專利名稱：用于3d拓?fù)鋱D形晶片的光刻模型的制作方法
用于3D拓?fù)鋱D形晶片的光刻模型
背景技術(shù)：
可以將光刻設(shè)備例如用在集成電路(ICs)的制造中。在這種情形中，掩?？梢园瑢?yīng)于所述IC的單層的電路圖案，并且可以將該圖案成像到已經(jīng)涂覆了一層輻射敏感材料(抗蝕劑)的襯底(硅晶片)上的目標(biāo)部分(包括一個或多個管芯)上。通常，單個晶片將包含相鄰目標(biāo)部分的整個網(wǎng)絡(luò)，其中所述相鄰目標(biāo)部分通過投影系統(tǒng)被一次一個地連續(xù)輻射。在一種類型的光刻投影設(shè)備中，通過將整個掩模圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來輻射每一目標(biāo)部分；這樣的設(shè)備通常稱作為晶片步進機。在通常稱為步進和掃描設(shè)備的可選設(shè)備中，通過在沿給定的參考方向(“掃描”方向)于投影束下逐步掃描掩模圖案的同時沿與該方向平行或反向平行的方向同步地掃描所述襯底臺來輻射每一目標(biāo)部分。因為通常投影系統(tǒng)將具有放大因子(magnification factor)M(通常M < I),襯底臺被掃描的速度V將是掩模臺被掃描的速度的M倍。在使用光刻投影設(shè)備的制造過程中，掩模圖案被成像到至少部分地由一層輻射敏·感材料(抗蝕劑)覆蓋的襯底上。在該成像步驟之前，襯底可以經(jīng)過多種工序，例如涂底料、抗蝕劑涂覆和軟烘烤。在曝光之后，襯底可以經(jīng)過其它工序，例如曝光后烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤和成像特征的測量/檢驗。這一系列的工序被用作對器件(例如IC)的單層進行圖案化的基礎(chǔ)。然后，這樣的圖案化層可以經(jīng)過多種處理，例如蝕刻、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學(xué)-機械拋光等，以完成一個單層。如果需要幾個層，則對于每個新的層必須重復(fù)整個工序或其變體。最后，在襯底(晶片)上將形成器件的陣列。然后，這些器件通過例如劃片(dicing)或切割等技術(shù)彼此分割開，然后獨立的器件可以安裝到連接到插腳等的載體上?；诤喢鞯脑?，投影系統(tǒng)在下文中被稱為“透鏡”;然而，該術(shù)語應(yīng)該被廣義地解釋為包含不同類型的投影系統(tǒng)，包括例如折射式光學(xué)系統(tǒng)、反射式光學(xué)系統(tǒng)和反射折射式系統(tǒng)。輻射系統(tǒng)還可以包括根據(jù)任一種這種設(shè)計類型的用于引導(dǎo)、成形或控制投影輻射束的構(gòu)件，并且這種構(gòu)件在下文中還可以統(tǒng)稱或單一地稱為“透鏡”。而且，光刻設(shè)備可以是具有兩個或更多個襯底臺(和/或兩個或更多個掩模臺)的類型。在這種“多臺”的裝置中，附加的臺可以并行地使用，或可以在一個或多個臺上執(zhí)行預(yù)備步驟的同時使用一個或多個其它的臺進行曝光。上面提及的光刻掩模包括對應(yīng)于將要被集成到硅晶片上的電路部件的幾何圖案。用來形成這種掩模的圖案使用計算機輔助設(shè)計(“CAD”)程序來生成，這種過程通常被稱為電子設(shè)計自動化(“EDA”)。大多數(shù)CAD程序依照一組預(yù)定的設(shè)計規(guī)則以便產(chǎn)生功能化掩模。這些規(guī)則通過過程和設(shè)計限制來設(shè)定。例如，設(shè)計規(guī)則限定電路器件(例如柵極、電容等)或互連線之間的間隔容許量，使得確保電路器件或線不會彼此以不希望的方式相互作用/影響。通常，設(shè)計規(guī)則限制被稱為“臨界尺寸”(“CD”)。電路的臨界尺寸CD可以被定義成線或孔的最小寬度或兩條線或兩個孔之間的最小間隔。因此，CD決定所設(shè)計的電路的總的尺寸和密度。當(dāng)然，集成電路制造的目標(biāo)之一是(通過掩模)在晶片上忠實地復(fù)制原始電路設(shè)計。
正如所知的，微光刻是制造半導(dǎo)體集成電路的核心步驟，其中形成在半導(dǎo)體晶片襯底上的圖案限定半導(dǎo)體器件的功能元件，例如微處理器、存儲器芯片等。類似的光刻技術(shù)還用于形成平板顯示器、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)以及其他器件。隨著半導(dǎo)體制造工藝的繼續(xù)發(fā)展，電路元件的尺寸持續(xù)地減小，同時在過去的十年中每個器件的功能元件(諸如晶體管等)的數(shù)量逐步地增長，遵循通常所說的“摩爾定則”。在當(dāng)前的技術(shù) 狀態(tài)下，使用光學(xué)光刻投影系統(tǒng)(已知為掃描器)制造先進器件的關(guān)鍵層，其中該光學(xué)光刻投影系統(tǒng)使用來自深紫外激光源的照射將掩模圖像投影到襯底上，形成尺寸遠(yuǎn)小于lOOnm、S卩小于投影光的半波長的單個電路特征。根據(jù)分辨率公式⑶=klX λ /NA，其中印刷尺寸小于光學(xué)投影系統(tǒng)的經(jīng)典分辨率極限的特征的工藝通常被稱為低-kl(low-kl)光刻術(shù)，其中λ是所用輻射的波長(目前大多數(shù)情況下是248nm或193nm) ,NA是投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，CD是臨界尺寸(通常是印刷的最小特征尺寸)，以及h是經(jīng)驗分辨率因子。通常kl越小，越難以在晶片上復(fù)制類似電路設(shè)計者計劃的形狀和尺寸的圖案以便實現(xiàn)特定電功能和性能。為了克服這些困難，對投影系統(tǒng)以及掩模設(shè)計應(yīng)用復(fù)雜精密的微調(diào)步驟。這些包括但不限于例如NA和光學(xué)相干設(shè)置的優(yōu)化、用戶定制的照射方案、使用相移掩模、掩模布局中的光學(xué)鄰近校正、或通常稱為“分辨率增強技術(shù)”(RET)的其他方法。作為RET的一個重要的示例，光學(xué)鄰近校正(OPC)解決了晶片上所印刷的特征的最終尺寸和位置將不簡單地是掩模上的對應(yīng)的特征的尺寸和位置的函數(shù)的事實。要注意的是，術(shù)語“掩模”和“掩模版”在此可以相互交換地使用。對于通常的電路設(shè)計上存在的小的特征尺寸和高的特征密度，給定特征的特定邊緣的位置將一定程度受其他相鄰特征的存在與否的影響。這些鄰近效應(yīng)來源于一個特征與另一特征耦合的微小量的光。類似地，鄰近效應(yīng)可以由曝光后的烘焙(PEB)、抗蝕劑顯影以及通常在光刻曝光之后的蝕刻期間的擴散和其他化學(xué)效應(yīng)引起。為了確保根據(jù)給定目標(biāo)電路設(shè)計的需求而在半導(dǎo)體襯底上形成特征，需要使用經(jīng)驗數(shù)學(xué)模型預(yù)測鄰近效應(yīng)，并且在成功地制造高端器件之前需要將校正或預(yù)變性應(yīng)用至掩模的設(shè)計中。在通常的高端設(shè)計中，幾乎每一個特征邊緣都需要一些修改，以便實現(xiàn)與目標(biāo)設(shè)計充分接近的印刷圖案。這些修改可以包括移動或偏移邊緣位置或線寬以及應(yīng)用不是為了印刷其本身但是將影響相關(guān)主要特征的性質(zhì)的“輔助”特征。在半導(dǎo)體工業(yè)中，微光刻(或簡單光刻術(shù))是在半導(dǎo)體晶片上印刷電路圖案的過程(例如，硅或GaAs晶片)。目前，光學(xué)光刻術(shù)是用于半導(dǎo)體器件或諸如平板顯示器等其他器件的批量制造的主要技術(shù)。這種光刻術(shù)采用在可見光至深紫外光譜范圍內(nèi)的光來曝光襯底上的光敏感抗蝕劑。在將來，可以采用極紫外(EUV)和軟X射線。在曝光之后，抗蝕劑被顯影以得出抗蝕劑圖像。在討論本發(fā)明之前，簡單描述了有關(guān)整體模擬和成像過程。圖I示出示例性光刻投影系統(tǒng)10。主要部件是光源12，其可以例如是深紫外準(zhǔn)分子激光源，或其他波長的源，包括EUV波長；限定部分相干性并且可以包括特定源成形光學(xué)元件14、16a以及16b的照射光學(xué)元件；掩?；蜓谀０?8 ;以及將掩模版圖案的圖像形成到晶片平面22上的投影光學(xué)元件16c。光瞳平面處的可調(diào)的濾光片或孔20可以限制入射到晶片平面22上的束角度范圍，其中最大可能角度限定投影光學(xué)元件的數(shù)值孔徑NA = sin (ΘωJ。圖2中示出了光刻投影設(shè)備中的用于模擬光刻的示例性流程圖。源模型31表示源的光學(xué)特性(包括輻射強度分布和/或相分布)。投影光學(xué)元件模型32表示投影光學(xué)元件的光學(xué)特性(包括被投影光學(xué)元件引起的輻射強度分布和/相分布的改變)。設(shè)計布局模型35表示設(shè)計布局的光學(xué)特性(包括給定設(shè)計布局33引起的輻射強度分布和/或相分布的改變)，其表示通過圖案形成裝置上或通過其形成的特征的布置。由設(shè)計布局模型35、投影光學(xué)元件模型32以及設(shè)計布局模型35可以模擬空間圖像36。使用抗蝕劑模型37可以由空間圖像36模擬抗蝕劑圖像37。光刻的模擬可以例如預(yù)測抗蝕劑圖像中的輪廓和CD。更具體地，要注意的是，源模型31 可以表示源的光學(xué)特性，包括但不限于NA-σ設(shè)置以及任何特定照射源形狀(例如離軸輻射源，諸如環(huán)形、四極以及雙極等)。投影光學(xué)元件模型32可以表示投影光學(xué)元件的光學(xué)特性，其包括像差、變形、折射率、物理尺寸、物理維度等。設(shè)計布局模型35也可以表示物理圖案形成裝置的物理性質(zhì)，如例如美國專利No. 7，587，704中描述的，該專利通過參考全文并入本文。模擬的目的是為了精確地預(yù)測例如邊緣布置、空間圖像強度斜度以及CD，其可以在隨后與想要的設(shè)計進行對比。想要的設(shè)計通常被限定為預(yù)OPC設(shè)計布局，其可以以例如GDSII或OASIS或其他文件格式等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字文件格式被提供。當(dāng)通過投影的圖像曝光抗蝕劑并在之后烘焙和顯影時，抗蝕劑會經(jīng)歷復(fù)雜的化學(xué)和物理改變。最終的抗蝕劑圖案通常通過其臨界尺寸或CD (通常被限定為抗蝕劑-襯底界面處的抗蝕劑特征的寬度)表征。雖然CD通常是為了表示在給定器件上被圖案化的最小特征，但是在實際應(yīng)用中術(shù)語CD用于描述任何抗蝕劑特征的線寬。在大多數(shù)曝光工具中，光學(xué)系統(tǒng)縮小從掩模水平面至晶片水平面的圖案的尺寸，其中縮小因子通常是4或5倍。因為掩模水平面處的圖案通常大于在晶片水平面處的想要的圖案，因此這緩和了在掩模水平面處所需的尺寸控制容限并改善了產(chǎn)量和掩模制作過程的可制造性。曝光工具的該縮小因子帶來對曝光過程的“維度”的一定的混淆。在此，特征尺寸和維度指的是晶片水平面處的特征尺寸和維度，并且“最小特征尺寸”指的是晶片水平面處的最小特征。對于用以正確地圖案化器件的曝光過程，在器件中的所有臨界結(jié)構(gòu)的⑶必須被圖案化以實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)維度。因為實踐上不能實現(xiàn)每一個目標(biāo)CD沒有誤差，因此器件被設(shè)計成有用于⑶誤差的特定容限。在這種情況下，如果所有臨界特征的⑶都在這些預(yù)定容限內(nèi)，則圖案被看作是可接受的。對于在制造環(huán)境中可見的曝光過程，跨經(jīng)表示在工廠中預(yù)期發(fā)生的過程變量的通常范圍的過程條件范圍，整個CD分布必須在容限極限內(nèi)。例如，名義相同的過程條件的實際劑量可以相對于名義劑量變化達(dá)到±5% ;名義相同的過程條件的實際焦平面可以相對于名義焦平面變化達(dá)到±100nm。限制或劣化圖案轉(zhuǎn)移過程的保真度的因素包括制造掩模過程中、投影光學(xué)元件中、抗蝕劑過程中以及控制投影光和晶片上形成的膜疊層之間的相互作用的過程中的缺陷。然而，即使用完美的掩模、完美的光學(xué)元件、完美的抗蝕劑系統(tǒng)以及完美的襯底反射率控制，圖像保真度也難以保持，因為將要成像的特征的尺寸變得小于在曝光工具中使用的光波長。對于使用193nm照射源的曝光過程，期望特征如65nm —樣小。在該深亞波長區(qū)域內(nèi)，圖案轉(zhuǎn)移過程變得高度非線性，并且晶片水平面處的最終圖案的尺寸變得不但對掩模水平面處的圖案尺寸非常敏感，而且對特征的局部環(huán)境非常敏感，其中局部環(huán)境延伸超出光波長的5至10倍的半徑。給定相對于波長非常小的特征尺寸，依賴于相鄰特征的尺寸和鄰近效應(yīng)，即使掩模上相同的結(jié)構(gòu)將具有不同的晶片水平尺寸，即使特征不緊鄰但是仍然在由曝光工具的光學(xué)元件限定的鄰近區(qū)域內(nèi)。這些光學(xué)鄰近效應(yīng)在文獻中是熟知的。在圖案轉(zhuǎn)移過程中為了改進成像品質(zhì)和最小化高非線性，當(dāng)前的處理技術(shù)采用不同的RET和0PC，對于任何旨在克服鄰近效應(yīng)的技術(shù)的一般叫法。最簡單形式的OPC之一是選擇性偏差。給定CD隨節(jié)距變化的曲線，至少在最佳聚焦和曝光條件下通過改變掩模水平面處的CD，可以迫使所有的不同節(jié)距以形成相同的CD。因此，如果在晶片水平面處特征印刷太小，則掩模水平面處的特征將被偏差以稍微大于名義大小，反之亦然。因為從掩模水平面至晶片水平面的圖案轉(zhuǎn)移過程是非線性的，偏差的量不簡單地是在最佳聚焦和曝光條件下的測量的CD誤差乘以減小倍數(shù)，但是使用模型化和實驗可以確定合適的偏差。選擇性的偏差是鄰近效應(yīng)問題的不完全解決方案，尤其是如果僅在名義過程條件下應(yīng)用。即使這種偏差原理上可以應(yīng)用以在最佳聚焦和曝光條件下給出一致的CD隨節(jié)距變化的曲線，但是一旦曝光過程不對應(yīng)名義條件而變化，則每一個偏差后的節(jié)距曲線將不同地響應(yīng)，由此對于不同的特征導(dǎo)致不同的過程窗口。因此，給定一致的CD隨節(jié)距的變化的“最佳”偏差甚至對整個過程窗口產(chǎn)生負(fù)面的影響，由此減小而不是擴大在想要的過程容限范圍內(nèi)將所有目標(biāo)特征印刷到晶片上所在的焦距和曝光范圍·除了上述的一維偏差示例，還發(fā)展了其他更為復(fù)雜的OPC技術(shù)用于應(yīng)用。二維鄰近效應(yīng)是線端部縮短。線端部傾向于從其想要的端部點位置作為曝光和焦距的函數(shù)“拉回”。在許多情形中，長的線端部的端部縮短程度可以比相應(yīng)的線變窄大若干倍。如果線端部沒有完全跨過其想要覆蓋的下面的層(例如源漏區(qū)域之上的多晶硅柵極層)，則這種類型的線端部拉回可以導(dǎo)致正在制造的器件的災(zāi)難性的失敗。因為這種類型的圖案對于焦距和曝光是高度敏感的，因此簡單地使線端部偏置以比想要的設(shè)計長度長是不夠的，因為在最佳焦距和曝光條件下或在曝光不足條件下，線將過長，由此因為延長的線端部接觸相鄰結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致短路，或如果在電路內(nèi)的單個特征之間增加更大的空間會導(dǎo)致不必要的大電路尺寸。因為集成電路設(shè)計和制造的關(guān)鍵目標(biāo)之一在于最大化功能元件的數(shù)量，同時最小化每個芯片所需的面積，增加過多的間隔是非常不希望的方案。已經(jīng)發(fā)展了二維OPC方法以幫助解決線端部拉回問題。已知為“錘頭”或“配線(serifs)”的額外的結(jié)構(gòu)(或輔助特征)被例行地增加至線端部，以有效地將它們固定在合適位置并在整個過程窗口上提供減小的拉回。即使在最佳焦距和曝光條件下，這些額外的結(jié)構(gòu)也沒有被分辨，而是在其自身完全沒有被分辨的情況下改變主特征的形貌?！爸魈卣鳌痹诖擞糜诒硎驹谶^程窗口中的部分或全部條件下想要印刷到晶片上的特征。輔助特征可以采用除了為線端部增加簡單的錘頭以外的更多大膽的形式，一定程度上掩模上的圖案不再簡單地是想要的晶片圖案的尺寸被擴大縮小因子大小的倍數(shù)。輔助特征，例如配線，可以應(yīng)用于除了簡單減小線端部拉回之外的更多的情形。內(nèi)部配線或外部配線可以應(yīng)用于任何邊緣，尤其是二維邊緣，以減小角部倒圓或邊緣擠壓。使用足夠的選擇性偏差以及全尺寸和極性的輔助特征，掩模上的特征承擔(dān)越來越少的與晶片水平面處想要的最終圖案相類似的類似之處。通常，掩模圖案變成晶片水平面處的圖案的預(yù)變形形式，其中變形是為了抵消或消除在光刻過程中將要發(fā)生的圖案變形，以在晶片上形成盡可能接近設(shè)計者想要的圖案。這些OPC技術(shù)的許多種可以在具有在加強分辨率和過程窗口過程中增加的或用于加強分辨率和過程窗口而增加的不同相的相移結(jié)構(gòu)的單個掩模上一起使用。使一維線偏差的簡單任務(wù)變得越來越復(fù)雜，因為二維結(jié)構(gòu)必須被移動、被調(diào)整尺寸、用輔助特征增強以及在不引起與鄰近的特征任何沖突的情況下可能被相移。由于深亞波長光刻的延伸的鄰近范圍，應(yīng)用于特征的OPC類型的改變對于位于半微米至一微米范圍的其他特征可以具有不想要的后果。因為在該鄰近范圍內(nèi)容易具有許多特征，因此，隨著增加更多的大膽的方法，優(yōu)化OPC修飾的任務(wù)變得越來越復(fù)雜。被增加的每個新的特征對其他特征具有影響，其隨后又被再次校正，并且結(jié)果被重復(fù)地迭代以收斂掩模布局，其中可以以其是原始想要的、同時以正確的方式對其相鄰特征的空間圖像作出貢獻使得它們也被印刷在它們各自的容限范圍內(nèi)的方式印刷每個特征。

發(fā)明內(nèi)容
此處描述的是用于模擬由入射輻射在襯底上的抗蝕劑層內(nèi)形成的圖像的方法，所述方法包括步驟計算抗蝕劑層內(nèi)一定深度處的入射輻射帶來的向前傳播電場或向前傳播磁場；計算抗蝕劑層內(nèi)一定深度處的入射福射帶來的向后傳播電場或向后傳播磁場；由向前傳播電場或向前傳播磁場和由向后傳播電場或向后傳播磁場計算在抗蝕劑層內(nèi)一定深度處的福射場，同時忽略向前傳播電場或向前傳播磁場和向后傳播電場或向后傳播磁場之 間的干涉。


結(jié)合附圖描述具體實施例，其中圖I示出根據(jù)本發(fā)明示例應(yīng)用的光刻系統(tǒng)的不同的子系統(tǒng)的方框圖。圖2示出與圖I中的子系統(tǒng)相對應(yīng)的模擬模型的方框圖。圖3不出入射福射由襯底上特征的散射。圖4示出根據(jù)一個實施例的方法的流程圖。圖5示出若干個示例性特征元件。圖6A示出襯底上的抗蝕劑層下面的示例性特征。圖6B示出由圖6A中的襯底得出的抗蝕劑層中的輻射場。圖6C示出使用FDTD計算的由圖6A中的特征得出的抗蝕劑層中的輻射場。圖6D示出使用根據(jù)一個實施例的方法計算的由圖6A中的特征得出的抗蝕劑層中的輻射場。圖7示出根據(jù)一個實施例的方法的流程圖。圖8示出抗蝕劑層中給定深度處的向前傳播電場豆和向后傳播電場互一的示意圖。圖9A :左圖示出使用諸如FDTD等嚴(yán)格方法計算的由平的膜疊層得出的抗蝕劑層中的輻射場；中間圖示出使用圖7中的方法由相同的平的膜疊層得出的抗蝕劑層中的輻射場；右圖示出相同位置處左圖和中間圖的輻射場的橫截面。圖9B示出使用相同的模糊方式由圖9A的左圖中的輻射場和圖9B的左圖中的輻射場得出的抗蝕劑圖像。圖9C示出使用相同的模糊方式，由使用諸如FDTD等嚴(yán)格方法計算的從不平的膜疊層得出的抗蝕劑層中的輻射場得出的抗蝕劑圖像，以及由使用圖7中的方法從相同的不平的膜疊層得出的抗蝕劑層中的輻射場得出的抗蝕劑圖像。
圖10是可以實施實施例的示例計算機系統(tǒng)的方框圖。圖11是可以應(yīng)用實施例的光刻投影系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式實施例將參考附圖進行詳細(xì)地描述，附圖提供示例性的示例。特別地，下面的附圖和示例不意味著將本發(fā)明的范圍限制到單個實施方式,通過交換所述的或所示的元件的部分或全部也能夠?qū)崿F(xiàn)其他的實施例。此外，在使用已知部件部分地或全部地應(yīng)用本發(fā)明的特定元件的情況下，將僅描述那些對于理解本發(fā)明必要的已知部件的部分，而省略已知部件的其他部分的詳細(xì)描述，以免混淆本發(fā)明。如果沒有明確地說明，描述為應(yīng)用于軟件中的實施例應(yīng)該不限于此，而是可以包括應(yīng)用于硬件中的實施例，或應(yīng)用于軟件和硬件的結(jié)合中的實施例，反之亦然，如本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識到的。在本說明書中，如果沒有明確地說明，示出單數(shù)的部件的實施例不應(yīng)該認(rèn)為是限制，相反，本發(fā)明將旨在包括其他包括多個相同部件的實施例，反之亦然。而且，如果沒有明確地說明，申請人不是將說明書或權(quán)利要求中 的任何術(shù)語用來描述不通用的或特定的意義。此外，本發(fā)明包含當(dāng)前和將來已知的與這里通過示例示出的已知部件等同的等價物。發(fā)明人認(rèn)識到，在光刻過程中從掩模至襯底的圖案轉(zhuǎn)移過程由于來自投影光學(xué)元件的入射輻射被抗蝕劑層下面的襯底上的已有特征的散射而被進一步復(fù)雜化，尤其是當(dāng)已有特征小于入射輻射的波長時或當(dāng)襯底沒有抗反射涂層(BARC)時。如圖3所示，已有的特征250可以從表面220、邊緣230以及角部240散射入射輻射210。這里所用的術(shù)語“散射”或“散射的”意味著對“入射輻射”的影響的結(jié)合，其可以包括反射、衍射以及折射。散射輻射可以與入射輻射相干涉，并且改變抗蝕劑層中輻射的空間強度分布，其又改變形成在抗蝕劑層中的抗蝕劑圖像。這種散射可以引起最終的抗蝕劑圖像的變形，因而也應(yīng)該在OPC中被補償。通過求解麥克斯韋方程可以嚴(yán)格地預(yù)測這種散射的影響，然而這計算量高，并且在應(yīng)用中不能應(yīng)用至整個襯底或整個掩模。因而傳統(tǒng)的方法在模擬抗蝕劑層中的圖像時僅使用簡單的抗蝕劑行為的模型。根據(jù)本發(fā)明的某些方面，計算抗蝕劑層中的模擬的圖像，同時計算由于襯底中或襯底上的特征而散射的輻射。在一些實施例中，可以通過使用圖4的流程圖中示出的示例方法得出抗蝕劑層中的輻射的空間強度分布。這種方法計算成本更低，并且可以應(yīng)用于基本上整個電路設(shè)計或整個掩模。使用諸如邊緣、角部以及表面等特征元件的散射函數(shù)的庫310可以估計特征的散射函數(shù)，其中通過使用任何合適的方法求解麥克斯韋方程來在先嚴(yán)格計算特征元件的散射函數(shù)并匯編進入該庫中。這里所用的術(shù)語“庫”意味著多個或一組，具有或不具有任何索引以便在其中搜索。替換地，在估計特征的散射函數(shù)期間，當(dāng)首先需要諸如邊緣、角部以及表面等特征元件的散射函數(shù)時，可以嚴(yán)格地計算所述散射函數(shù)。特征元件的散射函數(shù)可以是表征輻射被特定抗蝕劑中的特征元件散射的散射狀況的散射函數(shù)。特征320可以被分成特征元件的部件，并且特征320的散射函數(shù)330可以從庫310中已知的或根據(jù)需要計算的特征元件的部件的散射函數(shù)得出。將特征320的散射函數(shù)330應(yīng)用于入射輻射(其可以通過抗蝕劑層的表面處的電場、磁場或電磁場表征)得出由特征得出的抗蝕劑層中的輻射場340?？梢試?yán)格地計算由襯底得出的抗蝕劑層中的輻射場350。抗蝕劑層中的輻射場360(下文中的“總的場”)是由特征得出的抗蝕劑層中的輻射場和由襯底得出的抗蝕劑層中的輻射場之和?？蛇x地，由總的場，可以得出抗蝕劑層中的輻射的空間強度分布370?？蛇x地，可以由抗蝕劑層中的輻射的空間強度分布、抗蝕劑層的特性以及諸如與顯影、烘焙等相關(guān)的參數(shù)等曝光后處理得出來自空間強度分布的抗蝕劑圖像380。圖5示出若干個示例性特征元件，其散射函數(shù)匯編在庫中。特征元件的散射函數(shù)優(yōu)選與襯底上的抗蝕劑類型無關(guān)。圖5中的這些示例性特征元件包括角部410、420、430以及440和邊緣450、460、470以及480。當(dāng)然，庫中可以包括其他特征元件。由包括諸如圖5中的那些特征元件等合適的特征元件的散射函數(shù)的庫，可以估計襯底上例如圖3中的特征250等任何特征的散射函數(shù)。圖4的方法在算術(shù)上可以描述如下來自源s的輻射的電分量在掩模正下面的平面上可以表示為
權(quán)利要求
1.一種用于模擬由入射輻射在襯底上的抗蝕劑層內(nèi)形成的圖像的方法，所述襯底具有位于抗蝕劑層內(nèi)或下面的特征，所述方法包括步驟 基于所述特征的特性使用一個或多個散射函數(shù)確定襯底特有的散射函數(shù)，其中襯底特有的散射函數(shù)表征入射輻射的在抗蝕劑層內(nèi)被所述特征引起的散射。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，確定襯底特有的散射函數(shù)的步驟還基于抗蝕劑層的特性。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括通過使用襯底特有的散射函數(shù)計算抗蝕劑層內(nèi)形成的抗蝕劑圖像的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，計算抗蝕劑層內(nèi)形成的抗蝕劑圖像的步驟還基于抗蝕劑層的特性和/或基于入射輻射的特性。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述一個或多個散射函數(shù)表征由于特征元件的特性引起的輻射散射，和/或其中使用嚴(yán)格求解器計算所述一個或多個散射函數(shù)。
6.如當(dāng)所述一個或多個散射函數(shù)表征由于特征元件的特性引起的輻射散射時的權(quán)利要求5所述的方法，其中所述特征元件是水平邊緣、垂直邊緣、區(qū)域、角部或其組合。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括基于輻射源、投影光學(xué)元件和設(shè)計布局的至少一部分中的一個或多個的特性計算抗蝕劑層的表面處的由于入射輻射引起的電磁場，其中在曝光期間抗蝕劑層的表面面對入射輻射。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述一個或多個散射函數(shù)不依賴于入射輻射的方向。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述襯底沒有抗反射涂層。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述一個或多個散射函數(shù)被匯編在庫內(nèi)。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括步驟 計算在抗蝕劑層內(nèi)一深度處的入射輻射引起的向前傳播電場或向前傳播磁場； 計算在抗蝕劑層內(nèi)所述深度處的入射輻射引起的向后傳播電場或向后傳播磁場； 由向前傳播電場或向前傳播磁場以及向后傳播電場或向后傳播磁場計算在抗蝕劑層內(nèi)所述深度處的輻射場，同時忽略向前傳播電場或向前傳播磁場和向后傳播電場或向后傳播磁場之間的干涉。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，計算在抗蝕劑層內(nèi)所述深度處的輻射場的步驟包括使用傳遞交叉系數(shù)計算輻射場。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，由投影光學(xué)元件函數(shù)計算傳遞交叉系數(shù)，和/或其中所述傳遞交叉系數(shù)不表不向前傳播電場或向前傳播磁場與向后傳播電場或向后傳播磁場之間的干涉。
14.一種包括計算機可讀介質(zhì)的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機可讀介質(zhì)具有記錄在其上的指令，所述指令在通過計算機被執(zhí)行時實施上述權(quán)利要求中任一項所述的方法。
15.—種包括計算機可讀介質(zhì)的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機可讀介質(zhì)具有記錄在其上的特征元件的散射函數(shù)的庫，其中所述特征元件是襯底上的抗蝕劑層中或下面的特征的構(gòu)件。
16.如權(quán)利要求15所述的計算機程序產(chǎn)品，其中，所述庫包括索引信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于3D拓?fù)鋱D形晶片的光刻模型。本發(fā)明還公開了用于模擬由入射輻射在襯底上的抗蝕劑層內(nèi)形成的圖像的方法，所述方法包括步驟計算在抗蝕劑層內(nèi)一深度處的入射輻射引起的向前傳播電場或向前傳播磁場；計算在抗蝕劑層內(nèi)所述深度處的入射輻射引起的向后傳播電場或向后傳播磁場；由向前傳播電場或向前傳播磁場以及向后傳播電場或向后傳播磁場計算在抗蝕劑層內(nèi)所述深度處的輻射場，同時忽略向前傳播電場或向前傳播磁場和向后傳播電場或向后傳播磁場之間的干涉。
文檔編號G06F17/50GK102955370SQ20121026417
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者劉鵬 申請人:Asml荷蘭有限公司