TW202424656A - 多層級蝕刻程序之模型化 - Google Patents

Abstract

本發明揭示用於預測變化深度處之特徵之蝕刻後剖面的方法、系統及電腦軟體。一種方法可包括存取特徵之顯影後抗蝕劑剖面。該方法亦可包括將一蝕刻偏移模型應用於該等顯影後抗蝕劑剖面上以獲得該等蝕刻後剖面，其中該蝕刻偏移模型使一蝕刻偏移與一蝕刻深度相關。

Description

多層級蝕刻程序之模型化

本文中之描述大體上係關於多層級蝕刻程序。更特定而言，本發明包括用於執行及模型化多層級蝕刻程序之設備、方法及電腦程式。

微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。在此狀況下，圖案化裝置(例如，遮罩)可含有或提供對應於IC之個別層的圖案(「設計佈局」)，且可藉由諸如經由圖案化裝置上之圖案輻照已塗佈有輻射敏感材料(「抗蝕劑」)層之基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含一或多個晶粒)的方法而將此圖案轉印至目標部分上。一般而言，單個基板包括複數個鄰近目標部分，圖案藉由微影投影設備順次地轉印至該等目標部分，一次一個目標部分。在一種類型之微影投影設備中，在一個操作中將整個圖案化裝置上之圖案轉印至一個目標部分上；此類設備亦可被稱作步進器。在一替代設備中，步進掃描設備可使投影光束在給定參考方向(「掃描」方向)上遍及圖案化裝置進行掃描，同時平行或反平行於此參考方向而同步地移動基板。圖案化裝置上之圖案之不同部分逐漸地轉印至一個目標部分。一般而言，由於微影投影設備將具有縮減比率M (例如，4)，因此基板被移動之速度F將為投影光束掃描圖案化裝置之速度的1/M倍。可例如自以引用之方式併入本文中之US 6,046,792搜集到關於如本文中所描述之微影裝置的更多資訊。

在將圖案自圖案化裝置轉印至基板之前，基板可經歷各種工序，諸如上底漆、抗蝕劑塗佈及軟烘烤。在曝光之後，基板可經受其他工序(「曝光後工序」)，諸如曝光後烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤，及經轉印圖案之量測/檢測。此工序陣列用作製得裝置(例如，IC)之個別層的基礎。基板可接著經歷各種程序，諸如蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械研磨等，該等程序皆意欲完成裝置之個別層。若在裝置中需要若干層，則針對各層重複整個工序或其變體。最終，在基板上之各目標部分中將存在裝置。接著藉由諸如切割或鋸割之技術來使此等裝置彼此分離，據此可將個別裝置安裝於載體上、連接至銷釘等。

因此，製造裝置(諸如半導體裝置)通常涉及使用數個製造程序來處理基板(例如，半導體晶圓)以形成該等裝置之各種特徵及多個層。通常使用例如沈積、微影、蝕刻、化學機械研磨及離子植入來製造及處理此等層及特徵。可在基板上之複數個晶粒上製造多個裝置，且接著將該等裝置分成個別裝置。此裝置製造程序可被視為圖案化程序。圖案化程序涉及使用微影設備中之圖案化裝置進行圖案化步驟，諸如光學及/或奈米壓印微影，以將圖案化裝置上之圖案轉印至基板，且圖案化程序通常但視情況涉及一或多個相關圖案處理步驟，諸如藉由顯影設備進行抗蝕劑顯影、使用烘烤工具來烘烤基板、使用蝕刻設備而使用圖案進行蝕刻等。

如所述，微影係在諸如IC之裝置之製造中的中心步驟，其中形成於基板上之圖案界定裝置之功能元件，該等功能元件諸如為微處理器、記憶體晶片等。類似微影技術亦用於形成平板顯示器、微機電系統(MEMS)及其他裝置。

隨著半導體製造程序繼續發展，幾十年來，功能元件之尺寸已不斷地減小，而每個裝置的諸如電晶體之功能元件之數目已在穩固地增加，此遵循通常被稱作「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。在當前技術狀態下，使用微影投影設備來製造裝置之層，該等微影投影設備使用來自深紫外線照明源之照明將設計佈局投影至基板上，從而產生尺寸遠低於100 nm (亦即，小於來自照明源(例如，193 nm照明源)之輻射的波長之一半)的個別功能元件。

供印刷尺寸小於微影投影設備之經典解析度極限之特徵的此程序係根據解析度公式CD=k1×λ/NA可被稱作低k1微影，其中λ為所使用輻射之波長(例如，248 nm或193 nm)，NA為微影投影設備中之投影光學件的數值孔徑，CD為「臨界尺寸」(通常為所印刷之最小特徵大小)，且k1為經驗解析度因數。一般而言，k1愈小，則在基板上再現類似於由設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案變得愈困難。為了克服此等困難，將複雜微調步驟應用於微影投影設備、設計佈局或圖案化裝置。此等步驟包括例如但不限於NA及光學相干設定之最佳化、自訂照明方案、相移圖案化裝置之使用、設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦被稱作「光學及程序校正」)，或通常被定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。如本文中所使用之術語「投影光學件」應被廣泛地解譯為涵蓋各種類型之光學系統，包括例如折射光學件、反射光學件、光圈及反射折射光學件。術語「投影光學件」亦可包括根據此等設計類型中之任一者操作以用於共同地或單一地引導、塑形或控制輻射之投影光束的組件。術語「投影光學件」可包括微影投影設備中的任何光學組件，無論光學組件位於微影投影設備之光學路徑中何處。投影光學件可包括用於在來自源之輻射通過圖案化裝置之前塑形、調整及/或投影輻射的光學組件，及/或用於在輻射通過圖案化裝置之後塑形、調整及/或投影輻射的光學組件。投影光學件通常不包括源及圖案化裝置。

本發明揭示預測變化深度處之特徵之蝕刻後剖面的系統、方法及電腦軟體。在一個態樣中，一種方法包括：存取特徵之顯影後抗蝕劑剖面；及將一蝕刻偏移模型應用於該等顯影後抗蝕劑剖面上以獲得蝕刻後剖面，其中該蝕刻偏移模型使一蝕刻偏移與一蝕刻深度相關。

在一些變體中，蝕刻偏移可與基於特徵之側向位置的蝕刻深度相關。顯影後抗蝕劑剖面可為經預測抗蝕劑輪廓，且蝕刻偏移模型可包括指示遮罩與濾光器之卷積的項，該卷積計算蝕刻深度。蝕刻後剖面可為蝕刻後CD。判定顯影後抗蝕劑剖面可包括將抗蝕劑模型應用於圖案化裝置。

在一些變體中，判定蝕刻深度可基於特徵與階梯特徵遮罩之參考位置的距離。階梯特徵遮罩可指示特徵之位置，判定蝕刻深度包含卷積階梯形成遮罩與濾光器，該卷積產生表示特徵之位置處之深度的深度圖。

在一些變體中，該方法可進一步包含藉由判定修改卷積之蝕刻偏移貢獻的係數來校準蝕刻偏移模型，該係數係基於具有特徵在其各別深度處之蝕刻偏移值的量規資料而計算。量規資料可為特徵之CD及/或EP量規資料。該係數可使用線性求解器來計算，以擬合所印刷晶圓上之所印刷特徵的量測。

在一些變體中，該方法可包括用蝕刻偏移模型來計算蝕刻偏移，該蝕刻偏移表示特徵自目標特徵位置之位移，該等蝕刻後剖面係利用蝕刻偏移而產生。濾光器可為方形濾光器或多高斯濾光器。

在一些變體中，蝕刻偏移模型可為用量規資料訓練之機器學習模型，該方法進一步包括用機器學習模型來計算蝕刻偏移，該蝕刻偏移表示特徵自目標特徵位置之位移，經預測蝕刻後剖面係利用蝕刻偏移而產生。機器學習模型可為卷積神經網路，且濾光器可為卷積神經網路濾光器，其包含用以表示特徵之位置處之蝕刻深度的權重。該機器學習模型可用來自所印刷晶圓之訓練特徵的量測來訓練。

在一相關態樣中，可存在非暫時性電腦可讀媒體，其上記錄有指令，其用於預測變化深度處之特徵之蝕刻後剖面，該等指令在由具有至少一個可程式化處理器之電腦執行時引起包含上述方法實施例中之操作中之任一者的操作。

在一相關態樣中，可存在用於預測變化深度處之特徵之蝕刻後剖面的系統，該系統包含：至少一個可程式化處理器；及非暫時性電腦可讀媒體，其上記錄有指令，該等指令在由具有至少一個可程式化處理器之電腦執行時引起包含上述方法實施例中之操作中之任一者的操作。

儘管在本文中可特定地參考IC製造，但應明確地理解，本文中之描述具有許多其他可能應用。舉例而言，其可用於製造整合式光學系統、導引及偵測用於磁疇記憶體之圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等。熟習此項技術者應瞭解，在此類替代應用之內容背景中，應認為在本文中對術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用可分別與更一般術語「遮罩」、「基板」及「目標部分」互換。

在本文件中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如，具有365、248、193、157或126 nm之波長)及EUV(極紫外線輻射，例如，具有在5至100 nm之範圍內的波長)。

圖案化裝置可包含或可形成一或多個設計佈局。該設計佈局可利用電腦輔助設計(CAD)程式來產生，此程序常常被稱作電子設計自動化(EDA)。大多數CAD程式遵循預定設計規則集合，以便產生功能設計佈局/圖案化裝置。此等規則係藉由處理及設計限制而設定。舉例而言，設計規則界定裝置(諸如閘極、電容器等)或互連線之間的空間容許度，以便確保裝置或線不會以非所要的方式彼此相互作用。設計規則限制中之一或多者可被稱作「關鍵尺寸」(CD)。可將裝置之關鍵尺寸定義為線或孔之最小寬度或兩條線或兩個孔之間的最小空間。因此，CD判定經設計裝置之總體大小及密度。當然，裝置製造中之目標中之一者係在基板上如實地再現初始設計意圖(經由圖案化裝置)。

如本文中所使用之術語「遮罩」或「圖案化裝置」可被廣泛地解譯為係指可用以向入射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化裝置，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案；術語「光閥」亦可用於此內容背景中。除經典遮罩(透射或反射；二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化裝置之實例亦包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。

可程式化鏡面陣列之實例可為具有黏彈性控制層及反射表面的矩陣可定址表面。此類設備所隱含之基本原理為(例如)：反射表面之經定址區域使入射輻射反射為繞射輻射，而未經定址區域使入射輻射反射為非繞射輻射。在使用適當濾光器之情況下，可自反射光束濾出該非繞射輻射，從而僅留下繞射輻射；以此方式，光束根據矩陣可定址表面之定址圖案而變得圖案化。可使用合適的電子方法來執行所需矩陣定址。

可程式化LCD陣列之實例在以引用方式併入本文中之美國專利第5,229,872號中給出。

圖1繪示根據本發明之一實施例的微影投影設備10A之各種子系統的方塊圖。主要組件為：輻射源12A，其可為深紫外線準分子雷射源或包括極紫外線(EUV)源之其他類型的源(如上文所論述，微影投影設備本身無需具有輻射源)；照明光學件，其例如界定部分相干性(經表示為均方偏差)且可包括塑形來自源12A之輻射的光學件14A、光學件16Aa及光學件16Ab；圖案化裝置18A；及透射光學件16Ac，其將圖案化裝置圖案之影像投影至基板平面22A上。在投影光學件之光瞳平面處的可調整濾光器或孔徑20A可限定照射於基板平面22A上之光束角度之範圍，其中最大可能角度定義投影光學件之數值孔徑NA= n sin(Θ _max)，其中n為基板與投影光學件之最後元件之間的介質之折射率，且Θ _max為自投影光學件射出的仍可照射於基板平面22A上之光束的最大角度。

在微影投影設備中，源將照明(亦即，輻射)提供至圖案化裝置，且投影光學件經由該圖案化裝置將該照明引導至基板上且塑形該照明。投影光學件可包括組件14A、16Aa、16Ab及16Ac中至少一些。空中影像(AI)為在基板層級處之輻射強度分佈。抗蝕劑模型可用以自空中影像計算抗蝕劑影像，其實例可在揭示內容以全文引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2009-0157630號中找到。抗蝕劑模型僅與抗蝕劑層之屬性(例如，在曝光、曝光後烘烤(PEB)及顯影期間發生的化學程序之效應)有關。微影投影設備之光學屬性(例如，照明、圖案化裝置及投影光學件之屬性)指示空中影像且可被定義於光學模型中。由於可改變用於微影投影設備中之圖案化裝置，因此需要將圖案化裝置的光學屬性與包括至少源及投影光學件的微影投影設備之其餘部分的光學屬性分離。用以將設計佈局變換成各種微影影像(例如，空中影像、抗蝕劑影像等)、使用彼等技術及模型應用OPC且評估效能(例如，依據程序窗)的技術及模型之細節描述於美國專利申請公開案第US 2008-0301620、2007-0050749、2007-0031745、2008-0309897、2010-0162197及2010-0180251號中，前述各案之揭示內容以全文引用之方式併入本文中。

理解微影程序之一個態樣為理解輻射與圖案化裝置之相互作用。在輻射通過圖案化裝置之後的輻射之電磁場可自在輻射到達圖案化裝置之前的輻射之電磁場及特性化相互作用之函數來判定。此函數可被稱作遮罩透射函數(其可用以描述由透射圖案化裝置及/或反射圖案化裝置進行之相互作用)。

遮罩透射函數可具有多種不同形式。一種形式為二元的。二元遮罩透射函數在圖案化裝置上之任何給定位置處具有兩個值(例如，零及正常數)中之任一者。呈二元形式之遮罩透射函數可稱為二元遮罩。另一形式為連續的。即，圖案化裝置之透射率(或反射率)之模數為圖案化裝置上之位置的連續函數。透射率(或反射率)之相位亦可為圖案化裝置上之位置的連續函數。呈連續形式之遮罩透射函數可被稱作連續色調遮罩或連續透射遮罩(CTM)。舉例而言，可將CTM表示為像素化影像，其中可向各像素指派介於0與1之間的值(例如，0.1、0.2、0.3等)而非0或1之二元值。在一實施例中，CTM可為像素化灰階影像，其中各像素具有若干值(例如在範圍[-255,255]內、在範圍[0,1]或[-1,1]或其他適當範圍內之正規化值)。

薄遮罩近似(亦稱為克希荷夫(Kirchhoff)邊界條件)廣泛地用以簡化對輻射與圖案化裝置之相互作用的判定。薄遮罩近似假定圖案化裝置上之結構之厚度與波長相比極小，且遮罩上的結構之寬度與波長相比極大。因此，薄遮罩近似假定在圖案化裝置之後的電磁場為入射電磁場與遮罩透射函數之乘積。然而，當微影程序使用具有愈來愈短之波長的輻射，且圖案化裝置上之結構變得愈來愈小時，對薄遮罩近似之假定可分解。舉例而言，由於結構(例如，頂部表面與側壁之間的邊緣)之有限厚度，輻射與結構之相互作用(「遮罩3D效應」或「M3D」)可變得顯著。在遮罩透射函數中涵蓋此散射可使該遮罩透射函數能夠更好地捕捉輻射與圖案化裝置之相互作用。在薄遮罩近似下之遮罩透射函數可被稱作薄遮罩透射函數。涵蓋M3D的遮罩透射函數可被稱作M3D遮罩透射函數。

根據本發明之一實施例，可產生一或多個影像。影像包括可由各像素之像素值或強度值特性化的各種類型之信號。取決於影像內之像素之相對值，信號可被稱作例如弱信號或強信號，如一般熟習此項技術者可理解。術語「強」及「弱」為基於影像內之像素之強度值的相對術語，且強度之特定值可能並不限制本發明之範疇。在一實施例中，強信號及弱信號可基於所選擇臨限值而被識別。在一實施例中，臨限值可為固定的(例如，影像內之像素之最高強度與最低強度的中點)。在一實施例中，強信號可指具有大於或等於橫越影像之平均信號值之值的信號，且弱信號可指具有低於平均信號值之值的信號。在一實施例中，相對強度值可基於百分比。舉例而言，弱信號可為具有低於影像內之像素之最高強度(例如，對應於目標圖案之像素可被視為具有最高強度之像素)的50%的強度之信號。此外，影像內之各像素可被認為係變數。根據本實施例，導數或偏導數可相對於影像內之各像素來判定，且各像素之值可根據基於成本函數之評估及/或成本函數之基於梯度之計算來判定或修改。舉例而言，CTM影像可包括像素，其中各像素為可採取任何實數值之變數。

圖2繪示根據本發明之一實施例的用於模擬微影投影設備中之微影的例示性流程圖。源模型31表示源之光學特性(包括輻射強度分佈及/或相位分佈)。投影光學件模型32表示投影光學件之光學特性(包括由投影光學件引起的輻射強度分佈及/或相位分佈之改變)。設計佈局模型35表示設計佈局之光學特性(包括由設計佈局33引起的輻射強度分佈及/或相位分佈之改變)，該設計佈局為在圖案化裝置上或由圖案化裝置形成之特徵配置的表示。可自設計佈局模型35、投影光學件模型32及設計佈局模型35模擬空中影像36。可使用抗蝕劑模型37自空中影像36模擬抗蝕劑影像38。微影之模擬可例如預測抗蝕劑影像中之輪廓及CD。

更具體而言，應注意，源模型31可表示源之光學特性，其包括但不限於數值孔徑設定、照明均方偏差(σ)設定以及任何特定照明形狀(例如，諸如環形、四極、偶極之離軸輻射源等)。投影光學件模型32可表示投影光學件之光學特性，該等光學特性包括像差、失真、一或多個折射率、一或多個實體大小、一或多個實體尺寸等。設計佈局模型35可表示實體圖案化裝置之一或多個物理屬性，如例如以全文引用之方式併入本文中之美國專利第7,587,704號中所描述。模擬之目標為準確地預測例如邊緣置放、空中影像強度斜率及/或CD，其可隨後與預期設計進行比較。預期設計通常被定義為可以諸如GDSII或OASIS或其他檔案格式之標準化數位檔案格式而提供的預OPC設計佈局。

自此設計佈局，可識別被稱作「剪輯」之一或多個部分。在一實施例中，提取剪輯集合，其表示設計佈局中之複雜圖案(通常為約50個至1000個剪輯，但可使用任何數目個剪輯)。此等圖案或剪輯表示設計之小部分(亦即，電路、單元或圖案)，且更特定而言，該等剪輯通常表示需要特定注意及/或驗證的小部分。換言之，剪輯可為設計佈局之部分，或可為類似的或具有設計佈局之部分的類似行為，其中一或多個臨界特徵藉由體驗(包括由客戶提供之剪輯)、藉由試誤法或藉由執行全晶片模擬來識別。剪輯可含有一或多個測試圖案或量規圖案。

可由客戶基於設計佈局中需要特定影像最佳化之一或多個已知臨界特徵區域而先驗地提供初始較大剪輯集合。替代地，在另一實施例中，可藉由使用識別一或多個臨界特徵區域之某種自動(諸如機器視覺)或手動演算法自整個設計佈局提取初始較大剪輯集合。

在微影投影設備中，作為一實例，可將成本函數表達為 (等式1) 其中( z ₁, z ₂,⋯, z _N )為N個設計變數或其值。 f _p ( z ₁, z ₂,⋯, z _N )可為設計變數( z ₁, z ₂,⋯, z _N )之函數，諸如針對( z ₁, z ₂,⋯, z _N )之設計變數之值集合之特性的實際值與預期值之間的差。 w _p 為與 f _p ( z ₁, z ₂,⋯, z _N )相關聯之權重常數。舉例而言，特性可為在邊緣上之給定點處量測的圖案之邊緣之位置。不同 f _p ( z ₁, z ₂,⋯, z _N )可具有不同權重 w _p 。舉例而言，若特定邊緣具有所准許位置之窄範圍，則表示邊緣的實際位置與預期位置之間的差之 f _p ( z ₁, z ₂,⋯, z _N )之權重 w _p 可被給予更高值。 f _p ( z ₁, z ₂,⋯, z _N )亦可為層間特性之函數，該層間特性又為設計變數( z ₁, z ₂,⋯, z _N )之函數。當然， CF( z ₁, z ₂,⋯, z _N )不限於等式1中之形式。 CF( z ₁, z ₂,⋯, z _N )可呈任何其他合適形式。

成本函數可表示微影投影設備、微影程序或基板之任一或多個合適特性，例如，焦點、CD、影像移位、影像失真、影像旋轉、隨機變化、產出量、局部CD變化、程序窗、層間特性或其組合。在一個實施例中，設計變數( z ₁, z ₂,⋯, z _N )包含選自劑量、圖案化裝置之全域偏移及/或照明形狀中之一或多者。由於抗蝕劑影像常常指示基板上之圖案，因此成本函數可包括表示抗蝕劑影像之一或多個特性的函數。舉例而言， f _p ( z ₁, z ₂,⋯, z _N )可僅為抗蝕劑影像中之一點與彼點之預期位置之間的距離(亦即，邊緣置放誤差 EPE _p ( z ₁, z ₂,⋯, z _N ))。設計變數可包括任何可調整參數，諸如源、圖案化裝置、投影光學件、劑量、焦點等之可調整參數。

微影設備可包括可用以調整波前及強度分佈之形狀及/或輻射光束之相移的統稱為「波前操控器」之組件。在一實施例中，微影設備可調整沿著微影投影設備之光學路徑之任何位置處的波前及強度分佈，諸如在圖案化裝置之前、在光瞳平面附近、在影像平面附近及/或在焦點平面附近。波前操控器可用以校正或補償由例如源、圖案化裝置、微影投影設備中之溫度變化、微影投影設備之組件之熱膨脹等所造成的波前及強度分佈及/或相移的某些失真。調整波前及強度分佈及/或相移可改變由成本函數表示之特性的值。可自模型模擬此等改變或實際上量測此等改變。設計變數可包括波前操控器之參數。

設計變數可具有約束條件，該等約束條件可表達為( z ₁, z ₂,⋯, z _N )∈ Z，其中 Z係設計變數之可能值集合。可藉由微影投影設備之所要產出量強加對設計變數之一個可能約束條件。在無藉由所要產出量而強加之此約束條件的情況下，最佳化可產生不切實際的設計變數之值集合。舉例而言，若劑量為設計變數，則在無此約束條件之情況下，最佳化可產生使產出量經濟上不可能的劑量值。然而，約束條件之有用性不應解譯為必要性。舉例而言，產出量可受光瞳填充比影響。對於一些照明設計，低光瞳填充比可捨棄輻射，從而導致較低產出量。產出量亦可受到抗蝕劑化學反應影響。較慢抗蝕劑(例如，要求適當地曝光較高量之輻射的抗蝕劑)導致較低產出量。

如本文中所使用，術語「圖案化程序」意謂作為微影程序之部分的藉由施加光之指定圖案產生經蝕刻基板的程序。

如本文中所使用，術語「圖案化裝置」可指在微影程序期間影響/阻擋入射光實際實體遮罩但亦可指此類遮罩之數學/模擬構造。舉例而言，圖案化裝置可為經模擬抗蝕劑遮罩，其中抗蝕劑遮罩之特徵藉由如本文中所描述之各種程序而調整/最佳化。

如本文中所使用，術語「目標圖案」意謂待蝕刻於基板上之理想化圖案。

如本文中所使用，術語「所印刷圖案」意謂基於設計佈局形成的基板上之實體圖案。所印刷圖案可包括例如通孔、接觸孔、凹槽、通道、凹陷、邊緣或由微影程序產生之其他二維及三維特徵。

如本文中所使用，術語「程序模型」意謂包括模擬圖案化程序之一或多個模型的模型。舉例而言，程序模型可包括以下各者之任何組合：光學模型(例如，其模型化用以在微影程序中遞送光的透鏡系統/投影系統且可包括模型化到光阻上的光之最終光學影像)、遮罩模型、抗蝕劑模型(例如，其模型化抗蝕劑之物理效應，諸如歸因於光的化學效應)、OPC模型(例如，其可用以製造設計佈局且可包括子解析度抗蝕劑特徵(SRAF)等)、成像裝置模型(例如，其模型化成像裝置可自所印刷圖案成像之事物)。

如本文中所使用，術語「成像裝置」意謂可經組態以產生目標之影像(諸如所印刷圖案或其部分)的任何數目個裝置以及相關聯電腦硬體及軟體或其組合。成像裝置之非限制性實例可包括：掃描電子顯微鏡(SEM)、x射線機器等。

如本文所使用，術語「校準」意謂修改(例如，改良或調節)及/或驗證諸如程序模型。

圖3繪示根據本發明之一實施例的在階梯形成中蝕刻之結構的例示性部分。在一些微影製造程序中，諸如線、通孔等之特徵可由導電材料形成以形成諸如用於積體電路或電腦記憶體之所印刷圖案。此等特徵可印刷於一或多個層級處，其中一個層級高於另一個且其中一些特徵在層級之間連接以形成三維印刷圖案。此類三維印刷圖案之一個特定實例可見於NAND記憶體中。雖然利用類似於在NAND記憶體中發現之結構的結構論述本發明，但本文中所描述之概念可用於可包括印刷複雜三維結構的任何其他應用中。

圖3中展示具有階梯形成之結構310的簡化描繪。此類結構可形成有已用蝕刻程序302(例如，電漿蝕刻或化學蝕刻)利用階梯形成遮罩300被分階段移除的層。圖3中所描繪之結構310具有四個層312、314、316、318，其中各層具有例如導電層320(例如，鎢層)及氧化層330(例如，氧化矽層)。展示生產結構310中之最後步驟，其係藉由將階梯形成遮罩移動至一位置以阻擋(例如，氧化層之)部分304a，從而引起材料304b被移除。

圖4繪示根據本發明之一實施例的在階梯形成中隨著深度變窄的例示性特徵。繼續根據圖3之實例，一旦形成階梯形成，便可用額外氧化物330填充結構310，以替換在階梯形成程序期間被移除之氧化物。接著，具有圖案402、404、406、408之圖案化裝置(例如，階梯特徵遮罩400)可用以藉由向下蝕刻至氧化物中至特定導電層來形成特徵412、414、416、418(例如，如本文中通常所描繪之接觸孔或通孔)。

歸因於所涉及之尺寸較小，一些尺寸接近於可針對目標圖案所闡述之尺寸規格可為重要的。此類尺寸之一個實例可包括鄰近特徵之間的距離。在圖4中藉由尺寸420描繪特徵412與特徵414之間的一個尺寸。可看到，在相對較淺位置處，所展示深度處之尺寸可相當接近於結構310之表面處的對應尺寸，該對應尺寸又可接近於目標圖案之規格。相比之下，由於一些蝕刻程序在蝕刻較深特徵(例如，特徵416、418)時移除較少材料，此等特徵之間的尺寸430可能與由目標圖案闡述之尺寸顯著偏離。然而，在一些實施例中，可在更深位置處移除更多材料，因此用以使特徵隨著深度遞增而加寬。任何此類偏差可藉由最佳化製造程序來補足，包括例如在可準確地預測此類偏差時判定經最佳化的圖案化裝置(例如，抗蝕劑遮罩)。此外，雖然本發明僅繪示幾個層，但在更真實的應用中，此類結構可具有數十或甚至數百個層，且因而，判定在各種深度下之蝕刻效應的程序在計算上可為昂貴的。

圖5繪示根據本發明之一實施例的特徵之基於其在設計佈局中之側向位置的例示性深度相依性。結構310係自圖4再生，其中圖5亦展示具有特徵402、404、406、408之階梯特徵遮罩410。預測變化深度處之特徵之蝕刻後剖面可包括存取特徵之顯影後抗蝕劑剖面(例如，經預測或經量測晶圓抗蝕劑輪廓)。可藉由在給出特定圖案化裝置的情況下模擬微影程序，例如，執行如本文中所描述之抗蝕劑模型化來判定抗蝕劑輪廓。抗蝕劑輪廓亦可藉由使用光學或帶電粒子度量衡或檢測設備進行之量測產生。本發明之實施例包括將蝕刻模型(例如，蝕刻偏移模型)應用於顯影後抗蝕劑剖面上以獲得蝕刻後剖面，其中蝕刻偏移模型使蝕刻偏移與蝕刻深度相關。舉例而言，蝕刻後剖面可為蝕刻後CD。因此，判定顯影後抗蝕劑剖面可包括將抗蝕劑模型應用於圖案化裝置。藉由表示深度540的線可看出，深度相依性(或相關性)可為線性的，但亦如本文中進一步描述而涵蓋相依性之其他數學形式。此深度相關性接著可建置至用以判定或最佳化蝕刻程序、抗蝕劑遮罩等之模型中。模型可為蝕刻模型、蝕刻偏移模型、機器學習模型或非機器學習模型。

圖6繪示根據本發明之一實施例的基於圖案化裝置中之特徵之位置的例示性深度圖。在一些實施例中，圖案化裝置可包括階梯特徵遮罩400，其指示特徵在階梯形成之不同層級處的位置(如結構310中所展示)。在圖6之實例中，蝕刻深度之判定可包括卷積遮罩(例如，階梯形成遮罩300)及濾光器620，其中卷積產生表示特徵之位置處之深度的深度圖630。深度圖630係由自左向右增加之陰影來描繪，如通常藉由與由濾光器620繪示類別的恆定值濾光器的卷積產生。出於繪示之目的，展示特徵402至408之位置，其中該等特徵將關於階梯形成遮罩300，且亦展示特徵之大小如何在深度圖630上之對應位置處減小。蝕刻偏移可與基於特徵之側向位置與圖案化裝置(例如，階梯特徵遮罩400)之參考位置650(例如，邊緣)的蝕刻深度相關(例如，諸如距離640之距離)。對於深度540與圖6中所描繪之距離640的範例性線性關係，濾光器可為方形濾光器，其產生可表示線性深度相依性之線性卷積。如本文中所使用，「方形」意謂平方函數，例如，兩期Heaviside步階函數，其中濾光器為：邊界外部為0且在內部為1。因此，術語「方形」不意謂方形濾光器在幾何形狀上必定為方形或具有任何特定幾何形狀。在其他實施例中，濾光器可為多高斯濾光器，其可用以在深度剖面開始處平滑過渡。舉例而言，如所展示，深度剖面可自恆定深度(例如，在結構310之左部處)平滑地過渡至線性遞減函數。其他濾光器可包括本身具有線性過渡之濾光器，從而在卷積之後產生不同的深度相依性。一般而言，濾光器可具有任何值分佈，使得當與階梯遮罩卷積時，階梯遮罩中之特徵的深度相依性係由卷積準確地產生。

本發明不限於經組態以自抗蝕劑剖面預測蝕刻剖面的任何特定程序或模型類型。圖7繪示根據本發明之一實施例之用於產生併有蝕刻偏移之經模擬特徵的例示性程序流程。蝕刻偏移可為特徵相對於目標圖案之移位。此偏移可歸因於如本文所描述之尺寸移位而發生，但亦可為有意的，且歸因於藉由最佳化微影程序以減少臨界位置之一些移位而引起的移位。因此，所揭示之模型化程序可包括判定蝕刻偏移，該蝕刻偏移可為模型之輸出或可為待在微影程序之最佳化期間經最佳化(例如，減少)之參數。一個例示性蝕刻偏移模型在下文展示於等式2中： EB= C _bias +∑ _i c _i ∙ X _i + ∑ _j c _j ∙( filter _j ⊗ mask)                  (等式2)

此處， C _bias 為一恆定偏移，其可經應用以表示存在於經預測輪廓中之系統性偏移。求和項高於蝕刻偏移項( X _i )且表示不同物理程序在判定總蝕刻偏移(例如，負載、縱橫比等)方面之貢獻。係數 c _i 可為基於經驗量測或模擬而應用之權重。

等式2中之最後術語描述遮罩(例如，階梯形成遮罩300)與一或多個濾光器(例如，濾光器620)之卷積，該卷積計算蝕刻深度(例如，藉由產生深度圖630)。雖然圖6及圖7中繪示使用單個濾光器之實例，但預期任何數目個(j)濾光器可與遮罩卷積。因此，求和將所有j個卷積之貢獻與j個濾光器相加。在一些實施例中，校準上文所論述之蝕刻偏移模型可包括判定修改卷積之蝕刻偏移貢獻的係數( C _j )。該係數( C _j )可基於具有特徵在其各別深度處之蝕刻偏移值的量規資料而計算。在一些實施例中，量規資料可為特徵之CD及/或EP量規資料。在一些實施例中，係數( C _j )可基於所印刷晶圓上之所印刷特徵的量測利用一線性求解器來判定。

利用上文，所揭示程序可接著包括用蝕刻偏移模型來計算蝕刻偏移，該蝕刻偏移表示特徵自抗蝕劑輪廓特徵位置之位移。因此，可利用蝕刻偏移來產生本文中所描述之蝕刻後剖面。

圖7中所描繪之程序流程包括利用階梯特徵遮罩710(例如，階梯特徵遮罩400)與顯影後檢測(ADI)模型720(其亦可為包括抗蝕劑模型之微影模型)以產生表面特徵730(例如，頂部層級處之抗蝕劑輪廓)。類似地，階梯形成遮罩740(例如，階梯形成遮罩300)可與ADI模型720一起利用以產生深度圖750。一個細節在於微影模型(此外其可包括抗蝕劑模型)可改變特徵之形狀(例如，如由表面特徵730所描繪，該表面特徵具有與階梯特徵遮罩710中之特徵不同的形狀，出於比較起見而以虛線再現)。類似改變可出現在階梯形成遮罩740中且被攜載至所得深度圖750。因為蝕刻深度係基於距參考位置650之距離，因此參考位置(例如，深度圖之邊緣)之此改變可影響所計算之蝕刻深度(基於參考位置與特徵位置之間的距離)及因此影響彼等蝕刻深度處之特徵之尺寸。

可用如上文所描述而利用之量規資料770將此等表面特徵730及深度圖750輸入至EB模型760中(等式2)。EB模型760之輸出(EB)可隨後用以預測所有層級處之特徵的準確蝕刻輪廓780。如所見，相較於在各層級處利用不同遮罩，利用基於特徵位置捕捉深度相依性之階梯遮罩極大地減少計算開銷。雖然本發明描述單個階梯遮罩之使用，但在其他實施例中，該程序可利用其他遮罩(例如，一系列卷積)。然而，與要求高度分層結構之各層具有自身遮罩相比，使用一(或多個)遮罩提供計算益處。

圖8繪示根據本發明之一實施例之用於利用機器學習模型來產生經模擬特徵的例示性程序流程。圖8中描繪之程序在許多方面類似於圖7中描繪之程序(其中對應元件再現)，但代替利用用以判定蝕刻偏移的EB模型760，該模型可為用以判定蝕刻偏移及蝕刻輪廓820的機器學習模型810。如圖8中所展示，可用量規資料770來訓練機器學習模型810，類似於如針對圖7所描述而進行，但此處藉由用作至機器學習模型810之輸入的量規資料。此處，程序可包括用機器學習模型來計算蝕刻偏移，其中該蝕刻偏移再次表示特徵自目標特徵位置之位移。亦如前所述，可利用蝕刻偏移來產生經預測蝕刻後剖面。

在另一實施例中，給定深度圖750及抗蝕劑輪廓(或目標圖案) 730之情況下，機器學習模型810自身可直接預測變化深度處之蝕刻輪廓820。此類實施例將省略階梯形成遮罩740，且替代地直接向機器學習模型810提供深度圖750。

圖9繪示根據本發明之一實施例之與機器學習模型一起使用的例示性濾光器。在各種實施例中，不同機器學習模型可用以產生經預測蝕刻後剖面。機器學習模型之類型可包括例如卷積神經網路(CNN)、遞迴神經網路(RNN)、人工神經網路(ANN)等。在圖9之實例中，其中機器學習模型為卷積神經網路，濾光器可為卷積神經網路濾光器910。CNN濾光器910可包括用以表示特徵之位置處之深度的權重。特徵大小隨深度變化之描繪亦展示於此處，類似於如圖6中所描繪之描述。權重可應用於CNN之層中的各種神經元。CNN可根據各種方法來訓練，例如用來自所印刷晶圓之訓練特徵的量測來訓練，用經模擬特徵來訓練等。類似於圖6中所展示之情形，階梯形成遮罩740與CNN濾光器910之卷積可接著產生深度圖920，該深度圖可用以判定深度相依性且藉此判定蝕刻偏移值，如先前所描述。

圖10為根據本發明之一實施例之範例性電腦系統CS的方塊圖。

電腦系統CS包括用於傳達資訊之匯流排BS或其他通訊機制，以及與匯流排BS耦接以用於處理資訊之處理器PRO (或多個處理器)。電腦系統CS亦包括耦接至匯流排BS以用於儲存待由處理器PRO執行之資訊及指令的主記憶體MM，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存裝置。主記憶體MM亦可用於在由處理器PRO執行指令期間儲存臨時變數或其他中間資訊。電腦系統CS進一步包括耦接至匯流排BS以用於儲存用於處理器PRO之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM) ROM或其他靜態儲存裝置。提供諸如磁碟或光碟之儲存裝置SD，且將其耦接至匯流排BS以用於儲存資訊及指令。

電腦系統CS可經由匯流排BS耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器DS，諸如陰極射線管(CRT)，或平板或觸控面板顯示器。包括文數字及其他按鍵之輸入裝置ID耦接至匯流排BS以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器PRO。另一類型之使用者輸入裝置為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器PRO且用於控制顯示器DS上之游標移動的游標控制件CC，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入裝置通常具有在兩個軸線(第一軸線(例如，x)及第二軸線(例如，y))上之兩個自由度，從而允許該裝置指定平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入裝置。

根據一個實施例，本文中所描述之一或多種方法之部分可由電腦系統CS回應於處理器PRO執行主記憶體MM中含有的一或多個指令之一或多個序列而執行。可將此等指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存裝置SD)讀取至主記憶體MM中。主記憶體MM中所含有之指令序列的執行使處理器PRO執行本文中所描述之程序步驟。呈多處理配置之一或多個處理器亦可用以執行主記憶體MM中所含有之指令序列。在一替代實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬連線電路系統。因此，本文中之描述不限於硬體電路系統及軟體之任何特定組合。

如本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」或「機器可讀媒體」係指參與將指令提供至處理器PRO以供執行之任何媒體。此類媒體可採取許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括例如光碟或磁碟，諸如儲存裝置SD。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體MM。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排BS之電線。傳輸媒體亦可採取聲波或光波之形式，諸如在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通訊期間產生之聲波或光波。電腦可讀媒體可為非暫時性的，例如軟碟、可撓性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣。非暫時性電腦可讀媒體可具有記錄於其上之指令。該等指令在由電腦執行時可實施本文中所描述之特徵中之任一者。暫時性電腦可讀媒體可包括載波或其他傳播電磁信號。

可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器PRO以供執行時涉及各種形式之電腦可讀媒體。舉例而言，可初始地將指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中，且使用數據機經由電話線來發送指令。在電腦系統CS本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器以將資料轉換為紅外線信號。耦接至匯流排BS之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料且將資料置放於匯流排BS上。匯流排BS將資料攜載至主記憶體MM，處理器PRO自該主記憶體擷取且執行指令。由主記憶體MM接收到之指令可視情況在由處理器PRO執行之前或之後儲存於儲存裝置SD上。

電腦系統CS亦可包括耦接至匯流排BS之通訊介面CI。通訊介面CI提供與網路鏈路NDL之雙向資料通訊耦接，該網路鏈路連接至區域網路LAN。舉例而言，通訊介面CI可為整合服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供與對應類型之電話線的資料通訊連接。作為另一實例，通訊介面CI可為提供與相容LAN之資料通訊連接的區域網路(LAN)卡。亦可實施無線鏈路。在任何此類實施方案中，通訊介面CI發送且接收攜載表示各種類型之資訊的數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。

網路鏈路NDL通常經由一或多個網路將資料通訊提供至其他資料裝置。舉例而言，網路鏈路NDL可經由區域網路LAN提供與主機電腦HC之連接。此可包括經由全球封包資料通訊網路(現通常被稱作「網際網路」 INT)而提供之資料通訊服務。區域網路LAN (網際網路)可使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。經由各種網路之信號及在網路資料鏈路NDL上且經由通訊介面CI之信號為輸送資訊的例示性形式之載波，該等信號將數位資料攜載至電腦系統CS且自該電腦系統攜載數位資料。

電腦系統CS可經由網路、網路資料鏈路NDL及通訊介面CI發送訊息並接收資料，包括程式碼。在網際網路實例中，主機電腦HC可經由網際網路INT、網路資料鏈路NDL、區域網路LAN及通訊介面CI傳輸用於應用程式之所請求程式碼。舉例而言，一個此類經下載應用程式可提供本文中所描述之方法中的全部或部分。所接收程式碼可在其被接收時由處理器PRO執行，及/或儲存於儲存裝置SD或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統CS可獲得呈載波形式之應用程式碼。

圖11為根據本發明之一實施例之微影投影設備的示意圖。

該微影投影設備可包括照明系統IL、第一物件台MT、第二物件台WT及投影系統PS。

照明系統IL可調節輻射光束B。在此特定狀況下，照明系統亦包含輻射源SO。

第一物件台(例如，圖案化裝置台) MT可具備用以固持圖案化裝置MA (例如，倍縮光罩)之圖案化裝置固持器，且連接至用以相對於項目PS準確地定位該圖案化裝置之第一定位器。

第二物件台(基板台) WT可具備用以固持基板W (例如，抗蝕劑塗佈矽晶圓)之基板固持器，且連接至用以相對於項目PS準確地定位該基板之第二定位器。

投影系統(「透鏡」) PS (例如，折射、反射或反射折射光學系統)可將圖案化裝置MA之經輻照部分成像至基板W之目標部分C (例如，包含一或多個晶粒)上。

如本文中所描繪，設備可屬於透射類型(亦即，具有透射圖案化裝置)。然而，一般而言，其亦可屬於反射類型，例如(具有反射圖案化裝置)。設備可使用與經典遮罩不同種類之圖案化裝置；實例包括可程式化鏡面陣列或LCD矩陣。

源SO (例如，水銀燈或準分子雷射、雷射產生電漿(LPP) EUV源)產生輻射光束。舉例而言，此光束係直接地或在已橫穿諸如光束擴展器Ex之調節設備之後饋入至照明系統(照明器) IL中。照明器IL可包含調整裝置AD，其用於設定光束中之強度分佈的外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，其通常將包含各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。以此方式，照射於圖案化裝置MA上之光束B在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。

在一些實施例中，源SO可在微影投影設備之外殼內(此常常為當源SO為例如水銀燈時之狀況)，但其亦可在微影投影設備之遠端，其所產生之輻射光束被引導至該設備中(例如，憑藉合適引導鏡面)；此後一情境常常為當源SO為準分子雷射(例如，基於KrF、ArF或F ₂雷射作用)時之狀況。

光束PB可隨後截取被固持於圖案化裝置台MT上之圖案化裝置MA。在已橫穿圖案化裝置MA的情況下，光束B可穿過透鏡PL，該透鏡將光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位設備(及干涉量測設備IF)，可準確地移動基板台WT，例如以便使不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。類似地，例如在自圖案化裝置庫機械擷取圖案化裝置MA之後或在掃描期間，第一定位設備可用以相對於光束B之路徑來準確定位圖案化裝置MA。一般而言，可憑藉長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現物件台MT、WT之移動。然而，在步進器(相對於步進掃描工具)之狀況下，圖案化裝置台MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。

所描繪工具可用於兩種不同模式：步進模式及掃描模式。在步進模式中，將圖案化裝置台MT保持基本上靜止，且將整個圖案化裝置影像一次性(亦即，單次「閃光」)投影至目標部分C上。接著可使基板台WT在x及/或y方向上移位，使得不同目標部分C可由光束PB輻照。

在掃描模式中，除單次「閃光」中不曝光給定目標部分C以外，基本上相同之情境適用。實情為，圖案化裝置台MT可在給定方向(所謂的「掃描方向」，例如，y方向)上以速度v移動，使得引起投影光束B在圖案化裝置影像上掃描；同時，基板台WT以速度V=Mv在相同或相反方向上同時地移動，其中M為透鏡PL之放大率(通常，M=1/4或=1/5)。以此方式，可在不必損害解析度之情況下曝光相對較大的目標部分C。

圖12為根據本發明之一實施例之另一微影投影設備(LPA)的示意圖。

LPA可包括源收集器模組SO、經組態以調節輻射光束B (例如，EUV輻射)之照明系統(照明器) IL、支撐結構MT、基板台WT及投影系統PS。

支撐結構(例如，圖案化裝置台) MT可經建構以支撐圖案化裝置(例如，遮罩或倍縮光罩) MA，且連接至經組態以準確地定位該圖案化裝置之第一定位器PM；

基板台(例如，晶圓台) WT可經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W，且連接至經組態以準確地定位該基板之第二定位器PW。

投影系統(例如，反射投影系統) PS可經組態以將藉由圖案化裝置MA賦予至輻射光束B之圖案投影於基板W之目標部分C (例如，包含一或多個晶粒)上。

如此處所描繪，LPA可屬於反射類型(例如，使用反射圖案化裝置)。應注意，由於大多數材料在EUV波長範圍內具吸收性，因此圖案化裝置可具有包含例如鉬與矽之多堆疊的多層反射器。在一個實例中，多堆疊反射器具有鉬與矽之40個層對，其中各層之厚度為四分之一波長。可用X射線微影來產生甚至更小之波長。由於大多數材料在EUV及x射線波長下具吸收性，因此圖案化裝置構形上的經圖案化吸收材料之薄件(例如，多層反射器之頂部上的TaN吸收器)界定特徵將印刷(正型抗蝕劑)或不印刷(負型抗蝕劑)之處。

照明器IL可自源收集器模組SO接收極紫外線輻射光束。用以產生EUV輻射之方法包括但未必限於用在EUV範圍內之一或多個發射譜線將具有至少一個元素(例如，氙、鋰或錫)之材料轉換成電漿狀態。在一種此類方法(常常被稱為雷射產生電漿(「LPP」))中，可藉由用雷射光束來輻照燃料(諸如具有譜線發射元素之材料的小滴、串流或叢集)而產生電漿。源收集器模組SO可為包括雷射之EUV輻射系統的部分，該雷射用於提供激發燃料之雷射光束。所得電漿發射輸出輻射(例如，EUV輻射)，該輸出輻射係使用安置於源收集器模組中之輻射收集器來收集。舉例而言，當CO ₂雷射用以為燃料激發提供雷射光束時，雷射及源收集器模組可為單獨實體。

在此等狀況下，不認為源形成微影設備之部分，且輻射光束係憑藉包含例如合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統而自雷射傳遞至源收集器模組。在其他狀況下，例如，當源為放電產生電漿EUV產生器(常常被稱為DPP源)時，源可為源收集器模組之整體部分。

照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器。一般而言，可調整照明器之光瞳平面中的強度分佈之至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如琢面化場鏡面裝置及琢面化光瞳鏡面裝置。照明器可用以調節輻射光束，以使該輻射光束在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。

輻射光束B可入射於被固持在支撐結構(例如，圖案化裝置台) MT上之圖案化裝置(例如，遮罩) MA上，且藉由該圖案化裝置圖案化。在自圖案化裝置(例如，遮罩)MA反射之後，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統將光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器PS2 (例如，干涉量測裝置、線性編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT，例如以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器PS1可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置(例如，遮罩) MA。可使用圖案化裝置對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如，遮罩) MA及基板W。

所描繪之設備LPA可用於以下模式中之至少一者：步進模式、掃描模式及靜止模式。

在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上(亦即，單次靜態曝光)時，使支撐結構(例如，圖案化裝置台) MT及基板台WT保持基本上靜止。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。

在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上(亦即，單次動態曝光)時，同步地掃描支撐結構(例如，圖案化裝置台)MT及基板台WT。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構(例如，圖案化裝置台)MT之速度及方向。

在靜止模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，圖案化裝置台)MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化裝置，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之各移動之後或在一掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(諸如可程式化鏡面陣列)之無遮罩微影。

圖13為根據本發明之一實施例之微影投影設備的詳細視圖。

如所展示，LPA可包括源收集器模組SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器模組SO經建構及配置成使得可在源收集器模組SO之圍封結構ES中維持真空環境。可由放電產生電漿源形成EUV輻射發射熱電漿HP。可藉由氣體或蒸汽(例如，Xe氣體、Li蒸汽或Sn蒸汽)來產生EUV輻射，其中產生熱電漿HP以發射在電磁波譜之EUV範圍內之輻射。舉例而言，藉由引起至少部分離子化電漿之放電來產生熱電漿HP。為了輻射之高效產生，可能需要分壓為例如10 Pa之Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他合適的氣體或蒸汽。在一實施例中，提供經激發錫(Sn)之電漿以產生EUV輻射。

由熱電漿HP發射之輻射經由定位於源腔室SC中之開口中或後方的可選氣體障壁或污染物截留器CT (在一些狀況下亦被稱作污染物障壁或箔截留器)而自源腔室SC傳遞至收集器腔室CC中。污染物截留器CT可包括通道結構。污染物截留器CT亦可包括氣體障壁，或氣體障壁與通道結構之組合。此項技術中已知，本文中進一步所指示之污染物截留器或污染物障壁CT至少包括通道結構。

收集器腔室CC可包括可為所謂的掠入射收集器之輻射收集器CO。輻射收集器CO具有上游輻射收集器側US及下游輻射收集器側DS。橫穿輻射收集器CO之輻射可自光柵光譜濾光器SF反射以沿著由點虛線「O」指示之光軸而聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常可被稱作中間焦點，且源收集器模組可經配置以使得中間焦點IF位於圍封結構ES中之開口OP處或附近。虛擬源點IF係輻射發射電漿HP之影像。

隨後，輻射橫穿照明系統IL，該照明系統可包括琢面化場鏡面裝置FM及琢面化光瞳鏡面裝置PM，該等裝置經配置以提供在圖案化裝置MA處的輻射光束B之所要角度分佈，以及在圖案化裝置MA處的輻射振幅之所要均一性。在由支撐結構MT固持之圖案化裝置MA處反射輻射光束B之後，形成經圖案化光束PB，且由投影系統PS將經圖案化光束PB經由反射元件RE而成像至由基板台WT固持之基板W上。

比所展示之元件更多的元件通常可存在於照明光學件單元IL及投影系統PS中。取決於微影設備之類型，光柵光譜濾光器SF可視情況存在。此外，可存在比諸圖中所展示之鏡面多的鏡面，例如，在投影系統PS中可存在1至6個額外反射元件。

收集器光學件CO可為具有掠入射反射器GR之巢套式收集器，僅作為收集器(或收集器鏡面)之實例。掠入射反射器GR經安置為圍繞光軸O軸向對稱，且此類型之收集器光學件CO可與通常稱為DPP源之放電產生電漿源組合使用。

圖14為根據本發明之一實施例的微影投影設備LPA之源收集器模組SO的詳細視圖。

源收集器模組SO可為LPP輻射系統之部分。雷射LA可經配置以將雷射能量沈積至諸如氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)之燃料中，從而產生具有數十eV之電子溫度的高度離子化電漿HP。在此等離子之去激發及再結合期間所產生之高能輻射自電漿發射，由近正入射收集器光學件CO收集，且聚焦至圍封結構ES中的開口OP上。

本文中所揭示之概念可模擬或在數學上模型化用於對子波長特徵成像之任何通用成像系統，且可尤其對能夠產生愈來愈短的波長之新興成像技術有用。已在使用中之新興技術包括極紫外線(EUV)、DUV微影，其能夠藉由使用ArF雷射來產生193 nm之波長，且甚至能夠藉由使用氟雷射來產生157 nm之波長。此外，EUV微影能夠藉由使用同步加速器或藉由用高能電子撞擊材料(固體或電漿中任一者)來產生在20 nm至50 nm之範圍內的波長，以便產生在此範圍內之光子。

本發明之實施例可藉由以下條項進一步描述。 1.      一種預測變化深度處之特徵之蝕刻後剖面的方法，該方法包含： 存取特徵之顯影後抗蝕劑剖面；及 將一蝕刻偏移模型應用於該等顯影後抗蝕劑剖面上以獲得該等蝕刻後剖面，其中該蝕刻偏移模型使一蝕刻偏移與一蝕刻深度相關。 2.      如條項1之方法，其中該蝕刻偏移與基於一特徵之一側向位置的該蝕刻深度相關。 3.      如條項1之方法，其中該等顯影後抗蝕劑剖面為經預測抗蝕劑輪廓。 4.      如條項1之方法，其中該蝕刻偏移模型包含指示一遮罩與一濾光器之一卷積的一項，該卷積計算該蝕刻深度。 5.      如條項1之方法，其中該等蝕刻後剖面為蝕刻後CD。 6.      如條項1之方法，該等顯影後抗蝕劑剖面之該判定包含將一抗蝕劑模型應用於一圖案化裝置。 7.      如條項1之方法，其中判定該蝕刻深度係基於該等特徵與一階梯特徵遮罩之一參考位置的距離。 8.      如條項7之方法，其中該階梯特徵遮罩指示該等特徵之位置，該蝕刻深度之該判定包含卷積一階梯形成遮罩與一濾光器，該卷積產生表示該等特徵之位置處之該等深度的一深度圖。 9.      如條項8之方法，其進一步包含藉由判定修改該卷積之一蝕刻偏移貢獻的一係數來校準該蝕刻偏移模型，該係數係基於具有該等特徵在其各別深度處之蝕刻偏移值的量規資料而計算。 10.   如條項9之方法，其中該量規資料為該等特徵之CD及/或EP量規資料。 11.   如條項9之方法，其中該係數係使用一線性求解器來計算，以擬合所印刷晶圓上之所印刷特徵的量測。 12.   如條項9之方法，其進一步包含用該蝕刻偏移模型來計算該蝕刻偏移，該蝕刻偏移表示該等特徵自目標特徵位置之位移，該等蝕刻後剖面係利用該蝕刻偏移而產生。 13.   如條項8之方法，其中該濾光器為一方形濾光器。 14.   如條項8之方法，其中該濾光器為一多高斯濾光器。 15.   如條項8之方法，其中該蝕刻偏移模型為用量規資料訓練之一機器學習模型，該方法進一步包含用該機器學習模型來計算該蝕刻偏移，該蝕刻偏移表示該等特徵自目標特徵位置之位移，該等經預測蝕刻後剖面係利用該蝕刻偏移而產生。 16.   如條項14之方法，其中該機器學習模型為一卷積神經網路，且該濾光器為一卷積神經網路濾光器，其包含用以表示該等特徵之該等位置處之該蝕刻深度的權重。 17.   如條項14之方法，其中該機器學習模型已用來自所印刷晶圓之訓練特徵的量測來訓練。 18.   一種非暫時性電腦可讀媒體，其上記錄有指令，該非暫時性電腦可讀媒體用於預測變化深度處之特徵之一蝕刻後剖面，該等指令在由具有至少一個可程式化處理器之一電腦執行時引起如條項1至17中任一項中之操作。 19.   一種用於預測變化深度處之特徵之一蝕刻後剖面的系統，該系統包含： 至少一個可程式化處理器；及 一非暫時性電腦可讀媒體，其上記錄有指令，該等指令在由具有該至少一個可程式化處理器之一電腦執行時引起如條項1至17中任一項中之操作。

雖然本文中所揭示之概念可用於在諸如矽晶圓之基板上的成像，但應理解，所揭示之概念可與任何類型之微影成像系統，例如用於在不同於矽晶圓的基板上之成像的微影成像系統一起使用。

本文中所揭示元件之組合及子組合構成單獨實施例且僅作為實例提供。此外，以上描述意欲為繪示性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範圍的情況下如所描述進行修改。

10A:微影投影設備 12A:輻射源 14A:光學件 16Aa:光學件 16Ab:光學件 16Ac:透射光學件 18A:圖案化裝置 20A:可調整濾光器或孔徑 22A:基板平面 31:源模型 32:投影光學件模型 33:設計佈局 35:設計佈局模型 36:空中影像 37:抗蝕劑模型 38:抗蝕劑影像 300:階梯形成遮罩 302:蝕刻程序 304a:部分 304b:材料 310:結構 312:層 314:層 316:層 318:層 320:導電層 330:氧化層 400:階梯特徵遮罩 402:圖案 404:圖案 406:圖案 408:圖案 412:特徵 414:特徵 416:特徵 418:特徵 420:尺寸 430:尺寸 540:深度 620:濾光器 630:深度圖 640:距離 650:參考位置 710:階梯特徵遮罩 720:顯影後檢測(ADI)模型 730:表面特徵 740:階梯形成遮罩 750:深度圖 760:EB模型 770:量規資料 780:蝕刻輪廓 810:機器學習模型 820:蝕刻輪廓 910:卷積神經網路濾光器/CNN濾光器 920:深度圖 AD:調整裝置 B:輻射光束 BS:匯流排 C:目標部分 CC:游標控制件/收集器腔室 CI:通訊介面 CO:聚光器/輻射收集器/近正入射收集器光學件 CS:電腦系統 CT:污染物截留器 DS:顯示器/下游輻射收集器側 ES:圍封結構 FM:琢面化場鏡面裝置 GR:掠入射反射器 HC:主機電腦 HP:EUV輻射發射熱電漿/高度離子化電漿 ID:輸入裝置 IF:干涉量測設備/虛擬源點/中間焦點 IL:照明系統(照明器)/照明光學件單元 IN:積光器 INT:網際網路 LA:雷射 LAN:區域網路 LPA:微影投影設備 M1:圖案化裝置對準標記 M2:圖案化裝置對準標記 MA:圖案化裝置 MM:主記憶體 MT:第一物件台/圖案化裝置台/支撐結構 NDL:網路資料鏈路 O:光軸 OP:開口 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PB:經圖案化光束 PL:透鏡 PM:第一定位器/琢面化光瞳鏡面裝置 PRO:處理器 PS:投影系統/項目 PS1:位置感測器 PS2:位置感測器 PW:第二定位器 RE:反射元件 ROM:唯讀記憶體(ROM) SC:源腔室 SD:儲存裝置 SF:光柵光譜濾光器 SO:輻射源/源收集器模組 US:上游輻射收集器側 W:基板 WT:第二物件台(基板台)

併入本說明書中且構成其一部分的隨附圖式展示本文中所揭示之主題的某些態樣，且與描述一起，有助於解釋與所揭示之實施方案相關聯的一些原理。在圖式中，

圖1繪示根據本發明之一實施例的微影投影設備之各種子系統的方塊圖。

圖2繪示根據本發明之一實施例的用於模擬微影投影設備中之微影的例示性流程圖。

圖3繪示根據本發明之一實施例的在階梯形成中蝕刻之結構的例示性部分。

圖4繪示根據本發明之一實施例的在階梯形成中隨著深度變窄的例示性特徵。

圖5繪示根據本發明之一實施例的特徵之基於其在設計佈局中之側向位置的例示性深度相依性。

圖6繪示根據本發明之一實施例的基於圖案化裝置中之特徵之位置的例示性深度圖。

圖7繪示根據本發明之一實施例之用於產生併有蝕刻偏移之經模擬特徵的例示性程序流程。

圖8繪示根據本發明之一實施例之用於利用機器學習模型來產生經模擬特徵的例示性程序流程。

圖9繪示根據本發明之一實施例之與機器學習模型一起使用的例示性濾光器。

圖10為根據本發明之一實施例之範例性電腦系統的方塊圖。

圖11為根據本發明之一實施例之微影投影設備的示意圖。

圖12為根據本發明之一實施例之另一微影投影設備的示意圖。

圖13為根據本發明之一實施例之微影投影設備的詳細視圖。

圖14為根據本發明之一實施例的微影投影設備之源收集器模組的詳細視圖。

300:階梯形成遮罩

310:結構

400:階梯特徵遮罩

540:深度

620:濾光器

630:深度圖

640:距離

650:參考位置

Claims (15)

1. 一種非暫時性電腦可讀媒體，其上記錄有指令，該等指令在由具有至少一個可程式化處理器之一電腦執行時使該電腦執行一種預測變化深度處之特徵之蝕刻後剖面的方法，該方法包含： 存取特徵之顯影後抗蝕劑剖面；及 將一蝕刻偏移模型應用於該等顯影後抗蝕劑剖面上以獲得該等蝕刻後剖面，其中該蝕刻偏移模型使一蝕刻偏移與一蝕刻深度相關。
2. 如請求項1之媒體，其中該蝕刻偏移與基於一特徵之一側向位置的該蝕刻深度相關。
3. 如請求項1之媒體，其中該等顯影後抗蝕劑剖面為經預測抗蝕劑輪廓。
4. 如請求項1之媒體，其中該蝕刻偏移模型包含指示一遮罩與一濾光器之一卷積的一項，該卷積計算該蝕刻深度。
5. 如請求項1之媒體，其中該等蝕刻後剖面為蝕刻後CD。
6. 如請求項1之媒體，其中該等顯影後抗蝕劑剖面之該判定包含將一抗蝕劑模型應用於一圖案化裝置。
7. 如請求項1之媒體，其中判定該蝕刻深度係基於該等特徵與一階梯特徵遮罩之一參考位置的距離。
8. 如請求項7之媒體，其中該階梯特徵遮罩指示該等特徵之位置，該蝕刻深度之該判定包含卷積一階梯形成遮罩與一濾光器，該卷積產生表示該等特徵之位置處之該等深度的一深度圖。
9. 如請求項8之媒體，其中該方法包含藉由判定修改該卷積之一蝕刻偏移貢獻的一係數來校準該蝕刻偏移模型，該係數係基於具有該等特徵在其各別深度處之蝕刻偏移值的量規資料而計算。
10. 如請求項9之媒體，其中該量規資料為該等特徵之CD及/或EP量規資料。
11. 如請求項9之媒體，其中該係數係使用一線性求解器來計算，以擬合所印刷晶圓上之所印刷特徵的量測。
12. 如請求項9之媒體，其中該方法進一步包含用該蝕刻偏移模型來計算該蝕刻偏移，該蝕刻偏移表示該等特徵自目標特徵位置之位移，該等蝕刻後剖面係利用該蝕刻偏移而產生。
13. 如請求項8之媒體，其中該濾光器為一方形濾光器或一多高斯濾光器。
14. 如請求項8之媒體，其中該蝕刻偏移模型為用量規資料訓練之一機器學習模型，其中該方法進一步包含用該機器學習模型來計算該蝕刻偏移，該蝕刻偏移表示該等特徵自目標特徵位置之位移，該等經預測蝕刻後剖面係利用該蝕刻偏移而產生。
15. 如請求項14之媒體，其中該機器學習模型為一卷積神經網路，且該濾光器為一卷積神經網路濾光器，其包含用以表示該等特徵之該等位置處之該蝕刻深度的權重。