專利名稱：源、掩模和投影光學裝置的優化流程的制作方法
技術領域：
所要求的本發明涉及光刻設備和過程，且尤其涉及用于同時或交替優化用在光刻設備和過程中的照射源、掩模/設計布局和投影光學裝置的工具。
背景技術：
可以將光刻投影設備用在例如集成電路(IC)的制造中。在這種情形中，掩模可以包含對應于IC的單個層的電路圖案(“設計布局”)，這一電路圖案可以通過例如穿過掩模上的電路圖案輻射目標部分等方法，被轉移到已經涂覆有輻射敏感材料(“抗蝕劑”)層的襯底(例如硅晶片)上的目標部分(例如包括一個或更多的管芯)上。通常，單個襯底包含被經由光刻投影設備連續地、一次一個目標部分地將電路圖案轉移到其上的多個相鄰目標部分。在一種類型的光刻投影設備中，整個掩模上的電路圖案一下子被轉移到一個目標部分上，這樣的設備通常稱作為晶片步進機。在一種可替代的設備(通常稱為步進掃描設備)中，投影束沿給定的參考方向(“掃描”方向)在掩模上掃描，同時沿與該參考方向平行或反向平行的方向同步移動襯底。掩模上的電路圖案的不同部分漸進地轉移到一個目標部分上。因為通常光刻投影設備將具有放大率因子M (通常< 1)，所以襯底被移動的速度F 將是投影束掃描掩模的速度的M倍。關于在此處描述的光刻裝置的更多的信息可以例如參見美國專利No. 6，046，792，在此處通過參考將其并入本文中。在將電路圖案從掩模轉移至襯底之前，襯底可能經歷各種工序，諸如涂底、抗蝕劑涂覆以及軟焙烤。在曝光之后，襯底可能經歷其它工序，例如曝光后焙烤(PEB)、顯影、硬焙烤以及對所轉移的電路圖案的測量/檢驗。這一系列的工序被用作為制造器件(例如IC) 的單個層的基礎。之后襯底可能經歷各種過程，諸如蝕刻、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、 化學機械拋光等，所有的這些工序都是用于最終完成器件的單個層。如果器件需要多個層， 那么將不得不對于每一層重復整個工序或其變形。最終，器件將設置在襯底上的每一目標部分中。之后這些器件通過諸如切片或切割的技術，將這些器件彼此分開，據此獨立的器件可以安裝在載體上，連接至引腳等。如注意到的，微光刻術是集成電路的制造中的核心步驟，其中在襯底上形成的圖案限定了 IC的功能元件，諸如微處理器、存儲器芯片等。類似的光刻技術也用于形成平板顯示器、微機電系統(MEMS)以及其它器件。隨著半導體制造工藝不斷前進，功能元件的尺寸被不斷地降低，同時每一器件的功能元件(諸如晶體管)的數量在數十年來一直遵循通常稱為“摩爾定律”的趨勢而穩步地增長。在現有技術的情形下，通過使用光刻投影設備來制造器件的層，該光刻投影設備使用來自深紫外照射源的照射將設計布局投影到襯底上，從而產生具有充分地低于IOOnm的尺寸的獨立的功能元件，即該功能元件的尺寸小于照射源的光的波長的一半。印刷具有小于光刻投影設備的經典的分辨率極限的尺寸的特征的過程，通常被稱為低h光刻術，其基于分辨率公式CD = Ic1X λ /ΝΑ，其中λ是所采用的輻射波長(當前在大多數情形中是248nm或193nm)，NA是光刻投影設備中的投影光學裝置的數值孔徑，CD是“臨界尺寸”(通常是所印刷的最小特征尺寸)，以及h是經驗分辨率因子。通常，Ic1越小， 在晶片上復現圖案(類似由電路設計者為獲得特定的電功能和性能而設計的形狀和尺寸) 變得越困難。為了克服這些困難，復雜的精細調節步驟被應用于光刻投影設備以及設計布局。這些例如包括但不限于NA和光學相干性設定的優化、定制的照射方案、相移掩模的使用、在設計布局中的光刻鄰近效應校正(0PC，有時稱為“光學和過程校正”)或通常被定義成“分辨率增強技術(RET)”的其它方法等。作為一個重要的例子，光學鄰近效應校正解決的問題是被投影到襯底上的設計布局的圖像的最終尺寸和定位將不僅僅是與掩模上的設計布局的尺寸和定位一致或不僅僅只依賴于掩模上的設計布局的尺寸和定位。注意到，術語“掩模”和“掩模版”在此處是可以相互通用的。另外，本領域技術人員將認識到，尤其是在光刻術模擬/優化的情形中，術語“掩模”和“設計布局”可以相互通用，這是因為在光刻術模擬/優化中，物理掩模不是必須使用的，而是可以用設計布局來代表物理掩模。對于在一些設計布局上出現的小的特征尺寸和高的特征密度，給定特征的特定邊緣的位置在一定程度上將受其它鄰近特征的存在或不存在的影響。這些鄰近效應由于從一個特征耦合至另一特征的微小量的光而產生和/ 或由非幾何光學效應(諸如衍射和干涉)產生。類似地，鄰近效應可能由在通常在光刻術之后的曝光后焙烤(PEB)、抗蝕劑顯影和蝕刻期間的擴散和其它化學效應產生。為了確保設計布局中的投影圖像與給定的目標電路設計的需要一致，需要使用復雜的數值模型針對于設計布局的校正或預變形來預測和補償鄰近效應。文章“Full-Chip Lithography Simulation and Design Analysis-How OPC Is Changing IC Design，，， C. Spence, Proc. SPIE，Vol. 5751，pp 1-14(2005)提供了當前的“基于模型的”光學鄰近效應校正過程的概述。在典型的高端設計中，幾乎設計布局的每一特征都需要一些修改，用以實現投影圖像對于目標設計的高保真度。這些修改可以包括邊緣位置或線寬的位移或偏置以及“輔助”特征的應用，所述“輔助”特征用來輔助其它特征的投影。假定典型地在芯片設計中設置有數百萬個特征，則將基于模型的OPC應用至目標設計，需要良好的過程模型和相當大量的計算資源。然而，應用OPC通常不是“精確的科學”，而是經驗性的迭代過程，其不總是能補償所有可能的鄰近效應。因此，OPC效果(例如在應用OPC和任何其它的RET之后的設計布局)需要通過設計檢查進行驗證，即，使用經過校準的數值過程模型的透徹的全芯片模擬，用以最小化設計缺陷被引入掩模的制造中的概率。這是由在幾百萬美元的范圍內運行的制造高端掩模的巨大成本驅動的，以及由如果已經制造了實際掩模而重新加工或重新修復它們對周轉時間的影響所驅動。OPC和全芯片RET驗證都可以基于如例如在美國專利申請No. 10/815，573和文章題目為"Optimized Hardware and Software For Fast,Full Chip Simulation，，,by Y. Cao et al.，Proc. SPIE, Vol. 5754,405(2005)中所描述的數值模型化系統和方法。除了對設計布局或掩模(例如0PC)的優化之外，照射源也可以被優化，或者與掩模優化一起進行優化或單獨地進行優化，致力于改善整體的光刻保真度。自20世紀90年代起，已經引入了許多離軸照射源(諸如環形的、四極以及雙極的)，它們為OPC設計提供了更大的自由度，從而改善了成像結果。已知，離軸照射是一種分辨包含在掩模中的精細結構 (即目標特征)的經證實的方式。然而，在與傳統的照射源相比較時，離軸照射源通常為空間圖像(Al)提供較低的光強度。因此，需要試圖優化照射源，以在更精細的分辨率和降低
5的光強度之間獲得優化的平衡。在本文中術語“照射源”和“源”可以相互通用。例如，在 Rosenbluth 等題目為"Optimum Mask and Source Patterns to Print A Given Shape，，，Journal of Microl ithography, Microfabri cat ion, Microsystems 1(1)，pp. 13-20，(2002)的文章中，可以發現諸多的照射源優化方法。所述源被細分成多個區域，每一區域對應于光瞳光譜的特定區域。之后，假定源分布在每一源區域中是均勻的，且對于過程窗口優化每一區域的亮度。然而，這樣的假定“源分布在每一源區域中是均勻的”不總是有效的，因此這一方法的有效性受到影響。在Granik的題目為“Source Optimization for Image Fidelity and Throughput", Journal of Microlithography， Microfabrication,Microsystems 3(4) ,pp. 509-522, (2004)的文章中闡述的另一例子中， 綜述了幾個現有的源優化方法，提出了基于照射器像素的方法，該方法將源優化問題轉換成一系列非負的最小二乘優化。雖然這些方法已經證實了一些成功，但是它們典型地需要多個復雜的迭代以收斂。另外，可能難以為一些額外的參數(諸如在Granik方法中的γ) 確定適合的值/優化的值，這些額外的參數規定了在為晶片圖像保真度對源進行的優化和源的平滑度要求之間的折衷。對于低kl光刻術，對源和掩模的優化對于確保用于臨界電路圖案的投影的可行的過程窗口是非常有用的。一些算法(例如Socha等.Proc. SPIE vol. 5853，2005，p. 180) 使得照射離散成獨立的源點和使掩模離散成空間頻率域中的衍射級，和基于過程窗口度量 (諸如曝光寬容度)獨立地用公式表達成本函數(其被定義為所選擇的設計變量的函數)， 所述過程窗口度量可以通過光學成像模型由源點強度和掩模衍射級進行預測。此處使用的術語“設計變量”的意思是光刻投影設備的一組參數，例如光刻投影設備的使用者可以調節的參數。應當認識到，光刻投影設備的任何特性(包括源、掩模、投影光學裝置中的這些特性)可以在優化中的設計變量之中。成本函數通常是設計變量的非線性函數。之后標準優化技術用于最小化成本函數。用公式表達成本函數的這些算法的一個問題是，在實現優化的源和掩模上的收斂之前它們需要大量的完全前向(full forward)的光學成像模型模擬。因此使用中規模集成度的片段(clip，其被定義為具有校準特征的設計布局的一部分，所述校準特征可以用于優化光刻投影設備，如在具體實施方式
部分中所進一步地詳細闡述的)優化光刻投影設備在最新的標準PC硬件上將花費幾周或甚至幾月，這通常認為是不切合實際的。實際的優化過程通常花費小于約M小時。相關地，EUV光刻術的延遲和不斷緊縮的設計規則的壓力已經驅動半導體芯片制造者更深地進入到具有已有的193nm ArF光刻術的低Ic1光刻術時代。朝向較低的Ic1的光刻術對分辨率增強技術(RET)、曝光工具以及光刻友好設計的需要提出了很高的要求。 1. 35ArF的超高數值孔徑(NA)曝光工具將是芯片制造商用在今后兩年中的曝光工具。為了確保可以用可工作的過程窗口來將所述電路設計印刷到襯底上，源-掩模優化(SMO)成為了對于^mm節點所需要的重要的RET。源和掩模(設計布局)優化方法和系統允許使用成本函數沒有約束地且在實際可行的時間量內同時優化源和掩模，其在共同轉讓的于2009年11月20日申請的國際專利申請No. PCT/US2009/065359、公開號為 W02010/059954 的題目為“Fast Freeform Source and Mask Co-Optimization Method”中進行了描述，通過參考將其全部內容并入本文中。
光刻投影設備的硬件和軟件上的新的發展通過使得其中的投影光學裝置是可調節的而提供了更大的靈活性。如此處使用的術語“投影光學裝置”應當被廣義地解釋成包括各種類型的光學系統，例如包括折射式光學裝置、反射式光學裝置、孔闌和折射反射式光學裝置。術語“投影光學裝置”還可以統一地或單獨地包括根據用于引導、成形或控制輻射投影束的這些設計類型中的任一種進行操作的部件。術語“投影光學裝置”可以包括在光刻投影設備中的任何光學部件，而不管光學部件處于光刻投影設備的光路上的哪一位置上。 投影光學裝置可以包括用于在光穿過掩模之前成形、調整和/或投影來自源的光的光學部件，和/或用于在光穿過掩模之后成形、調整和/或投影光的光學部件。投影光學裝置通常不包括源和掩模。例如，投影光學裝置的可調節的參數(“旋鈕(knob)”)使得與由已有的SMO技術所提供的方案相比，可以在更多的自由度(例如波前形狀、強度分布等)上對光成形和/或容納更寬范圍的源和掩模的條件(即提供更大的過程窗口(PW))。然而，優化這些另外的旋鈕造成非常高的計算成本。因此，期望簡化和加快對與投影光學裝置相關的這些旋鈕與源和掩模相關的旋鈕的聯合的優化的方法。因此，所需要的是用于表征光刻過程的有計算效率的全面的優化方法和流程，基于其決定光刻設備的設定(包括對投影光學裝置系統的設定)和設計掩模。

發明內容
此處描述的實施例提供了用于改善/優化光刻投影設備的方法和流程，所述方法和流程包括改善或優化其中的投影光學裝置，且優選地包括同時或交替地改善或優化源、 掩模和所述投影光學裝置的能力。流程的目標是代表可能的工作流程，其可以例如用于優化或改善光刻投影設備與用于特定設計的設計布局。投影光學裝置有時被稱作“透鏡”，因此聯合的優化過程可以用術語“源掩模透鏡優化(SMLO) ”來表示。用于描述SMLO過程的另一術語是源掩模光瞳優化(SMPO)，如在特定實施例中，透鏡優化是針對于投影光學裝置的光瞳面完成的。然而，本發明的范圍不僅限于光瞳面中的優化。SMLO相對于已有的源掩模優化過程(SMO)或不考慮投影光學裝置優化的其它的優化過程是被期望的，部分原因在于將投影光學裝置包括在優化中可以通過引入投影光學裝置的多個可調節特性導致更大的過程窗口。投影光學裝置可以用于對光刻投影設備中的波前成形。根據此處的實施例，投影光學裝置的可調節的特性與用SMO的之前的可能情況相比，允許更大的過程窗口。雖然投影光學裝置、源和掩模的可調節的特性被在所述實施例的描述中使用，但是在該優化中可以調節光刻投影設備中的其它的可調節的特性，諸如劑量和焦距。此處的實施例通過最小化設計變量的適合的成本函數來改善或優化光刻投影設備，所述設計變量可以是源、投影光學裝置和掩模的特性。給出了成本函數的非限制性例子。其它形式的成本函數也是可以的，且可以包含寬變化范圍的光刻術指標。成本函數可以是設計變量的線性或非線性函數。已經公開了同時SMLO和交替的SMLO的方法。可以通過結合SMLO與各種圖案選擇方法來加快SMLO過程。另外包括全芯片SMLO的流程被包括，其中SMLO最初被應用至設計的一部分的已選擇的子類(subgroup)，在其之后芯片的其余部分經由最終的掩模優化步驟來校正，同時保持例如源和透鏡參數是固定的。
在本發明的實施例中，在本發明的方法內的優化步驟的輸出和經過優化的過程的條件手段不需要全局的優化方法。相反，術語“優化”在此處被用于表示識別用于成像參數的值的過程，所述成像參數與這些參數的初始組的值相比在至少一個相關指標上提供了改進，例如局部最優。因此，“最優”和其它的相關術語應當被相應地解釋。在本發明的一實施例中，優化步驟可以被迭代地應用，以提供在一個或更多的指標上的進一步的改進。


在結合附圖閱讀本發明的特定實施例的下述描述時，本領域普通技術人員將明白本發明的上文的和其它的方面和特征，其中圖1是根據本發明的示例性的實施方式的光刻系統的各子系統的方塊圖；圖2是對應于圖1中的子系統的模擬模型的方塊圖；圖3是示出根據本發明的聯合優化的示例性方法的方面的流程圖；圖4A顯示根據本發明的實施例的優化方法或優化流程的實施例；圖4B顯示另外的優化方法的實施例，其中迭代地進行透鏡和圖案/設計布局的優化；圖4C顯示另一優化方法的實施例，其中經由共同優化進行透鏡和圖案/設計布局的優化；圖4D顯示優化方法的實施例，其中經由共同優化過程進行源、掩模/設計布局和透鏡的優化；圖4E-G顯示SMLO方法的各實施例，其中圖案選擇或計量選擇被集成到優化過程中；圖5-7顯示根據本發明的實施例的各優化過程的示例性的流程圖；圖8A-8F顯示被應用至設計的一部分的如圖4B中顯示的源-掩模-透鏡的優化；圖9是其中可以執行本發明的實施例的示例性計算機系統的方塊圖；和圖10是可以將本發明的實施例應用至其上的光刻投影設備的示意圖。
具體實施例方式盡管在本文中可以做出具體的參考，將本發明用于制造IC，但應當清楚地理解本發明可以有其他的許多可能的應用。例如，它可以被用在集成光學系統、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等的制造。本領域技術人員應該理解的是，在這種替代應用的情況中，可以將這種情形中的使用的任意術語“掩模版”、“晶片”或“管芯”分別認為與更上位的術語“掩模”、“襯底”或“目標部分”相互通用。在本文中，術語“輻射”和“束”用于包括各種類型的電磁輻射，包括紫外輻射(例如具有365、M8、193、157或U6nm的波長)和EUV(極紫外輻射，例如具有在5_20nm范圍內的波長)。如此處使用的術語“進行優化”和“優化”的意思是調節光刻投影設備，使得光刻的結果和/或過程具有更加理想的特性，諸如襯底上的設計布局的更高的投影精度、更大的過程窗口等。此外，光刻投影設備可以是具有兩個或更多的襯底臺(和/或兩個或更多的掩模臺)的類型。在這樣的“多平臺”裝置中，可以并行地使用附加的臺，或可以在一個或更多的臺上進行預備步驟的同時，將一個或更多的其它臺用于曝光。例如，在美國專利 US5, 969, 441中描述了雙平臺光刻投影設備，通過參考將其并入本文中。上文提及的掩模包括設計布局。可以利用CAD(計算機輔助設計)程序來產生設計布局，該過程通常被稱作為EDA(電子設計自動化)。大多數CAD程序遵循一組預定的設計規則，用于產生功能設計布局/掩模。這些規則由處理和設計限制來設定。例如，設計規則限定了電路器件(諸如柵極、電容器等)或互連線之間的間隔容許度，以便于確保電路器件或線不會以不被期望的方式相互作用。設計規則限制典型地稱作為“臨界尺寸”(CD)。 電路的臨界尺寸可以被定義為線或孔的最小寬度或者兩條線或兩個孔之間的最小間隔。因此，⑶確定了所設計的電路的整體尺寸和密度。當然，集成電路制造中的目標之一是如實地在襯底上(經由掩模)復現原始的電路設計。在這種情形中采用的術語“掩模”可以廣義地解釋成表示可以用于為入射的輻射束賦以對應于將要在襯底的目標部分中產生的圖案的圖案化的橫截面的一般性的圖案形成裝置；術語“光閥”也可以用于這種情形。除了傳統的掩模(透射式或反射式掩模；二元掩模、相移掩模、混合型掩模等)之外，其它的圖案形成裝置的例子包括-可編程反射鏡陣列。這樣的器件的一個例子是具有粘彈性控制層和反射表面的矩陣可尋址表面。這樣的設備所依據的基本原理是(例如)反射表面的已尋址區域將入射光反射成衍射光，而未尋址區域將入射光反射成非衍射光。使用適合的濾光片，可以從反射束中過濾掉所述非衍射光，從而之后僅留下衍射光；這樣，所述束根據矩陣可尋址表面的尋址圖案而被圖案化。所需要的矩陣尋址可以通過使用適合的電子裝置進行。關于這樣的反射鏡陣列的更多的信息可以參見例如美國專利No. 5，296, 891和No. 5，523，193，通過參考將它們并入本文中。-可編程IXD陣列。在美國專利No.5，229，872中給出了這樣的構造的一個例子， 通過參考將其并入本文中。作為簡短介紹，圖1示出了示例性的光刻投影系統10。主要部件是照射源12， 其可以是深紫外準分子激光源或包括極紫外(EUV)源的其它類型的源；照射光學裝置，其限定了部分相干性(標記為σ)且可以包括光學裝置14、16a和16b，其對來自源12的光成形；掩模或掩模版18 ；以及透射光學裝置16c，其將掩模版圖案的圖像投影到襯底平面22 上。在投影光學裝置的光瞳面處的可調整的濾光片或孔闌20可以限制射到襯底平面22上的束角的范圍，其中最大的可能的角度限定了投影光學裝置的數值孔徑NA= sin( max)。在系統的優化過程中，系統的品質因數可以表示為成本函數。優化過程歸結為求出使成本函數最小化的一組系統參數(設計變量)的過程。成本函數可以依賴于優化的目標而具有任何適合的形式。例如，成本函數可以是系統的特定特性(評價點)相對于這些特性的期望值(例如理想值)的偏差的加權均方根(冊幻；成本函數還可以是這些偏差的最大值。此處的術語“評價點”應當被廣義地解釋成包括系統的任何特性。系統的設計變量可以限制成有限的范圍和/或是由于系統的實施的實用性而是相互依賴的。在光刻投影設備的情形中，這些約束通常與硬件的物理性質和特性(諸如可調節范圍)和/或掩模可制造性設計規則相關，評價點可以包括襯底上的抗蝕劑圖像上的物理點以及諸如劑量和焦距等非物理特性。
在光刻投影設備中，源提供了照射(即光)；投影光學裝置對通過掩模且到襯底上的照射進行引導和成形。術語“投影光學裝置”在此處被廣義地限定為包括可以改變輻射束的波前的任何光學部件。例如，投影光學裝置可以包括部件14，16a, 16b和16c中的至少一些部件。空間圖像(Al)是襯底上的光強度分布。襯底上的抗蝕劑層被曝光，空間圖像被轉移至抗蝕劑層，作為其中的潛在的“抗蝕劑圖像”(RI)。抗蝕劑圖像(RI)可以被定義為抗蝕劑層中的抗蝕劑的溶解度的空間分布。抗蝕劑模型可以用于從空間圖像計算抗蝕劑圖像， 其示例可以在共同轉讓的美國專利申請No. 12/315,849中找到，該文獻的公開內容通過參考將其全部內容并入本文中。抗蝕劑模型僅與抗蝕劑層的性質(例如在曝光、PEB和顯影期間發生的化學過程的作用)相關。光刻投影設備的光學性質(例如源、掩模和投影光學裝置的性質)規定了空間圖像。因為可以改變在光刻投影設備中使用的掩模，所以期望將掩模的光學性質與包括至少源和投影光學裝置的光刻投影設備的其余部分的光學性質分離開。在圖2中示出了光刻投影設備中的模擬光刻的示例性流程圖。源模型31表示源的光學特性(包括光強度分布和/或相位分布)。投影光學模型32表示投影光學裝置的光學特性(包括由投影光學裝置所引起的相位分布和/或光強度分布的變化)。如下文之后說明的，可以將源模型31和投影光學裝置模型32組合成傳遞交叉系數(TCC)模型34。設計布局模型35表示設計布局33的光學特性(包括由給定的設計布局33所引起的相位分布和/或光強度分布的變化)，其是掩模上的特征的布置的表示。空間圖像36可以由傳遞交叉系數34和設計布局模型35模擬。抗蝕劑圖像37可以使用抗蝕劑模型37由空間圖像 36來模擬。對光刻的模擬可以例如預測在抗蝕劑圖像中的輪廓和CD。更具體地，注意到，源模型31可以表示源的光學特性，包括但不限于NA-西格瑪 (ο)設定以及任何特定的照射源形狀(例如諸如環形的、四極和雙極等的離軸光源等)。投影光學裝置模型32可以表示投影光學裝置的光學特性，其包括像差、變形、折射率、物理大小、物理尺寸等。設計布局模型35還可以表示物理掩模的物理性質，如所描述的，例如在美國專利No. 7，587，704中所描述的，通過參考將其全部內容并入本文中。模擬的目標是精確地預測例如邊緣的定位和CD，其之后可以與期望的設計相比較。所述期望的設計通常定義為預先OPC設計布局，其可以被提供成標準數字文件格式(諸如GDSII或OASIQ或其它文件格式。可以根據這一設計布局識別一個或更多的部分，其被稱作為“片段”。在本發明的特定實施例中，提取一組片段，其表示設計布局中的復雜的圖案(典型地大約50至1000個片段，盡管可以使用任何數量的片段)。如本領域技術人員所認識到的，這些圖案或片段表示設計的小的部分(即電路、單元或圖案)，尤其是片段代表了需要特別關注和/或驗證的小的部分。或者說，片段可以是設計布局的部分或可以類似于設計布局的部分或具有與設計布局的部分相類似的行為，其中通過經驗(包括由客戶提供的片段)、通過反復試驗或通過運行全芯片模擬來識別臨界特征。片段通常包含一個或更多的測試圖案或計量圖案。可以基于設計布局中已知的臨界特征區域由客戶先驗地提供初始的較大組的片段，其需要特定的圖像優化。可替代地，在本發明的另一實施例中，可以通過使用一些類型的識別臨界特征區域的自動化的(諸如機器視覺)或手工的算法從整個設計布局提取所述初始的較大組片段。為了減小整個計算負擔，可以預想各種方式的優化。在一個實施例中，首先通過基于衍射識別標志分析(diffraction signature analysis)的圖案選擇方法或任何其它的方法來選擇一組片段，之后執行SMLO過程。可替代地，首先執行全芯片模擬，由全芯片模擬識別“熱點”和/或“溫點(warm spot) ”，且之后執行圖案選擇步驟。基于選擇的圖案完成優化。圖案選擇算法(基于衍射識別標志分析或其它方法)可以與SMLO過程無縫地集成
在一起。在光刻投影設備中，例如，可以將成本函數表達成
權利要求
1.一種用于利用光刻投影設備改進用于將設計布局的一部分成像到襯底上的光刻過程的方法，所述光刻投影設備包括照射源和投影光學裝置，所述方法包括步驟從所述設計布局的所述部分選取一子組圖案且選取初始的照射源；同時優化所述子組圖案和所述照射源；和通過利用所述優化的照射源來優化所述投影光學裝置的特性。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述同時優化所述子組圖案和所述照射源的步驟通過選擇性地重復下述步驟來執行定義多個第一設計變量的第一多變量成本函數，所述多個第一設計變量是所述光刻過程的特性，所述多個第一設計變量中的至少一些設計變量是所述照射源的特性和所述子組圖案的特性；迭代地重新配置所述多個第一設計變量，直到第一預定的終止條件被滿足為止。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述優化所述投影光學裝置的特性的步驟通過選擇性地重復下述步驟來執行定義多個第二設計變量的第二多變量成本函數，所述多個第二設計變量是所述光刻過程的特性，所述第二成本函數的多個第二設計變量中的至少一些設計變量是所述投影光學裝置的特性；迭代地重新配置所述多個第二設計變量，直到第二預定的終止條件被滿足為止。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述設計布局的所述部分包括下述中的一個或更多個整個設計布局、片段、已知具有一個或更多的臨界特征的一段設計布局、已經從全芯片模擬識別出熱點或溫點的一段設計布局以及已經通過圖案選擇方法識別出一個或更多的臨界特征的一段設計布局。
5.根據權利要求2或3所述的方法，其中所述第一和/或第二預定的終止條件包括下述中的一個或更多個所述成本函數的最小化；所述成本函數的最大化；達到預設的迭代次數；達到等于或超過預設閾值的所述成本函數的值；達到預定的計算時間；達到預定的過程窗口 ；和達到在可接受的誤差界限內的所述成本函數的值。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述方法還包括步驟利用所述優化的照射源和所述優化的投影光學裝置，用于進一步優化所述子組圖案。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述利用所述優化的照射源和所述優化的投影光學裝置進一步優化所述子組圖案的步驟通過選擇性地重復下述步驟來執行定義多個第三設計變量的第三多變量成本函數，所述第三設計變量是所述光刻過程的特性，所述第三成本函數的所述多個第三設計變量中的至少一些設計變量是所述子組圖案的特性；和迭代地重新配置所述多個第三設計變量，直到第三預定的終止條件被滿足為止。
8.根據權利要求6所述的方法，其中在利用之前優化的所述投影光學裝置和所述優化的照射源的同時優化所述子組圖案的步驟、和在利用之前優化的子組圖案和所述優化的照射源的同時優化所述投影光學裝置的步驟被迭代地執行，直到第四預定的終止條件被滿足為止。
9.根據權利要求3所述的方法，其中所述第二成本函數的多個第二設計變量包括所述投影光學裝置的特性和所述子組圖案的特性。
10.根據權利要求2、3或7所述的方法，其中所述迭代地重新配置步驟中的至少一個步驟在沒有約束條件或具有規定所述設計變量中的至少一些設計變量的范圍的約束條件的情況下進行。
11.根據權利要求10所述的方法，其中所述設計變量中的至少一些設計變量處于代表在所述光刻投影設備的硬件實施中的物理限制的約束條件的約束之下。
12.根據權利要求2、3或7所述的方法，其中所述成本函數是所述下述光刻指標的一個或更多個指標的函數邊緣定位誤差、臨界尺寸、抗蝕劑輪廓距離、最差缺陷尺寸和最佳焦距偏移。
13.根據權利要求1所述的方法，其中所述方法包括在執行所述優化過程的步驟之前選擇子組目標圖案，所述目標圖案在特性上代表所述設計布局的所述部分的特征。
14.根據權利要求2、3或7所述的方法，其中所述成本函數包括抗蝕劑圖像或空間圖像的特性。
15.根據權利要求2、3或7所述的方法，其中所述成本函數代表在所述設計布局的所述部分中找到熱點的概率。
全文摘要
本發明提供了一種源、掩模和投影光學裝置的優化流程。本發明的實施例提供用于優化光刻投影設備的方法，所述方法包括優化其中的投影光學裝置。當前的實施例包括幾個流程，包括優化源、掩模和投影光學裝置和各種連續的且迭代的優化步驟，其將投影光學裝置、掩模和源任意組合。投影光學裝置有時被廣義地稱作為“透鏡”，因此優化過程可以用術語源掩模透鏡優化來表示。源掩模透鏡優化可能相對于已有的源掩模優化過程或其它優化過程是被期望的，該其它的優化過程不包括投影光學裝置優化，部分原因在于將投影光學裝置包括在優化中可能通過引入投影光學裝置的多個可調節的特性導致更大的過程窗口。投影光學裝置可以用于對光刻投影設備中的波前成形，使得能夠對整個成像過程進行像差控制。
文檔編號G03F7/20GK102540754SQ201110353099
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月9日 優先權日2010年11月10日
發明者R·C·豪威爾, 馮函英, 周新建, 徐端孚, 陳洛祁, 陳逸帆 申請人:Asml荷蘭有限公司