[发明专利]分析用于光刻的掩膜板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及分析用于光刻的掩膜板的方法，其中模拟了光刻晶片曝光。

背景技术

诸如用于计算机技术中的处理器中以及目前更多地也用于可交换存储介质中的半导体结构制造的发展趋势朝向在相同的面积中制造更小的结构。目前可用的计算机芯片由一个叠在另一个上的约30个不同的层构成，且功能结构的尺寸，即所谓的特征的尺寸约为45nm。必须以相应的高精确度制造用于制造这些特征的光刻掩膜板。在此情况下，晶片被曝光高达三十次，而每一层需要不同的掩膜板。

为了在光刻条件下分析和最终检测用于光刻的掩膜板，长期以来已经熟知和建立了例如借助于Carl Zeiss SMS GmbH的AIMS的空间图像(aerial image)分析。在此情况下，以相同的曝光设置并以与光刻后期采用的波长相同的波长曝光掩膜板。与掩膜板结构被以高度缩小的方式成图像到晶片上的光刻相比，AIMS被用于产生放大的空间图像，所述空间图像被成像到探测单元(例如，CCD照相机)上，并被数字化和存储。因此，空间图像对应于光刻胶层上的、将在光刻扫描器中产生的图像。因此借助于AIMS可检查光刻掩膜板的正确光刻行为，而不用昂贵的必须被曝光的测试系列。

例如在DE19757696B4中描述了不同的能够省却测试系列的方法。在其公开的模拟方法中，在没有曾经必须使用的真实掩膜板的情况下模拟了所有步骤。首先，计算对应于掩膜板的空间图像的虚拟图像或中间图像。为此，掩膜板布局被用于计算。所述掩膜板布局随后影响光刻胶的曝光的模拟。为了从虚拟图像产生输入数据，阈值模型被应用到图像，所述阈值模型产生在该图像的位置处是否存在掩膜板结构作为结果。随后根据阈值执行光刻胶层的显影的模拟。在正光刻胶的情况下，显影意味着在阈值以上，光刻胶被完全溶解或消耗，然而在中间图像中的强度值在阈值以下的位置处光刻胶保留。DE19757696B4中描述的发明改进了此极其简单的模型，其中首先模拟空间图像且随后以酸分布形式考虑此空间图像，其中酸分布由曝光工艺中的光刻胶产生。考虑在曝光之后发生的固化(curing)工艺中的酸的扩散，这产生扩散中间图像。最后，将此扩散中间图像转化成阈值模型，从而可以调制光刻胶中的轮廓线(contours)的期望尺寸。此方法的一个优点是不必模拟也考虑了沿Z方向的扩散的三维的光刻胶层的曝光和显影的整个工艺。酸分布或光刻胶层由二维平面近似，也就是说，假定光刻胶层非常薄，二维平面构成很好的近似。

US 7,072,502B2描述了检查相移掩膜板(PSM)的方法。其包括记录掩膜板的多个空间图像，其随后用于模拟光刻胶的曝光和显影。空间图像的本质上的不同点在于它们被记录在不同的焦点设置上。基于记录在不同的Foki上的图像或根据其模拟的曝光，不可能得到关于掩膜板上的缺陷的结论。这里，晶片曝光的模拟是三维的。

现有技术已知的方法或多或少能够准确分析掩膜板。然而，在某些情况下，对模拟的结果的评价是极其复杂的，例如若对不同的能量剂量(即，照射到晶片表面的单元面积上的能量)记录空间图像的不同焦点堆栈，并且例如为了确定工艺窗口对每个焦点堆栈执行曝光模拟。

发明内容

本发明的目的在于进一步发展一种分析用于光刻的掩膜板的方法以便简化和加速分析。

一种实现此目的的分析用于光刻的掩膜板的方法，包括下面的步骤：

首先，对于第一焦点设置，产生掩膜板的空间图像并将其存储在空间图像数据记录中。空间图像数据记录被转移到模拟光刻晶片曝光的算法。这种光刻晶片曝光的模拟包括这样的事实：对于预定的曝光参数(特别是对预定的能量剂量)，模拟被施加到晶片表面的具有预定厚度的光刻胶层的曝光和显影。基于空间图像数据记录，算法可确定光刻胶层在晶片上的具体位置处被曝光的程度。算法特别模拟光刻胶的化学处理和显影。原则上，模拟的结果一般情况下对应于显影再生之后的晶片上的光刻胶层的三维形貌。在根据本发明的方法中，随后对至少两个相互不同的能量剂量执行模拟。随后在离晶片表面的预定高度处，在每个情况下确定将具有光刻胶的区域与不具有光刻胶的区域分开的轮廓线。对每个能量剂量，将结果(轮廓线)在每个情况下存储为带有能量剂量作为参数的二维轮廓线数据记录。