-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Bestimmung
einer Qualität
einer Lichtquelle und insbesondere auf Verfahren zur Bestimmung
einer Qualität
einer Lichtquelle, die in einem photolithographischen Prozess angewendet
wird.
-
Beschreibung des Stands der
Technik
-
Mit
der breiten Anwendung von elektronischen Produkten wird auch die
Halbleitertechnologie bei der Herstellung von Speichern, Zentralverarbeitungseinheiten
(CPU), Anzeigevorrichtungen, Licht-emittierenden Dioden (LEDs),
Laserdioden und anderen Vorrichtung oder Chipsätzen weit verbreitet eingesetzt.
Um eine hohe Integration und hohe Anforderungen zu erreichen, sind
die Abmessungen der integrierten Halbleiterschaltkreise reduziert
worden, wobei verschiedene Materialien und Techniken vorgeschlagen
wurden, um diese Ziele zu erreichen und die Hindernisse während der
Herstellung zu überwinden.
Um die Abmessungen in integrierten Vorrichtungen und Schaltungen
zu reduzieren, spielt die photolithographische Technik, z. B. der Belichtungsprozess,
eine wichtige Rolle.
-
Der
Belichtungsprozess erfordert eine Lichtquelle, die die Auflösung der
Merkmals- oder Featureabmessungen von integrierten Schaltkreisen
bestimmt. Durch ein Vergrößern der
Tiefenschärfe
(DOF) der Lichtquelle, der Qualität der Lichtquelle oder anderen
Bedingungen des Belichtungsschritts kann die gewünschte Auflösung erhalten werden. Demzufolge
wurden Verfahren zur Bestimmung der Qualität der Lichtquelle vorgeschlagen.
-
Die 1A und 1B zeigen
Bilder von Pupillenabbildungen. Eine Pupillenabbildung ist ein Bild
des Lichts einer Lichtquelle, das auf einem Bildsensor-Array auftrifft,
wobei die Pupillenabbildung verwendet wird, um zu bestimmen, ob
die Lichtquelle zur Anwendung in einem photolithographischem Prozess
akzeptabel ist. Um die Pupillenabbildungen zu erzeugen, wird ein
Licht von einem Lichtquellenmodul bereitgestellt. Das Licht passiert
eine Blende und wird auf ein Ladungskopplervorrichtungs(CCD)-Array
projiziert. Das CCD-Array enthält
eine Vielzahl von CCDs. Jede dieser CCDs tastet eine entsprechende
Intensität
(Graustufenwert) ab und re präsentiert
eine Adresse in dem CCD-Array. Somit erzeugt das CCD-Array das Bild
der entsprechenden Pupillenabbildung.
-
Üblicherweise
bestimmt ein Ingenieur oder ein Anwender die Qualität der Lichtquelle
basierend auf einer visuellen Untersuchung und der persönlichen
Erfahrung. Ein erfahrener Ingenieur oder Anwender kann die Pupillenabbildung
gemäß 1A von
der Pupillenabbildung gemäß 1B aufgrund
einer Verzerrung, von Fehlstellen oder Diskontinuitäten der
Pupillenabbildung in 1B unterscheiden. Die Pupillenabbildung
in 1A ist akzeptabel, wobei die Pupillenabbildung
der 1B unakzeptabel ist. Die Bedingungen des Lichtquellenmoduls,
das die Pupillenabbildung gemäß 1B erzeugt,
werden verändert,
um eine beabsichtigte Pupillenabbildung zu erzeugen. Wenn die Verzerrungen,
Fehlstellen und Diskontinuitäten
der Pupillenabbildung substantiell aber nicht so erheblich sind,
dass es schwierig ist, die Qualität der Lichtquelle zu bestimmen, können einige
unerwünschte
Pupillenabbildungen fälschlicherweise
als Pupillenabbildung mit akzeptabler Qualität bestimmt werden. Die Bedingungen
des Belichtungsschritts von derartigen Pupillenabbildungen werden
dann zur Durchführung
eines photolithographischen Prozesses verwendet. Derartige Bedingungen
des Belichtungsschritts erzeugen jedoch unerwünschte photolithographische
Strukturen und beeinträchtigen
nachfolgende Prozesse.
-
Basierend
auf der vorstehenden Beschreibung besteht ein Bedürfnis für verbesserte
Verfahren zur Bestimmung der Qualität einer Lichtquelle.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb, Verfahren zur Bestimmung der Qualität einer
Lichtquelle anzugeben, bei denen eine Fehleinschätzung vermieden wird und die
ein zuverlässiges
Ergebnis bei der Beurteilung der Lichtqualität bereitstellen.
-
Die
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
-
Nach
einem der Ausführungsbeispiele
enthält
ein Verfahren die folgenden Schritte: Ein Bildsensor-Array wird
mit einem Licht von einer Lichtquelle belichtet. Die Adressen und
entsprechenden Intensitäten
einer Vielzahl von Positionen in einer Pupillenabbildung, die die
Intensitäten
des Lichts von der Lichtquelle auf dem Imagesensor-Array repräsentieren,
werden gesammelt. Es wird wenigstens eine innere Kurve und eine äußere Kurve
der Pupillenabbildung basierend auf den gesammelten Adressen und
entsprechenden Intensitäten
definiert. Wenn die Adressen eine vorherbestimmte Struktur in Bezug
auf wenigstens die innere oder die äußere Kurve aufweisen, wird
die Lichtquelle in einem photolithographischen Prozess verwendet.
-
Ein
anderes exemplarisches Ausführungsbeispiel
enthält
ein Verfahren mit den folgenden Schritten. Ein Bildsensor-Array
wird mit einem Licht von einer Lichtquelle belichtet. Es werden
die Adressen und die entsprechenden Intensitäten einer Vielzahl von Positionen
auf einer Pupillenabbildung gesammelt, die die Intensitäten des
Lichts von der Lichtquelle auf dem Bildsensor-Array repräsentieren.
Die gesammelten Intensitäten werden
addiert, um eine Gesamtsummenintensität zu berechnen. Es wird wenigstens
eine innere Kurve oder eine äußeren Kurve
der Pupillenabbildung basierend auf den gesammelten Adressen und
entsprechenden Intensitäten
definiert, wobei die innere Kurve eine Vielzahl von Adressen umschließt, die
etwa 10% der gesamten Summenintensität entsprechen, und die äußere Kurve
eine Vielzahl von Adressen umschließt, die etwa 90% der gesamten
Summenintensität
entsprechen. Die Lichtquelle wird in einem photolithographischen
Prozess angewendet, wenn die Adressen eine vorherbestimmte Struktur
in Bezug auf die innere Kurve und die äußere Kurve aufweisen.
-
Gemäß einem
weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel
enthält
ein Verfahren die folgenden Schritte. Ein Bildsensor-Array wird
mit einem Licht von einer Lichtquelle belichtet. Die Adressen und
entsprechenden Intensitäten
einer Vielzahl von Positionen auf einer Pupillenabbildung, die die
Intensitäten
des Lichts von der Lichtquelle auf dem Bildsensor-Array repräsentieren,
werden gesammelt. Es wird eine Vielzahl von Segmenten auf der Pupillenabbildung
gebildet, wobei jedes Segment eine Vielzahl von Adressen mit entsprechend
normalisierten Intensitäten
enthält.
Auf der Pupillenabbildung wird eine äußere Kurve definiert. Dann wird
ein gültiges
Gebiet in jedem der Segmente berechnet. Es wird eine Anzahl von
Segmenten mit gültigen Gebieten
gezählt,
die größer als
ein erster vorherbestimmter Wert sind. Wenn die Anzahl der Segmente
mit gültigen
Gebieten, die größer als
der erste vorherbestimmte Wert sind, größer ist als ein zweiter vorherbestimmter
Wert, wird die Lichtquelle in einem photolithographischen Prozess
angewendet.
-
Die
obigen und anderen Beispiele werden anhand der folgenden detaillierten
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen näher
erklärt.
-
Kurze Beschreibung der Figuren
-
Im
Folgenden werden die beispielhaften Figuren kurz beschrieben. Diese
stellen nur beispielhafte Ausführungsbeispiele
dar, wobei der Bereich der vorliegenden Erfindung durch diese nicht
beschränkt
wird. In den Figuren zeigen:
-
1A und 1B Bilder
von Pupillenabbildungen.
-
2A–2C Bilder
von verschiedenen beispielhaften Pupillenabbildungen.
-
3 ein
Flussablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zur Bestimmung
einer Qualität
einer Lichtquelle.
-
4A eine
exemplarische Pupillenabbildung nach einer Koordinatentransformation.
-
4B eine
exemplarische Pupillenabbildung mit einem inneren Kreis und einem äußeren Kreis.
-
5A eine
schematische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem inneren
Kreis C1 und der Intensitätskonturlinie
C3 gemäß 4B darstellt.
-
5B eine
schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem äußeren Kreis
C2 und der Intensitätenkonturlinie
C4 gemäß 4B darstellt.
-
6A ein
Flussablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Bestimmung
einer Qualität
einer Lichtquelle.
-
6B eine
schematische Darstellung einer exemplarischen 3-D Pupillenabbildung.
-
6C eine
Schnittansicht entlang einer Schnittlinie 6C-6C durch die Mitte
der Pupillenabbildung gemäß 6B.
-
7A ein
Flussablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zur Bestimmung
einer Qualität
einer Lichtquelle.
-
7B eine
schematische Darstellung, bei der eine Pupillenabbildung in Segmente
unterteilt ist.
-
7C eine
schematische Darstellung, die ein beispielhaftes vergrößertes erstes
Segment aus einer Pupillenabbildung gemäß 7B zeigt.
-
7D eine
schematische Darstellung, die die in Schritt 730 beschriebene
Transformation zeigt.
-
7E eine
schematische Darstellung, die die in Schritt 730 beschriebene
Transformation zeigt.
-
Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
-
Diese
Beschreibung der beispielhaften Ausführungsbeispiele soll in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen
gelesen werden, die einen Teil der Beschreibung bilden. In der Beschreibung
wird mit den relativen Bezeichnungen, wie "untere", "obere", "horizontal", "vertikal", "über", "unter", "hoch", "runter", "oben" und "unten", als auch mit Ableitungen
von diesen (z. B. "horizontal", "nach unten gerichtet", "nach oben gerichtet", etc.) die Orientierung
oder die Darstellung in der Zeichnung beschrieben. Diese relativen
Bezeichnungen werden dabei verwendet, um die Beschreibung verständlich zu
machen, wobei es nicht erforderlich, dass die Vorrichtung in einer
bestimmten Orientierung konstruiert ist oder betrieben wird.
-
Die 2A und 2C zeigen
Bilder von verschiedenen beispielhaften Pupillenabbildungen. Jede Pupillenabbildung
repräsentiert
ein Licht von einer Lichtquelle, das von einem Bild-Array, beispielsweise
einem CCD-Array, einem CMOS-Bildsensor-Array oder ähnlichem, aufgenommen wird.
In den 2A–2C enthalten
die Pupillenabbildung 200 in 2A eine
runde Pupillenabbildung, eine Ringpupillenabbildung, wie in 2B und
eine Pupillenabbildung mit vier Lichtbereichen, die bei 45° in Bezug
auf eine horizontale Achse angeordnet sind, wie in 2C gezeigt.
In den anderen Ausführungsbeispielen
(nicht dargestellt) kann die Pupillenabbildung beispielsweise eine
ovale Pupillenabbildung, eine im Wesentlichen runde Pupillenabbildung oder
eine andere Pupillenabbildung mit wenigstens einem Lichtbereich
sein, der an verschiedenen Winkeln in Bezug auf eine horizontalen
Achse angeordnet ist. Die Pupillenabbildung in 2A weist
einen Lichtbereich 210 und einen Kreis 215 auf.
Der Kreis 215 zeigt die Maximalabmessung an, die der Radius
des Lichtbereichs 210 erreichen kann. Die Pupillenabbildung
in 2B hat einen Lichtbereich 210, einen
Maximalabmessungskreis 215 und ein abgeschirmtes Gebiet 220.
Das abgeschirmte Gebiet 220 entsteht, wenn das Licht eine
runde Blende passiert, die zwischen der Quelle des Lichts und einem
CCD-Array angeordnet ist. Die Lichtquelle mit der donutartigen Pupillenabbildung
verbessert die Tiefenschärfe
(DOF) des photolithographischen Prozesses. Die Pupillenabbildung
in 2C hat vier Lichtbereiche 210 und einen
Maximalabmessungskreis 215. Die Pupillenabbildung in 2C kann
gebildet werden, wenn das Licht ein Kreuz mit einer zentralen runden
Blende passiert, die zwischen der Lichtquelle und einem CCD-Array
angeordnet ist. Die Anwendung der Lichtquelle mit der Pupillenabbildung
gemäß 2C verbessert
auch die DOF des photolithographischen Prozesses. Anhand der obigen
Ausführungen
kann ein Fachmann die Art einer Pupillenabbildung für einen
gewünschten photolithographischen
Prozess leicht durch Auswählen
eines entsprechenden Blendentyps auswählen.
-
3 zeigt
ein Flussablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zur Bestimmung
der Qualität einer
Lichtquelle.
-
In
Schritt 300 wird das Bildsensor-Array mit einem Licht von
einer Lichtquelle belichtet. Die detaillierten Beschreibungen entsprechen
denen der 2A–C.
-
In
Schritt
310 werden die Adressen und die entsprechenden
Intensitäten
gesammelt, die einer Vielzahl von Positionen auf einer Pupillenabbildung
entsprechen, die die Intensität
des Lichts von der Lichtquelle darstellen. Die Adressen, die die
Positionen des CCDs in dem CCD-Array repräsentieren, weisen entsprechende Intensitäten auf.
Die Adressen können
beispielsweise Adressen in einem kartesischen Koordinatensystem,
in einem Polar-Koordinatensystem oder Adressen in einem anderen
Koordinatensystem enthalten. In den Ausführungsbeispielen sind die Adressen
Adressen in einem kartesischen Koordinatensystem, wie in Tabelle
1 dargestellt. Tabelle 1
X
(mm) | Y
(mm) | Intensität (I) (a.u.) |
| | |
–0.39851 | –0.971389 | 0.000175 |
–0.373611 | –0.971389 | 0.000269 |
–0.348704 | –0.971389 | 0.004330 |
–0.323796 | –0.971389 | 0.009940 |
–0.298889 | –0.971389 | 0.008340 |
–0.273982 | –0.971389 | 0.002815 |
–0.249074 | –0.971389 | 0.006727 |
–0.224167 | –0.971389 | 0.009749 |
-
Tabelle
zeigt einen Teil der Adressen von entsprechenden Intensitäten entlang
der Y-Achse "–0,971389". In einigen Ausführungsbeispielen
wird der Mittelpunkt der Pupille als Mittelpunkt des Kartesischen
Koordinatensystems verwendet. Somit sind in den gesammelten Adressen
negative Adressen enthalten. In einigen Ausführungsbeispielen werden die
den Adressen entsprechenden Intensitäten während oder nach dem Schritt 310 normalisiert,
in dem die Adressen gesammelt werden. Es wird darauf hingewiesen,
dass die Anzahl der Adressen basierend auf der Auflösung der
Pupillenabbildung verändert
werden kann. Wenn eine Pupillenabbildung mit einer hohen Auflösung gewünscht wird,
werden mehr Adressen und ein CCD-Array mit einer hohen Pixelanzahl
verwendet.
-
In 4A wird
eine beispielhafte Pupillenabbildung nach einer Koordinatentransformation
gezeigt.
-
In 3 werden
in Schritt 320 Adressen in einem Kartesischen Koordinatensystem
in Adressen eines Polar-Koordinatensystems transformiert. Die Pupillenabbildung 400 enthält eine
Vielzahl von Adressen mit entsprechenden Intensitäten. In
einigen Ausführungsbeispielen
sind die in Schritt 310 gesammelten Adressen, Adressen
in einem Kartesischen Koordinatensystem. Für derartige Ausführungsbeispiele
transformiert Schritt 320 die Adressen von dem Kartesischen
Koordinatensystem mit entsprechenden Intensitäten I(x, y) in Adressen in
einem Polar-Koordinatensystem mit entsprechenden Intensitäten I(r, θ) mittels
eines Koordinatentransformationsverfahrens. Beispielsweise wird
I(0,5, 0,5) in I(0,707, Π/4)
transformiert. Das Transformationsverfahren kann beispielsweise
ein allgemeines Verfahren zur Koordinatentransformation sein, beispielsweise
r = (x2 + y2)1/2 und θ =
tan–1(y/x).
-
In
einigen Ausführungsbeispielen
wird der oben beschriebene Koordinatentransformationsschritt 320 nicht
verwendet, wenn die in Schritt 310 gesammelten Adressen
mit entsprechenden Intensitäten
bereits im Polar-Koordinatensystem vorliegen. Mit der Adresssammlung
in einem Polar-Koordinatensystem können die nachfolgenden Schritte 330 und 340 durchgeführt werden.
-
4B zeigt
eine beispielhafte Pupillenabbildung mit einem inneren und einem äußeren Kreis.
-
Gemäß
3 werden
im Adresstransformationsschritt
330 eine innere Kurve C1
und eine äußere Kurve
C2 der Pupillenabbildung
400 definiert. In einigen Ausführungsbeispielen
sind die innere Kurve C1 und die äußere Kurve C2 kreisförmig ausgebildet,
wie in
4B gezeigt. Der innere Kreis
C1 hat einen Radius R1, wobei der äußere Kreis C2 einen Radius
R2 aufweist. Der Radius R1 ist der Abstand vom Mittelpunkt "O" der Pupillenabbildung
400 zu
einer Adresse im Polar-Koordinatensystem mit einem Wert von etwa
7,5% bis 12,5% von der totalen Summenintensität (I
sum).
Der äußere Kreis
C2 hat einen Radius R2, wobei der Radius R2 der Abstand vom Mittelpunkt "O" der Pupillenabbildung zu einer Adresse
im Polar-Koordinatensystem ist, die einen Wert von etwa 87,5% von
I
sum bis etwa 92,5% von I
sum aufweist.
I
sum kann mittels der Gleichung (1) bestimmt werden:
-
Durch
Berechnen der totalen Summenintensität I
sum kann
eine Adresse beispielsweise mit 10% der totalen Summenintensität I
sum gefunden werden. Die Adresse für I(r, θ) kann bestimmt
werden, um die Gleichung (2) zu berechnen.
-
Wenn
beispielsweise die Gleichung (2) angibt, dass die Adresse von 10%
von Isum gleich (0,55061, 3/4Π) ist, ist
der Radius R1 gleich 0,55061. Der innere Kreis C1 wird dann auf
der Pupillenabbildung basierend auf dem Radius R1, wie in 4B gezeigt,
definiert.
-
Durch
Berechnen der totalen Summenintensität I
sum kann
die Adresse beispielsweise mit 90% der totalen Summenintensität I
sum gefunden werden. Die Adresse von I(r, θ) kann basierend
auf Gleichung (3) wie folgt bestimmt werden:
-
Wenn
Gleichung (3) angibt, dass die Adresse von 90% Isum gleich
(0,88428, 7/8Π)
ist, ist der Radius R2 0,88428. Der innere Kreis C1 und der äußere Kreis
C2 werden dann auf der Pupillenabbildung 400 basierend
auf den Radien R1 und R2 definiert, wie in 4B gezeigt.
-
Gemäß 4B zeigt
die Pupillenabbildung 400 auch eine Vielzahl von Intensitätskonturlinien
C3 und C4, die entsprechend an den inneren Kreis C1 und an den äußeren Kreis
C2 angrenzen. Die Intensitätskonturlinien
C3 und C4 werden bestimmt, um die Qualität der Lichtquelle zu bestimmen.
-
5A zeigt
eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem inneren
Kreis C1 und der Intensitätskonturlinie
C3 gemäß 4B zeigt.
-
In
einigen Ausführungsbeispielen
weist der innere Kreis C1 den Radius R1 auf, der der Abstand vom Mittelpunkt "O" der Pupillenabbildung zur Adresse im
Polar-Koordinatensystem mit einem Wert von etwa 10% Isum ist.
Die Intensitätskonturlinie
C3 stellt eine Kurve dar, die von der Ortskurve der Adressen mit
etwa 10% der normalisierten Intensität gebildet wird. Die Radien
R1max und R1min sind Abstände
vom Mittelpunkt "O" der Pupillenabbildung
zu den Adressen des Koordinatensystems entsprechend etwa 7,5% von
Isum und etwa 12,5% von Isum.
Die Radien C1max und C1min werden entspre chend den Radien R1max
und R1min gebildet. Der Kreis C1min umschließt eine Vielzahl von Adressen,
die etwa 7,5% von Isum aufweisen. Der Kreis
C1max umschließt
eine Vielzahl von Adressen der etwa 12,5% von Isum aufweist.
Wenn die Adressen entsprechend etwa 10% der normalisierten Intensität im Wesentlichen
innerhalb des Bereichs liegen, der zwischen den Kreisen C1max und
C1min gebildet wird, wird bestimmt, dass die Qualität der Lichtquelle
akzeptabel ist. Unter diesen Umständen wird Schritt 335 erfüllt und
die Lichtquelle wird in einem photolithografischen Prozess in Schritt 340 verwendet,
wie in 3 gezeigt. Ein Halbleiterwafer wird mittels eines
photolithographischen Prozesses hergestellt. Im Gegensatz dazu sollte,
wenn die Adressen entsprechend etwa 10% der normalisierten Intensität nicht
in den Bereich zwischen den Kreisen C1max und C1min fallen, die
Qualität
der Lichtquelle verbessert werden und Schritt 335 wird
nicht erfüllt,
wie in 3 gezeigt. Unter diesen Abständen wird eine modifizierte Lichtquelle
angewendet und die Schritte 300–335 werden wiederholt,
um die Qualität
der Lichtquelle zu bestimmen, wie in 3 gezeigt.
-
In
einigen Ausführungsbeispielen
ist es nicht notwendig, beide Kreise C1max und C1min zu berechnen,
um die Qualität
der Lichtquelle zu bestimmen. Beispielsweise wird die Qualität der Lichtquelle
als akzeptabel bestimmt und es können
die Schritte 335 und 340 gemäß 3, wie oben
dargestellt, durchgeführt
werden, wenn die Adressen auf dem inneren Kreis C1 mit den Intensitäten übereinstimmen,
die gleiche oder fast gleiche normalisierte Intensitäten aufweisen.
-
In
einigen Ausführungsbeispielen
wird nur einer der Kreise C1max und C1min verwendet, um die Qualität der Lichtquelle
zu bestimmen. In einigen Ausführungsbeispielen
wird, wenn die Adressen von etwa 10% der normalisierten Intensität entsprechend
in den Kreis C1max fallen, die Qualität der Lichtquelle als akzeptabel
bestimmt und die Schritte 335 und 340 können, wie
oben beschrieben, gemäß 3 durchgeführt werden. In
einigen Ausführungsbeispielen
wird, wenn die Adressen von etwa 10% der normalisierten Intensität außerhalb
des Kreises C1min fallen, die Qualität der Lichtquelle als akzeptabel
bestimmt und die Schritte 335 und 340 können wie
in 3 durchgeführt
werden.
-
5B zeigt
schematisch die Beziehung zwischen dem äußeren Kreis C2 und der Intensitätskonturlinie
C4 gemäß 4B.
-
In
einigen Ausführungsbeispielen
weist der äußere Kreis
C2 den Radius R2 auf, der dem Abstand vom Mittelpunkt "O" der Pupillenabbildung zur Adresse im
Polar-Koordinatensystem entsprechend etwa 90% von Isum entspricht.
Die Intensitätskonturlinie
C4 wird von den Adressen von etwa 90% der normalisierten Adressen gebildet.
Die Radien R2max und R2min sind Abstände vom Mittelpunkt "O" der Pupillenabbildung zur Adresse im
Polar-Koordinatensystem von etwa 87,5% Isum und
etwa 92,5% Isum. Die Kreise C2max und C2min
entsprechen den Radien R2max und R2min. Der Kreis C2min umschließt eine
Vielzahl von Adressen mit etwa 87,5% von Isum.
Der Kreis C2max umschließt
eine Vielzahl von Adressen mit etwa 92,5% von Isum.
Wenn die Adressen von etwa 90% der normalisierten Intensität im Wesentlichen
in den Bereich fallen, der zwischen den Kreisen C2max und C2min
gebildet wird, wird die Qualität
der Lichtquelle als akzeptabel bestimmt. Unter diesen Umständen ist
Schritt 335 erfüllt
und die Lichtquelle wird in einem photolithographischen Prozess
in dem in 3 dargestellten Schritt 340 angewendet.
Im Gegensatz dazu sollte, wenn die Adressen entsprechend 90% der normalisierten
Intensitäten
nicht in den Bereich fallen, der von den Kreisen C2max und C2min
gebildet wird, die Qualität
der Lichtquelle verbessert werden, wobei der Schritt 335 nicht,
wie in 3 dargestellt, erfüllt wird. Unter diesen Umständen wird
eine modifizierte Lichtquelle angewendet und die Schritte 300 bis 335 werden wiederholt,
um die Qualität
der Lichtquelle, wie 3 dargestellt, zu bestimmen.
-
In
einigen Ausführungsbeispielen
ist es nicht notwendig, beide Kreise C2max und C2min zu berechnen,
um die Qualität
der Lichtquelle zu bestimmen. Beispielsweise wird die Qualität der Lichtquelle
als akzeptabel bestimmt, wenn die den Intensitäten entsprechenden Adressen
auf dem äußeren Kreis
C2 gleiche oder im Wesentlichen gleiche normalisierten Intensitäten aufweisen,
wobei dann die Schritte 335 und 340, wie in 3 dargestellt,
durchgeführt
werden können.
-
In
einigen Ausführungsbeispielen
wird nur einer der Kreise C2max oder C2min verwendet, um die Qualität der Lichtquelle
zu bestimmen. Dabei wird in einigen Ausführungsbeispielen die Qualität der Lichtquelle als
akzep tabel bestimmt, wenn die Adressen von etwa 90% der normalisierten
Intensität
in den Kreis C2max fallen, und die Schritte 335 und 340 können dann,
wie in 3 dargestellt, durchgeführt werden. In einigen Ausführungsbeispielen
wird die Qualität
der Lichtquelle als akzeptabel bestimmt, wenn die Adressen von etwa 90%
der normalisierten Intensität
außerhalb
des Kreises C2min liegen und die Schritte 335 und 340 gemäß 3 können dann
durchgeführt
werden.
-
Die
Kreise C1 und C2, die Gebiete von 10% Isum und
90% Isum umschließen, sind nur beispielhafte
Werte. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese beschränkt. Der
Fachmann kann die Kreise C1 und C2 entsprechend den unterschiedlichen
Prozentsätzen
der gesamten Summenintensität
(Isum) basierend auf einer gewünschten
Qualität
der Lichtquelle leicht auswählen.
-
Es
wird darauf hingewiesen, dass der innere Kreis C1, der äußere Kreis
C2 oder beide verwendet werden, wenn eine gewünschte Qualität der Lichtquelle
bestimmt werden kann. Beispielsweise kann die Qualität der Lichtquelle,
die die Pupillenabbildung gemäß 2A und 2C erzeugt,
unter Verwendung von einem oder von beiden Kreise C1 und C2 bestimmt
werden. Die Qualität
der Lichtquelle, die die Pupillenabbildung gemäß 2B erzeugt,
kann unter Verwendung des äußeren Kreises
C2 allein bestimmt werden, ohne einen inneren Kreis zu erfordern.
Basierend auf der obigen Beschreibung kann der Fachmann leicht den
inneren Kreis C1, den äußeren Kreis
C2 oder beide verwenden, um eine gewünschte Qualität der Lichtquelle
zu erhalten.
-
In
einigen Ausführungsbeispielen
können
die Kurven beispielsweise kreisförmig,
ein Teil eines Kreises oder andere Kurven sein, die geeignet sind,
eine Grenze zu bilden, um die Lichtqualität zu bestimmen. Beispielsweise
weist 2C vier Lichtbereiche auf, wobei
Teile der Kreise C1 und C2 ausreichend sind, um die Qualität der Lichtquelle
zu bestimmen. Der Fachmann kann somit leicht die Form der Kurve
modifizieren oder auswählen,
um die Qualität
der Lichtquelle zu bestimmen.
-
Im
Folgenden wird eine Beschreibung eines anderen beispielhaften Verfahrens
zur Bestimmung einer Lichtquelle angegeben.
-
6A zeigt
ein Flussablaufdiagramm zur Darstellung eines beispielhaften Verfahrens
zur Bestimmung einer Qualität
einer Lichtquelle.
-
Ein
Halbleiter-Wafer wird mittels eines photolithographischen Prozesses
gefertigt. In 6A sind die Schritte 600, 610, 630, 635 und 640 ähnliche
Schritte wie in 3, nur um 300 erhöht. Somit
können
diese Schritte in 6A die gleichen Schritte wie
in 3 sein, so dass deren Beschreibung nicht wiederholt
wird.
-
Nach
Schritt 610 wandelt Schritt 620 die Adressen und
Intensitäten
in eine 3D-Zeichnung um, wie in 6B dargestellt.
In 6B enthält
die 3D-Zeichnung
Adresskoordinaten X und Y und die Intensitätskoordinate Z.
-
Die
Adresskoordinaten X und Y können
beispielsweise kartesische Koordinaten oder Polar-Koordinaten sein.
In einigen Ausführungsbeispielen
sind Intensitäten
an verschiedenen Adressen in der 3D-Pupillenabbildung 650 normalisiert.
In einigen Ausführungsbeispielen
werden die Adressen und entsprechenden Intensitäten der Pupillenabbildung gemäß 2B verwendet,
um die 3D-Pupillenabbildung 650 zu erzeugen. Die 3D-Pupillenabbildung 650 enthält somit
einen hohlen Bereich 660, der den Blendenbereich 220 gemäß 2B darstellt.
-
Nach
Schritt 630 bildet Schritt 633 eine Schnittansicht
der 3D-Pupillenabbildung 650 und erzeugt eine in 6C gezeigte
Abbildung. 6C zeigt eine Schnittdarstellung
entlang der Linie 6C-6C durch den Mittelpunkt "C" der
3D-Pupillenabbildung 650 gemäß 6B. In 6C repräsentieren
C1 und C2 die Kreise, wie in Verbindung mit 5A und 5B gezeigt.
Die Punkte 670 zeigen normalisierte Intensitäten der
Adressen der 3D-Pupillenabbildung 650 entlang der Schnittlinie
6C-6C. Die Kurve 680 ist mittels eines Polynom-Regressionsverfahrens
nachgeformt, um durch die Punkte 670 oder angrenzend zu
den Punkten 670 zu verlaufen. In einigen Ausführungsbeispielen
ist die Kurve 680 beispielsweise eine Parabel. Wenn alle
Punkte 670 auf oder nahe an der Kurve 680 liegen,
dann hat die Lichtquelle wenigstens die gewünschte Qualität. Wie in 6C gezeigt,
liegen die Punkte 670 entweder auf oder leicht neben der
Kurve 680. Unter diesen Umständen ist Schritt 635 erfüllt und
die Lichtquelle wird in einem photolithographischen Prozess in Schritt 640 angewendet, wie
in 6A gezeigt. Im Gegensatz sollte, wenn eine erhebliche
Anzahl der Punkte 670 nicht auf oder nahe zur Kurve 680 liegen,
die Qualität
der Lichtquelle verbessert werden, wobei Schritt 635 dann
nicht erfüllt
ist, wie in 6A gezeigt. Unter diesen Umständen wird
eine modifizierte Lichtquelle angewendet und die Schritte 600–635 werden
wiederholt, um die Qualität
der Lichtquelle zu bestimmen, wie in 6A gezeigt.
-
7A zeigt
ein Flussablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zur Bestimmung
der Qualität einer
Lichtquelle zeigt. 7B zeigt eine schematische Darstellung
einer Pupillenabbildung, die in Segmente eingeteilt ist. 7C ist
eine schematische Darstellung, die beispielhaft ein vergrößertes erstes
Segment der Pupillenabbildung gemäß 7B darstellt.
-
Im
Folgenden wird eine Beschreibung eines beispielhaften Verfahrens
zur Bestimmung der Qualität einer
Lichtquelle angegeben.
-
Ein
Halbleiter-Wafer wird mittels des photolithographischen Prozesses
gefertigt. In 7A entsprechen die Schritte 700, 710 und 770 den
entsprechenden Schritten 300, 310 und 340 aus 3.
Somit können diese
Schritte in 7A die gleichen sein, wie die
oben in 3 beschriebenen, so dass deren
Beschreibung nicht wiederholt wird.
-
In
Schritt 720 wird eine Vielzahl von Segmenten auf einer
Pupillenabbildung 705 gebildet, wie in 7B dargestellt.
Die Pupillenabbildung 705 ist in eine Vielzahl von Segmenten 715 aufgeteilt,
die durch Grenzlinien 711 unterteilt sind. Die Segmente 715 weisen
im Wesentlichen die gleiche Breite d auf. Die Schritte zum Bilden
eines Segments sind unten beschrieben und beziehen sich auf 7C.
-
7C zeigt
eine schematische Darstellung eines ersten Segments 715 der
Pupillenabbildung 705 gemäß 7D. Die
Graustufe auf der Pupillenabbildung 705 wird von den Intensitäten an den
Adressen auf der Pupillenabbildung 705 repräsentiert.
In 7C repräsentiert
ein "x" erste Adressen 701 entsprechend
den normalisierten Intensitäten
größer als
0,3; "a" repräsentiert
zweite Adressen 703 entsprechend der normalisierten Intensität kleiner
als etwa 0,3, "o" repräsentiert
die Adressen 706 entsprechend der normalisierten Intensität gleich
null und "z" repräsentiert
die Adressen 707 entsprechend den normalisierten Intensitäten größer als etwa
0,9. In einigen Ausführungs beispielen
enthält
das Segment 715 einen zentralen Bereich 721 und
Grenzbereiche 723. Der zentrale Bereich 721 weist
mehr erste Adressen 701, d. h. "x" auf,
als die Anzahl der ersten Adressen 701 in jedem der Grenzbereiche 723.
Die Grenzlinien 711 sind basierend auf einem periodischen Verteilungsprofil
der ersten Adressen 701 "x" gebildet.
In einigen Ausführungsbeispielen
werden die Grenzlinien 711 an der Stelle gebildet, an der
die Grenzbereiche 723 die geringsten ersten Adressen 701 "x" aufweisen. In anderen Ausführungsbeispielen
werden die Grenzlinien 711 an dem zentralen Bereich 721 mit
den meisten ersten Adressen 701 "x" gebildet.
Dementsprechend kann ein Fachmann basierend auf den Ausführungsbeispielen
leicht erkennen, dass die Grenzlinien 711 an der Stelle
platziert werden können,
an der ein vorherbestimmtes erstes Segment des periodischen Verteilungsprofils
der ersten Adressen gefunden wird.
-
Es
wird darauf hingewiesen, dass 7C nur
eine schematische Darstellung ist. Der zentrale Bereich 721 muss
nicht notwendigerweise 5 Spalten mit Adressen aufweisen, wobei jeder
der Grenzbereiche nicht notwendigerweise 3 Spalten mit Adressen
aufweisen muss. Die Anzahl der Spalten kann für jedes gegebene Ausführungsbeispiel
ausgewählt
werden. In einigen Ausführungsbeispielen
kann der zentrale Bereich 721 die zentrale Spalte von Adressen
sein, wobei Grenzbereiche 723 die Adressspalten unmittelbar
angrenzend zu den Grenzlinien 711 sein können.
-
7D zeigt
eine schematische Darstellung für
eine beispielhafte Transformation eines Segments einer Pupillenabbildung,
wie es in Schritt 730 beschrieben ist. In diesem Schritt
werden äußere Kurven 733 der Pupillenabbildung 705 definiert.
-
Mit
Bezug auf 7B werden in Schritt 730 die
Adressen des ersten Segments 715 der Pupillenabbildung 705 innerhalb
des Randbereichs 731 mit entsprechenden Intensitäten gesammelt.
Die Adressen innerhalb des Randbereichs 731 enthalten Adressen
mit Intensitäten,
die von "x", "a", "o" und "z" repräsentiert werden, die ähnliche
Definitionen aufweisen, wie oben beschrieben und in 7D(1) dargestellt
sind. In einigen Ausführungsbeispielen
werden alle Adressen innerhalb der Pupillenabbildung 705 gesammelt.
Jedoch werden in anderen Ausführungsbeispielen
nur Adressen innerhalb des Randbereichs 731 gesammelt,
um Verarbeitungszeit des Schritts 730 einzusparen.
-
Schritt 730 definiert
dann normalisierte Intensitäten
an den Adressen als null, wenn die Adressen außerhalb eines Bereichs liegen,
der von den ersten Adressen 701 "x" gebildet
wird und normalisierte Intensitäten
größer als
90% aufweisen. Wie oben erwähnt,
repräsentiert "z" die Adressen 707 entsprechend
den Intensitäten
größer als
etwa 90%. Die Intensitäten
an den in 7D(1) gezeigten Adressen 707 "z" resultieren vom Rauschen und sollten
beseitigt werden, um eine Verwechslung auf der Pupillenabbildung 705 zu
vermeiden. Die Intensitäten
der Adressen 707 sind somit als null definiert, wobei "z" durch "o" ersetzt
wird, wie in 7D(2) dargestellt.
-
Mit
Bezug auf 7D(2) werden nach der Transformation
die äußeren Kurven 733 durch
die belegten Adressen gebildet, die die Intensitäten "O" aufweisen
und unmittelbar an die Adressen 703 der Pupillenabbildung 705,
d.h. "a", angrenzen.
-
In
einigen Ausführungsbeispielen
wird in Schritt 730 auch eine innere Kurve 740 auf
der Pupillenabbildung 705 definiert. 7E zeigt
eine schematische Darstellung, die eine Transformation eines Segments einer
Pupillenabbildung, wie in Schritt 730 beschrieben, darstellt.
-
In
Schritt 730 werden die Adressen der Pupillenabbildung 705 innerhalb
eines anderen Randbereichs 741 mit entsprechenden Intensitäten, wie
in 7B gezeigt, gesammelt. Die Adressen innerhalb
des Randbereichs 741 enthalten Adressen mit den Intensitäten, die
durch "x", "a", "o" und "z" repräsentiert werden und die gleiche
Definition wie oben beschrieben aufweisen, wie in 7E(1) gezeigt.
Eine detaillierte Beschreibung dieser Schritte wird nicht wiederholt.
In einigen Ausführungsbeispielen
werden alle dieser Adressen innerhalb der Pupillenabbildung 705 gesammelt.
Jedoch werden in anderen Ausführungsbeispielen
nur Adressen innerhalb des Randbereichs 741 gesammelt,
um die Verarbeitungszeit im Schritt 730 zu reduzieren.
-
In
Schritt 730 werden dann entsprechende Intensitäten an den
Adressen, die außerhalb
eines von den ersten Adressen 701 und "x" gebildeten
Bereichs liegen und normalisierte Intensitäten größer als etwa 90% aufweisen,
so definiert, dass diese den Wert null aufweisen. Wie oben erwähnt, repräsentiert "z" die Adressen 707 entsprechend
den Intensitäten
von größer als
etwa 90%. Die Intensitätswerte
an den Adressen 707, die in 7E(1) gezeigt
sind, resultieren vom Rauschen und sollten entfernt werden, um eine
Verwirrung oder Verwechslung in der Pupillenabbildung 705 zu
vermeiden. Die Intensitäten
an den Adressen 707 werden somit zu "null" definiert,
wobei "z" durch "o" ersetzt wird, wie in 7E(2) gezeigt.
-
Nach
der Transformation wird die innere Kurve 743 durch eine
Linie gebildet, die durch die Adressen mit den "0"-Intensitäten verläuft und
die unmittelbar an die Adressen 703, d.h. "a"n der Pupillenabbildung 705 angrenzen.
-
In
einigen Ausführungsbeispielen
wird der Prozess zur Bildung der inneren Kurve 743 in Schritt 730 nicht
verwendet. Beispielsweise liegt das erste Segment 715,
wie in 7B gezeigt, am Rand der Pupillenabbildung 705.
Der erste Segmentbereich 715 enthält den Randbereich 731 und
enthält
nicht den Randbereich 741. Somit wird der Prozess zur Bildung
der inneren Kurve 743 in Schritt 733 nicht für das erste
Segment 715 durchgeführt.
In einigen Ausführungsbeispielen
kann, wenn die runde Pupillenabbildung gemäß 2A statt der
Donutpupillenabbildung 705 gemäß 2B verwendet
wird, der Prozess zur Bildung der inneren Kurve 743 in
Schritt 730 vom Prozessorablauf entfernt werden, da die
runde Pupillenabbildung gemäß 2A den Randbereich 741 nicht
enthält.
Der Fachmann kann basierend auf der Form der Pupillenabbildung leicht
entscheiden, ob der Schritt 730 eingefügt wird oder nicht.
-
Dann
wird Schritt 740 durchgeführt, um das gültige Gebiet
von einem der Segmente 715 zu berechnen. Mit Bezug auf 7D(2) wird die Anzahl der ersten Adressen 701 und
der zweiten Adressen 703 innerhalb des Randbereichs 731 und
der Grenzlinien 711 als erste Anzahl "T" gezählt. Die
Anzahl der ersten Adressen 701 innerhalb des Randbereichs 731 und
der Grenzlinien 711 wird als zweite Anzahl "N" gezählt.
Das gültige
Gebiet des ersten Segments 715 wird als ein Verhältnis der
zweiten Anzahl "N" geteilt durch die
erste Anzahl "T", d. h. "N/T" definiert.
-
In
Schritt 750 werden die Segmente 715 gezählt, deren
gültige
Gebiete größer als
ein erster vorherbestimmter Wert sind. In einigen Ausführungsbeispielen
ist der vorherbestimmte Wert etwa 0,3. Beispielsweise ist in 7D(2) die erste Anzahl "T" 144 und die zweite Anzahl "N" 94. Somit ist das gültige Gebiet etwa 0,65 (94/144),
was größer ist
als 0,3. Auf diese Art und Weise wird das erste Segment 715 gezählt. Wenn
das gültige
Gebiet der anderen Segmente 715 geringer ist, als der vorherbestimmte
Wert, d. h. 0,3, werden die Segmente 715 nicht gezählt.
-
Schritt 760 bestimmt,
ob der nachfolgende Prozessschritt 770 durchgeführt werden
soll. In Schritt 760 wird, wenn die Anzahl der gezählten Segmente 715 größer als
ein zweiter vorherbestimmter Wert ist, Schritt 770 durchgeführt, um
die Lichtquelle in einem photolithographischen Prozess anzuwenden.
Die Qualität
der Lichtquelle hängt
von der Anzahl der gezählten
Segmente ab. In einigen Ausführungsbeispielen
liegt der zweite vorherbestimmte Wert etwa bei 16–18. In
den derartigen Ausführungsbeispielen
ist, wenn die Anzahl der gezählten
Segmente 715 in den Bereich von 16–18 fällt, der Schritt 760 erfüllt und
die Lichtquelle wird in einem photolithographischen Prozess 770,
wie in 7A dargestellt, angewendet.
Im Gegensatz dazu wird, wenn die Anzahl der gezählten Segmente 715 nicht
in den Bereich von 16–18
fällt,
der Schritt 760 nicht erfüllt und die Qualität der Lichtquelle
sollte verbessert werden, wie in 3 dargestellt.
Unter diesen Umständen
wird eine modifizierte Lichtquelle angewendet und die Schritte 700–760 werden
wiederholt, um die Qualität
der Lichtquelle zu bestimmen, wie in 7A gezeigt.
-
Die
vorliegende Erfindung kann in Form eines computerimplementierten
Verfahrens und einer Vorrichtung zur Ausübung eines derartigen Verfahrens
realisiert werden. Die vorliegende Erfindung kann auch in Form eines
Computerprogrammcodes ausgeführt
werden, der auf einem greifbaren Medium, beispielsweise einer Diskette
(ROMs), einer CD-ROMs, Festplattenlaufwerken, "ZIPTM"-Laufwerke, Flashspeicherlaufwerke oder
auf anderen Computer-lesbaren Speichermedien ausgebildet sein, wobei,
wenn das Computerprogramm in einem Computer geladen wird und von
einem Computer ausgeführt
wird, der Computer die Vorrichtung zum Ausüben der Erfindung wird. Die
vorliegende Erfindung kann auch in Form eines Computerprogrammcodes ausgebildet
sein, der beispielsweise auf einem Speichermedium gespeichert ist,
in einen Computer geladen und/oder von diesem ausgeführt wird,
etwa über
eine elektrische Leitung oder Verkabelung, über Lichtwellenleiter oder über elektromagnetische
Strahlung, wobei, wenn der Computerprogrammcode in einen Computer geladen
wird und von einem Computer ausgeführt wird, der Computer eine
Vorrichtung zum Ausüben
der Erfindung wird. Beim Implementieren auf einem üblichen
Prozessor konfigurieren die Computerprogrammcode-Segmente den Prozessor,
um spezielle logische Schaltfunktionen zu erzeugen.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung an beispielhaften Ausführungsbeispielen beschrieben
wurde, ist sie nicht auf diese beschränkt. Die beigefügten Ansprüche sind
breit aufgestellt, um andere Varianten und Ausführungsbeispiel der Erfindung
zu erfassen, die vom Fachmann gemacht werden können, ohne vom Gebiet der Erfindung
und dem Bereich der Äquivalente
abzuweichen.