專利名稱：一種用于實施全芯片制造可靠性檢查和校正的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域通常涉及一種方法、程序產(chǎn)品和設(shè)備，其用于在設(shè)計過程中較早確定是否目標(biāo)設(shè)計/布局利用給定的過程是可制造的，或是否目標(biāo)設(shè)計/布局包括“故障點”或“弱點”，這些點將阻止目標(biāo)設(shè)計/布局滿足設(shè)計要求和/或當(dāng)制造時造成產(chǎn)率不足。
背景技術(shù)：
例如，光刻設(shè)備可用于制造集成電路(IC)。在這種情況下，掩?？珊袑?yīng)于IC單層的電路圖案，且該圖案能夠被成像到被涂布一層輻射敏感材料(光刻膠)的襯底(硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包含一個或多個電路小片)上。通常，單晶片將包括鄰近目標(biāo)部分的整個網(wǎng)絡(luò)，其由投影系統(tǒng)一次一個的連續(xù)照射。在一種光刻投影設(shè)備中，通過將整個掩模圖案一次曝光到目標(biāo)部分上來照射每一個目標(biāo)部分；這種設(shè)備常稱為晶片步進器。在通常稱為步進掃描設(shè)備的可選擇設(shè)備中，沿給定的參考方向(“掃描”方向)在投影光束下通過逐漸掃描掩模圖案來照射每一個目標(biāo)部分，同時以平行或反平行該方向同步掃描襯底臺。由于通常投影系統(tǒng)將有放大系數(shù)M(通常＜1)，所以掃描襯底臺的速度V將是掃描掩模臺的速度的系數(shù)M倍。可以例如從美國6,046,792收集更多關(guān)于在此描述的光刻設(shè)備的信息，通過引用結(jié)合在此。
在采用光刻投影設(shè)備的制造過程中，掩模圖案被成像到至少部分被一層輻射敏感材料(光刻膠)覆蓋的襯底上。在該成像步驟前，襯底可以經(jīng)過各種工序，例如，涂底、涂光刻膠和軟烘烤。在曝光后，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/檢查。這個工序排列作為構(gòu)圖器件如IC的單層的基礎(chǔ)使用。然后，這種構(gòu)圖層可以經(jīng)過各種過程，如蝕刻、離子注入(摻雜)、噴鍍金屬、氧化、化學(xué)機械拋光等，所有這些是用來完成單層。如果需要幾層，那么對于每一新層將必須重復(fù)整個工序或其變體。最終，在襯底(晶片)上將出現(xiàn)器件的陣列。然后，通過如切成方塊或鋸切技術(shù)將這些器件彼此分開，由此單獨的器件可以被安裝到載體上、連接到插針上等。
為簡單起見，投影系統(tǒng)此后可以稱為“透鏡”；然而，該術(shù)語應(yīng)廣義地被解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，例如包括折射光學(xué)元件、反射光學(xué)元件和反折射系統(tǒng)。輻射系統(tǒng)還可以包括根據(jù)這些設(shè)計類型任一種操作的部件，用于定向、整形和控制輻射投影光束，并且這樣的部件在下面也可以共同地或單獨地稱為“透鏡”。此外，光刻設(shè)備可以是具有兩個或多個襯底臺(和/或兩個或多個掩模臺)的一種類型。在這樣“多級”器件中可以并列采用附加的臺，或可以在一個或多個臺上實施預(yù)備步驟的同時，一個或多個臺被用于曝光。例如在美國5,969,441中描述了雙級光刻設(shè)備，通過引用結(jié)合在此。
上述提到的光刻掩模包括對應(yīng)于被集成到硅晶片上的電路部件的幾何圖案。用于形成這種掩模的圖案利用CAD(計算機輔助設(shè)計)程序產(chǎn)生，該過程常稱為EDA(電子設(shè)計自動化)。為了形成功能性掩模，多數(shù)CAD程序依據(jù)一套預(yù)定的設(shè)計規(guī)則。這些規(guī)則通過加工和設(shè)計限制來設(shè)定。例如，設(shè)計規(guī)則限定電路器件(如門、電容器等)或互連線之間的間距公差，以便保證電路器件或線彼此不以不需要的方式相互影響。該設(shè)計規(guī)則限制一般稱為“臨界尺寸”(CD)。電路的臨界尺寸可以被限定為線或孔的最小寬度或兩線或兩孔間的最小間距。因此，CD確定設(shè)計電路的總尺寸和密度。
在掩模中的“輔助特征”可用于改進被投影到抗蝕劑上的圖像并最終改進顯影的器件。輔助特征是不需要出現(xiàn)在抗蝕劑的顯影圖案中的而是在掩模中提供以利用衍射效應(yīng)的特征，這樣使顯影圖像更接近需要的電路圖案。輔助特征通常是“亞分辨率”或“深亞分辨率(deep sub-resolution)”，意味著它們是在至少一個尺寸內(nèi)比將在晶片上實際分辨的掩模內(nèi)的最小特征小。輔助特征可以具有被限定為臨界尺寸部分的尺寸。換句話說，因為掩模圖案通常用小于1、如1/4、1/5的放大倍數(shù)投影，在掩模上的輔助特征可以具有比晶片上的最小特征大的物理尺寸。
當(dāng)然，集成電路制造的一個目的是精確地在晶片上再現(xiàn)原始電路設(shè)計(通過掩模)，這通過采用輔助特征來改進。另一個目的是產(chǎn)生在規(guī)定的設(shè)計公差范圍內(nèi)可容易制造的設(shè)計布局。這是重要的，以使當(dāng)實際制造器件時過程引起高產(chǎn)率。
盡管在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)討論了各種規(guī)則檢查方法，例如光學(xué)規(guī)則檢查(ORC)，這些已知技術(shù)對于現(xiàn)在的設(shè)計布局是困難的和/或不合適的，其一般包括先進的分辨率增強技術(shù)(RET)。此外，已知的規(guī)則檢查方法不能在設(shè)計過程早期確定是否給定的設(shè)計是可容易制造的(便于導(dǎo)致高產(chǎn)率)，因此常導(dǎo)致實際上花費與重新設(shè)計過程相關(guān)的時間和金錢。
因此，需要一種方法，其用于允許在設(shè)計過程早期確定是否設(shè)計是適于制造的，從而使得與重新設(shè)計過程相關(guān)的時間和花費最小化。此外，需要適合和先進的RET一起使用的制造可靠性檢查和校正方法，并且其可以自動提供設(shè)計的校正以使得到的器件在規(guī)定的設(shè)計公差內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述，本發(fā)明的一個目的是提供一種方法，其用于在設(shè)計過程中較早確定是否目標(biāo)設(shè)計/布局利用給定的過程實際是可制造的，或是否目標(biāo)設(shè)計/布局包含“故障點”或“弱點”，這些點將阻止目標(biāo)設(shè)計/布局滿足設(shè)計要求和/或當(dāng)制造時導(dǎo)致產(chǎn)率不足。此外，本發(fā)明的另一個目的是提供制造可靠性檢查和校正方法，其適合和先進的RET一起使用，并且其能自動提供設(shè)計的校正以使得到的器件在規(guī)定的設(shè)計公差范圍內(nèi)。
更具體地，本發(fā)明涉及產(chǎn)生用于成像過程圖案的掩模的方法。該方法包括以下步驟(a)獲得具有多個要成像在襯底上的特征的需要的目標(biāo)圖案；(b)采用目標(biāo)圖案和與限定的過程相關(guān)的過程參數(shù)來模擬印刷或晶片圖像(即模擬抗蝕劑構(gòu)圖)；(c)限定至少一個特征類別；(d)識別目標(biāo)圖案中對應(yīng)于至少一個特征類別的特征，并且記錄識別為對應(yīng)于至少一個特征類別的每一個特征的誤差值；和(e)產(chǎn)生統(tǒng)計匯總，其表明識別為對應(yīng)于至少一個特征類別的每個特征的誤差值。此外，依據(jù)誤差的識別，本發(fā)明的方法還可以包括如下步驟通過改變OPC校正措施和/或通過應(yīng)用例如儲存在數(shù)據(jù)庫中的預(yù)定校正措施改變過程參數(shù)來自動嘗試校正誤差。這種數(shù)據(jù)庫可以根據(jù)基于規(guī)則的系統(tǒng)，包含各種對于潛在問題區(qū)域的校正，可以順序的方式應(yīng)用這些校正直到發(fā)現(xiàn)可接受的解決辦法。此外，如果確定了用于給定誤差的可接受的校正措施，那么對應(yīng)于該問題和解決辦法的設(shè)計規(guī)則可被記錄在數(shù)據(jù)庫中和用于未來的校正/設(shè)計。
本發(fā)明的方法具有超過現(xiàn)有技術(shù)的重要優(yōu)點。非常重要的是，本發(fā)明提供用于實施全芯片制造可靠性的檢查和校正的方法，其在設(shè)計過程早期確定是否目標(biāo)設(shè)計實際上在限定的設(shè)計公差范圍內(nèi)是可制造的。此外，本發(fā)明的方法能提供設(shè)計的自動校正以產(chǎn)生采用規(guī)定的設(shè)計公差是可制造的設(shè)計。
關(guān)于本發(fā)明的另一優(yōu)點是全芯片制造可靠性檢查和校正方法適合和先進的分辨率增強技術(shù)一起使用。
本發(fā)明的又一優(yōu)點是全芯片制造可靠性檢查和校正方法適合和利用多層掩模和/或多次曝光(例如，DDL垂直和水平掩模)，以及在相同掩模(例如，包括鉻和相位特征的CPL掩模)中的多數(shù)據(jù)層的過程一起使用。
本發(fā)明的又一優(yōu)點是在設(shè)計過程中及早給設(shè)計者提供關(guān)于是否目標(biāo)設(shè)計包含任何“故障點”或“弱點”的反饋，這些點將阻止目標(biāo)設(shè)計滿足設(shè)計要求和/或當(dāng)經(jīng)過制造過程時導(dǎo)致產(chǎn)率不足。結(jié)果，本發(fā)明最小化與重新設(shè)計過程相關(guān)的時間和花費，并且消除與有缺陷的設(shè)計原型的出帶(tape-out)和顯影(development)相關(guān)的花費。換句話說，本發(fā)明允許設(shè)計者在測試晶片的出帶過程和顯影(即，加工)之前確定是否設(shè)計從根本上是有缺陷的(并且因此是不可制造的)。
此外，本發(fā)明的方法可以在某些情況下自動修改設(shè)計和/或過程以針對設(shè)計中的“故障點”或“弱點”。
從以下本發(fā)明的示范性實施例的詳細描述，本發(fā)明另外的優(yōu)點對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
盡管本文具體涉及本發(fā)明在制造IC中的使用，但是應(yīng)該清楚地理解本發(fā)明可能有許多其它的應(yīng)用。例如，它可以被應(yīng)用于集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲器的導(dǎo)向和檢測圖案、液晶顯示平板、薄膜磁頭等的制造。在如此可選擇應(yīng)用的上下文中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在本文術(shù)語“分劃板”、“晶片”或“電路小片”的任何使用應(yīng)該認(rèn)為分別可由更普遍的術(shù)語“掩模”、“襯底”和“目標(biāo)部分”代替。
通過參見下面的詳細說明和附圖可以更好地理解發(fā)明本身和另外的目的和優(yōu)點。
附圖簡述

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的全芯片制造可靠性檢查和校正方法的示范性流程圖。
圖2a和2b示出能經(jīng)受本發(fā)明的檢查和校正方法的示范性布局圖案(例如，目標(biāo)圖案)。
圖3示出圖2的用相同圖案模擬結(jié)果所重疊的目標(biāo)圖案的示范性部分。
圖4示出示范性柱狀圖，其基于在模擬結(jié)果和目標(biāo)圖案之間的區(qū)別產(chǎn)生。
圖5示出如圖4所示的相同布局和相同類別的柱狀圖，區(qū)別為線端校正被應(yīng)用在圖5的三組柱狀圖中每一個所表示的特征。
圖6示出如圖4所示的相同布局和相同類別的柱狀圖，區(qū)別在于凹、凸角校正已經(jīng)被用于用Par 4和Par 5的柱狀圖的每一個表示的特征，及線端校正已經(jīng)被用于用Par 6的柱狀圖表示的特征。
圖7-9示出各自表明線端特征、門特征和臨界尺寸的印刷性能在給定的過程中不隨過程參數(shù)的變化而改變大的柱狀圖。
圖10示意性地描述適合同借助所公開的構(gòu)思設(shè)計的掩模一起使用的示范性光刻投影設(shè)備。
圖11和12示出當(dāng)為了校正誤差而需要布局修正的例子。
具體實施例方式
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的全芯片制造可靠性檢查和校正方法的示范性流程圖。在過程的第一步(步驟10)是要識別用于成像圖案的目標(biāo)掩模圖案(即，目標(biāo)設(shè)計)和照明系統(tǒng)以及設(shè)置(即過程條件)。
圖2a和2b示出可進行本發(fā)明的檢查和校正方法的示范性布局圖案(例如，目標(biāo)圖案)。更具體地，圖2a表示全芯片布局，示出了從70nm結(jié)點的全芯片布圖中所選擇的臨界計算。而圖2b表示在CPL掩模中圖2a被分為鉻和相位區(qū)域的一部分布局，示出了在布圖轉(zhuǎn)換后，原始布圖被分為Cr(桔黃色)和相位(綠色)圖案。如上所示，本發(fā)明的方法適合和采用多層掩模和/或多次曝光(例如DDL垂直和水平掩模)以及相同掩模(例如包括鉻和相位特征的CPL掩模)內(nèi)多數(shù)據(jù)層的過程一起使用。
一旦目標(biāo)圖案被識別，過程的下一步(步驟20)是模擬在包括制造變化的生產(chǎn)設(shè)置(即所需的過程)下模擬目標(biāo)圖案的抗蝕劑構(gòu)圖輪廓。該模擬可以應(yīng)用任何已知的模擬工具實施，如由ASML MaskTools公司銷售的LithoCruiserTM。
下一步(步驟30)是將模擬過程的結(jié)果與原始的目標(biāo)圖案比較，以確定在原始目標(biāo)圖案和模擬的抗蝕劑構(gòu)圖輪廓間的區(qū)別。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，在模擬結(jié)果和目標(biāo)圖案間進行全芯片的比較。該過程可以通過比較模擬的抗蝕劑圖案的二維輪廓和目標(biāo)圖案的二維輪廓圖案來進行。如2002年10月9日提交的美國專利申請10/266,922描述了二維輪廓的這種比較，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此?？蛇x擇地，可比較預(yù)定圖案區(qū)域/點，優(yōu)選地為預(yù)期的臨界區(qū)域，以確定在目標(biāo)圖案和模擬的抗蝕劑圖案間的區(qū)別。例如，檢查標(biāo)志可以被包括在臨界特征位置的目標(biāo)設(shè)計內(nèi)，然后僅在包括檢查標(biāo)志的設(shè)計位置處進行比較。這種臨界區(qū)域可以包括，例如窄線、凸角、凹角、線端等的CD均勻性。該方法使過程僅集中在那些在制造期間設(shè)計者希望的臨界或有問題的特征/區(qū)域。然而，在本實施例中，優(yōu)選的是，考慮設(shè)計布局的所有區(qū)域中的特征以表示全芯片的設(shè)計布局。如果在比較過程中應(yīng)用二維輪廓，那么設(shè)計者可以規(guī)定用于比較過程的關(guān)于輪廓的取樣點的間距，從而保證表示全芯片的設(shè)計布局。
一旦完成比較和限定了模擬結(jié)果和目標(biāo)圖案間的區(qū)別，那么過程的下一步(步驟40)是要限定/劃分被考慮的和/或被分析的特征，并且確定在目標(biāo)設(shè)計和模擬結(jié)果中的特征間的區(qū)別(即，誤差)。這需要限定要考慮的特征的不同類別，例如，線端、CD均勻性、凸角、凹角等。一旦這些類別被限定，那么在含有檢查標(biāo)志的每一個位置處，抽取模擬結(jié)果和目標(biāo)圖案間的區(qū)別并指定預(yù)定類別之一。在給定的例子中，在給定的檢查標(biāo)志位置的各個區(qū)別/誤差被指定/限定為線端誤差、CD均勻性誤差、凸角誤差或凹角誤差并記錄在各自類別中。如上述，優(yōu)選的是，在布局內(nèi)放置檢查標(biāo)志以獲得全芯片布局的表示。可選擇地，如果基于二維輪廓進行比較，那么設(shè)計者必須規(guī)定關(guān)于被抽出輪廓的比較點的位置，這與限定檢查標(biāo)志類似。
一旦完成步驟40，在模擬結(jié)果和目標(biāo)圖案間的實際區(qū)別已知并被記錄，以及劃分為特定類型的特征類別。注意到，上面提到的特征類別實際上是示例性的，而不是限制性的?？梢岳贸鲜鲋獾母郊拥念悇e。此外，如上面提到的，優(yōu)選的是，被分析的和被記錄的位置的數(shù)目是表示整個布局。當(dāng)然，所考慮的位置的實際數(shù)目將從布局到布局不等，并且主要依據(jù)認(rèn)為是制造環(huán)境中潛在問題的臨界區(qū)域的數(shù)目。
過程中的下一步(步驟50)將產(chǎn)生用于各個特征類別的柱狀圖(或任何其它合適的統(tǒng)計格式)并描繪各個類別所有被記錄特征的誤差結(jié)果。各個柱狀圖示出給定類別中包括的各個特征的數(shù)目，以及與給定特征類別中每個特征相關(guān)的成像誤差量。同樣地，柱狀圖使設(shè)計者容易確定在每一個限定的特征類別中發(fā)生的誤差數(shù)目。然而，如下面更詳細地解釋，柱狀圖讓設(shè)計者相當(dāng)快地確定是否可應(yīng)用局部校正來校正規(guī)格之外的不能接受的誤差或是否需要較大的重新設(shè)計。
接下來，過程中的下一步驟(步驟60)對步驟40中識別的各個特征類別限定可接受的誤差公差，并且識別每個類別中在可接受誤差公差之外的所有特征。如所知的，這種的誤差公差限定可接受(即，在設(shè)計限度內(nèi))的最終目標(biāo)圖案中的變化。在最初設(shè)計階段一般由電路設(shè)計者限定誤差公差，并且誤差公差將從布局到布局不等，并且在布局內(nèi)不同類型的特征之間變化。注意到，由設(shè)計者規(guī)定的誤差公差最小應(yīng)該相應(yīng)于并規(guī)定步驟40中識別的誤差類別的可接受誤差。如下面進一步詳細地說明，把誤差公差附加在步驟50中創(chuàng)建的各種柱狀圖之上來說也是可能的，以使設(shè)計者容易確定在給定的類別中超出可接受誤差公差(并因此必須被校正)的特征的百分?jǐn)?shù)。
一旦已經(jīng)確定誤差公差，那么下一步(步驟70)將確定是否在各個類別內(nèi)的所有特征是在各自特征的規(guī)定誤差公差內(nèi)。如果答案是YES，那么過程繼續(xù)到步驟90并且產(chǎn)生掩模圖案。如果答案是NO，那么工程繼續(xù)到步驟80，其中在努力消除任何具有在規(guī)定誤差公差外的相關(guān)的成像誤差的特征時，應(yīng)用OPC校正和/或其它校正措施(即，改變過程參數(shù)，但不限于此，例如，光學(xué)設(shè)置(例如，NA、Sigma)，掩模類型(例如透射，相位)，或抗蝕過程)。一旦進行了這些校正，過程返回上述過程的步驟20以允許實施另一個模擬，然后繼續(xù)遍歷過程以考慮確定關(guān)于是否校正使所有特征在規(guī)定的誤差公差內(nèi)。注意到當(dāng)?shù)诙卫^續(xù)遍歷過程時或在任何其它隨后的時間，不需要重新劃分特征類別或重新限定誤差公差(即步驟40和60)。
注意到，在一個實施例里，前述的校正(步驟80)可以應(yīng)用預(yù)定規(guī)則(例如，伸長在顯示過多的線端短接(shorting)的區(qū)域內(nèi)的特征線)自動實施。這種規(guī)則將被確定并基于在給定過程中考慮的特征類別。確實，基本上，本發(fā)明前述方法的所有步驟利用計算機或?qū)Ｓ玫奶幚碓O(shè)備以自動化方式可被實施，包括柱狀圖的產(chǎn)生，該些柱狀圖概括各個單獨特征類別的誤差。
在給定的實施例中，校正措施數(shù)據(jù)庫包括兩個主要的校正方法。第一方法要求應(yīng)用和/或修正用于掩模設(shè)計的OPC特征。如上述提到的，如果確定要發(fā)生可用的誤差(其可以從柱狀圖中確定)，那么被應(yīng)用于掩模設(shè)計中以校正給定誤差的、管理OPC校正特征的預(yù)定規(guī)則被存儲在數(shù)據(jù)庫中，然后被應(yīng)用到掩模設(shè)計中。第二方法要求修正所采用的給定過程參數(shù)。試圖根據(jù)出現(xiàn)的給定誤差調(diào)節(jié)可能的過程變化的預(yù)定規(guī)則再次可以被存儲在校正措施數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)然，需要調(diào)整OPC特征和過程參數(shù)兩者的規(guī)則也是可能的。另外，一旦對于給定誤差條件確定了解決辦法，那么數(shù)據(jù)庫就可被更新以設(shè)計規(guī)則的形式記錄校正，這樣它可以被應(yīng)用到未來的應(yīng)用中。也可以再注意到，目前的過程是迭代過程，其中每次調(diào)整都要重新實施模擬和檢查，以確定是否調(diào)整校正了所有剩余的誤差。重復(fù)該過程直到系統(tǒng)確定所有未決誤差可接受的解決辦法。如果在很多迭代后(其可以預(yù)先由操作者確定)系統(tǒng)不能找到可接受的解決辦法，那么將很可能必須重新設(shè)計掩模布局。
如上提到的，產(chǎn)生預(yù)定特征類別的柱狀圖的本發(fā)明的方法，對使得設(shè)計者容易識別和篩除全芯片布局中的設(shè)計“弱點”(并且可能校正這樣的弱點)很有用。此外，柱狀圖提供簡單的方式以確定是否對加工參數(shù)的調(diào)整可被應(yīng)用以“調(diào)整”略微在規(guī)格之外的設(shè)計(即，具有在可接受誤差公差范圍之外的最小數(shù)量特征的設(shè)計)。柱狀圖也使得設(shè)計者在設(shè)計過程中及早確定提出的設(shè)計有明顯的、表明實際上可能需要重新設(shè)計布局的可制造性問題(例如，在給定誤差類別中基本上所有特征超出可接受的誤差)。換句話說，誤差的程度和數(shù)量使得不可能利用過程變化和/或OPC校正措施來校正誤差。
圖3示出圖2的用相同圖案的模擬結(jié)果所重疊的目標(biāo)圖案的示范性部分。可以看出，在目標(biāo)圖案和模擬結(jié)果之間存在區(qū)別。圖4示出示范性的柱狀圖，其基于在模擬結(jié)果和目標(biāo)圖案之間的區(qū)別產(chǎn)生。在給定的例子中，限定五個特征類別也就是凸特征、凹特征、線端特征、門寬度特征和臨界尺寸(即，線寬)特征用于監(jiān)測。各自的柱狀圖的每一個識別研究中的各自特征的數(shù)量(即，應(yīng)用檢查標(biāo)志識別)以及離開目標(biāo)設(shè)計目的的誤差程度。更具體地，如果所有被監(jiān)測的特征為零誤差，那么各個柱狀圖將示出位于柱狀圖中心的單線(圖4的X軸上的0)。然而，這不是一般的情況，因為給定例子中的柱狀圖示出各自特征在各個類別中都有不同程度的誤差。還注意到，在柱狀圖中的標(biāo)記線42表示可接受的誤差公差。尤其是，落入這些兩線內(nèi)的任何誤差是偏離“0”(即，無誤差)的可接受水平，以及在兩線的任何一個之外的任何誤差表示不可接受的誤差偏離。再觀察圖4的柱狀圖，可以容易地看到被監(jiān)測的多數(shù)凸特征和凹特征有不可接受的誤差變化，而線端特征、門特征和CD特征主要地在規(guī)定的誤差公差內(nèi)，并且因此是可接受的。圖3突出顯示了設(shè)計中的一些示范性問題區(qū)。
圖5示出如圖4所示的相同布局和相同類別的柱狀圖，區(qū)別為校正被應(yīng)用在三組柱狀圖中每一個。在第一組中(Par 1和Par 2)，進行了對特征的線端收縮調(diào)整。如圖4和圖5之間的比較所示，所有線端特征目前在預(yù)定誤差公差范圍內(nèi)，并且因此在實際制造過程中應(yīng)該不會導(dǎo)致任何印刷問題。在Par 3中應(yīng)用了偏離校正算法，然而并沒有導(dǎo)致滿意的線端特征校正，因為許多線端特征仍然保持在誤差公差外。注意的是，Par 1～3代表參數(shù)組1～3。如上提到的，可應(yīng)用和調(diào)整不同的參數(shù)以實施不同的OPC和掩模圖案修正來校正誤差。每一個參數(shù)組將產(chǎn)生不同的MRC柱狀圖，一些參數(shù)變化可以解決特定的誤差但將導(dǎo)致總體性能的降低。也可能對于一類誤差的校正如線端收縮將導(dǎo)致不同類誤差的產(chǎn)生，如CD均勻性更惡化。通過利用本發(fā)明的柱狀圖，可能快速地和容易地鑒別是否給定誤差可能是可校正的或是否需要設(shè)計藥物處理(designmedication)，圖6也示出如圖4所示的相同布局和類別的柱狀圖，區(qū)別是凹、凸角校正已經(jīng)被用于在Par 4和Par 5每一個柱狀圖的特征。如圖4和圖5之間的比較所示，Par 4中實施的校正導(dǎo)致凹特征和凸特征在印刷中的明顯改進，同時，Par 5中實施的校正卻沒有。Par 6中應(yīng)用另一個偏離校正算法。結(jié)果全局校正未使各個特征在規(guī)定的誤差公差內(nèi)，那么局部校正(即，僅對公差外特征的校正)可由設(shè)計者或由系統(tǒng)自動實施。參見前述圖形，柱狀圖容易表明是否給定類別的任何特征沒有遵守規(guī)定的誤差公差。
圖7-9示出的柱狀圖分別表示線端特征、門特征和臨界尺寸的印刷性能在給定的過程中不隨應(yīng)用的劑量(即，能量)或散焦參數(shù)的變化而發(fā)生大的改變。如圖7中所示，在過程變化下總線端性能不改變，線端的最大變化在10nm以下。如圖8示出，在過程變化下總的門性能不改變，門CD的最大變化在10nm以下，可施加局部校正或設(shè)計修正的時候的情況。如圖9中所示，在過程變化下總CD均勻性不改變，CD均勻性的最大變化在10nm以下，靠近大襯墊(pad)的一些位置有較大的CD變化。如這些圖的每一個所示，得到的柱狀圖對于劑量和散焦的變化保持相對不變。柱狀圖再次提供相對容易的方法，其為設(shè)計者確定是否在特征成像過程中過程設(shè)置的變化將獲得需要的校正。在過程變化不能提供需要的校正的情況下，可能布局修正必須滿足設(shè)計公差。
圖11和12示出當(dāng)為了校正誤差而需要設(shè)計修正的例子。更具體地，圖11的左下側(cè)示出部分布局而圖的右上側(cè)示出在目標(biāo)圖案上附加的模擬晶片圖像。在這個例子中，OPC措施和過程參數(shù)調(diào)整的應(yīng)用足以校正誤差。然而，在圖11的右側(cè)，其示出另一部分目標(biāo)電路和模擬的結(jié)果，OPC措施和過程參數(shù)變化不足以校正所有誤差。例如，參見圖的右上側(cè)，在應(yīng)用OPC和過程參數(shù)校正措施之后保持橋接(bridging)誤差。這樣，布局需要修正。圖12示出可接受的布局修正的例子。如圖12所示，在散焦和能量轉(zhuǎn)移條件下無橋接誤差，該設(shè)計對于制造環(huán)境是穩(wěn)固的。各種特征的邊緣進一步彼此分開以消除橋接誤差。圖12也示出模擬結(jié)果。如上面提到的，當(dāng)需要時，通常由電路設(shè)計者實施這樣的布局修正。然而，也可能產(chǎn)生規(guī)則集以提供布局設(shè)計的自動校正/修正。
如上提到的，本發(fā)明的方法提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的重要的優(yōu)點。非常重要地，本發(fā)明提供用于實施全芯片制造可靠性檢查的方法，其在設(shè)計過程早期確定是否目標(biāo)設(shè)計在規(guī)定的設(shè)計公差內(nèi)實際上是可制造的。此外，本發(fā)明的方法可提供設(shè)計的自動校正以產(chǎn)生利用規(guī)定的設(shè)計公差是可制造的設(shè)計。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點為全芯片制造可靠性檢查和校正方法適合和利用多層掩模和/或多次曝光(例如，DDL垂直和水平掩模)以及在相同掩模(例如，包括鉻和相位特征的CPL掩模)內(nèi)的多數(shù)據(jù)層的過程一起使用。
本發(fā)明的又一個優(yōu)點為下述，在設(shè)計過程中該方法為設(shè)計者及早提供關(guān)于目標(biāo)設(shè)計是否含有任何“故障點”或“弱點”的反饋，這些點將阻止目標(biāo)設(shè)計滿足設(shè)計要求和/或當(dāng)進行制造過程時導(dǎo)致產(chǎn)率不足。結(jié)果，本發(fā)明最小化與重新設(shè)計過程相關(guān)的時間和花費，并且消除與有缺陷的設(shè)計原型的出帶和開發(fā)相關(guān)的花費。換句話說，本發(fā)明允許設(shè)計者在測試晶片的出帶過程和顯影(即，加工)之前確定是否設(shè)計從根本上是有缺陷的(并且因此是不可制造的)。
此外，本發(fā)明的方法在努力消除/校正在誤差公差限制外的特征的過程中可提供自動修正設(shè)計和/或過程，以針對設(shè)計中的“故障點”或“弱點”。
如上提到的，本發(fā)明的過程可利用計算機或?qū)Ｓ锰幚砥髯詣訉嵤?。此外，管理要實施的校正的、包括何時要進行局部校正的規(guī)則可以被預(yù)先確定，然后基于由前述方法形成的柱狀圖的結(jié)果而被應(yīng)用。實際上，如果設(shè)計者希望這么做，那么整個過程基本上可以是自動的。當(dāng)然，如果設(shè)計者渴望積極地參與到過程中(例如，確定要應(yīng)用的校正類型)，這也是可能的。
圖10示意性地描述適合和借助本發(fā)明設(shè)計的掩模一起使用的光刻投影設(shè)備。該設(shè)備包括-輻射系統(tǒng)Ex、IL，其用于供應(yīng)輻射的投影光束PB。在這個具體情況中，輻射系統(tǒng)也包括輻射源LA；-第一載物臺(掩模臺)MT，其具有用于支持掩模MA(例如分劃板)的掩模支持器，并連接到用于相對物品PL準(zhǔn)確定位掩模的第一定位裝置；-第二載物臺(襯底臺)WT，其具有用于支持襯底W(例如涂布光刻膠的硅晶片)的襯底支持器，并連接到用于相對物品PL準(zhǔn)確定位襯底的第二定位裝置；-投影系統(tǒng)(“透鏡”)PL(例如折射、反射或反折射光學(xué)系統(tǒng))用于掩模MA的照射部分成像到襯底W的目標(biāo)部分C(例如包括一個或多個電路小片)上。
如在此所描述的，設(shè)備是透射型的(即，有透射掩模)。然而，通常它也可以例如是反射型的(有反射掩模)。可選擇地，設(shè)備可采用另一種構(gòu)圖裝置作為使用掩模的備選方案；實例包括可編程鏡面陣列或LCD矩陣。
源LA(例如汞燈或激基激光器)產(chǎn)生輻射光束。該光束例如直接或在通過如光束擴展器Ex的調(diào)節(jié)裝置之后射入照明系統(tǒng)(照明器)IL。該照明器IL可包括用于設(shè)定光束的強度分布的外部和/或內(nèi)部徑向范圍(通常分別稱為σ-外和σ-內(nèi))的調(diào)節(jié)裝置AM。此外，它將通常包括各種其它的部件，例如積分器IN和聚光器CO。以這種方式，照射到掩模MA上的光束PB在它的橫截面具有需要的均勻性和強度分布。
應(yīng)該注意到，關(guān)于圖10，源LA可以在光刻投影設(shè)備的外殼內(nèi)(例如，當(dāng)源LA是汞燈時經(jīng)常是這種情況)，但是它也可以是遠離光刻投影設(shè)備，它產(chǎn)生的輻射光束導(dǎo)入到設(shè)備中(例如借助合適的導(dǎo)向鏡)；后者的方案常是當(dāng)源LA是激基激光器(如基于KrF、ArF或F2的激光作用)時的情況。本發(fā)明包含這兩個方案。
隨后光束PB相交到被支撐在掩模臺MT上的掩模MA上。通過掩模MA后，光束PB經(jīng)過透鏡PL，透鏡PL聚焦光束PB到襯底W的目標(biāo)部分C上。借助第二定位裝置(和干涉測量裝置正)，襯底臺WT可準(zhǔn)確移動，例如，以在光束PB的路徑中定位不同的目標(biāo)部分C。相似地，第一定位裝置可用于相對于光束PB路徑準(zhǔn)確定位掩模MA，例如在從掩模庫機械檢索掩模MA之后或在掃描期間。通常，載物臺MT、WT的移動將借助長沖程模塊(粗定位)和短沖程模塊(精細定位)來實現(xiàn)，這在圖10中沒有詳細描述。然而，在晶片步進器的情況中(與步進-掃描工具相對)掩模臺MT恰好可被連接到短沖程調(diào)節(jié)器或可被固定。
描述的工具可用于兩種不同模式-在步進模式中，掩模臺MT基本保持靜止，整個掩模圖像被一次投射(即，單“閃”)到目標(biāo)部分C上。然后襯底臺WT沿x和/或y方向移動，以使不同的目標(biāo)部分C能夠由光束PB輻射；-在掃描模式中，除了給定目標(biāo)部分C不是單“閃”曝光外，基本采用相同方案。取而代之的是，掩模臺MT沿給定的方向(所謂的“掃描方向”，例如y方向)以速度v移動，以使投射光束PB掃描整個掩模圖像；同時，襯底臺WT沿相同或者相反的方向以速度V＝Mv同步移動，其中M是透鏡PL的放大率(通常M＝1/4或1/5)。在這種方式中，可以曝光相當(dāng)大的目標(biāo)部分C，而不必犧牲分辨率。
此外，軟件可實施或幫助實施所公開的構(gòu)思。計算機系統(tǒng)的軟件功能涉及包括可執(zhí)行代碼的編程，其可被用于實現(xiàn)上述的成像模型。軟件代碼可由通用的計算機執(zhí)行。在操作中，代碼和可能相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄被存儲在通用的計算機平臺內(nèi)。然而，在其它時候，軟件可以被存儲在其它位置和/或被傳送用于裝載到適當(dāng)?shù)耐ㄓ糜嬎銠C系統(tǒng)中。由此，上面討論的實施例包括由至少一個機器可讀介質(zhì)攜帶的、以一個或多個代碼模塊的形式的一個或多個軟件產(chǎn)品。由計算機系統(tǒng)的處理器執(zhí)行這種代碼使平臺以基本上是在此討論的和示出的實施例中實施的方式實現(xiàn)目錄和/或軟件下載功能。
如在此所使用的，術(shù)語如計算機或機器“可讀介質(zhì)”指的是參與提供指令給處理器來執(zhí)行的任何介質(zhì)。該種介質(zhì)可采用許多形式，包括但不限制的為非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括例如光盤或磁盤，例如作為上述討論的幾個服務(wù)器平臺之一操作的任何計算機的任何存儲設(shè)備。易失性介質(zhì)包括動態(tài)存儲器，例如這種計算機平臺的主存儲器。物理傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、銅線和光纖，包括在計算機系統(tǒng)中包含總線的導(dǎo)線。載波傳輸介質(zhì)可采用電信號或電磁信號或例如那些在射頻(RF)和紅外(IR)數(shù)據(jù)通信期間產(chǎn)生的聲波或光波。計算機可讀介質(zhì)的常見形式因此包括例如軟磁盤、軟盤、硬盤、磁帶、任何其它磁介質(zhì)、CD-ROM、DVD、任何其它光學(xué)介質(zhì)、通常少用的如穿孔卡的介質(zhì)、紙帶、任何其它的有孔圖案的物理介質(zhì)、RAM、PROM以及EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存儲芯片或盒式磁帶、傳輸數(shù)據(jù)或指令的載波、傳輸這種載波的電纜或鏈路、或任何其它的計算機可讀取編程代碼和/或數(shù)據(jù)的介質(zhì)。很多這些形式的計算機可讀介質(zhì)可參與運送一個或多個指令的一個或多個序列給處理器執(zhí)行。
盡管本發(fā)明已經(jīng)被詳細地描述和示出，但是可清楚理解，本說明書只是用來說明和舉例的而不是用來限制的，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求的條款限制。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生用于成像過程圖案的掩模的方法，所述方法包括下面步驟(a)獲得具有多個要被成像在襯底上的特征的需要的目標(biāo)圖案；(b)利用所述目標(biāo)圖案和與限定過程相關(guān)的過程參數(shù)來模擬晶片圖像；(c)限定至少一個特征類別；(d)在具有所述多個特征的所述目標(biāo)圖案中識別對應(yīng)于所述至少一個特征類別的特征，并且記錄識別為對應(yīng)于所述至少一個特征類別的每一個特征的誤差值；并且(e)產(chǎn)生統(tǒng)計的匯總，其表明識別為對應(yīng)于所述至少一個特征類別的每一個特征的所述誤差值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述誤差值表示在所述目標(biāo)圖案內(nèi)的特征位置和所述模擬晶片圖像內(nèi)的相同特征的位置間的差別。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括步驟限定多個特征類別；識別所述目標(biāo)圖案內(nèi)的所述多個特征中每一個對應(yīng)的所述多個特征類別中的特征類別；記錄在所給定特征的各自的特征類別中每個特征的誤差值；并且對于各個所述特征類別產(chǎn)生統(tǒng)計匯總，其表明識別為對應(yīng)于所述給定特征類別的各個特征的所述誤差值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述目標(biāo)設(shè)計中的所述多個特征的每一個被劃分為所述多個特征類別中的至少之一。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟(f)識別對應(yīng)于所述至少一個特征類別的特征的誤差公差；并且(g)確定是否識別為對應(yīng)于所述至少一個特征類別的任何特征具有超過所述誤差公差的誤差值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括對識別為具有超過所述誤差公差的誤差值的任何特征進行校正措施的步驟，所述校正措施有效地將所對應(yīng)特征的誤差值降低到所述誤差公差以下。
7.一種用于控制計算機的計算機程序產(chǎn)品，包括所述計算機可讀的記錄介質(zhì)；在所述記錄介質(zhì)上記錄的、用于引導(dǎo)計算機產(chǎn)生對應(yīng)于用于光刻成像過程的掩模的文件的裝置，所述文件的產(chǎn)生包括以下步驟(a)獲得具有多個要被成像在襯底上的特征的需要的目標(biāo)圖案；(b)利用所述目標(biāo)圖案和與限定過程相關(guān)的過程參數(shù)來模擬晶片圖像；(c)限定至少一個特征類別；(d)在具有所述多個特征的所述目標(biāo)圖案中識別對應(yīng)于所述至少一個特征類別的特征，并且記錄識別為對應(yīng)于所述至少一個特征類別的每一個特征的誤差值；并且(e)產(chǎn)生統(tǒng)計匯總，其表明識別為對應(yīng)于所述至少一個特征類別的每一個特征的所述誤差值。
8.如權(quán)利要求7所述的計算機程序產(chǎn)品，其中，所述誤差值表示在所述目標(biāo)圖案內(nèi)的特征位置和所述模擬晶片圖像內(nèi)的相同特征的位置間的差別。
9.如權(quán)利要求8所述的計算機程序產(chǎn)品，還包括步驟限定多個特征類別；識別所述目標(biāo)圖案內(nèi)的所述多個特征中每一個對應(yīng)的所述多個特征類別中的特征類別；記錄在所給定特征的各自的特征類別中每個特征的誤差值；并且對于各個所述特征類別產(chǎn)生統(tǒng)計匯總，其表明識別為對應(yīng)于所述給定特征類別的各個特征的所述誤差值。
10.如權(quán)利要求9所述的計算機程序產(chǎn)品，其中，所述目標(biāo)設(shè)計中的所述多個特征的每一個被劃分為所述多個特征類別中的至少之一。
11.如權(quán)利要求7所述的計算機程序產(chǎn)品，還包括以下步驟(f)識別對應(yīng)于所述至少一個特征類別的特征的誤差公差；并且(g)確定是否識別為對應(yīng)于所述至少一個特征類別的任何特征具有超過所述誤差公差的誤差值。
12.如權(quán)利要求11所述的計算機程序產(chǎn)品，還包括對于識別為具有超過所述誤差公差的誤差值的任何特征進行校正措施的步驟，所述校正措施有效地將所對應(yīng)特征的誤差值降低到所述誤差公差以下。
13.一種器件制造方法，包括以下步驟(a)提供至少部分由一層輻射敏感材料覆蓋的襯底；(b)利用成像系統(tǒng)提供輻射的投影光束；(c)利用在掩模上的圖案，以使所述投影光束在它的橫截面具有圖案；(d)投影所構(gòu)圖的輻射光束到所述輻射敏感材料層的目標(biāo)部分上，其中，步驟(c)中，所述掩模由包括以下步驟的方法形成獲得具有多個要成像在襯底上的特征的需要的目標(biāo)圖案；利用所述目標(biāo)圖案和與限定過程相關(guān)的過程參數(shù)模擬晶片圖像；限定至少一個特征類別；在具有所述多個特征的所述目標(biāo)圖案中識別對應(yīng)于所述至少一個特征類別的特征，并且記錄識別為對應(yīng)于所述至少一個特征類別的每一個特征的誤差值；并且產(chǎn)生統(tǒng)計匯總，其表明識別為對應(yīng)于所述至少一個特征類別的每一個特征的所述誤差值。
全文摘要
一種產(chǎn)生用在成像過程圖案中的掩模的方法。該方法包括以下步驟(a)獲得具有多個要成像在襯底上的特征的需要的目標(biāo)圖案；(b)利用目標(biāo)圖案和與限定過程相關(guān)的過程參數(shù)來模擬晶片圖像；(c)限定至少一個特征類別；(d)在目標(biāo)圖案中識別對應(yīng)于至少一個特征類別的特征，并且記錄識別為對應(yīng)于至少一個特征類別的每一個特征的誤差值；并且(e)產(chǎn)生統(tǒng)計的匯總，其表明識別為對應(yīng)于至少一個特征類別的每一個特征的誤差值。
文檔編號G03F7/00GK1800971SQ20051011997
公開日2006年7月12日 申請日期2005年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月14日
發(fā)明者M·蘇, T·萊迪, K·E·瓦姆普萊爾, D－F·S·蘇, X·施, D·范登布勒克, J·F·陳 申請人:Asml蒙片工具有限公司