相對比。在步驟822中，確定是否所述掩 模是可接受的的操作基于在所測量的空間圖像和所述模擬的空間圖像之間的差別。在之前的實施例中，每種情況的掩模被檢驗以針對所述具體的掩模生成獨立的掩 模誤差模型。然而，在一些情況下，可能足以生成名義上的掩模誤差模型，所述名義上的掩 模誤差模型對于特定的掩模制造商或具體的掩模制造工具或工藝，而不是對于特定的掩 模，是特有的。這種名義上的掩模誤差模型通過將測試圖案限定到測試掩模上而被優(yōu)選地 開發(fā)和校準(zhǔn)，所述測試掩模將不被用于印刷產(chǎn)品晶片，而僅僅是用于對所述掩模制造工藝 進(jìn)行特征化。然而，也可以采用任何掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)開發(fā)名義上的掩模誤差模型。所述方法 類似于通常用于校準(zhǔn)光刻模擬模型的過程模型校準(zhǔn)或與之在某種程度上相似。采用測試圖案形成用于掩模制造工藝的名義上的掩模誤差模型的明確的益處在 于能夠靈活地限定合適的測試圖案結(jié)構(gòu)，所述圖案測試結(jié)構(gòu)可以保證任何系統(tǒng)掩模誤差參 數(shù)空間的完整和密集的覆蓋。這種測試圖案例如可以通過光刻模擬系統(tǒng)自動地生成，并然 后被提供給掩模制造工藝，以形成測試掩模。采用測試圖案的形成名義上的掩模誤差模型 的方法與用于產(chǎn)品掩模的方法非常類似，然而，由于圖案類型和位置在測試掩模布局中是 固定的和預(yù)定的，所以不需要用于確定采樣位置的算法。圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于形成用于掩模制造工藝的名義上的掩模 誤差模型的方法步驟的流程圖。在可選的步驟910中，用于測試掩模的測試圖案由光刻模 擬系統(tǒng)生成。在步驟912中，采用0PC和其他RET處理測試圖案，以產(chǎn)生0PC后的測試掩模 布局。在可選的步驟914中，根據(jù)所述測試圖案確定采樣位置，并生成采樣方案。在步驟 916中，獲得根據(jù)0PC后的測試掩模布局所制造的測試掩模，并根據(jù)所述采樣方案在掩模檢 驗工具中檢驗測試掩模，如果可行則產(chǎn)生掩模檢驗數(shù)據(jù)。在步驟918中，從掩模檢驗數(shù)據(jù)中 提取物理掩模數(shù)據(jù)，并基于在所提取的物理掩模數(shù)據(jù)和0PC后的掩模布局之間的差別確定 系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)擬合過程根據(jù)所述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)確定對于名義上的掩模誤差 模型的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)的優(yōu)化值。所述數(shù)據(jù)擬合過程將系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)用作被優(yōu)化的 擬合參數(shù)，以便提供在掩模檢驗數(shù)據(jù)和0PC后的掩模布局之間的最佳吻合度。在步驟920 中，生成名義上的掩模誤差模型，在所述名義上的掩模誤差模型中，名義上的掩模誤差模型 的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)對用于制造所述測試掩模的掩模制造工藝進(jìn)行特征化。圖10A是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于形成掩模制造工藝的名義上的掩模 誤差模型的方法步驟的流程圖。在步驟1010中，產(chǎn)生線寬、間距和取向變化的測試掩模布 局。在步驟1012中，選擇將被特征化的掩模技術(shù)和掩模車間。在一個實施例中，也選擇具 體的掩模制造工具。在步驟1014中，獲得根據(jù)測試掩模布局、采用所選擇的掩模技術(shù)和掩 模車間制造的測試掩模。在步驟1016中，采用CD-SEM工具直接測量在測試掩模上的線寬 (CD)。在步驟1018中，所測量的掩模⑶通過在曝光場上的間距與設(shè)計⑶值相比。在步驟 1020中，采用系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)基于所測量的掩模⑶值和設(shè)計⑶值之間的差別生成用于 名義上的掩模誤差模型的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。所述名義上的掩模誤差模型是可以被用于對 所選擇的掩模車間和掩模技術(shù)進(jìn)行特征化的模型。圖10B是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于形成掩模制造工藝的名義上的掩模 誤差模型的方法步驟的流程圖。在步驟1030中，產(chǎn)生線寬、間距和取向變化的測試掩模布局。在步驟1032中，選擇將被特征化的掩模技術(shù)和掩模車間。在一個實施例中，也選擇具 體的掩模制造工具。在步驟1034中，獲得根據(jù)測試掩模布局采用所選擇的掩模技術(shù)和掩模 車間制造的測試掩模。然后，在步驟1036中，采用圖像傳感器陣列測量在在曝光工具中由 所述測試掩模產(chǎn)生的空間圖像。在步驟1038中，采用曝光工具的光學(xué)模型從所測量的空間 圖像中提取測試掩模線寬(CD)。在步驟1040中，所得到的測試掩模CD值通過在曝光場上 的間距與設(shè)計CD值相比。在步驟1042中，采用系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)、基于所得到的測試掩模 CD值和設(shè)計CD值之間的差別生成用于名義上的掩模誤差模型的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。所述 名義上的掩模誤差模型是可以被用于對所選擇的掩模車間和掩模技術(shù)進(jìn)行特征化的模型。
以上，本發(fā)明已經(jīng)參照具體的實施例進(jìn)行了描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離如所 附的權(quán)利要求所提出的本發(fā)明的更為寬泛的精神和保護(hù)范圍的情況下，可以對此進(jìn)行各種 修改和變化。相應(yīng)地，以上的描述和附圖都被看作說明性的，而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括步驟 為曝光工具選擇光學(xué)模型； 為第二曝光工具選擇第二光學(xué)模型； 采用所述光學(xué)模型和掩模的獨立的掩模誤差模型來模擬所述曝光工具的操作，以產(chǎn)生第一模擬結(jié)果； 采用所述第二光學(xué)模型和所述獨立的掩模誤差模型來模擬所述第二曝光工具的操作，以產(chǎn)生第二模擬結(jié)果； 將所述第一模擬結(jié)果與設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行比較； 將所述第二模擬結(jié)果與所述設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行比較；以及 基于所述比較對比所述曝光工具和所述第二曝光工具的性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述獨立的掩模誤差模型包括系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)，所述系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)根據(jù)所述掩模的檢驗確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括步驟選擇所述曝光工具或所述第二曝光工具中的一個對于采用所述掩模的產(chǎn)品晶片進(jìn)行曝光。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述獨立的掩模誤差模型通過以下步驟形成 從所述掩模獲得掩模檢驗數(shù)據(jù)，其中所述掩模采用掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)制造； 確定在所述掩模檢驗數(shù)據(jù)和所述掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)之間的差別； 基于在所述掩模檢驗數(shù)據(jù)和所述掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)之間的所述差別以生成系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)；以及 基于所述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)以生成用于所述獨立的掩模誤差模型的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。
5.一種方法，包括步驟 選擇光刻過程模型，所述模型包括曝光工具的光學(xué)模型和抗蝕劑模型； 形成獨立的掩模誤差模型，所述掩模誤差模型用于采用掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)制造的掩模； 采用所述光刻過程模型和獨立的掩模誤差模型模擬光刻過程，以產(chǎn)生經(jīng)過模擬的圖案； 確定所述經(jīng)過模擬的圖案和設(shè)計目標(biāo)之間的差別；以及 基于所述經(jīng)過模擬的圖案和所述設(shè)計目標(biāo)之間的所述差別修改曝光工具的設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中所述獨立的掩模誤差模型包括系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)，所述系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)根據(jù)所述掩模的檢驗確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述曝光工具的設(shè)置選自由焦點、曝光劑量、sigma、相干性、透鏡像差和照射位移組成的組。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中在所述經(jīng)過模擬的圖案和所述設(shè)計目標(biāo)之間的所述差別選自由臨界尺寸、線端拉回和拐角的倒圓角組成的組。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述形成獨立的掩模誤差模型的步驟包括 從所述掩模獲得掩模檢驗數(shù)據(jù)； 確定在所述掩模檢驗數(shù)據(jù)和所述掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)之間的差別； 基于在所述掩模檢驗數(shù)據(jù)和所述掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)之間的所述差別生成系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)；基于所述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)生成用于所述獨立的掩模誤差模型的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。
10.一種方法，包括步驟 為多個曝光工具選擇多個光學(xué)模型，其中每一個光學(xué)模型表示獨立的曝光工具； 針對多個光學(xué)模型中的每一個，采用所述光學(xué)模型和針對掩模的獨立的掩模誤差模型來模擬光刻過程，以產(chǎn)生模擬結(jié)果；以及 針對多個光學(xué)模型中的每一個評估模擬結(jié)果，以確定多個曝光工具中哪一個與所述掩模實現(xiàn)最佳匹配。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述獨立的掩模誤差模型包括系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)，其中所述系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)根據(jù)所述掩模的檢驗確定。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述針對多個光學(xué)模型中的每一個評估模擬結(jié)果的步驟包括將所述模擬結(jié)果與設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行對比。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括步驟 選擇用于晶片生產(chǎn)的曝光工具和掩模的最佳匹配。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述獨立的掩模誤差模型通過以下步驟形成 從所述掩模獲得掩模檢驗數(shù)據(jù)，其中所述掩模采用掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)制造； 確定在所述掩模檢驗數(shù)據(jù)和所述掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)之間的差別； 基于在所述掩模檢驗數(shù)據(jù)和所述掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)之間的所述差別生成系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)；以及 基于所述系統(tǒng)掩模誤差數(shù)據(jù)生成用于所述獨立的掩模誤差模型的系統(tǒng)掩模誤差參數(shù)。
全文摘要
公開了系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法用于檢驗所制造的光刻掩模；從掩模檢驗數(shù)據(jù)中提取物理掩模數(shù)據(jù)；基于在所述物理掩模數(shù)據(jù)和掩模布局?jǐn)?shù)據(jù)之間的差別確定系統(tǒng)的掩模誤差數(shù)據(jù)；基于所述系統(tǒng)的掩模誤差數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)的掩模誤差參數(shù)；形成具有系統(tǒng)的掩模誤差參數(shù)的獨立的掩模誤差模型；采用特定的掩模和/或特定的投影系統(tǒng)預(yù)期光刻過程的圖案化性能；以及預(yù)期工藝修正，所述工藝修正優(yōu)化圖案化性能并由此優(yōu)化最終器件產(chǎn)量。
文檔編號G03F1/00GK102662309SQ20121014063
公開日2012年9月12日 申請日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者葉軍, 斯蒂芬·亨斯克 申請人:Asml荷蘭有限公司