[go: up one dir, main page]

TW202127138A - 用於圖案化裝置之判定曲線圖案之方法 - Google Patents

用於圖案化裝置之判定曲線圖案之方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202127138A
TW202127138A TW109138273A TW109138273A TW202127138A TW 202127138 A TW202127138 A TW 202127138A TW 109138273 A TW109138273 A TW 109138273A TW 109138273 A TW109138273 A TW 109138273A TW 202127138 A TW202127138 A TW 202127138A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
image
pattern
mask
patterning device
substrate
Prior art date
Application number
TW109138273A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI757950B (zh
Inventor
張權
陳炳德
羅福 C 何威爾
蘇靜
鄒毅
彥文 盧
Original Assignee
荷蘭商Asml荷蘭公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 荷蘭商Asml荷蘭公司 filed Critical 荷蘭商Asml荷蘭公司
Publication of TW202127138A publication Critical patent/TW202127138A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI757950B publication Critical patent/TWI757950B/zh

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/70Adapting basic layout or design of masks to lithographic process requirements, e.g., second iteration correction of mask patterns for imaging
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70433Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
    • G03F7/70441Optical proximity correction [OPC]
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/706835Metrology information management or control
    • G03F7/706839Modelling, e.g. modelling scattering or solving inverse problems
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30Circuit design
    • G06F30/39Circuit design at the physical level
    • G06F30/398Design verification or optimisation, e.g. using design rule check [DRC], layout versus schematics [LVS] or finite element methods [FEM]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/20Drawing from basic elements, e.g. lines or circles
    • G06T11/203Drawing of straight lines or curves
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/705Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/18Manufacturability analysis or optimisation for manufacturability

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本文中描述一種用以判定一圖案化裝置之一曲線圖案的方法,該方法包括:獲得(i)該圖案化裝置之對應於待印刷於一基板上之一目標圖案的一初始影像,該基板將經受一圖案化程序,及(ii)一製程模型,其經組態以自該初始影像預測該基板上之一圖案;藉由一硬體電腦系統自該初始影像產生一增強型影像;藉由該硬體電腦系統使用該增強型影像產生一位準集合影像;及藉由該硬體電腦系統基於該位準集合影像、該製程模型及一成本函數反覆地判定用於該圖案化裝置之一曲線圖案,其中該成本函數(例如,EPE)判定一預測圖案與該目標圖案之間的一差,其中該差經反覆地減小。

Description

用於圖案化裝置之判定曲線圖案之方法
本文中之描述大體而言係關於光罩製造及圖案化程序。更特定言之,係關於一種用於判定用於設計佈局之圖案化裝置圖案之設備或方法。
微影投影設備可用於(例如)積體電路(IC)製造中。在此類狀況下,圖案化裝置(例如,光罩)可含有或提供對應於IC之個別層的圖案(「設計佈局」),且此圖案可藉由諸如經由圖案化裝置上之圖案照射目標部分的方法經轉印於一基板(例如,矽晶圓)上之目標部分(例如,包含一或多個晶粒)上,該目標部分已塗佈有一層輻射敏感材料(「光阻」)。一般而言,單一基板含有複數個鄰近目標部分,圖案係由微影投影設備一次一個目標部分地順次地轉印至該複數個鄰近目標部分。在一種類型之微影投影設備中,將整個圖案化裝置上之圖案一次性轉印至一個目標部分上;此設備通常被稱作步進器。在通常被稱作步進掃描設備之替代設備中,投影光束在給定參考方向(「掃描」方向)上遍及圖案化裝置進行掃描,同時平行或反平行於此參考方向同步地移動基板。圖案化裝置上之圖案之不同部分逐漸地轉印至一個目標部分。一般而言,由於微影投影設備將具有減小比率M(例如,4),因此移動基板所處之速度F將為投影光束掃描圖案化裝置所處的1/M倍。可例如自以引用方式併入本文中之US 6,046,792搜集到關於如本文中所描述之微影裝置的更多資訊。
在將圖案自圖案化裝置轉印至基板之前,基板可經歷各種工序,諸如,上底漆、光阻塗佈,及軟烘烤。在曝光之後,基板可經受其他工序(「曝光後工序」),諸如曝光後烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤及對經轉印圖案之量測/檢測。此工序陣列係用作製造一裝置(例如,IC)之個別層的基礎。基板接著可經歷各種程序,諸如蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學-機械拋光等等,該等程序皆意欲精整裝置之個別層。若在裝置中需要若干個層,則針對每一層來重複整個工序或其變體。最終,在基板上之每一目標部分中將存在裝置。接著藉由諸如切塊或鋸切之技術來使此等裝置彼此分離,據此,可將個別裝置安裝於載體上、連接至銷釘等。
因此,製造諸如半導體裝置之裝置通常涉及使用多個製作程序來處理基板(例如,半導體晶圓)以形成該等裝置之各種特徵及多個層。通常使用例如沈積、微影、蝕刻、化學機械拋光及離子植入來製造及處理此等層及特徵。可在基板上之複數個晶粒上製作多個裝置,且接著將該等裝置分離成個別裝置。此裝置製造程序可被認作是圖案化程序。圖案化程序涉及使用微影設備中之圖案化裝置進行圖案化步驟,諸如光學及/或奈米壓印微影,以將圖案化裝置上之圖案轉印至基板,且圖案化程序通常但視情況涉及一或多個相關圖案處理步驟,諸如藉由顯影設備進行光阻顯影、使用烘烤工具來烘烤基板、使用蝕刻設備而使用圖案進行蝕刻等。
如所提及,微影為在諸如IC之裝置之製造中的中心步驟,在該步驟處,形成於基板上之圖案界定裝置之功能元件,諸如微處理器、記憶體晶片等。類似微影技術亦用於形成平板顯示器、微機電系統(MEMS)及其他裝置。
隨著半導體製造程序繼續進步,幾十年來,功能元件之尺寸已不斷地縮減,而每裝置的諸如電晶體之功能元件之數量已穩固地增加,其遵循通常被稱作「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。在當前技術狀態下,裝置層使用微影投影設備製造,該等微影投影設備使用來自深紫外照明源之照明將設計佈局投影於基板上,從而產生個別功能元件,該等功能元件具有充分地低於100 nm之尺寸,亦即,低於來自照明源(例如,193 nm照明源)之輻射之波長之一半的尺寸。
印刷具有小於微影投影設備之經典解析度限值之尺寸之特徵的此程序根據解析度公式CD=k1 ×λ/NA而通常被稱為低k1 微影,其中λ為所使用輻射之波長(當前在大多數狀況下為248 nm或193 nm),NA為微影投影設備中之投影光學件之數值孔徑,CD為「臨界尺寸(critical dimension)」(通常為所印刷之最小特徵大小),且k1 為經驗解析度因數。一般而言,k1 愈小,則在基板上再生類似於由設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案變得愈困難。為了克服此等困難,將複雜微調步驟應用於微影投影設備、設計佈局或圖案化裝置。此等微調步驟包括(例如,但不限於):NA及光學相干設定之最佳化、定製照明方案、相移圖案化裝置之使用、設計佈局中之光學近接校正(OPC,有時亦被稱作「光學及程序校正」),或通常被定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。如本文所使用之術語「投影光學件」應被廣泛地解譯為涵蓋各種類型之光學系統,包括(例如)折射光學件、反射光學件、孔隙及反射折射光學件。術語「投影光學件」亦可包括用於集體地或單個地導向、塑形或控制投影輻射光束的根據此等設計類型中之任一者而操作的組件。術語「投影光學件」可包括微影投影設備中之任何光學組件,而不論光學組件位於微影投影設備之光學路徑上的何處。投影光學件可包括用於在來自源之輻射通過圖案化裝置之前塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件,及/或用於在該輻射通過圖案化裝置之後塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件。投影光學件通常不包括源及圖案化裝置。
根據實施例,提供一種用以判定一圖案化裝置之一曲線圖案的方法。該方法包括:獲得(i)對應於待印刷於一基板上之一目標圖案的該圖案化裝置之一初始影像,該基板將經受一圖案化程序,及(ii)一製程模型,其經組態以自該初始影像預測該基板上之一圖案;藉由一硬體電腦系統自該初始影像產生一增強型影像;藉由該硬體電腦系統使用該增強型影像產生一位準集合影像;及藉由該硬體電腦系統基於該位準集合影像、該製程模型及一成本函數反覆地判定用於該圖案化裝置之一曲線圖案,其中該成本函數判定一預測圖案與該目標圖案之間的一差,其中該差經反覆地減小。
在實施例中,該產生該增強型影像包括:相較於貫穿該初始影像之像素之一平均強度選擇具有相對低強度之像素;放大該初始影像之該等所選擇像素的強度;及組合該等所選擇像素之該等強度與該初始影像中像素的該等強度以產生該增強型影像。
在實施例中,該放大該初始影像之該等像素的強度係基於一影像類操作,諸如一邊緣偵測濾波器、反模糊、平均及/或特徵提取或其他類似操作。
在實施例中,該等所選擇之像素對應於一第一階、一第二階、一第三階及/或其他更高階子解析度輔助特徵,其中該二階子解析度輔助特徵為相較於第一階子解析度特徵定位於距對應於該目標圖案之特徵較大之一距離處的一輔助特徵。
在實施例中,其中該增強型影像之該產生進一步包括:自該增強型影像濾除雜訊;及對該增強型影像執行一平滑化操作。
在實施例中,該產生曲線光罩圖案包括將該增強型影像轉換為位準集合函數/影像,及追蹤與該位準集合函數相交之一臨限平面上的一輪廓,該輪廓對應於該曲線圖案。
在實施例中,判定該曲線圖案之一反覆包括:修改對應於該位準集合影像之光罩變數;判定該成本函數之一梯度;及基於該成本函數之該梯度使該位準集合影像之該等光罩變數之該等值最佳化,使得該成本函數被減小。
在實施例中,該成本函數經最小化。
在實施例中,該成本函數包括邊緣置放誤差、旁瓣印刷懲罰及/或一光罩規則檢查違反懲罰。一懲罰可為該成本函數之一項,該項取決於一違反量,例如一光罩量測值與一給定MRC或光罩參數(例如,一光罩圖案寬度及所允許的(例如,最小或最大)光罩寬度)之間的一差。在該成本函數中包括該懲罰項允許減小(在實施例中,最小化)此差。
在一實施例中,該方法進一步包括藉由該硬體電腦系統使用該曲線光罩來執行一圖案化步驟以經由該圖案化程序將圖案印刷於該基板上。
在實施例中,該初始影像為一連續傳輸光罩影像,該影像包含對應於該目標圖案之特徵及輔助特徵。
在一實施例中,該方法進一步包括製造該圖案化裝置,該圖案化裝置包括對應於該曲線圖案的結構特徵。
在實施例中,該等結構特徵對應於包括輔助特徵及/或輪廓修改之光學近接校正。
在一實施例中,該方法進一步包括經由一微影設備轉印該圖案化裝置之該曲線圖案至該基板。
此外,根據實施例,提供一種用以判定一圖案化裝置之一曲線圖案的方法。該方法包括:獲得(i)對應於待印刷於一基板上之一目標圖案的圖案化裝置之一初始影像,該基板將經受一圖案化程序,及(ii)一製程模型,其經組態以自該初始影像預測該基板上之一圖案;藉由硬體電腦系統藉由應用來自該初始影像之一二元變換(例如,使用S型或其他二進位化函數)作為連續光罩影像來產生一經變換影像;及藉由該硬體電腦系統基於該經變換影像、該製程模型及一成本函數反覆地判定該圖案化裝置的一曲線圖,其中該成本函數判定一經預測圖案與該目標圖案之間的一差,其中該差經反覆地減小。
在實施例中,判定該曲線圖案之一反覆包括:修改對應於該經變換影像之該初始影像的光罩變數;判定該成本函數之梯度;及基於該成本函數之該梯度判定該位準集合影像之該等光罩變數之值,使得該該成本函數被減小。
在實施例中,該成本函數經最小化。
在實施例中,該成本函數包括邊緣置放誤差、旁瓣印刷懲罰及/或一光罩規則檢查違反懲罰。
在一實施例中,該方法進一步包括藉由該硬體電腦系統使用該曲線光罩來執行一圖案化步驟以經由該圖案化程序將圖案印刷於該基板上。
在一實施例中,該方法進一步包括:藉由一硬體電腦系統自該初始影像產生一增強型影像;藉由該硬體電腦系統藉由應用一二元變換至該增強型影像為連續光罩影像而產生一經變換影像;及基於該經變換影像、該製程模型及一成本函數藉由該硬體電腦系統反覆地判定該圖案化裝置之一曲線圖案,其中該成本函數判定該經預測圖案與該目標圖案之間的一差,其中該差經反覆地減小。
在實施例中,該二元變換藉由一對數函數、一步階函數及/或一S型函數來執行。
在實施例中,該初始影像為一連續傳輸光罩影像,該影像包含對應於該目標圖案之特徵及子解析度助特徵。
在一實施例中,該方法進一步包括製造該圖案化裝置,該圖案化裝置包括對應於該曲線圖案的結構特徵。
此外,根據實施例,提供一種電腦程式產品,其包含其上記錄有指令之一非暫時性電腦可讀媒體,該等指令在藉由一電腦執行時實施以上技術方案中列出之方法。
儘管在本文中可特定地參考IC之製造,但應明確地理解,本文中之描述具有許多其他可能的應用。舉例而言,該描述可用於製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等。熟習此項技術者應瞭解,在此類替代應用之內容背景中,本文中對術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應被認為分別與更一般之術語「光罩」、「基板」及「目標部分」可互換。
在本文獻中,術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射,包括紫外輻射(例如,具有365、248、193、157或126 nm之波長)及EUV(極紫外光輻射,例如,具有在約5至約100 nm之範圍內的波長)。
圖案化裝置可包含或可形成一或多個設計佈局。可利用電腦輔助設計(computer-aided design;CAD)程式來產生設計佈局,此程序常常被稱作電子設計自動化(electronic design automation;EDA)。大多數CAD程式遵循預定設計規則之集合,以便產生功能設計佈局/圖案化裝置。藉由處理及設計限制來設定此等規則。舉例而言,設計規則界定裝置(諸如閘、電容器等等)或互連線之間的空間容許度, 以便確保該等裝置或線彼此不會以不理想方式相互作用。設計規則限制中之一或多者可被稱作「臨界尺寸」(CD)。可將裝置之臨界尺寸界定為線或孔之最小寬度,或兩條線或兩個孔之間的最小空間。因此,CD判定經設計裝置之總大小及密度。當然,裝置製造中之目標中之一者係在基板上如實地再生原始設計意圖(經由圖案化裝置)。
如本文中所使用之術語「光罩」或「圖案化裝置」可被廣泛地解譯為係指可用以向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化裝置,經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案;術語「光閥」亦可用於此內容背景中。除了經典光罩(透射或反射;二元、相移、混合式光罩等等)以外,其他此等圖案化裝置之實例亦包括: -可程式化鏡面陣列。此裝置之實例為具有黏彈性控制層及反射表面之矩陣可定址表面。此設備所隱含之基本原理為(例如):反射表面之經定址區域將入射輻射反射為繞射輻射,而未經定址區域將入射輻射反射為非繞射輻射。在使用適當濾光器的情況下,可自反射光束濾出該非繞射輻射,從而僅留下繞射輻射;以此方式,光束根據矩陣可定址表面之定址圖案而變得圖案化。可使用合適電子構件來執行所需矩陣定址。 -一可程式化LCD陣列。以引用方式併入本文中之美國專利第5,229,872號中給出此構造之實例。
作為簡要介紹,圖1說明例示性微影投影設備10A。主要組件為:輻射源12A,其可為深紫外準分子雷射源或包括極紫外線(EUV)源及照明光學件之其他類型源(如上文所論述,微影投影設備自身不必具有輻射源),該等照明光學件例如界定部分同調性(表示為西格瑪)且可包括塑形來自源12A之輻射的光學件14A、16Aa及16Ab;圖案化裝置18A;及透射光學件16Ac,其將圖案化裝置之圖案之影像投影至基板平面22A上。在投影光學件之光瞳平面處的可調整濾光器或孔徑20A可限定照射於基板平面22A上之光束角度之範圍,其中最大可能角度界定投影光學件之數值孔徑NA= n sin(Θmax ),其中n為基板與投影光學件之最後元件之間的介質之折射率,且Θmax 為自投影光學件射出的仍可照射於基板平面22A上之光束的最大角度。
在微影投影設備中,源提供照明(即,輻射)至圖案化裝置,且投影光學件經由圖案化裝置導引並塑形至基板上之照射。投影光學件可包括組件14A、16Aa、16Ab及16Ac中之至少一些。空中影像(aerial image;AI)為在基板位階處之輻射強度分佈。可使用抗蝕劑模型以自空中影像計算抗蝕劑影像,可在全部揭示內容特此以引用方式併入之美國專利申請公開案第US 2009-0157630號中找到此情形之實例。抗蝕劑模型僅與抗蝕劑層之性質(例如,在曝光、曝光後烘烤(PEB)及顯影期間發生的化學程序之效應)有關。微影投影設備之光學性質(例如,照明、圖案化裝置及投影光學件之性質)指明空中影像且可界定於光學模型中。由於可改變用於微影投影設備中之圖案化裝置,因此需要使圖案化裝置之光學性質與微影投影設備之至少包括源及投影光學件的其餘部分之光學性質分離。用以將設計佈局變換至各種微影影像(例如,空中影像、抗蝕劑影像等)、使用彼等技術及模型應用OPC且評估效能(例如,依據程序窗)的技術及模型之細節描述於美國專利申請公開案US 2008-0301620、2007-0050749、2007-0031745、2008-0309897、2010-0162197及2010-0180251中,前述各案之揭示內容特此以全文引用之方式併入。
理解微影程序之一種態樣係理解輻射與圖案化裝置之相互作用。在輻射通過圖案化裝置之後的輻射之電磁場可自在輻射到達圖案化裝置之前的輻射之電磁場及特性化該相互作用之函數予以判定。此函數可被稱作光罩透射函數(其可用以描述透射圖案化裝置及/或反射圖案化裝置之相互作用)。
光罩透射函數可具有多種不同形式。一種形式係二元的。二元光罩透射函數在圖案化裝置上之任何給定位置處具有兩個值(例如,零及正常數)中之任一者。呈二元形式之光罩透射函數可被稱作二元光罩。另一種形式係連續的。亦即,圖案化裝置之透射率(或反射率)的模數係圖案化裝置上之位置的連續函數。透射率(或反射率)之相位亦可為圖案化裝置上之位置的連續函數。呈連續形式之光罩透射函數可被稱作連續色調光罩或連續透射光罩(CTM)。舉例而言,可將CTM表示為像素化影像,其中可向每一像素指派介於0與1之間的值(例如0.1、0.2、0.3等)來代替0或1之二元值。在一實施例中,CTM可為像素化灰階影像,其中每一像素具有若干值(例如在範圍[-255, 255]內、在範圍[0, 1]或[-1, 1]或其他適當範圍內之正規化值)。
薄光罩近似(亦被稱為克希霍夫(Kirchhoff)邊界條件)廣泛地用以簡化對輻射與圖案化裝置之相互作用之判定。薄光罩近似假定圖案化裝置上之結構的厚度相比於波長極小,且光罩上之結構之寬度相比於波長極大。因此,薄光罩近似假定在圖案化裝置之後的電磁場係入射電磁場與光罩透射函數之乘積。然而,當微影程序使用具有愈來愈短之波長的輻射,且圖案化裝置上之結構變得愈來愈小時,對薄光罩近似之假定可破壞。舉例而言,輻射與結構(例如,頂面與側壁之間的邊緣)之因為其有限厚度的相互作用(「光罩3D效應」或「M3D」)可變得相當大。在光罩透射函數中涵蓋此散射可使得光罩透射函數能夠較佳地捕獲輻射與圖案化裝置之相互作用。在薄光罩近似下之光罩透射函數可被稱作薄光罩透射函數。涵蓋M3D之光罩透射函數可被稱作M3D光罩透射函數。
根據本發明之一實施例,可產生一或多個影像。影像包括可藉由每一像素之像素值或強度值特性化的各種類型之信號。取決於影像內像素之相對值,信號可被稱作例如弱信號或強信號,如藉由熟習此項技術者可理解。術語「強」及「弱」為基於影像內之像素之強度值的相對術語,且強度之特定值可能並不限制本發明之範疇。在實施例中,強信號及弱信號可基於所選擇之臨限值來識別。在實施例中,臨限值可為固定的(例如,影像內像素之最高強度與最低強度的中點)。在實施例中,強信號可指具有大於或等於越過影像之平均信號值之值的信號,且弱信號可指具有低於平均信號值之值的信號。在實施例中,相對強度值可係基於百分數。舉例而言,弱信號可為具有低於影像內像素(例如,對應於目標圖案之像素可被視為具有最高強度之像素)之最高強度之50%的強度之信號。此外,影像內之每一像素可被視為變數。根據本實施例,導數或偏導數可相對於影像內之每一像素判定,且每一像素之值可根據基於成本函數之評估及/或成本函數之基於梯度的計算來判定或修改。舉例而言,CTM影像可包括像素,其中每一像素為可採用任何實數值的變數。
圖2為用於自影像(例如,連續透射光罩影像、二元光罩影像、曲線光罩影像等)判定圖案化裝置圖案(或下文中之光罩圖案)之方法2000的流程圖,該影像對應於待經由涉及微影程序之圖案化程序印刷於基板上的目標圖案。在一實施例中,設計佈局或目標圖案可為二元設計佈局、連續色調設計佈局,或具有另一合適形式之設計佈局。
方法2000為反覆程序,其中初始影像(例如,增強型影像、自CTM影像初始化之位準設定影像等)經漸進地修改以根據本發明之不同程序產生不同類型之影像以最終產生進一步用以製作/製造光罩之光罩圖案或影像(例如,對應於最終曲線光罩之位準集合影像)的資訊。初始影像之反覆修改可係基於成本函數,其中在反覆期間,初始影像可經修改,使得成本函數經減小,在一實施例中經最小化。在一實施例中,方法2000亦可被稱作CTM+程序,其中初始影像為最佳化CTM影像,該最佳化CTM影像進一步根據本發明處理以產生曲線光罩圖案(例如,曲線光罩或曲線圖案之幾何形狀或多邊形表示形狀。在實施例中,初始影像可為CTM影像之增強型影像)。曲線光罩圖案可係呈向量、表、數學等式之形式或表示幾何/多邊形形狀之其他形式。
在實施例中,程序P201可涉及獲得初始影像(例如,CTM影像或最佳化CTM影像,或二元光罩影像)。在實施例中,初始影像2001可為藉由CTM產生程序基於待印刷於基板上之目標圖案產生的CTM影像。可接著藉由程序P201接收CTM影像。在一實施例中,程序P201可經組態以產生CTM影像。舉例而言,在CTM產生技術中,將逆微影問題闡釋為最佳化問題。變數係關於光罩影像中像素的值,且諸如EPE或旁瓣印刷之微影度量可用作成本函數。在最佳化之反覆中,自變數建構光罩影像且接著應用製程模型(例如,Tachyon模型)以獲得光學或抗蝕劑影像且計算成本函數。成本計算接著給出梯度值,該等梯度值用於最佳化解算器中以更新變數(例如,像素強度)。在最佳化期間之若干次反覆之後,產生最終光罩影像,該最終光罩影像進一步用作用於圖案提取之導引圖(例如,如以Tachyon iOPC及SMO軟體實施)。此初始影像(例如,CTM影像)可包括對應於待經由圖案化程序印刷於基板上之目標圖案的一或多個特徵(例如,目標圖案之特徵、SRAF、襯線等)。
在實施例中,CTM影像(或CTM影像之增強型版本)可用以初始化位準集合影像(或位準集合函數),該位準集合影像可用作初始影像2001,該初始影像如下文所論述反覆地修改。
在實施例中,圖3說明目標圖案300之簡單實例,該目標圖案包括定位於基板上之不同位置處的接觸孔301及302。通常,目標圖案複雜得多,包括相對靠近於彼此定位的具有不同大小及形狀之數百且數千或甚至數百萬個特徵。對於此類目標圖案300,可產生/獲得CTM影像。
圖4A為對應於目標圖案300之實例CTM影像400 (初始影像2001之實例)。CTM影像400包括對應於目標特徵之特徵402,亦即接觸孔302及特徵402周圍的額外特徵(例如,SRAF 404)。在實施例中,取決於輔助特徵(例如,SRAF)距目標特徵的距離,輔助特徵可被稱作第一階、第二階、第三階等。舉例而言,SRAF可被稱作第一階SRAF (亦即,最接近目標圖案)、位於第一階SRAF之後的第二階SRAF、位於第二階SRAF外部之第三階SRAF等等。在實施例中,第一階、第二階、第三階SRAF可藉由像素值特性化。在實施例中,靠近於目標之SRAF可具有較高強度,且強度隨著SRAF距目標圖案定位得更遠而逐漸地減小。換言之,在CTM影像內,可觀測到具有逐漸地較低之像素值或較弱信號的特徵(例如,SRAF)。根據實施例,作為一實例,遠離目標圖案,白色區可指示無信號(不具有強度),且黑色區(或暗區)可指示「信號」(具有某強度)。舉例而言,CTM影像400之暗區指示強信號,且白色或灰色區指示相對弱的信號。舉例而言,SRAF 404(第一階SRAF之實例)相較於SRAF 406(第二階SRAF之實例)可具有相對較高的像素值(或更強信號)。超出SRAF 406,信號進一步減弱,該信號可被忽略,亦即指示無SRAF或其他特徵可包括於此等區內。沿著通過接觸孔402之線412的信號之實例說明於圖4B中。在圖4B中,信號450可被視為強的(具有相對於例如100之大的振幅,或振幅之大型變化)直至例如350 nm,且信號450可在350 nm之後逐漸地減弱(振幅之相對小改變)。
在實施例中,若特徵係在目標圖案內,例如在相對大之目標多邊形內,則白色可指示信號(例如,以置放SRIF),而黑色可指示無信號。
此外,程序P201可涉及基於初始影像2001產生增強型影像2002。增強型影像2002可為初始影像2001內之某些所選擇像素經放大的影像。所選擇像素可為初始影像2001內具有相對較低值(或弱信號)的像素。在實施例中,所選擇像素為具有信號值之像素,該等信號值低於例如貫穿初始影像之像素的平均強度或給定臨限值。換言之,初始影像2001內具有較弱信號之像素經放大,因此增強初始影像2001內之一或多個特徵。舉例而言,目標特徵周圍之第二階SRAF可具有可經放大之弱信號。因此,增強型影像2002可突出顯示或識別額外特徵(或結構),該等特徵可包括於光罩影像(在方法中稍後產生)內。在判定光罩影像之習知方法(例如,CTM方法)中,初始影像內之弱信號可被忽略,且因此光罩影像可不包括可由初始影像2001中之弱信號形成的特徵。
增強型影像2002之產生涉及應用諸如濾波器(例如,邊緣偵測濾波器)之影像處理操作以放大初始影像2001內之弱信號。替代地或另外,影像處理操作可為去模糊、平均及/或特徵提取或其他類似操作。邊緣偵測濾波器之實例包括普瑞維特(Prewitt)運算子、拉普拉斯運算子、高斯拉普拉斯(LoG)濾波器等。產生步驟可進一步涉及在修改或不修改初始影像2001之原始強信號情況下組合初始影像2001之放大信號與初始影像2001之原始影像。舉例而言,在實施例中,對於越過初始影像2001之一或多個位置處(例如,接觸孔處)的一或多個像素值,原始信號可為相對強的(例如,高於某臨限值諸如150或低於-50),則一或多個位置處(例如,接觸孔處)的原始信號可能並不經修改或與該位置之經放大信號組合。
在實施例中,初始影像2001中之雜訊(例如,亮度或色彩或像素值之隨機變化)亦可被放大。因此,替代地或另外,平滑化程序可經應用以減小經組合影像中之雜訊(例如,亮度或色彩或像素值的隨機變化)。影像平滑化方法之實例包括高斯模糊、流動平均值、低通濾波器等。
在實施例中,增強型影像2002可使用邊緣偵測濾波器產生。舉例而言,邊緣偵測濾波器可應用至初始影像2001以產生經濾波影像,該經濾波影像突出顯示初始影像2001內一或多個特徵的邊緣。所得經濾波影像可與原始影像(亦即,初始影像2001)進一步組合以產生增強型影像2002。在實施例中,初始影像2001與在邊緣濾波之後獲得之影像的組合可涉及修改僅初始影像2001之具有弱信號的彼等部分而不修改具有強信號之區,且組合程序可基於信號強度經加權。在實施例中,放大弱信號亦可放大經濾波影像內之雜訊。因此,根據實施例,平滑化程序可對經組合影像執行。影像之平滑化可指近似函數,其試圖捕獲影像中之重要圖案(例如,目標圖案、SRAF),同時省去雜訊或其他精細尺度結構/快速現象。在平滑化中,信號之資料點可經修改,使得個別點(大致因為雜訊)可被減小,且可能低於鄰接點之點可經增大從而導致更平滑信號或更平滑影像。因此,在平滑化操作之後,根據本發明之一實施例,可獲得具有減小之雜訊的增強型影像2002之進一步平滑版本。
圖5A說明自初始CTM影像400產生之實例增強型影像500(增強型影像2002之實例)。在影像500中,增強初始CTM影像400之若干特徵。舉例而言,接觸孔502及第一SRAF 504相較於初始CTM影像400中之孔406及SRAF 404為更明顯的(例如,依據強度及邊緣銳度)。更重要地,遠離接觸孔502且距第一SRAF 504相對更遠地定位的第二或較高階SRAF 506、508及/或510相較於初始影像400中可見之強度具有更大強度(或更強信號)。沿著通過接觸孔502之線512(對應於初始影像400中之線412)的實例信號550說明於圖5B中。圖5B中,信號550相較於信號450可為更強的。信號550具有相對較大振幅(或振幅之變化),例如,信號550相較於信號450中可見之強度為相對更強的。
在實施例中,增強型影像500可使用如較早論述之平滑化函數經進一步平滑化以產生增強型影像500之更平滑化版本。舉例而言,圖6A說明自增強型影像500產生之平滑的增強型影像600。
另外,方法在程序P203中可涉及基於增強型影像2002產生位準集合影像2003。在第一反覆中,增強型影像2002可用以初始化位準集合影像2003。在後一情境下,位準集合影像2003經反覆地更新。
n 個實數變數之實數賦值函數f 的位準集合為具有如下形式之集合:
Figure 02_image001
在二維空間中,集合界定表面上的所有點,在該等點處,函數f 等於給定值c ,且位準集合
Figure 02_image003
通常為被稱作位準曲線、輪廓(例如,曲線形狀)或等值線的曲線。在二維空間中,位準集合函數f 藉由
Figure 02_image005
指明,該
Figure 02_image005
指位準集合影像。
在以上等式中,f 指諸如每一像素之強度的光罩變數,其判定曲線光罩邊緣以給定恆定值c 存在的位置(例如,在如以下程序P205中論述之臨限平面)。
在實施例中,在一反覆處,位準集合影像2003之產生可涉及基於例如初始化條件或梯度圖(其可在方法中稍後產生)在增強型影像2002內修改變數的一或多個值(例如,一或多個位置處之像素值)。舉例而言,可增大或減低一或多個像素值。換言之,可增大或減低增強型影像2002內一或多個信號之振幅。信號之此類經修改振幅取決於信號(例如,信號550)之振幅的改變量啟用不同曲線圖案之產生。因此,曲線圖案逐漸地發展,直至成本函數被減小,在實施例中經最小化。在實施例中,可對位準集合影像2003執行進一步平滑化。
此外,程序P205涉及基於位準集合影像2003產生曲線光罩圖案2005(例如,具有以向量形式表示之多邊形形狀)。曲線光罩圖案2005之產生可涉及位準集合影像2003之臨限值設定以自位準集合影像2003描繪或產生曲線(或彎曲)圖案。舉例而言,臨限值設定可使用具有固定值之臨限平面(例如,x-y平面)執行,該臨限平面與位準集合影像2003之信號相交。臨限平面與位準集合影像2003之信號的相交產生跡線或外形(亦即,彎曲多邊形形狀),該等跡線或外形形成充當曲線光罩圖案2005之曲線圖案的多邊形形狀。舉例而言,位準集合影像2003可與平行於(x,y)平面之零平面相交。因此,曲線光罩圖案2005可為如上產生的任何曲線圖案。在實施例中,自位準集合影像2003描繪或產生之曲線圖案取決於增強型影像2002之信號。舉例而言,若第二階SRAF 506(或606)之信號不存在於增強型影像2002中,則曲線圖案可能不產生對應於此SRAF 506(或606)之多邊形形狀。因此,影像增強程序P203促進針對最終曲線光罩圖案產生之圖案的改良。最終曲線光罩圖案可藉由光罩製造商進一步使用以製造用於微影程序中之光罩。
圖6A及6B說明自增強型影像500及/或對初始影像之反覆更新獲得的初始位準集合影像600之實例(位準集合影像2003之實例)。包括目標圖案及SRAF之不同圖案之輪廓自位準集合影像600產生(例如,使用P205之臨限值設定程序)。舉例而言,位準集合影像600可包含對應於目標圖案(亦即,接觸孔302)之輪廓652、圍繞輪廓652之第一SRAF輪廓634以及諸如631、632、635、637及636的其他第二階或第三階SRAF輪廓,每一此SRAF對應於位準集合影像600中及/或增強型影像500中的信號。
此外,程序P207可涉及呈現曲線光罩圖案2005以產生光罩影像2007。呈現為對曲線光罩圖案執行之標準操作,其係與將矩形光罩多邊形轉換為離散灰度影像表示類似的程序。此程序可理解為將連續座標(多邊形)之匣函數(box function)取樣成影像像素之每一點處的值。
方法進一步涉及使用產生或預測圖案2009之製程模型之圖案化程序的前向模擬,該圖案可基於光罩影像2007印刷於基板上。舉例而言,程序P209可涉及使用光罩影像2007作為輸入執行及/或模擬製程模型及在基板上產生程序影像2009(例如,空中影像、光阻影像、蝕刻影像等)。在實施例中,製程模型可包括耦接至光學件模型之光罩傳輸模型,該光學件模型進一步耦接至光阻模型及/或蝕刻模型。製程模型之輸出可為在模擬程序期間以不同程序變化用因數表示的程序影像2009。程序影像可藉由例如描繪程序影像內之圖案的輪廓來進一步用以判定圖案化程序的參數(例如,EPE、CD、疊對、旁瓣等)。參數可進一步用以界定成本函數,該成本函數進一步用以最佳化光罩影像2007,使得成本函數經減小,或在一實施例中經最小化。
在程序P211中,成本函數可基於製程模型影像2009(亦被稱作經模擬基板影像或基板影像或晶圓影像)來評估。因此,成本函數在圖案化程序之變化之處可被視為程序感知的,從而啟用慮及圖案化程序之變化的曲線光罩圖案之產生。舉例而言,成本函數可為邊緣置放誤差(EPE)、旁瓣、均方誤差(MSE)或基於程序影像中圖案之輪廓界定的其他適當變數。EPE可係與一或多個圖案相關聯之邊緣置放誤差及/或與製程模型影像2009之所有圖案及對應目標圖案相關之所有邊緣置放誤差的總和。在實施例中,成本函數可包括可經同時減小或最小化之一個以上條件。舉例而言,除MRC違反機率外,缺陷之數目、EPE、疊對、CD或其他參數可經包括,且所有條件可經同時減小(或最小化)。
此外,一或多個梯度圖(稍後論述)可基於成本函數(例如,EPE)產生,且光罩變數可基於此類梯度圖來修改。光罩變數(MV)指位準集合影像
Figure 02_image008
之強度。因此,梯度計算可表示為
Figure 02_image010
,且梯度值藉由捕獲自光罩影像(MI)至曲線光罩多邊形之逆數學關係更新為位準集合影像。因此,成本函數相對於光罩影像的導數鏈可自光罩影像至曲線光罩多邊形且自曲線光罩多邊形至位準集合影像計算,此舉允許位準集合影像處光罩變數之值的修改。
在實施例中,影像規則化可經添加以減小可產生之光罩圖案的複雜度。此類影像規則化可為光罩規則檢查(MRC)。MRC指光罩製造程序或設備之限制條件。因此,成本函數例如基於EPE及MRC違反懲罰而可包括不同分量。懲罰可為成本函數的取決於違反量,例如光罩量測值與給定MRC或光罩參數(例如,光罩圖案寬度與所允許(例如,最小或最大)光罩圖案寬度)之間的差之項。因此,根據本發明之一實施例,光罩圖案可經設計,且對應光罩可不僅基於圖案化程序之前向模擬而且另外基於光罩製造設備/程序之製造限制來製作。因此,可獲得依據例如EPE或印刷圖案上之疊對產生高良率(亦即,最小缺陷)及高準確性的可製作曲線光罩。
理想地,對應於程序影像之圖案應與目標圖案準確地相同,然而,此類準確目標圖案可能並非可行的(例如,典型地尖銳拐角),且一些衝突歸因於該圖案化程序自身中之變化及/或圖案化程序之模型中的近似被引入。
在方法之第一反覆中,光罩影像2007可能並不產生類似於目標圖案(例如,目標圖案300)的圖案(在光阻影像中)。光阻影像(或蝕刻影像)中印刷圖案之準確性或接受度的判定可係基於諸如EPE之成本函數。舉例而言,若光阻圖案之EPE為高的,則其指示使用光罩影像2007之印刷圖案為不可接受的,且必須修改位準集合影像2003中的圖案。
為了判定光罩影像2007是否為可接受的,程序P213可涉及判定成本函數是否經減小或最小化,或給定反覆數目是否達到。舉例而言,先前反覆之EPE值可與當前反覆之EPE值比較以判定EPE是否已減小、最小化或收斂(亦即,未觀測到印刷圖案中之實質改良)。當成本函數經最小化時,方法可停止,且產生之曲線光罩圖案資訊被視為最佳化結果。
然而,若成本函數並未經減小或最小化,光罩相關變數或 增強型影像相關變數(例如,像素值)可經更新。在實施例中,更新可係基於基於梯度之方法。舉例而言,若成本函數並未減小,則方法2000在執行程序P215及P217之後繼續產生光罩影像之下一反覆,該反覆指示如何進一步修改位準集合影像2003或(程序P203的)位準集合影像之變數。
程序P215可涉及基於成本函數產生梯度圖2015。梯度圖可為成本函數之導數及/或偏導數。在實施例中,成本函數之偏導數可藉由光罩影像之各別像素判定,且導數可進一步鏈接以相對於位準集合影像2003之變數判定偏導數。此類梯度計算可涉及判定光罩影像2007與位準集合影像2003之間的逆關係。此外,必須考慮在程序P205及P203中執行之任何平滑化操作(或函數)的逆關係。
梯度圖2015可以一方式提供關於增大或減低光罩變數之值(亦即,位準集合影像或CTM影像之值)的推薦,使得成本函數之值被減小,在實施例中經最小化。在一實施例中,可將最佳化演算法應用至梯度圖2015以判定光罩變數值。在實施例中,最佳化解算器(例如,第二階解算器布洛伊登-費萊雪-高德法伯-香農(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno),BFGS)可用以執行基於梯度之計算(在程序P217中)。
在實施例中,對於一反覆,位準集合影像之變數可經改變,同時臨限平面可保持固定或不改變以便逐漸地減小或最小化成本函數。因此,所產生之曲線圖案可在反覆期間逐漸發展,使得成本函數被減小,或在一實施例中經最小化。在另一實施例中,位準集合影像之變數以及臨限平面可皆改變以達成最佳化程序的更快收斂。在成本函數之若干反覆及/或最小化之後可導致CTM+結果之最終集合(亦即,增強型影像、位準集合影像或曲線光罩的經修改版本)。舉例而言,圖7A說明最終位準集合影像700及曲線光罩圖案750之對應圖像表示(圖7B中),該表示包括多邊形形狀,例如,SRAF 731、725及706,該等多邊形形狀係初始增強型影像500或初始位準集合影像600中SRAF的逐漸失真之結果。
在本發明之一實施例中,自藉由灰度影像進行之CTM最佳化至藉由曲線光罩進行之CTM+最佳化的轉變可藉由用不同程序替換位準集合程序及臨限值設定程序(亦即,P203及P205)來簡化,在該不同程序處,S型變換應用至增強型影像2002,且執行梯度計算之對應改變。增強型影像2002之S型變換產生經變換影像,該經變換影像在最佳化程序(例如,最小化成本函數)期間逐漸地發展成曲線圖案。在反覆或最佳化步驟期間,與S型函數相關之變數(例如,陡度及/或臨限值)可基於梯度計算來修改。由於S型變換在連續反覆期間變得更陡峭(例如,S型變換之斜率之陡度的增大),因此自CTM影像至最終CTM+影像之逐漸轉變可經達成,從而允許藉由曲線光罩圖案進行之最終CTM+最佳化的改良之結果。
在本發明之一實施例中,額外步驟/程序可插入至最佳化之反覆的循環中,以加強結果從而具有所選擇或所要性質。舉例而言,平滑度可藉由添加平滑化步驟來確保,或其他濾波器可用以加強影像以有利於水平/垂直結構。
本發明方法具有若干特徵或態樣。舉例而言,使用藉由影像增強方法進行之最佳化的CTM光罩影像來改良信號,該信號進一步用作最佳化流程中的接種。在另一態樣中,運用CTM技術使用位準集合方法(被稱作CTM+)啟用曲線光罩圖案之產生。在又一態樣中,梯度計算之完整公式(亦即,封閉迴路公式)允許將漢森(Hessian)(2階)解算器用於位準集合最佳化。CTM+結果可用作局部解決方案(作為熱點維修)或用作全晶片解決方案。CTM+結果可與機器學習一起用作輸入,且此情形亦允許將機器學習用於加速CTM+的可能性。在又一態樣中,方法包括影像規則化方法以改良結果。在另一態樣中,方法涉及連續最佳化階段以達成自灰度影像CTM至二元曲線光罩CTM+的更平滑轉變。方法允許調諧最佳化之臨限值以改良結果。方法包括至最佳化之反覆的額外變換以加強結果之良好性質結果(要求CTM+影像中之平滑度)。
隨著微影節點保持收縮,其需要愈來愈複雜之光罩。藉由多電子束寫入器(藉由IMS)之新近突破性,據信至少本發明之充分曲線光罩可藉由DUV掃描儀、EUV掃描儀及/或其他掃描儀用於關鍵層中。
可在包括源光罩最佳化、光罩最佳化之光罩最佳化程序之不同態樣中包括根據本發明之方法,及/或可判定OPC及適當曲線光罩圖案。
圖9係說明可輔助實施本文中所揭示之方法、流程或設備的電腦系統100之方塊圖。電腦系統100包括用於傳達資訊之匯流排102或其他通信機構,及與匯流排102耦接以用於處理資訊之一處理器104 (或多個處理器104及105)。電腦系統100亦包括主記憶體106,諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存裝置,其耦接至匯流排102以用於儲存待由處理器104執行之資訊及指令。主記憶體106在執行待由處理器104執行之指令期間亦可用於儲存暫時變數或其他中間資訊。電腦系統100進一步包括耦接至匯流排102以用於儲存用於處理器104之靜態資訊及指令之唯讀記憶體(ROM)108或其他靜態儲存裝置。提供儲存裝置110 (諸如,磁碟或光碟)且將其耦接至匯流排102以用於儲存資訊及指令。
電腦系統100可經由匯流排102耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器112,諸如,陰極射線管(CRT)或平板顯示器或觸控面板顯示器。包括文數字按鍵及其他按鍵之輸入裝置114耦接至匯流排102以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器104。另一類型之使用者輸入裝置為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器104且用於控制顯示器112上之游標移動的游標控制件116,諸如,滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入裝置通常具有在兩個軸線即第一軸線(例如,x)及第二軸線(例如,y)上之兩個自由度,此情形允許裝置指定平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可被用作輸入裝置。
根據一個實施例,本文中所描述之一或多種方法的數個部分可藉由電腦系統100回應於處理器104執行含有於主記憶體106中之一或多個指令的一或多個序列而執行。可將此等指令自另一電腦可讀媒體(諸如,儲存裝置110)讀取至主記憶體106中。主記憶體106中含有之指令序列的執行致使處理器104執行本文中所描述之程序步驟。亦可採用多處理配置中之一或多個處理器,以執行含有於主記憶體106中的指令序列。在一替代實施例中,可取代或結合軟體指令來使用硬佈線電路。因此,本文中之描述不限於硬體電路與軟體之任何特定組合。
如本文所使用之術語「電腦可讀媒體」係指參與將指令提供至處理器104以供執行之任何媒體。此媒體可呈許多形式,包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括(例如)光碟或磁碟,諸如儲存裝置110。揮發性媒體包括動態記憶體,諸如主記憶體106。傳輸媒體包括同軸線纜、銅線及光纖,包括包含匯流排102的線。傳輸媒體亦可呈聲波或光波之形式,諸如在射頻(RF)及紅外(IR)資料通信期間所產生之聲波或光波。電腦可讀媒體之常見形式包括(例如)軟性磁碟、可撓性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣、如下文所描述之載波,或可供電腦讀取之任何其他媒體。
各種形式之電腦可讀媒體可涉及將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器104以供執行。舉例而言,初始地可將該等指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中,且使用數據機經由電話線發送指令。在電腦系統100本端之數據機可接收電話線上之資料,且使用紅外線傳輸器以將資料轉換成紅外線信號。耦接至匯流排102之紅外線偵測器可接收紅外線信號中攜載之資料且將該資料置放於匯流排102上。匯流排102將資料攜載至主記憶體106,處理器104自主記憶體106擷取且執行指令。由主記憶體106接收之指令可視情況在由處理器104執行之前或之後儲存於儲存裝置110上。
電腦系統100亦可包括耦接至匯流排102之通信介面118。通信介面118提供對網路鏈路120之雙向資料通信耦接,該網路鏈路連接至本地網路122。舉例而言,通信介面118可為整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供至對應類型之電話線的資料通信連接。作為另一實例,通信介面118可為區域網路(LAN)卡以提供至相容LAN之資料通信連接。亦可實施無線鏈路。在任何此實施中,通信介面118發送且接收攜載數位資料流的電信號、電磁信號或光學信號,該等數位資料流表示各種類型之資訊。
網路鏈路120通常經由一或多個網路而將資料通信提供至其他資料裝置。舉例而言,網路鏈路120可經由本地網路122向主機電腦124或向由網際網路服務提供者(ISP) 126操作之資料裝備提供連接。ISP 126又經由全球封包資料通信網路(現通常被稱作「網際網路」128)而提供資料通信服務。本地網路122及網際網路128兩者皆使用攜載數位資料流之電信號、電磁信號或光學信號。經由各種網路之信號及在網路鏈路120上且經由通信介面118之信號為輸送資訊的例示性形式之載波,該等信號將數位資料攜載至電腦系統100且自該電腦系統攜載數位資料。
電腦系統100可經由網路、網路鏈路120及通信介面118發送訊息並接收資料,包括程式碼。在網際網路實例中,伺服器130可經由網際網路128、ISP 126、本地網路122及通信介面118而傳輸用於應用程式之所請求程式碼。舉例而言,一種此類經下載應用可提供本文中所描述之方法的全部或部分。經接收碼可在其被接收時由處理器104執行,及/或儲存於儲存裝置110或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式,電腦系統100可獲得呈載波形式之應用程式碼。
圖10示意性地描繪可結合本文中所描述之技術利用的例示性微影投影設備。該設備包含: -照明系統IL,其用以調節輻射光束B。在此特定狀況下,照明系統亦包含輻射源SO; -第一物件台(例如,圖案化裝置台) MT,其具備用以固持圖案化裝置MA (例如,倍縮光罩)之圖案化裝置固持器,且連接至用以相對於項目PS來準確地定位該圖案化裝置之第一定位器; -第二物件台(基板台) WT,其具備用以固持基板W (例如抗蝕劑塗佈矽晶圓)之基板固持器,且連接至用以相對於項目PS來準確地定位該基板之第二定位器; -投影系統(「透鏡」) PS (例如,折射、反射或反射折射光學系統),其用以將圖案化裝置MA之經輻照部分成像至基板W之目標部分C (例如,包含一或多個晶粒)上。
如本文所描繪,設備具有透射類型(亦即,具有透射圖案化裝置)。然而,一般而言,其例如亦可屬於反射類型(具有反射圖案化裝置)。設備可使用與經典光罩不同種類之圖案化裝置;實例包括可程式化鏡面陣列或LCD矩陣。
源SO (例如,水銀燈或準分子雷射、雷射產生電漿(laser produced plasma; LPP) EUV源)產生輻射光束。舉例而言,此光束係直接地抑或在已橫穿諸如光束擴展器Ex之調節構件之後饋入至照明系統(照明器)IL中。照明器IL可包含調整構件AD以用於設定光束中之強度分佈之外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外,照明器IL通常將包含各種其他組件,諸如,積光器IN及聚光器CO。以此方式,照射於圖案化裝置MA上之光束B在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
關於圖10應注意到,源SO可係在微影投影設備之外殼內(此常常為源SO為例如汞燈之狀況),但亦可遠離微影投影設備,其產生之輻射光束導入至設備(例如,藉助於合適導向鏡);此後一情境常常為源SO為準分子雷射(例如,基於KrF、ArF或F2 發出雷射)的狀況。
光束PB隨後截取被固持於圖案化裝置台MT上之圖案化裝置MA。在已橫穿圖案化裝置MA的情況下,光束B通過透鏡PL,該透鏡將光束B聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位構件(及干涉量測構件IF),基板載物台WT可經準確地移動,例如以便在光束PB之路徑中定位不同目標部分C。類似地,第一定位構件可用以(例如)在自圖案化裝置庫對圖案化裝置MA之機械擷取之後或在掃描期間相對於光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置MA。一般而言,將憑藉未在圖10中明確地描繪之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現物件台MT、WT之移動。然而,在步進器(相對於步進掃描工具)之情況下,圖案化裝置台MT可僅連接至短衝程致動器,或可固定。
可在兩種不同模式中使用所描繪工具: -在步進模式下,圖案化裝置台MT保持基本上靜止,且整個圖案化裝置影像一次性(亦即,單一「閃光」)投影於目標部分C上。接著使基板台WT在x方向及/或y方向上移位,使得可由光束PB輻照不同目標部分C; -在掃描模式中,基本上相同情境適用,除了給定目標部分C並非在單一「閃光」中曝光外。實情為,圖案化裝置台MT以速度v在給定方向(所謂的「掃描方向」,例如y方向)上可移動,使得投影光束B被使得圖案化裝置影像上方進行掃描;並行地,基板台WT以速度V=Mv在相同或相對方向上同時移動,其中M為透鏡PL之放大率(通常,M = 1/4或1/5)。以此方式,可在不必損害解析度的情況下曝光相對大目標部分C。
圖11示意性地描繪可結合本文中所描述之技術利用的另一例示性微影投影設備1000。
該微影投影設備1000包含: -   源收集器模組SO -   照明系統(照明器)IL,其經組態以調節輻射光束B(例如,EUV輻射); -   支撐結構(例如,圖案化裝置台) MT,其經建構以支撐圖案化裝置(例如,光罩或倍縮光罩) MA且連接至經組態以準確地定位圖案化裝置之第一定位器PM; -   基板台(例如,晶圓台) WT,其經建構以固持基板(例如,抗蝕劑塗佈晶圓) W,且連接至經組態以準確地定位該基板之第二定位器PW;及 -   投影系統(例如,反射性投影系統)PS,其經組態以將藉由圖案化裝置MA賦予給輻射光束B之圖案投影於基板W的目標部分C(例如,包含一或多個晶粒)上。
如此處所描繪,設備1000具有反射類型(例如,採用反射圖案化裝置)。應注意,因為大多數材料在EUV波長範圍內具吸收性,所以圖案化裝置可具有包含例如鉬與矽之多堆疊的多層反射器。在一個實例中,多堆疊反射器具有鉬與矽之40個層對,其中每一層之厚度為四分之一波長。可運用X射線微影來產生更小波長。由於大部分材料在EUV及x射線波長處為吸收性的,因此該圖案化裝置構形上之薄的圖案化吸收材料件(例如,多層反射器之頂部上的TaN吸收器)界定特徵將印刷(正性抗蝕劑)或不印刷(負性抗蝕劑)的位置。
參看圖11,照明器IL自源收集器模組SO接收極紫外線輻射光束。用以產生EUV輻射之方法包括但不必限於將材料轉換為具有至少一個元素例如氙、鋰或錫之電漿狀態,其中一或多個發射譜線係在EUV範圍內。在常常被稱為雷射產生電漿(「LPP」)之一種此類方法中,可藉由運用雷射光束來輻照燃料(諸如,具有譜線發射元素之材料小滴、串流或叢集)而產生電漿。源收集器模組SO可為包括雷射(圖11中未展示)的EUV輻射系統之部件,該雷射用於提供激發燃料之雷射光束。所得電漿發射輸出輻射,例如EUV輻射,該輻射係使用安置於源收集器模組中之輻射收集器予以收集。舉例而言,當使用CO2雷射以提供用於燃料激發之雷射光束時,雷射及源收集器模組可為分離實體。
在此等狀況下,雷射不被視為形成微影設備之部件,且輻射光束係憑藉包含(例如)適合引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統而自雷射傳遞至源收集器模組。在其他狀況下,例如,當源為放電產生電漿EUV產生器(常常被稱為DPP源)時,源可為源收集器模組之一體式部件。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器。一般而言,可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱作σ外部及σ內部)。另外,照明器IL可包含各種其他組件,諸如琢面化場鏡面裝置及琢面化光瞳鏡面裝置。照明器可被用以調節輻射光束,以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
該輻射光束B入射於圖案化裝置(例如,光罩)MA上,該圖案化裝置MA固持於支撐結構(例如,圖案化裝置台)MT上,且藉由圖案化裝置圖案化。在自圖案化裝置(例如,光罩) MA反射之後,輻射光束B通過投影系統PS,該投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置感測器PS2(例如,干涉量測裝置、線性編碼器或電容式感測器),基板台WT可準確地移動,例如以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地,第一定位器PM及另一位置感測器PS1可用以相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化裝置(例如,光罩) MA。可使用圖案化裝置對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如,光罩)MA與基板W。
所描繪設備1000可用於以下模式中之至少一者中:
1. 在步進模式中,支撐結構(例如,圖案化裝置台)MT及基板台WT保持基本上靜止,同時賦予至輻射光束之整個圖案一次性(亦即,單一靜態曝光)投影於目標部分C上。接著,使基板台WT在X及/或Y方向上移位,使得可曝光不同目標部分C。
2. 在掃描模式下,支撐結構(例如,圖案化裝置台)MT及基板台WT經同時掃描,同時賦予至輻射光束之圖案經投影於目標部分C上(即,單一動態曝光)。基板台WT相對於支撐結構(例如,圖案化裝置台)MT之速率及方向可藉由投影系統PS之(去)放大率及影像反轉特性來判定。
3. 在另一模式中,支撐結構(例如,圖案化裝置台)MT保持基本上靜止,從而固持可程式化圖案化裝置,且基板台WT經移動或掃描,同時賦予至輻射光束之圖案投影於目標部分C上。在此模式中,大體而言,脈衝式輻射源經使用,且可程式化圖案化裝置在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間在連續輻射脈衝之間按需要予以更新。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(諸如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
圖12更詳細地展示設備1000,其包括源收集器模組SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器模組SO經建構及配置,以使得可將真空環境維持於源收集器模組SO之封閉結構220中。可藉由放電產生電漿源而形成EUV輻射發射電漿210。可藉由氣體或蒸汽(例如,Xe氣、Li蒸汽或Sn蒸汽)而產生EUV輻射,其中產生極熱電漿210以發射在電磁光譜的EUV範圍內之輻射。舉例而言,藉由引起至少部分離子化電漿之放電來產生極熱電漿210。為了輻射之有效率產生,可要求為(例如) 10 Pa之分壓之Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他適合氣體或蒸汽。在一實施例中,提供經激發錫(Sn)電漿以產生EUV輻射。
由熱電漿210發射之輻射係經由定位於源腔室211中之開口中或後方的可選氣體障壁或污染物截留器230 (在一些狀況下,亦被稱作污染物障壁或箔片截留器)而自源腔室211傳遞至收集器腔室212中。污染物截留器230可包括通道結構。污染物截留器230亦可包括氣體障壁,或氣體障壁與通道結構之組合。如在此項技術中已知,本文中進一步所指示之污染物截留器或污染物障壁230至少包括通道結構。
收集器腔室211可包括可為所謂的掠入射收集器之輻射收集器CO。輻射收集器CO具有上游輻射收集器側251及下游輻射收集器側252。橫穿收集器CO之輻射可由光柵光譜濾光器240反射,該光柵光譜濾光器將沿著由點虛線「O」指示之光軸而聚焦在虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常被稱作中間焦點,且源收集器模組經配置成使得中間焦點IF位於圍封結構220中之開口221處或附近。虛擬源點IF為輻射發射電漿210之影像。
隨後,輻射橫穿照明系統IL,照明系統IL可包括琢面化場鏡面裝置22及琢面化光瞳鏡面裝置24,該琢面化場鏡面裝置及該琢面化光瞳鏡面裝置經配置以提供在圖案化裝置MA處的輻射光束21之所要角分佈,以及在圖案化裝置MA處的輻射強度之所要均一性。在由支撐結構MT固持之圖案化裝置MA處反射輻射光束21後,隨即形成經圖案化光束26,且由投影系統PS將經圖案化光束26經由反射元件28、30而成像至由基板台WT固持之基板W上。
比所展示之元件多的元件通常可存在於照明光學件單元IL及投影系統PS中。取決於微影設備之類型,可視情況存在光柵光譜濾光器240。另外,可存在比諸圖所展示之鏡面多的鏡面,例如,在投影系統PS中可存在比圖12所展示之反射元件多1至6個的額外反射元件。
如圖12所說明之收集器光學件CO被描繪為具有掠入射反射器253、254及255之巢套式收集器,僅僅作為收集器(或收集器鏡面)之實例。掠入射反射器253、254及255經安置為圍繞光軸O軸向對稱,且此類型之收集器光學件CO可與常常被稱為DPP源之放電產生電漿源組合使用。
替代地,源收集器模組SO可為如圖13所展示之LPP輻射系統之部件。雷射LA經配置以將雷射能量沈積至諸如氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)之燃料中,從而產生具有數十電子伏特之電子溫度之高度離子化電漿210。在此等離子之去激發及再組合期間產生之高能輻射係自電漿發射、由近正入射收集器光學件CO收集,且聚焦至圍封結構220中之開口221上。
可使用以下條項進一步描述實施例: 1. 一種用以判定一圖案化裝置之一曲線圖案的方法,該方法包含: 獲得(i)對應於待印刷於一基板上之一目標圖案的該圖案化裝置之一初始影像,該基板將經受一圖案化程序,及(ii)一製程模型,其經組態以自該初始影像預測該基板上之一圖案; 藉由一硬體電腦系統自該初始影像產生一增強型影像; 藉由該硬體電腦系統使用該增強型影像產生一位準集合影像;及 藉由該硬體電腦系統基於該位準集合影像、該製程模型及一成本函數反覆地判定用於該圖案化裝置之一曲線圖案,其中該成本函數判定一預測圖案與該目標圖案之間的一差,其中該差經反覆地減小。 2. 如條項1之方法,其中該產生該增強型影像包含: 相較於貫穿該初始影像之像素之一平均強度選擇具有相對低強度之像素; 放大該初始影像之該等所選擇像素的強度;及 組合該等所選擇像素之該等強度與該初始影像中像素的該等強度以產生該增強型影像。 3. 如條項1至2中任一項之方法,其中該放大該初始影像之該等像素的強度係基於包含一邊緣偵測濾波器的一影像處理操作。 4. 如條項2至3中任一項之方法,其中該等所選擇之像素對應於一第一階、一第二階、一第三階及/或一第四階子解析度輔助特徵,其中該第二階子解析度輔助特徵為相較於該第一階子解析度特徵定位於距對應於該目標圖案之特徵較大之一距離處的一輔助特徵。 5. 如條項1至4中任一項之方法,其中該增強型影像之該產生進一步包含: 自該增強型影像濾除雜訊;及 對該增強型影像執行一平滑化操作。 6. 如條項1至5中任一項之方法,其中該產生該曲線圖案進一步包含: 將該增強型影像轉換為位準集合影像。 7. 如條項1至6中任一項之方法,其中判定該曲線圖案之一反覆包含: 修改對應於該位準集合影像之光罩變數; 追蹤與該位準集合影像相交之一臨限平面上的一輪廓,該輪廓對應於該曲線圖案; 判定該成本函數之一梯度;及 基於該成本函數之該梯度使該位準集合影像之該等光罩變數之該等值最佳化,使得該成本函數被減小。 8. 如條項1至7中任一項之方法,其中使該成本函數最小化。 9. 如條項8之方法,其中該成本函數包括邊緣置放誤差、旁瓣印刷懲罰及/或一光罩規則檢查違反懲罰。 10.      如條項1至5中任一項之方法,其進一步包含: 藉由該硬體電腦系統使用該曲線光罩來執行一圖案化步驟以經由該圖案化程序將圖案印刷於該基板上。 11.      如條項1至10中任一項之方法,其中該初始影像為一連續傳輸光罩影像,該影像包含對應於該目標圖案之特徵及輔助特徵。 12.      如條項1至11中任一項之方法,其進一步包含: 製造包括結構特徵的該圖案化裝置,該等結構特徵對應於該曲線圖案。 13.      如條項12之方法,其中該等結構特徵對應於包括輔助特徵及/或輪廓修改之光學近接校正。 14.      如條項12之方法,其進一步包含經由一微影設備轉印該圖案化裝置之該曲線圖案至該基板。 15.      一種用以判定一圖案化裝置之一曲線圖案的方法,該方法包含: 獲得(i)對應於待印刷於一基板上之一目標圖案的該圖案化裝置之一初始影像,該基板將經受一圖案化程序,及(ii)一製程模型,其經組態以自該初始影像預測該基板上之一圖案; 藉由一硬體電腦系統藉由應用來自該初始影像之一二元變換作為連續光罩影像來產生一經變換影像;及 藉由該硬體電腦系統基於該經變換影像、該製程模型及一成本函數反覆地判定用於該圖案化裝置之一曲線圖案,其中該成本函數判定一預測圖案與該目標圖案之間的一差,其中該差經反覆地減小。 16.      如條項15之方法,其中判定該曲線圖案之一反覆包含: 修改對應於該經變換影像之該初始影像的光罩變數; 判定該成本函數之一梯度;及 基於該成本函數之該梯度判定該位準集合影像之該等光罩變數之值,使得該該成本函數被減小。 17.      如條項15至16中任一項之方法,其中該成本函數經最小化。 18.      如條項17之方法,其中該成本函數包括邊緣置放誤差、旁瓣印刷懲罰及/或一光罩規則檢查違反懲罰。 19.      如條項1至18中任一項之方法,其進一步包含: 藉由該硬體電腦系統自該初始影像產生一增強型影像; 藉由該硬體電腦系統藉由應用一二元變換至該增強型影像為連續光罩影像而產生一經變換影像;及 基於該經變換影像、該製程模型及該成本函數藉由該硬體電腦系統反覆地判定該圖案化裝置之一曲線圖案,使得該成本函數被減小。 20.      如條項1至19中任一項之方法,其中該二元變換藉由一對數函數、一步階函數及/或一S型函數來執行。 21.      如條項15至20中任一項之方法,其進一步包含: 使用該曲線光罩來執行一圖案化步驟以經由該圖案化程序將圖案印刷於該基板上。 22.      如條項15至21中任一項之方法,其中該初始影像為一連續傳輸光罩影像,該影像包含對應於該目標圖案之特徵及子解析度助特徵。 23.      如條項15至22中任一項之方法,其進一步包含: 併入對應於該曲線圖案之結構特徵從而製作該圖案化裝置。 24.      一種電腦程式產品,其包含上面記錄有指令之一非暫時性電腦可讀媒體,該等指令在由一電腦執行時實施如以上條項中任一項之方法。
本文中所揭示之概念可模擬或數學上模型化用於使子波長特徵成像之任何通用成像系統,且可尤其供能夠產生愈來愈短波長之新興成像技術使用。已經在使用中之新興技術包括能夠藉由使用ArF雷射來產生193 nm波長且甚至能夠藉由使用氟雷射來產生157 nm波長之極紫外線(EUV)、DUV微影。此外,EUV微影能夠藉由使用同步加速器或藉由運用高能電子來撞擊材料(固體或電漿)而產生在20 nm至5 nm之範圍內之波長,以便產生在此範圍內之光子。
雖然本文中所揭示之概念可用於在諸如矽晶圓之基板上成像,但應理解,所揭示之概念可與任何類型之微影成像系統一起使用,例如,用於在不同於矽晶圓的基板上成像的微影成像系統。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此,對於熟習此項技術者將顯而易見的是,可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下如所描述進行修改。
10A:例示性微影投影設備 12A:輻射源 14A:光學件/組件 16Aa:光學件/組件 16Ab:光學件/組件 16Ac:透射光學件/組件 18A:圖案化裝置 20A:濾光器或孔徑 21:輻射光束 22A:基板平面 22:琢面化場鏡面裝置 24:琢面化光瞳鏡面裝置 26:經圖案化光束 28:反射元件 30:反射元件 100:電腦系統 102:匯流排 104:處理器 105:處理器 106:主記憶體 108:唯讀記憶體(ROM) 110:儲存裝置 112:顯示器 114:輸入裝置 116:游標控制件 118:通信介面 120:網路鏈路 122:本地網路 124:主機電腦 126:網際網路服務提供者(ISP) 128:網際網路 130:伺服器 210:EUV輻射發射電漿/高度離子化電漿 211:源腔室 212:收集器腔室 220:封閉結構/圍封結構 221:開口 230:可選氣體障壁或污染物截留器 240:光柵光譜濾光器 251:上游輻射收集器側 252:下游輻射收集器側 253:掠入射反射器 254:掠入射反射器 255:掠入射反射器 300:目標圖案 301:接觸孔 302:接觸孔 400:實例連續透射光罩(CTM)影像 402:特徵 404:SRAF 406:SRAF/孔 412:線 450:信號 500:實例增強型影像 502:接觸孔 504:第一SRAF 506:SRAF 508:SRAF 510:SRAF 512:線 550:信號 600:增強型影像/初始位準集合影像 606:第二階SRAF 631:SRAF輪廓 632:SRAF輪廓 634:第一SRAF輪廓 635:SRAF輪廓 636:SRAF輪廓 637:SRAF輪廓 652:輪廓 700:最終位準集合影像 706:SRAF 725:SRAF 731:SRAF 750:曲線光罩圖案 1000:例示性微影投影設備 2000:用於自影像判定圖案化裝置圖案之方法 2001:初始影像 2002:增強型影像 2003:位準集合影像 2005:曲線光罩圖案 2007:光罩影像 2009:製程模型影像/圖案/經模擬基板影像或基板影像或晶圓影像 2015:梯度圖 P201:程序 P203:影像增強程序 P205:程序 P207:程序 P209:程序 P211:程序 P213:程序 P215:程序 P217:程序 AD:調整構件 B:輻射光束 CO:聚光器/輻射收集器/近正入射收集器光學件 C:目標部分 Ex:光束擴展器 IL:照明系統/照明器/照明光學件單元 IN:積光器 IF:干涉量測構件/虛擬源點 LA:雷射 MA:圖案化裝置 MT:第一物件台/圖案化裝置台 M1:圖案化裝置對準標記 M2:圖案化裝置對準標記 O:點虛線/光軸 PB:光束 PL:透鏡 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PS:項目/反射性投影系統/透鏡 PS1:位置感測器 PS2:位置感測器 PM:第一定位器 PW:第二定位器 RF:射頻 SO:輻射源/收集器模組 W:基板 WT:第二物件台/基板台
圖1展示微影系統之各種子系統的方塊圖。
圖2為根據實施例之用於判定用以圖案化待印刷於基板上之目標圖案之一圖案化裝置的方法之流程圖。
圖3說明根據實施例之目標圖案的簡單實例。
圖4A說明根據實施例之對應於目標圖案的實例CTM影像。
圖4B說明根據實施例之圖4A之CTM影像內之信號的實例。
圖5A說明根據實施例之對應於圖4A之CTM影像的實例增強型影像。
圖5B說明根據實施例之圖5A之增強型影像內信號的實例。
圖6A說明根據實施例之圖5A之增強型影像的平滑版本。
圖6B說明根據實施例之對應於圖6A或圖5A之實例初始曲線圖案。
圖7A說明根據實施例之最佳化位準集合影像。
圖7B說明根據實施例之對應於圖3之目標圖案的最終曲線圖案。
圖8A說明根據實施例的圖7B之最終曲線圖案與經圖案填充之區域的影像。
圖8B說明根據實施例之圖7B之曲線圖案及圖3之目標圖案的輪廓。
圖9為根據一實施例之實例電腦系統的方塊圖。
圖10為根據一實施例之微影投影設備的示意圖。
圖11為根據一實施例之另一微影投影設備的示意圖。
圖12為根據一實施例的圖10中之設備之更詳細視圖。
圖13為根據一實施例的圖11及圖12之設備之源收集器模組SO的更詳細視圖。
2000:用於自影像判定圖案化裝置圖案之方法
2001:初始影像
2002:增強型影像
2003:位準集合影像
2005:曲線光罩圖案
2007:光罩影像
2009:製程模型影像/圖案/經模擬基板影像或基板影像或晶圓影像
2015:梯度圖
P201:程序
P203:影像增強程序
P205:程序
P207:程序
P209:程序
P211:程序
P213:程序
P215:程序
P217:程序

Claims (15)

  1. 一種用以判定一圖案化裝置之一曲線圖案(curvilinear pattern)的方法,該方法包含: 獲得(i)對應於待印刷於一基板上之一目標圖案的該圖案化裝置之一初始影像,該基板將經受一圖案化程序,及(ii)一製程模型,其經組態以自該初始影像預測該基板上之一圖案; 藉由一硬體電腦系統自該初始影像產生一增強型影像; 藉由該硬體電腦系統使用該增強型影像產生一位準集合影像(level set image);及 藉由該硬體電腦系統基於該位準集合影像、該製程模型及一成本函數反覆地判定用於該圖案化裝置之一曲線圖案,其中該成本函數判定一預測圖案與該目標圖案之間的一差,其中該差經反覆地減小。
  2. 如請求項1之方法,其中該產生該增強型影像包含: 相較於貫穿該初始影像之像素之一平均強度選擇具有相對低強度之像素; 放大該初始影像之該等所選擇像素的強度;及 組合該等所選擇像素之該等強度與該初始影像中像素的該等強度以產生該增強型影像。
  3. 如請求項2之方法,其中該放大該初始影像之該等所選擇像素的強度係基於包含一邊緣偵測濾波器的一影像處理操作。
  4. 如請求項2之方法,其中該等所選擇像素對應於一第一階、一第二階、一第三階及/或一第四階子解析度輔助特徵,其中該第二階子解析度輔助特徵為相較於該第一階子解析度特徵定位於距對應於該目標圖案之特徵較大之一距離處的一輔助特徵。
  5. 如請求項1之方法,其中該增強型影像之該產生進一步包含: 自該增強型影像濾除雜訊;及 對該增強型影像執行一平滑化操作。
  6. 如請求項1之方法,其中該產生該曲線圖案進一步包含: 將該增強型影像轉換為位準集合影像。
  7. 如請求項1之方法,其中判定該曲線圖案之一反覆包含: 修改對應於該位準集合影像之光罩變數; 描繪與該位準集合影像相交之一臨限平面上的一輪廓,該輪廓對應於該曲線圖案; 判定該成本函數之一梯度;及 基於該成本函數之該梯度使該位準集合影像之該等光罩變數之值最佳化,使得該成本函數被減小。
  8. 如請求項1之方法,其中該成本函數經最小化。
  9. 如請求項8之方法,其中該成本函數包括邊緣置放誤差、旁瓣印刷懲罰(sidelobe printing penalty)及/或一光罩規則檢查違反懲罰(mask rule check violation penality)。
  10. 如請求項1之方法,其進一步包含: 藉由該硬體電腦系統使用該曲線光罩來執行一圖案化步驟以經由該圖案化程序將圖案印刷於該基板上。
  11. 如請求項1之方法,其中該初始影像為一連續傳輸光罩影像,該影像包含對應於該目標圖案之特徵及輔助特徵。
  12. 如請求項1之方法,其進一步包含: 製造包括結構特徵的該圖案化裝置,該等結構特徵對應於該曲線圖案。
  13. 如請求項12之方法,其中該等結構特徵對應於包括輔助特徵及/或輪廓修改之光學近接校正。
  14. 如請求項12之方法,其進一步包含經由一微影設備轉印該圖案化裝置之該曲線圖案至該基板。
  15. 一種電腦程式產品,其包含上面記錄有指令之一非暫時性電腦可讀媒體,該等指令在由一電腦執行時實施如請求項1之方法。
TW109138273A 2018-03-19 2019-03-18 用於圖案化裝置之判定曲線圖案之方法 TWI757950B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862645155P 2018-03-19 2018-03-19
US62/645,155 2018-03-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202127138A true TW202127138A (zh) 2021-07-16
TWI757950B TWI757950B (zh) 2022-03-11

Family

ID=65686837

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109138273A TWI757950B (zh) 2018-03-19 2019-03-18 用於圖案化裝置之判定曲線圖案之方法
TW108109059A TWI711877B (zh) 2018-03-19 2019-03-18 用於圖案化裝置之判定曲線圖案之方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108109059A TWI711877B (zh) 2018-03-19 2019-03-18 用於圖案化裝置之判定曲線圖案之方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11232249B2 (zh)
KR (2) KR102481727B1 (zh)
CN (2) CN117706864A (zh)
TW (2) TWI757950B (zh)
WO (1) WO2019179747A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019162346A1 (en) * 2018-02-23 2019-08-29 Asml Netherlands B.V. Methods for training machine learning model for computation lithography
US11232249B2 (en) * 2018-03-19 2022-01-25 Asml Netherlands B.V. Method for determining curvilinear patterns for patterning device
CN119024650A (zh) * 2018-11-30 2024-11-26 Asml荷兰有限公司 用于基于可制造性确定图案形成装置图案的方法
CN113227899B (zh) 2018-12-28 2025-01-28 Asml荷兰有限公司 用于在片段边界处产生图案形成装置图案的方法
US12092963B2 (en) * 2019-04-25 2024-09-17 Asml Netherlands B.V. Method of determining characteristic of patterning process based on defect for reducing hotspot
CN114981724A (zh) 2019-12-13 2022-08-30 Asml荷兰有限公司 用于改善掩模图案生成一致性的方法
KR20210129371A (ko) * 2020-04-20 2021-10-28 삼성전자주식회사 광 근접 효과 보정 방법 및 이를 포함하는 마스크 제작 방법
CN115668203A (zh) * 2020-06-02 2023-01-31 Asml荷兰有限公司 验证掩模设计的自由曲线特征
US20230185183A1 (en) 2020-06-03 2023-06-15 Asml Netherlands B.V. Systems, products, and methods for generating patterning devices and patterns therefor
EP4182881A1 (en) * 2020-07-14 2023-05-24 ASML Netherlands B.V. Apparatus and methods for generating denoising model
US20240119582A1 (en) * 2021-02-23 2024-04-11 Asml Netherlands B.V. A machine learning model using target pattern and reference layer pattern to determine optical proximity correction for mask
US20240272543A1 (en) * 2021-06-07 2024-08-15 Asml Netherlands B.V. Determining rounded contours for lithography related patterns
TWI833241B (zh) 2021-06-18 2024-02-21 荷蘭商Asml荷蘭公司 使用機器學習模型產生輔助特徵之非暫時性電腦可讀媒體
US12169678B2 (en) * 2021-10-26 2024-12-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Operating method of electronic device for semiconductor memory manufacture
CN114326288A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 全芯智造技术有限公司 增大光刻工艺窗口的方法、电子设备和存储介质
TW202349131A (zh) * 2022-02-25 2023-12-16 美商科文特股份有限公司 執行3d光阻輪廓生成的系統及方法
US20230316471A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Learning based bad pixel correction
TWI790161B (zh) * 2022-04-21 2023-01-11 友達光電股份有限公司 X射線曝光偵測方法及x射線曝光偵測系統

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5229872A (en) 1992-01-21 1993-07-20 Hughes Aircraft Company Exposure device including an electrically aligned electronic mask for micropatterning
WO1997033205A1 (en) 1996-03-06 1997-09-12 Philips Electronics N.V. Differential interferometer system and lithographic step-and-scan apparatus provided with such a system
EP0806707A1 (en) * 1996-05-08 1997-11-12 Texas Instruments Incorporated Microlithographic imaging system
US7480889B2 (en) 2003-04-06 2009-01-20 Luminescent Technologies, Inc. Optimized photomasks for photolithography
US7124394B1 (en) 2003-04-06 2006-10-17 Luminescent Technologies, Inc. Method for time-evolving rectilinear contours representing photo masks
US7698665B2 (en) 2003-04-06 2010-04-13 Luminescent Technologies, Inc. Systems, masks, and methods for manufacturable masks using a functional representation of polygon pattern
US7266803B2 (en) 2005-07-29 2007-09-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Layout generation and optimization to improve photolithographic performance
EP1920369A2 (en) 2005-08-08 2008-05-14 Brion Technologies, Inc. System and method for creating a focus-exposure model of a lithography process
US7695876B2 (en) 2005-08-31 2010-04-13 Brion Technologies, Inc. Method for identifying and using process window signature patterns for lithography process control
US7694267B1 (en) 2006-02-03 2010-04-06 Brion Technologies, Inc. Method for process window optimized optical proximity correction
US7716627B1 (en) * 2006-09-28 2010-05-11 Guada, Inc. Solution-dependent regularization method for quantizing continuous-tone lithography masks
US7882480B2 (en) 2007-06-04 2011-02-01 Asml Netherlands B.V. System and method for model-based sub-resolution assist feature generation
US7707538B2 (en) 2007-06-15 2010-04-27 Brion Technologies, Inc. Multivariable solver for optical proximity correction
US8111380B2 (en) 2007-09-14 2012-02-07 Luminescent Technologies, Inc. Write-pattern determination for maskless lithography
US20090157630A1 (en) 2007-10-26 2009-06-18 Max Yuan Method of extracting data and recommending and generating visual displays
NL1036189A1 (nl) 2007-12-05 2009-06-08 Brion Tech Inc Methods and System for Lithography Process Window Simulation.
US8120679B2 (en) * 2008-08-01 2012-02-21 Nikon Corporation Image processing method
CN102224459B (zh) * 2008-11-21 2013-06-19 Asml荷兰有限公司 用于优化光刻过程的方法及设备
NL2003699A (en) 2008-12-18 2010-06-21 Brion Tech Inc Method and system for lithography process-window-maximixing optical proximity correction.
US8683396B2 (en) * 2009-07-22 2014-03-25 Synopsys, Inc. Determining source patterns for use in photolithography
US8245159B2 (en) * 2009-08-05 2012-08-14 International Business Machines Corporation Gradient based search mechanism for optimizing photolithograph masks
JP5198420B2 (ja) * 2009-12-18 2013-05-15 株式会社日立ハイテクノロジーズ 画像処理装置、及び、測定/検査システム、並びに、プログラム
NL2005804A (en) * 2010-01-14 2011-07-18 Asml Netherlands Bv Method and apparatus for enhancing signal strength for improved generation and placement of model-based sub-resolution assist features (mb-sraf).
US8404403B2 (en) * 2010-06-25 2013-03-26 Intel Corporation Mask design and OPC for device manufacture
NL2007577A (en) 2010-11-10 2012-05-14 Asml Netherlands Bv Optimization of source, mask and projection optics.
US8386968B2 (en) 2010-11-29 2013-02-26 Luminescent Technologies, Inc. Virtual photo-mask critical-dimension measurement
US8473878B2 (en) 2011-11-28 2013-06-25 Synopsys, Inc. Lithographically enhanced edge determination
US8812999B2 (en) 2013-01-02 2014-08-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and system of mask data preparation for curvilinear mask patterns for a device
US9310674B2 (en) * 2014-02-20 2016-04-12 International Business Machines Corporation Mask that provides improved focus control using orthogonal edges
TWI624765B (zh) 2014-04-14 2018-05-21 Asml荷蘭公司 用以改良微影程序之電腦實施方法及電腦程式產品
CN107111237B (zh) 2014-10-02 2020-02-28 Asml荷兰有限公司 辅助特征的基于规则的部署
WO2016091534A1 (en) 2014-12-09 2016-06-16 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for image analysis
US10615084B2 (en) 2016-03-01 2020-04-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus to determine a patterning process parameter, associated with a change in a physical configuration, using measured pixel optical characteristic values
US10657213B2 (en) * 2017-12-22 2020-05-19 D2S, Inc. Modeling of a design in reticle enhancement technology
CN111727406B (zh) * 2018-02-18 2023-09-08 Asml荷兰有限公司 二元化方法和自由形式的掩模优化流程
US11232249B2 (en) * 2018-03-19 2022-01-25 Asml Netherlands B.V. Method for determining curvilinear patterns for patterning device

Also Published As

Publication number Publication date
CN117706864A (zh) 2024-03-15
KR102481727B1 (ko) 2022-12-29
WO2019179747A1 (en) 2019-09-26
CN111868625B (zh) 2024-01-23
KR20200123203A (ko) 2020-10-28
TW201945829A (zh) 2019-12-01
US20210048753A1 (en) 2021-02-18
KR20230004954A (ko) 2023-01-06
TWI757950B (zh) 2022-03-11
US20220121804A1 (en) 2022-04-21
US11734490B2 (en) 2023-08-22
US11232249B2 (en) 2022-01-25
KR102641864B1 (ko) 2024-02-29
TWI711877B (zh) 2020-12-01
CN111868625A (zh) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI711877B (zh) 用於圖案化裝置之判定曲線圖案之方法
TWI714966B (zh) 判定用於圖案化器件之光罩圖案之方法及電腦程式產品
US11086230B2 (en) Method and apparatus for source mask optimization configured to increase scanner throughput for a patterning process
TWI718017B (zh) 繞射圖案導引之源光罩最佳化的方法及裝置
US20220390832A1 (en) Optimization using a non-uniform illumination intensity profile
TWI732209B (zh) 用於判定與運算微影光罩模型相關聯之電磁場的方法
TWI791216B (zh) 判定用於基板上之圖案的部分之度量
WO2019162275A1 (en) Systems and methods for improving resist model predictions
KR102646683B1 (ko) 고 개구수 스루-슬릿 소스 마스크 최적화 방법
TW202213165A (zh) 驗證光罩設計之自由曲線特徵