[发明专利]用于高数值孔径穿缝源掩模优化的方法

说明书

本文描述了一种利用光刻投影设备进行源掩模优化的方法。光刻投影设备包括照射源和被配置为将掩模设计布局成像到衬底上的投影光学器件。该方法包括使用针对照射源、投影光学器件和掩模设计布局的多个可调谐设计变量来确定多变量源掩模优化函数。多变量源掩模优化函数考虑到遍及曝光缝隙中对应于掩模设计布局的不同条纹的不同位置的成像变化，所述不同条纹由曝光设备的同一缝隙位置曝光。该方法包括迭代地调整所述多变量源掩模优化函数中的多个可调谐设计变量，直到满足终止条件。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年10月9日提交的美国申请62/743,058的优先权，该美国申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本说明书总体上涉及改善和优化光刻过程。更具体地，描述了考虑了在源掩模优化期间的穿缝光瞳变化的设备、方法和计算机程序。

背景技术

光刻投影设备可以用于例如制造集成电路(IC)。在这种情况下，图案形成装置(例如掩模)可以包含或提供对应于IC(“设计布局”)的单层的图案，并且可以通过诸如经由图案形成装置上的图案来照射已经涂覆有辐射敏感材料(“抗蚀剂”)层的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或多个管芯)的方法将此图案转移到该目标部分上。通常，单一衬底包含多个邻近目标部分，图案由光刻投影设备连续地转移到该多个邻近目标部分，一次一个目标部分。在一种类型的光刻投影设备中，在一次操作中将整个图案形成装置上的图案转移到一个目标部分上。这种设备通常被称作步进器。在通常被称作步进扫描设备的替代性设备中，投影束在给定参考方向(“扫描”方向)上遍及图案形成装置进行扫描，同时平行或反向平行于该参考方向而同步地移动衬底。图案形成装置上的图案的不同部分逐渐地转移到一个目标部分。通常，由于光刻投影设备将具有缩减比率M(例如4)并且在x和y方向特征中的缩减比率可能不同，所以衬底移动的速度F将是投影束扫描图案形成装置的速度的1/M倍。可以例如从以引用方式并入本文中的US6,046,792搜集到关于如本文中所描述的光刻装置的更多信息。

在将图案从图案形成装置转移到衬底之前，衬底可以经历各种工序，诸如涂底料、抗蚀剂涂覆和软烘烤。在曝光之后，衬底可以经受其他工序(“曝光后工序”)，诸如曝光后烘烤(PEB)、显影、硬烘烤以及已转印图案的测量/检测。该工序阵列用作制造器件(例如IC)的单层的基础。然后，衬底可以经历各种过程，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学-机械抛光等，这些过程都意图精加工器件的单层。如果在器件中需要多个层，则针对每一层重复整个工序或其变型。最终，在衬底上的每一个目标部分中将存在一个器件。然后，通过诸如切块或锯切的技术来使这些器件彼此分离，据此，可以将各个器件安装于载体上、连接到引脚等。

因此，制造诸如半导体器件的器件通常涉及使用多个制作程序来处理衬底(例如半导体晶片)以形成所述器件的各种特征及多个层。通常使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光和离子注入来制造和处理这些层及特征。可以在衬底上的多个管芯上制作多个器件，然后将其分离成单个器件。该器件制造过程可以被认为是图案化过程。图案化过程涉及使用光刻设备中的图案形成装置进行图案化步骤，诸如光学和/或纳米压印光刻术，以将图案形成装置上的图案转移到衬底，并且图案化过程通常但可选地涉及一个或多个相关图案处理步骤，诸如通过显影装置进行抗蚀剂显影、使用烘烤工具来烘烤衬底、使用蚀刻设备而使用图案进行蚀刻等。

如所提及的，光刻是在诸如IC的器件的制造时的中心步骤，其中，形成于衬底上的图案限定器件的功能元件，诸如微处理器、存储器芯片等。相似的光刻技术也用于形成平板显示器、微机电系统(MEMS)及其他器件。

随着半导体制造过程继续进步，几十年来，功能元件的尺寸已经不断地减小，而每个器件的诸如晶体管的功能元件的数量已经在稳定地增加，这遵循通常被称作“摩尔定律”的趋势。在目前技术下，使用光刻投影设备来制造器件的层，光刻投影设备使用来自深紫外照射源的照射将设计布局投影到衬底上，从而产生尺寸远低于100nm、即小于来自照射源(例如193nm照射源)的辐射的波长的一半的单个功能元件。