通过图案形成装置上的有限厚度的结构确定辐射的散射的方法与流程
本申请基于并要求于2017年2月22日提交的题为“methodsofdeterminingscatteringofradiationbystructuresoffinitethicknessesonapatterningdevice”的美国临时申请no.62/462,337的优先权，所述临时申请的公开内容通过引用其全部内容的方式并入本文。
本文中的描述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引起的辐射的散射的方法。
背景技术：
例如，光刻投影设备可以被用于集成电路(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的单个层的图案(“设计布局”)，并且该图案可以被转印到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管芯的目标部分)上，例如通过诸如经由所述图案形成装置上的图案辐射所述目标部分的方法。通常，单个衬底包括多个相邻目标部分，所述图案被光刻投影设备连续地、以一次一个目标部分的方式转印至多个相邻目标部分。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性转印到一个目标部分上；这样的设备通常称作为步进机。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，同时与所述参考方向平行或反向平行地同步移动衬底。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缩小比例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中收集到，所述文献通过引用并入本文中。
在将图案从图案形成装置转印到衬底之前，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(“曝光后工序”)，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，则针对每一层重复全部工序或其变形。最终，器件将存在于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，使这些器件彼此分离，据此单个的器件可以被安装在载体上，连接至引脚等。
因此，制造器件(诸如半导体器件)典型地涉及使用多个制作过程处理衬底(例如，半导体晶片)，以形成所述器件的各种特征和多个层。这些层和特征典型地使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光、离子注入来制造和处理。可以在衬底上的多个管芯上制作多个器件，之后将它们分离成单个的器件。这种器件制造过程可被认为是图案化过程。图案化过程涉及使用光刻设备中的图案形成装置的图案化步骤，诸如光学和/或纳米压印光刻，以将图案形成装置上的图案转印到衬底上，而且图案化过程典型地但可选地涉及一个或更多个有关的图案处理步骤，诸如通过显影设备进行抗蚀剂显影、使用焙烤工具来焙烤衬底、使用蚀刻设备由该图案进行蚀刻等。
如所提及的，光刻术是器件(诸如ic)制造中的核心步骤，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装置的数值孔径，cd是“临界尺寸”-通常是所印制的最小特征尺寸-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设计者规划的形状和尺寸的图案以实现特定电学功能性和性能就变得越困难。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、相移图案形成装置的使用、设计布局中的光学邻近效应校正(opc，有时也被称为“光学和过程校正)、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“投影光学装置”应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装置、反射型光学装置、孔径和反射折射型光学装置。术语“投影光学装置”也可以统一地或单独地包括根据用于引导、成形或控制投影辐射束的这些设计类型中的任一个来操作的部件。术语“投影光学装置”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哪一位置。投影光学装置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/或投影所述辐射的光学部件，或者用于在所述辐射通过图案形成装置之后成形、调整和/或投影所述辐射的光学部件。投影光学装置通常不包括源和图案形成装置。
技术实现要素：
在实施例中，提供了一种方法，包括：获得设计布局的一部分的特性；确定包括或构成所述部分的图案形成装置的m3d的特性；使用计算机，使用包括样本的训练数据训练神经网络，所述样本的特征向量包括所述部分的特性并且所述样本的监督信号包括m3d的特性。
根据实施例，设计布局是二元设计布局或连续色调设计布局。
根据实施例，所述部分的特性包括所述部分中的图案的几何特性、所述部分中的图案的统计特性、所述部分的参数化、或从所述部分导出的图像。
根据实施例，所述部分的参数化为所述部分在一个或更多个基础函数上的投影。
根据实施例，所述图像是像素化图像、二元图像或连续色调图像。
根据实施例，m3d的特性包括图案形成装置的m3d掩模透射函数的参数。
根据实施例，基于所述部分确定m3d的特性。
根据实施例，使用计算模型确定m3d的特性。
根据实施例，所述方法还包括根据使用图案形成装置的图案化过程的结果确定m3d的特性。
根据实施例，所述结果为由图案化过程形成在衬底上的图像、或图像的特性。
根据实施例，所述部分的特性包括所述部分的几何分量、或所述几何分量的连续色调渲染。
本文公开了一种方法，包括：获得设计布局的一部分的特性；获得使用包括或构成所述部分的图案形成装置的图案化过程的特性；确定所述图案化过程的结果的特性；使用计算机，使用包括样本的训练数据训练神经网络，所述样本的特征向量包括所述部分的特性和所述图案化过程的特性，并且所述样本的监督信号包括所述结果的特性。
根据实施例，设计布局是二元设计布局或连续色调设计布局。
根据实施例，所述部分的特性包括所述部分中的图案的几何特性、所述部分中的图案的统计特性、所述部分的参数化、或从所述部分导出的图像。
根据实施例，所述部分的参数化为所述部分在一个或更多个基础函数上的投影。
根据实施例，所述图像是像素化图像、二元图像或连续色调图像。
根据实施例，所述图案化过程的特性包括在图案化过程中使用的光刻设备的照射源的特性、光刻设备的投影光学装置的特性、曝光后工序的特性，或选自其中的任意组合。
根据实施例，基于所述部分和所述图案化过程确定所述结果的特性。
根据实施例，所述结果为由图案化过程形成在衬底上的图像、或图像的特性。
根据实施例，使用计算模型确定所述结果的特性。
根据实施例，所述结果的特性选自临界尺寸、掩模误差增强因子、过程窗口、良率，和/或从中选择的任何组合。
根据实施例，所述部分的特性包括所述部分的几何分量、或所述几何分量的连续色调渲染。
根据实施例，所述方法还包括使用神经网络确定图案形成装置的m3d掩模透射函数。
根据实施例，所述方法还包括使用m3d掩模透射函数确定由图案化过程产生的图像。
根据实施例，确定所述图像包括通过使用所述m3d掩模透射函数和辐射的在辐射与所述图案形成装置相互作用之前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。
本文公开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显示了光刻系统的各种子系统的框图。
图2显示了根据实施例的用于模拟图像的方法的流程图，其中考虑了m3d。
图3示意性地显示了用于使用掩模透射函数的流程图。
图4示意性地显示了根据实施例的训练神经网络的方法的流程图，所述神经网络确定在图案形成装置上的结构的m3d。
图5示意性地显示了根据实施例的训练神经网络的方法的流程图，所述神经网络确定在图案形成装置上的结构的m3d。
图6示意性地显示了在图4或图5的方法中使用的设计布局的一部分的特性的示例。
图7a示意性地显示了其中可以针对多个图案化过程导出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7b示意性地显示了其中可以基于图案化过程从数据库检索m3d模型的流程图。
图8是示例计算机系统的框图。
图9是光刻投影设备的示意图。
图10是另一光刻投影设备的示意图。
图11是图10中的设备的更详细视图。
图12是图10和图11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，本文中的描述具有许多其它可能的应用。例如，它可以被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，设计规则限定器件(诸如栅极、电容器等)或互连线之间的间隔容许度，以便确保器件或线不会以不期望的方式互相作用。设计规则限制中的一个或更多个可以被称为“临界尺寸”(cd)。器件的临界尺寸可以被定义为线或孔的最小宽度，或者两条线或两个孔之间的最小间隔。因此，cd确定了所设计的器件的整体尺寸和密度。当然，器件制造中的目标中的一个是在衬底上如实地(经由图案形成装置)再现原始设计意图。
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通常的图案形成装置，该通常的图案形成装置可以用于为入射的辐射束赋以对应于将要在衬底的目标部分中产生的图案的图案化的横截面；术语“光阀”也可以用于这种情形中。除了经典掩模(透射型或反射型；二元型、相移型、混合型等)以外，其它的这种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粘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。
-可编程lcd阵列。
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)源的其它类型的源(如上文所讨论，光刻投影设备自身无需具有辐射源)；照射光学装置，其(例如)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的辐射的光学装置14a、16aa和16ab；图案形成装置18a；和透射光学装置16ac，其将图案形成装置图案的图像投影到衬底平面22a上。在投影光学装置的光瞳面处的可调整滤光器或孔20a可以限制射到衬底平面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装置的数值孔径na＝nsin(θmax)，其中n为衬底与投影光学装置的最后一个元件之间的介质的折射率，θmax为从投影光学装置射出的仍可以射到衬底平面22a上的束的最大角度。
在光刻投影设备中，源将照射(即，辐射)提供到图案形成装置上，投影光学装置经由图案形成装置将所述照射引导并成形到衬底上。投影光学装置可以包括部件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作为其中的潜在的“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，所述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属性有关(例如，所述属性例如是在曝光、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属性(例如源、图案形成装置和投影光学装置的属性)规定空间图像。由于可以改变光刻投影设备中所用的图案形成装置，所以可以期望使图案形成装置的光学属性与至少包括源和投影光学装置的光刻投影设备的其余部分的光学属性分离。
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具有所述相互作用的特征的函数确定。所述函数可以被称为掩模透射函数(其可以被用于通过透射型图案形成装置和/或反射型图案形成装置来描述所述相互作用)。
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率(或反射率)的模数是图案形成装置上的部位的连续函数。透射率(或反射率)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)被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变得越来越小，所以薄掩模近似的假定可能失效。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”)可以变得显著。在掩模透射函数中涵盖这种散射可以使掩模透射函数能够更好地捕获辐射与图案形成装置的相互作用。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的掩模透射函数可以被称作m3d掩模透射函数。
图2是根据实施例的用于确定图像(例如，空间图像、抗蚀剂图像或蚀刻图像)的方法的流程图，所述图像是涉及光刻过程的图案化过程的产品，其中考虑了m3d。在工序2008中，使用图案形成装置的m3d掩模透射函数2006、照射源模型2005和投影光学装置模型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。在可选工序2014中，可以使用抗蚀剂图像2012和蚀刻模型2013来确定(例如模拟)蚀刻图像2015。所述蚀刻图像可以被定义为在使用在衬底上的显影后的抗蚀剂作为蚀刻掩模蚀刻衬底之后衬底中的蚀刻量的空间分布。
如上文所提到的，图案形成装置的掩模透射函数(例如薄掩模或m3d掩模透射函数)是这样的函数，其基于与图案形成装置相互作用之前的辐射的电磁场确定与图案形成装置相互作用之后的辐射的电磁场。如上文所描述的，掩模透射函数可以描述透射型图案形成装置或反射型图案形成装置的相互作用。
图3示意性地显示了使用掩模透射函数的流程图。在工序3003中使用与图案形成装置相互作用之前的辐射的电磁场3001和掩模透射函数3002来确定与图案形成装置相互作用之后的辐射的电磁场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。
可以通过计算或实验模型确定图案形成装置上的结构的m3d(例如，如由m3d掩模透射函数的一个或更多个参数所表示的)。在示例中，计算模型可以涉及图案形成装置上的所有结构的m3d的严格模拟(例如，使用有限离散时域(fdtd)算法或严格耦合波导分析(rcwa)算法)。在另一示例中，计算模型可以涉及结构的趋向于具有大m3d的某些部分的m3d严格模拟，和将这些部分的m3d加至图案形成装置上的所有结构的薄掩模透射函数。然而，严格模拟趋向于在运算上代价大。
相反，实验模型并不模拟m3d；而是，实验模型基于对实验模型的输入(例如，由包括图案形成装置或由图案形成装置构成的设计布局的一个或更多个特性、图案形成装置的一个或更多个特性(诸如其结构和材料成分)、和用在光刻过程中的照射的一个或更多个特性(诸如波长))与m3d之间相关性确定m3d。
实验模型的示例为神经网络。神经网络(也被称为人工神经网络(ann))是“由若干简单的、高互联的处理元素组成的计算系统，这些处理元素通过它们对外部输入的动态响应来处理信息。”neuralnetworkprimer(神经网络入门)：第i部分，maureencaudill，ai专家，1989年2月。神经网络是以哺乳动物大脑皮层的神经元结构为目标而被松散地建模的、但规模小得多的处理装置(算法或实际硬件)。神经网络可能具有数百或数千个处理器单元，而哺乳动物大脑具有数十亿个神经元，并且其整体交互和紧急行为的幅度相应地增加。
可以使用一组训练数据训练神经网络(即，确定其参数)。训练数据可以包括一组训练样本或由一组训练样本组成。每个样本可以是包括输入对象(典型地为向量，其可以被称为特征向量)和期望的输出值(也被称为监督信号)的对或由输入对象和期望的输出值组成的对。训练算法通过基于训练数据调整神经网络的参数来分析训练数据并调整神经网络的行为。训练之后的神经网络可以被用于映射新样本。
在确定m3d的背景下，特征向量可以包括(包括图案形成装置或由图案形成装置构成)设计布局的一个或更多个特性、图案形成装置的一个或更多个特性(例如，一个或更多个物理特性，诸如尺寸、折射率、材料成分等)、和在光刻过程中使用的照射的一个或更多个特性(例如，波长)。监督信号可以包括m3d的一个或更多个特性(例如，m3d掩模透射函数的一个或更多个参数)。
给定一组{(x1，y1)，(x2，y2)，...，(xn，yn)}形式的n个训练样本使得xi是第i个示例的特征向量并且yi是其监督信号，训练算法寻找神经网络g：x→y，其中x是输入空间并且y是输出空间。特征向量是表示一些对象的数值特征的n维向量。与这些向量关联的向量空间经常被称为特征空间。使用记分函数
神经网络可以是概率性的，其中g采用条件概率模型g(x)＝p(y|x)的形式，或r采用联合概率模型f(x，y)＝p(x，y)的形式。
有两种基本方法用于选择f或g：经验风险最小化和结构风险最小化。经验风险最小化寻求最佳拟合训练数据的神经网络。结构风险最小化包括控制偏差/方差权衡的罚函数。
在这两种情况下，假定训练集包括独立且相同地分布的对(xi，yi)的一个或更多个样本或由其组成。为了衡量函数拟合训练数据的好坏程度，定义了损失函数
函数g的风险r(g)被定义为g的预期的损失。可以根据训练数据将所述风险估计为
图4示意性地显示了根据实施例的训练神经网络的方法的流程图，该神经网络确定图案形成装置上的一个或更多个结构的m3d(例如，如通过m3d掩模透射函数的一个或更多个参数表示的)。设计布局的一部分的一个或更多个特性410的值被获得。所述设计布局可以为二元设计布局、连续色调设计布局(例如，根据二元设计布局渲染)、或另一合适形式的设计布局。一个或更多个特性410可以包括所述部分中的一个或更多个图案的一个或更多个几何特性(例如，绝对位置、相对位置和/或形状)。一个或更多个特性410可以包括所述部分中的一个或更多个图案的统计特性。一个或更多个特性410可以包括所述部分的参数化(例如，所述部分中的一个或更多个图案的函数的值)，诸如在某个基础函数上的投影。一个或更多个特性410可以包括从所述部分导出的图像(像素化的、二元或连续色调的)。使用任何合适的方法确定包括或构成所述部分的图案形成装置的m3d的一个或更多个特性430的值。可以基于所述部分或基于所述部分的一个或更多个特性410确定m3d的一个或更多个特性430的值。例如，可以使用计算模型确定m3d的一个或更多个特性430。例如，一个或更多个特性430可以包括图案形成装置的m3d掩模透射函数的一个或更多个参数。可以从使用图案形成装置的图案化过程的结果420导出m3d的一个或更多个特性430的值。所述结果420可以是通过图案化过程形成在衬底上的图像(例如，空间图像、抗蚀剂图像和/或蚀刻图像)或其特性(例如，cd、掩模误差增强因子(meef)、过程窗口、良率等)。设计布局的所述部分的一个或更多个特性410的值和m3d的一个或更多个特性430的值被包括在训练数据440中，作为一个或更多个样本。一个或更多个特性410是样本的特征向量，一个或更多个特性430是样本的监督信号。在工序450中，使用训练数据440训练神经网络460。
图5示意性地显示了根据实施例的训练神经网络的方法的流程图，所述神经网络确定图案形成装置上的一个或更多个结构的m3d(例如，如通过m3d掩模透射函数的一个或更多个参数表示的)。设计布局的一部分的一个或更多个特性510的值被获得。所述设计布局可以为二元设计布局、连续色调设计布局(例如，根据二元设计布局渲染)、或另一合适形式的设计布局。一个或更多个特性510可以包括所述部分中的一个或更多个图案的一个或更多个几何特性(例如，绝对位置、相对位置和/或形状)。一个或更多个特性510可以包括所述部分中的一个或更多个图案的一个或更多个统计特性。一个或更多个特性510可以包括所述部分的参数化(即，所述部分中的一个或更多个图案的一个或更多个函数的值)，诸如在某个基础函数上的投影。一个或更多个特性510可以包括从所述部分导出的图像(像素化的、二元或连续色调的)。也可以获得图案化过程的一个或更多个特性590的值。图案化过程的一个或更多个特性590可以包括在光刻过程中使用的光刻设备的照射源的一个或更多个特性、在光刻过程中使用的光刻设备的投影光学装置的一个或更多个特性、曝光后工序(例如，抗蚀剂显影、曝光后焙烤、蚀刻等)的一个或更多个特性，或从其选择的组合。确定使用包括或构成所述部分的图案形成装置的图案化过程的结果的一个或更多个特性580的值。可以基于所述部分和图案化过程确定所述结果的一个或更多个特性580的值。所述结果可以是通过图案化过程形成在衬底上的图像(例如，空间图像、抗蚀剂图像和/或蚀刻图像)。一个或更多个特性580可以是cd、掩模误差增强因子(meef)、过程窗口或良率。可以使用计算模型确定所述结果的一个或更多个特性580。设计布局的所述部分的一个或更多个特性510的值、图案化过程的一个或更多个特性590的值、和所述结果的一个或更多个特性580的值被包括在训练数据540中，作为一个或更多个样本。一个或更多个特性510和一个或更多个特性590是样本的特征向量，一个或更多个特性580是样本的监督信号。在工序550中，使用训练数据540训练神经网络560。
图6示意性地显示了一个或更多个特性410和510的示例可以包括设计布局的所述部分610、所述部分的参数化620、所述部分的一个或更多个几何分量630(例如，一个或更多个面积、一个或更多个角(corner)、一个或更多个边等)、所述一个或更多个几何分量的连续色调渲染640、和/或所述部分的连续色调渲染650。
图7a示意性地显示了针对若干图案化过程导出一个或更多个m3d模型并将其存储于数据库中以供未来使用的流程图。在工序6002中，使用图案化过程6001的一个或更多个特性来针对所述图案化过程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7b示意性地显示了基于图案化过程从数据库检索m3d模型的流程图。在工序6005中，使用图案化过程6001的一个或更多个特性来查询数据库6004且检索针对所述图案化过程6001的m3d模型6003。
图8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或其它通信机构、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以用于储存信息和待由处理器104执行的指令的主存储器106，诸如随机存取存储器(ram)或其它动态储存装置。主存储器106还可以被用于在待由处理器104执行的指令的执行期间储存暂时性变量或其它中间信息。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或其它静态储存装置。设置诸如磁盘或光盘之类的储存装置110，且将所述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它键的输入装置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(第一轴(例如x)和第二轴(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。
根据一种实施例，本文所述的一个或更多个方法的部分可以由计算机系统100执行，以响应于处理器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。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。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组合。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)数据通信期间产生的声波或光波。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、任何其它磁性介质、cd-rom、dvd、任何其它光学介质、穿孔卡、纸带、具有孔图案的任何其它物理介质、ram、prom和eprom、flash-eprom、任何其它存储器芯片或盒、如下文中所描述的载波、或计算机可以从其进行读取的任何其它介质。
各种形式的计算机可读介质可以被参与到携带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的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将数据携带到主存储器106，处理器104从主存储器106获取并且执行指令。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可以是用于提供至兼容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它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的全局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(所述信号将数字数据携带至计算机系统100和从计算机系统1700携带数字数据)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方法的全部或部分。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或其它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9示意性地描绘了可以与本文中描述的技术结合使用的示例性光刻投影设备。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，所述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，被设置有用于保持图案形成装置ma(例如，掩模版)的图案形成装置保持器，并连接到第一定位器以相对于物件ps来准确地定位图案形成装置；
-第二物体台(衬底台)wt，被设置有用于保持衬底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物件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的被辐照部分成像到衬底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(即，采用透射型图案形成装置)。然而，一般而言，它也可以是反射型(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、激光产生的等离子体(lpp)euv源)产生辐射束。例如，该束直接地或在已穿过诸如扩束器ex的调节装置之后被供给至照射系统(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通常会包括各种其它部件，诸如积分器in和聚光器co。以这种方式，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9，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所述设备中(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随后被保持于图案形成装置台mt上的图案形成装置ma拦截。已穿过图案形成装置ma后，束b穿过透镜pl，所述透镜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9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，在步进机(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，并且一次性(即，单次“闪光”)将整个图案形成装置图像投影到目标部分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辐照。
-在扫描模式下，除了给定目标部分c不在单次“闪光”中曝光之外，实质上相同的情形是适用的。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10示意性地描绘了可以与本文中描述的技术结合使用的另一示例性光刻投影设备1000
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(例如反射型投影系统)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。
如这里所描绘的，所述设备1000属于反射型(例如，采用反射型图案形成装置)。应注意的是，由于大多数材料在euv波长范围内是吸收性的，所以图案形成装置可以具有包括例如钼和硅的多个叠层的多层反射器。在一个示例中，多叠层反射器具有40层成对的钼和硅，其中，每层的厚度为四分之一波长。利用x射线光刻术可以产生甚至更小的波长。由于大多数材料在euv和x射线波长下是吸收性的，所以图案形成装置的拓扑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)限定特征将印制(正性抗蚀剂)或不印制(负性抗蚀剂)的区域。
参考图10，所述照射器il接收来自源收集器模块so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，所述材料具有在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)。在经常被称为激光产生等离子体(“lpp”)的一种这样的方法中，可以通过用激光束辐照燃料来产生等离子体，所述燃料例如是具有线发射元素的材料的液滴、束流或簇团。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10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(经常被称为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。可以将照射器用于调整辐射束，以便在其横截面中具有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。在被图案形成装置(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。
可以将所示出的设备1000用于以下模式中的至少一种中：
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性地投影到目标部分c上(即，单次静态曝光)。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，单次动态曝光)。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。
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。这种操作模式可以易于被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11更详细地显示了设备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构造并布置成使得在源收集器模块so的包围结构220内保持真空环境。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，其中产生极高温的等离子体210以发射在电磁光谱的euv范围内的辐射。例如，通过引起至少部分离子化的等离子体的放电而产生极高温的等离子体210。为了有效产生辐射，可能需要为例如分压为10pa的xe、li、sn蒸汽或任何其它适当的气体或蒸汽。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。
由高温等离子体210发射的辐射从源腔室211经由可选的定位于源腔室211中的开口中或后方的气体阻挡件或污染物阱230(在一些情况下，也被称作污染物阻挡件或箔片阱)而被传递到收集器腔212中。污染物阱230可以包括通道结构。污染物阱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阱或污染物阻挡件230至少包括通道结构。
收集器腔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。穿过收集器co的辐射可以被反射离开光栅光谱滤光器240，然后沿着点划线‘o’所指示的光轴被聚焦在虚源点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位于包围结构220中的开口221处或附近。虚源点if是用于发射辐射的等离子体210的图像。
随后，辐射穿过照射系统il，所述照射系统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，所述琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24被布置成在图案形成装置ma处提供辐射束21的期望的角分布，以及在图案形成装置ma处提供期望的辐射强度均匀性。在辐射束21在由支撑结构mt保持的图案形成装置ma处反射时，形成图案化的束26，并且图案化的束26通过投影系统ps经由反射元件28、30而成像到由衬底台wt保持的衬底w上。
在照射光学装置单元il和投影系统ps中通常可以存在比图示的元件更多的元件。光栅光谱滤光器240可以可选地存在，这依赖于光刻设备的类型。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中可以存在除图11中示出的元件以外的1-6个附加的反射元件。
收集器光学装置co(如图11所示)被示出为具有掠入射反射器253、254以及255的巢状收集器，仅作为收集器(或收集器反射镜)的一个示例。掠入射反射器253、254以及255围绕光学轴线o轴向对称地设置，且该类型的收集器光学装置co可以与放电产生的等离子体源结合使用，通常称为dpp源。
可替代地，源收集器模块so可以是如图12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燃料中，诸如氙(xe)、锡(sn)或锂(li)，由此产生具有几十ev的电子温度的高度离子化的等离子体210。在这些离子的去激发和复合期间生成的高能辐射由等离子体发射，被近正入射收集器光学装置co收集并被聚焦到包围结构220的开口221上。
可以使用下述方面进一步描述所述实施例：
1.一种方法，包括：
获得设计布局的一部分的特性的值；
确定包括或构成所述部分的图案形成装置的m3d的特性的值；和
通过硬件计算机，使用包括样本的训练数据训练神经网络，所述样本的特征向量包括所述部分的特性并且所述样本的监督信号包括m3d的特性。
2.根据方面1所述的方法，其中，所述设计布局是二元设计布局或连续色调设计布局。
3.根据方面1或方面2所述的方法，其中，所述部分的特性包括所述部分中的图案的几何特性、所述部分中的图案的统计特性、所述部分的参数化、或从所述部分导出的图像。
4.根据方面3所述的方法，其中，所述部分的特性包括所述部分的参数化，并且所述部分的参数化是所述部分在一个或更多个基础函数上的投影。
5.根据方面3所述的方法，其中，所述部分的特性包括从所述部分导出的图像，并且其中所述图像是像素化图像、二元图像或连续色调图像。
6.根据方面1-5中任一方面所述的方法，其中，m3d的特性包括所述图案形成装置的m3d掩模透射函数的参数。
7.根据方面1-6中任一方面所述的方法，其中，基于所述部分确定m3d的特性。
8.根据方面1-7中任一方面所述的方法，其中，使用计算模型确定m3d的特性。
9.根据方面1-8中任一方面所述的方法，还包括根据使用所述图案形成装置的图案化过程的结果确定m3d的特性的值。
10.根据方面9所述的方法，其中，所述结果为由所述图案化过程形成在衬底上的图像、或所述图像的特性。
11.根据方面1-10中任一方面所述的方法，其中，所述部分的特性包括所述部分的几何分量、或所述几何分量的连续色调渲染。
12.一种方法，包括：
获得设计布局的一部分的特性的值；
获得使用包括或构成所述部分的图案形成装置的图案化过程的特性的值；
确定所述图案化过程的结果的特性的值；和
通过硬件计算机，使用包括样本的训练数据训练神经网络，所述样本的特征向量包括所述部分的特性和所述图案化过程的特性，并且所述样本的监督信号包括所述结果的特性。
13.根据方面12所述的方法，其中，所述设计布局是二元设计布局或连续色调设计布局。
14.根据方面12或方面13所述的方法，其中，所述部分的特性包括所述部分中的图案的几何特性、所述部分中的图案的统计特性、所述部分的参数化、或从所述部分导出的图像。
15.根据方面14所述的方法，其中，所述部分的特性包括所述部分的参数化，并且所述部分的参数化是所述部分在一个或更多个基础函数上的投影。
16.根据方面14所述的方法，其中，所述部分的特性包括从所述部分导出的图像，并且所述图像是像素化图像、二元图像或连续色调图像。
17.根据方面12-16中任一方面所述的方法，其中，所述图案化过程的特性包括在光刻过程中使用的光刻设备的照射源的特性、所述光刻设备的投影光学装置的特性、曝光后工序的特性，或选自其中的任意组合。
18.根据方面12-17中任一方面所述的方法，其中，基于所述部分和所述光刻过程确定所述结果的特性的值。
19.根据方面12-18中任一方面所述的方法，其中，所述结果为由所述光刻过程形成在衬底上的图像、或所述图像的特性。
20.根据方面12-19中任一方面所述的方法，其中，使用计算模型确定所述结果的特性的值。
21.根据方面12-20中任一方面所述的方法，其中，所述结果的特性是选自以下中的一个或更多个：临界尺寸、掩模误差增强因子、过程窗口、良率，和/或从其选择的任何组合。
22.根据方面12-21中任一方面所述的方法，其中，所述部分的特性包括所述部分的几何分量、或所述几何分量的连续色调渲染。
23.根据方面1-22中任一方面所述的方法，还包括使用所述神经网络确定所述图案形成装置的m3d掩模透射函数。
24.根据方面23所述的方法，还包括使用所述m3d掩模透射函数确定由所述图案化过程产生的图像。
25.根据方面24所述的方法，其中，确定所述图像包括通过使用所述m3d掩模透射函数和所述辐射的在所述辐射与所述图案形成装置相互作用之前的电磁辐射场确定在所述辐射与所述图案形成装置相互作用之后的电磁辐射场。
26.一种计算机程序产品，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1-25中任一方面所述的方法。
本文中所公布的构思可以模拟或以数学方式模型化用于成像子波长特征的任何通用的成像系统，且可以尤其对能够产生越来越短的波长的新兴的成像技术是有用的。已经在使用中的新兴技术包括能够通过使用arf激光器产生193nm波长且甚至能够通过使用氟激光器产生157nm波长的euv(极紫外)、duv光刻术。此外，为了产生在这个范围内的光子，euv光刻术能够通过使用同步加速器或通过运用高能电子来撞击材料(固体或等离子体)来产生在20-5nm的范围内的波长。
虽然本文公开的构思可以用于在衬底(诸如硅晶片)上成像，但是应理解，所公开的构思可以与任何类型的光刻成像系统一起使用，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。
上文的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，在不背离下文所附的权利要求书的范围的情况下，可以如所描述地进行修改。
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