光敏化学放大型抗蚀剂（PS-CAR）模拟的制作方法
本申请要求在2016年2月19日提交的题为“光敏化学放大型抗蚀剂(ps-car)模拟(photo-sensitizedchemicallyamplifiedresist(ps-car)simulation)”的美国专利申请第15/048,584号的权益，其通过整体引用并入本文。
本发明涉及用于基底处理的系统和方法，并且更特别地涉及用于光敏化学放大型抗蚀剂(ps-car)模拟的方法和系统。
背景技术
在半导体装置的光刻图案化中，收缩技术节点，并因此特征尺寸将波长驱进极紫外(euv)范围中。此时，euv光源仍在积极发展中，目前无法开发和给予前几代光源的照明水平。为了解决这些缺点并且仍然能够利用当前一代euv光源，已经开发了抗蚀剂化学品和相关方法，称为光敏化学放大型抗蚀剂(ps-car)。与传统的化学放大型抗蚀剂(car)一样，ps-car利用抗蚀剂特征内产生的酸进行脱保护，但不同于仅使用单一图案化曝光的car，酸在两步照射过程中产生。
在ps-car中，通常在euv频率下使用第一图案化曝光，以产生具有相对少量的产生的酸的图案(抗蚀剂内的潜影)，并且同时例如由添加到ps-car抗蚀剂中的光敏剂发生剂产生光敏剂(ps)化合物。在第一图案化曝光期间，酸和光敏剂(ps)均仅在ps-car抗蚀剂的被照射部分中产生。其后，在不同于第一图案化曝光的波长的第二波长的光下进行泛曝光，即没有图案。选择ps-car抗蚀剂化学品，使得光敏剂(ps)对在第二泛曝光中使用的第二波长的光敏感，而其他抗蚀剂组分不敏感。无论存在于在第一euv图案化曝光期间形成的图案中何处，光敏剂(ps)都会在泛曝光期间导致进一步产生酸，例如，酸浓度增加十倍是可能的。这种光敏剂诱导的酸浓度增加导致对比度大大增加，这允许更大的工艺宽容度，特别是对于rls权衡(分辨率-线宽粗糙度-灵敏度)。因此，ps-car为euv光刻术提供了实现技术(enablingtechnology)，因为它允许euv源和光刻术在其目前的功率水平下的有效使用。
这里应该注意，ps-car工艺可以例如在euv图案化曝光和泛曝光之间涉及另外的步骤。出于清楚的目的，简化了以上描述。而且，在一些ps-car化学品实施方案中，在第一euv图案化曝光期间可能不产生酸，并且可能只产生光敏剂，所产生的光敏剂导致在泛曝光期间产生所有酸。又或者，如前所述，可少量产生酸，但是所述酸可被竞争化学反应例如猝灭事件(取决于存在于ps-car抗蚀剂中的猝灭剂的量)有效地消耗。
在一些实施方案中，ps-car抗蚀剂沉积、定量给料、图案化和显影可以是高度敏感的过程。由于ps-car抗蚀剂化学品的复杂性和图案化特征的尺寸，许多变量可能有助于抗蚀剂掩模的质量，并因此有助于所得蚀刻特征的质量。抗蚀剂图案化模型已被用于预测抗蚀剂层和图案的质量并微调抗蚀剂处理参数，然而由于各种原因，传统模型都不适合用于图案化ps-car。首先，ps-car抗蚀剂处理流程包括传统car抗蚀剂流程中不需要的额外步骤。先前的模型不考虑这些额外的流程步骤。其次，与传统的car抗蚀剂相比，ps-car抗蚀剂对euv和uv曝光剂量更敏感，并且先前模型不考虑这样的敏感性。第三，传统模型用调制到传统car化学品的化学性质，而非ps-car化学品的化学性质的预设参数设计而成。普通技术人员将认识到用于模拟传统car抗蚀剂的先前模型的各种其他缺点。
技术实现要素：
描述了用于ps-car光致抗蚀剂模拟的方法和系统。在一个实施方案中，方法包括通过模拟确定使用辐射敏感材料的光刻工艺的至少一个工艺参数。在这样的实施方案中，辐射敏感材料包括：第一光波长活化阈值，其控制在辐射敏感材料中产生酸至第一酸浓度以及控制在辐射敏感材料中光敏剂分子的产生；和第二光波长活化阈值，其可以激发辐射敏感材料中的光敏剂分子，这导致酸包含大于第一酸浓度的第二酸浓度，第二光波长不同于第一光波长。在这样的实施方案中，所述方法还包括使用先前确定的至少一个工艺参数进行光刻工艺。
方法的另一个实施方案包括在输入接口处接收用于光刻工艺的辐射敏感材料的物理参数。所述方法还可包括在输入接口处接收与光刻工艺的第一辐射曝光步骤和第二辐射曝光步骤中至少一者相关的曝光参数。另外，所述方法可包括根据光刻工艺模型并响应物理参数和辐射曝光参数使用数据处理器计算辐射敏感材料的外形。此外，所述方法可包括在输出接口处产生包括辐射敏感材料的外形的输出。
附图说明
包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图举例说明本发明的实施方案，并且与上面给出的本发明的一般描述以及下面给出的详细描述一起用于描述本发明。
图1是半导体晶片处理系统的一个实施方案。
图2a示出在ps-car图案化工艺中euv图案化曝光步骤之后的光敏剂浓度分布和酸浓度分布的一个实施方案。
图2b示出在ps-car图案化工艺中euv图案化曝光步骤之后的装置截面。
图2c示出在ps-car图案化工艺中泛曝光步骤之后的光敏剂浓度分布和酸浓度分布。
图2d示出在ps-car图案化工艺中泛曝光步骤之后的装置截面。
图3a示出在ps-car图案化工艺中泛曝光步骤之前的光敏剂浓度分布和酸浓度分布，其中示出未减轻的euv散粒噪声的影响。
图3b示出在ps-car图案化工艺中泛曝光步骤之后的光敏剂浓度分布和酸浓度分布，其中示出未减轻的euv散粒噪声的影响。
图3c示出在根据本发明的一个实施方案的ps-car图案化工艺中euv散粒噪声减轻步骤之前的光敏剂浓度分布和euv散粒噪声减轻步骤之后的酸浓度分布。
图3d示出在根据本发明的一个实施方案的ps-car图案化工艺中euv散粒噪声减轻步骤之后以及泛曝光步骤之后的示例性酸浓度分布。
图4示出根据本发明的一个实施方案的ps-car图案化工艺的工艺流程。
图5是举例说明配置成用于ps-car光致抗蚀剂模拟的数据处理系统的一个实施方案的示意框图。
图6是举例说明用于ps-car光致抗蚀剂模拟的系统的一个实施方案的示意框图。
图7是举例说明用于校准ps-car光致抗蚀剂模型的输入参数的方法的一个实施方案的示意流程图。
图8是举例说明用于校准ps-car光致抗蚀剂模型的输入参数的方法的一个实施方案的示意流程图。
图9是举例说明用于模拟ps-car光致抗蚀剂的方法的一个实施方案的示意流程图。
图10是举例说明用于模拟ps-car光致抗蚀剂的方法的一个实施方案的示意流程图。
图11是举例说明用于ps-car光致抗蚀剂模型的输入/输出数据集的一个实施方案的示意性输入/输出图。
图12是举例说明用于ps-car光致抗蚀剂模型的输入数据集的一个实施方案的示意性参数架构图。
图13是举例说明用于ps-car光致抗蚀剂模型的输出数据集的一个实施方案的示意性参数架构图。
图14是举例说明ps-car光致抗蚀剂模型的euv光学模块的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。
图15是举例说明ps-car光致抗蚀剂模型的euv曝光模块的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。
图16是举例说明ps-car光致抗蚀剂模型的预peb模块的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。
图17是举例说明ps-car光致抗蚀剂模型的uv光学模拟器的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。
图18是举例说明ps-car光致抗蚀剂模型的uv泛曝光模块的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。
图19是举例说明ps-car光致抗蚀剂模型的peb模块的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。
图20是举例说明ps-car光致抗蚀剂模型的显影模块的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。
图21是举例说明ps-car光致抗蚀剂模型的计量模块的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。
具体实施方式
本发明的实施方案涉及在半导体制造中用于图案化基底上的层的工艺、设备和系统的设计和控制。
在以下描述中，为了便于透彻理解本发明并且出于解释而非限制的目的，阐述了具体细节，例如掩模、涂布机/显影器、曝光工具的特定几何形状和各种组件和过程的描述。然而，应该理解，本发明可以以脱离这些具体细节的其他实施方案来实践。
在下面的描述中，术语辐射敏感材料和光致抗蚀剂可以互换使用，光致抗蚀剂仅是用于光刻的许多合适的辐射敏感材料中的一种。类似地，下文中，表示被处理的工件的术语基底可以与诸如半导体晶片、lcd面板、发光二极管(led)、光伏(pv)装置面板等的术语互换使用，其全部的处理都落入要求保护的发明的范围内。
贯穿本说明书中提及“一个实施方案”意指关于所述实施方案所描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本发明的至少一个实施方案中，但是不表示它们存在于每个实施方案中。因此，在本说明书中各个地方出现的短语“在一个实施方案中”不一定是指本发明的同一实施方案。此外，特定特征、结构、材料或特性可以在一个或更多个实施方案中以任何合适的方式组合。
将以最有助于理解本发明的方式将各种操作依次描述为多个不连续的操作。然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必定是顺序依赖性的。特别是，这些操作不需要按呈现顺序进行。所描述的操作可以以与所描述的实施方案不同的顺序进行。在另外的实施方案中，可以进行多种另外的操作和/或可以省略所描述的操作。
此外，光敏化学放大型抗蚀剂(ps-car)的使用不仅限于在减反射涂层(arc)、底部减反射涂层(barc)、显影剂可溶性底部减反射涂层(dbarc)、外涂层材料、智能纤薄材料等中施用抗蚀剂(光致抗蚀剂)，而是还可以施用类似的光敏化学品。应理解，本文所述的ps-car化学品和方法可应用于所有这些材料及其图案化，并因此术语抗蚀剂、光致抗蚀剂和辐射敏感材料在下文中可互换使用以指代所有这些材料。
以下相当详细地描述了光敏化学放大型抗蚀剂(ps-car)概念。与传统的抗蚀剂处理(其中单一图案化曝光(即通过掩模)产生分别限定可溶区域和不溶区域的去保护(正性)或受保护(负性)抗蚀剂区域)相反，ps-car处理依赖于在第一波长的光下进行第一图案化曝光，以将抗蚀剂的灵敏度放大到第二波长的光下的第二化学选择性泛曝光，这限定最终图案。将第二波长的光选择为与第一波长的光不同。当光子密度低时，这使得能够实现较高的灵敏度图案化。光敏剂(ps)在第一euv图案化曝光期间产生，并且仅在抗蚀剂的曝光区域中产生。电子束(ebeam)、krf或arf曝光也可用于第一图案化曝光。
泛曝光波长的选择取决于光敏剂(ps)的吸收最大化同时使抗蚀剂中的光致酸发生剂(pag)或ps发生剂的吸光度最小化的要求。通常，光的泛曝光波长在光谱的uv部分中。被第二泛曝光激发的光敏剂(ps)将分解其附近的光致酸发生剂(pag)分子，导致暴露在第一euv图案化曝光中的区域中的酸产生放大(扩增，amplification)，同时基本上保持在未曝光区域中没有酸形成。这意指不存在通常存在于传统的泛曝光过程中的dc偏压偏移。
因此，抗蚀剂可以包括单独的活化阈值，其使得在显影之前抗蚀剂内的化学物质的产生能够在不同工艺条件下在不同时间发生。具体地，该概念用以将抗蚀剂内光敏剂(ps)的产生和酸产生放大彼此分离。在一些ps-car化学品实施方案中，在第一euv图案化曝光期间仅产生光敏剂而不产生酸，酸的产生和放大完全发生在后续第二泛曝光期间。在这些实施方案中，光敏剂发生剂和光致酸发生剂(pag)的感光范围没有重叠。在另一些ps-car化学品实施方案中，光敏剂发生剂和光致酸发生剂(pag)感光范围可略微重叠，使得在第一euv图案化曝光期间同时产生光敏剂(ps)与相对少量的酸(通常小于放大后产生的酸的最终量的约一半)。然后该初始产生的酸的量在第二泛曝光中被放大。在ps-car的示例性实施方案中，第一(euv)光波长可小于300nm，而用于第二泛曝光的第二光波长可大于300nm(通常约365nm)。
在一个实施方案中，抗蚀剂可包含光敏剂发生剂和光致酸产生(pag)化合物，所述光敏剂发生剂包括控制在抗蚀剂层中光敏剂(ps)分子的产生的第一光波长活化阈值，所述光致酸产生(pag)化合物包括控制在抗蚀剂层中酸的产生和放大的第二光波长活化阈值，其中第二活化波长不同于第一活化波长，如前所述。可以选择光敏剂分子以吸收光能并将光能转移至另一分子，例如光致酸发生剂(pag)。一些光敏剂(ps)分子可以在基态下转移能量，而其他可以在激发态下转移能量。在一个实施方案中，ps-car抗蚀剂的光敏剂发生剂可包括以下至少一者：苯乙酮、三亚苯、二苯甲酮、芴酮、蒽醌、菲、或其衍生物。在一个实施方案中，光致酸发生剂(pag)可以是可以将吸收的光能转化为化学能(例如酸性反应)的阳离子光引发剂。光致酸发生剂(pag)可包括以下至少一者：三氟甲磺酸三苯基锍、全氟丁磺酸三苯基锍、全氟辛基磺酸三苯基锍、三氟甲磺酸三芳基锍、全氟丁磺酸三芳基锍、全氟辛基磺酸三芳基锍、三苯基锍盐、三芳基锍盐、六氟锑酸三芳基锍盐、n-羟基萘二甲酰亚胺三氟甲磺酸盐/酯、1,1-双[对氯苯基]-2,2,2-三氯乙烷(ddt)、1,1-双[对甲氧基苯基]-2,2,2-三氯乙烷、1,2,5,6,9,10-六溴环十二烷、1,10-二溴癸烷、1,1-双[对氯苯基]2,2-二氯乙烷、4,4-二氯-2-(三氯甲基)二苯基甲醇、1,1-双(氯苯基)2-2,2-三氯乙醇、六氯二甲基砜、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶、或其衍生物。
图1是半导体晶片处理系统100的一个实施方案。在一个实施方案中，将半导体基底102(例如硅晶片)插入ps-car光致抗蚀剂涂覆单元104中。然后可以用ps-car光致抗蚀剂的一个或更多个层涂覆半导体基底102。然后可以将基底102传递到图案曝光单元106(例如euv曝光单元)以用于图案化ps-car光致抗蚀剂层。在图案化之后，可以使基底102暴露于第二波长的光，例如泛曝光单元108中的大量uv光，以用于ps-car光敏剂和ps-car化学品的其他酸产生组分的进一步显影。然后可以将基底102传递到图案蚀刻单元110，以用于基底上的一个或更多个层的由ps-car光致抗蚀剂图案化掩模所限定的图案化蚀刻。所得基底102可以包括形成于其中或者在沉积于基底102上的一个或更多个层中的一个或更多个物理特征112。普通技术人员将认识到，系统100中可以包括另外的步骤和/或功能单元。例如晶片102可以放置在用于曝光后烘烤(peb)或用于预peb扩散过程的加热元件附近。另外，可以在湿法蚀刻处理室、清洁室或光致抗蚀剂选择性干法蚀刻室中蚀刻之前除去ps-car光致抗蚀剂层的一个或更多个部分。另外，ps-car层可以在专用显影单元等中显影。未示出这些另外的模块或单元以简化对本文所呈现的技术的论述。这些另外的细节是本领域普通技术人员已知的。
为了进一步帮助理解，图2a至d描述了在随后的显影步骤和蚀刻步骤之前的ps-car图案化工艺。在图2b中，提供了基底250，其经涂覆或修饰以形成待图案化的下层260。使用例如旋涂分配技术将ps-car抗蚀剂270施加到下层260的暴露表面。在第一euv图案化曝光201中，使第一波长的光290通过掩模280暴露到ps-car抗蚀剂270上，以在ps-car抗蚀剂270内部形成交替的曝光和未曝光区域。在该曝光期间，由ps-car抗蚀剂270的曝光区域中的光敏剂发生剂产生光敏剂(ps)，而形成光敏剂(ps)浓度分布220，其也在图2a中分别以光敏剂(ps)浓度和酸浓度(220和210)的曲线图200放大示出。在一些实施方案中，根据ps-car抗蚀剂化学品，还可在第一euv图案化曝光101期间由ps-car抗蚀剂270内的光致酸发生剂(pag)分子形成酸，从而形成酸浓度分布210。在另一些实施方案中，如上所述，在光敏剂发生剂和光致酸发生剂(pag)感光范围之间没有重叠的情况下，在第一euv图案化曝光201期间不产生酸。
随后，如图2d所示，现在使用不同于第一波长的光290的第二波长的光290使具有下层260和图案曝光的ps-car抗蚀剂270的基底250经历第二泛曝光201，其中第二泛曝光导致在先前曝光的(即未掩蔽的)区域中产生的光敏剂(ps)分子使由其附近的光致酸发生剂(pag)分子产生的酸放大，从而形成酸浓度分布210。酸浓度分布210具有比在第一euv图案化曝光201之后的酸浓度分布210更高的峰，因此具有比其更好的对比度。即使涉及第二泛曝光201，也与传统的泛曝光处理不同，在第一euv图案化曝光201期间在未曝光(掩蔽的)区域中不产生酸，因此没有dc偏压并且保持高对比度。这是因为在ps-car中，酸产生和放大仅在光敏剂(ps)存在时发生。通常，在第二泛曝光201之后光敏剂(ps)浓度分布220几乎未从初始光敏剂(ps)浓度分布220经历变化，但在某些化学品实施方案中，光敏剂(ps)浓度220和210之间可能发生较大的变化。图2c分别示出在第二泛曝光201之后的光敏剂(ps)浓度分布和酸浓度分布(220和210)的曲线图200。
用现在存在于ps-car抗蚀剂270中的放大的酸浓度分布210形成潜影，基底现在准备好用于后续图案化处理步骤(例如烘烤、显影、和下层260的蚀刻)，以按照传统步骤完成图案化工艺。在一些实施方案中，可以在第一euv图案化曝光201和第二泛曝光201之间进行另外的处理步骤，例如烘烤步骤等。此外，尽管本文中使用ps-car抗蚀剂270作为实例描述了该过程，但是相同的过程适用于任何其他材料，例如arc、barc、dbarc、外涂层材料等包括ps-car化学品的层。
图2a至2d示出理想的光敏剂(ps)浓度分布和酸浓度分布可能是什么样的。图3a示出在第一euv图案化曝光201期间产生的euv散粒噪声的影响下的示例性光敏剂(ps)浓度分布320和酸浓度分布310。euv散粒噪声导致分别偏离图2a的理想浓度分布210和220。如果现在使这样的非理想光敏剂(ps)浓度分布320和酸浓度分布310经历第二泛曝光201，则第二泛曝光201可将酸浓度分布310的不规则性放大为最终酸浓度分布315，对比度损失，如图3b所示。酸浓度分布315中对比度的损失是图案化(或ler或cer，取决于装置类型)的线宽粗糙度(lwr)的主要贡献者，需要采取用以减轻由于euv散粒噪声引起的这种对比度损失的措施来保持图案完整性。
本发明人已经想到许多可能的方式来减轻由于euv散粒噪声引起的这种对比度损失。这些方法中的大多数基于在第一euv图案化曝光201和第二泛曝光201之间包括中间步骤，其中允许所产生的光敏剂(ps)扩散进其附近，以消除由euv散粒噪声所引起的不规则性。
图3c示出在光敏剂扩散步骤之前的光敏剂(ps)浓度分布320和在光敏剂扩散步骤之后的光敏剂(ps)浓度分布325的曲线图。光敏剂(ps)浓度分布325比受euv散粒噪声影响的光敏剂(ps)浓度分布320更平滑，并且应该大大减小与理想的最终酸浓度分布的偏差。光敏剂(ps)扩散后的酸浓度分布335也示出在图3c中。在扩散的和平滑的光敏剂(ps)浓度分布325下，该工艺进行第二泛曝光以产生和放大酸。在此过程期间，达到最终酸浓度分布340(如图3d所示)，其相对于图3b的在没有减轻euv散粒噪声的步骤的情况下获得的浓度分布315大为改善。
现在参照图4，其中示出euv散粒噪声减轻的ps-car图案化工艺的流程图400。在步骤402中，提供了基底，例如具有形成于其上的待图案化的下层260以及沉积在下层260顶上的ps-car抗蚀剂170的基底250。在步骤404中，使用第一波长的光(通常在euv范围内)使ps-car抗蚀剂经历第一euv图案化曝光，从而活化第一活化阈值以由存在于ps-car抗蚀剂270中的光敏剂发生剂产生光敏剂(ps)。在步骤406中，使产生的光敏剂(ps)分子扩散以减轻euv散粒噪声的影响。在步骤408中，使ps-car抗蚀剂270在不同于第一波长的光的第二波长的光下经历第二泛曝光，以活化第二活化阈值并致使由ps-car抗蚀剂270中的光致酸发生剂(pag)分子产生和放大酸，以产生针对euv散粒噪声的影响修正的最终酸浓度分布，如前所述。
继续参照图4，另外的图案化步骤可以包括传统的图案化步骤，例如在其间加热基底的后续烘烤过程410，接着是显影过程412，其中使ps-car抗蚀剂270显影以形成用于下层260的后续处理的图案化掩模。最后，该过程在其中使用显影的ps-car抗蚀剂作为掩模蚀刻、植入或修饰下层260的实际过程414处结束。所有这些过程是半导体光刻图案化领域技术人员公知的，因此这里不再详细论述。
在最简单的实施方案中，在第一euv图案化曝光和第二泛曝光之间允许产生的光敏剂(ps)分子扩散的足够时间代表使光敏剂(ps)分子扩散的步骤406的最简单的实施方案。然而，因为在曝光之间保持基底以允许扩散发生，所以这种方法可能导致工艺处理能力下降。
图5是举例说明配置成用于ps-car光致抗蚀剂模拟的数据处理系统500的一个实施方案的示意框图。在一个实施方案中，图6中示出的元件可以在类似于图5中所述的计算机系统500的计算机系统上实现。在各个实施方案中，计算机系统500可以是服务器、大型计算机系统、工作站、网络计算机、台式计算机、便携式计算机等。虽然本发明的实施方案不限于任何特定的计算平台或任何特定的计算机配置，但普通技术人员应认识到该系统应该包括足够的计算和处理能力，以及足够的存储器以适应与如本文所述进行的模拟相关的许多同时计算。
例如，如所示，计算机系统500包括经由总线506耦合到系统存储器504的一个或更多个处理器502a-n。计算机系统500还包括耦合到总线506的网络接口508，以及耦合到诸如光标控制装置512、键盘514和显示器516的装置的输入/输出(i/o)控制器510。在一些实施方案中，给定实体(例如，图6中所示的ps-car模拟工具)可以使用计算机系统500的单个实例来实现，而在另一些实施方案中，多个这样的系统或构成计算机系统500的多个节点可以配置成托管实施方案的不同部分或实例(例如，校准单元602和ps-car模拟工具604)。
在各个实施方案中，计算机系统500可以是包括一个处理器502a的单处理器系统，或者包括两个或更多个处理器502a-n(例如，两个、四个、八个或另一合适数目)的多处理器系统。处理器502a-n可以是能够执行程序指令并执行定量密集计算的任何处理器。例如，在各个实施方案中，处理器502a-n可以是实现各种指令集架构(isa)(例如x86、
系统存储器504可以配置成存储可由处理器502a-n访问的程序指令和/或数据。例如，存储器504可用于存储图7至10中所示的软件程序和/或数据库。在各个实施方案中，系统存储器504可以使用任何合适的存储器技术来实现，例如静态随机存取存储器(sram)、同步动态ram(sdram)、非易失性/闪存型存储器或任何其他类型的存储器。如所示，实现某些操作的程序指令和数据，例如上面描述的那些，可以分别作为程序指令518和数据存储520存储在系统存储器504中。在另一些实施方案中，程序指令和/或数据可以在与系统存储器504或计算机系统500分开的不同类型的计算机可访问介质上或在类似介质上接收、发送或存储。一般而言，计算机可访问介质可以包括任何有形的、非暂时性的存储介质或诸如电子、磁性或光学介质的存储介质，例如，通过总线506耦合到计算机系统500的磁盘或cd/dvd-rom、或非易失性存储器存储(例如，“闪存”)存储器)。
在一个实施方案中，总线506可以配置成协调处理器502、系统存储器504与包括网络接口508或其他外围接口的经由i/o控制器510连接的任何外围装置之间的i/o流量。在一些实施方案中，总线506可以进行任何必要的协议、定时或其他数据变换，以将来自一个组件(例如，系统存储器504)的数据信号转换成适合于由另一个组件(例如，处理器502a-n)使用的格式。例如在一些实施方案中，总线506可以包括对通过各种类型的外围总线附接的装置的支撑体，例如外围组件互连(pci)总线标准或通用串行总线(usb)标准的变体。例如在一些实施方案中，总线506的操作可以分成两个或更多个单独的组件，例如北桥和南桥。另外，在一些实施方案中，总线506的操作中的一些或全部(例如到系统存储器504的接口)可以直接合并到处理器502a-n中。
例如，网络接口508可以配置成允许在计算机系统500和其他装置(例如附接到如图6所示的ps-car模拟工具的其他计算机系统)之间交换数据。在各个实施方案中，网络接口508可以支持经由有线或无线通用数据网络(例如通过电信/电话网络，如模拟语音网络或数字光纤通信网络；通过存储区域网络如光纤通道san的任何合适类型的以太网网络)，或者通过任何其他合适类型的网络和/或协议的通信。
在一些实施方案中，i/o控制器510使得能够连接至一个或更多个显示终端、键盘、小键盘、触摸屏、扫描装置、语音或光学识别装置、或适合于通过一个或更多个计算机系统500进入或检索数据的任何其他装置。多个输入/输出装置可以存在于计算机系统500中，或者可以分布在计算机系统500的各个节点上。在一些实施方案中，类似的i/o装置可以与计算机系统500分离，并且可以通过有线或无线连接(例如通过网络接口508)与计算机系统500交互。
如本文所使用的术语“有形的”和“非暂时的”旨在描述除传播的电磁信号之外的计算机可读存储介质(或“存储器”)，但是并不旨在以其他方式限制由短语计算机可读介质或存储器涵盖的物理计算机可读存储装置的类型。例如，术语“非暂时性计算机可读介质”或“有形存储器”旨在涵盖不一定永久地存储信息的存储装置的类型，包括例如ram。以非暂时性形式存储在有形计算机可访问存储介质上的程序指令和数据之后可以通过传输介质或者可以通过通信介质(例如网络和/或无线链接)传送的信号(例如电信号、电磁信号或数字信号)传输。
如图5所示，存储器504可以包括配置成实现本文描述的某些实施方案的程序指令518，以及包括可由程序指令518访问的各种数据的数据存储520。在一个实施方案中，程序指令518可以包括图6中所示的实施方案的软件元素。例如，程序指令518可以使用任何期望的编程语言、脚本语言、或编程语言和/或脚本语言的组合在各个实施方案中实现。数据存储520可以包括可以在这些实施方案中使用的数据，例如输入参数、中间流计算值或输出参数，如图11至20所示。在另一些实施方案中，可以包括其他或不同的软件元素和数据。
本领域普通技术人员应理解，计算机系统500仅仅是举例说明性的，并不旨在限制本文所述的公开内容的范围。特别是，计算机系统和装置可以包括可以进行所指示的操作的硬件或软件的任何组合。另外，在一些实施方案中，由所示组件进行的操作可以由更少的组件进行或者分布在另外的组件上。类似地，在另一些实施方案中，可以不进行所示组件中一些的操作和/或可以使用其他附加操作。因此，本文描述的系统和方法可以用其他计算机系统配置来实现或执行。
图6是举例说明用于ps-car光致抗蚀剂模拟的系统600的一个实施方案的示意框图。在一个实施方案中，系统600包括校准单元602和ps-car模拟工具604。校准单元602可以产生ps-car化学品特有的一个或更多个输入参数，以由ps-car模拟工具604建模。在一个实施方案中，校准单元602可以配置成进行与图7至8中描述的方法的实施方案中的一个或更多个相关的操作。
ps-car模拟工具604可以接收由校准单元产生的输入参数，以及待使用的ps-car光致抗蚀剂特有的其他输入参数、系统和处理参数、以及待图案化的特征。响应于所接收的输入，ps-car模拟工具604可以例如通过图1中描述的系统100计算作为待使用的ps-car处理方法的代表的数值模型。通常，ps-car模拟工具604可以配置成进行图9至10的方法中描述的操作。如上所述，校准单元602和ps-car模拟工具的各个模块或单元可以是存储在存储器装置中并且配置成待由一个或更多个处理装置(例如图5中所示的那些处理装置)执行的软件定义的模块。
在一个实施方案中，输入接口606可以配置成接收输入参数，以及用于为ps-car模拟工具604产生优化输入的其他控制和命令。输入的实例可以包括光致抗蚀剂的光学参数，例如折射率、dilla参数和dillb参数等。另外的输入参数可包括酸产生参数和烘烤参数，例如dillc、猝灭剂负载、放大参数、酸/碱猝灭参数和酸/碱扩散参数。此外，可以接收显影参数，包括例如显影率(rmax/rmin)参数等。普通技术人员将认识到输入可以是这些参数和其他参数的初始条件。或者，输入接口606接收的输入可以包括来自验证实验的物理测量的反馈等。
在一个实施方案中，光致抗蚀剂外形处理器608可以响应于所接收的输入计算光致抗蚀剂层的物理特征的估计。例如，光致抗蚀剂外形处理器可以计算光致抗蚀剂层厚度、图案特征(例如边缘锐度、散粒噪声等)、厚度损失等的模型。此外，光致抗蚀剂外形处理器608可以确定光致抗蚀剂体积内的多个酸发生剂、猝灭剂(可光分解的猝灭剂或更传统的不可光分解的猝灭剂)、前体(光敏剂发生剂)和光敏剂。
光致抗蚀剂外形处理器608还可以配置成进行以下操作中的一者或更多者：确定酸诱导的前体的去保护反应(用以将所述前体转化为光敏剂)的数量；确定一次曝光的或由光致抗蚀剂体积吸收的二次中紫外泛光的光子数；确定通过一次曝光或通过二次中紫外曝光波长(或波长的范围)的光敏剂活化转化为酸的酸发生剂的数量，以及随后被激发的光敏剂分解的酸发生剂的数量；确定可通过一次曝光或二次中紫外曝光波长(或波长的范围)分解的可光分解猝灭剂(如果适用)的数量；确定光致抗蚀剂体积内的酸和猝灭剂中和反应的数量；确定酸诱导受保护聚合物的去保护反应的数量；计算光致抗蚀剂体积的显影；用处理器产生通过光致抗蚀剂体积的显影所产生的光致抗蚀剂外形的二维(或三维)图像；以及确定光致抗蚀剂外形的尺寸特性。普通技术人员将认识到，这些仅仅是可以通过光致抗蚀剂外形处理器608进行的计算的选择。
在一个实施方案中，由光致抗蚀剂外形处理器608计算的参数可以经由输出接口612提供给ps-car模拟工具604。在另一个实施方案中，输出接口612可以提供计算出的用于实验验证的参数的读出或打印输出。作为响应，工程师或科学家可以根据处理参数(包括曝光波长和定量给料时间、光致抗蚀剂沉积速率、晶片转速、peb规格等)通过用选择的ps-car化学品进行实际光刻处理来实验地验证计算出的参数。然后物理测量实验显影的晶片的实际尺寸并与模型结果进行比较。建模结果和实际结果之间的差异被提供给输入接口606作为用于优化引擎610的反馈。
优化引擎610可以使用一种或更多种优化算法(例如梯度逼近算法、单纯形算法、半随机模拟退火算法、遗传算法等)来修改输入参数，以减小或消除建模结果与实际实验结果之间的误差。通常，误差反馈将被分配一个数值，该数值可以具有方向符号，以用于将输入参数拉向或推向这样的值：其产生在建模结果和实际结果之间的全局最小误差。
在一些实施方案中，优化引擎610可以如上所述优化ps-car光学参数。此外，优化引擎610可以优化酸产生参数和烘烤参数。在又一个实施方案中，优化引擎610可以优化显影参数。在一些实施方案中，可以独立地且串行地优化这三类参数。或者，可以独立地且并行地优化这些类别。或者，可以独立地且串行地，或独立地且并行地优化这些类别。这些优化技术的实例在图8中示出。
一旦实际光致抗蚀剂特征与建模特征之间的差异达到阈值，优化引擎610就可以终止优化过程，并且优化参数可以通过输出接口612被提供给ps-car模拟工具604。普通技术人员将认识到输入接口606和输出接口可以是基于硬件的输入/输出接口。或者，输入接口606和输出接口612可以是软件定义的，并且输入和输出可以作为函数调用参数或函数返回值在软件的功能或模块之间传递。
除由校准单元602提供的校准参数之外，ps-car模拟工具604还可以接收用于待建模的实际过程的一个或更多个过程特定的参数。ps-car模拟工具604可以包括复数个模块或单元，每个单元配置成进行与处理步骤相关的模型计算的一部分。这些单元可包括一次曝光图案化光学单元614、一次曝光图案化单元616、预peb单元618、二次曝光图案化单元620、二次曝光单元622、peb单元624、显影单元626和计量单元628。模块可以执行连续模型。或者，模块可以执行部分随机模型。普通技术人员将认识到替代实施方案。
在一个实施方案中，一次曝光图案化光学单元614可以包括模拟的euv源。模拟器可以模拟用于图案化ps-car光致抗蚀剂层的市售光源。另外的参数可以包括强度、焦距等。一次曝光图案化光学单元614的进一步的细节在图14中示出。
在一个实施方案中，euv单元616配置成响应来自模拟的euv源的euv曝光而对ps-car光致抗蚀剂层中的响应进行建模。建模参数可以包括以下一者或更多者：曝光时间/剂量、掩模特征尺寸、步进器/扫描器设置、聚焦、偏振等。一次曝光图案化单元616的进一步的细节在图15中示出。
在一个实施方案中，预peb单元618可以对peb前光敏剂扩散过程的结果进行建模。在一些实施方案中，预peb单元618可以是任选的，或者至少响应于peb前扩散时段而可选择地使用。预peb单元618的进一步的细节在图16中示出。
在一个实施方案中，二次光学单元620可以配置成模拟市售的uv源。二次光学单元620可以对波长、强度、照射方法等进行建模。二次光学单元620可以由uv泛光单元622用于对ps-car光致抗蚀剂层上的uv泛光工艺的物理结果进行建模。二次光学单元620和uv泛光单元622的进一步的细节分别在图17至18中示出。
在一个实施方案中，peb单元624可以模拟光致抗蚀剂对曝光后烘烤过程的响应。建模参数可以包括烘烤温度、烘烤时间、烘烤湿度等。peb单元624的进一步的细节描述于图19中。
在一个实施方案中，显影单元626可以配置成模拟ps-car光致抗蚀剂对显影过程的响应。建模参数可包括相对表面速率、抑制深度和其他显影条件。由显影单元626建模的参数的进一步的细节在图20中示出。
在一个实施方案中，计量单元628配置成提供ps-car光致抗蚀剂层上的模拟特征的模拟测量值。测量值可以包括抗蚀剂损失、去保护水平和分布等。在一些实施方案中，可以提供连续模型输出。在替代实施方案中，可以提供随机模型输出。由计量单元628建模的参数的进一步的细节在图21中示出。
图7是举例说明用于校准ps-car光致抗蚀剂模型的输入参数的方法700的一个实施方案的示意流程图。在一个实施方案中，方法700可以包括在框702处接收一个或更多个ps-car光致抗蚀剂参数。在框704处可以接收曝光参数。方法700可以包括在框706处响应于所接收的ps-car光致抗蚀剂参数和所接收的曝光参数计算ps-car光致抗蚀剂外形。在框708处，方法700可以包括接收来自ps-car光致抗蚀剂外形的实验验证的反馈。如果在框710处确定误差在阈值裕度内，则在框716处将优化的参数作为输入提供给ps-car模拟工具。如果不是，则ps-car光致抗蚀剂参数和曝光参数可任选地分别在框712和714处被优化。优化循环可以继续直到在框710处满足阈值。
图7至10中所示的流程图示出用于计算ps-car光致抗蚀剂外形的方法。图7-8涉及用于校准模型参数的方法，图9至10涉及用于根据ps-car光致抗蚀剂模型计算ps-car光致抗蚀剂外形的方法。
图8是举例说明用于校准ps-car光致抗蚀剂模型的输入参数的方法800的一个实施方案的示意流程图。在一个实施方案中，方法800包括在框802处接收ps-car参数。在框804处可以响应于来自实验验证的反馈而优化光学参数，直到在框806处达到阈值。在框808处可以响应于来自实验结果的反馈而优化酸产生参数和烘烤参数，直到在框810处达到阈值。另外，在框812处可以响应于来自实验验证的反馈而优化显影参数，直到在框814处达到阈值。一旦参数被优化，它们就可以在框816处作为输入被提供给ps-car模拟工具。
图9是举例说明用于对ps-car光致抗蚀剂进行建模的方法900的一个实施方案的示意流程图。在一个实施方案中，方法900包括在框902处接收ps-car光致抗蚀剂参数输入并在框904处接收ps-car曝光参数。方法900还包括在框906处根据ps-car光致抗蚀剂外形模型计算ps-car光致抗蚀剂外形。在框908处，方法900包括响应于外形而产生ps-car光致抗蚀剂外形输出。
图10是举例说明用于对ps-car光致抗蚀剂进行建模的方法1000的一个实施方案的示意流程图。在一个实施方案中，方法1000包括在框1002处接收ps-car光致抗蚀剂参数输入并在框1004处接收ps-car曝光参数输入。在框1006处，该方法可以包括计算对euv曝光的响应。在框1008处，方法1000可以包括计算对预peb扩散步骤的响应。在框1010处，该方法可以包括计算对uv泛光的响应。在框1012处，方法1000可以包括计算对peb的响应。框1014可以包括计算显影模型。框1016包括计算计量结果。框1018包括响应步骤1006至1016中计算的值而提供输出。
图11是举例说明用于ps-car光致抗蚀剂模型的输入/输出数据集的实施方案的示意性输入/输出图。在一个实施方案中，模型可以由ps-car模拟工具604执行。关于输入1102的实例可以包括特征布局、曝光内核(kernel)和euv耀斑内核、抗蚀剂参数模型等。在一个实施方案中，一些或全部输入参数可以由校准单元602提供。输出1104的实例包括掩模数据、依赖于布局的方差带、线路缩短(les)和工艺窗口(pw)。
图12是举例说明用于ps-car光致抗蚀剂模拟器的输入数据集的一个实施方案的示意性参数架构图。在一个实施方案中，输入可以包括ps-car化学品输入、曝光输入、peb输入等。曝光输入的实例包括二次曝光限定，dillc参数，二次(uv)曝光的n、k参数，ps发生剂梯度深度等。peb输入的实例包括关于以下的参数：前体、光敏性、扩散性、ps产生反应、酸猝灭剂和中和。在一个实施方案中，还可以提供预peb参数。可以提供用于连续模型和随机模型的额外输入，以及照明源参数等。
图13是举例说明用于ps-car光致抗蚀剂模型的输出数据集的一个实施方案的示意性参数架构图。在一个实施方案中，输出可以包括连续模型外形、随机模型输出、以及与ps发生剂外形相关的ps-car光致抗蚀剂特定的输出、以及二次曝光外形。在另一个实施方案中，可以提供指示ps-car化学品与其他方法的效果的比较的比较分析。
图14是举例说明ps-car光致抗蚀剂模型工具604的一次曝光图案化光学单元614的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。在一个实施方案中，一次曝光图案化光学单元614可包括多组输入，包括掩模输入1402、照射输入1404、堆叠输入1406、以及传统的连续抗蚀剂化学品输入1408。输出1410可以包括图像，或表示由模型产生的图像的数据，其示出2d平面或3d空间中的euv相对强度。
图15是举例说明ps-car光致抗蚀剂建模工具604的一次曝光图案化单元616的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。在一个实施方案中，对模块的输入包括euv相对强度数据1410，其是一次曝光图案化光学单元614的输出。另外的输入包括连续抗蚀剂化学品输入1502和扫描器输入1504。euv单元616可以处理输入而产生euv曝光的潜影1506或代表其的数据集。
图16是举例说明ps-car光致抗蚀剂建模工具604的预peb模块618的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。在一个实施方案中，对预peb模块618的输入包括euv曝光的潜影1506，其是一次曝光图案化单元616的输出。另外的输入包括连续抗蚀剂化学品输入1602和轨迹输入1604。预peb模块618可以处理这些输入以及在预peb1606之后产生潜影或代表其的数据。
图17是举例说明ps-car光致抗蚀剂模拟工具604的二次光学单元620的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。在一个实施方案中，对二次光学单元620的输入包括在预peb1606之后的潜影，其是预peb模块618的输出。另外的输入可以包括堆叠输入1702和连续抗蚀剂化学品输入1704。二次光学单元620可以处理这些输入以及产生uv泛光相对强度图像1706或代表其的数据。
图18是举例说明ps-car光致抗蚀剂模拟工具604的二次泛光单元622的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。在一个实施方案中，对二次泛光单元622的输入包括在预peb1606之后的潜影，其是预peb模块618的输出；以及uv泛光相对强度图像1706，其是二次光学单元620的输出。另外的输入可以包括连续抗蚀剂化学品输入1802uv输入1804等。二次泛光单元622可以响应这些输入而在peb1806之前产生潜影。
图19是举例说明ps-car光致抗蚀剂模拟工具604的peb模块624的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。在一个实施方案中，对peb模块624的输入包括由二次泛光单元622产生的peb1806之前的潜影。另外的输入可以包括连续抗蚀剂化学品输入1902和轨迹输入1904。peb模块624可以响应这些输入在peb1906之后产生潜影。
图20是举例说明ps-car光致抗蚀剂模拟工具604的显影模块626的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。在一个实施方案中，对显影模块626的输入包括peb1906之后的潜影。另外的输入可包括连续抗蚀剂化学品输入2002和轨迹输入2004。响应于这些输入，显影模块626可以在显影2006之后产生最终图像。
图21是举例说明ps-car光致抗蚀剂模拟工具604的计量模块628的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。在一个实施方案中，对计量模块628的输入可以包括由显影模块626产生的在显影2006之后的最终图像。另外的输入可以包括计量输入2102。响应于这些输入，计量模块628可以产生ps发生剂参数输出2104和另外的外形输出2106，包括连续参数和随机参数。
普通技术人员将认识到，关于图14至21所述的输入和输出仅仅是可以由ps-car光致抗蚀剂模拟工具604的各种模块处理的输入和输出类型的代表。存在各种替代实施方案，其中根据模型设计需要添加、省略或修改某些输入或输出。此外，普通技术人员将认识到，模型可以配置成将实际图像处理为输入和输出，或者替代地，数据集。在某些实施方案中，数据集可以是在图像中发现的特征或图像本身的代表。
相关领域技术人员可以理解，鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。本领域技术人员将认识到图中所示各种组件的各种等同组合和替换。因此，旨在本发明的范围不受该详细描述限制，而是由所附权利要求限定。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！