TWI448838B - 決定曝光條件及掩模圖案之程式儲存媒體與方法 - Google Patents

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Description

決定曝光條件及掩模圖案之程式儲存媒體與方法
本發明一般涉及用於製造例如半導體積體電路、液晶面板和影像感測器的光刻技術，並且更特定言之，涉及決定曝光條件和掩模圖案的方法。
伴隨半導體裝置的微圖案化的最近的進展，對於曝光裝置轉印(解析)希望的圖案而言變得困難。由此，為了跟上半導體裝置的小型化，曝光裝置使用諸如變更的照明和光學鄰近校正(optical proximity correction,OPC)的解析度提高技術，以最佳化用於對掩模照明的照明配置(有效光源分佈)或掩模圖案。照明配置(有效光源分佈)是在照明光學系統的光瞳平面(pupil plane)上形成的光強度分佈，並且還用作對掩模照明的光的角度分佈。為了最佳化照明配置，首先，設定用於裝置的佈局圖案(目標圖案)、用於轉印圖案(光學影像)的評估位置、以及評估位置處的評估值(例如，尺寸、DOF或曝光裕度)。然後，在改變照明配置的同時計算轉印圖案，以獲得轉印圖案上的評估位置處的評估值。重複執行轉印圖案計算和評估值獲得，直到所獲得的評估值達到允許範圍或者照明配置的改變次數達到預定的數量。在具有預定強度的環形(annular)照明中，透過例如將內側σ(inner σ)和外側σ(outer σ)作為其參數(變數)的函數，數值地表現照明配置，該參數(變數)被使用例如Monte Carlo方法最佳化。即使當使用同一掩模圖案時，轉印圖案也隨著照明配置的變化而變，因此，在改變照明配置之後，轉印圖案從目標圖案偏移。因此，需要OPC以使轉印圖案與目標圖案匹配。每當照明配置改變或照明配置藉由預定的量而改變時進行OPC。
美國專利No. 6563566提出設定要在基板(晶片)上形成的圖案，並且計算透過數學方法最佳化的照明配置和掩模圖案的技術。在美國專利No. 6563566中揭示的技術解析地計算解(掩模圖案和照明配置)而不是重複演算。雖然在美國專利No. 6563566中揭示的技術沒有採用OPC，但是，要在基板(例如，晶片)上形成的圖案和最佳化的掩模圖案相互不同，因此，可以說該技術在廣義上是包含掩模圖案校正的照明配置最佳化技術。在美國專利No. 6563566中揭示的技術具有解析地計算解的優點，但是，它不僅需要將評估值限於光學影像的傾斜(tilt)，而且需要將要在基板上形成的圖案的類型限於一種特定類型。以這種方式，由於在美國專利No. 6563566中描述的技術具有僅提供少量的自由度的缺點，因此它是不實用的。
不幸的是，對於與掩模圖案和照明配置的最佳化有關的先前技術而言，以足夠的精度形成迅速變得微細化的圖案已為不可能的。這是由於，掩模圖案和照明配置被單獨地最佳化，即，它們不同時被最佳化。如上所述，OPC依賴於照明配置，並因此一般在決定(最佳化)照明配置之後被執行。但是，掩模圖案在OPC之後變形，因此，在OPC之後，在OPC之前決定的照明配置可能不再是最優的。
本發明提供可決定曝光條件和掩模圖案的方法，該曝光條件和掩模圖案取得良好的成像性能。
本發明在其第一態樣中提供一種程式儲存媒體，用以致使電腦執行決定用於曝光裝置的曝光條件和掩模圖案的方法，該曝光裝置經由投影光學系統而將掩模圖案投影到基板上以使基板曝光，該方法包括：第一步驟，設定該曝光條件和該掩模圖案；第二步驟，使用在該第一步驟中設定的曝光條件、使用描述透過該投影光學系統而在該基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第一評估函數以暫時決定掩模圖案；第三步驟，使用在該第二步驟中暫時決定的掩模圖案和在該第一步驟中設定的曝光條件，計算描述透過該投影光學系統而在基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第二評估函數的值；第四步驟，基於在該第三步驟中計算的第二評估函數的值來改變曝光條件和掩模圖案；以及第五步驟，包括判斷是否要在將在該第四步驟中改變的曝光條件和掩模圖案定義為初始值之後執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理的處理，其中，在該第五步驟中，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數還沒有達到預定的數量，並且在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值還沒有達到允許範圍，則判斷要執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理；或者，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數已達到了預定的數量或者在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值已達到了允許範圍，則判斷將不執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理，並且，在最新的第二步驟中暫時決定的掩模圖案和在最新的第四步驟中改變的曝光條件分別被決定為掩模圖案和曝光條件。
本發明在其第二態樣中提供一種程式儲存媒體，用以致使電腦執行決定用於曝光裝置的曝光條件和掩模圖案的方法，該曝光裝置經由投影光學系統而將掩模圖案投影到基板上以使基板曝光，該方法包括：第一步驟，設定該曝光條件和該掩模圖案；第二步驟，使用在該第一步驟中設定的掩模圖案、使用描述透過該投影光學系統而在該基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第一評估函數以暫時決定曝光條件；第三步驟，使用在該第一步驟中設定的掩模圖案和在該第二步驟中暫時決定的曝光條件，計算描述透過該投影光學系統而在該基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第二評估函數的值；第四步驟，基於在該第三步驟中計算的第二評估函數的值來改變曝光條件和掩模圖案；以及第五步驟，包括判斷是否要在將在該第四步驟中改變的曝光條件和掩模圖案定義為初始值之後執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理的處理，其中，在該第五步驟中，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數還沒有達到預定的數量，並且在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值還沒有達到允許範圍，則判斷要執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理；或者，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數已達到了預定的數量，或者在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值已達到了允許範圍，則判斷不執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理，並且，在最新的第二步驟中暫時決定的曝光條件和在最新的第四步驟中改變的掩模圖案分別被決定為曝光條件和掩模圖案。
參照附圖閱讀示例性實施例的以下描述，本發明的其他特徵將變得清晰。
本發明的申請人對於在美國專利No. 6563566中描述的先前技術作了進一步發展，並且提出了建立描述曝光條件和掩模圖案的函數以同時最佳化和決定用於曝光裝置的曝光條件和掩模圖案的方法(日本專利申請No. 2010-207153)。將參照圖8來描述根據該先前發明的方法。在根據該先前發明的方法中，在步驟S301中，電腦(或者，例如CPU或MPU)設定用於曝光條件和掩模圖案的參數的初始值。在步驟S302中，電腦評估描述各評估部分中的多個評估項的指標的評估函數。指標在這裏意味著與透過經由投影光學系統將掩模圖案投影到基板上以曝光基板而在基板上產生的影像的品質相關聯的指標。在步驟S303中，電腦判斷評估函數的值是否已達到了允許範圍。如果在步驟S303中判斷評估函數的值還沒有達到允許範圍，那麽在步驟S304中電腦改變曝光條件和掩模圖案的參數，並且，執行重複步驟S302的處理。如果在步驟S303中判斷評估函數的值已達到允許範圍，那麽電腦將在最新的迴路的步驟S304中改變的曝光條件和掩模圖案的參數決定為曝光條件和掩模圖案的參數，並且結束該序列。
圖1A表示根據先前發明的方法中的曝光條件和掩模圖案的參數。使用在圖1A所示的具有外側σ 101、內側σ 102和開口(aperture)角103的斜的四極(diagonal quadrupole)中限定的參數作為照明配置(有效光源分佈)的參數。作為曝光條件的參數，數值孔徑(numerical aperture,NA)也改變。曝光條件的參數在以下範圍中改變：NA在0.60到0.86之間改變；外側σ在0.70到0.95之間改變；σ比(內側σ/外側σ)在0.50到0.80之間改變；並且，開口角在20°到90°之間改變。
使用圖1B所示的包含線寬度為125nm並且節距(pitch)為250nm的21×21個密集地排布的孔的圖案作為掩模圖案。限定總共12個評估部分：圖1B所示的六個孔201至206的垂直線寬度和水平線寬度。掩模圖案的參數在以下範圍中改變：掩模圖案的線寬度(像面上換算)在90nm到180nm之間改變；並且，影像偏移的量(像面上換算)在-5nm到+5nm之間改變。
表1表示由用來最佳化曝光條件和掩模圖案兩者的評估函數描述的用於成像性能的指標和它們的允許範圍的閾值。
注意，“值”是評估目標的指標，“Tol”是允許範圍的閾值，“誤差”是為了消除“值”變為零的情況下的誤差而引入的小的值，並且，為1.0e-10。該評估函數是由在表1的“運算式”中出現的變數的和表達的函數，這些變數包括：線寬誤差RMS、標準化影像對數斜率(normalized image log slope,NILS)的最小值、曝光裕度、影像偏移、NILS焦深(depth of focus,DOF)、共同曝光裕度焦深、曝光裕度焦深的最差值、以及共同焦深。線寬誤差是在投影光學系統的影像平面(在基板上)形成的圖案的線寬的誤差。曝光裕度是表示關於曝光量的變化的圖案的線寬的變化率的指標。影像偏移是在基板上形成的圖案的偏移量或者圖案的邊緣的偏移量。
參照圖2A至2G，正方形標記表示先前發明中的曝光條件和掩模圖案的最佳化結果。根據先前發明的最佳化方法對於大多數的指標不能產生預定的成像性能。對於以下七項指標不能獲得預定的成像性能：線寬誤差(圖2A)、NILS的最小值(圖2B)、曝光裕度(圖2C)、影像偏移(圖2D)、NILS焦深(圖2E)、共同曝光裕度焦深(圖2F)、以及曝光裕度焦深的最差值(圖2G)。此外，在根據先前發明的方法中，曝光條件和掩模圖案的參數(包括那些對於目標成像性能施加的影響很小的參數)同時被最佳化，因此，解常常在達到目標成像性能之前收斂。與此對照，本發明單獨地提供最佳化重要參數的序列以避免收斂于局部解(local solution)，由此提高可達到的最佳化的性能。
以下將描述根據本發明的方法。在第一實施例中，各評估部分中的線寬和影像偏移被假定為重要的指標(第一評估函數)，因此，掩模圖案的參數對於第一評估函數施加大的影響。另一方面，在第二實施例中，各評估部分中的NILS寬度被假定為重要的指標(第一評估函數)，並且，有效光源的各要素的光強度(即，曝光條件的參數)被假定為對於第一評估函數施加大的影響的參數。在第一和第二實施例中，使用Nelder-Mead方法作為同時最佳化曝光條件和掩模圖案的演算法。Nelder-Mead方法也被稱為下坡式單純形法(the down-hill simplex method)，在J. A. Nelder and R. Mead,Computer Journal,Vol. 7,p. 308,1965中詳細解釋了該下坡式單純形法。雖然在第一和第二實施例中的指標中包含焦深，但是，它在一定的可變區域中可能總是取零，並因此在改變變數之後不能具有斜率。在這種情況下，諸如計算常用的斜率以搜尋最佳解的最陡下降法的最佳化方法是不適用的。但是，Nelder-Mead方法使用最差值或重心值而不是斜率來搜尋最佳解，並因此也可最佳化例如焦深。
諸如照明配置(有效光源分佈)、數值孔徑(NA)、光源的雷射譜分佈、掩模台的傾斜或振動、像差、以及光瞳透射率的曝光裝置的可變參數可被設定為要被最佳化的曝光條件的參數。此外，掩模圖案的參數可包含諸如線寬、節距和佈局的掩模形狀資料。
[第一實施例]
在根據先前發明的最佳化方法中決定的照明配置(曝光條件)和掩模圖案的組合之中達不到預定的性能的指標，主要包含與大大地受到掩模圖案的參數影響的線寬誤差和影像偏移相關的那些指標。對於這些情況的細節，參見由正方形標記指示的值在圖2A和圖2D中如何變化。例如，曝光裕度焦深的最差值達到小於或等於250nm的允許值的值(圖2G中的正方形標記)，而共同曝光裕度焦深達不到小於或等於250nm的允許值(allowable value)的性能值(圖2F中的正方形標記)，原因是線寬誤差達不到性能值以及1%的允許值。由此，在第一實施例中，使用成像性能的多個指標(第二評估函數)來綜合評估和最佳化掩模圖案和曝光條件的參數的序列包括最佳化對於例如線寬誤差施加大的影響的掩模圖案的參數的序列。以下，使用第二評估函數來最佳化曝光條件和掩模圖案的參數的序列將在此後被稱為第二最佳化序列。此外，使對於不能達到允許值的成像性能(第一評估函數)的指標施加大的影響的掩模圖案的參數要取的值的範圍變窄的最佳化序列將在此後被稱為第一最佳化序列。最佳化曝光條件和掩模圖案的參數的第二最佳化序列包含圖3中的步驟S101、S102和S110至S112，並且與先前發明中的最佳化序列相同。作為根據本發明的方法的特徵的第一最佳化序列與步驟S103至S109的迴路對應，並且是使對於很難達到允許值的成像性能(第一評估函數)的指標施加大的影響的掩模圖案的參數要取的值的範圍變窄的序列。
在步驟S101中，電腦(或者，例如CPU或MPU)設定曝光條件和掩模圖案的參數的初始值(第一步驟)。在步驟S102中，電腦設定指標對於曝光條件和掩模圖案的參數的靈敏度的初始值。使用由用戶輸入的值作為要被設定的靈敏度的初始值。在步驟S103中，電腦評估各評估部分中的線寬誤差和影像偏移(第一評估函數)。在步驟S106中，電腦獲得由第一評估函數描述的各指標的值，並且，基於獲得的各指標的值的變化量和掩模圖案的參數的變化量，計算表示各指標關於掩模圖案的參數的變化量的變化率的靈敏度。此時，對於各指標的靈敏度設定允許範圍，並且，如果所計算的靈敏度沒有落入允許範圍，那麽它被校正為落入允許範圍的靈敏度。這使得能夠防止各指標的靈敏度變得太低以至於解由於變數的過大變化而發散，或者防止各指標的靈敏度變得太高以至於解的收斂由於變數的過小變化而延遲。如果在步驟S104中判斷重複次數為1，那麽電腦不能決定各指標的靈敏度，並因此用步驟S105中的各指標的靈敏度替代在步驟S102中設定的初始值。
在步驟S107中，電腦從在步驟S105或S106中計算的各指標對於掩模圖案的參數的靈敏度和指標與其目標值的差值而決定下一個要評估的掩模圖案的參數。使P為各指標的目標值、Y為指標的當前值、S為靈敏度、以及X1為當前掩模圖案的參數。然後，使用下式決定下一個掩模圖案的參數X2：
X2=X1+(P-Y)/S，
在步驟S109(即，第一最佳化序列的最後一個步驟)中，電腦將掩模圖案的參數變為在步驟S107中決定的那些參數，並且重複步驟S103至S107。步驟S103至S107與構成在不改變曝光條件的參數的情況下最佳化掩模圖案的參數以暫時決定掩模圖案的參數的第二步驟的第一最佳化序列對應。如果將步驟S103至S109的迴路重複事先設定的預定次數，或者，如果第一評估函數的值已達到了允許範圍，那麽處理前進到第二最佳化序列的步驟S110。在步驟S110中，電腦計算描述被定義為變數的多個指標的和的第二評估函數的值(第三步驟)。
在步驟S111中，電腦判斷是否執行使用新曝光條件和掩模圖案的參數作為初始值來重複步驟S103至S109(第一最佳化序列)和步驟S110的處理(第五步驟)。如果在步驟S111中判斷步驟S103至S110的重複次數還沒有達到事先設定的預定數量，並且在最新的步驟S110中計算的第二評估函數的值還沒有達到允許範圍，則電腦判斷要執行重複步驟S103至S110的處理。在步驟S112中，電腦從各指標對於掩模圖案和曝光條件的參數的靈敏度以及第二評估函數的值與其目標範圍的差值而決定下一個要評估的掩模圖案和曝光條件的參數。電腦改變用於第一評估函數的計算中的掩模圖案和曝光條件的參數(第四步驟)。電腦在步驟S112中改變曝光條件和掩模圖案的參數的同時，執行重複步驟S103至S110的處理。
如果在步驟S111中判斷步驟S110的重複次數已達到了預定的數量，或者，第二函數的值已達到了允許範圍，則電腦判斷不執行重複步驟S103至S110的處理。在步驟S113中，電腦將最後一次暫時決定的掩模圖案的參數和最後一次改變的曝光條件的參數決定為要採用的參數。
參照圖2A至2G，圓形標記表示根據第一實施例的方法的結果。圖2A至2G所示的所有的成像性能的指標：線寬誤差、NILS的最小值、曝光裕度、影像偏移、NILS焦深、共同曝光裕度焦深、以及曝光裕度焦深的最差值分別實現了表1所示的目標成像性能。這表明透過根據第一實施例的方法提高了可達到的最佳化的性能。雖然線寬和影像偏移被指定為第一評估函數的重要的指標，但是，可以指定邊緣偏移。
[第二實施例]
在第一實施例中，在僅使用第二最佳化序列的最佳化方法中對於達到目標範圍具有特別不足的性能的指標主要包含大大受掩模圖案的參數影響的線寬誤差和影像偏移。但是，如果例如作為大大地受諸如有效光源的曝光條件影響的指標的NILS對於達到目標範圍具有不足的性能，而該問題可透過將使曝光條件的參數的範圍變窄的第一最佳化序列包含於第二最佳化序列中被解決。在第二實施例中，在重點減小照明配置(有效光源分佈)的同時最佳化照明配置和掩模圖案的參數。
在第二實施例中，使用圖4所示的由在透過均分光瞳而獲得的各要素的中心位置處具有光強度峰值的高斯(Gaussian)分佈401表達的有效光源分佈。將參照圖5來描述在重點使對於NILS施加大的影響的有效光源分佈接近其目標值的同時最佳化有效光源分佈和掩模圖案的參數的根據第二實施例的方法。注意，變數取有效光源的各要素中的峰值光強度。在本實施例中，光強度的範圍為0至1。此外，高斯分佈401的標準偏差是有效光源σ值0.08。
步驟S201和S202分別與第一實施例中的步驟S101和S102相同。在步驟S203中，電腦計算作為第一評估函數的指標的各評估部分中的NILS值。在步驟S204中，電腦評估由有效光源的各要素形成的光強度分佈對於NILS施加的影響的程度。如果NILS值在增大所評估的要素的光強度之後變大，那麽電腦在步驟S206中增大該要素的光強度。相反，如果NILS值在增大所評估的要素的光強度之後變小，那麽電腦在步驟S207中減小該要素的光強度。電腦對於所有的要素執行步驟S203至S207，由此使有效光源分佈變窄。雖然在本實施例中使用NILS作為由第一評估函數描述的指標，但是，可以使用影像對比度或曝光裕度。第二實施例中的步驟S209至S212分別與第一實施例中的步驟S110至S113相同，並且，它們的描述將被省略。但是，在本實施例中，線寬誤差、NILS、以及焦深被假定為由第二評估函數描述的指標。
在本實施例中，如圖6所示，具有180nm、270nm、360nm、450nm、540nm、630nm、720nm和810nm的節距的90nm線和空間(line-and-space)圖案被假定為評估圖案。此外，使用在像面換算上具有70nm至150nm的尺寸的掩模來最佳化有效光源分佈。圖7A表示透過使用根據先前發明的方法的最佳化所獲得的有效光源分佈，圖7B表示透過使用根據本實施例的方法的最佳化所獲得的有效光源分佈。圖7A所示的有效光源分佈具有相對稀疏的高強度區域，而圖7B所示的有效光源分佈具有密布於沿水平方向具有相對較大的σ值的位置處的高強度區域。表2示出了分別根據先前發明和第二實施例的方法的最佳化的結果。
在根據先前發明和第二實施例的方法中，均使用線寬誤差RMS、NILS和焦深作為第二評估函數的參數。但是，在根據先前發明的方法中，儘管執行最佳化，但是NILS值沒有達到足夠的值，因此，NILS保持2.0。另一方面，在根據第二實施例的方法中，NILS值達到2.6，這意味著獲得了比先前發明的方法的成像性能好的成像性能。
也可透過讀出並執行記錄在儲存設備上的程式以執行上述實施例的功能的系統或裝置的電腦(或者諸如CPU或MPU的設備)，以及透過由系統或裝置的電腦透過例如讀出並執行記錄在儲存設備上的程式以執行上述實施例的功能而執行其步驟的方法，實現本發明的態樣。為此目的，例如透過網路或從用作儲存設備的各種類型的記錄媒體(例如，電腦可讀媒體)向電腦提供程式。在這種情況下，該系統或裝置和儲存了程式的記錄媒體包含於本發明的範圍內。
雖然已參照示例性實施例描述了本發明，但應理解，本發明不限於揭示的示例性實施例。以下申請專利範圍的範圍應被賦予最廣的解釋以包含所有這樣的變更方式以及等同的結構和功能。
401．．．高斯分佈
101．．．外側σ
102．．．內側σ
103．．．開口角
圖1A和圖1B分別是表示有效光源和掩模圖案的示圖；
圖2A至2G是表示透過根據先前發明的方法和根據第一實施例的方法所獲得的最佳化結果的示圖；
圖3是根據第一實施例的最佳化方法的流程圖；
圖4是表示有效光源的示圖；
圖5是根據第二實施例的最佳化方法的流程圖；
圖6是表示根據第二實施例的評估圖案的示圖；
圖7A是表示透過根據先前發明的方法所決定的有效光源分佈的示圖；
圖7B是表示透過根據第二實施例的方法所決定的有效光源分佈的示圖；以及
圖8是根據先前發明的最佳化方法的流程圖。

Claims (10)

  1. 一種程式儲存媒體，用以致使電腦執行決定用於曝光裝置的曝光條件及掩模圖案的方法，該曝光裝置經由投影光學系統而將掩模圖案投影到基板上以使基板曝光，該方法包括：第一步驟，設定該曝光條件和該掩模圖案；第二步驟，使用在該第一步驟中設定的曝光條件、使用描述透過該投影光學系統而在該基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第一評估函數以暫時決定掩模圖案；第三步驟，使用在該第二步驟中暫時決定的掩模圖案和在該第一步驟中設定的曝光條件，計算描述透過該投影光學系統而在該基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第二評估函數的值；第四步驟，基於在該第三步驟中計算的第二評估函數的值來改變曝光條件和掩模圖案；以及第五步驟，包括判斷是否要在將在該第四步驟中改變的曝光條件和掩模圖案定義為初始值之後執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理的處理，其中，在該第五步驟中，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數還沒有達到預定的數量，並且在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值還沒有達到允許範圍，則判斷要執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理；或者，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數已達到了預定的數量或者在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值已達到了允許範圍，則判斷不執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理，並且，在最新的第二步驟中暫時決定的掩模圖案和在最新的第四步驟中改變的曝光條件分別被決定為掩模圖案和曝光條件。
  2. 根據申請專利範圍第1項的程式儲存媒體，其中，該第二步驟包含：透過改變掩模圖案而獲得由該第一評估函數描述的指標的值的步驟；基於所獲得的每一個指標的值的變化量和掩模圖案的變化量而計算表示所獲得的每一個指標的值關於掩模圖案的變化量的變化率的靈敏度的步驟；以及從所計算的每一個指標的靈敏度以及所獲得的每一個指標的值與該指標的值的目標值的差值而決定下一個要被評估的掩模圖案的步驟。
  3. 一種程式儲存媒體，用以致使電腦執行決定用於曝光裝置的曝光條件及掩模圖案的方法，該曝光裝置經由投影光學系統而將掩模圖案投影到基板上以使基板曝光，該方法包括：第一步驟，設定該曝光條件和該掩模圖案；第二步驟，使用在該第一步驟中設定的掩模圖案、使用描述透過該投影光學系統而在該基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第一評估函數以暫時決定曝光條件；第三步驟，使用在該第一步驟中設定的掩模圖案和在該第二步驟中暫時決定的曝光條件，計算描述透過該投影光學系統而在該基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第二評估函數的值；第四步驟，基於在該第三步驟中計算的第二評估函數的值來改變曝光條件和掩模圖案；以及第五步驟，包括判斷是否要在將在該第四步驟中改變的曝光條件和掩模圖案定義為初始值之後執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理的處理，其中，在該第五步驟中，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數還沒有達到預定的數量，並且在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值還沒有達到允許範圍，則判斷要執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理；或者，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數已達到了預定的數量或者在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值已達到了允許範圍，則判斷不執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理，並且，在最新的第二步驟中暫時決定的曝光條件和在最新的第四步驟中改變的掩模圖案分別被決定為曝光條件和掩模圖案。
  4. 根據申請專利範圍第3項的程式儲存媒體，其中，該第二步驟包含：透過改變曝光條件而獲得由該第一評估函數描述的指標的值的步驟；基於所獲得的每一個指標的值的變化量和曝光條件的變化量而計算表示所獲得的每一個指標的值關於曝光條件的變化量的變化率的靈敏度的步驟；以及從所計算的每一個指標的靈敏度以及所獲得的每一個指標的值與該指標的值的目標值的差值而決定下一個要被評估的曝光條件的步驟。
  5. 根據申請專利範圍第2項的程式儲存媒體，其中，由用戶所輸入的值被設定為每一個指標的靈敏度的初始值。
  6. 根據申請專利範圍第2項的程式儲存媒體，其中，如果在計算靈敏度的步驟中所計算的靈敏度沒有落入事先設定的允許值，則所計算的靈敏度被校正到落入允許範圍的靈敏度。
  7. 根據申請專利範圍第1項的程式儲存媒體，其中，該第一步驟中的最佳化使用下坡式單純形法。
  8. 根據申請專利範圍第1項的程式儲存媒體，其中，該第一評估函數包含以該投影光學系統的像平面上的線寬誤差、圖案的偏移量、圖案邊緣的偏移量、以及NILS中的至少一個作為變數的函數，以及該第二評估函數包含以該投影光學系統的像平面上的線寬誤差、圖案的偏移量、圖案邊緣的偏移量、NILS、影像的對比度、焦深、以及曝光裕度中的至少一個作為變數的函數。
  9. 一種使用電腦來決定用於曝光裝置的曝光條件及掩模圖案的方法，該曝光裝置經由投影光學系統而將掩模圖案投影到基板上以使基板曝光，該方法包括：第一步驟，設定該曝光條件和該掩模圖案；第二步驟，使用在該第一步驟中設定的曝光條件、使用描述透過該投影光學系統而在該基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第一評估函數以暫時決定掩模圖案；第三步驟，使用在該第二步驟中暫時決定的掩模圖案和在該第一步驟中設定的曝光條件，計算描述透過該投影光學系統而在該基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第二評估函數的值；第四步驟，基於在該第三步驟中計算的該第二評估函數的值來改變曝光條件和掩模圖案；以及第五步驟，包括判斷是否要在將在該第四步驟中改變的曝光條件和掩模圖案定義為初始值之後執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理的處理，其中，在該第五步驟中，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數還沒有達到預定的數量，並且在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值還沒有達到允許範圍，則判斷要執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理；或者，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數已達到了預定的數量或者在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值已達到了允許範圍，則判斷不執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理，並且，在最新的第二步驟中暫時決定的掩模圖案和在最新的第四步驟中改變的曝光條件分別被決定為掩模圖案和曝光條件。
  10. 一種使用電腦來決定用於曝光裝置的曝光條件及掩模圖案的方法，該曝光裝置經由投影光學系統而將掩模圖案投影到基板上以使基板曝光，該方法包括：第一步驟，設定該曝光條件和該掩模圖案；第二步驟，使用在該第一步驟中設定的掩模圖案、使用描述透過將掩模圖案投影到該基板上以使在曝光條件下使該基板曝光而在該基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第一評估函數來暫時決定曝光條件；第三步驟，使用在該第一步驟中設定的掩模圖案和在該第二步驟中暫時決定的曝光條件，計算描述透過該投影光學系統而在該基板上形成的掩模圖案的影像的品質的指標的第二評估函數的值；第四步驟，基於在該第三步驟中計算的該第二評估函數的值來改變曝光條件和掩模圖案；以及第五步驟，包括判斷是否要在將在該第四步驟中改變的曝光條件和掩模圖案定義為初始值之後執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理的處理，其中，在該第五步驟中，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數還沒有達到預定的數量，並且在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值還沒有達到允許範圍，則判斷要執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理；或者，如果該第二步驟和該第三步驟的重複次數已達到了預定的數量或者在最新的第三步驟中計算的第二評估函數的值已達到了允許範圍，則判斷不執行重複該第二步驟和該第三步驟的處理，並且，在最新的第二步驟中暫時決定的掩模圖案和在最新的第四步驟中改變的曝光條件分別被決定為掩模圖案和曝光條件。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012169483A (ja) * 2011-02-15 2012-09-06 Toshiba Corp 露光条件決定プログラム
JP6039910B2 (ja) 2012-03-15 2016-12-07 キヤノン株式会社 生成方法、プログラム及び情報処理装置
JP5656905B2 (ja) * 2012-04-06 2015-01-21 キヤノン株式会社 決定方法、プログラム及び情報処理装置
JP6095334B2 (ja) * 2012-11-26 2017-03-15 キヤノン株式会社 マスクパターンおよび露光条件を決定する方法、ならびにプログラム
CN104516206B (zh) * 2013-09-27 2017-03-08 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种优化光学临近修正拟合结果的方法
KR102249196B1 (ko) 2014-10-06 2021-05-11 삼성전자주식회사 반도체 소자의 미세 패턴의 형성을 위한 식각 공정의 제어 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6536032B1 (en) * 1999-02-22 2003-03-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of processing exposure mask-pattern data, simulation using this method, and recording medium
US7212275B2 (en) * 1999-09-10 2007-05-01 Nikon Corporation Exposure apparatus with laser device
US7405803B2 (en) * 2002-01-29 2008-07-29 Nikon Corporation Image forming state adjusting system, exposure method and exposure apparatus, and program and information storage medium
US20080248403A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and system for improving critical dimension uniformity

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3339174B2 (ja) * 1993-11-08 2002-10-28 ソニー株式会社 フォトマスクの製造方法、露光方法及び半導体装置の製造方法
JP3297791B2 (ja) * 1994-11-16 2002-07-02 ソニー株式会社 露光方法およびレジストパターン算出方法
JP4597509B2 (ja) 1999-08-26 2010-12-15 株式会社ナノジオメトリ研究所 パターン検査装置およびパターン検査方法
US6563566B2 (en) * 2001-01-29 2003-05-13 International Business Machines Corporation System and method for printing semiconductor patterns using an optimized illumination and reticle
WO2005083756A1 (ja) * 2004-03-01 2005-09-09 Nikon Corporation 事前計測処理方法、露光システム及び基板処理装置
JP4528580B2 (ja) * 2004-08-24 2010-08-18 株式会社東芝 照明光源の設計方法、マスクパターン設計方法、フォトマスクの製造方法、半導体装置の製造方法、及びプログラム
JP4828811B2 (ja) 2004-09-24 2011-11-30 株式会社東芝 パターン検査装置及びパターン描画システム
JP2007305972A (ja) * 2006-04-11 2007-11-22 Toshiba Corp 露光条件設定方法及び半導体デバイスの製造方法
US7807323B2 (en) * 2006-04-11 2010-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Exposure condition setting method, semiconductor device manufacturing method, and exposure condition setting program
CN101144982A (zh) * 2006-09-11 2008-03-19 力晶半导体股份有限公司 修正光掩模上图形的方法与系统及使用该方法的存储介质
JP5064116B2 (ja) * 2007-05-30 2012-10-31 Ｈｏｙａ株式会社 フォトマスクの検査方法、フォトマスクの製造方法及び電子部品の製造方法
JP5153492B2 (ja) * 2008-07-11 2013-02-27 キヤノン株式会社 露光条件決定方法およびコンピュータプログラム
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
CN101788768A (zh) * 2009-01-23 2010-07-28 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种曝光方法
US8739079B2 (en) * 2009-10-30 2014-05-27 Canon Kabushiki Kaisha Recording medium and determination method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6536032B1 (en) * 1999-02-22 2003-03-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of processing exposure mask-pattern data, simulation using this method, and recording medium
US7212275B2 (en) * 1999-09-10 2007-05-01 Nikon Corporation Exposure apparatus with laser device
US7405803B2 (en) * 2002-01-29 2008-07-29 Nikon Corporation Image forming state adjusting system, exposure method and exposure apparatus, and program and information storage medium
US20080248403A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and system for improving critical dimension uniformity

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