TWI545392B - 用於模擬圖案化器件之散射輻射場的電腦實施方法及相關電腦程式產品 - Google Patents

Description

用於模擬圖案化器件之散射輻射場的電腦實施方法及相關電腦程式產品

本發明係關於一種微影模型，且更特定言之，係關於一種用於三維圖案化器件之微影模型。

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，圖案化器件(例如，光罩)可含有或提供對應於IC之個別層之至少一部分的電路圖案(「設計佈局」)，且可藉由諸如經由圖案化器件上之電路圖案而輻照已經塗佈有輻射敏感材料(抗蝕劑)層之基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含一或多個晶粒)的方法將此電路圖案轉印至該目標部分上。一般而言，單一基板含有複數個鄰近目標部分，電路圖案係由微影投影裝置順次地轉印至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，將整個圖案化器件上之電路圖案一次性轉印至一個目標部分上；此裝置通常被稱作晶圓步進器(wafer stepper)。在通常被稱作步進掃描裝置(step-and-scan apparatus)之替代裝置中，投影光束在給定參考方向(「掃描」方向)上遍及圖案化器件進行掃描，同時平行或反平行於此參考方向而同步地移動基板。圖案化器件上之電路圖案之不同部分漸進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)，故基板被移動之速率F將為投影光束掃描圖案化器件之速率的因數M 倍。可(例如)自以引用方式併入本文中之US 6,046,792搜集到關於如本文所描述之微影器件的更多資訊。

在將電路圖案自圖案化器件轉印至基板之前，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，及經轉印電路圖案之量測/檢測。此工序陣列用作製造一器件(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，該等程序皆意欲精整器件之個別層。若在器件中需要若干層，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一器件。接著藉由諸如切塊或鋸切之技術來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之製造中的中心步驟，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。相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，同時每器件的諸如電晶體之功能元件之量已穩固地增加，其遵循通常被稱作「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。在當前先進技術下，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(例如，193奈米照明源)之輻射之波長的一半)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係根據解析度公式CD=k₁×λ/NA通常被稱作低k₁微影，其中λ為所使用輻射之波長(當前在大多數狀況下為248奈米或193奈米)，NA為微影 投影裝置中之投影光學件之數值孔徑，CD為「臨界尺寸(critical dimension)」(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，則在基板上再生類似於由電路設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案變得愈困難。為了克服此等困難，將複雜微調步驟應用於微影投影裝置及/或設計佈局。 此等步驟包括(例如，但不限於)NA及光學相干設定之最佳化、自訂照明方案、相移圖案化器件之使用、設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦被稱作「光學及程序校正」)，或通常被定義為「解析度增強技術」(resolution enhancement technique,RET)之其他方法。如本文所使用之術語「投影光學件」應被廣泛地解譯為涵蓋各種類型之光學系統，包括(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」亦可包括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」可包括微影投影裝置中之任何光學組件，而不管該光學組件在微影投影裝置之光學路徑上位於何處。投影光學件可包括用於在來自源之輻射通過圖案化器件之前塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件，及/或用於在該輻射通過圖案化器件之後塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件。投影光學件通常排除源及圖案化器件。

作為一實例，OPC處理如下事實：投影於基板上之設計佈局之影像的最終大小及置放將不相同於或簡單地僅取決於該設計佈局在圖案化器件上之大小及置放。應注意，術語「光罩」、「比例光罩」、「圖案化器件」在本文中可被互換地利用。此外，光罩及比例光罩可被廣泛地稱為「圖案化器件」。又，熟習此項技術者應認識到，特別是在微影模擬/最佳化之內容背景中，術語「光罩」/「圖案化器件」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器件，而可使用設計佈局以表示實體圖案化器件。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。此等近接效應起因於自一個特徵耦合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，需要使用設計佈局之複雜數值模型、校正或預失真來預測及補償近接效應。論文「Full-Chip Lithography Simulation and Design Analysis-How OPC Is Changing IC Design」(C.Spence，Proc.SPIE，第5751卷，第1至14頁(2005年))提供當前「以模型為基礎」之光學近接校正程序的綜述。在典型高端設計中，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之「輔助」特徵的應用。

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程序模型及相當多的計算資源。然而，應用OPC通常不為「嚴正科學(exact science)」，而為並不總是補償所有可能近接效應之經驗反覆程序。因此，需要藉由設計檢測(亦即，使用經校準數值程序模型之密集型全晶片模擬)來驗證OPC之效應(例如，在應用OPC及任何其他RET之後的設計佈局)，以便最小化將設計瑕疵建置至圖案化器件圖案中的可能性。此情形係藉由如下各者驅使：製造高端圖案化器件之巨大成本，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圖案化器 件(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係關於設計佈局之全域偏置之調整。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異。舉例而言，具有25奈米直徑之圓形圖案係可藉由設計佈局中之50奈米直徑圖案或藉由設計佈局中之20奈米直徑圖案但以高劑量而印刷於基板上。

除了對設計佈局或圖案化器件之最佳化(例如，OPC)以外，亦可與圖案化器件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」在此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圖案化器件中含有之精細結構(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(aerial image,AI)之較小輻射強度。因此，變得需要嘗試最佳化照明源以在較精細解析度與縮減輻射強度之間達成最佳平衡。

可(例如)在Rosenbluth等人之名為「Optimum Mask and Source Patterns to Print A Given Shape」(Journal of Microlithography,Microfabrication,Microsystems1(1)，第13至20頁(2002年))之論文中找到眾多照明源最佳化途徑。將源分割成若干區，該等區中每一者對應於光瞳光譜之某一區。接著，將源分佈假定為在每一源區中均一，且針對程序窗(process window)來最佳化每一區之亮度。然而，源分佈在每一源區中均一之此假定並不總是有效，且結果，此途徑之有效 性受損。在Granik之名為「Source Optimization for Image Fidelity and Throughput」(Journal of Microlithography,Microfabrication,Microsystems 3(4)，第509至522頁(2004年))之論文所闡述的另一實例中，綜述若干現有源最佳化途徑，且提議將源最佳化問題轉換成一系列非負最小平方最佳化的基於照明器像素之方法。儘管此等方法已示範一些成就，但其通常需要多次複雜反覆以進行收斂。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，此情形規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，源及圖案化器件兩者之最佳化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圖案化器件繞射階而預測之程序窗度量(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，微影投影程序之任何特性(包括源、圖案化器件、投影光學件及/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，不斷地減低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於低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。未來可使用1.35ArF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程序窗而產生至基板上，源圖案化器件最佳化(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器件的源及圖案化器件最佳化方法及系統，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。

本文揭示一種用於在一微影投影裝置中模擬包含一或多個特徵之一圖案化器件之一散射輻射場的電腦實施方法，該方法包含：使用該一或多個特徵之特徵元件之一或多個散射函數來判定該圖案化器件之一散射函數；其中該一或多個特徵中至少一者為一三維特徵，或該一或多個散射函數特性化該等特徵元件上處於複數個入射角之入射輻射場之散射。

根據一實施例，由該圖案化器件所散射之一傾斜入射輻射場產生該散射輻射場。

根據一實施例，該等特徵元件係選自由邊緣、區域、隅角、近接隅角、近接邊緣及其一組合組成之一群組。

根據一實施例，使用一嚴密求解程序(rigorous solver)來計算該一或多個散射函數。

根據一實施例，該一或多個散射函數特性化選自由遮蔽效應、圖案相依最佳焦點移位、圖案移位及其一組合組成之一群組之效應。

根據一實施例，該遮蔽效應不對稱。

根據一實施例，該圖案移位包含全域圖案移位及圖案相依圖案移位。

根據一實施例，該圖案移位係由光罩散焦造成。

根據一實施例，該圖案移位係因處於該圖案化器件上之不同部位之一入射輻射場具有不同入射角而造成。

根據一實施例，該一或多個散射函數特性化該一或多個特徵當中之次級散射。

根據一實施例，該散射輻射場包含具有在極紫外線頻帶內之一波長之輻射。

根據一實施例，將該一或多個散射函數編譯於一庫中。

根據一實施例，該庫包含索引資訊。

根據一實施例，該一或多個散射函數特性化該等特徵元件上處於複數個入射角之入射輻射場之散射。

根據一實施例，藉由求和該等特徵元件之該一或多個散射函數與一或多個濾波函數之乘積或迴旋來演算該圖案化器件之該散射函數，該一或多個濾波函數取決於該圖案化器件上之該等特徵元件之部位。

根據一實施例，該方法進一步包含自該圖案化器件之該散射函數及一入射輻射場演算該散射輻射場。

根據一實施例，該方法進一步包含演算該微影投影裝置中正曝光之一晶圓上之一抗蝕劑層中的一輻射場。

根據一實施例，該方法進一步包含演算一抗蝕劑影像。

根據一實施例，該方法進一步包含選擇在該圖案化器件與投影光學件之間的該微影投影裝置之一光學路徑上之一平面，作為該投影光學件之一物件平面，使得全域圖案移位基本上為零。

根據一實施例，該一或多個濾波函數為該微影投影裝置中之一源之隙縫部位的函數。

本文亦描述一種電腦程式產品，該電腦程式產品包含經記錄有指令之一電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施如以上技術方案中任一項之方法。

10A‧‧‧微影投影裝置

12A‧‧‧輻射源

14A‧‧‧光學件

16Aa‧‧‧光學件

16Ab‧‧‧光學件

16Ac‧‧‧透射光學件

18A‧‧‧圖案化器件

20A‧‧‧可調整濾光器/孔隙

21‧‧‧輻射光束/輻射場

22‧‧‧琢面化場鏡面器件

22A‧‧‧基板平面

24‧‧‧琢面化光瞳鏡面器件

26‧‧‧經圖案化光束

28‧‧‧反射元件

30‧‧‧反射元件

31‧‧‧源模型

32‧‧‧投影光學件模型

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

128‧‧‧網際網路

130‧‧‧伺服器

210‧‧‧極紫外線(EUV)輻射發射電漿/極熱電漿

211‧‧‧源腔室

212‧‧‧收集器腔室

220‧‧‧圍封結構

221‧‧‧開口

230‧‧‧氣體障壁/污染物截留器/污染截留器/污染物障壁

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

610‧‧‧反射層

620‧‧‧圖案

630‧‧‧入射輻射場

640‧‧‧散射輻射場

650‧‧‧入射輻射場

710‧‧‧反射層

720‧‧‧圖案

720A‧‧‧桿狀三維圖案

720B‧‧‧桿狀三維圖案

730‧‧‧入射輻射場

731‧‧‧入射輻射場

740‧‧‧散射輻射場

741‧‧‧散射輻射場

750‧‧‧陰影區域

750A‧‧‧陰影區域

750B‧‧‧陰影區域

770‧‧‧入射輻射場

810‧‧‧垂直軸線

820‧‧‧水平軸線

830‧‧‧關係

840‧‧‧關係

850‧‧‧焦點

860‧‧‧焦點

910‧‧‧圖案化器件之反射層

920‧‧‧圖案

930‧‧‧物件平面

940‧‧‧近場樣本平面

950‧‧‧圖案之反射場

1000‧‧‧微影投影裝置

1020‧‧‧圖案

1050‧‧‧影像

1060‧‧‧影像

1110‧‧‧庫

1120‧‧‧特徵

1130‧‧‧散射函數

1140‧‧‧散射輻射場

1150‧‧‧輻射場

1170‧‧‧平面

1180‧‧‧抗蝕劑影像

1210‧‧‧特徵

1220‧‧‧特徵

1230‧‧‧表面

1240‧‧‧隅角

1250‧‧‧邊緣

1260‧‧‧近接邊緣

1270‧‧‧近接隅角

1310‧‧‧特徵

1320‧‧‧特徵

1330‧‧‧高度

1340‧‧‧距離

1350‧‧‧入射輻射

1360‧‧‧初級散射

1370‧‧‧次級散射

1410‧‧‧偏差

1420‧‧‧偏差

AD‧‧‧調整構件

B‧‧‧輻射光束/投影光束

BD‧‧‧光束擴展器/光束遞送系統

C‧‧‧目標部分

CO‧‧‧聚光器/輻射收集器/近正入射收集器光學件

IF‧‧‧干涉量測構件(圖16)/虛擬源點/中間焦點(圖4及圖5)

IL‧‧‧照明系統/照明器/照明光學件單元/輻射系統

IN‧‧‧積光器

LA‧‧‧雷射

M1‧‧‧圖案化器件對準標記

M2‧‧‧圖案化器件對準標記

MA‧‧‧圖案化器件/光罩

MT‧‧‧第一物件台/圖案化器件台/支撐結構/光罩台

O‧‧‧光軸

P1‧‧‧基板對準標記

P2‧‧‧基板對準標記

PM‧‧‧第一定位器/第一定位構件

PS‧‧‧項目/投影系統/透鏡

PS1‧‧‧位置感測器

PS2‧‧‧位置感測器

PW‧‧‧第二定位器/第二定位構件

SO‧‧‧輻射源/源收集器模組

W‧‧‧基板

WT‧‧‧第二物件台/基板台

圖1為微影系統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為微影投影裝置之示意圖。

圖4為圖3中之裝置的更詳細視圖。

圖5為圖3及圖4之裝置之源收集器模組SO的更詳細視圖。

圖6展示適合於將EUV用於曝光之微影之光罩。

圖7A至圖7C展示遮蔽效應。

圖8展示圖案相依最佳焦點移位。

圖9展示光罩散焦。

圖10展示圖案移位。

圖11展示根據一實施例之方法的流程圖。

圖12示意性地展示圖案化器件上之特徵。

圖13說明次級散射。

圖14展示圖11所展示之方法與「薄標記(thin mark)」模型的例示性比較。

圖15為實例電腦系統之方塊圖。

圖16為另一微影投影裝置之示意圖。

儘管在本文中可特定地參考IC製造，但應明確地理解，本文中之描述具有許多其他可能應用。舉例而言，本文中之描述可用於製造 整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示器面板、薄膜磁頭等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，應認為本文對術語「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」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如，具有365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)，及極紫外線輻射(EUV，例如，具有在5奈米至20奈米範圍內之波長)。

如本文所使用之術語「最佳化」意謂：調整微影投影裝置，使得微影之結果及/或程序具有更理想特性，諸如，設計佈局在基板上之投影之較高準確度、較大程序窗等等。

另外，微影投影裝置可屬於具有兩個或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上圖案化器件台)之類型。在此等「多載物台」器件中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。舉例而言，以引用方式併入本文中之US 5,969,441描述雙載物台微影投影裝置。

上文所提及之圖案化器件包含或可形成設計佈局。可利用電腦輔助設計(CAD)程式來產生設計佈局，此程序常常被稱作電子設計自動化(EDA)。大多數CAD程式遵循一預定設計規則集合，以便創製功能設計佈局/圖案化器件。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、電容器等等)或互連線之間的空間容許度，以便確保該等電路器件或線彼此不會以不理想方式相互作用。設計規則限制通常被稱作「臨界尺寸」(CD)。可將電路之臨界尺寸定義為線或孔之最小寬度，或兩個線或兩個孔之間的最小空間。因此，CD判定經設計電路之總大小及密度。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(經由圖案 化器件)。

如本文所使用之術語「光罩」或「圖案化器件」可被廣泛地解譯為係指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器件，經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中創製之圖案；術語「光閥」亦可用於此內容背景中。除了經典光罩(透射或反射；二元、相移、混合式等等)以外，其他此等圖案化器件之實例亦包括：

-可程式化鏡面陣列。此器件之一實例為具有黏彈性控制層及反射表面之矩陣可定址表面。此裝置所隱含之基本原理為(例如)：反射表面之經定址區域使入射輻射反射作為繞射輻射，而未經定址區域使入射輻射反射作為非繞射輻射。在使用適當濾光器的情況下，可自反射光束濾出該非繞射輻射，從而僅留下繞射輻射；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)自以引用方式併入本文中之美國專利第5,296,891號及第5,523,193號搜集到關於此等鏡面陣列之更多資訊。

-可程式化LCD陣列。以引用方式併入本文中之美國專利第5,229,872號中給出此構造之一實例。

作為簡要介紹，圖1說明例示性微影投影裝置10A。主要組件為：輻射源12A，其可為深紫外線準分子雷射源或包括極紫外線(EUV)源的其他類型之源(如上文所論述，微影投影裝置自身無需具有輻射源)；照明光學件，其定義部分相干性(被表示為均方偏差)且可包括塑形來自源12A之輻射的光學件14A、16Aa及16Ab；圖案化器件18A；及透射光學件16Ac，其將圖案化器件圖案之影像投影至基板平面22A上。投影光學件之光瞳平面處的可調整濾光器或孔隙20A可限定照射於基板平面22A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(Θ_max)。

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。最佳化程序歸結為尋找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(評估點)相對於此等特性之預期值(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(亦即，最差偏差)。本文中之術語「評估點」應被廣泛地解譯為包括系統之任何特性。歸因於系統之實施之實務性，系統之設計變數可限於有限範圍及/或可相互相依。在微影投影裝置之狀況下，約束常常係與硬體之物理屬性及特性(諸如，可調諧範圍，及/或圖案化器件可製造性設計規則)相關聯，且評估點可包括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)；投影光學件經由圖案化器件而引導及塑形照明且將照明引導及塑形至基板上。此處，術語「投影光學件」被廣泛地定義為包括可變更輻射光束之波前的任何光學組件。舉例而言，投影光學件可包括組件14A、16Aa、16Ab及16Ac中至少一些。空中影像(AI)為基板位階處之輻射強度分佈。曝光基板上之抗蝕劑層，且將空中影像轉印至該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空間溶解度分佈。可使用抗蝕劑模型以自空中影像演算抗蝕劑影像，可在全文據此以引用方式併入之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。抗蝕劑模型係僅關於抗蝕劑層之屬性(例如，在曝光、PEB及顯影期間發生之化學程序之效應)。微影投影裝置之光學屬性(例如，源、圖案化器件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圖案化器件，故需要使圖案化器件之光學屬性與至少包括源及投影光學件的微影投影裝置 之其餘部分的光學屬性分離。

圖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(包括輻射強度分佈及/或相位分佈)。投影光學件模型32表示投影光學件之光學特性(包括由投影光學件造成的對輻射強度分佈及/或相位分佈之改變)。設計佈局模型35表示設計佈局之光學特性(包括由給定設計佈局33造成的對輻射強度分佈及/或相位分佈之改變)，該設計佈局為在圖案化器件上或藉由圖案化器件而形成之特徵之配置的表示。可自設計佈局模型35、投影光學件模型32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38。舉例而言，微影之模擬可預測抗蝕劑影像38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，該等光學特性包括但不限於NA-均方偏差(σ)設定，以及任何特定照明源形狀(例如，離軸輻射源，諸如，環形、四極及偶極等等)。投影光學件模型32可表示投影光學件之光學特性，該等光學特性包括像差、失真、折射率、實體大小、實體尺寸等等。設計佈局模型35亦可表示實體圖案化器件之物理屬性，如(例如)全文以引用方式併入本文中之美國專利第7,587,704號所描述。模擬之目標係準確地預測(例如)邊緣置放、空中影像強度斜率及CD，該等邊緣置放、空中影像強度斜率及CD接著可與預期設計進行比較。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。

自此設計佈局，可識別被稱作「剪輯(clip)」之一或多個部分。在一實施例中，提取剪輯集合，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、格胞或 圖案)，且特別地，該等剪輯表示需要特定關注及/或驗證之小部分。換言之，剪輯可為設計佈局之部分，或可相似或具有臨界特徵係藉由體驗而識別(包括由客戶提供之剪輯)、藉由試誤法而識別或藉由執行全晶片模擬而識別的設計佈局之部分的相似行為。剪輯通常含有一或多個測試圖案或量規圖案(gauge pattern)。

可由客戶基於設計佈局中需要特定影像最佳化之已知臨界特徵區域而先驗地提供初始較大剪輯集合。或者，在另一實施例中，可藉由使用識別臨界特徵區域之某種自動化(諸如，機器視覺)或手動演算法而自整個設計佈局提取初始較大剪輯集合。

圖3示意性地描繪例示性微影投影裝置。該裝置包含：-照明系統IL，其用以調節輻射光束B。在此特定狀況下，照明系統亦包含輻射源SO；-第一物件台(例如，光罩台)MT，其具備用以固持圖案化器件MA(例如，光罩)之圖案化器件固持器，且連接至用以相對於項目PS來準確地定位該圖案化器件之第一定位器；-第二物件台(基板台)WT，其具備用以固持基板W(例如，抗蝕劑塗佈矽晶圓)之基板固持器，且連接至用以相對於項目PS來準確地定位該基板之第二定位器；-投影系統(「透鏡」)PS(例如，折射、反射或反射折射光學系統)，其用以將圖案化器件MA之經輻照部分成像至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。

如本文所描繪，裝置屬於透射類型(亦即，具有透射光罩)。然而，一般而言，其亦可屬於(例如)反射類型(具有反射光罩)。或者，裝置可使用另一種圖案化器件作為經典光罩之使用的替代例；實例包括可程式化鏡面陣列或LCD矩陣。

源SO(例如，水銀燈或準分子雷射)產生輻射光束。舉例而言，此 光束係直接地抑或在已橫穿諸如光束擴展器Ex之調節構件之後饋入至照明系統(照明器)IL中。照明器IL可包含調整構件AD以用於設定光束中之強度分佈之外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器通常將包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。以此方式，照射於圖案化器件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3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B隨後截取被固持於圖案化器件台MT上之圖案化器件MA。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，光束B傳遞通過透鏡PS，該透鏡將光束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)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於光束B之路徑中。相似地，第一定位構件可用以(例如)在自圖案化器件庫機械地擷取圖案化器件MA之後或在掃描期間相對於光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，將憑藉未在圖3中被明確地描繪之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現物件台MT、WT之移動。然而，在晶圓步進器(相對於步進掃描工具)之狀況下，圖案化器件台MT可僅僅連接至短衝程致動器，或可固定。

所描繪工具可用於兩種不同模式中：-在步進模式中，使圖案化器件台MT保持基本上靜止，且將整個圖案化器件影像一次性(亦即，單次「閃光」)投影至目標部分C上。接著使基板台WT在x及/或y方向上移位，使得不同目標部分C可由光 束B輻照；-在掃描模式中，基本上相同情境適用，惟在單次「閃光」中不曝光給定目標部分C除外。取而代之，圖案化器件台MT可在給定方向(所謂「掃描方向」，例如，y方向)上以速率v移動，使得造成投影光束B遍及圖案化器件影像進行掃描；同時發生地，基板台WT以速率V=Mv在相同或相對方向上同時地移動，其中M為透鏡PS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。

圖4示意性地描繪另一例示性微影投影裝置1000。用於此例示性微影投影裝置中之光可為EUV。

微影投影裝置1000包括：- 源收集器模組SO；- 照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束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器件(例如，光罩或比例光罩)MA，且連接至經組態以準確地定位該圖案化器件之第一定位器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，反射投影系統)PS，其經組態以將由圖案化器件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。

如此處所描繪，裝置1000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，所以光罩可具有包含(例如)鉬與矽之多堆疊的多層反射器。在一項實例中，多堆疊 反射器具有鉬與矽之40個層對，其中每一層之厚度為四分之一波長。可運用X射線微影來產生甚至更小波長。由於大多數材料在EUV及x射線波長下具吸收性，故圖案化器件構形(topography)上之經圖案化吸收材料薄片段(例如，多層反射器之頂部上之TaN吸收體)界定特徵將印刷(正型抗蝕劑)或不印刷(負型抗蝕劑)之處。

參看圖4，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輻射之方法包括但未必限於運用在EUV範圍內之一或多種發射譜線將具有至少一元素(例如，氙、鋰或錫)之材料轉換成電漿狀態。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，具有譜線發射元素之材料小滴、串流或叢集)而產生電漿。源收集器模組SO可為包括雷射(圖4中未繪示)的EUV輻射系統之部件，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分離實體。

在此等狀況下，不認為雷射形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適引導鏡面及/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，舉例而言，當源為放電產生電漿EUV產生器(常常被稱作DPP源)時，源可為源收集器模組之整體部件。

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。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/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IL可包含各種其他組件，諸如，琢面化場鏡面器件及琢面化光瞳鏡面器件。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。

輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係藉由該圖案化器件而圖案化。在自圖案化器件(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。憑藉第二定位器PW及位置感測器PS2(例如，干涉量測器件、線性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。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器件(例如，光罩)MA。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩)MA及基板W。

所描繪裝置1000可用於以下模式中至少一者中：

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，使得可曝光不同目標部分C。

2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台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器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在一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器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，上文所提及之類型 之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。

圖4更詳細地展示裝置1000，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經建構及配置成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源而形成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，其中創製極熱電漿210以發射在電磁光譜之EUV範圍內之輻射。舉例而言，藉由造成至少部分離子化電漿之放電來創製極熱電漿210。為了有效率產生輻射，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選用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。如在此項技術中為吾人所知，本文進一步所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212可包括可為所謂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被反射以沿著由點虛線「O」指示之光軸而聚焦於虛擬源點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成使得中間焦點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，照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件22及琢面化光瞳鏡面器件24，琢面化場鏡面器件22及琢面化光瞳鏡面器件24經配置以提供在圖案化器件MA處的輻射光束21之所要角分佈，以及在圖案化器件MA處的輻射強度之所要均一性。在由支撐結 構MT固持之圖案化器件MA處的輻射光束21之反射後，隨即形成經圖案化光束26，且由投影系統PS將經圖案化光束26經由反射元件28、30而成像至由基板台WT固持之基板W上。

比所展示元件多之元件通常可存在於照明光學件單元IL及投影系統PS中。取決於微影裝置之類型，可視情況存在光柵光譜濾光器240。另外，可存在比諸圖所展示之鏡面多的鏡面，例如，在投影系統PS中可存在比圖4所展示之反射元件多1至6個的額外反射元件。

如圖4所說明之收集器光學件CO被描繪為具有掠入射反射器253、254及255之巢套式收集器，僅僅作為收集器(或收集器鏡面)之實例。掠入射反射器253、254及255經安置成圍繞光軸O軸向地對稱，且此類型之收集器光學件CO係較佳地結合放電產生電漿源(常常被稱為DPP源)予以使用。

或者，源收集器模組SO可為如圖5所展示之LPP輻射系統之部件。雷射LA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，從而創製具有數十電子伏特之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產生之高能輻射係自電漿發射、由近正入射收集器光學件CO收集，且聚焦至圍封結構220中之開口221上。

用於將EUV用於曝光之微影投影裝置(諸如，圖3至圖5所展示之微影投影裝置)中之圖案化器件可經配置成使得來自源之光相對於該圖案化器件之表面傾斜。舉例而言，輻射場21相對於圖4中之圖案化器件MA之表面以斜角而入射。與此對比，在將DUV用於曝光之微影投影裝置中，來自源之光大體上垂直於圖案化器件之表面。

圖案化器件可包括三維特徵。舉例而言，如圖6所展示，適合於將EUV用於曝光之微影之光罩可包含反射層610，及在反射層610上之圖案620。反射層610可為多層鏡面。如本文所使用，圖案化器件上之 術語「圖案」係與圖案化器件上之術語「特徵」同義。圖案620可為基本上吸收來自源之所有入射EUV輻射場之材料，且圖案620為三維，亦即，自反射層610突出達至少與入射輻射之波長相當之高度。 射中反射層610之入射輻射場630作為散射輻射場640而散射至投影光學件，而射中圖案620之入射輻射場650被吸收且未散射至投影光學件。

傾斜入射輻射場及三維特徵單獨地或組合地可在微影投影程序中造成各種效應。入射輻射場「傾斜」可意謂：入射輻射場之主射線不垂直於圖案化器件之基板。

第一此類效應為遮蔽效應。如圖7A示意性地所說明，入射輻射場730及731射中圖案化器件之反射層710，且作為散射輻射場740及741而散射朝向投影光學件。輻射場730、731、740及741未射中圖案720。因為圖案720為三維特徵，所以輻射場730與輻射場731之間的任何入射光束將受到圖案720阻擋。由於入射輻射場傾斜且圖案720為三維，故根據投影光學件之觀點，散射輻射場將不起源於比圖案720之佔據面積更廣闊的陰影區域750。圖7B展示圖案720及陰影區域750之俯視圖。陰影區域750可相對於圖案720不對稱，此係因為入射光束相對於圖案化器件之法線方向不對稱。圖7C展示遮蔽效應之透視圖。入射輻射場770大體上垂直於桿狀三維圖案720A且沿著圖案720A之縱向方向離開陰影區域750A。入射輻射場770大體上平行於另一桿狀三維圖案720B且沿著圖案720B之橫向方向離開陰影區域750B。

第二此類效應為圖案相依最佳焦點移位。圖案相依最佳焦點移位可由自圖案化器件上之三維圖案反射之光束中的圖案相依相位失真造成。即，自不同三維圖案反射之光束可具有不同相位，且在反射光束當中之干涉可使反射光束失真。如圖8所展示，垂直軸線810為對比度且水平軸線820為焦點。圖案化器件上之兩個特徵在其影像之對比 度與焦點之間具有不同關係830及840。用於此等特徵之最佳焦點(亦即，得到最高對比度之焦點)850及860不同。

第三此類效應為圖案移位。圖案移位可包括全域圖案移位(所有圖案移位達基本上相同量)及圖案相依圖案移位(並非所有圖案移位達相同量)。一個圖案移位源為：投影光學件之物件平面可不同於圖2所展示之方法中之微影模擬中選擇的近場樣本平面。圖9說明自此源之圖案移位。近場樣本平面940通常經選擇為接近於圖案化器件上之圖案920之頂部表面。物件平面930與近場樣本平面940之間的距離可被稱作「光罩散焦」。950為近場樣本平面940上的圖案920之反射場。 910為圖案化器件之反射層。若圖案化器件上之照明對稱，則由光罩散焦造成之圖案移位可在使用DUV之微影投影裝置中不重要。由光罩散焦造成之圖案移位可在使用EUV之微影投影裝置中並非不重要，此係因為圖案化器件具反射性且入射光束傾斜，此等情形導致圖案化器件上之照明不對稱。由光罩散焦造成之圖案移位通常獨立於圖案化器件上之圖案之部位。

另一圖案移位源為：處於圖案化器件上之不同部位之入射輻射場具有不同入射角(例如，在圖4所展示之裝置之步進模式中)。圖10示意性地說明出處於不同入射角之入射光束在同一圖案1020之不同部位處產生影像1050及1060。

此等效應可包括於藉由諸如圖2所展示之方法的方法進行的微影之模擬中。然而，分析上(例如，使用馬克士威(Maxwell)方程式)或數值上(使用諸如FDTD及嚴密耦合波分析(RCWA)之方法)演算此等效應可計算上成本太高而不實務。根據一實施例，圖11之流程圖中說明可應用於實質上全電路設計或全光罩的計算上成本較低之方法。可在特徵元件之散射函數中特性化此等效應。可使用諸如邊緣、隅角及表面之特徵元件之散射函數的庫1110來估計圖案化器件上之特徵1120之散 射函數，其中該等特徵元件之散射函數係先前藉由諸如求解馬克士威方程式之嚴密求解程序予以嚴密地演算且編譯至該庫中。如本文所使用之詞語「庫」意謂複數個或集合，其中具有或沒有任何索引以促進搜尋。或者，當在特徵之散射函數之估計期間首先需要諸如邊緣、隅角及表面之特徵元件之散射函數時，可嚴密地演算該等特徵元件之散射函數。如本文所使用的物件之術語「散射函數」意謂特性化由物件對入射輻射場之散射的函數，即，物件上之入射輻射場與由物件散射之輻射場(被稱作「散射輻射場」)之間的關係。在運用給定入射輻射場的情況下，可使用物件之散射函數來演算物件之散射輻射場。可將特徵1120分解至其特徵元件組件，且可自該等特徵元件組件之散射函數導出圖案化器件之散射函數1130，該等特徵元件組件之散射函數係自庫1110所知或在需要時予以演算。將特徵1120之散射函數1130應用於入射輻射場(亦即，來自源之光)(其特徵可為源之光瞳平面處之電場、磁場或電磁場)會產生散射輻射場1140。視情況，選擇在圖案化器件與投影光學件之間的微影投影裝置之光學路徑上之平面1170作為投影光學件之物件平面，使得全域圖案移位基本上為零。可自輻射場1140演算晶圓上之抗蝕劑層中之輻射場1150。視情況，可自輻射場1150導出抗蝕劑影像1180。當圖案化器件包含三維特徵時，圖11中之方法適用。然而，當圖案化器件僅包含二維特徵時，圖11中之方法亦適用。

如圖12所說明，圖案化器件的諸如1210及1220之特徵可使來自諸如表面1230、邊緣1250、隅角1240、近接邊緣1260及近接隅角1270之特徵元件之入射輻射散射。「近接邊緣」1260為包含一或多個特徵之兩個邊緣之特徵元件。「近接隅角」1270為包含一或多個特徵之兩個隅角之特徵元件。如本文所使用之術語「散射」意謂對入射輻射之效應之組合，其可包括反射、繞射、吸收及折射。散射輻射可干涉入 射輻射且改變投影光學件之物件平面中之輻射空間強度分佈，此情形又改變形成於晶圓上之抗蝕劑影像。

可在模擬中演算諸如近接邊緣1260及近接隅角1270之特徵元件之次級散射。舉例而言，如圖13所展示，若兩個特徵1310及1320高(亦即，高度1330>>入射輻射1350之波長)，且特徵1310與特徵1320之間的距離1340係與高度1330相當，則次級散射可並非不重要。初級散射1360為由特徵1310對入射輻射1350之散射；次級散射1370為由特徵1320對初級散射1360之散射。舉例而言，可在兩個邊緣相比於特徵之高度的三倍較接近時演算特徵元件之次級散射。

在一項實施例中，處於複數個入射角之特徵元件之散射函數係可藉由諸如求解馬克士威方程式之合適方法予以嚴密地演算且編譯至庫中，或在特徵之散射函數之估計期間首先需要該等特徵元件之散射函數時予以嚴密地演算。

在一項實施例中，複數個入射角包括來自源之光瞳上之複數個位置的主射線角。在一項實施例中，來自源之光瞳上之複數個位置的主射線不相干。

在一實施例中，可自特徵元件組件之散射函數分別導出特徵1120之散射函數1130(倒晶格空間中之或真實空間中之)，特徵元件組件之散射函數係自庫1110所知或在需要時予以演算，如下：

或，其中為特徵元件之濾波函數，其特性化特徵元件之幾何特性；為之傅立葉(Fourier)變換。為特徵元件之散射函數；為之傅立葉變換；且表示迴旋。及可為圖案化器件上之特徵元件之部位的函數。在一實施例中，及可為微影投影裝置中之源之隙縫部位的函數。

圖14展示圖11所展示之方法與「薄標記」模型(亦即，不考慮圖案之三維維度之效應)的例示性比較。水平軸線為焦點。垂直軸線為 經模擬CD與藉由諸如FDTD之嚴密方法而演算之CD的偏差。用於此比較中之圖案化器件為暗場圖案化器件且包含水平桿。在偶極照明下，NA=0.33。薄標記模型產生比圖11之方法產生之偏差1420大得多的偏差1410。

圖15為說明可輔助體現及/或實施本文所揭示之圖案選擇方法之電腦系統100的例示性方塊圖。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一或多個處理器104(及105)。電腦系統100亦包括耦接至匯流排102以用於儲存待由處理器104執行之資訊及指令的主記憶體106，諸如，隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存器件。主記憶體106亦可用於在待由處理器104執行之指令之執行期間儲存暫時性變數或其他中間資訊。電腦系統100進一步包括耦接至匯流排102以用於儲存用於處理器104之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM)108或其他靜態儲存器件。提供諸如磁碟或光碟之儲存器件110，且儲存器件110耦接至匯流排102以用於儲存資訊及指令。

電腦系統100可經由匯流排102而耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器112，諸如，陰極射線管(CRT)或平板顯示器或觸控面板顯示器。包括文數字按鍵及其他按鍵之輸入器件114耦接至匯流排102以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器104。另一類型之使用者輸入器件為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器104且用於控制顯示器112上之游標移動的游標控制件116，諸如，滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入器件通常具有在兩個軸線(第一軸線(例如，x)及第二軸線(例如，y))上之兩個自由度，其允許該器件指定在一平面中之位置。亦可將觸控面板(螢幕)顯示器用作輸入器件。

根據一項實施例，可由電腦系統100回應於處理器104執行主記憶體106中含有之一或多個指令之一或多個序列而執行模擬程序之部 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中含有之指令序列之執行使處理器104執行本文所描述之程序步驟。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中含有之指令序列。在替代實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬連線電路系統。因此，實施例不限於硬體電路系統及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。此媒體可採取許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。舉例而言，非揮發性媒體包括光碟或磁碟，諸如，儲存器件110。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如，主記憶體106。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排102之電線。傳輸媒體亦可採取聲波或光波之形式，諸如，在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間產生之聲波或光波。舉例而言，常見形式之電腦可讀媒體包括軟碟、可撓性碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣、如下文所描述之載波，或可供電腦讀取之任何其他媒體。

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至紅外線信號。耦接至匯流排102之紅外線偵測器可接收紅外線信號中攜載之資料且將該資料置放於匯流排102上。匯流排102將資料攜載至主記憶體106，處理器104自主記憶體106擷取及執行指令。由主記憶體106接收 之指令可視情況在供處理器104執行之前或之後儲存於儲存器件110上。

電腦系統100亦較佳地包括耦接至匯流排102之通信介面118。通信介面118提供對網路鏈路120之雙向資料通信耦接，網路鏈路120連接至區域網路122。舉例而言，通信介面118可為整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供對對應類型之電話線之資料通信連接。作為另一實例，通信介面118可為區域網路(LAN)卡以提供對相容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皆使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。經由各種網路之信號及在網路鏈路120上且經由通信介面118之信號(該等信號將數位資料攜載至電腦系統100及自電腦系統100攜載數位資料)為輸送資訊的例示性形式之載波。

電腦系統100可經由該(該等)網路、網路鏈路120及通信介面118而發送訊息且接收資料(包括程式碼)。在網際網路實例中，伺服器130可能經由網際網路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。根據一實施例，一個此類經下載應用程式提供(例如)該實施例之測試圖案選擇。經接收程式碼可在其被接收時由處理器104執行，及/或儲存於儲存器件110或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統100可獲得呈載波之 形式的應用程式碼。

圖16示意性地描繪例示性微影投影裝置，其效能係可利用使用本發明之測試圖案選擇程序而校準之計算微影模型予以模擬及/或最佳化。該裝置包含：-輻射系統Ex、IL，其用於供應投影輻射光束B。在此特定狀況下，該輻射系統亦包含輻射源SO；-第一物件台(光罩台)MT，其具備用於固持光罩MA(例如，比例光罩)之光罩固持器，且連接至用於相對於投影系統PS來準確地定位該光罩之第一定位構件PM；-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投影系統PS來準確地定位該基板之第二定位構件PW；-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，包含一或多個晶粒)上。

如本文所描繪，裝置屬於透射類型(亦即，具有透射光罩)。然而，一般而言，其亦可屬於(例如)反射類型(具有反射光罩)。或者，裝置可使用另一種圖案化構件作為光罩之使用的替代例；實例包括可程式化鏡面陣列或LCD矩陣。

源SO(例如，水銀燈或準分子雷射)產生輻射光束。舉例而言，此光束係直接地抑或在已橫穿諸如光束擴展器或光束遞送系統BD之調節構件之後饋入至照明系統(照明器)IL中。照明器IL可包含調整構件AD以用於設定光束中之強度分佈之外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器通常將包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。以此方式，照射於光罩MA上之光束B在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。

關於圖16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。本發明涵蓋至少兩種此等情境。

光束B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)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於光束B之路徑中。相似地，第一定位構件可用以(例如)在自光罩庫對光罩MA機械擷取之後或在掃描期間相對於光束B之路徑來準確地定位光罩MA。一般而言，將憑藉在圖16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，或可固定。

在需要時，可使用圖案化器件中之對準標記M1、M2及晶圓上之對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。

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，使得不同目標部分C可由光束B輻照；-在掃描模式中，基本上相同情境適用，惟在單次「閃光」中不曝光給定目標部分C除外。取而代之，光罩台MT可在給定方向(所謂「掃描方向」，例如，y方向)上以速率v移動，使得造成投影光束PB遍及光罩影像進行掃描；同時發生地，基板台WT以速率V=Mv在相同或相對方向上同時地移動，其中M為透鏡PS之放大率(通常，M=1/4或 =1/5)。以此方式，可在不必損害解析度之情況下曝光相對大目標部分C。

本文所揭示之概念可模擬或數學上模型化用於成像次波長特徵之任何通用成像系統，且可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奈米波長且甚至能夠藉由使用氟雷射來產生157奈米波長之深紫外線(DUV)微影。此外，EUV微影能夠藉由使用同步加速器或藉由運用高能電子來撞擊材料(固體抑或電漿)而產生在20奈米至5奈米之範圍內之波長，以便產生在此範圍內之光子。因為大多數材料在此範圍內具吸收性，所以可藉由具有鉬及矽之多堆疊之反射鏡面來產生照明。多堆疊鏡面具有鉬及矽之40層對，其中每一層之厚度為四分之一波長。可運用X射線微影來產生甚至更小波長。通常，使用同步加速器以產生X射線波長。由於大多數材料在x射線波長下具吸收性，故吸收材料薄片段界定特徵將印刷(正型抗蝕劑)或不印刷(負型抗蝕劑)之處。

雖然本文所揭示之概念可用於在諸如矽晶圓之基板上之成像，但應理解，所揭示概念可用於任何類型之微影成像系統，例如，用於在不同於矽晶圓之基板上之成像的微影成像系統。

儘管本發明已特別參考其較佳實施例予以描述，但對於一般熟習此項技術者應易於顯而易見，可在不脫離精神及範疇的情況下進行形式及細節之改變及修改。附加申請專利範圍意欲涵蓋此等改變及修改。本文所揭示之概念可模擬或數學上模型化用於成像次波長特徵之任何通用成像系統，且可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奈米波長且甚至能夠藉由使用氟雷射來產生157奈米波長之極紫外線(EUV)微影。此外，EUV微影能夠藉由使用同步加 速器或藉由運用高能電子來撞擊材料(固體抑或電漿)而產生在20奈米至5奈米之範圍內之波長，以便產生在此範圍內之光子。

雖然本文所揭示之概念可用於在諸如矽晶圓之基板上之成像，但應理解，所揭示概念可用於任何類型之微影成像系統，例如，用於在不同於矽晶圓之基板上之成像的微影成像系統。

可使用以下條項來進一步描述本發明：

1.一種用於在一微影投影裝置中模擬包含一或多個特徵之一圖案化器件之一散射輻射場的電腦實施方法，該方法包含：使用該一或多個特徵之特徵元件之一或多個散射函數來判定該圖案化器件之一散射函數；其中該一或多個特徵中至少一者為一三維特徵。

2.一種用於在一微影投影裝置中模擬包含一或多個特徵之一圖案化器件之一散射輻射場的電腦實施方法，該方法包含：使用該一或多個特徵之特徵元件之一或多個散射函數來判定該圖案化器件之一散射函數；其中該一或多個散射函數特性化該等特徵元件上處於複數個入射角之入射輻射場之散射。

3.如條項1或2之方法，其中由該圖案化器件所散射之一傾斜入射輻射場產生該散射輻射場。

4.如條項1或2之方法，其中該等特徵元件係選自由邊緣、區域、隅角、近接隅角、近接邊緣及其一組合組成之一群組。

5.如條項1或2之方法，其中使用一嚴密求解程序來計算該一或多個散射函數。

6.如條項1或2之方法，其中該一或多個散射函數特性化選自由遮蔽效應、圖案相依最佳焦點移位、圖案移位及其一組合組成之一群組之效應。

7.如條項6之方法，其中該遮蔽效應不對稱。

8.如條項6之方法，其中該圖案移位包含全域圖案移位及圖案相依圖案移位。

9.如條項6之方法，其中該圖案移位係由光罩散焦造成。

10.如條項6之方法，其中該圖案移位係因處於該圖案化器件上之不同部位之一入射輻射場具有不同入射角而造成。

11.如條項1或2之方法，其中該一或多個散射函數特性化該一或多個特徵當中之次級散射。

12.如條項1或2之方法，其中該散射輻射場包含具有在極紫外線頻帶內之一波長之輻射。

13.如條項1或2之方法，其中將該一或多個散射函數編譯於一庫中。

14.如條項13之方法，其中該庫包含索引資訊。

15.如條項1之方法，其中該一或多個散射函數特性化該等特徵元件上處於複數個入射角之入射輻射場之散射。

16.如條項1或2之方法，其中藉由求和該等特徵元件之該一或多個散射函數與一或多個濾波函數之乘積或迴旋來演算該圖案化器件之該散射函數，該一或多個濾波函數取決於該圖案化器件上之該等特徵元件之部位。

17.如條項1或2之方法，其進一步包含自該圖案化器件之該散射函數及一入射輻射場演算該散射輻射場。

18.如條項1或2之方法，其進一步包含演算該微影投影裝置中正曝光之一晶圓上之一抗蝕劑層中的一輻射場。

19.如條項1或2之方法，其進一步包含演算一抗蝕劑影像。

20.如條項1或2之方法，其進一步包含選擇在該圖案化器件與投影光學件之間的該微影投影裝置之一光學路徑上之一平面，作為該投 影光學件之一物件平面，使得全域圖案移位基本上為零。

21.如條項16之方法，其中該一或多個濾波函數為該微影投影裝置中之一源之隙縫部位的函數。

22.一種電腦程式產品，其包含經記錄有指令之一電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施如以上技術方案中任一項之方法。

以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之實施例進行修改。

1310‧‧‧特徵

1320‧‧‧特徵

1330‧‧‧高度

1340‧‧‧距離

1350‧‧‧入射輻射

1360‧‧‧初級散射

1370‧‧‧次級散射

Claims (14)

1. 一種用於在一微影投影裝置中模擬包含一或多個特徵之一圖案化器件之一散射輻射場的電腦實施方法，該方法包含：使用該一或多個特徵之特徵元件之一或多個散射函數來判定該圖案化器件之一散射函數；其中該一或多個散射函數特性化該等特徵元件上處於複數個入射角之入射輻射場之散射，及藉由求和該等特徵元件之該一或多個散射函數與一或多個濾波函數之乘積或迴旋(convolutions)來演算該圖案化器件之該散射函數，該一或多個濾波函數取決於該圖案化器件上之該等特徵元件之部位。
2. 如請求項1之方法，其中由該圖案化器件所散射之一傾斜入射輻射場產生該散射輻射場。
3. 如請求項1之方法，其中該等特徵元件係選自由邊緣、區域、隅角、近接隅角、近接邊緣及其一組合組成之一群組。
4. 如請求項1之方法，其中使用一嚴密求解程序來計算該一或多個散射函數。
5. 如請求項1之方法，其中該一或多個散射函數特性化選自由遮蔽效應、圖案相依最佳焦點移位、圖案移位及其一組合組成之一群組之效應。
6. 如請求項5之方法，其中該遮蔽效應不對稱。
7. 如請求項5之方法，其中該圖案移位包含全域圖案移位及圖案相依圖案移位。
8. 如請求項5之方法，其中該圖案移位係因處於該圖案化器件上之 不同部位之一入射輻射場具有不同入射角而造成。
9. 如請求項1之方法，其中該一或多個散射函數特性化該一或多個特徵當中之次級散射。
10. 如請求項1之方法，其中將該一或多個散射函數編譯於一庫中。
11. 如請求項1或2之方法，其進一步包含演算一抗蝕劑影像。
12. 如請求項1或2之方法，其進一步包含選擇在該圖案化器件與投影光學件之間的該微影投影裝置之一光學路徑上之一平面，作為該投影光學件之一物件平面，使得全域圖案移位基本上為零。
13. 如請求項1之方法，其中該一或多個濾波函數為該微影投影裝置中之一源之隙縫部位的函數。
14. 一種電腦程式產品，其包含經記錄有指令之一電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施如請求項1至13中任一項之方法。