确定由图案形成装置上的有限厚度的结构引起的辐射的散射的方法与流程

本申请要求于2016年12月28日提交的美国临时申请62/439,682的优先权，该申请通过引用全文并入本文。

本文的说明总体上涉及确定由于用于光刻过程和光刻投影设备的图案形成装置上的有限厚度的图案的散射的辐射的方法。

背景技术：

例如，光刻投影设备可以用于集成电路(ic)的制造中。在这种情况下，图案形成装置(例如，掩模)可以包括或提供对应于ic的单层的器件图案(“设计布局”)，并且这一图案可以通过诸如穿过图案形成装置上的图案辐射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个的管芯)的方法，被转印到所述目标部分上。通常，单个衬底包括被光刻投影设备连续地、一次一个目标部分地将图案转印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，整个图案形成装置上的图案被一次转印到一个目标部分上；这样的设备通常称作为步进器。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)在图案形成装置之上扫描，同时沿与所述参考方向平行或反向平行的方向同步移动衬底。图案形成装置上的图案的不同部分被逐渐地转印到一个目标部分上。因为通常光刻投影设备将具有减小比率m(例如，4)，所以衬底被移动的速率f将是投影束扫描图案形成装置的速率的1/m倍。关于本文描述的光刻装置的更多信息可以从例如us6,046,792中搜集到，该文献通过引用并入本文中。

在将器件图案从图案形成装置转印至衬底之前，衬底可能经历各种工序，诸如涂底料、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，诸如曝光后焙烤(peb)、显影、硬焙烤以及对所转印的图案的测量/检查。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，所有的这些过程都旨在最终完成器件的单个层。如果器件需要多个层，则针对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。之后通过诸如切片或切割等技术，将这些器件互相分开，据此单独的器件可以安装在载体上，连接至引脚等。

如所提及的，光刻术是制造器件(诸如ic)中的核步骤，其中，形成于衬底上的图案限定器件的功能元件，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)和其它器件。

随着半导体制造过程继续进步，几十年来，功能元件的尺寸已经不断地减小的同时每一个器件的功能元件(诸如晶体管)的量已经在稳定地增加这遵循着通常称为“莫尔定律(moore’slaw)”的趋势。在当前的技术状态下，使用光刻投影设备来制造器件的多个层，光刻投影设备使用来自深紫外线照射源的照射将设计布局投影到衬底上，从而形成具有远低于100nm(即，小于来自照射源(例如193nm照射源)的辐射的波长的一半)的尺寸的单个功能元件。

其中具有尺寸小于光刻投影设备的经典分辨率极限的特征被印刷的这种过程通常被称为低k1光刻术，它所依据的分辨率公式是cd＝k1×λ/na，其中，λ是所采用的辐射的波长(当前大多数情况下是248nm或193nm)，na是光刻投影设备中的投影光学元件的数值孔径，cd是“临界尺寸”-通常是所印刷的最小特征尺寸-以及，k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，在衬底上再现类似于由电路设计者规划的形状和尺寸以实现特定电学功能性和性能的图案就变得越困难。为了克服这些困难，将复杂的精调整步骤应用到光刻投影设备、设计布局或图案形成装置。这些步骤包括例如但不限于：na和光学相干性设定的优化、自定义照射方案、使用相移图案形成装置、设计布局中的光学近接校正(opc)，或通常被定义为“分辨率增强技术”(ret)的其它方法。如本文中使用的术语“投影光学元件”应该被宽泛地解释为涵盖各种类型的光学系统，包括例如折射型光学器件、反射型光学器件、孔径和反射折射型光学器件。术语“投影光学元件”也可以包括用于共同地或单个地引导、成形或控制投影辐射束的根据这些设计类型中的任一个来操作的部件。术语“投影光学元件”可以包括光刻投影设备中的任何光学部件，无论光学部件位于光刻投影设备的光学路径上的什么地方。投影光学元件可以包括用于在来自源的辐射通过图案形成装置之前成形、调整和/或投影该辐射的光学部件，或者用于在该辐射通过图案形成装置之后成形、调整和/或投影该辐射的光学部件。投影光学元件通常不包括源和图案形成装置。

技术实现要素：

在一方面中，提供了一种方法，包括：获得图案形成装置的薄掩模透射函数和用于光刻过程的m3d模型；通过使用所述薄掩模透射函数和所述m3d模型确定所述图案形成装置的m3d掩模透射函数；和通过使用所述m3d掩模透射函数确定由所述图案形成装置和所述光刻过程产生的空间图像；其中所述薄掩模透射函数是连续透射掩模(ctm)；其中所述m3d模型至少表示能够归因于所述图案形成装置上的结构的多条边缘的m3d效应的一部分。

根据一实施例，所述m3d模型还表示能够归因于所述图案形成装置上的结构的两条侧壁会合的边缘或所述图案形成装置上的结构的侧壁与所述结构的周边之外的区域会合的边缘的m3d效应的一部分。

根据一实施例，所述m3d模型还表示能够归因于沿着所述图案形成装置上的结构的周边的区域的m3d效应的一部分。

根据一实施例，所述m3d模型还表示能够归因于其中所述薄掩模透射函数的变化低于第一阈值的区域的m3d效应的一部分，或能够归因于其中所述薄掩模透射函数的变化高于第二阈值的区域的m3d效应的一部分。

根据一实施例，所述m3d模型还表示能够归因于结构的远离所述图案形成装置上的结构的周边的区域的m3d效应的一部分。

根据一实施例，所述方法还包括使用所述空间图像确定抗蚀剂图像。

根据一实施例，确定所述抗蚀剂图像包括使用在所述光刻过程使用的抗蚀剂的模型。

根据一实施例，所述方法还包括根据所述图案形成装置上的结构确定所述薄掩模透射函数。

根据一实施例，所述方法根据设计布局确定所述结构。

根据一实施例，确定所述抗蚀剂图像包括使用在所述光刻过程使用的投影光学元件的的模型。

根据一实施例，确定所述空间图像包括通过使用所述m3d掩模透射函数和在辐射与所述图案形成装置相互作用之前的所述辐射的电磁场确定在辐射与所述图案形成装置相互作用之后的所述辐射的电磁场。

根据一实施例，所述m3d掩模透射函数包括至少第一项和第二项，所述第一项和第二项分别特性化辐射与所述图案形成装置的第一区域和第二区域的相互作用。

根据一实施例，所述m3d模型包括多个核函数，确定所述m3d掩模透射函数包括使用所述核函数执行所述薄掩模透射函数的积分变换。

根据一实施例，所述m3d模型包括第一核函数和第二核函数，所述第一核函数是线性的，所述第二核函数是多线性的。

根据一实施例，所述第二核函数是双线性的。

根据一实施例，所述第二核函数是四线性核函数。

根据一实施例，所述第二核函数表示能够归因于所述图案形成装置上的结构的多条边缘的m3d效应的所述部分。

根据一实施例，所述四线性核函数表示能够归因于所述图案形成装置上的结构的两条侧壁会合的边缘、或能够归因于所述图案形成装置上的结构的侧壁与所述结构的周边之外的区域会合的边缘的m3d效应的一部分。

根据一实施例，所述第二核函数表示能够归因于沿着所述图案形成装置上的结构的周边的区域的m3d效应的一部分。

根据一实施例，所述第一核函数表示能够归因于其中所述薄掩模透射函数的变化低于第一阈值的区域的m3d效应的所述部分，所述第二核函数表示能够归因于其中所述薄掩模透射函数的变化高于第二阈值的区域的m3d效应的所述部分。

根据一实施例，所述第一核函数表示能够归因于结构的远离所述图案形成装置上的所述结构的周边的区域的m3d效应的所述部分。

在一方面，提供了一种计算机程序产品，包括具有在其上记录的指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施上文的任意方法。

附图说明

图1示出了光刻系统的各种子系统的框图。

图2示出了根据实施例的用于模拟空间图像或抗蚀剂图像的方法的流程图，其中考虑m3d。

图3示意性地示出了用于使用掩模透射函数的流程图。

图4示意性地示出了图3的流程图的特殊情况。

图5示意性地示出了图案形成装置上的图案，其作为用以示出透射函数的小变化的区域和透射函数的大变化的区域的示例。

图6a示意性地示出了其中可以针对多个光刻过程导出m3d模型且将所述m3d模型存储于数据库中以供未来使用的流程图。

图6b示意性地示出了其中可以基于光刻过程从数据库检索m3d模型的流程图。

图7是示例计算机系统的框图。

图8是光刻投影设备的示意图。

图9是另一光刻投影设备的示意图。

图10是图9中的设备的更详细视图。

图11是图9和图10的设备的源收集器模块so的更详细视图。

具体实施方式

尽管本文已经具体参考了ic的制造，但是应明确理解，本文的描述具有许多其他可能的应用。例如，它可用于集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示面板、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的上下文中，本文中的术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用可以被认为分别与更上位的术语“掩模”、“衬底”或“目标部分”互换。

在本文中，术语“辐射”和“束”被用于涵盖全部类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外辐射(euv，例如具有在约5-100nm的范围内的波长)。

图案形成装置可以包括或可以构成一个或更多个设计布局。可以使用cad(计算机辅助设计)程序来产生设计布局，这种过程经常被称作eda(电子设计自动化)。大多数cad程序遵循一组预定的设计规则，以便产生功能设计布局/图案形成装置。通过处理和设计限制来设定这些规则。例如，设计规则限定电路器件(诸如栅极、电容器等)、或互连线之间的空间容许度，以便确保电路器件或线不以不被期望的方式彼此互相作用。设计规则限制中的一个或更多个可以被称为“临界尺寸”(cd)。电路的临界尺寸可以被限定为线或孔的最小宽度，或者两条线或两个孔之间的最小空间。因此，cd确定了所设计的电路的整体尺寸和密度。当然，集成电路制造中的目标中的一个是在衬底上如实地再现原始电路设计(经由图案形成装置)。

如本文中所使用的术语“掩模”或“图案形成装置”可以被宽泛地解释为指可以用于将图案化的横截面赋予入射辐射束的通用图案形成装置，所述图案化的横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案；术语“光阀”也可以用于这种情形中。除了经典掩模(透射式或反射式；二元式、相移式、混合式等)以外，其他此类图案形成装置的示例包括：

-可编程反射镜阵列。这种装置的示例是具有黏弹性控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这种设备所依据的基本原理是例如反射表面的已寻址区域将入射辐射反射为衍射辐射，而未寻址区域将入射辐射反射为非衍射辐射。在使用适当的滤光器的情况下，可以从反射束滤除所述非衍射辐射，从而仅留下衍射辐射；这样，束根据矩阵可寻址表面的寻址图案而变成图案化的。可以使用适当的电子装置来执行所需的矩阵寻址。关于这种反射镜阵列的更多信息可以从例如美国专利no.5,296,891和no.5,523,193中搜集到，该文献通过引用并入本文中。

-可编程lcd阵列。这种构造的示例在每个专利no.5,229,872中给出，该文献通过引用并入本文中。

作为简要介绍，图1图示了示例性光刻投影设备10a。主要部件为：辐射源12a，其可为深紫外线准分子激光源或包括极紫外线(euv)源的其他类型的源(如上文所讨论，光刻投影设备自身无需具有辐射源)；照射光学器件，其限定部分相干性(被表示为西格玛)且其可包括成形来自源12a的辐射的光学器件14a、16aa和16ab；图案形成装置14a；和透射光学器件16ac，其将图案形成装置图案的图像投影到衬底平面22a上。在投影器件的光瞳平面处的可调整滤光器或孔径20a可以限制投射于衬底平面22a上的束的角度的范围，其中最大可能的角度限定投影光学元件的数值孔径na＝nsin(θmax)，n为投影光学元件的最后元件与衬底之间的介质的折射率，θmax为从投影光学元件射出的仍可射于衬底平面22a上的束的最大角度。

在光刻投影设备中，源提供照射(即，辐射)至图案形成装置，投影光学元件经由图案形成装置将所述照射引导并成形到衬底上。投影光学元件可以包括部件14a、16aa、16ab和16ac中的至少一些部件。空间图像(ai)是衬底水平处的辐射强度分布。曝光衬底上的抗蚀剂层，并且将空间图像转印到抗蚀剂层以在其中作为潜影“抗蚀剂图像”(ri)。可以将抗蚀剂图像(ri)定义为抗蚀剂层中的抗蚀剂的溶解度的空间分布。可以使用抗蚀剂模型根据空间图像计算出抗蚀剂图像，可以在美国专利申请公开no.us2009-0157360中找到这种方案的示例，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。抗蚀剂模型仅与抗蚀剂层的性质有关(例如，所述性质例如是在曝光、peb和显影期间出现的化学过程的效应)。光刻投影设备的光学性质(例如源、图案形成装置和投影光学元件的性质)规定空间图像。由于可以改变用于光刻投影设备中的图案形成装置，所以可以期望使图案形成装置的光学性质与至少包括源和投影光学元件的光刻投影设备的其余部分的光学性质分离。

理解光刻过程的一个方面是理解辐射与图案形成装置的相互作用。在辐射通过图案形成装置之后的辐射的电磁场可以根据在辐射到达图案形成装置之前的辐射的电磁场和特性化该相互作用的函数确定。这个函数可以被称作掩模透射函数。

掩模透射函数可以具有多种不同形式。一种形式是二元的。二元掩模透射函数在图案形成装置上的任何给定部位处具有两个值(例如零和正的常数)中的任一个。呈二元形式的掩模透射函数可以被称作二元掩模。另一形式是连续的。即，图案形成装置的透射比的模数是图案形成装置上的部位的连续函数。透射比的相位也可以是图案形成装置上的部位的连续函数。呈连续形式的掩模透射函数可以被称作连续透射掩模(ctm)。

薄掩模近似(也被称为克希霍夫(kirchhoff)边界条件)广泛地用于简化对辐射与图案形成装置的相互作用的确定。薄掩模近似假定图案形成装置上的结构的厚度相比于波长非常小，且掩模上的结构的宽度相比于波长非常大。因此，薄掩模近似假定在图案形成装置之后的电磁场是入射电磁场与掩模透射函数的乘积。然而，由于光刻过程使用越来越短的波长的辐射且图案形成装置上的结构(“掩模3d”或“m3d”)变得越来越小，所以薄掩模近似的假定可以分解。例如，由于结构(例如顶部表面与侧壁之间的边缘)的有限厚度，辐射与所述结构的相互作用(“掩模3d效应”或“m3d效应”)可以变得显著。在掩模透射函数中涵盖这种散射可以使得掩模透射函数在捕获辐射与图案形成装置的相互作用方面更好。在薄掩模近似下的掩模透射函数可以被称作薄掩模透射函数。涵盖m3d效应的掩模透射函数可以被称作m3d掩模透射函数。

可通过诸如有限离散时域(fdtd)算法或严格耦合波导分析(rcwa)算法的严格模拟来获得m3d掩模透射函数。然而，严格模拟可以在运算上代价大。另一途径是严格模拟倾向于具有大m3d效应的结构的某些部分的m3d效应，且将此这些部分的m3d效应加至薄掩模透射函数。尽管这种途径在运算上具有较小代价，但其仍涉及严格模拟。

在本发明中，公开了根据图案形成装置薄掩模透射函数确定所述图案形成装置上的结构的m3d效应的方法。

图2是根据实施例的用于确定考虑m3d的空间图像或抗蚀剂图像的方法的流程图。在工序2005中，使用图案形成装置的薄掩模透射函数2003和m3d模型2004来确定所述图案形成装置的m3d掩模透射函数2006。m3d模型是根据薄掩模透射函数模型化m3d的模型。可以根据图案形成装置上的结构2002确定薄掩模透射函数2003。可以根据设计布局2001确定结构2002。在工序2008中，使用m3d掩模透射函数2006和投影光学元件模型2007来确定(例如模拟)空间图像2009。在可选工序2011中，可以使用空间图像2009和抗蚀剂模型2010来确定(例如模拟)抗蚀剂图像2012。

图案形成装置的掩模透射函数(例如薄掩模或m3d)是链接辐射在其与图案形成装置相互作用之前的电磁场与辐射在其与图案形成装置相互作用之后的电磁场的函数。图3示意性地示出了用于使用掩模透射函数的流程图。在工序3003中使用辐射在其与图案形成装置相互作用之前的电磁场3001和掩模透射函数3002来确定辐射在其与图案形成装置相互作用之后的电磁场3004。掩模透射函数3002可以是薄掩模透射函数。掩模透射函数3002可以是m3d掩模透射函数。以通用数学形式，可以将电磁场3001与电磁场3004之间的关系表达为ea(r)＝t(eb(r))，其中ea(r)是电磁场3004的电分量、eb(r)是电磁场3001的电分量，且t是掩模透射函数。

图4示意性地示出图3的流程，其中掩模透射函数3002是m3d掩模透射函数且是至少两个项3002a与3002b之和，其中项3002a和3002b分别表征辐射与图案形成装置的不同区域的相互作用。在工序3003的子工序3003a中，使用电磁场3001和项3002a来确定电磁场3004的部分3004a，其中该部分3004a是辐射(如由电磁场3001表示)与图案形成装置的第一区域相互作用的结果。在工序3003的子工序3003b中，使用电磁场3001和项3002b来确定电磁场3004的部分3004b，其中该部分3004b是辐射(如由电磁场3001表示)与图案形成装置的第二区域相互作用的结果。电磁场3004可以通过部分3004a和3004b之来近似。

图2中的m3d模型2004可以包括一个或多个核函数。图2中的工序2005可以包括使用该一个或更多个核函数来执行薄掩模透射函数2003的积分变换。

根据实施例，核函数可以包括线性核函数和多线性(例如双线性)核函数。线性核函数可以表示能够归因于薄掩模透射函数的相对小变化的区域的m3d效应的一部分。例如，当薄掩模透射函数是二元透射函数时，具有小变化的区域可以包括图案形成装置上的结构的扁平区域(即远离具有厚度改变的区域)。当薄掩模透射函数是ctm时，具有小变化的区域可以包括相位和模数相对于位置的导数低于阈值的区域。多线性核函数可以表示能够归因于薄掩模透射函数的相对大变化的区域的m3d效应的多个部分。例如，当薄掩模透射函数是二元透射函数时，具有大变化的区域可以包括图案形成装置上的结构的边缘和拐角附近(即，厚度改变附近)的区域。当薄掩模透射函数是ctm时，具有大变化的区域可以包括相位和模数相对于位置的导数高于阈值的区域。多线性核函数可以表示能够归因于含有透射函数的两个或更多个大变化的区域(例如包括接近于彼此的两个边缘的区域)的m3d效应的多个部分。

图5示意性地示出了图案形成装置上的图案5000，其作为用于示出透射函数的相对小变化的区域和透射函数的相对大变化的区域的示例。图案5000具有有限厚度。图案5000由沿着其周边的侧壁限定，其中在周边内，厚度是有限的正的常数且超出周边的厚度为零。具有相对小变化的区域将包括图案5000内部的远离所述周边的区域5010。能够归因于区域5010的m3d效应的部分可以由线性核函数表示。具有相对大变化的区域将包括沿着周边的边缘且远离拐角的区域5001至5006，和接近拐角的区域5021至5026。能够归因于这些区域5001至5006和5021至5026的m3d效应的部分可以由多线性核函数表示。

在示例中，可以使用以下公式根据薄掩模透射函数得出m3d掩模透射函数：

∫m(r1)m*(r2)t(r-r1，r-r2)dr1dr2+∫m(r1)r(r-r1)dr1

其中m(r)是薄掩模透射函数，t是作为多线性核函数的示例的双线性核函数，且r是线性核函数。

在另一示例中，可以使用以下公式根据薄掩模透射函数得出m3d掩模透射函数：

{∫[∫m(r1)f(r2-r1)dr1]²g(r-r2)dr2}+∫m(r1)r(r-r1)dr1即，多线性核可以通过检测边缘的核函数f和导出边缘的m3d效应的核函数g近似。在这种近似中，能够归因于含有透射函数的两个或更多个大变化的区域(例如包括彼此接近的两个边缘的区域)的m3d效应被忽略。

多线性核函数可以包括比双线性核函数高阶的核函数。例如，核函数可以包括四线性核函数，其可以表示能够归因于两个侧壁会合的边缘或侧壁与结构的周界之外的区域会合的边缘的m3d效应的多个部分。

m3d模型(例如如由核函数表示)可以随光刻过程(例如如由辐射的一个或更多个特性和图案形成装置的一个或更多个特性表示)而变化。可以针对特定光刻过程导出m3d模型。可以通过模拟获得m3d模型(例如如由核函数表示)。

图6a示意性地示出了其中可以针对多个光刻过程导出m3d模型且将所述m3d模型存储于数据库中以供未来使用的流程图。在工序6002中，使用光刻过程6001的一个或更多个特性来针对该光刻过程6001导出m3d模型6003。可以通过模拟获得m3d模型6003。将m3d模型6003存储于数据库6004中。

图6b示意性地示出了其中可以基于光刻过程从数据库检索m3d模型的流程图。在工序6005中，使用光刻过程6001的一个或更多个特性来查询数据库6004且检索针对该光刻过程6001的m3d模型6003。

图7是图示可辅助实施本文中所公开的方法、流程或设备的计算机系统100的框图。计算机系统100包括用于通信信息的总线102或其他通信机构，和与总线102耦接以用于处理信息的处理器104(或多个处理器104和105)。计算机系统100还包括耦接至总线102以用于储存待由处理器104执行的信息和指令的主存储器106，诸如随机存取存储器(ram)或其他动态储存装置。主存储器106还可以用于在待由处理器104执行的指令的执行期间储存暂时性变量或其他中间信息。计算机系统100还包括耦接至总线102以用于储存用于处理器104的静态信息和指令的只读存储器(rom)108或其他静态储存装置。设置诸如磁盘或光盘的储存装置110，且将该储存装置耦接至总线102以用于储存信息和指令。

计算机系统100可以经由总线102耦接至用于向计算机使用者显示信息的显示器112，诸如阴极射线管(crt)或平板显示器或触控面板显示器。包括字母数字键和其他键的输入装置114耦接至总线102以用于将信息和命令选择通信至处理器104。另一类型的使用者输入装置是光标控制器116(诸如鼠标、轨迹球或光标方向键)，用于将方向信息和命令选择通信至处理器104且用于控制显示器112上的光标移动。这种输入装置典型地在两个轴线(第一轴线(例如x)和第二轴线(例如y))上具有两个自由度，这允许所述装置指定平面中的位置。触摸面板(屏)显示器也可以用作输入装置。

根据一个实施例，本文描述的过程的部分可以由计算机系统100响应于处理器104执行包含在主存储器106中的一个或更多个指令的一个或更多个序列而被执行。这样的指令可以被从另一计算机可读介质(诸如储存装置110)读取到主存储器106中。包含在主存储器106中的指令的序列的执行使得处理器104执行本文描述的过程步骤中的一个或更多个。在多处理布置中的一个或更多个处理器也可以被用于执行包含在主存储器106中的指令的序列。在可替代的实施例中，硬接线电路可以用于替代软件指令或与软件指令结合。因此，本文的描述不限于硬件电路和软件的任何特定的组合。

本文中使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器104提供指令以供执行的任何介质。这样的介质可以采用很多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如储存装置110。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器106。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线102的电线。传输介质还可以采用声波或光波的形式，诸如在射频(rf)和红外(ir)数据通信期间生成的声波或光波。常见形式的计算机可读介质包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、cd-rom、dvd、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、ram、prom和eprom、flash-eprom、任何其他存储器芯片或盒、如下文中所述的载波、或计算机可以从其进行读取的任何其他介质。

各种形式的计算机可读介质可以涉及将一个或更多个指令的一个或更多个序列传送到处理器104以供执行。例如，指令最初可以承载在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并且使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统100本地的调制解调器可以在电话线上接收数据并且使用红外发射器将数据转换成红外信号。耦接到总线102的红外检测器可以接收红外信号中携带的数据并且将数据放置在总线102上。总线102将数据传送到主存储器106，处理器104从主存储器106检索并且执行指令。由主存储器106接收的指令可以可选地在由处理器104执行之前或之后储存在储存装置110上。

计算机系统100还可以包括耦接到总线102的通信接口118。通信接口118提供耦接到网络链路120的双向数据通信，所述网络链路连接到本地网络122。例如，通信接口118可以是用于提供与相应类型的电话线的数据通信连接的综合业务数字网(isdn)卡或调制解调器。作为另一示例，通信接口118可以是用于提供与兼容lan的数据通信连接的局域网(lan)卡。还可以实施无线链路。在任何这样的实施方式中，通信接口118发送和接收携带表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。

网络链路120典型地通过一个或更多个网络提供到其他数据装置的数据通信。例如，网络链路120可以通过本地网络122提供到主计算机124或到由因特网服务提供商(isp)126操作的数据设备的连接。isp126又通过现在通常称为“因特网”128的全球分组数据通信网络提供数据通信服务。本地网络122和因特网628两者都使用携带数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。通过各种网络的信号和在网络链路120上并且通过通信接口118的信号(其将数字数据传送到计算机系统100和从计算机系统100传送数字数据)是输送信息的载波的示例性形式。

计算机系统100可以通过网络、网络链路120和通信接口118发送消息和接收数据，包括程序代码。在因特网示例中，服务器130可以通过因特网128、isp126、本地网络122和通信接口118传输用于应用程序的所请求的代码。例如，一个这样的下载的应用可以提供本文中描述一个或更多个过程步骤。所接收的代码可以在被接收时由处理器104执行，和/或储存在储存装置110或其他非易失性储存器中以供稍后执行。以这种方式，计算机系统100可以获取呈载波的形式的应用代码。

图8示意性地描绘了一种示例性光刻投影设备，器照射可以利用本文描述的方法进行优化。所述设备包括：

-照射系统il，用于调节辐射束b。在这种特定情况下，照射系统还包括辐射源so；

-第一物体台(例如图案形成装置台)mt，具有用于保持图案形成装置ma(例如，掩模台)的图案形成装置保持器并连接到用于相对于项ps来准确地定位图案形成装置的第一定位器；

-第二物体台(衬底台)wt，具有用于保持衬底w(例如涂覆有抗蚀剂的硅晶片)的衬底保持器并连接到用于相对于项ps来准确地定位衬底的第二定位器；

-投影系统(“透镜”)ps(例如，折射、反射或反射折射光学系统)，用于将图案形成装置ma的被辐射部分成像到衬底w的目标部分c(例如包括一个或更多个管芯)上。

如本文所描绘的，所述设备属于透射型(例如，采用透射型图案形成装置)。然而，一般而言，它可以属于反射型(例如，采用反射型图案形成装置)。所述设备可以采用与经典掩模不同种类的图案形成装置；示例包括可编程反射镜阵列或lcd矩阵。

源so(例如汞灯或准分子激光、激光产生等离子体(lpp)euv源)产生辐射束。例如，这个束直接地或在已横穿诸如扩束器ex的调节装置之后馈送至照射系统(照射器)il中。照射器il可以包括调整装置ad，用于设定束中的强度分布的外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称作σ-外部和σ-内部)。另外，照射器il通常会包括各种其他部件，诸如积光器in和聚光器co。这样，照射于图案形成装置ma上的束b在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。

关于图8，应注意，虽然源so可以在光刻投影设备的外壳内(这经常是当源so为例如汞灯时的情况)，但它也可以远离光刻投影设备，它所产生的辐射束被引导到该设备中(例如，借助于适当的定向反射镜)；后一情形经常是当源so为准分子激光(例如，基于krf、arf或f2激光作用)时的情况。

束pb随后截断于被保持于图案形成装置台mt上的图案形成装置ma。在已横穿图案形成装置ma的情况下，束pb传递通过透镜pl，该透镜pl将所述束b聚焦到衬底w的目标部分c上。借助于第二定位装置pw2(和干涉测量装置if)，可以准确地移动衬底台wt，例如，以便将不同目标部分c定位在束pb的路径中。类似地，第一定位装置可以用于例如在从图案形成装置库机械地检索图案形成装置ma之后或在扫描期间相对于束b的路径来准确地定位图案形成装置ma。通常，将借助于未在图8中明确地描绘的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现物体台mt、wt的移动。然而，在步进器(与步进扫描工具相反)的情况下，图案形成装置台mt可以仅连接到短行程致动器，或者可以是固定的。

所描绘的工具可以用于两种不同的模式中：

-在步进模式下，将图案形成装置台mt保持基本静止，并且将整个图案形成装置图像一次投影(即，单一“闪光”)到目标部分c上。然后，使衬底台wt在x和/或y方向上移位，以使得不同的目标部分c可以被束pb辐射。

-在扫描模式下，除了单次“闪光”中不曝光给定目标部分c之外，基本上适用于相同的情形。可替代地，图案形成装置台mt能够在给定方向(所谓的“扫描方向”，例如y方向)上以速率v移动，以使得投影束b在图案形成装置图像上进行扫描；同时，衬底台wt以速率v＝mv在相同或相反方向上同时移动，其中，m是透镜pl的放大率(典型地m＝1/4或1/5)。这样，可以在不必折中分辨率的情况下曝光相对大的目标部分c。

图9示意性地描绘了另一种示例性光刻投影设备1000，其照射可以利用本文描述的方法进行优化。

所述光刻投影设备1000包括：

-源收集器模块so；

-照射系统(照射器)il，配置成调节辐射束b(例如euv辐射)。

-支撑结构(例如图案形成装置台)mt，构造成支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)ma并且连接到第一定位器pm，所述第一定位器pm配置成准确地定位图案形成装置；

-衬底台(例如，晶片台)wt，构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)w并且连接到第二定位器pw，所述第二定位器pm配置成准确地定位衬底；和

-投影系统(例如反射式投影系统)ps，配置成将由图案形成装置ma赋予辐射束b的图案投影到衬底w的目标部分c(例如包括一个或更多个管芯)上。

如此处所描绘的，所述设备1000属于反射型(例如，采用反射型图案形成装置)。应该注意的是，由于大多数材料在euv波长范围内具有吸收性，所以图案形成装置可以具有包括例如钼和硅的多叠层的多层反射器。在一个示例中，多叠层反射器具有钼和硅的40个层对，其中，每一层的厚度为四分之一波长。可以利用x射线光刻术来产生甚至更小的波长。由于大多数材料在euv和x射线波长下具有吸收性，所以图案形成装置形貌或拓扑(topography)上的图案化的吸收材料的薄片(例如，多层反射器的顶部上的tan吸收体)限定特征将印刷(正型抗蚀剂)或不印刷(负型抗蚀剂)的地方。

参照图9，所述照射器il接收从源收集器模块so发出的极紫外辐射束。用于产生euv辐射的方法包括但不必限于将材料转换为等离子体状态，该材料具有在euv范围内具有一个或更多个发射线的至少一种元素(例如氙、锂或锡)。在通常称为激光产生等离子体(“lpp”)的一种这样的方法中，等离子体可以通过以激光束辐射燃料来产生，燃料例如是具有线发射元素的材料的液滴、束流或簇。源收集器模块so可以是包括用于提供激发燃料的激光束的激光器(图9中未示出)的euv辐射系统的一部分。所得到的等离子体发射输出辐射，例如euv辐射，其通过使用设置在源收集器模块内的辐射收集器收集。激光器和源收集器模块可以是分立的实体，例如当使用co2激光器提供用于燃料激发的激光束时。

在这些情况下，不会将激光器看作是构成光刻设备的一部分，并且借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统，辐射束b被从激光器传递到源收集器模块。在其它情况下，所述源可以是源收集器模块的组成部分，例如，当所述源是放电产生等离子体euv产生器(通常被称为dpp源)时。

所述照射器il可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器。通常，可以调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称为σ-外部和σ-内部)。此外，所述照射器il可以包括各种其它部件，诸如琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置。所述照射器可以用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所期望的均匀性和强度分布。

所述辐射束b入射到保持在支撑结构(例如，图案形成装置台)mt上的图案形成装置(例如，掩模)ma上，并且通过图案形成装置来形成图案。已经被图案形成装置(例如，掩模)ma反射后，所述辐射束b穿过投影系统ps，所述投影系统将辐射束聚焦到所述衬底w的目标部分c上。借助于第二定位装器pw和位置传感器ps2(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)，可以准确地移动所述衬底台wt，例如以便将不同的目标部分c定位于所述辐射束b的路径中。类似地，可以将所述第一定位器pm和另一个位置传感器ps1用于相对于所述辐射束b的路径准确地定位图案形成装置(例如，掩模)ma。可以使用图案形成装置对准标记m1、m2和衬底对准标记p1、p2来对准图案形成装置(例如，掩模)ma和衬底w。

所描绘出的设备1000可以用于下列模式中的至少一种：

1.在步进模式中，在将支撑结构(例如图案形成装置台)mt和衬底台wt保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分c上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台wt沿x和/或y方向移动，使得可以对不同目标部分c曝光。

2.在扫描模式中，在对支撑结构(例如图案形成装置台)mt和衬底台wt同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分c上(即，单一的动态曝光)。衬底台wt相对于支撑结构(例如图案形成装置台)mt的速度和方向可以通过投影系统ps的放大(缩小)率和图像反转特性来确定。

3.在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如图案形成装置台)mt保持为基本静止，并且在对所述衬底台wt进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分c上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台wt的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(诸如，如上所提及类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

图10更详细地示出设备1000，包括源收集器模块so、照射系统il以及投影系统ps。源收集器模块so构造和布置成将真空环境维持在源收集器模块so的围封结构220中。发射euv辐射的等离子体210可以由放电产生等离子体源形成。euv辐射可以通过气体或蒸汽产生，例如氙气、锂蒸汽或锡蒸汽，其中产生极热的等离子体210以发射在电磁光谱的euv范围内的辐射。例如，通过引起至少部分地电离的等离子体的放电而产生极热的等离子体210。为了有效产生辐射，可能需要为例如分压为10pa的xe、li、sn蒸汽或任何其他适当的气体或蒸汽。在一实施例中，提供被激发的锡(sn)的等离子体以产生euv辐射。

由热等离子体210发射的辐射经由定位于源腔室211中的开口中或后方的可选的气体阻挡件或污染物截留器230(在一些情况下，也被称作污染物阻挡件或箔片阱)而从源腔室211传递到收集器腔室212中。污染物截留器230可以包括通道结构。污染物截留器230也可以包括气体阻挡件，或气体阻挡件与通道结构的组合。如本领域中已知的，本文中进一步示出的污染物截留器或污染物阻挡件230至少包括通道结构。

收集器腔室211可以包括可以是所谓的掠入射收集器的辐射收集器co。辐射收集器co具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。横穿收集器co的辐射可以由光栅光谱滤光器240反射，然后沿着点划线‘o’所指示的光轴而聚焦在虚源点if处。虚源点if通常被称作中间焦点，并且源收集器模块被布置成使得中间焦点if位于围封结构220中的开口221处或附近。虚源点if是辐射发射等离子体210的图像。

随后，辐射横穿照射系统il，该照射系统il可以包括琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24，该琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24被布置成提供在图案形成装置ma处具有期望的角分布的辐射束21，以及在图案形成装置ma处具有期望的均匀性的辐射强度。在辐射束21在由支撑结构mt保持的图案形成装置ma处反射之后，形成图案化的束26，并且通过投影系统ps将图案化的束26经由反射元件28、30而成像到由衬底台wt保持的衬底w上。

在照射光学器件单元il和投影系统ps中通常可以存在比示出的元件更多的元件。依赖于光刻设备的类型，可以可选地呈现光栅光谱滤光器240。此外，可以存在比图中示出的反射镜更多的反射镜，例如在投影系统ps中可以存在在图10中示出的元件以外的1-6个附加的反射元件。

如图10所示的收集器光学器件co被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器，仅作为收集器(或收集器反射镜)的示例。掠入射反射器253、254和255设置成围绕光轴o轴对称，并且这种类型的收集器光学器件co可以与经常被称作dpp源的放电产生等离子体源组合使用。

可替代地，源收集器模块so可以是如图11所示的lpp辐射系统的一部分。激光器la布置成将激光能量沉积到诸如氙(xe)、锡(sn)或锂(li)的燃料中，从而产生具有几十电子伏特的电子温度的高度电离的等离子体210。在这些离子的去激发(de-excitation)和再结合或复合期间产生的高能辐射从等离子体发射，由近正入射收集器光学器件co收集，并且聚焦到围封结构220中的开口221上。

美国专利申请公开no.us2013-0179847的全文通过引用并入本文。

所述实施例还可以使用下列方面进行描述：

1.一种方法，包括：

获得图案形成装置的薄掩模透射函数和用于光刻过程的m3d模型，其中所述薄掩模透射函数是连续透射掩模，所述m3d模型至少表示能够归因于所述图案形成装置上的结构的多边缘的m3d效应的一部分；

通过使用所述薄掩模透射函数和所述m3d模型确定所述图案形成装置的m3d掩模透射函数；和

通过使用所述m3d掩模透射函数确定由所述图案形成装置和所述光刻过程产生的空间图像。

2.根据方面1所述的方法，其中，所述m3d模型还表示能够归因于所述图案形成装置上的结构的两条侧壁会合的边缘、或能够归因于所述图案形成装置上的结构的侧壁与所述结构的周界之外的区域会合的边缘的m3d效应的一部分。

3.根据方面1或方面2所述的方法，其中，所述m3d模型还表示能够归因于沿着所述图案形成装置上的结构的周界的区域的m3d效应的一部分。

4.根据方面1-3中任一项所述的方法，其中，所述m3d模型还表示能够归因于其中所述薄掩模透射函数的变化低于第一阈值的区域的m3d效应的一部分，或能够归因于其中所述薄掩模透射函数的变化高于第二阈值的区域的m3d效应的一部分。

5.根据方面1-4中任一项所述的方法，其中，所述m3d模型还表示能够归因于结构的远离所述图案形成装置上的所述结构的周界的区域的m3d效应的一部分。

6.根据方面1-5中任一项所述的方法，还包括使用所述空间图像确定抗蚀剂图像。

7.根据方面6所述的方法，其中，确定所述抗蚀剂图像包括使用在所述光刻过程使用的抗蚀剂的模型。

8.根据方面1-7中任一项所述的方法，还包括根据所述图案形成装置上的结构确定所述薄掩模透射函数。

9.根据方面8所述的方法，还包括由设计布局确定所述结构。

10.根据方面1-9中任一项所述的方法，其中，确定所述抗蚀剂图像包括使用在所述光刻过程使用的投影光学元件的模型。

11.根据方面1-10中任一项所述的方法，其中，确定所述空间图像包括通过使用m3d掩模透射函数和在辐射与所述图案形成装置相互作用之前的所述辐射的电磁场确定在辐射与所述图案形成装置相互作用之后的所述辐射的电磁场。

12.根据方面1-11中任一项所述的方法，其中，所述m3d掩模透射函数包括至少第一项和第二项，所述第一项和第二项分别表征辐射与所述图案形成装置的第一区域和第二区域的相互作用。

13.根据方面1-12中任一项所述的方法，其中，所述m3d模型包括多个核函数，确定所述m3d掩模透射函数包括使用所述核函数执行所述薄掩模透射函数的积分变换。

14.根据方面1-13中任一项所述的方法，其中，所述m3d模型包括第一核函数和第二核函数，其中所述第一核函数是线性的，所述第二核函数是多线性的。

15.根据方面14所述的方法，其中，所述第二核函数是双线性的。

16.根据方面14所述的方法，其中，所述第二核函数是四线性核函数。

17.根据方面16所述的方法，其中，所述四线性核函数表示能够归因于所述图案形成装置上的结构的两条侧壁会合的边缘、或能够归因于所述图案形成装置上的结构的侧壁与所述结构的周界之外的区域会合的边缘的m3d效应的一部分。

18.根据方面14-17中任一项所述的方法，其中，所述第二核函数表示能够归因于所述图案形成装置上的结构的多条边缘的m3d效应的所述部分。

19.根据方面14-18中任一项所述的方法，其中，所述第二核函数表示能够归因于沿着所述图案形成装置上的结构的周界的区域的m3d效应的一部分。

20.根据方面14-19中任一项所述的方法，其中，所述第一核函数表示能够归因于其中所述薄掩模透射函数的变化低于第一阈值的区域的m3d效应的所述部分，所述第二核函数表示能够归因于其中所述薄掩模透射函数的变化高于第二阈值的区域的m3d效应的所述部分。

21.根据方面14-20中任一项所述的方法，其中，所述第一核函数表示能够归因于结构的远离所述图案形成装置上的所述结构的周界的区域的m3d效应的所述部分。

22.一种计算机程序产品，包括在其上记录指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施方面1-21中任一项所述的方法。

本文中所公开的构思可以模拟或以数学方法对用于使亚波长特征成像的任何通用的成像系统进行建模，并且可以尤其与能够产生越来越短的波长的新兴成像技术一起使用。已经处于使用中的新兴技术包括能够通过使用arf激光器来产生193nm波长并且甚至能够通过使用氟激光器来产生157nm波长的极紫外(euv)、duv光刻术。此外，euv光刻术能够通过使用同步加速器或通过利用高能电子来撞击材料(固体或等离子体)产生5nm至20nm范围内的波长，以便产生该范围内的光子。

虽然本文公开的构思可以用于在衬底(诸如硅晶片)上成像，但是应当理解，所公开的构思可以与任何类型的光刻成像系统一起适用，例如用于在除了硅晶片之外的衬底上成像的光刻成像系统。

上文描述旨在是示例性的而不是限制性的。因此，本领域的技术人员将明白，在不背离下面阐述的权利要求书的范围的情况下，可以对所描述的发明进行修改。