201017342 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於曝光方法及儲存電腦程式之記憶媒體。 【先前技術】 在半導體裝置的製程中，在決定半導體裝置的電路圖 案的線寬方面，由曝光設備實施的曝光處理是關鍵的。在 φ 曝光處理時，由照明光學系統以來自光源的光照明原版， 而經由投射光學系統，將原版的圖案投射至基底上的光阻 之上，藉以使光阻曝光。 隨著近來電路線寬的縮減，已發展具有取得高解析度 的技術之曝光設備。決定解析度的參數爲光源的波長、投 射光學系統的數値孔徑（NA )、以及與製程相關連的數 値（即所謂的製程因數Κ1 )。爲了取得高的解析度，有 增加ΝΑ及降低製程因素Κ1的技術。降低製程因數Κ1的 • 技術之實例爲投射光學系統的修改照明、極化照明、及像 差調整。 用以取得高解析度的目前技術已多樣化及複雜化。在 此情況下，爲了將圖案高準確度地轉移至基底上，要決定 與這些技術相關連的不同參數。這些參數的實例是照明光 學系統的光瞳平面上的光強度分佈（此後稱爲有效光源分 佈）、投射光學系統的Ν Α及像差、及照明光的極化狀態 〇 在半導體裝置的製程中，爲了決定裝置的產能（yield -5- 201017342 )之最嚴格的精確度其中之一因素爲尺寸準確度。隨著圖 案線寬的縮減，尺寸準確度愈來愈高。這導致愈來愈需要 使各種的曝光條件最佳化，以便將尺寸準確度增加至線寬 値或更低。 日本專利公開號2004-247737係有關於有效光源形狀 的最佳化方法。更具體而言，此專利參考文獻說明有效光 源之最佳化方法，其將有效光源分成符合光柵圖案的點光 源及評估分割的點光源，以使有效光源最佳化。此專利文 @ 獻也揭示一評估方法，以評估關鍵尺寸（CD)、焦點深度 (DOF)、曝光寬容度（EL) 、8%的曝光寬容度時的焦點 深度（DOF@ 8%EL)、劑量對尺寸比（El:l )、濃密/隔 離形狀偏差、及歸因於形狀尺寸的任意偏差。此專利文獻 也揭示評估旁瓣（side-lobe )轉移、膜損耗、側壁角、光 罩誤差增強因素（MEEF )、線性解析度、及絕對解析度 〇 在各種參數的最佳化中，決定曝光條件並改變遍及整 〇 個數字範圍之個別參數的値，可能耗費大量時間，所述數 字範圍係使用這些値時預期想要取得的數字。 【發明內容】 本發明提供在較短的時間期間內決定曝光條件的技術 〇 本發明的態樣之一提供曝光方法，用照明光學系統照 明位於投射光學系統的物件平面上的原版，以便在投射光 -6 - 201017342 學系統的影像平面上形成影像，而使位於投射光學系統的 影像平面上的基底曝光，所述方法包括：決定步驟，藉由 實施計算及評估處理，以決定曝光條件，所述計算及評估 處理包含計算目前曝光條件下形成於影像平面上的第一影 像並改變曝光條件、以及評估第一計算影像的線寬；以及 ，曝光步驟，在決定的曝光條件之下，將基底曝光，其中 ，所述決定步驟包含：計算第一計算影像的簡化評估値， • 假使簡化的評估値滿足可容許値，則在評估第一計算影像 之後，改變曝光條件及在改變的曝光條件下實施所述計算 及評估處理，以及，假使簡化的評估値並未滿足可容許値 ，則改變曝光條件及在改變的曝光條件下實施所述計算及 評估處理，而不用評估第一計算影像。 從參考附圖之下述舉例說明的實施例，將清楚本發明 的進一步特徵。 【實施方式】 於下，將參考附圖，說明本發明的各種實施例。 將參考圖2及3來說明製造裝置的製程。圖2是流程 圖，用以說明製造裝置的製程。裝置的實例是例如LSI、 1C、及記憶體之半導體晶片、例如液晶面板之顯示裝置、 以及例如CCD和CMOS感測器之影像感測器。在此，將 以半導體晶片的製造爲例來做說明。 在步驟1中（電路設計），設計半導體晶片的電路。 在步驟2(遮罩製造）中，製造其上形成有設計的電路圖 201017342 案之遮罩（原版）。在步驟3(晶圓製造）中，使用例如 矽之材料來製造晶圓。在稱爲前置製程的步驟4(晶圓製 程）中，使用遮罩及晶圓’以微影術在晶圓上形成電路。 在稱爲後置製程的步驟5 (組裝）中，以晶片形式來處理 步驟4中製造的晶圓，以形成半導體晶片。此步驟包含組 裝步驟（切割及接合）及封裝步驟（晶片膠封）。在步驟 6 (檢查）中，步驟5中所形成的半導體晶片進行例如操 作確認測試及耐久性測試等。在步驟7(出貨）中，將前 φ 述製程中完成的半導體晶片出貨。 在此’將說明步驟1(半導體設計）。此處，將以 LSI的設計爲例說明。在設計LSI時，首先實施系統設計 。在系統設計中，決定LSI的規格，藉以將系統分成有關 的硬體及軟體，以及，將硬體進一步分割成區塊。一般而 言，LSI包含多個區塊。這些區塊的多樣性涵蓋具有例如 正反器之小邏輯閘的電路至例如CPU及DSP之大型區塊 。舉例而言，如圖4所示，一LSI包含例如中央處理單元 © (CPU ) 41、數位訊號處理器（DSP ) 42、唯讀記憶體（ ROM ) 43 '隨機存取記憶體（ram ) 44、邏輯45和46、
類比對數位轉換器（ADC ) 47、數位對類比轉換器（DAC )48、及PLL 49等區塊（也稱爲巨集胞（macrocell)) 〇 然後，實施LSI的邏輯設計。在邏輯設計中，自動地 產生邏輯電路，所述邏輯電路實現由系統設計所設計的系 統之硬體。最後，產生位階等於作爲半導體裝置的電路元 -8 _ 201017342 件之電晶體的閘極之邏輯電路。 然後，實施LSI的佈局設計。在佈局設計中，決定 LSI晶片中均包含具有閘極等級的邏輯電路之區塊的配置 ，以及，設計連接這些區塊的互連。 在稍後說明的實施例中，使用關於依此方式進行佈局 設計及其設計前操作之LSI的電路圖案（此後稱爲遮罩圖 案）之資料（此後稱爲佈局資料）。注意，可以使用藉由 φ 增加輔助圖案而取得的資料，輔助圖案允許對光罩圖案作 光學近似效應校正。 圖3是流程圖，顯示步驟4中之晶圓製程的細節。在 步驟11(氧化）中，將晶圓表面氧化。在步驟12( CVD )中，在晶圓表面上形成絕緣膜。在步驟13(電極形成） 中，藉由例如汽相沈積，於晶圓上形成電極。在步驟14( 離子佈植）中，將離子植入晶圓中。在步驟〗5(光阻製程 )中，將光阻塗敷於晶圓上。在步驟16(曝光）中，將光 ® 罩（原版）的電路圖案投射至塗有光阻的晶圓上以使光阻 曝光。在步驟17(顯影）中，將經曝光的光阻顯影以形成 遮罩圖案。在步驟18(蝕刻）中，將經由光罩圖案的開口 所曝露的部份予以蝕刻。在步驟1 9中（光阻移除），移 除蝕刻之後餘留的任何不需要的遮罩圖案。藉由重複這些 步驟，在晶圓上形成電路圖案。 接著，將參考圖5來說明步驟16中的曝光處理中使 用之曝光設備。包含插入於光源1與遮罩（原版）13之間 的光學元件之光學系統被稱爲照明光學系統。舉例而言， -9 - 201017342 光源1可爲發射紫外光範圍或遠紫外光範圍的光之超高壓 水銀燈或準分子雷射。由光源1所發射出的光藉由光束整 形光學系統2而被轉換成目標的光束形狀，並且，進入繞 射光學元件3。 繞射光學元件3使入射光繞射，以經由傅立葉轉換透 鏡4而在傅立葉轉換平面上形成目標的第一光分佈。可以 根據要被形成的有效光源分佈，而調換有繞射光學元件3 。 Θ 變焦光學系統5以預定的放大率，在複眼透鏡6的入 射表面6a上，將來自第一光分佈及抵達變焦光學系統5 之光束形成光束的影像。變焦光學系統5也具有調整光束 進入變焦光學系統5及複眼透鏡6之區域的功能，且因此 ，可以改變例如有效光源分佈之照明條件。 繞射光學元件3及傅立葉轉換透鏡4構成第一光學單 元1〇〇，照明形狀轉換器201及2 02構成第二光學單元， 變焦光學系統5構成第三光學單元300。而且，由第一光 ◎ 學單元100、第二光學單元200、及第三光學單元300所 構成的光強度分佈分別被定義爲第一光分佈A、第二光分 佈B、及光瞳平面分佈C。光瞳平面分佈與照射表面（光 罩13)上的入射光的角度分佈及有效光源分佈是同義的。 有效光源分佈視光學單元的組合而定。與有效光源分 佈的形成直接有關的單元被稱爲有效光源分佈形成單元。 如圖5所示，有效光源分佈形成單元係指插入於從繞射光 學元件3至光闌構件7之間的光學路徑中的光學元件。 -10- 201017342 第一至第三光學單元100至300將來自光源 轉換成具有目標之形狀的光束，以將複眼透鏡6 面6a上的光強度分佈及入射光束的角度分佈調 標的分佈。藉由此操作，調整照明光學系統的光 的光強度分佈（有效光源分佈）。 於下，將詳述第二光學單元2 00。爲了形成 所熟知的角度有效光源分佈（圖8A)，如圖8B Φ 明形狀轉換器均可爲在其光入射側上具有凹圓錐 平坦表面）、及在其光離去側上具有凸圓錐表面; 爲了形成四極有效光源分佈（圖9A)，如匱 ，照明形狀轉換器均可爲在其入射側上具有四邊 面（或平坦表面）、及在其離去側上具有凸四邊 面之稜鏡。光軸與稜鏡的入射及離去表面的四邊 的各邊緣之間的角度可以彼此相等或不同，以增 率（同理可用於圓錐稜鏡）。或者，藉由繞射光 • 以形成四邊形第一光分佈、以及提供在其入射側 圓錐表面（或平坦表面）及在其離去側上具有凸 之稜鏡，可以形成四邊形照明。 如圖1 〇 A及1 1 A所示，將每一個照明形狀 構成在光軸方向上可相對地移動之成對稜鏡，可 多不同的有效光源分佈。圖10A及11A中所示 包含具有凹圓錐入射表面及平坦離去表面的稜鏡 有平坦入射表面和凸圓錐離去表面的稜鏡。如圖 ，假使在這些棱鏡之間的間隔小，則形成具有大 1的光束 的入射表 整成爲目 瞳平面上 習知上眾 所示，照 表面（或 匕稜鏡。 9B所示 形角錐表 形角錐表 形角錐體 進照明效 學元件3 上具有凹 圓錐表面 轉換器組 以形成更 的稜鏡對 、以及具 10B所示 寬度（具 -11 - 201017342 有大的環狀區比例）之發光部的環狀有效光源分佈。另一 方面，如圖11 b所示，假使這些稜鏡之間的間隔大，則形 成具有小寬度（具有小的環狀區比例）之發光部的環狀有 效光源分佈。 於下，將詳述第三光學單元3 00。圖12A顯示有效光 源分佈的剖面之光強度的實例。藉由調整構成第三光學單 元300的變焦光學系統5以回應有效光源分佈的尺寸變 化，剖面光強度可以從圖1 2A中所示的狀態變成圖1 2B中 ⑩ 所示的狀態。此時，有效光源分佈可以從圖1 2C中所示的 狀態改變成圖20D中所示的狀態。變焦光學系統5可以被 組構成調整有效光源分佈的尺寸（σ値）並維持給定的環 狀區比例。 舉例而言，爲了形成具有上述組態之環狀有效光源分 佈（圖8Α)，第一光學單元100形成圓形第一光分佈A 。第二光學單元2 00也形成環狀第二光分佈B。然後，藉 由驅動第二光學單元2 00中的光學元件（稜鏡），可以調 ❹ 整環狀區比例（環狀的內徑（內σ )除以其外徑（外σ ) 而得的商數）。此外，第三光學單元3 00可以調整有效光 源分佈的尺寸並維持第二光分佈的給定形狀。 複眼透鏡6係藉由二維陣列排列的多個微透鏡來予以 組構，並且，具有離去表面，離去表面對應於照明光學系 統的光瞳平面且在其上係形成有光瞳平面分佈（有效光源 分佈）。藉由遮擋任何不想要的光以形成目標分佈之光闌 構件7係位於照明光學系統的光瞳平面上。光闌構件7使 -12- 201017342 其孔徑尺寸及形狀藉由光闌驅動機構（未顯示出）來予以 調整。 照射透鏡8以複眼透鏡6的入射表面6a上的光強度 分佈來照明視野光闌9。視野光闌9包含複數個可移動的 遮光板，以及，限制用作爲照射標的表面之遮罩13的表 面（最終，爲晶圓15的表面）上的曝光範圍，以便形成 視野光闌9的任意孔徑形狀。成像透鏡1 0及1 1將視野光 • 闌9的孔徑形狀投射至遮罩13。偏轉鏡12使光學路徑偏 轉於成像透鏡1 0和1 1之間。 遮罩（原版）13係由光罩台17所固持，遮罩台17係 由光罩台驅動裝置（未顯示出）來予以驅動。 投射光學系統14在晶圓（基底）15上形成光罩13的 圖案的影像，以使晶圓15曝光，而光罩13係被照明光學 系統所照明。當遮罩13及遮罩台17自光學路徑之外縮回 時，在投射光學系統14的光瞳平面上，形成類似於有效 ® 光源分佈的光量分佈（光強度分佈）。注意，有效光源分 佈對應於撞擊遮罩13的表面之曝照光的角度分佈，且與 當遮罩13並未位於物件平面上時形成於投射光學系統14 的光瞳平面上的光量分佈（光強度分佈）相關連。也請注 意，投射光學系統14的光瞳平面與照明光學系統的光瞳 平面光學共軛。 晶圓1 5係由晶圓台1 8所固持，晶圓台1 8在投射光 學系統14的光軸方向上移動以及沿著與光軸垂直的平面 移動。晶圓台1 8係藉由晶圓台驅動裝置（未顯示出）來 -13- 201017342 予以驅動。 偵測器1 6係安裝於晶圓台1 8上，以便偵測撞擊於平 面上的曝光之量’而晶圓15係位於所述平面上。晶圓台 1 8被驅動’使得偵測器丨6沿著晶圓i 5位於其上的平面而 移動。此時’被偵測器1 6所偵測到的訊號被送至主控制 器20。 主控制器20藉由控制致動器22來調整有效光源分佈 ° © 根據來自主控制器20的命令，控制器2 1控制投射光 學系統14中的光學元件14a至14d的驅動以及投射光學 系統14的像差。根據來自主控制器20的另一命令，控制 器21控制配置於投射光學系統14的光瞳平面中的NA光 闌1 4e ’以調整投射光學系統丨4的NA。主控制器20係連 接至電腦3 0。 圖6是方塊圖，顯示電腦3 0的組態之實例。電腦3 0 執行用以決定曝光條件的程式。電腦30包含控制單元3 1 Q 、儲存單元32、橋接器33、輸出介面34、網路介面35、 及輸入介面36。控制單元31、儲存單元32、輸出介面34 、網路介面35、及輸入介面36經由匯流排而被個別地連 接至橋接器33。輸出介面34係連接至顯示器37，輸入介 面36係連接至輸入裝置38。網路介面35係連接至例如區 域網路（LAN )等網路，且因此而可以與其它電腦實施資 料通訊。網路介面35也接連至曝光設備的主控制器20。 舉例而言，控制器單元31可包含CPU (中央處理單 -14 *
201017342 元）、DSP (數位訊號處理器）、FPGA (現場可程5 列）、及微電腦。儲存單元3 2可包含例如ROM及 之記憶體。輸入裝置38可包含滑鼠及鍵盤。控制單 執行儲存於儲存單元32中的電腦程式（軟體碼）： 制電腦3 0操作而作用爲執行根據電腦程式的處理写 之裝置。經由輸出介面34，根據電腦程式的處理結| 輸出至顯示器37、其它輸出裝置、及/或主控制器 • 儲存單元32可以不僅儲存電腦程式，也可以儲存曼 造的裝置之NA、佈局資料、照明光學系統的構成^ 型式、組合、參數、限制資訊、及有效光源分佈、t 射光學系統的像差資訊。投射光學系統的佈局資料2 資訊可以經由網路介面3 5而被提供給電腦3 0以及崔 儲存單元32中。電腦程式可以經由記憶媒體或網 安裝於電腦3 0上。 圖1是流程圖，顯示根據第一實施例之決定曝3 的方法之序列。更精確而言，控制單元31根據儲ί 存單元3 2中的電腦程式（軟體碼）而操作，藉以| 流程圖中所示的程序。於下，將參考圖1、7Α至7D 及13Β來說明決定曝光條件的方法。 首先，在步驟S101中，設定遮罩圖案（原版圖 。更具體而言，在步驟S101中，設定用以決定曝光 的遮罩圖案。此遮罩圖案典型上係僅供評估使用，但 被用來製造真正的裝置。將以圖13Α及13Β所示爲例 定遮罩圖案爲L/S (線及空間）圖案，而線及空間寬 :閘陣 RAM 元31 以控 i方法 [可被 20 〇 [被製 ;件的 >及投 :像差 ί存於 ，而被 :條件 :於儲 ，行此 、13Α 案） 條件 .也可 丨，假 度爲 -15- 201017342 80nm，以說明本實施例。圖7C爲舉例說明當以圖7A中 所示的有效光源分佈來照明圖13A及13B中所示的遮罩圖 案時，形成於投射光學系統14的影像平面上的影像之圖 形。圖7D爲舉例說明以圖7B中所示的有效光源分佈來照 明圖13A及13B中所示的遮罩圖案時，形成於投射光學系 統14的影像平面上的影像之圖形。 在步驟S102中，設定最佳化時的固定値，以計算形 成於投射光學系統14的影像平面上（晶圓15位於其上的 H 平面）的影像。舉例而言，可以設定投射光學系統14的 NA、曝照光的波長、及投射光學系統14的像差。可以設 定獨特參數以計算該影像。舉例而言，獨特參數可包含用 於傅立葉轉換以計算該影像的分割之數目、及當要取得光 阻影像時的光阻特定參數。 在此，舉例而言，假定曝照光具有193 nm的波長' 投射光學系統14具有約0.85之NA (數値孔徑）、以及 所使用的環狀照明具有1/2的環狀區比例。此外，假定抗 @ 蝕劑（光阻）具有約1 .7的折射率。 在步驟S103中，對作爲要被最佳化的曝光條件之參 數，設定初始値。舉例而言，可將環狀照明的外σ的初始 値設定爲0.8。 在步驟S1 04中，設定評估條件。更具體而言，可以 設定遮罩圖案上的評估點、用以計算被用來決定曝光條件 的評估値之評估等式、以及評估時的可容許値。如圖1 3 A 及13B所示，評估點設定可爲中心線寬度CDc及端線寬 -16- 201017342 度CD 1及CDr。中心線寬度爲L/S圖案的中心處的線的寬 度，端線寬度是在L/S圖案的端部處的線的寬度。線寬 CDc、CD1、及CDr之間的差、以及它們的標的線寬度分 別被定義爲ACDc、ACD1、及Δεϋι·。 做爲評估値設定，在本實施例中使用由下述評估等式 所計算的評估値△ CD_RMS : φ ACD一RMS = {(ACDc2 +ACD12 +ACDr2 )/3}1/2 ...(1) 評估時的可容許値可以被設定爲條件，其中，舉例而 言，相對於標的線寬度的差爲小於或等於1 0 nm。 在步驟S105中，設定有效光源分佈。當在步驟S103 之後第一次執行步驟S105時，設定對應於步驟S103中所 設定的初始値之有效光源分佈。在步驟S112之後的步驟 S1 05中，設定對應於步驟S112中改變之用於有效光源分 # 佈的選項（曝光條件）之有效光源分佈。在本實施例中， 使有效光源分佈最佳化並在步驟S112中改變外σ。 舉例而言，可根據由照明光學系統所給定的限制，以 使有效光源分佈最佳化。更具體而言，可在有效光源分佈 的範圍之內，實施最佳化，藉由選取圖8Α、8Β、9Α、及 9Β中所示的光學單元、調整圖10Α、10Β、11Α、及11Β 中所示的二稜鏡之間的間隔、以及調整變焦光學系統5, 可以形成所述有效光源分佈的範圍。亦即，由照明光學系 統所給定的限制意謂可以由目前的曝光設備的作用來實現 -17- 201017342 的有效光源分佈的範圍。但是，假使新功能可以倂入於照 明光學系統中時，則其也可以被設定爲最佳化標的。舉例 而言，由相對於光軸的稜鏡邊緣的角度等所界定的稜鏡形 狀可以爲最佳化標的。 藉由最佳化有效光源分佈，可以尋找理想的分佈。取 得此理想分佈的方法之典型實例爲使光強度均勻、及以例 如外σ、環狀比例、孔徑角、及孔徑尺寸等爲參數代表之 方法，以及，使用表示式（例如，多項式、指數函數、高 @ 斯分佈、或其它分佈函數）以說明光強度分佈的某成份、 及以表示式串的係數代表參數之方法。 要被最佳化的曝光條件不僅包含有效光源分佈，也包 含可以在曝光時被調整及改變之所有各種的參數。最佳化 標的之實例爲照明光的極化分佈、照明光的中心波長、照 明光的頻譜形狀（含有多個不同波長的疊加形狀之資訊） 、ΝΑ、像差、及投射光學系統的光瞳透射率分佈、以及 抗蝕劑表面上之反射率的角度特徵。 Θ 在步驟S106(影像計算步驟）中，藉由光學模擬來 計算在設定條件下（包含目前的有效光源分佈）形成於投 射光學系統14的影像平面上的圖案影像。更具體而言， 計算藉由照明光學系統照明位於投射光學系統1 4的物件 平面上之光罩圖案的物件平面上之光罩圖案而由投射光學 系統14形成於影像平面（晶圓表面）上的影像（光強度 分佈）。此影像通常被稱爲空中影像或光學影像。 在步驟S107中，檢查空中影像的簡化評估値（光強 -18- 201017342 度分佈）是否滿足臨界値。假使在步驟S107中爲是，則 處理進行至步驟S108。假使在步驟S107中爲否，則處理 進行至步驟S 1 1 2。經簡化的評估標的之實例爲沿著評估 步驟S104中所設定的評估點CDc、CD1、及CDr之方向 上的空中影像（光強度分佈）之剖面圖。經簡化的評估値 的實例可爲在三個評估點CDc、CD1、及CDr處所取得的 NILS値之最小NILS (經歸一化的影像對數斜率）値。如 φ 同習於此技藝者所熟知般，可以根據下述等式來計算 NILS 値： NILS 値=CD X θ 1ηΙ/9 X ... ( 2 ) 其中，I是光強度，lnl是光強度I的自然對數。 在步驟S 107中被計算做爲簡化之評估計算的NILS値 於圖16中以N1爲例說明。而且，臨界値在圖16中以N2 ® 爲例來說明。 假定臨界値N2爲0.8。在此情況中，假使在圖16中 所示的實例中有效光源分佈組具有0.60或更小的外σ ( 在圖16中以「Sigma_〇ut」標示），則作爲簡化之評估値 的NILS値並未滿足臨界値N2，並且，在步驟S107中被 判定爲否。然後，在步驟S1 22中，設定用於有效光源分 佈之另一選項，並且，再度執行步驟S105及其後續的步 驟（亦即，一序列的最佳化程序）。另一方面，假使圖16 中所示之實例中有效光源分佈組具有0.65或更高的外σ -19- 201017342 ，則作爲簡化之評估値的NILS値滿足臨界値N2，並且， 在步驟S1 07中被判定爲是。然後，處理進行至步驟S1 08 〇 依此方式，在本實施例中，在簡化的評估値並未滿足 臨界値之給定曝光條件變成另一曝光條件而未計算用於給 定的曝光條件之評估値（稍後說明），以及，最佳化計算 繼續進行。根據此操作，由於對簡化之評估値並未滿足臨 界値之曝光條件，（用於此曝光條件之評估値自然並未滿 足評估準則）計算評估値，所以，用於最佳化計算的整體 時間縮短。從上述說明的要旨清楚可知，簡化之評估値用 作爲評估索引，可以以比計算評估値所耗費的時間還短之 時間來計算簡化之評估値（稍後說明）。 雖然在本實施例中選取在三個評估點處所取得的 NILS値的最小NILS値作爲簡化之評估値，但是，可以將 出現於相同遮罩上的所有圖案之具有最小半間距的圖案的 NILS値決定爲簡化之評估値。 © 簡化之評估値僅需允許光強度分佈的強度程度評估， 以及，除了 NILS値之外，還可選取各種的評估値作爲簡 化之評估値。舉例而言，簡化之評估値可爲分別由下述等 式所給定的成像對比値Cut或ILS (影像對數斜率）値：
Cnt= ( Imax-Imin ) / ( Imax + Imin ) ... ( 3 ) ILS 値=Θ lnl/θ x ... ( 4 ) -20- 201017342 假使使用NILS値作爲簡化之評估値，則根據製程， 可將臨界値N2設定在0.5 $ N2 $ 20的範圍之內。假使使 用對比値Cnt作爲簡化之評估値，則根據製程，可將臨界 値Cnt2設定在0.25SCnt2$0.6的範圍之內。假使使用 ILS値作爲簡化之評估値，則根據製程，可將臨界値12設 定在1各I2S50〔 l//zm〕的範圍之內。 在步驟S 1 08中，根據對每一個評估點於步驟s 1 06中 計算的空中影像來計算圖案線寬CDc、CD 1、及CDr。此 計算可以利用固定切片（fixed slice )模型，此模型是一 般使用的模型中最簡單的模型。固定切片模型是用以將空 中影像與某光強度的切片位準之間的交會界定爲線寬的二 邊緣，空中影像在交會處被切片。可以將切片位準選擇成 使得中央圖案的線寬爲標的値。 在步驟S109(評估步驟）中，根據步驟S108中計算 的線寬CDc、CD1、及CDr以及80 nm的標的尺寸，依據 ® 下述等式，以計算評估値A CD_RMS : Δ CDc = CDc- 80 Δ CD1 = CD1 - 80 Δ CDr = CDr - 80 Δ CDc_RMS = {(Δ CDc2 + ACD12+A CDr2)/3}1/2 ...(5) 在圖16中，對每一個有效光源分佈的評估値係以Cl 來予以標示。注意，爲了便於說明，圖16也顯示對於滿 足臨界値N2之具有NILS値的有效光源分佈之評估値△ CD RMS。 -21 - 201017342 在步驟S110中，檢査步驟S109中所計算的評估値是 否落在容許値之內以及是否爲對多個曝光條件（有效光源 )所計算的評估値的最佳値。假使愈小的評估値愈佳’則 最佳値是最小値。假使愈大的評估値愈佳，則最佳値是最 大値。或者，最佳値可爲特定値。假使採用 RMS値△ CD — RMS作爲評估値，貝IJ由於RMS値相對於標的線寬爲 餘數，所以，最佳値爲最小値。
如圖16所示，假定有六個選項用於有效光源分佈。 Q 在此情況中，當對應於具有大於臨界値N2之NILS値N1 之有效光源分佈（亦即，在步驟S107中被判定爲是之有 效光源分佈）之具有外σ =0.65及內σ =0.325以及呈現最 小評估値的有效光源分佈被指定時，在步驟S 1 1 0中被判 定爲是。然後，在步驟S111中，將指定的有效光源分佈 決定爲曝光條件。 注意，假使未對NILS値設定臨界値Ν2，則具有外σ = 0.55及內σ =0.27之有效光源分佈呈現最小評估値，但是 0 ’可以預期選擇此分佈會使要製造的裝置之產能變差。 在步驟S108中’也可以藉由模型化晶圓上的抗蝕劑 處理的影響而取得的VTR或VBR、或是藉由光學影像偏 移時光學影像的卷積積分（convolution integration)而取 得的光阻模型，以計算線寬。注意，V T R及V B R分別是 「可變臨界値光阻模型」和「可變偏移光阻模型」的縮寫 〇 可以設定條件以防止無止境的重複計算，在此條件中 -22- 201017342 ’假使步驟S 1 1 0中判斷執行的次數達到指定的數目，雖 然簡化之評估値並未滿足可容許値，依然結束處理。在此 情況中，藉由改變步驟S 1 04、S 1 03、S 102、及S 1 01中的 至少一設定，以再度實施最佳化計算。 依此方式，使用光強度分佈的程度作爲簡化之評估値 ，不僅允許縮短用於最佳化的整體時間，也允許決定確保 給定的曝光容限之有效光源分佈。 # 使用電腦3 0最佳化的曝光條件被提供給主控制器20 ，主控制器20藉由控制致動器22來設定曝光條件。這能 夠在晶圓上形成標的之成像圖案以及確保給定的曝光容限 〇 於下，將說明本發明的第二實施例。注意，在此並未 特別指明的細節可同於第一實施例。主要說明與第一實施 例的不同處。 圖14Α及14Β是流程圖，顯示根據第二實施例之決定 ® 曝光條件的方法之序列。更精確而言，控制單元31根據 儲存於儲存單元32中的電腦程式（軟體碼）而操作，藉 以執行此流程圖中所示的處理。本實施例提供主要最佳化 CD-DOF之有效光源分佈的判定。 CD-DOF是以處理誤差爲例的參數，且作爲標示曝光 設備中的散焦容許度之索引。在此，將CD小於10%的可 容許値時之DOF (焦點深度）的値設爲CD-DOF的一個實 例。 圖15舉例說明當曝照光具有約193 nm的波長、投射 -23- 201017342 光學系統具有約0.85的數値孔徑（ΝΑ) '及所使用的環 狀照明具有約0.7的外σ及約0.46 7的內σ時隔離圖案的 CD-DOF。在圖15中，橫軸代表散焦量，縱軸代表線寬。 舉例而言，以多項式適合這些變數的函數。將適合曲線落 在標的線寬的約±1〇 % (在此情況中爲85 nm)之內的範圍 定義爲DOF。 在步驟S105中計算有效光源分佈之後，在步驟S120 中，計算最佳聚焦的圖案影像。注意，步驟S120中的處 理與第一實施例中的步驟S1 06中的處理相同。 在步驟S121中，檢查步驟S120中計算的空中影像（ 光強度分佈）的簡化評估値是否滿足臨界値。假使在步驟 S121中爲是，則處理進行至步驟S112。簡化評估値的實 例可爲在三評估點CDc、CD1、及CDr處所取得之NILS 値的最小NILS値。假使作爲簡化評估値的NILS値並未 滿足臨界値N2時，則在步驟S 1 2 1中被判定爲否。在此情 況中，設定用於有效光源分佈之另一選項。另一方面，假 使作爲簡化評估値的NILS値滿足臨界値N2，則在步驟 S121中被判定爲是，並且，處理進行至步驟S122。 依此方式，在本實施例中，簡化評估値並未滿足臨界 値之給定曝光條件變成另一曝光條件，而不用對給定的曝 光條件計算最佳聚焦線寬（S 1 22 )以及散焦評估（S 1 23 至S125)，以及，最佳化計算繼續進行。藉由此操作’ 可以縮短最佳化計算的整體時間。 此時，假使被預期形成有最大對比之在最佳聚焦的影 201017342 像之NILS値小於臨界値時，則可以預測散焦的影 NILS値也會小於臨界値。在此情況中’如上所述般 簡化評估値未滿足臨界値之給定曝光條件改變成另一 條件，而不用對給定的曝光條件執行最佳聚焦的線寬 (S122)以及散焦評估（S123至S125) ’並且，使 化繼續進行。 在步驟S123 (第二影像計算步驟）中’藉由光 φ 擬來計算設定條件下（包含目前有效光源分佈）形成 生自投射光學系統14的影像平面（散焦平面）之平 的圖案影像。 在步驟S124中，計算散焦圖案影像的線寬。在 S1 25中，檢查散焦量是否達到指定量。假使在步驟 爲是，則處理進行至步驟S109。假使在步驟S215中 ，則在步驟S 126中設定另一散焦量，並且’在步驟 中，再度計算圖案影像。 β 在步驟S109中，根據步驟S122及S124中計算 寬以計算評估値（例如DOF )。 在步驟S110中，檢查步驟S109中所計算的評估 否落在寬容度之內以及是否爲對多個曝光條件（有效 分佈）計算的評估値中之最佳値。當指定在寬容度之 現最佳評估値之有效光源分佈時，在步驟S110中被 爲是。然後，在步驟S111中將指定的有效光源分佈 爲曝光條件。藉由上述處理，可以決定允許取得最大 之有效光源分佈。
像之 ，將 曝光 計算 最佳 學模 於衍 面上 步驟 S125 爲否 S123 的線 値是 光源 內呈 判定 決定 DOF -25- 201017342 依此方式，當藉由考慮散焦時的線寬及最佳聚焦時的 線寬以執行最佳化時，由於大量的計算’使得最佳化的時 間延長。因此，不用執行任何關於給定曝光條件的最佳化 處理，即可將簡化評估値未滿足臨界値之給定曝光條件改 變成另一曝光條件，並且，繼續進行最佳化計算。 在根據ED-窗（曝光劑量評估）評估時，對每一個散 焦量設定，計算使曝光量相對於切片位準增加及降低1 0% 時之圖案線寬。 © 將即使曝光量改變1 〇 %時線寬仍然小於可容許値之 ED-窗界定爲DOF，因此，DE-窗是更嚴格地評估曝光處 理中的波動因素之評估値。如同上述評估値的實施例中一 般，藉由也導入ED-窗作爲評估量以及將其設定爲臨界値 ，以評估在最佳聚焦時具有最佳曝光量之光強度分佈的強 度程度，則決定曝光條件的效率大幅地增加。 如上所述，根據本實施例，在根據包含DOF之評估 値以決定曝光條件時，能夠縮短用於最佳化的整體時間。 © 雖然已參考舉例說明的實施例來說明本發明，但是， 需瞭解本發明不限於所揭示的舉例說明的實施例。後附申 請專利範圍的範圍係依據最廣的解釋以涵蓋所有此類修改 及均等結構和功能。 【圖式簡單說明】 圖1是流程圖，顯不根據第一實施例之決定曝光條件 的方法之序列； -26- 201017342 圖2是流程圖，舉例說明裝置製造方法； 圖3是流程圖，舉例說明裝置製造方法； 圖4是視圖，舉例說明LSI區塊的佈局； 圖5是視圖，舉例說明根據本發明的實施例之曝光設 備的配置； 圖6是方塊圖，顯示執行決定曝光條件的程式之電腦 的配置實施例； 圖 7A至 7D是視圖，用於說明有效光源分佈與形成 於投射光學系統的影像平面上的影像之間的舉例說明的關 係； 圖8A是視圖，舉例說明環狀照明的有效光源分佈； 圖8B是視圖，舉例說明用於形成如圖8A所示的分佈 之圓錐稜鏡； 圖9A是視圖，舉例說明多極照明中的有效光源分佈 j ® 圖9B是視圖，舉例說明用於形成如圖9A中所示的分 佈之角錐形稜鏡； 圖10A是視圖，舉例說明圓錐稜鏡的配置； 圖10B是視圖，舉例說明對應於圖l〇A中所示的配置 之有效光源分佈； 圖11A是視圖，舉例說明圓錐稜鏡的另一配置； 圖11B是視圖，顯示對應於圖11A中所示的配置之有 效光源分佈； 圖12A至1 2D舉例說明有效光源分佈； •27- 201017342 圖13A及13B是視圖，舉例說明遮罩圖案； 圖14A及14B是流程圖’顯不根據第二實施例之決定 曝光條件的方法之序列； 圖15舉例說明根據第二實施例之CD-DOF ;以及 圖1 6是條狀圖，舉例說明對應於第一實施例中有效 光源的變化之評估値及簡化的評估値。 【主要元件符號說明】 @ 1 :光源 2:光束整形光學系統 3 :繞射光學元件 4:傅立葉轉換透鏡 5 :變焦光學系統 6 :複眼透鏡 6a :入射表面 7 :光闌構件 © 8 :照射透鏡 9 :視野光闌 1 〇 :成像透鏡 U :成像透鏡 12 :偏轉鏡 1 3 :遮罩 1 4 :投射光學系統 14a :光學元件 -28 - 光學元件 光學元件 光學元件 NA光闌 晶圓 偵測器 遮罩台 晶圓台 主控制器 控制器 致動器 電腦 控制單元 儲存單元 橋接器 輸出介面 網路介面 輸入介面 顯示器 輸入裝置 中央處理單元 數位訊號處理器 唯讀記憶體 隨機存取記憶體 201017342 14b ： 14c 1 4d 1 4 e 15 : 16 : 17 : φ 1 8 ： 20 : 21 : 22 : 30 : 3 1 : 32 : 33 : • 34 ： 35 : 36 : 37 : 38 : 41 : 42 : 43 : 44 : -29 201017342 45 :邏輯 46 :邏輯 47 :類比對數位轉換器 48 :數位對類比轉換器 100 :第一光學單元 200 :第二光學單元 201 :照明形狀轉換器 202 :照明形狀轉換器 300 :第三光學單元