TWI524374B - 模型化臨界尺寸掃描電子顯微鏡抽取的方法 - Google Patents

模型化臨界尺寸掃描電子顯微鏡抽取的方法 Download PDF

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Description

模型化臨界尺寸掃描電子顯微鏡抽取的方法
大致地，本發明有關半導體設計和製造。更特定地，本發明有關用以準確地模型化臨界尺寸(CD)掃描電子顯微鏡(CD-SEM)抽取的方法和系統，以供光微影術處理模型校準及後光學鄰近效應校正(OPC)之設計佈局驗證的期間使用。
半導體製造技術典型地包含若干處理，該等處理涉及複雜之物理及化學的相互作用。因為幾乎無法發現精確的公式以預測該等複雜之相互作用的行為，所以研發者典型地使用配合於經驗上之資料的處理模型，以預測該等處理的行為。處理模型可在半導體晶片之設計期間被使用於很多的應用中。
例如，在所謂“光學鄰近效應校正”(OPC)的技術中，光微影術處理模型(下文中稱為“微影模型”)係使用於對半導體晶片佈局做成校正，以補償半導體製程之所不欲的效應。在OPC處理之期間，OPC模擬引擎使用微影模型以反覆地評估及修正罩幕佈局中的邊緣部分。後OPC之罩幕圖案被預期產生密切匹配設計意圖的實體圖案於晶圓之上。
注意的是，微影模型的準確度可限制所校正之罩幕圖案的有效和後OPC設計佈局驗證的正確。為產生準確的微 影模型，常執行所謂“微影模型校準”的配合處理。該微影模型校準的一目的在於使模型模擬的臨界尺寸(CD)值(或“模擬CD”)與對應測量的晶圓CD值(或“晶圓CD”)間之差異最小化於測試圖案上。因此，為抽取模擬CD所使用之特殊CD抽取技術可具有有效效應於模擬CD的準確度上，且因而，於OPC模型的準確度上。
目前，微影模型校準工具使用單一切割線為基礎的CD抽取技術以抽取模型模擬的CD值。在此技術中，僅配置單一的切割線於其中CD值將被抽取的精確位置處。例如，第2圖描繪執行於模擬晶圓圖案200上之單一切割線為基礎的CD抽取技術。如第2圖中所描繪地，藍色幾何形狀顯示部分之設計佈局，以及紅色輪廓表示透過微影術處理之佈局的模擬晶圓圖案200。注意的是，模擬CD係自模擬晶圓圖案200抽取。更特定地，當需自模擬晶圓圖案200內的目標特徵提取CD值時，係提供座標資訊以供抽取位置之用。然後，單一切割線為基礎的CD抽取技術根據該座標資訊來配置單一的切割線於目標特徵上的精確位置處。例如，當需抽取兩線端202及204間之距離時，單一切割線206係正好配置在該等線端202及204的極頂端之間。因此，使用此技術之所抽取的CD值係模擬線端202及204間的最短距離。同樣地，為了要抽取線特徵208的線寬，單一切割線210係依據所提供之座標資訊而正好配置於線特徵208的位置處。
不幸地，使用上述習知之以單一切割線為基礎的CD抽取技術所產生之微影處理模型並非十分準確。當技術節點 連續縮小至45奈米(nm)以下時，由處理模型中之單一切割線為基礎的CD抽取技術所引起之不準確度甚至被預期會變得更加嚴重。
本發明之一實施例有關在光微影術處理模型校準期間模型化臨界尺寸(CD)掃描電子顯微鏡(CD-SEM)抽取的方法。在操作之期間，該方法接收使用CD-SEM抽取處理所獲得之測量的CD值，其中該CD-SEM抽取處理藉由沿著晶圓表面上之多重電子束掃描來測量特徵的多重CD值，以決定用於該特徵之測量的CD值。然後，該方法決定模擬的CD值，其中一模擬的CD值係至少根據配置在測試圖案佈局上之一組CD抽取切割線而決定。在隨後的光微影術處理模型校準之期間，該方法至少根據該等測量的CD值及該等模擬的CD值二者配合參數，以模型化該光微影術處理之平面形狀。
在若干實施例中，該方法藉由先配置定中心於目標特徵處之測量窗口來決定該模擬的CD值。然後，該方法至少根據配置間隔參數以配置該組CD抽取切割線於該測量窗口之內，其中該配置間隔參數模型化該CD-SEM抽取處理中之該等多重電子束掃描間的間隔。接著，該方法抽取配置在該測試圖案佈局上之該組CD抽取切割線之一組單一切割線的CD值。之後，該方法使用該組單一切割線的CD值以決定該模擬的CD值。
在若干實施例中，該配合的參數包含該配置間隔參數。
在若干實施例中，於配置該測量窗口之前，該方法藉由以光微影術處理模型來捲積該特徵，以獲得模擬的圖案。
在若干實施例中，該方法藉由計算該組單一切割線的CD值之平均值，以使用該組單一切割線的CD值來決定該模擬的CD值。
在若干實施例中，該方法藉由反覆地：至少根據更新之該光微影術處理模型以更新該等模擬的CD值；以及至少根據該等更新之模擬的CD值與該等測量的CD值之間的差異，以更新該參數的值，而配合該參數。
在若干實施例中，該方法藉由使該等模擬的CD值與該等測量的CD值之間的差異最小化，以配合該參數。
本發明之一實施例有關在光微影術處理模型校準期間模型化臨界尺寸(CD)掃描電子顯微鏡(CD-SEM)抽取的另一方法。在操作之期間，該方法接收用於特徵之模擬的CD值，其中該模擬的CD值係使用配置在測試圖案佈局上之所欲特徵之上的單一切割線，而自與該特徵相關聯之該模擬的圖案來抽取。該方法亦接收用於該特徵之原始的CD-SEM測量資料，其中該原始的CD-SEM測量資料包含使用分佈於定中心在該特徵處之測量窗口內的多重電子束掃描所抽取之用於該特徵的多重測量的CD值。然後，該方法使用該等多重測量的CD值以決定預測該模擬的CD值之預 測的CD值。之後，該方法至少根據該預測的CD值及該模擬的CD值二者以校準該光微影術處理模型。
在若干實施例中，該方法藉由沿著晶圓上之該特徵上的切割線來決定CD值，以決定該預測的CD值，其中該切割線的位置匹配使用以抽取該模擬的CD值之該單一切割線的位置。
在若干實施例中，該方法藉由執行曲線配合於該等多重測量的CD值上來決定局部最小或最大值，以便沿著位置匹配該測試圖案佈局上之單一切割線的位置之該切割線來決定該CD值。
本發明之一實施例有關在後光學鄰近效應校正(後OPC)之設計佈局驗證期間模型化臨界尺寸(CD)掃描電子顯微鏡(CD-SEM)抽取的方法。在操作之期間，該方法接收使用CD-SEM抽取處理自晶圓所獲得之測量的CD值，其中該CD-SEM抽取處理藉由沿著晶圓表面上之多重電子束掃描來測量特徵的多重CD值，以決定用於該特徵之測量的CD值。然後，該方法決定模擬的CD值，其中一模擬的CD值係至少根據配置在測試圖案佈局上之目標特徵上的一組CD抽取切割線而決定。在隨後的後OPC驗證之期間，該方法藉由比較該等測量的CD值與該等模擬的CD值，以驗證由OPC所校正之該設計佈局的品質。
在若干實施例中，此方法藉由先配置定中心於特徵處之測量窗口來決定該模擬的CD值。然後，該方法至少根據配置間隔參數以配置該組CD抽取切割線於該測量窗口之內 ，其中該配置間隔參數模型化該CD-SEM抽取處理中之在晶圓表面上的該等多重電子束掃描之間的間隔。接著，該方法抽取該測試圖案佈局上之該組CD抽取切割線之一組單一切割線的CD值。之後，該方法使用該組單一切割線的CD值以決定該模擬的CD值。
本發明之一實施例有關在後光學鄰近效應校正(後OPC)之設計佈局驗證期間模型化臨界尺寸(CD)掃描電子顯微鏡(CD-SEM)抽取的另一方法。在操作之期間，該方法接收用於特徵之模擬的CD值，其中該模擬的CD值係使用配置在測試圖案佈局上之單一切割線，而自目標特徵來抽取。該方法亦接收用於該特徵之原始的CD-SEM測量資料，其中該原始的CD-SEM測量資料包含使用多重電子束掃描所抽取之用於該特徵的多重測量的CD值。然後，該方法使用該等多重測量的CD值，以決定預測該模擬的CD值之預測的CD值。在隨後的後OPC驗證之期間，該方法藉由比較預測的CD值與模擬的CD值，以驗證由OPC所校正之該設計佈局的品質。
在若干實施例中，該方法藉由沿著目標特徵上的切割線來決定CD值，以決定該預測的CD值，其中該切割線的位置匹配使用以抽取該模擬的CD值之該單一切割線的位置。
在若干實施例中，該方法藉由執行曲線配合於該等多重測量的CD值上來決定局部最小或最大值，以便沿著位置匹配該單一切割線的位置之該切割線來決定該CD值。
以下說明係呈現以使熟習於本項技藝之任何人士能作成及使用實施例，且係以特定應用及其要件之情況而提供。對於所揭示的實施例之各式各樣的修正將立即呈明顯於熟習本項技藝之該等人士，且在本文中所界定之一般的原理可施加至其他的實施例及應用，而不會背離本發明之精神及範疇。因此，本發明並未受限於所顯示之該等實施例，而是應依照與本文中所揭示的原理及特性一致之最廣義的範圍。
在此詳細說明中所敘述之資料結構及代碼係典型地儲存於電腦可讀取儲存媒體，該電腦可讀取儲存媒體可為能儲存由電腦所使用之代碼及/或資料的任一裝置或媒體。該電腦可讀取儲存媒體包含，但未受限於揮發性記憶體、非揮發性記憶體、諸如碟片驅動器之磁性及光學儲存裝置、磁帶、CD(小型碟片)、DVD(數位多功能碟片或數位視頻碟片)，或目前已知或稍後將被發展之能儲存電腦可讀取媒體的其他媒體。
在詳細說明部分中所敘述的方法和處理可實施成為可儲存於如上述之電腦可讀取儲存媒體中的代碼及/或資料。當電腦系統讀取且執行電腦可讀取儲存媒體上所儲存之代碼及/或資料時，電腦系統可執行實施成為資料結構及代碼且儲存於電腦可讀取儲存媒體之內的該等方法和處理。
再者，在本文中所敘述的方法和處理可包含於硬體模 組或設備中。該等模組或設備可包含，但未受限於特定應用積體電路(ASIC)晶片、場可編程之閘陣列(FPGA)、可在特定時間執行特殊的軟體模組或代碼件之專用或分享的處理器、及/或目前已知或稍後將被發展之其他可編程的邏輯裝置。當啟動該等模組或設備時，它們可執行包含於其之內的方法和處理。
積體電路設計流程
第1圖描繪積體電路之設計及製造中的各式各樣之步驟。方法以產品概念之產生而開始(階段100)，此係使用電子設計自動化(EDA)軟體設計處理以實現(階段110)。當完成設計時，可下單試產(階段140)。在下單試產之後，使製程完成(階段150)，且執行封裝及組合處理(階段160)，而終極地產生最後之晶片(階段170)。
EDA軟體設計處理(階段110)又包含階段112至130，其將被敘述於下文。注意的是，此設計流程的說明僅係用於例示之目的。此說明並非意圖限制本發明。例如，實際的積體電路設計會需要設計者以與在此所述之順序不同的順序來執行設計階段。以下解說將提供設計過程中之該等階段的進一步細節。
系統設計(階段112)：設計者描述要實施的功能。他們亦執行假定推測規畫以細分功能及檢查成本。硬體一軟體架構之分隔可產生於此階段。於此階段可使用來自SYNOPSYS,INC.的例示EDA軟體產品包含：MODEL ARCHITECT®,SABER®,SYSTEM STUDIO®，及DESIGNWARE®產品。
邏輯設計及功能驗證(階段114)：在此階段，係寫出VHDL或Verilog代碼以供系統中的模組之用，以及檢查設計以檢查功能準確度。更特定地，設計被檢查以確保其產生正確的輸出。可使用於此階段之來自SYNOPSYS,INC.的例示EDA軟體產品包含：VCS®,VERA®,DESIGNWARE®,MAGELLAN®,FORMALITY®,ESP®，及LEDA®產品。
合成及設計(階段116)：在此，VHDL/Verilog被轉譯成連線表。可使連線表最佳化以供目標技術之用。此外，可設計及實施測試以檢查最後的晶片。可使用於此階段之來自SYNOPSYS,INC.的例示之EDA軟體產品包含：DESIGN COMPILER®,PHYSICAL COMPILER®,TEST COMPILER®,POWER COMPILER®,FPGA COMPILER®,TETRAMAX®，及DESIGNWARE®產品。
連線表驗證(階段118)：在此階段，檢查連線表是否遵循時序約束以及是否與VHDL/Verilog來源碼對應。可使用於此階段之來自SYNOPSYS,INC.的例示之EDA軟體產品包含：FORMALITY®,PRIMETIME®，及VCS®產品。
設計規劃(階段120)：在此，建構晶片之整個平面規劃圖，並針對時序及最高階層的繞線進行分析。可使用於此階段之來自SYNOPSYS,INC.的例示EDA軟體產品包含：ASTRO®及IC COMPILER®產品。
實體實施(階段122)：配置(電路元件之定位)及繞線(及其連接)發生於此階段。可使用於此階段之來自SYNOPSYS,INC.的例示EDA軟體產品包含：ASTRO®及IC COMPILER®產品。
分析及抽取(階段124)：在此階段，以電晶體層次驗證電路功能；此又准許假定推測之細分。可使用於此階段之來自SYNOPSYS,INC.的例示之EDA軟體產品包含：ASTRORAIL®,PRIMERAIL®,PRIMETIME®,HSPICE®,HSIM®,NANOTIME®,NANOSIM®，及STAR-RCXT®產品。
實體驗證(階段126)：在此階段中，檢查設計以確保製造、電性事項、微影事項、及電路的正確。可使用於此階段之來自SYNOPSYS,INC.的例示EDA軟體產品包含：HERCULES®產品。
解析度增強(階段128)：此階段涉及佈局的幾何操縱以改善設計的可製造性。可使用於此階段之來自SYNOPSYS,INC.的例示EDA軟體產品包含：PROTEUS®,PROTEUS® AF，及PSMGED®產品。
罩幕資料準備(階段130)：此階段提供下單試產資料，用以生產為製造最後晶片的罩幕。可使用於此階段之來自SYNOPSYS,INC.的例示EDA軟體產品包含CATS®系列之產品。
本發明之實施例可使用於一或更多個上述步驟之期間。特定地，本發明之一實施例可使用於解析度增強步驟 128之期間。
OPC處理流程
第3圖描繪第1圖中之解析度增強階段128的詳細處理流程圖。在執行解析度增強之前，符合DRC佈局302係產生於第1圖中之實體驗證階段126。符合DRC佈局302係對解析度增強階段128之輸入，其進一步包含光學鄰近效應校正(OPC)處理304及後OPC驗證處理308。OPC處理304可進一步包含若干的罩幕操縱工具，包含但未受限於線偏置、輔助特徵配置及相移罩幕。OPC處理304的輸出稱為“後OPC”佈局306，因為其係OPC校正之符合DRC佈局。
接著，於後OPC驗證處理308之期間後OPC佈局306被重新檢驗，以確保後OPC佈局306符合微影術約束。若後OPC驗證處理係成功時，則後OPC佈局306可立即用於下單試產。然而，若後OPC驗證處理失敗時，則中止下單試產，且必須採取補救動作。
注意的是，OPC處理304及後OPC驗證處理308二者需使用光微影術處理模型(下文中稱為“微影模型”)310，以模擬晶圓上的印刷設計圖案。注意的是，微影模型310包含描述光微影術處理之一組教學模型。在若干實施例中，該等數學模型係由一組預定的核函數所表示。該等核函數係典型地使用如上述之來自測試圖案之測量的晶圓CD及模擬的CD二者以校準。將在下文中更詳細地描述微影模型校準之處理。
微影模型校準
第4圖描繪習知之微影模型校準處理400的處理流程圖。如第4圖中所描繪地，微影模型校準處理400藉由接收一組測試圖案402而開始。典型地，該等測試圖案402係組構以表示由實際佈局中之設計規則所准許的各式各樣之圖案。然後，測試圖案402係透過實體光微影系統以印刷至一或更多個晶圓之上(步驟404)，而轉印測試圖案402至晶圓圖案406。其次，使用臨界尺寸掃描電子顯微鏡(CD-SEM)測量處理，而利用以測量窗口為基礎之抽取技術，自晶圓圖案406來抽取晶圓CD(步驟408)。
更特定地，在校準處理400之前，CD-SEM測量工具根據所提供之座標資訊而在測試圖案402內之一組指明的位置處抽取晶圓CD。在下文中，將稱在給定的CD抽取位置處之測試圖案中的佈局特徵為“目標特徵”。針對其中單一的CD值將被抽取於該處之各個目標特徵，CD-SEM測量工具接著配置測量窗口圍繞目標特徵。然後，在此測量窗口之內，CD-SEM測量工具沿著特定的方向來執行多重電子束掃描，且隨後，針對該測量窗口之內的各個掃描來測量CD值。
第5A圖描繪由CD-SEM所使用之為了要自晶圓圖案406測量晶圓CD之以測量窗口為基礎的測量技術之實例。更特定地，第5A圖描繪與二晶圓CD相關聯之二類型的目標特徵。在第5A圖中之第一目標特徵係線特徵502(顯示於左 邊)，其中表示線特徵502之寬度的CD值將被抽取。如第5A圖中所見，測量窗口504係藉由CD-SEM測量工具而被配置於線特徵502之中央部分的周圍，且一組平行的掃描線506係顯示於窗口504之內，以表示多重CD-SEM電子束掃描。在此實例中，各個抽取之晶圓CD值測量對應的掃描線與線特徵502的邊界間之二交叉點間的距離。而且應注意的是，在此實例中，該組掃描線506係以λ1之配置距離而等距地間隔開。
在第5A圖中之第二目標特徵係雙線端特徵508(顯示於右邊)，其包含線端510、線端512、及該二線端之間的端點至端點距離514，其中表示端點至端點距離514之CD值將被抽取。更特定地，在第5A圖中之紅色輪廓表示在原始佈局中之線端510及512的形狀；另一方面，綠色曲率表示當將該等線端印刷在晶圓之上時之該等線端的形狀。如第5A圖中所見，測量窗口516係藉由CD-SEM測量工具而被配置在線端特徵508周圍，以包圍該二線端之部分以及其間的間隙。一組平行掃描線518係顯示於該窗口516之內，以表示多重CD-SEM電子束掃描。在此實例中，各個抽取之晶圓CD值測量對應的掃描線與線端點510及512的邊界間之二交叉點間的距離。注意的是，該組掃描線518可不包含精確地配置在該二線端之間的最短距離之測量。再者，該組掃描線518係以λ2之配置距離而等距地間隔。注意λ1及λ2在這兩例子中有不同值。有時候，線特徵502係稱作一維(1D)特徵；另一方面，雙線端特徵508係稱作二維( 2D)特徵。
在從與各個目標特徵相關聯的測量窗口抽取多重晶圓CD之後，CD-SEM測量工具計算該組晶圓CD的平均值，且將該平均的CD報告為用於目標特徵之抽取的晶圓CD。請翻閱第4圖，晶圓CD抽取步驟408輸出一組晶圓CD 410，其中各個晶圓CD 410表示根據以測量窗口為基礎之技術所獲得的平均CD。注意的是，此測量窗口為基礎之CD抽取技術常使用以補償CD-SEM測量中之階段失準的影響，其中使用單一CD-SEM掃描可能在不同測量間產生大的誤差，甚至在相同的特徵上亦是如此。因此，當使用多重掃描於各個目標特徵時，應使階段失準的影響最小化，且在不同測量間之測量上產生一致性的結果。
針對上述之各個測量的晶圓CD，微影模型校準處理400亦獲得對應模擬的CD。更特定地，根據座標資訊，在CD抽取之精確位置處的目標特徵係以將被校準之微影模型422來捲積，以於抽取位置處獲得模擬的晶圓圖案邊界點414(步驟412)。注意的是，微影模型422可為在模型校準處理的開始時之初始微影模型，或在模型校準處理之過程期間的中間微影模型。典型地，微影模型422包含在模型校準期間將被回歸之一組模型參數。
接著，根據模擬的晶圓圖案邊界點414，微影模型校準處理400使用以單一切割線為基礎之抽取技術(如第2圖中所描述地)，以獲得各個抽取位置處之模擬的CD(步驟416)。因此，校準處理400獲得對應於測試圖案402內之 該組晶圓CD 410的一組模擬的CD 418。
然後，晶圓CD 410及模擬的CD 418二者係一起使用於模型參數回歸(亦即，調整及搜尋)處理中，以配合該組模型參數(步驟420)，藉以更新微影模型422。在一實施例中，該配合處理係執行以使該組模擬的CD與該組晶圓CD間之差異最小化。注意的是，微影模型校準處理400係迭代地執行，其中微影模型422被迭代地更新。
然而，此以單一切割線為基礎的CD抽取技術係簡易的模型，其與CD-SEM中之實體CD-SEM測量工具並不一致。因此，在模型校準處理期間之回歸分析可驅動一或更多個模型參數成為具有非實體之值以補償該等不一致，因而使模型穩定性和準確度劣化。
修正之(以測量窗口為基礎)微影模型校準
本發明之實施例提供以測量窗口為基礎之模擬CD抽取技術。因為此技術係對第4圖中所描述之習知以單一切割線為基礎之模擬CD抽取技術之修正，所以稱呼該以測量窗口為基礎的技術為“修正的”模擬CD抽取，且稱呼使用此技術所抽取的模擬CD為“修正的”模擬CD。而且，稱呼使用此修正的模擬CD抽取之微影模型校準處理為“修正的”微影模型校準處理。
第5B圖描繪依據本發明實施例之在目標特徵上之以測量窗口基礎的模擬CD抽取技術之實例。更特定地，第5B圖描繪第5A圖中之相同的二目標特徵。如第5B圖中所見到 地，測量窗口522係藉由以測量窗口為基礎的模擬CD抽取工具而被配置於線特徵502之中央部分的周圍，且一組平行的切割線524係顯示於窗口522之內，以表示多重CD抽取位置。注意的是，在此實例中，該組切割線524係以λ1’之配置距離而等距地間隔開，其中λ1’可與第5A圖中的λ1相同或不同。
在第5B圖中之第二目標特徵係雙線端特徵508，其包含線端510、線端512、及該二線端之間的端點至端點距離514，其中表示端點至端點距離514之CD值將被抽取。如第5B圖中所見到地，測量窗口526係藉由以測量窗口為基礎的模擬CD抽取工具而被配置在線端特徵508周圍，以包圍該二線端之部分以及其間的間隙。一組平行切割線528係顯示於窗口526之內，以表示多重CD抽取位置。注意的是，在切割線528之內的最短切割線530可能未被精確地配置於該二線端之間的最短距離處。再者，該組切割線528係以λ2’之配置距離而等距地間隔開，其中λ2’可與第5A圖中的λ2相同或不同。
第6圖顯示流程圖，描繪依據本發明實施例之執行以測量窗口為基礎的模擬CD抽取於目標特徵上之方法。在操作期間，系統接收目標特徵(步驟602)。
接著，系統根據相關聯的座標資訊以產生對中於測試圖案設計佈局上之目標特徵周圍的測量窗口(步驟604)。在若干實施例中，該測量窗口尺寸係依據目標特徵尺寸及包圍該目標特徵的圖案而被適應性地決定。例如，為產 生用於線端特徵508之窗口，可選擇窗口的高度以包含整個線端(亦即，至其中曲率改變停止處)；且另一方面，可選擇窗口的寬度以包含該等線端的最寬部分。在其他實施例中，係使用固定的窗口尺寸。在另一實施例中，係決定最小的窗口尺寸以允許配置至少二切割線。
然後，系統以恆定的配置距離來配置一組相等間隔的CD抽取切割線於測量窗口之內，以模仿CD-SEM測量方案(步驟606)。注意的是，若系統可接收由CD-SEM所使用之配置距離上的資訊，以測量相同目標圖案上的晶圓CD，則可使用相同的配置距離以供模擬CD抽取之用。然而，系統可能無法取得此資訊。因此，本發明之實施例處理該配置距離成為模型參數。典型地，系統可指定初始值於該配置距離。此初始值可為在CD-SEM中所普遍使用的標稱值。如下文中所更詳細說明地，此配置距離參數係允許在隨後的模型校準處理期間變化。在若干實施例中，系統對配置距離參數指定下限及上限，使得在校準期間不允許參數變化太遠離該標稱值。注意的是，即使系統具有由CD-SEM所使用之實際配置距離的資訊，該系統仍可選擇指定配置距離做為模型參數，以不是將之固定至實際值。
一旦指定該測量窗口及該等多重切割線，系統針對各個多重切割線以抽取模擬的CD(步驟608)。在抽取與該組切割線相關聯的一組模擬CD之後，系統藉由平均該組模擬的CD以計算用於目標特徵之模擬的CD(步驟610)。注意的是，此平均運算模仿由CD-SEM所執行平均運算以獲 得晶圓CD。
雖然第6圖描繪在給定的測試圖案設計佈局上抽取單一模擬CD值的處理，但該處理係使用以自微影模型校準涉及之該組測試圖案來抽取模擬的CD。注意的是，針對不同類型的測試圖案，CD-SEM可在測量期間使用不同的配置距離。在一實施例中，CD-SEM使用二不同的配置距離：用於線圖案之第一距離，及用於其他圖案之第二距離。因此，修正的模型校準處理產生二對應的配合參數λ1(用於線特徵或1D特徵)以及λ2(用於其他特徵或2D特徵)。
第7圖描繪修正的微影模型校準處理700，其使用依據本發明實施例之以測量窗口為基礎的模擬CD抽取。注意的是，微影模型校準處理700係與第4圖中所描繪的微影模型校準處理400相似。然而，在修正的處理700中，如在第6圖中所描述之以測量窗口為基礎的模擬CD抽取步驟702置換以單一切割線為基礎的模擬CD抽取步驟416。此外，修正的(亦即，以窗口為基礎的)模擬CD 704置換第4圖中之以單一切割線為基礎的模擬CD 418。與第4圖中之校準處理相似地，修正的模擬CD 704及晶圓CD 410係接著被一起使用於回歸處理中，以配合一組微影模型參數。在一實施例中，該組微影模型參數包含諸如λ1及λ2之配置距離參數。注意的是，在回歸之期間，λ1及λ2可以與其他的微影模型參數一起回歸。選擇性地，可將λ1及λ2獨立地校準。
在一實施例中，修正的模型校準處理係以迭代方式來 執行，以使該組修正的模擬CD 704與該組晶圓CD 410間之差異最小化。在各個迭代校準的期間，係重計算模擬的晶圓圖案邊界點414，且隨後，抽取修正的模擬CD 704。注意的是，當完成微影模型校準時，配置距離參數應實質地匹配CD-SEM測量中所使用之實際配置距離。
修正的(以單一切割線為基礎的)微影模型校準
如第2圖中所描繪地，習知的模擬CD抽取技術可精確地配置單一切割線於目標特徵上的所欲位置處。在一實施例中，此單一切割線可精確地配置，使得所抽取之模擬CD實質地相等於最小或最大的可能值。例如，在雙線端特徵508的情況中，可將用於模擬CD之抽取的單一切割線配置於二線端510及512的極尖端。
對照地，雖然CD-SEM執行於測量窗口內之各個目標特徵的多重測量，但由於固有的階段失準，所以並不保證該等掃描線的其中一者會與模擬CD的單一切割線重合。例如，在第5圖中，在掃描線518中之與最小CD值相關聯的掃描線520典型地並不與特徵508中之最小CD(亦即，尖端至尖端)切割線重合。然而，若可獲得目標特徵上之原始CD-SEM測量資料時，則可對原始CD-SEM資料執行資料分析，以決定最小或最大CD值。因此，可根據目標特徵上之多重測量的CD值，來預測以單一切割線為基礎的模擬CD值。
第8圖描繪依據本發明實施例之衍生自原始CD-SEM測 量資料的晶圓CD之修正的微影模型校準處理800。注意的是，微影模型校準處理800係與第4圖中所描繪的微影模型校準處理400相似。尤其，模型校準處理800使用習知的單一切割線CD抽取技術以獲得模擬CD 418。再者，CD-SEM係根據測量窗口內的多重電子束掃描，被用來獲得各個目標特徵的多重CD測量。然而，在處理800中，多重測量之CD的平均CD並未如在處理400及700中似地被使用做為用於微影模型校準的晶圓CD 410。相反地，各個目標特徵的多重測量之CD被處理以衍生單一切割線CD 804，而預測出使用習知單一切割線CD抽取技術所獲得的單一切割線CD 418(步驟806)。在若干實施例中，所衍生之單一切割線CD 804表示在對應之測量窗口內的最小或最大CD值。例如，在雙線端特徵508的情況中，所衍生出之單一切割線CD 804係二線端510及512間之尖端到尖端距離。
為了要衍生出單一切割線CD 804，需要可以以影像格式或CD資料格式的原始CD-SEM測量資料。在一實施例中，若CD-SEM測量資料係以CD資料格式時，則可使用曲線配合技術以衍生最小或最大CD值於測量窗口內，且然後，使用該最小或最大CD做為單一切割線CD 804。在另一實施例中，若CD-SEM測量資料係以影像格式而被接收時，則可使用影像處理技術以確實地衍生出晶圓CD於所欲的位置做為單一切割線CD 804。如上述地，所衍生出之最小或最大CD值無需一定係原始CD-SEM測量資料中的最小或最大的CD值。
注意的是，在模型校準處理800中所使用的技術允許晶圓CD 410實體地匹配模擬CD 418如何被產生。而且，此技術並不添加額外的模型配合參數(亦即，配置距離)至模型配合處理之內，且因此，簡化模型校準中的回歸計算。然而，此技術依賴原始CD-SEM測量資料的可用性。
修正的後OPC驗證
與模型校準處理400、700、及800相似地，在解析度增強階段128之後OPC驗證處理308的期間，在給定佈局上之模型模擬的CD及測量的晶圓CD係分別地產生。然而，除了使用該等CD以驅動模型校準處理之外，它們之間的差異係以驗證準則來比較，以決定在OPC之後的設計佈局之品質。
第9圖顯示流程圖，描繪依據本發明實施例之使用以測量窗口為基礎的模擬CD抽取之修正的後OPC驗證處理900。
在操作之期間，系統接收後OPC設計佈局和微影模型(步驟902)。注意的是，該微影模型具有一組固定的配合參數。在一實施例中，該組固定的參數包含與上述之以測量窗口為基礎的模擬CD抽取技術相關聯之配置距離參數λ1及λ2。在此實施例中，所接收之微影模型已至少部分地根據校準處理700而被校準。該系統亦接收使用CD-SEM所獲得之用於後OPC設計佈局的晶圓CD(步驟904)。注意的是，該等晶圓CD係習知地獲得，如第4圖中所描繪地 。
然後，系統藉由以微影模型來捲積於CD抽取位置處之後OPC佈局的目標特徵，而在該等位置處產生模擬的晶圓圖案邊界點(步驟906)。接著，系統使用以測量窗口為基礎的CD抽取技術而自模擬的晶圓圖案邊界點來產生模擬CD(步驟908)。步驟908的詳細處理係與第6圖中所述的處理實質地相似，且因此，不再重複於此。注意的是，步驟908修正習知之後OPC驗證處理，而根據單一切割線抽取技術來產生模擬CD。最後，系統比較模擬CD與晶圓CD，以決定後OPC設計佈局的品質(步驟910)。
第10圖顯示流程圖，描繪依據本發明實施例之使用修正的晶圓CD抽取技術之修正的後OPC驗證處理1000。
在操作之期間，系統接收後OPC設計佈局和微影模型(步驟1002)。注意的是，該微影模型具有一組固定的配合參數。然而，該組固定的配合參數並不包含與上述以測量窗口為基礎的模擬CD抽取技術相關聯之配置距離參數。在此實施例中，微影模型可使用習知的模型校準技術以校準。
然後，系統印刷後OPC設計佈局以獲得晶圓圖案(步驟1004)，且隨後，藉由使用CD-SEM而自晶圓圖案來抽取晶圓CD(步驟1006)。注意的是，此步驟係習知的，如第4圖中所描述地。接著，系統根據晶圓CD以衍生出單一切割線最小或最大CD，以預測使用習知之以單一切割線為基礎的CD抽取技術所抽取的模擬CD(步驟1008)。注意 的是，步驟1008修正習知之後OPC驗證處理，而根據測量窗口中的多重電子束掃描來產生平均的晶圓CD。
該系統亦使用習知之以單一切割線為基礎的CD抽取技術以產生模擬的CD(步驟1010)。最後，該系統比較模擬的CD與來自CD-SEM之預測的模擬CD，以決定後OPC設計佈局的品質(步驟1012)。
本發明實施例之上述說明僅針對描繪及說明之目的而呈現。惟，它們並不打算說盡或限制本發明於所揭示的形式。因此，許多修正例及及變化例將呈明顯於熟習本項技藝之業者。此外，上述揭示並未意圖限制本發明。本發明之範疇係由附錄申請專利範圍所界定。
200‧‧‧模擬晶圓圖案
202、204、510、512‧‧‧線端
206‧‧‧單一切割線
208、502‧‧‧線特徵
100~170‧‧‧階段
302‧‧‧DRC無誤佈局
304‧‧‧光學鄰近效應校正(OPC)處理
306‧‧‧後OPC佈局
308‧‧‧後OPC驗證處理
310、422‧‧‧微影模型
400‧‧‧習知微影模型校準處理
402‧‧‧測試圖案
404、408、602~610、702、806、902~910、1002~1012‧‧‧步驟
406‧‧‧晶圓圖案
504‧‧‧測量窗口
506、518‧‧‧掃描線
508‧‧‧雙線端特徵
514‧‧‧端點至端點距離
516、526‧‧‧窗口
410‧‧‧晶圓CD
418、704‧‧‧模擬CD
524、528、530‧‧‧切割線
700、800‧‧‧修正的微影模型校準處理
900、1000‧‧‧修正的後OPC驗證處理
804‧‧‧單一切割線CD
專利或申請檔案包含以彩色所製作之至少一圖式。當請求及支付必要費用時，具有彩色圖式之專利或專利申請案公告的拷貝將由專利局所提供，其中第1圖描繪依據本發明實施例之積體電路設計及製造中之各式各樣的步驟；第2圖描繪執行於模擬的晶圓圖案上之以單一切割線為基礎的CD抽取技術；第3圖描繪第1圖中之解析度增強階段128的詳細處理流程圖；第4圖描繪習知之微影模型校準處理的處理流程圖；第5A圖描繪由CD-SEM抽取處理所使用以自晶圓圖案 抽取晶圓CD之以測量窗口為基礎的抽取技術之實例；第5B圖描繪依據本發明實施例之在目標特徵上以測量窗口為基礎的模擬CD抽取技術之實例；第6圖顯示流程圖，描繪依據本發明實施例之在目標特徵上執行模擬CD抽取的方法；第7圖描繪依據本發明實施例之修正的微影模型校準處理，其使用以測量窗口為基礎的模擬CD抽取；第8圖描繪依據本發明實施例之修正的微影模型校準處理，其使用衍生自原始的CD-SEM測量資料之晶圓CD；第9圖顯示流程圖，描繪依據本發明實施例之修正的後OPC驗證處理，其使用以測量窗口為基礎的模擬CD抽取；以及第10圖顯示流程圖，描繪依據本發明實施例之修正的後OPC驗證處理，其使用修正之晶圓CD抽取技術。
402‧‧‧測試圖案
404、408‧‧‧步驟
406‧‧‧晶圓圖案
410‧‧‧晶圓CD
412‧‧‧步驟
414‧‧‧晶圓圖案邊界點
416‧‧‧步驟
418‧‧‧模擬CD
420‧‧‧步驟
422‧‧‧微影模型

Claims (28)

  1. 一種在光微影術處理模型校準期間模型化臨界尺寸(CD)掃描電子顯微鏡(CD-SEM)抽取的方法，該方法包含：接收使用CD-SEM抽取處理所獲得之測量的CD值，其中該CD-SEM抽取處理藉由沿著多重電子束掃描來測量特徵的多重CD值，以決定用於該特徵之該測量的CD值；決定模擬的CD值，其中一模擬的CD值係至少根據一組CD抽取切割線而決定；以及在該光微影術處理模型校準期間，至少根據該等測量的CD值及該等模擬的CD值配合模型化該光微影術處理之一方面的參數。
  2. 如申請專利範圍第1項的方法，其中決定該模擬的CD值包含：配置測量窗口以包圍目標特徵；至少根據配置間隔參數以配置該組CD抽取切割線於該測量窗口之內，其中該配置間隔參數模型化該CD-SEM抽取處理中之該等多重電子束掃描間的間隔；抽取用於該組CD抽取切割線之一組單一切割線的CD值；以及使用該組單一切割線的CD值以決定該模擬的CD值。
  3. 如申請專利範圍第2項的方法，其中該配合的參 數包含該配置間隔參數。
  4. 如申請專利範圍第2項的方法，其中在配置該測量窗口之前，該方法進一步包含藉由將該光微影術處理模型與該特徵捲積，以獲得模擬的圖案。
  5. 如申請專利範圍第2項的方法，其中使用該組單一切割線的CD值以決定該模擬的CD值包含計算該組單一切割線的CD值之平均值。
  6. 如申請專利範圍第1項的方法，其中配合該參數包含迭代地進行：至少根據更新之該光微影術處理模型以更新該等模擬的CD值；以及至少根據該等更新之模擬的CD值與該等測量的CD值之間的差值，以更新該參數的值。
  7. 如申請專利範圍第1項的方法，其中配合該參數包含使該等模擬的CD值與該等測量的CD值之間的差值最小化。
  8. 一種儲存指令之電腦可讀取儲存媒體，當指令由電腦所執行時，該等指令致使該電腦執行在光微影術處理模型校準期間模型化臨界尺寸(CD)掃描電子顯微鏡(CD-SEM)抽取的方法，該方法包含：接收使用CD-SEM抽取處理所獲得之測量的CD值，其中該CD-SEM抽取處理藉由沿著多重電子束掃描來測量特徵的多重CD值，以決定用於該特徵之該測量的CD值； 決定模擬的CD值，其中一模擬的CD值係至少根據一組CD抽取切割線而決定；以及在該光微影術處理模型校準期間，至少根據該等測量的CD值及該等模擬的CD值配合模型化該光微影術處理之一方面的參數。
  9. 如申請專利範圍第8項之電腦可讀取儲存媒體，其中決定該模擬的CD值包含：配置測量窗口以包圍目標特徵；至少根據配置間隔參數以配置該組CD抽取切割線於該測量窗口之內，其中該配置間隔參數模型化該CD-SEM抽取處理中之該等多重切割線間的間隔；抽取用於該組CD抽取切割線之一組單一切割線的CD值；以及使用該組單一切割線的CD值以決定該模擬的CD值。
  10. 如申請專利範圍第9項之電腦可讀取儲存媒體，其中該配合的參數包含該配置間隔參數。
  11. 如申請專利範圍第9項之電腦可讀取儲存媒體，其中在配置該測量窗口之前，該方法進一步包含藉由捲積該光微影術處理模型與該特徵，以獲得模擬的圖案。
  12. 如申請專利範圍第9項之電腦可讀取儲存媒體，其中使用該組單一切割線的CD值以決定該模擬的CD值包含計算該組單一切割線的CD值之平均值。
  13. 如申請專利範圍第8項之電腦可讀取儲存媒體， 其中配合該參數包含迭代地進行：至少根據更新之該光微影術處理模型以更新該等模擬的CD值；以及至少根據該等更新之模擬的CD值與該等測量的CD值之間的差值，以更新該參數的值。
  14. 如申請專利範圍第8項之電腦可讀取儲存媒體，其中配合該參數包含使該等模擬的CD值與該等測量的CD值之間的差值最小化。
  15. 一種在光微影術處理模型校準期間模型化臨界尺寸(CD)掃描電子顯微鏡(CD-SEM)抽取的方法，該方法包含：接收用於特徵之模擬的CD值，其中該模擬的CD值係使用配置在模擬的圖案上之單一切割線，而自與該特徵相關聯之該模擬的圖案抽取出；接收用於該特徵之原始的CD-SEM測量資料，其中該原始的CD-SEM測量資料包含使用多重電子束掃描所抽取之用於該特徵的多重測量的CD值；使用該等多重測量的CD值以決定預測該模擬的CD值之預測的CD值；以及至少根據該預測的CD值及該模擬的CD值二者以校準該光微影術處理模型。
  16. 如申請專利範圍第15項的方法，其中決定該預測的CD值包含沿著該特徵上的切割線決定CD值，其中該切割線的位置匹配使用以抽取該模擬的CD值之該單一 切割線的位置。
  17. 如申請專利範圍第16項的方法，其中沿著位置匹配該單一切割線的位置之該切割線以決定該CD值包含，執行曲線配合於該等多重測量的CD值上，以決定局部最小或最大值。
  18. 一種在設計佈局之後光學鄰近效應校正(後OPC)驗證期間模型化臨界尺寸(CD)掃描電子顯微鏡(CD-SEM)抽取的方法，該方法包含：接收使用CD-SEM抽取處理所獲得之測量的CD值，其中該CD-SEM抽取處理藉由沿著多重電子束掃描來測量特徵的多重CD值，以決定用於該特徵之該測量的CD值；決定模擬的CD值，其中一模擬的CD值係至少根據一組CD抽取切割線而決定；以及在該後OPC驗證期間，藉由比較該等測量的CD值與該等模擬的CD值以驗證由OPC所校正之該設計佈局的品質。
  19. 如申請專利範圍第18項的方法，其中決定該模擬的CD值包含：配置測量窗口以包圍目標特徵；至少根據配置間隔參數以配置該組CD抽取切割線於該測量窗口之內，其中該配置間隔參數模型化該CD-SEM抽取處理中之該等多重電子束掃描間的間隔；抽取用於該組CD抽取切割線之一組單一切割線的CD 值；以及使用該組單一切割線的CD值以決定該模擬的CD值。
  20. 如申請專利範圍第19項的方法，其中在配置該測量窗口之前，該方法進一步包含藉由將該光微影術處理模型該特徵捲積，以獲得模擬的圖案。
  21. 如申請專利範圍第19項的方法，其中使用該組單一切割線的CD值以決定該模擬的CD值包含計算該組單一切割線的CD值之平均值。
  22. 一種儲存指令之電腦可讀取儲存媒體，當指令由電腦所執行時，該等指令致使該電腦執行在光微影術處理模型之後光學鄰近效應校正(後OPC)驗證期間模型化臨界尺寸(CD)掃描電子顯微鏡(CD-SEM)抽取的方法，該方法包含：接收使用CD-SEM抽取處理所獲得之測量的CD值，其中該CD-SEM抽取處理藉由沿著多重電子束掃描來測量特徵的多重CD值，以決定用於該特徵之該測量的CD值；決定模擬的CD值，其中一模擬的CD值係至少根據一組CD抽取切割線而決定；以及在該後OPC驗證期間，藉由比較該等測量的CD值與該等模擬的CD值以驗證由OPC所校正之該設計佈局的品質。
  23. 如申請專利範圍第22項之電腦可讀取儲存媒 體，其中決定該模擬的CD值包含：配置測量窗口以包圍目標特徵；至少根據配置間隔參數以配置該組CD抽取切割線於該測量窗口之內，其中該配置間隔參數模型化該CD-SEM抽取處理中之該等多重電子束掃描間的間隔；抽取用於該組CD抽取切割線之一組單一切割線的CD值；以及使用該組單一切割線的CD值以決定該模擬的CD值。
  24. 如申請專利範圍第23項之電腦可讀取儲存媒體，其中在配置該測量窗口之前，該方法進一步包含藉由將該光微影術處理模型與該特徵捲積，以獲得模擬的圖案。
  25. 如申請專利範圍第23項之電腦可讀取儲存媒體，其中使用該組單一切割線的CD值以決定該模擬的CD值包含計算該組單一切割線的CD值之平均值。
  26. 一種在光微影術處理模型之後光學鄰近效應校正(後OPC)驗證期間模型化臨界尺寸(CD)掃描電子顯微鏡(CD-SEM)抽取的方法，該方法包含：接收用於特徵之模擬的CD值，其中該模擬的CD值係使用配置在模擬的圖案上之單一切割線，而自與該特徵相關聯之該模擬的圖案抽取出；接收用於該特徵之原始的CD-SEM測量資料，其中該原始的CD-SEM測量資料包含使用多重電子束掃描所抽取 之用於該特徵的多重測量的CD值；使用該等多重測量的CD值以決定預測該模擬的CD值之預測的CD值；以及在該後OPC驗證期間，藉由比較該預測的CD值與該模擬的CD值以驗證由OPC所校正之該設計佈局的品質。
  27. 如申請專利範圍第26項的方法，其中決定該預測的CD值包含沿著該特徵上的切割線以決定CD值，其中該切割線的位置匹配使用以抽取該模擬的CD值之該單一切割線的位置。
  28. 如申請專利範圍第27項的方法，其中沿著位置匹配該單一切割線的位置之該切割線以決定該CD值包含，執行曲線配合於該等多重測量的CD值上，以決定局部最小或最大值。
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