利用模型基础对准来改善边缘放置量测准确度的制作方法

本文中的描述总体涉及如与用于光刻过程的过程模型一起使用的量测，并且更具体地涉及用于经过图像对准方法来对过程模型进行改善的设备、方法和计算机程序产品。

背景技术：

1、光刻投影设备可以用于例如集成电路(ic)的制造中。在这种情况下，图案形成装置(例如，掩模)可以包括或提供与ic的单层对应的图案(“设计布局”)，并且这一图案可以通过诸如穿过图案形成装置上的图案辐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(例如包括一个或更多个的管芯)的方法，被转印到所述目标部分上。通常，单个衬底包括被光刻投影设备连续地、一次一个目标部分地将图案转印到其上的多个相邻目标部分。在一种类型的光刻投影设备中，整个图案形成装置上的图案被一次转印到一个目标部分上；这样的设备通常称作为步进器。在一种替代的设备(通常称为步进扫描设备)中，投影束沿给定的参考方向(“扫描”方向)在图案形成装置之上扫描，同时沿与所述参考方向平行或反向平行的方向同步移动衬底。图案形成装置上的图案的不同部分被逐渐地转印到一个目标部分上。因为通常光刻投影设备将具有减小比率m(例如，4)，所以衬底被移动的速率f将是投影束扫描图案形成装置的速率的1/m倍。关于光刻装置的更多信息可以在例如以引用的方式并入本文中的us 6,046,792中找到。

2、在将所述图案从图案形成装置转印至衬底之前，衬底可能经历各种工序，诸如涂底料、抗蚀剂涂覆以及软焙烤。在曝光之后，衬底可能经历其它工序(“曝光后工序”)，诸如曝光后焙烤(peb)、显影、硬焙烤以及对所转印的图案的测量/检查。这一系列的工序被用作为制造器件(例如ic)的单个层的基础。之后衬底可能经历各种过程，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有的这些过程都旨在最终完成器件的单个层。如果器件需要多个层，则针对每一层重复整个工序或其变形。最终，器件将设置在衬底上的每一目标部分中。之后通过诸如切片或切割等技术，将这些器件互相分开，据此单独的器件可以安装在载体上，连接至引脚等。

3、因而，制造器件(诸如半导体器件)通常涉及使用多个制造过程来处理衬底(例如，半导体晶片)以形成器件的各种特征和多个层。这些层和特征通常使用例如淀积、光刻、蚀刻、化学机械抛光、和离子注入来制造和处理。可在衬底上的多个管芯上制造多个器件，且然后将其分成单独的器件。此器件制造过程可以被认为是图案化过程。图案化过程涉及图案形成步骤，诸如在光刻设备中使用图案形成装置的光学和/或纳米压印光刻，以将图案形成装置上的图案转印到衬底上，并且通常但可选地涉及到一个或更多个相关的图案处理步骤，诸如通过显影设备的抗蚀剂显影、使用烘焙工具的衬底烘焙、使用蚀刻设备而使用图案进行蚀刻等。

4、如所提及的，光刻术是制造器件(诸如ic)中的核步骤，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。类似的光刻技术也用于形成平板显示器、微机电系统(mems)和其它器件。

5、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的同时每一个器件的功能元件(诸如晶体管)的量已经在稳定地增加这遵循着通常称为“莫尔定律”的趋势。在当前的技术状态下，使用光刻投影设备来制造器件的多个层，光刻投影设备使用来自深紫外线照射源的照射将设计布局投影到衬底上，从而形成具有远低于100nm(即，小于来自照射源(例如193nm照射源)的辐射的波长的一半)的尺寸的单个功能元件。

6、其中具有尺寸小于光刻投影设备的经典分辨率极限的特征被印制的这种过程通常被称为低k1光刻术，它所依据的分辨率公式是cd＝k1×λ/na，其中，λ是所采用的辐射的波长(当前大多数情况下是248nm或193nm)，na是光刻投影设备中的投影光学元件的数值孔径，cd是“临界尺寸”(通常是所印制的最小特征尺寸)以及，k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，在衬底上再现类似于由设计者所规划的形状和尺寸以实现特定电学功能性和性能的图案就变得越困难。为了克服这些困难，将复杂的精调整步骤应用到光刻投影设备、设计布局或图案形成装置。这些步骤包括例如但不限于：na和光学相干性设定的优化、自定义照射方案、使用相移图案形成装置、设计布局中的光学近接校正(opc，有时也称作“光学和过程校正”)，或通常被定义为“分辨率增强技术”(ret)的其它方法。

7、如本文中使用的术语“投影光学元件”应该被宽泛地解释为涵盖各种类型的光学系统，包括例如折射型光学器件、反射型光学器件、孔阑和反射折射型光学器件。术语“投影光学元件”也可以包括用于共同地或单个地引导、成形或控制投影辐射束的根据这些设计类型中的任一个来操作的部件。术语“投影光学元件”可以包括光刻投影设备中的任何光学部件，无论光学部件位于光刻投影设备的光学路径上的什么地方。投影光学元件可以包括用于在来自源的辐射通过图案形成装置之前成形、调整和/或投影该辐射的光学部件，或者用于在该辐射通过图案形成装置之后成形、调整和/或投影该辐射的光学部件。投影光学元件通常不包括源和图案形成装置。

技术实现思路

1、一种用于改善用于图案化过程的过程模型的方法包括：获得a)来自图像捕获装置的测量轮廓，和b)从所述过程模型的模拟所产生的模拟轮廓。所述方法也包括通过确定所述测量轮廓与所述模拟轮廓之间的偏移使所述测量轮廓与所述模拟轮廓对准。所述过程模型被校准以减小所述模拟轮廓与所述测量轮廓之间的基于所确定的偏移而计算出的差。

2、在一些变型中，可以基于大致限定所述测量轮廓的一部分的测量坐标进一步确定所述偏移。此外，可以基于所述测量坐标与所述模拟轮廓之间的距离进一步确定所述偏移，所述距离是沿着在所述测量坐标处位于垂直于所述测量轮廓的方向上的距离。所述对准还可以包括减小基于所述距离而计算出的成本函数。

3、在其它变型中，可以在所述测量轮廓上产生边缘放置(ep)坐标，其中可以基于所述ep坐标进一步确定所述偏移。可以通过在两个或更多个测量坐标之间插值处理而产生所述ep坐标。可以通过从两个或更多个测量坐标外推而产生所述ep坐标。因此，所述校准还可以包括修改所述过程模型的特征以减小所述差，所述修改引起所述模拟轮廓的形状的改变。

4、在一些变型中，可以基于测量图像中的像素的强度的改变来识别所述测量轮廓。可以基于所述改变超过灰阶阈值进行所述识别。

5、在另外的其它变型中，所述模型可以包括从图形数据库系统(gds)多边形获得所述模拟轮廓；并且也包括将包括所述测量轮廓的边缘放置坐标或测量坐标转换成gds坐标。所述gds多边形可以呈选自gds流格式(gdsii)和开放式原图系统交换标准(oasis)中的一种或更多种格式。

6、在相关方面中，一种用于改善用于图案化过程的光学邻近效应校正(opc)模型的方法包括获得a)来自图像捕获装置的测量轮廓，和b)从所述opc模型的模拟所产生的模拟轮廓。所述方法也包括通过确定所述测量轮廓与所述模拟轮廓之间的偏移来使所述测量轮廓与所述模拟轮廓对准。另外，所述方法也包括修改所述opc模型的特征以减小所述模拟轮廓与所述测量轮廓之间的基于所确定的偏移而计算出的差。

7、在一些变型中，其中所述特征包括扩散速率、扩散范围、去保护比率、和酸/碱浓度中的一个或更多个。所述方法也可以包括基于所述opc模型的所述模拟获得所述模拟轮廓，其中所述opc模型是包括光学模型且不包括抗蚀剂模型的初步模型。

8、在其它变型中，所述方法可以包括：利用包括光学模型和抗蚀剂模型的初步模型获得初始模拟轮廓，和修改所述抗蚀剂模型的特征以减小所述初始模拟轮廓与所述测量轮廓之间的所述差。

9、在相关方面中，一种用于改善用于图案化过程的过程模型的方法包括：获得a)来自图像捕获装置的多个测量图像，和b)从所述过程模型的模拟所产生的模拟轮廓。所述方法也包括使所述测量图像对准，从已对准的所述多个测量图像产生组合的测量图像，由图像分析方法从所述组合的测量图像提取测量轮廓，通过确定所述测量轮廓与所述模拟轮廓之间的偏移使所述测量轮廓与所述模拟轮廓对准，以及校准所述过程模型以减小所述模拟轮廓与所述测量轮廓之间的基于所确定的偏移而计算出的差。

10、在一些变型中，可以通过对已对准的所述测量图像进行平均化来产生所述组合图像。可以从来自由目标图案制成的至少两个不同管芯的印制图案获得所述测量图像。可以通过扫描不同管芯获取产生所述组合图像的所述测量图像中的每个测量图像。

11、在其它变型中，所述图像捕获装置可以是扫描电子显微镜。可以通过使电子束以多个角度遍及印制图案进行扫描来执行获得所述测量图像，所述多个角度包括大约+45度和-45度。此外，能够以大约+45度扫描所述多个测量图像的一半，并且能够以大约-45度扫描所述多个测量图像的另一半。

12、在其它变型中，可以利用以低于获得足以分辨临界尺寸的扫描所需剂量的剂量进行操作的所述扫描电子显微镜执行所述获得。所述图像捕获装置可以是电子束检查系统。所述电子束检查系统可以具有大视场，并且可以至少部分地从所述大视场内获得所述测量图像。所述大视场在一侧上可以是大约1至50微米或在一侧上可以是大约6至12微米。所述电子束检查系统可以检测印制图案中的热点或弱点。

13、在另外的其它变型中，所述方法还可包括确定从所述图像捕获装置所捕获的所述多个测量图像中的共同区域；和基于所述共同区域产生所述组合的测量图像。

14、根据实施例，提供一种计算机程序产品，其包括非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质上记录有指令。所述指令在由计算机执行时实施在权利要求中所列出的方法。