用于高数值孔径穿缝源掩模优化的方法

摘要

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。

说明书

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。

印制尺寸小于光刻投影设备的经典分辨率极限的特征的该过程根据分辨率公式CD＝k

发明内容

根据实施例，提供一种利用光刻投影设备进行源掩模优化的方法。所述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：利用硬件计算机系统，使用针对所述照射源、所述投影光学器件和所述掩模设计布局的多个可调谐设计变量确定多变量源掩模优化函数。所述多变量源掩模优化函数描述遍及所述掩模设计布局上对应于曝光设备的缝隙的不同位置的多个部分(“条纹”)的成像变化。该方法包括：利用所述硬件计算机系统迭代地调整所述多变量源掩模优化函数中的所述多个可调谐设计变量，直到满足终止条件。

在实施例中，所述多变量源掩模优化函数描述遍及所述掩模设计布局的一个或多个条纹中的不同位置的成像变化。

在实施例中，所述多变量源掩模优化函数包括对应于所述掩模设计布局的一个或多个条纹中的不同位置的各个多变量源掩模优化函数。

在实施例中，所述多变量源掩模优化函数描述遍及对应于第一缝隙的至少中心及沿着所述第一缝隙的另一位置的所述掩模设计布局的一个或多个条纹中的不同位置的成像变化。

在实施例中，所述成像变化是由遍及所述掩模设计布局的所述一个或多个条纹的所述不同位置的所述缝隙中的变化造成的。

在实施例中，所述成像变化是由遍及所述掩模设计布局的所述一个或多个条纹的所述不同位置的穿缝光瞳变化造成的。

在实施例中，所述穿缝光瞳变化是由所述掩模设计布局的所述一个或多个条纹中的所述不同位置处的光瞳旋转和/或所述光瞳中的闪烁光点造成的。

在实施例中，所述终止条件与掩模设计布局在所述衬底上的图像品质相关联。

在实施例中，所述终止条件与光瞳形状相关联。

在实施例中，该设计布局包括以下各项中的一项或多项：整个设计布局、片段、或所述设计布局的一个或多个临界特征。

在实施例中，针对所述照射源、所述投影光学器件和/或所述掩模设计布局的所述可调谐设计变量中的一个或多个与极紫外光刻相关联。

在实施例中，所述终止条件包括以下各项中的一项或多项：所述多变量源掩模优化函数的最大化、所述多变量源掩模优化函数的最小化、或所述多变量源掩模优化函数的突破阈值的值。

在实施例中，所述终止条件包括预定次数迭代或预定计算时间中的一项或多项。

在实施例中，所述终止条件与针对所述照射源、所述投影光学器件和所述掩模设计布局的所述可调谐设计变量的限定用于极紫外光刻的过程窗口的值相关联。

在实施例中，所述终止条件与针对所述照射源、所述投影光学器件和所述掩模设计布局的所述可调谐设计变量的限定遍及所述掩模设计布局的多个位置能够用于极紫外光刻的光瞳的值相关联。

在实施例中，在不存在限制所述可调谐设计变量的可能值的范围的约束条件的情况下，执行所述多变量源掩模优化函数中的所述多个可调谐设计变量的迭代调整，直到满足终止条件。

在实施例中，在存在限制至少一个可调谐设计变量的可能值范围的至少一个约束条件的情况下，执行所述多变量源掩模优化函数中的所述多个可调谐设计变量的迭代调整，直到满足终止条件。

在实施例中，所述至少一个约束条件与所述光刻投影设备的实体特性、设计变量对一个或多个其他设计变量的依赖性或掩模可制造性中的一项或多项相关联。

在实施例中，迭代地调整所述多变量源掩模优化函数中的所述至少一个可调谐设计变量包括在可能值的所述限制范围内重复地改变所述至少一个可调谐设计变量的值，直到满足所述终止条件。

在实施例中，所述多变量源掩模优化函数与高数值孔径源掩模优化相关联。

在实施例中，使用针对所述照射源、所述投影光学器件和所述掩模设计布局的所述多个可调谐设计变量来确定所述多变量源掩模优化函数包括：基于所述终止条件识别用于所述多变量源掩模优化函数中的所述多个可调谐设计变量的子集。所述多个可调谐设计变量的所述子集与所述可调谐设计变量中的其他可调谐设计变量相比，当被调整时对所述终止条件具有相对更大的影响。迭代地调整所述多变量源掩模优化函数中的所述多个可调谐设计变量包括向被包括于所述多变量源掩模优化函数中的所述可调谐设计变量中的每一者分配起始值，并且调整所述起始值直到满足所述终止条件。

根据另一个实施例，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括其上记录有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施以上所描述的方法。

附图说明

图1示出光刻系统的各种子系统的框图。

图2是根据实施例的用于确定待印制于衬底上的图案形成装置图案或目标图案的方法的流程图。

图3说明根据实施例的遍及缝隙的光瞳中的变化。

图4说明根据实施例的用于根据本方法和/或使用当前系统模拟光刻投影设备中的光刻的示例性流程图。

图5说明根据实施例的用于执行本文中所描述的方法的一般化操作。

图6示出根据实施例的源掩模优化的一个示例性方法。

图7是根据实施例的示例性计算机系统的框图。

图8是根据实施例的光刻投影设备的示意图。

图9是根据实施例的另一种光刻投影设备的示意图。

图10是根据实施例的图9中的设备的更详细视图。

图11是根据实施例的图9和图10的设备的源收集器模块SO的更详细视图。

具体实施方式

尽管在本发明中可以特定地参考IC制造，但是应该明确理解的是，本文中的描述具有许多其他可能应用。例如，本文中的描述可以用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导及检测图案、液晶显示面板、薄膜磁头等。技术人员将明白的是，在此类替代应用的内容背景中，本文中对术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用应该被认为分别与更上位的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”能够互换。

在本文件中，术语“辐射”和“束”用于涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如具有为365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外辐射(EUV，例如具有在约5nm至100nm的范围内的波长)。

图案形成装置可以包括或者可以形成一个或多个设计布局。可以利用计算机辅助设计(CAD)程序来产生设计布局。该过程经常被称作电子设计自动化(EDA)。大多数CAD程序遵循预定设计规则集合，以便产生功能设计布局/图案形成装置。基于处理及设计限制而设定这些规则。例如，设计规则定义器件(诸如栅、电容器等)或互联线之间的空间容许度，以确保器件或线彼此不会以非期望的方式相互作用。设计规则限制中的一个或多个可以被称作“临界尺寸”(CD)。器件的临界尺寸可以被定义为线或孔的最小宽度，或者两条线或两个孔之间的最小空间。因此，CD调节经设计器件的总尺寸及密度。器件制作中的目标中的一个目标是在衬底上如实地再生原始设计意图(经由图案形成装置)。

本文中使用的术语“掩模”或“图案形成装置”可以被宽泛地解释为是指可以用于向入射辐射束赋予图案化横截面的通用图案形成装置，该图案化横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案。在该内容背景中，也可以使用术语“光阀”。除了经典掩模(透射型或反射型；二元式、相移式、混合式等)以外，其他此类图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列。这种器件的示例是具有粘弹性控制层及反射表面的矩阵可寻址表面。该设备所隐含的基本原理是例如：反射表面的寻址区域将入射辐射反射为衍射辐射，而非寻址区域将入射辐射反射为非衍射辐射。在使用适当滤波器的情况下，可以从反射束滤出该非衍射辐射，从而仅留下衍射辐射；这样，束根据矩阵可寻址表面的寻址图案而变得图案化。可以使用适当的电子构件来执行所需矩阵寻址。其他此类图案形成装置的示例还包括可编程LCD阵列。以引用方式并入本文中的美国专利第5,229,872号中给出了这种构造的示例。

作为简要介绍，图1示出示例性光刻投影设备10A。主要部件为：辐射源12A，其可以是深紫外(DUV)准分子激光源或包括极紫外(EUV)源的其他类型的源(如上文所论述的，光刻投影设备自身无需具有辐射源)；照射光学器件，其例如定义部分相干性(被表示为西格马)并且可以包括成形来自源12A的辐射的光学器件14A、16Aa和16Ab；图案形成装置(或掩模)18A；以及透射光学器件16Ac，其将图案形成装置图案的图像投影到衬底平面22A上。

光瞳20A可以被包括于透射光学器件16Ac中。在一些实施例中，在掩模18A之前和/或之后可以存在一个或多个光瞳。如本文中进一步详细地描述的，光瞳20A可以提供最终到达衬底平面22A的光的图案化。在投影光学器件的光瞳平面处的可调整滤波器或孔径可以限定照射于衬底平面22A上的束角度的范围，其中，最大可能角度限定投影光学器件的数值孔径NA＝n sin(Θ

在光刻投影设备中，源将照射(即辐射)提供到图案形成装置，并且投影光学器件经由图案形成装置将照射引导到衬底上并成形该照射。投影光学器件可以包括部件14A、16Aa、16Ab和16Ac中的至少一些。空间图像(AI)是衬底水平处的辐射强度分布。可以使用抗蚀剂模型以从空间图像计算抗蚀剂图像，可以在全部披露内容据此以引用方式并入本文中的美国专利申请公开案第US 2009-0157630号中找到这种示例。抗蚀剂模型仅与抗蚀剂层的属性(例如在曝光、曝光后烘烤(PEB)及显影期间发生的化学程序的效应)相关。光刻投影设备的光学属性(例如照射、图案形成装置及投影光学器件的属性)规定空间图像并且可以被限定在光学模型中。由于可以改变用于光刻投影设备中的图案形成装置，所以需要使图案形成装置的光学属性与光刻投影设备的至少包括源及投影光学器件的其余部分的光学属性分离。美国专利申请公开案第US 2008-0301620号、第2007-0050749号、第2007-0031745号、第2008-0309897号、第2010-0162197号及第2010-0180251号中描述了用于将设计布局变换成各种光刻图像(例如空间图像、抗蚀剂图像等)、使用技术及模型来应用OPC并且评估性能(例如在过程窗口方面)的那些技术及模型的细节，上述公开案中的每一个的全部披露内容在此以引用方式并入本文中。

理解光刻过程的一个方面是理解辐射与图案形成装置的相互作用。在辐射通过图案形成装置之后的辐射的电磁场可以根据在辐射到达图案形成装置之前的辐射的电磁场及表征该相互作用的函数予以确定。该函数可以被称作掩模透射函数(其可以用于描述由透射型图案形成装置和/或反射型图案形成装置产生的相互作用)。

掩模透射函数可以具有多种不同形式。一种形式是二元式的。二元式掩模透射函数在图案形成装置上的任何给定部位处具有两个值(例如零及正常数)中的任一者。呈二元形式的掩模透射函数可以被称作二元式掩模。另一种形式是连续的。即，图案形成装置的透射率(或反射率)的模数是图案形成装置上的部位的连续函数。透射率(或反射率)的相位也可以是图案形成装置上的部位的连续函数。呈连续形式的掩模透射函数可以被称作连续色调掩模或连续透射型掩模(CTM)。例如，可以将CTM表示为像素化图像，其中，可以向每一个像素分配介于0与1之间的值(例如0.1、0.2、0.3等)来代替0或1的二元值。在实施例中，CTM可以是像素化灰阶图像，其中，每一个像素具有多个值(例如在范围[-255，255]内、在范围[0，1]或[-1，1]或其他适当范围内的归一化值)。

薄掩模近似(也被称为基尔霍夫边界条件)广泛地用于简化对辐射与图案形成装置的相互作用的确定。薄掩模近似假定图案形成装置上的结构的厚度相比于波长极小，并且掩模上的结构的宽度相比于波长极大。因此，薄掩模近似假定在图案形成装置之后的电磁场是入射电磁场与掩模透射函数的乘积。然而，随着光刻过程使用具有越来越短波长的辐射，并且图案形成装置上的结构变得越来越小，对薄掩模近似的假定可能会被破坏。例如，由于结构(例如顶面与侧壁之间的边缘)的有限厚度，辐射与结构的相互作用(“掩模3D效应”或“M3D”)可能变得重要。在掩模透射函数中涵盖该散射可以使得掩模透射函数能够更好地捕捉辐射与图案形成装置的相互作用。依据薄掩模近似的掩模透射函数可以被称作薄掩模透射函数。涵盖M3D的掩模透射函数可以被称作M3D掩模透射函数。

图2是用于根据图像(例如连续透射型掩模图像、二元式掩模图像、曲线掩模图像等)确定图案形成装置图案(或下文中的掩模图案)的方法200的流程图，该图像对应于待经由涉及光刻过程的图案化过程印制于衬底上的目标图案。在实施例中，设计布局或目标图案可以是二元式设计布局、连续色调设计布局，或者具有另一种适当形式的设计布局。

方法200是迭代过程，其中，初始图像(例如增强型图像、从CTM图像初始化的掩模变量等)经渐进地修改以根据本公开内容的不同过程产生不同类型的图像，以最终产生包括进一步用于制作/制造掩模的掩模图案或图像(例如对应于最终曲线掩模的掩模变量)的信息。初始图像的迭代修改可以基于成本函数，其中，在迭代期间，初始图像可以被修改，使得成本函数减小，在实施例中被最小化。在实施例中，方法200也可以被称作二进制化CTM程序，其中，初始图像是经优化CTM图像，该经优化CTM图像进一步根据本公开内容处理以产生曲线掩模图案(例如曲线掩模或曲线图案的几何形状或多边形表示形状)。在实施例中，初始图像可以是CTM图像的增强型图像。曲线掩模图案可以呈向量、表、数学等式的形式或表示几何/多边形形状的其他形式。

在实施例中，过程P201可以涉及获得初始图像(例如CTM图像或优化的CTM图像，或二元式掩模图像)。在实施例中，初始图像201可以是通过CTM产生过程基于待印制于衬底上的目标图案产生的CTM图像。然后，可以通过过程P201接收CTM图像。在实施例中，过程P201可以被配置为产生CTM图像。例如，在CTM产生技术中，将逆光刻问题表达为优化问题。变量与掩模图像中的像素值相关，并且诸如EPE或旁瓣印制的光刻指标被用作成本函数。在优化的迭代中，从变量构造掩模图像，然后应用过程模型(例如Tachyon模型)以获得光学或抗蚀剂图像并且计算成本函数。然后，成本计算给出梯度值，该梯度值被用于优化求解器中以更新变量(例如像素强度)。在优化期间的多次迭代之后，产生最终掩模图像，它被进一步用作用于图案提取的引导图(例如实施于Tachyon SMO软件中)。该初始图像(例如CTM图像)可以包括对应于待经由图案化过程印制于衬底上的目标图案的一个或多个特征(例如目标图案的特征、SRAF、SRIF等)。

在实施例中，CTM图像(或CTM图像的增强型版本)可以用于初始化可以用作初始图像201的掩模变量，该初始图像如下文所论述地被迭代修改。

过程P201可以涉及基于初始图像201产生增强型图像202。增强型图像202可以是初始图像201内的某些选定像素被放大的图像。选定像素可以是初始图像201内具有相对较低值(或弱信号)的像素。在实施例中，选定像素为具有低于例如遍及初始图像的像素的平均强度、或给定阈值的信号值的像素。换句话说，初始图像201内具有较弱信号的像素被放大，因此增强初始图像201内的一个或多个特征。例如，目标特征周围的二阶SRAF可以具有弱信号，其可被放大。因此，增强型图像202可以突出显示或识别可以包括于掩模图像(在方法中稍后产生)内的额外特征(或结构)。在确定掩模图像的常规方法(例如CTM方法)中，初始图像内的弱信号可以被忽略，并且因而掩模图像可以不包括可以由初始图像201中的弱信号形成的特征。

增强型图像202的产生涉及应用诸如滤波器(例如边缘检测滤波器)的图像处理操作以放大初始图像201内的弱信号。替代地或另外，图像处理操作可以是去模糊、平均化和/或特征提取或其他类似操作。边缘检测滤波器的示例包括普威特算子、拉普拉斯算子、高斯拉普拉斯(LoG)滤波器等。产生步骤可以进一步涉及在修改或不修改初始图像201的原始强信号的情况下组合初始图像201的被放大信号与初始图像201的原始信号。例如，在实施例中，对于遍及初始图像201的一个或多个部位处(例如接触孔处)的一个或多个像素值，原始信号可以是相对强的(例如高于某个阈值诸如150或低于-50)，则该一个或多个部位处(例如接触孔处)的原始信号可能并不被修改或与所述部位的被放大信号组合。

在实施例中，初始图像201中的噪声(例如亮度或颜色或像素值的随机变化)也可以被放大。因此，可替代地或另外，可以应用平滑化程序以减小组合图像中的噪声(例如亮度或颜色或像素值的随机变化)。图像平滑方法的示例包括高斯模糊、滑动平均值、低通滤波器等。

在实施例中，可以使用边缘检测滤波器来产生增强型图像202。例如，可以将边缘检测滤波器应用到初始图像201以产生滤波图像，该滤波图像突出显示初始图像201内的一个或多个特征的边缘。所得滤波图像可以与原始图像(即，初始图像201)进一步组合以产生增强型图像202。在实施例中，初始图像201与在边缘滤波之后获得的图像的组合可以涉及仅修改初始图像201的具有弱信号的那些部分而不修改具有强信号的区，并且组合程序可以基于信号强度被加权。在实施例中，放大弱信号也可以放大滤波图像内的噪声。因此，根据实施例，可以对组合图像执行平滑程序。图像的平滑可以涉及近似函数，其试图捕捉图像中的重要图案(例如目标图案、SRAF)，同时忽略噪声或其他精细尺度结构/快速现象。在平滑中，信号的数据点可以被修改，使得单个点(大致由于噪声)可以减小，并且可能低于邻近点的点可以增大，从而导致更平滑的信号或更平滑的图像。因此，在平滑操作之后，根据本公开内容的实施例，可以获得具有减小的噪声的增强型图像202的进一步平滑版本。

在过程P203中，该方法可以涉及基于增强型图像202产生掩模变量203。在第一次迭代中，增强型图像202可以用于初始化掩模变量203。在稍后的迭代中，可以迭代地更新掩模变量203。

n个实变量的实值函数f的轮廓提取为如下形式的组合：

L

在二维空间中，该集合定义函数f等于给定值c的表面上的点。在二维空间中，函数f能够提取将变成掩模图像的封闭轮廓。

在以上等式中，x

在实施例中，在迭代时，掩模变量203的产生可以涉及基于例如初始化条件或梯度图(其可以在该方法中随后产生)修改增强型图像202内的变量的一个或多个值(例如一个或多个部位处的像素值)。例如，可以增大或降低一个或多个像素值。换句话说，可以增大或降低增强型图像202内的一个或多个信号的振幅。信号的这种修改后的振幅能够根据信号的振幅的改变量而产生不同曲线图案。因此，曲线图案逐渐地演变，直到成本函数减小，在实施例中被最小化。在实施例中，可以对水平掩模变量203执行进一步平滑。

此外，过程P205涉及基于掩模变量203产生曲线掩模图案205(例如具有以向量形式表示的多边形形状)。曲线掩模图案205的产生可以涉及掩模变量203的阈值设定以根据掩模变量203追踪或产生曲线(或弯曲)图案。例如，可以使用具有固定值的与掩模变量203的信号相交的阈值平面(例如x-y平面)来执行阈值设定。阈值平面与掩模变量203的信号的相交产生迹线或轮廓(即，弯曲多边形形状)，所述迹线或轮廓形成充当曲线掩模图案205的曲线图案的多边形形状。例如，掩模变量203可以与平行于(x，y)平面的零平面相交。因此，曲线掩模图案205可以是如上产生的任何曲线图案。在实施例中，从掩模变量203追踪或产生的曲线图案依赖于增强型图像202的信号。因此，图像增强过程P203促进针对最终曲线掩模图案产生的图案的改善。最终曲线掩模图案可以由掩模制造商进一步使用于制作用于光刻过程中的掩模。

过程P207可以涉及呈现曲线掩模图案205以产生掩模图像207。呈现是对曲线掩模图案执行的操作，它是与将矩形掩模多边形转换为离散灰阶图像表示相类似的过程。该过程总体上可以被理解为将连续坐标(多边形)的框函数取样成图像像素的每一点处的值。

该方法进一步涉及使用过程模型的图案化过程的前向模拟，所述过程模型基于掩模图像207产生或预测可以印制于衬底上的图案209。例如，过程P209可以涉及使用掩模图像207作为输入执行和/或模拟过程模型及在衬底上产生过程图像209(例如空间图像、抗蚀剂图像、蚀刻图像等)。在实施例中，过程模型可以包括耦合到光学器件模型的掩模透射模型，该光学器件模型进一步耦合到抗蚀剂模型和/或蚀刻模型。过程模型的输出可以是考虑了在模拟程序期间的不同过程变化的过程图像209。过程图像可以通过例如追踪过程图像内的图案的轮廓来进一步用于确定图案化过程的参数(例如EPE、CD、重叠、旁瓣等)。参数可以进一步用于限定成本函数，该成本函数进一步用于优化掩模图像207，使得成本函数减小，或在实施例中被最小化。

在过程P211中，可以基于过程模型图像209(也被称作经模拟衬底图像或衬底图像或晶片图像)来评估成本函数。因此，成本函数在图案化过程变化的情况下可以被认为是过程感知的，从而能够产生考虑图案化过程中的变化的曲线掩模图案。例如，成本函数可以是边缘放置误差(EPE)、旁瓣、均方误差(MSE)、图案放置误差(PPE)、归一化图像对数或基于过程图像中的图案轮廓所定义的其他适当变量。EPE可以是与一个或多个图案相关联的边缘放置误差和/或与过程模型图像209的所有图案及对应目标图案相关的所有边缘放置误差的总和。在实施例中，成本函数可以包括可以同时被减小或最小化的多于一个条件。例如，除了MRC违反机率以外，还可以包括缺陷的数目、EPE、重叠、CD或其他参数，并且可以同时减小(或最小化)全部条件。

此外，一个或多个梯度图(稍后论述)可以基于成本函数(例如EPE)产生，并且掩模变量可以基于此类梯度图来修改。掩模变量(MV)指强度

在实施例中，图像正则化可以被添加，以减小可能产生的掩模图案的复杂度。此类图像正则化可以是掩模规则检查(MRC)。MRC是指掩模制造过程或设备的限制条件。因此，成本函数例如基于EPE及MRC违反惩罚而可以包括不同分量。惩罚可以是成本函数的一项，其依赖于违反量，例如掩模量测值与给定MRC或掩模参数(例如掩模图案宽度与所允许(例如最小或最大)掩模图案宽度)之间的差。因此，根据本公开内容的实施例，掩模图案可以被设计，并且对应掩模可以不仅基于图案化过程的前向模拟而且另外基于掩模制造设备/程序的制造限制来制作。因此，可以获得在例如EPE或印制图案上的重叠方面产生高良率(即，最小缺陷)及高准确度的可制造曲线掩模。

对应于过程图像的图案应与目标图案确切地相同，然而，此类确切目标图案可能并非可行的(例如通常为尖锐拐角)，并且由于该图案化过程自身中的变化和/或图案化过程的模型中的近似而引入一些矛盾。在该方法的第一次迭代中，掩模图像207可能并不产生类似于目标图案的图案(在抗蚀剂图像中)。抗蚀剂图像(或蚀刻图像)中的印制图案的准确度或接受度的确定可以基于诸如EPE的成本函数。例如，如果抗蚀剂图案的EPE高，则其指示使用掩模图像207的印制图案是不可接受的，并且掩模变量203中的图案必须被修改。

为了确定掩模图像207是不是可接受的，过程P213可以涉及确定成本函数是否被减小或最小化，或给定迭代数目是否达到。例如，可以比较先前迭代的EPE值与当前迭代的EPE值以确定EPE是否被减小、最小化或收敛(即，未观测到印制图案中的实质改善)。当成本函数被最小化时，该方法可以停止，并且所产生的曲线掩模图案信息被视为经优化的结果。

然而，如果成本函数并未被减小或最小化，则可以更新掩模相关变量或增强型图像相关变量(例如像素值)。在实施例中，更新可以以基于梯度的方法为基础。例如，如果成本函数未减小，则方法200前进到在执行指示如何进一步修改掩模变量203的过程P215和P217之后产生掩模图像的下一次迭代。

过程P215可以涉及基于成本函数而产生梯度图215。梯度图可以是成本函数的导数和/或偏导数。在实施例中，可以相对于掩模图像的像素确定成本函数的偏导数，并且可以将导数进一步链接以确定相对于掩模变量203的偏导数。此类梯度计算可以涉及确定掩模图像207与掩模变量203之间的逆关系。此外，必须考虑在过程P205和P203中执行的任何平滑操作(或函数)的逆关系。

梯度图215可以提供关于以使得成本函数的值减小(在实施例中被最小化)的方式增大或降低掩模变量的值的建议。在实施例中，可以将优化算法应用到梯度图215以确定掩模变量值。在实施例中，优化求解器可以用于执行基于梯度的计算(在过程P217中)。

在实施例中，对于迭代，掩模变量可以改变，而阈值平面可保持固定或不变以便逐渐减小或最小化成本函数。因此，所产生的曲线图案可以在迭代期间逐渐演变，使得成本函数减小，或在实施例中被最小化。在另一个实施例中，掩模变量以及阈值平面两者可都改变以达成优化过程的更快收敛。在成本函数的多次迭代和/或最小化后可能产生最终二进制化CTM结果集合(即，增强型图像、掩模图像或曲线掩模的修改版本)。

在本公开内容的实施例中，从通过灰阶图像进行的CTM优化到通过曲线掩模进行的二进制化CTM优化的转变可以通过用不同过程替换阈值设定过程(即，P203和P205)来简化，在该不同过程中，将S型变换应用到增强型图像202，并且执行梯度计算的对应改变。增强型图像202的S型变换产生变换图像，该变换图像在优化过程(例如最小化成本函数)期间逐渐地演变成曲线图案。在迭代或优化步骤期间，与S型函数相关的变量(例如陡度和/或阈值)可以基于梯度计算来修改。由于S型变换在连续迭代期间变得更陡(例如S型变换的斜率的陡度增大)，所以可以实现从CTM图像到最终二进制化CTM图像的逐渐转变，从而允许通过曲线掩模图案进行的最终二进制化CTM优化的改善的结果。

在本公开内容的实施例中，可以将额外步骤/过程插入优化的迭代的循环中，以加强结果从而具有所选择的或所期望的属性。例如，可以通过添加平滑步骤来确保平滑度，或者可以使用其他滤波器以加强图像以有利于水平/竖直结构。

本方法具有多个特征或方面。例如，使用通过图像增强方法进行的优化的CTM掩模图像来改善信号，该信号可以进一步用作优化流程中的种子。在另一方面中，使用通过CTM技术进行的阈值设定方法(被称作二进制化CTM)能够产生曲线掩模图案。在又一方面中，梯度计算的完整公式化(即，封闭回路公式化)也允许使用基于梯度的求解器以用于掩模变量优化。二进制化CTM结果可以用作局部解决方案(作为热点修复)或用作全芯片解决方案。二进制化CTM结果可以连同机器学习一起用作输入。这可以允许使用机器学习以加速二进制化CTM。在又一方面中，该方法包括图像正则化方法以改善结果。在另一方面中，该方法涉及连续优化阶段以达成从灰阶图像CTM到二元曲线掩模二进制化CTM的更平滑转变。该方法允许调谐优化的阈值以改善结果。该方法包括至优化的迭代的额外变换以加强结果的良好属性(要求二进制化CTM图像中的平滑度)。

随着光刻节点不断缩小，需要越来越复杂的掩模。可以利用DUV扫描仪、EUV扫描仪和/或其他扫描仪在关键层中使用本方法。可以在包括源掩模优化(SMO)、掩模优化和/或OPC的掩模优化过程的不同方面中包括根据本发明的方法。

例如，全文以引用方式并入本文中的标题为“Optimization Flows of Source，Mask and Projection Optics”的美国专利第9,588,438号中描述了现有技术的源掩模优化过程。针对典型布局片段上的缝隙中心执行此现有技术源掩模优化过程。源及掩模变量的所得优化被认为表示缝隙上的所有位置(和/或其他位置)。然而，在高NA及其他系统中，在遍及缝隙及不同缝隙之间存在已知光瞳和/或缝隙变化。例如，已知光瞳变化包括光瞳旋转(例如约0.025西格玛)及由光瞳呈现造成的光瞳中的闪烁光点。这意味着如在现有技术系统中的典型片段上的缝隙中心处优化的源掩模优化光瞳不一定对于沿着给定缝隙的其他位置产生最优性能。

作为非限制性示例，图3示出遍及缝隙302的、针对特征312而优化的光瞳300的变化。如图3中所示出的，随着光瞳300远离缝隙302的中心310移动通过缝隙位置306、308，遮蔽部分及中心的形状304改变(例如从圆形至椭圆形)。曝光设备的缝隙302中的各个位置(以扫描方式)曝光掩模320的不同部分，这里被称为掩模条纹322、324和326，参见图3。应该注意的是，图3示出遮蔽部分形状变化及(外)NA形状变化。另外，术语缝隙可以是和/或指(例如扫描仪的)实体曝光缝隙、借助于例如叶栅产生的不同缝隙位置和/或具有多个实体缝隙的曝光工具。

根据本公开内容的实施例，使用针对照射源、投影光学器件及掩模设计布局或光刻过程中所涉及的其他部件的多个可调谐设计变量来定义多变量源掩模优化函数(全缝优质化函数)。此函数考虑缝隙内的光瞳和/或缝隙变化。在考虑到已知穿缝光瞳变化及琼斯(jones)光瞳变化的情况下，此函数优化穿缝成像。本发明的源掩模优化函数为遍及多个(直到并包括所有)缝隙位置的由多个缝隙位置处的已知(穿缝)光瞳变化造成的变化的成像品质(NILS、边缘放置等)的总和(或合并)。例如最大化此函数会优化穿缝成像使得考虑已知穿缝光瞳变化。尽管存在高NA照射器设计的缺点(由为了最大化高NA生产率所作出的设计选择所引起)，此函数仍优化了成像。在实施例中，多变量源掩模优化函数可以是和/或包括成本函数和/或其他函数。

如上文所描述的，本公开内容描述利用光刻投影设备进行源掩模优化的方法。该光刻投影设备包括照射源及配置成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、投影光学器件及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可以被更概括地描述为考虑遍及掩模设计布局的多个位置(例如遍及缝隙及在不同缝隙之间)的成像变化的表达式。设计布局可以包括整个设计布局、片段或设计布局的一个或多个临界特征和/或其他布局中的一个或多个。例如，设计布局可以是通过基于衍射标记分析的图案选择方法或任何其他方法选择的片段集。可替代地，可以执行全芯片模拟，可以从该全芯片模拟识别“热点”和/或“温点”，然后执行图案选择步骤。可以基于选定图案进行优化(例如执行本文中所描述的方法)。

图4示出用于根据本方法和/或使用当前系统在光刻投影设备中模拟光刻的示例性流程图。源模型431表示源的光学特性(包括光强度分布和/或相位分布)。与现有技术系统形成对比，源模型431包括与缝隙依赖性相关的信息。源模型431包括与源的光学特性相关联的指示已知穿缝光瞳变化的信息。这是由例如为了增强生产率而在照射器设计中的特定选择造成，并且可实际上相似于光瞳穿缝的旋转。另外，某些光瞳点可以在一个缝隙位置中为亮的而在其他缝隙位置上暗淡或几乎不存在(反之亦然)，即所谓的“闪烁”光点穿缝。投影光学器件模型432表示投影光学器件的光学特性(包括由投影光学器件造成的光强度分布和/或相位分布的改变)。投影光学器件模型432也包括与缝隙依赖性相关的信息。源模型431包括与投影光学器件的光学特性相关联的指示已知穿缝光瞳变化(例如图3中所示出)的信息。人们可以考虑以补偿例如光瞳穿缝的变化的成像效果的方式来故意变化POB的泽尔尼克系数穿缝。在一些实施例中，源模型431及投影光学器件模型432可以组合成透射交叉系数(TCC)模型。设计布局模型435表示设计布局433的光学特性(包括由给定设计布局433造成的光强度分布和/或相位分布的改变)，该设计布局为掩模上的特征的配置的表示。可以根据透射交叉系数及设计布局模型435模拟空间图像436。可以使用抗蚀剂模型437而根据空间图像436模拟抗蚀剂图像437。与现有技术系统形成对比，抗蚀剂模型437现在考虑已知(以上所描述的)穿缝光瞳变化(例如校准后的抗蚀剂模型改变穿缝，而光阻材料并不改变穿缝)。光刻的模拟可以例如预测抗蚀剂图像中的轮廓及CD。

在实施例中，源模型431可以表示源的光学特性，所述光学特性包括但不限于NA-西格玛(σ)设定以及任何特定照射源形状(例如离轴光源，诸如环形、四极及偶极等)。投影光学器件模型432可以表示投影光学器件的光学特性，所述光学特性包括像差、失真、折射率、实体尺寸、实体维度等。设计布局模型435也可以表示实体掩模的实体属性，例如全文以引用方式并入本文中的美国专利案第7,587,704号中所描述的那样。模拟的目标应为准确地预测例如边缘放置及CD，然后可以比较边缘放置及CD与预期设计。预期设计通常被定义为预OPC设计布局，其可以诸如GDSII或OASIS或其他文件格式的标准化数字文件格式而提供。

如本发明中所描述的，该方法包括迭代地调整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。在实施例中，多变量源掩模优化函数描述遍及掩模设计布局的缝隙中的不同位置的成像变化。多变量源掩模优化函数包括对应于掩模设计布局的一个或多个条纹中的不同位置的各个多变量源掩模优化函数(例如的总和)。在实施例中，多变量源掩模优化函数描述遍及掩模设计布局的一个或多个条纹中的不同位置的成像变化，该一个或多个条纹至少包括掩模条纹，该掩模条纹对应于第一曝光缝隙的中心、以及沿着该第一缝隙的另一位置。例如，可以将示例性函数表达为：

其中，(z

在实施例中，成像变化是由遍及掩模设计布局的一个或多个对应条纹中的不同位置的曝光缝隙中的变化造成的。在实施例中，成像变化是由遍及掩模设计布局的一个或多个条纹中的不同位置的穿缝光瞳变化造成的(例如上文所描述的)。穿缝光瞳变化可以由掩模设计布局的一个或多个条纹中的不同位置处的光瞳旋转和/或光瞳中的闪烁光点造成和/或其他因素造成，例如由照射器设计的特质造成。在一些实施例中，光强度分布(或未校正的剂量缝隙均一性)也可以遍及缝隙(系统地)变化。在一些实施例中，掩模可以包含保护掩模的前侧免受掉落的粒子影响的薄膜隔膜(表膜)。一些实施例也可以包含保护投影光学器件免于被光阻脱气产物污染的薄膜隔膜。两种隔膜类型可以展现系统性遍及缝隙的变化，从而导致遍及缝隙的额外光瞳变化和/或光强度分布变化。如以上所描述的，本方法的函数通过促进评估沿着给定缝隙的各个位置处的函数来考虑任何此类变化。可能的变量包括：光瞳参数，诸如光瞳内σ及外σ、光瞳平面中的光瞳点分布、光瞳平面中的光瞳强度分布；遍及缝隙的光强度分布；以及掩模变量，诸如临界特征穿缝的偏置或形状。可以迭代地调整以上所描述的等式(和/或其他相似等式)的变量，直到满足终止条件。

在实施例中，终止条件与衬底上的掩模设计布局的图像品质相关联。例如，可以迭代地调整多变量源掩模优化函数中的可调谐设计变量，直到确定遍及掩模设计产生足够(例如由使用者定义、根据后续过程需要等)图像品质的变量的值集合。在现有技术系统中，该值的集合仅基于对多变量源掩模优化函数的评估来确定，其中，光瞳对准单个缝隙的中心，而非遍及如在本方法中的缝隙。

在实施例中，终止条件与光瞳形状相关联。例如，终止条件可以指定可调谐变量的值应限定遍及缝隙中的多个部位产生足够图像品质的光瞳形状。该光瞳形状对于沿着缝隙的任何单个部位可能并非最优形状，但会遍及该缝隙产生最优的总结果。在实施例中，终止条件包括：多变量源掩模优化函数的最大化(例如最优图像品质)、多变量源掩模优化函数的最小化(例如仍产生足够结果的最差光瞳)、打破阈值的多变量源掩模优化函数的值中的一个或多个，以及/或者其他终止条件。在实施例中，终止条件包括预定次数迭代或预定计算时间中的一个或多个。

图5示出执行根据实施例的本文中所描述的方法的一般方法。该方法包括限定针对多个设计变量的多变量源掩模优化函数的步骤502。设计变量中的至少一些可以是在沿着缝隙的多个位置处与光瞳和/或缝隙相关联的投影光学器件的特性，如步骤500B中所示出的那样。其他设计变量可以与照射源(步骤500A)及设计布局(步骤500C)相关联，它们也具有与沿着缝隙的部位和/或沿着缝隙的已知光瞳变化相关联的变量。在步骤504中，同时地调整设计变量，使得成本函数朝向收敛移动。在步骤506中，确定是否满足预定义终止条件。预定终止条件可以包括各种可能性，即例如，根据所使用的数值技术需要，可以使函数最小化或最大化；函数的值等于阈值或已突破阈值；函数的值已达到默认误差极限内的值；或达到预设次数迭代。如果在步骤506中满足505终止条件，则方法结束。如果在步骤506中不满足507终止条件，则迭代地重复步骤504和506直到获得期望的结果。

在实施例中，在没有限定可调谐设计变量的可能值范围的约束条件的情况下，执行多变量源掩模优化函数中的多个可调谐设计变量的迭代调整直到满足终止条件。在实施例中，在具有限定至少一个可调谐设计变量的可能值范围的至少一个约束条件的情况下，执行多变量源掩模优化函数中的多个可调谐设计变量的迭代调整直到满足终止条件。在实施例中，至少一个约束条件是与光刻投影设备的实体特性、设计变量对一个或多个其他设计变量的依赖性或掩模可制造性中的一个或多个相关联。在实施例中，迭代地调整多变量源掩模优化函数中的至少一个可调谐设计变量包括在可能值的限定范围内重复地改变至少一个可调谐设计变量的值直到满足终止条件。变量的可能的范围包括光瞳参数的范围，诸如光瞳内σ(＞0)及外σ(＜1)、光瞳平面中的光瞳点分布(例如在某σ范围内介于0与1之间的密度)、光瞳平面中的光瞳强度分布(例如介于0与1之间的归一化光瞳光点强度分布)，及临界特征穿缝的掩模变量，诸如偏置(介于0nm与X nm之间)或形状(例如相对于X、Y之间及Y度的角度)。

在实施例中，针对照射源、投影光学器件和/或掩模设计布局的可调谐设计变量中的一个或多个与极紫外光刻(EUV)相关联。在实施例中，终止条件与针对照射源、投影光学器件及掩模设计布局的可调谐设计变量的限定用于极紫外光刻的过程窗口的值相关联。在实施例中，终止条件与针对照射源、投影光学器件及掩模设计布局的限定遍及用于极紫外光刻的掩模设计布局的多个位置可以用的光瞳的可调谐设计变量的值相关联。对于DUV，照射器可以合并有最新数目个光学元件，以借助于当穿过光学表面(真空或空气至光学致密物质)时的低(<<1％)强度损失、结合具有为补偿任何强度损失的足够功率的激光器的可用性来保证作为恒定穿缝的光瞳的准确形状。对于EUV，由于每光学表面反射的大的强度损失(约～30％)，需要通过使用尽可能少的光学元件来达成光瞳成形及穿缝行为。这意味着必须在可接受的光瞳形状(包括行为穿缝)与足够高以保证光学路径的可接受的生产量从而确保经济性的照射器的透射率之间取得平衡，这也因为具有足够高功率以补偿增加的损失的EUV光源不易于获得。

在实施例中，使用针对照射源、投影光学器件及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包括基于终止条件识别用于多变量源掩模优化函数中的多个可调谐设计变量的子集。所述多个可调谐设计变量的所述子集当被调整时与可调谐设计变量中的其他可调谐设计变量相比，可以对终止条件具有相对更大的影响。在实施例中，识别可调谐设计变量的起始集合并且然后迭代地展开以包括越来越多的变量。在实施例中，迭代地调整多变量源掩模优化函数中的多个可调谐设计变量包括向包括于多变量源掩模优化函数中的可调谐设计变量中的每一个分配起始值，并且调整所述起始值直到满足终止条件。

例如，图6示出根据本方法的实施例的源掩模优化的一个示例性方法。在步骤602中，获得设计变量的初始值，包括设计变量的调谐范围(如果存在的话)。在步骤604中，确定多变量源掩模优化函数。在步骤606中，在围绕用于第一次迭代步骤(i＝0)的设计变量的起点值的足够小邻域内展开函数。在步骤608中，应用标准多变量优化技术以最大化、最小化函数和/或以其他方式使函数朝向收敛移动。应该注意的是，优化问题可以在608中的优化过程期间或在优化过程中的后期施加约束条件，诸如调谐范围。步骤620指示针对用于为了优化光刻过程而选择的经识别评估点(例如沿着一缝隙的多个位置)的给定测试图案进行每一次迭代。在步骤610中，预测光刻响应。在步骤612中，比较步骤610的结果与步骤622中获得的期望的或理想的光刻响应值。如果在步骤614中满足终止条件，即优化产生足够接近于期望值的光刻响应值，则在步骤618中输出设计变量的最终值。输出步骤还可以包括使用设计变量的最终值来输出其他函数，诸如，输出光瞳平面(或其他平面)处的波前像差调整图、优化的源图、以及优化的设计布局等。如果未满足终止条件，则在步骤616中，利用第i次迭代的结果来更新设计变量的值，并且过程返回至步骤606。

图7是说明可以辅助实施本文中所披露的方法、流程或装置的计算机系统100的框图。计算机系统100包括用于传达信息的总线102或其他通信机构，及与总线102耦合以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也包括耦合到总线102以用于存储待由处理器104执行的信息及指令的主存储器106，诸如，随机存取存储器(RAM)或其他动态存储器件。主存储器106也可以用于在待由处理器104执行的指令的执行期间存储暂时性变量或其他中间信息。计算机系统100还包括耦合到总线102以用于存储用于处理器104的静态信息及指令的只读存储器(ROM)108或其他静态存储器件。提供诸如磁盘或光盘的存储器110，并且存储器110耦合到总线102以用于存储信息及指令。

计算机系统100可以经由总线102而耦合到用于向计算机用户显示信息的显示器112，诸如，阴极射线管(CRT)或平板显示器或触控面板显示器。包括文数字按键及其他按键的输入装置114耦合到总线102以用于将信息及命令选择传达至处理器104。另一类型的用户输入装置是用于将方向信息及命令选择传达至处理器104且用于控制显示器112上的光标移动的光标控制件116，诸如，鼠标、轨迹球或光标方向按键。此输入装置通常具有在两个轴线(第一轴线(例如x)及第二轴线(例如y))中的两个自由度，其允许该装置指定在平面中的位置。触控面板(屏幕)显示器也可以用作输入装置。

根据一个实施例，本发明中所描述的一种或多种方法的一部分可以通过计算机系统100响应于处理器104执行主存储器106中所包含的一个或多个指令的一个或多个序列而执行。可以将此类指令从另一计算机可读介质(诸如存储器110)读取至主存储器106中。主存储器106中所包含的指令序列的执行使处理器104执行本文中所描述的过程步骤。呈多处理配置的一个或多个处理器也可以用于执行主存储器106中包含的指令序列。在可替代的实施例中，可以代替或结合软件指令而使用硬连线电路系统。因此，本文的描述不限于硬件电路及软件的任何特定组合。

本文中使用的术语“计算机可读介质”是指参与将指令提供到处理器104以供执行的任何介质。该介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质及传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如存储器110。易失性介质包括易失存储器，诸如主存储器106。传输介质包括同轴线缆、铜线及光纤，其包括的电线包括总线102。传输介质也可以采取声波或光波的形式，诸如在射频(RF)及红外(IR)数据通信期间产生的声波或光波。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、柔性磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、打孔卡、纸带、具有孔图案的任何其他实体介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或卡匣、如下文所描述的载波，或可供计算机读取的任何其他介质。

在将一个或多个指令的一个或多个序列携带至处理器104以供执行的过程中可以涉及计算机可读介质的各种形式。例如，最初可以将所述指令承载于远程计算机(例如服务器和/或其他计算装置)的磁盘、固态存储器件上和/或其他部位中。远程计算机可以将指令加载至其动态存储器中，并且使用调制解调器经由电话线而在无线通信网络(例如因特网、蜂巢式通信网络等)和/或通过其他方法发送指令。在计算机系统100本地的调制解调器和/或其他数据接收部件可以经由无线通信网络接收电话线的数据等，并且使用红外传输器以将数据转换成红外信号。耦合到总线102的红外检测器可以接收红外信号中所携带的数据且将数据放置于总线102上。总线102将数据携带至主存储器106，处理器104自该主存储器106检索及执行指令。由主存储器106接收的指令可以可选地在由处理器104执行之前或之后存储于存储装置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提供对网络链路120的双向数据通信耦合，网络链路120连接到局域网络122。例如，通信接口118可以是综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器以提供到对应类型的电话线的数据通信连接。作为另一个示例，通信接口118可以是局域网络(LAN)卡以提供对兼容LAN的数据通信连接。也可以实施无线链路。在任何此类实施中，通信接口118发送且接收携带表示各种类型的信息的数字数据串流的电信号、电磁信号或光信号。

网络链路120通常经由一个或多个网络而向其他数据装置提供数据通信。例如，网络链路120可以经由局域网络122而向主计算机124或向由因特网服务提供商(ISP)126操作的数据设备提供连接。ISP 126又经由全球封包数据通信网络(现在通常被称作“因特网”)128而提供数据通信服务。局域网络122和因特网128两者都使用携带数字数据串流的电信号、电磁信号或光信号。经由各种网络的信号以及在网络链路120上并且经由通信接口118的信号(所述信号将数字数据携带至计算机系统100以及从计算机系统100携带数字数据)为输送信息的载波的示例性形式。

计算机系统100可以经由网络、网络链路120和通信接口118发送信息及接收数据，包括代码。在因特网示例中，服务器130可能经由因特网128、ISP 126、局域网络122和通信接口118而传输用于应用程序的被请求代码。例如，一个这种下载的应用程序可以提供本文中所描述的方法的全部或一部分。所接收的代码可以在其被接收时由处理器104执行，并且/或者存储于存储装置110或其他非易失性存储器中以供稍后执行。这样，计算机系统100可以获得呈载波的形式的应用代码。

图8示意性地描绘可以结合本文中所描述的技术利用的示例性光刻投影设备。该设备包括：

-照射系统IL，其用于调节辐射束B。在此特定情况下，照射系统也包括辐射源SO；

-第一载物台(例如图案形成装置台)MT，其具备用于保持图案形成装置MA(例如掩模版)的图案形成装置保持器，并且连接到用于相对于装置PS来准确地定位该图案形成装置的第一定位器；

-第二载物台(衬底台)WT，其具备用于保持衬底W(例如涂覆有抗蚀剂的硅晶片)的衬底保持器，并且连接到用于相对于装置PS来准确地定位该衬底的第二定位器；以及

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

如本发明中所描绘的，该设备属于透射类型(即，具有透射型图案形成装置)。然而，通常，其也可以属于反射类型，例如(具有反射型图案形成装置)。该设备可以相对于经典掩模使用不同种类的图案形成装置；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、激光产生等离子体(LPP)自由电子激光器或其他EUV源)产生辐射束。例如，该束直接地或在已横穿诸如扩束器Ex的调节构件之后被馈送到照射系统(照射器)IL中。照射器IL可以包括调整构件AD以用于设定束中的强度分布的外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称作σ外部及σ内部)。另外，照射器IL通常将包括各种其他部件，诸如积分器IN及聚光器CO。这样，照射于图案形成装置MA上的束B在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。

关于图8应该注意的是，源SO可以在光刻投影设备的外壳内(源SO是例如汞灯时的情况时，通常是这种情况)，但其也可以远离光刻投影设备，其产生的辐射束被引导到该设备中(例如借助于适当的引导镜)；后一种情形经常是源SO为准分子激光器(例如基于KrF、ArF或F

束B随后截取被保持于图案形成装置台MT上的图案形成装置MA。在已横穿图案形成装置MA的情况下，束B传递通过透镜PS，该透镜将该束B聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位构件(以及干涉测量构件IF)，可以准确地移动衬底台WT，例如以便使不同目标部分C定位于束B的路径中。相似地，第一定位构件可以用于例如在自图案形成装置库机械地获得图案形成装置MA之后或在扫描期间相对于束B的路径来准确地定位图案形成装置MA。通常，将借助于未在图8中明确地描绘的长冲程模块(粗定位)及短冲程模块(精定位)来实现载物台MT、WT的移动。然而，在步进器(相对于步进扫描工具)的情况下，图案形成装置台MT可以仅连接到短冲程致动器，或者可以是固定的。

可以在两种不同模式中使用所描绘的工具：

-在步进模式中，将图案形成装置台MT保持基本上静止，并且将整个图案形成装置图像一次投影((即，单次“闪光”)至目标部分C上。接着使衬底台WT在x方向和/或y方向上移位，使得可以由束PB照射不同目标部分C；

-在扫描模式中，基本上适用相同情形，但是给定目标部分C不是在单次“闪光”中被曝光。而是，图案形成装置台MT在给定方向(所谓的“扫描方向”，例如y方向)上以速度v可移动，使得投影束B遍及图案形成装置图像进行扫描；同时，衬底台WT以速度V＝Mv在相同或相对方向上同时地移动，其中，M是透镜PL的放大率(通常M＝1/4或＝1/5)。这样，可以在不必损害分辨率的情况下曝光相对较大目标部分C。

图9示意性地描绘可以结合本文中所描述的技术利用的另一个示例性光刻投影设备1000。

该光刻投影设备1000包括：

-源收集器模块SO；

-照射系统(照射器)IL，其配置成调节辐射束B(例如EUV辐射)；

-支撑结构(例如图案形成装置台)MT，其构造成支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)MA并且连接到配置成准确地定位该图案形成装置的第一定位器PM；

-衬底台(例如晶片台)WT，其构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并且连接到配置成准确地定位该衬底的第二定位器PW；以及

-投影系统(例如反射投影系统)PS，其配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上。

如图9中所描绘的，设备1000属于反射类型(例如使用反射型图案形成装置)。应该注意的是，由于大多数材料在EUV波长范围内是吸收性的，所以图案形成装置可以具有包括例如钼与硅的多个叠层的多层反射器。在一个示例中，多叠层反射器具有钼与硅的40个层对，其中，每一层的厚度为四分之一波长。可以利用X射线光刻来产生更小波长。由于大多数材料在EUV及X射线波长下具有吸收性，所以图案形成装置构形上的图案化吸收材料薄片段(例如多层反射器的顶部上的TaN吸收器)限定特征将印制(正型抗蚀剂)或者不印制(负型抗蚀剂)的地方。

照射器IL接收来自源收集器模块SO的极紫外辐射束。用于产生EUV辐射的方法包括但不一定限于用在EUV范围内的一或多种发射谱线将材料转换成具有至少一种元素(例如氙、锂或锡)的等离子体状态。在一个这种方法(经常被称为激光产生等离子体“LPP”)中，可以通过利用激光束来照射燃料(诸如具有该谱线发射元素的材料小滴、串流或簇)而产生等离子体。源收集器模块SO可以是包括激光器(图9中未图示)的EUV辐射系统的部件，该激光器用于提供激发燃料的激光束。所得到的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，该辐射使用放置于源收集器模块中的辐射收集器予以收集。例如，当使用CO

在这种情况下，不认为激光器形成光刻设备的部件，并且辐射束借助于包括例如适当的引导镜和/或扩束器的束传递系统而从激光器传递到源收集器模块。在其他情况下，例如，当源为放电产生等离子体EUV产生器(经常被称为DPP源)时，源可以是源收集器模块的整体部分。在实施例中，可以使用DUV激光源。

照射器IL可以包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器。通常，可调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称作σ外部及σ内部)。另外，照射器IL可以包括各种其他部件，诸如琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置。照射器可以用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。

辐射束B入射于被保持于支撑结构(例如图案形成装置台)MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上，并且被该图案形成装置图案化。在被图案形成装置(例如掩模)MA反射之后，辐射束B穿过投影系统PS，投影系统PS将该束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW及位置传感器PS2(例如干涉器件、线性编码器或电容性传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如以便使不同目标部分C定位于辐射束B的路径中。相似地，第一定位器PM和另一个位置传感器PS1可以用于相对于辐射束B的路径来准确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2及衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。

所描绘的设备1000可以用于以下模式中的至少一者中：

在步进模式中，在将被赋予辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上时，使支撑结构(例如图案形成装置台)MT及衬底台WT保持基本上静止(即，单次静态曝光)。接着，使衬底台WT在X和/或Y方向上移位，使得可曝光不同目标部分C。

在扫描模式中，在将被赋予辐射束的图案投影到目标部分C上时，同步地扫描支撑结构(例如图案形成装置台)MT及衬底台WT(即，单次动态曝光)。可以通过投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台WT相对于支撑结构(例如图案形成装置台)MT的速度和方向。

在另一种模式中，在将被赋予辐射束的图案投影到目标部分C上时，使支撑结构(例如图案形成装置台)MT保持基本上静止，从而保持可编程图案形成装置，并且移动或扫描衬底台WT。在此模式中，通常使用脉冲式辐射源，并且在衬底台WT的每一次移动之后或在扫描期间的顺次辐射脉冲之间根据需要而更新可编程图案形成装置。该操作模式可以易于应用于利用可编程图案形成装置(诸如，上文所提及的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻。

图10更详细地示出设备1000，其包括源收集器模块SO、照射系统IL及投影系统PS。源收集器模块SO被构造及配置成使得可以将真空环境维持于源收集器模块SO的围封结构220中。可以由放电产生等离子体源(和/或上文所描述的其他源)形成EUV辐射发射等离子体210。可以通过气体或蒸汽(例如Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽)而产生EUV辐射，其中产生极热等离子体210以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。例如，通过造成至少部分离子化等离子体的放电来产生极热等离子体210。为了辐射的高效产生，可需要是例如10Pa的分压的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他适当的气体或蒸汽。在实施例中，提供受激发锡(Sn)等离子体以产生EUV辐射。

由热等离子体210发射的辐射经由定位于源腔室211中的开口中或后方的可选的气体阻挡件或污染物阱230(在一些情况下，也被称作污染物阻挡件或箔片阱)而从源腔室211传递到收集器腔室212中。污染物阱230可以包括通道结构。污染阱230还可以包括气体阻挡件，或气体阻挡件与通道结构的组合。如在该技术中已知的，本文中进一步指示的污染物阱或污染物阻挡件230至少包括通道结构。

收集器腔室211可以包括可以是所谓的掠入射收集器的辐射收集器CO。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251及下游辐射收集器侧252。横穿收集器CO的辐射可以从光栅光谱滤波器240反射以沿着由点虚线“O”指示的光轴而聚焦于虚拟源点IF中。虚拟源点IF通常被称作中间焦点，并且源收集器模块被配置为以使得中间焦点IF位于围封结构220中的开口221处或附近。虚拟源点IF为辐射发射等离子体210的图像。

随后，辐射横穿照射系统IL，照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24，琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24被配置为提供在图案形成装置MA处辐射束21的期望的角度分布，以及在图案形成装置MA处的辐射强度的期望的均一性。在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处的辐射束21的反射之后，就形成图案化束26，并且由投影系统PS将图案化束26经由反射元件28、30而成像到由衬底台WT保持的衬底W上。

比所示出的元件更多的元件通常可以存在于照射光学器件单元IL及投影系统PS中。依赖于光刻设备的类型，可以可选地存在光栅光谱滤波器240。另外，可以存在比附图所示出的反射镜多的反射镜，例如，在投影系统PS中可以存在比图10所示出的反射元件多1至10个或更多个的额外反射元件。

如图10所进一步说明的收集器光学器件CO被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器，仅作为收集器(或收集器反射镜)的示例。掠入射反射器253、254和255被放置为围绕光轴O轴向对称，并且该类型的收集器光学器件CO可以与经常被称为DPP源的放电产生等离子体源组合使用。

替代地，源收集器模块SO可以是如图11中所示出的LPP辐射系统的部件。激光器LA被布置为将激光能量沉积至诸如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)的燃料中，从而产生具有数十电子伏特的电子温度的高度离子化等离子体210。在这些离子的去激发及再结合期间产生的能量辐射发射自等离子体、由近正入射收集器光学器件CO收集，并且聚焦至围封结构220中的开口221上。

可以使用于下方面进一步描述实施例：

1.一种利用光刻投影设备进行源掩模优化的方法，所述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，所述方法包括：

利用硬件计算机系统，使用针对所述照射源、所述投影光学器件和所述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，所述多变量源掩模优化函数描述遍及所述掩模设计布局的多个位置的成像变化；以及

利用所述硬件计算机系统迭代地调整所述多变量源掩模优化函数中的所述多个可调谐设计变量，直到满足终止条件。

2.如方面1所述的方法，其中，所述多变量源掩模优化函数描述遍及曝光缝隙中的不同位置的成像变化，所述曝光缝隙中的不同位置对应于所述掩模设计布局的不同位置。

3.如方面2所述的方法，其中，所述多变量源掩模优化函数包括对应于所述曝光缝隙中不同位置的各个多变量源掩模优化函数，所述曝光缝隙中的不同位置对应于所述掩模设计布局的不同位置，并且其中，所述掩模设计布局的不同位置是条纹。

4.如方面2所述的方法，其中，所述多变量源掩模优化函数描述遍及对应于该曝光缝隙中的对应于该掩模设计布局的条纹的不同位置的成像变化，所述条纹至少包括缝隙的中心以及沿着所述缝隙的另一个位置。

5.如方面2至4中任一项所述的方法，其中，所述成像变化是由遍及具有或不具有辅助特征的所述掩模设计布局的一个或多个对应条纹中的不同位置的所述曝光缝隙中的变化造成的。

6.如方面2至4中任一项所述的方法，其中，所述成像变化是由遍及该掩模设计布局的所述一个或多个条纹中的不同位置的穿缝光瞳变化造成的。

7.如方面6所述的方法，其中，所述穿缝光瞳变化是由所述掩模设计布局的所述缝隙中的不同位置处的光瞳旋转和/或光瞳中的闪烁光点造成的。

8.如方面1至7中任一项所述的方法，其中，所述终止条件与掩模设计布局在所述衬底上的图像品质相关联。

9.如方面1至7中任一项所述的方法，其中，所述终止条件与光瞳形状相关联。

10.如方面1至9中任一项所述的方法，其中，所述设计布局包括以下各项中的一项或多项：整个设计布局、片段、或所述设计布局的一个或多个临界特征。

11.如方面1至10中任一项所述的方法，其中，针对所述照射源、所述投影光学器件和/或所述掩模设计布局的所述可调谐设计变量中的一个或多个与极紫外光刻相关联。

12.如方面1至11中任一项所述的方法，其中，所述终止条件包括以下各项中的一项或多项：所述多变量源掩模优化函数的最大化、所述多变量源掩模优化函数的最小化、或所述多变量源掩模优化函数的突破阈值的值。

13.如方面1至11中任一项所述的方法，其中，所述终止条件包括预定次数迭代或预定计算时间中的一项或多项。

14.如方面1至13中任一项所述的方法，其中，所述终止条件与针对所述照射源、所述投影光学器件和所述掩模设计布局的所述可调谐设计变量的限定用于极紫外光刻的过程窗口的值相关联。

15.如方面1至14中任一项所述的方法，其中，所述终止条件与针对所述照射源、所述投影光学器件和所述掩模设计布局的可调谐设计变量的限定遍及所述掩模设计布局的多个位置能够用于极紫外光刻的光瞳的值相关联。

16.如方面1至15中任一项所述的方法，其中，在不存在限制所述可调谐设计变量的可能值的范围的约束条件的情况下，执行所述多变量源掩模优化函数中的所述多个可调谐设计变量的迭代调整，直到满足终止条件。

17.如方面1至15中任一项所述的方法，其中，在存在限制至少一个可调谐设计变量的可能值范围的至少一个约束条件的情况下，执行所述多变量源掩模优化函数中的所述多个可调谐设计变量的迭代调整，直到满足终止条件。

18.如方面17所述的方法，其中，所述至少一个约束条件与所述光刻投影设备的实体特性、一设计变量对一个或多个其他设计变量的依赖性或掩模可制造性中的一个或多个相关联。

19.如方面17所述的方法，其中，迭代地调整所述多变量源掩模优化函数中的所述至少一个可调谐设计变量包括在可能值的限制的范围内重复地改变所述至少一个可调谐设计变量的值直到满足所述终止条件。

20.如方面1至19中任一项所述的方法，其中，所述多变量源掩模优化函数与高数值孔径源掩模优化相关联。

21.如方面1至20中任一项所述的方法，其中使用针对所述照射源、所述投影光学器件和所述掩模设计布局的所述多个可调谐设计变量来确定所述多变量源掩模优化函数包括：基于所述终止条件识别用于所述多变量源掩模优化函数中的所述多个可调谐设计变量的子集，所述多个可调谐设计变量的所述子集与所述可调谐设计变量中的其他可调谐设计变量相比，当被调整时对所述终止条件具有相对更大的影响；并且其中，

迭代地调整所述多变量源掩模优化函数中的所述多个可调谐设计变量包括：向包括于所述多变量源掩模优化函数中的所述可调谐设计变量中的每一个分配起始值，并且调整所述起始值直到满足所述终止条件。

22.一种计算机程序产品，包括其上记录有指令的计算机非暂时性可读介质，所述指令在由计算机执行时实施如方面1至21中任一项所述的方法。

本文中所披露的概念可以模拟或数学上模型化用于成像次波长特征的任何通用成像系统，并且可以尤其供能够产生越来越短波长的新兴成像技术使用。已经在使用中的新兴技术包括能够通过使用ArF激光器来产生193nm波长以及甚至能够通过使用氟激光器来产生157nm波长的极紫外(EUV)、DUV光刻。此外，EUV光刻能够通过使用同步加速器或通过利用高能电子来射到材料(固体或等离子体)而产生在5至20nm的范围内的波长，以便产生在该范围内的光子。

虽然本文中所披露的概念可以用于在诸如硅晶片的衬底上的成像，但是应该理解的是，所披露的概念可以与任何类型的光刻成像系统一起使用，例如用于在不同于硅晶片的衬底上的成像的光刻成像系统。

以上描述意图是说明性的，而非限制性的。因此，对于技术人员而言将显而易见的是，可以在不脱离下文所阐述的权利要求书的范围的情况下如所描述地进行修改。