CN108700818B - 用于过程窗口表征的设备和方法 - Google Patents

用于过程窗口表征的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108700818B
CN108700818B CN201680082380.5A CN201680082380A CN108700818B CN 108700818 B CN108700818 B CN 108700818B CN 201680082380 A CN201680082380 A CN 201680082380A CN 108700818 B CN108700818 B CN 108700818B
Authority
CN
China
Prior art keywords
features
patterning
simulation
pattern
subset
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN201680082380.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108700818A (zh
Inventor
王德胜
万翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASML Netherlands BV
Original Assignee
ASML Netherlands BV
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 ASML Netherlands BV filed Critical ASML Netherlands BV
Priority to CN202010981365.2A priority Critical patent/CN112198762B/zh
Publication of CN108700818A publication Critical patent/CN108700818A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108700818B publication Critical patent/CN108700818B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70558—Dose control, i.e. achievement of a desired dose
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70641—Focus

Abstract

提供一种对图案化过程的过程窗口进行表征的方法，该方法包括：获得用于图案的检查部位的集合，所述图案限定待利用图案化过程施加到衬底上的特征，所述检查部位的集合对应于所述特征的集合，所述特征的集合是根据相应的特征对所述图案化过程的一个或更多个过程特性的变化的灵敏度而从所述特征之中选择的；依据所述图案化过程的变化的过程特性对一个或更多个衬底进行图案化；以及针对所述过程特性的变化中的每一个变化，在对应的检查部位处确定所述特征的集合中的至少一些是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构。

Description

用于过程窗口表征的设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年12月22日递交的美国申请62/270,953的优先权，该美国申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明整体上涉及图案化过程，更具体地涉及图案化过程的过程窗口表征。
背景技术
图案化过程采取许多形式。示例包括光学光刻术、电子束光刻术、压印光刻术、喷墨打印、定向自组装等。这些过程经常用于制造相对小的非常精细的部件，诸如电学部件(比如集成电路或光伏电池)、光学部件(比如数字反射镜装置或波导)以及机械部件(比如加速度计或微流装置)。
图案化过程经常被表征，用于改善品质或提高良率。经常，来自图案化过程的缺陷可能相对昂贵，这是因为缺陷在已图案化部件的生产运作期间易于被重复或相对频繁地出现。为了减轻这种缺陷，当引入新的图案化过程(或图案化过程的新变形)(诸如新掩模版、图案化工具(或最近服务的工具)、过程选配方案、消耗品或产品)时，制造商经常凭经验对新过程的过程窗口进行表征。过程窗口通常指示：针对图案化过程的一个或更多个特性，所述特性在不引入不可接受的量的缺陷的情况下能够变化多少，例如，在针对空间、电学、光学或其他尺寸的容许度内产生图案化结构的用于光学光刻过程的可接受的聚焦和曝光的范围。
发明内容
以下是本技术的一些方面的非穷举性列举。在以下披露内容中描述了这些和其他方面。
一些方面包括一种对图案化过程的过程窗口进行表征的过程，所述过程包括：获得用于图案的检查部位的集合，所述图案限定利用图案化过程被施加至衬底的特征，所述检查部位的集合对应于所述特征的子集，所述特征的子集是根据相应的特征对所述图案化过程的一个或更多个过程特性的变化的灵敏度而从所述特征之中选择的；依据变化的过程特性对一个或更多个衬底进行图案化；和针对所述过程特性的变化中的每一个变化，在对应的检查部位处确定所述特征的子集中的至少一些是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构。
一些方面包括一种获得检查部位以使图案化过程合格的过程，该过程包括：由一台或更多台计算机，利用多种不同的模拟来模拟所述图案化过程，每一个模拟依据不同的过程特性，并且每一个模拟利用图案中的相同特征中的至少一些；针对不同的模拟中的每一个，检测相应的模拟指示的在相应的模拟结果中是不可接受的特征；和基于检测到的特征来选择所述特征的子集。
一些方面包括一种用于存储指令的、有形的、非暂时性机器可读介质，所述指令在由数据处理设备执行时使得所述数据处理装置执行包括上文所提及的过程的操作。
一些方面包括一种系统，所述系统包括：一个或更多个处理器；和用于存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时使得所述处理器实现上文所提及的过程的操作。
附图说明
当参考以下附图来阅读本申请时，将更好地理解本技术的上文所提及的方面和其他方面，在附图中，相同的附图标记表示相似或相同的元件：
图1是光刻系统的框图；
图2是图案化过程的模拟模型的框图；
图3是用于识别检查部位的过程的流程图；
图4是用于将图案化过程表征的过程的流程图；
图5是示例性计算机系统的框图；
图6是另一个光刻系统的示意图；
图7是另一个光刻系统的示意图；
图8是图7中的系统的更详细的视图；以及
图9是图7和图8的系统的源收集器模块SO的更详细的视图。
虽然本发明易于经历各种修改和可替代的形式，但在附图中以示例的方式示出了其的具体实施例，并且将在本文中对其进行详细描述。附图可能不是按比例绘制的。然而，应该理解的是，附图及其详细描述意图并不是将本发明限制成所披露的特定形式，相反地，本发明的意图是涵盖落入由随附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同方案和替代方案。
具体实施方式
为了减轻本文中描述的问题，本发明人必须既要创造出解决方案，并且在一些情况下，同等重要的是，又要认识到被本领域中的其他人忽视(或尚未预见)的问题。实际上，本发明人希望强调认识到新出现的并且在未来将变得更加显而易见的那些问题的困难，在光刻工业和使用相似的处理技术的行业中的趋势应当如本发明人所预期的那样继续存在。另外，因为解决了多个问题，所以应该理解的是，一些实施例是针对于特定问题的(problem-specific)，而且并非所有实施例都利用本文中描述的传统系统解决每一个问题或者提供本文中描述的每一个益处。也就是说，在下文中对解决这些问题的各种排列的改善进行了描述。
许多过程窗口表征技术部分地由于检测缺陷的方式而太慢。经常地，通过比较图案的参考示例与依据有意变化的过程特性而形成的图案来检测缺陷。在一个示例中，可以根据已形成有不被扰动的图案化过程特性的参考图案旁边的聚焦-曝光矩阵来将晶片图案化。然后，可以通过亮场检查技术来检测缺陷，其中，将预期为相对地没有缺陷的参考图案(例如管芯或曝光场)与依据已变化的过程条件而形成的相同图案进行比较。然后，可以检测这两个图案之间的差异并且将所述差异识别为缺陷，这样的过程经常使得相对难以在非常精细的图案中发现相对小的缺陷变得较容易识别。获得这些参考图案倾向于减慢过程窗口表征的过程。
经常地，为了获得参考图案，首先凭经验利用相对慢的试误法(trial-and-error)重复(其中在测量过程窗口之前以所述过程为中心)确定产生参考结构的过程特性。例如，可以在曝光居中的图案旁边的另一个聚焦-曝光矩阵之前，(经常反复地)利用聚焦-曝光矩阵使得光学光刻过程的聚焦和曝光成为中心或居中(例如优化)，以对过程窗口进行表征。这种预居中技术可以依赖于所采取的迭代的次数而增加12小时或实质上更多的时间，以便在对过程窗口进行表征之前使得过程成为中心。额外的时间是昂贵的。用于图案化过程中的设备经常是相对昂贵的，因此，表征过程窗口所花费的时间可能对那些操作这些过程的设备强加相当大的成本。
在一些实施例中，可以通过计算机模拟来识别图案的特别敏感部分，因此，可以在不与利用预居中过程而产生的参考图案进行比较的情况下识别可能有缺陷的部位。结果，在一些实施例中，潜在地避免了分离的过程预居中步骤(或将其与过程窗口表征结合)或至少加快了分离的过程预居中步骤。预期这样会降低制造成本，这是因为图案化设备由于停工时间缩短而产生较高的生产量。也就是说，一些实施例也可以使用预居中步骤，这是因为本技术由于多种其他原因而是有用的。例如，一些实施例可以改善上述亮场检查技术的可靠度，例如通过在用于测试图像的参考图像进行比较时，降低检测模拟指示的很可能产生缺陷的部位中的缺陷的阈值。依据一种类型的图案化过程的示例来最佳地理解这些技术。
光刻投影设备可以用于例如制造集成电路(IC)。在这种情况下，图案形成装置(例如掩模)可以指定对应于IC层(“设计布局)(诸如通孔层、互连层或栅极层等)的图案。可以将经常形成电路的一部分的该图案转移到已经涂覆有辐射敏感材料(例如“抗蚀剂”)层的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如曝光场中的一个或更多个管芯)上。转印技术包括通过图案形成装置上的电路图案辐射目标部分。经常地，单个衬底包含多个相邻目标部分，电路图案由光刻投影设备连续地转印到所述多个相邻目标部分上，一次转印到一个目标部分上。在一种类型的光刻投影设备中，将整个图案形成装置上的图案一次转印到一个目标部分上；这种设备通常被称作步进器。在可替代的设备中，通常被称作为步进-扫描设备，投影束沿给定参考方向(“扫描”方向)横跨图案形成装置进行扫描，同时沿平行或反向平行于该参考方向的方向同步地移动衬底。图案形成装置上的电路图案的不同部分被逐渐地转印到一个目标部分。通常，由于光刻投影设备将会具有放大因子M(通常＜1)，所以衬底被移动的速度F将会是投影束扫描图案形成装置的速度的因子M倍。例如，美国专利6,046,792描述了关于一些光刻装置的示例的更多的信息，该美国专利以引用的方式并入本文中。
可以在曝光之前和曝光之后进行各种过程。在将图案从图案形成装置转印到衬底之前，衬底可以经历各种工序，诸如涂底料、抗蚀剂涂覆和软焙烤。在曝光之后，衬底可以经受其他工序，诸如曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤、以及转印后的电路图案的测量/检测。这一系列工序用作制作器件(例如IC)的单层的基础。然后，衬底可以经受各种过程，诸如蚀刻、离子注入或扩散(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，以形成器件层。如果器件中需要几个层，则可以针对每一层重复该工序的变化，经常在每一层处由不同图案形成装置指定不同图案。最终，在衬底上的每一个目标部分中将会形成一器件。然后，通过诸如切割或锯切等技术来使这些器件彼此分离开，由此，可以将单独的器件安装在载体上，连接到引脚、球状栅格阵列等。或者，一些实施例可以在模拟之前封装器件。
如所提及的，光刻术是制造IC中的中心步骤，其中，形成于衬底上的图案限定IC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)和其他装置。
随着半导体制造工艺继续进步，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，遵循通常被称作“摩尔定律”的趋势。经常地，使用光刻投影设备来制造器件的多个层，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(对于光学光刻术而言，通常是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”(通常是所印刷的最小特征尺寸)，并且k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，在衬底上再现类似于由电路设计者规划的形状和尺寸以实现特定电学功能性和性能的图案就变得越困难。
为了克服这些困难，经常将微调步骤施加到光刻投影设备或设计布局。这些步骤包括例如NA和光学相干设定的优化、定制照射方案、相移图案形成装置的使用、设计布局中的光学邻近校正(OPC，有时也称作“光学和过程校正”)，或者总体上被定义为“分辨率增强技术”(RET)的其他方法。如本文中使用的术语“投影光学装置”应该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。“投影光学装置”的示例包括用于共同地或单个地引导、成形或控制投影辐射束的根据这些设计类型中的任一个来操作的部件。“投影光学装置”的示例包括光刻投影设备中的光学部件，无论光学部件位于光刻投影设备的光学路径上的什么地方。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、调整或投影该辐射的光学部件，或者用于在该辐射通过图案形成装置之后成形、调整或投影该辐射的光学部件。投影光学装置通常不包括源和图案形成装置。
尽管在这一情形中可以具体地参考IC制造，但应该清楚地理解的是，本发明中的描述具有许多其他可能的应用。例如，它可以用于集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导及检测图案、液晶显示面板、薄膜磁头等。本领域的技术人员将会认识到，在这些可替代的应用的情形中，本文使用的任何术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”应该被认为分别与更加上位的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”互换。
在本文中，术语“辐射”和“束”用于涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如，具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和EUV(极紫外辐射，例如，具有在约5nm至100nm的范围内的波长)。在一些实施例中，“辐射”和“束”的示例也包括用于转印图案的电辐射，诸如电子束或离子束。
如本文中使用的术语“进行优化”和“优化”是指或意味着调整光刻投影设备、光刻过程等，使得光刻术的结果或过程具有更为期望的特性，诸如衬底上的设计布局的投影的更高的准确度、更大的过程窗口等。因此，如本文中使用的术语“进行优化”和“优化”是指或意味着识别用于一个或更多个参数的一个或更多个值的过程，所述一个或更多个值与用于所述这些一个或更多个参数的一个或更多个值的初始集合相比提供到少一个相关度量的改善，例如局部最优化。这些术语不需要识别全局最优化并且可以涵盖达不到全局最优化的改善。在实施例中，可以迭代地应用优化步骤，以提供一个或更多个量度的进一步改善。在优化过程中使误差函数或损失函数最小化(例如，减小至或者至少更接近于最小值)的步骤应该被解读为对于颠倒符号以及使拟合函数最大化(例如，增大至或至少更接近于最大值)的步骤是通用的，反之亦然。
在一些实施例中，光刻投影设备可属于具有两个或更多个台(例如两个或更多个衬底台、衬底台和测量台、两个或更多个图案形成装置台等)的类型。在这些“多平台”装置中，可以同时使用多个所述多个台，或者可以在一个或更多个台上进行预备步骤，同时将一个或更多个其他台用于曝光。例如，US 5,969,441中描述了双平台光刻投影设备，该美国专利以引用的方式并入本文中。
上文所提及的图案形成装置可以指定一个或更多个设计布局中的一些或全部(例如，用于双重图案化的设计布局的一部分或整个布局)。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，设计规则限定电路元件(诸如栅极、电容器等)、过孔或互连线之间的空间容许度，以便减小电路装置或线以材料上不被期望的方式彼此互相作用的可能性。设计规则限制中的一个或多个可以被称为“临界尺寸”(CD)。在一些情形下，电路的临界尺寸指线或孔的最小宽度，或者两条线或两个孔之间的最小空间。因此，CD确定了所设计的电路的整体尺寸和密度。当然，集成电路制造中的目标之一是(通过图案形成装置)在衬底上如实地再现原始电路设计。
术语“掩模”或“图案形成装置”是指可以用于将已形成图案的横截面赋予入射辐射束的装置(所述横截面例如在扫描或电子束光刻术中随着时间推移而展开)，所述已形成图案的横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案；术语“光阀”也可以用于这种情形中。除了经典掩模(透射式或反射式；二元式、相移式、混合式等)以外，其他此类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黏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。可以从例如美国专利No.5,296,891和No.5,523,193中收集到关于这种反射镜阵列的更多信息，这些美国专利以引用的方式并入本文中。
-可编程LCD阵列。美国专利No.5,229,872给出了这种构造的示例，该美国专利以引用的方式并入本文中。
非光学图案形成装置包括电子束调制器，该电子束调制器耦接到用于设计布局的数据源并且配置成根据该布局在空间上调制束。其他示例包括用于例如利用导电的或绝缘的油墨的压印光刻术和喷墨打印机的模具。
作为简要介绍，图1示出了光刻投影设备10A的示例。主要部件是：辐射源12A，该辐射源可以是深紫外线准分子激光源或包括极紫外(EUV)源的其他类型的源(如上文所论述的，光刻投影设备自身无需具有辐射源)；照射光学装置，该照射光学装置限定部分相干性(被表示为西格玛σ)并且可以包括成形来自源12A的辐射的光学装置14A、16Aa和16Ab；图案形成装置14A；以及透射式光学装置16Ac，该透射式光学装置将图案形成装置的图案的图像投影到衬底平面22A上。在投影光学装置的光瞳平面处的可调整的滤光器或孔20A可以限制射于衬底平面22A上的束角度的范围，其中，最大可能角度限定投影光学装置的数值孔径NA＝n sin(Θmax)，n是投影光学装置的最后一个元件与衬底之间的媒介的折射率，并且Θmax是从投影光学装置射出的、仍然能够射于衬底平面22A上的束的最大角度。来自辐射源12A的辐射可能不一定具有单一波长。相反地，辐射可以具有一范围内的不同波长。不同波长的范围可以通过在本文中可以互换使用的被称作“成像带宽”、“源带宽”或简称为“带宽”的量来表征。小的带宽可以减小下游部件的色差和相关联的聚焦误差，该下游部件包括源中的光学装置(例如，光学装置14A、16Aa和16Ab)、图案形成装置和投影光学装置。然而，这不一定导致绝不应该扩大带宽的规则。
在使用图案化系统的图案化过程的优化过程中，系统的品质因数可以表示为成本函数。优化过程可以包括发现优化(例如，最小化或最大化)成本函数的系统的一组参数(例如设计变量和参数设定)。成本函数可以依赖于优化的目标而具有任何适当的形式。例如，成本函数可以是系统的某些特性(评估点)相对于这些特性的预期值(例如理想值)的偏差的加权均方根(RMS)；成本函数也可以是这些偏差的最大值(即，最差偏差)。依赖于情形，“评估点”可以包括系统的任何特性。由于系统的实施方案的实际情况，系统的设计变量可以被限制于有限的范围内并且可以是相互依赖的。在光刻投影设备的情况下，约束经常与硬件的物理属性及特性(诸如可调谐的范围或图案形成装置的可制造性设计规则)相关联，并且评估点可以包括衬底上的抗蚀剂图像上的实体点，以及诸如剂量和聚焦的非物理特性。
在光刻投影设备的一些示例中，源将照射(或其他类型的辐射)提供到图案形成装置，并且投影光学装置经由图案形成装置而将所述照射引导并成形到衬底上。例如，投影光学装置可以包括部件14A、16Aa、16Ab和16Ac中的至少一些。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在其中作为潜影“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从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，该美国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。抗蚀剂模型与抗蚀剂层的属性有关(例如，仅与这些属性有关)(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)可以规定空间图像。由于在一些实施例中可以改变用于光刻投影设备中的图案形成装置，所以经常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。
在图2中示出了用于模拟光刻投影设备中的光刻术的示例性流程图。源模型31表示源的光学特性(包括辐射强度分布、带宽和/或相位分布)。投影光学装置模型32表示投影光学装置的光学特性(包括由投影光学装置引起的对辐射强度分布和/或相位分布的改变)。设计布局模型35表示设计布局的光学特性(包括由给定的设计布局33造成的对辐射强度分布和/或相位分布的改变)，该设计布局是位于图案形成装置上的或者由图案形成装置形成的特征的布置的表示。可以从设计布局模型35、投影光学装置模型32和设计布局模型35来模拟空间图像36。可以使用抗蚀剂模型37从空间图像36来模拟抗蚀剂图像38。光刻术的模拟可以例如预测抗蚀剂图像中的轮廓和CD。在一些实施例中，模拟可以产生通过模拟过程而形成于模拟衬底上的模拟的图案化结构的空间尺寸，诸如线宽、侧壁锥度或曲率、过孔直径、内圆角(fillet)半径、倒角半径、表面粗糙度、内部应力或应变、重叠等。
在一些实施例中，源模型31可以表示源的光学特性，包括例如NA设定、西格玛(σ)设定和任何特定照射形状(例如，离轴辐射源，诸如环、四极子、偶极子等)。投影光学装置模型32可以表示投影光学装置的光学特性，所述光学特性包括像差、变形、一个或更多个折射率、一个或更多个实体大小、一个或更多个实体尺寸等。设计布局模型35可以表示例如美国专利No.7,587,704中描述的实体图案形成装置的一个或更多个物理性质，该美国专利的全部内容以引用的方式并入本文中。例如，模拟的目标是例如预测边缘放置、空间图像强度斜率或CD，然后可以与预期设计进行比较。预期设计通常被限定为可以以诸如GDSII或OASIS或其他文件格式的标准化数字文件格式而提供的预光学邻近效应校正(OPC)设计布局。
各种图案化系统和过程可以利用下文中参考图3和图4描述的技术来表征。在一些实施例中，表征可以包括在衬底上产生检查部位的集合，所述部位对应于图案中的对图案化过程的过程特性的变化相对敏感的结构，如下文参考图3所描述的那样。一些实施例可以使用检查部位的集合来确定图案化过程的过程窗口，如下文参考图4所描述的那样。在一些实施例中，这些技术可以促进相对快速和准确的过程表征。
在一些实施例中，如图3所示，过程50可以选择用于过程表征的检查部位。在一些实施中，检查部位可以是图案内的对图案化过程的一个或更多个过程特性的变化相对敏感的结构的部位。这些结构的示例包括对利用给定的图案化过程进行再现而是具有挑战性的特征，例如，定位成相对接近于彼此的特征、相对小且隔离的特征、或者例如相对于用于图案化过程中的辐射的波长具有相对错综复杂的形状的特征。经常地，给定的图案包括：较容易图案化的特征、以及相对具有挑战性且因此对图案化过程中的变化(比如聚焦漂移、曝光、抗蚀剂化学性质、光学元件的热变形、未对准等)敏感的特征的子集两者。
可以以多种格式表达检查部位。在一些实施例中，以衬底上的绝对部位来表达检查部位，例如将其表达为相对于凹口或对准标记的X坐标和Y坐标。在另一个示例中，相对于衬底上的曝光场来表达检查部位，例如将其表达为相对于图案内的对准标记(比如划线中的对准标记)的正交偏移距离。在另一个示例中，相对于曝光场内的管芯或其他重复图案来表达检查部位。在一些实施例中，将检查部位表达为涵盖感兴趣的图案结构的界限框或其他多边形。在一些实施例中，将检查部位表达为跨越这一结构(例如跨越该结构和仅跨越该结构)的线。
在一些实施例中，可以以适于引入到某些量测工具的格式来表达检查部位。例如，在一些实施例中，可以以适于引入到自动化电子束检查工具的格式来表达检查部位。在一些实施例中，该工具可以吸取晶片、将电子束与衬底上的参考标记对准(例如，用于特定曝光场的标记的实例)，然后反复地移动到已引入的测量部位的集合中的每一个并且例如通过使指定的部位处的结构成像而执行该结构的测量。
在一些实施例中，可以利用图像处理算法来处理这些图像或其他已获取的空间取样强度数据。例如，可以对已获取的数据执行比如坎尼-德瑞切(Canny-Deriche)边缘检测例行程序的边缘检测算法，以指示特征的边缘。在一些实施例中，边缘之间的距离可以被测量，以指示测量部位处的图案结构的空间尺寸，比如线宽、通孔直径、侧壁斜率和拐角半径。这些特定尺寸的示例包括临界尺寸。在一些实施例中，每个检查部位可以与图像处理选配方案相关联，对应的结构是通过该图像处理选配方案利用对应于所述检查部位的一个或更多个量测而进行表征。在一些实施例中，检查部位的数目可以相对较大，例如每个曝光场多于100个，并且经常多于1000个，并且可以例如利用来自(R.O.C)台湾省新竹市300东区埔顶路18号7楼的汉民微测科技股份有限公司的HMI电子束检查系统而使检查过程自动化。
在一些实施例中，可以以适于引入到其他类型的量测工具的格式来表达测量部位的集合，所述量测工具包括亮场检查工具、手动光学显微镜、表面光度仪、散射仪、原子力显微镜、聚焦的离子束剖切工具等。在一些实施例中，出于评估例如电容、电阻、阈值电压、电流泄漏、寄生电容、寄生电感等目的，可以依据电测试结构的性能(诸如该测试结构的逻辑地址)来表达测量部位。
如上文所论述的，预先知道哪些结构更可能对变化的过程特性敏感可以加快过程表征。在一些情况下，可以避免对为了与依据变化的过程条件而形成的图案进行比较的参考图案的需要。这样可以减少在过程窗口表征之前使图案化过程的居中或图案化过程的居中的精简的需要，或者使图案化过程居中或图案化过程的居中的精简所花费的时间。一些实施例对于图案化系统可以重新获得12小时或更长正常工作时间。在一些实施例中，可以与过程居中同时地执行过程窗口表征。或者，在一些实施例中，可以使用传统的过程居中技术，并且可以使用测量部位，以便例如通过降低阈值分数而评估潜在的缺陷，在该阈值分数下响应于对应于敏感结构的部位的潜在缺陷而检测缺陷。
在一些实施例中，过程50包括获得用于待表征的图案化过程的图案，如方框52所示。如上文所提及的，表征可以采取多种不同的形式，包括过程质量评定和过程窗口测量。在一些实施例中，图案可以是设计布局，或者图案可以是基于设计布局而产生的掩模的优化图案并且包括例如亚分辨率辅助特征、光学邻近校正和相移调整。在一些实施例中，图案可以是对应于层的较大图案的子集，其中，出于双重图案化的目的，将该较大图案分段成子集。在一些实施例中，图案为对应于已从掩模车间获得的掩模版的图案，并且可以执行过程50以在将掩模版被投放到生产中之前对掩模版进行质量评定。在一些实施例中，图案可以例如利用像素指定辐射被阻碍所处的掩模版上的部位和允许辐射穿过的掩模版上的部位，在一些实施例中，图案可以规定上述的部位以及相移。在一些情况下，获得作为电子数据的图案，例如，由掩模车间用来将图案写到掩模版上的数据文件。
接下来，一些实施例可以利用多种不同的模拟来模拟图案化过程，每一个模拟依据不同的过程特性，如方框54所示。模拟可以包括根据上文参考图2所描述的技术进行模拟。模拟软件的示例购自美国加利福尼亚州圣克拉拉市伯顿公路4211号睿初技术有限公司(95054)(Brion Technologies Inc.of 4211 Burton Drive，Santa Clara，CA95054，USA)并且包括用于过程窗口优化的软件。在一些实施例中，模拟可以反映用于待质量评定的图案化过程中的图案化系统的特质，例如，辐射的波长、图案化系统的类型、抗蚀剂的类型、浸没流体的光学属性、用于抗蚀剂应用的图案化前选配方案和图案化后选配方案、硬背面和显影等。
在一些实施例中，所述模拟可以模拟依据变化的过程特性利用该图案化系统所获得的图案的图案化，每一个模拟对应于过程特性的不同集合。可变化的过程特性的示例包括聚焦、曝光等。在一些实施例中，可以使过程特性根据矩阵而变化，所述矩阵例如是二维矩阵、三维矩阵或更高维矩阵(依赖于变化的过程条件的数目)，以便在相应的范围内涵盖过程特性在多个维度上的变化的每一种排列。
过程特性被变化所在的范围可以基于在利用图案化系统的这些过程特性上的之前漂移的经验进行选择，或者基于对过程特性的容许度的制造商指南进行选择。在一些实施例中，该范围可以大于之前所观测到的漂移以识别用于过程特性的适当设定，例如以优化过程或以其他方式将该过程居中。在一些实施例中，工艺工程师可以指定将预期找到最佳设定和增量的每一个过程特性的范围，以将过程特性调整穿过该范围。
在一些实施例中，模拟的每一个实例可以应用待变化的过程特性(例如特定聚焦和剂量)的不同排列。在一些实施例中，可以执行连续模拟，其中，一个过程特性被变化为每一个连续模拟之间的一个增量。或者在一些实施例中，为了加快处理，可以同时地执行多个或者全部模拟，每一个模拟具有不同的过程特性设定。
在一些实施例中，模拟的结果可以是由于已模拟的过程而预期待形成于衬底上的图案的二维或三维模型，例如，如在使抗蚀剂显影之后将存在于衬底上的抗蚀剂的三维模型。或者，一些实施例可以对抗蚀剂的化学和机械属性进行模型化，例如作为三维模型，该三维模型的抗蚀剂的部分被预期在使抗蚀剂显影之后继续存在。在一些实施例中，可以将模型表达为网孔，或者可以将模型离散化为例如像素或立体像素，其中，每一个单位都具有指示抗蚀剂的属性的特质。
接下来，对于模拟结果中的每一个，一些实施例可以检测相应的模拟指示在相应的模拟结果中是不可接受的特征，如方框56所示。在一些实施例中，接收到的图案可以与由设计工程师或用于图案中的各种结构的电子设计自动化软件指定的容许度相关联。示例包括线宽、表面粗糙度、拐角半径、侧壁形状(例如曲率或斜率)、重叠偏差等可接受的变化。在一些实施例中，可以将这些规则与模拟结果进行比较，以区分满足规则的结构与不满足规则的结构。在一些实施例中，发生故障的结构可以被检测为相应的模拟指示依据这些规则是不可接受的特征。在一些实施例中，根据指定的容许度的偏差量可以与检测到的结构相关联，以实现根据偏差量对结构进行排序的目的。
可以利用多种技术来选择待与这些规则进行比较的图案的部分。例如，一些实施例可以以例如沿着一条线的规则间隔将图案离散化并且比较模拟结果中的结构与设计容许度。在另一个示例中，一些实施例可以将这些规则应用于特定形状的每一个实例，诸如终止线的每一个实例、拐角的每一个实例、或通孔的每一个实例。结果，在一些实施例中，该步骤可以产生被认为依据对应于模拟的过程特性的给定集合很可能发生故障的特征的集合，并且在一些情况下产生每一个这种特征的故障程度的测量。另外，一些实施例可以针对每一个模拟产生这种数据结构。
因此，一些模拟(例如接近过程很可能适当地居中的位置的模拟)可以具有基于所述模拟而预期发生故障的特征的相对小的集合。并且，其他模拟(例如，相对远离过程特性被适当地居中的地方的具有给定过程特性集合的模拟)可以具有预期发生故障的相对大量的已检测的特征。在一些实施例中，不同类型的特征以不同方式对不同过程特性敏感，因此在一些情况下，可以预期某些特征例如在焦点变化时将发生故障，而预期其他特征在曝光被遮蔽时发生故障。
识别这些特征是不普通的任务。经常地，特征是图案的相对小的部分。这些特征可以在跨越几百平方毫米的图案中为100纳米的尺度。因此，敏感特征遭受“大海捞针(needlein a haystack)”问题。传统地，已经通过将利用居中过程而产生的图案与利用变化的过程而产生的图案进行比较并且仅关注不同的图像的那些部分来解决这个问题。然而，出于上文所论述的原因，当必须在过程窗口表征之前执行过程居中时，该过程可能相对慢。(尽管如上文所论述的，实施例也与在表征之前的过程居中的传统形式一致)。
在一些实施例中，发生故障的特征可以多种不同方式而进行表征，例如候选检查部位。在一些情况下，可以自动地基于预期发生故障的特定容许度(例如，两个边缘之间的距离可以对应于特征之间的可接受的线宽或间隔的偏差)而选择或产生上述检查选配方案。这些检查选配方案在一些实施例中可以与每一个检查部位相关联并且将该部位引入到量测工具中。
接下来，一些实施例可以基于已检测的特征而选择特征的子集，如方框58所示。如上文所提及的，每一个模拟可以产生已检测的特征的集合，其中，一些模拟产生预期发生故障的相对大量的这些已检测的特征，并且其他模拟(例如，更接近适当居中的过程的中心点的模拟)包括预期发生故障的较少特征。一些实施例可以基于那些特征对各种过程特性的灵敏度而从模拟结果的集合中选择特征的子集。
可以以多种不同方式对灵敏度进行表征。一些实施例可以根据模拟而计算该特征相对于给定的过程特性的尺寸的偏导数，然后选择偏导数超过零偏导数的任一侧上的某一阈值的特征。或者，一些实施例可以选择如下特征：该特征从过程特性的相对小量改变内的某一容许度偏离多于阈值量。在一些实施例中，可以基于各种变化的过程特性之间的相互作用而选择特征。例如，基于混合的导数或基于尺寸的改变量与各种过程特性的改变的加权组合。一些实施例可计算在每一个过程变化下由每一个特征消耗的容许度的百分比，然后基于哪些特征在过程特性的最小偏差(或其加权组合)下消耗它们的完整容许度来选择特征。在一些实施例中，可以基于这些值中的一个或更多个而向被认为已检测到的模拟中的每一个特征分配灵敏度分数，并且可以根据灵敏度分数而对所述特征排序。在一些实施例中，可以选择高于阈值排序或高于阈值分数的特征。因此，基于已模拟的结果，一些实施例可以识别相对于被认为依据给定过程特性或过程特性的组合的较大变化已发生故障的其他特征而预期依据相对较小变化发生故障的特征。
接下来，一些实施例可以基于特征的选定的子集而确定检查部位，如方框60所示。在一些实施例中，检查部位可以是如何识别特征的部位，在这种情况下，选定的列表或集合也可以指定检查部位。在其他情况下，可以使用被认为发生故障的特征利用后续处理以确定检查部位。例如，可以将发生故障的特征分类(例如，分类为隔离线、稠密线、拐角、通孔等)并且将其映射到各种类型的检查或检查部位。
在一些实施例中，可以利用下文所描述的计算机系统的一个或更多个实例来执行过程50。在一些实施例中，该计算机系统可以是图案化系统的一部分，或者可以例如在远程数据中心中分离地操作该计算机系统。在一些实施例中，用于执行目前所描述的步骤的代码可以在下文所描述的非暂时性机器可读介质的示例中的一个或更多个中被编码，使得当程序指令被数据处理设备执行时执行本文中描述的操作。
在一些实施例中，选定的检查部位可以用于图4所示的过程窗口表征过程70中。一些实施例可以包括获得用于图案化过程的检查部位的集合，如方框72所示。在一些实施例中，可以通过执行图3的过程来获得所获得的所述集合，或者可以利用其他技术(例如凭经验(比如基于用于指示已知是敏感的结构的给定器件的电气数据，或者基于即使在不存在模拟的情况下预期对过程特性敏感的结构(比如具有小于阈值空间尺寸的那些结构))来获得检查部位。
接下来，一些实施例可以依据变化的过程特性对一个或更多个衬底进行表征，如方框74所示。在一些实施例中，该图案化过程可以在将图案转印到衬底的(非模拟)图案化过程的上下文中使用上文参考图3所描述的图案，该(非模拟)图案化过程与上文所描述的已模拟的图案化过程形成对比。在一些实施例中，可以根据例如聚焦曝光矩阵或用于变化过程的其他技术来改变变化的过程特性。在一些实施例中，可以在上述模拟中考虑用于该步骤中的图案化系统的特征和特质。
在一些实施例中，可以在首先并不执行将图案化过程居中或在给定过程表征练习中并不执行将图案化过程再居中的情况下来执行该图案化步骤。例如，一些实施例可以在首先依据变化的过程特性并不经历一圈或更多圈图案化衬底的情况下图案化一个或更多个衬底，从而凭经验优化所述过程确定用于所述过程的中心点。结果，一些实施例相比于一些传统技术可以相对快速地前进到过程窗口表征阶段。
这不是说不执行一些前期设备校准或过程表征工作。例如，新产品图案化系统经常在最初被安装于半导体制造设施中时被表征并且被调谐。该步骤不同于用于给定图案的过程的居中。类似地，虽然可以在制造过程中对新图案进行质量评定，但有时之后图案设备或过程中的改变可以保证过程窗口的新表征，例如，新的耗材的引入、对设备的定期维护的执行等，并且过程的初始居中可以不同于在将设备带回到线上时可能以其他方式发生的居中。因此，即使已执行这些早先的过程表征和居中步骤，仍然通过避免通常将已在给定过程窗口表征期间再次执行的过程居中步骤而节省了相当多的时间。(即，如上文所提及的，一些实施例也可以重新表征过程窗口的中心并且将本技术应用到其他目的)。
接下来，一些实施例可以针对过程特性的变化中的每一个来确定特征的子集中的至少一些是否在一个或更多个衬底上在对应的检查部位处产生了不可接受的图案结构，如方框76所示。在一些实施例中，可以将量测工具与衬底上的图案自动对准，然后将该量测工具平移到检查部位中的每一个以执行所得到的图案化结构的指定的测量。在一些实施例中，可以比较这些测量的部位与用于所得到的结构的指定的容许度，诸如可接受的线宽、重叠、侧壁角等。如上文所论述的，在一些实施例中，检查部位可以与图像处理例行程序和对应的可接受的容许度相关联。在一些情况下，检查部位中的每一个可以与指示相应的部位是否与发生故障的结构相关联的值相关联。在一些实施例中，每一个发生故障的结构可以与指示该结构是在容许度内还是在容许度外的程度的的度量相关联。
检查部位的排序可以用于加快检查。在一些实施例中，可以根据如由模拟的集合指示的测量部位的灵敏度而对检查部位进行排序，并且该排序可以用于缩短检查过程。例如，一些实施例可以按照降低的灵敏度的次序来检查部位，并且一旦多于阈值量的检查部位已经经过，则终止检查过程，例如一旦较敏感的部位经过了过程，则也可以预期较不敏感的部位经过了该过程。可以基于“过程-特性-设定”而执行缩短过程，这是因为变化的过程特性可能引起不同量的故障。
在一些实施例中，该步骤可以包括识别在一个或更多个衬底上产生不可接受的图案结构的特征中的每一个。在一些实施例中，该步骤可以包括识别故障的量或频率。结果，在一些实施例中，应用于例如衬底上的一个或更多个曝光场中的变化的过程特性的每一个集合可以与产生不可接受的图案结构的特征的量的某一表征相关联。
本技术可以促进在一些情况下无需用以检测缺陷的参考图案的特定类型的量测工具的使用。例如，一些实施例可以利用与衬底对准、与曝光场对准的自动化电子束显微镜来检查测量部位，然后导航到给定曝光场内的测量部位中的每一个，以使已检测的结构中的每一个成像并且对那些图像与用于所述结构的容许度进行比较。在一些情况下，在量测期间利用电子束显微镜扫描整个图案将是相对慢并且昂贵的过程，因此，预先知道哪些部位很可能具有缺陷在一些情况下可以极大地加快这些工具的使用以对过程进行表征。虽然一些实施例可以选择特征，使得自动化电子束检查工具可以在不到24小时内(例如在不到12小时内或在不到1小时内，这依赖于速度与全面性之间的取舍)检查所述特征，但其他实施例可以选择在速度是次要问题的情况下花费较长时间进行检查的特征集合。针对具有相对较小“视场”的包括表面光度仪、聚焦离子束检查和原子力显微镜的其他类型的量测预期有类似的优点。也就是说，一些实施例也与其他类型的量测一致，例如，可以基于结构的预期灵敏度针对不同部位而调整用于亮场检查的阈值。
接下来，一些实施例可以确定产生可接受的结果的过程特性的范围，如方框78所示。在一些实施例中，该步骤可以包括确定用于图案化过程的中心点。在一些实施例中，所得到的结构中的故障的量与过程特性的每一种排列相关联。一些实施例可以选择产生最低故障量的排列作为中心点。其他实施例可以使用更先进的统计技术来选择中心点(例如最佳聚焦和曝光设定)。例如，表面(诸如二维或更高维表面)可以被与所得到的数据进行拟合，该表面例如是具有对应于变化的过程特性的量的多个维度的表面。在一些实施例中，可以将用于该表面的最小值选择为中心点，并且可以根据围绕该最小值的边界(其中，该表面遍布阈值量的故障)来限定过程窗口。因此，一些实施例可以指定用于聚集、最大聚焦和最小聚焦的中心点，以及用于曝光、最大曝光和最小曝光的中心点。一些实施例也可以指定用于过程特性的相互作用的最大值和最小值，诸如，用于聚焦点和曝光的加权组合的最大值或用于聚焦和曝光的加权组合的最小值。
接下来，一些实施例可以通过感测图案化过程是否保持在过程特性的范围内来监测所述图案化过程，如方框80所示。该步骤还可以包括利用对应于利用上文所描述的技术而识别的中心点的设定点来执行图案化过程。例如，一些实施例可以确定图案化过程的聚焦是否超过用于聚焦的最大值，并且响应于检测到这种条件而返工衬底、调整设备设定或执行维护。
通过经由依据变化的过程特性的模拟而识别在变化过程特性时很可能预先发生故障的结构，一些实施例可以提供各种益处。这些益处包括加快的过程窗口表征，这是因为过程居中与窗表征合并。优点还可以包括更高的分辨率过程表征数据，这是因为前期用于参考图案的衬底空间可以用于测试条件。优点还可以包括提高或改善各种类型的量测的准确度。然而，应该注意的是，并非所有实施例都提供这些益处中的全部或任一个，这是因为各种工程和成本取舍可以保证寻求这些优点的子集或不同优点。
图5是示出可以辅助实施模拟、表征和质量评定方法以及本发明中所披露的流程的计算机系统100的框图。计算机系统100包括用于传达信息的总线102或其他通信机构，以及与总线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还包括主存储器106，诸如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储装置，该存储装置耦接到总线102以用于存储待由处理器104执行的信息和指令。主存储器106在执行待由处理器104执行的指令期间也可以用于存储暂时性变量或其他中间信息。计算机系统100还包括耦接至总线102以用于存储用于处理器104的静态信息和指令的只读存储器(ROM)108或其他静态存储装置。提供存储装置110(诸如磁盘或光盘)并且将该存储装置耦接到总线102以用于存储信息和指令。
计算机系统100可以经由总线102而耦接到用于向计算机用户显示信息的显示器112，诸如阴极射线管(CRT)或平板显示器或触控面板显示器。包括文字数字键和其他键的输入装置114耦接到总线102，用以将信息和命令选择传达到处理器104。另一种类型的用户输入装置是光标控制件116，诸如鼠标、轨迹球或光标方向键，用以将方向信息和命令选择传达到处理器104并且用于控制显示器112上的光标移动。这种输入装置通常具有在两个轴(第一轴(例如x)和第二轴(例如y))上的两个自由度，允许该装置在平面中指定位置。触控面板(屏幕)显示器也可以用作输入装置。
根据一个实施例，优化过程的一些部分可以响应于处理器104执行主存储器106中所包含的一个或更多个指令的一个或更多个序列而由计算机系统100执行。可以从诸如存储装置110的另一个计算机可读介质将这种指令读取至主存储器106中。主存储器106中所包含的指令序列的执行使得处理器104执行本发明中所描述的过程步骤。也可以采用多处理配置中的一个或更多个处理器来执行主存储器106中所包含的指令序列。在可替代的实施例中，可以取代或结合软件指令来使用硬布线电路。计算机无需与优化过程所涉及的图案化系统共同定位。在一些实施例中，一台或更多台计算机在地理上可以是远程的。
如本文中使用的术语“计算机可读介质”是指参与将指令提供到处理器104以供执行的任何有形的非暂时性介质。这种介质可以呈许多形式，包括非易失性媒介和易失性媒介。例如，非易失性媒介包括光盘或磁盘或固态磁盘驱动器，诸如存储装置110。易失性媒介包括动态存储器，诸如主存储器106。传输媒介包括同轴电缆、铜线和光纤，包括构成总线102的部分的电线或迹线。传输媒介也可以呈声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外线(IR)数据通信期间产生的那些声波或光波。常见形式的计算机可读媒介包括例如软盘、软性磁盘、硬盘、磁带或任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、打孔卡、纸带、具有孔的图案的任何其他实体介质、RAM、PROM和EPROM、闪速EPROM、任何其他存储器芯片或盒带。在一些实施例中，暂时性媒介可以诸如在载波中对所述指令进行编码。
在将一个或更多个指令的一个或更多个序列携载到处理器104以供执行时，可能涉及各种形式的计算机可读介质。例如，最初可以将所述指令承载于远程计算机的磁盘上。该远程计算机可以将指令载入到其动态存储器中，并且使用调制解调器经由电话线而发送指令。在计算机系统100本地的调制解调器可以接收电话线上的数据，并且使用红外线传输器将数据转换成红外线信号。耦接到总线102的红外线检测器可以接收红外线信号中携载的数据并且将该数据放置于总线102上。总线102将数据携载到主存储器106，处理器104从主存储器106获取并执行指令。由主存储器106接收的指令可选地在由处理器104执行之前或之后存储于存储装置110上。
计算机系统100也可以包括耦接到总线102的通信接口118。通信接口118提供对网络链路120的双向数据通信耦接，网络链路120连接到局域网络122。例如，通信接口118可以是综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器，用以提供对对应类型的电话线的数据通信连接。作是另一个示例，通信接口118可以是局域网络(LAN)卡，用以提供对兼容LAN的数据通信连接。也可以实施无线链路。在任何这种实施方案中，通信接口118发送和接收携载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通常经由一个或更多个网络将数据通信提供到其他数据装置。例如，网络链路120可以经由局域网络122提供到主计算机124的连接，或者提供到由因特网服务提供商(ISP)126操作的数据设备的连接。ISP 126又经由全球分组数据通信网络(现通常称作“因特网”128)来提供数据通信服务。局域网络122和因特网128两者使用携载数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。经由各种网络的信号和在网络链路120上并经由通信接口118的信号(该信号将数字数据携载到计算机系统100和从计算机系统100携载数字数据)是输送信息的示例性形式的载波。
计算机系统100可以经由网络、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可以经由因特网128、ISP126、局域网络122和通信接口118传输用于应用程序的所请求的代码。例如，一个这种下载的应用可以提供实施例的照射优化。接收到的代码可以在其被接收时由处理器104执行和/或存储于存储装置110或其他非易失性存储器中以供稍后执行。这样，计算机系统100可以获得呈载波形式的应用代码。
图6示意性地描绘了用于给定过程的过程窗口可以利用本发明中所描述的技术进行表征的示例性光刻投影设备。该设备包括：
-照射系统IL，用以调节辐射束B。在这种特定情况下，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，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，并且连接到用于相对于物件PS来准确地定位该图案形成装置的第一定位器；
-第二物体台(衬底台)WT，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，并且连接到用于相对于物件PS来准确地定位该衬底的第二定位器；
-投影系统(“透镜”)PS(例如，折射型、反射型或反射折射型光学系统)，用以将图案形成装置MA的辐射部分成像到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)上。
如本发明中所描绘的，该设备是透射类型(即，具有透射型图案形成装置)。然而，通常，它也可以属于反射类型，例如(具有反射型图案形成装置)。该设备可以将不同种类的图案形成装置用于典型掩模；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、LPP(激光产生等离子体)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的调节装置之后馈入照射系统(照射器)IL中。照射器IL可以包括调整装置AD，用以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通常会包括各种其他部件，诸如积光器IN和聚光器CO。这样，照射于图案形成装置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6，应该注意的是，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)，但它也可以距离光刻投影设备的远程或远端处，它所产生的辐射束被引导到该设备中(例如，利用适当的定向反射镜)；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随后截断于被保持于图案形成装置台MT上的图案形成装置MA。在已横穿图案形成装置MA的情况下，束B穿过透镜PL，该透镜PL将束B聚焦到衬底W的目标部分C上。借助第二定位装置(和干涉量测测量装置IF)，可以准确地移动衬底台WT，例如以使不同的目标部分C定位于束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获取图案形成装置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，将借助未在图6中明确地描绘的长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(精定位)来实现物体台MT、WT的移动。然而，在步进器(与步进扫描工具相反)的情况下，图案形成装置台MT可以仅连接到短冲程致动器，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，并且将整个图案形成装置图像一次投影(即，单一“闪光”)到目标部分C上。然后，使衬底台WT在x和/或y方向上移位，以使不同的目标部分C可以被束PB辐射；
-在扫描模式下，除了单次“闪光”中不曝光给定目标部分C之外，适用于基本上相同的情形。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)上以速度v移动，以使投影束B在图案形成装置图像上进行扫描；同时，衬底台WT以速度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(通常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7示意性地描绘用于给定过程的过程窗口可以利用本发明中所描述的技术进行表征的另一个示例性光刻投影设备1000。
在一些实施例中，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，并且连接到配置成准确地定位该图案形成装置的第一定位器PM；
-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并且连接到配置成准确地定位该衬底的第二定位器PW；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赋予幅射束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，设备1000属于反射类型(例如，采用反射式图案形成装置)。应该注意的是，由于大多数材料在EUV波长范围内具有吸收性，所以图案形成装置可以具有包括例如钼和硅的多叠层的多层反射器。在一个示例中，多叠层反射器具有钼和硅的40个层对，其中，每一层的厚度为四分之一波长。可以通过X射线光刻术来产生甚至更小的波长。由于大多数材料在EUV和x射线波长下具有吸收性，所以图案形成装置形貌(topography)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)限定特征将印刷(正型抗蚀剂)或不印刷(负型抗蚀剂)的地方。
如图7所示，在一些实施例中，照射器IL从源收集器模块SO接收极紫外辐射束。用于产生EUV辐射的方法包括但不一定限于具有在EUV范围内的一种或更多种发射谱线的至少一种元素(例如氙、锂或锡)的材料转换成等离子体状态。在一种这样的方法(经常被称为激光产生的等离子体(“LPP”))中，可以通过利用激光束来辐射燃料(诸如，具有线发射元素的材料的液滴、流或簇)而产生等离子体。源收集器模块SO可以是包括激光器(图7中未示出)的EUV辐射系统的部件，该激光器用于提供激发燃料的激光束。所得到的等离子体发出输出辐射，例如EUV辐射，该输出辐射是使用设置于源收集器模块中的辐射收集器来收集的。例如，当使用CO2激光器来提供用于燃料激发的激光束时，激光器和源收集器模块可以是分立的实体。
在这些情况下，不认为激光器构成光刻设备的一部分，并且辐射束借助于包括例如适当的定向反射镜或扩束器的束递送系统而从激光器传递到源收集器模块。在其他情况下，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，所述源可以是源收集器模块的组成部分。
照射器IL可以包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器。通常，在一些实施例中，可以调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围或内部径向范围(通常分别被称作σ-外部和σ-内部)。另外，照射器IL可以包括各种其他部件，诸如，琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置。照射器可以用于调节辐射束，以便在其横截面中具有所要的均匀性和强度分布。
在本示例中，辐射束B入射于被保持于支撑结构(例如图案形成装置台)MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上，并且通过该图案形成装置而形成图案。在从图案形成装置(例如掩模)MA反射之后，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统PS将该束聚焦到衬底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、线性编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如，以使不同的目标部定位于辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一个位置传感器PS1可以用以相对于辐射束B的路径来精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。
所描绘的设备1000可以在以下模式中的至少一种模式下使用：
1.在步进模式下，在将赋予辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上时，使支撑结构(例如图案形成装置台)MT和衬底台WT保持基本上静止(即，单次静态曝光)。然后，使衬底台WT在X和/或Y方向上移位，以便能够曝光不同的目标部分C。
2.在扫描模式下，在将赋予辐射束的图案投影到目标部分C上时，同步地扫描支撑结构(例如图案形成装置台)MT和衬底台WT(即，单次动态曝光)。可以通过投影系统PS的放大率(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.在另一种模式下，在将赋予辐射束的图案投影到目标部分C上时，使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保持基本上静止，并且移动或扫描衬底台WT。在这种模式下，通常采用脉冲式辐射源，并且在衬底台WT的每一次移动之后或者在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要而更新可编程图案形成装置。这种操作模式可以容易地应用于使用可编程图案形成装置(诸如，上文所提及的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
图8更详细地示出了设备1000，该设备包括源收集器模块SO、照射系统IL和投影系统PS。源收集器模块SO构造和布置成可以将真空环境维持在源收集器模块SO的围封结构220中。可以通过放电产生等离子体源而形成EUV辐射发射的等离子体210。可以通过气体或蒸汽(例如氙气、锂蒸汽或锡蒸汽)而产生EUV辐射，其中，产生极热的等离子体210以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。例如，通过引起至少部分地电离的等离子体的放电而产生极热的等离子体210。为了有效产生辐射，可能需要为例如分压为10Pa的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他适当的气体或蒸汽。在实施例中，提供受激发的锡(Sn)等离子体，以产生EUV辐射。
由热等离子体210发射的辐射经由定位于源腔室211中的开口中或后方的可选的气体阻挡件或污染物截留器230(在一些情况下，也被称作污染物阻挡件或箔片阱)而从源腔室211传递到收集器腔室212中。污染物截留器230可以包括通道结构。污染物截留器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截留器或污染物阻挡230至少包括通道结构。
收集器腔室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。横穿收集器CO的辐射可以由光栅光谱滤光器240反射，然后沿着点划线‘O’所指示的光轴而聚焦在虚源点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位于围封结构220中的开口221处或附近。虚源点IF是辐射发射等离子体210的图像。
随后，辐射横穿照射系统IL，该照射系统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，该琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24被布置成提供在图案形成装置MA处具有期望的角分布的辐射束21，以及在图案形成装置MA处具有期望的均匀性的辐射强度。在辐射束21在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处反射之后，形成图案化的束26，并且通过投影系统PS将图案化的束26经由反射元件28、30而成像到由衬底台WT保持的衬底W上。
比图示的更多的元件通常可以设置在照射光学装置单元IL和投影系统PS中。依赖于光刻设备的类型，可以可选地设置光栅光谱滤光器240。另外，可以存在比图中所示的反射镜多的反射镜，例如，在投影系统PS中可以存在比图8所示的反射元件多1至6个的额外反射元件。
如图8所示的收集器光学装置CO被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器，仅作为收集器(或收集器反射镜)的示例。掠入射反射器253、254和255设置成围绕光轴O轴对称，并且这种类型的收集器光学装置CO可以与经常被称作DPP源的放电产生等离子体源组合使用。
可替代地，源收集器模块SO可以是如图9所示的LPP辐射系统的部件。激光器LA布置成将激光能量沉积到诸如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)的燃料中，从而产生具有几十电子伏特的电子温度的高度电离的等离子体210。在这些离子的去激发(de-excitation)和再结合期间产生的高能辐射从等离子体发射，由近正入射收集器光学装置CO收集，并且聚焦到围封结构220中的开口221上。
美国专利申请公开No.US 2013-0179847的全部内容以引用的方式并入本文中。
本文中所披露的构思可以模拟或以数学方法对用于使亚波长特征成像的任何通用的成像系统进行建模，并且可以尤其与能够产生越来越短的波长的新兴成像技术一起使用。已经处于使用中的新兴技术包括能够通过使用ArF激光器来产生193nm波长并且甚至能够通过使用氟激光器来产生157nm波长的极紫外(EUV)、DUV光刻术。此外，EUV光刻术能够通过使用同步加速器或通过利用高能电子来撞击材料(固体或等离子体)产生5nm至20nm范围内的波长，以便产生该范围内的光子。
本领域的技术人员将会明白，尽管将各种物件图示为当被使用时存储在存储器中或存储装置上，但出于存储器管理和数据完整性的目的，这些物件或其部分可以在存储器与其他存储装置之间传递。可替代地，在其他实施例中，一些或所有软件部件可以在另一个装置上的存储器中执行并且经由计算机间的通信与图中所示的计算机系统通信。一些或所有系统部件或数据结构也可以存储(例如，作为指令或结构化数据)在计算机可存取的介质或便携式物品上，以便由适当的驱动器(上文描述了它的各种示例)读取。在一些实施例中，存储于与计算机系统1000分离的计算机可存取介质上的指令可以经由传输媒介传输至计算机系统1000，或经由通信介质(诸如网络和/或无线链路)传达的信号(诸如电信号、电磁信号或数字信号)传输至计算机系统1000。各种实施例可还包括接收、发送或存储根据前文描述在计算机可存取介质上实施的指令或数据。因此，可以用其他计算机系统配置实施本发明。
在框图中，虽然图中所示的部件被描绘为分离的功能块，但实施例不限于本发明中所描述的功能性如图所示地那样组织的系统。由部件中的每一个提供的功能性可以由软件或硬件模块提供，其以与当前所描绘的方式不同的方式组织，例如可以混合、结合、复写、解散、分配(例如，在数据中心内或者按地区)，或者以不同方式组织该软件或硬件。本文中描述的功能性可以由执行存储于有形的非暂时性机器可读介质上的代码的一台或更多台计算机的一个或更多个处理器提供。
读者应该明白的是，本申请描述了多个发明。不是将这些发明分割成多个孤立的专利申请，申请人已将这些发明聚集到单个文献中，这是由于它们相关的主题在应用过程中适用于经济。然而，不应该合并这些发明的不同的优点和方面。在一些情况下，虽然实施例解决本发明中所提到的所有不足，但应该理解的是，所述发明是独立地使用的，并且一些实施例仅解决这些问题的子集或提供其他未提及的益处，这些益处对于查阅本发明的公开内容的本领域的技术人员而言是显而易见的。由于成本的制约，当前可能不主张本文中披露的一些发明，并且可以在稍后的申请中(诸如继续申请或者通过修改本权利要求书)主张这些发明。类似地，由于空间的制约，本文件中的“摘要”和“发明内容”部分都不应该视为包含所有这些发明或这些发明的所有方面的全面列表。
应该理解的是，所述描述和附图并不意图将本发明限于所披露的特定形式，相反地，本发明用于涵盖落入如由随附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的所有修改、等同物和替代方案。鉴于本描述，对于本领域的技术人员而言，本发明的各个方面的进一步修改和替代的实施例将是显而易见的。因此，本描述和附图应该被理解为只是说明性的，并且是出于教导本领域的技术人员执行本发明的一般方式的目的。应该理解的是，本文中示出和描述的本发明的形式应该被视为实施例的示例。元件和材料可以取代本文中示出和描述的那些元件和材料，可以颠倒或省略一些部件和过程，并且可以独立地利用本发明的某些特征，以上所有描述对于本领域的技术人员而言在具有本发明的描述的益处之后将会是显而易见的。在不背离如在以下权利要求书中描述的本发明的精神和范围的情况下，可以对本文中描述的元件进行修改。本文中使用的标题仅出于组织性目的，并且不意图用于限制所述描述的范围。
如本申请全文中使用的，词语“可以”用作许可性的意思(即，意思是具有可能)，而不是强制性的意义(即，意思是必须)。词语“包括”及其类似表述的意思是包括但不限于。如本申请全文中使用的，单数形式“一”、“一个”、“所述”包括多个提及对象，除非另有明确说明。因此，例如，对“元件”的提及包括两个或更多个元件的组合，尽管会针对一个或更多个元件使用其他术语和措辞，诸如“一个或更多个”。除非另外说明，术语“或”是非排他性的，即，涵盖“和”与“或”两者。描述条件关系的术语，例如“响应于X，Y”、“在X时，Y”、“如果X，则Y”、“当X时，Y”及其类似术语涵盖因果关系，其中，前因是必要的因果条件，前因是充分的因果条件，或者前因是结果的贡献性因果条件，例如，“在条件Y实现时，发生状态X”是“仅在Y时，才出现X”和“在Y和Z时，出现X”的上位含义。这些条件关系不限于立即遵循实现前因的结果，这是由于可以延迟一些结果；并且在条件陈述中，前因与其结果关联，例如，前因与出现结果的可能性相关。除非另外说明，多个特质或功能映射到多个物体(例如，执行步骤A、B、C和D的一个或更多个处理器)的陈述涵盖所有这些特质或功能映射到所有这些物体和特质或功能的子集映射到特质或功能的子集两者(例如，所有处理器每个执行步骤A至D，以及处理器1执行步骤A，处理器2执行步骤B和步骤C的一部分，并且处理器3执行步骤C的一部分和步骤D的情况)。另外，除非另外说明，一个值或动作是“基于”另一个条件或值的陈述涵盖条件或值是单独因素的情况以及条件或值是多个因素中的一个因素的情况两者。除非另外说明，不应该将某一集合的“每一个”实例具有某一属性的陈述解读为排除较大集合的一些其他方面相同或类似成员不具有该属性(即，每一个不一定意味着每个和任一个)的情况。除非另外明确说明，如上述论述显而易见的是，应该明白的是，在本说明书的论述全文中，诸如“处理”、“使用计算机计算”、“计算”、“确定”等术语是指诸如专用用途计算机或类似的特殊用途电子处理/计算装置的特定设备的动作或处理。
在本专利中，某些美国专利、美国专利申请或其他材料(例如，文章)已经通过引用的方式并入本文中。然而，这些美国专利、美国专利申请和其他材料的文本只是以在这样的材料与本文中阐述的说明或陈述及附图之间不存在冲突的程度通过引用的方式并入。在存在这种冲突的情况下，通过引用的方式并入本文中的美国专利、美国专利申请和其他材料中的任何这种冲突文本都特定地不再通过引用的方式并入本专利中。
将参考以下列举的实施例来更好地理解本技术：
1.一种对图案化过程的过程窗口进行表征的方法，所述方法包括：获得用于图案的检查部位的集合，所述图案限定待利用图案化过程施加到衬底上的特征，所述检查部位的集合对应于所述特征的子集，所述特征的子集是根据相应的特征对所述图案化过程的一个或更多个过程特性的变化的灵敏度而从所述特征之中选择的；依据所述图案化过程的变化的过程特性对一个或更多个衬底进行图案化；和针对所述过程特性的变化中的每一个变化，在对应的检查部位处确定所述特征的子集中的至少一些是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构。
2.如实施例1所述的方法，其中，获得检查部位的所述集合包括：由一台或更多台计算机，利用多种不同的模拟来模拟所述图案化过程，每一个模拟依据不同的过程特性；针对不同的模拟中的每一个模拟，检测在相应的模拟结果中相应的模拟指示是不可接受的特征；和基于检测到的特征来选择所述特征的子集。
3.如实施例2所述的方法，其中，基于检测到的特征来选择所述特征的子集包括：基于所述模拟结果中相应的特征对所述图案化过程的过程特性的变化的灵敏度来选择特征。
4.如实施例2至3中任一个所述的方法，其中，基于所述检测到的特征来选择所述特征的子集包括：基于针对相应的特征产生了不可接受的模拟结果的所述模拟中的过程特性的变化量来选择检测到的特征中的至少一些。
5.如实施例2至4中任一个所述的方法，其中，所述模拟包括：获得与所述图案对应的掩模版的设计布局；获得光刻设备的参数；选择用于模拟的所述图案化过程的过程特性的集合；和由一台或更多台计算机，利用具有所获得的参数的光刻设备依据所选择的过程特性的集合来估计衬底上的图案化结构的尺寸。
6.如实施例1至5中任一个所述的方法，包括：基于所述特征的子集中的至少一些是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构的确定情况，确定用于已变化的过程特性中的至少一些的过程窗口。
7.如实施例6所述的方法，其中，在不首先确定过程特性的情况下确定所述过程窗口，以便在衬底上产生参考图案，用以与在所述确定步骤中依据已变化的过程条件而形成的图案相比较。
8.如实施例1至7中任一个所述的方法，其中，确定所述特征的子集中的至少一些是否产生了不可接受的图案结构包括：利用电子束检查工具测量在相应的部位处特征的子集中的至少一些。
9.如实施例8所述的方法，包括：引入所述检查部位中的至少一些和指示所述特征对于所述电子束检查工具是否是可接受的用于相应的特征的对应容许度；和通过将所述电子束检查工具驱动到所述相应的部位并且将相应的特征的感测的尺寸与对应的容许度进行比较来自动地检查所述衬底上的相应的特征。
10.如实施例1至9中任一个所述的方法，其中，针对不同的曝光场，基于与相应的曝光场对应的过程条件而指定不同的检查部位。
11.如实施例1至10中任一个所述的方法，包括：基于对一个或更多个过程特性的变化的灵敏度来将对所述特征进行排序；和基于所述排序来选择所述特征的子集。
12.如实施例1至11中任一个所述的方法，包括：基于所述特征中的至少一些对过程特性的变化的灵敏度来指定检查量度。
13.如实施例1至12中任一个所述的方法，包括：确定产生可接受的结果的过程特性的范围；和通过感测所述图案化过程是否保持在所述过程特性的范围内来监测所述图案化过程。
14.如实施例13所述的方法，包括：使用所监测的图案化过程来产生电器件、光学器件或机械器件，以将所产生的器件的一个或更多个层图案化。
15.如实施例1至14中任一个所述的方法，其中，获得所述检查部位包括执行用于模拟所述图案化过程的步骤。
16.如实施例1至15中任一个所述的方法，其中：所述图案由掩模版限定；获得多于1000个检查部位；所述特征的子集是被选择为使得所述特征的子集花费不到24个小时以利用自动化电子束检查工具进行检查的所述图案的子集；所述检查部位与限定所述测量部位处的特征的可接受的容许度的数据相关联；所述检查部位被根据在曝光场或管芯中的部位以适于将所述自动化电子束检查工具引导到所述检查部位的形式进行表达；特征的灵敏度是基于过程特性的范围的尺寸来确定的，其中，在已模拟的图案化过程中获得用于其他特征的范围的尺寸的可接受的结果；所述特征中的至少一些对应于图案化的器件的功能部分；所述图案化过程包括光学光刻图案化过程，并且所述特征中的至少一些小于用于所述光学光刻图案化过程中的光的波长；所述过程特性包括焦点和曝光；在单个衬底上测试过程特性的多于40个不同的集合；或者，所述方法包括在依据变化的过程特性对一个或更多个衬底进行图案化之前在不将图案化过程居中的情况下确定所述图案化过程的过程窗口的至少一部分。
17.一种获得用于对图案化过程进行质量评定的检查部位的方法，所述方法包括：由一台或更多台计算机，利用多种不同的模拟来模拟所述图案化过程，每一个模拟依据所述图案化过程的不同过程特性，并且每一个模拟应用图案中的特征；针对不同的模拟中的每一个模拟，检测在相应的模拟结果中相应的模拟指示是不可接受的特征；和基于检测到的特征来选择所述特征的子集。
18.如实施例17所述的方法，其中，基于检测到的特征来选择所述特征的子集包括：基于所述模拟结果中相应的特征对过程特性的变化的灵敏度来选择特征。
19.如实施例17至18中任一个所述的方法，其中，基于检测到的特征来选择所述特征的子集包括：基于产生针对于相应的特征产生不可接受的模拟结果的、所述模拟中的过程特性的变化量来选择检测到的特征中的至少一些。
20.如实施例17至19中任一个所述的方法，包括：依据变化的过程特性对一个或更多个衬底进行图案化；针对所述过程特性的变化中的每一个，通过利用电子束检查工具检测图案化结构而在对应的检查部位处确定所述特征的子集中的至少一些是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构；和基于特征的子集中的至少一些是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构来确定用于所述图案化过程的过程窗口的至少一部分，其中，在依据变化的过程特性对一个或更多个衬底进行图案化之前在不将图案化过程居中的情况下确定所述过程窗口的至少一部分。
21.一种方法，包括：获得用于图案的检查部位，所述图案限定待利用图案化过程施加到衬底上的特征，所述检查部位对应于所述图案的特征，所述特征是根据相应的特征对所述图案化过程的一个或更多个过程特性的变化的灵敏度而从所述特征之中选择的；依据所述图案化过程的变化的过程特性对一个或更多个衬底进行图案化；和针对所述过程特性的变化中的至少一些，在对应的检查部位处确定所述特征是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构。
22.如实施例21所述的方法，其中，获得所述检查部位包括：由一台或更多台计算机，利用多种不同的模拟来模拟所述图案化过程，每一个模拟依据不同的过程特性；针对不同的模拟中的每一个模拟，检测在相应的模拟结果中相应的模拟指示是不可接受的特征；和基于检测到的特征来选择所述特征。
23.如实施例22所述的方法，其中，模拟包括：获得与所述图案对应的掩模版的设计布局；获得光刻设备的参数；选择用于模拟的所述图案化过程的过程特性的集合；和由一台或更多台计算机，利用具有所获得的参数的光刻设备并依据所选择的过程特性的集合来估计衬底上的图案化结构的尺寸。
24.如实施例21至23中任一个所述的方法，包括：基于所述特征是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构的确定情况，确定用于已变化的过程特性中的至少一些的过程窗口。
25.一种存储指令的、有形的、非暂时性机器可读媒介，所述指令在由数据处理设备执行时执行如下操作，所述操作包括：如实施例1至13、17至19和21至24中任一个所述的操作。
26.一种系统，包括：一个或更多个处理器；和存储指令的存储器，所述指令在被执行时执行如下操作，包括：如实施例1至13、17至19和21至24中任一个所述的操作。

Claims (15)

1.一种对图案化过程的过程窗口进行表征的方法，所述方法包括：
获得用于图案的检查部位的集合，所述图案限定待利用图案化过程施加到衬底上的特征，所述检查部位的集合对应于所述特征的子集，所述特征的子集是根据相应的特征对所述图案化过程的一个或更多个过程特性的变化的灵敏度而从所述特征之中选择的；
依据所述图案化过程的变化的过程特性对一个或更多个衬底进行图案化；和
针对所述过程特性的变化中的每一个变化，在对应的检查部位处确定所述特征的子集中的至少一些是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构。
2.如权利要求1所述的方法，其中，获得检查部位的集合包括：
由一台或更多台计算机，利用多种不同的模拟来模拟所述图案化过程，每一个模拟依据不同的过程特性；
针对不同的模拟中的每一个模拟，检测在相应的模拟结果中相应的模拟指示是不可接受的特征；和
基于检测到的特征来选择所述特征的子集。
3.如权利要求2所述的方法，其中，基于检测到的特征来选择所述特征的子集包括：
基于所述模拟结果中相应的特征对所述图案化过程的过程特性的变化的灵敏度来选择特征，或
基于针对相应的特征产生了不可接受的模拟结果的所述模拟中的过程特性的变化量来选择检测到的特征中的至少一些。
4.如权利要求2所述的方法，其中，模拟包括：
获得与所述图案对应的掩模版的设计布局；
获得光刻设备的参数；
选择用于模拟的所述图案化过程的过程特性的集合；和
由一台或更多台计算机，利用具有所获得的参数的光刻设备依据所选择的过程特性的集合来估计衬底上的图案化结构的尺寸。
5.如权利要求1所述的方法，包括：
基于所述特征的子集中的至少一些是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构的确定情况，确定用于已变化的过程特性中的至少一些的过程窗口。
6.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述特征的子集中的至少一些是否产生了不可接受的图案化结构包括：
利用电子束检查工具测量在相应的部位处特征的子集中的至少一些。
7.如权利要求1所述的方法，其中，针对不同的曝光场，基于与相应的曝光场对应的过程条件来指定不同的检查部位。
8.如权利要求1所述的方法，包括：
基于对一个或更多个过程特性的变化的灵敏度来对所述特征进行排序；和
基于所述排序来选择所述特征的子集。
9.如权利要求1所述的方法，包括：
基于所述特征中的至少一些对过程特性的变化的灵敏度来指定检查量度。
10.如权利要求1所述的方法，包括：
确定产生可接受的结果的过程特性的范围；和
通过感测图案化过程是否保持在所述过程特性的范围内来监测所述图案化过程。
11.一种对图案化过程的过程窗口进行表征的方法，包括：
获得用于图案的检查部位，所述图案限定待利用图案化过程施加到衬底上的特征，所述检查部位对应于所述图案的特征，所述特征是根据相应的特征对所述图案化过程的一个或更多个过程特性的变化的灵敏度而从所述特征之中选择的；
依据所述图案化过程的变化的过程特性对一个或更多个衬底进行图案化；和
针对所述过程特性的变化中的至少一些，在对应的检查部位处确定所述特征是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构。
12.如权利要求11所述的方法，其中，获得所述检查部位包括：
由一台或更多台计算机，利用多种不同的模拟来模拟所述图案化过程，每一个模拟依据不同的过程特性；
针对不同的模拟中的每一个模拟，检测相应的模拟指示在相应的模拟结果中是不可接受的特征；和
基于检测到的特征来选择所述特征。
13.如权利要求12所述的方法，其中，模拟包括：
获得与所述图案对应的掩模版的设计布局；
获得光刻设备的参数；
选择用于模拟的所述图案化过程的过程特性的集合；和
由一台或更多台计算机，利用具有所获得的参数的光刻设备并依据所选择的过程特性的集合来估计衬底上的图案化结构的尺寸。
14.如权利要求11所述的方法，包括：
基于所述特征是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构的确定情况，确定用于已变化的过程特性中的至少一些的过程窗口。
15.一种存储指令的、有形的、非暂时性机器可读媒介，所述指令在由数据处理设备执行时执行如下操作，包括：
由一台或更多台计算机获得用于图案的检查部位的集合，所述图案限定待利用图案化过程施加到衬底上的特征，所述检查部位的集合对应于所述特征的子集，所述特征的子集是根据相应的特征对所述图案化过程的一个或更多个过程特性的变化的灵敏度而从所述特征之中选择的；
由一台或更多台计算机，利用多种不同的模拟来模拟所述图案化过程，每一个模拟依据不同的过程特性，并且每一个模拟利用图案中的相同特征中的至少一些；
针对所述过程特性的变化中的每一个，在对应的检查部位处确定所述特征的子集中的至少一些是否在所述一个或更多个衬底上产生了不可接受的图案化结构。
CN201680082380.5A 2015-12-22 2016-12-08 用于过程窗口表征的设备和方法 Active CN108700818B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010981365.2A CN112198762B (zh) 2015-12-22 2016-12-08 用于过程窗口表征的设备和方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562270953P 2015-12-22 2015-12-22
US62/270,953 2015-12-22
PCT/EP2016/080266 WO2017108432A1 (en) 2015-12-22 2016-12-08 Apparatus and method for process-window characterization

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010981365.2A Division CN112198762B (zh) 2015-12-22 2016-12-08 用于过程窗口表征的设备和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108700818A CN108700818A (zh) 2018-10-23
CN108700818B true CN108700818B (zh) 2020-10-16

Family

ID=57614334

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680082380.5A Active CN108700818B (zh) 2015-12-22 2016-12-08 用于过程窗口表征的设备和方法
CN202010981365.2A Active CN112198762B (zh) 2015-12-22 2016-12-08 用于过程窗口表征的设备和方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010981365.2A Active CN112198762B (zh) 2015-12-22 2016-12-08 用于过程窗口表征的设备和方法

Country Status (6)

Country Link
US (3) US10656531B2 (zh)
KR (2) KR102444706B1 (zh)
CN (2) CN108700818B (zh)
IL (2) IL293649B2 (zh)
TW (1) TWI625603B (zh)
WO (1) WO2017108432A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11126092B2 (en) * 2015-11-13 2021-09-21 Asml Netherlands B.V. Methods for determining an approximate value of a processing parameter at which a characteristic of the patterning process has a target value
KR102541743B1 (ko) 2018-09-03 2023-06-13 가부시키가이샤 프리퍼드 네트웍스 학습 장치, 추론 장치 및 학습 완료 모델
JP6724267B1 (ja) * 2018-09-03 2020-07-15 株式会社Ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ 学習装置、推論装置、学習モデルの生成方法及び推論方法
CN111443567B (zh) * 2019-01-16 2023-04-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光学邻近修正模型、光学邻近修正方法

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523193A (en) 1988-05-31 1996-06-04 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for patterning and imaging member
ATE123885T1 (de) 1990-05-02 1995-06-15 Fraunhofer Ges Forschung Belichtungsvorrichtung.
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
DE69735016T2 (de) 1996-12-24 2006-08-17 Asml Netherlands B.V. Lithographisches Gerät mit zwei Objekthaltern
US5965306A (en) 1997-10-15 1999-10-12 International Business Machines Corporation Method of determining the printability of photomask defects
US7003758B2 (en) * 2003-10-07 2006-02-21 Brion Technologies, Inc. System and method for lithography simulation
US7760929B2 (en) 2005-05-13 2010-07-20 Applied Materials, Inc. Grouping systematic defects with feedback from electrical inspection
WO2007019269A2 (en) * 2005-08-08 2007-02-15 Brion Technologies, Inc. System and method for creating a focus-exposure model of a lithography process
KR100982135B1 (ko) 2005-09-09 2010-09-14 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 개별 마스크 오차 모델을 사용하는 마스크 검증 방법 및시스템
KR101885585B1 (ko) 2005-11-18 2018-08-07 케이엘에이-텐코 코포레이션 검사 데이터와 조합하여 설계 데이터를 활용하는 방법 및 시스템
US7570796B2 (en) 2005-11-18 2009-08-04 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for utilizing design data in combination with inspection data
US7676077B2 (en) 2005-11-18 2010-03-09 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for utilizing design data in combination with inspection data
WO2008086282A2 (en) 2007-01-05 2008-07-17 Kla-Tencor Corporation Methods and systems for using electrical information for a device being fabricated on a wafer to perform one or more defect-related functions
US8189195B2 (en) 2007-05-09 2012-05-29 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method
NL1036189A1 (nl) * 2007-12-05 2009-06-08 Brion Tech Inc Methods and System for Lithography Process Window Simulation.
US8806387B2 (en) 2008-06-03 2014-08-12 Asml Netherlands B.V. Model-based process simulation systems and methods
WO2009152046A1 (en) 2008-06-11 2009-12-17 Kla-Tencor Corporation Systems and methods for detecting design and process defects on a wafer, reviewing defects on a wafer, selecting one or more features within a design for use as process monitoring features, or some combination thereof
US7932004B1 (en) * 2008-10-02 2011-04-26 Kla-Tencor Corporation Feature identification for metrological analysis
NL2003702A (en) 2008-11-10 2010-05-11 Brion Tech Inc Pattern selection for lithographic model calibration.
US8150140B2 (en) 2008-12-22 2012-04-03 Ngr Inc. System and method for a semiconductor lithographic process control using statistical information in defect identification
JP4482051B1 (ja) 2008-12-23 2010-06-16 株式会社東芝 装置制御システム
NL2005522A (en) * 2009-10-28 2011-05-02 Asml Netherlands Bv Pattern selection for full-chip source and mask optimization.
KR101690786B1 (ko) 2010-02-12 2016-12-28 삼성전자주식회사 멀티태스킹 수행 장치 및 방법
US8656323B2 (en) 2011-02-22 2014-02-18 Kla-Tencor Corporation Based device risk assessment
US9201022B2 (en) 2011-06-02 2015-12-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Extraction of systematic defects
NL2009982A (en) 2012-01-10 2013-07-15 Asml Netherlands Bv Source mask optimization to reduce stochastic effects.
EP2803079A1 (en) 2012-01-13 2014-11-19 KLA-Tencor Corporation Method and appparatus for database-assisted requalification reticle inspection
US10192303B2 (en) 2012-11-12 2019-01-29 Kla Tencor Corporation Method and system for mixed mode wafer inspection
US8984450B2 (en) 2013-03-14 2015-03-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and apparatus for extracting systematic defects
US20140358830A1 (en) 2013-05-30 2014-12-04 Synopsys, Inc. Lithographic hotspot detection using multiple machine learning kernels
US9330987B2 (en) 2013-09-09 2016-05-03 Hermes-Microvision, Inc. Hot spot identification, inspection, and review
US9064741B1 (en) * 2013-12-20 2015-06-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Uniformity in wafer patterning using feedback control
KR102211093B1 (ko) 2014-02-12 2021-02-03 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 프로세스 윈도우를 최적화하는 방법
WO2015189026A2 (en) 2014-06-10 2015-12-17 Asml Netherlands B.V. Computational wafer inspection
US10133263B1 (en) 2014-08-18 2018-11-20 Kla-Tencor Corporation Process condition based dynamic defect inspection
US10267746B2 (en) 2014-10-22 2019-04-23 Kla-Tencor Corp. Automated pattern fidelity measurement plan generation
US20160217240A1 (en) 2015-01-28 2016-07-28 Dmo Systems Limited Methodology Of Incorporating Wafer Physical Measurement With Digital Simulation For Improving Semiconductor Device Fabrication
US9891538B2 (en) 2015-03-16 2018-02-13 Kla-Tencor Corp. Adaptive sampling for process window determination
US10312161B2 (en) * 2015-03-23 2019-06-04 Applied Materials Israel Ltd. Process window analysis

Also Published As

Publication number Publication date
US10656531B2 (en) 2020-05-19
CN108700818A (zh) 2018-10-23
IL293649B1 (en) 2023-07-01
WO2017108432A1 (en) 2017-06-29
TWI625603B (zh) 2018-06-01
US20190258169A1 (en) 2019-08-22
IL293649B2 (en) 2023-11-01
IL259633A (en) 2018-07-31
US20200278613A1 (en) 2020-09-03
US11592752B2 (en) 2023-02-28
KR102444706B1 (ko) 2022-09-19
KR20180096757A (ko) 2018-08-29
CN112198762B (zh) 2023-09-19
IL259633B (en) 2022-07-01
US20230133487A1 (en) 2023-05-04
KR102160217B1 (ko) 2020-09-28
IL293649A (en) 2022-08-01
CN112198762A (zh) 2021-01-08
TW201732451A (zh) 2017-09-16
KR20200111288A (ko) 2020-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11681229B2 (en) Selection of measurement locations for patterning processes
US11119414B2 (en) Yield estimation and control
TWI753517B (zh) 半導體裝置幾何方法及系統
US11592752B2 (en) Apparatus and method for process-window characterization
CN109478013B (zh) 对设计布局的计算分析的性能指标进行可视化
TW201921125A (zh) 缺陷預測
WO2022263104A1 (en) Inspection data filtering systems and methods
KR20220039802A (ko) 패턴들의 수차 감도를 결정하는 방법
CN117918007A (zh) 图案形成装置缺陷检测系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant