CN117008428B - 光刻仿真方法、设备和介质 - Google Patents
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Abstract
根据本公开的示例实施例提供了光刻仿真方法、设备和介质。该方法包括：通过针对光刻胶的第一成像平面仿真光刻过程，确定在第一成像平面上的参考光强度分布。该方法还包括确定分别与光刻胶的至少一个第二成像平面相对应的至少一个强度调整项。每个强度调整项用于模拟该强度调整项所对应的光刻胶收缩所引起的光强度变化，该至少一个第二成像平面和第一成像平面位于光刻胶的不同高度。该方法还包括基于参考光强度分布和至少一个强度调整项，确定目标光强度分布。以此方式，可以提高所得到的光强度分布的准确性，进而还可以提高仿真图案的精确度。
Description
技术领域
本公开的实施例主要涉及集成电路领域，并且更具体地，涉及光刻仿真方法、设备和介质。
背景技术
在光刻工艺中，掩膜上的图形通过曝光系统投影在光刻胶上。由于光学系统的不完善和衍射效应等，导致光刻胶上实际形成的图形和掩模上设计的图形不完全一致。为此，通过仿真光刻过程可以模拟光刻胶上形成的图案，也即仿真图案，从而优化光刻工艺和/或设计的版图等。在仿真光刻过程中，计算得到的光刻胶的光强度分布的准确性影响仿真图案的精确性。因此，如何提高计算得到的光刻胶的光强度分布的准确性是值得关注的。
发明内容
在本公开的第一方面中，提供了一种光刻仿真方法。该方法包括：通过针对光刻胶的第一成像平面来仿真光刻过程，确定在第一成像平面上的参考光强度分布。该方法还包括确定分别与光刻胶的至少一个第二成像平面相对应的至少一个强度调整项。至少一个强度调整项中的每个强度调整项用于模拟该强度调整项所对应的第二成像平面处的光刻胶收缩所引起的光强度变化，该至少一个第二成像平面和第一成像平面位于光刻胶的不同高度。该方法还包括基于参考光强度分布和至少一个强度调整项，确定目标光强度分布。以此方式，通过沿着光刻胶的高度方向考虑光刻胶收缩效应，可以提高所得到的光强度分布的准确性，进而有利地提高仿真图案的精确度。
在本公开的第二方面中，提供了一种电子设备。该电子设备包括处理器、以及与处理器耦合的存储器。该存储器具有存储于其中的指令，指令在被处理器执行时使电子设备执行根据本公开的第一方面的方法。
在本公开的第三方面中，提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序。计算机程序在被处理器执行时实现根据本公开的第一方面的方法。
通过下文的描述将会理解，根据本公开的实施例，在计算光强度分布时，引入了光刻胶不同高度处的多个平面，以沿着光刻胶的高度方向考虑光刻胶收缩效应。以此方式，可以提高所得到的光刻胶上的光强度分布的准确性。进而，还可以基于该计算得到的光刻胶上的光强度分布，生成利用目标图案进行光刻而形成的仿真图案，能够提高所得到的仿真图案的精确度，以更好地模拟实际光刻过程形成的图案。一方面，这有利于进一步改善光刻工艺和版图设计。另一方面，如果使用经验测量（empirical measurement）数据对光刻仿真模型进行校准，可以得到与经验测量和实际的光刻胶轮廓均匹配的校准结果，从而获取性能好的光刻仿真模型。特别地，对于负显影工艺而言，光刻胶收缩效应更加明显，因而本公开实施例的光刻仿真方案对负显影工艺而言具有更为突出的优势。其他的益处将在下文结合相应的实施例展开描述。
应当理解，本发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键特征或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其他特征将通过以下的描述而变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了随着曝光剂量和离焦值随变化的光刻胶剖面结构的示意图；
图2示出了本公开的各实施例能够在其中实现的示例环境的示意图；
图3示出了根据本公开的一些实施例的光刻仿真的示例过程的流程图；
图4示出了根据本公开的一些实施例的确定参考光强度分布的示意图；以及
图5示出了其中可以实施本公开的一个或多个实施例的电子设备的框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
如前文所简要提及的，光刻仿真已广泛应用以改善光刻工艺或提高版图设计质量。随着半导体工艺节点的不断发展，负显影（NTD）工艺应运而生并且得到广泛应用。相比于正显影（PTD）工艺，负显影工艺能够提供更合适的工艺窗口。但是与正显影工艺相比，在负显影工艺中光刻胶的收缩现象更加明显。
在一些解决方案中，引入了一些化学/机械机制来考虑成像后光刻胶的体积变化。这样的机制包括：在光刻胶的顶表面从曝光区域到未曝光区域的溶剂扩散和酸浓度反向扩散。该扩散现象也可以称为除气（out-gassing）。这样的机制还包括：曝光期间的溶剂蒸发、软烘烤（SB）以及曝光后烘烤（PEB）期间的溶剂蒸发、以及光刻胶显影期间的应力效应。光刻胶收缩会影响光刻形成的仿真图案的精确度。
在集成电路领域中，光刻仿真具有多种用途，例如用于光源掩模协同优化（SourceMask Optimization ，简称SMO）、光学邻近效应校正（Optical Proximity Correction ，简称OPC）、热点（hotspot）检测等。以OPC为例，已经开发了一些OPC模型。OPC模型能够描述包括光学系统、掩膜、光刻胶以及刻蚀工艺在内的整个光刻过程。OPC模型的准确性决定了光刻图形的准确性。一种常用的OPC模型为紧凑型（compact）OPC模型。在紧凑型OPC模型中，通常不考虑光刻胶不同高度平面的交互作用，而是以某一高度平面为仿真对象。因此，紧凑型OPC模型具有较高的效率。
然而，上述的这些化学机制/力学规律使得光刻胶收缩包含了张力、应力、吸收力等。这使得紧凑型OPC模型光刻仿真生成的仿真图案在图案边缘处的图像对比度不再明显，并且光刻胶的剖面（也称为侧壁角，SWA）也无法满足锋利（sharp）、陡峭（steep）的性能。也即，这产生了劣化（degraded）的光刻胶剖面。例如，可能产生波浪状的光刻胶剖面、显著的顶表面丢失（top loss）、线边缘粗糙等问题。
作为示例，图1示出了用相同掩模版图图形进行光刻在不同离焦（defocus）值和曝光剂量下形成的光刻胶的剖面图。从图1中可以看出，用相同的掩模版图图形（在该示例中为孔）在不同的工艺条件（在该示例中为离焦值和曝光剂量）下所形成的光刻胶的剖面图显著不同。特别是，沿着光刻胶高度方向，所形成的孔并不是竖直的，孔的直径在光刻胶高度方向上变化，并且不同工艺条件下的变化程度也不相同。
在这种情况下，如果将实际测量数据作为紧凑型OPC模型验收质量标准而用于光学模型数据拟合和校准，那么将带来显著的测量不确定性，从而影响模型的校准。也即，难以获得能够进行准确仿真的模型。
如果想要更好地校准模型，一种直观的方案是在不同的光刻胶高度上进行测量。然而，不同光刻胶平面的测量具有技术难度、引起额外开销。
进一步地，对光刻仿真而言，目前的研究重点主要集中于如何在单个光刻胶高度获得更准确的测量结果，而没有考虑从测量劣化的光刻胶剖面而继承的模型问题。
传统的化学放大光刻胶反应(Chemical Amplified Resist，CAR)和/或PEB模拟是在曝光后烘烤过程中使用化学放大光刻胶的反应扩散动力学来进行OPC建模。这种方法对于考虑由于非线性因素引起的光刻胶收缩效应是不切实际的。紧凑型OPC模型中的一个传统做法是忽略光刻胶的顶部损失厚度和最终光刻胶厚度，这极大地影响了化学/机械效应的计算/模拟物理条件。在这种情况下，难以得到准确的仿真结果。
为此，本公开的实施例提供了一种光刻仿真方法，以解决或者至少部分地解决传统的方法中的上述问题和/或其他潜在问题。根据本公开的实施例，通过针对光刻胶的第一成像平面来仿真光刻过程，确定在第一成像平面上的参考光强度分布。进一步确定分别与光刻胶的至少一个第二成像平面相对应的至少一个强度调整项。每个强度调整项用于模拟该强度调整项所对应的第二成像平面处的光刻胶收缩所引起的光强度变化。第二成像平面和第一成像平面位于光刻胶的不同高度。然后，基于参考光强度分布和至少一个强度调整项，确定目标光强度分布。
在本公开的实施例中，将光刻胶收缩引起的不同成像平面的光强度变化纳入考虑范围。综合多个成像平面的光强度分布，得到目标光强度分布。以此方式，可以提高所得到的光刻胶上的光强度分布的准确性。进而，还可以基于该计算得到的光刻胶上的光强度分布，生成利用目标图案进行光刻而形成的仿真图案，从而能够提高所得到的仿真图案的精确度，以更好地模拟实际光刻过程形成的图案。一方面，这有利于进一步改善光刻工艺和版图设计。另一方面，如果使用经验测量数据对光刻仿真模型进行校准，可以得到与经验测量和实际的光刻胶轮廓均匹配的校准结果，从而获取性能好的光刻仿真模型。特别地，对于负显影工艺而言，光刻胶收缩效应更加明显，因而本公开实施例的光刻仿真方案对负显影工艺而言具有更为突出的优势。
本公开实施例的光刻仿真可以用于各种场景。例如，将本公开实施例应用在OPC的场景下，目标图案可以为待校正的掩模版图图案，仿真图案为基于这样的图案光刻仿真后生成的图案。采用本公开实施例的方案能够提高仿真图案的精确度，进而可以提高OPC模型的校准精度。这有利于改善版图设计。
下面参考附图来描述本公开的示例实施例。
图2示出了本公开的各实施例能够在其中实现的示例环境200的示意图。在示例环境200中，电子设备210将目标图案230作为输入。在本公开的实施例中，目标图案230可以是任意感兴趣的图案，或者在光刻中易于出问题的图案，或者OPC中待校正的图案。下文中将主要以图2的示例图案为例来描述根据本公开的构思。应当理解的是，具有其他图案或形状的示例图案也是类似的，在下文中将不再分别赘述。
电子设备210中部署有光刻胶模拟器220，或者电子设备210可以访问和利用光刻胶模拟器220。电子设备210可以以目标图案230为输入，通过光刻胶模拟器220进行光刻成像仿真，来生成仿真图案240。这里的仿真图案240是指利用目标图案230进行光刻而在光刻胶中形成的图案的仿真结果。
在本公开的一些实施例中，光刻胶模拟器220可以计算得到光刻胶的一个或多个成像平面的光强度分布。而后，光刻胶模拟器220可以基于综合考虑多个成像平面的光强度分布后得到的目标光强度分布，生成目标图案230对应的仿真图案240。
在示例环境200中，电子设备210可以是任意类型的具有计算能力的设备，包括终端设备或服务端设备。终端设备可以是任意类型的移动终端、固定终端或便携式终端，包括移动手机、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本计算机、平板计算机、媒体计算机、多媒体平板、个人通信系统（PCS）设备、个人导航设备、个人数字助理（PDA）、音频/视频播放器、数码相机/摄像机、定位设备、电视接收器、无线电广播接收器、电子书设备、游戏设备或者前述各项的任意组合，包括这些设备的配件和外设或者其任意组合。服务端设备例如可以包括计算系统/服务器，诸如大型机、边缘计算节点、云环境中的计算设备，等等。
应当理解，仅出于示例性的目的描述环境200的结构和功能，而不暗示对于本公开的范围的任何限制。下面将参考图3至图5来详细描述根据本公开的示例实施例。
如前文所提及的，负显影工艺的光刻胶收缩比正显影工艺的光刻胶收缩更加明显。因此，在本公开的一些实施例中，光刻过程可以是基于负显影工艺的。当然，在其他的一些实施例中，光刻过程还可以是基于正显影工艺的。下文主要以基于负显影工艺的光刻过程为例介绍本公开的用于光刻仿真的方法。但应当理解，这仅是示例性的，本公开的实施例在此方面不受限制。
图3示出了根据本公开的一些实施例的用于光刻仿真的方法300的流程图。方法300可以由如图2所示的电子设备210执行，例如可以由光刻胶模拟器220执行。应当理解的是，方法300还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的某个（或者某些）框，本公开的范围在此方面不受限制。
在框310，电子设备210通过针对光刻胶的第一成像平面来仿真光刻过程，确定在第一成像平面上的参考光强度分布。在本文中成像平面上的光强度分布可以表示为光强度图，即，在成像平面的各个位置处的光强度。在下文的描述中，将参考光强度分布表示为Psystem。
第一成像平面可以是光刻胶任何合适高度的平面。一般而言，第一成像平面可以选择为更为靠近光刻胶中间高度的平面。在一些实施例中，第一成像平面可以为或接近实验中实际测量的光刻胶平面。该第一成像平面通常是固定的。示例性的，工艺窗口可以包括聚焦值（Focus）。那么，可以根据工艺窗口所描述的聚焦值的范围确定聚焦中心。在确定聚焦中心后，可以确定光刻胶中与聚焦中心相对应的平面为第一成像平面。
光刻成像过程涉及多种因素，例如曝光系统的曝光参数，光刻胶本身的光学性质，各种光刻步骤中引入的温度变化、化学反应等。这些因素都可能会影响光强度分布，进而影响光刻胶的成像平面生成的图案。为此，在一些实施例中，可以模拟多个因素对光强度分布的影响，进而得到第一成像平面上的参考光强度分布。
在一些实施例中，可以获取空间图像（aerial image）。这里的空间图像包括光在进入光刻胶之前的强度分布，也即可以视为光在进入光刻胶之前的强度分布。空间图像例如是与光刻过程中的曝光参数相关的。示例性的，可以通过掩模图案和光学传递函数（optical transfer function）的卷积来计算空间图像。然后，基于空间图像和与光刻过程有关的仿真参数，生成针对第一成像平面处的光强度的多个仿真分量，每个仿真分量模拟光刻过程的一个因素对第一成像平面的光强度分布的影响。之后，再通过对这多个仿真分量进行加权，生成参考光强度分布。
光照射到光刻胶平面上后，光刻胶上本身的光学性质会影响光强分布。此外，光刻成像过程包括曝光、显影等多个步骤。光刻成像过程中的这些步骤也会影响第一成像平面的光强度分布。因此，这些仿真分量可以模拟这些因素对光强度分布的影响。下面参考图4来描述这些仿真分量的示例。
在一些实施例中，多个仿真分量可以包括第一仿真分量，其模拟光刻胶的光学性质对第一成像平面的光强度分布的影响。因此，第一仿真分量也可以称为图4所示的光学性质分量411。示例性的，光学性质分量411可以由下式表示：
P_optics= Func(aim)（1）
其中P_optics表示光学性质分量411，aim表示空间图像，Func(aim)表示可以基于空间图像利用光学仿真模型410来确定光学性质分量。光学仿真模型410可以根据光刻胶的光学性质（例如，对光的折射系数、透射系数等）来模拟光刻胶本身对光强度分布的影响。
备选地或附加地，在一些实施例中，多个仿真分量可以包括第二仿真分量，其模拟光刻过程的曝光步骤对第一成像平面的光强度分布的影响。第二仿真分量也称为图4所示的曝光分量421。可以利用任何合适的曝光仿真模型420来确定曝光分量421。曝光仿真模型420可以根据曝光光强分布与光刻胶不同成分的吸收系数、光敏系数等参数的关系，描述曝光过程中光刻胶内部各点的光强分布以及光敏混合物的光化学反应导致的光敏混合物（PAC）浓度分布，建立光刻胶的光敏混合物（PAC）浓度分布对曝光光强的响应模型。
示例性的而无意任何限制，可以采用Dill模型来实现曝光仿真模型420。在Dill模型中，可以考虑模拟曝光步骤中的PAC以及CAR，从而计算得到曝光分量421，如下式：
P_car = Func(car) （2）
其中P_car表示曝光分量421，car表示曝光步骤中所考虑的各种因素，Func(car)表示利用曝光仿真模型420来确定曝光分量421。应当理解，Dill模型仅是示例，也可以利用其他任何合适的模型来实现曝光仿真模型420。
备选地或附加地，在一些实施例中，多个仿真分量还可以包括第三仿真分量，其模拟光刻过程的显影步骤对第一成像平面的光强度分布的影响。第三仿真分量也称为图4所示的显影分量431。光刻胶曝光后，其内部各点的PAC浓度发生了变化，在光刻胶中形成潜像。经显影液溶解后，即可获得光刻胶图形。例如，通过描述曝光后PAC浓度分布与显影速率的关系，可以建立合适的显影模型。可以利用任何合适的显影仿真模型430来确定显影分量431。
示例性的，可以采用Mack模型或逆Mack模型来计算得到显影分量431，如下式：
P_mack= Func(mack)（3）
其中P_mack表示显影分量431，mack表示显影步骤中所考虑的各种因素，Func(mack)表示利用显影仿真模型430来确定显影分量431。应当理解，Mack模型仅是示例，也可以利用其他任何合适的模型来实现显影仿真模型430，例如改进的Mack模型、Notch模型。
在一些实施例中，可以在计算显影分量431时将曝光步骤与显影步骤之间的其他步骤纳入考虑。例如，可以在计算显影分量时考虑PEB对光强度分布的影响。例如，可以将PEB引入Mack模型。
备选地或附加地，在一些实施例中，多个仿真分量可以包括第四仿真分量，其模拟第一成像平面处的光刻胶收缩引起的光强度变化。第四仿真分量也称为图4所示的收缩效应分量441。可以利用任何合适的收缩仿真模型430来确定收缩效应分量441，如下式：
P_ntd=Func(ntd)（4）
其中P_ntd表示收缩效应分量441；ntd包括所考虑与光刻胶收缩有关的因素，例如但不限于应力、除气、顶部丢失等；Func(ntd)表示利用收缩仿真模型430来生成收缩效应分量441。
示例性的，在仿真中，可以计算一个或多个因素在第一成像平面所引起的力。这些因素可以包括溶剂的部分溶解、PEB造成的体收缩、曝光区域与未曝光区域之间的形变差异。这些因素所引起的力与第一成像平面处的光强度分布（其与第一成像平面的高度有关）等有关。例如，溶剂的部分溶解引起的力与第一成像平面的光强度分布和溶剂的溶解参数有关。又如，体收缩引起的力与第一成像平面的光强度分布和光刻胶的抵抗变形能力（诸如，杨氏模量）有关。再如，形变差异所引起的表面张力与第一成像平面处的光强度分布和形变量等有关。利用所计算的力和仿真考虑的其他项可以仿真第一成像平面处的关键尺寸（critical dimension，CD）。在校正中，利用对第一成像平面处CD的量测数据和仿真的CD可以校正仿真中的各个参数，从而可以模拟第一成像平面处的光刻胶收缩引起的光强度变化。
应当理解，以上描述的获取收缩效应分量的过程仅是示例性的，而无意限制。为了计算力而考虑的因素也是示例性的，可以引入任何适当因素。此外，在本公开的实施例中，也不限制使用何种公式来计算各个力。
相应地，通过对这些仿真分量进行加权，得到第一光成像平面上的参考光强度分布450。如图所示，上述的仿真分量的权重分别为第一权重、第二权重、第三权重和第四权重。例如，参考光强度分布Psystem可以表示为：
Psystem=weight_coef_aim ×P_optics
+weight_coef_car × P_car
+weight_coef_mack × P_mack
+ weight_coef_ntd × P_ntd（5）
其中weight_coef_aim可以表示光学性质分量411对应的第一权重，weight_coef_car表示曝光分量421对应的第二权重，weight_coef_mack表示显影分量431对应的第三权重，weight_coef_ntd表示收缩效应分量441对应的第四权重。
如前文所提及的，可以通过光刻胶模拟器220确定在光刻胶的不同成像平面上的光强度分布。因此，可以通过光刻胶模拟器220确定第一成像平面上的参考光强度分布Psystem。例如，光刻胶模拟器220可以包括上文描述的光学仿真模型410、曝光仿真模型420、显影仿真模型430和收缩仿真模型440。应当理解，以上参考图4所描述的各个仿真模型和分量仅是示例性的，而无意任何限制。
在一些实施例中，对诸如上文所描述的这些仿真分量进行加权所使用的权重与第一成像平面的离焦值有关。对于离焦值不同的成像平面，由不同因素引起的这些仿真分量对光强度分布的影响程度不同。因此，通过根据第一成像平面的离焦值来加权这些仿真分量，可以提高参考光强度分布的准确性。具体来说，通过引入权重可以提高模型预测与校正过程和参数优化过程中的测量数据之间的匹配度。也即，这使得测量数据是模型预测的目标，从而提高了经校正模型的准确性。
接下来，继续参考图3。在框320，电子设备210确定分别与光刻胶的至少一个第二成像平面相对应的至少一个强度调整项。每个第二成像平面与第一成像平面位于光刻胶的不同高度。每个强度调整项用于模拟该强度调整项所对应的第二成像平面处的光刻胶收缩所引起的光强度变化。
对于光刻胶收缩效应而言，在曝光区域与未曝光区域之间的光刻胶体积内是体积相关的，但在不同光刻胶高度处收缩效应是不同的，进而对光强度分布的影响也是不同的。因此，在本公开的实施例中，针对光刻胶收缩效应，除了第一成像平面之外，额外考虑了不同高度的第二成像平面。
鉴于光刻胶收缩会影响仿真图案的精确度，进而影响光刻仿真模型校准的精确度。本公开的实施例中，通过引入强度调整项来体现光刻胶收缩对光刻胶的不同成像平面的“扰动”，也即光强度分布的影响。作为一种示例，强度调整项可以通过引入回归函数等算法得到。
可以理解的是，实际所测量的光刻胶平面的高度是固定的。因此，改变光刻胶高度来进行光强度分布评估也可以视为在固定光刻胶剖面结构的情况下研究光刻胶在不同高度的关键尺寸（critical dimension，CD）。对于图像对比度高且剖面很锋利、陡峭的情况，轻微改变光刻胶高度不会造成明显的光强度变化，然而这对于具有较大收缩效应的情况（例如，NTD工艺）是不适用的。对于NTD工艺来说，在光刻胶所成像的剖面是倾斜的（例如，如图1所示的）或甚至弯曲的，成像的解析度较小并且对比度也不高，在这种情况下，机械上的收缩效应就更为显著。在本公开的实施例中，引入了不同光刻胶高度的光强度来考虑沿着光刻胶剖面（也即，光刻胶高度）的非线性收缩效应。
第二成像平面可以是与第一成像平面不同高度的任何平面。在一些实施例中，第二成像平面可以为光刻胶的高度范围内能够清晰成像的成像平面。为了确定第二成像平面，电子设备210可以基于光刻过程的聚焦深度，选取多个不同于第一成像平面的第二成像平面。并且选取的这些第二成像平面能够位于聚焦深度范围内。具体而言，基于光刻过程的聚焦深度，确定光刻胶的目标高度范围，目标高度范围对应于聚焦深度。然后，可以在该高度范围内选择与第一成像平面处于不同高度的至少一个第二成像平面。在这种实施例中，将第二成像平面选择与所模拟的光刻过程的工艺参数联系起来，这使得所模拟的强度调整更具物理含义。
第二成像平面可以高于第一成像平面，也可以低于第一成像平面。也即，这至少一个第二成像平面可以包括光刻胶内比第一成像平面高的成像平面，和/或光刻胶内比第一成像平面低的成像平面。
本公开的实施例不限定第二成像平面的数量。例如，m个第二成像平面中包括x个高于第一成像平面的成像平面以及y个低于第一成像平面的成像平面，其中m、x、y是正整数。
在本公开的实施例中，可以通过任何合适的算法或仿真模型来模拟第二成像平面处的光刻胶收缩所引起的光强度变化。示例性的，可以利用收缩仿真模型440来确定强度调整项。
在一些实施例中，强度调整项可以是基于强度调整项所对应的第二成像平面在光刻胶中的高度确定的。示例性的，第二成像平面对应的强度调整项可通过以下公式得到：
P_ntd_new= Func(ntd, ID)（6）
其中，P_ntd_new表示强度调整项，ntd与式（4）类似，ID表示所考虑的第二成像平面在光刻胶中的高度。
与上文参考式（4）所描述的第一成像平面类似，在仿真中，可以计算一个或多个因素在第二成像平面所引起的力。这些因素可以包括溶剂的部分溶解、PEB造成的体收缩、曝光区域与未曝光区域之间的形变差异。这些因素所引起的力与第二成像平面处的光强度分布（其可以由第二成像平面在光刻胶中的高度ID表示）等有关。例如，溶剂的部分溶解引起的力与第二成像平面处的光强度分布和溶剂的溶解参数有关。又如，体收缩引起的力与第二成像平面处的光强度分布和光刻胶的抵抗变形能力（诸如，杨氏模量）有关。再如，形变差异所引起的表面张力与第二成像平面处的光强度分布和形变量等有关。利用所计算的力以及仿真中的其他项可以仿真第二成像平面处的CD。
在校正中，如果没有第二成像平面处CD的量测数据，可以使用第一成像平面处CD的量测数据来预测第二成像平面处的量测CD。例如，根据工艺窗口要求，第二成像平面处的CD相对于第一成像平面处的CD的变化应在一定范围内，诸如不超过5%。由此，利用第二成像平面处的预测的量测CD和仿真的CD可以校正仿真中的各个参数，从而得到第二成像平面对应的强度调整项。
应当理解，以上描述的获取收缩效应分量的过程仅是示例性的，而无意限制。为了计算力而考虑的因素也是示例性的，可以引入任何适当因素。此外，在本公开的实施例中，也不限制使用何种公式来计算各个力。
在一些实施例中，强度调整项可以是基于强度调整项所对应的第二成像平面在的离焦值确定的。示例性的，第二成像平面对应的强度调整项可通过以下公式得到：
P_ntd_new= Func(ntd, dF)（7）
其中dF表示所考虑的第二成像平面的离焦值，也即第二成像平面与聚焦中心的距离。在这种实施例中，与上文参考式（6）所描述的类似，但区别在于对于式（6）而言，第二成像平面处的光强度分布由第二成像平面在光刻胶中的高度ID表示；对于式（7）而言，第二成像平面处的光强度分布由第二成像平面的离焦值dF表示。
在一些实施例中，在确定强度调整项时，可以考虑高度和离焦值两者。示例性的，第二成像平面对应的强度调整项可通过以下公式得到：
P_ntd_new= Func(ntd, ID, dF)（8）
其中ID表示所考虑的第二成像平面在光刻胶中的高度，dF表示所考虑的第二成像平面的离焦值。在这种实施例中，与上文参考式（6）所描述的类似，但区别在于对于式（8）而言，第二成像平面处的光强度分布由第二成像平面在光刻胶中的高度ID和第二成像平面的离焦值dF表示。
在框330，电子设备210基于参考光强度分布和至少一个强度调整项，确定目标光强度分布。取决于计算参考光强度分布和强度调整项所使用的仿真模型，可以以适当的方式来将参考光强度分布和各个强度调整项组合成目标光强度分布。
在一些实施例中，电子设备210可以基于至少一个强度调整项中的每个强度调整项的权重，对至少一个强度调整项进行加权。然后，基于经加权的至少一个强度调整项和参考光强度分布，确定目标光强度分布。具体而言，将经加权的至少一个强度调整项与参考光强度分布之和确定为目标光强度分布。
示例性的，以分别高于第一成像平面和低于第一成像平面的两个第二成像平面为例，目标光强度分布可通过以下公式得到：
Psystem_new =weight_coef_ID_above × P_ntd_ID_above
+ weight_coef_ID_below × P_ntd_ID_below
+ Psystem （9）
其中Psystem_new表示目标光强度分布；P_ntd_ID_above表示与高度高于第一成像平面的第二成像平面对应的强度调整项，weight_coef_ID_above表示该强度调整项对应的权重；P_ntd_ID_below表示与低于第一成像平面的第二成像平面对应的强度调整项，weight_coef_ID_below表示该强度调整项对应的权重。
在一些实施例中，每个强度调整项的权重与来自第一成像平面的光信号对该强度调整项所对应的第二成像平面的影响程度有关。具体而言，权重可以与影响程度成正比，也即来自第一成像平面的光信号对第二成像平面的影响程度越大，则该第二成像平面对应的权重越大。进一步地，影响程度又可以与第一成像平面与第二成像平面的距离或高度差有关，距离或高度差越小，影响程度越大。
在这种实施例中，通过引入权重可以提高模型预测与校正过程和参数优化过程中的测量数据之间的匹配度。换言之，引入不同光刻胶深度处具有不同权重的平面，使得测量数据是模型预测所要匹配的目标，从而可以提高经校正模型的准确性。
计算得到的目标光强度分布可应用在多个场景下。以应用在OPC建模这一场景下为例，如前文所提及的，电子设备210可以基于目标光强度分布，生成利用目标图案230进行光刻而形成的仿真图案240。
这里的目标图案230可以为待校正的掩模图案，基于目标光强度分布，利用该目标图案进行光刻仿真生成的仿真图案能够更精确的模拟实际光刻得到的图案。具体而言，可以基于目标光强度分布和目标图案，确定显影后能够保留的一个或多个光刻胶区域；以及基于这一个或多个光刻胶区域的轮廓，确定仿真图案。进而基于该仿真图案可进一步校正掩模图案。
应当理解，其他类型的光刻仿真场景也是适用的，例如SMO、热点检测等。
在本公开的实施例中，所计算的目标光强度分布引入了光刻胶不同高度处的收缩效应的影响。由此，目标光强度分布所反映的是不再是单个光刻胶高度位置的光强度特性，而是由第一成像平面和第二成像平面所限定的光刻胶高度范围内的平均光强度特性。如果在聚焦深度的范围内选择这些第二成像平面，目标光强度分布可以反映聚焦深度范围内的平均光强度特性。以此方式，能够提高光刻仿真模拟真实成像的保真度。
另一方面，如果使用经验测量数据对光刻仿真模型进行校准，可以得到与经验式测量和实际的光刻胶轮廓均匹配的校准结果，从而获取性能好的光刻仿真模型。
图5示出了示出了其中可以实施本公开的一个或多个实施例的电子设备500的框图。应当理解，图5所示出的电子设备500仅仅是示例性的，而不应当构成对本文所描述的实施例的功能和范围的任何限制。图5所示出的电子设备500可以用于实现图2的电子设备210。
如图5所示，电子设备500是通用电子设备的形式。电子设备500的组件可以包括但不限于一个或多个处理器或处理单元510、存储器520、存储设备530、一个或多个通信单元540、一个或多个输入设备550以及一个或多个输出设备560。处理单元510可以是实际或虚拟处理器并且能够根据存储器520中存储的程序来执行各种处理。在多处理器系统中，多个处理单元并行执行计算机可执行指令，以提高电子设备500的并行处理能力。
电子设备500通常包括多个计算机存储介质。这样的介质可以是电子设备500可访问的任何可以获取的介质，包括但不限于易失性和非易失性介质、可拆卸和不可拆卸介质。存储器520可以是易失性存储器（例如寄存器、高速缓存、随机访问存储器（RAM））、非易失性存储器（例如，只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪存）或它们的某种组合。存储设备530可以是可拆卸或不可拆卸的介质，并且可以包括机器可读介质，诸如闪存驱动、磁盘或者任何其他介质，其可以能够用于存储信息和/或数据（例如用于训练的训练数据）并且可以在电子设备500内被访问。
电子设备500可以进一步包括另外的可拆卸/不可拆卸、易失性/非易失性存储介质。尽管未在图5中示出，可以提供用于从可拆卸、非易失性磁盘（例如“软盘”）进行读取或写入的磁盘驱动和用于从可拆卸、非易失性光盘进行读取或写入的光盘驱动。在这些情况中，每个驱动可以由一个或多个数据介质接口被连接至总线（未示出）。存储器520可以包括计算机程序产品525，其具有一个或多个程序模块，这些程序模块被配置为执行本公开的各种实施例的各种方法或动作。
通信单元540实现通过通信介质与其他电子设备进行通信。附加地，电子设备500的组件的功能可以以单个计算集群或多个计算机器来实现，这些计算机器能够通过通信连接进行通信。因此，电子设备500可以使用与一个或多个其他服务器、网络个人计算机（PC）或者另一个网络节点的逻辑连接来在联网环境中进行操作。
输入设备550可以是一个或多个输入设备，例如鼠标、键盘、追踪球等。输出设备560可以是一个或多个输出设备，例如显示器、扬声器、打印机等。电子设备500还可以根据需要通过通信单元540与一个或多个外部设备（未示出）进行通信，外部设备诸如存储设备、显示设备等，与一个或多个使得用户与电子设备500交互的设备进行通信，或者与使得电子设备500与一个或多个其他电子设备通信的任何设备（例如，网卡、调制解调器等）进行通信。这样的通信可以经由输入/输出（I/O）接口（未示出）来执行。
根据本公开的示例性实现方式，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，其中计算机可执行指令被处理器执行以实现上文描述的方法。根据本公开的示例性实现方式，还提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，而计算机可执行指令被处理器执行以实现上文描述的方法。
这里参照根据本公开实现的方法、装置、设备和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实现的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实现，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所公开的各实现。在不偏离所说明的各实现的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实现的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文公开的各个实现方式。
Claims (15)
1.一种光刻仿真方法，包括：
通过针对光刻胶的第一成像平面来仿真光刻过程，确定在所述第一成像平面上的参考光强度分布；
确定分别与所述光刻胶的至少一个第二成像平面相对应的至少一个强度调整项，其中每个强度调整项用于模拟该强度调整项所对应的第二成像平面处的光刻胶收缩所引起的光强度变化，所述至少一个第二成像平面和所述第一成像平面位于所述光刻胶的不同高度；以及
基于所述参考光强度分布和所述至少一个强度调整项，确定目标光强度分布。
2. 根据权利要求1所述的光刻仿真方法，其特征在于，基于所述参考光强度分布和所述至少一个强度调整项确定所述目标光强度分布包括：
基于所述至少一个强度调整项中的每个强度调整项的权重，对所述至少一个强度调整项进行加权；以及
基于经加权的至少一个强度调整项和所述参考光强度分布，确定所述目标光强度分布。
3.根据权利要求2所述的光刻仿真方法，其特征在于，每个强度调整项的权重与来自所述第一成像平面的光信号对该强度调整项所对应的第二成像平面的影响程度有关。
4.根据权利要求2所述的光刻仿真方法，其特征在于，基于经加权的至少一个强度调整项和所述参考光强度分布确定所述目标光强度分布包括：
将所述经加权的至少一个强度调整项与所述参考光强度分布之和确定为所述目标光强度分布。
5. 根据权利要求1所述的光刻仿真方法，其特征在于，所述方法还包括通过如下方式确定所述至少一个第二成像平面：
基于所述光刻过程的聚焦深度，确定所述光刻胶的目标高度范围，所述目标高度范围对应于所述聚焦深度；以及
在所述目标高度范围内选择与所述第一成像平面处于不同高度的所述至少一个第二成像平面。
6. 根据权利要求1所述的光刻仿真方法，其特征在于，所述至少一个第二成像平面包括以下至少一项：
所述光刻胶内比所述第一成像平面高的成像平面，或
所述光刻胶内比所述第一成像平面低的成像平面。
7. 根据权利要求1所述的光刻仿真方法，其特征在于，所述至少一个强度调整项中的每个强度调整项是根据以下至少一项确定的：
该强度调整项所对应的第二成像平面在所述光刻胶中的高度，或
该强度调整项所对应的第二成像平面的离焦值。
8.根据权利要求1所述的光刻仿真方法，其特征在于，通过针对光刻胶的第一成像平面仿真光刻过程确定在所述第一成像平面上的参考光强度分布包括：
获取空间图像，所述空间图像包括光在进入所述光刻胶之前的强度分布；
基于所述空间图像和与所述光刻过程有关的仿真参数，生成针对所述第一成像平面处的光强度的多个仿真分量，每个仿真分量模拟所述光刻过程的一个因素对所述第一成像平面的光强度分布的影响；以及
通过对所述多个仿真分量进行加权，生成所述参考光强度分布。
9.根据权利要求8所述的光刻仿真方法，其特征在于，所述多个仿真分量包括：
第一仿真分量，其模拟所述光刻胶的光学性质对所述第一成像平面的光强度分布的影响，
第二仿真分量，其模拟所述光刻过程的曝光步骤对所述第一成像平面的光强度分布的影响，
第三仿真分量，其模拟所述光刻过程的显影步骤对所述第一成像平面的光强度分布的影响，
第四仿真分量，其模拟所述第一成像平面处的光刻胶收缩引起的光强度变化。
10.根据权利要求8所述的光刻仿真方法，其特征在于，对所述多个仿真分量进行加权所使用的权重与所述第一成像平面的离焦值有关。
11.根据权利要求1所述的光刻仿真方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述目标光强度分布，生成利用目标图案进行光刻而形成的仿真图案。
12. 根据权利要求11所述的光刻仿真方法，其特征在于，基于所述目标光强度分布生成利用目标图案进行光刻而形成的仿真图案包括：
基于所述目标光强度分布和所述目标图案，确定显影后能够保留的一个或多个光刻胶区域；以及
基于所述一个或多个光刻胶区域的轮廓，确定所述仿真图案。
13.根据权利要求1所述的光刻仿真方法，其特征在于，所述光刻过程是基于负显影工艺的。
14.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理单元；以及
至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理单元并且存储用于由所述至少一个处理单元执行的指令，所述指令在由所述至少一个处理单元执行时使所述电子设备执行根据权利要求1至13中任一项所述的光刻仿真方法。
15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序可由处理器执行以实现根据权利要求1至13中任一项所述的光刻仿真方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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