JP2011129907A - リソグラフィ装置用改善偏光設計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 改善された低k1リソグラフィ結像が、照明偏光条件を最適化または改善することによって開示される。偏光条件は、既定の空間変化偏光、または所望のリソグラフィ応答値の追跡に基づく明照明点の空間的にカスタマイズされた局所偏光とすることができる。いくつかの非従来型偏光条件、例えば、(中央TM領域を有するまたは有さない)TM/TE偏光、対角偏光、および(通常、暗視野照明に用いられる)Y+X偏光が開示され、それらは特定のリソグラフィ問題、特に低k1値に対して結像についてのかなりの利点を提供する。初期偏光条件は、特定の固定偏光角に限定されてよい。固定偏光角は、ハードウェアによる実現によって表される。
【選択図】図7
Description
[0001] 本出願は、2009年12月15日に出願された米国仮出願第61/286,716号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0030] 本発明の実施形態が実施され得る典型的なリソグラフィ装置を示す。図1は、例示的なリソグラフィ装置を概略的に示している。装置は、
[0050] 上述の通り、本発明の一実施形態は、改善された結像をもたらす照明偏光条件を決定する。
[0060] 本明細書でさらに述べるように、上述したものを含む既定偏光条件は、照明強度マップの明照明点の偏光を局所的に微調整することを含む偏光最適化の起点を有し得る。リソグラフィ応答のソフトウェアシミュレーションにおいて、非従来型偏光は、リソグラファが偏光最適化を探るために利用可能である入力スイート(input suite)に含まれ得る。
[0063] 偏光条件決定を容易にするために、さまざまな種類のテストパターンおよび/またはパターニングデバイスを使用することができる。例えば、パターニングデバイスの典型的なリソグラフィパターンは、そのレイアウト内にさまざまな種類の2次元パターンを有しやすい。マスクレイアウトの一部は1つ以上のクリティカルフィーチャを含み、その高い正確性の再現はリソグラフィプロセスの基準である。実際のパターンを使用する実際のリソグラフィの前に、1つ以上のクリティカルフィーチャをエミュレートする1つ以上のテストパターンを使用してシミュレーションを行ってよい。そのようなテストパターンを使用して所望の偏光条件を決定してよい。
[0070] 偏光条件決定を容易にするために、さまざまな空間照明分布を使用することができる。図6A〜図6Cはオフアクシス照明の例を示しており、これらの例において照明の空間強度マップは、別個のかつ孤立することが多い局在高強度領域を示す。図6A〜図6Cは、3つの異なるオフアクシス照明602、604、および606の空間マッピングを示し、それぞれ5つの極、8つの極、4つの極(四極)を有する。輪帯照明、ダイポール照明、CQuad照明などはオフアクシス照明のさらなる例である。従来のビーム整形素子を使用してオフアクシス照明を生成することができる。オフアクシス照明は、高解像度リソグラフィのために用いられる結像改良の1つである。
[0072] 実際のリソグラフィツールにおいて、空間複合構造を有するクォーツまたはガラス板などの1つ以上の物理的光エレメントを製造し、放射システムの他の光エレメントと併用して、非従来型偏光条件を実施することができる。照明は、偏光条件の特定の態様で固有に偏光されてよく、または該当する場合に特定の所望の偏光に変換される非偏光放射であってもよい。偏光結晶などの1つ以上の光エレメントを使用して照明を選択的に偏光してよい。例えば、偏光変化属性を内部に有する、または偏光変化属性が関連付けられた、適切に設計された回折、屈折または反射光エレメント(例えば、透過偏光板)によって、所望の偏光を生成することができる。一実施形態において、照明形状および所望の偏光は、同一の光エレメントによって生成することができる。
[0074] 偏光条件決定を容易にするために、性能測定基準を使用することができる。性能測定基準は、プロセスパラメータがプロセスバジェット内で変化するときにリソグラフィ応答について得られる値の変化を追跡する。性能測定基準のリソグラフィ応答としては、臨界線幅不均一性、クリティカルディメンジョンエラー、アスペクト比エラー、ピッチ誤差、サイドエッジ配置誤差、コーナーエッジ配置誤差、マスクエラー増大因子(MEEF)、ドーズ寛容度、焦点深度、プロセスウィンドウから選択される1つ以上、またはそれらのさまざまな組合せが含まれる。プロセスパラメータとしては、焦点、露光ドーズ、露光波長、パターニングデバイス減衰、パターニングデバイスバイアス、放射システムの開口数、放射源の形状、およびパターニングデバイスのフィールドの種類から選択される1つ以上が含まれる。本発明の範囲を限定することなく、他の種類のリソグラフィ応答およびプロセスパラメータを使用してもよい。
[0078] 図7のフローチャート700に示すように、偏光決定は、2つの主なプロセスにおいて行うことができる。プロセス705は、固定または既定偏光条件のセットを使用する修正SMOプロセスとして見ることができる。このプロセスは良好なリソグラフィ応答を生成するに十分であり得る。そうでない場合、プロセス705の結果を使用して、後続の自由偏光決定プロセス712を実行する。一実施形態において、プロセス705かプロセス712のどちらかのみを実行してよい。すなわち、プロセス712はプロセス705の前後に実行する必要はなく、また、プロセス705はプロセス712の前後に実行する必要はない。
[0086] 図8〜図12は、明細書中で説明した技術を適用して改善偏光条件に到達する特定の例を示している。すなわち、図8〜図12は図7で説明したプロセス705の結果を示している。
[0092] 図13〜図16は、図7に示すプロセス712で行われる自由偏光微調整の例を示している。
[0098] 上述の偏光最適化技術の利点をさらに実証するために、SMPOを暗視野照明にも適用した。暗視野結像は、σ>1の照明を含む。例えば、通常の範囲は1.4≧σ≧1.0である。暗視野光の追加には、MEEFの減少を通じてリソグラフィ結像を向上させる可能性がある。
パターニングデバイスの種類への依存
図20は、偏光微調整が、使用するパターニングデバイスの種類に依存することを示している。4極照明で114nm四方ピッチ(k1=0.4)の50nmの孔グリッドを使用して、マスクバイアスを変化させ、マスク透過の種類も変更した。その結果を図20Bのテーブル2002に示す。図20Aは、結果の比較をグラフによって示している。特に非偏光照明の代わりにTM偏光を用いるときに、18%Att−PSMが標準バイナリマスク(BIM)および6%Att−PSMと比べて良い結果をもたらすことが示されている。他の偏光条件について同様の比較を検討することができる。
Claims (15)
- リソグラフィ装置を用いた基板上へのパターニングデバイスレイアウトの像の転写を向上させる方法であって、
複数の既定偏光条件の各々に対応する第1プロセスを実行してクリティカルフィーチャの相対的により良い再現と関連するリソグラフィ応答値をもたらす既定偏光条件を選択することと、
第2プロセスを実行して前記リソグラフィ応答の所望の値をもたらす所望の空間変化自由偏光条件に反復的に到達することと、を含み、
前記第2プロセスは前記第1プロセスで使用された前記既定偏光条件の1つ以上を使用する、方法。 - 前記クリティカルフィーチャを含む前記パターニングデバイスレイアウトの少なくとも一部をエミュレートするテストフィーチャのセットを得ることと、
1つ以上のプロセスパラメータについて前記クリティカルフィーチャを再現する際にリソグラフィ応答の変化を表す性能測定基準を定義することと、
前記複数の既定偏光条件を選択することと、を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1プロセスから得られた前記リソグラフィ応答値で性能測定基準を更新することを含み、前記第2プロセスは前記リソグラフィ応答の前記所望の値が得られるまで前記性能測定基準を反復的にさらに更新することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2プロセスは、
候補照明空間強度マップを得ることと、
前記空間強度マップの明照明点を別個のピクセルまたはピクセルグループに分割することと、
既定偏光条件のセットの各々の既定偏光条件を前記別個のピクセルまたはピクセルグループの各々に適用することによって前記別個のピクセルまたはピクセルグループの局所偏光を調整することと、
前記リソグラフィ応答の所望の値をもたらす前記空間変化自由偏光条件を選択することと、を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数の既定偏光条件は、非偏光、TE偏光、TM偏光、TM/TE偏光、対角偏光、X偏光、Y偏光、X+Y偏光、およびY+X偏光からなるグループから選択される2つ以上の偏光条件、あるいはそれらのあらゆる組合せを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の既定偏光条件はTM/TE偏光を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記リソグラフィ応答は、臨界線幅非均一性、クリティカルディメンジョンエラー、アスペクト比エラー、ピッチエラー、サイドエッジ配置エラー、コーナーエッジ配置エラー、パターニングデバイスエラー増大因子(MEEF)、ドーズ寛容度、焦点寛容度、あるいはそれらのあらゆる組合せからなるグループから選択される1つ以上を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1プロセスは、前記複数の既定偏光条件の各々についての照明空間強度マップを得ることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1プロセスは、前記複数の既定偏光条件の各々についての規格化像ログスロープ(NILS)値を決定することと、高NILS値に対応する前記1つ以上の偏光条件を選択して減少セットを形成することとを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の既定偏光条件はTM/TE偏光を含み、放射システムの瞳面において、TM偏光を対角線に沿ってかけ、前記瞳面の各クアドラントにおいて、TM偏光はデカルト軸に向かってTE偏光に徐々にかつ対称的に変形する、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の既定偏光条件は固定角度偏光を含む、請求項1に記載の方法。
- σ>1の暗視野照明を含んで前記パターニングデバイスレイアウトを照明することを含む、請求項1に記載の方法。
- リソグラフィ装置を用いたパターニングデバイスレイアウトの像の基板上への転写を構成する方法を実行する機械によって実行可能な機械実行可能命令を有するコンピュータ記憶製品であって、前記方法は、
複数の既定偏光条件の各々に対応する第1プロセスを実行してクリティカルフィーチャの相対的により良い再現と関連するリソグラフィ応答値をもたらす既定偏光条件を選択することと、
第2プロセスを実行して前記リソグラフィ応答の所望の値をもたらす所望の空間変化自由偏光条件に反復的に到達することと、を含み、
前記第2プロセスは前記第1プロセスで使用された前記既定偏光条件の1つ以上を使用する、コンピュータ記憶製品。 - デバイス製造方法であって、
リソグラフィ装置内のパターン付与された放射のビームを放射感応性基板上に投影することを含み、前記放射は、
前記リソグラフィ装置の瞳面の対角線に沿ったTM偏光と、
前記瞳面の各クアドラントのTE偏光と、を含むTM/TE偏光条件を有し、
前記TM偏光は、デカルト軸の各々に向かってTE偏光に徐々にかつ対称的に変形する、デバイス製造方法。 - デバイス製造方法であって、
リソグラフィ装置内のパターン付与された放射のビームを放射感応性基板上に投影することを含み、前記放射は、透過偏光板および/または回折光エレメントによって形成された空間変化偏光条件を有し、前記方法は、前記放射のビームにσ>1の暗視野照明を含めて前記放射のビームにパターン付与を行うパターニングデバイスを照明する、デバイス製造方法。
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