專利名稱：用于形成光刻工藝的焦點曝光模型的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及光學(xué)光刻，而更具體地涉及形成光刻工藝的焦點曝光 模型。
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，上升沿器件僅僅以一部分成本提供曾經(jīng)占 據(jù)整個空間的計算機的計算功能。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、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)光刻工藝能穩(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 時使特征尺寸和成本穩(wěn)步降低的情形通常被稱為"摩爾定律"或光刻"路線 圖(roadmap)"。光刻工藝涉及在掩模或掩模版上形成母圖像，然后將該圖案忠實地復(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可能比晶 片水平面的圖案大幾倍之外，掩模圖案已經(jīng)與晶片水平面的所需圖案完全 相同。該縮放因子之后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"步進機"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。光透射通過掩模的透明區(qū)段，并在被吸收層覆蓋的區(qū)段 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度的整分數(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。這種趨于"亞波長光刻"的趨勢已經(jīng)導(dǎo)致在光刻工藝中維持足夠的工 藝裕量變得越來越困難。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。銳度的喪失 或圖像模糊可以由空間圖像在用于在抗蝕劑中形成圖像的閾值處的斜率 量化，度量稱為"邊沿斜率"或"歸一化圖像對數(shù)斜率"(經(jīng)常簡寫為"NILS")。在對于經(jīng)濟地生產(chǎn)可變數(shù)量的功能性器件能夠進行足夠控制的 情況下，NILS值越小，將圖像忠實地復(fù)制到大量器件圖案上就越困難。成 功的"低kl光刻"過程的目標(biāo)是在kl值降低的情況下也能夠維持最高NILS，由此能夠?qū)崿F(xiàn)所得過程的制造能力。用于在低kl光刻中增加NILS的新方法已經(jīng)導(dǎo)致在掩模上的母圖案，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 將不會在晶片上復(fù)制的幾何尺寸被增加。為了提高所需特征的印刷性能， 這些非印刷的"輔助特征"可以包括用于改變背景光強("灰度")的散布 條紋、？L、環(huán)、棋盤或"斑馬條紋"以及在文獻中記載的其他結(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"OPC"。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)在文獻中詳細地被描述，包括交替孔徑移 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NILS的技術(shù)(包括OPC、 PSM及其他)被統(tǒng) 稱為"分辨率增強技術(shù)"，或"RET"。所有這些經(jīng)常被應(yīng)用到各種組合中 的掩模上的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)的正確性的難度，以及驗證RET己經(jīng)被正確地應(yīng)用且 掩模滿足其目標(biāo)規(guī)范的難度。制造高級的掩模組的成本正在穩(wěn)定地增長。當(dāng)前，對于高級的器件， 成本已經(jīng)超過每個掩模組一百萬美元。此外，反復(fù)循環(huán)時間一直是重點關(guān) 注的方面。由此，光刻工藝的計算機模擬，輔助降低成本和反復(fù)循環(huán)時間， 并已成為半導(dǎo)體制造的組成部分。存在多種滿足光刻模擬的需要的計算機 軟件技術(shù)。例如，存在基于第一種原理模型的模擬軟件，所述模擬軟件實 現(xiàn)物理和化學(xué)過程的細節(jié)模擬。然而，這種軟件經(jīng)常運行得極慢并因此被 限制在芯片設(shè)計的極小區(qū)域(幾平方微米量級)上。該類軟件工具包括 Sigma-C (Santa Clara, Calif" USA)開發(fā)的"SOLID-C"以及KLA-Tencor(San Jose, Calif., USA)開發(fā)的"Prolith"。盡管存在更快地執(zhí)行和提供 模擬結(jié)果的計算機軟件，但是這些軟件采用被校準(zhǔn)到實驗數(shù)據(jù)的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?例如，Mentor-Graphics in Wilsonville， OR,USA開發(fā)的"Calibre")。即 使對于采用經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷?快速"模擬，全芯片級的模擬經(jīng)常需要幾十個小 時到許多天。在發(fā)明名稱為"System and Method for Lithography Simulation" 的美國專利No.7，003,758中描述了一種新型的、快速的和精確的途徑，所 述專利的主題以引用的方式整體并入本文，所述途徑在此稱為"光刻模擬 系統(tǒng)"。如圖1A示意性地所示，光刻模擬通常由多個功能步驟構(gòu)成，設(shè)計/仿 真過程類似于線性流程100。在步驟110中，形成描述與半導(dǎo)體器件的功能 元件(例如擴散層、金屬跡線、觸點以及場效應(yīng)管的柵極等)相對應(yīng)的圖 案的形狀和尺寸。這些圖案表示物理形狀和尺寸的"設(shè)計意圖"，所述物 理形狀和尺寸需要通過光刻工藝被復(fù)制到襯底上，以便實現(xiàn)最終器件的一 定的電功能和規(guī)范。如上所述，需要對于該設(shè)計布局進行多種修改，以在用于印刷所需結(jié)構(gòu)的掩模或掩模版上形成圖案。在步驟120中，大量RET方法被用于設(shè)計 布局，以便接近在實際被印刷的圖案中的設(shè)計意圖。得到的"RET之后" 的掩模布局與在步驟110中形成的"RET之前"的設(shè)計布局明顯不同。RET 之前和RET之后的布局可以被以基于多邊形的分級數(shù)據(jù)文件(例如以GDS 或OASIS文件格式)提供給模擬系統(tǒng)。實際的掩模還將不同于幾何的、理想化的和基于多邊形的掩模布局， 這是因為基本的物理限制以及掩模制造過程的缺陷。這些限制和缺陷包 括例如由于掩模刻寫工具的空間分辨率有限造成的圓角、可能的線寬偏 斜或偏移、以及類似于在投影到晶片襯底上所經(jīng)歷的效應(yīng)的鄰近效應(yīng)。在 步驟130中，在掩模模型中，掩模的真實的物理屬性可以被近似到各種復(fù) 雜度。掩模類型的具體屬性(例如衰減、相移設(shè)計等)需要被掩模模型捕 獲。在美國專利No.7,003，758中所述的光刻模擬系統(tǒng)可以例如采用基于圖 像/像素的灰度表示來描述實際的掩模屬性。光刻模擬的核心部分是光學(xué)模型，所述光學(xué)模型模擬在曝光工具中的 投影和圖像形成過程。在步驟140中，生成光學(xué)模型。光學(xué)模型需要合并 照射和投影系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)數(shù)值孔徑和部分相干設(shè)定、照射波長、照射 器源形狀以及可能的系統(tǒng)缺陷(例如光學(xué)像差或反射光斑)。投影系統(tǒng)和 各種光學(xué)效應(yīng)(例如高數(shù)值孔徑衍射、標(biāo)量或矢量、偏振以及多薄膜反射) 可以通過傳輸交叉系數(shù)(TCC)建模。TCC可以采用本征系擴展被分解成 巻積核。出于計算速度的需要，所述系通?；诒菊髦档姆诸惐唤財?，導(dǎo) 致有限組核。所保持的核越多，截斷引入的誤差就越小。在美國專利 No.7,003,758中所述的光刻模擬系統(tǒng)允許采用非常大量的巻積核進行光學(xué)模擬，而對計算時間沒有負面影響，并因此能夠獲得高精確度的光學(xué)模型。 見"Optimized Hardware and Software for Fast, Full Chip Simulation," Y. Cao et al.,Proc. SPIE Vol. 5474, 407(2005)。盡管在此在步驟130中生成的掩模模 型和在步驟140中生成的光學(xué)模型都被考慮成獨立的模型，但是所述掩模 模型也可以在概念上被考慮成集成的光學(xué)模型的一部分。進而，為了預(yù)見在步驟160中在襯底上形成的結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，抗 蝕劑模型被用于模擬投影光與光敏抗蝕劑層的相互作用的效果，以及隨后的曝光后烘烤(PEB)和顯影過程?？梢栽诘谝恢饕M途徑之間設(shè)置區(qū) 別，所述第一主要模擬途徑試圖通過評估抗蝕劑中的三維光分布，以及細 微的、物理的或化學(xué)的效應(yīng)(例如層內(nèi)的分子擴散和反應(yīng))預(yù)見三維抗蝕 劑結(jié)構(gòu)。另一方面，通?？梢栽试S全芯片模擬的所有的"快速"模擬途徑 將它們自身限制到更經(jīng)驗性的抗蝕劑模型上，所述更經(jīng)驗性的抗蝕劑模型 將由模擬器的光學(xué)模型部分提供的兩維空間圖像用作輸入。在光學(xué)模型和抗蝕劑模型之間的由空間圖像150連接的間隔示意性地表示在圖1A中。為了簡明起見，在此，抗蝕劑模型可以緊跟在對其它過程(例如蝕刻、離子 注入或類似的步驟)的建模之后的事實被省略了。最后，在步驟170中，模擬過程的輸出將提供關(guān)于晶片上的被印刷的 特征的預(yù)見形狀和尺寸的信息，例如預(yù)見的臨界尺寸(CD)和等值線。 這種預(yù)見允許光刻印刷過程的量化評估，以及所述過程是否將產(chǎn)生所希望 的結(jié)果。為了提供剛剛所述的預(yù)見的能力，多個擬合參數(shù)是先驗未知的，需要 在校準(zhǔn)過程中被發(fā)現(xiàn)或調(diào)整。校準(zhǔn)光刻模型的各種方法已經(jīng)在文獻中被描 述了。通常，這些校準(zhǔn)方法尋求在模擬的測試圖案和對應(yīng)的測試圖案之間 的最佳的整體匹配，所述對應(yīng)的測試圖案被印刷到實際的晶片上并由度量 工具(例如CD-SEM或散射儀工具)測量。校準(zhǔn)的精確度和魯棒性對于預(yù)見所印刷的圖案的CD、邊沿位移以及 線端位移是需要的。經(jīng)過校準(zhǔn)的模型通常被期望用于預(yù)見與一維及二維光 學(xué)以及處理相關(guān)的具有足夠精度的近似效果。公知地，經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷念A(yù)見能 力主要被限制于圖案幾何空間，所述圖案幾何空間已經(jīng)被用于校準(zhǔn)過程中 的測試或計量結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸變化所覆蓋。當(dāng)前的實際和趨勢是包括越 來越多的測試結(jié)構(gòu)變化、以在實際中盡可能寬和密集地覆蓋幾何空間。典 型地，成千的測量點被用于模型校準(zhǔn)。然而，通常，模型校準(zhǔn)主要在名義 上的或"最佳的"光學(xué)設(shè)定上進行，并因此僅僅覆蓋兩維幾何空間。當(dāng)任 何非幾何參數(shù)(例如光學(xué)參數(shù)或光刻工藝參數(shù))被改變時，推斷這些所使 用的模型是困難的。另一方面，公知地，光刻工藝通常需要由其工藝窗口評估或更精確地 由所有相關(guān)的結(jié)構(gòu)的共同工藝窗口評估。所述工藝窗口 (PW)的尺寸通常由曝光離焦(E-D)空間中的面積測量，在所述空間上，CD或邊沿位移的變化落入可允許的范圍內(nèi)。見"TheExposure-DefocusForest", B丄Lin， Jpn丄Appl.Phys.33，6756(1994)。工藝窗口分析考慮到任何實際的制造過 程經(jīng)過真實的參數(shù)值(例如曝光劑量和光刻投影系統(tǒng)的焦點設(shè)定)的不可 避免的變化。在器件設(shè)計上的所有結(jié)構(gòu)的公共工藝窗口限定工藝裕量(即 對于工藝參數(shù)的變化的公差)。除了在不同的離焦設(shè)定下實現(xiàn)獨立的、離散的模型校準(zhǔn)之外，對于通 過在"最佳"設(shè)定上校準(zhǔn)抗蝕劑模型和朝向劑量和離焦的變化推斷來預(yù)見 OPC模型的通過工藝窗口的行為的一些近來的嘗試還沒有很成功。見 "High accuracy 65nm OPC verification: fUll process window model vs. critical failure ORC ", A. Borjon et al.， Proc. SPIE Vol. 5754， 1190(2005)。圖 1B示出用于覆蓋工藝窗口空間的多個位置，在所述工藝窗口空間中，獨立 的模型校準(zhǔn)在每個位置上被實現(xiàn)。在其他的工作中，對于多個焦點曝光矩 陣數(shù)據(jù)組但僅是一維線寬數(shù)據(jù)的模型校準(zhǔn)進行嘗試。見"Do we need complex resist models for predictive simulation of lithographic process performance ", B. To脆hn et al., Proc, SPIE Vol. 5376, 983(2004)。另外，"集中的"參數(shù)模型存在，在所述參數(shù)模型中，系統(tǒng)相對于抗 蝕劑顯影的響應(yīng)通過人為地改變光學(xué)模型參數(shù)而被近似，且這種模型仍能 夠在一個單工藝窗口條件下對于一組測試圖案很好地校準(zhǔn)。作為另一個示例，公知地，投影系統(tǒng)的球差造成依賴于圖案間距的焦點平移。結(jié)果，如 果在單焦點設(shè)定下測量，則通過間距的"OPC"曲線(繪出CD隨間距的變化)將經(jīng)歷由于球差的光學(xué)效應(yīng)造成的一定的調(diào)制。具有足夠大數(shù)量的 可調(diào)整參數(shù)的最復(fù)雜抗蝕劑模型仍能夠復(fù)制OPC曲線，并且實際上，在完 全相同的焦點設(shè)置下通過間距預(yù)見所印刷的CD，其中所述焦點設(shè)定被用 于校準(zhǔn)。然而，模型用于推斷被校準(zhǔn)所覆蓋的中間參數(shù)空間的外部的任何 位置的能力將嚴重受限。存在對于光刻建模的精確度和魯棒性被增加的持續(xù)需求。顯然，也存 在對于模型校準(zhǔn)的方法學(xué)的需求，所述方法學(xué)能夠超越幾何變化以及關(guān)于 PW的工藝變化，在多維參數(shù)空間中預(yù)見性地建模，以便通過模擬驗證高 級半導(dǎo)體設(shè)計的可制造性。發(fā)明內(nèi)容用于形成焦點曝光模型的系統(tǒng)和方法針對光刻模擬模型的校準(zhǔn)進行 介紹。所述系統(tǒng)和方法利用沿著參數(shù)變化的多個維度，尤其是在曝光離焦 工藝窗口空間以內(nèi)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。所述系統(tǒng)和方法提供一組統(tǒng)一的模型參數(shù) 值，所述模型參數(shù)值在名義上的工藝條件下導(dǎo)致更好的模擬精確度和魯棒 性，以及在遍及整個工藝窗口面積的任何點上預(yù)見光刻性能的而不需要重 新校準(zhǔn)的能力。在一個實施例中，用于形成光刻工藝的焦點曝光模型的方法包括選 擇光刻工藝模型，所述模型包括光學(xué)模型模塊，所述模型具有一組模型參 數(shù)，所述模型參數(shù)包括焦點、曝光，以及一組具有可變數(shù)值的擬合參數(shù)； 將光刻工藝的工藝窗口限定在焦點曝光空間中；為模型選擇一組初始擬合 參數(shù)值；在工藝窗口內(nèi)選擇多個采樣位置，所述多個采樣位置包括名義上 的條件；在保持所述組初始擬合參數(shù)值恒定的同時，通過改變焦點和曝光 的數(shù)值以對應(yīng)多個采樣位置，采用具有所述組初始擬合參數(shù)的模型，在工 藝窗口內(nèi)的多個釆樣位置上生成光刻工藝的模擬結(jié)果；在工藝窗口內(nèi)的所 有的多個采樣位置上，將模擬結(jié)果與光刻工藝的實際結(jié)果進行比較，以產(chǎn) 生模擬結(jié)果和實際結(jié)果之間的總差別測量；修改所述組擬合參數(shù)值并在所 述工藝窗口內(nèi)的每一個采樣位置上生成進一步的模擬結(jié)果，以識別優(yōu)化的 擬合參數(shù)值，以使得采用優(yōu)化的擬合參數(shù)值所產(chǎn)生的在實際結(jié)果和模擬結(jié) 果之間的總差別測量被最小化，或者在預(yù)定的閾值以下；以及將焦點曝光 模型限定為包括優(yōu)化的擬合參數(shù)值的模型，所述焦點曝光模型能夠模擬在 整個工藝窗口內(nèi)的任何位置上的光刻工藝。在一個實施例中，用于生成用于預(yù)見光刻工藝的能力的單工藝窗口模 型的系統(tǒng)包括用于存儲信息的存儲區(qū)域；輸入裝置；輸出裝置；存儲在 存儲區(qū)域中的物理模型信息；以及模型校準(zhǔn)模塊。所述存儲區(qū)域與所述模 型校準(zhǔn)模塊相通信，以使得所選擇的物理模型信息可以被模型校準(zhǔn)模塊訪 問。所述輸入裝置與所述模型校準(zhǔn)模塊相通信，以使得用于限定工藝窗口 的工藝窗口限定信息可以被制成模型校準(zhǔn)模塊可獲得的，以使得在所限定 的工藝窗口中的不同測試條件下從晶片的測量獲得的離散測量信息可以被所述模型校準(zhǔn)模塊訪問。另外，所述模型校準(zhǔn)模塊配置用于通過將所述 工藝窗口限定信息和離散測量信息用于校準(zhǔn)所選擇的物理模型信息，生成 單工藝窗口模型，以使得在所限定的工藝窗口上的光刻系統(tǒng)的性能可以以 兩個連續(xù)可調(diào)的光學(xué)參數(shù)進行描述。生成單工藝窗口模型包括將所述離 散測量信息與模擬測量進行比較，所述模擬測量通過在保持所述物理模型 信息中的所有其他參數(shù)不變的同時變化所述兩個連續(xù)可調(diào)的光學(xué)參數(shù)的 情況下，采用所選擇的物理模型信息模擬光刻工藝而產(chǎn)生。


圖1A是現(xiàn)有技術(shù)的光刻模擬的方法步驟的流程圖；圖1B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法學(xué)，示出用于多個光刻模擬模型的校準(zhǔn)的位置圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于形成光刻工藝的焦點曝光模型的方法步驟的流程圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于生成在工藝窗口中的任意位 置上的焦點曝光模型的方法步驟的流程圖；圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明的光刻工藝的工藝窗口中的采樣位置的區(qū)域 的一個實施例的圖；圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明的光刻工藝的工藝窗口中的采樣位置的一個實施例的圖；圖4A是示出根據(jù)本發(fā)明的光刻工藝的工藝窗口中的采樣位置的另一 個實施例的圖；圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于校準(zhǔn)焦點曝光模型的采 樣位置的圖表；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的采用不同的采樣方案的焦點曝 光模型的校準(zhǔn)結(jié)果的圖表；圖6是歸納在焦點曝光模型校準(zhǔn)的一個實施例和現(xiàn)有技術(shù)的多模型校 準(zhǔn)之間的比較的圖表；圖7是根據(jù)本發(fā)明的用于形成焦點曝光模型的系統(tǒng)的一個實施例的框圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的光刻模擬系統(tǒng)的一個實施例的框圖。
具體實施方式
公開了基于模型形成和模型校準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法，這依賴于不僅合并在 工藝窗口中心上的名義條件下的數(shù)據(jù)點，而且依賴于合并在工藝窗口內(nèi)的 離中心一定距離的不同位置上的數(shù)據(jù)點。在最小值上，在改變至少一種工 藝參數(shù)(例如離焦參數(shù))的同時收集校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，具有經(jīng)過改變的工藝參數(shù) 的不同值的所有收集到的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)被用于模型擬合參數(shù)的校準(zhǔn)。光刻工藝 的模型包括光學(xué)模型模塊，并可以視情況包括抗蝕劑模型模塊、掩模模型 模塊以及其他合適的模型模塊。為了簡化，光刻工藝的模型的模型模塊在 此被稱為模型，例如，光學(xué)模型和抗蝕劑模型。在優(yōu)選的實施方式中，在改變曝光劑量和離焦參數(shù)以形成工藝窗口空 間的同時，收集校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。所述方法以曝光劑量和離焦的所有值提供測試 結(jié)構(gòu)的聯(lián)合擬合，以便找到單組經(jīng)過校準(zhǔn)的擬合參數(shù)，所述擬合參數(shù)預(yù)見 工藝窗口中的任何位置上的光刻印刷過程。校準(zhǔn)方法包括采用包括焦點 和曝光參數(shù)以及一組擬合參數(shù)的光刻工藝模型，模擬在工藝窗口中的一組 采樣位置中的每一個上的光刻工藝性能，其中，光學(xué)模型的焦點和曝光參 數(shù)在擬合參數(shù)(即所有其他的模型參數(shù))未被改變的同時，根據(jù)第一原理 變化。具有所述經(jīng)過校準(zhǔn)的擬合參數(shù)值組的模型在此稱為焦點曝光模型(FEM)。焦點是曝光工具的光學(xué)參數(shù)的設(shè)定，有時也被稱為離焦。所述術(shù)語"焦點"和"離焦"在此交替使用。在遍及整個工藝窗口的多個位置上被校準(zhǔn)的焦點曝光模型與僅在一 個名義工藝條件下被校準(zhǔn)的模型相比，更貼近地反映物理現(xiàn)實，且更有預(yù)見性、更精確和更具魯棒性。光刻模擬從多維模型校準(zhǔn)中獲得的益處在于 1 )通過依賴于工藝窗口中的特征完備的采樣位置之間的插入而獲得的在 名義或最佳設(shè)定下的更好的模型精確度、預(yù)見能力和魯棒性；2)在工藝 窗口內(nèi)的任何插入位置上的預(yù)見圖案行為的能力；以及3)焦點曝光模型 校準(zhǔn)，與在工藝窗口中的不同離散位置上的多個獨立模型的校準(zhǔn)相比，可 以以更少的測量總數(shù)實現(xiàn)。從光學(xué)模型在實際中精確地捕捉真實的光學(xué)效應(yīng)，而與抗蝕劑相關(guān)的參數(shù)不隨著光學(xué)設(shè)定(例如通過焦點設(shè)定)改變的意義來說，校準(zhǔn)焦點曝 光模型的方法的關(guān)鍵特征是光學(xué)模型和抗蝕劑模型的良好的分離能力。由 于被印刷的圖案的離焦行為可以被一些物理抗蝕劑效應(yīng)(例如酸擴散)部 分地補償，而沒有包括離焦數(shù)據(jù)的聯(lián)合校準(zhǔn)，所以在離焦抗蝕劑參數(shù)空間 中將存在多個均方根最小值。僅僅這些最小值中的一個是物理的和正確 的。由于具有離焦的趨勢行為與抗蝕劑行為正交，所以遍及所述工藝窗口 的聯(lián)合校準(zhǔn)自動地將模型限制到正確的最小點上。因此，避免錯誤的"參 數(shù)集中"效應(yīng)，且即使在名義曝光條件下，得到的經(jīng)過校準(zhǔn)的模型將更精 確和更具魯棒性。換句話說，即使在名義工藝條件下，經(jīng)過校準(zhǔn)的焦點曝 光模型將能夠比僅僅在名義工藝條件下被校準(zhǔn)的模型更好地預(yù)見圖案行 為。盡管"工藝窗口"最為頻繁地被限定在兩維曝光離焦空間中，但是在 此所述的方法不受限于所述限定。所述限定內(nèi)在地反映焦點，并且計量的 變化通常對光刻工藝性能具有顯著的影響。然而，通過采用可以被調(diào)整或 改變的多個或不同的參數(shù)維度生成工藝窗口概念。這種生成將幫助捕捉相 對于這些附加的參數(shù)變化的工藝裕量，并也可以對模型擬合增加進一步的 限制。附加的限制幫助使得經(jīng)過校準(zhǔn)的模型更接近實際，并因此更精確和 更有預(yù)見性。例如，在現(xiàn)代曝光工具中，許多光學(xué)設(shè)定在一定程度上是可 調(diào)的，包括例如照射波長或線寬、透鏡設(shè)定及由此的光學(xué)像差、以及寬范 圍的照射器調(diào)整。類似地，直接與抗蝕劑層屬性相關(guān)的參數(shù)可以被改變或 調(diào)整。這些參數(shù)或類似的參數(shù)中的任何一個被包括在模型校準(zhǔn)中，以從經(jīng) 過改進的模型的魯棒性或精確度受益。所述校準(zhǔn)過程也可以利用來自生產(chǎn) 環(huán)境中的一組名義上相同的曝光工具的測試數(shù)據(jù)。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于形成光刻工藝的焦點曝光模型的方法步驟200的流程圖。在步驟212中，限定了一組測試圖案，所述 測試圖案將被在測試掩模上制造并釆用光刻曝光工具被印刷到測試晶片 上。這些測試圖案需要覆蓋鄰近相互作用的全范圍，所述鄰近相互作用是 在考慮中的光刻工藝的特征。具有變化間距(從疏到密)的寬范圍的線/ 間隔圖案，以及兩維圖案(例如具有變化的間隙尺寸的線/間隔末端)應(yīng) 當(dāng)被包括。線/間隔圖案跨過一維空間頻率間隔，而線端部的圖案覆蓋兩維效應(yīng)，尤其是線端后移、收聚等。也能夠由"圖案曲線"限定兩維空間， 并相應(yīng)地構(gòu)建測試圖案，或者采用更復(fù)雜的兩維測試圖案，所述兩維測試 圖案表示在設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的典型的形狀，其中光刻模型將被用到所述設(shè)計上。假定如上所述分離光學(xué)效應(yīng)和抗蝕劑效應(yīng)的重要性，則也能夠通過包 括對于確定的效應(yīng)比其他圖案類型更敏感的圖案類型來增強校準(zhǔn)。如果光 學(xué)效應(yīng)(例如特定的光學(xué)像差或雜散光(反射光斑))被合并入模擬工具 的光學(xué)模型中，則可能的示例可以是對所述效應(yīng)尤其敏感的測試圖案。公 知地，確定的圖案類型示出對于光學(xué)效應(yīng)特殊的敏感性，例如，線對對于 彗差，以及磚墻圖案對于三箔片。這種光學(xué)像差或反射光斑的測試圖案， 能夠與對應(yīng)的過程變量結(jié)合，還可以進一步提高模型分離和校準(zhǔn)性能。通 常，特殊的圖案類型可能具體地與特定的模型參數(shù)相關(guān)。這些圖案類型例 如可以被敏感性分析識別，且可以在模型優(yōu)化過程中被給出對應(yīng)的權(quán)重。考慮模型校準(zhǔn)中的光學(xué)像差的另一個方法是直接采用由為光學(xué)像差 測量專門設(shè)計的工具獨立地測量到的光學(xué)像差。光學(xué)像差測量工具的一些示例包括由掃描器供應(yīng)商提供的在掃描器臺上的自測量工具(例如ASML 提供的ILIAS以及Litel Corp提供的其他工具)。在這種情況下，在模型校 準(zhǔn)中不需要包括光學(xué)像差敏感測試圖案。光學(xué)像差參數(shù)在模型校準(zhǔn)過程中 不是可調(diào)整的待校準(zhǔn)參數(shù)，而是被固定為光學(xué)模型中的已知參數(shù)。固定的 光學(xué)參數(shù)的典型示例是源圖，即照射器的準(zhǔn)確的灰度形狀和值，在模型校 準(zhǔn)過程中，所述源圖經(jīng)常作為已知的不可調(diào)整的實體被測量和提供。對于 任何已知的光學(xué)參數(shù)(例如，源圖、光學(xué)像差和光瞳形狀)，在模型校準(zhǔn) 過程中，它們被作為光學(xué)模型中的固定的光學(xué)參數(shù)被處理。在已經(jīng)定義了所述組測試圖案之后，在步驟214中，工藝窗口被限定， 且工藝窗口中的位置針對應(yīng)校準(zhǔn)被選擇。所述工藝窗口通過選擇工藝條件 被限定，所述工藝條件將對應(yīng)模型校準(zhǔn)以及這些變化的范圍而改變。對于 典型的應(yīng)用，曝光離焦空間近似地匹配或超過所期望的工藝窗口，并將被 采樣位置所覆蓋。所述覆蓋如圖3A所示，其示出在曝光離焦空間300中 的采樣位置的五個區(qū)域312、 314、 316、 318和320。圖3B示出在曝光離 焦(E-D)空間320中的所期望的工藝窗口 322以及五個采樣位置324、326、 328、 330和332的一個實施例，所述五個采樣位置包括工藝窗口 322 的中心332中的名義上的或最佳的條件以及在接近其邊界的四個附加采 樣位置324、 326、 328和330。在實際中，可以采用多于或少于五個的采 樣位置。對于每個采樣位置324-332，定義在步驟212中的所述測試圖案組被 用于生成擬合參數(shù)。良好的擬合可以以減少的圖案類型的數(shù)量在一些采樣 位置上獲得。整組測試圖案(典型地在幾千量級上)可以在工藝窗口322 的中心332上被測量，而數(shù)量被明顯減少的圖案(例如全部的百分之10-20) 被用在工藝窗口 322的外圍上的采樣位置324-330上。因此，焦點曝光模 型校準(zhǔn)所需的測試圖案測量的總數(shù)明顯小于多模型校準(zhǔn)，所述多模型校準(zhǔn) 對于每個獨立的采樣位置分別完成，這通常被其他已有的校準(zhǔn)方法所要 求。正如之前所述，如圖3A和3B所示的曝光離焦空間通常被用于多維 校準(zhǔn)的基礎(chǔ)，但是替代的和附加的參數(shù)維度也可以以等價的方法被采用?；氐綀D2A，在步驟216中，所定義的測試圖案和工藝條件組被分析 用于確保相關(guān)的參數(shù)空間被足夠好地覆蓋。步驟216的實現(xiàn)可能涉及測 試圖案的兩維頻率空間分析；采用名義上的、效果最佳的或缺省的模擬參 數(shù)對評估出的工藝窗口進行分析；以及其他方法。如果所定義的測試圖案 和工藝條件不提供參數(shù)空間的足夠覆蓋，則在步驟218中，定義工藝窗口 中的附加的測試圖案或位置。然后，所述方法回到步驟216。盡管步驟216 的分析可以被考慮為圖案和參數(shù)選擇的組成部分，但是在圖2A中作為分 立的步驟示出，以突出以上考慮的重要性。在文獻中示出，將更多的測試 圖案增加給校準(zhǔn)不會自動地提高精確度，除非附加的數(shù)據(jù)點提供相關(guān)的參 數(shù)空間的更完整的覆蓋。如果所定義的測試圖案和工藝條件提供參數(shù)空間的充分覆蓋，則所述 方法繼續(xù)步驟220。在步驟220中，對于在光學(xué)投影光刻(其為半導(dǎo)體制 造中的現(xiàn)有技術(shù))中的應(yīng)用，測試掩模采用與將在由經(jīng)過校準(zhǔn)的焦點曝光 模型描述的光刻工藝中被使用的掩模技術(shù)和制造方法相同的掩模技術(shù)和 制造方法而被制造。測試掩模包括整組之前定義的測試圖案。例如，依賴 于在考慮中的光刻工藝，所述測試掩?？梢允嵌谀！⑺p相移掩模、或者交替相移或無絡(luò)相移掩模。對于未來的光刻，光學(xué)無掩模技術(shù)將被引 入，例如采用空間光調(diào)制器替代固定的、不可變的樣板掩模版。焦點曝光 模型校準(zhǔn)將對于這些技術(shù)是同等可應(yīng)用的和有益的，其中，掩模制造的步 驟可以被考慮成虛擬的。在光學(xué)無掩模光刻(OML)中，對應(yīng)所選擇的測試圖案(由對于OML系統(tǒng)任選的光柵化算法計算)的空間光調(diào)制器的設(shè)定被用于替代測試掩模。在步驟222中，采用測試掩模，測試晶片被印刷在曝光工具中，所述 曝光工具表示在考慮中的光刻工藝，而且將相同的抗蝕劑參數(shù)和工藝條件用作器件制造過程。所述印刷工藝將包括將抗蝕劑層應(yīng)用到晶片上，其 中所述晶片通常具有至少一個附加的抗反射層；曝光前烘烤步驟；通過將 圖像從測試掩模投影到涂覆有抗蝕劑的晶片上而在掃描器或步進機中的 曝光；曝光后烘烤步驟；以及抗蝕劑顯影。如果蝕刻晶片的附加步驟也是 模擬模型的一部分，則印刷工藝也可以包括蝕刻晶片的附加步驟。測試圖 案的印刷采用之前定義為工藝窗口中的釆樣位置的所有工藝設(shè)定來實現(xiàn)。 針對所有的采樣位置印刷測試圖案可以通過階梯式地改變在單個襯底上 的重復(fù)曝光之間的參數(shù)或者通過分別曝光多個測試晶片來實現(xiàn)。在步驟224中，在被充分地處理過的晶片上的測試圖案被采用合適的 度量工具測量，以生成實際的結(jié)果。步驟224可以包括采用CD-SEM或 CD-AFM的線寬和線端后移測量；兩維SEM圖像數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和分析；CD 的光學(xué)散射儀分析；或者可以與從焦點曝光模型導(dǎo)出的預(yù)見的圖案參數(shù)相 關(guān)聯(lián)的其他測量。從所印刷的測試圖案導(dǎo)出的實際結(jié)果需要被來自光刻工藝的所選擇 的模型的模擬測試圖案匹配。光刻工藝的所述模型包括一個或多個表示光 刻工藝的模型模塊。所述模型包括至少一個光學(xué)模型，并可以視情況包括 抗蝕劑模型、掩模模型以及其他任何可應(yīng)用的合適模型，例如在抗蝕劑模 型之后的蝕刻模型。在圖2A的方法中，為了表示的簡便，所述模型僅僅 包括光學(xué)模型和抗蝕劑模型。在步驟226中，用于光學(xué)模型的初始擬合參 數(shù)值被選擇，且在步驟228中，用于抗蝕劑模型的初始擬合參數(shù)值被選擇。 用于光學(xué)模型和抗蝕劑模型的初始擬合參數(shù)值，對于擬合參數(shù)，可以是名 義上的、缺省的或最佳估計值。對于光學(xué)模型，擬合參數(shù)是光學(xué)模型的所有可調(diào)整的參數(shù)。曝光劑量和離焦不是被考慮為可調(diào)整參數(shù)，而是將根據(jù) 第一原理變化，以對應(yīng)在工藝窗口中所選擇的采樣位置。在步驟230中， 所印刷的測試圖案采用光學(xué)模型和抗蝕劑模型被模擬。在優(yōu)選的實施例中，步驟230的模擬采用在美國專利No. 7,003,758中公開的系統(tǒng)和方法實 現(xiàn)。在一個實施例中，光刻模擬系統(tǒng)800 (如下文結(jié)合圖8所述)，被用 于實現(xiàn)步驟230。在步驟230中，模擬針對所有的測試圖案并針對在步驟 212-216中定義的在工藝窗口中的所有位置進行以產(chǎn)生模擬的結(jié)果。在模 擬過程中，所述模型的曝光劑量和離焦參數(shù)根據(jù)第一原理進行變化，而所 述模型的擬合參數(shù)值(包括抗蝕劑模型的所有擬合參數(shù))保持不變。接著，在步驟232中，然后，模擬結(jié)果的圖案參數(shù)例如通過將模擬的 線/間隔或間隙寬度與對應(yīng)的CD-SEM測量進行比較而與實際的結(jié)果進行 比較。替代地，"測量"可以在模擬的抗蝕劑(或蝕刻)等值線上進行， 所述等值線表示預(yù)見的被兩維印刷的圖案，而對于模擬圖案的這些測量對 于所印刷的圖案的等價測量被比較。所述測量可以涉及標(biāo)量值，例如CD 或線端部后移、邊沿位移誤差，或者對應(yīng)的兩維形狀的更復(fù)雜的評價。CD 測量出于說明的目的，被用于下文中的討論中，且任何其他的圖案參數(shù)的 測量可以以類似的方式使用，并處于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。為了量化模擬結(jié)果和實際結(jié)果之間的一致程度，在步驟232中，對于 工藝窗口中的每個采樣位置計算所印刷的測試圖案和模擬測試圖案之間 的差別測量。在一個實施例中，所述差別測量由價值函數(shù)表示，所述價值 函數(shù)可以被計算用于以如下文中式1所定義的均方根(RMS)來反映模擬 的數(shù)值和測量到的數(shù)值之間的"距離"。在式1中，RMS (k)是在價值函 數(shù)的第k次迭代之后的模擬CD值和測量到的CD值之間的"距離"，M 是工藝窗口中的采樣位置的總數(shù)，N是在工藝窗口中的每個采樣位置上待 測量的測試圖案的數(shù)量，CDmeas (Ei， Fi， TPj)是以在工藝窗口 (Ei， F》 中的第i個采樣位置上的焦點和曝光值制作的第j個測試圖案(TP)上的 實際CD測量，其中E是曝光劑量值而F是焦點值，且CD^u (Ei， Fi， TPj，《)是在工藝窗口中的第i個采樣位置上使用焦點和曝光值的對應(yīng)測試圖案的模擬CD測量，其中5是一組擬合參數(shù)^=(《《...........其中L是光學(xué)模型和抗蝕劑模型的擬合參數(shù)的總數(shù)，k表示在第k次迭代之后的經(jīng)過調(diào)整的擬合參數(shù)。價值函數(shù)的定義可以包括針對各種數(shù)據(jù)點或其他 調(diào)整的不同的權(quán)重因子，Wi,j。<formula>formula see original document page 25</formula>由式1計算的價值函數(shù)值被稱為模擬結(jié)果和實際結(jié)果之間的RMS差， 且在一個實施例中，被用作步驟232中的差別測量。價值函數(shù)的幅度是模 擬結(jié)果和實際結(jié)果之間的擬合質(zhì)量的測量，而校準(zhǔn)過程的目標(biāo)是通過改變 可調(diào)的擬合參數(shù)來優(yōu)化焦點曝光模型，以最小化所述價值函數(shù)(例如，如 式2所示的RMS (k))。<formula>formula see original document page 25</formula>式2 )在步驟234中，確定是否計算得到的差別測量在預(yù)定的閾值以下。替 代地，尋求差別測量的全局最小值。如果差別測量沒有被最小化或這不在 預(yù)定的閾值以下，則所述方法在步驟236中繼續(xù)，在所述步驟236中，光 學(xué)模型模塊和抗蝕劑模型模塊的擬合參數(shù)值以一定的順序被調(diào)整或調(diào)諧。 然后，所述方法回到步驟230，以對于光學(xué)模型和抗蝕劑模型，采用經(jīng)過 調(diào)整的擬合參數(shù)值模擬所印刷的測試圖案。然后，在步驟232中，在新的 模擬測試圖案和所印刷的測試圖案之間的差別測量被計算，而在步驟234 中，所述差別測量被評估。步驟236、 230、 232和234被重復(fù)，直到當(dāng)前 的差別測量被最小化或處于預(yù)定的閾值以下為止。然后，在步驟238中，光學(xué)模型和抗蝕劑模型的當(dāng)前擬合參數(shù)值被指 定為對于經(jīng)過校準(zhǔn)的焦點曝光模型的擬合參數(shù)值。然后，經(jīng)過校準(zhǔn)的焦點 曝光模型可以被用于模擬在工藝窗口內(nèi)的任何位置上的光刻工藝。焦點曝光模型的校準(zhǔn)的關(guān)鍵特征是包括在測試圖案的模擬過程中沿 著過程參數(shù)的多個維度的數(shù)據(jù)點，典型地包括在曝光離焦工藝窗口空間中 的多個工藝設(shè)定，同時在校準(zhǔn)過程中，對應(yīng)的限制被置于擬合參數(shù)值上。 這簡單地意味著，僅僅在光學(xué)模型中的已經(jīng)實際被在采樣位置之間的測試 晶片印刷過程中調(diào)整的工藝條件被允許用于根據(jù)第一原理在采樣位置上 的測試圖案的模擬中改變，例如圖2A的方法中的焦點曝光劑量，且模型 的所有其他擬合參數(shù)在工藝窗口中的采樣位置之間保持恒定。因此， 一組 通用的模型參數(shù)值從校準(zhǔn)過程中得出，所述校準(zhǔn)過程可以被用于在工藝窗口中的初始采樣區(qū)域的合理鄰近區(qū)域內(nèi)以任何曝光劑量設(shè)定生成"新"模 型(即預(yù)見性的圖案)，而不僅僅是在用于校準(zhǔn)的準(zhǔn)確位置上。即使光刻 工藝僅以名義上的條件被模擬，當(dāng)不僅采用在工藝窗口的中心上收集到的 數(shù)據(jù)，而且采用在離工藝窗口的中心一定距離的多個位置上收集到的數(shù)據(jù) 校準(zhǔn)焦點曝光模型時，也獲得最好的性能。
圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于在工藝窗口中的任意位置上
生成模型的方法步驟的流程圖。在步驟252中，根據(jù)以上結(jié)合圖2A所述 的方法校準(zhǔn)焦點曝光模型。在步驟254中，選擇在工藝窗口中的光刻工藝 將被模擬的位置。所選擇的位置可以是工藝窗口中的任何位置，即所選擇 的位置可以但不需要成為在焦點曝光模型的校準(zhǔn)過程中所采用的采樣位 置中的一個。然后，在步驟256中，通過將該組值用于經(jīng)過改變的模型參 數(shù)(例如，曝光和焦點)生成模型，其中所述模型參數(shù)與對于根據(jù)第一原 理被校準(zhǔn)的焦點曝光模型在工藝窗口中所選擇的位置相對應(yīng)，而所有其他 的經(jīng)過校準(zhǔn)的模型參數(shù)(即擬合參數(shù))被保持在FEM的最終擬合值上。 然后，所述模型可以被用于在工藝窗口中的所選擇位置上模擬光刻工藝的 性能。
實現(xiàn)了用于65nm的光刻工藝的焦點曝光模型的示例性校準(zhǔn)。對于所 述65nm過程的模型校準(zhǔn)，定義了總共一組近似2000個一維和二維測試 圖案。為校準(zhǔn)而選擇在工藝窗口以內(nèi)的十一個位置。這些位置在圖4A中 示意性地示出。測試晶片針對工藝窗口中的這十一個位置被印刷。如圖4B 所示，這些位置包括+/-10011111禾卩+/-15011111的焦點偏移以及離名義值的 +/-2.41%到+/-4.82%的曝光變化。多個校準(zhǔn)運轉(zhuǎn)針對于如圖4B所示的十一 個位置的不同子集進行。在少于十一個的位置用于校準(zhǔn)的情況下，剩余的 數(shù)據(jù)通過根據(jù)所測量到的測試參數(shù)值確定模擬的偏差來用于模型驗證。整 組大約2000個測試圖案在名義條件下(工藝窗口的中心)被使用，而在 所有其他的采樣位置上僅僅包括300個測試圖案(即測試圖案的15%)。 所有測量都是標(biāo)量CD測量，而模型的精確度通過模擬的CD值和測量到 的CD值之間的RMS偏差量化。
圖5示出校準(zhǔn)運轉(zhuǎn)的結(jié)果。第二列給出在工藝窗口中用于校準(zhǔn)的采樣 位置的圖形表示；來自所有剩余位置的數(shù)據(jù)被用于模型驗證。在第二列的每個單元中所示的點對應(yīng)于圖4B所示的等價位置。校準(zhǔn)和驗證位置的數(shù)
量分別在圖5的列3和4中給出。列5列出在所有位置和所有圖案上的以 nm為單位的總RMS，而在任何單個采樣位置上的最大RMS在最后一列 中給出。所述數(shù)量表示盡管當(dāng)采用來自所有l(wèi)l個采樣位置的數(shù)據(jù)獲得 最佳的總體擬合時，即使在將采樣位置降低到沿著離焦方向僅僅3個以后， 也僅僅存在對于擬合質(zhì)量的少量降低。因此，用于使用在工藝窗口中的僅
僅三個采樣位置上收集到的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)焦點曝光模型的優(yōu)選最佳實現(xiàn)是名
義上的條件、在名義曝光中的正離焦條件、以及在名義上的曝光中的負離 焦條件。另外，除去僅僅曝光的情況之外，在僅僅具有曝光變化的釆樣位 置被選擇的情況下，所有其他的結(jié)果表示模型的精確度對于在工藝窗口中 的采樣位置的準(zhǔn)確選擇不敏感。用于形成經(jīng)過校準(zhǔn)的焦點曝光模型的方法 甚至允許被校準(zhǔn)數(shù)據(jù)覆蓋的參數(shù)范圍以外的適度推斷。
在僅有曝光的情況下，其中沒有離焦數(shù)據(jù)被包括在校準(zhǔn)中，并且僅僅 劑量有小的變化，則參數(shù)擬合過程導(dǎo)致錯誤的光學(xué)參數(shù)。所述結(jié)果不太令 人吃驚。如之前所討論的，離焦效果可以被抗蝕劑參數(shù)(例如，擴散常數(shù)) 模仿，而在沒有通過焦點數(shù)據(jù)的情況下，擬合沒有被充分地限定用于生成 精確的模型參數(shù)值。因此，用于為模型校準(zhǔn)選擇非名義上的采樣位置的準(zhǔn) 則是包括用于獲得擬合參數(shù)的精確最終值的至少一個離開名義焦點的采 樣位置。
本發(fā)明的方法提供對于在工藝窗口中的不同離散點獨立地校準(zhǔn)模型
的當(dāng)前實際上的明顯益處。圖6提供在兩個校準(zhǔn)途徑(即分別為焦點曝光 模型的校準(zhǔn)和多個離散模型的校準(zhǔn))之間的比較。在圖6中，假定每個采 樣位置需要N個測量，且除去名義上的采樣位置之外的額外采樣位置的數(shù) 量是x。因此，在現(xiàn)有技術(shù)的多個離散模型中，所有(l+x)個位置所需 要測量的總數(shù)為僅為(l+x) N個。相反，因為如上所述的焦點曝光模型 在額外的(即非名義上的)采樣位置上需要僅僅15%的測量，所以對于全 部(l+x)各位置所需要的測量總數(shù)僅為(l+0.15x) N。另外，盡管現(xiàn)有 技術(shù)的多個離散測量需要在(l+x)個位置中的每個位置上的獨立校準(zhǔn)， 但是焦點曝光模型需要在所同時考慮的工藝窗口中的所有位置上的測量 的僅僅一個校準(zhǔn)。另外，不像現(xiàn)有技術(shù)的多個離散模型，焦點曝光模型具有獨立的公共掩模、光學(xué)和抗蝕劑模型。進而，焦點曝光模型能夠在由圖 2B所示的采樣位置限定的整個邊界內(nèi)生成非限制的附加模型(即，在工 藝窗口內(nèi)的非限制數(shù)量的位置上產(chǎn)生精確的預(yù)見)，而現(xiàn)有技術(shù)的多個離 散模型可能僅僅在已經(jīng)被實施了獨立校準(zhǔn)的(l+x)個位置上是精確的。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的用于形成光刻工藝的焦點曝光模型的系統(tǒng)700 的一個實施例的框圖。系統(tǒng)700包括，但不限于輸入裝置712、模型校 準(zhǔn)模塊714、輸出裝置716和存儲區(qū)段718。存儲區(qū)段718包括但不限于 物理模型信息720。物理模型信息720包括但不限于光學(xué)模型信息722和 抗蝕劑模型信息724。光學(xué)模型信息722包括光學(xué)模型以及對于每個光學(xué) 模型參數(shù)的一組可能的值，而抗蝕劑模型信息724包括抗蝕劑模型以及對 于每個抗蝕劑模型參數(shù)的一組可能的值。模型校準(zhǔn)模塊714經(jīng)由輸入裝置 712接收工藝窗口限定信息和被印刷的測試圖案測量。模型校準(zhǔn)模塊714 采用工藝窗口限定信息和被印刷的測試圖案測量，結(jié)合光學(xué)模型信息722 和抗蝕劑模型信息724，以生成經(jīng)過校準(zhǔn)的焦點曝光模型。經(jīng)過校準(zhǔn)的焦 點曝光模型能夠在由至少兩個連續(xù)可調(diào)的光學(xué)參數(shù)所描述的工藝窗口上 描述光刻工藝的性能。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的光刻模擬系統(tǒng)800的一個實施例的圖。系統(tǒng)800 包括但不限于至少一個通用型計算系統(tǒng)，所述通用型計算系統(tǒng)包括但不限 于應(yīng)用處理系統(tǒng)814a和前端處理系統(tǒng)814b。應(yīng)用處理系統(tǒng)814a合適地配 置用于處理系統(tǒng)800的總體操作的工作管理。尤其，在一個實施例中，應(yīng) 用處理系統(tǒng)814a包括應(yīng)用處理裝置836和應(yīng)用SCSI RAID 838a。應(yīng)用處 理裝置836適合編程用于提供系統(tǒng)800的各種部件的操作的管理。在這個 方面，例如應(yīng)用處理裝置836可以被編程用于對用于加速器系統(tǒng)816的各 種部件的設(shè)計數(shù)據(jù)庫進行分區(qū)，由此詳述由加速器系統(tǒng)816的部件實現(xiàn)的 獨立的工作、功能或處理。應(yīng)用SCSI RAID硬盤陣列838a提供對于應(yīng)用 處理裝置836所使用的程序和數(shù)據(jù)(例如，設(shè)計數(shù)據(jù)庫)的存儲。
前端處理系統(tǒng)814b包括前端處理裝置840，所述前端處理裝置840 適合編程用于經(jīng)由例如客戶端計算機(未示出)處理或?qū)崿F(xiàn)與用戶或操作 者(即"外部世界")互動，所述客戶端計算機為工作建立和/或結(jié)果審查 /分析而提供對系統(tǒng)800的操作者或用戶訪問。由于前端SCSIRAID838b被用于存儲許多模擬工作的結(jié)果和圖像，所以與前端處理裝置840相關(guān)的
前端SCSI RAID硬盤陣列838b應(yīng)當(dāng)是高容量存儲裝置。前端處理系統(tǒng) 814b也與應(yīng)用處理系統(tǒng)814a進行通訊，以從應(yīng)用SCSI RAID 838a獲取數(shù) 據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)提供給應(yīng)用SCSI RAID 838a (例如，設(shè)計數(shù)據(jù)庫)，前端處 理系統(tǒng)814b向應(yīng)用處理系統(tǒng)814a發(fā)送指令，以根據(jù)用戶或操作者的指令 開始工作。
應(yīng)用處理系統(tǒng)814a和前端處理系統(tǒng)814b與加速器系統(tǒng)816相連(例 如通過高速轉(zhuǎn)換器(例如吉比特以太網(wǎng)(gigabit-Ethernet)轉(zhuǎn)換器842a和 842b))。轉(zhuǎn)換器842a和842b可以是由Dell Computer ( Austin， Tex. ， USA) 制造和提供的Dell 5224電源連接。Dell 5224電源連接的實現(xiàn)和操作在使 用說明書中、技術(shù)/雜志文章以及數(shù)據(jù)頁中進行了詳細描述，所有這些資 料在此以引用的方式并入本文中。
在一個實施例中，所有或幾乎所有光刻模擬的實際的計算上的繁重任 務(wù)都可以由加速器系統(tǒng)816，且尤其是至少一個加速器部件816a-n執(zhí)行。 該結(jié)構(gòu)允許通過改變加速器硬件部件816a-n的數(shù)量，實現(xiàn)可升級的計算 容量。另外，所述結(jié)構(gòu)也能夠?qū)崿F(xiàn)或增強系統(tǒng)800的總體缺陷公差。例如， 如果給定的加速器硬件部件816a-n失效，則其工作可以被重新分派給其 他的加速器硬件部件816a-n，且以這種方式，系統(tǒng)800維持其操作條件/ 狀態(tài)。
尤其，加速器系統(tǒng)816可以包括至少一個加速器部件816a-n，其中每 個具有微處理器844a-n (包括至少一個微處理器)中的一個、至少一個加 速器子系統(tǒng)846a-n、以及與相關(guān)的微處理器系統(tǒng)844a-n連接的本地的或 常駐存儲器存儲848a-n。硬件加速能力的程度或量可以由微處理器子系統(tǒng) 844a-n平衡，依賴于待實現(xiàn)的計算的程度或量。
在一個實施例中，微處理器子系統(tǒng)844a-n中的每一個都包括由Intel (Santa Clara, Calif.， USA)制造的Xeon微處理器。加速器子系統(tǒng)846a-n 中的每個包括多個特定用途集成電路(ASIC)、專用DSP集成電路和/或 可編程門陣列(例如，現(xiàn)場可編程門陣列("FPGA"))。實際上，每個加 速器子系統(tǒng)846a-n可以包括多個加速器子系統(tǒng)，例如，加速度子系統(tǒng)846a 可以包括所有的加速器子系統(tǒng)846al-6ax，如圖8所示。以這種方式，當(dāng)充分應(yīng)用時，每個加速器子系統(tǒng)846a-n包括幾乎二十五個Xeon微處理器
的計算能力。
總線850a-n促使在微處理器子系統(tǒng)和相關(guān)的加速器子系統(tǒng)846a-n之 間進行高速通訊?？偩€850a-n上的通信協(xié)議和技術(shù)可以是PCI、 PCIX、 或其他高速通信協(xié)議和技術(shù)。實際上，任何高速技術(shù)，無論是目前公知的 或是以后開發(fā)的，都可以在總線850a-n上實現(xiàn)。注意到，在一個實施例 中，可以采用由International Business Machines Corporation (Armonk， N.Y.,USA)提供的21P100BGCPCI-X橋(64位/133MHz)實現(xiàn)總線接口。 21P100BGC的實現(xiàn)和操作在使用說明書中、技術(shù)/雜志文章以及數(shù)據(jù)頁中 進行了詳細描述，所有這些資料在此以引用的方式并入本文中。
以上，本發(fā)明已經(jīng)參照具體的實施例進行了描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解， 在不背離所附的權(quán)利要求所提出的較寬的精神和保護范圍的條件下，可以 由此對上述本發(fā)明進行各種修改和改變。相應(yīng)地，前面的描述和附圖是說 明性的，而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于形成光刻工藝的焦點曝光模型的方法，包括選擇光刻工藝模型，所述模型包括光學(xué)模型模塊，所述模型包括一組模型參數(shù)，所述模型參數(shù)包括焦點、曝光以及一組具有可變數(shù)值的擬合參數(shù)；將光刻工藝的工藝窗口限定在焦點曝光空間中；為所述模型選擇一組初始擬合參數(shù)值；在工藝窗口內(nèi)選擇多個采樣位置，所述多個采樣位置包括名義上的條件，并成為在工藝窗口內(nèi)的所有可能的工藝條件的子集；在保持所述初始擬合參數(shù)值恒定的同時，通過以變化的與工藝窗口內(nèi)的多個采樣位置相對應(yīng)的焦點和曝光數(shù)值模擬光刻工藝，采用具有所述初始擬合參數(shù)組的模型，在工藝窗口內(nèi)的多個采樣位置中的每個上生成光刻工藝的模擬結(jié)果；將在工藝窗口內(nèi)的多個采樣位置中的每一個位置處的光刻工藝的模擬結(jié)果與實際結(jié)果進行比較，以在所有的多個采樣位置上產(chǎn)生模擬結(jié)果和實際結(jié)果之間的總差別測量；修改所述擬合參數(shù)數(shù)值組，并在所述工藝窗口內(nèi)的多個采樣位置中的每一個上生成附加的模擬結(jié)果，以識別優(yōu)化的擬合參數(shù)值，以使得采用優(yōu)化的擬合參數(shù)值所產(chǎn)生的在實際結(jié)果和模擬結(jié)果之間的總差別測量被最小化，或者在預(yù)定的閾值以下；以及將焦點曝光模型限定為包括優(yōu)化的擬合參數(shù)值的模型，所述焦點曝光模型能夠模擬在整個工藝窗口內(nèi)的任何位置上的光刻工藝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述焦點曝光模型被用于模擬 在工藝窗口內(nèi)的單個位置處的光刻工藝。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述焦點曝光模型被用于根據(jù) 第一原理在不改變優(yōu)化擬合參數(shù)值的情況下，通過將與工藝窗口內(nèi)的不是 多個采樣位置中的一個位置相對應(yīng)的焦點和曝光值應(yīng)用于焦點曝光模型， 而模擬在工藝窗口內(nèi)的所述位置處的光刻工藝。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述模型參數(shù)組還包括除去焦 點和曝光之外的至少一個第一原理參數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述至少一個第一原理參數(shù)包括照射源、數(shù)值孔徑和光學(xué)像差中的至少一個。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述光刻工藝的模型還包括抗 蝕劑模型模塊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述光刻工藝的模型還包括掩 模模型模塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述多個采樣位置包括僅僅以 名義上的曝光和焦點值變化的條件下的采樣位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述多個采樣位置包括僅僅名 義上的條件、在名義上的曝光條件下的正離焦條件、以及在名義上的曝光 條件下的負離焦條件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，還包括為測試掩模選擇一組測試圖案，其中所述測試圖案組覆蓋鄰近相互作 用的全范圍，所述鄰近相互作用是光刻工藝的特征；將所述測試圖案組印刷到晶片上，以形成一組測試結(jié)構(gòu)；以及 采用所述測試結(jié)構(gòu)組產(chǎn)生實際的結(jié)果。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述模擬結(jié)果和實際結(jié)果是 臨界尺寸測量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述總差別測量是均方根差。
13. —種用于形成光刻工藝的焦點曝光模型的方法，包括 在光刻工藝的預(yù)定工藝窗口內(nèi)選擇一組工藝條件，所述工藝條件組是在所述工藝窗口內(nèi)的所有可能的工藝條件的子集，其中每個工藝條件是曝 光值和離焦值；選擇光刻工藝模型，所述模型包括光學(xué)模型模塊，所述模型具有一組 模型參數(shù)，所述模型參數(shù)包括焦點、曝光以及一組具有可變數(shù)值的擬合參 數(shù)；采用模型模擬在所述工藝條件組中的每一個工藝條件下的光刻工藝， 以產(chǎn)生模擬結(jié)果，其中所述焦點和曝光參數(shù)的值被改變?yōu)榕c所述工藝條件組相對應(yīng)，且所述擬合參數(shù)值被保持恒定；以及通過將在所有所述工藝條件組下的光刻工藝的模擬結(jié)果和實際結(jié)果 進行比較校準(zhǔn)所述模型，以產(chǎn)生能夠在預(yù)定的工藝窗口內(nèi)的所有可能的工 藝條件下模擬光刻工藝的單一焦點曝光模型。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述焦點曝光模型被用于在預(yù)定的工藝窗口內(nèi)的不是所述工藝條件組中的一個工藝條件下模擬光刻 工藝。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述模型參數(shù)組還包括除去焦點和曝光之外的至少一個第一原理參數(shù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述至少一個第一原理參數(shù) 包括照射源、數(shù)值孔徑和光學(xué)像差中的至少一個。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述光刻工藝的模型還包括 抗蝕劑模型模塊。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述光刻工藝的模型還包括 掩模模型模塊。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述工藝條件組包括僅僅在 名義上的曝光和變化的焦點值下的工藝條件。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述工藝條件組包括僅僅名 義上的條件、在名義上的曝光條件下的正離焦條件、以及在名義上的曝光 條件下的負離焦條件。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括為測試掩模選擇一組測試圖案，其中所述測試圖案組覆蓋鄰近相互作 用的全范圍，所述鄰近相互作用是光刻工藝的特征；將所述測試圖案組印刷到晶片上，以形成一組測試結(jié)構(gòu)；以及 采用所述測試結(jié)構(gòu)組產(chǎn)生實際的結(jié)果。
22. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述模擬結(jié)果和實際結(jié)果是 臨界尺寸測量。
23. —種用于形成光刻工藝的焦點曝光模型的方法，所述模型能夠模 擬在整個工藝窗口上的光刻工藝，所述方法包括采用在一組工藝條件中的每一個工藝條件下的光刻工藝，獲得被印刷在晶片上的一組測試結(jié)構(gòu)的測量，所述工藝條件組成為在曝光離焦空間中 的工藝窗口內(nèi)的所有可能的工藝條件的子集；采用光刻工藝的模型在所述工藝條件組中的每一個工藝條件下模擬 光刻工藝，以形成模擬結(jié)果，所述模型包括模型參數(shù)，所述模型參數(shù)包括 焦點、曝光以及具有可變數(shù)值的一組擬合參數(shù)；確定擬合參數(shù)的優(yōu)化值，所述優(yōu)化值產(chǎn)生與在所有所述工藝條件組下 的所述測試結(jié)構(gòu)組的測量形成最佳擬合的模擬結(jié)果；以及將所述焦點曝光模型限定為具有擬合參數(shù)的優(yōu)化值的模型。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述焦點曝光模型被用于根 據(jù)第一原理在不改變優(yōu)化擬合參數(shù)值的情況下，通過將與工藝窗口內(nèi)的工 藝條件相對應(yīng)的焦點和曝光值應(yīng)用到焦點曝光模型上，而模擬在工藝窗口 內(nèi)的不是所述工藝條件組中的一個工藝條件下的光刻工藝。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述模型參數(shù)包括除去焦點 和曝光之外的至少一個第一原理參數(shù)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述至少一個第一原理參數(shù) 包括照射源、數(shù)值孔徑和光學(xué)像差中的至少一個。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述光刻工藝的模型包括抗 蝕劑模型模塊。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述光刻工藝的模型包括掩 模模型模塊。
29. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述工藝條件組包括僅僅在 名義上的曝光和可變的焦點值下的工藝條件。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述工藝條件組包括僅僅名 義上的條件、在名義上的曝光條件下的正離焦條件、以及在名義上的曝光 條件下的負離焦條件。
31. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括為測試掩模選擇一組測試圖案，其中所述測試圖案組覆蓋鄰近相互作 用的全范圍，所述鄰近相互作用是光刻工藝的特征；以及將所述測試圖案組印刷到晶片上，以產(chǎn)生一組測試結(jié)構(gòu)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述測試結(jié)構(gòu)組和模擬結(jié)果的測量是臨界尺寸測量。
33. —種用于生成用于預(yù)見光刻工藝的能力的單工藝窗口模型的系 統(tǒng)，包括用于存儲信息的存儲區(qū)段；輸入裝置；輸出裝置；存儲在存儲區(qū)段中的物理模型信息；以及 模型校準(zhǔn)模塊；所述存儲區(qū)段與所述模型校準(zhǔn)模塊相通信，以使得所選擇的物理模型 信息能夠被模型校準(zhǔn)模塊訪問；所述輸入裝置與所述模型校準(zhǔn)模塊相通信，以使得用于限定工藝窗口 的工藝窗口限定信息能夠被制成對于模型校準(zhǔn)模塊是可獲得的，并使得在 所限定的工藝窗口中的不同測試條件下從晶片的測量獲得的離散測量信 息能夠被所述模型校準(zhǔn)模塊訪問，以及所述模型校準(zhǔn)模塊被配置用于通過將所述工藝窗口限定信息和離散 的測量信息用于校準(zhǔn)所選擇的物理模型信息，生成單工藝窗口模型，以使 得在所限定的工藝窗口上的光刻工藝的性能能夠以兩個連續(xù)可調(diào)的光學(xué) 參數(shù)進行描述，其中，生成單工藝窗口模型包括將所述離散測量信息與模擬測量進 行比較，所述模擬測量通過在保持所述物理模型信息中的所有其他參數(shù)不 變的同時變化所述兩個連續(xù)可調(diào)的光學(xué)參數(shù)的情況下，采用所選擇的物理 模型信息模擬光刻工藝而產(chǎn)生。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述兩個連續(xù)可調(diào)的光學(xué)參數(shù)是焦點和曝光。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中，所述模擬測量采用僅僅在名 義上的曝光和可變的焦點值下的兩個連續(xù)可調(diào)的光學(xué)參數(shù)值而被產(chǎn)生。
36. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中，所述模擬測量采用僅僅在名 義上的條件下、在名義上的曝光條件下的正離焦條件下以及在名義上的曝 光條件下的負離焦條件下的兩個連續(xù)可調(diào)的光學(xué)參數(shù)值而被產(chǎn)生。
37. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述物理模型信息包括照射源、數(shù)值孔徑和光學(xué)像差中的至少一個。
38. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述物理模型信息包括抗蝕 劑模型模塊。
39. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述物理模型信息包括掩模 模型模塊。
40. —種用于形成光刻工藝的模型的方法，包括在光刻工藝的預(yù)定工藝窗口內(nèi)選擇一組工藝條件，所述工藝條件組成為在所述工藝窗口內(nèi)的所有可能的工藝條件的子集，其中每個工藝條件是 對應(yīng)至少一個參數(shù)的值；選擇光刻工藝模型，所述模型具有一組模型參數(shù)，所述模型參數(shù)包括 工藝條件的至少一個參數(shù)以及一組擬合參數(shù)；采用模型模擬在所述工藝條件組中的每一個工藝條件下的光刻工藝， 以產(chǎn)生模擬結(jié)果，其中所述至少一個參數(shù)的值被改變?yōu)榕c所述工藝條件組 相對應(yīng)，同時，所述擬合參數(shù)值被保持恒定；以及通過將在所有所述工藝條件組下的光刻工藝的模擬結(jié)果和實際結(jié)果 進行比較來校準(zhǔn)所述模型，以產(chǎn)生能夠在預(yù)定的工藝窗口內(nèi)的所有可能的 工藝條件下模擬光刻工藝的單模型。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述至少一個參數(shù)是光學(xué)參數(shù)。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述光學(xué)參數(shù)是焦點。
43. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述光學(xué)參數(shù)是光刻曝光工 具的數(shù)值孔徑。
44. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述至少一個參數(shù)是抗蝕劑 參數(shù)。
45. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述至少一個參數(shù)包括光學(xué) 參數(shù)和抗蝕劑參數(shù)。
46. —種用于形成在名義上的條件下使用的光刻工藝的單模型的方 法，包括在光刻工藝的預(yù)定工藝窗口內(nèi)選擇一組工藝條件，所述工藝條件組成 為在所述預(yù)定的工藝窗口內(nèi)的所有可能的工藝條件的子集，所述工藝條件組包括名義上的條件，其中每個工藝條件是對應(yīng)至少一個參數(shù)的值；選擇光刻工藝的模型，所述模型具有模型參數(shù)，所述模型參數(shù)包括工藝條件的至少一個參數(shù)以及一組擬合參數(shù)；采用模型模擬在所述工藝條件組中的每一個工藝條件下的光刻工藝， 以產(chǎn)生模擬結(jié)果，其中所述至少一個參數(shù)的值被改變?yōu)榕c所述工藝條件組 相對應(yīng)，同時，所述擬合參數(shù)值被保持恒定；以及通過將在所有所述工藝條件組下的光刻工藝的模擬結(jié)果和實際結(jié)果 之間的差別最小化來校準(zhǔn)所述模型，以產(chǎn)生單模型，其中，所述單模型被用于為在名義上的條件下的光刻工藝建模。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中，所述至少一個參數(shù)是焦點。
48. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中，所述至少一個參數(shù)包括照射 源、數(shù)值孔徑和光學(xué)像差中的至少一個。
49. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，還包括-為測試掩模選擇一組測試圖案；將所述測試圖案組印刷到晶片上，以形成一組測試結(jié)構(gòu)；以及 采用所述測試結(jié)構(gòu)組以產(chǎn)生實際結(jié)果。
50. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中，所述校準(zhǔn)模型的步驟還包括 將在所有所述工藝條件組下的光刻工藝的模擬結(jié)果與實際結(jié)果進行比較，以產(chǎn)生所述模擬結(jié)果和實際結(jié)果之間的總差別測量；以所述工藝條件組修改擬合參數(shù)值并生成附加的模擬結(jié)果，以識別優(yōu) 化的擬合參數(shù)值，以使得采用優(yōu)化的擬合參數(shù)值所產(chǎn)生模擬結(jié)果和實際結(jié) 果之間的總差別測量被最小化或者處于預(yù)定的閾值之下；以及 將所述單模型限定為包括優(yōu)化的擬合參數(shù)值的模型。
51. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中，所述總差別測量是均方根差。
52. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中，所述工藝條件組包括僅僅在 以名義上的曝光和變化的焦點值下的工藝條件。
53. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中，所述工藝條件組包括僅僅名 義上的條件、在名義上的曝光條件下的正離焦條件、以及在名義上的曝光 條件下的負離焦條件。
54. —種存儲用于通過執(zhí)行以下步驟使得計算機形成光刻工藝的焦點曝光模型的指令的計算機可讀介質(zhì)，所述步驟為存儲光刻工藝的模型，所述模型包括光學(xué)模型模塊，所述模型具有一 組模型參數(shù)，所述模型參數(shù)包括焦點、曝光以及一組具有可變值的擬合參 數(shù)；存儲對于所述模型的一組初始擬合參數(shù)；存儲在焦點曝光空間中的工藝窗口內(nèi)的多個采樣位置，所述多個采樣 位置包括名義上的條件，并成為在工藝窗口內(nèi)的所有可能的工藝條件的子 集；在保持初始擬合參數(shù)值恒定的同時，通過改變與多個采樣位置對應(yīng)的 焦點和曝光的數(shù)值模擬光刻工藝，采用具有所述初始擬合參數(shù)值的模型， 在所述多個釆樣位置中的每個釆樣位置上生成光刻工藝的模擬結(jié)果；將在多個采樣位置中的每一個采樣位置上的光刻工藝的模擬結(jié)果與 實際結(jié)果進行比較，以在所有的多個采樣位置上的模擬結(jié)果和實際結(jié)果之 間產(chǎn)生總差別測量；修改所述擬合參數(shù)值組并在所述多個采樣位置中的每一個采樣位置 上生成附加的模擬結(jié)果，以使得采用優(yōu)化的擬合參數(shù)值所產(chǎn)生的實際結(jié)果 之間的總差別測量被最小化，或者在預(yù)定的閾值以下；以及將焦點曝光模型限定為包括優(yōu)化的擬合參數(shù)值的模型，所述焦點曝光 模型能夠模擬在工藝窗口內(nèi)的任何位置上的光刻工藝。
55. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述模型參數(shù)組 還包括除去焦點和曝光之外的至少一個第一原理參數(shù)。
56. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述至少一個第 一原理參數(shù)包括照射源、數(shù)值孔徑和光學(xué)像差中的至少一個。
57. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述光刻工藝的 模型還包括抗蝕劑模型模塊。
58. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述光刻工藝的 模型還包括掩模模型模塊。
59. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述多個采樣位置包括僅僅在名義上的曝光和可變的焦點值下的采樣位置。
60. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述多個采樣位置包括僅僅以名義上的條件、在名義上的曝光條件下的正離焦條件以及在 名義上的曝光條件下的負離焦條件。
61.根據(jù)權(quán)利要求54所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述總的差別測量是均方根差。
全文摘要
公開了一種用于形成光刻工藝的焦點曝光模型的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)和方法采用沿著參數(shù)變化的多個維度的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，尤其是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，所述模型參數(shù)值導(dǎo)致在名義上的工藝條件下的模擬的更好的精確度和魯棒性，以及預(yù)見在對于不同的設(shè)定不需要重新校準(zhǔn)的情況下的在遍及整個工藝窗口區(qū)段的連續(xù)的任何點上的光刻性能。在比現(xiàn)有技術(shù)的多模型校準(zhǔn)需要更少的測量的情況下，離焦曝光模型提供更有預(yù)見性和更有魯棒性的參數(shù)值，所述參數(shù)值可以被用于工藝窗口中的任何位置上。
文檔編號G06F17/50GK101258498SQ200680029512
公開日2008年9月3日 申請日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月8日
發(fā)明者劉華玉, 軍 葉, 宇 曹, 陳洛祁 申請人:睿初科技公司