专利名称：用于改进临界尺寸计算中使用的光刻胶模型的校准的方法、程序产品以及设备的制作方法
技术领域：
0002本公开通常涉及对临界尺寸计算中使用的光刻胶模型的校准，例如用在仿真方法和程序中，更具体地说，涉及使用包括在不同方向上具有不同扩散长度的高斯核的光刻胶校准模型的校准。
背景技术：
0003光刻装置可用于例如集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，掩模可以包含与IC的单层相对应的电路图案，并且，可以将该图案成像到涂有辐射敏感材料层(光刻胶)的衬底(硅晶片)上的目标部分(包括一个或多个管芯)。通常，单晶片将包含由邻近的目标部分组成的整个网络，并且，通过投影系统连续且一次一个地对这些目标部分进行照射。在一种类型的光刻投影装置中，通过一次性将整个掩模图案曝光到目标部分上对每个目标部分进行照射，这样的装置通常称为晶片步进机(stepper)。在通常称为步进扫描(step-and-scan)装置的另一种装置中，在给定参考方向(“扫描”方向)的投影光束下，通过渐进扫描掩模图案来照射每个目标部分，同时平行于该方向或逆平行于该方向同步地扫描衬底台。通常，因为投影系统会带有放大因数M(通常＞1)，所以扫描衬底台的速度V将是扫描掩模台速度的M倍。可以从US6046792中得到关于此处描述的光刻设备的更多信息，在此通过引用将其内容结合于本文。
0004在使用光刻投影装置的制造过程中，将掩模图案成像到衬底上，该衬底至少部分覆盖了辐射敏感材料层(光刻胶)。在该成像步骤之前，衬底可能经历了各种工序，如涂底、涂敷光刻胶以及软烘焙。在曝光之后，该衬底可以进行其它工序，如曝光后烘焙(PEB)、显影、硬烘焙以及成像特征的测量/检查。以这个工序序列为基础来形成装置的单层如IC的图案。然后，这样的形成图案的层可以经历各种工序，如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属喷镀、氧化、化学机械抛光等等，所有的工序旨在完成单层。如果需要几个层，则必须为每个新层重复所述完整工序或其变体。最后，一排器件将会出呈现在衬底(晶片)上。然后通过诸如切割或锯割之类的技术将这些器件彼此分割开，这样就可以将各个器件安装到载体上、或者连到管脚上，等等。
0005为简单起见，此后将投影系统称作“光学系统”，然而，应当将这个术语广泛地解释为包括各种类型的投影系统，例如包括折射光学系统、反射光学系统以及兼有反射和折射的系统。照射系统也可以包括依照任何这些设计类型操作的、用于引导、定形或者控制照射投影光束的组件，并且在下文中，也可以共同地或单独地将这些组件称作“透镜”。此外，光刻设备可以是具有两个或多个衬底台(和/或两个或更多掩模台)的类型。在这种“多级”装置中，可以并行地使用额外的台，或者在一个或多个其它台用于曝光的同时，在一个或多个台上执行准备步骤。在US 5969441中说明了双级光刻设备，在此通过引用将其内容结合于本文。
0006上面提到的光刻掩模包括对应于要集成到硅晶片上的电路组件的几何图案。用于创建这种掩模的图案是利用CAD(计算机辅助设计)程序生成的，这个过程通常称作EDA(电子设计自动化)。大多数CAD程序按照一组预定的设计规则来创建功能掩模。这些规则是由处理技术和设计限制来设定的。例如，设计规则规定电路器件(如栅、电容器等)或者互连导线之间的间隔公差，以确保电路器件或导线之间不会以不希望的方式相互影响。电路的临界尺寸可以定义为导线或导孔的最小宽度或者两条导线或两个导孔之间的最小间隔。从而，CD确定了所设计电路的整体尺寸和密度。
0007当在k1很低的情况下进行光刻成像时，其中k1＜0.35，并且如下定义k1k1＝0.5×(特征节距)×(数值孔径)/(曝光波长)，这与在低于1/2到1/3曝光波长(λ)的情况下形成IC的设计图案是相同的。对于ArF曝光源，λ＝193nm，光刻工艺需要形成90nm到65nm的IC特征图案。
0008当前，为了开发实用的光刻光刻胶工艺，通常首先使用光刻仿真工具进行工艺优化。随后，执行实际晶片印制检验。这有助于加速开发周期，减少成本，并允许通过仿真来执行更鲁棒且易于控制的优化。现在的问题是在使用仿真工具时，如何确保足够准确地预测光刻胶CD。在仿真过程中，光刻胶模型校准是一个关键因素，而仿真模型的鲁棒性是另一个重要因素。
0009在典型的光刻仿真中，有三个基本步骤。第一步是为所述的特性计算空间像(aerial image)。空间像计算是根据曝光工具的光学设置来进行的，这些设置包括例如数值孔径、曝光波长等等。可以使用已知的仿真工具、如MaskTools’LithoCruiserTM来执行空间像计算。
0010第二步是执行曝光后烘焙步骤。在使用化学放大的光刻胶的实际晶片印制中，这个步骤是非常重要的。该步骤提供了两个功能(1)由于加热的缘故，允许进行感光速度的化学放大，并且(2)使驻波效应引起的光刻胶CD摆动最小化，这是通过扩散在曝光期间产生的光致酸液来完成的。扩散长度或范围可以在0到50nm或更多的范围之内。
0011第三步是基于扩散的空间像来显影光刻胶图案。
0012对于第二和第三步，基本上已经确定了两种用于光刻仿真的方法。一种方法是使用第一原理PEB模型，另一个第一原理光刻胶显影模型遵循了此模型。第一原理模型由Dill等人于1975年首先提出。在19世纪80年代中期，Lin和Mack分别提出了另一种形式的光刻胶显影模型，或称集总参数模型(LPM)。该方法以集总参数系统的方式来模拟光刻胶的图案形成。在LPM中，基于光刻胶的特性如对比度(灰度系数)、厚度、图像阈值以及显影速度等来计算光刻胶CD。对于仿真预测，LPM光刻胶显影模型通常与简化的扩散函数或核进行卷积。这对仿真PEB效应来说是必不可少的。
0013在计算方面，基于第一原理的光刻胶仿真模型通常对计算提出了更多的要求。然而，尽管使用这样的模型，但还是难以准确地完全说明在PEB和光刻胶显影步骤中发生了什么。对于现代光刻胶系统，使用通用模型来准确地表示不同光刻胶配方(formulation)的化学反应行为是极其困难的。当在非常低的k1下成像时，第一原理模型具有以下缺点不能令人满意地预测光刻胶临界尺寸(CD)，并且由于更复杂的方程的缘故，计算时间不得不延长。
0014就处理时间而言，光刻胶CD预测的LPM计算可以非常快，因为这种计算需要更少数量的集总参数。传统上，行业的印象是，由于利用集总的且通常过于简化的参数，光刻胶CD的预测不够准确。然而，近几年由于难于及时地为各种光刻胶配方开发出具体的物理模型，所以人们将更多的注意力投向了LPM，以期改进准确度。一个关键之处是将LPM与复杂的线性扩散函数或核进行卷积。在过去，线性扩散核是具有给定宽度的单个的高斯函数。
0015Brunner等人已经提出了亚-nm精度的CD预测，这可以与T.Brunner等人在2004年的2004 SPIE会议上发表的论文“Impact ofresist blur on MEF，OPC and CD control”中的物理光刻胶模型相比，或比该模型更好，在此通过引用将其全部内容结合于本文。在Brunner的著作中，将使用在不同方向(当在3维中考虑时是“圆形形式”或“球形形式”，见图4A)上具有相同扩散长度的高斯扩散核看作图像“模糊”函数或调制传递函数(MTF)。正如Brunner所解释的，作为一种校准手段，调整每个高斯核的长度或者相应的MTF的长度可以预测准确的光刻胶CD以及随后的LPM。
0016然而，在Brunner等人的著作中，仿真过程中所用的高斯扩散核在不同方向(“圆形”或“球形”)上均具有相同的扩散长度。如下文中进一步解释的，这会导致光刻胶CD校准中的一些局限。本发明的一个目的是提供克服这些限制的仿真过程。
发明内容
0017本公开涉及一种用于校准在临界尺寸(CD)计算中使用的光刻胶模型的方法、计算机产品以及设备。根据本发明的仿真过程，基于用于在晶片上形成光刻胶的光学工具获得指示光刻胶中能量数量的剂量函数。将该剂量函数与卷积核进行卷积得到改进的剂量函数。重要之处在于，该卷积核可在x，y和z每一个方向上具有可变的扩散长度。
0018将改进的剂量函数转换成CD值，然后可以将它与目标值进行比较。如果有必要，可以基于比较结果来调整所述核的扩散长度，以便使基于改进的剂量函数得到的仿真CD值在某个预定误差标准内与实际的图像结果相一致。
0019卷积核可以包括多个高斯核，每个这样的核具有不同方向上的可变扩散长度。例如，在该仿真过程中使用的核包括8个由以下公式所表示的高斯核WzW1 G(Lx1，Ly1，Lz1；x，y，z)+WzW2 G(Lx2，Ly1，Lz1；x，y，z)+WzW3 G(Lx1，Ly2，Lz1；x，y，z)+Wz(1-W1-W2-W3)G(Lx2，Ly2，Lz1；x，y，z)+(1-Wz)W1 G(Lx1，Ly1，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)W2 G(Lx2，Ly1，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)W3 G(Lx1，Ly2，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)(1-W1-W2-W3) G(Lx2，Ly2，Lz2；x，y，z)，其中Lx1、Ly1和Lz1分别是x、y和z方向上的第一组扩散长度，Lx2、Ly2和Lz2分别是x、y和z方向上的第二组扩散长度，而W1、W2、W3和Wz是权。权W1、W2、W3和Wz可以是非负的，权W1、W2、W3不大于于1，且权Wz也不大于1。重要之处在于，如上所述，在给定的高斯核以及每个高斯核中，x、y和z方向上的扩散长度可以是彼此不同的。
0020因为每个高斯核在不同方向上具有可变扩散长度，因此在非常低的k1成像条件下预测2维或3维特征/光刻胶图案时，CD可预测性可以得到增强。独立的，调整X、Y和Z方向的高斯长度的标准和是可能的。因而，可以实现光刻胶CD校准方面的灵活性。
0021尽管本文具体地指明了本发明在IC制造方面的应用，但是应当清楚地理解本发明具有许多其它可能的应用。例如，可以将它可以应用于集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测模式(guidance and detectionpatterns)、液晶显示面板，薄膜磁头等的制造当中。本领域技术人员能够理解，在这些可选应用的范围内，应当将正文中术语“中间掩模”、“晶片”或“管芯”的任何使用理解为可以分别由更一般的术语“掩模”、“衬底”以及“目标部分”来取代。
0022通过参考以下详细说明以及附图，可以更好地理解发明本身及其更多的目的和优点。
0023图1是示例性流程图，它示出根据本发明的一个实施例校准在临界尺寸(CD)计算中所使用的光刻胶模型的方法。
0024图2是示例性流程图，它示出图1的步骤10中仿真剂量曲线的过程。
0025图3是示例性流程图，它示出图1的步骤12中得到改进的剂量函数的过程。
0026图4A是示意图，它示例性示出根据本发明一个实施例在x、y和z方向上的扩散长度；图4B是示意图，它示例性示出现有仿真技术中使用的x、y和z方向上的相同扩散长度。
0027图5是示例性流程图，它示出图1的步骤14中的光刻胶显影仿真。
0028图6是示例性图表，它示出根据本发明一个实施例的全线节距(through pitch)CD的校准性能比较。
0029图7是示例性图表，它示出根据本发明一个实施例使用校准模型来预测通过聚焦和曝光(FEM)的光刻胶CD的实例。
0030图8是利用本发明一个实施例以及现有技术用来获得校准结果的砖壁图案的实例。
0031图9A是根据本发明一个实施例的校准结果的实例；图9B是利用现有技术得到的校准结果的实例。
0032图10是说明计算机系统100的框图，该系统可以实施根据本发明实施例的CD校准。
0033图11示意性地示出一种光刻投影设备，该设备适于与借助于本发明的一个实施例而设计的掩模一起使用。
具体实施例方式
0034如上所述，根据本发明的仿真过程，使用由高斯核之和组成的卷积核来计算光刻胶性能提高光刻胶CD校准，其中每个高斯核在不同方向上具有不同扩散长度。此外，使用多个高斯核能得到更高的精度和更好的校准。
0035图1是示例性流程图，它说明根据本发明的一个实施例校准临界尺寸(CD)计算中所使用的光刻胶的基本步骤。该过程的第一步，即步骤10，是产生剂量函数。可以利用已知的光刻仿真技术/程序、如MaskTools’LithoCruiserTM来产生剂量函数。众所周知，剂量函数是照明系统和处理所用到的函数。该剂量函数表示逐点基础上光刻胶内的能量数量。
0036仿真过程的第二步，即步骤12，是通过将该剂量函数与卷积核进行卷积来得到改进的剂量函数。接下来的步骤，即步骤14，是得到仿真的光刻胶图案，如基于改进的剂量函数的CD值或者2维或3维轮廓(contour)。可以利用现有的显影仿真工具、如MaskTools’LithoCruiserTM来执行步骤14。在步骤14结束时，可以得到仿真的光刻胶CD或轮廓。在最初校准仿真工具以确定要使用的核时，将步骤14的结果与实际成像结果进行比较，而这些可以通过使用在仿真过程中使用的相同的系统、过程以及目标特征来执行。如果仿真的结果在一些预定误差标准之内与实际结果相匹配，则完成仿真过程。然而，如果仿真的结果落在可接受的误差范围之外，则调整扩散长度和权并且计算新的改进剂量函数。利用新的剂量函数来计算所得的仿真结果图案，并再次执行与实际成像过程的比较。继续该过程直到确定可接受的改进剂量函数为止。图1的步骤16、18和20说明了该过程。更具体地说，在步骤16，执行仿真的光刻胶图案与实际光刻胶图案之间的比较。在步骤18，如果仿真的光刻胶图案不处于预定容限内，则该过程进入步骤20来调整扩散长度、权、或者高斯核的其它光刻胶显影参数。重复执行步骤12-18直到仿真结果图案处于预定误差容限内为止。要注意的是，可以使用样本CD的测量值和/或光刻胶断面图的2维或3维轮廓来执行该步骤中的比较过程。
0037图2是示例性流程图，说明了图1的步骤10中仿真剂量函数的过程。定义要使用的照明系统、过程以及目标图案(步骤21)。然后，对使用所定义的系统和过程的目标图案的成像进行仿真(步骤22)，并确定用于光刻胶的剂量函数(步骤24)。该剂量函数表示光刻胶中每个点处的光刻胶内部的能量强度(即，剂量)。
0038步骤21-26中说明的过程是本领域技术人员所熟知的。注意，物理和试验模型都可以用于步骤21-26执行的仿真过程中。
0039图3是示例性流程图，说明了图1的步骤12中获取改进的剂量函数的过程。通常，步骤30-34产生改进的剂量函数，从该函数中可以得到仿真的光刻胶CD值。具体地说，在步骤30中，从步骤26中得到剂量函数。例如，可以从另一台仿真器或计算机中得到该剂量函数。接着，将该剂量函数与高斯核进行卷积(步骤32)，得到改进的剂量函数(步骤34)。
0040现在，对与剂量函数进行卷积的高斯核进行说明。在x方向上具有固定扩散长度L的1维高斯卷积核用下面的公式来表示G(L;x)=1L2πe-x2/2L2]]>00413维高斯卷积核表示如下G(L，M，N；x，y，z)＝G(L；x)G(M；y)G(N；z)0042L、M和N分别表示与x、y和z方向对应的扩散长度。根据3维高斯卷积核，在光刻胶CD校准优化之后，x、y和z方向的扩散长度不一定相同。
0043如上所述，剂量函数表示光刻胶内部的能量强度。执行剂量函数与高斯核的卷积，以便平滑光刻胶中的能量强度。扩散长度是高斯核的数学特性，它控制能量强度的平滑。较长的扩散长度意味着光刻胶中的能量强度更加平滑。在现有技术中，在x、y和z方向上执行等量的平滑能量强度(见图4B)。另一方面，在这个实施例中，在x、y和z方向上分别执行不同数量的平滑能量强度(见图4A)。具体地说，剂量函数与高斯核的卷积导致了光刻胶中的能量强度的平均 平均了一点处的剂量和该点附近的剂量。核的扩散长度表示在每个相应方向上光刻胶中每个点处有多少能量强度得到平滑。重要之处在于，如上所述，在给定的实施例中，三个变量x、y和z中的每一个可以具有不同的扩散长度。
0044图4A是示意图，它示例性地说明了根据本发明一个实施例的x、y和z方向上的扩散长度。相反，图4B说明x、y和z的扩散长变是相等的，这一点已为现有技术采用。在这个实施例中，可以将扩散长度设置成椭圆的(因为可以在不同方向上设定扩散长度)，然而，如Brunner的文章所述，现有技术中只能将它们设成圆形的(因为在不同方向上使用了相同的扩散长度)。
0045而且，本发明的给定实施例中可以使用多于一个高斯核。多于一个高斯核使同时进行大量或少量平滑成为可能。换言之，剂量函数可以与具有较小扩散长度的高斯核进行卷积，而这仅提供称不上多的平滑。同时，剂量函数还可以与具有较长扩散长度的另一高斯核进行卷积，而这提供了大量平滑。可以根据需要改变这两种卷积的相对影响。
0046在给定的实施例中，使用以下的高斯核，该高斯核是8个高斯的加权和。可以通过仿真器、如MaskTools’LithoCruiserTM，来执行卷积。
WzW1 G(Lx1，Ly1，Lz1；x，y，z)+WzW2 G(Lx2，Ly1，Lz1；x，y，z)+WzW3 G(Lx1，Ly2，Lz1；x，y，z)+Wz(1-W1-W2-W3) G(Lx2，Ly2，Lz1；x，y，z)+(1-Wz)W1 G(Lx1，Ly1，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)W2 G(Lx2，Ly1，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)W3 G(Lx1，Ly2，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)(1-W1-W2-W3) G(Lx2，Ly2，Lz2；x，y，z)0047在前面的高斯核中，有6个扩散长度Lx1、Lx2、Ly1、Ly2、Lz1和Lz2(在本例中，x、y和z方向均具有两个扩散长度(每个方向不局限于两个扩散长度))，以及4个非负权W1、W2、W3和Wz。最先的三个权之和不超过1，并且Wz是z方向的相对权，它也不超过1。这些参数是在校准过程中确定并优化的(见图1的步骤20)。
0048如上所述，x、y和z方向的扩散长度最初可以由程序选定或者预定在一些初始值，例如，光刻工程师可以要求提供可接受的结果。然而，一旦开始校准过程，该过程将以上述方式来确定扩散长度的优化值。
0049如上所述，剂量函数与核的卷积得到了改进的剂量函数。改进的剂量函数表示光刻胶内部的经过平滑的能量强度。注意，一旦该改进的剂量函数得到了优化，则可以利用该改进的剂量函数来准确地仿真使用给定照明系统和过程的各种掩模图案。
0050要注意的是，为了对函数和高斯进行卷积，必须在所有实数的集合上定义该函数。如果仅在实数的有限子集上定义该函数，则需要该定义扩展到原始子集以外。
0051有两种标准方法来考虑边界条件1)周期性扩展；和2)恒定扩展。
0052由于傅立叶变换将卷积转换成乘积，并将实空间中的高斯核转换成傅立叶(频率)空间中的相似高斯核，因此可以在傅立叶空间中有效地进行周期性扩展。恒定扩展假定最左边和最右边的函数值无限扩展。恒定扩展概念简单但不是很有效。对于水平扩散来说，因为假设掩模是周期性的，因此光刻胶中的每个水平面也是周期性的。从而，可以用光刻胶图像的相同副本来平铺(tiled)该平面。垂直扩散可以使用光刻胶的周期性扩展，该光刻胶的顶部置有反向拷贝。
0053图5是示例性流程图，它说明了图1的步骤14中的光刻胶显影仿真步骤。在光刻胶显影仿真中，得到了改进的剂量函数(步骤50)，然后将其转化成CD值或轮廓(步骤52)。可以利用已知的光刻仿真工具、如MaskTools’LithoCruiserTM来执行该过程。
0054返回到图1，如上所述，将得到的CD值(或轮廓)与目标值进行比较(步骤16)。通过测量实际晶片得到目标值。通过使用以得到剂量函数的光学工具来准备将要测量的实际晶片。当CD值在容限之内、即等于或接近目标值(步骤18是)时，则完成CD校准。一旦选定了最好的扩散长度，则可以将那些长度用于任何将来的仿真。另一方面，当CD值不在容限内时，则调整核中的扩散长度(步骤20)。如上所述，可以在仿真CD值与实际目标值比较结果的基础上，由程序决定x、y和z方向的扩散长度。
0055下面将说明一些性能检验实例。实例#1的条件如下全线节距线/间隔(through line/space)，设计CD 120nm(实际～70nm)，NA＝0.80，ArF光刻胶180nm，BARC 60nm，硅晶片，类星射电源照明(QuasarIllumination)(0.8/0.56)，使用具有非偏振照明的向量高NA空间像模型以及以及MT1(一种LPM类型)。
0056图6显示了全线节距CD校准性能比较的实例，而图7说明的是使用校准模型来预测通过聚焦和曝光(FEM)的光刻胶CD的实例。如图6和7所示，可以得到优良的CD可预测性。
0057实例#2(为2D砖壁图案)的条件如下黑6％AttPSM，NA＝0.80，KrF，ArF光刻胶180nm，BARC 60nm，硅晶片，定制的c-四边形(c-quad)(40X@1，10Y@0.5，0.97/0.72)，光刻胶220nm(适合222nm)，BRAC40nm(适合16nm)，使用具有非偏振照明的向量高NA空间像模型以及MT1(一种LPM类型)。
0058图8是砖壁图案的实例，其中，标识了两个CD位置a和b。将12块这样的砖墙图案用于光刻胶CD校准。对于每块砖壁图案，它们与位置a和位置b对应的“画出的(drawn)”CD略不相同。图9A和9B显示了校准结果。图9A是根据本实施例得到的校准结果的实例，而图9B是根据现有技术(传统的球形高斯)得到的结果的实例。可以看出，根据本实施例的结果能够更好地与目标匹配。纵轴是指CD，而横轴是指12块砖壁图案中的每一块的位置a和b。
0059图10是说明可实施上述CD校准的计算机系统100的框图。计算机系统100包括总线102或者用于传递信息的其它通信装置、以及连接到总线102用于处理信息的处理器104。计算机系统100也包括主存储器106、如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置，主存储器106连接到总线102用于存储信息和由处理器104执行的指令。主存储器106还可以在处理器104执行指令期间存储临时变量或其它中间信息。计算机系统100还包括连接到总线102用于存储静态信息和处理器104的指令的只读存储器(ROM)108或其它静态存储装置。提供了磁盘或光盘之类的存储装置110并将其连接到总线102用于存储信息和指令。
0060可以通过总线102将计算机系统100连接到阴极射线管(CRT)或平板或触摸面板显示器之类的显示器112，以便向计算机用户显示信息。将包括字母数字键以及其它键的输入装置114连接到总线102，以便将信息和命令选择传递给处理器104。另一种类型的用户输入装置是用于将方向信息和命令选择传递给处理器104并用于控制显示器112上光标的移动的光标控制116、例如鼠标、跟踪球或光标方向键。这种输入装置通常具有两个轴、第一轴(如x)和第二轴(如y)方向上的两个自由度，而这允许该装置在平面上指定位置。也可以将触摸面板(屏幕)显示器用作输入装置。
0061根据本发明的一个实施例，响应于处理器104执行一个或多个由一条或多条保存在主存储器106中的指令组成的序列，计算机系统100可以执行该CD校准。可以将这样的指令从另一种计算机可读介质、如存储装置110读入到主存储器106中。执行保存在主存储器106中的指令序列，使处理器104执行本文描述的过程步骤。还可以使用多处理配置中的一个或多个处理器来执行保存在主存储器106中的指令序列。在可选实施例中，可以用硬接线电路替代软件指令或与软件指令组合来实现本发明。因此，本发明的实施例不局限于任何硬件电路和软件的特定组合。
0062此处用到的术语“计算机可读介质”指的是参与向处理器104提供用于执行的指令的任何介质。这样的介质可以具有很多形式，包括但不局限于非易失性介质、易失性介质以及传输介质。非易失性介质包括例如存储装置110的光盘或磁盘。易失性介质包括例如主存储器106的动态存储器。传输介质包括同轴电缆、铜导线以及光纤，也包括构成总线102的导线。传输介质还可以采用声波或光波的形式，如在射频(RF)和红外(IR)数据传输中产生的声波或光波。一般形式的计算机可读介质包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其它磁介质、CD-ROM、DVD、任何其它光学介质、穿孔卡、纸带、任何其它带有孔图案的物理介质、RAM、PROM、以及EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或盒式磁带、在下文说明的载波、或者计算机可以从其上读取数据的任何其它介质。
0063不同形式的计算机可读介质可用于将一个或多个由一条或多条指令组成的序列加载到处理器104供执行。例如，指令最初可以在远程计算机的磁盘上。该远程计算机可以将指令加载到它的动态存储器上并通过使用调制解调器的电话线发送指令。计算机系统100本地的调制解调器可以接收电话线上的数据并使用红外发射机将数据转换成红外信号。连接到总线102的红外探测器可以接收红外信号上携带的数据并将数据放在总线102上。总线102将数据加载到主存储器106，处理器104可以从主存储器中取出该数据并执行指令。主存储器106接收的指令可以在由处理器104执行之前或之后可选地存储在存储装置110上。
0064计算机系统100还优选地包括连接到总线102的通信接口118。与连接到局域网122的网络链路120相连接的通信接口118提供双向数据通信。例如，通信接口118可以是综合服务数字网(ISDN)卡或提供至相应类型的电话线的数据通信连接的调制解调器。作为另一个例子，通信接口118可以是提供至兼容的LAN的数据通信连接的局域网(LAN)卡。还可以实施无线链路。在任何这样的实现中，通信接口118发送和接收携带表示各种类型信息的数字数据流的电、电磁或光信号。
0065网络链路120通常通过一个或多个网络将数据通信提供给其它数据装置。例如，网络链路120可以通过局域网122提供至主计算机124或由互联网服务提供商(ISP)126运营的数据设备的连接。ISP 126通过全球分组数据通信网、现在一般称为“互联网”128来提供数据通信服务。局域网122以及互联网128都使用携带数字数据流的电、电磁或者光信号。经过不同网络的信号、网络链路120上的信号和经过通信接口118的信号是传送信息的载波的示例形式，这些信号将数字数据送至计算机系统100或者携带来自计算机系统100的数据。
0066计算机系统100可以通过网络、网络链路120以及通信接口118来发送消息并接收包括程序代码在内的数据。在互联网实例中，服务器130可以通过互联网128、ISP 126、局域网122以及通信接口118来发送应用程序的请求代码。例如，根据本发明，一个这样的下载的应用可提供剂量函数与高斯核的卷积。接收到的代码可以在接收到时由处理器104执行、和/或存储在存储装置110或其它非易失性存储器中待以后执行。以这种方式，计算机系统100可以得到载波形式的应用代码。
0067图11示意示出适于与借助于本发明设计的掩模一起使用的光刻投影设备。该设备包括-照射系统Ex、IL，用于提供照射的投影光束PB。在这种特定情况下，该照射系统还包括照射源LA；-具有用于固定掩模MA(如中间掩模)的掩模固定器的第一物体台(掩模台)MT，该第一物体台连接到用于相对于物品PL准确定位所述掩模的第一定位装置；-具有用于固定衬底W(如涂有光刻胶的硅晶片)的衬底固定器的第二物体台(衬底台)，该第二物体台连接到用于相对于物品PL准确定位衬底的第二定位装置；-用于将掩模MA的照射部分成像到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)的投影系统(“透镜”)PL(例如，折射的、反射的或兼有反射和折射的光学系统)。
0068如此处所述，该装置是透射型的(即，具有透射掩模)。然而，通常，例如它也可以是反射型的(具有反射模)。另外，该设备也可以使用不同于掩模的另一种类型的图案形成装置；实例包括可编程镜阵列或LCD矩阵。
0069源LA(如汞灯或准分子激光器)产生照射光束。该光束直接地或在穿过如光束扩展器Ex的调节装置之后进入到照明系统(照明器)IL中。照明器IL可包括调整装置AM，该装置用于设定光束中强度分布的外部和/或内部的径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)。此外，它通常包括各种其它组件，如积分器IN和聚光器CO。这样，撞击到掩模MA上的光束PB在其横截面上具有所希望的一致性和强度分布。
0070对于图11，应当注意，可以将源LA设置在光刻投影设备的外壳内(例如，在源LA是汞灯时通常如此)，但是，它也可以远离光刻投影设备，且它产生的照射光束可以导入到该设备中(例如，借助于合适的导向镜)；当源LA是准分子激光器(例如，基于KrF、ArF或F2产生激光)时，通常是后面这种情况。当前的发明包括了这两种情况。
0071随后，光束PB与固定在掩模台MT上的掩模MA相交。遍历掩模MA之后，光束PB通过透镜PL，透镜PL将光束PB聚焦到衬底W的目标部分C上。例如，借助于第二定位装置(以及干涉测量装置IF)，可以准确地移动衬底台WT，以便在光束PB的路径上定位不同的目标部分。类似的，例如在以机械方式从掩模库中取出掩模MA之后，或者在扫描期间，可以使用第一定位装置来相对于光束PB的路径准确地定位掩模MA。通常，可以借助于长冲程(long-stroke)模块(粗略定位)以及短冲程(short-stroke)模块(精细定位)来实现物体台MT、WT的移动，这在图11中未清楚示出。然而，在晶片步进机的情况下(与步进扫描工具相反)，可以仅仅将掩模台MT连接到短冲程致动器上，或可以将其固定。
0072所描述的工具可以在两种不同的模式中使用-在步进模式中，掩模台MT基本上保持静止，并且一次性(即，单“闪光”)将整个掩模图像投影到目标部分C上。然后将衬底台WT转移到x和/或y方向上，以便让光束PB照射不同的目标部分C；-在扫描模式中，除了给定目标部分C不在单“闪光”中曝光之外，基本上相同的情况适用。相反，掩模台MT可以以速度v在给定方向上(所谓的“扫描方向”，如y方向)移动，以使投影光束PB扫描整个掩模图像；与此同时，在相同或相反方向上以速度V＝Mv同时移动衬底台WT，其中M是透镜PL的放大倍数(典型的，M＝1/4或1/5)。通过这种方式，在不损害分辨率的情况下，可以曝光相对大的目标部分C。
0073尽管已经对本发明进行了详细的说明和图示，但是，应当清楚地理解，以上内容只是为了说明和举例，而不是用作限制，本发明的范围仅由所附权利要求的条款来进行限制。
权利要求
1.一种用于校准在临界尺寸(CD)计算当中使用的光刻胶模型的方法，包括以下步骤基于用以在晶片上形成光刻胶的光学工具，得到指示所述光刻胶中能量数量的剂量函数；以及将所述剂量函数与卷积核进行卷积以得到改进的剂量函数，所述卷积核在不同方向上具有可变的扩散长度。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述改进的剂量函数转换成CD值；将所述CD值与目标值进行比较；以及基于比较结果调整所述卷积核的所述扩散长度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述卷积核包括多个高斯核，每个高斯核在不同方向上具有可变的扩散长度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述卷积核包括8个由下面的公式表示的高斯核WzW1G(Lx1，Ly1，Lz1；x，y，z)+WzW2G(Lx2，Ly1，Lz1；x，y，z)+WzW3G(Lx1，Ly2，Lz1；x，y，z)+Wz(1-W1-W2-W3)G(Lx2，Ly2，Lz1；x，y，z)+(1-Wz)W1G(Lx1，Ly1，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)W2G(Lx2，Ly1，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)W3G(Lx1，Ly2，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)(1-W1-W2-W3)G(Lx2，Ly2，Lz2；x，y，z)，其中Lx1、Ly1和Lz1分别是x、y和z方向的第一组扩散长度，而Lx2、Ly2和Lz2分别是x、y和z方向的第二组扩散长度，并且W1、W2、W3和Wz是权。
5.根据权利要求4所述的方法，其中权W1、W2、W3和Wz是非负的，权W1、W2和W3不大于1，以及权Wz不大于1。
6.一种具有载有计算机程序的计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机程序用于校准在临界尺寸(CD)计算中使用的光刻胶模型，当执行所述计算机程序时，计算机执行以下步骤基于用以在晶片上形成光刻胶的光学工具，得到指示所述光刻胶中能量数量的剂量函数；以及将所述剂量函数与卷积核进行卷积以得到改进的剂量函数，所述卷积核在不同方向上具有可变的扩散长度。
7.根据权利要求6所述的计算机程序产品，还包括以下步骤将所述改进的剂量函数转换成CD值；将所述CD值与目标值进行比较；以及根据比较结果调整所述卷积核的所述扩散长度。
8.根据权利要求6所述的计算机程序产品，其中，所述卷积核包括多个高斯核，每个高斯核在不同方向上具有可变的扩散长度。
9.根据权利要求8所述的计算机程序产品，其中，所述卷积核包括8个由下面的公式表示的高斯核WzW1G(Lx1，Ly1，Lz1；x，y，z)+WzW2G(Lx2，Ly1，Lz1；x，y，z)+WzW3G(Lx1，Ly2，Lz1；x，y，z)+Wz(1-W1-W2-W3)G(Lx2，Ly2，Lz1；x，y，z)+(1-Wz)W1G(Lx1，Ly1，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)W2G(Lx2，Ly1，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)W3G(Lx1，Ly2，Lz2；x，y，z)，(1-Wz)(1-W1-W2-W3)G(Lx2，Ly2，Lz2；x，y，z)，其中Lx1、Ly1和Lz1分别是x、y和z方向的第一组扩散长度，而Lx2、Ly2和Lz2分别是x、y和z方向的第二组扩散长度，并且W1、W2、W3和Wz是又。
10.根据权利要求9所述的计算机程序，其中权W1、W2、W3和Wz是非负的，权W1、W2、W3不大于1，以及权Wz不大于1。
11.一种用于校准在临界尺寸(CD)计算中使用的光刻胶模型的设备，包括第一单元，配置为用于根据用以在晶片上形成光刻胶的光学工具得到指示所述光刻胶中能量数量的剂量函数；以及第二单元，配置为用于将所述剂量函数与卷积核进行卷积以得到改进的剂量函数，所述卷积核在不同方向上具有可变的扩散长度。
12.根据权利要求11所述的设备，还包括第三单元，配置为用于将所述改进的剂量函数转换成CD值；第四单元，配置为用于将所述CD值与目标值进行比较；以及第五单元，配置为用于根据比较结果调整所述卷积核的所述扩散长度。
13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述卷积核包括多个高斯核，每个高斯核在不同方向上具有可变的扩散长度。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述卷积核包括8个由下面的公式表示的高斯核WzW1G(Lx1，Ly1，Lz1；x，y，z)+WzW2G(Lx2，Ly1，Lz1；x，y，z)+WzW3G(Lx1，Ly2，Lz1；x，y，z)+Wz(1-W1-W2-W3)G(Lx2，Ly2，Lz1；x，y，z)+(1-Wz)W1G(Lx1，Ly1，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)W2G(Lx2，Ly1，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)W3G(Lx1，Ly2，Lz2；x，y，z)+(1-Wz)(1-W1-W2-W3)G(Lx2，Ly2，Lz2；x，y，z)，其中Lx1、Ly1和Lz1分别是x、y和z方向的第一组扩散长度，而Lx2、Ly2和Lz2分别是x、y和z方向的第二组扩散长度，并且W1、W2、W3和Wz是权。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，权W1、W2、W3和Wz是非负的，权W1、W2、W3不大于1，以及权Wz不大于1。
全文摘要
公开了临界尺寸(CD)计算中使用的光刻胶模型的改进的校准方法。基于用以在晶片上形成光刻胶的光学工具来得到剂量函数。该剂量函数指示光刻胶中的能量数量。将该剂量函数与卷积核进行卷积来得到改进的剂量函数。该卷积核在不同方向上具有可变的扩散长度。该卷积核可以包括多个高斯核，每个高斯核在不同方向上具有可变的扩散长度。将该改进的剂量函数转换成与目标值进行比较的CD值。如果有必要，则基于比较结果来调整该高斯核的扩散长度。
文档编号H01L21/027GK1869818SQ200610071189
公开日2006年11月29日 申请日期2006年1月28日 优先权日2005年1月28日
发明者J·F·陈, G·伯格, T·科斯昆, S·帕克, T·陈 申请人:Asml蒙片工具有限公司