专利名称：照明源和掩模优化的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及ー种用于优化用于微光刻的照明源和掩模特征的方法和程序产品。
背景技术：
光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，光刻掩模可包含对应于IC每ー层的电路图案，该图案可以成像在已涂敷辐射敏感材料(抗蚀剂)层的基底(硅片)的靶部上(例如包括一个或者多个电路小片(die))。一般地，単一的晶片将包含相邻靶部的整个网格，该相邻靶部由投影系统逐个相继辐射。在一类光刻投射装置中，通过一次曝光靶部上的全部掩模图案而辐射每ー靶部；这种装置通常称作晶片分档器。另ー种装置一通常称作步进扫描装置一通过用投射光束沿给定參考方向(“扫描”方向)依次扫描掩模图案、并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底台来辐射每ー靶部；因为一般来说，投射系统有ー个放大系数M (通常< I)，因此对基底台的扫描速度V是对掩模台扫描速度的M倍。关于此处所述光刻设备的更多信息可以从例如美国专利US6，046，792中获得，该文献在此引作參考。在使用光刻投影装置的制造方法中，掩模图案成像在至少部分由一层辐射敏感材料(抗蚀剂)覆盖的基底上。在这种成像步骤之前，可以对基底进行各种处理，如涂底漆，涂敷抗蚀剂和软烘烤。在曝光后，可以对基底进行其它的处理，如曝光后烘烤(PEB)，显影，硬烘烤和測量/检查成像特征。以这一系列エ艺为基础，对例如IC的器件的单层进行构图。这种图案层然后可进行各种不同的处理，如蚀刻、离子注入(掺杂)、镀金属、氧化、化学-机械抛光等，所述这些都用于完成一单层。如果需要多层，那么对每一新层重复全部步骤或者其变化。最終，在基底(晶片)上出现器件阵列。然后采用例如切割或者锯断的技术将这些器件彼此分开，单个器件可以安装在载体上，与管脚连接等。关于这些步骤的进ー步信息可从例如Peter van Zant的“微芯片制造半导体加工实践入门(MicrochipFabrication A Practical Guide to Semiconductor Processing)，，一书、果ニte,McGrawHill Publishing Co.，1997, ISBN 0-07-067250-4)中获得，这里作为參考引入。为了简单起见，投射系统在下文称为“镜头”;可是，该术语应广义地解释为包含各 种类型的投影系统，包括例如折射光学装置，反射光学装置，和反射折射系统。辐射系统还可以包括根据这些设计类型中任一设计的操作部件，该操作部件用于引导、整形或者控制辐射的投射光束，这种部件在下文还可共同地或者単独地称作“镜头”。另外，光刻装置可以具有两个或多个基底台(和/或两个或者多个掩模台)。在这种“多级式”器件中，可以并行使用这些附加台，或者可以在ー个或者多个台上进行准备步骤，而ー个或者多个其他台用于曝光。例如在美国专利No. US5, 969,441和W098/40791中描述的两级光刻装置，这里作为參考引入。上面提到的光刻掩模包括与集成到硅片上的电路元件相对应的几何图案。利用CAD (计算机辅助设计)程序生成用于产生这种掩模的图案，这ー过程通常称为EDA(电子设计自动化)。为了产生功能性掩模，大部分CAD程序遵从ー组预定的设计规则。这些规则通过加工和设计限制来设定。例如，设计规则限定电路器件(如门电路，电容器等)之间或互连线之间的间隔公差，从而确保电路器件或互连线不会以不希望的方式互相影响。设计规则限制通常称为“临界尺寸”(CD)。电路的临界尺寸可以定义为一条线或ー个孔的最小宽度，或者定义为两条线之间或两个孔之间的最小距离。因此，CD决定设计电路的总尺寸和
滋择
山I又O现有很多技术来完成用于光刻的照明优化。很多掩模优化技术也是公知的。然而，现下照明优化和掩模优化没有很好的被结合在一起。在美国专利No. US6563566中，Rosenbluth等公开了通过一系列计算试图线性化最优化掩模透射来完成照明优化和掩模优化。Rosenbluth披露，将最小值NILS(归ー化像斜率对数)最大化并选择计算中使用的各种限定条件。Rosenbluth也认识到计算的限制可能会依赖掩模的对称性。然而,Rosenbluth采用线性化掩模透射在计算中需要作出几次近似处理，而不是它们自身的实际成象等式，这样在用掩模形成所需图像时就会产生误差。掩模透射线性化也需要使用大量变量，这就需要大量计算时间来执行计算。当逻辑特征尺寸减少时，就需要提供以最少的计算时间精确形成所需图像的掩摸。
发明内容
按照本发明，用于掩模照明的照明源优化方法包括步骤从照明源提供照明到若干源点及一预定掩模图案；在由提供到预定掩模图案的照明形成的像面上选择ー些分裂点；确定各分裂点处照明的強度和像斜率对数；确定ー优化光源作为照明源，其使该像斜率对数在所选定的分裂点处最大化并具有在预定范围之内的強度。按照本发明，确定优化掩模的方法包括步骤确定理想掩模的最佳衍射级；基于理想掩模的最佳衍射级获得一个优化透射掩模；及基于优化透射掩模确定优化掩模，其中，通过确定在像面上形成图像的衍射级幅值和相位来确定该理想掩模的优化衍射级，使用户所选择分裂点处最小照明斜率对数最大化同时照明強度处于预定范围之内。按照本发明，获得优化源和优化掩模的方法包括步骤从照明源提供照明到若干 源点及预定掩模图案；在由提供到预定掩模图案的照明形成的像面上选择ー些分裂点；确定每个分裂点的照明強度和像斜率对数；及同时改变照明源強度和形状及掩模衍射级的幅值和相位以在像面形成图像，以至于使分裂点处最小像斜率对数最大化同时照明強度在预定强度范围之内。
按照本发明，掩模上的透射和相移特征的设置优化方法包括步骤基于掩模优化衍射级获得优化掩模透射特征；找出最大和最小透射区域；将以最大透射或最小透射区域为中心的区域指定为基本区域；改变每个基本区域的边界以适合优化衍射级，其中每个基本区域具有一最小尺寸，该尺寸基本上等于掩模的最小特征尺寸。在本发明的方法中，获得优化掩模透射特征的步骤可包括确定优化掩模水平衍射级的步骤，其中水平衍射级数由下式决定/77 = 2floor+-^~ +1
Ar其中，m表示水平衍射级数；\表示照明源的波长；NA表示投影光学系统的数值孔径；及表示照明源光束分布的径向长度。在本发明的方法中，获得优化掩模透射特征的步骤包括确定优化掩模的垂直衍射 级的步骤，其中该垂直衍射级数由下式决定
「dx + 脚In = 2floor --- -~~ + I
a _其中，n表示垂直衍射级数；\表示照明源的波长；NA表示投影光学系统的数值孔径；及表示照明源光束分布的径向长度。按照本发明，计算机可读介质可包括用于计算机完成应用于掩模照明的照明源优化方法的指令，其中该方法包括步骤从照明源提供照明到若干源点及预定掩模图形上；选择被提供到预定掩模图形的照明所形成的图像所在的像面的分裂点；确定每个分裂点的照明強度及像斜率对数；确定优化照明源作为使在选择的分裂点处像斜率对数最大且强度处于预定范围之内的照明源。按照本发明的计算机可读介质可包括用于计算机完成确定优化掩模方法的指令，其中该方法包括步骤确定理想掩模的优化衍射级；基于理想掩模的优化衍射级获得优化透射掩模；并基于优化透射掩模确定优化掩模，其中该理想掩模的优化衍射级通过确定在像面中形成图像的衍射级幅值及相位来确定，其使在使用者所选定的分裂点处最小照明斜率对数最大化同时使分裂点处的照明強度在预定范围之内。按照本发明计算机可读介质可包括用于计算机完成获得优化源和优化掩模的方法的指令，所述方法包括步骤从照明源提供照明到若干源点及预定掩模图形上；在提供到预定掩模图形的照明所形成的图像的像平面上选择分裂点；确定每个分裂点处的照明强度和像斜率对数；及同步改变该照明源的強度和形状及该掩模的幅值及相位以在像面上形成图像，使分裂点处最小像斜率对数最大化同时分裂点处的强度处于预定强度范围内。按照本发明计算机可读介质可包括用于计算机完成优化布置掩模透射及相移特征方法的指令，其中该方法包括步骤基于该掩模优化衍射级获得优化掩模透射特征；找出最大和最小透射区域；将以最大或最小透射区域为中心的区域指定为基本区域；改变每个基本区域的边界以适合优化衍射级，其中每个基本区域具有基本等于该掩模最小特征尺寸的最小尺寸。按照本发明计算机可读介质可包括用于计算机完成优化布置掩模透射及相移特征方法的指令，其中该方法包括步骤获得优化掩模透射特征；找出最小透射区域；将以最小透射区域为中心的区域指定为基本区域；改变每个基本区域的边界以适合优化衍射级，其中每个基本区域具有基本上等于该掩模最小特征尺寸的最小尺寸。一种计算机可读介质可进ー步包括用计算机完成下列步骤的指令找出最大透射区域；将以最大透射区域为中心的区域指定为透射基本区域；改变透射基本区域的边界以适合优化衍射级，其中透射基本区域具有基本上等于该掩模最小特征尺寸的最小尺寸。在本发明的计算机可读介质中，获得优化掩模透射特征的步骤可包括确定优化掩模水平衍射级的步骤，其中该水平衍射级数由下式決定W = 2 floor d' 'ょ歷 + I|_A_其中，m表示水平衍射级数；\表示照明源的波长；NA表示投影光学系统的数值孔径；及表示照明源光束分布的径向长度。在本发明的计算机可读介质中，获得优化掩模透射特征的步骤可包括确定优化掩模垂直衍射级的步骤，其中该垂直衍射级数由下式决定n = 2floor Pズぴ賺 + ])似 + j
A其中，n表示垂直衍射级数；\表示照明源的波长；NA表示投影光学系统的数值孔径；及0 ■表示照明源光束分布的径向长度。按照本发明，用于优化掩模照明的照明源的装置包括ー输入装置，其输入照明器件的特征；及ー处理装置，其改变照明強度及形状，以在使用者所选定的分裂点处使最小像斜率对数最大化的像面中形成图像。按照本发明，优化掩模装置包括ー输入装置，其输入所需的图像图形；及ー处理装置，其改变衍射级的幅值及相位以在使用者所选定的分裂点处使最小像斜率对数最大化同时使分裂点強度在预定强度范围内的像面中形成图像。按照本发明，获得优化照明源及优化掩模的装置包括一接收用户输入的输入装置；及ー处理装置以同步改变照明源強度及形状并改衍射级幅值及相位以在使用者所选定的分裂点处使最小像斜率对数最大化同时使分裂点強度在预定强度范围内的像面中形成图像。按照本发明，用于优化掩模透射及相移特征设计的装置包括ー输入装置，其输入照明器件的特征；及ー处理装置，其基于掩模优化衍射级获得优化掩模透射特征；找出最小和最大透射区域；将以最小透射或最大透射区域为中心的区域指定为基本区域，及改变该基本区域边界以适合优化衍射级，其中，该基本区域具有基本上等于掩模最小特征尺寸的最小尺寸。在本发明装置中，该优化掩模透射特征可包括优化掩模的水平衍射级，该水平衍射级数由下式决定m = Ifloor— + I
X其中，m表示水平衍射级数；\表示照明源的波长；NA表示投影光学系统的数值孔径；及表示照明源光束分布的径向长度。在本发明装置中，该优化掩模透射特征可包括优化掩模的垂直衍射级，该垂直衍射级数由下式决定
权利要求
1.一种获得目标源和目标掩模的方法，包括步骤 确定如何将照明从照明源提供到若干源点及对应于预定掩模图案的掩模 在由提供到预定掩模图案的照明形成的像的像面上选择分裂点 确定每个分裂点照明的強度和像斜率对数；及 同时改变照明光源的強度和形状，以及掩模衍射级的幅值和相位，以在像面形成图像，在分裂点处使该最小像斜率对数最大化同时使在分裂点处的强度在预定强度范围内，由此分别从所述改变的照明光源和掩模获得所述目标源和目标掩摸。
2.如权利要求I所述的方法，其中获得目标掩模的步骤包括确定水平衍射级数的步骤，其中该水平衍射级数由下式决定
3.如权利要求I所述的方法，其中获得目标掩模的步骤包括确定垂直衍射级数的步骤，其中该垂直衍射级数由下式决定
4.如权利要求I所述的方法，其中获得目标掩模的步骤包括在空间频域中确定优化衍射级。
5.如权利要求I所述的方法，其中获得目标掩模的步骤包括步骤 定位最大透射区域和最小透射区域； 将以最大透射区域或最小透射区域为中心的区域指定为基本区域； 改变所述基本区域的边界以匹配优化衍射级， 其中所述基本区域具有一最小尺寸，该尺寸基本上等于目标掩模的最小特征尺寸。
6.一种优化在掩模上的透射布置和相移特征的方法，包括步骤 基于掩模优化衍射级获得优化掩模透射特征； 基于所述得到的优化掩模透射特征定位通过所述掩模的最大和最小透射区域； 将以最大透射和最小透射区域之ー为中心的区域指定为所述掩模的基本区域； 改变所述基本区域的边界以匹配优化衍射级， 其中所述基本区域具有一最小尺寸，该最小尺寸基本上等于掩模的最小特征尺寸。
7.如权利要求6所述的方法，其中获得优化掩模透射特征的步骤包括确定将由确认的照明系统来照明的优化掩模的水平衍射级数的步骤，其中水平衍射级数由下式决定
8.如权利要求6所述的方法，其中获得优化掩模透射特征的步骤包括确定将由确认的照明系统来照明的优化掩模的垂直衍射级数的步骤，其中该垂直衍射级数由下式决定
9.如权利要求6所述的方法,其中该掩模是CPL掩模。
全文摘要
本发明涉及获得目标源和目标掩模的方法和优化在掩模上的透射布置和相移特征的方法。具体地，获得目标源和目标掩模的方法，包括步骤确定如何将照明从照明源提供到若干源点及对应于预定掩模图案的掩模在由提供到预定掩模图案的照明形成的像的像面上选择分裂点确定每个分裂点照明的强度和像斜率对数；及同时改变照明光源的强度和形状，以及掩模衍射级的幅值和相位，以在像面形成图像，在分裂点处使该最小像斜率对数最大化同时使在分裂点处的强度在预定强度范围内，由此分别从所述改变的照明光源和掩模获得所述目标源和目标掩模。
文档编号G03F1/08GK102645851SQ20121009413
公开日2012年8月22日 申请日期2004年3月31日 优先权日2003年3月31日
发明者R·J·索查 申请人:Asml蒙片工具有限公司