TWI524152B - 藉由投影光學件之包含光操控之圖案相關近似匹配／調諧 - Google Patents

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TWI524152B
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Description

藉由投影光學件之包含光操控之圖案相關近似匹配/調諧
所主張之本發明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投影光學件之工具。
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之個別層的電路圖案(「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，包括一或多個晶粒)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，電路圖案藉由微影投影裝置順次地轉印至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。在一替代裝置(通常被稱作步進掃描裝置)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，由於微影投影裝置將具有放大因數M(通常<1)，故基板被移動之速度F將為投影光束掃描光罩之速度的因數M倍。可(例如)自以引用之方式併入本文中的US 6,046,792搜集到關於如本文中所描述之微影器件的更多資訊。
在將電路圖案自光罩轉印至基板之前，基板可經歷各種程序，諸如，上底漆、抗蝕劑塗佈，及軟烘烤。在曝光之後，基板可經受其他程序，諸如，曝光後烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤，及經轉印電路圖案之量測/檢測。此程序陣列係用作製造器件(例如，IC)之個別層的基礎。基板接著可經歷各種程序，諸如，蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械拋光，等等，該等所有程序皆意欲完成器件之個別層。若在器件中需要若干層，則針對每一層將必須重複整個程序或其變體。最終，在基板上之每一目標部分中將存在一器件。接著藉由諸如切塊或鋸切之技術使此等器件彼此分離，據此，可將個別器件安裝於載體上、連接至銷釘，等等。
如所提及，微影蝕刻術(microlithography)為在IC之製造時的中心步驟，其中形成於基板上之圖案界定IC之功能元件，諸如，微處理器、記憶體晶片，等等。類似微影技術亦用於形成平板顯示器、微機電系統(MEMS)及其他器件。
隨著半導體製造程序繼續進步，幾十年來，功能元件之尺寸已不斷地縮減，同時每器件的功能元件(諸如，電晶體)之量已穩固地增加，其遵循通常被稱作「莫耳定律」(Moore's law)之趨勢。在目前先進技術下，使用微影投影裝置來製造器件層，微影投影裝置使用來自深紫外線照明源之照明而將設計佈局投影至基板上，從而創製具有充分地低於100奈米(亦即，小於來自照明源之光之波長的一半)之尺寸的個別功能元件。
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此程序根據解析度公式CD=k1×λ/NA通常被稱作低k1微影，其中λ為所使用之輻射的波長(目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的數值孔徑，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所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。此等步驟包含(例如，但不限於)NA及光學相干設定之最佳化、定製照明方案、相移光罩之使用、設計佈局中之光學近似校正(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。
作為一重要實例，OPC處理如下事實：投影於基板上的設計佈局之影像的最終大小及置放將不相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」在本文中可被互換地利用。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的影響。此等近似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。類似地，近似效應可起因於在通常在微影之後的曝光後烘烤(PEB)、抗蝕劑顯影及蝕刻期間之漫射及其他化學效應。
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似效應。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))提供目前「以模型為基礎」之光學近似校正程序的綜述。在典型高端設計中，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。此等修改可包含使邊緣位置或線寬移位或偏置，以及應用意欲輔助其他特徵之投影的「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「精密科學」(exact science)，而為並不總是補償所有可能近似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。此情形係藉由如下各者驅使：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)。
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，亦可最佳化照明源(與光罩最佳化聯合地，或分離地)，以致力於改良總微影保真度。自1990年代以來，已引入許多離軸照明源(諸如，環形、四極及偶極)，且許多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)的被證實方式。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)之較小光強度。因此，變得有必要試圖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」在此文件中可被互換地使用。
可(例如)在Rosenbluth等人之名為「Optimum Mask and Source Patterns to Print A Given Shape」之論文(Journal of Microlithography,Microfabrication,Microsystems 1(1)，第13至20頁(2002年))中找到眾多照明源最佳化途徑。源被分割成若干區，該等區中每一者對應於光瞳光譜之某一區。
接著，假定源分佈在每一源區中均一，且每一區之亮度針對程序窗(process window)而最佳化。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失。在Granik之名為「Source Optimization for Image Fidelity and Throughput」之論文(Journal of Microlithography,Microfabrication,Microsystems 3(4)，第509至522頁(2004年))中所陳述的另一實例中，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，可能難以判定一些額外參數(諸如，Granik之方法中的γ)之適當/最佳值，此情形規定在最佳化用於晶圓影像保真度之源與源之平穩度要求之間的取捨。
對於低k1光微影，源及光罩兩者之最佳化極有用於確保用於臨界電路圖案之投影的可行程序窗。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光罩繞射階而預測之程序窗量度(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)。如本文中所使用之術語「設計變數」意謂微影投影裝置之參數集合，例如，微影投影裝置之使用者可調整的參數。應瞭解，微影投影裝置之任何特性(包含源、光罩、投影光學件之特性)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。
伴隨公式化成本函數之此等演算法的一個問題為：該等演算法在達到關於最佳源及光罩兩者之收斂之前需要大量完全前向光學成像模型模擬。使用中等複雜度之剪輯(clip)(其被定義為可用於最佳化微影投影裝置的具有校準特徵之設計佈局之部分，如[實施方式]章節中進一步所闡述)來最佳化微影投影裝置可在最新的標準PC硬體上花費數週或甚至數月，此情形通常被認為不實務。實務最佳化程序通常花費小於約24小時。
相關地，EUV微影之延遲及不斷地減少設計規則之壓力已驅使半導體晶片製造者在現有193奈米ArF微影的情況下更深入低k1微影時代。朝向較低k1之微影施予對RET、曝光工具及針對微影親和設計之需要的大量需求。1.35 ArF超數值孔徑(NA)曝光工具將為用於使晶片製造在接下來兩年內使用之曝光工具。為了確保電路設計可產生至具有可工作程序窗之基板上，源光罩最佳化(SMO)正變成2x奈米節點所需要之重要RET。
2009年11月20日申請且公開為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行時間量內使用成本函數來同時地最佳化源及光罩的源及光罩(設計佈局)最佳化方法及系統，該申請案之全文在此以引用的方式併入本文中。
微影投影裝置之硬體及軟體之新開發藉由使其中之投影光學件可調整而提供更多靈活性。如本文中所使用之術語「投影光學件」應被廣泛地解釋為涵蓋各種類型之光學系統，包含(例如)折射光學件、反射光學件、孔隙及反射折射光學件。術語「投影光學件」亦可包含用於集體地或單個地引導、塑形或控制投影輻射光束的根據此等設計類型中任一者而操作之組件。術語「投影光學件」可包含在微影投影裝置中之任何光學組件，而不管光學組件位於微影投影裝置之光徑上之何處。投影光學件可包含用於在來自源之光通過光罩之前塑形、調整及/或投影該光的光學組件，及/或用於在該光通過光罩之後塑形、調整及/或投影該光的光學組件。投影光學件通常排除源及光罩。
舉例而言，相比於藉由現有SMO技術提供之情形，投影光學件之可調整參數(「旋鈕」(knob))使有可能在更多自由度(例如，波前形狀、強度分佈，等等)上塑形光及/或有可能適應源及光罩之較廣範圍的條件(即，提供較大程序窗(PW))。
然而，最佳化此等額外旋鈕會需要極高計算成本。因此，用以簡化及加速與相關聯於源及光罩之旋鈕聯合地最佳化關於投影光學件之此等旋鈕的方法係合乎需要的。
因此，需要一種用於基於微影裝置之哪一設定(包含投影光學件系統之設定)被決定且哪一光罩被設計來特性化微影程序的計算有效率之綜合最佳化方法。
具有更多可調整參數以預最佳化微影投影裝置之額外益處為：其使使用者能夠調諧一微影投影裝置之行為，以便匹配於另一參考微影投影裝置之行為或所要預設掃描器行為(例如，虛擬掃描器之行為)。應注意，術語「掃描器」在本申請案中係廣泛地用以描述掃描類型或任何其他類型之微影投影裝置。在Cao等人之名為「Methods and System for Model-Based Generic Matching and Tuning」的同在申請中之共同擁有之專利申請案美國公開案第2010/0146475號中，已論述行為匹配/調諧，但調整參數(「旋鈕」)主要為線性參數，諸如，照明源強度參數。然而，為了處置諸如在塑形成像光時投影光學件之效應的非線性效應，亦應將額外非線性調整參數包含於匹配/調諧方法中。另外，先前匹配/調諧方法主要使用與設計佈局中待成像之圖案無關的調諧參數。
需要一種整合涉及照明源及投影光學件之特性之非線性多變數最佳化的更綜合行為匹配/調諧方法。
如本文中所描述之實施例提供用於改良/最佳化一微影投影裝置之方法，該等方法包含改良/最佳化該微影投影裝置中之投影光學件，且較佳地包含同時地或交替地最佳化一源、一光罩及該等投影光學件之能力。該投影光學件有時被稱作「透鏡」，且因此，可將聯合最佳化程序稱為源光罩透鏡最佳化(SMLO)。用以描述SMLO程序之另一術語為源光罩光瞳最佳化(SMPO)，此係因為：在某些實施例中，針對該等投影光學件之光瞳平面而進行透鏡最佳化。然而，本發明之範疇並不僅限於在該光瞳平面中之最佳化。SMLO相比於現有源光罩最佳化程序(SMO)或其他最佳化程序係合乎需要的，該SMLO未明確地包含投影光學件之最佳化，此係部分地因為將該等投影光學件包含於該最佳化中可藉由引入該等投影光學件之複數個可調整特性而導致一較大程序窗。該等投影光學件可用以塑形該微影投影裝置中之波前。根據本文中之實施例，可藉由數值技術來加速該最佳化。儘管在該等實施例之描述中使用該等投影光學件、該源及該光罩之可調整特性，但可在該最佳化中調整該微影投影裝置之其他可調整特性，諸如，劑量及焦點。
本文中之實施例藉由最小化可為該源、該等投影光學件及該光罩/設計佈局之特性的設計變數之一合適成本函數來最佳化該微影投影裝置。通常，當該最佳化為一匹配/調諧方法之一部分時，則使該光罩/設計佈局之該等設計變數保持固定，而調諧該源及該等投影光學件之該等設計變數。給出該成本函數之非限制性實例，包含表示一目前微影程序與一參考微影程序之間的一微影回應差的成本函數。該成本函數之其他形式亦係可能的，且可適應各種各樣的微影量度。該成本函數可為待調諧微影程序之該等設計變數之一函數。藉由選擇適當設計變數而將投影光學件之非線性效應建置至該成本函數中。
該最佳化程序在將該微影投影裝置之行為匹配/調諧至一實體參考掃描器之行為或一虛擬參考掃描器之一所要預設行為方面給出額外靈活性。在後續描述中，通用術語「掃描器-T」及「掃描器-R」係用以分別廣泛地描述一待調諧微影投影裝置，及一參考微影投影裝置(實體或虛擬)。
行為匹配可有用於校正兩個微影投影裝置之間歸因於製造此等裝置之變化的行為差，或校正一個微影投影裝置之行為隨著時間推移的偏差，該偏差係歸因於諸如抗蝕劑、光罩等等之溫度、磨損、老化、化學及物理屬性之因素。在模擬域中，可先驗地獲得該參考微影投影裝置之該行為作為一參考模型，亦即，該參考模型表示一虛擬掃描器之行為。當與一實體掃描器比較行為時，可將相同類型之掃描器(亦即，相同模型之掃描器)或不同類型之掃描器(亦即，不同模型之掃描器)用作參考。當將一虛擬掃描器之行為模型用作參考模型時，該參考模型可基於一終端使用者想要之一定製行為，或產生一預定義程序窗或產生有利微影回應之一「理想」或所要行為。舉例而言，可將一裝置之一特定行為模型化為一設計佈局與一參考基板上之一抗蝕劑影像之間的一關係，該抗蝕劑影像係藉由使用該微影投影裝置將該設計佈局投影至該基板上而產生。該抗蝕劑影像可藉由(例如)該抗蝕劑影像之各種特性(例如，抗蝕劑輪廓、CD、邊緣置放誤差)表示。該成本函數足夠靈活以適應於上文所提及之行為匹配/調諧之所有各種可能性。
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，本發明之上述態樣及其他態樣與特徵隨即將變得顯而易見。
儘管在本文中可特定地參考本發明在IC製造中之使用，但應明確地理解，本發明具有許多其他可能應用。舉例而言，本發明可用於製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示面板、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之術語「光罩」、「基板」及「目標部分」互換。
在本文件中，術語「輻射」及「光束」係用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包含紫外線輻射(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)。
如本文中所使用之術語「最佳化」意謂調整微影投影裝置，使得微影之結果及/或程序具有更合乎需要的特性，諸如，在基板上設計佈局之投影之較高準確度、較大程序窗，等等。
另外，微影投影裝置可為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，以引用之方式併入本文中的US 5,969,441中描述雙載物台微影投影裝置。
上文所提及之光罩包括設計佈局。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，以便確保電路器件或線彼此不會以不良方式相互作用。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。當然，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)。
如本文中所使用之術語「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，經圖案化橫截面對應於待在基板之目標區中創製之圖案；術語「光閥」亦可用於此內容背景中。除了經典光罩(透射或反射、二元、相移、混合，等等)以外，其他此類圖案化構件之實例亦包含：
-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，可自反射光束中濾出該非繞射光，從而僅留下繞射光；以此方式，該光束根據矩陣可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)自以引用之方式併入本文中的美國專利第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。以引用之方式併入本文中的美國專利第5,229,872號中給出此建構之一實例。
作為簡要介紹，圖1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含極紫外線(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)且可包含塑形來自源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，其將比例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。最佳化程序歸結為找到最小化成本函數的系統之參數(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(在評估點處)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。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/或相互相關。在微影投影裝置之狀況下，約束常常相關聯於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)，且評估點可包含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。
在微影投影裝置中，源提供照明(亦即，光)；投影光學件引導及塑形照明通過光罩且到達基板上。此處，術語「投影光學件」被廣泛地定義為包含可變更輻射光束之波前的任何光學組件。舉例而言，投影光學件可包含組件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作為其中之潛伏「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，可在共同讓渡之美國專利申請案第12/315,849號中找到此情形之實例，該申請案之揭示內容的全文在此以引用的方式併入本文中。抗蝕劑模型僅係關於抗蝕劑層之屬性(例如，在曝光、PEB及顯影期間發生的化學程序之效應)。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。由於可改變用於微影投影裝置中之光罩，故需要使光罩之光學屬性與至少包含源及光學件的微影投影裝置之其餘部分的光學屬性分離。
圖2中說明用於模擬微影投影裝置中之微影的例示性流程圖。源模型31表示源之光學特性(包含光強度分佈及/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(包含由投影光學件造成的對光強度分佈及/或相位分佈之改變)。如本文中稍後所解釋，可將源模型31及投影光學件模型32組合至透射交叉係數(TCC)模型34中。設計佈局模型35表示設計佈局33之光學特性(包含由給定設計佈局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的表示。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。微影之模擬可(例如)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，其包含(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，其包含像差、失真、折射率、實體大小、實體尺寸，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)全文以引用之方式併入本文中的美國專利第7,587,704號中所描述。模擬之目標係準確地預測(例如)邊緣置放及CD，其接著可與所欲設計進行比較。所欲設計通常被定義為可以標準化數位檔案格式(諸如，GDSII或OASIS或其他檔案格式)提供之預OPC設計佈局。
自此設計佈局，可識別被稱作「剪輯」之一或多個部分。在本發明之一特定實施例中，提取全剪輯集合，其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、圖胞(cell)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，剪輯可為臨界特徵係藉由體驗識別(包含藉由消費者提供之剪輯)、藉由試誤法識別或藉由執行全晶片模擬識別的設計佈局之部分。剪輯通常含有一或多個測試圖案或量規圖案(gauge pattern)。
可由消費者基於需要特定影像最佳化的設計佈局中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，在本發明之另一實施例中，可藉由使用識別臨界特徵區域的某種自動化(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。
為了縮減總計算負擔，可預見各種最佳化方式。在一實施例中，首先藉由基於繞射訊符分析或任何其他方法之圖案選擇方法來選擇剪輯集合，且接著執行SMLO程序。或者，首先執行全晶片模擬，自全晶片模擬識別「熱點」及/或「溫點」，且接著執行圖案選擇步驟。基於選定圖案進行最佳化。可將圖案選擇演算法(基於繞射訊符分析或其他方法)與SMLO程序無縫地整合。關於圖7進一步描述一實例方法。
圖3中說明根據一實施例的使用SMLO來最佳化微影投影裝置之一般方法。此方法包括定義複數個設計變數之多變數成本函數的步驟302。該等設計變數中至少一些為投影光學件之特性，如步驟300B所示。其他設計變數可相關聯於照明源(步驟300A)及設計佈局(步驟300C)，但在本文所論述之匹配/調諧方法中，通常使設計佈局保持固定(亦即，設計變數表示照明源及投影光學件)，同時設計佈局之特性採取固定值。在步驟304中，調整設計變數，使得成本函數移動朝向收斂。在步驟306中，判定是否滿足預定義終止條件。預定終止條件可包含各種可能性，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)，成本函數之值變得等於臨限值或超越臨限值，成本函數之值達到預設誤差極限內，預定義計算時間消逝，或達到反覆之預設數目。若滿足步驟306中之條件中任一者，則該方法結束。若不滿足步驟306中之條件中任一者，則反覆地重複步驟304及306，直至獲得所要結果為止。
在微影投影裝置中，根據實施例，源、光罩及投影光學件可被交替地最佳化(被稱作「交替最佳化」)或同時地最佳化(被稱作「同時最佳化」或「共同最佳化」)。如本文中所使用之術語「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改變。如本文中所使用之術語「交替」及「交替地」意謂不允許所有設計變數同時改變。在圖3中，步驟304可指示同時最佳化或交替最佳化。
在名為「Optimization of Source,Mask,and Projection Optics」的同在申請中之共同擁有之臨時申請案P-3745.000-US(代理人檔案號081468.0387211)中，闡述包含詳細數學架構的各種最佳化技術之細節。整個申請案P-3745.000-US以引用的方式併入本文中。本申請案強調待調諧微影投影裝置模型與參考微影投影裝置模型之間的行為匹配如何無縫地整合SMLO程序。
作為一非限制性實例，以下章節僅以一般術語描述成本函數之數學定義。
在微影投影裝置中，可將成本函數表達為：
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。評估點之實例可為在晶圓上之任何實體點或圖案，或在虛擬設計佈局上之任何點，或抗蝕劑影像，或空中影像。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。由於是抗蝕劑影像常常規定基板上之電路圖案，故成本函數常常包含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該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。較佳地，該等設計變數中至少一些為投影光學件之可調整特性。投影光學件可包含可用以調整輻照光束之波前及強度分佈及/或相位移位之形狀的組件(被集體地稱為「波前操控器」)。投影光學件較佳地可調整在沿著微影投影裝置之光徑之任何部位(諸如，在光罩之前、靠近光瞳平面、靠近影像平面、靠近焦平面)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)微影投影裝置中之源、光罩、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(或像差)。調整波前及強度分佈可改變評估點及成本函數之值。可自模型模擬此等改變或實際地量測此等改變。
應注意，將f p (z 1,z 2,...,z N )之正常加權均方根(RMS)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中所定義之成本函數CF(z 1,z 2,...,z N )= w p (z 1,z 2,...,z N )。因此，出於本文中之記法簡單起見，可互換地利用f p (z 1,z 2,...,z N )之加權RMS與方程式1。
在行為匹配/調諧中，可自參考微影投影裝置(實體掃描器)或所要虛擬掃描器行為(掃描器-R)獲得成本函數之所欲值。當最小化成本函數時，使一個微影投影裝置(掃描器-T)之行為最好地匹配至自掃描器-R所獲得之所要行為。在一實例中，可將成本函數表達為反映藉由掃描器-T而自設計佈局(或其部分)所產生之抗蝕劑影像與藉由掃描器-R而由同一設計佈局(或其部分)所產生之參考抗蝕劑影像之間的差的函數。通常，使掃描器-R之特性保持恆定，且調諧掃描器-T之設計變數。成本函數之其他實例包含(但不限於)臨界尺寸(CD)之間的差，或輪廓差，或來自兩個掃描器之EPE。另外，成本函數亦可包含來自不同程序窗(PW)條件之掃描器行為差，以便橫越PW之某區域而匹配/調諧掃描器行為。設計佈局可為所關注之任何合適設計佈局，例如，典型電路圖案、測試圖案、緻密圖案，及/或臨界圖案。可使用2010年5月13日公開為美國專利申請公開案2010/0122225的共同讓渡之美國專利申請案第12/613244號中所描述的方法來選擇來自用於產生抗蝕劑影像之設計佈局的量規或測試圖案，該申請案之全文以引用的方式併入本文中。
圖4展示如上文所描述的匹配行為之方法的流程圖。設計變數400B為投影光學件之特性。設計變數400A中之一些可為照明源之特性。在步驟400C中識別光罩設計佈局之特性。在步驟401A中所產生之待調諧抗蝕劑影像為上文所提及之設計變數中至少一些的函數。在步驟401B中，提供參考抗蝕劑影像。在步驟402中，將成本函數定義為待調諧抗蝕劑影像與參考抗蝕劑影像之間的差的函數。附錄A(方程式14)中給出此成本函數之一實例。由於抗蝕劑影像為設計變數之函數，故成本函數因此為設計變數之函數。在步驟404中，調整設計變數(同時地或交替地)，使得成本函數移動朝向收斂。在步驟406中，判定是否滿足預定義終止條件，如圖3之步驟306中所定義。在匹配/調諧程序流程之狀況下的額外終止條件為在獲得與參考掃描器行為之令人滿意的匹配時，如參看圖7進一步所論述。若滿足步驟406中之條件中任一者，則該方法結束。若不滿足步驟406中之條件中任一者，則重複步驟404及406，直至獲得所要結果為止。
如前文所論述，成本函數(CF)之最佳化係在圖案匹配/調諧之中心，且成本函數可表示抗蝕劑影像或任何其他特性。
圖5展示使用SMLO之圖案匹配/調諧之一例示性方法，其中最小化成本函數。在步驟S502中，獲得設計變數之初始值，包含其調諧範圍(若存在的話)。在步驟S504中，設置多變數成本函數。在步驟S506中，針對第一反覆步驟(i=0)在圍繞設計變數之起始點值之足夠小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中之最佳化程序期間或在最佳化程序中之稍後階段施加約束(諸如，調諧範圍)。步驟S520指示針對已經選擇以最佳化微影程序之經識別評估點的給定測試圖案(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，比較步驟S510之結果與在步驟S522中所獲得之所要或理想微影回應值。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要值之微影回應值)，則在步驟S518中輸出設計變數之最終值。關於圖3及圖4論述各種終止條件實例。輸出步驟亦可包含輸出使用設計變數之最終值的其他函數，諸如，輸出在光瞳平面(或其他平面)處之波前像差調整映像(map)、最佳化源映像等等。若不滿足終止條件，則在步驟S516中，用第i反覆之結果來更新設計變數之值，且程序返回至步驟S506。名為「Optimization of source,mask,and projection optics」(P-3745.000-US，代理人檔案號081468.0387211)的同在申請中之共同擁有之申請案中闡述圖5之整個數學程序，該申請案與本申請案於同一天申請。
用於步驟S506中之線性近似法僅保持在第i反覆中(z 1 i ,z 2 i ,...,z Ni )之小附近。若f p (z 1,z 2,...,z N )對於設計變數(z 1,z 2,...,z N )係高度非線性的，則使用線性近似法之最佳化可採取太多反覆及/或導致成本函數CF(z 1,z 2,...,z N )之局域最小值而非全域最小值。可藉由將成本函數CF(z 1,z 2,...,z N )展開成一些設計變數(特別是成本函數係高度地非線性所針對的設計變數)之較高階多項式(諸如，涉及藉由投影光學件引入之像差的成本函數)來減輕此問題。圖6展示說明在SMLO之情況下之另一匹配/調諧程序之關鍵步驟的實例流程圖。除非此處另有解釋，否則圖6之步驟中之許多步驟極類似於圖5中之對應步驟。一個主要差異為：在步驟S604中，將多變數成本函數表達為包含關於(例如)透射交叉係數(TCC)之偏導數之擬合係數的較高階(諸如，二次)多項式。在步驟S606中，圍繞針對每一反覆之起始點展開TCC，且在步驟S607中，展開空中影像、抗蝕劑影像及邊緣置放誤差(EPE)。其餘步驟類似於圖5所描述之對應步驟。自上文之闡釋，對於熟習此項技術者將顯而易見，在本發明之一特定實施例中，反覆之數目可能甚至為一，從而引起單一演算序列。舉例而言，此情形可在一些設計變數之描述最初足以使得在單一演算之後滿足預定義終止條件時發生。同在申請中之共同擁有之申請案P-3745.000-US(代理人檔案號081468.0387211)中闡述圖6之整個數學程序。
圖7展示將圖5及圖6所論述之適當最佳化程序(亦即，無論哪一最佳化程序被選擇)整合至掃描器匹配/調諧之架構的流程圖。在步驟S702中，獲得掃描器-T及掃描器-R之模型。在步驟S704中，模擬匹配品質。在步驟S706中，判定匹配結果是否令人滿意。若是，則程序在步驟S718中結束。步驟S718之輸出可為產生掃描器-T之行為與掃描器-R之行為之最好匹配的設計變數。若否，則在步驟S708中自步驟S704之匹配結果識別熱點(其為兩個掃描器之間的差大於預設極限的圖案)及/或溫點(其為兩個掃描器之間的差接近於針對熱點之預設極限的圖案)。在步驟S710中，將具有經識別之熱點及/或溫點之圖案轉換成量規或測試圖案，且在步驟S712中，用來自步驟S710之新量規來更新量規集合。S712之量規集合亦可具有由消費者或微影設計者基於先前體驗而預選之通用圖案、臨界圖案或緻密圖案。可執行選用圖案選擇演算法(步驟S714)以縮減冗餘量規之數目。可使用繞射訊符分析或其他數學技術進行圖案選擇。公開為US 2010/0122225的同在申請中之共同擁有之申請案中揭示圖案選擇演算法之一實例。適用時，在步驟S716中於新量規集合的情況下使用圖5或圖6之程序來重複使用SMLO來匹配行為之方法。新量規可為(例如)產生量測值足夠不同於先前量測值(例如，差大於預設極限)之抗蝕劑影像(或諸如CD、EPE等等之其他微影回應)的量規集合。設計變數(亦即，轉動旋鈕)經最佳化以模擬掃描器-T之行為或相對於掃描器-R之差異行為。重複步驟S704至S716，直至獲得令人滿意的匹配為止。與參考行為之令人滿意的匹配係用作圖7中之額外終止條件(除了圖3所描述之終止條件以外)。
熟習此項技術者應瞭解，掃描器-T之模型及掃描器-R之模型並不必須具有確切相同的設計變數。此情形可轉譯為意謂在調諧特定類型之掃描器-T時可將不同類型之實體掃描器或虛擬掃描器用作參考。此外，可使掃描器-R設計變數(或特性)保持恆定，而僅調諧掃描器-T之設計變數。
圖8為說明可輔助實施本文中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包含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亦包含耦接至匯流排102以用於儲存待藉由處理器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亦可用於在待藉由處理器104執行之指令之執行期間儲存暫時變數或其他中間資訊。電腦系統100進一步包含耦接至匯流排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。包含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。亦可將觸控面板(螢幕)顯示器用作輸入器件。
根據本發明之一實施例，可藉由電腦系統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執行本文中所描述之程序步驟。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。在一替代實施例中，可代替軟體指令或結合軟體指令而使用硬連線電路以實施本發明。因此，本發明之實施例不限於硬體電路與軟體之任何特定組合。
如本文中所使用之術語「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，包含(但不限於)非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包含(例如)光碟或磁碟，諸如，儲存器件110。揮發性媒體包含動態記憶體，諸如，主記憶體106。傳輸媒體包含同軸電纜、銅線及光纖，包含包括匯流排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。常見形式之電腦可讀媒體包含(例如)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、如在下文中所描述之載波，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。藉由主記憶體106接收之指令可視情況在藉由處理器104之執行之前或之後儲存於儲存器件110上。
電腦系統100亦較佳地包含耦接至匯流排102之通信介面118。通信介面118提供耦接至網路鏈路120之雙向資料通信，網路鏈路120連接至區域網路122。舉例而言，通信介面118可為整合服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供至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所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可經由網路、網路鏈路120及通信介面118而發送訊息且接收資料(包含程式碼)。在網際網路實例中，伺服器130可能經由網際網路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。根據本發明，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藉由處理器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9示意性地描繪照明源可利用本文中所描述之方法予以最佳化的例示性微影投影裝置。該裝置包括：
-輻射系統IL，其用於供應投影輻射光束B。在此特定狀況下，輻射系統亦包括輻射源SO；
-第一物件台(光罩台)MT，其具備用於固持光罩MA(例如，比例光罩)之光罩固持器，且連接至用於相對於項目PS準確地定位該光罩之第一定位構件；
-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準確地定位該基板之第二定位構件；
-投影系統(「透鏡」)PS(例如，折射、反射或反射折射光學系統)，其用於將光罩MA之經輻照部分成像至基板W之目標部分C(例如，包括一或多個晶粒)上。
如本文中所描繪，裝置為透射類型(亦即，具有透射光罩)。然而，一般而言，其亦可為(例如)反射類型(具有反射光罩)。或者，裝置可將另一種圖案化構件用作光罩之使用的替代例；實例包含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。舉例而言，此光束係直接地或在已橫穿諸如光束擴展器Ex之調節構件之後被饋入至照明系統(照明器)IL中。照明器IL可包括調整構件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，照明器通常將包括各種其他組件，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9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隨後截取被固持於光罩台MT上之光罩MA。在已橫穿光罩MA的情況下，光束B傳遞通過透鏡PS，透鏡PS將光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位構件(及干涉量測構件IF)，基板台WT可準確地移動，例如，以便使不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。類似地，第一定位構件可用以(例如)在自光罩庫機械地擷取光罩MA之後或在掃描期間相對於光束B之路徑準確地定位光罩MA。一般而言，將憑藉在圖9中未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，光罩台MT可僅僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。
所描繪工具可用於兩種不同模式中：
-在步進模式中，使光罩台MT保持基本上靜止，且將整個光罩影像一次性(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，使得可藉由光束B輻照不同目標部分C；
-在掃描模式中，應用基本上相同情境，惟在單次「閃光」中不曝光給定目標部分C除外。取而代之，光罩台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遍及光罩影像進行掃描；同時發生地，基板台WT以速度V=Mv在相同或相反方向上同時地移動，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。
本文中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含能夠藉由使用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。此外，EUV微影能夠藉由使用同步加速器或藉由以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。
可使用以下條項來進一步描述本發明：
1.　一種用於將一微影程序調諧至一參考微影程序之電腦實施方法，該微影程序經組態以用於使用一微影投影裝置而將一設計佈局之一部分成像至一基板上，該微影投影裝置包括一照明源及投影光學件，該方法包括：定義表示該微影程序之特性之複數個設計變數之一多變數成本函數，其中該成本函數表示該微影程序與該參考微影程序之間的一微影回應差，且其中該等設計變數中至少一些包括該等投影光學件之特性；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而重新組態該微影程序之該等特性。
2.　如條項1之方法，其中最佳化程序包含藉由在每一反覆中在圍繞一起始點之預定義相對小鄰域內演算線性擬合係數而反覆地最小化該成本函數。
3.　如條項1之方法，其中藉由求解包含該等設計變數之較高階多項式的多項式而最小化該成本函數。
4.　如條項3之方法，其中依據擬合常數係數而展開該成本函數。
5.　如條項4之方法，其中根據來自透射交叉係數(TCC)之多項式展開的係數來計算該等擬合常數係數。
6.　如請求項1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重新組態步驟。
7.　如請求項6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。
8.　如請求項7之方法，其中該等約束包含以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關性。
雖然本文中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。
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。
10．．．微影投影裝置
12．．．照明源
14．．．光學件/組件
16a．．．光學件/組件
16b．．．光學件/組件
16c．．．透射光學件/組件
18．．．光罩或比例光罩
20．．．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．．．調整構件
B．．．投影輻射光束
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IF．．．干涉量測構件
IL．．．輻射系統/照明系統/照明器
IN．．．積光器
MA．．．光罩
MT．．．第一物件台/光罩台
PS．．．項目/投影系統/透鏡
PW．．．程序窗
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．第二物件台/基板台
圖1為微影投影裝置之各種子系統的方塊圖。
圖2為對應於圖1中之子系統之模擬模型的方塊圖。
圖3為說明根據實施例之成本函數最佳化之實例方法之態樣的流程圖。
圖4為說明根據實施例之使微影投影裝置之行為匹配之實例方法之態樣的流程圖。
圖5至圖6展示根據本發明之實施例之各種最佳化程序的實例流程圖。
圖7展示根據本發明之一實施例的圖案相關匹配/調諧流程圖。
圖8為可供實施實施例之實例電腦系統的方塊圖。
圖9為實施例所適用之微影投影裝置的示意圖。
AD．．．調整構件
B．．．投影輻射光束
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IF．．．干涉量測構件
IL．．．輻射系統/照明系統/照明器
IN．．．積光器
MA．．．光罩
MT．．．第一物件台/光罩台
PS．．．項目/投影系統/透鏡
PW．．．程序窗
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．第二物件台/基板台

Claims (15)

  1. 一種用於將一微影程序(process)調諧(tuning)至一參考微影程序之電腦實施方法，該微影程序經組態以用於使用一微影投影裝置而將一設計佈局之一部分成像至一基板上，該微影投影裝置包括一照明源及投影光學件，該方法包括：定義表示該微影程序之特性(characteristics)之複數個設計變數之一多變數成本函數(multi-variable cost function)，其中該成本函數表示該微影程序與該參考微影程序之間的一微影回應差(difference in lithographic response)，且其中該等設計變數中至少一些變數包括該等投影光學件之特性；及藉由調整該等設計變數而重新組態該微影程序之該等特性，直至滿足一預定義終止條件為止。
  2. 如請求項1之方法，其中該參考微影程序表示以下各者中之一者：一參考微影投影裝置之一微影回應；一虛擬參考微影投影裝置之一所要微影回應；自成像於一參考基板上的該設計佈局之該部分所量測的一微影回應；及來自一微影投影裝置之一微影回應，該微影投影裝置實體上及/或特性上不同於用以調諧該微影程序之該微影投影裝置。
  3. 如請求項1之方法，其中該設計佈局之該部分包括以下 各者中之一或多者：一整個設計佈局、一剪輯、被已知具有一或多個臨界特徵的一設計佈局之一區段、一熱點或一溫點已自一全晶片模擬被識別的該設計佈局之一區段，及一或多個臨界特徵已藉由一圖案選擇方法被識別的該設計佈局之一區段。
  4. 如請求項1之方法，其中該預定義終止條件包含以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。
  5. 如請求項1之方法，其中該方法進一步包括：當滿足該預定終止條件時，使用該等設計變數之該等值來更新該微影程序；比較該經更新微影程序與該參考微影程序；及重複該更新步驟及該比較步驟，直至滿足一額外終止條件為止。
  6. 如請求項5之方法，其中該額外終止條件指示該微影程序與該參考微影程序之該等特性之間的一可接受匹配。
  7. 如請求項1之方法，其中該等設計變數中之一或多者為該照明源之特性。
  8. 如請求項1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重新組態步驟。
  9. 如請求項8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。
  10. 如請求項1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差的一函數：邊緣置放誤差、臨界尺寸、抗蝕劑輪廓距離、最差缺陷大小，及最好焦點移位。
  11. 如請求項1之方法，其中該方法包括：在執行最佳化程序之步驟之前，選擇特性上表示該設計佈局之該部分之特徵的目標圖案之一子集。
  12. 如請求項1或5或11之方法，其中同時地執行各種設計變數之最佳化，直至滿足該預定義終止條件為止。
  13. 如請求項1或5或11之方法，其中交替地執行各種設計變數之最佳化，從而使該等設計變數中至少一些保持固定，而最佳化其他設計變數，且重複該交替最佳化程序，直至滿足該預定義終止條件為止。
  14. 如請求項11之方法，其中將經識別之熱點或溫點轉換成測試圖案，且將該等經識別之熱點或溫點包含於用於一目前最佳化程序之測試圖案之子集中。
  15. 一種電腦程式產品，其包括經記錄有指令之一電腦可讀媒體，該等指令在藉由一電腦執行時實施上述請求項中任一項之方法。
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