DE102007021649A1

DE102007021649A1 - Optical environment effect correcting method for use during reproduction of sample, involves arranging optical units between object surface and image surface, and arranging Fourier-transformed pupil surface on image surface

Info

Publication number: DE102007021649A1
Application number: DE102007021649A
Authority: DE
Inventors: Paul Graeupner
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2007-11-22

Abstract

The method involves arranging a set of optical units between an object surface and an image surface. A Fourier-transformed pupil surface is arranged on the image surface. A light used for reproduction of a sample is optically filtered by utilizing an optical proximity correction filter (OPCF). An OPC Filter function is selected under consideration of situation of interference diffraction orders caused by the sample in such a manner that variation line widths produced by the orders in an image plane is smaller than a projection lens without OPC filtering. Independent claims are also included for the following: (1) an optical filter for installation into a projection lens for reproduction of a sample into an image plane of the projection lens (2) a method for adjustment of reproduction characteristics of the projection lens.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Korrektur von optischen Umgebungseffekten (Optical Proximity Correction, OPC) bei der Abbildung eines in der Objektfläche eines Projektionsobjektives angebrachten Musters in die Bildfläche des Projektionsobjektivs. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein optisches Filter, ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Filters sowie ein Projektionsobjektiv, dem mindestens ein optisches Filter zugeordnet ist.The The invention relates to a method for correcting optical Environmental effects (Optical Proximity Correction, OPC) in the image one in the object area of a projection lens attached pattern in the image area of the Projection objective. Furthermore, the invention relates to a optical filter, a process for producing an optical Filters as well as a projection lens, the at least one optical Filter is assigned.

Beschreibung verwandter Technikendescription related techniques

Projektionsobjektive für die Mikrolithographie werden in Projektionsbelichtungsanlagen zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und anderen feinstrukturierten Bauteilen verwendet. Diese optischen Abbildungssysteme dienen dazu, Muster von Fotomasken oder Strichplatten, die in der Objektfläche des Projektionsobjektivs angeordnet sind und allgemein als Masken oder Retikel bezeichnet werden, auf einen in der Bildfläche des Projektionsobjektivs angeordneten, mit einer lichtempfindlichen Schicht beschichteten Gegenstand mit höchster Auflösung in verkleinerndem Maßstab abzubilden. Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen wird das Muster in der Regel durch Linien und andere Struktureinheiten einer bestimmten Schicht (layer) des zu erzeugenden Halbleiterbauelementes gebildet. Die zu erzeugenden Strukturen der Halbleiterbauelemente können winzige metallische Bahnen und Siliziumbahnen sowie andere Strukturelemente enthalten, deren kritische Dimensionen (critical dimensions, CD) deutlich kleiner sein können als die Wellenlänge des zur Abbildung verwendeten Ultraviolettlichts und beispielsweise in Größenordnungen von 100 nm oder darunter liegen können.projection lenses for the Microlithography are used in projection exposure equipment for the production of semiconductor devices and other finely-structured components used. These optical imaging systems serve to pattern of photomasks or reticles located in the object surface of the Projection lens are arranged and generally as masks or Reticles are referred to one in the picture surface of the Projection lens arranged, with a photosensitive Layer coated object with highest resolution on a smaller scale. In the manufacture of semiconductor devices, the pattern is in usually by lines and other structural units of a particular Layer (layer) of the semiconductor device to be generated formed. The structures of the semiconductor devices to be generated can be tiny metallic tracks and silicon tracks as well as other structural elements whose critical dimensions (critical dimensions, CD) can be significantly smaller as the wavelength of the ultraviolet light used for imaging and, for example in orders of magnitude of 100 nm or less.

Aus der geringen Größe der abzubildenden Strukturen und der endlichen Größe sowie anderer begrenzender Faktoren des Projektionssystems ergeben sich spezifische Probleme. Beispielsweise können die für die Abbildung scharfer Ecken erforderlichen hochfrequenten Anteile des für die Abbildung verwendeten Lichtes teilweise nicht durch das Projektionsobjekt gelangen und somit nicht zur Abbildung beitragen. Außerdem kann Streulicht, welches an einer Struktureinheit entsteht, in gewissem Anteil die Abbildung einer eng benachbarten Struktur beeinflussen, was zu einer komplexen Wechselwirkung der elektrischen Felder für eng benachbarte Strukturen führt. Diese Effekte werden als „optische Umgebungseffekte" bzw. „Optical Proximity Effekte" bezeichnet. Bei den erzeugten Strukturen können diese Effekte dazu führen, dass die erzeugten Strukturen in typischer Weise von den zugehörigen Formen der Strukturen auf der Maske abweichen. Zu diesen Effekten gehören insbesondere unerwünschte Linienbreitevariationen in Abhängigkeit von der räumlichen Dichte benachbarter Linien, wodurch die Signalverarbeitungsgeschwindigkeit des Halbleiterbauelementes beeinträchtigt werden kann, und eine Verkürzung der Linienenden (line-end shortening), wodurch ein erwünschter Kontakt zwischen aneinanderstoßenden Strukturelementen verloren gehen kann.Out the small size of the image Structures and the finite size as well Other limiting factors of the projection system arise specific problems. For example, those for imaging sharp corners required high-frequency components of the light used for imaging partially not pass through the projection object and thus not contribute to the picture. Furthermore Scattered light, which arises on a structural unit, can in some way Proportion affect the image of a closely adjacent structure, resulting in a complex interaction of electric fields for closely spaced ones Structures leads. These effects are called "optical Environmental Effects "or" Optical Proximity effects ". In the generated structures can cause these effects that the generated structures are typically of the associated shapes of the structures on the mask differ. These effects include in particular undesirable Line width variations depending on from the spatial density adjacent lines, reducing the signal processing speed of the semiconductor device can be affected, and a shortening the line ends (line-end shortening), creating a desirable Contact between abutting ones Structural elements can be lost.

Ein Beitrag zur Verminderung dieser Probleme ist die Korrektur von optischen Umgebungseffekten (Optical Proximity Correction, OPC). Mit „Optical Proximity Correction" wird herkömmlich ein Verfahren bezeichnet, mit dem die Formen der Strukturelemente auf der Maske gezielt modifiziert werden, um die beschriebenen nicht-idealen Eigenschaften des Lithographieprozesses zu kompensieren. Dabei wird eine Soll-Form der auf dem zu strukturierenden Gegenstand zu erzielenden Strukturelemente vorgegeben und die korrespondierenden Strukturelemente an der Maske werden modifiziert, um die Reproduktion der kritischen Geometrien zu verbessern. Zur Kompensation der verkürzten Linienenden (line-end shortening) wird das entsprechende Linienende der Maskenstruktur zu einer hammerkopfförmigen Form verbreitert. Um die Abrundung von Ecken zu kompensieren, werden an den korrespondierenden Ecken der Maskenstruktur Serifen hinzugefügt oder abgezogen, um im strukturierten Gegenstand Ecken zu erzeugen, deren Gestalt näher an der gewünschten, idealen Eckenform liegen. Die Aufgabe der konventionellen „Optical Proximity Correction" besteht somit im Wesentlichen darin, bei einer vorgegebenen, gewünschten geometrischen Struktur des zu strukturierenden Gegenstandes ein Maskendesign zu finden, das unter Berücksichtigung aller strukturverändernder Einflüsse des Lithographieprozesses zu einer tatsächlichen Struktur führt, die möglichst nahe an der gewünschten Idealstruktur liegt.One Contributing to the alleviation of these problems is the correction of optical Environmental effects (Optical Proximity Correction, OPC). With "Optical Proximity Correction " conventional denotes a method by which the shapes of the structural elements on the mask specifically modified to the described non-ideal Compensate properties of the lithographic process. It will a desired shape to be achieved on the object to be structured Structural elements specified and the corresponding structural elements at the mask are modified to the reproduction of the critical Improve geometries. To compensate for the shortened line ends (line-end shortening) becomes the corresponding line end of the mask structure to a hammerhead-shaped Widened shape. To compensate for the rounding of corners, be Serifs are added at the corresponding corners of the mask structure or subtracted to produce in the structured article corners whose Shape closer at the desired, ideal corner shape lie. The task of conventional "Optical Proximity Correction " thus, essentially, at a given, desired geometric structure of the object to be structured Mask design to find, taking into account all structural changes influences of the lithographic process leads to an actual structure, the preferably close to the desired Ideal structure lies.

Bedingt durch die immer kleiner werdenden Prozessfenster bei der mikrolithographischen Herstellung fein strukturierter Bauteile wird es zunehmend schwieriger und teurer, Maskenstrukturen zu berechnen und herzustellen, die eine gewünschte Struktur auf dem strukturierten Gegenstand gewährleisten. Dementsprechend werden auch die konventio nellen Methoden zur Optical Proximity Correction immer aufwändiger. Zudem können kleine Modifikationen der Prozessparameter eines Lithographieprozesses dazu führen, dass die Maske für eine gewünschte Soll-Struktur geändert werden muss, obwohl sich die Geometrie der Soll-Struktur nicht ändert. Hierdurch werden die Lithographieprozesse insgesamt teurer und weniger stabil.Due to the shrinking process window in the microlithographic production of finely structured components, it becomes increasingly difficult and expensive to calculate and produce mask structures that ensure a desired structure on the structured object. Accordingly spreader At the same time, conventional methods for optical proximity correction are becoming ever more complex. In addition, small modifications of the process parameters of a lithography process may result in the mask having to be changed for a desired target structure, although the geometry of the target structure does not change. This makes the lithography processes more expensive and less stable overall.

Das Patent US 5,701,014 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Projektionslithographie, bei dem der in einem strahlungsempfindlichen Beschichtungsmaterial durch optische Umgebungseffekte erzeugte Kontrast in einem einzigen Projektionsbelichtungsschritt beseitigt wird. Hierzu wird im Bereich einer Feldebene des Projektionssystems ein Filter mit zwei Öffnungen eingefügt. Eine der Öffnungen dient als Öffnung zum Durchlass der für die Bildgebung gewünschten Strahlung, die die erwünschte Struktur in dem strahlungsempfindlichen Material erzeugt. Ein Anteil einer inversen Strahlung gelangt durch die andere Öffnung auf das strahlungsempfindliche Material und beseitigt dadurch den durch optische Umgebungseffekte erzeugten Kontrast.The patent US 5,701,014 describes a method and a device for projection lithography in which the contrast produced in a radiation-sensitive coating material by optical environmental effects is eliminated in a single projection exposure step. For this purpose, a filter with two openings is inserted in the area of a field plane of the projection system. One of the apertures serves as an aperture for transmission of the radiation desired for imaging which produces the desired pattern in the radiation-sensitive material. A portion of inverse radiation passes through the other opening onto the radiation-sensitive material and thereby eliminates the contrast produced by optical environmental effects.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Korrektur von optischen Umgebungseffekten bereitzustellen, mit dem Aufwand und Kosten bei der Anpassung von Lithographieverfahren an geänderte Prozessbedingungen vermindert werden können.It It is an object of the invention to provide a method for correcting provide optical environmental effects, with the effort and Costs of adapting lithography processes to changed process conditions can be reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung u.a. ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin werden ein Projektionsobjektiv mit den Merkmalen von Anspruch 8 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Filters mit den Merkmalen von Anspruch 11 und ein optisches Filter mit den Merkmalen von Anspruch 13 bereitgestellt.to solution This object is achieved by the invention, inter alia. a method with the features of claim 1 ready. Furthermore, a projection lens with the features of claim 8 and a method of manufacture an optical filter having the features of claim 11 and optical filter provided with the features of claim 13.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.advantageous Trainings are in the dependent claims specified. The wording of all claims becomes by reference to the content of the description.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Korrektur von optischen Umgebungseffekten (Optical Proximity Correction, OPC) bei der Abbildung eines in der Objektfläche eines Projektionsobjektivs angeordneten Musters in die Bildfläche des Projektionsobjektivs mit Hilfe eines Projektionsobjektivs bereitgestellt, wobei bei dem Projektionsobjektiv zwischen der Objektfläche und der Bildfläche eine Vielzahl optischer Elemente und mindestens eine zur Bildfläche Fouriertransformierte Pupillenfläche angeordnet ist. Das Verfahren umfasst eine optische Filterung des für die Abbildung genutzten Lichtes mit Hilfe mindestens eines zwischen der Objektfläche und der Bildfläche eingefügten OPC-Filters gemäß einer an das Muster angepassten OPC-Filterfunktion, die einer ortsabhängigen Transmissionsfilterung im Bereich der Pupillenfläche des Abbildungssystems entspricht. Durch ortsauflösende Transmissionsfilterung in der Nähe der Pupillenfläche und/oder durch winkelselektive Transmissionsfilterung im Bereich einer Feldfläche unter Berücksichtigung der Lage von durch das Muster der Maske verursachten Beugungsordnungen wird die OPC-Filterfunktion derart gewählt, dass eine Variation der durch Interferenz von Beugungsordnungen erzeugten Linienbreiten in der Bildfläche wesentlich geringer ist als bei dem gleichen Projektionsobjektiv ohne OPC-Filterung.According to one Aspect of the invention is a method for correcting optical Environmental effects (Optical Proximity Correction, OPC) in the image one in the object area of a projection lens arranged pattern in the image area of the Projection lens provided by means of a projection lens, being in the projection lens between the object surface and the picture surface a plurality of optical elements and at least one Fourier transform to the image area pupil surface is arranged. The method comprises an optical filtering of for the Illustration of used light with the help of at least one between the object surface and the picture surface pasted OPC filters according to a patterned OPC filter function, the one of a location-dependent Transmittance filtering in the area of the pupil surface of the imaging system corresponds. By spatially resolving Transmission filtering nearby the pupil surface and / or by angle-selective transmission filtering in the area of a field surface below consideration the location of diffraction orders caused by the pattern of the mask the OPC filter function is chosen such that a variation of the linewidths generated by interference of diffraction orders in the picture area is much lower than with the same projection lens without OPC filtering.

Diesem Aspekt der Erfindung liegt u.a. die Überlegung zugrunde, dass unterschiedlich strukturierte Teil-Muster eines Musters jeweils unterschiedliche Beugungseigenschaften haben, die sich beispielsweise in unterschiedlichen Spektren der Beugungswinkel und/oder unterschiedlichen Richtungen der Beugungswirkung und/oder unterschiedlichen Streuwirkungen ausdrücken können. Auf diese Weise „sehen” unterschiedliche Teil-Muster in Abhängigkeit von ihren unterschiedlichen strukturellen Eigenschaften unterschiedliche Bereiche der Pupillenfläche. Wird nun eine OPC-Filterung durchgeführt, die einer ortsabhängigen Transmissionsfilterung im Bereich der Pupillenfläche des Abbildungssystems entspricht, so kann für unterschiedlich strukturierte Teil-Muster jeweils eine genau angepasste, in der Regel für jedes Teil-Muster unterschiedliche Transmission des Projektionsobjektivs eingestellt werden. Die Transmissionsverteilung ist so gewählt, dass zumindest teilweise eine Korrektur von optischen Umgebungseffekten (Optical Proximity Correction) erzielt werden kann. Diese musterspezifische OPC-Filterung ist feldunabhängig wirksam, d.h. unabhängig von den Positionen der Teil-Muster an der abzubildenden Maske.this Aspect of the invention is u.a. the consideration is based on that different structured part pattern of a pattern each different Diffraction properties, for example, in different Spectra of the diffraction angles and / or different directions can express the diffraction effect and / or different scattering effects. On this way "see" different Part-pattern depending different from their different structural characteristics Areas of the pupil surface. Now an OPC filtering is performed, which is a location-dependent transmission filtering in the area of the pupil surface of the imaging system, so may for differently structured Part patterns each one closely matched, usually for each Partial pattern different transmission of the projection lens be set. The transmission distribution is chosen so that at least in part a correction of optical environment effects (Optical Proximity Correction) can be achieved. This pattern specific OPC filtering is field independent effective, i. independently from the positions of the partial patterns on the mask to be imaged.

Vorzugsweise wird im Bereich der Pupillenfläche ein OPC-Filter angeordnet, bei dem die Transmission als Funktion der Pupillen-Ortskoordinate variiert. Alternativ oder zusätzlich ist eine winkelselektive Filterung im Bereich einer zur Pupillenfläche Fourier-transformierten Feldfläche möglich. Ein hierfür geeignetes Verfahren zur optischen Filterung ist in der DE 102 18 989 A1 der Anmelderin beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insoweit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht wird.Preferably, an OPC filter is arranged in the region of the pupil surface, in which the transmission varies as a function of the pupil position coordinate. Alternatively or additionally, an angle-selective filtering in the area of a Fourier-transformed field surface to the pupil surface is possible. A suitable method for optical filtering is in the DE 102 18 989 A1 the applicant whose disclosure content is made by reference to the content of this description.

Wird eine Maske verwendet, deren Muster durch unterschiedliche Teil-Muster gebildet wird, so kann durch eine musterspezifische Transmissionsfunktion des OPC-Filters erreicht werden, dass das Projektionsobjektiv für unterschiedliche Teil-Muster der Maske (z.B. Teil-Muster mit unterschiedlichen Liniendichten bzw. Periodizitäten) unterschiedliche und jeweils angepasste Transmissionseigenschaften erhält, so dass im Effekt eine musterspezifische Dosisvariation während der Belichtung stattfindet. Somit kann beispielsweise während einer einzigen Belichtung ein erstes Teil-Muster mit einer ersten Liniendichte mit einer ersten Dosis abgebildet werden, während gleichzeitig ein zweites Teil-Muster mit einer zweiten, von der ersten Liniendichte abweichenden zweiten Liniendichte mit einer zweiten Dosis abgebildet wird, die sich von der ersten Dosis unterscheidet. Die erste und die zweite Dosis können mit Hilfe der OPC-Filterung weitgehend unabhängig voneinander jeweils so eingestellt werden, dass sowohl das erste, als auch das zweite Teil-Muster zumindest im Hinblick auf die Intensität der zur Abbildung beitragenden Strahlung unter jeweils optimal angepassten Abbildungsbedingungen abgebildet wird.Becomes uses a mask whose pattern is formed by different part patterns, this can be achieved by a pattern-specific transmission function of the OPC filter be achieved that the projection lens for different part patterns the mask (e.g., partial patterns with different line densities or periodicities) different and respectively adapted transmission properties gets so that in effect a pattern-specific dose variation during the Exposure takes place. Thus, for example, during a single exposure, a first sub-pattern with a first line density be imaged with a first dose while at the same time a second Partial pattern with a second, deviating from the first line density second line density is imaged with a second dose, the different from the first dose. The first and the second Dose can using OPC filtering largely independently of each other so be set that both the first, and the second part pattern at least with regard to the intensity of the contributing figure Radiation under respectively optimally adapted imaging conditions is shown.

In der Regel liegen die unterschiedlichen Teil-Muster nebeneinander bzw. mit oder ohne Abstand lateral versetzt zueinander. Es ist alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass sich Teil-Muster mindestens bereichsweise überlappen bzw. einander durchdringen.In As a rule, the different partial patterns lie side by side or laterally staggered with or without spacing. It is alternative or additionally also possible, that partial patterns at least partially overlap or penetrate each other.

Die musterspezifische Dosisvariation kann insbesondere so optimiert werden, dass durch ortsauflösende Transmissionsfilterung in der Nähe der Pupillenfläche und/oder durch winkelselektive Transmissionsfilterung im Bereich einer Feldfläche unter Berücksichtigung der Lage von durch das Muster der Maske verursachten Beugungsordnungen durch die OPC-Filterung erreicht wird, dass eine Variation der durch Interferenz von Beugungsordnungen erzeugten Linienbreiten in der Bildfläche des Projektionsobjektives bzw. in dem belichteten Substrat wesentlich geringer ist als bei dem gleichen Projektionsobjektiv ohne OPC-Filterung.The pattern-specific dose variation can thus be optimized in particular be that by spatially resolving Transmission filtering nearby the pupil surface and / or by angle-selective transmission filtering in the area a field surface considering the location of diffraction orders caused by the pattern of the mask Through the OPC filtering is achieved that a variation of Interference of diffraction orders generated line widths in the scene of the projection objective or in the exposed substrate substantially less than the same projection lens without OPC filtering.

Bei manchen Ausführungsformen ist die OPC-Filterfunktion so eingestellt, dass bei unterschiedlichen Gitterkonstanten P periodischer Teil-Muster der Maske eine Variation ΔLW' der Linienbreiten in der Bildfläche des Projektionsobjektivs über alle in der Maske auftretenden Gitterkonstanten kleiner ist als ein Grenzwert L(ΔLW') oder diesem Grenzwert entspricht. Die durch den Grenzwert ausgedrückten Toleranzen sind produktabhängig. Der Grenzwert kann z.B. bei Logikschaltungen, wo es vorwiegend auf die Datenübertragungsgeschwindigkeit ankommt, bei weniger als 1.5% liegen. Bei Massenspeichern (z.B. DRAM) ist die Integrationsdichte entscheidend, hier liegen die Toleranzen in der Regel höher, z.B bei weniger als 5%. Vorzugsweise gilt daher: L(ΔLW') ≤ P·0,05. Die Absolutwerte der unterschiedlichen Gitterkonstanten können sich z.B. mindestens um den Faktor 2 unterscheiden, häufig sind die Unterschiede auch größer, so dass die größte Gitterkonstante z.B. mindestens 2 mal oder mindestens 6 mal oder mindestens 8 mal so groß ist wie die kleinste Gitterkonstante. Typische Gitterkonstanten sind stark vom Produkt abhängig, sie können z.B. im Bereich zwischen 60 nm und 2000 nm liegen, insbesondere im Bereich zwischen 80 nm und 1000 nm.at some embodiments For example, the OPC filter function is set to operate at different lattice constants P periodic sub-pattern the mask has a variation ΔLW 'of the line widths in the picture area of the Projection lens over all lattice constants occurring in the mask are smaller than a limit L (ΔLW ') or this limit equivalent. The tolerances expressed by the limit are product dependent. Of the Limit may e.g. in logic circuits, where it is mainly on the Data transmission speed arrives at less than 1.5%. For mass storage (e.g. DRAM), the integration density is crucial, here are the tolerances usually higher, for example less than 5%. Preferably, therefore, L (ΔLW ') ≦ P · 0.05. The absolute values of the different lattice constants can change e.g. differ by at least a factor of 2, often the differences also bigger, so that the largest lattice constant e.g. at least 2 times or at least 6 times or at least 8 times so big like the smallest lattice constant. Typical lattice constants are strongly dependent on the product, you can e.g. in the range between 60 nm and 2000 nm, in particular in the range between 80 nm and 1000 nm.

Unter diesen Bedingungen können beispielsweise periodische Strukturen des 80 nm-Knotens, d.h. Strukturen mit „half pitch" 80 nm bzw. mit Gitterkonstante P = 160 nm mit Linienbreitevariationen ΔLW' von 4,8 nm oder weniger abgebildet werden. Für Strukturen des 65 nm-Knotens wären entsprechend Linienbreitevariationen mit ΔLW' ≤ 3,9 nm erzielbar usw. Mit Hilfe dieser geringen Variationen der kritischen Dimensionen periodischer Linienstrukturen kann insbesondere die Herstellung von hochintegrierten Speicherbausteinen, beispielsweise von dynamischen Speichern mit wahlfreien Zugriff (DRAM), im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Speicherdichte und/oder Zugriffsgeschwindigkeit optimiert werden. Auch die Herstellung andersartiger integrierter Schaltkreise kann verbessert werden.Under these conditions can For example, periodic structures of the 80nm node, i. structures with "helped pitch "80 nm or with lattice constant P = 160 nm with line width variations ΔLW 'of 4.8 nm or be shown less. For Structures of the 65 nm node would be according to line width variations with ΔLW '≤ 3.9 nm achievable, etc. With the help of these small variations of the critical In particular, the dimensions of periodic line structures can be Production of highly integrated memory modules, for example Dynamic Random Access Memory (DRAM), with regard to on reliability, storage density and / or access speed can be optimized. Also the production Other types of integrated circuits can be improved.

Die für die Abbildung bestimmter Muster mit Hilfe bestimmter Projektionsobjektive jeweils optimale OPC-Filterfunktion kann experimentell ermittelt werden, indem z.B. jeweils bei der Abbildung eines Musters unterschiedliche Filter eingesetzt werden und die jeweils belichteten Substrate im Hinblick auf die erzielten Linienbreitenvariationen ΔLW' ausgewertet werden. Bei einer Verfahrensvariante wird die geeignete OPC- Filterfunktion mittels Reverse-Engineering ermittelt. Ein solches Verfahren zur Herstellung eines optischen Filters zur Durchführung einer optischen Filterung gemäß einer Filterfunktion hat folgende Schritte:
Definieren eines Musters, das ein erstes Teil-Muster mit einer ersten Liniendichte und mindestens ein zweites Teil-Muster mit einer zweiten, von der ersten Liniendichte abweichenden zweiten Liniendichte aufweist;
Berechnen einer Abbildung des in der Objektfläche eines Projektionsobjektivs angeordneten Musters in die Bildfläche des Projektionsobjektivs mit Hilfe eines Projektionsobjektivs, bei dem zwischen der Objektfläche und der Bildfläche eine Vielzahl optischer Elemente und mindestens eine zur Bildfläche Fourier-transformierte Pupillenfläche angeordnete ist;
Definieren einer Filterfunktion zur optischen Filterung des für die Abbildung benutzen Lichtes, wobei die Filterfunktion einer ortsabhängigen Transmissionsfilterung im Bereich der Pupillenfläche des Projektionsobjektivs entspricht;
Ermittlung einer Variation von durch Interferenz von Beugungsordnungen des Musters erzeugten Linienbreiten in der Bildfläche des Projektionsobjektivs;
Optimieren der Filterfunktion durch schrittweise Veränderung der Filterfunktion und wiederholtes Ermitteln der Variation der Linienbreite zur Ermittlung einer optimierten Filterfunktion (OPC-Filterfunktion), bei der die Variation der erzeugten Linienbreiten unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt;
Herstellung des optischen Filters gemäß der optimierten Filterfunktion.The optimum OPC filter function for each of the patterns with the aid of certain projection objectives can be determined experimentally by, for example, using different filters when imaging a pattern and evaluating the respective exposed substrates with respect to the line width variations ΔLW 'achieved. In a variant of the method, the suitable OPC filter function is determined by means of reverse engineering. Such a method for producing an optical filter for performing an optical filtering according to a filter function has the following steps:
Defining a pattern having a first sub-pattern having a first line density and at least a second sub-pattern having a second second line density deviating from the first line density;
Calculating an image of the pattern arranged in the object surface of a projection lens into the image surface of the projection objective with the aid of a projection objective in which a multiplicity of optical elements and at least one Fourier-transformed pupil surface are arranged between the object surface and the image surface;
Defining a filter function for optically filtering the light used for the imaging, wherein the filter function is a location-dependent transmission filtering in the area of the pupil surface of the projection objective corresponds;
Determining a variation of linewidths generated by interference of diffraction orders of the pattern in the image surface of the projection lens;
Optimizing the filter function by stepwise changing the filter function and repeatedly determining the variation of the line width to determine an optimized filter function (OPC filter function) in which the variation of the generated line widths is below a predetermined limit value;
Production of the optical filter according to the optimized filter function.

Mit einem solchen Verfahren, bei dem beispielsweise eine Variation geeigneter Modellfunktionen (z.B. Polynome bezüglich einer Variablen x für in y-Richtung orientierte Linien) durchgeführt wird, kann über einen iterativen Prozess die „Antwort" des Abbildungsprozesses hinsichtlich der erzeugten Linienbreiten (CD-Response) optimiert werden. Optische Filter, die mit Hilfe dieses Verfahrens hergestellt sind, haben dement sprechend eine OPC-Filterfunktion, die sowohl an die Beugungseigenschaften bestimmter Masken als auch an die Abbildungseigenschaften des entsprechenden Projektionsobjektivs so angepasst sind, dass die musterspezifischen Linienbreitevariationen in der Bildfläche des Projektionsobjektivs bzw. im belichteten Substrat unterhalb einer als kritisch angesehenen Schwelle liegen.With Such a method, in which, for example, a variation of suitable Model functions (e.g., polynomials with respect to a variable x for in the y direction oriented lines) can, over an iterative process the "answer" of the imaging process optimized with regard to the generated line widths (CD response) become. Optical filters made using this method accordingly have an OPC filter function, both on the diffraction properties of certain masks as well as on the imaging properties of the corresponding projection lens are adapted so that the pattern specific line width variations in the image area of the Projection objective or in the exposed substrate below a are regarded as critical threshold.

Die Erfindung betrifft auch ein mit Hilfe eines solchen Verfahrens herstellbares oder hergestelltes oder für die OPC-Filterung auf andere Weise besonders angepasstes optisches Filter (OPC-Filter).The Invention also relates to a producible by means of such a method or manufactured or for the OPC filtering in another way specially adapted optical Filter (OPC filter).

Obwohl das OPC-Filter als winkelselektiv wirksames Filter ausgelegt sein kann, ist es bei manchen Ausführungsformen als Transmissionsfilter zum Einbau im Bereich einer Pupillenfläche des Projektionsobjektivs ausgelegt und hat eine als Funktion der Pupillen-Ortskoordinate variierende Transmission.Even though the OPC filter can be designed as an angle-selective filter can, it is in some embodiments as a transmission filter for installation in the region of a pupil surface of the Projection lens designed and has as a function of the pupil location coordinate varying transmission.

Für manche Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, wenn das OPC-Filter eine nicht-rotationssymmetrische Transmission aufweist. Die Transmissionsfunktion kann beispielsweise eine zweizählige Radialsymmetrie aufweisen, so dass die Transmissionsfunktion im Wesentlichen nur bei Drehung des Transmissionsfilters um 180° oder ein Vielfaches davon in sich selbst übergeht. Beispielsweise kann eine elliptische Transmissionsfuktion vorgesehen sein. Auch andere, mehrzählige Radialsymmetrien sind möglich, z.B. eine vierzählige Radialsymmetrie.For some use cases it is advantageous if the OPC filter has a non-rotationally symmetric transmission having. The transmission function can, for example, a twofold radial symmetry so that the transmission function is essentially only upon rotation of the transmission filter through 180 ° or a multiple thereof in goes over itself. For example, an elliptical transmission function may be provided be. Also other, multiple Radial symmetries are possible e.g. a fourfold Radial symmetry.

Bei manchen Ausführungsformen weist das OPC-Filter eine Transmission auf, die wenigstens einen Zwischenwert zwischen vollständig transparent und vollständig opak hat. Gleichzeitig können auch vollständig transparente und vollständig opake Bereiche vorliegen. Das Transmissionsfilter kann beispielsweise als Graufilter mit einer Vielzahl von mindestens drei unterschiedlichen Transmissionswerten im filterwirksamen Bereich ausgestaltet sein. Die Transmission kann in Stufen über die Ortskoordinate variieren. Bei manchen Ausführungsformen variiert die Transmission mindestens in einem Teilbereich des Transmissionsfilters kontinuierlich mit dem Ort. Insbesondere kann die Transmission in mindestens einer Richtung quer zu der Strahlungsrichtung kontinuierlich Variieren. Durch eine kontinuierliche Variation der Transmission nach Art eines Verlaufsfilters kann die Transmission über den Ort des OPC-Filters stufenlos eingestellt werden, wodurch sehr genaue Anpassungen an die für die jeweilige Pupillenkoordinate gewünschte Transmissionen möglich sind.at some embodiments the OPC filter has a transmission which is at least one intermediate value between completely transparent and complete has opaque. At the same time also completely transparent and completely opaque areas exist. The transmission filter can, for example as a gray filter with a variety of at least three different Transmission values are designed in the filter effective range. The transmission can be over in stages the location coordinates vary. In some embodiments, the transmission varies at least in a portion of the transmission filter continuously with the place. In particular, the transmission in at least one Direction across the direction of radiation vary continuously. By a continuous variation of the transmission in the manner of a Gradient filters, the transmission through the location of the OPC filter stepless be set, which makes very accurate adjustments to the respective Pupil coordinate desired Transmissions possible are.

Für bestimmte Anwendungen ist das Transmissionsfilter an ein Muster mit Linien angepasst, bei dem ein Anteil oder alle Linien parallel zueinander in einer senkrecht zur optischen Achse des Projektionssystems verlaufenden ersten Richtung ausgerichtet sind, wobei das Transmissionsfilter in einem an der optischen Achse zu platzierenden Zentralbereich eine maximale Transmission hat, in einer parallel zur ersten Richtung der Maske auszurichtenden ersten Richtung des Transmissionsfilters die Transmission des Transmissionsfilters über alle Pupillenkoordinaten im wesentlichen konstant ist und in einer senkrecht zu den abzubildenden Linien auszurichtenden zweiten Richtung eine über den Querschnitt des Transmissionsfilters variierende Transmission vorliegt.For certain Applications is the transmission filter to a pattern with lines adapted, in which a portion or all lines parallel to each other in a direction perpendicular to the optical axis of the projection system are aligned with the first direction, wherein the transmission filter in a central area to be placed on the optical axis has a maximum transmission, in a direction parallel to the first direction the mask to be aligned first direction of the transmission filter the transmission of the transmission filter over all pupil coordinates is substantially constant and in a perpendicular to be imaged Lines to be aligned second direction one across the cross section of the transmission filter varying transmission is present.

Die Transmission kann z.B. vom Zentralbereich zu den Rändern des Transmissionsfilters stufenweise oder kontinuierlich abnehmen. Bei manchen Ausführungsformen ist die Abnahme in der zweiten Richtung symmetrisch zum Zentralbereich, so dass die Transmissionsfunktion des Transmissionsfilters eine zweizählige Radialsymmetrie in bezug auf die Mitte des Zentralbereichs hat. Die Variation in der zweiten Richtung kann jedoch auch asymmetrisch sein.The Transmission can e.g. from the central area to the edges of the Remove transmission filter gradually or continuously. at some embodiments the decrease in the second direction is symmetrical to the central region, so that the transmission function of the transmission filter a twofold Radial symmetry with respect to the center of the central region has. However, the variation in the second direction may also be asymmetric be.

Das Ausmaß der Transmissionsvariation kann unterschiedlich sein. Ein Transmissionsunterschied zwischen maximaler und minimaler Transmission kann z.B. mehr als 5% oder mehr als 10% oder mehr als 15% der maximalen Transmission betragen. Die minimale Transmission kann bei mehr als 50% der maximalen Transmission liegen, z.B bei mehr als 60% oder mehr als 70% oder mehr als 75% der maximalen Transmission. In diesen Fällen kann der Lichtverlust insgesamt relativ gering gehalten werden, wobei dennoch signifikante Korrekturen der Transmissionsfunktion möglich sind.The extent of the transmission variation can be different. For example, a transmission difference between maximum and minimum transmission may be more than 5% or more than 10% or more than 15% of the maximum transmission. The minimum transmission can be more than 50% of the maximum Transmission are, for example, more than 60% or more than 70% or more than 75% of the maximum transmission. In these cases, the total loss of light can be kept relatively low, while still significant corrections of the transmission function are possible.

Bei vielen Anwendungen werden Masken verwendet, deren Muster ein erstes Teil-Muster mit einer ersten Liniendichte und ein zweites Teil-Muster mit einer von der ersten Liniendichte abweichenden zweiten Liniendichte umfasst. Es liegen somit unterschiedlich strukturierte Teil-Muster lateral nebeneinander oder einander überlagernd vor.at Many applications use masks whose patterns are first Part pattern with a first line density and a second part pattern with a includes second line density deviating from the first line density. There are thus differently structured partial patterns laterally next to each other or overlaying each other in front.

Solche Muster mit periodischen Linienstrukturen unterschiedlicher Liniendichte können beispielsweise bei der Herstellung von dynamischen Halbleiter-Speichern mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) vorkommen. Die Filterfunktion kann z.B. für solche Fälle so definiert sein, dass bei unterschiedlichen Gitterkonstanten P periodischer Teil-Muster der Maske eine Variation ΔLW' der Linienbreiten in der Bildfläche des Projektionsobjektivs für alle in dem Muster auftretenden Gitterkonstanten kleiner ist als ein vorgebbarer Grenzwert L(ΔLW) oder diesem Grenzwert entspricht, so dass die Bedingung L(ΔLW') ≤ P·0,05 eingehalten wird. Damit kann eine Variation der erzeugten Linienbreiten im belichteten Substrat wesentlich geringer ausfallen als bei einer Abbildung, bei der kein OPC-Filter verwendet wird.Such Pattern with periodic line structures of different line density can for example, in the manufacture of dynamic semiconductor memories occur with random access (DRAM). The filter function can e.g. For such cases be defined so that at different lattice constants P Periodic sub-pattern of the mask a variation ΔLW 'of the line widths in the picture area of the projection lens for all lattice constants occurring in the pattern are smaller than a predefinable limit value L (ΔLW) or this limit value, so that the condition L (.DELTA.LW ') ≦ P · 0.05 complied becomes. Thus, a variation of the generated line widths in the exposed Substrate significantly lower than in a picture, at the no OPC filter is used.

OPC-Filter der oben beschriebenen Art können zur Feinsteuerung der Pupillentransmission eines Projektionsobjektivs verwendet werden. Insbesondere kann durch Anpassung der Pupillentransmission an das durch eine Maske (z.B. Retikel) bereitgestellte Muster erreicht werden, das unerwünschte Linienbreitenvariationen, die sich in Abhängigkeit von der räumlichen Dichte benachbarter Linien eines Musters oder Teil-Musters ergeben, unter eine kritische Schwelle reduziert werden.OPC Filter of the type described above for the fine control of the pupil transmission of a projection objective be used. In particular, by adapting the pupil transmission reaches the pattern provided by a mask (e.g., reticle) be that undesirable Linewidth variations that vary depending on the spatial Show the density of adjacent lines of a pattern or partial pattern, be reduced below a critical threshold.

Damit ist es insbesondere auch möglich, unter Verwendung eines oder mehrerer OPC-Filter ein erstes Projektionsobjektiv und ein zweites Projektionsobjektiv, welches sich hinsichtlich seiner optischen Abbildungseigenschaften vom ersten Projektionsobjektiv unterscheidet, hinsichtlich wenigstens einer optischen Abbildungseigenschaft aneinander anzupassen, so dass das erste Projektionsobjektiv und das zweite Projektionsobjektiv für ein bestimmtes Muster, an das die Filterfunktion des OPC-Filters angepasst ist, im Wesentlichen die gleichen Abbildungseigenschaften aufweisen. Diese Angleichung kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass für das erste Projektionsobjektiv und das zweite Projektionsobjektiv mit Hilfe des mindestens einem OPC-Filters in Abhängigkeit von dem Muster im Wesentlichen die gleiche Pupillentransmission eingestellt wird.In order to it is also possible in particular using one or more OPC filters, a first projection lens and a second projection lens, which in terms of his optical imaging properties of the first projection lens differs in terms of at least one optical imaging property match each other so that the first projection lens and the second projection lens for a specific pattern to which the filter function of the OPC filter is matched, essentially the same imaging properties exhibit. This alignment can be achieved in particular by that for the first projection lens and the second projection lens with the aid of the at least one OPC filter in dependence from the pattern, substantially the same pupil transmission is set.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird mit Hilfe des mindestens einen OPC-Filters auch die Verwendung eines zweiten Projektionsobjektivs in Verbindung mit einem Retikel möglich, dessen Muster auf ein erstes Projektionsobjektiv mit anderen Abbildungseigenschaften abgestimmt ist.According to one Another aspect is using the at least one OPC filter also the use of a second projection lens in conjunction possible with a reticle, its pattern on a first projection lens with different imaging properties is tuned.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Abbildung eines in der Objektfläche eines Projektionsobjektivs angeordneten Musters in die Bildfläche des Projektionsobjektivs mit Hilfe eines Projektionsobjektivs, bei dem zwischen der Objektfläche und der Bildfläche eine Vielzahl optischer Elemente und mindestens eine zur Bildfläche Fouriertransformierte Pupillenfläche angeordnet ist, wobei die optischen Elemente des Projektionsobjektivs nicht für eine Abbildung des Muster ab gestimmt sind, wobei das Projektionsobjektiv durch optische Filterung des für die Abbildung genutzten Lichtes mit Hilfe mindestens eines zwischen der Objektfläche und der Bildfläche eingefügten OPC-Filters gemäß einer an das Muster angepassten OPC-Filterfunktion derart an das Muster angepasst wird, dass das Muster mit Hilfe des das OPC-Filter enthaltene Projektionsobjektivs in die Bildfläche abbildbar ist. Vorzugsweise ist das OPC-Filter ein Transmissionsfilter mit örtlich variierender Transmission, das im Bereich der Pupillenfläche in den Strahlengang eingebracht wird.The The invention also relates to a method for imaging one in the Property area of a projection lens arranged pattern in the image area of the Projection lens using a projection lens, in which between the object surface and the picture surface a plurality of optical elements and at least one Fourier transform to the image area pupil surface is arranged, wherein the optical elements of the projection lens not for an illustration of the pattern are tuned, with the projection lens by optically filtering the for the image used light with the help of at least one between the object surface and the picture surface pasted OPC filters according to a matched to the pattern OPC filter function such to the pattern adjusted the pattern using the OPC filter included Projection lens is imaged in the image area. Preferably the OPC filter is a transmission filter with locally varying transmission, that in the area of the pupil surface is introduced into the beam path.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.These and other features go out from the claims also from the description and the drawings, wherein the individual features each for alone or in the form of subcombinations an embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous also for protectable versions can represent. embodiments The invention are illustrated in the drawings and are in Following closer explained.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSUMMARY THE DRAWINGS

1 zeigt (a) eine schematische Darstellung einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage sowie (b) Linienmuster einer abzubildenden Maske und (c) entsprechende Linienmuster nach Abbildung auf einen Halbleiter-Wafer; 1 shows (a) a schematic representation of a microlithography projection exposure apparatus and (b) line pattern of a mask to be imaged and (c) corresponding line patterns after imaging on a semiconductor wafer;

2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch ein Projektionsobjektiv mit einem OPC-Filter in der Nähe der Pupillenfläche des Projektionsobjektivs; 2 shows a schematic longitudinal section through a projection lens with an OPC filter in the vicinity of the pupil surface of the projection lens;

3 zeigt ein schematisches Diagramm der Pupillentransmission T_P als Funktion der normierten Pupillenkoordinaten PK eines Pro jektionsobjektivs ohne OPC-Filter (gestrichelte Linie) und mit OPC-Filter (durchgezogene Linie) sowie den Einfluss auf die Transmission verschiedener Beugungsordnungen eines Musters; 3 shows a schematic diagram of the pupil transmission T _P as a function of the normalized pupil coordinates PK of a pro jection objective without OPC filter (dashed line) and with OPC filter (solid line) and the influence on the transmission of different diffraction orders of a pattern;

4 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit der kritischen Dimensionen CD von Linien eines vorgegebenen Musters in der Bildebene des Projektionsobjektivs in Abhängigkeit vom Linienabstand (Pitch P) der Linien an der Maske für ein Referenzsystem REF ohne OPC-Filter und für ein Projektionsobjektiv mit OPC-Filter; und 4 shows in a diagram the dependence of the critical dimensions CD of lines of a given pattern in the image plane of the projection lens depending on the line pitch (pitch P) of the lines on the mask for a reference system REF without OPC filter and for a projection lens with OPC filter; and

5 zeigt schematisch eine OPC-Filterfunktion, die die in 4 dargestellte Reduzierung der liniendichteabhängigen Linienbreitevariationen bewirkt. 5 schematically shows an OPC filter function, the in 4 shown reduction of line density-dependent line width variations causes.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

In 1 ist schematisch eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage PA gezeigt, die bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen und anderen feinstrukturierten Bauteilen einsetzbar ist und zur Erzielung von Auflösungen bis zu Bruchteilen von Mikrometern mit Licht aus dem Vakuum-Ultraviolettbereich (VUV) oder dem tiefen Ultraviolettbereich (DUV) arbeitet. Die Projektionsbelichtungsanlage dient zur Belichtung eines im Bereich einer Bildfläche IS eines Projektionsobjektivs PO angeordneten, strahlungsempfindlichen Substrats W mit mindestens einem Bild eines im Bereich einer Objektfläche OS des Projektionsobjektivs PO angeordneten Musters einer Maske M. Sie umfasst ein Beleuchtungssystem ILL zum Empfang von Licht einer primären Lichtquelle IS und zur Beleuchtung des Musters der Maske M mit Beleuchtungsstrahlung, sowie das zwischen der Maske M und dem Substrat W angeordnete Projektionsobjektiv PO zur Abbildung des in seiner Objektfläche angeordneten Musters PAT in seine zur Objektfläche OS optisch konjugierte Bildfläche IS.In 1 Shown schematically is a microlithography projection exposure apparatus PA which is useful in the fabrication of semiconductor devices and other finely-structured devices and operates to achieve resolutions down to fractions of a micron with vacuum ultraviolet (VUV) or deep ultraviolet (DUV) light. The projection exposure apparatus serves to expose a radiation-sensitive substrate W arranged in the region of an image surface IS of a projection objective PO with at least one image of a mask M arranged in the region of an object surface OS of the projection objective PO. It comprises an illumination system ILL for receiving light from a primary light source IS and for illuminating the pattern of the mask M with illumination radiation, and arranged between the mask M and the substrate W projection lens PO for imaging the arranged in its object surface pattern PAT in its object surface OS optically conjugate image area IS.

Das Beleuchtungssystem ILL hat eine aus mehreren optischen Elementen aufgebaute Pupillenformungseinheit PF, die dazu dient, in einer Pupillenfläche P_ILL des Beleuchtungssystems eine definierte, örtliche Beleuchtungsintensitätsverteilung, die sogenannte „Beleuchtungspupille" einzustellen. Die Pupillenfläche P_ILL liegt an oder nahe bei einer Position, die optisch konjugiert zu eventuellen nachfolgenden Pupillenflächen des Beleuchtungssystems sowie zur bildseitigen Pupillenfläche P_PO des Projektionsobjektivs PO liegt, so dass die räumliche (örtliche) Lichtverteilung in der Pupille P_PO des Projektionsobjektivs durch die räumliche Lichtverteilung (Ortsverteilung) in der Pupillenfläche des Beleuchtungssystems bestimmt wird. Die Pupillenfläche des Beleuchtungssystems liegt außerdem in einer zur Objektfläche OS des Projektionsobjektivs Fourier-transformierten Ebene oder einer zu einer solchen Fourier-transformierten Ebene optisch konjugierten bzw. äquivalenten Fläche des Beleuchtungssystems. Somit wird die Winkelverteilung der auf die Maske M fallenden Beleuchtungsstrahlung durch die Beleuchtungsintensitätsverteilung in der Pupillenformungsfläche P_ILL bestimmt. Die Beleuchtungsintensitätsverteilung in der Pupillenfläche _PILL wird mit Hilfe einer Gruppe G optischer Elemente in die auf die Maske gerichtete Beleuchtungsstrahlung umgeformt.The illumination system ILL has a pupil-shaping unit PF, which is made up of a number of optical elements and serves to set a defined, local illumination intensity distribution, the so-called "illumination pupil", in a pupil surface P _{ILL of} the illumination system The pupil surface P _ILL is located at or near a position which is optically conjugate to any subsequent pupil surfaces of the illumination system and to the image-side pupil surface P _{PO of} the projection objective PO, so that the spatial (local) light distribution in the pupil P _{PO of} the projection objective is determined by the spatial light distribution (spatial distribution) in the pupil surface of the illumination system Pupil surface of the illumination system is also located in an object surface OS of the projection lens Fourier-transformed plane or to such a Fourier-transformed plane optically conjugate or equivalent surface of B. eleuchtungssystems. Thus, the angular distribution of the illumination radiation incident on the mask M is determined by the illumination intensity distribution in the pupil _{shaping surface} P _ILL . The illumination intensity distribution in the pupil _{surface PILL} is transformed into the illumination _radiation directed onto the mask by means of a group G of optical elements.

Der prinzipielle Aufbau des Beleuchtungssystems kann beispielsweise den Aufbauten der in der US 2005/0146704 gezeigten Beleuchtungssysteme entsprechen. Auch andere Konstruktionen sind möglich. Das Projektionsobjektiv kann refraktiv oder refraktiv/reflektiv (katadioptrisch) oder rein reflektiv (katoptrisch) aufgebaut sein.Of the basic structure of the lighting system, for example the structures of the lighting systems shown in US 2005/0146704 correspond. Other constructions are possible. The projection lens may be refractive or refractive / reflective (catadioptric) or pure be constructed reflective (catoptric).

Im vereinfachten Beispielsfall hat das Muster PAT der Maske zwei nebeneinander liegende Bereiche I und II mit unterschiedlichen Teil-Mustern. Jedes der Teil-Muster besteht aus parallelen Linien identischer Linienbreite LW_I = LW_II, wobei jedoch die Periodizitätslänge P_I im Bereich I kleiner ist als die Periodizitätslänge P_II im Bereich II. Die Periodizitätslänge wird hier auch als Gitterkonstante oder „Pitch" P bezeichnet.In the simplified example, the pattern PAT of the mask has two adjacent regions I and II with different sub-patterns. Each of the partial patterns consists of parallel lines of identical line width LW _I = LW _II , but the periodicity length P _I in the region I is smaller than the periodicity length P _II in the region II. The periodicity length is also referred to herein as the lattice constant or "pitch" P. ,

Bei einer idealen Abbildung des Musters PAT in die Bildfläche IS des Projektionsobjektivs zur Erzeugung des verkleinerten Bildes PAT' des Musters würden die Linienbreiten aller Linien auch nach der Abbildung identisch sein, wobei die Absolutwerte LW' der Linienbreiten in der Bildfläche bzw. im belichteten Substrat im Wesentlichen entsprechend dem reduzierenden Abbildungsmaßstab des Projektionsobjektives, beispielsweise 4:1 oder 5:1, reduziert wären. In konventionellen Projektionssystemen kann es jedoch aufgrund der eingangs erwähnten Umstände zu den sogenannten optischen Umgebungseffekten bzw. Optical Proximity Effekten kommen, zu denen insbesondere auch unerwünschte Linienbreitenvariationen (CD-Variationen) in Abhängigkeit von der räumlichen Dichte (bzw. dem Pitch) benachbarter Linien gehören. Dieser Effekt ist schematisch in 1(c) gezeigt, die das Bild des in 1(b) gezeigten Musters PAT nach einer Abbildung ohne Kompensation von Optical Proximity Effekten zeigt. Es ist erkennbar, dass sich bei dem Teil-Muster I mit der größeren Liniendichte (d.h. mit kleinerer Periodizitätslänge) am belichteten Substrat eine größere Linienbreite LW_I' ergibt als bei den weiter auseinanderliegenden Linien des Bereiches II. Abhängig vom Beleuchtungssetting und anderen Faktoren können die Verhältnisse auch umgekehrt sein, so dass Teil-Muster mit größeren Liniendichten am belichteten Substrat kleinere Linienbreiten LW' ergeben.In an ideal mapping of the pattern PAT into the image area IS of the projection lens to produce the reduced image PAT 'of the pattern, the line widths of all lines would also be identical after the image, wherein the absolute values LW' of the line widths in the image area or in the illuminated substrate in FIG Substantially reduced according to the reducing magnification of the projection lens, for example, 4: 1 or 5: 1. In conventional projection systems, however, owing to the circumstances mentioned at the outset, the so-called optical proximity effects or optical proximity effects can occur, which also include undesired linewidth variations (CD variations) as a function of the spatial density (or the pitch) of adjacent lines. This effect is schematic in 1 (c) shown the picture of the in 1 (b) PAT shown after a picture without compensation of optical proximity effects. It can be seen that in the partial pattern I with the larger line density (ie with a smaller periodicity length), a larger line width LW _I 'results for the exposed substrate than for the more far-lying lines of region II. Depending on the illumination setting and other factors, the Conditions should also be reversed, so that partial patterns with larger line densities on the exposed substrate smaller line widths LW 'result.

Einige Ursachen für diesen Effekt werden anhand der 2 und 3 näher erläutert. Die 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines refraktiven Projektionsobjektivs PO, bei dem nur einige re präsentative Linsen des Projektionsobjektivs gezeigt sind. Die durch das Projektionsobjektiv erzeugte Abbildung eines in der Objektfläche OS angeordneten Objektfeldes OF in ein in der Bildfläche IS liegendes Bildfeld IF wird durch zwei Strahlbündel repräsentiert, von denen eines (Bündel B1) von einem auf der optischen Achse AX liegenden Objektpunkt und das andere (Bündel B2) von einem am weitesten von der optischen Achse entfernten, außeraxialen Objektpunkt ausgeht. Der bei diesem objektseitig und bildseitig telezentrischen Projektionsobjektiv im Wesentlichen senkrecht zur Objektfläche OS abgehende Strahl CR des außeraxialen Bündels B2 ist der Hauptstrahl (chief ray, principal ray) der Abbildung, dessen Schnittpunkt mit der optischen Achse die axiale Position der Pupillenfläche P_PO des Projektionsobjektivs festlegt. In der Nähe der Pupillenfläche ist eine Aperturblende AS zur Begrenzung des Strahlbündelquerschnittes im Bereich der Pupille sowie zur Festlegung der genutzten bildseitigen numerischen Apertur NA vorgesehen. Die von den Objektpunkten jeweils zum Rand der Aperturblende gehenden Strahlen werden hier als „Aperturstrahlen" oder „Randstrahlen" bezeichnet.Some causes of this effect are based on the 2 and 3 explained in more detail. The 2 shows a longitudinal section through an embodiment of a refractive projection objective PO, in which only some re-present lenses of the projection lens are shown. The imaging of an object field OF arranged in the object surface OS into an image field IF lying in the image surface IS is represented by two ray bundles, one of which (bundle B1) is located on the optical axis AX and the other (bundle B2) from a furthest away from the optical axis, off-axis object point emanates. The beam CR of the off-axis beam B2, which is essentially perpendicular to the object surface OS in this object-side and image-side telecentric projection lens, is the chief ray (principal ray) of the image whose intersection with the optical axis determines the axial position of the pupil surface P _{PO of} the projection lens , In the vicinity of the pupil surface, an aperture diaphragm AS is provided for limiting the beam cross section in the area of the pupil and for determining the utilized image-side numerical aperture NA. The rays going from the object points to the edge of the aperture stop are referred to herein as "aperture rays" or "edge rays".

Es ist erkennbar, dass die verschiedenen Strahlen (bei im Wesentlichen gleicher optischer Weglänge) unterschiedliche geometrische Wege zurücklegen und in stark variierenden Inzidenzwinkeln auf die optischen Flächen treffen. Achsnahe Strahlen, die entlang der optischen Achse oder auf der gesamten Länge sehr nahe der optischen Achse verlaufen, erfahren eine größere Absorption innerhalb des optischen dichten Linsenmateriales als Strahlen, die überwiegend am Rande der Linsen verlaufen. Umgekehrt treten gerade bei Randstrahlen besonders hohe Inzidenzwinkel an den optischen Flächen auf, wodurch für diese Strahlen in der Regel höhere Reflexionsverluste entstehen als für in der Nähe der optischen Achse verlaufende Strahlen, die zumindest annähernd senkrecht durch die optischen Flächen treten. Somit ist insbesondere ersichtlich, dass unterschiedliche Strahlen, die von ein und demselben Objektpunkt ausgehen, bei ihrem Weg durch das Projektionsobjektiv eine un terschiedliche Gesamttransmission „sehen". Dieser Effekt wird hier als „Apodisation" bezeichnet.It it can be seen that the different rays (at substantially same optical path length) different traverse geometric paths and hit the optical surfaces at widely varying angles of incidence. Near-axis rays, along the optical axis or on the entire length run very close to the optical axis, experience a greater absorption within the optical dense lens material as rays predominantly run on the edge of the lenses. Conversely, marginal rays occur particularly high angles of incidence at the optical surfaces, which for these rays are usually higher Reflection losses occur as being near the optical axis Rays that are at least approximate perpendicular through the optical surfaces to step. Thus it can be seen in particular that different Rays emanating from one and the same object point, at their Through the projection lens, "see" a different total transmission here referred to as "apodization".

In 3 ist die Apodisation durch die sogenannte „Pupillentransmission" T repräsentiert, bei der die Transmission des Projektionsobjektivs als Funktion der normierten Pupillenkoordinate PK aufgetragen ist. Die gestrichelte Linie A repräsentiert den typischen, im Wesentlichen rotationssymmetrischen Verlauf der Pupillentransmission für ein refraktives Projektionsobjektiv. Es ist ersichtlich, dass die Pupillentransmission in der Nähe der optischen Achse (PK = 0) einen relativ hohen Wert hat, der zunächst mit steigendem radialen Abstand von der optischen Achse noch zunimmt, bevor bei noch höheren Abständen zur optischen Achse in der Nähe des Randes der Pupille die Transmission drastisch abnimmt.In 3 the apodization is represented by the so-called "pupil transmission" T, in which the transmission of the projection objective is plotted as a function of the normalized pupil coordinate PK .The dashed line A represents the typical, essentially rotationally symmetrical course of the pupil transmission for a refractive projection objective. that the pupil transmission in the vicinity of the optical axis (PK = 0) has a relatively high value, which initially increases with increasing radial distance from the optical axis, before at even higher distances to the optical axis in the vicinity of the edge of the pupil, the transmission drastically decreases.

Diese starke Variation der effektiven Transmission des Projektionsobjektivs für unterschiedliche Strahlverläufe durch das Projektionsobjektiv kann großen Einfluss auf die Abbildungsqualität haben. Dies wird anhand 3 für ein Projektionsbelichtungsprozess mit sogenannter „schiefer Beleuchtung" erläutert. Zur Einstellung dieses Beleuchtungsmodus wird im Beleuchtungssystem ILL durch entsprechende Einstellung der optischen Komponenten der Pupillenformungseinheit PF eine Dipolbeleuchtung eingestellt, die durch zwei diametral zur optischen Achse gegenüberliegende und vollständig außerhalb der optischen Achse liegenden Beleuchtungsintensitätsmaxima M1 und M2 der Beleuchtungspupille (1) charakterisiert ist. Für die damit erzeugte Beleuchtungsstrahlung wirkt das Muster PAT als Beugungsgitter, wobei die Beugungswinkel des Bereichs II mit größerer Gitterkonstante (größerem „Pitch" bzw. kleinerer Liniendichte) geringer sind als diejenigen des Bereichs I mit größerer Liniendichte (kleinerem „Pitch"). Entsprechend der außeraxialen Lage der Beleuchtungsmaxima in der Pupillenfläche P_ILL des Beleuchtungssystems liegt die 0. Beugungsordnung „0" außerhalb der optischen Achse, im Beispielsfall bei einer normierten Pupilienkoor dinate von ca. –0,75. Die außeraxiale Position des Beleuchtungsintensitätsmaximums ist dabei so gewählt, dass die zu dem Bereich II mit kleinerer Liniendichte gehörende erste Beugungsordnung 1_II im Wesentlichen symmetrisch zur optischen Achse auf der gegenüberliegenden Seite der Pupille bei einer Pupillenkoordinate PK = +0,75 liegt. Die größere Liniendichte des Bereichs I führt zu größeren Beugungswinkeln, so dass die zugehörige erste Beugungsordnung 1_I am äußersten Rand der Pupille, bei einer Pupillenkoordinate von PK ungefähr 0,95, liegt. Diese Randlage der ersten Beugungsordnung zeigt, dass bei der gewählten numerischen Apertur des Projektionsobjektivs die höhere Liniendichte des Bereichs I nahe an der Auflösungsgrenze des Projektionsobjektivs liegt.This strong variation of the effective transmission of the projection lens for different beam paths through the projection lens can have a great influence on the imaging quality. This is based on 3 In order to set this illumination mode, the dipole illumination ILL is set in the illumination system ILL by setting the optical components of the pupil shaping unit PF by two illumination intensity maxima M1 and B lying diametrically opposite the optical axis and completely outside the optical axis M2 of the illumination pupil ( 1 ) is characterized. For the illumination radiation generated thereby, the pattern PAT acts as a diffraction grating, the diffraction angles of the region II having a larger grating constant (larger "pitch" or smaller line density) being smaller than those of the region I having a larger line density (smaller "pitch"). Corresponding to the off-axis position of the illumination maxima in the pupil surface P _{ILL of} the illumination system, the 0th diffraction order "0" is outside the optical axis, in the case of a normalized pupil coordinate of about -0.75, for example in that the first diffraction order _{I II} belonging to the area II of smaller line density is substantially symmetrical to the optical axis on the opposite side of the pupil at a pupil coordinate PK = +0.75 The associated first diffraction order 1 _I at the outermost edge of the pupil, at a pupil coordinate of PK, is approximately 0.95. This first order diffraction order shows that at the selected numerical aperture of the projection objective the higher line density of the region I is close to the resolution limit of the projection ob jektivs lies.

Die unterschiedlichen Beugungsordnungen werden nun mit der ihrer Position in der Pupille entsprechenden lokalen Pupillentransmission übertragen, so dass sich für die Teil-Muster unterschiedliche, musterspezifische Werte für die Belichtungsdosis ergeben. Bei dem durch Kurve A repräsentierten Projektionsobjektiv ohne Pupillenfilterung können die gröberen Strukturen des Bereichs II mit relativ hoher Dosis abgebildet werden, da die zur 0. Beugungsordnung und zur zugehörigen ersten Beugungsordnung 1_II gehörenden Pupillentransmissionswerte, die im Wesentlichen gleich sind, in der Nähe des Maximalwertes bei ca. T_P = 0,96 liegen. Die zugehörige musterspezifische Dosis ergibt sich im Wesentlichen aus der Summe I₀+ I_II der zu den Beugungsordnungen gehörenden Intensitäten am belichteten Substrat. Dagegen ist die Pupillentransmission für die nahe am Rand der Pupille liegende erste Beugungsordnung 1_I des feineren Teil-Musters signifikant geringer, sie liegt nur bei ca. T_P = 0,9 oder darunter. Die musterspezifische Dosis (I₀ + I_I) ist somit deutlich geringer als diejenige für die gröberen Strukturen. Dies trägt im Beispielsfall dazu bei, dass die zugehörigen Linien im belichteten Substrat eine Linienbreite LW_I' haben, die deutlich größer (oder kleiner) ist als die Linienbreite der weiter auseinanderliegenden Linien des Bereichs II. Die hier beschriebenen Dosisunterschiede ergeben somit eine signifikante Variation der kritischen Linienbreiten (CD-Variation) im belichteten Substrat und somit keine optimale Abbildung. Die Variation ΔLW' ist in dieser Anmeldung durch die Differenz zwischen der größten Linienbreite LW'_MA _X und der kleinsten Linienbreite LW'_MIN der erzeugten Linien, normiert auf die Soll-Linienbreite LW' gegeben, d.h.: ΔLW' = (LW'_MAX – LW'_MIN)/LW'. Auch andere Definitionen sind möglich. Typischerweise ist für jeden Lithographieprozess vorgegeben, wie weit die Werte der kritischen Linienbreiten (CD-Werte) um einen Zielwert (target value) schwanken dürfen.The different diffraction orders are now transmitted with the local pupil transmission corresponding to their position in the pupil, so that different, pattern-specific values for the exposure dose result for the partial patterns. In the case of the projection objective without pupil filtering represented by curve A, the coarser structures of region II can be imaged with a relatively high dose, since the pupil transmission values belonging to the 0th diffraction order and to the associated first diffraction order 1 _II , which are essentially the same, are in the vicinity of the maximum value at approx. T _P = 0.96. The associated pattern-specific dose essentially results from the sum I ₀ + I _{II of} the intensities belonging to the diffraction orders at the exposed substrate. In contrast, the pupil transmission is significantly lower for the first diffraction order 1 _{I of} the finer subpattern lying close to the edge of the pupil, it lies only at approximately T _P = 0.9 or below. The pattern-specific dose (I ₀ + I _I ) is thus significantly lower than that for the coarser structures. This contributes in the example to the fact that the associated lines in the exposed substrate have a line width LW _I ', which is significantly larger (or smaller) than the line width of the further apart lines of the region II. The dose differences described here thus result in a significant variation of critical line widths (CD variation) in the exposed substrate and thus no optimal imaging. The variation ΔLW 'in this application is given by the difference between the largest line width LW' _MA _X and the smallest line width LW ' _{MIN of} the generated lines normalized to the target line width LW', ie: ΔLW '= (LW' _MAX - LW ' _MIN ) / LW'. Other definitions are possible. Typically, it is predetermined for each lithography process how far the values of the critical line widths (CD values) may fluctuate around a target value.

Eine starke CD-Variation wird bei der hier erläuterten Ausführungsform der Erfindung dadurch vermieden oder zumindest vermindert, dass der Verlauf der Pupillentransmissionsfunktion (3) mit Hilfe eines in der Nähe der Pupillenfläche des Projektionsobjektivs eingebrachten OPC-Filters OPCF (1 oder 2) so an das durch die Lage der Beugungsordnungen charakterisierte Muster der Maske angepasst wird, dass für alle in Frage kommenden Strukturbereiche die Pupillentransmissionen der zugehörigen Beugungsordnungen relativ zueinander so optimiert eingestellt werden, dass sich eine signifikante Verringerung der CD-Variation im Vergleich zu einem System ohne OPC-Filter ergibt. Im Beispielsfall von 3 wird durch ortsauflösende Transmissionsfilterung in der Nähe der Pupillenfläche P_PO unter Berücksichtigung der Lage der Beugungsordnungen des Musters die Pupillentransmissionsfunktions-Kurve T_P so beeinflusst, dass die Variation der abgebildeten Linienbreiten über alle zur Abbildung beitragenden Teil-Muster wesentlich geringer ist als bei dem gleichen System ohne OPC-Filter. Nach Einfügen des OPC-Filters in den Strahlengang nahe der oder in der Pupillenfläche P_PO haben die 0. Beugungsordnung und die erste Beugungsordnung 1_II des gröber strukturierten Bereichs II weiterhin im Wesentlichen die gleiche Transmission. Durch deutliche Verringerung des Randabfalls der Transmission ist nun aber auch die zur ersten Beugungsordnung 1_I des dichter strukturierten Bereiches I gehörende Transmission in vergleich barer Größenordnung. Die zu den einzelnen Beugungsordnungen gehörenden Pupillentransmissionswerte sind jeweils so optimiert, dass sich für die einzelnen Teil-Muster gleicher Linienbreite, aber unterschiedlicher Liniendichte bei der Abbildung unterschiedliche Dosiswerte ergeben, die an die Liniendichte so angepasst sind, dass trotz unterschiedlicher Liniendichten bei gleicher Linienbreite der Linien innerhalb der Teil-Muster auch die entsprechenden Linienbreiten im belichteten Substrat jeweils im Wesentlichen gleich sind. Hierdurch wird die Variation der abgebildeten Linienbreiten verringert. Dadurch kann erreicht werden, dass die in größerer Liniendichte vorliegenden Linien bei dem Abbildungsprozess im Wesentlichen die gleiche Linienbreite am Substrat erhalten wie die weiter auseinanderliegenden Linien des gröber strukturierten Bereichs II.A strong CD variation is avoided or at least reduced in the embodiment of the invention explained here in that the course of the pupil transmission function (FIG. 3 ) with the aid of an OPC filter OPCF (FIG. 2) introduced in the vicinity of the pupil surface of the projection objective (FIG. 1 or 2 ) is adapted to the pattern of the mask characterized by the position of the diffraction orders such that the pupil transmissions of the associated diffraction orders relative to each other are adjusted so that there is a significant reduction of the CD variation compared to a system without OPC filter yields. In the example of 3 The pupil transmission function curve T _P is influenced by spatially resolved transmission filtering in the vicinity of the pupil surface P _PO , taking into account the position of the diffraction orders of the pattern, such that the variation of the imaged line widths across all subpatterns contributing to the imaging is substantially lower than in the same system without OPC filter. After insertion of the OPC filter into the beam path near or in the pupil surface P _PO , the 0th order of diffraction and the first order of diffraction 1 _{II of} the coarser structured area II continue to have substantially the same transmission. By significant reduction of the edge drop of the transmission but now the first diffraction order 1 _I of denser structured region I belonging transmission in comparatively order of magnitude. The pupil transmission values pertaining to the individual diffraction orders are each optimized in such a way that different dose values result for the individual partial patterns of the same line width but different line density, which are adapted to the line density such that, despite different line densities for the same line width of the lines within the sub-pattern, the respective line widths in the exposed substrate are also substantially the same. As a result, the variation of the imaged line widths is reduced. It can thereby be achieved that the lines present in greater line density in the imaging process receive substantially the same line width at the substrate as the lines of the coarsely structured region II which are further apart.

Anhand der 4 und 5 wird ein weiteres Beispiel für eine ortsabhängige Transmissionsfilterung im Bereich der Pupillenfläche des Projektionsobjektivs zur Erzielung einer Optical Proximity Correction dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde eine Maske verwendet, die mit Hilfe eines kommerziellen Programms zur OPC-Optimierung von Masken für ein Projektionssystem optimiert wurde, mit dem durch Immersions-Lithographie bei einer bildseitigen numerischen Apertur NA = 1.2 und annularer Beleuchtung in der Pupillenformungsfläche am belichteten Substrat für Maskenbereiche unterschiedlicher Liniendichten jeweils eine Ziel-Linienbreite von 50 nm erreicht werden sollte. Die Maske hatte zehn Bereiche mit jeweils unterschiedlicher Liniendichte, repräsentiert durch den Parameter P[nm], der die Gitterkonstante der Liniengitter bzw. den Pitch beschreibt. Die Maske enthielt Bereiche mit Gitterkonstanten von 130 nm bis 1000 nm. Für jede der unterschiedlichen Liniendichten wurde mit Hilfe des kommerziellen OPC-Programms ein sogenannter „Mask Bias" errechnet. Der Begriff „Mask Bias" beschreibt hier das bekannte, bewusste „Verstimmen" der Linienbreiten einer Maske zur Einstellung einer gewünschten kritischen Linienbreite CD (bzw. LW') auf dem belichteten Substrat. Die berechneten Werte des Mask Bias MB [nm] für die unterschiedlichen Liniendichten (repräsentiert durch pitch bzw. Gitterkonstante P [nm]) sind in Tabelle 1 angegeben.Based on 4 and 5 is another example of a location-dependent transmission filtering in the area of the pupil surface of the projection lens to achieve an Optical Proximity Correction. In this embodiment, a mask optimized by means of a commercial program for OPC optimization of masks for a projection system was used, with which by immersion lithography at a picture-side numerical aperture NA = 1.2 and annular illumination in the pupil shaping surface on the exposed substrate for Mask areas of different line densities in each case a target line width of 50 nm should be achieved. The mask had ten regions, each with a different line density, represented by the parameter P [nm], which describes the lattice constant of the line gratings or the pitch. The mask contained regions with lattice constants of 130 nm to 1000 nm. For each of the different line densities, a so-called "mask bias" was calculated with the aid of the commercial OPC program, the term "mask bias" describes the known, conscious "detuning" of the mask Line widths of a mask for setting a desired critical line width CD (or LW ') on the exposed substrate The calculated values of the mask bias MB [nm] for the different line densities (represented by pitch or lattice constant P [nm]) are shown in Table 1 indicated.

Tabelle 1

Table 1

Eine auf Basis dieser Berechnung hergestellte Maske wird somit in den Bereichen unterschiedlicher Liniendichten ebenfalls unterschiedliche Linienbreiten entsprechend des berechneten Mask Bias Werte enthalten, um bei dem Abbildungsprozess, für den die Berechnung durchgeführt wurde, im strukturierten Substrat für alle Liniendichten die gleiche Ziel-Linienbreite (target CD) von 50 nm zu erhalten.A based on this calculation mask is thus in the Regions of different line densities also different Line widths according to the calculated mask bias values, in the imaging process, for the calculation is done was, in the structured substrate for all line densities the same Target line width (target CD) of 50 nm.

Die für das als Referenzsystem REF dienende Fremdsystem optimierte Maske wurde anschließend zur Berechnung eines OPC-Filters für das Ausführungsbeispiel herangezogen. Dabei wurde die Abbildung dieser Maske mit einem Projektionsobjektiv des Ausführungsbeispieles berechnet und die auf dem belichteten Substrat resultierende Linienbreiten CD(IS) ermittelt. Die in dem Diagramm in 4 jeweils links gezeigten Balken des Referenzsystems REF zeigen die resultierenden Linienbreiten dieses Projektionsprozesses. Daraus ist ersichtlich, dass die für ein anderes Projektionssystem optimierte Maske bei dem Projektionssystem des Ausführungsbeispieles nicht zu der angestrebten, im Wesentlichen liniendichtenabhängigen Linienbreite führt, sondern dass die am Substrat erzielten Linienbreiten abhängig von der Liniendichte sind und zum Teil stark (um bis zu ca. 4%) von der gewünschten Ziel-Linienbreite (50 nm) abweichen. Die Abweichungen sind besonders signifikant bei den feinsten Mustern (Pitch ≤ 140 nm) und bei den gröbsten Mustern (Pitch ≥ 455 nm), wobei die feineren Muster zu niedrige Linienbreiten und die gröberen Muster zu breite Linienbreiten ergeben. Im Allgemeinen gibt es keine generelle Regel, aus der abzuleiten ist, ob ein Muster mit größerer oder kleinerer Gitterkonstante die größeren kritischen Dimensionen hat. Die CD-Werte werden durch das Design des anzubildenden Musters bestimmt. Der Mask Bias und die Beleuchtungssettings werden entsprechend dieser Vorgaben optimiert.The mask optimized for the external system serving as the reference system REF was subsequently used to calculate an OPC filter for the exemplary embodiment. In this case, the image of this mask was calculated with a projection objective of the exemplary embodiment and the line width CD (IS) resulting on the exposed substrate was determined. The in the diagram in 4 The bars of the reference system REF shown on the left show the resulting line widths of this projection process. It can be seen that the optimized for another projection system mask in the projection system of the embodiment does not lead to the desired, substantially line density-dependent line width, but that the line widths achieved on the substrate are dependent on the line density and some strong (up to about 4%) may deviate from the desired target linewidth (50 nm). The deviations are particularly significant for the finest patterns (pitch ≤ 140 nm) and for the coarsest patterns (pitch ≥ 455 nm), with the finer patterns giving too narrow linewidths and the coarser patterns giving too wide linewidths. In general, there is no general rule to deduce whether a pattern with a larger or smaller lattice constant has the larger critical dimensions. The CD values are determined by the design of the pattern to be formed. The mask bias and lighting settings are optimized according to these specifications.

Um den in der Größenordnung von bis zu ca. 2,5 nm liegenden Restfehler zu korrigieren, wurde der in 5 schematisch gezeigte Transmissionsverlauf eines im Bereich der Pupillenfläche P_PO des Projektionsobjektivs zu platzierenden Graufilters berechnet. Dieser Transmissionsfilter ist an ein Muster angepasst, bei dem alle Linien parallel zueinander in einer senkrecht zur optischen Achse des Projektionssystems verlaufende y-Richtung ausgerichtet sind. Das Filter hat in seinem an der optischen Achse zu platzierenden Zentralbereich (bei PK = 0) eine maximale Transmission (T_OPC = 1). In der parallel zur y-Richtung der Maske auszurichtenden y-Richtung des Transmissionsfilters ist die Transmission des Transmissionsfilters über alle Pupillenkoordinaten konstant bei T_OPC = 1 (gestrichelte Linie). In der senkrecht zu den abzubildenden Linien auszurichtenden x-Richtung dagegen liegt eine über den Querschnitt variierende Transmission vor (durchgezogene Linie). In dieser x-Richtung nimmt die Transmission zu den Rändern des Filters kontinuierlich nach Art einer Glockenkurvenfunktion um bis zu 20% auf T_OPC = 0,8 ab. Bei Einführung dieses OPC-Filters bzw. dieser Filterfunktion in den Bereich der Pupillenfläche des Projektionsobjektivs kann die für das Referenzsystem optimierte Maske auch mit den Projektionsobjektiv des Ausführungsbeispieles so verwendet werden, dass sich für alle darauf befindlichen Liniendichten für die Linienbreiten LW' am Substrat jeweils der gewünschte Zielwert von 50 nm ergibt (Linienbreitevariation ΔLW' = 0, siehe schraffierte Balken in 4).In order to correct the residual error of the order of magnitude of up to approx. 2.5 nm, the in 5 schematically calculated transmission profile of a to be placed in the region of the pupil surface P _{PO of} the projection lens gray filter. This transmission filter is adapted to a pattern in which all lines are aligned parallel to one another in a y-direction perpendicular to the optical axis of the projection system. The filter has a maximum transmission (T _OPC = 1) in its central region to be placed on the optical axis (at PK = 0). In the y-direction of the transmission filter to be aligned parallel to the y-direction of the mask, the transmission of the transmission filter over all pupil coordinates is constant at T _OPC = 1 (dashed line). In contrast, in the x-direction to be aligned perpendicular to the lines to be imaged, there is a transmittance varying across the cross-section (solid line). In this x-direction, the transmission to the edges of the filter continuously decreases in the manner of a bell curve function by up to 20% to T _OPC = 0.8. When this OPC filter or this filter function is introduced into the area of the pupil surface of the projection objective, the mask optimized for the reference system can also be used with the projection objective of the exemplary embodiment such that for all line densities LW 'on the substrate located thereon desired target value of 50 nm results (line width variation ΔLW '= 0, see hatched bars in 4 ).

In diesem Beispiel lässt sich somit durch eine Variation der Pupillentransmission um ca. 20% in einer Richtung senkrecht zu den abzubildenden Linien ein Linienbreitefehler von ca. 2,5 nm korrigieren. Daraus lässt sich abschätzen, dass sich bei einer Genauigkeit des Transmissions-Verlaufes eines Filterelementes von ca. 2% im gewählten Linienbreitebereich die Restfehler auf Werte von weniger als 0,5 nm korrigieren lassen.In this example leaves thus by a variation of the pupil transmission by approx. 20% in a direction perpendicular to the lines to be imaged Correct line width error of approx. 2.5 nm. This can be estimate that at an accuracy of the transmission curve of a Filter element of about 2% in the selected Linienbreitebereich the Correct residual errors to values of less than 0.5 nm.

In der Regel wird die Kontrolle der kritischen Linienbreite am belichteten Substrat bzw. in der Bildebene schwieriger, je kleiner die angestrebten Linienbreiten sind. Bei geeigneter Auslegung sind mit den hier beschriebenen Verfahren mit vertretbarem Aufwand Linienbreitevariationen erzielbar, die im Bereich von weniger als 3% oder gar weniger als 2% der Gitterkonstanten P der Teil-Muster der Maske liegen. Die OPC-Filterfunktionen können so eingestellt sein, dass bei absoluten Gitterkonstanten P periodischer Teil-Muster der Maske eine Variation ΔLW' der Linienbreite in der Bildfläche des Projektionsobjektivs für alle in dem Muster auftretenden Gitterkonstanten P, d.h. für alle Teil-Muster unterschiedlicher Liniendichte, kleiner ist als ein vorgebbarer Grenzwert L(ΔLW') oder diesem Grenzwert entspricht. Insbesondere kann die Bedingung L(ΔLW') ≤ P·0,05 eingehalten werden, wobei das Verhältnis ΔLW'/P auch deutlich kleiner als 3% sein kann und beispielsweise 2,5%, 2% oder weniger betragen kann.In As a rule, the control of the critical line width is exposed to the light Substrate or in the image plane more difficult, the smaller the desired Line widths are. With a suitable design are with those described here Method achievable with reasonable effort line width variations, in the range of less than 3% or even less than 2% of the lattice constants P are the partial pattern of the mask. The OPC filter functions can be set so that at absolute lattice constants P periodic partial pattern of the mask one Variation ΔLW 'of the line width in the picture area of the projection lens for all lattice constants P occurring in the pattern, i. for all partial patterns different line density, is smaller than a predefinable limit L (ΔLW ') or this limit equivalent. In particular, the condition L (ΔLW ') ≤ P · 0.05 can be maintained and the ratio ΔLW '/ P is also clear less than 3% and, for example, 2.5%, 2% or less can amount.

Das Ausführungsbeispiel zeigt, dass es mit Hilfe der OPC-Filterung mit vergleichsweise geringem apparativen Aufwand möglich ist, eine Maske, die für die Abbildung mit einem bestimmten Projektionsprozess optimiert wurde, auch für andere Projektionsprozesse, gegebenenfalls auch für die Projektion mit anderen Projektionsobjektiven, zu verwenden, ohne dass eine Neuberechnung und Neu-Herstellung der Maske notwendig ist. Die Erfindung ermöglicht somit eine mit vertretbarem Aufwand verbundene Möglichkeit der Feinsteuerung der Abbildung unterschiedlicher Strukturen durch Feinsteuerung der Pupillentransmission eines Projektionsobjektivs. Durch Anpassung der Pupillentransmission an die abzubildenden Strukturen unter Berücksichtigung der Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs kann somit eine zuverlässige Kontrolle der CD-Uniformität für unterschiedliche Strukturen erreicht werden.The exemplary embodiment shows that with the aid of the OPC filtering with comparatively low ap it is also possible to use a mask, which has been optimized for imaging with a specific projection process, for other projection processes, if appropriate also for projection with other projection objectives, without recalculation and new production of the mask being necessary. The invention thus makes possible, with justifiable expense, the possibility of fine control of the imaging of different structures by fine control of the pupil transmission of a projection objective. By adapting the pupil transmission to the structures to be imaged taking into account the imaging properties of the projection objective, a reliable control of the CD uniformity for different structures can thus be achieved.

Claims

Method for correcting optical environment effects (Optical Proximity Correction, OPC) in the illustration of a in the Property area of a projection lens arranged pattern in the image area of the projection lens with the help of a projection lens, in which between the object surface and the picture surface one Variety of optical elements and at least one to the image Fourier-transformed pupil surface is arranged, with the following step: optical filtering of the for the Illustration of used light with the help of at least one between the object surface and the picture surface pasted OPC filters according to a adapted to the pattern OPC filter function, a location-based transmission filtering in the area of the pupil surface of the imaging system, taking into account the location of diffraction orders caused by the pattern OPC filter function chosen such is that a variation of the by interference of diffraction orders generated line widths in the image area is much lower than with the same projection lens without OPC filtering.

The method of claim 1, wherein in the area of the pupil surface OPC filtering performed where the transmission is a function of the pupil location coordinate varied.

Method according to one of claims 1 or 2, wherein during a Exposure a first part pattern with a first line density is imaged with a first dose while at the same time a second Partial pattern with a second deviating from the first line density Line density is imaged with a second dose differing from the first dose, preferably the second part pattern laterally offset next to the first part pattern.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the OPC filter functions is set so that at different lattice constants Periodic sub-pattern of the mask a variation .DELTA.LW 'of the line widths in the picture area of the projection lens for all lattice constants occurring in the pattern are smaller than a predefinable limit value L (ΔLW ') or this limit value corresponds to, so that the condition L (.DELTA.LW ') ≦ P · 0.05 complied becomes.

A method according to any one of claims 1 to 4, wherein in the range the pupil surface an OPC filtering according to a non-rotationally symmetrical Transmission function performed is, wherein the transmission function preferably a twofold radial symmetry with respect to an optical axis of the projection lens.

A method according to any one of claims 1 to 5, wherein in the range the pupil surface OPC filtering with a plurality of at least three different ones Transmission values is carried out in a filter-effective range, wherein preferably the transmission at least in a partial area of the transmission filter varies continuously with location.

A method according to any one of claims 1 to 6, wherein in the range the pupil surface a transmission filter is used which conforms to a pattern is, in which lines parallel to each other in a direction perpendicular to the optical Axis of the projection system extending first direction aligned are, with the transmission filter in one on the optical axis central area to be placed has a maximum transmission, in a first to be aligned parallel to the first direction of the mask first Direction of the transmission filter, the transmission of the transmission filter over all Pupillary coordinates are essentially constant and perpendicular to be imaged to the lines to be imaged second direction over the Cross section of the transmission filter varying transmission is present.

Projection objective for imaging a mus arranged in the object surface of the projection objective into the image surface of the projection objective, in which a multiplicity of optical elements and at least one Fourier-transformed pupil surface are arranged between the object surface and the image surface, wherein the projection objective has at least one OPC filter for optically filtering the light used for imaging according to a associated with the pattern matched OPC filter function, which corresponds to a location-dependent transmission filtering in the region of the pupil surface of the imaging system and is designed to correct for optical environmental effects in the image of the pattern in the image area, the OPC filter function taking into account the position of the Pattern caused diffraction orders is chosen such that a variation of the line widths generated by interference of diffraction orders in the image area is substantially lower than in the same projection lens without OPC filtering.

A projection lens according to claim 8, wherein in the range the pupil surface an OPC filter is arranged, in which the transmission as a function the pupil location coordinate, preferably continuous, varies, wherein the OPC filter preferably has a non-rotationally symmetric transmission, especially with a twofold Radial symmetry with respect to an optical axis.

Projection objective according to one of claims 8 or 9, wherein the OPC filter functions are chosen so that at different Lattice constants P periodic sub-pattern of the mask a variation ΔLW 'of the line widths in the picture area of the projection lens for all lattice constants occurring in the pattern are smaller than a predefinable limit value L (ΔLW ') or this limit value corresponds to, so that the condition L (.DELTA.LW ') ≦ P · 0.05 complied becomes.

Method for producing an optical filter to carry out an optical filtering according to a Filter function with the following steps: Defining a pattern, this is a first part pattern with a first line density and at least a second part pattern with a second, from the first line density deviating second line density has; Calculate a Illustration of the in the object area of a projection lens arranged pattern in the image area of the Projection lens using a projection lens, in which between the object surface and the picture surface a plurality of optical elements and at least one Fourier transform to the image area pupil surface is arranged; Defining a filter function for optical Filtering for The images use light, with the filter function of a location-dependent transmission filtering in the area of the pupil surface corresponds to the projection lens; Determination of a variation of generated by interference of diffraction orders of the pattern Line widths in the image area the projection lens; Optimize the filter function by gradual change the filter function and repeatedly determining the variation of the Line width for determining an optimized filter function (OPC filter function), in which the variation of the generated line widths below one predetermined limit value is; Production of the optical filter according to the optimized Filter function.

The method of claim 11, wherein the OPC filter functions is defined so that at different lattice constants P Periodic sub-pattern of the mask a variation ΔLW 'of the line widths in the picture area of the Projection lens for all lattice constants occurring in the pattern are smaller than a predefinable limit value L (ΔLW ') or this limit value corresponds so that the condition L (ΔLW ') ≤ P · 0.05 is maintained.

Optical filter for installation in a projection lens to image one in the object surface of the projection lens arranged pattern in the image area of the projection lens, at the between the object surface and the picture surface a plurality of optical elements and at least one Fourier transform to the image area pupil surface is arranged, the filter as an OPC filter for optical filtering of for the image of used light according to a pattern adapted to the pattern OPC filter function is designed, which is a location-based transmission filtering in the area of the pupil surface of the imaging system and that for the correction of optical Environment effects when mapping the pattern in the image area is adjusted, by taking into account the location of by the OPC filter function the pattern of the mask caused diffraction orders to be so designed is that a variation of the by interference of diffraction orders Linienbrei generated in the image area is much lower than with the same projection lens without the OPC filter.

An optical filter according to claim 13, which serves as a transmission filter designed for installation in the area of the pupil surface and a as a function of the pupil-local coordinate varying transmission Has.

An optical filter according to claim 14, wherein the transmission filter has a non-rotationally symmetric transmission, wherein the Transmission preferably a two-fold radial symmetry with respect on an optical axis.

An optical filter according to claim 14 or 15, wherein the transmission filter has a transmission function in which the transmission has at least one intermediate value between completely transparent and completely opaque , wherein the transmission filter is preferably a plurality of at least three different transmission values in one has effective filter area.

An optical filter according to claim 14, 15 or 16, wherein the transmission filter has a transmission which is at least in a partial area of the transmission filter continuously with Varies the place.

Optical filter according to one of claims 14 to 17, wherein the transmission filter is adapted to a pattern at the lines parallel to each other in a direction perpendicular to the optical Axis of the projection system extending first direction aligned are, with the transmission filter in one on the optical axis central area to be placed has a maximum transmission, in a direction parallel to the first direction of the mask first direction of the transmission filter, the transmission of the transmission filter over all Pupillary coordinates are essentially constant and perpendicular to be imaged to the lines to be imaged second direction over the Cross section of the transmission filter varying transmission is present.

An optical filter according to claim 18, wherein in the second direction the transmission from the central area to the edges of the Transmission filter, preferably continuously, decreases, wherein a decrease in the transmission in the second direction preferably is symmetrical to the central area, so that the transmission function of the transmission filter has a twofold radial symmetry to the middle of the central area.

Optical filter according to one of claims 14 to 19, wherein a transmission difference between a maximum and a minimum transmission is more than 5% and / or wherein a minimum Transmission is more than 50% of the maximum transmission.

Optical filter according to one of claims 14 to 19, which is adapted to a mask whose pattern is a first part pattern with a first line density and a second part pattern with a includes second line density deviating from the first line density, wherein the transmission function is chosen so that at different Lattice constants P periodic sub-pattern of the mask a variation ΔLW 'of the line widths in the picture surface a projection lens for all lattice constants occurring in the pattern are smaller than one specifiable limit value L (ΔLW ') or this limit value corresponds to, so that the condition L (.DELTA.LW ') ≦ P · 0.05 complied becomes.

Method for adapting mapping properties a first projection lens for a particular pattern Imaging properties of a second projection lens, where the second projection lens with regard to its optical Figure properties for that distinguishes a certain pattern from the first projection lens, using at least one OPC filter with one to the particular pattern matched filter function such that the first projection lens and the second projection lens for the particular pattern Essentially, the filter function of the OPC filter is adjusted have the same imaging properties.

A method according to claim 22, wherein by means of at least one OPC filter depending on the pattern in the Essentially the same pupil transmission for the first and the second Projection lens is set.

Using a second projection lens in Connection with a reticle whose pattern is on a first projection lens is matched with other imaging properties, with imaging properties of the first and second projection lenses for a particular one Pattern using the method according to claim 22 or 23 to each other be matched.

A method for imaging a pattern arranged in the object surface of a projection lens into the image surface of the projection objective with the aid of a projection objective in which a multiplicity of optical elements and at least one pupil surface Fouriertransformed to the image surface is arranged between the object surface and the image surface, the optical elements of the projection objective not being for a picture the projection lens is adapted to the pattern by optically filtering the light used for the imaging by means of at least one inserted between the object surface and the image surface OPC filter according to a pattern-matched OPC filter function such that the pattern can be imaged into the image surface with the aid of the projection lens containing the OPC filter.

The method of claim 25, wherein the OPC filter a transmission filtering with local varying transmission in the area of the pupil surface is performed, wherein the transmission filter is preferably a non-rotationally symmetric Transmission, wherein the transmission function in particular a bizarre Radial symmetry with respect to an optical axis of the projection lens having.