TWI704410B - 用於預測當微影製程進行時使用光罩而獲得的成像結果的方法與設備 - Google Patents

用於預測當微影製程進行時使用光罩而獲得的成像結果的方法與設備 Download PDF

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Abstract

本發明關於用於預測當一微影製程進行時使用一光罩而獲得的成像結果的方法及設備，其中光罩包含待成像的光罩結構且光罩將在一微影製程中在一投射曝光裝置中以一預定照明設定照明，用以曝光包含光阻的一晶圓。根據本發明的一態樣，根據本發明的一方法包含以下步驟：使用一感測器配置在一光罩檢查裝置中量測在具有根據照明設定之照明光的一照明的情況下針對光罩所獲得的至少一強度分布、經由此強度量測而在振幅方面以及在相位方面確定由照明光與光罩結構的相互作用而產生的一電場、以及基於一數學模擬(正向計算)估計當微影製程進行時在光阻中所獲得的一強度分布，其中所確定的電場在包含至少光阻的一層系統中傳播。

Description

用於預測當微影製程進行時使用光罩而獲得的成像結果的方法與設備 【相關專利參照】
本發明主張2016年6月1日申請的德國專利申請案DE 10 2016 209 616.8的優先權。此申請案的內容以引用的方式併入本文。
本發明關於用於預測當微影製程進行時使用光罩而獲得的成像結果的方法與設備。
微影技術用以產生像是例如積體電路或LCDs的微結構組件。微影製程在包含照明裝置及投射透鏡的所謂投射曝光裝置中進行。由照明裝置照明之光罩(遮罩)的影像在此情況下由投射透鏡投射至塗佈有光敏感層(光阻)且配置在投射透鏡的影像平面中的基板(例如矽晶圓)上，以將光罩結構轉移至基板的光敏感塗層。
光罩上的有害缺陷在微影製程中有特別不利的影響，因為這些缺陷可再現於每一曝光步驟中，因此在最糟糕的情況下將有半導體組件的整個輸出無法使用的風險。因此，在大規模生產的範圍內，在使用之前檢查光罩具有足夠的成像能力是非常重要的。
因此，需要快速且簡易地測試光罩，精確地說，在可能的情況下，在與實際存在於投射曝光裝置相同的條件下。為此目的所使用的光罩檢查裝置為已知的，該光罩檢查裝置又包含照明系統及投射透鏡，其中光罩的照明區域經由投射透鏡而成像於感測器配置(例如CCD相機)上。
實際所發生的問題為，除其他外，在投射曝光裝置中由於微影製程而在晶圓上、或在其光敏感層(光阻)中最終產生的成像結果仍不同於基於經由感測器配置在光罩檢查裝置中進行的強度量測所預測的結果。特別地，這可追溯到以下事實：由於微影製程在晶圓上、或其光敏感層(光阻)中所獲得的成像結果受到未在光罩檢查裝置中再現的各種影響，該影響除了光阻本身的化學特性也包含具有偏差折射率的浸潤介質(可能出現在晶圓上游)以及由具有不同光學條件的複數個層及由其所產生的介面所形成之晶圓的結構，其透過發生的反射(也可能是駐波)來影響光阻中的強度分布。
針對上述背景，本發明的一目的為提供用於預測當微影製程進行時使用光罩而獲得的成像結果的方法與設備，藉由該方法及設備將有助於盡可能準確地預測由於微影製程而在晶圓上產生的成像結果。
此目的由根據申請專利範圍第1項的特徵的方法以及根據申請專利範圍獨立項第23項的設備來實現。
基本上，用以從感測器配置所進行的強度量測(或空間影像的量測)在振幅方面及在相位方面決定電場的方法為已知，該電場從照明光與光罩結構的相互作用而產生於光罩檢查裝置。
由此開始，本發明的一方面現在係基於以下的進一步概念：經由數學模擬，將由照明光與光罩結構的相互作用而產生的電場的完整振幅及相位資訊傳播至包含特別是光阻(在其他具體實施例中也包含浸潤介質及/或晶圓堆疊)的一系統，從而達成針對特定光罩而在光阻中實際產生 的強度分布的準確預測。
本發明更包含以下概念：當從如前述所確定的強度分布進行時，基於OPC(OPC=光學鄰近校正)模型或阻抗模型預測在光阻中的最終光阻結構。在此處，OPC模型或阻抗模型描述在光阻中的強度分布與最終阻抗結構之間的差異，其由於光阻的化學特性而出現。因此，這允許更準確地預測由在微影製程期間發生的化學程序所造成的最終結構將為如何，其基於使用阻抗模型之(實際量測)光罩的先前所記錄的空間影像。
光罩可為設計用於穿透操作(特別是在小於250nm的操作波長下)的光罩、或設計用於反射操作(特別是在小於30nm的操作波長下)的光罩。
本發明更包含使用由照明光與光罩結構的相互作用而產生的電場的完整振幅及相位資訊結合同樣為已知的照明條件的概念，其中此電場於光罩檢查裝置中產生，為了光罩的光罩模型的(反向)計算，其提供了光罩的繞射行為(在設計用於穿透操作的光罩的情況)或光罩的反射行為(在設計用於反射操作的光罩的情況)的一般描述。
現在為了確定修改照明條件的微影製程的結果將如何，根據本發明，有可能計算所確定的光罩模型將如何對特定變化的照明條件作出反應(即照明條件中有一純粹的數學變化，例如由於數值孔徑(NA)從NA=1.35到NA=1.2的轉換或轉換至不同的照明設定。換言之，基於對由照明光與光罩結構的相互作用而產生的電場的了解以及光罩的繞射或反射行為，進行以一特定光罩針對投射曝光裝置中的修改照明條件所獲得的成像結果的預測。
本發明更包含以下概念：作出對以特定光罩針對投射曝光裝置中的修改焦點位置所獲得之成像結果的預測。因此，藉由基於對由照明光與光罩結構的相互作用而產生的電場的了解、基於上述的光罩模型以及基於針對不同焦點平面進行多個強度量測的模擬，可再次預測以特定光 罩針對投射曝光裝置中的修改(非先前量測)焦點位置所獲得的成像結果。
本發明更包含以下概念：藉由以這些像差的知識來計算，從由照明光與光罩結構的相互作用而產生的電場移除無法避免的像差(其發生在光罩檢查裝置或由在其中使用的光學組件所引起且對以感測器配置進行的強度量測的結果有影響)，其結果為最終可基於光罩檢查裝置中的量測產生無像差影像。此外，以在投射曝光裝置側面處發生的像差的知識，可將這些像差(即微影投射曝光裝置的那些像差)加入至在光罩檢查裝置中所量測的空間影像，以實現由於晶圓上的微影製程而產生之成像結果的預測的進一步最佳化。
根據一態樣，本發明關於用於預測當一微影製程進行時使用一光罩而獲得的成像結果的方法，其中光罩包含待成像的光罩結構且光罩將在一微影製程中在一投射曝光裝置中以一預定照明設定照明，用以曝光包含一光阻的一晶圓，方法包含以下步驟：-使用一感測器配置在一光罩檢查裝置中量測在具有根據照明設定之照明光的一照明的情況下針對光罩所獲得的至少一強度分布；-經由此強度量測，在振幅方面以及在相位方面確定由照明光與光罩結構的相互作用而產生的一電場；以及-基於一數學模擬(正向計算)估計當微影製程進行時在光阻中所獲得的一強度分布，其中所確定的電場在包含至少該光阻的一層系統中傳播。
根據一具體實施例，層系統更包含由形成晶圓的複數個層所製成的一晶圓堆疊(wafer stack)。
根據一具體實施例，層系統更包含一浸潤介質。
根據一具體實施例，方法更包含以下步驟：基於所估計之至少一強度分布以及基於一OPC模型或阻抗模型預測由於微影製程而產生的一最終光阻結構。
根據一具體實施例，確定由照明光與光罩結構的相互作用而產生的電場包含考慮光罩檢查裝置的光學像差。
根據一具體實施例，估計當微影製程進行時在光阻中所獲得的強度分布包含考慮投射曝光裝置的光學像差。
根據一具體實施例，電場係確定為一部份相干複合電場(partly coherent complex electric field)。
根據一具體實施例，方法更包含以下步驟：基於所確定的電場計算特徵化光罩的至少一參數。根據本發明，特別是不需要使用任何校準光罩或用以使光罩勝任的進一步假設或模型。
本發明更關於用於檢查光罩的方法，其中光罩包含待成像的光罩結構且光罩將在一微影製程中在一投射曝光裝置中以一預定照明設定照明，用以曝光包含一光阻的一晶圓，其中方法包含以下步驟：-使用一感測器配置在一光罩檢查裝置中量測在具有根據照明設定之照明光的一照明的情況下針對該光罩所獲得的至少一強度分布；-經由此強度量測，在振幅方面以及在相位方面確定由照明光與光罩結構的相互作用而產生的一電場；以及-基於所確定的電場，計算特徵化光罩的至少一參數。
根據一具體實施例，特徵化光罩的至少一參數描述光罩上結構的形式或位置。特別地，這可能關於蝕刻深度、邊緣陡度、邊緣圓化、角落圓化及線寬變化、以及結構類型及其周圍環境。
根據一具體實施例，確定由照明光與光罩結構的相互作用而產生的電場包含考慮光罩檢查裝置的光學像差。
根據一具體實施例，方法包含以下步驟：基於所確定的電場計算描述光罩的繞射及/或反射行為的一光罩模型。
根據一具體實施例，方法更包含以下步驟：針對與預定照 明設定不同的一照明設定，估計當微影製程進行時在光阻中所獲得的一強度分布。
根據一具體實施例，方法更包含以下步驟：針對在投射曝光裝置中的一修改焦點平面(modified focal plane)，估計當微影製程進行時在光阻中所獲得的一強度分布。
根據一具體實施例，方法更包含以下步驟：計算至少一個另外的強度分布，其當至少一光學參數改變時在光罩檢查裝置中對該光罩是預期中的。
本發明更關於用於檢查光罩的方法，其中光罩包含待成像的光罩結構且光罩將在一微影製程中在一投射曝光裝置中以一預定照明設定照明，用以曝光包含一光阻的一晶圓，其中方法包含以下步驟：-使用一感測器配置在一光罩檢查裝置中量測在具有根據照明設定之照明光的一照明的情況下針對光罩所獲得的至少一強度分布；-經由此強度量測，在振幅方面以及在相位方面確定由照明光與光罩結構的相互作用而產生的一電場；以及-計算至少一個另外的強度分布，其當至少一光學參數改變時在光罩檢查裝置中對該光罩是預期中的。
根據一具體實施例，此至少一光學參數描述用於光罩檢查裝置的照明設定。
根據一具體實施例，至少一光學參數的改變包含考慮光罩檢查裝置及/或投射曝光裝置的光學像差。
本發明更關於用於預測當一微影製程進行時使用一光罩而獲得的成像結果的設備，其中光罩包含待成像的光罩結構且光罩將在一微影製程中在一投射曝光裝置中以一預定照明設定照明，用以曝光包含一光阻的一晶圓，其特徵在於該設備係設計以執行包含前述特徵的方法。
本發明可在EUV(即在例如約13nm或約7nm的波長)及在 VUV或DUV範圍(例如在小於250nm、特別是小於200nm的波長)中實現。因此，在光罩檢查裝置中檢查的光罩可為反射遮罩(用於EUV投射曝光裝置)及透射遮罩(用於在DUV或VUV範圍中的投射曝光裝置)。
本發明的其他組態可從描述內容及申請專利範圍附屬項獲得。
在下文中，將參考所附隨的圖式，基於較佳範例具體實施例來更詳細地解釋本發明。
100‧‧‧光罩檢查裝置
110‧‧‧照明系統
115‧‧‧照明光束
120‧‧‧投射透鏡
125‧‧‧觀察光束
130‧‧‧光罩
140‧‧‧感測器配置
201‧‧‧光源單元
210‧‧‧照明裝置
211‧‧‧光學單元
212‧‧‧偏折反射鏡
213‧‧‧透鏡群組
214‧‧‧REMA透鏡
220‧‧‧投射透鏡
230‧‧‧光罩
240‧‧‧晶圓
在圖式中：圖1顯示可用於根據本發明之方法的光罩檢查裝置的基本可能架構的示意圖；圖2顯示用以解釋微影投射曝光裝置的範例架構的示意圖；圖3顯示用以解釋根據本發明之方法的可能具體實施例的流程圖；以及圖4顯示用以解釋在圖3方法中執行的演算法程序的流程圖。
如圖1中僅示意性地顯示，傳統光罩檢查裝置100包含照明系統110及投射透鏡120，其中來自光源(未示於圖1中)的光進入照明系統110且照明光束115撞擊於配置在投射透鏡120的物體平面中的光罩130上，且其中藉由投射透鏡120將光罩130的照明區域經由一觀察光束125成像至感測器配置140(例如CCD相機)。
此外，將參考圖2解釋微影投射曝光裝置的基本可能架構。投射曝光裝置包含照明裝置210及投射透鏡220。照明裝置210用以以來自光 源單元201的光照明一載有結構的光罩(遮罩)230，其中光源單元201例如包含用於193nm操作波長的ArF準分子雷射以及產生平行光束的光束成形光學單元。照明裝置210包含光學單元211，其在所示範例中特別包含一偏折反射鏡212。光學單元211可包含例如用以產生不同照明設定(即在照明裝置210的光瞳平面中強度分布)的繞射光學元件(DOE)及變焦錐透鏡系統(zoom-axicon system)。光混合裝置(此處未顯示)位於光傳播方向中之光學單元211下游的光束路徑中，其中光混合裝置可具有例如(以一已知方式)由適合用以獲得光混合物之微光學元件所製成的一配置以及一透鏡群組213，在其下游有一場平面具有遮罩遮蔽系統(REMA)，其在光傳播方向中由REMA透鏡214成像至載有結構的光罩(遮罩)230，其配置在另一場平面中並由此而限定了遮罩上的照明區域。
藉由投射透鏡220，載有結構的光罩230成像至設有光敏感層(光阻)的基板上或至晶圓240上。特別地，投射透鏡220可針對浸潤操作而設計，在此情況下浸潤介質相對於光傳播方向位在晶圓、或其光敏感層的上游。此外，可能具有例如大於0.85、特別是大於1.1的數值孔徑NA。
即使前文中描述針對在DUV波長(例如小於250nm、特別是小於200nm的波長)下操作而設計的微影投射曝光裝置的可能架構，本發明也可適用於針對在EUV波長(例如小於30nm、特別是小於15nm的波長)下操作而設計的微影投射曝光裝置或對當微影製程在此投射曝光裝置中進行時使用光罩而獲得的成像結果的預測的其他具體實施例。
為了做出對當微影製程在圖2的投射曝光裝置中進行時使用光罩而獲得的成像結果的預測，一開始為針對在圖1的光罩檢查裝置中的光罩或以感測器配置140所獲得的強度分布的量測。在此處，在光罩檢查裝置中設定也在微影製程中用於投射曝光裝置的相同照明條件。
在下一步驟中，經由此強度量測，在振幅方面以及在相位方面確定由照明光與光罩結構的相互作用所產生的電場。在此處，電場的 振幅立即成為所量測強度的平方根。電場的相位可使用強度運輸的概念來確定，其已知可由以下方程式(1)來描述：
Figure 108110512-A0202-12-0009-1
 其中ξ=λ．z。在此處，強度的導數可由至少兩個量測的強度分布之間的差來大概地決定。描述強度的傳輸的方程式則為一微分方程式，由此在已知 變量I(x,y,ξ 0)及
Figure 108110512-A0202-12-0009-3
I(x,y,ξ)的情況下決定相位
Figure 108110512-A0202-12-0009-19
(x,y,ξ 0)。在每一情況中這是基於一近軸近似。
在其他具體實施例中，也可使用同樣為已知的疊層成像(ptychography)的概念確定由照明光與光罩結構的相互作用而產生的電場的相位。在這方面，參考G.Zheng等人在Nature Photonics第7卷739-745頁(2013)，DOI：10.1038/nphoton.2013.187所提出的文章：「廣域、高解析度傅立葉疊層成像顯微鏡(Wide-field,high-resolution Fourier ptychographic microscopy)」。
因此，基於數學模擬(正向計算)估計當微影製程在圖2的投射曝光裝置中進行時在晶圓240上的光阻中所獲得的強度分布，其中先前所確定的電場傳播進入一層系統，其包含至少一光阻、另外選擇性地包含一浸潤介質及/或形成晶圓的複數個層所製成的一堆疊。
關於可能程序的數學描述，參考Seong-Sue Kim等人在J.Opt.Soc.Am.A/Vol.17,No.8/August 2000,p.1454-1460所發表的文獻：「由聚焦場照明之薄膜堆疊的光學特性(Optical properties of a thin film stack illuminated by a focused field)」。因此，首先針對由N個層所構成的一層系統，對傳播進入第j+1層(1<j+1
Figure 108110512-A0202-12-0009-21
N)之在s-及p-極化中的菲涅耳係數表示如下：
Figure 108110512-A0202-12-0010-4
Figure 108110512-A0202-12-0010-5
 在此處，m 11,m 12,m 21及m 22為特徵矩陣的元素：
Figure 108110512-A0202-12-0010-6
 其中
Figure 108110512-A0202-12-0010-8
 其中適用下式：h j+1=n j+1 d j+1cos θ j+1 (6)
Figure 108110512-A0202-12-0010-11
Figure 108110512-A0202-12-0010-10
 在此處，θ表示入射角，ε0表示介電係數，且μ0表示磁導率。
在方法的另一組態中，基於所描述之光阻中強度分布的估計，有可能預測在完成微影製程後由於光阻的化學特性而出現的最終光阻 結構，其使用OPC模型或阻抗模型。在這方面，參考在Proceedings Volume 3677：Metrology,Inspection and Process Control for Microlithography XIII June 1999中發表之由Edward W.Conrad等人所提出的文獻：「模型考量、校準問題及阻抗偏置模性的計量方法(Model considerations,calibration issues and metrology methods for resist-bias models)」，Proceedings of SPIE-06/1999；DOI：10.1117/12.350782。
在方法的另一組態中，由照明光與光罩結構的相互作用而產生的電場的完整振幅及相位資訊可與同樣為已知的照明條件結合使用，其中此電場於光罩檢查裝置中產生，為了光罩的光罩模型的(反向)計算，其提供了光罩的繞射行為(在設計用於穿透操作的光罩的情況)或光罩的反射行為(在設計用於反射操作的光罩的情況)的一般描述。基於此光罩模型，有可能進而針對偏離照明設定或偏離焦點位置估計光罩所獲得的微影製程的結果。
在方法的另一組態中，也有可能藉由計算將在光罩檢查裝置所產生的已知像差從電場(其由照明光與光罩結構的相互作用而產生)移除，以最終基於光罩檢查裝置中的量測產生無像差的影像。此外，也有可能將已知出現在微影投射曝光裝置的像差加入至光罩檢查裝置中所量測的空間圖像，以實現由於微影製程而在晶圓上產生的成像結果的預測的進一步最佳化。
根據本發明的另一態樣，下文將參考圖3及圖4描述由照明光與光罩結構的相互作用而產生的電場被確定為一部份相干、複合的電場。這理解為是指具有多個不同振幅及相位的電場，其中個別振幅及相位值分別應用於照明裝置的光瞳平面中的相干成分或特定位置。
根據本發明，此方法(為此將於下文中參考圖4描述適當的演算法)考慮以下事實：首先，以「相位」及「振幅」的物理變數描述電場的概念僅在相干的情況下有效，其次，在相關應用中針對要被仿真的照明設 定應假設部分相干的照明設定(例如偶極或四極照明設定)，其用於投射曝光裝置中的實際微影製程。
從這個考慮開始，本發明基於以下概念：獲得對實際上相關的相應照明設定也是足夠的準確度，以及因此(作為本發明的數個可能應用的其中之一)有助於特別是透過確定電場為一複合、部份相干的電場來推斷光罩參數，如下所述。
在根據圖4所繪示的流程圖的步驟S410中，該演算法(也可稱作部分相干重建演算法)由猜測物體(光罩)及選擇性的其他自由參數開始。在此處，有可能特別地藉由求解所謂的TIE方程式(即基於已知的強度傳輸的概念)來獲得第一估計(然而，本發明並不受限於此)。此外，物體的第一估計可基於設計剪輯資訊或量測的強度值來進行。
現在，針對根據步驟S410所猜測的此物體，在步驟S420中首次進行部分相干模擬。在此處，基於已知的預定部分相干照明設定、所猜測的物體及從步驟S410可能進一步猜測的自由參數來模擬相應的空間影像堆疊，其中若正確地猜測物體及進一步的自由參數，空間影像堆疊將對應量測的空間影像堆疊。此空間影像堆疊可包含在光罩及感測器配置之間具有不同光罩位置或不同距離的空間影像及/或針對不同照明設定的空間影像。
在下一步驟S430中，誤差函數確定為空間影像堆疊的所有畫素的模擬及量測之間的平方差的和。在後續步驟S440中針對此誤差函數計算有關所有自由參數的偏差。若能夠使用Kirchhoff模擬來進行前述的模擬，可經由本身為已知的「反向傳播演算法」以一數值有效的方式來進行誤差函數的該偏差的計算，參考在Physical Review B 87,184108(2013)發表的現有技術：「用於電子顯微鏡中3D疊層成像的反向傳播演算法(Backpropagation algorithm applied to 3D ptychography in electron microscopy)」。
在後續步驟S450中，對所有自由參數計算新的估計值，且在相應返回步驟S420時，執行新的部分相干模擬等。
因此，虛擬光罩或虛擬物體之根據本發明的重建係實施使得此虛擬物體的模擬最終將再現與使用光罩檢查裝置所獲得相同的量測資料。
在本發明的具體實施例中，有可能進行所謂的「降階取樣」(即，在通過計算的進一步組合期間所使用之節點數量相對於所量測畫素的數量的減少)，以增加上述演算法的速度，其中可使用由比出現在由光罩檢查裝置所提供的量測影像中更少的畫素數量來表示相關物理資訊的情況。
此外，在本發明具體實施例中，如前述，照明設定的位置及/或極化也可屬於圖4的演算法中的「重建自由參數」，因此例如照明極的位移(可能發生在照明設定中)可同樣在前述演算法的範疇內確定-與虛擬物體結合。
此外，有可能將光罩檢查裝置的光學誤差、或光罩本身的誤差視作(且同樣共同重建為)前述演算法中的自由參數。此外，前述演算法也可包含已知的最佳化方法，像是例如所謂的「壓縮感測」(例如在減少到一稀疏占用基底(sparsely occupied base)的含義內)。
作為本發明數個可能及有利的應用之一，可基於執行複數個量測步驟來計算特徵化光罩的至少一參數，同時以光罩檢查裝置連同一部份相干重建演算法來量測不同的強度分布，其將於下文中作更詳細的解釋。下文將參考圖3所繪示的流程圖更詳細地解釋相應的方法。
在本發明另一有利的應用中，不同強度分布的量測連同確定電場為一複合、部分相干的電場也可用以預測當至少一光學參數變化時所預期的空間影像，其中此光學參數可例如為用於光罩檢查裝置的照明設定或光罩檢查裝置及/或投射曝光裝置的光學像差。最後提到的方面可又包含消除光罩檢查系統的光學像差及/或增加投射曝光裝置的光學像差。
再次回到圖3，用以確定用於光罩之至少一參數特性的本發明方法由進行不同強度分布的複數個量測開始(如前文所述)，其中可針對光罩與感測器配置之間的不同距離、不同的照明設定及/或成像光束路徑的光瞳平面中的相位及/或振幅的不同修改來進行這些量測(步驟S310)。成像光束路徑的光瞳平面中的相位及/或振幅的修改可由使用適當的振幅光罩(例如形式為光闌或灰階值過濾器)或(例如可橫向位移的)相位光罩而以本身為已知的方式來進行。
較佳地，為了最佳化根據本發明的方法的準確度，首先選擇夠大的感測器配置或相機的控制範圍以最小化(不確定性的)雜訊，其次選擇使得在每一情況下輸入至感測器配置的強度與感測器信號之間有一線性關係。此外，也可先決定感測器配置的非線性並接著藉由計算來移除。此外，可進行複數個量測或記錄不同的強度分布，以獲得有關部分相干光場的足夠資訊。當針對光罩及感測器配置之間不同距離進行複數個量測，舉例來說，光罩在各個情況下可在約13μm的總行程上以約1μm的增量沿光學系統軸或光傳播方向位移，其中在每一個別位移後分別記錄一空間影像。或者，沿光學系統軸或光傳播方向也可有感測器配置或相機、或投射透鏡的相應位移。
在根據圖3的步驟S320中，基於強度分布或因而確定的空間影像，使用前述的部分相干重建演算法來決定虛擬物體(即虛擬光罩)。
再次參考圖3，在步驟S330中，當決定一假想偵測光瞳(即在成像光束路徑中的假想光瞳平面)時，可過濾非物理頻率。在該過程中，例如在具有半徑σ的單極照明設定及具有半徑NA的偵測光瞳中，可經由具有半徑NA+σ的虛擬孔徑光欄來過濾在該假想偵測光瞳中的非物理頻率。在其他具體實施例中，當決定在前述重建演算法中虛擬物體時，也可能從一開始僅重建物體光譜中有物理意義的組件。
在後續步驟S340中，基於所重建的物體(即重建的光罩)模擬 用以基於重建物體決定相位的相干成像。
接著，在步驟S350中校準光罩參數上所確定的(影像)相位。結果為可能考慮以下事實：具有給定物體相位的結構的影像相位不一定對應於物體相位(其中舉例來說，光罩的影像相位不僅與蝕刻深度有關，也與邊緣陡度、邊緣圓化、角落圓化及線寬變化、以及結構類型及其直接附近有關)。此外，影像相位中的額外結構或「過衝(overshoot)」可發生在本質上為實質平坦或均勻的物體相位的區域中。在相對大的結構中(例如在193nm的操作波長及NA為0.35的情況下大於0.5μm)，可能有例如在某個橫向區域上的影像相位的平均。在相對小的結構的情況下，對尋求結構的影像相位的最大值可能有一雜訊不敏感的決定。
在其他具體實施例中，尋求結構的不同物體相位的影像相位可儲存於程式庫或資料庫供校準目的，其中可進行相應重建影像相位與儲存影像相位的比較。
即使已基於特定具體實施例描述本發明，許多變化形式及替代具體實施例對熟此技藝者來說是顯而易見的，例如結合及/或交換個別具體實施例的特徵。因此，對熟此技藝者來說，本發明當然同時涵蓋這些變化形式及替代具體實施例，且本發明的範疇僅在所附隨之專利申請範例及其均等的含義內受到限制。
100‧‧‧光罩檢查裝置
110‧‧‧照明系統
115‧‧‧照明光束
120‧‧‧投射透鏡
125‧‧‧觀察光束
130‧‧‧光罩
140‧‧‧感測器配置

Claims (16)

  1. 一種用於預測當一微影製程進行時使用一光罩而獲得的成像結果的方法，其中該光罩包含待成像的光罩結構且該光罩將在一微影製程中在一投射曝光裝置中以一預定照明設定照明，用以曝光包含一光阻的一晶圓，其特徵在於：該方法包含以下步驟：a)使用一感測器配置在一光罩檢查裝置中量測在具有根據該照明設定之照明光的一照明的情況下針對該光罩所獲得的至少一強度分布；b)經由此強度量測，在振幅方面以及在相位方面確定由該照明光與該光罩結構的相互作用而產生的一電場；以及c)基於一數學模擬(正向計算)估計當該微影製程進行時在該光阻中所獲得的一強度分布，其中在步驟b)中所確定的該電場在包含至少該光阻與一晶圓堆疊的一層系統中傳播，該晶圓堆疊由形成該晶圓的複數個層所製成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在步驟c)中的該層系統更包含一浸潤介質。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中該方法更包含以下步驟：基於在步驟c)所估計之該至少一強度分布以及基於一OPC模型或阻抗模型預測由於該微影製程而產生的一最終光阻結構。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中在步驟b)中確定由該照明光與該光罩結構的相互作用而產生的該電場包含考慮該光罩檢查裝置的光學像差。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中在步驟c)中估 計當該微影製程進行時在該光阻中所獲得的該強度分布包含考慮該投射曝光裝置的光學像差。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中該方法更包含以下步驟：基於該確定的電場，計算特徵化該光罩的至少一參數。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中特徵化該光罩的該至少一參數描述該光罩上結構的形式或位置。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中該方法包含以下步驟：基於該確定的電場，計算描述該光罩的繞射及/或反射行為的一光罩模型。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中該方法更包含以下步驟：針對與該預定照明設定不同的一照明設定，估計當該微影製程進行時在該光阻中所獲得的一強度分布。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中該方法更包含以下步驟：針對在該投射曝光裝置中的一修改焦點平面，估計當該微影製程進行時在該光阻中所獲得的一強度分布。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中該方法更包含以下步驟：計算至少一個另外的強度分布，其當至少一光學參數改變時在該光罩檢查裝置中對該光罩是預期中的。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中此光學參數描述用 於該光罩檢查裝置的該照明設定。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中至少一光學參數的該改變包含考慮該光罩檢查裝置及/或該投射曝光裝置的光學像差。
  14. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中該光罩為設計用於穿透操作、特別是用於小於250nm的一操作波長的一光罩。
  15. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中該光罩為設計用於反射操作、特別是用於小於30nm的一操作波長的一光罩。
  16. 一種用於預測當一微影製程進行時使用一光罩而獲得的成像結果或用於檢查光罩的設備，其中該光罩包含待成像的光罩結構且該光罩將在一微影製程中在一投射曝光裝置中以一預定照明設定照明，用以曝光包含一光阻的一晶圓，其特徵在於該設備係設計以執行申請專利範圍前述請求項之其中任一項所述的一方法。
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