[发明专利]用于平板印刷仿真的系统和方法

说明书

对有关申请的交叉引用

[1]本申请要求如下申请的优先权：美国临时申请序列号60/509,600，名称 为“System and Method of Fast Lithography Simulation”，提交于2003年10月 7日(下文称为“临时申请”)。通过引用将该临时申请的内容整体结合于此。

背景技术

[2]本发明涉及用来测量、检查、特征化、仿真和/或评价平板印刷 (lithographic)系统和技术的性能的系统和技术；更具体地，在一方面涉及用 来测量、检查、特征化、仿真和/或评价平板印刷系统和处理技术(例如在半 导体制造/处理环境中实施的系统和技术)的光学特征和效果的系统和技术。

[3]简言之，在半导体工业中，微平板印刷(或简称为平板印刷(lithography)) 是在半导体晶片(例如硅或GaAs晶片)上印刷电路图案的工艺。目前，光学 平板印刷是大量半导体制造中所用的占主导地位的技术。这样的平板印刷利 用了在可见到深紫外线光谱范围中的光来使晶片上的抗蚀剂曝光。未来可能 利用极紫外线(EUV)和软X射线。在曝光之后，使抗蚀剂显影以产出浮雕图 像。

[4]在光学平板印刷中，首先使用电子束或激光束直接写工具来写光掩模 (常称为掩模或分划板)。用于光学平板印刷的典型光掩模在一侧上包括六至 八英寸的玻璃(或石英)板，该板的一个表面涂覆有厚度约100nm的薄金属层 (例如铬)。将芯片图案蚀刻到该金属层中，由此允许光透射过。未蚀刻掉金 属层的区域阻碍光透射。以此方式，可以将图案投影到半导体晶片上。

[5]光掩模包含用来在晶片上创建所需电路图案的某些图案和特征。用于将 掩模图像投影到晶片上的工具称为步进器或扫描器(下文统称为“光刻设备”、 “扫描器”或“步进器”)。参照图1，常规步进器的光学投影平板印刷系统10 的示意框图包括照明源12、照明瞳滤光器14、透镜子系统16a-c、掩模18、 投影瞳滤光器20和晶片22，掩模18的空中图像(aerial image)投影于该晶 片22上。

[6]参照图1，借助背景，照明源12可以是例如在UV(紫外线)或DUV(深 紫外线)波长处工作的激光源。光束在入射到照明瞳14上之前已经扩张和杂 乱。照明瞳14可以是简单的圆孔或者具有用于离轴照明的专门设计的形状。 离轴照明可以包括例如环形照明(即该瞳是具有经设计的内和外半径的环)、 四重照明(即该瞳在瞳平面的四个象限中具有四个开口)以及与极照明相似 的其它形状。图2A和图2B分别图示了示范性的环形和四重照明。

[7]继续参照图1，在照明瞳14之后，光通过照明光学件(例如透镜子系统 16)并且入射到光掩模(或掩模)18上。掩模18包含将通过投影光学件在晶片 22上成像的电路图案。由于晶片22上的所需图案尺寸变得越来越小，并且 图案变得越来越相互靠近，所以平板印刷工艺变得更具挑战性。在改进成像 质量的努力中，目前的处理技术利用了分辨率增强技术(“RET”)，比如光学 邻近校正(“OPC”)、相移掩模(“PSM”)、离轴照明(“OAI”)、聚光器和出口瞳 滤光器，以及应用多级照明(例如FLEX)的技术。

[8]许多RET技术是在掩模18上应用或是直接应用于掩模18的。例如OPC 和PSM，它们修正光波以：(1)补偿投影光学件的成像属性的缺点，例如 OPC技术用来补偿由于光干涉造成的光学邻近效应；以及/或者(2)利用经设 计的光干涉来增强成像质量，例如相移掩模技术用来创建相邻图案之间的相 位偏移以增强分辨率。

[9]值得注意的是，掩模18可能由于它自身的制造工艺而并不“完美”。例 如，掩模18上的拐角可能并不锐利而可能是圆化的；以及/或者线宽可能与 设计值有一偏差，其中该偏差还可能依赖于设计的线宽值和相邻图案。掩模 18上的这些缺点可能影响最终的成像质量。

[10]投影光学件(例如透镜子系统16b和16c以及投影瞳滤光器20)将掩模18 成像到晶片22上。在这点上，投影光学件包括投影瞳滤光器20。瞳20限制 了能够通过投影光学系统的掩模图案的最大空间频率。称为“数值孔径”或 NA的数字常常将瞳20特征化。还提出了修正瞳20的RET技术，一般称为 瞳滤光。瞳滤光可以包括对于通过光束上的幅度和相位二者的调制。