CN110727171A - 制造遮罩的方法 - Google Patents

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CN110727171A CN201910580323.5A CN201910580323A CN110727171A CN 110727171 A CN110727171 A CN 110727171A CN 201910580323 A CN201910580323 A CN 201910580323A CN 110727171 A CN110727171 A CN 110727171A
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Abstract

本案是关于一种制造遮罩的方法，包含对一光学系统计算一透射交叉系数矩阵以执行一微影制程、透过基于模拟晶圆图案和经测量的印刷晶圆图案之间的一比较迭代地调整一微影模型来校正该微影模型，以及提供该经校正的微影模型至一遮罩布置合成工具，以取得相应于一目标遮罩布置的一经合成遮罩布置，为着使用该经合成遮罩布置制造该遮罩，该经校正的微影模型包含该理想透射交叉系数核集、该至少二扰动核集以及一抗蚀模型。

Description

制造遮罩的方法
技术领域
本案是关于制造遮罩的方法，特别是关于补偿在光学系统中的缺陷的制造遮罩方法。
背景技术
因为集成电路的特征尺寸变得更小，制造集成电路的微影制程中所使用的精确遮罩更具挑战性。当特征尺寸减小到微影中使用的光学系统的绕射极限以下时，该特征尺寸减小到低于微影中使用的光学系统的绕射极限，由较高阶光学效应产生的失真可在晶圆上产生的图案中产生不想要的特征。进一步地，随着图案密度的增加，从相邻图案绕射的光的强度不再可忽略。此外，对于较小的波长，在曝光狭缝上的透镜光瞳函数的变化对于较小的波长是不可忽略的，例如应用在极紫外(extreme ultraviolet，EUV)微影中的。
发明内容
本案内容的一实施方式是关于一种制造遮罩的方法，该方法包含：对一光学系统计算一透射交叉系数矩阵以执行一微影制程，其中计算包含分解该透射交叉系数矩阵成用于一相应理想光学系统的一理想透射交叉系数核集以及具有相应于该光学系统中光学缺陷的系数的至少一扰动核集、透过基于模拟晶圆图案和经测量的印刷晶圆图案之间的一比较迭代地调整一微影模型来校正该微影模型，以及提供该经校正的微影模型至一遮罩布置合成工具，以取得相应于一目标遮罩布置的一经合成遮罩布置，为着使用该经合成遮罩布置制造该遮罩，该经校正的微影模型包含该理想透射交叉系数核集、该至少二扰动核集以及一抗蚀模型。
附图说明
当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最好地理解本案的各方面。应注意，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了论述的清楚性，可以任意地增大或缩小各种特征的尺寸：
图1是根据本案一实施例所绘示的一种使用扰动核的系数为遮罩布置模拟晶圆图案的方法的流程图；
图2是根据本案一实施例所绘示一种取得具有在图1的一操作中的透射交叉系数核集与一或多个扰动核集的单微影模型的方法的流程图；
图3是根据本案一实施例所绘示的一种使用经校正的微影模型、透射交叉系数以及扰动核集演示光学近接校正与反微影技术的方法的流程图；
图4是根据本案一实施例所绘示使用揭露于图1、图2及图3的方法配合一抗蚀模型所取得的经模拟的晶圆图案的示意图；以及
图5是根据本案一实施例所绘示一个用以制造集成电路的系统的示意图。
【符号说明】
为让本案的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附符号的说明如下：
102、104、106、108、110、201、202-1～202-N、204、206、301、302、304、306：步骤
325a、325b、325c、325d、350a、350b、350c、350d：特征
700：工具
710：计算机或计算机系统
711：显示器
712：处理器
713：记忆体
714：输入/输出接口
715：网络接口
716：储存装置
717：作业系统
718：程序或应用程序
719：数据
720：遮罩/集成电路制造工具
730：测试工具
740：网络
具体实施方式
以下揭露内容提供了用于实施所提供标的的不同特征的许多不同实施例或实例。以下描述组件和布置的具体示例以简化本案。当然，这些仅仅是示例，而不是限制性的。例如，在以下描述中在第二特征以上或之上形成第一特征可以包含其中第一和第二特征以直接接触形成的实施例，并且还可以包含其中可以在其之间形成附加特征的实施例。第一和第二特征可以不直接接触。另外，本案可以在各种示例中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且本身并不表示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
此外，本文可以使用空间相对术语，诸如“以下”、“下方”、“低于”、“在上”、“上方”等，以便于描述一个元件或特征与如图所示的另一个元件或特征之间的关系。除了图中所示的取向之外，空间相对术语旨在包含使用或操作中的装置的不同取向。装置/设备可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位)，并且同样可以相应地解释在此使用的空间相对描述符。另外，术语“由...制成”可以表示“包含”或“由......组成”。在本案中，片语“A、B和C之一”表示“A、B和/或C”(A、B、C，A和B、A和C、B和C，或A，B和C)，除非另有说明，否则并不意味着来自A的一种元素、来自B的一种元素和来自C的一种元素。
虽然本文揭露的方法被绘示出并描述为一系列操作或事件，但是应当理解，这些操作或事件的所绘示顺序不应被解释为限制意义。例如，一些操作可以以不同的顺序发生和/或与除了这里绘出和/或描述的操作或事件之外的其他操作或事件同时发生。另外，可能不需要所有绘示出的操作来实现本文描述的一个或多个方面或实施例。此外，本文描绘的一个或多个操作可以在一个或多个单独的操作和/或阶段中执行。
诸如“模拟”、“优化”、“调整”、“创建”、“制造”、“制作”、“做”、“形成”、“比较”、“产生”、“选择”、“判断”、“计算”、“量测”的术语用于描述所揭露的方法、装置或系统的操作。这些术语表示例如由连接到网络或从网络断开的一个或多个计算机执行的操作，并且具有用于接收用户/设计者输入和/或命令的用户界面以及数据通讯接口或网络接口，使得半导体制造工具交换数据，半导体制造工具包含但不限于光刻工具和电子束写入器，以及半导体测试(或特性探测、量测或计量)工具，包含但不限于扫描电子显微镜。对应于这些术语的操作可以根据具体实施方式而变化，并且本领域普通技术人员可以容易地辨别。
所揭露的技术/操作/步骤中的一些或全部可以全部或部分地由包含储存在计算机可读媒体上的计算机可执行指令的软件实现。这种软件可以包含例如合适的电子设计自动化(“EDA”)软件工具。这种软件可以在一个或多个计算机或计算机系统上执行。为清楚起见，仅描述了基于软件的实现的某些选定方面。省略了本领域公知的其他细节。例如，应该理解，所揭露的技术不限于任何特定的计算机语言、程序或计算机。例如，所揭露的技术可以使用任何商业上可取得的计算机来实现，该计算机执行以任何商业可用或其他合适的语言编写的程序。可以在诸如处理器、暂时和非暂时储存器设备以及各种电路的硬件中实现(部分地或完全地)任何所揭露的方法。
由于一些电子设计自动化制程的复杂性和许多电路设计的大尺寸，各种电子设计自动化工具被用以在能够同时运行多个处理线程或多个处理器的计算系统上操作。计算机网络的组件和操作可以包含主机或主计算机以及一个或多个远端或伺服计算机。
由所揭露的方法中的任一种产生的任何数据(例如，中间或最终测试图案、测试图案值、参数或控制数据)可以使用多种不同的数据结构或格式储存在计算机可读储存媒介(例如，一种有形的计算机可读储存媒介，诸如一个或多个临界尺寸(criticaldimensions，CDs)、易失性储存器组件(如动态随机存取储存器(Dynamic Random AccessMemory，DRAM))或静态随机存取储存器(Static Random Access Memory，SRAM))或非挥发性记忆体组件(例如硬碟))上。该些数据可以使用本地计算机或透过网络(例如，透过服务器计算机)来创建、更新或储存，该些数据可以在计算机、半导体制造工具和半导体测试工具之间进行交换。
在一些实施例中，光罩是指在微影制程中使用的图案化基板对涂覆在半导体晶圆上的光阻剂进行图案化。在下文的描述中，光罩、遮罩和网线可互换地使用。在一些实施例中，虽然仅描述了一个光罩，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本案的精神和范围的情况下，可以根据本案的设计原理制造更多的光罩，使得可以用光罩制造各种层以构建集成电路。
在一些实施例中，遮罩布置、遮罩数据或电子束射出图指的是一种类型的电子档案或数据，其可由半导体制造工具或半导体测试工具读取以允许半导体制造工具或半导体测试工具取得包含在电子档案或数据中的信息。该信息包含但不限于待制造的遮罩中的位置和所述位置的性质(即，在被基于此类的电子档案或数据所制造的遮罩暴露后，是否允许光阻层的某些部分保留或移除，之后是开发过程)。
在一些实施例中，半导体制造工具或半导体测试工具是指包含，但不限于，一种电机：如光源或透镜的光学部件、图像捕获装置，以及包含处理器的计算机、使用者界面、临时和/或非过渡性计算机可读储存媒体；以及软件、程序或储存在非挥发性计算机可读媒体上的指令，当被执行时，使计算机的处理器产生命令以控制硬件或半导体制造工具或半导体测试工具的软件模块。
在形成用于微影技术的遮罩时，最初，形成或以其他形式设计一个测试结构的布置(或一个集成电路的布置)。所述测试结构的布置(或集成电路的布置)是以数据格式形成的，例如，在各种实施例中，半导体设备和材料国际(Semiconductor Equipment andMaterials International，SEMI)提出的图形数据系统(graphic data system，GDS或GDSII)或开放艺术品交换系统标准(OASIS或OAS)。在一些实施例中，使用实现电子设计自动化(electronic design automation，EDA)软件或工具的计算机产生布置。除非另有明确说明或由上下文清楚地明确指出，否则本案的范围由所发明专利权利要求限定，可互换地使用术语“布置”、“遮罩布置”、“版图布置”、“版图测试布置”。
在一些实施例中，测试设计布置或集成电路设计布置包含基于集成电路规格的一层或多层设计用于集成电路产品的电路图案。在一些实施例中，布置由设计者设计。在一个实施例中，设计人员为设计公司。在另一个实施例中，设计人员是与半导体制造商分离、能根据集成电路设计布置制作集成电路产品的设计团队。在各种实施例中，半导体制造商能够制造光罩、集成电路产品或两者。设计人员基于待制造产品的规格，实施适当的设计程序以产生集成电路设计布置。在一些实施例中，设计程序包含逻辑设计、物理设计和/或位置和路线。例如，集成电路设计布置的一部分包含各种集成电路特征(也称为主要特征)，例如主动区、掺杂阱、源极和漏极、层间互连的栅极电极、通孔/触点和金属线，以及用于接合焊盘的开口，以形成在半导体基板(诸如硅晶圆)中，以及设置在所述半导体基板上方的各种材料层。在一些实施例中，集成电路设计布置还包含某些辅助特征，例如用于成像效果、制程或产品测试和/或校正的那些特征、和/或遮罩识别信息。
在由除半导体制造商以外的设计公司产生布置的情况下，所述方法还包含由半导体制造商接收从设计公司递送的所产生的布置的电子数据的另一操作。所产生的布置的电子数据可以透过网际网络或可携式数据储存器或其组合来递送。半导体制造商可以使用所产生的布置的所接收的电子数据来执行剩余操作。
取得已针对光罩上的期望位置经校正的微影模型。微影模型是多个微影模型中的一个，每个微影模型针对光罩上的不同位置进行校正。例如，取得针对光罩上分别不同的位置1、2...N得到各经校正的微影模型1、2...N。此外，亦取得针对光罩上位置1、2...N各透射交叉系数(transmission cross coefficient，TCC)核集。
光罩可以用各种合适的技术进行设计。在一个实施例中，遮罩被设计成具有二元图案。在此情况下，遮罩图案包含暗区和亮区。镀膜在晶圆上用于曝光光敏材料层(如光阻)的辐射束(例如紫外线或电子束)被暗区阻挡，并穿透亮区。在一个例子中，二元遮罩包含透明基板(例如，熔融石英)以及涂覆在遮罩的暗区中的不透明材料(例如，铬)。
在另一个实施例中，遮罩被设计为具有相位位移并且可以被称为相位位移遮罩，在遮罩上所形成的图案中的各种特征用以具有适当的相位差以增强解析度和成像品质。在各种实施例中，相位位移遮罩可以是衰减相位位移遮罩或本领域已知的交替相位位移遮罩。
在一些其他实施例中，遮罩是具有反射图案的极紫外(extreme ultraviolet，极紫外)遮罩。在一个实例中，极紫外遮罩包含具有合适材料的基板，如低热膨胀材料(lowthermal expansion material，LTEM)。在各种实施例中，低热膨胀材料包含熔融石英、参杂二氧化硅(SiO2)的二氧化钛(TiO2)或其他具有低热膨胀系数的合适材料。极紫外遮罩包含沉积在基板上的反射多层(reflective multiple layers，ML)。反射多层包含复数个膜对(film pairs)，如钼-硅(Mo/Si)膜对(例如，在每个膜对中钼层在上硅层在下)。或者，反射多层可以包含钼-铍(Mo/Be)膜对或其它适合的材料，用以高度地反射极紫外光。极紫外遮罩还可以包含设置在反射多层上以用于保护的覆盖层，例如氮化硼(tantalum boronnitride，TaBN)。吸收层被图案化以界定集成电路中的层。或者，另一反射层可沉积于反射多层上方且经适当地图案化以界定集成电路中的层，从而形成极紫外相位位移遮罩。
使用针对光罩上位置以及针对光罩上相同位置的对应的透设交叉系数核集的微影模型，进行光学近接修正(optical proximity correction，OPC)操作以确保晶圆印刷保真度。光学近接修正是用于调整(例如，校正或增强)遮罩布置以改善成像效果的一种微影技术。光学近接修正方法的目的是在晶圆上再现由集成电路设计者绘制的原始布置。例如，可以使用光学近接修正来补偿由光学绕射或制程效应产生的图像误差。光学近接修正有助于维持晶圆上经图案化的图像中原始遮罩布置(或设计布置)的边缘。如果不进行补偿，则制程后，晶圆上经图案化的图像可能出现不规则性，例如比所设计的更窄或更宽的线宽。透过改变(例如，校正)光罩布置的图案，光学近接修正可补偿这种不规则性。
对光罩布置进行光学近接修正后，修改后的布置可能需要检查。可以进行检查以识别不合适印刷于在晶圆上以及可能在晶圆上产生缺陷区域的经光学近接修正的光罩布置的区域(热点1)，例如，在晶圆上可能发生的捏缩(开路)和/或桥接(短路)的区域。热点是在执行微影制程以在晶圆上产生设计遮罩布置之后可能在晶圆上产生缺陷区域的光罩布置的区域。
在一些实施例中，在检查遮罩布置并找到热点之后，热点被固定，例如被校正或被增强。为解决在晶圆上产生缺陷区域的问题，反微影技术(inverselithographictechnology，ILT)被应用于遮罩布置。在一些实施例中，透过迭代过程来应用反微影技术。
因为利用具有不同的透射交叉系数核集的多个微影模型，在两个相邻微影模型的边界处，经光学近接修正的布置可具有嵌合(例如，不连续性)，这可能导致晶圆图案的不连续性和甚至是在边界附近的晶圆边缘放置误差(edge placement error，EPE)违例。多个透射交叉系数核需要经增加的记忆体。用于记忆体管理，在不同的计算机群上分别对遮罩的不同位置进行光学近接修正，提高了计算过程的复杂度。
透过奇异值分解(singular value decomposition，SVD)的过程或用于计算特征向量(Eigen-vector)和特征值(Eigen-value)的其它期望的过程，可由透射交叉系数矩阵推衍出针对光罩上一个位置的各个透射交叉系数核集。下面的等式表示如何使用向量成像理论取得透射交叉系数矩阵和核集，例如：
其中
Figure BDA0002112928280000082
在等式(1)和(2)中，α和β是偏极状态，
Figure BDA0002112928280000083
是透镜光瞳函数，f′以及f″是绕射场的波向量fi是入射光波的波向量，
Figure BDA0002112928280000084
是来自电磁波模拟的遮罩绕设场，TCCαβ是透射交叉系数矩阵，
Figure BDA0002112928280000085
是入射波的强度，Vαβ,j是透射交叉系数核集的第j个核，
Figure BDA0002112928280000086
是在具有在β偏极的入射场及α偏极的输出场的波数f′的遮罩绕射场，以及
Figure BDA0002112928280000087
是的共轭复数。
Figure BDA0002112928280000089
代表在波数f′+fi的
本案的实施例涉及利用具有一组扰动核的单透射交叉系数核集来考虑全晶片光学近接校正/反微影技术中位置相依的效果。根据示例性实施例，仅校正一个微影模型，并且其描述位置相关效应。透过应用单透射交叉系数核集，在两个微影模型的边界处的晶圆边缘放置误差违反被最小化。其次，微影模型对于光罩上的所有位置都是相对一致的，以及透镜光瞳函数对光罩上不同位置是不同的。因此，可使用现有的计算机处理技术以及降低了制程复杂度和内存利用率。
图1是根据一实施例所绘示的一种使用扰动核的系数为遮罩布置模拟晶圆图案的方法的流程图。在一实施例中，该方法包含，在数据102的处理步骤，提供待模拟的结构的图形数据系统(GDS)或开放艺术品交换系统标准(OAS)。在数据108的处理步骤，取得一个具有理想透射交叉系数核集与一或多个扰动核集的单微影模型。在数据102的处理步骤中取得的GDS或OAS布置或在数据108的处理步骤中取得具有理想透射交叉系数核集与一或多个扰动核集的单微影模型，如在步骤110中，被用以基于片段位置或光罩上的透射狭缝的位置计算扰动核集的系数。
该方法进一步包含在步骤104，使用在步骤110取得经计算扰动核的系数计算经模拟的晶圆图案。在一些实施例中，取代多个位置相依的透射交叉系数核集，光学系统由理想透射交叉系数核集和具有位置相依系数的一个或多个扰动核集的乘积来表示。在这种实施例中，理想透射交叉系数核集模型建模光学系统如何影响光透射(或极紫外的反射)，假设光学系统中的所有光学元件都具有理想的特性。扰动核表示缺欠的净效应，例如，像差、变迹、双折射等光学系统中非理想的元素以及基于相对于遮罩布置图案存在的位置来调制扰动核的位置相依系数。在在数据106的处理步骤中，使用理想透射交叉系数核集计算遮罩布置中一片段的经印刷图像以及具有经计算的扰动核集的系数的一个或多个扰动核集。
图2是根据本案一实施例所绘示一种取得具有在图1的数据108之处理步骤中的理想透射交叉系数核集与一或多个扰动核集的单微影模型的方法的流程图。在一实施例中，该方法包含取得在光罩上不同位置的透镜光瞳函数。如图2所示，在数据202-1、202-2、…202-n的处理步骤(统称为数据202的处理步骤)中取得光罩上不同位置的不同透镜光瞳函数。在一个实施例中，该方法还包含取得用于模型校正的结构的GDS/OAS布置，如数据201的处理步骤所示。模型校正过程包含晶圆图像模拟，并使用透射交叉系数矩阵或分解核以模拟晶圆图像。因此，可以将布置201划分为更小片，并且提供给在步骤102的晶圆图案模拟。
提供在数据202的处理步骤取得的不同透镜光瞳函数和在数据201的处理步骤取得的测试结构布置给如步骤204中的微影模型校正管理器。此外，在数据206的处理步骤亦提供经量测的晶圆数据。在数据201的处理步骤中取得的布置被印刷在晶圆上(以取得经印刷的晶圆图案)然后使用计量工具(例如，CD-SEM)测量晶圆以取得晶圆数据。微影模型校正管理器将经计算的晶圆图案与经测量的晶圆数据进行比较，并且调整模型参数以最小化计算和测量之间的差异。透过将经计算的印刷图案匹配经测量的印刷图案，微影模型校正管理器提供经校正的微影模型108。在一个实施例中，使用图1中所示的方法模拟一个测试结构的经印刷晶圆图案。使用理想透射交叉系数核集和一个或多个扰动核来计算晶圆图像。根据GDS/OAS布置中结构的遮罩位置计算扰动核的系数。
图3是根据本案一实施例所绘示的一种使用经校正的微影模型、透射交叉系数以及扰动核集演示光学近接校正与反微影技术的方法的示意图。在一实施例中，取得在图1与图2中的经校正的微影模型108。该方法包含取得取得待印刷在晶圆上的结构的GDS/OAS布置。对要通过光学近接校正与反微影技术的大型GDS/OAS布置，该布置通常被划分成更小的片段，如数据301的处理步骤。每一个片段皆被送至光学近接校正与反微影技术的程序。相邻的片段之间存在重叠的区域。可以注意到，用于光学近接校正与反微影技术的GDS/OAS布置可能不同于图2中模型校正中使用的测试结构布置201。
在步骤302，根据每一个在数据301的处理步骤中所得的光学近接校正与反微影技术的片段中的遮罩位置计算透镜光瞳函数的系数。在步骤304光学近接校正与反微影技术程序中，使用如图1所示的方法模拟经印刷的晶圆图案。遮罩布置会被优化使得模拟的经印刷图案匹配目标晶圆图案。在一实施例中，光学近接校正与反微影技术的操作是在分散式的计算系统上执行，其中计算中的每一线程处理一个布置片段。为着自数据108(图1)的处理步骤中取得的扰动核集使用在步骤302中所计算透镜光瞳函数的系数，以模拟经印刷的晶圆图案。一或多个扰动核的系数，系数ak以及bk的计算将如下文所示，一或多个扰动核的系数与理想透射交叉系数核一起使用以计算每个片段中的所印刷图案。通过调整遮罩布置以取得所需经计算所印刷的图案执行光学近接校正与反微影技术程序。在数据306的处理程序中，产生为着制造后续制程中的光罩的经优化遮罩布置。
在上述等式(2)中的光瞳函数
Figure BDA0002112928280000101
包含一个低通滤波器以及一个透镜光瞳函数，光瞳函数
Figure BDA0002112928280000102
可表示如
Figure BDA0002112928280000103
在等式(3)中，L代表低通滤波器，以及Aα代表透镜光瞳函数，Aα可以以一系列的泽尼克多项示表示：
Figure BDA0002112928280000104
在等式(4)中，Zk是一泽尼克偶多项式或一泽尼克奇多项式，ck是一个复数，以及f为一绕射场的一波数。对接近完美的一透镜而言，透镜光瞳函数可以近似如
Figure BDA0002112928280000111
根据上述，透镜光瞳函数可以近似如
Figure BDA0002112928280000112
其中L(f)是实数。
使用如此的透镜光瞳函数，等式(2)中的透射交叉系数核可以近似为：
Figure BDA0002112928280000113
等式(7)可以进一步被展开如：
其中ck＝ak+ibk。
在上述的等式(8)中右手边有三项。第一项Lα(f″+fi)Lα(f′+fi)是对一理想透镜的穿透交叉系数矩阵。第二项
Figure BDA0002112928280000121
Figure BDA0002112928280000122
表示像差，第三项表示变迹。第二项及第三项的系数ak、bk分别是光栅位置相依以及在图1中的步骤110所得的扰动核的系数。ak是对像差的泽尼克系数以及bk为对变迹的泽尼克系数。
在等式(7)中的透射交叉系数矩阵TCCαβ(f′,f″)可以被分解成一个理想透射交叉系数矩阵以及两个扰动核集。理想透射交叉系数核集表示假设光学系统中的每个元件接理想地运作下光学系统在透射和/或反射光的效应。理想透射交叉系数核集可以表示成
Figure BDA0002112928280000124
经分解的透射交叉系数矩阵可以表示为
Figure BDA0002112928280000125
其中∑k,lak|Aαβ,k,l(f″)><Aαβ,k,l(f′)|代表第一扰动核集，∑k,mbk|Bαβ,k,m(f″)><Bαβ,k,m(f′)|代表第二扰动核集。在等式(9)中，|Aαβ,k,l>是像变核，|Bαβ,k,m(f″)>是变迹核，ak及bk为泽尼克系数，以及j、l以及m分别为理想透射交叉系数核集、第一扰动核集和第二扰动核集的指数。
在一些实施例中，在图2中模型校正的过程中，通过使用经列印的晶圆图案(图2中在数据206的处理步骤取得)及在(图1)步骤104取得经模拟的晶圆图案之间的差异，透射交叉系数矩阵TCCαβ(f′,f″)被迭代地调整。例如，在一些实施例中，使用单位矩阵作初始系数矩阵，接着迭代地改变以最小化经列印的晶圆图案与取得经模拟的晶圆图案之间的差异。
图4是根据一实施例所绘示使用揭露于图1、图2及图3的方法配合一抗蚀模型所取得的经模拟的晶圆图案的示意图。具体来说，图4绘示使用单理想透射交叉系数、一个或多个扰动核集以及一抗蚀模型所取得的一个经模拟的晶圆图案，其中一个或多个扰动核集包含如前面所计算的对像差的泽尼克系数ak以及对变迹的泽尼克系数bk。例如，在一实施例中，布置102(图1)包含形成结构的特征325a～325d。对接下来理想透射交叉系数核集、一个或多个扰动核集以及抗蚀模型的应用，特征325a是可以依据特别的光学系统的性质以及抗蚀开发制程调整尺寸及重塑形状为特征350a。举例而言，当特征350a的宽度维持与特征325a的宽度一样时，特征350a的边角为弧形，以及特征350a的长度大于特征325a的长度。不同结构的调整尺寸、重塑形状以及重新定位可根据特定的光学系统或抗蚀开发制程而不同。因此，如在图4中可以看到的，特征325b以及325c经应用理想透射交叉系数、一个或多个扰动核集以及一抗蚀模型后改变形状至具有短于特征325b及325c的长度的特征350b及350c。另一方面，特征325d的宽度在应用理想透射交叉系数以及一个或多个扰动核集后增加以形成特征350d。如在图4中可以看到的，不同特征的边角在应用理想透射交叉系数、一个或多个扰动核集以及一抗蚀模型后以不同角度变弧形。
需要说明的是，虽然图4示出应用理想核集、一个或多个扰动核和抗蚀模型在某些特征上的某些效果，这些效果对于相同或相似的特征可以是不同的，这取决于各种因素，但不受限，包含光学系统中不同元件的性质以及抗蚀开发制程。不同的特征可能会有不同的变形。例如，虽然图4显示向内圆化的边角，相同或不同特征的边角可以向外圆化，从而在其相应的边角处扩大特征。
扰动核集∑k,lak|Aαβ,k,l(f″)><Aαβ,k,l(f′)|以及∑k,mbk|Bαβ,k,m(f″)><Bαβ,k,m(f′)|表示一般所知光学系统中各元件非理想的行为的净效应。例如，在一些实施例中，一个透镜或面镜在其边缘处有球面像差，该像差可被表示在像差函数中，在另一些实施例，第一或更高阶的绕射效应导致艾瑞盘(airy disks)被表示为负的变迹函数。
在一些实施例中，透射交叉系数矩阵包含表示其他效应的附加项，诸如，举例而言，晶圆抗蚀堆叠(wafer resist stack)对晶圆自身上的光化辐射的透射和/或反射作用。在这样的实施例中，透射交叉系数矩阵可被表示为：
Figure BDA0002112928280000141
Figure BDA0002112928280000142
表示包含晶圆膜堆叠的效应，包含在抗蚀中的图形位置以及图形对焦。在抗蚀内某一深度用以在计算一绕射场(在波数f′+fi)时乘以一个因子此因子考量抗蚀层以上及以下的材料叠加的电磁波干涉。
Figure BDA0002112928280000144
是
Figure BDA0002112928280000145
的共轭复数。
在一些实施例中，决定透射交叉系数矩阵也包含透镜双折射效应。在这种实施例中，使用向量影像理论取得透射交叉系数矩阵，向量影像理论如以下表示：
Figure BDA0002112928280000146
α、β、γ为偏极状态。
除了光学元件的一般非理想行为之外，扰动核集的系数表示局部缺陷。换句话讲，系数对于所使用的特定光学系统是特定的。例如，在一些实施例中，根据遮罩布置的各个子区段的遮罩位置计算系数。当在步骤104计算经模拟的晶圆图案时，这样的系数权重在相应位置处的扰动核以进一步改变该子段内的特征。因此，对于无局部缺陷的光学系统，系数为零。然而，在现实中，光学系统具有一些引起光学畸变的局部缺陷。在一些情况下，局部缺陷是在单独部件在制造期间处理步骤的结果。
在一些实施例中，校正微影模型的方法包含计算一种针对用于描述微影制程的光学系统的透射交叉系数矩阵。传输的交叉系数矩阵可被分解为对应的理想光学系统的理想传输交叉系数核集和至少二扰动核集。在如本文别处所述，一个理想光学系统假设光学系统中的每一元件的理想光学性质。扰动核集表示在光学系统的每个元件中一般观察到的光学缺陷的净效应。换句话讲，扰动核集表示假设光学系统的元件是真实下光学缺陷的净效应，因此，具有非理想的行为。扰动核集的系数代表光学系统各个元件的局部缺陷的净效应。在各种实施例中，局部缺陷包含在光学系统中的单个元件的特定位置处的缺陷，诸如，举例而言，与以所给定的遮罩布置相关、用于一个极紫外光面镜的多层堆叠的薄膜中的晶体缺陷。在一些实施例中，局部缺陷是在制造光学系统中一个特殊元件的制程中产生的。在另一些实施例中，局部缺陷在使用光学系统中一个特殊元件时产生的。
通过应用透射交叉系数矩阵至所给定的遮罩布置，经模拟的晶圆图案被计算。使用被所给定的遮罩布置书写的一遮罩印刷一晶圆。接着使用经模拟的晶圆图案与自晶圆所量测经印刷的图案之间的差异迭代地调整微影模型。
图5是根据本案一实施例所绘示一个用以制造集成电路的系统的示意图。系统700包含一个计算机或计算机系统710、遮罩与集成电路制造工具720、测试工具730以及有线或无线网络740，该有线或无线网络740将计算机系统710、遮罩与集成电路制造工具720以及测试工具730彼此连接以允许数据在其中交换。
计算机系统710包含显示器711、处理器712、记忆体713、输入/输出接口714、网络接口715以及储存装置716，储存装置716储存作业系统717、程序或应用程序718(诸如电子设计自动化(EDA))以及数据719。
应用程序718可包含指令，该指令可被计算机或计算机系统710(或其处理器712)执行，使得计算机或计算机系统710(或其处理器712)可执行操作、方法和/或在本案中明确描述或暗示的程序。
数据719可以包含任何预设数据，包含建模中使用的预设参数、所接收的任何数据，例如透过使用者经由输入/输出接口714输入或通过网络接口715自遮罩/集成电路制造工具720和/或测试工具730传输的数据、任何待被显示于显示器711上的数据、任何将透过网络740传送至或自遮罩/集成电路制造工具720和/或测试工具730接收的数据，或任何在计算中透过计算机或计算机系统710产生的中间数据。
遮罩和集成电路制造工具720包含，但不限于，电子束写入器或电子束微影工具、微影工具等等，以及测试工具730包含，但不限于，诸如扫描电子显微镜等表面形貌测量工具。
本领域技术人员将理解，因为本文描述的方法考虑了用于微影的特定光学系统的基于位置的缺陷，所以模拟的晶片图案和由其产生的遮罩精确地预补偿在系统中的缺陷。此外，由于微影模型的校正和/或调整需要调整其参数，因此可以以相对较低的计算成本和相对较快的速度直接调整透射交叉系数矩阵。
应当理解，并非所有优点都必须在本文中讨论，所有实施例或示例都不需要特别的优点，并且其他实施例或示例可以提供不同的优点。
在一些实施例中，提供一种制造遮罩的方法，该方法包含：对一光学系统计算一透射交叉系数矩阵以执行一微影制程，其中计算包含分解该透射交叉系数矩阵成用于一相应理想光学系统的一理想透射交叉系数核集以及具有相应于该光学系统中光学缺陷的系数的至少一扰动核集、透过基于模拟晶圆图案和经测量的印刷晶圆图案之间的一比较迭代地调整一微影模型来校正该微影模型，以及提供该经校正的微影模型至一遮罩布置合成工具，以取得相应于一目标遮罩布置的一经合成遮罩布置，为着使用该经合成遮罩布置制造该遮罩，该经校正的微影模型包含该理想透射交叉系数核集、该至少二扰动核集以及一抗蚀模型。
在一些实施例中，该制造遮罩的方法其中该经印刷的晶圆图案是通过应用由一测试遮罩布置所制造的测试遮罩所取得。
在一些实施例中，该制造遮罩的方法其中该经模拟的晶圆图案是通过应用包含该理想透射交叉系数核集、该至少二扰动核集以及一抗蚀模型的该微影模型至该测试遮罩所取得。
在一些实施例中，该制造遮罩的方法其中该至少一扰动核集包含相应于该光学系统中的像差的一第一扰动核集以及相应于该光学系统中的变迹的一第二扰动核集。
在一些实施例中，该制造遮罩的方法其中该透射交叉系数矩阵是表示为
Figure BDA0002112928280000161
其中∑j|Vαβ,j(f″)><Vαβ,j(f′)|代表对相应该理想光学系统的该透射交叉系数核集，|Vαβ,j>为该理想透射交叉系数核集，ak为对像差的泽尼克系数以及bk为对变迹的泽尼克系数，k为分别代表该第一扰动核集和该第二扰动核集的泽尼克多项式|Aαβ,k,l>、|Bαβ,k,m>的一指数，j、l以及m分别为该透射交叉系数核集、该第一扰动核集和该第二扰动核集的指数，f′以及f″为绕射场的波数。
在一些实施例中，该制造遮罩的方法其中该理想透射交叉系数核集、至少二扰动核集以及该至少二扰动核集的系数是基于表示该光学系统的一透镜光瞳函数。
在一些实施例中，该制造遮罩的方法其中该透镜光瞳函数是表示为
Figure BDA0002112928280000171
其中Zk是一泽尼克偶多项式或一泽尼克奇多项式，ck是表示为ck＝ak+ibk的一复数，其中ak为对像差的泽尼克系数，bk为对变迹的泽尼克系数，f为一绕射场的一波数。
在一些实施例中，该制造遮罩的方法其中该些泽尼克系数将在该光学系统的缺陷表示为相关于所给定遮罩布置的一位置的一函数。
在一些实施例中，该制造遮罩的方法其中该透射交叉系数矩阵考量一透镜双折射效应，该光学双折射效应将该光学系统的偏极相依效应表示为相关于所给定遮罩布置的一位置的一函数。
在一些实施例中，该制造遮罩的方法其中该透射交叉系数矩阵是表示为
Figure BDA0002112928280000172
以及使用该透镜双折射透射交叉系数矩阵的影像计算是表示为
Figure BDA0002112928280000173
α、β、γ为偏极状态，V为透射交叉系数核，f′、f″以及fi为频率域中的点，
Figure BDA0002112928280000174
表示一晶圆膜堆积的一效应，
Figure BDA0002112928280000175
表示对该光学系统的一光瞳函数。
在一些实施例中，该制造遮罩的方法更包含基于一经列印的印刷晶圆图案和该经模拟晶圆图案之间的一比较迭代地调整该透射交叉系数矩阵。
在一些实施例中，提供一种校正微影模型的方法，该方法包含：对一光学系统计算一透射交叉系数矩阵以执行一微影制程，其中计算该透射交叉系数矩阵包含分解该透射交叉系数矩阵成用于一相应理想光学系统的一单理想透射交叉系数核集以及至少二扰动核集，其中该至少二扰动核集的系数相应于该光学系统中的光学缺陷、校正一微影模型包含透过将经模拟的晶圆图案与经印刷的晶圆图案的测量比较迭代地调整该微影模型、提供该经校正的微影模型以取得相应于一目标遮罩布置的一经合成遮罩布置，该经校正的微影模型包含该经校正的理想透射交叉系数核集、该经校正的至少二扰动核集以及一抗蚀模型。
在一些实施例中，该校正微影模型的方法其中该经印刷的晶圆图案是由使用一测试遮罩布置制造的一测试遮罩所取得。
在一些实施例中，该校正微影模型的方法其中该经模拟的晶圆图案是通过应用包含一理想透射交叉核集、至少二扰动核集和一抗蚀模型的一微影模型至该测试遮罩布置所取得。
在一些实施例中，该校正微影模型的方法其中该至少二扰动核集包含相应于该光学系统中的像差的一第一扰动核集以及相应于该光学系统中的变迹的一第二扰动核集，其中该透射交叉系数矩阵是表示为：
Figure BDA0002112928280000181
其中∑j|Vαβ,j(f″)><Vαβ,j(f′)|代表对相应该理想光学系统的该单理想透射交叉系数核集，|Vαβ,j>为该理想透射交叉系数核集，ak为对像差的泽尼克系数以及bk为对变迹的泽尼克系数，k为分别代表该第一扰动核集和该第二扰动核集的泽尼克多项式|Aαβ,k,l>、|Bαβ,k,m＞的一指数，j、l以及m分别为该单理想透射交叉系数核集、该第一扰动核集和该第二扰动核集的指数，f′以及f″为绕射场的波数。
在一些实施例中，该校正微影模型的方法其中该单理想透射交叉系数核集以及至少二扰动核集以及该至少二扰动核集的系数是基于代表该光学系统的一透镜光瞳函数，其中该透镜光瞳函数是表示为
Figure BDA0002112928280000191
其中Zk是一泽尼克偶多项式或一泽尼克奇多项式，ck是表示为ck＝ak+ibk的一复数，其中ak为对像差的泽尼克系数，bk为对变迹的泽尼克系数，f为一绕射场的一波数。
在一些实施例中，该校正微影模型的方法其中该透射交叉系数矩阵是使用一透镜双折射效应所计算，该透镜双折射效应该光学双折射效应将该光学系统的偏极相依效应表示为相关于所给定遮罩布置的一位置的一函数，其中该透射交叉系数矩阵是表示为
Figure BDA0002112928280000192
以及使用该透镜双折射透射交叉系数矩阵的影像计算是表示为
Figure BDA0002112928280000193
α、β、γ为偏极状态，V为透射交叉系数核，f′、f″以及fi为频率域中的点，
Figure BDA0002112928280000194
表示一晶圆膜堆积的一效应，
Figure BDA0002112928280000195
表示对该光学系统的一光瞳函数。
在一实施例中，提供一用以制造微影遮罩的工具，该工具包含处理器、记忆体。该记忆体运作上连接至该处理器，并具有计算机可执行的指令储存其中，当指令被执行时使处理器：接收一遮罩布置、对一光学系统计算一透射交叉系数矩阵以执行一微影制程，其中计算该透射交叉系数矩阵包含分解该透射交叉系数矩阵成用于一相应理想光学系统的一理想透射交叉系数核集以及具有相应于该光学系统中的光学缺陷的系数的至少二扰动核集、透过基于模拟晶圆图案和经测量的印刷晶圆图案之间的一比较迭代地调整一微影模型来校正该微影模型，以及提供该经校正的微影模型至一遮罩布置合成工具，以取得相应于一目标遮罩布置的一经合成遮罩布置，为着使用该经合成遮罩布置制造该遮罩，该经校正的微影模型包含该理想透射交叉系数核集、该至少二扰动核集以及一抗蚀模型，其中该经印刷的晶圆图案是通过应用由一测试遮罩布置所制造的测试遮罩所取得，以及该经模拟的晶圆图案是通过应用包含该理想透射交叉系数核集、该至少二扰动核集以及一抗蚀模型的该微影模型至该测试遮罩所取得。
在一些实施例中，该用以制造微影遮罩的工具其中该透射交叉系数矩阵是表示为
Figure BDA0002112928280000201
其中∑j|Vαβ,j(f″)＞＜Vαβ,j(f′)|代表对相应该理想光学系统的该透射交叉系数核集，|Vαβ,j＞为该理想透射交叉系数核集，ak为对像差的泽尼克系数以及bk为对变迹的泽尼克系数，k为分别代表该第一扰动核集和该第二扰动核集的泽尼克多项式|Aαβ,k,l＞、|Bαβ,k,m＞的一指数，j、l以及m分别为该透射交叉系数核集、该第一扰动核集和该第二扰动核集的指数，f′以及f″为绕射场的波数。
在一些实施例中，该用以制造微影遮罩的工具其中单透射交叉系数核集、至少二扰动核集以及该至少二扰动核集的系数是基于表示该光学系统的一透镜光瞳函数，该透镜光瞳函数是表示为
Figure BDA0002112928280000202
其中Zk是一泽尼克偶多项式或一泽尼克奇多项式，ck是表示为ck＝ak+ibk的一复数，其中ak为对像差的泽尼克系数，bk为对变迹的泽尼克系数，f为一绕射场的一波数。
在一些实施例中，该用以制造微影遮罩的工具其中该透射交叉系数矩阵是使用一透镜双折射效应所计算，该透镜双折射效应该光学双折射效应将该光学系统的偏极相依效应表示为相关于所给定遮罩布置的一位置的一函数，其中该透射交叉系数矩阵是表示为
Figure BDA0002112928280000203
以及使用该透镜双折射透射交叉系数矩阵的影像计算是表示为
Figure BDA0002112928280000211
其中α、β、γ为偏极状态，V为透射交叉系数核，f′、f″以及fi为绕射场的波数，
Figure BDA0002112928280000212
表示一晶圆膜堆积的一效应，
Figure BDA0002112928280000213
表示对该光学系统的一光瞳函数。
先前概述了若干实施例的特征，使得本领域技艺人士可以更好地理解本案的各方面。本领域技艺人士应当理解，他们可以容易地使用本案作为设计或修改其他制程和结构的基础，以实现与本文介绍的实施例相同的目的及/或实现与本文介绍的实施例相同的优点。本领域技艺人士亦应当认识到，此类等同构造不脱离本案的精神和范围，并且在不脱离本案的精神和范围的情况下，他们可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (1)

1.一种制造遮罩的方法，其特征在于，包含：
对一光学系统计算一透射交叉系数矩阵以执行一微影制程，其中计算包含分解该透射交叉系数矩阵成用于一相应理想光学系统的一理想透射交叉系数核集以及具有相应于该光学系统中光学缺陷的系数的至少一扰动核集；
透过基于模拟晶圆图案和经测量的印刷晶圆图案之间的一比较迭代地调整一微影模型来校正该微影模型；以及
提供该经校正的微影模型至一遮罩布置合成工具，以取得相应于一目标遮罩布置的一经合成遮罩布置，为着使用该经合成遮罩布置制造一遮罩，该经校正的微影模型包含该理想透射交叉系数核集、该至少二扰动核集以及一光阻模型。
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