CN101720474A

CN101720474A - 工艺窗发觉检测以及掩模层处光刻印刷问题的校正

Info

Publication number: CN101720474A
Application number: CN200880017072A
Authority: CN
Inventors: 阿芒迪娜·博里容
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2010-06-02
Also published as: EP2153376B1; WO2008142604A8; US8230371B2; WO2008142604A3; EP2153376A2; ATE529823T1; US20100293413A1; WO2008142604A2

Abstract

在本发明的一个方面中，一种方法利用根据至少两个印刷临界性等级对光学参数空间进行分类提供了用于临界特征印刷工艺的标定的临界失败模型。基于用于临界特征的印刷失败标准判断相应临界特征的印刷失败。对于光学参数空间中的给定点，相应的印刷临界性等级根据工艺窗采样点处的测试-印刷-模拟数据以及根据失败规则来确定。该方法所实现的一个优点在于其包括根据工艺窗的唯一一个采样点处的测试-印刷-模拟数据确定预定光学参数组，该采样点对于所有的测试图案都相同。这通过减少所确定的光学参数组的数量及其随后扫描和分类步骤中的工艺而节省了工艺时间和工艺复杂性。

Description

工艺窗发觉检测以及掩模层处光刻印刷问题的校正

技术领域

本发明涉及用于对与印刷图案物理布局中临界特征的印刷失败有关的临界失败模型进行标定的方法和设备。本发明还涉及用于对印刷图案物理布局中的临界特征进行校正的方法和设备，以及涉及用于设计集成电路的物理布局的设备。最后，本发明涉及用于以上环境中的载体介质和计算机程序。

背景技术

高度集成的电路的设计遵循从集成电路的抽象描述(例如，在诸如VHDL的硬件描述语言中)到物理布局的路线。物理布局限定了集成电路器件元件的几何参数。这些器件元件可以由将在晶片上制造的基于多边形的结构限定。

晶片制造包括光刻印刷步骤，其中使用相应的光刻印刷掩模逐层形成物理布局。掩模布局被印刷至暂时沉积在晶片上的光刻胶层。作为光刻印刷工艺的一部分，光刻胶层通过掩模被曝光并被显影以露出晶片的一些部分，将利用蚀刻或材料沉积来对晶片的这些部分进行处理。在进行了相应的所需处理之后，去除光刻胶，并可以执行下一光刻印刷步骤。

随着集成电路集成密度的增加，晶片上的物理布局的光刻印刷形成已经变得越来越具有挑战性。一个原因在于物理布局中横向特征延伸长度持续减小。另一个原因在于在光刻印刷工艺中可以使用的工艺窗变小。工艺窗具有由用于对光刻胶层进行曝光的曝光射线剂量的允许值、以及由掩模图像平面相对于光刻胶层而在光刻胶层深度方向上的聚焦位置所确定的范围。

通常，掩模设计包括称为设计规则检查(DRC)的工艺，如果需要，在该工艺中对物理布局进行检验和校正。只有在执行了适当的DRC工艺之后，物理布局才被用于制造用于集成电路不同层的各掩模，这些掩模将在晶片制造过程中被使用。为了应对日益增加的高集成密度的挑战，已经利用诸如光学接近校正(OPC)、掩模规则检查(MRC)和光学规则检查(ORC)的技术对掩模设计工艺进行了扩展。在OPC流程期间，使用物理模型评估工艺印刷特性来改变掩模设计。该物理模型由光学模型和光刻胶模型构成。光学模型考虑了影响掩模虚图像的形成的物理效应。光刻胶模型考虑了曝光以及曝光后的显影期间光刻胶层在掩模实图像形成过程中的特性。OPC模型的这两个分量使得能够快速计算虚图像的密度以及在OPC方法的流程期间的光刻胶轮廓。

为了检测工艺窗上可能的印刷失败，一种解决方案是根据从所制造的测试图案的测试印刷得到的试验数据对光学模型和光刻胶模型进行标定。随后，在工艺窗的多个点处模拟测试印刷中的测试图案的印刷轮廓，并测量模拟图案的横向尺寸。然而，这种技术要求很多的计算运行时间。

一种替代解决方案是使用所谓的临界失败ORC(CFORC)技术。CFORC在Prpceedings of SPIE第5377卷(SPIE，贝灵汉，华盛顿州，2004年)第1884至1197页中Bruce W.Smith编辑的OpticalMicrolithography XVII中的J.Belledent等人的“Critical failureORC-Application to the 90-nm和65-nm nodes”出版物中有描述，通过引用将该文章的全部内容结合于此。CFORC使用经验公式，该经验公式将模拟的虚图像与工艺窗要求内的可能失败的任何特征联系起来。标定是利用被特征化层的全部工艺窗和全部工艺流程而基于实验数据进行的。这使得能够例如俘获多晶硅层上的收缩效应和跨隙效应。

该文章中描述了用于在CFORC工艺流程中对临界失败模型进行标定的工艺流程。在第一个工艺步骤中，使用公知的工艺设计和制造测试图案，公知的工艺包括利用光刻印刷步骤在晶片上制作掩模以及印刷掩模图案。从整个工艺窗收集试验结果以覆盖印刷失败的范围。如果在任何工艺条件下都不能被很好的形成图案，将会将该印刷特征做以标记。在进行测量之后，使用针对基于成功印刷的数据进行标定的光学模型在最好的印刷条件下收集虚图像。以此方法，虚图像形状和失败状态都被收集到文本文件中。虚图像以一组光学参数为特征。这些光学参数可以例如是最小强度、最大强度、以及预定参考阈值强度处的斜率，该预定参考阈值强度对应于印刷特征上的强度轮廓中的印刷开始。然后，基于在步骤106中从探测工艺窗获得的通过-失败数据以及根据所获得的光学参数进行分类。该分类用于找到两个或更多不同类别的定量试验(例如“通过”或“失败”)之间的边界。失败模型或分类边界由下面的公式描述：

class(x)＝c1*kernel(x-x1)+c2*kernel(x-x2)+...，

其中，x是输入参数的向量，x1、x2是观察点，以及“kernel”表示高斯核函数。观察点x1、x2...是光学参数以及测试图案中每个特征的通过/失败观察结果。通过区和失败区之间的边界是基于形成CFORC模型的该分类计算出来的。CFORC模型可以用于将模拟过程中的物理布局中的特征用以指示其在印刷期间失败的可能性。

期望使用需要较少工艺开销的标定临界失败模型的方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于对与印刷图案物理布局中临界特征的印刷失败有关的临界失败模型进行标定的方法，其中的印刷图案例如是集成电路的印刷图案。该方法包括：

-提供用于临界特征的印刷失败标准，该印刷失败标准与从模拟印刷的测试印刷模拟数据得到的临界特征印刷中的几何参数有关；

-提供代表不同测试图案的印刷模拟的测试-印刷-模拟数据，其中，测试图案具有临界特征，不同测试图案彼此之间在其各自的临界特征的几何参数值方面不同；

-根据临界特征印刷位置处的测试-印刷-模拟数据确定预定光学参数组；

-扫描测试-印刷-模拟数据以根据印刷失败标准确定是否存在印刷失败；以及

-使用检测到的光学参数空间各点处的测试-印刷模拟中的印刷失败，根据至少两个印刷临界性等级对由光学参数组中的至少一个光学参数确定范围的光学参数空间中的各区进行分类。

在本发明第一方面的方法中，

-根据工艺窗的仅一个采样点处的测试-印刷-模拟数据确定预定光学参数组，其中，该采样点对于所有测试图案都相同；

-在对光学参数空间进行分类之前提供至少一个失败规则，该失败规则提供了光学参数空间中的各点的趋势信息，该趋势信息表示当从工艺窗中的所述采样点移动至不同工艺窗点时测试图案临界特征印刷中的几何参数的趋势；以及

-对光学参数空间进行分类包括：根据采样点处的测试-印刷-模拟数据以及根据失败规则确定各印刷临界性等级。

本发明第一方面的方法利用根据至少两个印刷临界性等级的光学参数空间的分类提供了一种用于临界特征的印刷工艺的标定的临界失败模型。该临界失败模型涉及印刷图案的物理布局中临界特征的潜在印刷失败。例如，临界特征由细线形成，其中，该临界性由该细线在印刷工艺过程中由于收缩可能会中断的事实造成的。另一个临界特征的实例由空间上紧邻的两个特征(诸如线)形成，这两个特征可能会由于印刷工艺而进行不期望的桥接。

请注意，此处的术语“印刷”被用于已知被应用于在电子学和光电子学领域中在衬底上制造小的结构的光刻印刷环境中。

在本发明第一方面的方法中，基于临界特征的印刷失败标准来判断相应临界特征的印刷失败。印刷失败标准涉及从测试印刷模拟数据得到的临界特征印刷中的几何参数。例如，印刷失败标准提供了几何参数的阈值，其中，根据临界特征，在低于或高于阈值时，则定义为出现了印刷失败。

对光学参数空间的分类传递了用于光学参数空间各点(即，形成光学参数组的光学参数的n元数组)的至少两个分别的印刷临界性等级之一，由此对临界失败模型进行了标定。对于光学参数空间给定点，相应的印刷临界性等级不仅根据工艺窗采样点处的测试-印刷-模拟数据，而且还根据失败规则来确定。工艺窗的采样点是工艺窗的一个点，即，其对应于对光刻印刷树脂进行曝光的一个工艺条件。工艺窗的该采样点不应被理解为给定并固定用于任何应用情况的工艺条件。其应被选择用于在相应印刷装备上使用的相应工艺。

本发明第一方面的方法的优点在于其包括仅根据工艺窗的一个采样点处的测试-印刷-模拟数据确定预定光学参数组，其中，该采样点对于所有测试图案都相同。尽管使用了工艺窗的不同点处的测试印刷或测试-印刷-模拟数据来确定已知的临界失败模型，但是这并不是本发明所必需的。因此，根据临界特征印刷位置处的测试-印刷-模拟数据对预定光学参数组的确定只需对工艺窗的唯一采样点执行，而不需对工艺窗的任何其他点执行。这通过减少所确定的光学参数组的数量及其在随后的扫描和分类步骤中的工艺数量而节省了工艺时间和工艺复杂度。

本发明第一方面的该方法在这一点上是基于这样的认识，即，整个工艺窗上的印刷行为与仅在一种条件(即，工艺窗的采样点)下提取到的光学参数相联系。本发明该方法中的工艺窗其他点处的印刷行为由失败规则得出。失败规则根据当从工艺窗中的采样点移动至工艺窗的不同点时测试图案的临界特征印刷中的印刷失败标准，提供了表示几何参数趋势的趋势信息。趋势信息涉及当远离工艺窗的采样点移动时几何参数的特性。该特性例如可以是几何参数值的增加或减小，或者该特性可以被表征为当远离采样点而移动到达不同的工艺窗点时几何参数保持恒定。

给定趋势信息和采样点处的印刷行为，那么光学参数空间的任何点都可以根据本发明的方法而以至少两个点-临界性等级之一进行分类。在正好有两个印刷-临界性等级的情况中，这些等级对应于“通过”和“失败”。然而，在本发明的方法的范围内还有更多不同的分类，这将在下面实施例的环境中进行描述。

随后将描述本发明的该方法的实施例。除非清楚地将各实施例描述为形成彼此的替代方式，否则这些实施例可以相互组合。

提供印刷失败标准的初始步骤和提供测试-印刷-模拟数据的初始步骤可以各自以不同的方式执行。在不同的实施例中，以产生所述印刷失败标准、从外部单元(例如用户接口或存储器)接收印刷失败标准的形式来进行所述提供。这同样也适用于测试-印刷-模拟数据。在一个实施例中，这些可以作为该方法流程的一部分来产生。在另一实施例中，测试-印刷-模拟数据由外部单元(诸如用于印刷模拟数据的输入装置)或由存储器进行传送。

例如，测试-印刷-模拟数据以代表树脂中掩模虚图像的数据形式来提供。虚图像可以利用本领域已知的方法根据物理布局以及根据特定印刷工艺采样点处的工艺条件计算得到。

在一个实施例中，采样点处的工艺条件对应于一个所选的二维工艺窗点，该二维工艺窗由可用于对临界特征印刷位置处的光刻胶层进行曝光的曝光-射线-剂量区间、以及由掩模图像平面相对于临界特征印刷位置处的光刻胶层的可用聚焦位置区间确定范围。还可以使用其他的参数来形成二维以上的工艺窗，即，多维工艺窗。工艺窗的采样点可以被选择作为描述被印刷工艺满足的工艺条件的任意点，即，位于工艺窗内。在印刷工艺期间不能满足的这些工艺参数位于工艺窗外。在一个实施例中，采样点形成了限定二维或多维工艺窗的不同工艺参数区间的中心处或中心附近处的点。

一些实施例致力于光学参数空间的分类。在一个实施例中，对光学参数空间分类包括：在针对确定印刷失败的存在而对测试-印刷-模拟数据进行扫描之后，根据印刷失败标准确定临界性指示符值，该值表示临界特征印刷的相应临界性程度。该实施例的临界性指示符值取决于在工艺窗采样点处检测到的是否存在印刷失败，以及取决于在移动至至少一个不同工艺窗点时利用失败规则预测的测试图案的几何参数的趋势。数字临界性指示符的使用允许在原则上可选择的任意数量的临界性程度之间进行区分，并提供了有关易于处理的印刷失败的临界阈值的定义。因此，对光学参数空间进行分类优选的包括根据不同的临界性指示符值区分光学参数空间中的各个区。

在一个具体实施例中，由失败规则提供的趋势信息表示在从工艺窗中采样点移动至不同的工艺窗点时测试图案的临界特征印刷过程中几何参数的变化量和变化方向。在该实施例中，趋势信息特别精确，并允许直接应用印刷失败规则来以高精度得到工艺窗任意点处的临界性等级。

这可以例如采取对光学参数空间进行分类的形式，包括：对于光学参数空间中的给定点，根据采样点处的测试-印刷-模拟数据以及根据失败规则确定工艺窗中其相应的临界性指示符值超过了预定阈值的相应点。从而，可以为可能的工艺变化的目的而确定临界性。从而，从印刷图案得到的特定光学参数组可以以高精度地被特征化为对于工艺变化稳定或不稳定。

在另一实施例中，对光学参数空间进行分类包括：对于光学参数空间中的相应点，确定工艺窗采样点与相应的临界性指示符值超过预定阈值的最接近的工艺窗点之间的距离。工艺窗采样点与其中相应的临界性指示符超过预定阈值的相应最近工艺窗点之间的距离为特征化整个工艺窗的临界特征的临界性和稳定性提供了特别适合的度量。

在该实施例中，临界性指示符值可以与采样点与引起高于阈值的临界性的最近工艺窗点之间的距离成比例地得到。多个光学参数适用于本发明的方法中。

优选的，将两个或三个光学参数用作形成用于临界失败模型的光学参数空间的光学参数组。通常，在一些实施例中光学参数组包括来自由以下参数组成的组的至少一个光学参数：

a)特征印刷位置处测试图案的虚图像的最大强度，

b)特征印刷位置处测试图案的虚图像的最小强度，

c)在测试图案的虚图像中最小强度位置和最大强度位置之间的预定阈值位置处，特征的印刷位置处的测试图案的虚图像强度轮廓的斜率，以及

d)特征印刷位置处的测试图案的虚图像的强度轮廓的曲率，以及

e)通过将光学参数a)至d)中至少两个进行代数组合形成的合成光学参数。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于对印刷图案(例如集成电路)的物理布局中的临界特征进行校正的方法。该方法包括：

-根据本发明第一方面的方法或本文中描述的其实施例之一对关于临界特征印刷失败的临界失败模型进行标定；

-提供代表印刷图案物理布局的物理布局数据；

-使用物理布局数据检测物理布局中的临界特征的出现位置；

-在临界特征的出现位置处进行物理布局的印刷模拟；

-从临界特征的出现位置处的印刷模拟提取临界特征的至少一个光学参数，其中，该光学参数对应于临界失败模型中使用的光学参数组；

-根据临界失败模型确定出现位置处的临界特征的印刷临界性等级；

-如果临界特征具有超过预定阈值的所确定的印刷临界性等级，则改变出现位置处的物理布局中的临界特征的几何参数。

在印刷图案的物理布局中的临界特征的校正的环境中，本发明第二方面的方法使用根据本发明第一方面的方法或其实施例之一的标定的临界失败模型，该印刷图案具体的是例如90nm节点或甚至更小的结构长度的CMOS技术中的集成电路。该方法共享了标定临界失败模型的方法的优点，从而为了获取临界失败模型而需要更少的计算量和花费，其中临界失败模型形成了用于校正物理布局以保证正确地印刷整个工艺窗的基础。

优选的，在光学近似校正流程的环境中执行该方法。可以在光学-规则-检查(ORC)方法的环境中执行。该方法可应用于任何设计层次。

根据本发明的第三方面，提供了一种设计集成电路的物理布局的方法。该方法包括：执行用于根据本发明第一方面的方法或其实施例对与印刷图案的物理布局中的临界特征的印刷失败有关的临界失败模型进行标定的方法。

优选的，该方法包括：执行用于根据本发明第二方面的方法或其实施例之一对集成电路的物理布局中的临界特征进行校正的方法。

根据本发明第四方面，提供了一种用于对与印刷图案(具体的，集成电路)的物理布局中的临界特征的印刷失败有关的临界失败模型进行标定的设备。该设备包括：

-测试-印刷-评估单元，其输入端用于接收仅针对工艺窗的一个采样点计算出来的表示不同测试图案的印刷模拟的测试-印刷-模拟数据，该采样点对于具有临界特征的所有测试图案都相同，并且测试-印刷-评估单元被配置为根据临界特征的印刷位置处的测试-印刷-模拟数据确定预定光学参数组，以及用于在其输出端提供所确定的光学参数组；

-印刷失败检测单元，其被配置为根据印刷失败标准扫描测试-印刷-模拟数据以确定是否存在印刷失败，印刷失败标准涉及从测试印刷模拟数据得到的临界特征印刷中的临界特征的几何参数；

-模型标定单元，其被配置为根据至少两个印刷临界性等级对由光学参数组的至少一个光学参数确定范围的光学参数空间中的各区进行分类，并在其输出端提供印刷模型，该印刷模型包括光学参数空间中各点的相应临界性等级的分配。

在本发明第四方面的设备中，模型标定单元包括失败规则单元，其被配置为将在光学参数空间中提供用于给定点的趋势信息的失败规则应用于光学参数空间中的给定点，并被配置为在其输出端提供该趋势信息，其中，该趋势信息表示在从工艺窗中的所述采样点移动至不同工艺窗点时印刷测试图案的临界特征印刷过程中几何参数的趋势。此外，模型标定单元还被配置为使用失败规则根据光学参数空间各点处、采样点处和至少一个不同工艺窗点处的测试-印刷-模拟数据，确定各印刷临界性等级。

本发明第四方面的设备用于执行本发明第一方面的方法。因此允许进行关于临界特征印刷失败的临界失败模型的省时标定。

下面，将描述本发明第四方面的标定设备的实施例。

优选的，本发明第四方面的设备包括测试印刷模拟单元，其被配置为：

-计算代表不同测试图案的印刷模拟的测试-印刷-模拟数据，测试图案具有临界特征，其中，对于工艺窗的仅一个采样点，不同的测试图案彼此之间在其各自的临界特征几何参数值方面不相同，该采样点对于所有的测试图案都相同；以及

-在其输出端提供代表测试印刷模拟的测试-印刷-模拟数据。

在本发明第四方面的设备的另一实施例中，模型标定单元被配置为根据印刷失败标准确定临界性指示符值，该值表示临界特征印刷的相应临界性程度，其中，临界性指示符值取决于对工艺窗的采样点处是否存在印刷失败的检测，并且还取决于当移动至至少一个不同的工艺窗点时利用失败规则预测的测试图案的几何参数的趋势。

在本发明第四方面的设备的另一实施例中，失败规则单元被配置为提供趋势信息，该趋势信息表示当从工艺窗中的所述采样点移动至可选择的不同工艺窗点时测试图案的临界特征的印刷过程中几何参数的变化量和变化方向。

在本发明第四方面的设备的再一个实施例中，模型标定单元被配置为对于光学参数空间中的给定点，根据采样点处的测试-印刷-模拟数据以及根据失败规则在工艺窗中确定相应的临界性指示符值超过预定阈值的点。

在本发明第四方面的设备的另一实施例中，模型标定单元被配置为对于光学参数空间中的相应点，确定工艺窗采样点和被根据失败规则预测了临界特征印刷失败的最接近的工艺窗点之间的距离。

根据本发明的第五方面，一种用于对集成电路的物理布局中的临界特征进行校正的设备包括：

-标定设备，用于根据本发明第四方面或其实施例之一对与印刷图案物理布局中的临界特征印刷失败有关的临界失败模型进行标定、以及对关于临界特征印刷失败的临界失败模型进行标定；

-布局输入端，用于提供代表集成电路物理布局的物理布局数据；

-布局扫描单元，其被配置为利用物理布局数据检测物理布局中临界特征的出现位置；

-印刷模拟单元，其被配置为计算表示集成电路的区域的印刷模拟的印刷-模拟数据，该数据包括检测到的临界特征的出现位置，以及该印刷模拟单元被配置用于在其输出端提供代表印刷模拟的印刷模拟数据；

-光学参数提取单元，其被配置为从临界特征出现位置处的印刷模拟提取临界特征的至少一个光学参数，该光学参数对应于在临界失败模型中使用的光学参数组；

-分类单元，其被配置为根据临界失败模型确定所述出现位置处的临界特征的印刷临界性等级；

-校正单元，其被配置为在临界特征具有高于预定阈值的所确定的印刷临界性等级的情况下，改变所述出现位置处的物理布局中临界特征的几何参数。

根据本发明的第六方面，提供了一种用于设计集成电路物理布局的设备，包括：用于根据本发明第四方面或其实施之一对与印刷图案物理布局中的临界特征印刷失败有关的临界失败模型进行标定的设备。

根据本发明的第七方面，提供了一种载体介质，其承载有用于控制计算机执行本发明第一方面、第二方面或第三方面的方法或其各实施例之一的计算机可读代码。

根据本发明的第八方面，提供了一种计算机程序，该程序用于控制计算机执行本发明第一方面、第二方面或第三方面的方法或其各实施例之一。

本发明的各实施例还限定在从属权利要求中。

附图说明

下面将参照附图更加详细地说明本发明，其中：

图1在图1的a)中示出了临界特征的示意图；在图1的b)的示意图中示出了在工艺窗内各不同工艺条件下的临界特征的不同印刷；以及在图1的c)示出了临界特征的虚图像中沿图1的a)的线c-c的强度轮廓，用于示出光学参数组；

图2示出了临界特征以及从针对不同工艺条件计算出来的印刷模拟数据得到的印刷轮廓的另一个实例；

图3至图6针对各不同工艺条件示出了具有临界特征的不同测试图案的虚图像的强度轮廓形式的测试印刷模拟；

图7示出了用于图3至图6的印刷模拟的测试图案；

图8示出了用于对与印刷图案物理布局中的临界特征印刷失败有关的临界失败模型进行标定的方法的流程图；

图9示出了用于对集成电路物理布局中的临界特征进行校正的方法的流程图；

图10示出了对与印刷图案物理布局中的临界特征印刷失败有关的临界失败模型进行标定、以及对集成电路物理布局中的临界特征进行设计和校正的设备的示意框图；

图11示出了说明工艺窗描述的示意图；

图12示出了代表临界失败模型的示意图；以及

图13示出了工艺流程不同阶段中的集成电路的特征，还示出了可从使用标定的临界失败模型设计的不同物理布局得到的印刷轮廓。

具体实施方式

图1在图1的a)中示出了临界特征的示意图；在图1的b)的示意图中示出了在工艺窗内各不同工艺条件下的临界特征的不同印刷；以及图1的c)示出了在临界特征印刷中沿图1的a)的线c-c的强度轮廓，用于示出光学参数组。图1用于说明本发明的技术关联以及在本申请中使用的一些术语。

图1的a)利用示例性实例示出了印刷图案物理布局中的临界特征100。该实例中的临界特征是利用光刻技术由材料(例如将沉积在衬底上的硅，其中衬底诸如是硅晶片)的两条线段102和104形成的。这两条线段都具有宽度w，其中该宽度在靠近各线段末端处比线段的其它段处略宽。线段102和104的线段末端彼此面对并且彼此相距d。彼此相对的线段末端中每一个都是直线的。换言之，为了在实际印刷时实现这样的线段末端，物理布局将这些线段末端限定为具有无穷大半径r的弯曲部分。

图1的b)示出了利用扫描电子显微镜得到的三个不同显微照片106至110。这些显微照片示出了在三种各自不同的工艺条件下得到的临界特征100的印刷。这些所使用的工艺条件以用于对临界特征100的印刷位置处的光刻胶层进行曝光所使用的曝光射线剂量值、以及以所使用的掩模图像相对于临界特征位置处的光刻胶层中深度等级的聚焦位置为特征。在图1的b)中，以图表示出了工艺条件的这两个参数，该图表的横坐标112对应于曝光射线剂量D，其纵坐标114对应于聚焦位置F。这两个工艺参数的可用组合的工艺窗116由被剂量和焦点这两个量确定范围的二维空间中的椭圆区域示意性示出。只有椭圆工艺窗116内的参数组合是可用于印刷临界特征的工艺条件。工艺窗116的形状只是示意性的。实际中，工艺窗116可以具有不同的形状。特别是，工艺窗不必具有严格数学意义上的某一几何形状。工艺窗的形状可以是不规则的。

三个图像106至110是从印刷图案物理布局中的同一临界特征100的印刷中获取的。该临界特征被以形成工艺窗116的三个不同点的三个不同的工艺条件进行印刷。为了使该事实直观化，这些显微照片安排在相对于工艺窗116的三个不同位置处。

这些不同的显微照片106至110示出了利用各工艺条件进行印刷的临界特征100。如可以看到的，全部三个显微照片106至110都示出了线段102和104的末端，它们分别被标以参考标号102′、102″、102″′，和104′、104″、104″′。可以看到不同工艺条件的两个主要影响：在所使用的所有工艺条件下，所印刷的线段末端都具有有限的曲率半径，并且线段102和104之间的距离d随着工艺条件的变化而变化。对于在印刷在图像106中显示的印刷临界特征中所使用工艺条件，观察到了最大距离d。此处，线段末端清楚的彼此分离。在印刷图像110所示的临界特征100所使用的工艺条件下，线段末端102′″和104″′之间的距离d相比于线段末端102′和106′之间的距离小。尽管这些线段在该工艺条件下没有连接在一起，但是在图像108中的线段104″的末端可以看到在线段102″和104″之间开始有桥接。对于印刷如图像108所显示的临界特征100所使用的工艺条件，线段102″和104″之间的距离被桥接，从而使得这两条线段事实上被连接在一起。这两条印刷线段102″和104″之间的这种桥接代表了清楚的印刷失败，并将导致包括在图像108下的工艺条件下制造的临界特征100的器件失效。

作为在本发明的方法的环境中使用的替代，这些从测试图案的印刷中得到的“实际观察结果”还可以从印刷模拟得到。图1的c)示出了在印刷模拟中计算出来的沿图1的a)中的线c-c的虚图像。图1的c)的曲线图示出了计算出来的作为纳米单位的横向位置函数的任意线性单元中的树脂中某一深度处被聚焦的掩模图像的曝光强度。各计算出来的强度值由小的完整圆圈表示，并与一条线相互连接。从而，这些圆圈代表针对图1中线c-c所计算出来的各个印刷模拟数据。强度分布具有在大约12nm的范围上延伸的峰值，这代表沿图1的a)的线c-c的线段102的虚图像中的曝光强度。

从图1的c)的强度分布，可以提取光学参数。图1的c)示出了三种光学参数：代表沿截面c-c的线段102的强度峰值开始处的最小强度；在预定强度阈值处测量到的强度增加的斜率，该斜率由相应点处的强度分布的正切来表示；以及峰值的最大强度Imax。

图1的a)至图1的c)这三个部分示出了对与印刷图案物理布局中临界特征印刷失败有关的临界失败模型进行标定的方法的初始步骤。图1的a)中表示了临界特征位置处的物理布局。图1的b)示出了单个测试图案的印刷行为，该测试图案具有不同工艺窗点处的临界特征。在图1的实例中，印刷行为可以在测试图案的实际印刷中观察到。这并不对应于本发明方法的过程，本发明的方法是基于使用通过计算不同测试图案的印刷模拟得到的印刷模拟数据的，其中测试图案具有临界特征，以及不同的测试图案彼此之间在它们各自的临界特征的几何参数值方面是不同的。总之，图1的c)利用实例示出了从临界特征印刷位置处的测试-印刷-模拟数据提取预定光学参数组。

图2示出了临界特征200以及从对于不同的工艺窗点计算出来的印刷模拟数据得到的印刷轮廓的另一实例。考虑到利用树脂模型的工艺中采用的特定树脂的属性，可以使用印刷工艺的印刷阈值强度从虚图像计算出印刷轮廓。

图2允许在由被布置为各自的线段末端彼此间距为d的两个矩形线段202和204表示的临界特征200与不同工艺条件处(即，在不同的工艺窗点处)获得的测试图案的印刷模拟进行比较。印刷模拟由从针对由临界特征200表示的测试图案计算出来的测试-印刷-数据得到的外部轮廓线202.1至202.6以及204.1至204.6表示。如从与图1)的比较可以看出，印刷模拟以对应于可从取自实际测试印刷的显微照片106至110得到的信息的方式传送关于印刷失败的等效信息。本领域公知的是，印刷模拟技术本身适合于获取这样的测试-印刷模拟数据。

图3至图7的以下描述转向之前提到的一方面在工艺窗的一个采样点处从测试印刷模拟数据提取到的光学参数组与另一方面整个工艺窗中的相应临界特征的印刷行为之间的相互关系。用于对本申请公开的临界特征模型进行标定的方法在应用从该相互关系中得到的失败规则的过程中使用该关联。这使得可以减少在获取与印刷图案物理布局临界特征印刷失败有关的标定临界失败模型过程中的计算花费。只需在工艺窗的采样点处而无需针对整个工艺窗地计算和评估各测试图案的测试-印刷-模拟数据。图3至图7的描述用于提供本文中公开的标定程序中使用的失败规则表述下的示例性考虑，以使本领域技术人员在对任何应用情况确定失败规则时都能够应用类似的考虑。本文中描述的本发明的实施例利用了失败规则。

图3至图6示出了从通过沿图7所示的线III-III的印刷模拟计算出来的测试-印刷-模拟数据得到的不同测试图案的虚图像的不同强度分布。如在图1的c)中，沿线III-III的模拟虚图像的强度以作为位置的函数的微米级的线性任意单位来绘制。图7中所示类型的七种不同的测试图案被用在测试印刷模拟中。因此下面的说明将在转向图3至图6之前首先转向图7。

图7示出了示出在x方向中彼此间隔为d的五个矩形接触结构701至705的范围的实例测试图案，该范围利用误差表示，并具有相应的沿x方向的横向延伸CD_x和沿垂直于x方向延伸的y方向的CD_y。线III-III沿x方向延伸，穿过图7所示的测试图案700的接触结构703和704。为了从模拟虚图像获得沿图3和图4所示的线III-III的不同线扫描强度分布，使用了七个图7所示类型的测试图案，并改变了接触结构701至705的尺寸(CD_x，CD_y)并改变了它们彼此间的距离d。各测试图案的强度分布以各自不同的线型示出。在图3和图4中所使用的相同线型表示相同的测试图案被用于各印刷模拟。通常，应该使用测试图案，这些测试图案准确描述了包含存在于设计中的临界特征的配置。

图3所示的模拟虚图像在用于模拟的工艺条件方面不同于图4。使用工艺的标称焦点位置和标称曝光剂量作为工艺窗点来执行图3所示的模拟，而使用与所述标称焦点位置偏移+125nm的焦点以及和图3中相同的曝光剂量来执行图4所示的模拟。

在这两个曲线图中，虚线T代表印刷阈值强度。在该实例中对于印刷模拟使用了负光刻胶模型。负光刻胶是一种光刻胶，其中被以印刷阈值强度以上的强度曝光的一部分光刻胶变成较难溶于光刻胶显影剂，从而阻止材料沉积在下部的衬底上。未被曝光、或被以低于印刷阈值强度的光曝光的那部分光刻胶被光刻胶显影剂溶解，从而使得后续的材料能够沉积在该部分以下的衬底上，以印刷所需的结构。这意味着低于印刷阈值强度T的虚图像的强度将在去除树脂后形成所印刷的结构，而高于印刷阈值强度将不会形成所印刷的结构。

图3所示的测试印刷模拟表明对于由强度分布304至307表示的测试图案，接触703和704将不被印刷，这是由于虚图像中的各结构位置处较高的最小强度Imin造成的。只有用于由强度分布301至303代表的测试图案的测试印刷将显示具有相比于CD_x而显著减小的宽度的接触结构703和704。印刷结构在x方向中的横向尺寸从用于强度分布301的测试图案到强度分布303的测试图案而逐渐减小。这意味着，对于由强度分布304至307代表的测试图案，观察到了收缩。对于如图4所示的+125nm的散焦，收缩只是略有减小。

从如图3和图4所示的强度分布，在曝光剂量变化的条件下推断测试图案的状况也是可能的。为了进行改进，可以通过改变印刷阈值强度T使其远离其在图3和图4中所示的标称位置来模拟曝光剂量。从而可以利用增加印刷阈值强度值来对曝光不足进行建模，以及利用减小印刷阈值强度值对曝光过度进行模拟。因此，从图3和图4可以推断出阈值T的降低会增加收缩现象。换言之，收缩的风险随着最小强度的增加以及曝光剂量的增加而增加。从而，将标称工艺条件作为工艺窗的采样点，可以推断出对于可从图3和图4得到的光学参数组，印刷在采样点处是临界的，并且当沿增加曝光剂量的方向远离采样点移动时会更加临界，而当沿减小曝光剂量的方向移动时变得不太临界。改变正向中的焦点将不会显著改变临界性。

可以通过多种方法(例如，数学回归、统计模型应用等)建立光学参数和失败观察结果之间的关系。

图5和图6示出了桥接现象，还示出了从通过印刷模拟计算出来的测试-印刷-模拟数据得到的不同测试图案的虚图像的强度分布。与图3和图4相比，用于图5和图6中的模拟的测试图案的接触结构仍对应于图7所示的接触结构，但是在x方向具有更小的彼此间距d，以及具有更大的尺寸。在用于图3所示的线扫描强度轮廓的虚图像中很好的解析了该间距。模拟用于示出标称工艺条件的图5的所有强度轮廓在接触结构之间的范围内都具有超过印刷阈值强度的最大强度Imax。应该注意，对于图3和图4这两种情况，强度通常比较高，这是因为相比于图5和图6所使用的接触结构，这些接触结构的尺寸较小，而它们之间的间隔较大。因此，对于图5和图6的情况来说，到达光刻胶表面的光量较小。从而可以看出差别是由于这些结构之间的密度变化造成的。而不是由标准化或不同的曝光条件造成的。

在这些接触结构之间的区域中的超过印刷阈值强度的最大强度Imax意味着，这些区域中的光刻胶将被溶解在溶剂中并且随后被以显影剂去除。因此，在光刻胶中就形成了一个孔，从而形成了接触。然而，当从标称工艺条件移动至+125nm的散焦时就观察到了桥接。这些接触结构中该位置处的最小强度Imin基本保持恒定，但是间隔中的最大强度相比于图5的轮廓减小，并且接触结构703和704之间的强度峰值边缘处的斜率也减小。因此，当远离标称焦点位置而移动至正散焦时，桥接的风险增加。如果曝光剂量减小以及如果散焦增加，桥接现象都会增大。

总结前述图3至图7的说明，可以从虚图像提取到的光学参数与在工艺窗一些点处出现的印刷错误相联系。当各接触之间的最小强度Imin增加(即，接近印刷阈值强度T)时，以及当虚图像的斜率小(weak)时会出现收缩。收缩印刷失败的风险在曝光剂量增加时会增加，而在焦点远离标称焦点位置移动时基本保持恒定。类似的，接触中树脂桥接的风险可以以小的最大强度Imax(即，接近印刷阈值T)和小的斜率为特征。如果曝光剂量减小以及如果散焦增加，桥接现象都会增大。

在改变在曝光剂量的变化或树脂内焦平面位置的变化时，一个单个工艺条件下对参数的提取足以理解上述结构的行为。应该注意，由于桥接和收缩的错误彼此不相关联，因此对于这些不同的印刷失败需要产生不同的标定模型。通常，必须对每一临界特征以及每一工艺技术产生各自的失败规则。

这些简单的实例示出了，基于从单个工艺窗点处(本文中称作工艺窗采样点)的印刷模拟数据提取光学参数预测整个工艺窗的印刷错误是可能的。换言之，在一个工艺窗采样点处提取到的光学参数可以外推至遍历整个工艺窗的不同工艺窗点处的其各个值。在一个实施例中，采样点是成功印刷点。将工艺窗的中心点作为能够覆盖工艺窗内不同方向的工艺偏差的采样点是有利的。

应该注意，本发明是可不依赖于所使用的光刻胶和印刷工艺而应用的。还可以得到用于正光刻胶的失败规则，其中正光刻胶利用与上述用于负光刻胶情况相似的印刷模拟和评估。正光刻胶是一种光刻胶类型，其中暴露于具有超过印刷阈值强度的强度的光的那部分光刻胶变为可溶解于光刻胶显影剂，而为暴露或暴露于低于印刷阈值的强度光的那部分光刻胶保持不可溶解于光刻胶显影剂。

图8示出了用于对与印刷图案的物理布局中临界特征印刷失败有关的临界失败模型进行标定的方法800的流程图。该方法在步骤802开始。在步骤804，提供用于临界特征的印刷失败标准。作为实例，临界特征可以是会受到桥接或收缩影响的结构。印刷失败标准涉及在提供关于从模拟印刷的测试印刷模拟数据得到的临界特征的印刷中的集合参数的关系中的这些印刷失败之一。测试-印刷-模拟数据例如可以是测试印刷的虚图像或从虚图像得到的印刷轮廓。用于印刷图案中线的收缩的印刷失败标准例如包括：印刷模拟中线的虚图像中印刷阈值强度处的强度轮廓宽度的下限值。用于印刷图案相邻线的桥接的合适的印刷失败标准例如包括：印刷模拟中两条线的强度轮廓中的印刷阈值强度处这两条线之间距离的下限值。

在随后的步骤806中，提供了测试-印刷-模拟数据，该数据代表具有临界特征的不同测试图案的印刷模拟。不同的测试图案彼此之间在它们各自的包括在印刷失败标准中的临界特征的几何参数值方面不同。不管是在该方法的处理过程中，还是在工艺的早期或工艺开始之前，测试-印刷-模拟数据都可以从外部源提供。在早期阶段提供的测试-印刷-模拟数据可以在当前工艺点被存储以及随后被访问。在另一个实施例中，测试-印刷-模拟数据被提供作为工艺的一部分，这是因为该数据是在该工艺阶段中或之前通过在执行本方法的装置中进行测试-印刷-模拟计算产生的。

在步骤808中，根据测试印刷数据，得到临界特征印刷点处的预定光学参数组。如所述，光学参数组例如可以包括临界特征印刷位置处的测试图案的虚图像的最小强度、临界特征印刷位置处测试图案的虚图像的强度轮廓在介于最小强度和最大强度之间的预定阈值位置处的斜率、以及从前述这些参数得到的任何合成光学参数。应根据将被模拟的临界特征来选择合适的光学参数。

根据工艺窗的唯一一个采样点处的测试-印刷-模拟数据确定预定的光学参数组，其中该采样点对于所有的测试图案都相同。从而，只需提供用于工艺窗采样点的测试印刷模拟。合适的工艺窗采样点的实例是焦点和设置用于对给定光刻树脂进行曝光的曝光剂量的标称工艺条件。该工艺窗围绕这些标称工艺条件延伸一定的焦间节和一定的曝光剂量间隔。从而该采样点适于形成工艺窗的中心点，并且该工艺窗覆盖工艺条件从标称工艺条件至更高或更低值的变化。

与步骤808同时的，对于根据印刷失败标准而出现的印刷失败，对测试-印刷-模拟数据进行扫描(步骤810)。随后，应用已被提供的至少一个失败规则。该失败规则典型地以数学函数或查询表的形式存在，其中，该失败规则将光学参数组的输入与不同工艺窗点处的临界趋势信息相互关联起来。失败规则的应用提供了光学参数空间中各点的趋势信息。该趋势信息表示当从工艺窗采样点移动至不同工艺窗点时，相应测试图案临界特征的印刷过程中的几何参数的趋势。该趋势信息可以例如采取从采样点到不同工艺窗点的印刷临界性等级(例如，“通过”或“失败”)或更多不同等级的外推形式。

随后，在本实施例中，在步骤814中确定临界性指示符值用于整个光学参数空间的更多数量的光学参数组值。该临界性指示符值表示从失败规则和印刷模拟得到的根据印刷失败标准的临界特征印刷的相应临界性程度。临界性指示符取决于所检测到的在工艺窗采样点处是否存在印刷失败。临界性指示符还取决于当移动至不同工艺窗点时利用失败规则预测的测试图案的几何参数的趋势。例如，临界性指示符可以被定义为对应于工艺窗采样点和最近的工艺窗点之间的标准化距离，其中，该最近工艺窗点处相应的临界性指示符值超过预定阈值。

随后，根据使用检测到的光学参数空间各点处的测试印刷模拟中的印刷失败的至少两个印刷临界性等级来将光学参数空间分成多个区(步骤816)。在该实施例中，使用了具有给定定义的临界性指示符，该分类可以根据临界性指示符的间隔进行。在其他实施例中，该分类可以根据在采样点确定的以及为其他工艺窗点而得到的不同的临界性等级进行。

因此，随着完成分类步骤816，提供了与印刷图案物理布局中临界特征印刷失败有关的标定的临界失败模型。该模型可以通过输入一组光学参数以及接收临界性等级来使用。所获得的临界性等级可以用于对物理布局进行校正，这将在下面参照图9进行描述。

总之，图8的用于提供标定的临界失败模型的方法可以描述如下：

步骤802开始

步骤804提供印刷失败标准

步骤806提供测试-印刷-模拟数据

步骤808从测试-印刷-模拟数据提取光学参数组

步骤810扫描测试-印刷-模拟数据以确定是否存在印刷失败

步骤812为光学参数组提供以及应用失败规则

步骤814得到临界性指示符值

步骤816根据印刷临界性等级对光学参数空间进行分类

步骤818结束

图9示出了用于对集成电路物理布局中的临界特征进行校正的方法900的流程图。

用于对集成电路物理布局中的临界特征进行校正的方法900从步骤902开始。在步骤904中，提供了关于临界特征印刷失败的标定临界特征模型。从而，步骤904可以根据图8的工艺步骤802至818来执行。在另一实施例中，之前通过执行图8的方法800而获得的模型被提供在存储器中，或作为图9工艺流程的输入。

在步骤906中，提供了代表集成电路物理布局的物理布局数据。该物理布局数据可以被限制于有关区域。特别的，该有关区域可以是预计出现印刷失败的区域。然而，在一个实施例中，在给定掩模层上提供集成电路的全布局也是可能和有用的。随后，在步骤908中，扫描物理布局数据以检测物理布局中临界特征的出现位置。然后，在检测到的出现临界特征的位置处，在步骤910中执行物理布局的印刷模拟。这样就形成了印刷模拟数据，该数据典型地由本申请前面部分描述的虚图像的强度分布来表示。

随后，从关于临界特征的印刷模拟数据提取预定光学参数组。在步骤912中，在该点提取的光学参数组对应于在步骤904中基于其而提供了临界失败模型的光学参数组。光学参数组提取自出现临界特征位置处的印刷模拟。

然后，在步骤914中，将所提供的临界失败模型用于确定在出现临界特征位置处提取的光学参数组的临界等级。然后在步骤916，检查所确定的临界性等级是否高于印刷临界性的预定阈值等级。如果是，该方法转移到步骤918以改进物理布局并且接下来获取出现临界特征位置处改进的物理布局的新印刷模拟数据(步骤910)。在该改进步骤中，可以使用已知的光学邻近校正算法。重复步骤910至918序列直到在步骤916中确定了在步骤914中确定的印刷临界等级低于预定阈值。在此情况下，该方法在步骤920处结束。总之，可以将用于对集成电路的物理布局中的临界特征进行校正的方法900总结如下：

步骤902开始

步骤904提供标定的临界失败模型

步骤906提供物理布局数据

步骤908检测物理布局中出现临界特征的位置

步骤910在临界特征出现位置处进行印刷模拟

步骤912从印刷模拟中提取光学参数组

步骤914根据临界失败模型确定印刷临界性等级

步骤916临界性等级是否低于预定阈值？

步骤918如果不是：使用OPC算法对物理布局进行校正

步骤920如果是：结束

图10示出了用于对与印刷图案物理布局中临界特征印刷失败有关的临界失败模型进行标定的系统1000，以及用于设计和校正集成电路物理布局中临界特征的设备的示意框图。图10的系统框图被简化为只示出特性化该实施例的主要结构元件。系统1000包含用于提供标定的临界失败模型的设备1100、和用于对印刷图案物理布局中的临界特征进行校正的设备1200。系统1000可以被集成以形成单个装置，例如计算机的形式。然而，下文中还将被称为模型设备1100的设备1100、以及下文中还将被称为校正设备1200的设备1200也可以实现为分立装置。不要求模型设备1100和校正设备1200同时工作。然而，如果模型设备和校正设备1200实现为集成系统，则简化是可能的。

下文中，将描述模型设备1100。该设备具有输入端1102。输入端1102用于提供临界特征的定义。该定义例如包括几何形状的表示、和对几何形状及其临界特征进行表征的一个或多个几何参数的定义。经由输入端1102提供的临界特征的定义可以例如采取由模型设备1100翻译的某一代码语言中的代码形式。临界特征定义存储在存储器1104中。

可以由外部输入装置通过输入端1106提供印刷失败标准。其可以实现为允许用户在键盘上进行输入的图形用户界面。该印刷失败标准存储在失败规则单元1108中。还可以以预定代码形式来提供印刷失败标准。失败规则单元的细节将随后在模型标定单元1116的说明的环境中描述。

在模型设备1100形成独立单元的实施例中，该设备具有测试印刷模拟单元1110，其被配置为计算代表具有临界特征的不同测试图案印刷模拟的测试-印刷-模拟数据。这些测试图案可以通过外部布局设计单元1300提供给测试印刷模拟单元1110，其中布局设计单元1300可以例如以抽象语言(诸如VHDL)提供测试图案的布局。

在独立单元的实施例中，提供了测试印刷评估单元1112，其与测试印刷模拟单元1110相连接。测试印刷评估单元用于从测试印刷提取光学参数组。测试印刷评估单元可以基于已知软件(诸如软件程序Calibre)来实现。应该注意，根据本发明的方法，测试-印刷-模拟数据代表仅针对工艺窗的一个采样点计算出来的不同测试图案的印刷模拟。该采样点对于所有的测试图案都相同。

印刷失败检测单元1114与测试印刷评估单元1112和测试印刷模拟单元1110相连接。印刷失败检测单元1114被配置为扫描测试-印刷-模拟数据，或在另一实施例中，被配置为根据存储在失败规则单元1108中的印刷失败标准而针对印刷失败的存在来扫描从测试-印刷-模拟数据得到光学参数组。印刷失败标准涉及从测试-印刷-模拟数据得到的临界特征印刷中临界特征的几何参数。

模型标定单元1116与印刷失败单元1114相连接。模型标定单元被配置为根据至少两个印刷临界性等级对由光学参数组中至少一个光学参数确定范围的光学参数空间进行分区，并在其输出端提供包括光学参数空间中各点的各临界性等级的分配的印刷模型。在一个实施例中，用于光学参数空间的这些参数可以由用户输入定义。

模型标定单元与失败规则单元1108相连接。失败规则单元1108被配置为应用所存储的失败规则。对光学参数空间中的点应用失败规则提供了光学参数空间给定点的趋势信息。该趋势信息表示当远离工艺窗采样点移动至不同工艺窗点时，对于光学参数空间中的该特定点，测试图案临界特征印刷过程中几何参数的趋势。趋势信息由失败规则单元输出并被提供给模型标定单元。

模型标定单元1116被配置为利用失败规则根据光学参数空间各点处、采样点处和不同工艺窗点处的测试-印刷-模拟数据确定各印刷临界性等级，并在其输出端提供该印刷临界性数据。这样就形成了失败模型。从而，由失败模型给出的结果不仅将会表明图案是否将被正确印刷，而且还会给出工艺窗中将出现失败的位置。

在一个实施例中，失败规则单元1108是模型标定单元的一个集成部分。

在一个优选实施例中，模型设备1100以计算机的形式来提供，其中，计算机具有承载有用于控制该计算机实现所述功能的计算机可读代码的载体介质。从而，模型设备由计算机可读代码驱动以执行本发明第一方面的方法或其各实施例中的一个。在另一个实施例中，模型设备1100是硬件实现的方式，该硬件实现包括执行所述功能的一个或多个集成电路。这两种技术的结合会是很有用的，其中，由专用硬件执行一些功能来加速一些计算步骤，而由软件控制的计算来执行其他功能。

下面的说明书转向校正设备1200。该校正设备具有布局输入端1202，用于接收表示印刷图案(特别是集成电路)物理布局的物理布局数据。

布局扫描单元1204与布局输入端1102相连接。布局扫描单元被配置为使用物理布局数据来检测所接收到的物理布局中临界特征的出现位置。该布局扫描单元可以访问承载印刷失败标准的存储器。

提供了印刷模拟单元1206，其被配置为计算表示将被印刷的集成电路区域的印刷模拟的印刷模拟数据，该印刷模拟数据包括检测到的临界特征的出现位置，并且印刷模拟单元还被配置为在其输出端提供表示印刷模拟的印刷模拟数据。

与印刷模拟单元1206的输出端和布局扫描单元1204的输出端相连的是光学参数提取单元1208。该光学参数提取单元被配置为从所接收到的临界特征出现位置处的测试-印刷-模拟数据提取临界特征的至少一个光学参数。该光学参数对应于在临界失败模型中使用的光学参数组。

在将模型单元1100和校正单元1200集成或连接在一起的实施例中，印刷模拟单元和光学参数提取单元为单元1100和1200共用，并且不需要在模型单元1100中提供独立的测试印刷模拟1110和测试印刷评估单元1112。出于该原因，在图10中以虚轮廓线示出了测试印刷模拟单元1110和测试印刷评估单元1112。

校正单元1200还具有分类单元1210，其被配置为根据临界失败模型确定临界特征在其出现位置处的印刷临界性等级。临界失败模型被提供到存储器1214中。

与分类单元相连接的校正单元1212被配置为在临界特征具有高于预定阈值的所确定的印刷临界性等级的情况下改变物理布局中临界特征出现位置处的几何参数。

图11示出了描述工艺窗PW的说明的示意图。图12利用图11所示的工艺窗的分割示出了表示临界失败模型输出的示意图。如前所述由参数焦距F和剂量D确定范围的工艺窗被根据图11分割成椭圆或卵形的焦点区和剂量区，这些区分别按照字母表顺序标以字母u至y，并具有距离工艺窗中心(采样点，其标以字母z)逐渐减小的尺寸或距离。图11中给出的图形描述仅为示例性的。例如可以基于圆形或矩形分割来使用工艺窗的其它描述。描述不需要与几何形状相联系。其还可以只基于代数标准。

图12的示意图是由前述参数Imin和Imax形成的光学参数空间的分类。该分类基于较大量的测试图案。所示的每个符号都对应于单独的测试结构，这样就形成了相应的光学参数组(Imin，Imax)。根据图11的描述，所使用的这些符号根据出现印刷失败的工艺窗点而有如下不同点：

-十字指示具有给定光学参数组的图案将在整个工艺窗中被正确印刷。在其中的多个十字如此密集以至于它们淹没在图示中的地方，使用了垂直剖面线。

-开圆用于指示参数组引起在距离采样点z的范围u处变为临界的印刷。这些圆的相干域以水平剖面线标记。

-星号用于指示参数组引起在工艺窗中V处变为临界的印刷。这些星号的相干域标以虚对角剖面线标记。

-开星号用于指示参数组引起在距离采样点z的范围w处变为临界的印刷。开星号的相干域以从左向右逐渐增加的十字剖面线标记。

-X符号用于指示参数组引起在距离采样点z的范围x处变为临界的印刷。这些X符号的相干域以从右向左逐渐增加的十字剖面线标记。

-开方形用于指示参数组引起在远离采样点z的范围y处变为临界的印刷。这些开方形的相干域以水平和垂直剖面线标记。

-开菱形用于指示参数组引起已经在采样点z处成为临界的印刷。这些开菱形的相干域以从右到左逐渐增加的双十字剖面线标记。

通过访问图12示意图的数据表示，从而确定所得到的用于集成电路物理布局临界特征的参数组是否将在整个工艺窗被正确印刷是可能的。如果在整个工艺窗进行了正确印刷，则可以对布局进行改进。校正检测到的错误的一个方案是对被检测图案应用具有不同光学模型和/或不同光刻胶模型的不同OPC模型(其可以包括剂量变量)。对于所识别的失败类型(例如：缩颈、桥接)和出现了失败的工艺窗中的位置进行该新OPC模型的选择。然后，重复OPC以移动检测边缘，从而改善图案可印刷性，见图13中校正错误的实例。可以对得到的图案再次应用该检测以检查校正是否消除了所有错误。

图13示出了在设计工艺流程(包括OPC工艺流程)的不同阶段利用标定的临界失败模型、以及利用印刷模拟计算得到的形成集成电路一部分的印刷特征1300。图13还指示了可以从印刷特征1300的不同物理布局得到的印刷轮廓。这些轮廓可以例如使用已知的计算机程序Solid-C得到。

印刷特征1300代表将被印刷到衬底上的多晶硅线的希腊大写字母伽玛(Γ)形状的弯角。下面还将其称为弯角1300。与利用印刷模拟得到的各印刷轮廓一起还示出了两个布局设计阶段。利用虚轮廓线(...)1302示出了最初在掩模层上设计的弯角的布局形状。利用点划线(-.-)示出了标称工艺条件下弯角最初形状的第一模拟印刷轮廓1304。在相比于标称工艺条件，以+125nm的散焦和曝光剂量增加+2％的工艺条件下的弯角1300的最初形状的第二模拟印刷轮廓利用每两条短划线之间具有三个点的点划线(-...-)示出，并标以参考标号1306。模拟印刷轮廓1306示出了伽玛形状的竖条的纵向尺寸中部附近处偏离标称工艺条件而开始收缩(也称作缩颈)形式的印刷失败1308。印刷失败标准要求比印刷失败1308出现位置处的模拟印刷轮廓宽度宽的线宽，以进行正确的印刷。从而，布局在遍历整个工艺窗进行印刷的过程中不稳定。偏离标称工艺条件的工艺变化会使得不能得到正确的图案。利用粗实线以参考标号1310示出了考虑了该临界特征的校正后布局。仅利用粗实线示出了其中最初布局1302和校正后布局1310相同的弯角1300的各段。校正后布局1310在印刷失败1308的范围中具有附加的宽度。在以+125nm散焦以及曝光剂量增加+2％为特征的工艺条件下具有标称轮廓1310的校正后弯角1300的印刷模拟显示了以短划线表示的改善的印刷形状1310。弯角1300垂直部分的宽度没有减小并且在整个垂直尺寸上基本恒定。

尽管在附图以及前述说明书中详细说明并描述了本发明，但是这些说明和描述被看作是示例性或示意性的而不是限制性的，本发明不限于公开的实施例。

在实践所要求的发明过程中，本领域技术人员根据对附图、公开、以及所付权利要求书的研究能够理解和实现所公开实施例的各种变体。本发明可以应用在各种设计水平上，失败检测只需要用于特征化整个工艺窗印刷行为的单个工艺条件下的一个模拟，以及检测和校正可以在当前OPC流程中充分实施。本发明可以扩展至诸如缺少辅助特征的检测或不利的印刷辅助特征的检测的应用。在第一种情况中，跟随检测后的是生成辅助特征。在第二种情况中，跟随检测后的是印刷特征的替换或其去除。

在权利要求中，词“包括”不排除其他的元件或步骤，以及不定冠词“一个”不排除多个。单个单元可以实现权利要求中所叙述的多个术语的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述了一些手段的仅有事实并不表示这些手段的组合不能被用来获得好处。

权利要求中的任何参考符号都不应该被理解为是对保护范围的限制。

Claims

1.一种用于对与印刷图案物理布局中临界特征(100、200、700、1300)的印刷失败(108、1308)有关的临界失败模型进行标定的方法(800)，包括以下步骤：

-提供(804)所述临界特征的印刷失败标准，所述印刷失败标准与所述临界特征印刷中的几何参数有关，所述几何参数从对所述印刷进行模拟的测试-印刷-模拟数据得到；

-提供(806)代表不同测试图案(700)的印刷模拟的测试-印刷-模拟数据(301至307)，其中，所述测试图案具有临界特征，不同测试图案彼此之间在其各自的所述临界特征(700)的几何参数值(CD_x，CD_y，d)方面不同；

-根据所述临界特征印刷位置处的所述测试-印刷-模拟数据来确定(808)预定光学参数组(Imax，Imin)；

-扫描(810)所述测试-印刷-模拟数据以根据所述印刷失败标准确定是否存在印刷失败；以及

-使用在由所述光学参数组中的至少一个光学参数确定范围的光学参数空间各点处进行的测试印刷模拟中检测到的印刷失败，根据至少两个印刷临界性等级对所述光学参数空间中各区进行分类(816)，

其中，

-根据工艺窗(PW)的仅一个采样点(z)处的所述测试-印刷-模拟数据确定所述预定光学参数组，其中，所述采样点对于所有测试图案都相同；

-在对所述光学参数空间进行分类之前提供(812)至少一个失败规则，所述失败规则提供了所述光学参数空间中各点的趋势信息，所述趋势信息表示当从所述工艺窗的所述采样点(z)移动至不同工艺窗点(u、v、w、x、y)时测试图案的临界特征的印刷中所述几何参数的趋势；以及其中

-对所述光学参数空间中的各区进行分类(816)的步骤包括：根据采样点(z)处的所述测试-印刷-模拟数据以及根据所述失败规则来确定各印刷临界性等级。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在扫描所述测试-印刷-模拟数据以确定是否存在印刷失败以后，对所述光学参数空间进行分类的步骤包括：

-根据所述印刷失败标准确定(814)临界性指示符值，所述临界性指示符值表示所述临界特征印刷的临界性程度，其中，所述临界性指示符值取决于在所述工艺窗的采样点处是否检测到印刷失败，以及取决于在移动至至少一个不同工艺窗点时利用所述失败规则预测的所述测试图案的几何参数的趋势。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，对所述光学参数空间进行分类的步骤包括根据不同临界性指示符值区分(816)所述光学参数空间中的各区。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述失败规则提供的所述趋势信息表示在从所述工艺窗的所述采样点移动至不同工艺窗点时，所述测试图案的临界特征印刷过程中所述几何参数的变化量和变化方向。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，对所述光学参数空间进行分类的步骤包括：对于所述光学参数空间中的给定点，根据所述采样点处的所述测试-印刷-模拟数据以及根据所述失败规则确定所述工艺窗中的一个点，即，其相应的临界性指示符值超过预定阈值的所述工艺窗中的一个点。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述光学参数空间进行分类的步骤包括：

-对于所述光学参数空间中的相应点，确定所述工艺窗的所述采样点与相应的临界性指示符值超过预定阈值的一个最近的工艺窗点之间的距离。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学参数组包括来自由以下光学参数组成的参数组的至少一个光学参数：

a)所述特征的印刷位置处的所述测试图案的虚图像的最大强度，

b)所述特征的印刷位置处的所述测试图案的虚图像的最小强度，

c)在所述测试图案的虚图像中最小强度位置和最大强度位置之间的预定阈值位置处，所述特征的印刷位置处的所述测试图案的虚图像强度轮廓的斜率，以及

d)通过将a)至c)中所述的光学参数中的至少两个进行代数组合形成的合成光学参数。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工艺窗(PW)由可用于对所述临界特征印刷位置处的光刻胶层进行曝光的曝光-射线-剂量区间、以及被相对于所述临界特征印刷位置处的光刻胶层的掩模图像平面的可用聚焦位置区间确定范围。

9.一种用于对印刷图案物理布局中的临界特征进行校正的方法，包括：

-根据权利要求1所述的方法提供(902)关于临界特征印刷失败的标定的临界失败模型；

-提供(904)代表集成电路物理布局的物理布局数据；

-使用所述物理布局数据检测(906)所述物理布局中的临界特征(1300)的出现位置(1308)；

-在所述临界特征的出现位置(1308)处进行所述物理布局的印刷模拟(1306)；

-从所述临界特征出现位置处的所述印刷模拟提取(912)所述临界特征的至少一个光学参数(Imax，Imin)，其中，所述光学参数对应于所述临界失败模型中使用的光学参数组；

-根据所述临界失败模型确定(914)所述出现位置处的所述临界特征的印刷临界性等级；

-如果所述临界特征具有所确定的超过预定阈值的印刷临界性等级，则改变(918)所述出现位置处的物理布局中的临界特征的几何参数。

10.一种用于设计集成电路物理布局(1300)的方法，包括根据权利要求1所述的用于对与印刷图案物理布局中的临界特征印刷失败有关的临界失败模型进行标定的方法(800)。

11.根据权利要求10所述的方法，包括根据权利要求9的用于对临界特征进行校正的方法(900)。

12.一种用于对与印刷图案物理布局中的临界特征印刷失败有关的临界失败模型进行标定的设备(1100)，包括：

a)测试-印刷-评估单元(1112，1208)，其输入端用于接收仅针对工艺窗一个采样点计算出来的代表不同测试图案的印刷模拟的测试-印刷-模拟数据，所述采样点对于具有所述临界特征的所有测试图案都相同，所述测试-印刷-评估单元被配置为根据临界特征印刷位置处的所述测试-印刷-模拟数据确定预定光学参数组，以及被配置为在其输出端提供所确定的光学参数组；

b)印刷失败检测单元(1114)，其被配置为根据印刷失败标准扫描所述测试-印刷-模拟数据以确定是否存在印刷失败，所述印刷失败标准与从所述测试-印刷-模拟数据得到的所述临界特征印刷中的所述临界特征的几何参数有关；

c)模型标定单元(1116)，其被配置为根据至少两个印刷临界性等级对由所述光学参数组的至少一个光学参数确定范围的光学参数空间中的各区进行分类，并在其输出端提供印刷模型，所述印刷模型包括所述光学参数空间中各点的相应临界性等级的分配；

d)其中，所述模型标定单元包括失败规则单元(1108)，其被配置为将提供所述光学参数空间中给定点的趋势信息的失败规则应用于所述光学参数空间中的给定点，以及被配置为在其输出端提供所述趋势信息，其中，所述趋势信息表示在从所述工艺窗中所述采样点移动至不同工艺窗点时印刷测试图案的临界特征印刷过程中几何参数的趋势；以及

e)其中，所述模型标定单元(1116)被配置为根据所述光学参数空间各点处的所述测试-印刷-模拟数据，使用所述失败规则确定所述采样点和至少一个不同工艺窗点处的各印刷临界性等级。

13.根据权利要求12所述的设备，包括：

-测试印刷模拟单元(1110)，其被配置为：

计算代表不同测试图案的印刷模拟的测试-印刷-模拟数据，所述测试图案具有临界特征，其中，对于所述工艺窗的仅一个采样点，所述不同测试图案彼此之间在其各自的临界特征几何参数值方面不相同，所述采样点对于所有的测试图案都相同；以及

在其输出端提供代表所述测试印刷模拟的测试-印刷-模拟数据。

14.根据权利要求12所述的设备，其中，所述模型标定单元(1116)被配置为：

-根据所述印刷失败标准确定临界性指示符值，所述临界性指示符值表示所述临界特征的印刷的相应临界程度，其中，所述临界性指示符值取决于对所述工艺窗采样点处是否检测到印刷失败，以及还取决于当移动至至少一个不同工艺窗点时利用所述失败规则预测的所述测试图案的几何参数的趋势。

15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述失败规则单元(1108)被配置为提供所述趋势信息，所述趋势信息表示当从所述工艺窗中所述采样点移动至可选择的不同工艺窗点时测试图案临界特征的印刷过程中的几何参数的变化量和变化方向。

16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述模型标定单元(1116)被配置为对于所述光学参数空间中的给定点，根据所述采样点处的测试-印刷-模拟数据以及根据所述失败规则在所述工艺窗中确定相应临界性指示符值超过预定阈值的点。

17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述模型标定单元(1116)被配置为对于所述光学参数空间中的相应点，确定所述工艺窗采样点与根据所述失败规则预测了所述临界特征印刷失败的最近工艺窗点之间的距离。

18.一种用于对印刷图案物理布局中的临界特征进行校正的设备(1200)包括：

-根据权利要求12的对与印刷图案物理布局中的临界特征印刷失败有关的临界失败模型进行标定的设备(1100)，用于对关于临界特征印刷失败的临界失败模型进行标定；

-布局输入端(1202)，用于接收代表所述印刷图案物理布局的物理布局数据；

-布局扫描单元(1204)，其被配置为利用所述物理布局数据检测所述物理布局中所述临界特征的出现位置；

-印刷模拟单元(1206)，其被配置为计算代表印刷图案区域的印刷模拟的印刷模拟数据，所述印刷模拟数据包括检测到的所述临界特征的出现位置，以及所述印刷模拟单元被配置为在其输出端提供代表所述印刷模拟的印刷模拟数据；

-光学参数提取单元(1208)，其被配置为从所述临界特征出现位置处的印刷模拟提取所述临界特征的至少一个光学参数，所述光学参数对应于在所述临界失败模型中使用的光学参数组；

-分类单元(1210)，其被配置为根据所述临界失败模型确定所述出现位置处的所述临界特征的印刷临界性等级；

-校正单元(1212)，其被配置为在所述临界特征具有所确定的高于预定阈值的印刷临界性等级的情况下，改变所述出现位置处的物理布局中临界特征的几何参数。

19.一种用于设计集成电路物理布局的设备(1000)，包括：用于根据权利要求12的对与印刷图案物理布局中的临界特征印刷失败有关的临界失败模型进行标定的设备(1100)。

20.一种载体介质，其承载有用于控制计算机执行权利要求1、9或10的方法的计算机可读代码。

21.一种计算机程序，用于控制计算机执行权利要求1、9或10的方法。