CN1695150A - 用于过程控制拐点特征修饰的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在工件上生成图案时校正光学邻近和其它效应的过程控制下、修饰拐点特征(内部和外部)的方法和系统。工件包括平板印刷掩模和通过直接写入生成的集成电路。本发明的特定方面在权利要求、说明书和附图中加以描述。

Description

用于过程控制拐点特征修饰的方法和系统

技术领域

本发明涉及在工件上生成图案时校正光学邻近和其它效应的过程控制下、修饰拐点特征(内部和外部)的方法和系统。工件包括平板印刷掩模和通过直接写入生成的集成电路。本发明的特定方面在权利要求、说明书和附图中加以描述。

背景技术

将逻辑电路设计转换到衬底上并产生集成电路包括很多步骤，从逻辑设计到电路布局，还有对校正邻近或其它效应的修饰，以及在生成图案期间的过程控制。逻辑设计正变得越来越复杂。创建逻辑设计的部分是电路布局，其作为逻辑设计处理部分来进行，因为集成电路的很多操作特性都取决于信号必须传送的距离以及信号遭遇的阻抗。逻辑电路设计和布局通常在矢量空间中进行，因为矢量数据更便于设计目的和更为紧凑。

一旦电路布置完毕，就为产生用于印刷电路层的掩模和为直接写入电路层来选择处理。为了支持直接写入，通常对电路布局增加修饰，以校正邻近效应。这些邻近效应包括光学邻近效应或涉及高斯或其它辐射能量(即，分别是光子或电子束能量)分布的电子束邻近效应。例如，当光子能量用于图案产生器时，可以对接触点的拐点添加一次或多次修饰，使得该接触点更接近正方形，并避免光子能量的高斯分布带来的舍入。这些是所谓的光学邻近校正特性。同样，可以对内部拐点特征、对“L”形图案添加一次或多次修饰，以减小高斯分布带来的填补。在产生之后，添加到内部或外部拐点特征的修饰本身一般不出现在晶片上产生的外露图案中。而是影响在设置保护层中出现的图案。

为了支持用掩模进行平板印刷写入，可以对修饰再增添修饰。这是所谓的平板印刷邻近校正特性。通常需要掩模来包括内部和外部拐点修饰和其它会影响通过掩模投射到工件和在该工件上生成的图案上的辐射能量分布的特征。为了生成包括期望修饰形状的掩模，可以对期望修饰形状的拐点添加修饰，以便在掩模表面上精确生成这些掩模。当然，在修饰上添加修饰大大增加了电路布局的矢量复杂性。例如，具有一个修饰的单个外部拐点可能变成两个内部拐点和三个外部拐点，如图2A所示。在一个修饰上还具有修饰的同一个拐点可以变成12个内部拐点和13个外部拐点，如图2B所示。用于在集成电路上产生图案的加工(fab)可能具有大量过程控制，以影响在设置保护层中出现的图案。过程控制包括待曝光的保护层、曝光辐射、曝光后的开发、蚀刻及其它处理条件的特性。逻辑电路设计是复杂的，而基于该逻辑设计制造集成电路更为复杂。

由于光平板印刷的所谓k1因子已经增加，对用于IC制造的光掩模要求的性能也逐步地增加。由于更紧密的规格、高级OPC的更多使用和硬相移掩模的引入，图案逼真度已经与IC设计和制造过程紧密地联系在一起。新制造过程的研制和质量都需要早早的在该过程中确定OPC模型和掩模特性。但是，随着生产成斜坡上升，其带来的效应是可能很昂贵以及较长交货时间的掩模供应链。

在两类主要的用于生成图案的辐射能量中，光子束通常具有比电子束更宽的横截面。采用多个光子束的系统一般比采用多个电子束的系统更容易获得。光子或激光图案产生器系统通常比电子束系统更快但较不精确。在激光扫描系统中的多个分别很宽的光束具有不同的特性，包括比矢量驱动的电子束系统中的单个电子束更小的精确度。修饰上叠加修饰可以用在利用激光扫描系统的掩模写入中，以部分地补偿光子束较大的光束宽度。

为了直接写入应用程序，光子曝光辐射可能是优选的，因为电子束可能相反地影响集成电路的层特性。在集成电路的衬底和电子俘获层中，通过正在成型的保护层的电子可能损害或改变保护层下面一层的特性。这些被更改的特性可能对器件性能具有不希望的影响。

这些发明者致力于开发采用光子曝光辐射的新型图案产生器。不是采用一个或多个扫描激光束，该新型图案产生器采用空间光调制器(“SLM”)和受脉冲作用的照明源来在工件表面上印制所谓的图章。上述参考的图像发动机(Graphics Engine)应用是若干重叠了公开该新型图案产生器的发明人的应用之一。这些共同的未决应用还教导可以用其它采用受脉冲作用的照明源的阵列类型来印制图章。

用于校正光学邻近效应的一些修饰类型已经在现有技术中描述。例如，衬线、反衬线和锤头都描绘在美国专利No.6453457的图1B中。在同一专利的图1A和美国专利No.5340700的图1C中描绘了很难教导出其它具有不同布局同路的印刷和非印刷的相邻特性。诸如正方形、矩形和三角形的简单几何图形出现在这些图中，因为在设计来处理简单几何图形的系统中，诸如椭圆的更复杂几何图形是不适合于表现或再现的。

通过向掩模制作以及直接写入的图案产生器添加用户可更改的参数，可以改善生产灵活性。期望更改过程参数，但不为了调整拐角特征的曝光而改变底层的矢量图案数据库。例如，期望用过程参数来补偿显影剂和边缘偏差，或修改接触面积、拐点撤回以及线缩短。还期望用过程参数来调整图案产生器的操作特性，以便与另一种图案产生器的特性匹配，例如使基于SLM的新型图案产生器的操作特性与公知和已建立的电子束机器匹配。

发明内容

本发明涉及在工件上生成图案时校正光学邻近和其它效应的过程控制下、修饰拐点特征(内部和外部)的方法和系统。工件包括平板印刷掩模和通过直接写入生成的集成电路。本发明的特定方面在权利要求、说明书和附图中加以描述。

附图说明

图1示出SLM图案产生器的通用布局。

图2示出更改在设置保护层中出现的图案、但不改变底层矢量图案数据库的过程调整。

图3示出由各种曝光辐射分布产生的各种拐点图案。

图4示出生成图案的多通道写入的不同图案。

图5示出在调整前和后用于曝光在4种写入通道中的孤立拐点特征的照明图案。

图6和7示出采用曝光调整特性的另一种实施例。

图8-10示出可以动态添加到拐点特征上的修饰。

图11示出曝光调整特性的一个实施例的细节。

图12示出具有多个修饰的线末端的特性。

图13示出用于分析操纵过程参数来匹配由电子束机产生的修饰的方法。

图14-18示出由操纵用于外部拐点的过程参数产生的部分仿真结果。

图19示出曝光曲线以及曲线与参考曲线之间的偏差。

图20-21示出用于产生曝光调整特性的部分Matlab程序代码和仿真结果。

图22示出对多通道写入策略的特性的几何分析。

图23示出线末端的曝光和对在一个像素方形格内的拐角布置的灵敏度。

具体实施方式

以下详细描述是参考附图进行的。描述优选实施例是为了说明本发明，而不是限制其范围，该范围是由权利要求限定的。本领域的技术人员可以知道各种以下描述的同等变形。

图1示出了SLM图案产生器的通用布局。SLM图案产生器在相关的上述未决专利申请中公开。待曝光的工件被安置在工作台112上。工作台的位置通过诸如成对的干涉仪113等精确定位仪器来控制。工件可以是具有保护层或其它对曝光很敏感的材料的掩模，或者为了直接写入，可以是具有保护层或其它对曝光很敏感的材料的集成电路。在第一方向上，工作台连续移动。在一般垂直于第一方向的另一个方向上，工作台或者缓慢移动，或者以步进方式移动，从而图章的条纹曝光在工件上。在该实施例中，在产生激光脉冲的、脉冲调制的受激准分子激光源107中接收闪光命令108。该激光脉冲可以是深紫外线(DUV)或极度紫外线(EUV)频谱范围。该激光脉冲被光束调节器或均化器转换为照明光106。光束分裂器105将至少一部分照明光引导至SLM 104。脉冲是简短的，例如只有20ns长，因此在闪光期间任何工作台的移动都被禁止。SLM 104响应由图案光栅器102处理的数据流101。在一种配置中，SLM具有2048×512个镜子，每一个都是16×16μm，并且具有80×80nm的投影图像。SLM包括CMOS模拟存储器，具有在每个存储节点上半微米处形成的微型机械镜子。在存储节点和镜子之间的静电力激励镜子。器件按照衍射模式工作，而不是镜面反射，并且只需要偏移镜子四分之一波长(248nm中的62nm)，以便从完全的接通状态到完全的断开状态。为了创建精细的地址网格，驱动镜子打开、关闭以及处于63中间值。从SLM芯片的千百万个图像中将图案缝合在一起。闪光和缝合以每秒1000个图章的速度进行。为了消除缝合和其它错误，用偏移网格和区域4倍地写入图案。此外，这些区域沿着边缘混合。镜子被单独调整。对受激准分子光敏感的CCD摄像机设置在光学路径上一个等价于最终透镜下的图像的位置上。通过已知的电压序列驱动SLM镜子，且摄像机测量响应。调整函数是针对每个镜子确定的，用于实时校正写入期间的灰度数据。在该数据路径中，矢量格式图案被光栅化成灰度图像，具有对应于在4个写入通道中的单个像素的剂量级别的灰度级。然后可以采用图像处理来处理该图像。最后一步是转换该图像，以驱动SLM的电压。图像处理功能是实时地利用可编程逻辑进行的。通过在相关专利申请中已经公开的各种步骤，光栅化数据转换为用于驱动SLM 104的值103。

在本配置中，SLM是衍射模式的微镜器件。本领域已经公开了很多微镜器件。在可选配置中，照明光可以透过微型遮光器件，例如在LCD阵列中或微型机械遮光板。

诸如掩模写入器或直接写入器等采用灰度采样图像的SLM图案产生器允许各种增强机制。每个像素的灰度值是该图案的一个区域样本值。考虑工具和期望响应的成像特性，例如特定的拐点半径，在拐点特征的预定附近内调整曝光值可以用于模仿或匹配其它图案产生器的特性，例如曝光的拐点半径和拐点撤回。调整方法可以例如用于匹配其它掩模写入器。为了做到这一点，可以比较两个图案产生器的工件上的保护层中的曝光图案特性。该比较可以基于仿真、开发保护层或保护层中的隐藏图像。曝光可以直接由图案产生器产生，或者间接由利用图案产生器产生的掩模来产生。曝光图案的比较使得可以调整一个或多个过程控制参数，直到所曝光的图案基本上匹配。在至少一个图案产生器的光栅领域中根据过程控制参数来更改该数据，而不是更改设计领域中的基于矢量的图案数据。过程控制参数可以与拐角特性曝光性能有关。

图2示出更改在工件上产生或出现在已开发的保护层或其它对曝光敏感的材料中的图案的过程调整。该过程调整可以在不改变底层矢量图案数据库的条件下进行。在图2A和2B中，由被遮蔽的轮廓201表示出期望的图案。在两个图中，期望图案都是具有修饰的拐点。在图2A中，期望图案在无进一步修饰的条件下用于产生图案。在图2B中，对该修饰添加了进一步修饰，以便产生比直接写入图案所能期望的更近似于期望图案的曝光特性或在保护层中形成的图案。过程控制由轮廓203和202表示，它们绘出曝光辐射的不同大小，该曝光辐射可以投射来在形成保护层和蚀刻之后产生期望的图案。

图3示出了由高斯或其它曝光辐射分布产生的各种拐点图案。期望拐点302在实线301的交叉点。这例如是一个矩形的90度拐点。曝光辐射的高斯分布可以产生大量近似于期望拐点的曲线。利用光子辐射产生的普通非连贯图像由曲线303示出。利用光子辐射产生的普通部分连贯图像由曲线304示出。曲线305-307表示具有各种特性的修改后的图像曲线。曲线305是保守修改的图像，当该曲线靠近拐点时，具有少量的面积损失和适度的从期望线301向外的凸出。曲线306是匹配期望拐点302的面积的曲线，具有向外的凸出和在拐点302的撤回。曲线307在拐点302没有撤回，而是面积增大，因为这是曲线而不是突然的拐点。参数过程控制可以允许操作者在这些曲线特性中进行选择。根据本发明的一个方面，过程控制参数的范围可以用于为了估计和选择而单独测试工件。

期望本发明与多通道写入策略一起使用。可以采用大量多通路写入策略，如图4所示。401和402示出了两种不同的策略。在每个图中，第一写入通道由灰色的点划线表示，第二写入通道由灰色的实线表示，第三写入通道由窄黑线表示，第四写入通道由宽黑线表示。401所示的多通道策略包括两次邻近交错的曝光、一次明显的偏移和另外两次邻近交错的曝光。这些邻近交错的曝光可以在两个或四个写入通道中产生。402示出的多通道策略包括沿着与曝光图案的边缘平行的轴垂直的轴级联的同等交错的曝光。一种新多通道策略由连续数403-406示出。为了实施该策略，矢量数据被分别光栅化4次。交错曝光的图案由附图标记410和413-416表示。这些附图标记解析了该交错图案。4次曝光在以410为中心的区域内重叠。这4次曝光的中心均匀地分布在中心410周围的径向图案中，从而线413-406和404-405形成旋转的一对轴。此外，4次曝光的中心与中心410成等距离。也就是说，曝光403沿着轴413的中心离开中心410的距离等于曝光404、405、406分别沿着轴414、415、416的中心离开中心410的距离。交错曝光的进展的特征可以是各向同性的，因为该交错没有沿着任何一个矢量进行。曝光403-406的中心的进展是“Z”字图案，并且没有围绕中心410旋转。(首先，相邻，相反，最后。)本领域的技术人员可以理解采用这些写入通道的顺序可以改变。曝光403-406的中心的另一种进展是围绕410旋转，如图5所示。(首先，相邻，相邻的相邻，最后。)像素中心的第三种进展可以是403、406、404、405，类似于在车轮胎或发动机头上拧紧螺钉的图案。(首先，相反，第三，最后。)3、4、5、6、7、8或更多的通道(优选偶数个通道)也可以基于与重叠中心410成一角度地均匀分布。优选偶数个通道，以便于在反方向上写入，并从曝光到在掩模上形成具有基本相等的平均时间，如写入策略应用中公开的。至少交错三次曝光来产生非重合的穿过像素中心的轴。公开的写入策略倾向于隐藏放置数据的网格和软化光栅化的人工产物。交错曝光的更大网格也用407表示。所有例子都示出4个曝光通道，但采用3、5、6、7、8或更多通道的交错偏移通道也是可以的。

交错403-406的特性的几何分析在图22中示出。本领域的技术人员应当理解，由于曝光辐射的高斯或其它分布，这些方格表示逻辑组织，而不是在保护层中的曝光图案。该分析示出交错图案403-406比图4中的图案401、402更具有各向同性。在这3个图案中，曝光通道表示为2201-04、2211-14和2221-24。对应于图4中的401的第一图案，使所有4个通道中的像素的中心都沿着轴2207对准。对应于图4的402的第二图案，使所有4个通道中的像素的中心都沿着轴2217对准。也就是说，在第一和第二图案中，通过在每个曝光通道中的像素的中心构建的对角轴都与所有4个曝光通道重合。在第二图案中，通过像素中心构建的其它对角轴2215、2216垂直于轴2217。只有两个独立的、非重合的轴才通过设置在4个曝光通道中的像素中心构建。第三图案对应于图4中的403-406。沿着45或135度对角，3个或更多组平行的、非重合轴可以通过设置在4个曝光通道中的像素中心构建。轴2226和2229每个都通过曝光在两个通道中的像素中心，但没有轴穿过设置在3个通道中的像素中心。4个写入通道在0、45、90、135度方向上产生3个非重合的轴。可以为3、5、6、7、8或更多采用各向同性曝光的通道构建类似图形。

图5示出在调整之前和之后用于曝光在4个写入通道中的一个拐点特征的照明图案。在图5A-5H中示出的写入通道表示出用于交错写入通道403-406的另一种顺序。在这些照明图案中，单个像素501的阵列用行502和列503表示。诸如1，1的阴暗像素被画出交叉阴影线并用“0.00”表示。诸如5，1的明亮像素用“1.00”表示。灰暗的像素用水平或垂直条表示，并给出在0.00和1.00之间的值。水平条用于在每个调整“前”图中的灰暗像素，并用于不会在调整“后”图中变化的灰暗像素。垂直条用在调整“后”图5B、5D、5F和5H中，以表示已被调整的灰暗像素。在每个图中示出拐点505，其在两个边缘504的交叉点。边缘504和拐点505在形成的保护层中的曝光位置大致上对应于该单元的灰度分数。例如，在图5A中，单元5，3中的边缘504大致上是从明亮单元5，2到阴暗单元5，4的路径的7/8，对应于灰度分数0.88。在图5B中，在拐点505的预定附近调整的结果是单元3，3的从0.55明亮到0.75，单元3，4的从0.00明亮到0.09。在由图5C-5D示出的写入通道中的同一个拐点，从前图中的写入通道开始交错，因此灰暗单元具有不同的灰度分数。在该写入通道中，单元3，3和3，4已经调整了灰度分数。警告读者不要试图缩放这些图。灰度分数反映计算出来的调整，而拐点在图的单元3，3中的布置只是说明性的，部分选择来用于避免遮蔽灰度分数。

图6、7、20和21提供图5中的计算调整的灰度分数的其它细节。图6示出拐角中心方法的实施例。在该图中，拐角605由预定近邻607包围。每个单元都是80nm的正方形。预定近邻607是从拐点特征开始在各个方向上都是120nm的正方形，或者是一拐点特征为中心的240nm的正方形。在一个实施例中，选择这样的单元或像素，其中心落在中心605的预定近邻内。单元2，3、2，2、3，2和3，3在选择的单元中。拐角近邻调整图形606用于确定单元调整。在图6中，单元3，2的中心在图形的中心附近。单元2，2的中心有一些远离该图形的中心。单元2，3的中心或单元3，3的中心都没有落在该图形内。拐角近邻调整图形606的应用产生在图5H中作为修改的灰度分数示出的结果。

图7示出围绕像素中心的方法实施例。当然，不管是从第一点到第二点测量还是反向测量，两点之间的距离是相同的。在该实施例中，选择在单元中心708的预定近邻内的任意拐点605。在该图示中的预定近邻707在由圆的半径示出的距离内。从像素中心708开始应用拐角近邻调整图形606。拐角605是从该拐角近邻调整图形的中心到边远的路径的3/4。

图6和图7的方法都可以通过沿着拐角平分线内侧或外侧滑动该调整图形来修改。也就是说，该像素的拐点或中心与调整图形的长轴或镜子轴对准，但是不一定与该调整图形的中心重合。这可能改变预定近邻的优选大小。

图11包括平面视图和一个拐角近邻调整图形的等角视图。为了连续调整拐点撤回，并最小化拐角处的面积损失，必须修改拐角特性附近的曝光分布。在明亮的孤立接触拐点的情况下，必须增加曝光强度，以便将等强度曲线朝着拐点向外伸展。对于孤立或内部拐点，必须减小光。有很多方法可以完成这一点。按照控制得较好的方式调整在拐点特征的预定近邻中的像素的灰度值。

有几个考虑影响了本发明的调整图形实施例。首先，实施资源和算法复杂性随着被分析和调整的预定近邻的物理范围的增加而增长。非常小的预定近邻可以限制调整性能。大的近邻可能一直阻碍开发，直到能以合理的费用获得更多强大的处理器。假定目前的可用资源，3×3像素或240×240nm的近邻是合理的折衷。可以使用5×5像素的近邻。第二，一些调整图形根据拐点特征在哪里落在一个像素中而产生不同的结果。对像素中心附近的拐点特征可以比对像素边缘或拐点附近的拐点特征处理得更好或更差。第三，内部和外部拐点都需要照明调整。孤立和密集拐点可以在设计中找到。在各种处理中，采用正保护层和负保护层，其中特征被曝光或没有被曝光。第四，调整的更大动态范围将容纳更多用途。

在图11A-11B中，钻石形的三维表面1106来自椭圆和正方形的交叉相关，如下所述。在这些图中，x和y轴1102、1101的刻度单位是微米。钻石图形的长半轴和短半轴分别是107和58nm。也就是说，沿着长轴该图形长达107nm。图形1103的高度在0到1的范围，这取决于用gli还是glo因子的应用来缩放。通过交叉相关，像素大小的效应和待动态添加的修饰的图形合并在一起。所产生的图形考虑了像素大小的效应，并因此实际上不取决于拐点在哪里落入像素。在没有与修饰的拐点特征非常近似的附加特征的情况下，该图形完全独立于拐点位置。期望在实际条件下，非常接近的特征在某些情况下调用重叠的图形，这在某种程度上减小了该图形的位置独立性，但导致很高的修饰或图形纵横比。

在横轴上取向的椭圆是一种将修改的像素值的面积沿着拐点平分线集中的方法。这对于具有水平和垂直边缘的所谓曼哈顿几何来说是理想的。它将该图形与施加到相邻拐点的图形重叠的程度减至最小。在长轴方向，该图形的长度将确定该图形的综合贡献。为了允许拐点半径和撤回的大调整范围，长轴长度必须很大。通过用特定的面向像素的系统进行反复试验，选择了107nm的半长轴长度，作为调整范围、与相邻拐点的重叠、以及孤立和密集拐点的性能之间的较好折衷。

调整图形的一个实施例是查找表。在图11和12示出以及在图20和21中实施的该功能表示在半长轴为50nm、半短轴为1nm的椭圆和与一个像素(在该例中为80×80)差不多大小的正方形之间的交叉相关。两个函数f(x，y)和g(x，y)之间的二维交叉相关定义如下：

$h(x,y)=\underset{-\∞}{\overset{\∞}{\∫}}\underset{-\∞}{\overset{\∞}{\∫}}f(x^{\′},y^{\′})g(x+x^{\′},y+y^{\′})d{x}^{\′}d{y}^{\′}$

在该例中，f(x，y)是椭圆，其半长轴为50nm、半短轴为1nm并旋转45度，如图8所示的椭圆810。函数g(x，y)是对应于本实施例中一个像素的投影图像的80×80nm的正方形。当该正方形移动距离(x，y)时，所产生的交叉相关h(x，y)等于正方形g(x，y)和椭圆f(x，y)之间的重叠面积。然后，将这些值分别乘以因子gli或glo，以缩放内部和外部拐点的调整。

执行灵敏度分析，以确定该调整图形是否对一个像素内的拐点的初始位置敏感。上面提到了不期望拐点位置的独立性。总的来说，最大的拐点位置灵敏度是当拐点特征与像素的平分线或对角轴重合时。为这种拐点布置产生的不确定性大约是一次仿真+/-0.9nm。图23D示出作为一部分灵敏度分析执行的仿真的结果。该结果表示一个调整图形为孤立拐点产生的调整通常对拐点特征在哪里落入像素中是不灵敏的。图23D包括从拐点增强的空间图像仿真图中提取的边缘轮廓，该拐点增强是放置在一个像素正方格内的随机拐点位置上的100个拐点。在由该图示出的像素相关内的拐点位置可以忽略。无论拐点在哪里落入像素正方格内，拐点增强都产生非常接近于相同的调整曲线。由像素正方格内的拐点布置产生的最大不确定性比正或负1nm更好，这是用调整的曝光产生的空间图像中的偏差范围和一个像素正方格内的100个随机拐点布置的参考曲线来测量的。如果用分数来表达，则由一个像素区域内的拐点布置产生的最大位移不确定性小于像素宽度的2％。

图20和2 1示出用于构建和应用拐点近邻调整图形的Matlab程序的部分。图20是可以调用来采用调整图形的函数scEllipseLUT。如果无法获得与传递给scEllipseLUT的参数匹配的查找表(“LUT”)，则该函数调用scEllipseCreate来构建该图形。在图20中，传递给scEllipseLUT的参数是：

dx，从拐点特征到像素中心的x距离或位移

dy，从拐点到像素的y距离

pV，当前像素的未调整光栅值

cV，包括拐点特征的像素的未调整光栅值

cT，拐点类型和方向，例如内部/外部和NE、SE、SW或NW

a，用于构建LUT的椭圆的长轴或半长轴的维

b，用于构建LUT的椭圆的短轴或半短轴的维，其可以设置为一个或其它值并且不传递，

gl，灰度级调整参数，对于内部拐点可以是gli，对于外部拐点可以是glo

cInP，表示拐点是否落入像素pV内的选项标志。

采用多个全局变量(13-16行)。这些变量包括xEllipse、yEllipse、sEllipse和aEllipse。前面3个全局变量是将拐点调整图形实施为查找表的数组。aEllipse参数是用于产生LUT的参数“a”。在17-30行，对于给定参数“a”，如果LUT应加载或持续，例如在磁盘文件中，则采用现有LUT。否则，调用scEllipseCreate来产生新LUT。

根据拐点的方向，在31-34行，通过将具有“nw”和“se”方向的特征拐点(但不是其余方向)的一个位移的符号反向，使该图形关于一个轴镜面对称。这在计算上是高效的。

在35-45行，如果拐点在像素中心的预定近邻内，通过在LUT上插值来计算调整值dV。在该图示中，该预定近邻是240nm的正方形。在46-49行，LUT值乘以缩放因子gl，并且该值由函数返回。

对于参数“a”，函数scEllipseCreate返回3个实施查找表的数组。该函数当然可以针对参数“a”、“b”来实施。其取决于179-188行的函数ellipse。代码的各个部分都支持拐点调整图形，包括102行、125-142和173-177行。函数scEllipseCreate高效地将半长轴为“a”和1nm的椭圆与边bD为0.080微米或80nm的正方形像素交叉相关。该像素的大小设置在143行。其它函数也可以代替scEllipseCreate来实施各种LUT或体现修饰的不同形状。在函数scEllipseLUT中，公式或其它计算都在38行被代之以对LUT插值。在该行，调整图形可以实施为公式、LUT、图形或其它等价逻辑。调整图形的其它实施方式包括无需借助于查找表就可以计算的函数。

图12示出了在曝光背景上的阴暗特征1201和修饰1202、1203。在修饰的内部和外部拐点，采用调整图形1106，例如1204。修饰有效地施加到修饰1202、1203上。调整图形可以沿着拐点平分线施加，该平分线在该例中对应于这样一对轴，该对轴与对应于正在印制的特征边缘的轴横向地旋转。修饰1204可以从拐点向外动态施加。当调整函数应用于阴暗特征的颈部1205的内部拐点时，从该颈部的两侧都加上能量(“+”)。当颈部宽度1213(“n”)减小到该图形范围的两倍以下时，也就是小于214nm，在中部的像素可以通过从该颈部的每一侧进行调整来影响。这可能会过补偿颈部，并产生太窄的特征。因此，可以建议一种规则来减小该效应，例如只采用两个将同一符号(正或负)的调整施加到特定像素的拐点特征的平均贡献。按照相同方式，很小的修饰尺寸1212和很大的颈部尺寸1213可以产生相反符号的重叠调整。可以采用相反符号的调整的和。

在图8中示出椭圆动态修饰，在该例中例如实施在LUT中。修饰810沿着与正被修饰的拐点的边缘604、614定义的轴横向的一个或多个轴取向。或者，对于旋转轴系统或钻石形像素，修饰可以沿着与该像素的中心或该像素的边缘定义的轴横向的一个或多个轴取向。本发明的一个方面是向拐点动态添加修饰810。修饰通常都太小或太弱，以至于无法印制，而通过改变全部曝光分布和在形成的保护层中产生的图案，可以影响相邻像素中的灰度值。在图8-10中，修饰810、920、1001和1003意欲成为大纵横比的修饰。矩形、钻石或平行四边形或其它具有4个或更多边的几何图形都可以用作椭圆的代替物。大纵横比修饰较好的适用于面向像素的照明系统，因为这些修饰与具有相似区域的紧密修饰910、1002相比可以横跨相邻像素。此外，这些修饰可以用比紧密修饰更小的密集拐点贡献之间的重叠似然度来调整在一个拐点特征处的面积。在该上下文中，大纵横比意味着至少4比1，优选10比1，或长度与宽度之间、或长轴和短轴之间更大，如在仿真中所采用的。在仿真中，比例为50比1的椭圆优于比例为25比1的椭圆，后者也可以工作，但两个都优于比例为10比1的虚衬线。大纵横比修饰可以通过查找表来实施，而不会导致用基于几何形状的矢量来描述他们的复杂化。上述交叉相关有效地用50比1的大纵横比椭圆来实施了拐点特征的动态修饰。该修饰是校正特征；动态添加的修饰不会在曝光后作为椭圆出现在已形成的保护层中。

如果大纵横比修饰等同于特殊的刮板图案(sweep pattern)，则大纵横比修饰可以用于面向矢量的照明系统，例如矢量电子束系统。如果短照明闪光另外添加到束调制信号上，则大纵横比修饰可以用于扫描照明系统，例如多束激光器或电子束扫描器。

为了估计采用拐点近邻曝光调整图形的结果，进行了仿真。图13示出根据标准的(state-of-the-art)参考电子束机的性能来形成特征图。用Matlab开发和实施了成型的电子束仿真机(SEBS)。向SEBS输入的图案1301是具有修饰的特征。参考模型假定是高斯电子束，对孤立拐点来说具有50nm的拐点撤回。如仿真的那样，具有单一高斯分布矢量写入束的电子束机产生一个圆形的拐点1303，具有100nm的半径和在期望拐点1302与实际拐点1303之间50nm的撤回1304。仿真该参考电子束机的性能，以产生空间图像的同强度曲线1305、1306、1307。过渡区域1306围绕曝光区域1305。在过渡区域1307外部，保护层会接收少于临界的剂量。曝光曲线1308可以从该同强度仿真中提取出来以用作特征图，而仿真结果和采用调整图形的显微照相可以相互比较。

仿真在Matlab/Sold-C的环境下执行。首先，用内部开发的Matlab代码程序将以矢量格式(线/空间/触点/孤岛)输入的图案光栅化为具有灰度级的像素图案，该灰度级对应于在图1所示的4个写入通道的图案产生器的单个SLM镜子上的曝光强度。图5是该光栅化的例子。然后，利用传送到光栅域中的拐点位置信息，在光栅域中采用调整图形。(在操作中，该信息可以从矢量域或从子像素操纵传送。或者，向数据添加修饰的设计工具可以对要修饰的拐点特征进行标记，而不是添加矢量格式的修饰。这在图案产生器可以与曝光工件并行的动态添加修饰时有助于实施打算进行的修饰和校正。)根据调整图形和gli、glo因子来调整该拐点特征的预定近邻内的像素。为了将灰度级值限制在范围[01]内，限制任何低于0或超过1的值。最后，该连续范围被分配给65个离散灰度级：关、开和63个中间值。用商业平板印刷仿真软件来自Sigma-C的Solid-C进行从SLM到掩模的铬盘的光学成像系统的仿真。在仿真中，将照明系统模型化为内半径为0.2NA、外半径为0.6NA的环面。用完全的矢量光学模型将成像系统模型化为缩微为200、数字光圈0.82、昏暗度为0.16的透镜。为了排除在保护层模型中的不确定性的影响以及由于保护层中的离散网孔点之间的插值产生的数值不利影响，采用曝光的空间图像来分析结果，而不是保护层图形的底部。在空间图像中，将远离特征拐点的、给定正确尺寸的强度级选择为剂量对尺寸(dose-to-size)。

图14-18示出仿真结果。在每幅图中设置了参数和一些结果。诸如图14B的“B”帧说明曝光图案和曲线系列。x和y刻度1401、1402用微米表达。曝光的区域1405一般是亮色。未曝光或轻度曝光的区域1407一般是暗色。曲线系列1406已被计算。这些曲线的一个小区域1408在图14C中展开。刻度1411、1412又用微米表达。参考曲线1420是暗实线，对应于诸如1308的参考曲线。未调整曝光的仿真结果是点划曲线1421。由表示为“内部”(gli)和“外部”(glo)的参数应用产生的调整由灰度曲线1422示出。各个图中，当灰度曲线1422、1522、1622等随着参数gli和glo变化时，对它们重新编号。参考曲线1420与图14A中的未调整曲线1421和调整曲线1422进行了比较。图14A的x轴从y轴1402附近跟踪参考曲线1420到x轴1401附近。y轴跟踪从参考曲线1420开始的毫微米差异。曲线1431是未调整的曝光，在图14A-19A中保持恒定，并且没有重新编号。曲线1432、1532、1632随着参数gli和glo而变化。

在图14-18中出现的仿真将补偿参数glo从10变化到90。对这些图的分析和其它分析表明优选值15来最小化面积误差，优选20来最小化参考曲线和调整曲线1532之间的偏差，优选30来最小化误差函数的跨度。从图15A中，可以看出在参考曲线1420和调整曲线1522、1532之间的最大偏差略微大于在拐点平分线和过区域处的2nm。这对于拐点半径为大约100nm、拐点撤回为40nm的标准电子束系统的光学模仿来说是比较小的误差。对内部拐点或孤立拐点进行类似分析。优选补偿幅度选择为20-30。在参数值gli＝30时，偏差曲线表示大约1.5nm的最大误差。在面积误差的术语中，未补偿和补偿拐点的值分别大约是-35和21nm。

图19总结了调整补偿参数的效应。对曝光特征呈现了结果19A、19D，对产生阴暗特征的曝光背景也呈现了结果19C、19B。在图19A中，参考曲线1920落在利用补偿参数范围产生的曲线系列1901之间。对该补偿曲线范围产生的误差在图19B中示出。曲线1902示出参考曲线1920和曲线1901之间的偏差。最大偏差大致上沿着拐点平分线。在图19C中，参考曲线1920又落在曲线系列1903之间。对该补偿曲线的范围产生的误差在图19D中由曲线1904示出，该曲线示出参考曲线1920和曲线1903之间的偏差。同样，最大偏差又大致上沿着拐点平分线。

图19E、19F示出具有修饰的拐点的曝光，类似于在图2中示出的。在图19E中参考曲线是1930。没有补偿的曝光等高线是1931。在有补偿的情况下，接近点划的等高线1932邻近匹配参考曲线1930。该偏差在图19F中示出，该图示出为何参考和校正曲线在图19F的很多区域中都不能区别开来。未校正曲线1941与参考曲线的偏差多达20nm。校正曲线1942具有正和负5nm的偏差波瓣，校正曲线的实际部分在参考曲线的2-3毫微米内。

修饰的拐点非常靠近或密集时会产生两类问题。一种涉及非常窄的颈部，另一种涉及非常窄的凹口。在颈部很窄的情况下，倾向于过补偿和修剪颈部，使其落在规格之外。该问题可以通过采用如下规则来克服：只能采用重叠调整函数的平均值，或者采用重叠调整函数的和的另一个分数。在修饰之间具有窄凹口的情况下，例如在窄线末端的孪生衬线，修饰倾向于舍入到一起。参数修正可以处理窄凹口的情况，但是该处理会在其它情况下产生更坏的结果，如孤立拐点。或者，可以在预定近邻内检测到窄凹口的情况下更改调整图形的应用。通过具有例如平行于凹口方向的不同方向的图形，可以减小或处理对该凹口反侧的外部拐点的调整，以最小化该凹口处的填充。对密集拐点的测试情况的分析找到gli＝30和glo＝30的参数值来在误差规格内产生最大数量的测试情况。最困难的测试情况具有较窄的线和较大的修饰，这产生窄凹口。

线末端是拐点的重要类型。图23A、23B、23C示出线末端，用于曝光特征和在曝光背景下的阴暗特征。参考曲线2302、2303没有完全达到理想的正方形离线末端2301。参考电子束写入器在拐点2302处具有一些撤回，以及对窄线2303具有一些线缩短。如果没有拐点增强，用SLM产生的图像具有由曲线2311、2321示出的线末端缩短特性，这些曲线类似于线宽为300nm那么窄的参考曲线2310。当采用拐点特征增强时，用SLM产生的图像具有由曲线2312、2322示出的线末端缩短特性，这些曲线类似于线宽为200nm那么窄的参考曲线。

形成了图案的扫描电子显微镜图片，并采用了保护层。但是，在测量和模型化数据之间的量化比较是困难的。

从上述描述中，对本领域的技术人员来说显然可以从本发明的方面和部分中构造很多系统和方法。一个实施例在光栅化数据域中提供过程控制的方法。系统操作员可以根据该方法更改拐点特征处的曝光。该方法包括提供拐点近邻曝光调整图形。曝光调整图形应用到光栅化的曝光图案数据中的拐点特征上，从而将曝光调整为工件的辐射能量。在拐点特征的预定近邻调整该曝光。然后在工件上，利用调整的曝光图案数据产生图案。该实施例的一个方面是拐点近邻曝光调整图形可以对应于大纵横比修饰与代表性像素区域的交叉相关。代表性像素区域可以是SLM或其它调制器件的物体平面中的像素，或者是在工件表面的图像平面中的像素，或者在图像域或者在强度域。该曝光图形可以实施为查找表或可以计算的函数。在大纵横比时可以至少是4比1、10比1、25比1或50比1。或者以及更通用的是，拐点近邻曝光调整图形可以对应于大纵横比修饰。

拐点近邻调整图形可以产生基本上与拐点在何处落入像素区域独立的曝光。或者，拐点近邻调整图形可以产生取决于拐点特征在正或负1nm或更多的像素区域内的位置的曝光。该实施例的另一方面是应用和产生步骤可以在处理光栅化曝光图案数据流时并行处理。光栅化曝光图案数据可以由适量图案数据产生。矢量图案数据可以在产生步骤中应用时并行光栅化。通过在光栅域的曝光调整图形，底层矢量图案数据保持不变。该实施例的另一方面包括如何相对于拐点特征和像素中心来应用调整图形的细节。这些细节如上所述。

另一实施例是一种在光栅化数据流内识别的一个或多个拐点特征处动态添加大纵横比修饰的方法。该方法包括在拐点添加大纵横比修饰，并对应于该添加的大纵横比修饰调整拐点特征的预定近邻内的曝光。该实施例的另一方面可能在前一实施例中。两个实施例都通过应用调整参数来控制曝光调整的程度，来进行曝光调整。

另一个实施例是一种在面向像素的曝光系统中在拐点特征处动态添加大纵横比修饰的方法。该方法包括对应于在特定拐点特征处动态添加的大纵横比修饰，应用拐点近邻曝光调整图形来调整特定拐点特征的预定近邻内的像素的曝光值。还可以包括利用调整的像素曝光值在工件上产生图案。该实施例的方面与前面实施例的相同。

还有一实施例是一种利用面向像素的图案产生器曝光工件的方法，包括在至少4个曝光通道中曝光保护层。像素这样交错，使得穿过曝光在该4个曝光通道的至少3个中的像素中心而构建的平行轴不重合。通过定义一个重叠区域，曝光通道产生至少4个像素的重叠。重叠像素具有像素中心。像素中心具有在重叠区域中心四周基本上均匀的角分布。像素中心还可以基本上与该重叠区域中心等距。或者，像素中心可以基本上与重叠区域中心等距，但不是呈均匀的角分布。像素方向可以是调制器的物理设置，例如微型镜，或位置的逻辑组织，以控制曝光辐射的调制。

本发明的另一方面是一种使图案产生器能合格用于制造过程的方法。或者，该方法可以描述为一种用于将模式产生器与另一种模式产生器、特别是已经具备用于制造过程的资格的图案产生器匹配的方法。图案产生器可以用于生产掩模或用于直接写入。工件是一个可以指上面产生曝光图案的掩模或器件的通用术语。根据该方法，通过图案产生器将图案曝光在工件上。例如图案可以曝光在保护层上。该方法包括比较曝光的图案特性。该图案特性可以作为潜在曝光来比较或在形成的保护层中比较。待调整的图案产生器之一使用过程控制参数。例如，拐点近邻调整图形可以用于调整该过程。该方法包括调整一个或多个过程控制参数，以匹配曝光的图案。曝光的图案可以出现在由图案产生器直接生成图案的工件上，还可以出现在用已经由图案产生器生成了图案的掩模来曝光的工件上。也就是说，感兴趣的曝光图案可以直接由图案产生器产生，还可以由已经由图案产生器制造的掩模来产生。该方法可以包括在正被调整的图案产生器中改变光栅域数据。该方法可以在固定基础上采用，在该基础上选择了过程控制参数来将一个图案产生器与其它通用或特定产品类型匹配，还可以在可变基础上采用，在该基础上，根据从特定生产循环中的特定图案产生器测量的曝光图案特性，为特定图案产生器在该特定生产循环时调整过程控制参数。如上所述，过程参数可以涉及拐点特征曝光特性。该比较可以通过仿真来完成，至少为了产生固定基础应用。特殊适配的仿真可以用于比较，将该仿真与从特定生产循环中的特定图案产生器测量的特性匹配。或者，该比较可以通过实验来完成。例如，直接利用图案产生器或间接利用由图案产生器产生的掩模来产生试验曝光。

本发明还包括数据流处理器中的逻辑和资源，以实施上述任意一种方法。本发明扩展到包括这些逻辑和资源的图案产生器。作为制造商的商品，本发明还包括具有数字逻辑的存储器，以实施上述任意一种方法。本发明扩展到将来自制造商的商品的数字逻辑加载到其中的图案产生器。

尽管通过引用上述优选实施例和例子公开了本发明，但应当理解，这些例子只是说明性的，并非限制意义上的。本领域技术人员很容易想到在本发明的精神和权利要求的范围内的修改和组合。

Claims (42)

1.一种在光栅化数据域中提供拐点特征处曝光的过程控制的方法，该方法包括：

提供拐点近邻曝光调整图形；

将该曝光调整图形应用于在光栅化曝光图案数据中的拐点特征，以便将曝光调整为该拐点特征的预定近邻内的工件辐射能量；以及

利用该调整的曝光图案数据在工件上产生图案。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述拐点近邻曝光调整图形对应于大纵横比修饰和代表性像素区域的交叉相关。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述拐点近邻曝光调整图形产生基本上不取决于拐点特征在何处落入像素区域内的调整。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述拐点近邻曝光调整图形产生取决于在正或负1或更好的像素区域内的拐点特征位置的曝光。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述代表性像素区域对应于控制像素曝光的单元的交叉段。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述代表性像素区域对应于投影到控制像素曝光的工件单元上的交叉段。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述拐点近邻曝光调整图形对应于在大纵横比修饰和代表性像素区域之间的组合。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述拐点近邻曝光调整图形对应于待添加到拐点特征上的大纵横比修饰。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述拐点近邻曝光图形实施为查找表。

10.根据权利要求2所述的方法，其中，所述拐点近邻曝光图形实施为查找表。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，应用和产生步骤在处理光栅化曝光图案数据时并行进行。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述光栅化曝光图案数据由矢量图案数据产生，并且该矢量图案数据没有被应用步骤修改。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述应用步骤还包括，对于光栅化曝光图案数据中的特定像素，识别特定像素的预定近邻内的一个或多个拐点特征，并处理该拐点特征以确定该特定像素的调整曝光。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述应用步骤还包括，对于光栅化曝光图案数据中的特定拐点特征，识别一个或多个中心在预定近邻内的像素，并处理该像素以确定特定拐点特征对所识别像素的调整曝光的贡献。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述应用步骤还包括，对于光栅化曝光图案数据中的特定拐点特征，识别一个或多个在预定近邻内的像素，并处理该像素以确定特定拐点特征对所识别像素的调整曝光的贡献。

16.一种在光栅化数据流内识别的一个或多个特征上动态添加大纵横比修饰的方法，该方法包括：

在拐点特征上添加大纵横比修饰；以及

对应于所添加的大纵横比修饰，调整该拐点特征的预定近邻中的曝光。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，调整预定近邻内的曝光包括，采用拐点近邻曝光调整图形来确定对应于该拐点特征和特定像素区域的相对位置的曝光调整。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述拐点近邻曝光调整图形对应于大纵横比修饰和代表性像素区域的交叉关联。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述拐点近邻曝光图形实施为查找表。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述大纵横比修饰具有至少4比1的纵横比。

21.根据权利要求16所述的方法，其中，所述大纵横比修饰具有至少10比1的纵横比。

22.根据权利要求16所述的方法，其中，所述大纵横比修饰具有至少25比1的纵横比。

23.根据权利要求16所述的方法，其中，所述大纵横比修饰具有至少50比1的纵横比。

24.根据权利要求20所述的方法，其中，所述拐点特征的边缘沿着第一和第二轴的方向，所述大纵横比修饰沿着与该第一和第二轴横向的方向。

25.根据权利要求16所述的方法，其中，调整曝光还包括，采用调整参数来控制曝光调整的程度。

26.根据权利要求18所述的方法，其中，调整曝光还包括，结合拐点近邻曝光调整特性来采用调整参数。

27.一种在面向像素的曝光系统中在拐点特征处动态添加大纵横比修饰的方法，该方法包括：

对应于在特定拐点特征处动态添加的大纵横比修饰，应用拐点近邻曝光调整图形来调整特定拐点特征的预定近邻内的像素的曝光值；以及

利用调整的像素曝光值在工件上产生图案。

28.一种利用具有像素的图案产生器曝光工件的方法，包括在至少4个曝光通道中曝光保护层，其中所述像素这样交错，使得穿过曝光在该4个曝光通道的至少3个中的像素的中心而构建的平行轴不重合。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述曝光通道产生定义一个重叠区域的像素重叠，并且该像素中心具有在重叠区域中心四周基本上均匀的角分布。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述像素中心基本上与该重叠区域中心等距。

31.根据权利要求28所述的方法，其中，所述曝光通道产生定义一个重叠区域的像素重叠，并且所述像素中心可以基本上与重叠区域中心等距。

32.一种匹配两个图案产生器的方法，该匹配通过调整图案产生至少一个所述图案产生器的一个或多个控制参数来进行，所述方法包括：

利用该图案产生器比较在工件上产生的图案的曝光图案特性，其中一个图案产生器采用所述过程控制参数；

调整所述过程控制参数，直到该曝光图案基本上匹配；以及

根据所述过程控制参数，在至少一个图案产生器中改变光栅域数据。

33.根据权利要求32所述的方法，其中所述过程参数涉及拐点特征曝光特性。

34.根据权利要求32所述的方法，其中，所述比较通过仿真来完成。

35.根据权利要求32所述的方法，其中，所述比较通过实验曝光来完成。

36.根据权利要求32所述的方法，其中，所述图案产生器是掩模写入器。

37.根据权利要求32所述的方法，其中，所述图案产生器是直接写入器。

38.根据权利要求32所述的方法，其中，所述比较基于利用图案产生器来曝光工件而产生的图案。

39.根据权利要求32所述的方法，其中，所述比较基于利用图案产生器来曝光用于曝光工件的掩模而产生的图案。

40.一种利用面向像素的图案产生器曝光工件的方法，包括在至少3个曝光通道中曝光保护层，其中所述暴光通道产生定义重叠区域的像素重叠，并且重叠的像素的中心在该重叠区域中心四周具有基本上均匀的角分布。

41.根据权利要求40所述的方法，其中，所述像素是调制器的物理单元。

42.根据权利要求40所述的方法，其中，所述像素是用于调制曝光辐射的逻辑位置。

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