TW202105050A - 判定圖案化設備之光學特性之分量子集 - Google Patents
判定圖案化設備之光學特性之分量子集 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202105050A TW202105050A TW108147771A TW108147771A TW202105050A TW 202105050 A TW202105050 A TW 202105050A TW 108147771 A TW108147771 A TW 108147771A TW 108147771 A TW108147771 A TW 108147771A TW 202105050 A TW202105050 A TW 202105050A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- optical
- features
- patterning
- patterning device
- rennick
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
- G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70141—Illumination system adjustment, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of illumination system
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70591—Testing optical components
- G03F7/706—Aberration measurement
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
本文中描述一種用於判定一圖案化製程之光學特性之一分量的方法。該方法包括:獲得(i)複數個所欲特徵、(ii)基於該複數個所欲特徵之複數個模擬特徵及一圖案化設備之一光學特性、及(iii)與該複數個所欲特徵中之一所欲特徵及該複數個模擬特徵中之一相關聯模擬特徵相關的一效能度量(例如,EPE);藉由基於該光學特性之值的一改變計算該效能度量之值的一改變來判定該圖案化製程的一組光學敏感度;及基於該組光學敏感度識別該光學特性之一組分量(例如,主分量),其包含改變該效能度量之該值的主要促成因素。
Description
本文中之描述係關於圖案化設備及製程,且更特定言之,係關於一種用於調諧圖案化製程之設備之方法或工具,諸如與微影設備相關的光學參數。
微影設備為將所欲圖案施加至基板之目標部分上之機器。微影設備可用於例如諸如積體電路(integrated circuit,IC)之裝置的製造中。在彼情形下,圖案化裝置(例如,光罩或倍縮光罩)可用以產生對應於裝置之個別層的圖案,且可藉由諸如在圖案化裝置上經由圖案輻照基板(矽晶圓)上之具有例如一層輻射敏感材料(抗蝕劑)的目標部分(例如,包含一個或若干個晶粒之部分)之方法,將此圖案轉印至該目標部分上。一般而言,單一基板將含有複數個鄰近目標部分,圖案係由微影設備順次地轉印至該複數個鄰近目標部分,一次一個目標部分。在一種類型之微影設備中,將整個圖案化裝置上之圖案一次性轉印至一個目標部分上;此設備通常被稱作步進器(stepper)。在通常稱為步進掃描設備之替代設備中,投影光束在給定參考方向(「掃描」方向)上遍及圖案化裝置進行掃描,同時平行或反平行於此參考方向而同步地移動基板。圖案化裝置上之圖案之不同部分逐漸地轉印至一個目標部分。因為大體而言,微影投影設備將具有縮小因數M (通常> 1),所以移動基板之速度F將係因數M乘以投影光束掃描圖案化裝置之速度。
在將圖案自圖案化裝置轉印至基板之前,基板可經歷各種工序,諸如,上底漆、抗蝕劑塗佈及軟烘烤。在曝光之後,基板可經受其他工序,諸如,曝光後烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤,及經轉印圖案之量測/檢測。此工序陣列係用作製造裝置(例如,IC)之個別層的基礎。基板接著可經歷諸如蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械拋光等各種製程,該等製程皆意欲精整裝置之個別層。若在裝置中需要若干層,則針對每一層來重複整個工序或其變體。最終,在基板上之每一目標部分中將存在裝置。接著藉由諸如切塊或鋸切之技術來使此等裝置彼此分離,據此,可將個別裝置安裝於載體上、連接至銷釘,等等。
因此,製造諸如半導體裝置之裝置通常涉及使用多個製作製程來處理基板(例如半導體晶圓)以形成該等裝置之各種特徵及多個層。通常使用(例如)沈積、微影、蝕刻、化學機械拋光及離子植入來製造及處理此等層及特徵。可在基板上之複數個晶粒上製作多個裝置,且接著將該等裝置分離成個別裝置。此裝置製造製程可被視為圖案化製程。圖案化製程涉及圖案化步驟,諸如使用微影設備中之圖案化裝置來將圖案化裝置上的圖案轉印至基板之光學或奈米壓印微影,且圖案化製程通常但視情況涉及一或多個相關圖案處理步驟,諸如藉由顯影設備進行抗蝕劑顯影、使用烘烤工具來烘烤基板、使用蝕刻設備使用圖案進行蝕刻等。
光學系統可在圖案化製程之效能中起作用。因此,本文中提供基於圖案化設備(諸如掃描儀)之光學系統之特性的技術以實現圖案化製程設計、修改、控制等。
在一實施例中,提供一種用於判定一圖案化製程之光學特性之一分量的方法。該方法涉及獲得:(i)複數個所欲特徵、(ii)基於該複數個所欲特徵之複數個模擬特徵及該圖案化製程之一光學特性、及(iii)與該複數個所欲特徵中之一所欲特徵及該複數個模擬特徵中之一相關聯模擬特徵相關的一效能度量;藉由基於該光學特性之值的一改變計算該效能度量之值的一改變來判定該圖案化製程的一組光學敏感度;及基於該組光學敏感度識別該光學特性之一組分量,其包含改變該效能度量之該值的主要促成因素。
在一實施例中,識別該光學特性之該組分量涉及對該組光學敏感度執行一主分量分析;及判定考慮該組光學敏感度內之實質性變化的該光學特性之一線性組合。
在一實施例中,該等主要促成因素包含該光學特性之該線性組合。
在一實施例中,該光學特性描述該圖案化設備之一光學系統的一光學像差。
在一實施例中,經由一任尼克(Zernike)多項式定義該光學特性。
在一實施例中,該光學特性之該組分量中之一分量為該任尼克多項式之一係數。
在一實施例中,該分量對應於一可校正任尼克係數,其中該可校正任尼克係數可經由該圖案化設備之一調整機構調諧。
在一實施例中,該線性組合包括一可校正任尼克係數及一不可校正任尼克係數,其中該不可校正任尼克係數不可經由該圖案化設備之一調整機構調諧。
在一實施例中,該可校正任尼克係數為一低階任尼克係數。
此外,在一實施例中,提供一種基於一圖案化製程之光學敏感度的源光罩最佳化之方法。該方法涉及:獲得(i)一組光學敏感度、及(ii)包括一光學特性之一組分量,該等分量為該組光學敏感度之變化的主要促成因素;經由一圖案化製程模型基於包括該光學特性之該組分量判定源圖案或光罩圖案,使得該圖案化製程之一效能度量得以改良。
此外,在一實施例中,提供一種電腦程式產品,其包含上面記錄有指令之一非暫時性電腦可讀媒體,該等指令在由一電腦系統執行時實施前述方法。
在詳細地描述實施例之前,有指導性的是呈現可供實施實施例之實例環境。
圖1示意性地描繪微影設備LA之實施例。設備包含:
- 照明系統(照明器) IL,其經組態以調節輻射光束B (例如,極紫外線(extreme ultra violet,EUV)輻射或電磁輻射,諸如UV輻射或DUV);
- 支撐結構(例如光罩台) MT,其經建構以支撐圖案化裝置(例如光罩) MA,且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化裝置之第一定位器PM;
- 基板台(例如晶圓台) WT (例如WTa、WTb或此兩者),其經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓) W,且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板之第二定位器PW;及
- 投影系統(例如,折射、反射或反射折射投影系統) PS,其經組態以將由圖案化裝置MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如,包含一或多個晶粒)上,投影系統支撐於參考框架(reference frame,RF)上。
如此處所描繪,設備為透射類型(例如,採用透射光罩)。替代地,設備可屬於反射型(例如,使用可程式化鏡面陣列或LCD矩陣,或使用反射光罩)。
照明器IL自輻射源SO (例如,汞燈或準分子雷射器)接收一束輻射。舉例而言,當輻射源係準分子雷射器時,輻射源及微影設備可為分離的實體。在此類狀況下,不認為輻射源形成微影設備之部分,且輻射光束係憑藉包含(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下,舉例而言,當輻射源係汞燈時,輻射源可係該設備之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD (在需要時)可被稱為輻射系統。
照明器IL可變更光束之強度分佈。照明器可經配置以限制輻射光束之徑向範圍,使得在照明器IL之光瞳平面中之環形區內的強度分佈係非零。另外或替代地,照明器IL可操作以限制光束在光瞳平面中之分佈,使得在光瞳平面中之複數個等間隔區段中的強度分佈係非零。輻射光束在照明器IL之光瞳平面中之強度分佈可被稱作照明模式(illumination mode)。
因此,照明器IL可包含經組態以調整光束之(角度/空間)強度分佈的調整器AM。一般而言,可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈之至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱作σ外部及σ內部)。照明器IL可操作以更改光束之角度分佈。舉例而言,照明器可操作以變更強度分佈為非零的光瞳平面中之區段之數目及角度範圍。藉由調整光束在照明器之光瞳平面中之強度分佈,可達成不同照明模式。舉例而言,藉由限制照明器IL之光瞳平面中的強度分佈之徑向範圍及角範圍,強度分佈可具有多極分佈,諸如偶極、四極或六極分佈。可例如藉由將提供所欲照明模式之光學器件插入至照明器IL中或使用空間光調變器來獲得彼照明模式。
照明器IL可操作以變更光束之偏振且可操作以使用調整器AM來調整偏振。橫越照明器IL之光瞳平面之輻射光束的偏振狀態可被稱作偏振模式。使用不同偏振模式可允許在形成於基板W上之影像中達成較大對比度。輻射光束可為非偏振的。替代地,照明器可經配置以使輻射光束線性地偏振。輻射光束之偏振方向可橫越照明器IL之光瞳平面而變化。輻射之偏振方向在照明器IL之光瞳平面中之不同區中可不同。可取決於照明模式來選擇輻射之偏振狀態。針對多極照明模式,輻射光束之每一極之偏振可大體上垂直於照明器IL的光瞳平面中之彼極的位置向量。舉例而言,對於偶極照明模式,輻射可在實質上垂直於平分偶極之兩個對置區段之線的方向上線性地偏振。輻射光束可在可被稱作X偏振狀態及Y偏振狀態之兩個不同正交方向中之一者上偏振。對於四極照明模式,每一極之區段中之輻射可在基本上垂直於平分彼區段的線之方向上線性地偏振。此偏振模式可被稱為XY偏振。相似地,對於六極照明模式,每一極之區段中之輻射可在實質上垂直於平分彼區段之線的方向上線性地偏振。此偏振模式可被稱為TE偏振。
另外,照明器IL一般包含各種其他組件,諸如積光器IN及聚光器CO。照明系統可包括用於導向、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件,諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件,或其任何組合。
因此,照明器提供在其橫截面中具有所欲均一性及強度分佈的經調節輻射光束B。
支撐結構MT以取決於圖案化裝置之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如(例如)圖案化裝置是否經固持於真空環境中)之方式來支撐圖案化裝置。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化裝置。支撐結構可為例如框架或台,其可視需要而固定或可移動。支撐結構可確保圖案化裝置例如相對於投影系統處於所欲位置。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化裝置」同義。
本文中所使用之術語「圖案化裝置」應廣泛地解釋為係指可用於在基板的目標部分中賦予圖案之任何裝置。在一實施例中,圖案化裝置為可用於在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何裝置。應注意,舉例而言,若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵,則該圖案可能不確切地對應於基板之目標部分中的所欲圖案。通常,被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中產生之裝置(諸如,積體電路)中之特定功能層。
圖案化裝置可為透射的或反射的。圖案化裝置之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列,及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知,且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型,以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之實例使用小鏡面之矩陣配置,該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文中所使用之術語「投影系統」應經廣泛地解釋為涵蓋適於所使用的曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用的其他因素的任何類型之投影系統,包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統,或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用可與更一般術語「投影系統」同義。
投影系統PS具有可為非均一且可影響成像於基板W上之圖案之光學轉印函數。對於非偏振輻射,此類影響可由兩個純量映射極佳地描述,該兩個純量映射描述作為其光瞳平面中之位置的函數而射出投影系統PS之輻射的透射(變跡)及相對相位(像差)。可將可被稱作透射映像及相對相位映像之此等純量映像表達為基底函數之完整集合之線性組合。一特別適宜之集合為任尼克(Zernike)多項式,其形成單位圓上所定義之正交多項式集合。每一純量映像之判定可涉及判定此展開式中之係數。因為任尼克多項式在單位圓上正交,所以可藉由依次演算測定純量映像與每一任尼克多項式之內積且將此內積除以彼任尼克多項式之范數之平方來判定任尼克係數。
透射映像及相對相位映像係場及系統相依的。亦即,一般而言,各投影系統PS將針對各場點(亦即針對其影像平面中之各空間位置)具有不同任尼克展開式。可藉由將例如來自投影系統PS之物件平面(亦即,圖案化裝置MA之平面)中之類點源之輻射投影通過投影系統PS且使用剪切干涉計以量測波前(亦即,具有相同相位之點之軌跡)來判定投影系統PS在其光瞳平面中之相對相位。剪切干涉計係共同路徑干涉計且因此,有利地,無需次級參考光束來量測波前。剪切干涉計可包含投影系統(亦即,基板台WT)之影像平面中的繞射光柵(例如二維柵格)及經配置以偵測與投影系統PS的光瞳平面共軛之平面中之干涉圖案的偵測器。干涉圖案係與輻射之相位相對於在剪切方向上之光瞳平面中之座標的導數相關。偵測器可包含感測元件陣列,諸如電荷耦合裝置(charge coupled device;CCD)。
微影設備之投影系統PS可不產生可見條紋,且因此,可使用相位步進技術(諸如移動繞射光柵)來增強波前判定之準確度。可在繞射光柵之平面中及在垂直於量測之掃描方向的方向上執行步進。步進範圍可為一個光柵週期,且可使用至少三個(均一地分佈)相位步進。因此,舉例而言,可在y方向上執行三個掃描量測,每一掃描量測係針對在x方向上之一不同位置而執行。繞射光柵之此步進將相位變化有效地變換成強度變化,從而允許判定相位資訊。光柵可在垂直於繞射光柵之方向(z方向)上步進以校準偵測器。
可在兩個垂直方向上依序地掃描繞射光柵,該等兩個垂直方向可與投影系統PS之座標系統之軸線(x及y)重合或可與此等軸線成諸如45度的角度。可遍及整數個光柵週期(例如,一個光柵週期)執行掃描。掃描使在一個方向上之相位變化達到平均數,從而允許重建在另一方向上之相位變化。此情形允許依據兩個方向來判定波前。
可藉由將(例如)來自投影系統PS之物件平面(亦即,圖案化裝置MA之平面)中之類點源的輻射投影通過投影系統PS且使用偵測器來量測與投影系統PS之光瞳平面共軛的平面中之輻射強度來判定投影系統PS在其光瞳平面中之透射(變跡)。可使用與用以量測波前從而判定像差之偵測器相同的偵測器。
投影系統PS可包含複數個光學(例如透鏡)元件且可進一步包含一調整機構AM,該調整機構經組態以調整光學元件中之一或多者以便校正像差(橫越貫穿場之光瞳平面之相位變化)。為達成此情形,調整機構可操作來以一或多種不同方式操控投影系統PS內之一或多個光學(例如透鏡)元件。投影系統可具有座標系統,其中該投影系統之光軸在z方向上延伸。調整機構可操作以進行以下各者之任何組合:使一或多個光學元件位移;使一或多個光學元件傾斜;及/或使一或多個光學元件變形。光學元件之位移可在任何方向(x、y、z或其組合)上進行。光學元件之傾斜通常藉由圍繞在x及/或y方向上之軸線旋轉而在垂直於光軸的平面之外進行,但對於非旋轉對稱之非球面光學元件,可使用圍繞z軸之旋轉。光學元件之變形可包括低頻形狀(例如散光)及/或高頻形狀(例如自由形式非球面)。可例如藉由使用一或多個致動器以對光學元件之一或多個側面施加力及/或藉由使用一或多個加熱元件以加熱光學元件的一或多個選定區來執行光學元件之變形。一般而言,不可能調整投影系統PS以校正變跡(跨越光瞳平面之透射變化)。當設計用於微影設備LA之圖案化裝置(例如,光罩) MA時,可使用投影系統PS之透射映像。使用計算微影技術,圖案化裝置MA可經設計以至少部分地校正變跡。
微影設備可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個台(例如,兩個或多於兩個基板台WTa、WTb、兩個或多於兩個圖案化裝置台、在無專用於(例如)促進量測及/或清潔等之基板的情況下在投影系統下方之基板台WTa及台WTb)之類型。在此等「多載物台」機器中,可並行地使用額外台,或可對一或多個台進行預備步驟,同時將一或多個其他台用於曝光。舉例而言,可進行使用對準感測器AS之對準量測及/或使用位階感測器LS之位階(高度、傾角等等)量測。
微影設備亦可屬於以下類型:其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體覆蓋,例如水覆蓋,以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影設備中之其他空間,例如圖案化裝置與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中為吾人所熟知用於增大投影系統之數值孔徑。本文中所使用之術語「浸潤」並不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中,而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
因此,在微影設備之操作中,輻射光束經調節且由照明系統IL提供。輻射光束B入射於固持在支撐結構(例如,光罩台) MT上之圖案化裝置(例如,光罩) MA上,且係由該圖案化裝置而圖案化。在已橫穿圖案化裝置MA之情況下,輻射光束B傳遞通過投影系統PS,該投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF (例如,干涉量測裝置、線性編碼器、2D編碼器或電容性感測器),可準確地移動基板台WT,例如,以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地,例如在自光罩庫機械擷取之後,或在掃描期間,可使用第一定位器PM及另一位置感測器(圖1中未明確描繪)以相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化裝置MA。一般而言,可藉助於形成第一定位器PM之部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。類似地,可使用形成第二定位器PW之部分之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下,支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器,或可固定。可使用圖案化裝置對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置MA及基板W。儘管所說明之基板對準標記佔據專用目標部分,但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地,在多於一個晶粒被提供於圖案化裝置MA上之情形中,圖案化裝置對準標記可位於該等晶粒之間。
可在以下模式中之至少一者中使用所描繪設備:
1.在步進模式中,在將賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時,使支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即單次靜態曝光)。接著,使基板台WT在X及/或Y方向上移位,以使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中,曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像的目標部分C之大小。
2.在掃描模式中,掃描同步地支撐結構MT及基板台WT,同時將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上(即,單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性而判定基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式下,曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上),而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中,在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時,使支撐結構MT保持基本上靜止,從而固持可程式化圖案化裝置,且移動或掃描基板台WT。在此模式中,通常採用脈衝式輻射源,且在基板平台WT之每一移動之後或在掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(諸如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可採用對上文所描述之使用模式之組合及/或變體或完全不同的使用模式。
如圖2中所展示,微影設備LA可形成微影製造單元LC (有時亦被稱作微影單元或叢集)之部分,微影製造單元LC亦包括用以對基板執行曝光前程序及曝光後程序之設備。習知地,此等設備包括用以沈積一或多個抗蝕劑層之一或多個旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之一或多個顯影器DE、一或多個冷卻板CH及/或一或多個烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取一或多個基板,在不同程序設備之間移動基板且將基板遞送至微影設備之裝載匣LB。常常被統稱為塗佈顯影系統之此等設備由塗佈顯影系統控制單元TCU控制,塗佈顯影系統控制單元TCU自身受監督控制系統SCS控制,監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU控制微影設備。因此,不同設備可經操作以最大化產出率及處理效率。
隨著用以製造諸如IC之裝置之裝置製造製程繼續進步,幾十年來,功能元件之尺寸已不斷地減小,而每裝置之諸如電晶體的功能元件之量已在穩固地增加,此遵循通常被稱作「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。為實現此情形,一些製程旨在產生處於或低於經典解析度極限之圖案。
根據解析度式CD = k1
×λ/NA,印刷尺寸小於微影投影設備之經典解析度極限之特徵的製程通常被稱為低k1
微影,其中λ係所使用輻射之波長(例如,193 nm或約13 nm,例如約13.5 nm),NA係微影投影設備中之投影光學件的數值孔徑,CD係「臨界尺寸」-通常係最小所印刷特徵大小-且k1
係經驗解析度因子。一般而言,k1
愈小,則在基板上再生類似於由裝置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設備及/或圖案化裝置圖案。此等步驟包括例如但不限於光學相干設定之最佳化、自訂照明方案、使用相移圖案化裝置、圖案化裝置圖案中之光學近接校正(optical proximity correction,OPC)、NA之最佳化、或一般定義為「解析度增強技術(resolution enhancement techniques,RET)」之其他方法。
在微影投影設備中,照明系統向圖案化裝置提供照明(即,輻射),且投影光學器件將來自圖案化裝置之照明引導至基板上。在一實施例中,投影光學器件使得能夠形成空中影像(aerial image,AI),空中影像係基板上之輻射強度分佈。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)定義為抗蝕劑層中之抗蝕劑之溶解度的空間分佈。在一實施例中,對微影程序之模擬可模擬空中影像及/或抗蝕劑影像之產生。
在圖3中說明用於模型化及/或模擬圖案化製程之部分的例示性流程圖。如將瞭解,該等模型可表示不同圖案化製程,且無需包含下文所描述之所有模型。
照明模型31表示用以產生圖案化輻射光束之照明模式的光學特性(包括輻射強度分佈及/或相位分佈)。照明模型31可表示照明之光學特性,包括但不限於數值孔徑設定、照明標準偏差(σ)設定以及任何特定照明模式形狀(例如,離軸輻射形狀,諸如環形、四極、偶極等等),其中σ (或標準偏差)係照明器之外部徑向範圍。
投影光學器件模型32表示投影光學器件之光學特性(包括由投影光學器件引起的輻射強度分佈及/或相位分佈之改變)。投影光學器件模型32可包括由各種因素引起的光學像差,該等因素例如,投影光學器件的組件之發熱,由光學器件之組件的機械連接引起的應力。投影光學器件模型32可表示投影光學器件之光學特性,包括選自以下各者中之一或多者:像差、失真、折射率、實體大小、實體維度、吸收率等等。微影投影設備之光學性質(例如,照明、圖案化裝置圖案及投影光學器件之性質)規定空中影像。由於可改變用於微影投影設備中之圖案化裝置圖案,因此需要分離圖案化裝置圖案之光學性質與至少包括照明件及投影光學器件的微影投影設備之其餘部分的光學性質。照明模型31及投影光學器件模型32可組合成透射交叉係數(transmission cross coefficient,TCC)模型。
圖案化裝置圖案模型33表示圖案化裝置圖案(例如,對應於積體電路、記憶體、電子裝置等之特徵的裝置設計佈局)之光學特性(包括由給定圖案化裝置圖案引起的對輻射強度分佈及/或相位分佈之改變),圖案化裝置圖案係圖案化裝置上或由圖案化裝置形成之特徵配置的表示。圖案化裝置模型33捕捉設計特徵如何佈置於圖案化裝置之圖案中且可包括圖案化裝置及圖案化裝置圖案之詳細實體性質的表示,如描述於例如以全文引用之方式併入的美國專利第7,587,704號中。
抗蝕劑模型37可用以自空中影像計算抗蝕劑影像。可在以全文引用的方式併入本文中之美國專利第8,200,468號中發現此抗蝕劑模型之一實例。抗蝕劑模型通常描述在抗蝕劑曝光、曝光後烘烤(PEB)及顯影期間發生的化學製程之效應,以便預測例如形成於基板上之抗蝕劑特性之輪廓,且因此其通常僅與抗蝕劑層之此等屬性(例如在曝光、曝光後烘烤及顯影期間發生的化學製程之效應)相關。在一實施例中,可作為投影光學器件模型32之部分捕捉抗蝕劑層之光學屬性,例如折射率、膜厚度、傳播及偏振效應。
在具有此等模型的情況下,可根據照明模型31、投影光學器件模型32及圖案化裝置圖案模型33模擬空中影像36。空中影像(AI)為在基板位階處之輻射強度分佈。微影投影設備之光學性質(例如,照明、圖案化裝置及投影光學器件之性質)規定空中影像。
基板上之抗蝕劑層係藉由空中影像曝光,且該空中影像經轉印至抗蝕劑層而作為其中之潛伏「抗蝕劑影像」(RI)。可將抗蝕劑影像(RI)定義為抗蝕劑層中之抗蝕劑之溶解度的空間分佈。可使用抗蝕劑模型37來自空中影像36模擬抗蝕劑影像38。因此,一般而言,光學模型與光阻模型之間的連接為抗蝕劑層內之模擬空中影像強度,其起因於輻射至基板上之投影、抗蝕劑界面處之折射及抗蝕劑膜堆疊中之多個反射。輻射強度分佈(空中影像強度)係藉由入射能量之吸收而變為潛伏「抗蝕劑影像」,其藉由擴散製程及各種負載效應予以進一步修改。足夠快以用於全晶片應用之有效率模擬方法藉由2維空中(及抗蝕劑)影像而近似抗蝕劑堆疊中之實際3維強度分佈。
在一實施例中,可將抗蝕劑影像用作圖案轉印後製程模型39之輸入。圖案轉印後製程模型39定義一或多個抗蝕劑顯影後製程(例如,蝕刻、CMP等等)之效能且可產生蝕刻後影像。
因此,模型公式化描述總體製程之大多數(若非全部)已知物理學及化學方法,且模型參數中之每一者理想地對應於一相異物理或化學效應。模型公式化因此設定關於模型可用以模擬總體製造製程之良好程度之上限。
圖案化製程之模擬可例如預測空中、抗蝕劑及/或經蝕刻影像中之輪廓、CD、邊緣置放(例如,邊緣置放誤差)、圖案移位等。因此,模擬之目標係為了準確地預測例如印刷圖案之邊緣置放及/或輪廓,及/或圖案移位,及/或空中影像強度斜率,及/或CD等等。可將此等值與預期設計比較以例如校正圖案化製程,識別預測出現缺陷之地點等。預期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。
用以將圖案化裝置圖案變換成各種微影影像(例如,空中影像、抗蝕劑影像等)之技術及模型、使用彼等技術及模型來應用OPC且評估效能(例如,依據製程窗)的細節描述於美國專利申請公開案第US 2008-0301620、2007-0050749、2007-0031745、2008-0309897、2010-0162197、2010-0180251及2011-0099526號中,該等專利申請公開案中之每一者的揭示內容特此以全文引用之方式併入。
在一實施例中,圖案化設備(例如,掃描儀)之光學特性影響該圖案化製程之效能。如先前所提及,光學特性可由任尼克多項式表示。在一實施例中,光學特性為圖案化設備之投影光學器件之透鏡的光學像差。根據一實施例,可將光學像差分解成多個分量。舉例而言,光學像差可分解成多個任尼克係數(例如,Z1至Z37),其中每一任尼克係數與幅度值相關聯。因此,在一實施例中,一或多個任尼克係數及相關聯幅度值共同判定光學像差的值。
光學特性(例如,光學像差)影響(例如,目標圖案/所欲圖案之)特徵將被印刷之方式。在一實施例中,一個特徵可對特定光學特性(例如,Z8)較敏感,而另一特徵可對不同光學特性(例如,Z9)較敏感。在一實施例中,可針對例如對應於熱點之一組受限特徵或待印刷於基板上之圖案的代表性特徵判定光學敏感度。評估受限圖案之光學敏感度可為合乎需要的,此係因為與片段相比,圖案化製程(諸如SO、MO、SMO或其他最佳化製程)之模擬的演算時間對於全晶片應用相對較高。此外,基於所選圖案之光學敏感度,光學特性之有限數目個分量經判定以減小待調諧之參數的數目從而改良圖案化製程之效能。因此,基於調諧參數之任何影像調諧配方將藉由例如光學特性之低調諧至最小調諧來有效地改良圖案化製程。
圖5A至圖5G中說明實例光罩圖案M1至M7及其中之所選特徵。在一實施例中,光罩圖案M1至M7可為單個光罩之不同部分。每一光罩圖案(例如,M1、M2、M3、M4、M5、M6或M7)包括對應於期望印刷於基板上之所欲電路(例如,記憶體、SRAM、微處理器)之一部分的特徵。在每一光罩圖案內可選擇一組代表性特徵,可針對該等特徵判定光學敏感度。根據一實施例,所選特徵含於充當光罩之所欲部分(例如,熱點或代表性部分)的單位胞元內。舉例而言,光罩圖案M1之第一單位胞元510包括三個特徵,光罩圖案M2之第二單位胞元520包括七個特徵,光罩圖案M3之第三單位胞元530包括四個特徵,光罩圖案M4之第四單位胞元540包括兩個特徵,光罩圖案M5之第五單位胞元550包括兩個特徵,光罩圖案M6之第六單位胞元560包括兩個特徵,且光罩圖案M7之第七單位胞元570包括兩個特徵。可見,單位胞元(例如,510)中之特徵具有諸如形狀及大小之類似幾何特性的特徵且相對於彼此等距置放。在另一單位胞元(例如,530)中,特徵具有不同幾何特性(諸如大小),且該等特徵可相對於彼此以不同距離置放。
在一實施例中,單位胞元內之特徵的此類不同佈局將導致不同光學敏感度。光學敏感度係關於具有像差(或波前)變化之微影效應,諸如圖案化製程模擬(例如,邊緣置放、CD、線置放等)之輸出。因此,光學敏感度可由敏感度向量(例如,d(邊緣置放)/d(任尼克數))或敏感度波前(例如,d(邊緣置放)/d(波前像素))表示。
取決於單位晶胞及其中經評估之特徵的數目,可獲得大量光學敏感度值。此外,單位胞元內之特徵對劑量及焦點值敏感。因此,在一實施例中,可獲得數千個光學敏感度,其不可能個別地被調諧以改良圖案化製程之效能。因此,根據本發明,方法400,判定光學特性之分量子集,其可經調諧以改良圖案化製程之效能。
圖4為判定一或多個分量之方法400,該一或多個分量包含主要影響圖案化製程之效能的圖案化設備之光學特性(例如,光學敏感度或對應於光學敏感度之任尼克係數)。在一實施例中,任尼克係數估算光波前,且另外,全波前可藉由任尼克係數與任尼克多項式之內積估算。在一實施例中,光學敏感度描述邊緣置放如何受特定任尼克或特定波前影響。因此,光學敏感度對應於敏感度向量(或映像),其中敏感度向量與任尼克係數之內積描述預期的邊緣置放。類似地,獲取波前敏感度映像與實際波前之內積,傳回預期的邊緣置放。
在一實施例中,方法400判定包含光學特性(例如,光學敏感度或對應於光學敏感度之任尼克係數)的分量。光學敏感度判定圖案之特徵的邊緣如何在圖案化製程期間引入例如光學像差時受影響。隨後,根據一實施例,藉由因式分解技術(例如,「主分量分析」(PCA))來精簡光學敏感度之的數目,該因式分解技術描述資料集之間的互協方差。舉例而言,PCA識別光學特性之線性組合,其解釋光學敏感度之主要變化。因此,光學敏感度之特性可在於一或多個主分量(例如,P1、P2、P3等,其包含光學特性之線性組合,諸如d/d(Z5)、d/d(Z8)、d/d(Z7)、d/d(Z9)、d/d(Z11)等敏感度係數)。基於所識別分量,方法可用於源最佳化、光罩最佳化、源光罩最佳化製程,或其他製程之最佳化。關於圖11至圖14論述最佳化製程的實例。
在製程P42中,方法400涉及:獲得(i)複數個所欲特徵401、(ii)基於複數個所欲特徵401之複數個模擬特徵403及圖案化設備之光學參數、及(iii)與複數個所欲特徵401中之所欲特徵及複數個模擬特徵403中之相關聯模擬特徵相關的效能度量405。在一實施例中,效能度量405為基板及/或圖案化製程之特徵的特性。在一實施例中,效能度量405為以下中之至少一者:邊緣置放誤差、臨界尺寸、基板上之兩個特徵之邊緣之間的位移,及/或其他通常已知之微影相關的效能度量405。
在一實施例中,複數個所欲特徵401係選自光罩圖案之一或多個部分,諸如關於圖5A至圖5G所論述。在一實施例中,獲得複數個所欲特徵401涉及假定理想光學特性(例如,無光學像差)及製程參數之擾動值模擬圖案化製程模型。舉例而言,設計佈局或光罩圖案可用於在基板上模擬圖案,由此在基板上獲得所欲特徵401。因此,圖案化製程模型包括理想光學器件模型,其中光學像差之值可為零,且僅製程參數之值可改變。在一實施例中,製程參數為其值可在模擬期間變化之劑量及/或焦點中之至少一者。舉例而言,根據如不同劑量及焦點值之不同製程條件獲得光學敏感度。
在一實施例中,所欲特徵401可為目標圖案或設計佈局。複數個所欲特徵401之所欲特徵充當用於判定圖案化設備或圖案化製程之效能的參考。舉例而言,可比較所欲特徵與基板上之印刷特徵或預測特徵,該等特徵受圖案化設備或圖案化製程之缺陷(例如,光學像差)影響。在一實施例中,改良圖案化製程之效能涉及比較真實或預測特徵與所欲特徵或參考特徵。
獲得複數個模擬特徵403涉及模擬圖案化製程模型擾動光學參數及製程參數之值以獲得與複數個所欲特徵401中之每一者相關聯的複數個模擬特徵403。在一實施例中,製程參數為其值可在模擬期間變化之劑量及/或焦點中之至少一者。此外,在模擬期間使用之劑量及焦點的值類似於用於獲得所欲特徵或參考特徵之值。
如先前所提及,可比較複數個所欲特徵中之所欲特徵與複數個模擬特徵中之相關聯模擬特徵以獲得圖案化製程之效能度量405 (例如,EPE)。舉例而言,可判定所欲特徵與模擬特徵之間的EPE。在一實施例中,EPE可在特定方向上,諸如在如圖8A及圖8B中所說明之水平及豎直方向上判定。
返回參考圖4,在製程P44中,方法400涉及藉由基於光學參數之值的改變計算效能度量405之值的改變而判定圖案化製程之一組光學敏感度440。在一實施例中,圖案化製程之光學敏感度為效能度量405相對於任尼克係數之差分。因此,可藉由獲取效能度量405與任尼克係數中之每一者的差分而獲得一組光學敏感度440。
在一實施例中,判定效能度量405之變化涉及使所欲特徵與模擬特徵重疊;及量測所欲特徵及模擬特徵之重疊輪廓之間在預定方向上的差。在一實施例中,在水平方向及/或豎直方向上量測差。隨後,效能度量405沿x方向及y方向變為EPE。
在圖8A及圖8B中,所欲特徵810 (亦被稱作目標特徵810)與模擬特徵820重疊以判定重疊特徵810及820之輪廓之間的差異。如先前所提及,特徵810可為經由模擬獲得之所欲特徵或設計佈局之設計特徵。特徵820為模擬特徵之實例,由於例如圖案化設備之光學像差(例如,任尼克係數之幅度)之值的擾動,該特徵820與相關聯所欲特徵相比較係失真的。
在一實施例中,沿豎直方向及/或水平方向計算差。舉例而言,沿圖8A中之切割線CLy及CLx。在一實施例中,差在820之邊緣相對於810向外移動時為正,且在820之邊緣相對於810向內移動時為負。隨後,沿y方向之差在點1與2之間為y12 (例如,0.1 nm),且在點3與4之間為y34 (例如,0.2 nm)。類似地,沿x方向之差在點1與2之間為x12,且在點3與4之間為x34。在一實施例中,該差可為特定方向上之差的總和。
在一實施例中,如圖8B中所展示,可沿傾斜切割線CL3計算差值。在一實施例中,沿傾斜切割線之差值可使用簡單三角關係分解為x分量(沿x軸)及y分量(沿y軸)。隨後,舉例而言,在PCA期間可進一步使用x差值及y差值。邊緣中之此類差值被稱作EPE,其可用作效能度量405。
在上方方程式中,Zn
為第n任尼克(例如,Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Z9等),且EPEk
為對應於第n任尼克之第k邊緣置放誤差。圖6中說明基於上方方程式之光學敏感度440的實例。舉例而言,若模擬涉及41個片段、特徵之2個邊緣、5個聚焦位階及3個劑量,則獲得總共1230個光學敏感度向量。此外,表徵基板之特徵的大部分成度量與光學敏感度成線性比例。舉例而言,可如下計算微影度量。其中敏感度係基於效能度量405而判定,如上文所論述。在一實施例中,可基於敏感度值(例如,效能度量之差分)與對應任尼克係數(Zk
)的線性組合來計算微影度量。
在製程P46中,方法400涉及基於該組光學敏感度440識別包括光學特性之一組分量460,該等光學特性為改變效能度量405之值的主要促成因素。在一實施例中,(可互換地被稱作光學分量)為光學特性之分量可經由為任尼克係數來描述,因此包括光學特性之一組分量460可經由一組任尼克係數描述。舉例而言,該組分量460 (例如,P1、P2、P3等)包括來自Z8、Z11、Z15、Z20及Z24之相對較大貢獻,其組合解釋上文計算之該組光學敏感度440內之光學敏感度值的大部分變化。換言之,該組分量460 (P1、P2、P3等,包括來自Z8、Z11、Z15、Z20及Z24之相對較大貢獻)為改變效能度量405之值的主要促成因素。因此,在一實施例中,僅該組分量460之光學特性(例如,包括來自Z5、Z8等之貢獻)中的一些可經調諧以改良圖案化製程之效能。
在一實施例中,識別包含光學特性之該組分量460之製程P46涉及對該組光學敏感度440執行主分量分析;及判定考慮該組光學敏感度440內之實質性變化的該光學特性之線性組合。此線性組合被稱作該組光學敏感度440之主分量。舉例而言,主分量為d/d(Z8)、d/d(Z11)、d/d(Z15)、d/d(Z20)及d/d(Z24)之線性組合。由此,修改線性組合內之(光學)特性(例如,Z4、Z5、Z8)中之一或多者的值足以改良圖案化製程之效能。舉例而言,特性(例如,Z8)為主分量(例如,P1)內之最顯著貢獻因素。
在一實施例中,複數個主分量(例如,3或4個分量,P1至P4)經識別共同解釋例如光學敏感度440之超過90%的變化。在一實施例中,可基於諸如之協方差矩陣之其他指標識別主分量,該協方差矩陣基於具有相同變數(例如,Z8)之主分量判定協方差。因此,主分量將待調整之多個變數(例如,與光學像差相關之光學參數)減少至選定之少數,其解釋大部分變化,或滿足諸如PCA中使用之協方差之其他指標。舉例而言,圖6之1230個光學敏感度可減少至解釋效能之90%之變化的四個主分量。圖7B、圖7D、圖7F及圖7H中說明四個實例主分量。此外,在該等主分量內,解釋大部分變化之低階任尼克的波前敏感度映像在圖7A、圖7C、圖7E及圖7F中說明。
在一實施例中,諸如Z2至Z9之低階任尼克係數(或一般而言,光學特性)可期望為主要貢獻之部分,此係因為此低階任尼克可經由調整機構(例如,連接至一或多個鏡面)修改以調整圖案化製程之效能。因此,具有可考慮大部分變化之主分量中的任何低階任尼克可為尤其有利的,此係因為對於一個分量(例如,Z8)之修改將有助於主分量之線性組合內的其他高階分量(例如,Z11、Z15、Z20等)之偏移影響。在一實施例中,極需要校正高階任尼克之能力,此係因為圖案化設備可能不具有用於高階任尼克之校正電位。舉例而言,僅可校正低階任尼克之影響(例如,經由鏡面之調整機構),如圖9中之實例校正電位關係中所呈現。舉例而言,常數Z2指示基板台在x方向上之平移,常數Z3指示基板台在y方向上之平移,且常數Z4主要指示基板台在z方向上之平移。因此,其均可經補償而無需任何鏡運動。類似地,Z5、Z7及Z8可用作基板台之偏移。
在一實施例中,因高階分量而導致之效能影響可為不可直接校正的。換言之,調諧旋鈕或調整機構不可用於校正高階光學分量(例如,高階光學像差)之影響。因此,識別可考慮最大變化以及補償高階不可校正光學分量之效應的一或多個光學分量(例如,Z8、Z7等)係尤其有益於以最小調諧工作量改良效能。
在一實施例中,圖7B中說明包括低階任尼克係數Z8之影響的第一主分量PC1,其為最大貢獻因素且因此可用作校正旋鈕。第一主分量PC1包含具有不同幅度之若干任尼克係數的線性組合。舉例而言,第一主分量PC1包含線性組合:0.8*Z8-0.4*Z11-0.1*Z15+0.2*Z20。在一實施例中,第一主分量PC1對應於沿y方向(例如,圖8A中之切割線CLy)量測之效能度量EPEy。在圖7之特定狀況下,使用圖5之所有孔。因此,PC1係關於來自圖5之所有孔的EPEy置放。
因此,藉由調諧任尼克Z8,可調整特徵沿y方向之行為或運動。圖7A說明第一主分量P1或相關效能度量(例如,EPE)之波前敏感度映像,該第一主分量P1可考慮例如光學敏感度之大致34%的變化。在修改參數(例如,鏡面之定向)後,吾人即可最小化由圖7A描述之波前(第一主分量)之部分,可考慮因Z11、Z15及Z20 (根據圖9,其具有極低可校正電位或為不可校正的)而導致的效能變化,由此改良圖案化製程之效能。
在一實施例中,圖7D中說明包括低階任尼克係數Z7之影響的第二主分量PC2,其為最大貢獻因素且因此可用作校正旋鈕。第二主分量PC2亦包含具有不同幅度之若干任尼克係數的線性組合。舉例而言,第二主分量PC2包含線性組合:0.9*Z7+0.4*Z10+0.1*Z14+0.2*Z23+…。在一實施例中,第二主分量PC2對應於沿x方向(例如,圖8A中之切割線CLx)量測之效能度量EPEx。在圖7之特定狀況下,使用圖5之所有孔。因此,PC1係關於來自圖5之所有孔的EPEx置放。
因此,藉由調諧任尼克Z7,可調整特徵沿x方向之行為或運動。圖7C說明第二主分量或相關效能度量(例如,EPE)之波前敏感度映像,該第二主分量可考慮例如光學敏感度之大致26%的變化。在修改參數(例如,鏡面之定向)後,吾人即可最小化由圖7B描述之波前(第二主分量)之部分,可考慮因Z10、Z14、Z23等(根據圖9,其具有極低可校正電位或為不可校正的)而導致的效能變化,由此改良圖案化製程之效能。
類似於第一主分量PC1及第二主分量PC2,可獲得第三主分量PC3 (在圖7F中)及第四主分量PC4 (在圖7H中)。舉例而言,第三主分量PC3包含可校正任尼克係數Z5,其可用於校正因諸如PC3之線性組合內的Z9及Z12 (具有低校正電位甚至不具有校正電位)的其他任尼克而導致之影響。類似地,第四主分量PC4包含可校正任尼克係數Z9,其可用於校正因諸如Z12、Z16之其他不可校正任尼克或PC4之線性組合內的其他任尼克而導致的影響。
總而言之,在調整全部透鏡(例如,找到最佳鏡面位置及傾角)後,在缺乏任何製程知識的情況下,吾人最小化波前像差。在一實施例中,波前像差藉由最小化平方任尼克係數之總和而最小化。由於正交及完整展開式之任尼克多項式,此在最小化平方波前之總和中為等效的。因此,自波前至任尼克係數在不損失相關內容的情況下資料大大減少。
根據本發明之方法,任尼克係數映射至新(正交)基(亦即,主分量)上。在一實施例中,在EPE空間(不同定向中之所有可能的邊緣置放及根據不同條件(焦點及劑量))內,正交及全集之此等主分量。因此,自所有特徵之敏感度至僅若干主要分量在不損失大量資訊的情況下資料大大減少。組合兩者使得有可能藉由最小化平方主分量之總和而最佳化透鏡。
在一實施例中,製程P46提供光學特性之對應於可校正任尼克係數的所識別分量的值,其中可校正任尼克係數可經由圖案化設備之調整機構調諧。在一實施例中,線性組合包括可校正任尼克係數及不可校正任尼克係數,其中該不可校正任尼克係數不可經由圖案化設備之調整機構調諧。
一旦光學分量可考慮圖案化製程之效能值(例如,與特徵形狀或大小相關)的大部分變化(例如,超過90%之變化),則在製程P48中,方法400進一步包括經由調整機構基於該組所識別光學分量調整圖案化設備之一或多個鏡面,以改良圖案化製程的效能度量。
在一實施例中,調整一或多個鏡面包括獲得圖案化設備之光學校正電位,其中校正電位為可經由圖案化設備之調整機構校正或不可校正之任尼克係數及階數之間的關係。此外,基於校正電位,識別圖案化設備之該光學系統的一或多個鏡面,該一或多個鏡面與該組光學分量內之可校正任尼克係數相關聯。一旦鏡面經識別,則調整製程涉及操作所識別鏡面以補償不可校正任尼克係數之效應,使得圖案化製程之效能度量得以改良。
上述方法具有若干應用,包括源最佳化、光罩最佳化、源光罩最佳化,或其他製程參數最佳化。舉例而言,基於該組光學敏感度及可校正光學分量之子集(例如,在PC1、PC2、PC3、PC4等內),可修改照明模式、光罩圖案等。在一實施例中,基於成本函數之減少,最佳化製程涉及判定設計變數(例如,光罩相關、劑量值、焦點值等)的值。下文在圖10A及圖11至圖14中論述最佳化製程之實例。
參考圖10A,提供一種基於圖案化製程之光學敏感度的最佳化方法。在製程P101中,方法涉及獲得(i)一組光學敏感度1001、及(ii)一組光學分量1003 (例如,圖4之分量460,諸如主分量之元素),其為該組光學敏感度之變化的主要貢獻因素。
在製程P103中,方法涉及經由圖案化製程模型基於該組光學分量1003判定源圖案1030或光罩圖案1031,使得效能度量得以改良。在一實施例中,判定源圖案或光罩圖案為反覆程序。反覆包括藉由光學參數之該組值模擬圖案化製程模型且擾動與源圖案及/或光罩圖案相關之參數,基於模擬結果判定效能度量,及判定與源圖案及/或光罩圖案相關之參數的值,使得效能度量得以改良。在一實施例中,源模型之參數為照明模式及強度中之至少一者。在一實施例中,光罩模型之參數為以下中之至少一者:輔助特徵之置放部位、特徵的大小、輔助特徵之形狀,及/或兩個輔助特徵之間的距離。
在一實施例中,效能度量為邊緣置放誤差,且效能度量之改良包含最小化邊緣置放誤差。
在一實施例中,圖案化製程模型為源模型、光罩模型、光學器件模型、抗蝕劑模型及/或蝕刻模型。先前在圖3中論述包括一或多個前述製程模型之圖案化製程之模擬的實例。
在一實施例中,方法可進一步延伸以基於透鏡最佳化評價函數而執行透鏡最佳化。在一實施例中,透鏡最佳化評價函數係基於例如在製程P46中識別之光學參數的主分量(例如,圖7A至圖7H)。下方方程式中提供實例透鏡最佳化評價函數(S):
在上述方程式中,方程式之第1部分為基於權重之任尼克術語,且第2部分為包含主分量(例如,如關於圖4及圖7B、圖7D、圖7F、圖7H所論述)之額外術語。此外,i
在狹縫之各種場點1010 (參見圖10B)上運行,k
在不同任尼克係數(2直至25、36、49、64或100)運行,Δ Z
對應於經量測任尼克係數與透鏡模型引起之任尼克係數(例如,出於模擬目的引起)之間的差,PCm,n
為第m
個主分量至任尼克n
之變換,且wm
為相關聯主分量權重。
在一實施例中,方法可進一步包括使用可調諧特性(例如,主分量內之低階任尼克係數)將圖案印刷於基板上。此外,可獲得印刷圖案之量測資料,且可基於該量測資料對照參考效能來驗證圖案化設備(例如,掃描儀)之效能。
根據本發明,方法具有若干優勢。舉例而言,非可調整參數之固有變化可導致相對於所需規格之較大效能變化。可藉由根據本發明僅調整選定光學參數而減少此變化。當效能錯配之原因為非可調諧光學特性時,可需要與非可調諧特性原因相關之硬體的替代。然而,根據本發明,若非可調諧特性存在,則可提出調諧單個或多個掃描儀旋鈕以補償非可調諧特性。因此,在一實施例中,可藉由調諧掃描儀之可調諧特性(例如,主分量內之低階任尼克係數)來校正非可調諧特性(例如,高階任尼克係數)。
如在方法400中所論述,所識別光學特性可用於圖案化製程之最佳化中或調整圖案化製程之參數。作為一實例,OPC處理如下事實:投影於基板上之設計佈局的影像之最終大小及置放將不相同於或簡單地僅取決於該設計佈局在圖案化裝置上之大小及置放。應注意,術語「光罩」、「倍縮光罩」、「圖案化裝置」在本文中可被互換地利用。又,熟習此項技術者應認識到,尤其是在微影模擬/最佳化之上下文中,術語「光罩」/「圖案化裝置」及「設計佈局」可被互換地使用,此係因為:在微影模擬/最佳化中,未必使用實體圖案化裝置,而可使用設計佈局以表示實體圖案化裝置。對於存在於某一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影響。此等近接效應起因於自一個特徵耦接至另一特徵的微小量之輻射及/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,可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」之光學近接校正製程的綜述。在典型高端設計中,設計佈局之幾乎每一特徵皆具有某種修改,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。
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應用於目標設計涉及良好的製程模型及相當大的演算資源。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,使用經校準數值製程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圖案化裝置圖案中的可能性。此情形係藉由如下各者驅使:製造高端圖案化裝置之巨大成本,其在數百萬美元的範圍內;以及對產品製作時程之影響,其係因重工或修復實際圖案化裝置(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))之論文中描述的數值模型化系統及方法。
一個RET係關於設計佈局的全域偏置之調整。全域偏置為設計佈局中之圖案與意欲印刷於基板上之圖案之間的差。舉例而言,25 nm直徑之圓形圖案可藉由設計佈局中之50 nm直徑圖案或藉由設計佈局中之20 nm直徑圖案但以高劑量印刷於基板上。
除了對設計佈局或圖案化裝置之最佳化(例如,OPC)以外,亦可與圖案化裝置最佳化聯合地抑或分離地最佳化照明源,以致力於改良總微影保真度。術語「照明源」及「源」在本文件中可被互換地使用。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用於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圖案化裝置中含有之精細結構(亦即,目標特徵)之被證實方式。然而,當與傳統照明源相比時,離軸照明源通常提供針對空中影像(AI)之較小輻射強度。因此,變得需要試圖最佳化照明源以在較精細解析度與縮減輻射強度之間達成最佳平衡。
舉例而言,可在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))之論文中找到眾多照明源最佳化途徑。將光源分割成若干區,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為均勻的,且針對製程窗來最佳化每一區之亮度。然而,源分佈在每一源極區中均勻之此假設並不總是有效,且因此,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))之論文中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進行收斂。另外,可難以判定用於一些額外參數(諸如,Granik方法中之γ)之適當/最佳值,此情形指定在最佳化用於基板影像保真度之源與該源之平滑度要求之間的取捨。
對於低k1
光微影,源及圖案化裝置兩者之最佳化適用於確保用於臨界電路圖案的投影之可用製程窗。一些演算法(例如,Socha等人之Proc. SPIE,2005年,第5853卷,第180頁)在空間頻域中將照明離散化成獨立源點且將光罩離散化成繞射階,且基於可藉由光學成像模型自源點強度及圖案化裝置繞射階而預測之製程窗度量(諸如,曝光寬容度)來分離地公式化成本函數(其被定義為選定設計變數之函數)。如本文所使用之術語「設計變數」包含微影投影設備或微影製程之參數集合,例如,微影投影設備之使用者可調整之參數,或使用者可藉由調整彼等參數而調整之影像特性。應瞭解,微影投影製程之任何特性(包括源、圖案化裝置、投影光學器件及/或抗蝕劑特性之特性)可在最佳化中之設計變數當中。成本函數常常為設計變數之非線性函數。接著使用標準最佳化技術以最小化成本函數。
相關地,不斷降低設計規則之壓力已驅動半導體晶片製造者在現有193 nm ArF微影之情況下更深入於低k1
微影時代。朝向較低K1
之微影施予對RET、曝光工具及對微影親和設計之需要的大量需求。未來可使用1.35 ArF超數值孔徑(NA)曝光工具。為了幫助確保電路設計可以可工作製程窗而產生至基板上,源圖案化裝置最佳化(在本文中被稱作源光罩最佳化(source-mask optimization)或SMO)正變成用於2x奈米節點之顯著RET。
2009年11月20日申請且被公開為WO2010/059954之名為「Fast Freeform Source and Mask Co-Optimization Method」的共同讓渡之國際專利申請案第PCT/US2009/065359號中描述允許在無約束之情況下且在可實行之時間量內使用成本函數來同時地最佳化源及圖案化裝置的源及圖案化裝置(設計佈局)最佳化方法及系統,該專利申請案之全文係據此以引用方式併入。
2010年6月10日申請且被公開為美國專利申請公開案第2010/0315614號之名為「Source-Mask Optimization in Lithographic Apparatus」的共同讓渡之美國專利申請案第12/813456號中描述涉及藉由調整源之像素來最佳化源的另一源及光罩最佳化方法及系統,該專利申請案之全文係據此以引用方式併入本文中。
在微影投影設備中,作為一實例,將成本函數表達為:(方程式1)
其中(z1
,z2
,…,zN
)為N
個設計變數或其值。fp
(z1
,z2
,…,zN
)可為設計變數(z1
,z2
,…,zN
)之函數,諸如,針對(z1
,z2
,…,zN
)之設計變數之值集合在一評估點處之特性之實際值與預期值之間的差。wp
為與fp
(z1
,z2
,…,zN
)相關聯之權重常數。可向比其他評估點或圖案更臨界之評估點或圖案指派較高wp
值。亦可向具有較大出現次數之圖案及/或評估點指派較高wp
值。評估點之實例可為基板上之任何實體點或圖案、虛擬設計佈局上之任何點,或抗蝕劑影像,或空中影像,或其組合。fp
(z1
,z2
,…,zN
)亦可為一或多個所識別光學特性(諸如LWR)之函數,該等所識別光學特性為設計變數(z1
,z2
,…,zN
)之函數。成本函數可表示微影投影設備或基板之任何適合的特性,例如,特徵之失效率、所識別光學特性、焦點、CD、影像移位、影像失真、影像旋轉、隨機效應、產出率、CDU或其組合。CDU為局部CD變化(例如,局部CD分佈之標準偏差的三倍)。CDU可被互換地稱作LCDU。在一個實施例中,成本函數表示CDU、產出率及隨機效應(亦即,為CDU、產出率及隨機效應之函數)。在一個實施例中,成本函數表示EPE、產出率及隨機效應(亦即,為EPE、產出率及隨機效應之函數)。在一個實施例中,設計變數(z1
,z2
,…,zN
)包含劑量、圖案化裝置之全域偏置、來自源之照明之形狀,或其組合。由於抗蝕劑影像常常規定基板上之電路圖案,故成本函數常常包括表示抗蝕劑影像之一些特性之函數。舉例而言,此評估點之fp
(z1
,z2
,…,zN
)可僅僅為抗蝕劑影像中之一點與彼點之預期位置之間的距離(亦即,邊緣置放誤差EPEp
(z1
,z2
,…,zN
))。設計變數可為任何可調整參數,諸如,源、圖案化裝置、投影光學器件、劑量、焦點等之可調整參數。投影光學器件可包括被集體地稱為「波前操控器」之組件,其可用以調整輻照光束之波前及強度分佈及/或相移之形狀。投影光學器件較佳地可調整沿著微影投影設備之光學路徑之任何部位處(諸如,在圖案化裝置之前、在光瞳平面附近、在影像平面附近、在焦平面附近)之波前及強度分佈。投影光學件可用以校正或補償由(例如)光源、圖案化裝置、微影投影設備中之溫度變化及/或微影投影設備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。可自模型模擬此等變化或實際上量測此等變化。當然,CF
(z1
,z2
,…,zN
)不限於方程式1中之形式。CF
(z1
,z2
,…,zN
)可呈任何其他適合形式。
應注意,fp
(z1
,z2
,…,zN
)之正常加權均方根(RMS)被定義為,因此,最小化fp
(z1
,z2
,…,zN
)之加權RMS等效於最小化方程式1中所定義之成本函數。因此,出於本文中之記法簡單起見,可互換地利用fp
(z1
,z2
,…,zN
)及方程式1之加權RMS。
另外,若考慮最大化製程窗(PW),則吾人可將來自不同PW條件之同一實體部位視為(方程式1)中之成本函數之不同評估點。舉例而言,若考慮N
個PW條件,則吾人可根據評估點之PW條件來分類該等評估點且將成本函數書寫為:(方程式1')
其中在第u
個PW條件u
= 1, …,U
下,為fp
(z1
,z2
,…,zN
)的值。當fp
(z1
,z2
,…,zN
)為EPE時,則最小化以上成本函數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最小化光罩誤差增強因數(MEEF),該光罩誤差增強因數被定義為基板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(z1
,z2
,…,zN
) ∈ Z,其中Z為設計變數之可能值集合。可藉由微影投影設備之所欲產出率來強加對設計變數之一個可能約束。所欲產出率可限制劑量,且因此具有針對隨機效應之蘊涵(例如,對隨機效應強加下限)。較高產出率通常導致較低劑量、較短較長曝光時間及較大隨機效應。基板產出率及隨機效應之最小化之考慮可約束設計變數之可能值,此係因為隨機效應為設計變數之函數。在無藉由所欲產出率而強加之此約束的情況下,最佳化可得到不切實際的設計變數之值集合。舉例而言,若劑量係在設計變數當中,則在無此約束之情況下,最佳化可得到使產出率經濟上不可能的劑量值。然而,約束之有用性不應解釋為必要性。產出率可受到對圖案化製程之參數之以失效率為基礎的調整影響。期望在維持高產出率的同時具有特徵之較低失效率。產出率亦可受抗蝕劑化學反應影響。較慢抗蝕劑(例如要求適當地曝光較高量之光的抗蝕劑)導致較低產出率。因此,基於涉及由於抗蝕劑化學反應或波動引起的特徵之失效率以及針對較高產出率之劑量要求的最佳化製程,可判定圖案化製程之適當參數。
圖11中說明根據一實施例的最佳化微影投影設備之一般方法。此方法包含定義複數個設計變數之多變數成本函數之步驟302。設計變數可包含選自照明源之特性(300A) (例如,光瞳填充比率,即,傳遞通過光瞳或孔徑之的源之輻射的百分比)、投影光學器件之特性(300B)及設計佈局之特性(300C)的之任何合適組合。舉例而言,設計變數可包括照明源之特性(300A)及設計佈局之特性(300C) (例如,全域偏置),但不包括投影光學器件之特性(300B),此情形導致SMO。替代地,設計變數可包括照明源之特性(300A)、投影光學器件之特性(300B)及設計佈局之特性(300C),此情形導致源-光罩-透鏡最佳化(SMLO)。在步驟304中,同時地調整設計變數,使得成本函數朝向收斂移動。在步驟306中,判定是否滿足預定義終止條件。預定終止條件可包括各種可能性,亦即,成本函數可得以最小化或最大化(如由所使用之數值技術所需)、成本函數之值已等於臨限值或已跨越臨限值、成本函數之值已達到預設誤差限制內,或達到預設反覆數目。若滿足步驟306中之條件中之任一者,則方法結束。若皆未滿足步驟306中之條件中之任一者,則反覆地重複步驟304及306直至獲得所欲結果為止。最佳化未必導致用於設計變數之單一值集合,此係因為可存在由諸如失效率、光瞳填充因數、抗蝕劑化學反應、產出率等等之因素造成的實體抑制。最佳化可提供用於設計變數及關聯效能特徵(例如,產出率)之多個值集合,且允許微影設備之使用者拾取一或多個集合。
在微影投影設備中,可交替地最佳化源、圖案化裝置及投影光學器件(被稱作交替最佳化),或可同時地最佳化源、圖案化裝置及投影光學器件(被稱作同時最佳化)。如本文所使用之術語「同時的」、「同時地」、「聯合的」及「聯合地」意謂源、圖案化裝置、投影光學器件之特性的設計變數及/或任何其他設計變數被允許同時改變。如本文所使用之術語「交替的」及「交替地」意謂並非所有設計變數皆被允許同時改變。
在圖11中,同時地執行所有設計變數之最佳化。此流程可被稱為同時流程或共同最佳化流程。替代地,交替地執行所有設計變數之最佳化,如圖12中所說明。在此流程中,在每一步驟中,使一些設計變數固定,而最佳化其他設計變數以最小化成本函數;接著,在下一步驟中,使一不同變數集合固定,而最佳化其他變數集合經最佳化以最小化成本函數。交替地執行此等步驟直至符合收斂或某些終止條件為止。
如圖12之非限制性實例流程圖中所展示,首先,獲得設計佈局(步驟402),接著,在步驟404中執行源最佳化之步驟,其中最佳化(SO)照明源之所有設計變數以最小化成本函數,而使所有其他設計變數固定。接著,在下一步驟406中,執行光罩最佳化(MO),其中最佳化圖案化裝置之所有設計變數以最小化成本函數,而使所有其他設計變數固定。交替地執行此兩個步驟,直至在步驟408中符合某些終止條件為止。可使用各種終止條件,諸如,成本函數之值變得等於臨限值、成本函數之值超越臨限值、成本函數之值達到預設誤差極限內,或達到預設數目次反覆,等等。應注意,SO-MO交替最佳化係用作該替代流程之實例。該替代流程可採取許多不同形式,諸如:SO-LO-MO交替最佳化,其中交替地且反覆地執行SO、LO(透鏡最佳化)及MO;或可執行第一SMO一次,接著交替地且反覆地執行LO及MO;等等。最後,在步驟410中獲得最佳化結果之輸出,且程序停止。
如之前所論述之圖案選擇演算法可與同時或交替最佳化整合。舉例而言,當採用交替最佳化時,首先可執行全晶片SO,識別「熱點」及/或「溫點」,接著執行MO。鑒於本發明,次最佳化之眾多排列及組合係可能的,以便達成所欲最佳化結果。
圖13A展示一種例示性最佳化方法,其中最小化成本函數。在步驟S502中,獲得設計變數之初始值,包括設計變數之調諧範圍(若存在)。在步驟S504中,設置多變數成本函數。在步驟S506中,在圍繞用於第一反覆步驟(i=0)之設計變數之起點值的足夠小之鄰域內展開成本函數。在步驟S508中,應用標準多變數最佳化技術以最小化成本函數。應注意,最佳化問題可在S508中之最佳化製程期間或在最佳化製程中之後期施加約束,諸如,調諧範圍。步驟S520指示出針對用於已為了最佳化微影程序而選擇之經識別評估點之給定測試圖案(亦被稱為「量規」)進行每一反覆。在步驟S510中,預測微影回應。在步驟S512中,比較將步驟S510之結果與步驟S522中獲得之所欲或理想微影回應值。若在步驟S514中滿足終止條件,亦即,最佳化產生足夠接近於所欲值之微影回應值,則在步驟S518中輸出設計變數之最終值。輸出步驟亦可包括使用設計變數之最終值來輸出其他函數,諸如,輸出光瞳平面(或其他平面)處之波前像差調整映像、經最佳化源映像,及經最佳化設計佈局等等。若未滿足終止條件,則在步驟S516中,藉由第i次反覆之結果來更新設計變數之值,且製程返回至步驟S506。下文詳細地闡述圖13A之製程。
在一例示性最佳化製程中,未假定或近似設計變數(z1
,z2
,…,zN
)與fp
(z1
,z2
,…,zN
)之間的關係,惟fp
(z1
,z2
,…,zN
)足夠平滑(例如,存在一階導數,(n=
1,2,…N))除外,其通常在微影投影設備中有效。可應用諸如高斯-牛頓(Gauss-Newton)演算法、雷文柏格-馬括特(Levenberg-Marquardt)演算法、梯度下降演算法、模擬退火、遺傳演算法之演算法以找到。
此處,將高斯-牛頓演算法用作一實例。高斯-牛頓演算法為適用於一般非線性多變數最佳化問題之反覆方法。在設計變數(z1
,z2
,…,zN
)取值(z1i
,z2i
,…,zNi
)之第i次反覆中,高斯-牛頓演算法線性化(z1i
,z2i
,…,zNi
)附近之fp
(z1
,z2
,…,zN
),且接著計算(z1i
,z2i
,…,zNi
)附近之給出最小CF
(z1
,z2
,…,zN
)之值(z1 (i+1
)
,z2 (i+1
)
,…,zN (i+1
)
)。設計變數(z1
,z2
,…,zN
)在第(i
+1)次反覆中採取值(z1 (i+1
)
,z2 (i+1
)
,…,zN (i+1
)
)。此反覆繼續直至收斂(亦即,CF
(z1
,z2
,…,zN
)不再縮減)或達到預設數目次反覆為止。
若設計變數(z1
, z2
,…, zN
)係在呈J
個不等式(例如,(z1
,z2
,…,zN
)之調諧範圍)之約束下(其中j=
1,2,…J);且在K
個方程式(例如,設計變數之間的相互相依性)之約束下(其中k=
1,2,…K),則最佳化製程變為經典二次規劃問題,其中Anj
、Bj
、Cnk
、Dk
為常數。可針對每一反覆來強加額外約束。舉例而言,可引入「阻尼因數」Δ D
以限制(z1 (i+1
)
,z2 (i+1
)
,…,zN (i+1
)
)與(z1i
,z2i
,…,zNi
)之間的差,使得方程式3之近似成立。此類約束可表達為zni
- Δ D
≤zn
≤zni
+ Δ D
。可使用例如Jorge Nocedal及Stephen J.Wright (Berlin New York: Vandenberghe. Cambridge University Press)之Numerical Optimization (第2版)中所描述的方法來導出(z1 (i+1
)
,z2 (i+1
)
,…,zN (i+1
)
)。
代替最小化fp
(z1
,z2
,…,zN
)之RMS,最佳化製程可將評估點當中之最大偏差(最差缺陷)之量值最小化至其預期值。在此途徑中,可替代地將成本函數表達為:(方程式5),
其中CLp
為用於fp
(z1
,z2
,…,zN
)之最大所允許值。此成本函數表示評估點當中之最差缺陷。使用此成本函數之最佳化會最小化最差缺陷之量值。反覆貪心演算法可用於此最佳化。
可將方程式5之成本函數近似為:(方程式6),
其中q
為正偶數,諸如,至少4,較佳地為至少10。方程式6模仿方程式5之行為,同時允許藉由使用諸如最深下降方法、共軛梯度方法等等之方法來分析上執行最佳化且使最佳化加速。
最小化最差缺陷大小亦可與fp
(z1
,z2
,…,zN
)之線性化組合。特定言之,如方程式3中近似fp
(z1
,z2
,…,zN
)。接著,將對最差缺陷大小之約束書寫為不等式E Lp
≤fp
(z1
,z2
,…,zN
) ≤ E Up
,其中E Lp
及E Up
為指定fp
(z1
,z2
,…,zN
)之最小及最大所允許偏差的兩個常數。插入方程式3,將此等約束轉變為如下方程式,(其中p=1、……、P),
(方程式6')
及
(方程式6'')
因為方程式3通常僅在(z1i
,z2i
,…,zNi
)附近有效,所以倘若在此附近不能達成所欲約束E Lp
≤fp
(z1
,z2
,…,zN
) ≤ E Up
(其可藉由該等不等式當中之任何衝突予以判定),則可放寬常數E Lp
及E Up
直至可達成該等約束為止。此最佳化製程最小化(z1i
,z2i
,…,zNi
)附近之最差缺陷大小。接著,每一步驟逐步地縮減最差缺陷大小,且反覆地執行每一步驟直至符合某些終止條件為止。此情形將導致最差缺陷大小之最佳縮減。
用以最小化最差缺陷之另一方式在每一反覆中調整權重wp
。舉例而言,在第i
次反覆之後,若第r
評估點為最差缺陷,則可在第(i
+1)次反覆中增加wr
,使得向彼評估點之缺陷大小之縮減給出較高優先級。
另外,可藉由引入拉格朗日(Lagrange)乘數來修改方程式4及方程式5中之成本函數,以達成對缺陷大小之RMS之最佳化與對最差缺陷大小之最佳化之間的取捨,亦即,(方程式6"')
其中λ為指定對缺陷大小之RMS之最佳化與對最差缺陷大小之最佳化之間的取捨之預設常數。詳言之,若λ=0,則此方程式變為方程式4,且僅最小化缺陷大小之RMS;而若λ=1,則此方程式變為方程式5,且僅最小化最差缺陷大小;若0<λ<1,則在最佳化中考量以上兩種情況。可使用多種方法來解決此最佳化。舉例而言,相似於先前所描述之方法,可調整每一反覆中之加權。替代地,相似於自不等式最小化最差缺陷大小,方程式6'及6''之不等式可被視為在二次規劃問題之求解期間的設計變數之約束。接著,可遞增地放寬對最差缺陷大小之界限,或對最差缺陷大小之界限遞增地增加用於最差缺陷大小之權重、計算用於每一可達成最差缺陷大小之成本函數值,且選擇最小化總成本函數之設計變數值作為用於下一步驟之初始點。藉由反覆地進行此操作,可達成此新成本函數之最小化。
最佳化微影投影設備可擴展製程窗。較大製程窗在製程設計及晶片設計方面提供更多靈活性。製程窗可界定為使抗蝕劑影像在抗蝕劑影像之設計目標之某一極限內的焦點及劑量值之集合。應注意,此處所論述之所有方法亦可延伸至可藉由除了曝光劑量及散焦以外之不同或額外基參數而建立的廣義製程窗定義。此等基參數可包括(但不限於)諸如NA、均方偏差、像差、偏振之光學設定,或抗蝕劑層之光學常數。舉例而言,如早先所描述,若PW亦由不同光罩偏置組成,則最佳化包括光罩誤差增強因數(MEEF)之最小化,該光罩誤差增強因數被定義為基板EPE與誘發性光罩邊緣偏置之間的比率。在焦點及劑量值上界定之製程窗在本發明中僅充當一實例。下文描述根據一實施例的最大化製程窗之方法。
若允許標稱焦點f 0
及標稱劑量ε 0
移位,則其可與設計變數(z1
,z2
,…,zN
)聯合地最佳化。在下一步驟中,若可找到(z1
,z2
,…,zN
,f
,ε
)之值集合,則接受作為製程窗之部分,使得成本函數係在預設極限內。
替代地,若不允許焦點及劑量移位,則在焦點及劑量固定於標稱焦點f 0
及標稱劑量ε 0
的情況下最佳化設計變數(z1
,z2
,…,zN
)。在一替代實施例中,若可找到(z1
,z2
,…,zN
)之值集合,則接受作為製程窗之部分,使得成本函數係在預設極限內。
本發明中前文所描述之方法可用以最小化方程式7、7'或7"之各別成本函數。若設計變數為投影光學器件之特性,諸如任尼克係數,則最小化方程式7、7'或7''之成本函數導致基於投影光學器件最佳化(亦即LO)之製程窗最大化。若設計變數為除了投影光學器件之特性以外的源及圖案化裝置之特性,則最小化方程式7、7'或7''之成本函數會導致基於SMLO之製程窗最大化,如圖11中所說明。若設計變數為源及圖案化裝置之特性,則最小化方程式7、7'或7''之成本函數會導致基於SMO之製程窗最大化。方程式7、7'或7''之成本函數亦可包括至少一個fp
(z1
,z2
,…,zN
),諸如在方程式7或方程式8中之fp
(z1
,z2
,…,zN
),其為諸如2D特徵之LWR或局部CD變化以及產出率之一或多個隨機效應的函數。
圖14展示同時SMLO製程可如何使用高斯-牛頓演算法以用於最佳化之一個特定實例。在步驟S702中,識別設計變數之起始值。亦可識別用於每一變數之調諧範圍。在步驟S704中,使用設計變數來定義成本函數。在步驟S706中,圍繞用於設計佈局中之所有評估點之起始值而展開成本函數。在選用步驟S710中,執行全晶片模擬以覆蓋全晶片設計佈局中之所有臨界圖案。在步驟S714中獲得所欲微影回應度量(諸如,CD或EPE),且在步驟S712中比較所欲微影回應度量與彼等量之所預測值。在步驟S716中,判定製程窗。步驟S718、S720及S722相似於如關於圖13A所描述之對應步驟S514、S516及S518。如之前所提及,最終輸出可為光瞳平面中之波前像差映像,其經最佳化以產生所欲成像效能。最終輸出亦可為經最佳化源映像及/或經最佳化設計佈局。
圖13B展示用以最佳化成本函數之例示性方法,其中設計變數(z1
,z2
,…,zN
)包括可僅假定離散值之設計變數。
該方法藉由界定照明源之像素群組及圖案化裝置之圖案化裝置圖案塊而開始(步驟802)。通常,像素群組或圖案化裝置圖案塊亦可被稱作微影製程組件之分部。在一個例示性途徑中,將照明源劃分成117個像素群組,且針對圖案化裝置界定94個圖案化裝置圖案塊(實質上如上文所描述),從而引起總共211個分部。
在步驟804中,選擇一微影模型作為用於光微影模擬之基礎。光微影模擬產生用於演算光微影度量或回應之結果。將一特定光微影度量定義為待最佳化之效能度量(步驟806)。在步驟808中,設置用於照明源及圖案化裝置之初始(預最佳化)條件。初始條件包括用於照明源之像素群組及圖案化裝置之圖案化裝置圖案塊的初始狀態,使得可參考初始照明形狀及初始圖案化裝置圖案。初始條件亦可包括光罩偏置、NA,及焦點斜坡範圍。儘管步驟802、804、806及808被描繪為依序步驟,但應瞭解,在本發明之其他實施例中,可以其他序列執行此等步驟。
在步驟810中,對像素群組及圖案化裝置圖案塊順位。可使像素群組及圖案化裝置圖案塊在順位中交錯。可使用各種順位方式,包括:依序地(例如,自像素群組1至像素群組117及自圖案化裝置圖案塊1至圖案化裝置圖案塊94)、隨機地、根據該等像素群組及圖案化裝置圖案塊之實體部位(例如,將較接近於照明源之中心之像素群組順位得較高),及根據該像素群組或圖案化裝置圖案塊之變更如何影響效能度量。
一旦對像素群組及圖案化裝置圖案塊順位,則調整照明源及圖案化裝置以改良效能度量(步驟812)。在步驟812中,按順位之次序分析像素群組及圖案化裝置圖案塊中之每一者,以判定像素群組或圖案化裝置圖案塊之變更是否將引起效能度量改良。若判定效能度量將被改良,則相應地變更像素群組或圖案化裝置圖案塊,且所得改良型效能度量及經修改照明形狀或經修改圖案化裝置圖案形成基線以供比較以用於後續分析較低順位之像素群組及圖案化裝置圖案塊。換言之,保持改良效能度量之變更。隨著進行及保持對像素群組及圖案化裝置圖案塊之狀態之變更,初始照明形狀及初始圖案化裝置圖案相應地改變,使得經修改照明形狀及經修改圖案化裝置圖案由步驟812中之最佳化製程引起。
在其他途徑中,亦在812之最佳化製程內執行像素群組及/或圖案化裝置圖案塊之圖案化裝置多邊形形狀調整及成對輪詢。
在一替代實施例中,交錯式同時最佳化工序可包括變更照明源之像素群組,且在發現效能度量之改良的情況下,逐步升高及降低劑量以尋找進一步改良。在另一替代實施例中,可藉由圖案化裝置圖案之偏置改變來替換劑量或強度之逐步升高及降低,以尋找同時最佳化工序之進一步改良。
在步驟814中,進行關於效能度量是否已收斂之判定。舉例而言,若在步驟810及812之最後幾次反覆中已證明效能度量之很小改良或無改良,則效能度量可被認為已收斂。若效能度量尚未收斂,則在下一反覆中重複步驟810及812,其中自當前反覆之經修改之照明形狀及經修改之圖案化裝置係用作用於下一反覆之初始照明形狀及初始圖案化裝置(步驟816)。
上文所描述之最佳化方法可用以增加微影投影設備之產出率。舉例而言,成本函數可包括為曝光時間之函數的fp
(z1
,z2
,…,zN
)。此成本函數之最佳化較佳地受到隨機效應之量度或其他度量約束或影響。特定言之,用於增加微影製程之產出率之電腦實施方法可包括最佳化為微影製程之一或多個隨機效應之函數且為基板之曝光時間之函數的成本函數,以便最小化曝光時間。
在一個實施例中,成本函數包括為一或多個隨機效應之函數的至少一個fp
(z1
,z2
,…,zN
)。隨機效應可包括特徵之失效、2D特徵之LWR或局域CD變化。在一個實施例中,隨機效應包括抗蝕劑影像之特性之隨機變化。舉例而言,此等隨機變化可包括特徵之失效率、線邊緣粗糙度(LER)、線寬粗糙度(LWR)及臨界尺寸均一性(CDU)。在成本函數中包括隨機變異會允許找到最小化隨機變異之設計變數之值,藉此縮減歸因於隨機效應之缺陷之風險。
在一實施例中,提供一種用於判定圖案化製程之光學特性之分量的方法。該方法涉及:獲得(i)複數個所欲特徵、(ii)基於複數個所欲特徵之複數個模擬特徵及圖案化製程之光學特性、及(iii)與複數個所欲特徵中之所欲特徵及複數個模擬特徵中之相關聯模擬特徵相關的效能度量;藉由基於光學特性之值的改變計算該效能度量之值的改變來判定圖案化製程的一組光學敏感度;及基於該組光學敏感度識別光學特性之一組分量,其包含改變效能度量之值的主要促成因素。
在一實施例中,識別光學特性之該組分量涉及對該組光學敏感度執行主分量分析;及判定考慮該組光學敏感度內之實質性變化的光學特性之線性組合。
在一實施例中,主要促成因素包含光學特性之線性組合。
在一實施例中,光學特性描述圖案化設備之光學系統的光學像差。
在一實施例中,經由任尼克多項式定義光學特性。
在一實施例中,光學特性之該組分量中之一分量為任尼克多項式之係數。
在一實施例中,分量對應於可校正任尼克係數,其中可校正任尼克係數可經由圖案化設備之調整機構調諧。
在一實施例中,線性組合包括可校正任尼克係數及不可校正任尼克係數,其中不可校正任尼克係數不可經由該圖案化設備之調整機構調諧。
在一實施例中,可校正任尼克係數為低階任尼克係數。
在一實施例中,計算效能度量之變化涉及使所欲特徵與模擬特徵重疊;及量測所欲特徵及模擬特徵之重疊輪廓之間在特定方向上的差。
在一實施例中,在水平方向及/或豎直方向上量測差。
在一實施例中,獲得複數個所欲特徵涉及藉由理想光學特性及製程參數之擾動值模擬圖案化製程模型,其中理想光學特性不包含光學像差。
在一實施例中,獲得複數個模擬特徵涉及藉由複數個所欲特徵且藉由與光學特性相關之擾動值及製程參數的值來模擬圖案化製程模型以獲得與複數個所欲特徵相關聯的複數個模擬特徵。
在一實施例中,製程參數為劑量及/或焦點中之至少一者。
在一實施例中,方法進一步涉及經由調整機構基於光學特性之該組分量調整圖案化設備之一或多個鏡面以改良圖案化製程之效能度量。
在一實施例中,調整一或多個鏡面涉及獲得圖案化設備之光學校正電位,其中校正電位為可經由圖案化設備之調整機構校正或不可校正之任尼克係數及階數之間的關係;識別對應於光學特性之該組分量內之可校正任尼克係數的圖案化設備之光學系統的鏡面;及操作所識別鏡面以補償不可校正任尼克係數之效應,使得圖案化製程之效能度量得以改良。
在一實施例中,效能度量為邊緣置放誤差、臨界尺寸及/或基板上之兩個特徵之邊緣之間的位移中之至少一者。
此外,在一實施例中,提供一種基於圖案化製程之光學敏感度的源光罩最佳化之方法。該方法涉及:獲得(i)一組光學敏感度、及(ii)包括光學特性之一組分量,該等分量為該組光學敏感度之變化的主要促成因素;經由圖案化製程模型基於包括光學特性之該組分量判定源圖案或光罩圖案,使得該圖案化製程之效能度量得以改良。
在一實施例中,判定源圖案或光罩圖案為反覆程序。反覆涉及藉由包括光學特性之該組分量模擬圖案化製程模型且擾動與源圖案及/或光罩圖案相關的參數;基於模擬結果判定效能度量;判定與源圖案及/或光罩圖案相關之參數的值,使得效能度量得以改良。
在一實施例中,效能度量為邊緣置放誤差、臨界尺寸及/或基板上之兩個特徵之邊緣之間的位移中之至少一者。
在一實施例中,改良效能度量包含最小化邊緣置放誤差。
在一實施例中,圖案化製程模型為源模型、光罩模型、光學器件模型、抗蝕劑模型及/或蝕刻模型。
在一實施例中,源模型之參數為照明模式及強度中之至少一者。
在一實施例中,光罩模型之參數為以下中之至少一者:輔助特徵之置放部位、特徵的大小、輔助特徵之形狀,及/或兩個輔助特徵之間的距離。
此外,在一實施例中,提供一種電腦程式產品,其包含上面記錄有指令之非暫時性電腦可讀媒體,該等指令在由電腦系統執行時實施前述方法。
圖15為說明可輔助實施本文中所揭示之最佳化方法及流程的電腦系統100之方塊圖。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)或其他動態儲存裝置。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或其他靜態儲存裝置。提供諸如磁碟或光碟之儲存裝置110,且該儲存裝置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裝置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裝置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。此輸入裝置通常具有在兩個軸線(第一軸(例如,x)及第二軸(例如,y))上之兩個自由度,從而允許該裝置指定平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可被用作輸入裝置。
根據一個實施例,可由電腦系統100回應於處理器104執行主記憶體106中含有的一或多個指令之一或多個序列而執行本文中所描述之程序的部分。可將此類指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存裝置110)讀取至主記憶體106中。主記憶體106中所含之指令序列的執行促使處理器104執行本文中所描述之程序步驟。亦可使用呈多處理配置之一或多個處理器以執行主記憶體106中所含之指令序列。在替代實施例中,可代替或結合軟體指令而使用硬連線電路。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」係指參與將指令提供至處理器104以供執行之任何媒體。此媒體可呈許多形式,包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括(例如)光碟或磁碟,諸如儲存裝置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,其包括包含匯流排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。電腦可讀媒體之常見形式包括(例如)軟碟、軟性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁媒體、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卡匣、如下文所描述之載波,或可供電腦讀取之任何其他媒體。
各種形式之電腦可讀媒體可涉及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。舉例而言,初始地可將該等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來發送指令。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將資料轉換為紅外線信號。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自該主記憶體106擷取並執行指令。由主記憶體106接收之指令可視情況在由處理器104實行之前或之後儲存於儲存裝置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之雙向資料通信耦合,該網路鏈路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)卡或數據機以提供與對應類型之電話線的資料通信連接。作為另一實例,通信介面118可為區域網路(LAN)卡以提供至相容LAN之資料通信連接。亦可實施無線鏈路。在任何此實施中,通信介面118發送且接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料流的電信號、電磁信號或光學信號。
網路鏈路120通常經由一或多個網路將資料通信提供至其他資料裝置。舉例而言,網路鏈路120可經由區域網路122提供與主機電腦124或與由網際網路服務提供者(ISP) 126操作之資料設備之連接。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之信號為輸送資訊的例示性形式之載波,該等信號將數位資料攜載至電腦系統100且自電腦系統100攜載數位資料。
電腦系統100可經由網路、網路鏈路120及通信介面118發送訊息且接收包括程式碼之資料。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傳輸用於應用程式之所請求程式碼。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。所接收程式碼可在其被接收時由處理器104執行,及/或儲存於儲存裝置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可獲得呈載波形式之應用程式碼。
圖16示意性地描繪另一例示性微影投影設備LA,其包括:
-源收集器模組SO,其用以提供輻射。
-照明系統(照明器) IL,其經組態以調節來自源收集器模組SO之輻射光束B (例如,EUV輻射)。
-支撐結構(例如,光罩台) MT,其經建構以支撐圖案化裝置(例如,光罩或倍縮光罩) MA且連接至經組態以準確地定位圖案化裝置之第一定位器PM;
-基板台(例如,晶圓台) WT,其經建構以固持基板(例如,抗蝕劑塗佈晶圓) W,且連接至經組態以準確地定位該基板之第二定位器PW;及
-投影系統(例如,反射性投影系統) PS,其經組態以將藉由圖案化裝置MA賦予給輻射光束B之圖案投影於基板W的目標部分C (例如,包含一或多個晶粒)上。
如此處所描繪,設備LA屬於反射類型(例如使用反射光罩)。應注意,因為大多數材料在EUV波長範圍內具吸收性,所以圖案化裝置可具有包含例如鉬及矽之多層堆疊的多層反射器。在一個實例中,多堆疊反射器具有鉬與矽之40個層對,其中每一層之厚度層為四分之一波長。可藉由X射線微影來產生甚至更小的波長。由於大部分材料在EUV及x射線波長下具吸收性,因此圖案化裝置構形上的圖案化吸收材料之薄件(例如,在多層反射器的頂部上之TaN吸收器)定義特性將在何處印刷(正性抗蝕劑)或不印刷(負性抗蝕劑)。
參考圖16,照明器IL自源收集器模組SO接收極紫外線輻射光束。用以產生EUV輻射之方法包括但不一定限於藉由EUV範圍中之一或多個發射譜線將材料轉換成具有至少一個元素之電漿狀態,元素例如氙、鋰或錫。在一種此類方法(常常被稱為雷射產生電漿「LPP」)中,可藉由運用雷射光束來輻照燃料(諸如,具有該譜線發射元素之材料小液滴、串流或叢集)而產生電漿。源收集器模組SO可為包括雷射(圖16中未展示)之EUV輻射系統之部分,該雷射用於提供激發燃料之雷射光束。所得電漿發射輸出輻射,例如EUV輻射,該輻射係使用安置於源收集器模組中之輻射收集器予以收集。舉例而言,當使用CO2
雷射以提供用於燃料激發之雷射光束時,雷射與源收集器模組可為單獨實體。
在此類狀況下,雷射不被視為形成微影設備之部件,且輻射光束係憑藉包含(例如)適合導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統而自雷射傳遞至源收集器模組。在其他狀況下,例如,當輻射源為放電產生電漿EUV產生器(常常被稱為DPP輻射源)時,輻射源可為源收集器模組之整體部分。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器。一般而言,可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈之至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱作σ外部及σ內部)。另外,照明器IL可包含各種其他組件,諸如琢面化場鏡面裝置及琢面化光瞳鏡面裝置。照明器可用以調節輻射光束,以在其橫截面中具有所需均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於固持在支撐結構(例如,光罩台) MT上之圖案化裝置(例如,光罩) MA上,且係由該圖案化裝置而圖案化。在自圖案化裝置(例如,光罩) MA反射之後,輻射光束B傳遞通過投影系統PS,投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置感測器PS2 (例如,干涉量測裝置、線性編碼器或電容式感測器),可精確地移動基板台WT,(例如)以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地,第一定位器PM及另一位置感測器PS1可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置(例如,光罩) MA。可使用圖案化裝置對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如,光罩) MA及基板W。
可在以下模式中之至少一者下使用所描繪設備LA:
1.在步進模式中,在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時,使支撐結構(例如光罩台) MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即,單次靜態曝光)。接著,使基板台WT在X及/或Y方向上移位,以使得可曝光不同目標部分C。
2.在掃描模式中,同步地掃描支撐結構(例如,光罩台) MT及基板台WT,同時將賦予至輻射束之圖案投影至目標部分C上(亦即,單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特徵而判定基板台WT相對於支撐結構(例如,光罩台) MT之速度及方向。
3.在另一模式中,在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時,使支撐結構(例如,光罩台) MT保持基本上靜止,從而固持可程式化圖案化裝置,且移動或掃描基板台WT。在此模式中,通常採用脈衝式輻射源,且在基板平台WT之每一移動之後或在掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(諸如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
圖17更詳細地展示設備LA,其包括源收集器模組SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器模組SO經建構及配置以使得可將真空環境維持於源收集器模組SO之圍封結構220中。可藉由放電產生電漿輻射源來形成EUV輻射發射電漿210。可藉由氣體或蒸汽(例如,Xe氣體、Li蒸汽或Sn蒸汽)而產生EUV輻射,其中產生極熱電漿210以發射在電磁光譜之EUV範圍內之輻射。舉例而言,藉由引起至少部分地離子化電漿之放電而產生極熱電漿210。為了輻射之高效產生,可需要為例如10帕斯卡之分壓之Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他合適氣體或蒸汽。在一實施例中,提供受激發錫(Sn)電漿以產生EUV輻射。
由熱電漿210發射之輻射係經由定位於源腔室211中之開口中或後方的視情況選用的氣體障壁或污染物截留器230 (在一些狀況下,亦被稱作污染物障壁或箔片截留器)而自源腔室211傳遞至收集器腔室212中。污染物截留器230可包括通道結構。污染物截留器230亦可包括氣體障壁或氣體障壁與通道結構之組合。如此項技術中已知,本文中進一步指示之污染物截留器或污染物障壁230至少包括通道結構。
收集器腔室211可包括可係所謂的掠入射收集器之輻射收集器CO。輻射收集器CO具有上游輻射收集器側251及下游輻射收集器側252。橫穿收集器CO之輻射可自光柵光譜濾光器240反射以沿著由點虛線「O」指示之光軸聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常被稱作中間焦點,且源收集器模組經配置以使得中間焦點IF位於圍封結構220中之開口221處或附近。虛擬源點IF為輻射發射電漿210之影像。
隨後,輻射橫穿照明系統IL,該照明系統可包括琢面化場鏡面裝置22及琢面化光瞳鏡面裝置24,琢面化場鏡面裝置22及琢面化光瞳鏡面裝置24經配置以提供在圖案化裝置MA處的輻射光束21之所欲角分佈,以及在圖案化裝置MA處的輻射強度之所欲均一性。在由支撐結構MT固持之圖案化裝置MA處反射輻射光束21後,隨即形成經圖案化光束26,且經圖案化光束26藉由投影系統PS經由反射元件28、30成像至由基板台WT固持之基板W上。
比所展示元件多的元件通常可存在於照明光學器件單元IL及投影系統PS中。取決於微影設備之類型,可視情況存在光柵光譜濾光器240。此外,可存在比諸圖中所展示之鏡面多的鏡面,例如在投影系統PS中可存在比圖17中所展示之反射元件多1至6個的額外反射元件。
如圖17所說明之收集器光學器件CO被描繪為具有掠入射反射器253、254及255之巢狀收集器,僅作為收集器(或收集器鏡面)之一實例。掠入射反射體253、254及255圍繞光軸O軸向對稱地安置,且此類型之收集器光學器件CO理想地與放電產生電漿輻射源組合使用。
替代地,源收集器模組SO可為如圖18中所展示之LPP輻射系統之部分。雷射LAS經配置以將雷射能量沈積至諸如氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)之燃料中,從而產生具有數十eV的電子溫度之高度離子化電漿210。在此等離子之去激發及再結合期間所產生之高能輻射自電漿發射,由近正入射收集器光學器件CO收集,且聚焦至圍封結構220中的開口221上。
可使用以下條項進一步描述實施例。
1. 一種用於判定一圖案化製程之光學特性之一分量的方法,該方法包含:
獲得(i)複數個所欲特徵、(ii)基於該複數個所欲特徵之複數個模擬特徵及該圖案化製程之一光學特性、及(iii)與該複數個所欲特徵中之一所欲特徵及該複數個模擬特徵中之一相關聯模擬特徵相關的一效能度量;
藉由基於該光學特性之值的一改變計算該效能度量之值的一改變來判定該圖案化製程之一組光學敏感度;及
基於該組光學敏感度識別該光學特性之一組分量,其包含改變該效能度量之該值的主要促成因素。
2. 如條項1之方法,其中識別該光學特性之該組分量包含:
對該組光學敏感度執行一主分量分析;及
判定考慮該組光學敏感度內之實質性變化的該光學特性之一線性組合。
3. 如條項1至2中任一項之方法,其中該等主要促成因素包含該光學特性之該線性組合。
4. 如條項1至3中任一項之方法,其中該光學特性描述該圖案化設備之一光學系統的一光學像差。
5. 如條項4之方法,其中該光學特性係由一任尼克多項式定義。
6. 如條項5之方法,其中該光學特性之該組分量中之一分量為該任尼克多項式之一係數。
7. 如條項6之方法,其中該分量對應於一可校正任尼克係數,其中該可校正任尼克係數可經由該圖案化設備之一調整機構調諧。
8. 如條項6至7中任一項之方法,其中該線性組合包括一可校正任尼克係數及一不可校正任尼克係數,其中該不可校正任尼克係數不可經由該圖案化設備之一調整機構調諧。
9. 如條項8之方法,其中該可校正任尼克係數為一低階任尼克係數。
10. 如條項1至9中任一項之方法,其中計算該效能度量之該改變包含:
使該所欲特徵與該模擬特徵重疊;及
量測該所欲特徵及該模擬特徵之重疊輪廓之間在一特定方向上的一差。
11. 如條項1至10中任一項之方法,其中在一水平方向及/或一豎直方向上量測該差。
12. 如條項1至11中任一項之方法,其中獲得該複數個所欲特徵包含:藉由一理想光學特性及一製程參數之擾動值來模擬一圖案化製程模型,其中該理想光學特性不包含光學像差。
13. 如條項1-12中任一項之方法,其中獲得該複數個模擬特徵包含:
藉由該複數個所欲特徵且藉由與該等光學特性相關之擾動值及該製程參數之該值來模擬該圖案化製程模型以獲得與該複數個所欲特徵相關聯之該複數個模擬特徵。
14. 如條項12至13中任一項之方法,其中該製程參數為劑量及/或焦點中之至少一者。
15. 如條項1至14中任一項之方法,其進一步包含:
經由一調整機構基於該光學特性之該組分量調整該圖案化設備之一或多個鏡面以改良該圖案化製程之一效能度量。
16. 如條項15之方法,其中調整該一或多個鏡面包含:
獲得該圖案化設備之一光學校正電位,其中該校正電位為可經由該圖案化設備之該調整機構校正或不可校正之任尼克係數及階數之間的一關係;
識別對應於該光學特性之該組分量內之該等可校正任尼克係數的該圖案化設備之該光學系統的鏡面;及
操作所識別鏡面以補償該等不可校正任尼克係數之效應,使得該圖案化製程之該效能度量得以改良。
17. 如條項15至16中任一項之方法,其中該效能度量為一邊緣置放誤差、臨界尺寸、及/或一基板上之兩個特徵之邊緣之間的位移中之至少一者。
18. 一種基於一圖案化製程之光學敏感度的源光罩最佳化之方法,該方法包含:
獲得(i)一組光學敏感度、及(ii)包括一光學特性之一組分量,其為該組光學敏感度之變化的主要促成因素;
經由一圖案化製程模型基於包括該光學特性之該組分量判定源圖案或光罩圖案,使得該圖案化製程之一效能度量得以改良。
19. 如條項18之方法,其中判定該源圖案或該光罩圖案係一反覆程序,一反覆包含:
藉由包括該光學特性之該組分量模擬該圖案化製程模型且擾動與該源圖案及/或該光罩圖案相關之一參數;
基於該等模擬結果判定該效能度量;
判定與該源圖案及/或該光罩圖案相關之該參數的值,使得該效能度量得以改良。
20. 如條項18至19中任一項之方法,其中該效能度量為一邊緣置放誤差、臨界尺寸、及/或一基板上之兩個特徵之邊緣之間的位移中之至少一者。
21. 如條項18至20中任一項之方法,其中改良該效能度量包含最小化該邊緣置放誤差。
22. 如條項18至21中任一項之方法,其中該圖案化製程模型為一源模型、一光罩模型、一光學器件模型、一抗蝕劑模型及/或一蝕刻模型。
23. 如條項18至22中任一項之方法,其中該源模型之該參數為一照明模式及強度中之至少一者。
24. 如條項18至22中任一項之方法,其中該光罩模型之該參數為以下中之至少一者:一輔助特徵之一置放部位、該特徵之一大小、該輔助特徵之一形狀,及/或兩個輔助特性之間的一距離。
25. 一種電腦程式產品,其包含上面記錄有指令之一非暫時性電腦可讀媒體,該等指令在由一電腦系統執行時實施如條項1至24中任一項之方法。
本文所揭示之概念可模擬或數學上模型化用於成像子波長特性之任何通用成像系統,且可尤其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 nm波長且甚至能夠藉由使用氟雷射來產生157 nm波長之極紫外線(EUV)微影。此外,EUV微影能夠藉由使用同步加速器或藉由用高能電子撞擊材料(固體或電漿中任一者)來產生在20 nm至5 nm之範圍內的波長,以便產生在此範圍內之光子。
雖然本文中所揭示之概念可用於在諸如矽晶圓之基板上的成像,但應理解,所揭示之概念可與任何類型之微影成像系統一起使用,例如,用於在不同於矽晶圓的基板上之成像的微影成像系統。
儘管可在本文中特定地參考在IC之製造中的實施例之使用,但應理解,本文實施例可具有許多其他可能應用。舉例而言,其可用於製造整合式光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示器(liquid-crystal display,LCD)、薄膜磁頭、微機械系統(micromechanical system,MEM)等。熟習此項技術者將瞭解,在此類替代應用之上下文中,本文中對術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用可被視為分別與更一般術語「圖案化裝置」、「基板」或「目標部分」同義或可與其互換。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)或度量衡或檢測工具中處理本文中所提及之基板。在適用的情況下,可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。此外,可將基板處理多於一次,例如以便產生例如多層IC,使得本文所使用之術語基板亦可指已經含有多個經處理層之基板。
在本發明文件中,如本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射,包括紫外輻射(例如具有約365、約248、約193、約157或約126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有介於5至20 nm範圍內的波長)以及粒子束,諸如離子束或電子束。
如本文所使用之術語「最佳化(optimizing/optimization)」指代或意謂調整圖案化設備(例如,微影設備)、圖案化製程等等,使得結果及/或製程具有更合乎需要之特性,諸如基板上之設計圖案之更高投影準確度、更大製程窗等等。因此,如本文所使用之術語「最佳化」係指或意謂識別用於一或多個參數之一或多個值的程序,該一或多個值相比於用於彼等一或多個參數之一或多個值之初始集合提供在至少一個相關度量方面的改良,例如局部最佳。因此,「最佳」及其他相關術語應予以解釋。在一實施例中,可反覆地應用最佳化步驟,以提供一或多個度量之進一步改良。
本發明之態樣可以任何方便形式予以實施。舉例而言,可藉由一或多個適當電腦程式來實施實施例,該一或多個適當電腦程式可在可係有形載體媒體(例如,磁碟)或無形載體媒體(例如,通信信號)之適當載體媒體上進行。可使用合適設備來實施本發明之實施例,該合適設備可特定地採取可程式化電腦之形式,該可程式化電腦執行經配置以實施如本文中所描述之方法之電腦程式。因此,可以硬體、韌體、軟體或其任何組合實施本發明之實施例。本發明之實施例亦可被實施為儲存於機器可讀媒體上之指令,該等指令可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可由機器(例如,計算裝置)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言,機器可讀媒體可包括:唯讀記憶體(ROM);隨機存取記憶體(RAM);磁碟儲存媒體;光學儲存媒體;快閃記憶體裝置;電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如,載波、紅外線信號、數位信號等等)及其他者。另外,韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行特定動作。然而,應瞭解,此類描述僅僅出於方便起見,且此類動作事實上係由計算裝置、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等之其他裝置引起。
在方塊圖中,所說明之組件被描繪為離散功能區塊,但實施例不限於本文中所描述之功能性如所說明一般來組織的系統。由組件中之每一者所提供之功能性可由軟體或硬體模組提供,該等模組以與目前所描繪之方式不同的方式來組織,例如可摻和、結合、複寫、解散、分配(例如在資料中心內或按地區),或另外以不同方式組織該等模組。本文中所描述之功能性可由執行儲存於有形的、非暫時性機器可讀媒體上之程式碼之一或多個電腦的一或多個處理器提供。在一些狀況下,第三方內容遞送網路可主控經由網路傳達之資訊中的一些或全部,在此狀況下,在據稱供應或以另外方式提供資訊(例如,內容)之情況下,可藉由發送指令以自內容遞送網路擷取彼資訊來提供該資訊。
除非另外特定陳述,否則如自論述顯而易見,應瞭解,貫穿本說明書,利用諸如「處理」、「計算」、「演算」、「判定」或其類似者之術語的論述係指諸如專用電腦或相似專用電子處理/計算裝置之特定裝置的動作或程序。
讀者應瞭解,本申請案描述若干發明。此等發明已經分組成單一文件,而非將彼等發明分離成多個單獨的專利申請案,此係因為該等發明之相關主題在應用程序中有助於經濟發展。但不應合併此等發明之相異優點及態樣。在一些狀況下,實施例解決本文中所提及之所有不足,但應理解,該等發明係獨立地有用,且一些實施例僅解決此等問題之子集或提供其他未經提及之益處,該等益處對於檢閱本發明之熟習此項技術者將顯而易見。歸因於成本約束,目前可不主張本文中所揭示之一些發明,且可在稍後申請案(諸如接續申請案或藉由修正本技術方案)中主張該等發明。類似地,歸因於空間限制,本發明文件之發明摘要及發明內容章節皆不應被視為含有所有此等發明之全面清單或此等發明之所有態樣。
應理解,描述及圖式不意欲將本發明限制於所揭示之特定形式,但相反,意欲涵蓋屬於如由所附申請專利範圍所界定的本發明之精神及範疇內之所有修改、等效者及替代例。
鑒於此描述,本發明之各個態樣的修改及替代實施例對於熟習此項技術者而言將顯而易見。因此,本說明書及圖式應被理解為僅為說明性的且係出於教示熟習此項技術者執行本發明之一般方式之目的。應理解,本文中所展示且描述之本發明之形式應視為實施例的實例。元件及材料可替代本文中所說明及描述之元件及材料,部分及製程可被反轉或被省略,可獨立利用某些特性,且可組合實施例或實施例之特性,此皆如對熟習此項技術者在獲得本說明書之益處之後將顯而易見的。可在不脫離如在以下申請專利範圍中所描述之本發明之精神及範疇的情況下對本文中所描述之元件作出改變。本文中所使用之標題僅出於組織性目的,且不意欲用以限制本說明書之範疇。
如貫穿本申請案所使用,詞「可」係在許可之意義(亦即,意謂有可能)而非強制性之意義(亦即,意謂必須)下予以使用。詞「包括(include/including/includes)」及其類似者意謂包括但不限於。如貫穿本申請案所使用,除非內容另有明確地指示,否則單數形式「a/an/the」包括複數個參照物。因此,舉例而言,對「元件(an element/a element)」之參考包括兩個或多於兩個元件之組合,儘管會針對一或多個元件使用其他術語及短語,諸如「一或多個」。除非另有指示,否則術語「或」係非獨占式的,亦即,涵蓋「及」與「或」兩者。描述條件關係之術語,例如「回應於X,而Y」、「在X後,即Y」、「若X,則Y」、「當X時,Y」及其類似者涵蓋因果關係,其中前提為必要的因果條件,前提為充分的因果條件,或前提為結果的貢獻因果條件,例如「在條件Y獲得後,即出現狀態X」對於「僅在Y後,才出現X」及「在Y及Z後,即出現X」為通用的。此等條件關係不限於即刻遵循前提而獲得之結果,此係由於可延遲一些結果,且在條件陳述中,前提連接至其結果,例如,前提係與出現結果之可能性相關。除非另有指示,否則複數個特質或功能經映射至複數個物件(例如,執行步驟A、B、C及D之一或多個處理器)之陳述涵蓋所有此等特質或功能經映射至所有此等物件及特質或功能之子集經映射至特質或功能之子集兩者(例如,所有處理器各自執行步驟A至D,及其中處理器1執行步驟A,處理器2執行步驟B及步驟C之一部分,且處理器3執行步驟C之一部分及步驟D之狀況)。另外,除非另有指示,否則一個值或動作係「基於」另一條件或值之陳述涵蓋條件或值為單獨因子之情況及條件或值為複數個因子當中之一個因子之情況兩者。除非另外指示,否則某一集合之「每一」例項具有某一性質之陳述不應理解為排除較大集合中之一些以其他方式相同或類似的成員並不具有該性質之狀況,亦即每一不一定意指每一個。對自一範圍之選擇之參考包括該範圍之端點。
在以上描述中,流程圖中之任何程序、描述或區塊應理解為表示程式碼之模組、片段或部分,其包括用於實施該程序中之特定邏輯功能或步驟之一或多個可執行指令,且替代實施包括於本發明之例示性實施例之範圍內,其中功能可取決於所涉及之功能性而不按照所展示或論述之次序執行,包括實質上同時或以相反次序執行,如熟習此項技術者將理解。
在某些美國專利、美國專利申請案或其他材料(例如論文)已經以引用方式併入之情況下,此等美國專利、美國專利申請案及其他材料之文字僅在此材料與本文中所闡述之陳述及圖式之間不存在衝突之情況下以引用之方式併入。在存在此類衝突之情況下,在此類以引用方式併入的美國專利、美國專利申請案及其他材料中之任何此類衝突文字並不特定地以引用方式併入本文中。
雖然已描述某些實施例,但此等實施例僅作為實例來呈現,且並不意欲限制本發明之範疇。實際上,本文中所描述之新穎方法、裝置及系統可以多種其他形式體現;此外,在不背離本發明精神之情況下,可對本文中所描述之方法、裝置及系統的形式進行各種省略、替代及改變。隨附申請專利範圍及其等效者意欲涵蓋將屬於本發明之範疇及精神內的此類形式或修改。
21:輻射光束
22:琢面化場鏡面裝置
24:琢面化光瞳鏡面裝置
26:經圖案化光束
28:反射元件
30:反射元件
31:照明模型
32:投影光學器件模型
33:圖案化裝置模型
36:空中影像
37:抗蝕劑模型
38:抗蝕劑影像
39:圖案轉印後製程模型
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
110:儲存裝置
112:顯示器
114:輸入裝置
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:ISP
128:網際網路
130:伺服器
210:熱電漿
211:源腔室
212:收集器腔室
220:圍封結構
221:開口
230:污染物截留器
240:光柵光譜濾光器
251:上游輻射收集器側
252:下游輻射收集器側
253:掠入射反射器
254:掠入射反射器
255:掠入射反射器
300A:特性
300B:特性
300C:特性
302:步驟
304:步驟
306:步驟
400:方法
401:所欲特徵
402:步驟
403:模擬特徵
404:步驟
405:效能度量
406:步驟
408:步驟
410:步驟
440:光學敏感度
460:分量
510:第一單位胞元
520:第二單位胞元
530:第三單位胞元
540:第四單位胞元
550:第五單位胞元
560:第六單位胞元
570:第七單位胞元
802:步驟
804:步驟
806:步驟
808:步驟
810:所欲特徵/步驟
812:步驟
814:步驟
816:步驟
820:模擬特徵
1001:光學敏感度
1003:光學分量
1010:場點
1030:源圖案
1031:光罩圖案
AM:調整器
AS:對準感測器
B:輻射光束
BD:光束遞送系統
BK:烘烤板
C:目標部分
CH:冷卻板
CL3:切割線
CLx:切割線
CLy:切割線
CO:聚光器
DE:顯影器
IF:位置感測器
IL:照明器
IN:積光器
I/O1:輸入/輸出埠
I/O2:輸入/輸出埠
LA:微影設備
LACU:微影控制單元
LAS:雷射
LB:裝載匣
LC:微影製造單元
LS:位階感測器
M1:圖案化裝置對準標記/光罩圖案
M2:圖案化裝置對準標記/光罩圖案
M3:光罩圖案
M4:光罩圖案
M5:光罩圖案
M6:光罩圖案
M7:光罩圖案
MA:圖案化裝置
MET:度量衡系統
MT:光罩台
O:光軸
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
P42:製程
P44:製程
P46:製程
P48:製程
P101:製程
P103:製程
PC1:第一主分量
PC2:第二主分量
PC3:第三主分量
PC4:第四主分量
PM:第一定位器
PS:投影系統
PS1:位置感測器
PS2:位置感測器
PW:第二定位器
S502:步驟
S504:步驟
S506:步驟
S508:步驟
S510:步驟
S512:步驟
S514:步驟
S516:步驟
S518:步驟
S520:步驟
S522:步驟
S702:步驟
S704:步驟
S706:步驟
S710:步驟
S712:步驟
S714:步驟
S716:步驟
S718:步驟
S720:步驟
S722:步驟
SC:旋塗器
SCS:監督控制系統
SO:源收集器模組
W:基板
WT:基板台
WTa:基板台
WTb:基板台
對於一般熟習此項技術者而言,在結合附圖而檢閱特定實施例之以下描述後,上文態樣及其他態樣及特徵將變得顯而易見,其中:
圖1示意性地描繪根據一實施例之微影設備;
圖2示意性地描繪根據一實施例之微影單元或叢集之一實施例;
圖3為根據一實施例之用於模型化及/或模擬圖案化製程之部分的流程圖;
圖4為根據一實施例之用於判定一圖案化設備之一或多個光學特性的流程圖;
圖5A、圖5B、圖5C、圖5D、圖5E、圖5F及圖5G說明根據一實施例之待印刷於晶圓上的不同光罩圖案或所欲圖案;
圖6說明根據一實施例之一組光波前敏感度;
圖7A說明根據一實施例之包含任尼克Z8之主分量的波前表示;
圖7B說明根據一實施例之包含圖7A之任尼克Z8的主分量之條形圖表示;
圖7C說明根據一實施例之包含任尼克Z7之主分量的波前表示;
圖7D說明根據一實施例之表示包含圖7C之任尼克Z7的主分量之條形圖;
圖7E說明根據一實施例之包含任尼克Z5之主分量的波前表示;
圖7F說明根據一實施例之表示包含圖7E之任尼克Z5的主分量之條形圖;
圖7G說明根據一實施例之包含任尼克Z9之主分量的波前表示;
圖7H說明根據一實施例之表示包含圖7G之任尼克Z9的主分量之條形圖;
圖8A及圖8B說明根據一實施例之基於(例如,由擾動光學特性產生之)參考特徵及模擬特徵之輪廓的效能量測;
圖9為根據一實施例之微影設備的實例校正電位;
圖10A為根據一實施例之基於圖案化製程之光學敏感度的最佳化方法的流程圖;
圖10B說明根據一實施例之沿投影光學箱之狹縫的場點;
圖11為說明根據一實施例之聯合最佳化的實例方法之態樣的流程圖。
圖12展示根據一實施例之另一最佳化方法之實施例。
圖13A、圖13B及圖14展示根據一實施例之各種最佳化製程之實例流程圖。
圖15為根據一實施例之可在其中實施實施例的實例電腦系統之方塊圖;
圖16為根據一實施例之另一微影投影設備的示意圖;
圖17為根據一實施例之圖16中之設備的更詳細視圖;且
圖18為根據一實施例之圖16及圖17之設備的源收集器模組的更詳細視圖。
現將參考圖式詳細地描述實施例,該等圖式經提供作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,以下之諸圖及實例不意欲將範疇限於單一實施例,而是借助於所描述或所說明元件中之一些或全部之互換而使其他實施例係可能的。在任何方便之處,將遍及圖式使用相同元件符號來指相同或相似部分。在可部分地或完全地使用已知組件來實施此等實施例之某些元件的情況下,將僅描述理解該等實施例所必需之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免混淆實施例之描述。在本說明書中,示出單數組件之實施例不應被視為限制性的;實情為,除非本文中另外明確陳述,否則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,除非如此明確闡述,否則申請人不意欲使本說明書或申請專利範圍中之任何術語歸結於不常見或特定涵義。另外,範疇涵蓋本文中借助於說明而提及之組件的目前及未來已知等效者。
400:方法
401:所欲特徵
403:模擬特徵
405:效能度量
440:光學敏感度
460:分量
P42:製程
P44:製程
P46:製程
P48:製程
Claims (15)
- 一種用於判定一圖案化製程之光學特性之一分量的方法,該方法包含: 獲得(i)複數個所欲特徵、(ii)基於該複數個所欲特徵之複數個模擬特徵及該圖案化製程之一光學特性、及(iii)與該複數個所欲特徵中之一所欲特徵及該複數個模擬特徵中之一相關聯模擬特徵相關的一效能度量; 藉由基於該光學特性之值的一改變計算該效能度量之值的一改變來判定該圖案化製程之一組光學敏感度;及 基於該組光學敏感度識別該光學特性之一組分量,其包含改變該效能度量之該值的一或多個主要促成因素。
- 如請求項1之方法,其中識別該光學特性之該組分量包含: 對該組光學敏感度執行一主分量分析;及 判定考慮該組光學敏感度內之實質性變化的該光學特性之一組合。
- 如請求項1之方法,其中該一或多個主要促成因素包含該光學特性之一線性組合。
- 如請求項1之方法,其中該光學特性描述一圖案化設備之一光學系統的一光學像差。
- 如請求項4之方法,其中該光學特性係由一任尼克多項式表示。
- 如請求項5之方法,其中該光學特性之該組分量中之一分量為該任尼克多項式之一係數。
- 如請求項6之方法,其中該分量對應於一可校正任尼克係數,其中該可校正任尼克係數可經由該圖案化設備之一調整機構調諧。
- 如請求項6之方法,其中該線性組合包括一可校正任尼克係數及一不可校正任尼克係數,其中該不可校正任尼克係數不可經由該圖案化設備之一調整機構調諧。
- 如請求項8之方法,其中該可校正任尼克係數為一低階任尼克係數。
- 如請求項1之方法,其中計算該效能度量之該改變包含: 使該所欲特徵與該相關聯模擬特徵重疊;及 判定該所欲特徵及該相關聯模擬特徵之重疊輪廓之間在一特定方向上的一差。
- 如請求項1之方法,其中獲得該複數個所欲特徵包含: 藉由一理想光學特性及一製程參數之擾動值來模擬一圖案化製程模型,其中該理想光學特性不包含光學像差,及/或 其中獲得該複數個模擬特徵包含: 藉由該複數個所欲特徵且藉由使用與該等光學特性相關之擾動值及該製程參數之該值來模擬該圖案化製程模型以獲得與該複數個所欲特徵相關聯之該複數個模擬特徵。
- 如請求項11之方法,其中該製程參數為劑量及焦點中之至少一者。
- 如請求項1之方法,其進一步包含: 經由一調整機構基於該光學特性在之該組分量且基於該圖案化製程之一效能度量調整一圖案化設備的一或多個鏡面,及 其中調整該一或多個鏡面包含: 獲得該圖案化設備之一光學校正電位,其中該校正電位表示可經由該圖案化設備之該調整機構校正或不可校正之任尼克係數及階數之間的一關係; 識別對應於該光學特性之該組分量內之可校正任尼克係數的該圖案化設備之一光學系統的鏡面;及 操作所識別鏡面以基於該圖案化製程之該效能度量補償不可校正任尼克係數之效應。
- 如請求項1之方法,其中該效能度量為一邊緣置放誤差、臨界尺寸及/或一基板上之兩個特徵之邊緣之間的位移中之至少一者。
- 一種電腦程式產品,其包含上面記錄有指令之一非暫時性電腦可讀媒體,該等指令在由一電腦系統執行時實施如請求項1之方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201862786642P | 2018-12-31 | 2018-12-31 | |
US62/786,642 | 2018-12-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202105050A true TW202105050A (zh) | 2021-02-01 |
TWI732402B TWI732402B (zh) | 2021-07-01 |
Family
ID=69105774
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108147771A TWI732402B (zh) | 2018-12-31 | 2019-12-26 | 用於判定圖案化製程之光學特性之分量的方法及相關聯電腦程式產品 |
TW110122896A TWI788889B (zh) | 2018-12-31 | 2019-12-26 | 用於判定圖案化製程之光學特性之分量的方法及相關聯電腦程式產品 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW110122896A TWI788889B (zh) | 2018-12-31 | 2019-12-26 | 用於判定圖案化製程之光學特性之分量的方法及相關聯電腦程式產品 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11561478B2 (zh) |
EP (1) | EP3906442A1 (zh) |
KR (1) | KR102652685B1 (zh) |
CN (1) | CN113260925A (zh) |
TW (2) | TWI732402B (zh) |
WO (1) | WO2020141051A1 (zh) |
Family Cites Families (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI220999B (en) | 2001-02-13 | 2004-09-11 | Nikon Corp | Measuring method of image formation characteristic, exposure method, exposure apparatus and its adjustment method, manufacture method of device, and recording medium |
WO2003075328A1 (fr) | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Nikon Corporation | Procede de reglage d'un systeme optique de projection, procede de prediction, procede d'evaluation, procede de reglage, procede d'exposition, dispositif d'exposition, programme et procede de fabrication dudit dispositif |
JP2004111579A (ja) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Canon Inc | 露光方法及び装置 |
WO2004095137A1 (en) | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Carl Zeiss Smt Ag | Projection optical system |
EP1496397A1 (en) | 2003-07-11 | 2005-01-12 | ASML Netherlands B.V. | Method and system for feedforward overlay correction of pattern induced distortion and displacement, and lithographic projection apparatus using such a method and system |
US7003758B2 (en) | 2003-10-07 | 2006-02-21 | Brion Technologies, Inc. | System and method for lithography simulation |
US8027813B2 (en) | 2004-02-20 | 2011-09-27 | Nikon Precision, Inc. | Method and system for reconstructing aberrated image profiles through simulation |
EP1920369A2 (en) | 2005-08-08 | 2008-05-14 | Brion Technologies, Inc. | System and method for creating a focus-exposure model of a lithography process |
US7695876B2 (en) | 2005-08-31 | 2010-04-13 | Brion Technologies, Inc. | Method for identifying and using process window signature patterns for lithography process control |
KR100982135B1 (ko) | 2005-09-09 | 2010-09-14 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 개별 마스크 오차 모델을 사용하는 마스크 검증 방법 및시스템 |
US7694267B1 (en) | 2006-02-03 | 2010-04-06 | Brion Technologies, Inc. | Method for process window optimized optical proximity correction |
US20080233487A1 (en) | 2007-03-21 | 2008-09-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method and System for Optimizing Lithography Focus and/or Energy Using a Specially-Designed Optical Critical Dimension Pattern |
US7882480B2 (en) | 2007-06-04 | 2011-02-01 | Asml Netherlands B.V. | System and method for model-based sub-resolution assist feature generation |
US7707538B2 (en) | 2007-06-15 | 2010-04-27 | Brion Technologies, Inc. | Multivariable solver for optical proximity correction |
CN101442474B (zh) | 2007-11-23 | 2011-12-21 | 华为技术有限公司 | 自举路由器及超时时间管理的方法和系统 |
NL1036189A1 (nl) | 2007-12-05 | 2009-06-08 | Brion Tech Inc | Methods and System for Lithography Process Window Simulation. |
US7765021B2 (en) * | 2008-01-16 | 2010-07-27 | International Business Machines Corporation | Method to check model accuracy during wafer patterning simulation |
KR101749987B1 (ko) * | 2008-06-03 | 2017-06-22 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 모델-기반 공정 시뮬레이션 시스템들 및 방법들 |
US8390781B2 (en) | 2008-09-23 | 2013-03-05 | Pinebrook Imaging Technology, Ltd. | Optical imaging writer system |
NL2003702A (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-11 | Brion Tech Inc | Pattern selection for lithographic model calibration. |
JP5629691B2 (ja) | 2008-11-21 | 2014-11-26 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | 高速自由形式ソース・マスク同時最適化方法 |
NL2003699A (en) | 2008-12-18 | 2010-06-21 | Brion Tech Inc | Method and system for lithography process-window-maximixing optical proximity correction. |
US8786824B2 (en) | 2009-06-10 | 2014-07-22 | Asml Netherlands B.V. | Source-mask optimization in lithographic apparatus |
NL2005522A (en) | 2009-10-28 | 2011-05-02 | Asml Netherlands Bv | Pattern selection for full-chip source and mask optimization. |
KR101898087B1 (ko) | 2013-12-30 | 2018-09-12 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 메트롤로지 타겟의 디자인을 위한 장치 및 방법 |
JP2015170764A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | 株式会社東芝 | 収差量算出方法および位置ずれ量算出方法 |
DE102015206448B4 (de) | 2015-04-10 | 2018-06-21 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Steuerungsvorrichtung zur Steuerung mindestens eines Manipulators eines Projektionsobjektives, Justieranlage und Verfahren zum Steuern mindestens eines Manipulators |
KR20230110835A (ko) | 2015-04-21 | 2023-07-25 | 케이엘에이 코포레이션 | 기울어진 디바이스 설계를 위한 계측 타겟 설계 |
WO2017102336A1 (en) | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Asml Netherlands B.V. | Improvements in gauge pattern selection |
CN108431695B (zh) | 2015-12-24 | 2020-07-21 | Asml荷兰有限公司 | 控制图案形成过程的方法、器件制造方法、用于光刻设备的控制系统以及光刻设备 |
KR102350572B1 (ko) * | 2016-02-22 | 2022-01-11 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 계측 데이터에 대한 기여도들의 분리 |
US20170256465A1 (en) | 2016-03-01 | 2017-09-07 | Asml Netherlands B.V. | Method and apparatus to determine a patterning process parameter |
WO2018050432A1 (en) | 2016-09-13 | 2018-03-22 | Asml Netherlands B.V. | Optimization of a lithography apparatus or patterning process based on selected aberration |
JP6917477B2 (ja) * | 2017-06-14 | 2021-08-11 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | リソグラフィ装置及びリソグラフィ方法 |
KR102352673B1 (ko) | 2017-08-07 | 2022-01-17 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 컴퓨테이션 계측법 |
CN118192177A (zh) | 2018-06-25 | 2024-06-14 | Asml荷兰有限公司 | 基于性能匹配的调谐扫描器的波前优化 |
EP3588191A1 (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-01 | ASML Netherlands B.V. | Tuning patterning apparatus based on optical characteristic |
-
2019
- 2019-12-12 CN CN201980087196.3A patent/CN113260925A/zh active Pending
- 2019-12-12 WO PCT/EP2019/084821 patent/WO2020141051A1/en unknown
- 2019-12-12 US US17/419,360 patent/US11561478B2/en active Active
- 2019-12-12 KR KR1020217020227A patent/KR102652685B1/ko active IP Right Grant
- 2019-12-12 EP EP19832004.6A patent/EP3906442A1/en active Pending
- 2019-12-26 TW TW108147771A patent/TWI732402B/zh active
- 2019-12-26 TW TW110122896A patent/TWI788889B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220082943A1 (en) | 2022-03-17 |
TW202138936A (zh) | 2021-10-16 |
US11561478B2 (en) | 2023-01-24 |
WO2020141051A1 (en) | 2020-07-09 |
KR20210095689A (ko) | 2021-08-02 |
TWI732402B (zh) | 2021-07-01 |
EP3906442A1 (en) | 2021-11-10 |
KR102652685B1 (ko) | 2024-04-01 |
TWI788889B (zh) | 2023-01-01 |
CN113260925A (zh) | 2021-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11835862B2 (en) | Model for calculating a stochastic variation in an arbitrary pattern | |
CN107430347B (zh) | 图像对数斜率(ils)优化 | |
US20240012337A1 (en) | Method of determining control parameters of a device manufacturing process | |
TWI723292B (zh) | 圖案化製程之最佳化流程 | |
TWI698719B (zh) | 涉及光學像差之圖案化製程改良 | |
US20210407112A1 (en) | Method in the manufacturing process of a device, a non-transitory computer-readable medium and a system configured to perform the method | |
TWI752652B (zh) | 在裝置製程中的方法、非暫態電腦可讀媒體、及組態以執行該方法的系統 | |
TWI749333B (zh) | 基於光學特性之調諧圖案化裝置 | |
TWI732402B (zh) | 用於判定圖案化製程之光學特性之分量的方法及相關聯電腦程式產品 |