TWI737521B

TWI737521B - 照明源最佳化的方法

Info

Publication number: TWI737521B
Application number: TW109136601A
Authority: TW
Inventors: 陳世佳; 張宜翔; 林嘉祺; 賴俊丞
Original assignee: 力晶積成電子製造股份有限公司
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2021-08-21
Also published as: TW202217461A

Abstract

一種照明源最佳化的方法，包括：設定照明源的多個變數的範圍，並給定多個參數的數值；給定一低強度照明條件；計算一成本函數；以及取得該些變數的最佳化的數值。

Description

照明源最佳化的方法

本發明是有關於一種最佳化的方法，且特別是有關於一種照明源最佳化的方法。

對於半導體製程而言，光學微影術主要目的是為了使光罩上的圖案可忠實地呈現在晶圓上。由於光學微影術具有將積體電路佈局的線路寬度縮減的優點，因此已成為目前半導體製程中必要的步驟之一。光學微影術包括了照明源、光罩、光阻劑塗佈、曝光以及顯影等過程。由於整個製程具有許多製程變數或參數，為了調整這些製程變數或參數，往往必須耗費許多時間和材料。因此，在目前的製程上，多數是以理論模型為基礎來預測曝光後的結果而找出最佳化的製程變數或參數。

以照明源的設計為例，其變數至少包括了數值孔徑、照明源強度、偏振態以及形狀態。然而，依照現有的理論模型來做照明源的最佳化，其處理時間至少需兩個星期。因此，亟需更好的最佳化方法以能有效地減少處理時間。

本發明提供一種照明源最佳化的方法，其能有效地降低取得照明源的最佳化變數的處理時間。

本發明的一實施例的照明源最佳化的方法包括：設定照明源的多個變數的範圍，並給定多個參數的數值；給定一低強度照明條件；計算一成本函數；以及取得該些變數的最佳化的數值。

基於上述，在本發明的一實施例的照明源最佳化的方法中，由於給定了低強度照明條件，因此照明源最佳化的方法的整體處理時間有效地降低。

圖1是根據本發明的一實施例的照明源最佳化的方法的流程圖。請參考圖1，本發明的一實施例的照明源最佳化的方法包括步驟S100、S120、S140、S160。在步驟S100中，首先，設定照明源的多個變數的範圍，並給定多個參數的數值。在本實施例中，照明源可包括光源、照明源形成系統以及投影光學系統。光源例如是深紫外光（deep ultraviolet light）雷射光源，或其他合適的光源。照明源形成系統用以使光源產生特定的形狀態（shape mode）。再者，投影光學系統用以提供特定的數值孔徑（numerical aperture, NA）。

在本實施例中，上述的變數包括數值孔徑、光罩偏差（mask bias）或偏振態。其中，光罩偏差為光罩上的圖案的線寬與經蝕刻後在光阻層所對應的圖案的線寬之間的差值。偏振態例如橫向磁性（transverse magnetic, TM）偏振或橫向電性（transverse electric, TE）偏振。

在本實施例中，上述的多個參數包括圖案（pattern）、裁線（cut line）型態或圖案權重（pattern weight）。其中，圖案例如是光罩上對應了積體電路佈局所設計的圖案。裁線型態包括了密集線、孤立線（isolated line）、孤立間隙（trench）或接觸孔（contact hole）。圖案權重對應了圖案內各子圖案的權重。例如，對圖案中不同的子圖案給予不同的權重。

在本實施例中，上述的多個參數更包括成本函數CF的多個規格參數或多個權重參數。在本實施例中，成本函數CF可為下面的公式(1)

(1) 其中， CLi _weight 為裁線權重； N _CL 為裁線數； Xj _weight 為可列印性指數權重（printability index weight）； N _X 為可列印性指數的數； Xj為可列印性指數（例如光罩錯誤增強因子、對比等）； Xj _ref 為可列印性指數的參考值（reference）。

在本實施例中，上述的成本函數的多個規格參數包括光罩錯誤增強因子（Mask Error Enhancement Factor, MEEF）、對比（contrast）、正規化影像對數斜率（Normalized Image Log Slope, NILS）、製程窗口（process windows）、列印容許誤差（Print-out Tolerance）、光阻劑模型效率（Photoresist model performance, PR model performance）或光學模型效率（Optical model performance）。再者，成本函數CF的多個權重參數可為上述的裁線權重或可列印性指數權重。

在本實施例的步驟S120中，給定一低強度照明條件，其中低強度照明條件為照明源的強度與照明源的最大強度之間的比值小於等於1%。

在本實施例的步驟S140中，基於上述的步驟S100與S120，計算一成本函數CF，也就是計算上述的公式(1)。當上述的步驟S120中給定低強度照明條件時，部分的製程變數或參數，例如照明源的形狀態，對成本函數CF的計算的影響可被忽略。因此，本發明的一實施例的照明源最佳化的方法在上述的步驟S100中，變數僅需考慮數值孔徑、光罩偏差（mask bias）或偏振態，使得成本函數CF的計算的處理時間可有效地減少。

在本實施例的步驟S160中，基於上述的步驟S140的結果，取得上述多個變數的最佳化的數值。

圖2A與圖2B分別示意了不同的照明源的形狀態的示意圖。在一實施例中，照明源最佳化的方法更可根據上述所取得的多個變數的最佳化的數值，取得照明源的形狀態（shape mode）。請參考圖2A與圖2B，為了方便示意，圖2A與圖2B中僅各自示意了照明源中強度較高的部分。圖2A示意了一種均勻照明源，其中位置σ為照明源的圓週的sigma值的位置。圖2B示意了一種環形（annular）照明源，其中位置σ _in為照明源的內圓周（inner circumference）的位置，且位置σ _out為照明源的外圓周（outer circumference）的位置。

表1

數值孔徑	1.35
偏振態	TE偏振
照明源的形狀態	σ=0.99;I=0.01
光罩偏差	-4
裁線型態	42L/96P	54S/96P	42L/iso
光罩錯誤增強因子	2.54	2.54	1.08
對比	0.48	0.48	0.8
正規化影像對數斜率	1.41	1.82	1.88
焦點景深	0.205	0.236	0.058
成本函數絕對值	1.0551
處理時間（分鐘）	15

表1示意了根據本發明的一實施例的照明源最佳化的方法所取的多個變數的最佳化的數值。其中，照明源的形狀態中的I為照明源的強度與照明源的最大強度之間的比值。圖3示意了一種裁線型態。請參考圖3，圖3示意的裁線型態為密集線。其中，L為線寬（line width），S為間距（spacing），且P為節距（pitch）。在表1的裁線型態的數字的單位為奈米（nm），其中iso代表了孤立線。由於本發明的一實施例的照明源最佳化的方法給定了低強度照明條件，因此，處理時間縮短至15分鐘。

綜上所述，在本發明的一實施例的照明源最佳化的方法中，由於給定了低強度照明條件，使得照明源需被設定的變數的數量可減少，因此，成本函數的計算的處理時間降低了，使得照明源最佳化的方法的整體處理時間有效地降低。

L:線寬 P:節距 S:間距 S100、S120、S140、S160:步驟 σ、σ _in、σ _out:位置

圖1是根據本發明的一實施例的照明源最佳化的方法的流程圖。圖2A與圖2B分別示意了不同的照明源的形狀態的示意圖。圖3示意了一種裁線型態。

S100、S120、S140、S160:步驟

Claims

一種照明源最佳化的方法，包括：設定該照明源的多個變數的範圍，並給定多個參數的數值；給定一低強度照明條件；計算一成本函數；以及取得該些變數的最佳化的數值，其中該低強度照明條件為該照明源的強度與該照明源的最大強度之間的比值小於等於1%。
如請求項1所述的照明源最佳化的方法，其中該些變數包括數值孔徑、光罩偏差或偏振態。
如請求項1所述的照明源最佳化的方法，其中該些參數包括圖案、裁線型態或圖案權重。
如請求項1所述的照明源最佳化的方法，其中該些參數包括該成本函數的多個規格參數或多個權重參數。
如請求項4所述的照明源最佳化的方法，其中該成本函數的該些規格參數包括光罩錯誤增強因子、對比、正規化影像對數斜率、製程窗口、列印容許誤差、光阻劑模型效率或光學模型效率。