TW201341970A - 用於進階微影術之可察知透鏡升溫的源光罩最佳化 - Google Patents

用於進階微影術之可察知透鏡升溫的源光罩最佳化 Download PDF

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Abstract

一種用於改良一微影程序之電腦實施方法，該微影程序用於使用包含一照明源及投影光學件之一微影投影裝置將一設計佈局之一部分成像至一基板上，該方法包括：計算為該微影程序之特性之複數個設計變數的一多變數成本函數，該等設計變數中至少一些為該照明源及該設計佈局之特性，該多變數成本函數之該計算考量透鏡升溫效應；及藉由調整該等設計變數直至滿足一預定義終止條件為止來重新組態該微影程序之該等特性。

Description

用於進階微影術之可察知透鏡升溫的源光罩最佳化
本文中之描述係關於微影裝置及程序，且更特定言之，係關於用於最佳化供微影裝置及程序中使用之照明源及光罩設計佈局之工具。
微影投影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在此狀況下，光罩可含有對應於IC之個別層之電路圖案(「設計佈局」)，且可藉由諸如經由光罩上之電路圖案而輻照已經塗佈有輻射敏感材料(抗蝕劑)層之基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含一或多個晶粒)的方法將此電路圖案轉印至該目標部分上。一般而言，單一基板含有複數個鄰近目標部分，電路圖案係由微影投影裝置順次地轉印至該複數個鄰近目標部分，一次一個目標部分。在一種類型之微影投影裝置中，一次性將整個光罩上之電路圖案轉印至一個目標部分上；此裝置通常被稱作晶圓步進器。在通常被稱作步進掃描裝置之替代裝置中，投影光束在給定參考方向(「掃描」方向)上遍及光罩進行掃描，同時平行或反平行於此參考方向而同步地移動基板。將光罩上之電路圖案之不同部分逐漸地轉印至一個目標部分。一般而言，因為微影投影裝置將具有放大因數M(通常<1)，所以基板被移動之速度F將為投影光束掃描光罩之速度的因數M倍。可(例如)自以引用方式併入本文 中之US 6,046,792搜集到關於如本文所描述之微影器件的更多資訊。
供印刷尺寸小於微影投影裝置之經典解析度極限之特徵的微影程序根據解析度公式CD=k1×λ/NA通常被稱作低k1微影術，其中λ為所使用輻射之波長(當前在大多數狀況下為248奈米或193奈米)，NA為微影投影裝置中之投影光學件之數值孔徑，CD為「臨界尺寸」-通常為所印刷之最小特徵大小-且k1為經驗解析度因數。一般而言，k1愈小，則在晶圓上再生類似於由電路設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案變得愈困難。為了克服此等困難，將複雜微調步驟應用於微影投影裝置以及設計佈局。此等步驟包括(例如，但不限於)NA及光學相干性設定之最佳化、定製照明方案、相移光罩之使用、設計佈局中之光學近接校正(OPC)，有時亦被稱作「光學及程序校正」)，或通常被定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。
作為一實例，OPC處理如下事實：投影於基板上之設計佈局之影像的最終大小及置放將不等同於或僅簡單地取決於光罩上之設計佈局的大小及置放。應注意，術語「光罩」與「比例光罩」在本文中被互換式地利用。此外，光罩及比例光罩可被廣泛地稱為「圖案化器件」。又，熟習此項技術者應認識到，特別是在微影模擬/最佳化之內容背景中，術語「光罩」與「設計佈局」可被互換式地使用，此係因為：在微影模擬/最佳化中，未必使用實體光罩，而可使用設計佈局以表示實體光罩。對於存在於某設計佈局上之小特徵大小及高特徵密度，給定特徵之特定邊緣之位置將在某種程度上受到其他鄰近特徵之存在或不存在的影響。此等近接效應起因於自一特徵耦合至另一特徵的微小量之光及/或諸如繞射及干涉之非幾何光學效應。相似地，近接效應可起因於在通常跟隨微影術之曝光後烘烤(PEB)、抗蝕劑顯影及蝕刻期間之擴散及其他化學效應。
為了確保設計佈局之經投影影像係根據給定目標電路設計之要求，需要使用設計佈局之複雜數值模型、校正或預失真來預測及補償近接效應。論文「Full-Chip Lithography Simulation and Design Analysis-How OPC Is Changing IC Design」(C.Spence，Proc.SPIE，第5751卷，第1至14頁(2005年))提供當前「以模型為基礎」之光學近接校正程序的綜述。在一典型高端設計中，設計佈局之幾乎每一特徵皆需要某種修改，以便達成經投影影像至目標設計之高保真度。此等修改可包括邊緣位置或線寬之移位或偏置，以及意欲輔助其他特徵之投影的「輔助」特徵之應用。輔助特徵可包括SRAF(次解析度輔助特徵)或PRAF(可印刷解析度輔助特徵)。
在一晶片設計中通常存在數百萬個特徵的情況下，將以模型為基礎之OPC應用於目標設計會需要良好的程序模型及相當多的計算資源。然而，應用OPC通常不為「嚴正科學(exact science)」，而為並不總是補償所有可能近接效應之經驗反覆程序。因此，需要藉由設計檢測(亦即，使用經校準數值程序模型之密集型全晶片模擬)來驗證OPC之效應(例如，在應用OPC及任何其他RET之後的設計佈局)，以便最小化將設計瑕疵建置至光罩之製造中的可能性。此情形受到如下各者驅使：製造高端光罩之巨大成本，其在數百萬美元的範圍內；以及對產品製作時程之影響，其係因重做或修復實際光罩(一旦其已被製造)而引起。
OPC及全晶片RET驗證兩者可基於如(例如)美國專利申請案第10/815,573號及Y.Cao等人之名為「Optimized Hardware and Software For Fast,Full Chip Simulation」(Proc.SPIE，第5754卷，405(2005年))之論文中所描述的數值模型化系統及方法。
除了對設計佈局或光罩之最佳化(例如，OPC)以外，亦可與光罩最佳化聯合地或分離地最佳化照明源，以致力於改良總微影保真度。 自1990年代以來，已引入諸如環形、四極及偶極之許多離軸照明源且該等離軸照明源已提供針對OPC設計之更多自由度，藉此改良成像結果。如吾人所知，離軸照明為用以解析光罩中所含有之精細結構(亦即，目標特徵)的經證實方式。然而，相比於傳統照明源，離軸照明源通常提供針對空中影像(AI)之較少光強度。因此，變得需要嘗試最佳化照明源以在較精細解析度與縮減光強度之間達成最佳平衡。術語「照明源」與「源」在此文件中被互換式地使用。
可(例如)在Rosenbluth等人之名為「Optimum Mask and Source Patterns to Print A Given Shape」(Journal of Microlithography,Microfabrication,Microsystems 1(1)，第13至20頁(2002年))之論文中得知眾多照明源最佳化途徑。將源分割成若干區，該等區中每一者對應於光瞳光譜之某一區。接著，將源分佈假定為在每一源區中均一，且針對程序窗(process window)來最佳化每一區之亮度。然而，源分佈在每一源區中均一之此假定並不總是有效，且結果，此途徑之有效性受損。在Granik之名為「Source Optimization for Image Fidelity and Throughput」(Journal of Microlithography,Microfabrication,Microsystems 3(4)，第509至522頁(2004年))之論文所闡述的另一實例中，綜述若干現有源最佳化途徑，且提議將源最佳化問題轉換成一系列非負最小平方最佳化的基於照明器像素之方法。儘管此等方法已示範一些成就，但其通常需要多次複雜反覆以收斂。另外，可難以判定某些額外參數(諸如，Granik方法中之γ)之適當/最佳值，γ規定在最佳化用於晶圓影像保真度之源與該源之平滑度要求之間的取捨。
眾所周知，在曝光期間，投影系統中之元件吸收輻射、升溫且因此將像差引入至該投影系統中，從而引起基板位階處之影像品質縮減。此等效應在使用諸如偶極及四極照明之照明模式及/或深紫外線輻射(DUV)(例如，在198奈米、157奈米或126奈米下)時特別劇烈，此 係因為可供製造可與此等波長一起使用之透鏡之材料的選擇通常受到限制且即使最佳材料亦在彼等波長下具有顯著吸收係數。該問題特別影響由折射透鏡元件形成之投影系統且因此常常被稱作透鏡升溫。即使在使投影系統維持於恆定溫度之冷卻系統的情況下，亦可發生充分局域溫度變化，此情形可造成成像品質之顯著損失。
因此，微影投影裝置中之許多投影系統具備一或多個經致動可調整元件，該一或多個經致動可調整元件在一或多個自由度中之形狀、位置及/或定向可在各曝光期間或之間被調整以補償透鏡升溫效應。電腦模型預測所預期之透鏡升溫效應且演算待由可調整元件實現之適當校正。先前技術之電腦模型已按照描述投影系統之光瞳平面中之像差的任尼克(Zernike)多項式來演算透鏡升溫效應，且已經由投影系統上調整一或多個可調整元件之控制「旋鈕(knob)」以提供對應於相關任尼克多項式之校正而應用校正。然而，先前技術之透鏡升溫校正方法尚未始終完全地有效，且常常發生一些殘餘像差。
舉例而言，參看圖1，此圖展示橫越光瞳場(-12.72-12.72)的用於特定光罩設計佈局之各種照明形狀(偶極及四極照明)對奇數階任尼克係數之影響。在圖1中可看出，由透鏡升溫誘發且由任尼克係數Z10表示之光學像差針對前三個照明形狀橫越光瞳場而顯著地變化。
應付非均一透鏡升溫之問題的其他嘗試包括提供額外光源(例如，紅外線)以使投影系統之元件之「冷」部件(亦即，未由投影光束之強部分橫穿的部件)升溫，參見US 6,504,597及JP-A-08-221261。前一參照案處理由隙縫狀照明場造成之非均一升溫，且後一參照案處理由帶狀或經修改照明造成之非均一升溫。提供此等額外光源及用以將額外升溫輻射傳導至正確位置之導引器可增加裝置之複雜度，且投影系統中增加之熱負荷使提供較高容量之冷卻系統成為必要。
通常從事兩種途徑以考量透鏡升溫效應。
在通常由微影使用者使用以控制生產環境中之透鏡升溫問題的第一途徑中，在生產批量期間實驗上量測透鏡升溫行為。接著可使用此經驗產生透鏡升溫資料以演算在批量曝光期間應用於投影系統之校正。一系列透鏡致動器可用於微影裝置中且可用以隨著透鏡升溫而移動主動元件，其縮減經由生產批量之像差圖徵(aberration signature)。
然而，因為第一途徑受到實驗完全地驅使，所以此途徑要求在大量時間期間使用微影裝置以收集特定於在研究中之程序的透鏡升溫資料。此外，在一些情況下，微影裝置不具有校正在生產期間觀測之整個像差範圍所必要的動態範圍。因此，對於此經驗驅使途徑，亦應考慮微影裝置之限制。
在第二途徑中，經由模擬程式(例如，超光速粒子透鏡升溫模組(Tachyon Lens Heating Module))而模型化預期透鏡升溫圖徵。預期透鏡升溫圖徵之模擬允許使用者檢查所提議光罩佈局或圖案之所預測行為，且識別對透鏡升溫誘發性像差最敏感之特徵。基於所預測透鏡升溫影響，可反覆地修改設計以減輕最嚴重之透鏡升溫誘發性像差。雖然本質上耗時且反覆，但此第二途徑快於受到透鏡升溫實驗及微影裝置控制完全地驅使之第一途徑。
針對進階使用者之第二情境有益之處在於其無需超長微影裝置實驗。然而，此第二途徑為反覆途徑，其可超長。此外，設計團隊將需要反覆地「調節(tweak)」關鍵電路佈局以圍繞由程序團隊發現之透鏡升溫關心事項而工作。在此程度上設計團隊與程序團隊之協調將最多具挑戰性。改變設計以減輕透鏡升溫之反覆途徑可被證實難以在實際開發環境中進行實施。
在一態樣中，提供一種用於改良一微影程序之電腦實施方法，該微影程序用於使用包含一照明源及投影光學件之一微影投影裝置將 一設計佈局之一部分成像至一基板上，該方法包括：計算為該微影程序之特性之複數個設計變數的一多變數成本函數，該等設計變數中至少一些為該照明源及該設計佈局之特性，該多變數成本函數之該計算考量透鏡升溫效應；及藉由調整該等設計變數直至滿足一預定義終止條件為止來重新組態該微影程序之該等特性。
在另一態樣中，提供一種電腦程式產品，該電腦程式產品包含經記錄有指令之一電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施用於改良用於使用包含一照明源及投影光學件之一微影投影裝置將一設計佈局之一部分成像至一基板上之一微影程序的一方法，該方法包括：計算為該微影程序之特性之複數個設計變數的一多變數成本函數，該等設計變數中至少一些為該照明源及該設計佈局之特性，該多變數成本函數之該計算考量透鏡升溫效應；及藉由調整該等設計變數直至滿足一預定義終止條件為止來重新組態該微影程序之該等特性。
1‧‧‧光罩圖案
2‧‧‧光罩圖案
3‧‧‧光罩圖案
4‧‧‧光罩圖案
10‧‧‧微影投影裝置
12‧‧‧照明源
14‧‧‧光學件
16a‧‧‧光學件
16b‧‧‧光學件
16c‧‧‧透射光學件
18‧‧‧光罩/比例光罩
20‧‧‧濾光器/孔隙
22‧‧‧基板平面
31‧‧‧源模型
32‧‧‧投影光學件模型
33‧‧‧設計佈局
34‧‧‧透射交叉係數(TCC)模型
35‧‧‧設計佈局模型
36‧‧‧空中影像
37‧‧‧抗蝕劑模型
38‧‧‧抗蝕劑影像
100‧‧‧電腦系統
102‧‧‧匯流排
104‧‧‧處理器
105‧‧‧處理器
106‧‧‧主記憶體
108‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
110‧‧‧儲存器件
112‧‧‧顯示器
114‧‧‧輸入器件
116‧‧‧游標控制件
118‧‧‧通信介面
120‧‧‧網路鏈路
122‧‧‧區域網路
124‧‧‧主機電腦
126‧‧‧網際網路服務業者(ISP)
128‧‧‧網際網路
130‧‧‧伺服器
AD‧‧‧調整器
B‧‧‧輻射投影光束
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
IF‧‧‧干涉量測器件
IL‧‧‧輻射系統/照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
MA‧‧‧圖案化器件/光罩
MT‧‧‧第一物件台/圖案化器件台
PS‧‧‧項目/投影系統/透鏡
PW‧‧‧定位器
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧第二物件台/基板台
對於一般熟習此項技術者，在結合附圖而審閱特定實施例之以下描述後，以上態樣及其他態樣與特徵隨即將變得顯而易見，在該等圖中：圖1展示橫越光瞳場的用於特定光罩設計佈局之各種照明形狀(偶極及四極照明)對奇數階任尼克係數之影響；圖2為根據一實施例之微影系統之各種子系統的方塊圖；圖3為對應於圖2中之子系統之模擬模型的方塊圖；圖4A為說明根據一實施例的最佳化之實例方法學之態樣的流程圖；圖4B為說明根據一實施例的最佳化之實例方法學之態樣的流程圖；圖4C展示圖4A及圖4B之投影光學件模型之例示性比較； 圖5展示根據一實施例之源光罩最佳化(SMO)方法之實施例；圖6A至圖6D展示說明對抗蝕劑影像之透鏡升溫效應的四個不同光罩圖案；圖7A表示針對圖6A之四個不同類型之光罩圖案藉由透鏡升溫引入的臨界尺寸(CD)誤差；圖7B展示由針對光罩圖案3之透鏡升溫效應引起的光罩圖案之影像之變形；圖8A展示在執行習知最佳化(「不可察知熱透鏡升溫的OPC」)之後及在執行根據一或多個實施例之最佳化方法(「可察知熱透鏡升溫的OPC」)之後處於規格內之圖案的數目；圖8B展示根據習知方法之經最佳化圖案，且圖8C展示根據一或多個實施例之經最佳化圖案；圖9A展示根據一或多個實施例而最佳化(「可察知熱透鏡升溫的OPC」)及根據習知方法而最佳化(「不可察知熱透鏡升溫的OPC」)之圖案的分佈；圖9B展示用習知方法而獲得的橫越場之CD結果；圖9C展示用根據一或多個實施例之方法而獲得的橫越場之結果；圖10為可供實施實施例之實例電腦系統的方塊圖；及圖11為實施例所適用之微影投影裝置的示意圖。
現在將參看圖式來詳細地描述實施例，該等圖式被提供為說明性實例，以便使熟習此項技術者能夠實踐該等實施例。值得注意地，下文之諸圖及實例不意謂將範疇限於單一實施例，而其他實施例藉由所描述或所說明元件中之一些或全部之互換而係可能的。在方便情況下，相同參考數字將貫穿圖式用以指代相同或類似部件。在可使用已 知組件來部分地或完全地實施此等實施例之某些元件時，將僅描述理解實施例所必要的此等已知組件之彼等部分，且將省略此等已知組件之其他部分之詳細描述，以便不混淆實施例之描述。在本說明書中，除非本文中另有明確陳述，否則不應認為展示單個組件之實施例具限制性；實情為，範疇意欲涵蓋包括複數個相同組件之其他實施例，且反之亦然。此外，申請人不意欲使本說明書或申請專利範圍中之任何術語皆被歸於罕見或特定涵義(除非有如此明確闡述)。另外，範疇涵蓋本文藉由說明而提及之組件的目前及未來已知等效者。
儘管在本文中可特定地參考實施例在IC製造中之使用，但應明確地理解，實施例具有許多其他可能應用。舉例而言，實施例可用於製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示器面板、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，應認為本文中對術語「比例光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用可分別與更一般術語「光罩」、「基板」及「目標部分」互換。
在本文件中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如，具有365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)，及EUV(極紫外線輻射，例如，具有在5奈米至20奈米範圍內之波長)。
如本文所使用之術語「最佳化」意謂調整微影投影裝置，使得微影術之結果及/或程序具有更理想特性，諸如，設計佈局在基板上之投影之較高準確度、較大程序窗，等等。
另外，微影投影裝置可屬於具有兩個或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)之類型。在此等「多載物台」器件中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。舉例而言，以引用方式併入本文中之US 5,969,441 中描述複式載物台微影投影裝置。
上文所提及之光罩包含設計佈局。可利用CAD(電腦輔助設計)程式來產生設計佈局，此程序常常被稱作EDA(電子設計自動化)。大多數CAD程式遵循預定設計規則集合，以便創製功能設計佈局/光罩。藉由處理及設計限制來設定此等規則。舉例而言，設計規則定義電路器件(諸如，閘極、電容器，等等)或互連線之間的空間容許度，以便確保該等電路器件或線彼此不會以不理想方式相互作用。設計規則限制通常被稱作「臨界尺寸」(CD)。可將電路之臨界尺寸定義為線或孔之最小寬度，或兩個線或兩個孔之間的最小空間。因此，CD判定經設計電路之總大小及密度。積體電路製作中之目標中之一者係在基板上如實地再生原始電路設計(經由光罩)。
如本文所使用之術語光罩可被廣泛地解釋為指代可用以向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化構件，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中創製之圖案；術語「光閥」亦可用於此內容背景中。除了經典光罩(透射的或反射的；二元、相移、混合式，等等)以外，其他此等圖案化構件之實例包括：-可程式化鏡面陣列。此器件之一實例為具有黏彈性控制層及反射表面之矩陣可定址表面。此裝置所隱含之基本原理為(例如)：反射表面之經定址區域反射入射光作為繞射光，而未經定址區域反射入射光作為非繞射光。在使用適當濾光器的情況下，可自反射光束濾出該非繞射光，從而僅留下繞射光；以此方式，光束根據可矩陣定址表面之定址圖案而變得圖案化。可使用合適電子構件來執行所需矩陣定址。可(例如)自以引用方式併入本文中之美國專利第5,296,891號及第5,523,193號搜集到關於此等鏡面陣列之更多資訊。
-可程式化LCD陣列。以引用方式併入本文中之美國專利第5,229,872號中提供此建構之一實例。
作為簡要介紹，圖2說明例示性微影投影裝置10。主要組件為：照明源12，其可為深紫外線準分子雷射源或包括極紫外線(EUV)源的其他類型之源；照明光學件，其定義部分相干性(被表示為均方偏差(sigma))且可包括塑形來自源12之光的光學件14、16a及16b；光罩或比例光罩18；及透射光學件16c，其將光罩圖案之影像投影至基板平面22上。投影光學件之光瞳平面處的可調整濾光器或孔隙20可限定照射於基板平面22上之光束角度之範圍，其中最大可能角度定義投影光學件之數值孔徑NA=sin(Θmax)。
在一系統之最佳化程序中，可將該系統之優值(figure of merit)表示為成本函數。最佳化程序歸結為得知系統之最小化成本函數之參數(設計變數)集合的程序。成本函數可具有取決於最佳化之目標的任何合適形式。舉例而言，成本函數可為系統之某些特性(評估點)相對於此等特性之所欲值(例如，理想值)之偏差的加權均方根(RMS)；成本函數亦可為此等偏差之最大值。本文中之術語「評估點」應被廣泛地解釋為包括系統之任何特性。歸因於系統之實施之實務性，系統之設計變數可限於有限範圍及/或相互相依。在一微影投影裝置之狀況下，約束常常係與硬體之物理屬性及特性(諸如，可調諧範圍)及/或光罩可製造性設計規則相關聯，且評估點可包括在基板上之抗蝕劑影像上之實體點，以及諸如劑量及焦點之非物理特性。
在一微影投影裝置中，一源提供照明(亦即，光)；投影光學件引導及塑形該照明通過光罩且到達基板上。此處，術語「投影光學件」被廣泛地定義為包括可變更輻射光束之波前的任何光學組件。舉例而言，投影光學件可包括組件14、16a、16b及16c中至少一些。空中影像(AI)為在基板上之光強度分佈。曝光基板上之抗蝕劑層，且將空中影像轉印至抗蝕劑層以在其中作為潛伏「抗蝕劑影像」(RI)。可將抗蝕劑影像(RI)定義為在抗蝕劑層中抗蝕劑之溶解度之空間分佈。可使 用抗蝕劑模型以自空中影像演算抗蝕劑影像，可在全文據此以引用方式併入本文中之共同讓渡之美國專利申請案第12/315,849號中得知此情形之實例。抗蝕劑模型僅係與抗蝕劑層之屬性(例如，在曝光、PEB及顯影期間發生之化學程序之效應)有關。微影投影裝置之光學屬性(例如，源、光罩及投影光學件之屬性)規定空中影像。因為可改變用於微影投影裝置中之光罩，所以需要使光罩之光學屬性與至少包括源及投影光學件的微影投影裝置之其餘部分的光學屬性分離。
圖3中說明用於模擬微影投影裝置中之微影術的例示性流程圖。源模型31表示源之光學特性(包括光強度分佈及/或相位分佈)。投影光學件模型32表示投影光學件之光學特性(包括由投影光學件造成的對光強度分佈及/或相位分佈之改變)。投影光學件模型32可包括由各種因素(例如，投影光學件之組件之升溫)造成之像差。如本文稍後所解釋，可將源模型31及投影光學件模型32組合成透射交叉係數(TCC)模型34。設計佈局模型35表示設計佈局33之光學特性(包括由給定設計佈局33造成的對光強度分佈及/或相位分佈之改變)，其為光罩上之特徵配置之表示。可自透射交叉係數34及設計佈局模型35模擬空中影像36。可使用抗蝕劑模型37而自空中影像36模擬抗蝕劑影像37。舉例而言，微影術之模擬可預測抗蝕劑影像中之輪廓及CD。
更具體言之，應注意，源模型31可表示源之光學特性，其包括(但不限於)NA-均方偏差(σ)設定，以及任何特定照明源形狀(例如，離軸光源，諸如，環形、四極及偶極，等等)。投影光學件模型32可表示投影光學件之光學特性，該等特性包括像差、失真、折射率、實體大小、實體尺寸、吸收率，等等。設計佈局模型35亦可表示實體光罩之物理屬性，如(例如)全文以引用方式併入本文中之美國專利第7,587,704號所描述。模擬之目標係準確地預測(例如)邊緣置放及CD，該等邊緣置放及CD接著可與所欲設計進行比較。所欲設計通常被定 義為可以諸如GDSII或OASIS或其他檔案格式之標準化數位檔案格式而提供之預OPC設計佈局。
自此設計佈局，可識別被稱作「剪輯(clip)」之一或多個部分。在一特定實施例中，提取一剪輯集合，該集合表示設計佈局中之複雜圖案(通常為約50個至1000個剪輯，但可使用任何數目個剪輯)。熟習此項技術者應瞭解，此等圖案或剪輯表示設計之小部分(亦即，電路、格胞或圖案)，且特別地，該等剪輯表示需要特定關注及/或驗證之小部分。換言之，剪輯可為設計佈局之部分，或可相似或具有臨界特徵係藉由體驗而識別(包括由顧客提供之剪輯)、藉由試誤法而識別或藉由執行全晶片模擬而識別的設計佈局之部分的相似行為。剪輯通常含有一或多個測試圖案或量規圖案(gauge pattern)。
可由顧客基於設計佈局中需要特定影像最佳化之已知臨界特徵區域而先驗地提供初始較大剪輯集合。或者，在另一實施例中，可藉由使用識別臨界特徵區域之某種自動化(諸如，機器視覺)或手動演算法而自整個設計佈局提取初始較大剪輯集合。
入射於投影系統上之輻射通常部分地透射通過經設計輻射路徑。在一實施例中，光用作輻射，且輻射路徑被稱作光路徑。入射光之部分可被反射或繞射遠離光路徑，且入射光之另外部分可由透鏡系統吸收。自入射光轉換之熱能通常將保留於透鏡(其通常為不良導熱體)中，且透鏡升溫可造成透鏡膨脹，此情形可影響透鏡之光學屬性。透鏡升溫之效應係由於透鏡之橫截面積之變化而頻繁地非均一，該等變化造成透鏡之一些部分相比於透鏡之其他部分產生及保留較大量之熱。因此，透鏡部分之非均一升溫可引起對透鏡之折射率的局域改變，從而引起經修改光學路徑及可在光阻中所產生之圖案中被偵測之像差。
此外，使用繞射光學元件(例如，光瞳元件)以選擇性地照明透鏡 之部分的系統創製透鏡之接收相對高強度光之區域，而其他區域接收很少或不接收光及所得升溫(參見(例如)圖1所描繪之四極照明圖案)。因此，透鏡升溫之差可在透鏡內產生顯著溫度梯度，其影響與透鏡及照明圖案之局域溫度及結構成比例的透鏡之光學屬性。可在一些掃描器中經由使用透鏡操控器而縮減或實質上消除透鏡功能之改變，透鏡操控器經組態以在透鏡之選定區域及/或點上施加及/或解除壓力，其抵消或取消透鏡升溫之效應。此等操控器可最小化像差且控制其他使用者指定微影量度，諸如，由透鏡升溫造成之CD變化。某些實施例提供包括用以改善透鏡升溫誘發性像差以便縮減晶圓上之印刷缺陷之校正系統之特性化的模型。因此，預料到，一或多個實施例可包括於最佳化及校正系統及方法中，該等系統及方法包含特性化透鏡升溫效應以及操控器及其他校正系統之控制的模型、模擬及應用程式。
各種實施例提供用以將透鏡升溫包括至源光罩最佳化(SMO)演算中之方法及系統。此程序可在下文中被稱作可察知透鏡升溫的SMO。在一實施例中，用於可察知透鏡升溫的SMO之演算法經組態以最佳化設計之繞射圖案及空中影像，其係用SMO而進行，但其中額外功能性為演算透鏡升溫敏感性量度或量度集合。在一實施例中，若透鏡升溫敏感性量度在可接受範圍外，則可針對RET/OPC碼而用新近建議之起點來重新最佳化SMO演算。舉例而言，可在2010年10月28日申請之美國專利申請案第12/914,946號中得知描述SMO工序之方法之實例，該專利申請案之全文據此係以引用方式併入本文中。
參看圖4A，此圖展示根據一實施例的用於模擬微影投影裝置中之微影術之例示性方法400。
該方法包含工序405，其中獲得為照明源、設計佈局及投影光學件之特性之設計變數，包括其調諧範圍。在工序410處，使用為照明源及光罩設計佈局之特性之設計變數中至少一些來判定及/或預測藉 由用照明源使設計佈局(或其部分)經由投影光學件而成像所誘發的對投影光學件之光學特性(例如，光學像差)之效應。該效應可包含投影光學件之升溫效應(可在下文中被稱作「透鏡升溫」)。透鏡升溫可不均一且可取決於設計佈局及照明源之設計變數特性中之一些。效應可包含諸如在投影光學件之至少一部分處之折射率改變、溫度改變、透明度改變、實體尺寸改變等等的其他效應。在一實施例中，工序410可包括判定及/或估計投影光學件之各種部分之溫度或溫度改變。可使用諸如透鏡升溫模型之合適模型來進行諸如藉由透鏡升溫而產生之效應的效應之判定，如(例如)2009年5月29日申請之美國專利申請案第12/475,071號所描述，該專利申請案之全文係以引用方式併入本文中。
在一或多個實施例中，透鏡升溫模型可藉由依據透鏡改變而演算設計佈局之CD(臨界尺寸)來判定效應(例如，像差)。
在某些實施例中，可以任尼克多項式之非線性函數表達CD。任尼克多項式有用於以多項式形式表達波前資料，且任尼克多項式包含形式相似於與光學系統相關聯之像差的項。通常，任尼克係數對應於多項式之權重。在某些實施例中，任尼克係數為表示CD之擾動的數目。若任尼克係數為零，則不存在擾動(參見(例如)圖1之任尼克係數Z7)。通常，可使用二階多項式以表示由透鏡升溫引起之像差，且可經由光微影影像之模擬及/或量測而建立微影量測-任尼克關係。
接著可使用在工序410處判定之光學像差以在工序415處定義考量效應(例如，由透鏡升溫誘發之像差)(例如，為該效應之函數)之投影光學件模型。一旦定義工序415之投影光學件模型，方法就前進至工序420，其中進行源光罩最佳化(SMO)且在工序425處輸出SMO工序之結果。
熟習此項技術者應瞭解，考量效應(例如，像差)之投影光學件模 型取決於設計變數，此係因為設計變數之調整會誘發對效應之改變。可將投影光學件模型表達為透射交叉係數TCC集合。接著可隨同設計佈局模型一起使用經修改透射交叉係數集合以建構空中影像模型。如在此項技術中所知，透射交叉係數包括排除光罩之微影投影裝置之光學屬性。
熟習此項技術者亦應瞭解，圖4A之方法400為反覆方法。亦即，源光罩最佳化包括同時地調整照明源及設計佈局之設計變數直至滿足終止條件為止。在每一反覆中，可使用經調整設計變數(其中一些為照明源及設計佈局之特性)以判定及/或調整對投影光學件之光學特性之效應。接著可使用經判定/經調整效應以判定經調整投影光學件模型，及將用於此反覆中以判定空中影像之經調整透射交叉係數集合。
參看圖4B，此圖展示根據一實施例的用於模擬微影投影裝置中之微影術之例示性方法400B。該方法包含工序405B，其中獲得為照明源、設計佈局及投影光學件之特性之設計變數，包括其調諧範圍。在工序410B處，僅使用為照明源之特性之設計變數及簡化光罩來判定及/或預測藉由用照明源使設計佈局(或其部分)經由投影光學件而成像所誘發的對投影光學件之光學特性(例如，光學像差)之效應。使用「簡化光罩」意謂並非在演算中使用光罩之所有細節。在一實例中，簡化光罩可為經估計光罩透射，其可基於由圖案覆蓋之光罩面積對光罩面積之比率予以演算。或者，經估計光罩透射可為實體光罩之測定平均透射。在另一實例中，簡化光罩可為來自光罩之剪輯。在又一實例中，簡化光罩可為光罩之若干離散部分。效應可包含透鏡升溫。透鏡升溫可不均一且可取決於設計佈局及照明源之設計變數特性中之一些。效應可包含諸如在投影光學件之至少一部分處之折射率改變、溫度改變、透明度改變、實體尺寸改變等等的其他效應。在一實施例中，工序410B可包括判定及/或估計投影光學件之各種部分之溫度或 溫度改變。可使用諸如透鏡升溫模型之合適模型來進行諸如藉由透鏡升溫而產生之效應的效應之判定，如(例如)2009年5月29日申請之美國專利申請案第12/475,071號所描述，該專利申請案之全文係以引用方式併入本文中。
接著可使用在工序410B處判定之光學像差以在工序415B處定義考量效應(例如，由透鏡升溫誘發之像差)(例如，為該效應之函數)之投影光學件模型。一旦定義工序415B之投影光學件模型，方法就前進至工序420B，其中進行源光罩最佳化(SMO)且在工序425B處輸出SMO工序之結果。可在工序425B之前進行選用確認工序423B。在選用確認工序423B中，比較工序420B之結果與SMO結果，其中細節(例如，除了經估計光罩透射以外的設計佈局之設計變數特性)被考量。若該等結果不充分接近，則方法可返回至工序410B。
熟習此項技術者應瞭解，考量效應(例如，像差)之投影光學件模型取決於設計變數，此係因為設計變數之調整會誘發對效應之改變。可將投影光學件模型表達為透射交叉係數TCC集合。接著可隨同設計佈局模型一起使用經修改透射交叉係數集合以建構空中影像模型。如在此項技術中所知，透射交叉係數包括排除光罩之微影投影裝置之光學屬性。
熟習此項技術者亦應瞭解，圖4B之方法400B為反覆方法。亦即，源光罩最佳化包括同時地調整照明源及設計佈局之設計變數直至滿足終止條件為止。在每一反覆中，可使用照明源之經調整設計變數特性及簡化光罩以判定及/或調整對投影光學件之光學特性之效應。接著可使用經判定/經調整效應以判定經調整投影光學件模型，及將用於此反覆中以判定空中影像之經調整透射交叉係數集合。相比於方法400，方法400B在計算上成本較少，此係因為並非使用光罩之所有細節來判定及/或調整對投影光學件之光學特性之效應。
圖4C展示方法400及400B之投影光學件模型之例示性比較。水平軸線為任尼克多項式項。垂直軸線為此等項之係數或量值。
在一或多個實施例中，可使用成本函數來執行SMO工序，可如下表達成本函數：
其中(z 1,z 2,...,z N )為N個設計變數或其值；f p (z 1,z 2,...,z N )為針對(z 1,z 2,...,z N )之設計變數之值集合在第p評估點處之特性之實際值與所欲值之間的差。w p 為指派給第p評估點之權重常數。可向比其他評估點或圖案更臨界的評估點或圖案指派較高w p 值。亦可向具有較大數目次出現率之圖案及/或評估點指派較高w p 值。評估點之實例可為晶圓上之任何實體點或圖案，或虛擬設計佈局或抗蝕劑影像或空中影像上之任何點。成本函數可表示微影投影裝置或基板之任何合適特性，例如，焦點、CD、影像移位、影像失真、影像旋轉，等等。舉例而言，成本函數可為以下微影量度中之一或多者之函數：邊緣置放誤差；臨界尺寸；抗蝕劑輪廓距離；最差缺陷大小；及最佳焦點移位。因為正是抗蝕劑影像常常規定基板上之電路圖案，所以成本函數常常包括表示抗蝕劑影像之一些特性的函數。舉例而言，此評估點之f p (z 1,z 2,...,z N )可簡單地為抗蝕劑影像中之一點至彼點之所欲位置之間的距離(亦即，邊緣置放誤差EPE p (z 1,z 2,...,z N ))。設計變數可為任何可調整參數，諸如，源、光罩、投影光學件、劑量、焦點等等之可調整參數。在一實施例中，該等設計變數中至少一些為投影光學件之可調整特性。投影光學件可包括可用以調整輻照光束之波前及強度分佈及/或相移之形狀的被集體地稱為「波前操控器(wavefront manipulator)」之組件。投影光學件可調整沿著微影投影裝置之光徑之任何部位(諸 如，在光罩之前、在光瞳平面附近、在影像平面附近、在焦平面附近)處的波前及強度分佈。投影光學件可用以校正或補償由(例如)源、光罩、微影投影裝置之溫度變化、微影投影裝置之組件之熱膨脹造成的波前及強度分佈之某些失真。調整波前及強度分佈可改變評估點及成本函數之值。可自一模型模擬此等改變或實際地量測此等改變。
應注意，f p (z 1,z 2,...,z N )之正常加權均方根(RMS)被定義為 ，因此，最小化f p (z 1,z 2,...,z N )之加權RMS會等效於最 小化方程式1所定義之成本函數。因此，本文可出於記法簡單起見而互換式地利用f p (z 1,z 2,...,z N )之加權RMS及方程式1。
另外，若最大化PW(程序窗)，則有可能將來自不同PW條件之同一實體部位認為是(方程式1)中之成本函數中的不同評估點。舉例而言，若考慮N個PW條件，則可根據評估點之PW條件來分類評估點且可將成本函數寫為：
其中(z 1,z 2,...,z N )為在第u個PW條件(u=1,...,U)下針對(z 1,z 2,...,z N )之設計變數之值集合在第p i 評估點之實際值與所欲值之間的差。當此差為邊緣置放誤差(EPE)時，則最小化以上成本函數會等效於最小化在各種PW條件下之邊緣移位，因此，此情形導致最大化PW。詳言之，若PW亦由不同光罩偏置組成，則最小化以上成本函數亦包括MEEF(光罩誤差增強因數)之最小化，MEEF被定義為晶圓EPE與誘發性光罩邊緣偏置之間的比率。
設計變數可具有約束，該等約束可被表達為(z 1,z 2,...,z N ) Z，其中 Z為設計變數之可能值集合。該等約束可表示微影投影裝置之硬體實施中之實體限定。該等約束可包括如下各者中之一或多者：調諧範圍；控管光罩可製造性之規則；及設計變數之間的相互相依性(interdependence)。
因此，最佳化程序係在約束(z 1,z 2,...,z N ) Z下得知最小化成本函數的設計變數之值集合，亦即，得知：
圖5中說明根據一實施例的最佳化微影投影裝置之SMO方法。此方法包含定義複數個設計變數之多變數成本函數的工序505。設計變數為照明源及光罩設計佈局之特性。在工序510中，使用選定變數來演算或計算成本函數。熟習此項技術者應瞭解，作為演算成本函數之部分，演算光罩圖案/佈局之影像。使用包括光學像差之投影光學件模型來進行此演算(參見工序415)。一旦針對選定變數而演算成本函數，方法就前進至工序515，其中判定是否滿足特定或預定終止條件。預定終止條件可包括各種可能性，亦即：成本函數可被最小化或最大化，如由所使用之數值技術所需要；成本函數之值已等於臨限值或已超越臨限值；成本函數之值已達到預設誤差極限內；或達到反覆之預設數目。若滿足工序515中之條件，則方法結束。若不滿足工序515中之條件，則方法前進至工序520，在工序520中修改用於照明源及光罩設計佈局之設計變數之值，且接著前進至工序525，在工序525中使用用於照明源及光罩設計佈局之設計變數之經修改值或使用用於照明源之設計變數之經修改值及經修改光罩設計佈局之簡化光罩來演算及/或判定新/經修改光學像差。彼等新/經修改光學像差定義經修改 投影光學件模型，經修改投影光學件模型隨同經修改照明源模型(亦即，包括經修改設計變數之照明源模型)一起提供在演算成本函數時使用之經修改透射交叉係數TCC。具體言之，一旦知道透射交叉係數TCC，就可計算空中影像、抗蝕劑影像、(z 1,z 2,...,z N )及成本函數。2010年11月10日申請之美國專利申請案第61/412,372號中描述用於判定及/或計算透射交叉係數TCC之方法之實例，該專利申請案之全文係以引用方式併入本文中。
反覆地重複工序510至525直至滿足終止條件為止。
在圖4及圖5之方法中，根據實施例，可同時地最佳化源及光罩(被稱作同時最佳化)。如本文所使用之術語「同時」、「同時地」、「聯合」及「聯合地」意謂允許源、光罩、投影光學件之特性之設計變數及/或任何其他設計變數同時地改變。
在另一實施例中，代替演算及/或判定對投影光學件之光學特性之效應或除了演算及/或判定對投影光學件之光學特性之效應以外，亦預見到，投影光學件之可調整光學特性可包括於設計變數中。例示性可調整光學特性可包括用以控制投影系統之光學元件之溫度的一或多個器件(例如，升溫器)之溫度資料或與該溫度資料相關聯之信號(任尼克係數)作為透鏡操控器。接著可進行SMO工序，且可同時地調整包括可調整光學特性之設計變數，使得成本函數移動朝向收斂。
本文所描述之方法不限於透鏡升溫，而適用於包括藉由用照明源使設計佈局(或其部分)經由投影光學件而成像所誘發的對投影光學件之光學特性之任何效應。
在一實施例中，任尼克係數係在設計變數當中。可將權重因數指派給該等任尼克係數中每一者。舉例而言，相比於5階任尼克係數，可對10階任尼克係數應用較高權重因數。
在一實施例中，SMO可使用考量對投影光學件之光學特性之預 定效應的預定投影光學件模型。舉例而言，若透鏡升溫被(例如，經驗上)預定，則SMO可使用考量預定透鏡升溫之投影光學件模型。
參看圖6A至圖6D，此等圖展示四個不同光罩圖案，其被稱作「1」、「2」、「3」及「4」(圖6A、圖6B、圖6C及圖6D)，該等圖案展示對抗蝕劑影像之透鏡升溫效應。在圖6A至圖6D中可看出，透鏡升溫係圖案相依的。
圖7A表示針對圖6A至圖6D之四個不同類型之光罩圖案(「1」、「2」、「3」及「4」)及針對曝光場中之三個不同位置(隙縫中心、偏中心及邊緣)藉由透鏡升溫而引入之臨界尺寸(CD)誤差。圖7B展示由針對光罩圖案2之透鏡升溫效應引起的光罩圖案之影像之變形。在圖7A中可看出，藉由透鏡升溫而誘發之CD誤差可在光罩圖案之間顯著地變化且係場相依的。
參看圖8A至圖8C，圖8A展示在執行習知最佳化(被稱作不可察知熱透鏡升溫的OPC)之後及在執行根據一或多個實施例之最佳化方法(被稱作可察知透鏡升溫的OPC)之後處於規格內之圖案(對應於圖案「2」)的數目。圖8A中提供針對單一隙縫條件(即，偏隙縫中心)之結果。當兩個鄰近圖案之間的臨界尺寸(CD)大於41奈米時，圖案被認為處於規格內。圖8B展示根據習知方法之經最佳化圖案，且圖8C展示根據一或多個實施例之經最佳化圖案。在圖8A之字幕中，「可察知冷LH的OPC」及「可察知熱LH的OPC」僅僅意謂應用於投影光學件之可察知透鏡升溫的OPC之結果分別處於冷狀態及熱狀態。圖8B明白地展示出當投影光學件處於冷狀態時不可察知透鏡升溫的OPC不產生影像，且當投影光學件處於熱狀態時影像幾乎等同。圖8C明白地展示出當投影光學件處於冷狀態時可察知透鏡升溫的OPC產生影像，且當投影光學件處於熱狀態時影像幾乎等同。
在圖8A至圖8C中可看出，考量透鏡升溫的根據一或多個實施例 之最佳化方法提供使處於規格內之所有圖案成像之成像及光罩設計條件。對比而言，在用習知最佳化方法的情況下，大量圖案之CD小於41奈米。
現在參看圖9A至圖9C，圖9A展示根據一或多個實施例而最佳化(被稱作可察知熱透鏡升溫的OPC)及根據習知方法而最佳化(被稱作不可察知熱透鏡升溫的OPC)之圖案的分佈。圖9B展示用習知方法而獲得的橫越場(亦即，針對不同隙縫位置：中心、偏中心及邊緣)之結果。圖9C展示用根據一或多個實施例之方法而獲得的橫越場(亦即，針對不同隙縫位置：中心、偏中心及邊緣)之結果。
在圖9A及圖9C中可看出，考量透鏡升溫的根據一或多個實施例之最佳化方法提供使處於規格內之所有圖案橫越場而成像之成像及光罩設計條件。對比而言，在用習知最佳化方法的情況下，針對所有場位置，大量圖案之CD小於41奈米。
圖10為說明可輔助實施本文所揭示之最佳化方法及流程之電腦系統100的方塊圖。電腦系統100包括用於傳達資訊之匯流排102或其他通信機構，及與匯流排102耦接以用於處理資訊之處理器104(或多個處理器104及105)。電腦系統100亦包括耦接至匯流排102以用於儲存待由處理器104執行之資訊及指令的主記憶體106，諸如，隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存器件。主記憶體106亦可用於在待由處理器104執行之指令之執行期間儲存暫時性變數或其他中間資訊。電腦系統100進一步包括耦接至匯流排102以用於儲存用於處理器104之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM)108或其他靜態儲存器件。提供諸如磁碟或光碟之儲存器件110，且儲存器件110耦接至匯流排102以用於儲存資訊及指令。
電腦系統100可經由匯流排102而耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器112，諸如，陰極射線管(CRT)或平板顯示器或觸控面板 顯示器。包括文數字按鍵及其他按鍵之輸入器件114耦接至匯流排102以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器104。另一類型之使用者輸入器件為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器104且用於控制顯示器112上之游標移動的游標控制件116，諸如，滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入器件通常具有在兩個軸線(第一軸線(例如，x)及第二軸線(例如，y))上之兩個自由度，其允許該器件指定在一平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入器件。
根據一實施例，可由電腦系統100回應於處理器104執行主記憶體106中所含有的一或多個指令之一或多個序列而執行最佳化程序之部分。可將此等指令自另一電腦可讀媒體(諸如，儲存器件110)讀取至主記憶體106中。主記憶體106中所含有之指令序列之執行使處理器104執行本文所描述之程序步驟。呈多處理配置之一或多個處理器亦可用以執行主記憶體106中所含有之指令序列。在替代實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬接線電路。因此，實施例不限於硬體電路與軟體之任何特定組合。
如本文所使用之術語「電腦可讀媒體」指代參與將指令提供至處理器104以供執行之任何媒體。此媒體可採取許多形式，包括(但不限於)非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。舉例而言，非揮發性媒體包括光碟或磁碟，諸如，儲存器件110。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如，主記憶體106。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排102之電線。傳輸媒體亦可採取聲波或光波之形式，諸如，在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間所產生之聲波或光波。舉例而言，常見形式之電腦可讀媒體包括軟碟、可撓性碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或晶匣、如下文所描 述之載波，或可供電腦讀取之任何其他媒體。
可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器104以供執行時涉及各種形式之電腦可讀媒體。舉例而言，最初可將指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中且使用數據機經由電話線而發送指令。在電腦系統100本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器以將資料轉換成紅外線信號。耦接至匯流排102之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料且將資料置放於匯流排102上。匯流排102將資料攜載至主記憶體106，處理器104自主記憶體106擷取及執行指令。由主記憶體106接收之指令可視情況在供處理器104執行之前或之後儲存於儲存器件110上。
電腦系統100亦可包括耦接至匯流排102之通信介面118。通信介面118提供對網路鏈路120之雙向資料通信耦接，網路鏈路120連接至區域網路122。舉例而言，通信介面118可為整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供對對應類型之電話線之資料通信連接。作為另一實例，通信介面118可為區域網路(LAN)卡以向相容LAN提供資料通信連接。亦可實施無線鏈路。在任何此類實施中，通信介面118發送及接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料串流的電信號、電磁信號或光學信號。
網路鏈路120通常經由一或多個網路而向其他資料器件提供資料通信。舉例而言，網路鏈路120可經由區域網路122而向主機電腦124或向由網際網路服務業者(ISP)126操作之資料設備提供連接。ISP 126又經由全球封包資料通信網路(現在通常被稱作「網際網路」128)而提供資料通信服務。區域網路122及網際網路128兩者皆使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。經由各種網路之信號及在網路鏈路120上且經由通信介面118之信號(該等信號將數位資料攜載至電腦系統100及自電腦系統100攜載數位資料)為輸送資訊的例示性 形式之載波。
電腦系統100可經由該(該等)網路、網路鏈路120及通信介面118而發送訊息且接收資料(包括程式碼)。在網際網路實例中，伺服器130可經由網際網路128、ISP 126、區域網路122及通信介面118而傳輸用於應用程式之經請求程式碼。根據一或多個實施例，一個此類經下載應用程式提供(例如)實施例之照明最佳化。經接收程式碼可在其被接收時由處理器104執行，及/或儲存於儲存器件110或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統100可獲得呈載波之形式的應用程式碼。
圖11示意性地描繪照明源可利用本文所描述之方法予以最佳化的例示性微影投影裝置。該裝置包含：-輻射系統IL，其用於供應輻射投影光束B。在此特定狀況下，該輻射系統亦包含輻射源SO；-第一物件台(光罩台)MT，其具備用於固持圖案化器件MA(例如，光罩或比例光罩)之光罩固持器，且連接至用於相對於項目PS來準確地定位該光罩之第一定位器；-第二物件台(基板台)WT，其具備用於固持基板W(例如，抗蝕劑塗佈矽晶圓)之基板固持器，且連接至用於相對於項目PS來準確地定位該基板之第二定位器；投影系統(「透鏡」)PS(例如，折射、反射或反射折射光學系統)，其用於將圖案化器件MA之經輻照部分成像至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
如本文所描繪，裝置屬於透射類型(亦即，具有透射光罩)。然而，一般而言，其亦可屬於(例如)反射類型(具有反射光罩)。或者，裝置可使用另一種圖案化器件作為光罩之使用的替代例；實例包括可程式化鏡面陣列或LCD矩陣。
源SO(例如，水銀燈或準分子雷射)產生輻射光束。將此光束直接地或在已橫穿調節器(諸如，光束擴展器Ex)之後饋入至照明系統(照明器)IL中。照明器IL可包含調整器AD以用於設定光束中之強度分佈的外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器通常將包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。以此方式，照射於光罩MA上之光束B在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
關於圖11應注意，源SO可在微影投影裝置之外殼內(此常常為當源SO為(例如)水銀燈時之狀況)，但其亦可在微影投影裝置遠端，其所產生之輻射光束被導向至該裝置中(例如，憑藉合適引導鏡面)；此後一情境常常為當源SO為準分子雷射(例如，基於KrF、ArF或F2雷射作用)時之狀況。
光束PB隨後截取被固持於圖案化器件台MT上之圖案化器件MA。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，光束B傳遞通過透鏡PL，透鏡PL將光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器(及干涉量測器件IF)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。相似地，第一定位器可用以(例如)在自圖案化器件庫機械地擷取圖案化器件MA之後或在掃描期間相對於光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，將憑藉未在圖9中被明確地描繪之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現物件台MT、WT之移動。然而，在晶圓步進器(相對於步進掃描工具)之狀況下，圖案化器件台MT可僅僅連接至短衝程致動器，或可固定。
所描繪工具可用於兩種不同模式中：-在步進模式中，使圖案化器件台MT保持基本上靜止，且將整個圖案化器件影像一次性(亦即，單次「閃光」)投影至目標部分C上。 接著使基板台WT在x及/或y方向上移位，使得不同目標部分C可由光束PB輻照；-在掃描模式中，基本上相同情境適用，惟在單次「閃光」中不曝光給定目標部分C除外。取而代之，圖案化器件台MT可在給定方向(所謂「掃描方向」，例如，y方向)上以速度v移動，使得造成投影光束B遍及圖案化器件影像進行掃描；同時發生地，基板台WT以速度V=Mv在相同或相對方向上同時地移動，其中M為透鏡PL之放大率(通常，M=1/4或=1/5)。以此方式，可在不必損害解析度之情況下曝光相對大目標部分C。
本文所揭示之概念可模擬或數學上模型化用於成像次波長特徵之任何通用成像系統，且可特別有用於能夠產生具有愈來愈小之大小之波長的新興成像技術。已經在使用中之新興技術包括能夠藉由使用ArF雷射來產生193奈米之波長且甚至能夠藉由使用氟雷射來產生157奈米之波長的EUV(極紫外線)微影術。此外，EUV微影術能夠藉由使用同步加速器或藉由用高能電子來撞擊材料(固體或電漿)而產生在20奈米至5奈米之範圍內的波長，以便產生在此範圍內之光子。
雖然本文所揭示之概念可用於在諸如矽晶圓之基板上之成像，但應理解，所揭示概念可用於任何類型之微影成像系統，例如，用於在不同於矽晶圓之基板上之成像的微影成像系統。
可使用以下條項來進一步描述本發明：
1.一種用於改良一微影程序之電腦實施方法，該微影程序用於使用包含一照明源及投影光學件之一微影投影裝置將一設計佈局之一部分成像至一基板上，該方法包含：計算為該微影程序之特性之複數個設計變數的一多變數成本函數，該等設計變數中至少一些為該照明源及該設計佈局之特性，該多變數成本函數之該計算考量藉由用該照明源使該設計佈局之該部分經 由該投影光學件而成像所誘發的對該投影光學件之光學特性之一效應；及藉由調整該等設計變數直至滿足一預定義終止條件為止來重新組態該微影程序之該等特性。
2.如條項1之方法，其中該效應包含一升溫效應。
3.如條項1至2中任一項之方法，其進一步包含使用為該設計佈局及該照明源之特性之該等設計變數中至少一些來判定該效應。
4.如條項1至3中任一項之方法，其中計算該多變數成本函數包含使用為該效應之一函數之一投影光學件模型。
5.如條項1至4中任一項之方法，其中該重新組態包含使用為該設計佈局及/或該照明源之特性且被調整之該等設計變數中至少一些來重新判定該效應。
6.如條項1至5中任一項之方法，其中該重新組態包含使用該投影光學件模型來計算該多變數成本函數。
7.如條項1至6中任一項之方法，其中該等設計變數包含該投影光學件之一可調整光學特性。
8.如條項7之方法，其中該可調整光學特性為該投影光學件之至少一部分之一折射率或該投影光學件之至少一部分之一溫度。
9.如條項7之方法，其中可由經組態以使該投影光學件之一光學元件升溫之一升溫器調整該可調整光學特性。
10.如條項7之方法，其中該可調整光學特性為該投影光學件之一任尼克係數。
11.如條項1至10中任一項之方法，其中該設計佈局之該部分包含以下各者中之一或多者：一整個設計佈局；一剪輯；被知道具有一或多個臨界特徵的一設計佈局之一區段；及已藉由一圖案選擇方法而識別一或多個臨界特徵的該設計佈局之一區段。
12.如條項1至11中任一項之方法，其中該預定義終止條件包括如下各者中之一或多者：該成本函數之最小化；該成本函數之最大化；達到反覆之一預設數目；達到等於或超出一預設臨限值的該成本函數之一值；達到一預定義計算時間；及達到在一可接受誤差極限內的該成本函數之一值。
13.如條項1至12中任一項之方法，其中在無約束的情況下或在有規定該等設計變數中至少一些之範圍之約束的情況下執行該反覆重新組態。
14.如條項1至13中任一項之方法，其中該等設計變數中至少一些係在表示該微影投影裝置之一硬體實施中之實體限定的約束下。
15.如條項1至14中任一項之方法，其中該等約束包括如下各者中之一或多者：調諧範圍；控管光罩可製造性之規則；及該等設計變數之間的相互相依性。
16.如條項1至15中任一項之方法，其中該成本函數為以下微影量度中之一或多者之一函數：邊緣置放誤差；臨界尺寸；抗蝕劑輪廓距離；最差缺陷大小；及最佳焦點移位。
17.如條項1至16中任一項之方法，其中藉由求解包括該等設計變數之高階多項式的多項式來最小化該成本函數。
18.如條項1至17中任一項之方法，其中該設計佈局包含至少一輔助特徵。
19.如條項18之方法，其中該至少一輔助特徵包含一SRAF(次解析度輔助特徵)及/或PRAF(可印刷解析度輔助特徵)。
20.如條項1至2中任一項之方法，其進一步包含使用為該照明源之特性之該等設計變數中至少一些及一簡化光罩來判定該效應。
21.如條項20之方法，其中該簡化光罩係選自由如下各者組成之一群組：一經估計光罩透射；一實體光罩之一測定平均透射；來自 一光罩之一剪輯；及一光罩之複數個離散部分。
22.一種電腦程式產品，其包含經記錄有指令之一電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施如以上條項中任一項之方法。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之實施例進行修改。

Claims (15)

  1. 一種用於改良一微影程序之電腦實施方法，該微影程序用於使用包含一照明源及投影光學件之一微影投影裝置將一設計佈局之一部分成像至一基板上，該方法包含：計算為該微影程序之特性之複數個設計變數的一多變數成本函數，該等設計變數中至少一些為該照明源及該設計佈局之特性，該多變數成本函數之該計算考量藉由用該照明源使該設計佈局之該部分經由該投影光學件而成像所誘發的對該投影光學件之光學特性之一效應；及藉由調整該等設計變數直至滿足一預定義終止條件為止來重新組態該微影程序之該等特性。
  2. 如請求項1之方法，其中該效應包含一升溫效應。
  3. 如請求項1至2中任一項之方法，其進一步包含使用為該設計佈局及該照明源之特性之該等設計變數中至少一些來判定該效應。
  4. 如請求項1至2中任一項之方法，其中計算該多變數成本函數包含：使用為該效應之一函數之一投影光學件模型。
  5. 如請求項1至2中任一項之方法，其中該重新組態包含：使用為該設計佈局及/或該照明源之特性且被調整之該等設計變數中至少一些來重新判定該效應。
  6. 如請求項1至2中任一項之方法，其中該等設計變數包含該投影光學件之一可調整光學特性。
  7. 如請求項6之方法，其中：該可調整光學特性為該投影光學件之至少一部分之一折射率或該投影光學件之至少一部分之一溫度；或 該可調整光學特性為該投影光學件之一任尼克係數；或可由經組態以使該投影光學件之一光學元件升溫之一升溫器調整該可調整光學特性。
  8. 如請求項1至2中任一項之方法，其中該設計佈局之該部分包含以下各者中之一或多者：一整個設計佈局；一剪輯；被知道具有一或多個臨界特徵的一設計佈局之一區段；及已藉由一圖案選擇方法而識別一或多個臨界特徵的該設計佈局之一區段。
  9. 如請求項1至2中任一項之方法，其中該預定義終止條件包括如下各者中之一或多者：該成本函數之最小化；該成本函數之最大化；達到反覆之一預設數目；達到等於或超出一預設臨限值的該成本函數之一值；達到一預定義計算時間；及達到在一可接受誤差極限內的該成本函數之一值。
  10. 如請求項1至2中任一項之方法，其中在無約束的情況下或在有規定該等設計變數中至少一些之範圍之約束的情況下執行該反覆重新組態。
  11. 如請求項1至2中任一項之方法，其中該等設計變數中至少一些係在表示該微影投影裝置之一硬體實施中之實體限定的約束下，且其中該等約束包括如下各者中之一或多者：調諧範圍；控管光罩可製造性之規則；及該等設計變數之間的相互相依性。
  12. 如請求項1至2中任一項之方法，其中該成本函數為以下微影量度中之一或多者之一函數：邊緣置放誤差；臨界尺寸；抗蝕劑輪廓距離；最差缺陷大小；及最佳焦點移位。
  13. 如請求項1至2中任一項之方法，其進一步包含使用為該照明源之特性之該等設計變數中至少一些及一簡化光罩來判定該效應。
  14. 如請求項13之方法，其中該簡化光罩係選自由如下各者組成之一群組：一經估計光罩透射；一實體光罩之一測定平均透射；來自一光罩之一剪輯；及一光罩之複數個離散部分。
  15. 一種電腦程式產品，其包含經記錄有指令之一電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施如以上請求項中任一項之方法。
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