用于先进光刻术的透镜加热感知的源掩模优化

摘要

本发明公开一种用于先进光刻术的透镜加热感知的源掩模优化，具体地公开了一种用于改善通过使用光刻投影设备将设计布局的一部分成像到衬底上的光刻过程的计算机执行的方法，光刻投影设备包括照射源和投影光学装置，所述方法包括步骤：计算作为光刻过程的特性的多个设计变量的多变量价值函数，所述设计变量中的至少一些设计变量是照射源和所述设计布局的特性，多变量价值函数的计算考虑使用照射源通过投影光学装置成像所述设计布局的所述部分而引入的对投影光学装置的光学特性的影响；和通过调节所述设计变量直到预定终止条件被满足来重构所述光刻过程的特性。

说明书

技术领域

本发明涉及光刻设备和过程/工艺，并且更具体地，涉及用在光刻设备 和过程/工艺中、用于优化照射源和掩模设计布局的工具。

背景技术

例如，可以将光刻投影设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情 况下，掩模可以包含对应IC(“设计布局”)的单层的电路图案，并且利用 例如通过掩模上的电路照射目标部分的方法，该电路图案能够被传递到已 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)上。通常，单个衬底包含多个相邻的目 标部分，其中通过光刻投影设备一次一个目标部分地、连续地将电路图案 转移到这些目标部分上。在一种类型的光刻投影设备中，将整个掩模上的 电路图案一次传递到目标部分上；这种设备通常称为晶片步进机。在替换 的设备中，通常称为步进-扫描设备，沿给定的参照方向(“扫描”方向)使 投影束扫描经过掩模，同时同步地沿与该参照方向平行或反向平行的方向 移动衬底。掩模上的电路图案的不同部分被逐步地转移至一个目标部分。 因为通常光刻投影设备将具有放大因子M(通常＜1)，因此衬底移动的速 度F将是投影束扫描掩模的速度的因子M倍。有关如这里所述的光刻装 置的更多信息可以参考例如美国专利US6046792，这里通过参考将该文献 并于此。

依照分辨率公式CD＝k₁×λ/NA，印刷尺寸小于光投影设备的经典分 辨率极限的特征的光刻方法通常被称为低-k₁(low-k₁)光刻术，其中λ是 所采用的辐射的波长(目前大多数情况是248nm或193nm)，NA是光刻 投影设备中的投影光学装置的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是所印 刷的最小特征尺寸)，以及k₁是经验分辨率因子。通常，k₁越小，越难以 在晶片上复制与电路设计者设计的形状和尺寸相符的图案以便获得特定 的电功能性和性能。为了克服这些困难，对光刻投影设备和设计布局实施 复杂的精细的微调步骤。这些步骤包括例如但不限于NA和光学相干性设 置的优化、定制照射方案、使用相移掩模、设计布局中的光学邻近效应校 正(OPC，有时称为“光学和工艺校正)，或其它通常称为“分辨率增强 技术”(RET)的方法。

作为一个示例，光学邻近效应校正(OPC)解决衬底上投影的设计布 局的图像的位置和最终尺寸将与掩模上的设计布局的尺寸和布置不同或 者只是简单地依赖于掩模上的设计布局的尺寸和布置的事实或问题。要注 意的是，术语“掩模”和“掩模版”在此可以互换地使用。此外，掩模和 掩模版可以广义地称为“图案形成装置”。此外，本领域技术人员将认识 到，尤其是在光刻模拟/优化情形中，术语“掩模”和“设计布局”可以互 换使用，因为在光刻模拟/优化情形中，不必要一定使用物理掩模而可以使 用设计布局表示物理掩模。对于某个设计布局中存在的小的特征尺寸和高 的特征密度，给定特征的特定边缘的位置将一定程度受其他邻近特征的存 在或不存在的影响。这些邻近效应由于小量的光从一个特征耦合到另一个 特征而产生和/或由于非几何光学效应(例如衍射和干涉)而产生。类似地， 邻近效应可能由于后曝光(PEB)烘烤、抗蚀剂显影以及通常跟随光刻的 蚀刻期间的扩散和其他化学效应而引起。

为了确保设计布局的投影图像符合给定目标电路设计的要求，需要使 用复杂的数字模型、设计布局的校正或预变形来预测和补偿邻近效应。C. Spence在Proc.SPIE，Vol.5751，pp1-14(2005)上的文章“Full-Chip  Lithography Simulation and Design Analysis-How OPC Is Changing IC  Design(全芯片光刻模拟和设计分析-OPC如何改变IC设计)”中提供了 当前“基于模型”的光学邻近校正工艺的概述。在通常的高端设计中设计 布局的几乎每个特征都需要一些修正，以便实现投影的图像充分接近目标 设计。这些修正可以包括边缘位置或线宽的偏移或偏置以及应用旨在帮助 其他特征投影的“辅助”特征。这些辅助特征可以包括SRAF(亚分辨率辅 助特征)或PRAF(可印刷的分辨率辅助特征)。

应用基于模型的OPC至目标设计需要好的过程模型或工艺模型以及 相当多的计算源，假定在芯片设计中通常存在几百万个特征。然而，应用 OPC通常不是“精密科学”而是一个凭经验的、反复进行的过程，不能总 是补偿全部可能的邻近效应。因而，在应用OPC和任何其他RET之后的 例如设计布局的OPC效果需要通过设计检查来检验，即，使用校准的数 字过程模型的加强的全芯片模拟，以便最小化设计缺陷被带入到掩模制造 中的可能性。这通过制造高端掩模的庞大成本(在数百万美元范围)以及 通过对实际掩模一旦已经制造之后重新制作或重新修补实际掩模所花的 周转(turn-around)时间的影响来驱动。

OPC和全芯片RET校验均可以基于这里所述的数字模型化系统和方 法，例如美国专利申请第10/815,573号和Y.Cao等人在Proc.SPIE，Vol. 5754，405(2005)上的标题为“Optimized Hardware and Software For Fast， Full Chip Simulation(用于快速的全芯片模拟的优化的硬件和软件)”的 文章。

除了优化设计布局或掩模(例如，OPC)，照射源也可以与掩模优化 结合地或单独地被优化，以努力改进整个光刻保真度。在1990年代以后， 已经引进许多离轴照射源，例如环形的、四极的以及双极的，并且提供用 于OPC设计的更多的自由度，由此改进成像结果。如所知的，离轴照射 是一种经证实能够分辨包含在掩模内的精细结构(即，目标特征)的方法。 然而，当与传统的照射源相比，离轴照射通常提供较弱的光强度用于空间 图像(AI)。因此，希望尝试优化照射源，以在更精细的分辨率和降低的 光强度之间实现最佳的平衡。术语“照射源”和“源”在本文中通常可以 互换使用。

已知大量的照射源优化方法，例如，在Journal of Microlithography， Microfabrication，Microsystems1(1)，pp.13-20，(2002)中Rosenbluth等人的 标题为“Optimum Mask and Source Patterns to Print A Given Shape(优化 的掩模和源图案以印刷给定的形状)”的文章。源被分成若干个区域，每 个区域对应光瞳光谱的特定区域。然后，源分布被假定为在每个源区域内 是一致的或均匀的，并且每个区域的亮度被优化用于过程窗口/工艺窗口 (process window)。然而，这种源分布在每个源区域内是一致的或均匀的 假定并不总是有效，结果这种方法的有效性受损害。在Journal of  Microlithography，Microfabrication，Microsystems3(4)，pp.509-522，(2004)中 Granik的文章“Source Optimization for Image Fidelity and Throughput(用 于图像保真度和产出的源优化)”中提出的其他示例中，概述了若干种已 有的源优化方法，并提出了基于照射器像素的方法，其将源优化问题转化 为一系列的非负的最小平方优化。虽然这些方法已经证明获得一定的成 功，但是它们通常需要多次复杂的迭代以进行收敛。此外，难以确定用于 某些额外参数的合适的/最优的值，例如Granik的方法中的γ，其表示优 化源以用于晶片图像保真与源的平滑度要求之间的折衷。

熟知的是，在曝光期间，投影系统中的元件吸收辐射、加热并因 此将像差(aberrations)引入到投影系统，由此导致衬底水平面处成像 质量下降。当使用诸如双极和四极照射等照射模式和/或深紫外辐射 (DUV)(例如在198nm、157nm或126nm处)时这些效应或影响尤 其显著，因为对于可以用来制造与这些波长一起使用的透镜的材料的 选择通常是有限的，甚至最好的材料在那些波长处具有不可忽视的吸 收系数。这个问题尤其影响由折射透镜元件形成的投影系统并因此通 常被称为透镜加热。即使具有将投影系统保持在恒定温度的冷却系统， 还是会发生充分的局部温度变化，这可以引起成像质量的显著损失。

因此，光刻投影设备中的许多投影系统设置有一个或多个被致动 可调节元件，在曝光期间或曝光之间它们的形状、位置和/或取向在一 个或多个自由度上可以被调节以补偿透镜加热效应。计算机模型预测 预期的透镜加热效应，并计算合适的校正、以通过可调节元件实现。 现有技术的计算机模型已经用描述投影系统的光瞳平面内的像差的泽 尔尼克多项式计算透镜加热效应，并通过控制投影系统上的调节一个 或多个可调节元件的“按钮”应用校正、以给出与相关的泽尔尼克多 项式相对应的校正。然而，现有技术的透镜加热校正方法不是完全有 效并且常常发生一些残余的像差。

例如，参照图1，该图示出对应具体掩模设计布局的不同照射形状 (双极和四极照射)对整个光瞳场(-12.72-12.72)中的奇数级泽尔尼克 系数的效应。如图1所示，透镜加热引起并由泽尔尼克系数Z10表示 的光学像差对于第一三个照射形状在整个光瞳场上显著地变化。

处理不均匀透镜加热问题的其他尝试包括提供附加的光源，例如 红外光源，以加热“冷”的部分，即投影系统的元件中的那些没有被 投影束的较强部分穿过的元件，参见US6,504,597和 JP-A-08-221261。前一文献解决了狭缝形状的照射场引起的不均匀加热 或升温，后一文献解决了带状照射或经修正的照射引起的不均匀加热 或升温。提供这种附加的光源和引导以进行对正确位置的附加加热辐 射会增加设备的复杂度，并且投影系统中增大的热负载需要提供较高 容量的冷却系统。

通常有两种方法用于解决透镜加热效应。

在第一种方法中，其通常被光刻用户用于控制生产环境中的透镜 加热问题，在一个生产批次期间实验性地测量透镜加热行为。这种经 验方式生成的透镜加热数据随后可以用于计算一批次曝光期间被应用 于投影系统的校正。一系列的透镜致动器在光刻设备中是可用的并且 可以用于在透镜加热时移动对减小通过生产批次的像差标记 (signature)起作用的元件(active elements)。

然而，因为第一种方法全部通过实验驱动，因而这需要在大量的 时间期间使用光刻设备以收集通过研究具体化到所述过程的透镜加热 数据。而且，在一些情形中，光刻设备不具有对于在生产期间观察到 的整个像差范围的校正所需要的动态范围。因此，对于这种经验方法 驱动的方法也应该考虑光刻设备的限制。

在第二种方法中，预期的透镜加热标记通过模拟程序(例如， Tachyon透镜加热模块)进行模型化。预期的透镜加热标记(signature) 的模拟允许用户检查所提出的掩模布局或图案的预测行为，并且识别 对透镜加热引起的像差最敏感的特征。基于预测的透镜加热效应，可 以反复或迭代地修正设计以消除最严重的透镜加热引起的像差。第二 种方法虽然天然地费时间并且重复，但是其比完全通过透镜加热实验 和光刻设备控制驱动的第一种方法快。

第二种情形对于先进用户的益处在于，其不需要冗长的光刻设备 实验。然而，第二种方法是迭代方法，其是冗长的。而且，设计团队 将需要迭代地“调节或调整(tweak)”关键的或重要的电路布局，以 围绕工艺团队找出的透镜加热问题工作。设计团队和工艺或过程团队 的协调某种程度上将是最大的挑战。改变设计以消除透镜加热的迭代 的方法证明难以应用于实际的发展环境。

发明内容

在本发明的一方面中，提供一种用于改善通过使用光刻投影设备将设 计布局的一部分成像到衬底上的光刻过程的计算机执行的方法，其中光刻 投影设备包括照射源和投影光学装置，所述方法包括步骤：计算是光刻过 程的特性的多个设计变量的多变量价值函数，所述设计变量中的至少一些 是照射源和设计布局的特性，多变量价值函数的计算考虑透镜加热效应， 并且通过调节所述设计变量直到预定终止条件被满足来重构所述光刻过 程的特性。

在另一方面中，提供一种计算机程序产品，包括具有记录在其上的指 令的计算机可读介质，所述指令在通过计算机执行时执行用于改善通过使 用光刻投影设备将设计布局的一部分成像到衬底上的光刻过程的方法，其 中光刻投影设备包括照射源和投影光学装置，所述方法包括步骤：计算作 为光刻过程的特性的多个设计变量的多变量价值函数，所述设计变量的至 少一些是照射源和所述设计布局的特性，多变量价值函数的计算考虑透镜 加热效应，并且通过调节所述设计变量直到预定终止条件被满足来重构所 述光刻过程的特性。

附图说明

结合附图、通过阅读下文的具体实施例的描述，本领域技术人员将清 楚以上多个方面和其他方面以及特征，其中：

图1示出对应特定掩模设计布局的不同照射形状(双极和四极照射) 对光瞳场中奇数阶泽尔尼克系数的影响；

图2示出根据一个实施例的光刻系统的多个子系统的方框图；

图3示出对应图2的子系统的模拟模型的方框图；

图4A是示出根据一个实施例的优化的示例方法的多个方面的流程 图；

图4B是示出根据一个实施例的优化的示例方法的多个方面的流程 图；

图4C示出图4A和4B的投影光学装置模型的示例对比结果。

图5示出根据一个实施例的SMO方法的一个实施例。

图6A-D示出四个不同掩模图案，它们示出抗蚀剂图像上的透镜加热 效应。

图7A表示对于图6A的四种不同类型掩模图案由于透镜加热引起的 临界尺寸(CD)误差；

图7B示出对于掩模图案3由于透镜加热效应引起的掩模图案的图像 变形；

图8A示出执行传统的优化(热透镜加热非感知的OPC)之后和执行 根据一个或多个实施例的优化方法(热透镜加热感知的OPC)之后在规格 范围内的图案的数量；

图8B示出根据传统方法的优化的图案，图8C示出根据一个或多个实 施例的优化的图案；

图9A示出根据传统方法(热透镜加热非感知的OPC)和根据一个或 多个实施例(热透镜加热感知的OPC)优化的图案的分布；

图9B示出用传统方法获得的整个场的CD结果；

图9C示出使用根据一个或多个实施例的方法获得的整个场上的结 果；

图10是可以应用实施例的示例性计算机系统的方框图；和

图11是可以应用实施例的光刻投影设备的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述实施例，所述附图为说明性的示例以便 本领域技术人员能够实践这些实施例。要注意的是，下面的附图和示 例并不意味着将本发明的范围限制到单个实施例，相反通过替换所述 的或所示的元件的一部分或全部使得其他实施例是可以的。在任何方 便的情况下，相同的附图标记将用于整个附图以表示相同或类似的部 件。在使用已知的部件部分地或全部实施这些实施例的特定元件的情 形中，将描述这些已知部件中的对于理解实施例所必要的那些部分， 而这些已知部件中的其他部分的详细描述将被省略以不会混淆本发明 这些实施例的描述。在本说明书中，示出单个部件的实施例不应该被 看作限制；相反，只要这里没有明确说明，本发明的范围是包含那些 包括多个相同部件的其他实施例，反之亦然。而且，如果这里没有明 确地提出，申请人不希望在说明书和权利要求书中的任何术语表示不 普遍的或特定的含义。而且，本发明的范围包含这里通过示例方式提 出的已知部件的现在和将来已知的等价物。

虽然本专利申请详述了本发明各个实施例在制造ICs中的应用， 但是应该理解到，这些实施例可以有其他应用。例如，其可以应用于 制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器面板、 薄膜磁头等。本领域技术人员应该看到，在这种替代应用的情况中， 可以将其中使用的任意术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”分别认为是与 更上位的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”可互换。

在本文献中，术语“辐射”和“束”用于包含全部类型的电磁辐射，包 括：紫外辐射(UV)(例如具有为365、248、193、157或126nm的 波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm范围内的波长)。

这里所用的术语“进行优化”和“优化”意味着调整或调节光刻 投影设备、使得光刻结果和/或过程具有更想要的特性，例如衬底上设 计布局的投影的更高精确度、更大的过程窗口等。

此外，光刻投影设备可以是具有两个或更多个衬底台(和/或两个或更 多个掩模台)的类型。在这种“多台”的装置中，可以并行地使用附加的 台，或者在一个或多个台用于曝光的同时在一个或多个其他的台上执行预 备步骤。双台光刻投影设备例如在美国专利5969441中描述，这里通过参 考将该文献并于此。

上面提及的掩模包括设计布局。使用CAD(计算机辅助设计)程序 可以生成设计布局，这种过程通常被称为EDA(电子设计自动化)。大多 数CAD程序依照一系列预定的设计规则，以便产生功能化设计布局/掩模。 这些规则通过工艺和设计限制来设定。例如，设计规则限定电路器件(例 如栅极、电容等)或互连线之间的间隔容许量，使得确保电路器件或线不 会彼此以不希望的方式相互作用/影响。通常，设计规则限制被称为“临界 尺寸”(CD)。电路的临界尺寸可以被定义成线或孔的最小宽度或两条线 或两个孔之间的最小间隔。因此，CD决定所设计的电路的总的尺寸和密 度。集成电路制造的目标之一是在衬底上(通过掩模)忠实地复制原始电 路设计。

在本文中采用的术语掩模可以广义地解释为指的是通常的图案形 成装置，其可以用以赋予入射的辐射束以图案化横截面，其中所述图 案化横截面对应将要在衬底的目标部分中形成的图案；术语“光阀” 也可以用于这种情形。除了经典的掩模(透射型或反射型；二元的、 相移的、混合的等)，其他的这种图案形成装置的示例包括：

-可编程反射镜阵列。这种装置的一个示例是可矩阵寻址表面，其 具有粘弹性(viscoelastic)控制层和反射表面。这种设备所依据的基本 原理在于(例如)反射表面的被寻址区域将入射光反射成衍射光，而 非寻址区域将入射光反射成非衍射光。使用适当的滤光片，从反射束 中过滤掉所述非衍射光，仅留下衍射光；以这种方式，辐射束根据所 述可矩阵寻址表面的所述寻址图案而被图案化。所需的矩阵寻址可以 使用合适的电子装置来执行。有关这种反射镜阵列的更多信息可以例 如从美国专利US5,296,891和US5,523,193中收集到，这里以参考的 方式将其内容并入本文。

-可编程LCD阵列。这种结构的示例在美国专利US5,229,872中给 出，这里以参考的方式将其内容并入本文。

作为简要的介绍，图2示出示例性的光刻投影设备10。主要部件 是：照射源12，其可以是深紫外受激准分子激光器源或包括极紫外 (EUV)源的其他类型的源；照射光学元件，其限定部分相干(表示 为σ)并且可以包括成形来自源12的光的光学元件14、16a以及16b； 掩模或掩模版18；以及将掩模版图案的图像投影到衬底平面22上的投 射光学元件16c。位于投影光学装置的光瞳平面处的可调节滤光片或孔 20可以限制入射到衬底平面22上的束角度的范围，其中最大可能角限 定投影光学装置的数值孔径NA＝sin(Θ_max)。

在系统的优化过程中，系统的价值图可以表示为价值函数。优化 过程简化为找出系统的最小化价值函数的一组参数(设计变量)的过 程。价值函数可以具有依赖于优化目标的任何合适的形式。例如，价 值函数可以是系统的特定特性(评价点)相对于这些特性的想要值(例 如理想的值)的偏差的加权均方根(RMS)；价值函数也可以是这些偏 差的最大值。此处术语“评价点”应该广义地解释为包括系统的任何 特性。由于系统的应用的实用性，系统的设计变量可以被限定至有限 的范围和/或是相互依赖的。在光刻投影设备的情形中，约束条件通常 与诸如微调范围等硬件的特性和物理性质和/或掩模可制造性设计规则 相关，并且评估点可以包括衬底上的抗蚀剂图像上的物理点，以及诸 如剂量和聚焦等非物理特性。

在光刻投影设备中，源提供照射(即光)；投影光学装置引导和成 形所述照射通过掩模并引导至衬底上。术语“投影光学装置”在这里 被广义地限定以包括可以改变辐射束的波阵面的任何光学部件。例如， 投影光学装置可以包括部件14、16a、16b以及16c中的至少一部分。 空间图像(AI)是衬底上的光强度分布。衬底上的抗蚀剂层被曝光并 且空间图像被转移至抗蚀剂层，作为其中的潜“抗蚀剂图像”(RI)。 抗蚀剂图像(RI)可以被限定为抗蚀剂层中的抗蚀剂的溶解度的空间 分布。抗蚀剂模型可以用于由空间图像计算抗蚀剂图像，其一个示例 可以在共同受让的美国专利申请No.12/315,849中找到，其公开内容通 过参考全文并入此。抗蚀剂模型仅涉及抗蚀剂层的性质(例如，在曝 光、PEB以及显影期间发生的化学处理的效果)。光刻投影设备的光学 性质(例如，源、掩模以及投影光学装置的性质)指示空间图像。因 为在光刻投影设备中使用的掩模可以被改变，因此期望将掩模的光学 性质与至少包括源和投影光学装置的光刻投影设备的其余部件的光学 性质分开。

模拟光刻投影设备中的光刻的示例性流程图如图3所示。源模型 31表示源的光学特性(包括光强度分布和/或相分布)。投影光学装置 模型32表示投影光学装置的光学特性(包括投影光学装置引起的光强 度分布和/或相分布的改变)。投影光学装置模型32可以包括例如投影 光学装置的多个部件的加热等多个因素引起的像差。源模型31和投影 光学装置模型32可以结合到传递交叉系数(TCC)模型34(如下文介 绍的)中。设计布局模型35表示设计布局33的光学特性(包括由给 定设计布局33引起的光强度分布和/或相分布的变化)，其表示掩模上 的特征的布置。可以由传递交叉系数34和设计布局模型35模拟空间 图像36。可以使用抗蚀剂模型37由空间图像36模拟抗蚀剂图像37。 光刻的模拟可以例如预测抗蚀剂图像中的轮廓和CD。

更具体地，要注意的是，源模型31可以表示源的光学特性，包括 但不限于NA-σ设置以及任何特定照射源形状(例如离轴光源，例如 环形、四极以及双极等)。投影光学装置模型32可以表示投影光学装 置的光学特性，包括像差、变形、折射率、物理尺寸、物理维度、吸 收等。设计布局模型35还表示物理掩模的物理性质，如例如美国专利 第7587704号中描述的，其通过参考全文并入。模拟的目标是为了精 确地预测例如边缘定位和CD，其可以随后与想要的设计对比。想要的 设计通常被限定为预-OPC设计布局，其可以以诸如GDSII或OASIS 等标准数字文件格式或其他文件格式提供。

通过这种设计布局，一个或多个部分可以被识别，其被称为“片 段”。在具体的实施例中，一组片段被提取，其表示设计布局中的复杂 的图案(通常是大约50至1000个片段，但是可以使用任何数量的片 段)。正如本领域技术人员认识到的，这些图案或片段表示设计的一小 部分(即，电路、单元或图案)，特别地，片段表示需要特别关注和/ 或校验的一小部分。换句话说，片段可以是设计布局的多个部分，或 可以是类似的，或者具有设计布局的其中临界特征是通过实验(包括 由用户提供的多个片段)、通过试错或通过运行全芯片模拟来识别的各 个部分的类似行为。片段通常包含一个或多个测试图案或测量图案。

初始的较大的一组片段可以是由用户基于设计布局中的需要特定 图像优化的已知临界特征预先提供的片段。替换地，在另一实施例中， 该初始的较大的一组片段可以从整个设计布局中、通过使用识别临界 特征区域的某些自动的(例如，机器视觉)或手动的算法提取。

入射在投影系统上的辐射通常被部分地透射通过所设计的辐射路 径。在一个实施例中，光被用作辐射并且辐射路径被称为光路。入射 光的一部分被反射或折射离开光路，并且入射光的另一部分被透镜系 统吸收。由入射光转化的热能通常被保留在通常是差的热导体的透镜 中，并且透镜加热可以引起透镜的膨胀，其可以影响透镜的光学性质。 透镜加热的效应经常是不均匀的，因为透镜的横截面区域内的变化引 起透镜的一些部分产生和保留比透镜的其他部分多的热量。因此，透 镜的多个部分的不均匀加热可以导致透镜的折射率的局部改变，由此 导致修改的光学路径和光致抗蚀剂中产生的图案内的可检测的像差。

此外，采用衍射光学元件(例如，光瞳元件)选择性地照射透镜 的多个部分的系统形成透镜的接收相对高强度光的多个区域，同时其 他区域接收较少光或不接受光以及最终的加热(参见如图1所示的四 极照射图案)。因此，透镜加热的差异会在透镜内产生明显的温度梯度， 其与照射图案以及透镜的局部温度和结构成比例地影响透镜的光学性 质。在某些扫描器中通过使用透镜操作装置可以减小或显著消除透镜 功能的变化，透镜操作装置配置成应用和/或减轻透镜的被选区域和/ 或点上的压力，其抵消或消除透镜加热效应。这些操作装置可以最小 化像差并控制其他用户指定的光刻测量，例如透镜加热引起的CD变 化。特定的实施例提供包括用于改进透镜加热引起的像差以便减少晶 片上的印刷缺陷的校正系统的特性的模型。因此，可以预期的是，优 化以及校正系统和方法可以包含一个或多个实施例，其包括表征透镜 加热效应以及操作装置和其他校正系统的控制的模型、模拟和应用。

多个实施例提供方法和系统，以将透镜加热包含进源掩模优化 (SMO)计算中。这个过程在下文中可以称为透镜加热或加热感知的 SMO(lens-heating aware SMO)。在一个实施例中，用于透镜加热感知 SMO的算法被配置成优化设计的空间图像和衍射图案，其使用SMO 完成，但是具有计算透镜加热敏感性测量或一组测量的附加功能。在 一个实施例中，如果透镜加热敏感性测量落在可接受范围以外，则可 以用为RET/OPC编码重新设置的开始点重新优化SMO计算。描述 SMO过程的方法的示例可以在例如2010年10月28号提交的美国专 利申请No.12/914,946中找到，其通过参考全文并入本文。

参照图4A，该图示出示例性方法400，用于模拟根据一个实施例 的光刻投影设备的光刻。

方法包括步骤405，其中获得设计变量，所述设计变量是照射源、 设计布局以及投影光学装置的特性，包括它们的微调范围。在步骤410， 使用是照射源和掩模设计布局的特性的设计变量的至少一部分确定和/ 或预测用照射源通过投影光学装置成像设计布局(或其一部分)而引 入的对投影光学装置的光学特性(例如，光学像差)的效应。所述效 应可以包括投影光学装置的加热效应(在下文可以称为“透镜加热”)。 透镜加热可以是不均匀的并且可以依赖于表征设计布局和照射源的设 计变量的一部分。所述效应可以包括投影光学装置的至少一部分处的 其他效应，例如折射率改变、温度改变、透明度改变、物理尺寸改变 等。在一个实施例中，步骤410可以包括确定和/或估计投影光学装置 的不同部分的温度或温度改变。可以使用合适的模型，例如2009年5 月29日递交的美国专利申请No.12/475,071(其通过参考全文并于此) 中描述的透镜加热模型，确定例如由透镜加热引起的所述效应。

在一个或多个实施例中，透镜加热模型可以通过计算作为透镜改 变或变化的函数的设计布局的CD(临界尺寸)来确定所述效应(例如， 像差)。

在特定的实施例中，CD可以以泽尔尼克多项式的非线性函数表 示。泽尔尼克多项式在表示多项式形式的波阵面数据方面是有用的， 并且泽尔尼克多项式包括与光学系统相关的像差在形式上类似的项。 通常，泽尔尼克系数对应多项式的权重。在某些实施例中，泽尔尼克 系数是表示CD的扰动的数字。如果泽尔尼克系数为零，则没有扰动 (参见例如图1的泽尔尼克系数Z7)。通常，第二阶多项式可以用于表 示由于透镜加热得到的像差，并且通过模拟和/或光刻图像的测量可以 建立光刻度量-泽尔尼克关系。

随后在步骤410确定的光学像差可以用于在步骤415限定考虑(例 如作为其函数)所述效应(例如由透镜加热引入的像差)的投影光学 装置模型。一旦过程415的投影光学装置模型被限定，方法进入到步 骤420，在此执行源掩模优化(SMO)并且在步骤425输出SMO步骤的 结果。

如本领域技术人员认识到的，考虑所述效应(例如像差)的投影 光学装置模型依赖于设计变量，因为设计变量的调节将变化引入到所 述效应。投影光学装置模型可以被表示为一组传递交叉系数TCC。随 后一组经修改的传递交叉系数与设计布局模型一起使用以构建空间图 像模型。如本领域中已知的，传递交叉系数包括排除掩模的光刻投影 设备的光学性质。

本领域技术人员还可以认识到，图4A的方法400是迭代的方法。 也就是说，源掩模优化包括同时调节照射源的设计变量和设计布局， 直到终止条件被满足。在每次迭代中，其中一部分是照射源和设计布 局的特性的被调设计变量被用于确定和/或调节对投影光学装置的光学 特性的效应。随后所确定和/或调节的效应被用于确定经调节的投影光 学装置模型和将被用于这种迭代以确定空间图像的一组经调节的传递 交叉系数。

参考图4B，该图示出根据一个实施例的用于模拟光刻投影设备中 的光刻的示例性方法400B。该方法包括步骤405B，在该步骤中得出作 为照射源、设计布局以及投影光学装置的特性的设计变量，包括它们 的微调范围。在步骤410B，仅使用作为照射源和简化的掩模版的特性 的设计变量来确定和/或预测用照射源通过投影光学装置成像设计布局 (或其一部分)而引入的对投影光学装置的光学特性的效应(例如， 光学像差)。使用“简化的掩模版”意味着在计算中不使用全部的掩模 版细节。在一个示例中，该简化的掩模版可以是估计的掩模版透射 (estimated reticle transmission)，其可以基于掩模版被图案覆盖的面积 和掩模版的面积的比值计算。替换地，估计的掩模版透射可以是物理 掩模的测量的平均透射。在另一示例中，简化的掩模版可以是来自掩 模版的片段。在还一实施例中，简化的掩模版可以是掩模版的若干个 离散的部分。该效应可以包括透镜加热。透镜加热可以是不均匀的并 且可以依赖于表征照射源和设计布局的特性的设计变量的一部分。该 效应可以包括投影光学装置的至少一部分的诸如折射率改变、温度改 变、透明度改变、物理尺寸改变等其他效应。在一个实施例中，步骤 410B可以包括步骤：确定和/或估计投影光学装置的不同部分的温度或 温度改变。诸如透镜加热等产生的该效应可以通过使用合适的模型， 诸如2009年5月29日递交的美国专利申请No.12/475071(其通过参 考全文并入本文)中描述的透镜加热模型来确定。

在步骤410B确定的光学像差随后被用于在步骤415B限定考虑(例 如作为其函数)所述效应(例如透镜加热引入的像差)的投影光学装 置模型。一旦步骤415B的投影光学装置模型被限定，则方法进行至步 骤420B，在步骤420B执行源掩模优化(SMO)，并且在步骤425B输 出SMO步骤的结果。在步骤425B之前可以执行可选的确认步骤423B。 在可选的确认步骤423B中，将步骤420B的结果与SMO结果进行对 比并且细节(例如，除了估计的掩模版透射率之外，还有设计布局的 设计变量特性)也考虑在内。如果它们不是充分闭合的，则所述方法 会回到步骤410B。

如本领域技术人员认识到的，考虑所述效应(例如像差)的投影 光学装置模型依赖于设计变量，因为设计变量的调节将改变引入至所 述效应。投影光学装置模型可以表示为一组传递交叉系数TCC。修改 的一组传递交叉系数随后可以与设计布局模型一起使用以构建空间图 像模型。正如本领域中已知的，传递交叉系数包括排除掩模的光刻投 影设备的光学性质。

本领域技术人员还认识到的，图4B中的方法400B是迭代的方法。 也就是说，源掩模优化包括同时调节设计布局和照射源的设计变量， 直到终止条件被满足。在每次迭代中，表征照射源的特性的经调节的 设计变量和简化的掩模版可以被用于确定和/或调节对投影光学装置的 光学特性的效应。随后，所确定和/或调节的效应被用于确定经调节的 投影光学装置模型以及将被用于这种迭代以确定空间图像的一组经调 节的传递交叉系数。与方法400相比，方法400B计算成本较低，因为 不是全部掩模版的细节被用于确定和/或调节对投影光学装置的光学特 性的效应。

图4C示出方法400和400B的投影光学装置模型的示例性对比。 水平轴线是泽尔尼克多项式的项。竖直轴线是这些项的大小或系数。

在一个或更多个实施例中，使用价值函数可以执行SMO步骤，其 可以被表示如下：

$\mathrm{CF}(z_1,z_2,...,z_N)=\underset{p=1}{\overset{P}{\Sigma }}{w}_p{f}_p^2(z_1,z_2,...,z_N)$(方程1)

其中，(z₁，z₂，...，z_N)是N个设计变量或其值；f_p(z₁，z₂，...，z_N)是 (z₁，z₂，...，z_N)设计变量的一组值在第p个评估点处的特性的实际值和想 要的值之间的差。w_p是赋值给第p个评估点的权重常数。比其他更重 要的评估点或图案可以被赋值较高的w_p值。具有较大的发生次数的图 案或/和评估点也可以被赋值较高的w_p值。评估点的示例可以是晶片上 的任何物理点或图案，或虚拟的设计布局上的任何点，或抗蚀剂图像， 或空间图像。价值函数可以表示光刻投影设备或衬底的任何合适的特 性，例如聚焦、CD、图像偏移、图像变形、图像旋转等。例如，价值 函数可以是下面的光刻度量中的一个或多个的函数：边缘定位误差、 临界尺寸、抗蚀剂轮廓距离、最差的缺陷尺寸以及最佳聚焦偏移。因 为是抗蚀剂图像通常支配衬底上的电路图案，因此价值函数常常包括 表示抗蚀剂图像的某些特性的函数。例如，这种评估点的f_p(z₁，z₂，...，z_N) 可以仅是抗蚀剂图像中的一个点到该点的想要位置之间的距离(即， 边缘定位误差EPE_p(z₁，z₂，...，z_N))。设计变量可以是任何可调节参数，例 如源、掩模、投影光学装置、剂量、聚焦等的可调节的参数。在一个 实施例中，设计变量的至少一部分是投影光学装置的可调节特性。投 影光学装置可以包括统称为可以用于调节波阵面的形状和辐射束的相 移和/或强度分布的“波阵面操作装置”的多个部件。投影光学装置可 以调节在光刻投影设备的光学路径上任何位置处(例如掩模前、光瞳 平面附近、图像平面附近、焦平面附近)的波阵面和强度分布。投影 光学装置可以用于校正或补偿由光刻投影设备中的例如源、掩模、温 度变化、光刻投影设备的多个部件的热膨胀引起的强度分布和波阵面 的特定变形。调节波阵面和强度分布可以改变评估点和价值函数的值。 这种改变可以通过模型模拟或实际进行测量。

应该注意的是，f_p(z₁，z₂，...，z_N)的标准加权均方根(RMS)被限定为 因此，最小化f_p(z₁，z₂，...，z_N)的加权均方根等价 于最小化方程1中限定的价值函数$\mathrm{CF}(z_1,z_2,...,z_N)=\underset{p=1}{\overset{P}{\Sigma }}{w}_p{f}_p^2(z_1,z_2,...,z_N).$因此，在此为了显著地简化，f_p(z₁，z₂，...，z_N)的加权均方根和方程1可 以互换地使用。

此外，如果PW(过程窗口)被最大化，可以将来自不同的PW条 件的相同物理位置看作方程(1)中的价值函数中的不同评估点。例如， 如果考虑N个PW条件，则可以根据它们的PW条件将这些评估点分 类并且价值函数可以写成：

$\mathrm{CF}(z_1,z_2,...,z_N)=\underset{p=1}{\overset{P}{\Sigma }}{w}_p{f}_p^2(z_1,z_2,...,z_N)=\underset{u=1}{\overset{U}{\Sigma }}\underset{p_u=1}{\overset{P_u}{\Sigma }}{w}_{p_u}{f}_{p_u}^2(z_1,z_2,...,z)$

(方程1’)

其中是在第u(u＝1，...，U)个PW条件下(z₁，z₂，...，z_N)设 计变量的一组值的第p_i个评估点的实际值和想要的值之间的差异。当 这种差异是边缘定位误差(EPE)，则最小化上面的价值函数等价于在 不同的PW条件下最小化边缘偏移，因而这导致最小化PW。尤其地， 如果PW也包括不同的掩模偏离，则最小化上面的价值函数还包括 MEEF(掩模误差加强因子)的最小化，MEEF被限定为晶片EPE和引 入的掩模边缘偏离之间的比值。

设计变量可以具有约束条件，其可以表示为(z₁，z₂，...，z_N)∈Z，其中 Z是设计变量的一组可能的值。该约束条件可以表示在光刻投影设备的 硬件应用中的物理限制。约束条件可以包括下列中的一个或多个：调 整范围、控制掩模可制造性的规则以及设计变量之间的相互依赖性。

因此，优化过程是在约束条件(z₁，z₂，...，z_N)∈Z下找出设计变量的一 组值，其最小化价值函数，即找出

$({\tilde{z}}_1,{\tilde{z}}_2,...{\tilde{z}}_N)=\underset{(z_1,z_2,...,z_N)\in Z}{\arg \min }\mathrm{CF}(z_1,z_2,...,z_N)=\underset{(z_1,z_2,...,z_N)\in Z}{\arg \min }\underset{p=1}{\overset{P}{\Sigma }}{w}_p{f}_p^2(z_1,z_2,...,z_N)$(方 程2)

根据一个实施例的优化光刻投影设备的SMO方法如图5所示。该 方法包括限定多个设计变量的多变量价值函数的步骤505。设计变量表 征照射源和掩模设计布局的特性。在步骤510，使用所选择的变量计算 或求解价值函数。如本领域技术人员认识到的，作为计算价值函数的 一部分，计算掩模图案/布局的图像。这通过使用包括光学像差的投影 光学装置模型完成(参见步骤415)。一旦计算选择的变量的价值函数， 则所述方法进行至步骤515，在步骤515确定特定的或预定的终止是否 满足。预定的终止条件可以包括多种可能，即价值函数可以被最小化 或最大化，如所用的数字技术所需的，价值函数的值已经等于阈值或 已经跨过阈值，则价值函数的值已经到达预设的误差限制内，或到达 迭代的预设次数。如果步骤515中的条件满足，则方法结束。如果步 骤515中条件不满足，则方法进行至步骤520，在步骤520照射源和掩 模设计布局的设计变量的值被修正，随后进行至步骤525，在步骤525 使用照射源和掩模设计布局的设计变量的经修正的值或者使用照射源 和经修正的掩模设计布局的经简化的掩模版的设计变量的经修正的值 计算和/或确定新的/经修正的光学像差。那些新的/经修正的光学像差限 定修正的投影光学装置模型，其与修正的照射源模型(即，照射源模型 包括修正的设计变量)一起提供在计算价值函数时使用的经修正的传 递交叉系数TCC。具体地，一旦传递交叉系数TCC已知，则可以计 算空间图像、抗蚀剂图像、以及价值函数。确定和/或计 算传递交叉系数TCC的方法的示例在2010年11月10日递交的美国 专利申请No.61/412,372中描述，该专利通过引用全文并入本文。

迭代地重复步骤510-525，直到满足终止条件。

在图4和5中示出的方法中，根据实施例，源和掩模可以同时优 化(称为同时优化)。此处所用的术语“同时的”、“同时地”、“结合的” 以及“结合地”意味着源、掩模、投影光学装置的特性的设计变量和/ 或任何其他设计变量被允许同时地改变。

在另一实施例中，代替计算和/或确定对投影光学装置的光学特性 的效应，或者除了计算和/或确定对投影光学装置的光学特性的效应以 外，还可以想到，投影光学装置的可调节光学特性可以包含在设计变 量中。示例的可调节光学特性可以包括与用于控制投影系统的光学元 件的温度的一个或多个装置(例如，加热器)的温度数据相关的温度 数据或信号以及泽尔尼克系数，作为透镜操作装置。随后可以执行SMO 步骤，并且包括可调节光学特性的设计变量可以被同时地调节，使得 价值函数朝向收敛移动。

此处所述的方法不限于透镜加热，而是可应用以包括使用照射源 通过投影光学装置成像设计布局(或其一部分)所引入的对投影光学 装置的光学特性的效应。

在一个实施例中，泽尔尼克系数是设计变量之一。权重因子可以 被赋值给每个泽尔尼克系数。例如，相对于第5阶泽尔尼克系数，可 以应用较高的权重因子于第10阶泽尔尼克系数。

在一个实施例中，SMO可以使用预定的投影光学装置模型，其考 虑对投影光学装置的光学特性的预定的效应。例如，如果透镜加热是 预定的，例如通过经验得出的，SMO可以使用考虑预定透镜加热的投 影光学装置模型。

参照图6A-D，这些图示出四种不同的掩模图案，标为“1”、“2”、“3” 和“4”(图6A、图6B、图6C以及图6D)，其示出透镜加热对抗蚀剂 图像的效应。正如图6A-6D看到的，透镜加热是与图案相关的。

图7A表示对于图6A-6D(“1”、“2”、“3”和“4”)中四种不同类型 的掩模图案以及曝光场中的三个不同位置(狭缝中心、偏离中心以及 边缘)，由于透镜加热引入的临界尺寸(CD)误差。图7B示出对于掩 模图案2由于透镜加热效应导致的掩模图案的图像的变形。正如图7A 所示，透镜加热引入的CD误差可以在掩模图案之间显著地变化并且 是场相关的。

参照图8A-C，图8A示出执行传统的优化(称为热透镜加热非感 知OPC)之后以及执行根据一个或多个实施例的优化方法(称为透镜加 热感知OPC)之后的在规定范围内的图案(对应图案“2”)的数量。提 供对于如图8A中的单个狭缝(即偏离狭缝中心)条件的结果。当两个 相邻图案之间的临界尺寸(CD)大于41nm时图案被看作在规定范围 内。图8B示出根据传统方法的优化图案，图8C示出根据一个或多个 实施例的优化图案。在图8A的说明中，“冷LH感知OPC”和“热LH 感知OPC”仅分别表示在冷状态下和热状态下应用于投影光学装置的 透镜加热感知OPC的结果。图8B明白地示出透镜加热非感知OPC没 有使得在投影光学装置处于冷状态时的图像和在投影光学装置处于热 状态时的图像几乎相同。图8C明白地示出透镜加热感知OPC使得在 投影光学装置处于冷状态时的图像和在投影光学装置处于热状态时的 图像几乎相同。

如图8A-C看到的，根据一个或多个实施例的考虑透镜加热的优化 方法提供成像以及在规格范围内成像所有图案的掩模设计条件。相反 地，使用传统的优化方法，大量的图案具有小于41nm的CD。

现在参照图9A-C，图9A示出根据一个或多个实施例(称为热透 镜加热感知OPC)和根据传统方法(称为热透镜加热非感知OPC)优 化的图案的分布。图9B示出使用传统方法获得的整个场(即，对于不 同的狭缝位置：中心、偏离中心以及边缘)上的结果。图9C示出使用 根据一个或多个实施例的方法获得的整个场(即，对于不同的狭缝位 置：中心、偏离中心以及边缘)上的结果。

正如图9A和9C所示，根据一个或多个实施例的考虑透镜加热的 优化方法提供在规格范围内成像整个场上的所有图案的掩模设计条件 以及成像。相反地，使用传统的优化方法，对于全部场位置，大量的 图案具有小于41nm的CD。

图10是示例性方块图，其示出可以帮助实施这里公开的优化方法 和流程的计算机系统100。计算机系统100包括用于通信信息的总线 102或其它通信机构，以及与总线102耦合的用于处理信息的处理器 104(或多个处理器104和105)。计算机系统100还包括耦合至总线 102、用于存储由处理器104执行的指令和信息的主存储器106，例如 随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置。主存储器106也可用来 存储在由处理器104执行指令的执行期间的临时变量或其它中间信息。 计算机系统100还包括用来存储用于处理器104的指令和静态信息的 耦合至总线102的只读存储器(ROM)108或其它静态存储装置。提供有 存储装置110，如磁盘或光盘，并将其耦合至总线102用来存储信息和 指令。

计算机系统100可通过总线102耦合至显示器112，例如用来显示 信息给计算机用户的阴极射线管(CRT)或平板或触摸板显示器。包括字 母数字键和其它键的输入装置114耦合至总线102，用于与处理器104 进行信息和命令选择通信。另一种类型的用户输入装置是光标控制器 116(如鼠标、轨迹球或光标方向键)，用于与处理器104进行方向信 息和命令选择通信并用于控制光标在显示器112上的移动。这种输入 装置通常在两个轴线(第一轴线(如x)和第二轴线(如y))上具有两个自 由度，这允许所述装置指定在平面上的位置。触摸板(显示屏)显示器也 可用作输入装置。

根据本发明的一个实施例，通过计算机系统100响应于处理器104 执行包含在主存储器106内的一个或多个指令的一个或多个序列，可 以执行优化过程的一部分。这些指令可以从诸如存储装置110等另一 计算机可读介质被读入到主存储器106。包含在主存储器106内的指令 序列的执行引起处理器104执行这里所述的工艺步骤。还可以采用在 多处理布置中的一个或多个处理器以执行包含在主存储器106中的指 令序列。在替换的实施例中，可以使用硬连线电路代替软件指令或与 软件指令结合。因此，各个实施例不限于任何具体的硬件电路和软件 的组合。

这里使用的术语“计算机可读介质”指的是参与提供指令给处理 器104用于执行的任何介质。这种介质可以采用许多形式，包括但不 限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如 光盘或磁盘，诸如存储装置110。易失性介质包括动态存储器，例如主 存储器106。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线102 的导线。传输介质也可采用声学或光波的形式，例如那些在射频(RF) 以及红外(IR)数据通信期间产生的传输介质。计算机可读介质的一 般形式包括例如软盘、软碟、硬盘、磁带，任何其它磁性介质，CD-ROM、 DVD，任何其它光介质，穿孔卡片、纸带，任何其它具有孔图案的物 理介质，RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM，任何其它存储 器芯片或卡带，如下文所描述的载波，或其它任何计算机可读取的介 质。

计算机可读介质的各种形式可以涉及将一个或多个指令中的一个或 多个序列传送至处理器104以便执行。例如，指令可能最初存在于远端计 算机的磁盘上。远端计算机可将指令加载到其动态存储器中并采用调制解 调器经由电话线发送指令。位于计算机系统100本地的调制解调器可接收 电话线上的数据并利用红外发送器将数据转换成红外信号。耦合到总线 102的红外检测器可接收加载在红外信号中的数据并将数据置于总线102 上。总线102将数据传送到主存储器106，其中处理器104从主存储器106 中获取并执行指令。被主存储器106接收的指令在其被处理器104执行之 前或之后可选地存储在存储装置110上。

计算机系统100还可以包括耦合到总线102的通信接口118。通信接 口118提供耦合至连接到本地网络122的网络链接120的双向数据通信。 例如，通信接口118可以是用以提供至相应类型电话线的数据通信连接的 综合服务数字网(ISDN)卡或调制解调器。作为另一示例，通信接口118可 以是用以提供至可兼容的LAN的数据通信连接的局域网(LAN)卡。也可采 用无线链接。在任何这样的实施方式中，通信接口118发送以及接收携带 表示各种类型信息的数字数据流的电学的、电磁的或光学的信号。

网络链接120通常通过一个或多个网络向其它数据装置提供数据通 信。例如，网络链接120可提供通过本地网络122到主机124的连接或到 由互联网服务提供商(ISP)126运行的数据设备的连接。ISP126则反过来通 过如今通常称为“因特网”128的全球分组数据通信网络提供数据通信服 务。本地网络122和互联网128都采用携带数字数据流的电学的、电磁的 或光学的信号。通过各种网络的信号以及网络链接120上的并通过通信接 口118的信号是传输信息的载波的示例性形式，其中通信接口118向计算 机系统100加载数字数据以及从计算机系统100获取数字数据。

计算机系统100可通过网络、网络链接120和通信接口118发送信息并 接收数据，包括程序代码。在互联网示例中，服务器130可通过互联网128、 ISP126、本地网络122和通信接口118发送应用程序所需要的代码。根据一 个或多个实施例，例如，一种这样被下载的应用程序可以提供实施例的照 射优化。接收到的代码当其被接收时可通过处理器104来执行，和/或存储 在存储装置110或其它非易失性存储器中用于后续执行。以这种方式，计 算机系统100可获得载波形式的应用代码。

图11示意地示出示例性光刻投影设备，其照射源可以通过使用本发明 的方法进行优化。所述设备包括：

-辐射系统IL，其用于提供辐射投影束B。在这个特定情形中，辐射系 统还包括辐射源SO；

-第一物体台(掩模台)MT，其设置有用于保持图案形成装置MA(如掩 模或掩模版)的掩模保持装置，并连接到用以相对于部件PS精确定位掩模 的第一定位装置；

-第二物体台(衬底台)WT，其设置有用于保持衬底W(如涂覆有抗蚀剂 的硅晶片)的衬底保持装置，并连接到用以相对于部件PW精确定位衬底的 第二定位装置；

-投影系统(“透镜”)PS(如折射式的、反射式的或反射折射式的光学系 统)，其用于将图案形成装置MA的被辐射部分成像到衬底W的目标部分 C(如包括一个或多个管芯)上。

如这里描述的，该设备是透射型的(也就是具有透射式掩模)。然而， 通常，例如，它也可是反射型的(具有反射式掩模)。可选地，该设备可采 用另一种图案形成装置作为掩模使用的替换；示例包括可编程反射镜阵列 或LCD矩阵。

源SO(例如汞灯或准分子激光器)产生辐射束。例如，该束直接地或在 穿过诸如扩束器Ex等调节装置之后，进入照射系统(照射器)IL。照射器IL 可包括用于设定所述束中的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别 称为σ-外部和σ-内部)的调节装置AD。此外，它通常包括各种其它部件， 例如积分器IN和聚光器CO。以这种方式，照射到掩模MA上的束B在 其横截面上具有所需的均匀性和强度分布。

应该注意，关于图11，源SO可以位于光刻投影设备的壳体内(例 如，当源SO是汞灯时，通常是这种情况)，但是它也可远离光刻投影 设备，源产生的辐射束被引导进入所述设备(如通过合适的定向反射镜 的帮助)；当源SO是准分子激光器(如基于KrF、ArF或F2产生激光) 时，通常是后面的这种情况。

束PB随后与保持在图案形成装置台MT上的图案形成装置MA相交。在 穿过图案形成装置MA后，束B穿过透镜PL，该透镜将束B聚焦到衬底W的 目标部分C上。在第二定位装置(和干涉测量装置IF)的帮助下，衬底台WT 可以被精确地移动，以便例如将不同目标部分C定位于束PB的路径中。类 似地，例如在从图案形成装置库机械获取图案形成装置MA之后，或在扫 描期间，可以将所述第一定位装置用于相对于所述束B的路径精确地定位 所述图案形成装置MA。通常，可以通过图9中未明确示出的长行程模块(粗 定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现物体台MT、WT的移动。然 而，在晶片步进机(与步进-扫描工具相反)的情形中，图案形成装置台MT 可仅连接到短行程致动器，或可以是固定的。

所述的工具可以在两种不同的模式中使用，包括：

-在步进模式中，将图案形成装置台MT保持基本静止，并且将整个 图案形成装置图像一次投影(即，单次“闪”)到目标部分C上。然后将所 述衬底台WT沿x和/或y方向移动，使得可以用所述束PB辐射不同的目 标部分C；

-在扫描模式中，基本上应用相同的情形，除了给定目标部分C不在 单次“闪”中曝光。替代地，图案形成装置台MT在给定方向(所谓“扫描方 向”，如y方向)上是可移动的并且具有速度v，以使得投影束B扫描图案 形成装置图像；同时，衬底台WT沿相同或相反的方向以速度V＝Mv同步 地移动，其中M是透镜PL的放大倍数(通常，M＝1/4或1/5)。以这种方 式，在不必牺牲分辨率的情况下，可以曝光相对大的目标部分C。

这里公开的概念或方法可以模拟或数学上模型化用于成像亚波长 特征的任何一般的成像系统，并且可以尤其对新兴的能够产生日益变 小的更小尺寸的波长的成像技术有用。已经使用的新兴的技术包括 EUV(极紫外)光刻技术，其能够通过使用ArF激光器产生193nm波 长，甚至通过使用氟激光器产生157nm波长。而且，EUV光刻技术能 够通过使用同步加速器或通过用高能电子撞击材料(固态或等离子体) 以便产生在20-5nm范围内的光子而产生在20-5nm范围内的波长。

虽然这里所公开的概念可以用于在诸如硅晶片等衬底上成像，但 是应该理解，所公开的概念可以与任何类型的光刻成像系统一起使用， 例如那些用于在硅晶片以外的衬底上成像的设备或系统。

本发明还可以使用下面各方面描述：

1.一种用于改善通过使用光刻投影设备将设计布局的一部分成像到 衬底上的光刻过程的计算机执行的方法，光刻投影设备包括照射源和投影 光学装置，所述方法包括步骤：

计算作为光刻过程的特性的多个设计变量的多变量价值函数，所述设 计变量中的至少一些设计变量是照射源和所述设计布局的特性，多变量价 值函数的计算考虑使用照射源通过投影光学装置对所述设计布局的所述 部分成像而引入的对投影光学装置的光学特性的效应；和

通过调节所述设计变量直到预定终止条件被满足为止来重构所述光 刻过程的特性。

2.如方面1所述的方法，其中所述效应包括加热效应。

3.如方面1或2所述的方法，还包括使用作为所述设计布局和所述照 射源的特性的设计变量中的至少一些设计变量确定所述效应的步骤。

4.如方面1-3中任一项所述的方法，其中计算多变量价值函数的步骤 包括使用作为所述效应的函数的投影光学装置模型。

5.如方面1-4中任一项所述的方法，其中所述重构步骤包括使用作为 所述设计布局和/或所述照射源的特性并且被调节的设计变量中的至少一 些设计变量重新确定所述效应。

6.如方面1-5中任一项所述的方法，其中所述重构步骤包括使用投影 光学装置模型计算多变量价值函数。

7.如方面1-6中任一项所述的方法，其中所述设计变量包括投影光学 装置的可调节的光学特性。

8.如方面7所述的方法，其中可调节的光学特性是投影光学装置的至 少一部分的折射率或投影光学装置的至少一部分的温度。

9.如方面7所述的方法，其中可调节的光学特性能够通过配置成加热 投影光学装置的光学元件的加热器进行调节。

10.如方面7所述的方法，其中可调节的光学特性是投影光学装置的泽 尔尼克系数。

11.如方面1-10中任一项所述的方法，其中设计布局的所述部分包括 下列项中的一个或更多个：整个设计布局、片段、设计布局的已知具有一 个或更多个临界特征的一部分以及设计布局的一个或更多个临界特征已 经通过图案选择方法识别的一部分。

12.如方面1-11中任一项所述的方法，其中预定终止条件包括下列中 的一个或更多个：价值函数的最小化、价值函数的最大化、达到迭代的预 设次数、价值函数的值等于或超过预设阈值、达到预定计算时间以及价值 函数的值在可接受误差极限内。

13.如方面1-12中任一项所述的方法，其中在规定设计变量中的至少 一些设计变量的范围的约束条件下执行迭代的重构，或在没有约束条件的 情况下执行迭代的重构。

14.如方面1-13中任一项所述的方法，其中设计变量中的至少一些设 计变量处在表示光刻投影设备的硬件实施中的物理限制的约束条件下。

15.如方面1-14中任一项所述的方法，其中所述约束条件包括下列中 的一个或更多个：调整范围、控制掩模可制造性的规则以及设计变量之间 的相互依赖性。

16.如方面1-15中任一项所述的方法，其中价值函数是下列光刻量度 中的一个或更多个的函数：边缘定位误差、临界尺寸、抗蚀剂轮廓距离、 最差缺陷尺寸以及最佳聚焦偏移。

17.如方面1-16中任一项所述的方法，其中通过求解多项式，包括设 计变量的较高阶多项式，来最小化价值函数。

18.如方面1-17中任一项所述的方法，其中设计布局包括至少一个辅 助特征。

19.如方面18所述的方法，其中所述至少一个辅助特征包括亚分辨率 辅助特征和/或可印刷分辨率辅助特征。

20.如方面1-2中任一项所述的方法，还包括使用作为照射源和简化 的掩模版的特性的设计变量中的至少一些设计变量确定所述效应。

21.如方面20所述的方法，其中简化的掩模版选自由下列项构成的组： 估计的掩模版透射、物理掩模的测量的平均透射、来自掩模版的片段以及 掩模版的多个离散部分。

22.一种计算机程序产品，包括具有记录在其上的指令的计算机可读 介质，所述指令在通过计算机执行时执行上述各方面中任一项所述的方 法。

上面的说明书是为了示例，而不是为了限制。因此，本领域技术人员 应该清楚在不脱离下述权利要求的范围的情况下所述实施例可以进行修 改。