TWI808577B - 基於帶寬及散斑之微影製程最佳化 - Google Patents

基於帶寬及散斑之微影製程最佳化 Download PDF

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Abstract

一種用於改良使用一微影設備將一設計佈局之一部分成像至一基板上之一微影製程的方法。該方法包括：運算一多變數成本函數，該多變數成本函數為以下兩者的一函數：(i)影響該微影製程之特性的複數個設計變數，及(ii)該微影設備之一輻射源之一輻射帶寬；及藉由調整該等設計變數(例如，源、遮罩佈局、帶寬等)中的一或多者來重新組態該微影製程之該等特性(例如，EPE、影像對比度、抗蝕劑等)中的一或多者，直至一終止條件被滿足。該終止條件包括一散斑特性(例如，一散斑對比度)，該散斑特性維持於與該輻射源相關聯之一散斑規範內且亦將與該微影製程相關聯之一影像對比度維持於一所要範圍內。該散斑特性為該輻射帶寬的一函數。

Description

基於帶寬及散斑之微影製程最佳化
本文中之描述內容係關於微影設備及製程，及包括針對給定圖案化裝置藉由允許改變照明源之帶寬來最佳化照明源的方法或設備。
微影投影設備可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在此狀況下，圖案化裝置(例如，遮罩)可含有或提供對應於IC之個別層的電路圖案(「設計佈局」)，且藉由諸如經由圖案化裝置上之電路圖案輻照目標部分之方法，可將此電路圖案轉印至已塗佈有輻射敏感材料(「抗蝕劑」)層之基板(例如，矽晶圓)上的目標部分(例如，包含一或多個晶粒)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設備一次一個目標部分地順次地轉印至該複數個鄰近目標部分。在一種類型之微影投影設備中，整個圖案化裝置上之電路圖案一次性轉印至一個目標部分上；此設備通常被稱作步進器。在通常被稱作步進掃描設備(step-and-scan apparatus)之替代設備中，投影光束在給定參考方向(「掃描」方向)上遍及圖案化裝置進行掃描，同時平行或反平行於此參考方向而同步地移動基板。圖案化裝置上之電路圖案之不同部分漸進地被轉印至一個目標部分。一般而言，因為微影投影設備將具有放大因數M (通常＜1)，所以基板被移動之速率F將為投影光束掃描圖案化裝置之速率的因數M倍。可(例如)自以引用的方式併入本文中之US 6,046,792搜集到關於如本文中所描述之微影裝置的更多資訊。
在將電路圖案自圖案化裝置轉印至基板之前，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(post-exposure bake；PEB)、顯影、硬烘烤，及經轉印電路圖案之量測/檢測。此工序陣列係用作製造一裝置(例如，IC)之個別層的基礎。基板可接著經歷各種製程，諸如，蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械拋光等等，該等製程皆意欲精整裝置之個別層。若在裝置中需要若干層，則針對每一層來重複整個工序或其變化。最終，在基板上之每一目標部分中將存在一裝置。接著藉由諸如切割或鋸切之技術來使此等裝置彼此分離，由此，可將個別裝置安裝於載體上、連接至接腳，等等。
如所提及，微影為IC之製造中之中心步驟，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)及其他裝置。
隨著半導體製造製程繼續進步，幾十年來，功能元件之尺寸已不斷地減小，而每裝置的諸如電晶體之功能元件之量已在穩固地增大，此遵循通常稱為「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。在當前技術狀態下，使用微影投影設備來製造裝置之層，該等微影投影設備使用來自深紫外照明源之照明將設計佈局投影至基板上，從而產生尺寸遠低於100 nm (亦即小於來自照明源(例如，193 nm照明源)之輻射的波長之一半)的個別功能元件。
根據解析度公式CD = k 1×λ/NA，其中λ為所使用輻射之波長(當前在大多數情況下為248 nm或193 nm)，NA為微影投影設備中之投影光學器件之數值孔徑，CD為「臨界尺寸」(通常為所印刷之最小特徵大小)，且k 1為經驗解析度因數，印刷尺寸小於微影投影設備之經典解析度限制之特徵的此製程通常稱為低k 1微影。一般而言，k 1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樣變得愈困難。為了克服此等困難，將複雜精細調諧步驟應用於微影投影設備及/或設計佈局。此等步驟包括例如但不限於NA及光學同調性設定之最佳化、定製照明方案、相移圖案化裝置之使用、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」(RET)之其他方法。如本文中所使用之術語「投影光學器件」應被廣泛地解譯為涵蓋各種類型之光學系統，包括(例如)折射光學器件、反射光學器件、孔徑及反射折射光學器件。術語「投影光學器件」亦可包括根據此等設計類型中之任一者而操作的組件，以用於集體地或單一地引導、塑形或控制投影輻射光束。術語「投影光學器件」可包括微影投影設備中之任何光學組件，而不管光學組件定位於微影投影設備之光程上之何處。投影光學器件可包括用於在來自源之輻射通過圖案化裝置之前塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件，及/或用於在輻射通過圖案化裝置之後塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件。投影光學器件通常排除光源及圖案化裝置。
本文中所揭示為一種用於改良使用一微影設備將一設計佈局之一部分成像至一基板上之一微影製程的方法。該方法包括：運算一多變數成本函數，該多變數成本函數為以下兩者的一函數：(i)影響該微影製程之特性的複數個設計變數，及(ii)該微影設備之一輻射源之一輻射帶寬；及藉由調整該等設計變數中的一或多者來重新組態該微影製程之該等特性中的一或多者，直至一終止條件被滿足，該終止條件包括一散斑特性在與該輻射源相關聯之一散斑規範內同時將與該微影製程相關聯之一影像對比度維持於一所要範圍內，該散斑特性為該輻射帶寬的一函數。在一實施例中，該輻射帶寬在該重新組態期間改變。
在一實施例中，該散斑特性為與由該輻射源之一組同調波前的互相干涉產生之一散斑相關聯的一度量，該散斑指示局部劑量變化。在一實施例中，該散斑特性為與由該輻射源產生之輻射相關聯的一散斑對比度，且其中該散斑對比度在重新組態期間被減小或最小化。在一實施例中，與該輻射相關聯之該散斑對比度由來自空間同調性及時間同調性兩者的貢獻表徵，且該散斑對比度的減小包含減小時間同調性及/或空間同調性。在一實施例中，散斑對比度藉由下式來運算： ，其中 為輻射的波長， 為源大小， 為源發散， 為脈衝持續時間，且 為帶寬。
在一實施例中，與該微影製程相關聯之特性包括與微影設備之一或多個組件相關聯的特性或者製程(例如，抗蝕劑製程、蝕刻製程等)相關特性。舉例而言，該等特性包括以下各項中之一或多者：在該微影製程期間產生之一影像的影像對比度；該微影製程之一製程窗；一源特性；與該微影製程相關聯的一效能指示器；或該輻射源的該散斑特徵及帶寬的一範圍。
根據一實施例，提供一種用於改良使用一微影設備將一設計佈局之一部分成像至一基板上之一光微影製程的非暫時性電腦可讀媒體，該媒體包含儲存於上面的指令，該等指令在由一或多個處理器執行時引起包括本文中之方法之步驟的操作。
儘管在本文中可特定地參考IC之製造，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，該等實施例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、液晶顯示面板、薄膜磁頭等。熟習此項技術者將瞭解，在此類替代應用之內容背景中，本文中對術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應被視為可分別與更一般之術語「遮罩」、「基板」及「目標部分」互換。
在本文獻中，術語「輻射」及「光束」用於涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外輻射(例如，具有為365、248、193、157或126 nm之波長)及極紫外輻射(EUV，例如，具有介於約5至100 nm範圍內之波長)。
如本文中所使用之術語「最佳化」係指或意謂調整微影投影設備、微影製程等等，使得微影之結果及/或製程具有較為合意的特性，諸如基板上之設計佈局之投影之較高準確度、較大製程窗等。因此，如本文所使用之術語「最佳化」係指或意謂識別用於一或多個參數之一或多個值的製程，該一或多個值相比於用於彼等一或多個參數之一或多個值之初始集合提供在至少一個相關度量上的改良，例如局部最佳。應相應地解釋「最佳」及其他相關術語。在一實施例中，可反覆應用最佳化步驟，以提供一或多個度量之進一步改良。
此外，微影投影設備可屬於具有兩個或多於兩個台(例如，兩個或多於兩個基板台、一基板台及一量測台、兩個或多於兩個圖案化裝置台等等)之類型。在此等「多載物台」裝置中，可並行地使用複數多個台，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之US 5,969,441中描述雙載物台微影投影設備。
上文所提及之圖案化裝置包含或可形成一或多個設計佈局。可利用電腦輔助設計(computer-aided design；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(electronic design automation；EDA)。大多數CAD程式遵循一預定設計規則集合，以便產生功能設計佈局/圖案化裝置。藉由處理及設計限制來設定此等規則。舉例而言，設計規則定義電路裝置(諸如閘、電容器等等)或互連線之間的空間容許度，以便確保該等電路裝置或線彼此不會以不理想方式相互作用。設計規則限制中之一或多者可被稱作「臨界尺寸」(CD)。可將電路之臨界尺寸界定為線或孔之最小寬度，或兩條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，積體電路製造中之目標中之一者係(經由圖案化裝置)在基板上如實地再生原始電路設計。
本文中所使用之術語「遮罩」或「圖案化裝置」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裝置，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案；在此上下文中，亦可使用術語「光閥」。除經典遮罩(透射或反射；二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化裝置之實例亦包括： -可程式化鏡面陣列。此裝置之實例為具有黏彈性控制層及反射表面之矩陣可定址表面。此設備所隱含之基本原理為(例如)：反射表面之經定址區域將入射輻射反射為繞射輻射，而未經定址區域將入射輻射反射為非繞射輻射。使用適當濾光片，可自經反射光束濾除該非繞射輻射，從而之後僅留下繞射輻射；以此方式，光束變得根據矩陣可定址表面之定址圖案而圖案化。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號搜集到關於此類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設備10A。主要組件為：輻射源12A，其可為深紫外準分子雷射源或包括極紫外線(EUV)源(如上文所論述，微影投影設備自身不必具有輻射源)、照明光學器件之其他類型源，該等照明光學器件界定部分同調性(表示為西格瑪)且可包括塑形來自源12A之輻射的光學器件14A、16Aa及16Ab；圖案化裝置14A；及透射光學器件16Ac，其將圖案化裝置之圖案之影像投影至基板平面22A上。在投影光學器件之光瞳平面處的可調整濾光器或孔徑20A可限定沖射於基板平面22A上之光束角度之範圍，其中最大可能角度界定投影光學器件之數值孔徑NA = n sin(Θ max)，n為投影光學器件之最後一個元件與基板之間的媒介的折射率，且Θ max為自投影光學器件射出、仍可沖射於基板平面22A上之光束的最大角度。來自輻射源12A之輻射可未必處於單一波長。確切而言，該輻射可處於一不同波長範圍。不同波長範圍可藉由在本文中可互換地使用的被稱為「成像帶寬」、「源帶寬」或簡稱為「帶寬」之數量來表徵。小的帶寬可降低下游組件之色像差及相關聯之聚焦誤差，該等下游組件包括源中之光學器件(例如，光學器件14A、16Aa及16Ab)、圖案化裝置及投影光學器件。然而，彼情形未必導致絕不應放大帶寬之規則。
在系統之最佳化程序中，可將系統之優值(figure of merit)表示為成本函數。最佳化製程歸結為尋找最佳化(例如，最小化或最大化)成本函數之系統之參數集合(設計變數)的程序。成本函數可取決於最佳化之目標而具有任何合適形式。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。在微影投影設備之情況下，約束常常與硬體之物理性質及特性(諸如，可調諧範圍，及/或圖案化裝置可製造性設計規則)相關聯，且評估點可包括基板上之抗蝕劑影像上的實體點，以及諸如劑量及焦點之非物理屬性。
在微影投影設備中，源提供照明(即，輻射)至圖案化裝置，且投影光學器件經由圖案化裝置引導並塑形至基板上之照明。此處，術語「投影光學器件」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。例如，投影光學器件可包括組件14A、16Aa、16Ab及16Ac中之至少一些。空中影像(AI)為在基板位準處之輻射強度分佈。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的溶解度之空間分佈。可使用抗蝕劑模型以自空中影像計算抗蝕劑影像，可在全部揭示內容據此以引用方式倂入本文中之美國專利申請公開案第US 2009-0157360號中找到此情形之實例。抗蝕劑模型僅與抗蝕劑層之屬性(例如，在曝光、PEB及顯影期間發生之化學製程之影響)有關。微影投影設備之光學屬性(例如，源、圖案化裝置及投影光學器件之屬性)指定空中影像。由於可改變用於微影投影設備中之圖案化裝置，所以需要使圖案化裝置之光學屬性與至少包括源及投影光學器件的微影投影設備之其餘部分之光學屬性分離。
圖2中說明用於模擬微影投影設備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、帶寬及/或相位分佈)。投影光學器件模型32表示投影光學器件之光學特性(包括由投影光學器件引起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裝置上或藉由圖案化裝置而形成之特徵之配置的表示。可自設計佈局模型35、投影光學器件模型32及設計佈局模型35來模擬空中影像36。可使用抗蝕劑模型37自空中影像36模擬抗蝕劑影像38。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，應指出源模型31可表示源之光學特性，該等光學特性包括(但不限於)數值孔徑設定、照明西格瑪(σ)設定，以及任何特定照明形狀(例如，離軸輻射源，諸如環圈、四極子、偶極子等)。投影光學器件模型32可表示投影光學器件之光學特性，包括像差、失真、一或多個折射率、一或多個實體大小、一或多個實體尺寸等。設計佈局模型35可表示實體圖案化裝置之一或多個物理屬性，如(例如)以全文引用方式併入本文中之美國專利第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、空中影像強度斜率及/或CD，可接著將該等邊緣置放、空中影像強度斜率及/或CD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」之一或多個部分。在實施例中，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)。此等圖案或剪輯表示設計之小部分(亦即，電路、胞元或圖案)，且更具體言之，該等剪輯通常表示需要特定注意及/或驗證的小部分。換言之，剪輯可為設計佈局之部分，或可為類似的或具有設計佈局之部分的類似行為，其中一或多個臨界特徵藉由體驗(包括由客戶提供之剪輯)、試誤法或執行全晶片模擬來予以識別。剪輯可含有一或多個測試圖案或量規圖案。
可由客戶基於設計佈局中需要特定影像最佳化之一或多個已知臨界特徵區域而先驗地提供初始較大剪輯集合。替代地，在另一實施例中，可藉由使用識別該一或多個臨界特徵區域之某種自動(諸如機器視覺)或手動演算法自整個設計佈局提取初始較大剪輯集合。
如上文所解釋，源之帶寬不必保持與源之硬體所能保持之帶寬一樣小。帶寬可被用作額外設計變數，其可帶來微影製程之額外靈活性或改良。由源模型31表示之光學特性可包括帶寬。將關於圖5論述加寬帶寬之影響的實例。
圖3A示意性地展示帶寬之兩個定義。其他定義係可能的。第一定義為半高全寬(FWHM)帶寬310。顧名思義，FWHM帶寬為源輻射(來自輻射源)在發射峰高度之一半下的發射峰寬度。此FWHM帶寬310傳達源輻射光譜及其在半強度下之變化的一般表示，但其並不表徵光譜形狀。第二定義為E95帶寬320。E95帶寬為含有源輻射之95%之整合能量的光譜寬度。E95帶寬提供關於光譜形狀之更多資訊且對光譜背景強度之小變化十分敏感。圖3B展示隨波長(水平軸)而變之正規化整合能量(垂直軸)的曲線。E95帶寬為自源輻射之2.5%整合能量至97.5%的光譜寬度。
出於多種目的，帶寬可調整為另一設計變數。舉例而言，可調整帶寬以改良影像品質，例如，對比度(其由諸如影像對數斜率(ILS)及/或正規化影像對數斜率(NILS)之一或多個度量表徵，其中較高的ILS或NILS指示較清晰的影像)，以增大另一設計變數之寬容度(例如，聚焦深度、曝光寬容度)，增大製程窗之大小及/或改良整個基板上之臨界尺寸均勻性(CDU)或基板上之局部CDU。在實施例中，ILS或NILS為一影像內給定位置處的影像強度之函數。舉例而言，影像強度之斜率可運算為位置函數(dI/dx)，其量測影像在自明至暗之過渡中之陡度，且斜率可進一步除以強度I以運算影像對數斜率。在實施例中，影像對數斜率可乘以特徵的幾何特性(例如，標稱線寬)以運算影像的NILS。可將帶寬增大至大於源之硬體允許之最小值的值。
在設計變數具有約束的情況下，允許調整帶寬提供更多的靈活性且可改良微影製程而不管約束如何。舉例而言，在已製成圖案化裝置之後，其設計佈局可能無法調整。亦即，設計變數具有不允許圖案化裝置之任何幾何特性在最佳化中變化的約束。如本文中所使用之術語「圖案化裝置之幾何特性」意謂圖案化裝置之設計佈局之形狀及/或大小的特性。即使在製成圖案化裝置之前已最佳化(例如，單獨最佳化或由圖案化裝置及/或投影光學器件共同最佳化)照明而不允許調整帶寬，在製成圖案化裝置之後結合允許帶寬改變而重新最佳化照明、投影光學器件、圖案化裝置之非幾何特性或其組合亦可改良微影製程，儘管無法再調整該圖案化裝置。
圖4展示改變帶寬之影響的實例。在此實例中，E95帶寬以50 nm之增量自200fm改變至400fm，其中造成NILS減小。在此實例中，劑量係不變的。圖4之水平軸線展示焦點。
圖5展示改變帶寬之影響的另一實例。在此實例中，E95帶寬以100fm之增量自100fm改變至400fm；因此曝光寬容度(EL%)降低且聚焦深度(DOF)增大。此在對經改良之曝光寬容度無要求但對較高聚焦深度有要求的情況下可係有用的。加寬帶寬以損害曝光寬容度為代價允許較高的聚焦深度。若帶寬始終固定在硬體可達到的最小值，則此靈活性可能無法獲得。
另外，偏振具有影響。舉例而言，對於在同一方向上伸長的特徵之陣列，與低帶寬(例如，200fm)及XY偏振相比，可藉由低帶寬(例如，200fm，相比於300fm或更高)及TE偏振達成最佳結果。
另外，帶寬限值不必關於標稱波長為對稱的。舉例而言，帶寬之邊界的一端距標稱波長的距離可比距邊界的另一端更遠。因此，在最佳化中可評估(亦即，改變)帶寬限值之對稱性(例如，無論帶寬限值之一端距標稱波長的距離是否比距帶寬限值之另一端更遠)。
另外，帶寬之分佈可不同於(例如)高斯分佈。因此，在最佳化中可評估(亦即，改變)帶寬環繞標稱波長之分佈(例如，改變為非高斯分佈)。
可由適當的調諧設備(例如)在輻射源(例如，雷射)中調諧帶寬大小、限值、分佈等。舉例而言，線窄化模組(具有例如移動稜鏡)及/或顫動設備可改變帶寬大小、限值、分佈等。
隨著晶片製造繼續擴展雷射源在微影中之使用達7 nm節點及以下，對於晶圓之成功圖案化先前不連續的變數變得更有效的，從而要求對使其消極影響最小化的解決方案。舉例而言，用以照射遮罩圖案及將遮罩特徵投影於光阻-經塗佈之晶圓上的準分子-雷射光源現正展示被稱作散斑的自動干涉現象的電位衝擊。散斑導致局部照明不均勻性，該局部照明不均勻性可又導致光阻的不均勻曝露且導致較差圖案保真度。
當同調光在投影於表面上的散斑上彼此干擾時，散斑顯現。在光點內，輻射強度自最灰暗(若光點內之散射點的貢獻相消地干涉)至最明亮(若光點內之散射點的貢獻相長地干涉)隨機地發生變化。光點內之此等強度波動被稱作散斑。在實施例中，散斑在該微影製程期間導致局部劑量變化。為了解決散斑問題，大部分基於藉助於擴散器及/或可移動光學元件或者藉助於極化多樣化獲得的角多樣化已進行了許多嘗試。
在一些應用中，散斑可影響衝擊臨界尺寸均勻性(CDU)，例如大部分局部化的CDU (LCDU) (例如，對應於設計佈局的部分或檢測工具的視野)。根據一個實施例，散斑可藉由增大輻射帶寬或輻射脈衝長度來減小。在實施例中，輻射帶寬可隨同針對給定圖案之源及/或遮罩的重新組態經增大(例如，經由SO或SMO製程)以在歸因於散斑的減低之局部CDU (LCDU)情況下獲得高影像品質。在實施例中，可達成CDU及局部CDU歸因於散斑的減小同時自增大之雷射帶寬維持成像對比度(例如，標準300fm帶寬下的影像對比度) (其減低散斑對比度)。
根據本發明之散斑減小具有若干優勢。舉例而言，增大脈衝長度減小散斑，此情形又減小結構的線寬粗糙度(LWR)。增大獨立散斑圖案的數目以減小散斑可藉由將源帶寬脈衝伸長及/或增大來進行以輔助局部CD變化的進一步減小。增大雷射帶寬減小散斑。此外，成像光瞳及遮罩的最佳化(SMO-OPC)及僅源(SO)最佳化可經執行以進一步判定最佳帶寬設定以補償歸因於增大之帶寬(例如，大於標準300fm帶寬之帶寬)的影像對比度缺失。
圖6為用於改良使用微影設備將一設計佈局之一部分成像至基板上之微影製程的方法600之流程圖。在實施例中，微影製程之改良可藉由增大帶寬及/或脈衝持續時間、減小散斑及維持一影像品質來達成。舉例而言，帶寬可大於標準300fm帶寬及/或實質上大於標準脈衝持續時間(例如，150 ns)的脈衝長度擴展(例如，高達430 ns)。在實施例中，設計佈局之部分包含選自以下各者之一或多者：整個設計佈局、剪輯、已知為具有一臨界特徵的設計佈局之區段、熱點或溫點已被識別的設計佈局之區段，或臨界特徵已被識別的設計佈局之一區段。在一實施例中，方法600包括下文進一步詳細地論述的製程P602及P604。
製程P602包括運算多變數成本函數，該多變數成本函數為係以下各者之函數的多變數成本函數 ：(i)影響微影製程之特性的複數個設計變數(例如， )，及(ii)微影設備之輻射源的輻射帶寬(BW)。在實施例中，成本函數CF可表示為等式1或本文所論述之其他成本函數等式。成本函數運算之實例貫穿本發明經描述。在實施例中，成本函數為選自以下各者的一或多者：邊緣置放誤差(EPE)、圖案置放誤差(PPE)、臨界尺寸(CD)、取決於散斑特性的局部CD均勻性、抗蝕劑輪廓距離、最差缺陷大小、最佳焦點移位或遮罩規則檢查。在實施例中，成本函數為以下各者的函數：EPE、CD、LCDU、散斑特性、抗蝕劑輪廓距離、最差缺陷大小、最佳焦點移位、遮罩規則檢查，或與微影製程相關的其他特性。
在實施例中，輻射帶寬可表達為設計變數。在實施例中，輻射帶寬藉由以下各者來表徵：輻射帶寬之範圍；係帶寬之函數的變數之函數；或影響帶寬的變數之函數，該變數為表示微影製程之一或多個特性的複數個設計變數中之一或多者之函數。在實施例中，輻射帶寬為半高全寬(FWHM)帶寬，如關於圖3A及圖3B所論述。在實施例中，輻射帶寬為E95帶寬，如關於圖4及圖5所論述。在實施例中，帶寬可大於標準帶寬300fm。舉例而言，帶寬可係在400fm至1000fm的範圍內。在實施例中，輻射帶寬增大至大於源之硬體允許之最小值的值。
在實施例中，輻射源為產生用於微影製程中之輻射的組件。在實施例中，輻射源為一輻射源模型，該輻射源模型經組態以模仿用於微影製程中的輻射。
在實施例中，設計變數包含與以下各者相關聯的一或多個變數：微影設備之照明(例如，強度、光瞳形狀等)；設計佈局的幾何屬性(例如，形狀、大小等)；微影設備之投影光學器件；基板的抗蝕劑(例如，抗蝕劑厚度、抗蝕劑類型等)；或與該微影製程相關聯的空間影像或抗蝕劑影像。在實施例中，空中影像或抗蝕劑影像為一模擬影像。設計變數的額外實例貫穿本說明書予以描述。舉例而言，在諸如SO及SMO之不同製程期間可經調整的設計變數關於圖10至圖13來論述。
製程P604包括藉由調整設計變數中之一或多者來重新組態微影製程之特性中之一或多者，直至終止條件被滿足。在實施例中，終止條件包括一散斑特性在與輻射源進行之輻射產生相關聯之一散斑規範內，同時將與微影製程相關聯之一影像對比度維持於一所要範圍內。散斑特性為輻射帶寬的一函數。在一實施例中，輻射帶寬在重新組態期間可改變。在實施例中，影像品質可由一影像對比度或在微影製程期間產生的一影像之正規化影像對數斜率(NILS)度量(正規化為特徵大小)來表徵。在實施例中，終止條件可進一步包括將與基板上之一圖案相關聯的邊緣置放誤差(EPE)維持於一所要EPE範圍內。圖7說明散斑對比度在將NILS維持於最佳NILS的所要範圍(例如，小於最佳NILS的3%)同時的實例減小。
在實施例中，終止條件包括但不限於選自以下各者之一或多者：成本函數之最小化；成本函數之最大化；達到某一數目次反覆；達到等於或超出某一臨限值的成本函數之一值；達到某一運算時間；達到在一可接受誤差限值內的成本函數之一值；或最小化微影製程中之一曝光時間。
在實施例中，成本函數可藉由選自由以下各者組成之一群組的一方法予以最小化或最大化：高斯-牛頓演算法、雷文柏格-馬括特演算法、布洛伊登-費萊雪-高德法伯-香農演算法、梯度下降演算法、模擬退火演算法、內點演算法及遺傳演算法。
在一實施例中，終止包括散斑特性，散斑特性可為與由該輻射源之一組同調波前的互相干涉產生之一散斑相關聯的一度量。在實施例中，散斑指示局部劑量變化。
在一實施例中，散斑特性可為與由輻射源產生之輻射相關聯的一散斑對比度，且其中該散斑對比度在重新組態期間被減小或最小化。在一實施例中，與輻射相關聯之散斑對比度由來自空間同調性及時間同調性兩者的貢獻表徵，且散斑對比度的減小包含減小時間同調性、空間同調性或兩者。
在實施例中，散斑對比度藉由下式運算：
在上述等式中， 為該輻射的波長， 為源大小， 為源發散， 為輻射源之時間積分平方(TIS)脈衝長度， 為光源且 為輻射帶寬。在實施例中，輻射帶寬增大至大於源之硬體允許之最小值的值。
降低散斑對比度藉由增大光學擴展為可能的，該光學擴展為光束大小 A beam 與源發散 Ω divergence 的乘積。然而，增大光學擴展需要源之主要組件的有效重新設計，該有效重新設計為相當複雜的努力。另一方面，有可能的是增大光譜雷射帶寬(BW)，但此情形將不利地影響影像對比度。根據本發明，時間積分平方(TIS)脈衝長度可經增大以達成散斑對比度降低。
基於以上等式，運算散斑對比度採取4%的空間散斑對比度，且在130 ns脈衝持續時間下使用300fm及E95的標準帶寬，散斑對比度為大約5.75。另一方面，使用600fm之增大的帶寬及在430 ns之一脈衝長度擴展下遞送的E95，散斑對比度為3.6，其為相較於標準帶寬大約30%的散斑對比度減小。
在另一實例中，運算散斑對比度採取3%的空間散斑對比度，且在130 ns脈衝持續時間下使用300fm及E95的標準帶寬，散斑對比度為大約5.25。另一方面，使用在430ns之一脈衝長度擴展下遞送的BW 600fm及E95，散斑對比度為3.6，其為散斑對比度的大約35%的減小。
基於實驗結果，比較基線脈衝延展器(例如，限於130 ns)與經組態以將脈衝持續時間延長直至大約450 ns的脈衝伸展器，結果展示，脈衝延展器輸送大約450 ns脈衝長度達成30%以上的LWR減小(LCDU)。
在實施例中，微影製程之特性包括但不限於以下各項中之一或多者：在微影製程期間產生之一影像的影像對比度；微影製程的製程窗；與微影製程相關聯的效能指示器；及/或源特性，諸如輻射源的散斑特性及帶寬範圍。
在實施例中，重新組態微影製程之特性中的一或多者包括執行源最佳化或源遮罩最佳化。舉例而言，重新組態包括使用多變數成本函數經由與微影製程相關聯的一或多個製程模型執行源最佳化，使得散斑對比度經減小(例如，與使用標準帶寬相比較)，同時將一影像對比度維持於所要範圍內。在另一實例中，重新組態包括使用多變數成本函數經由與微影製程相關聯的一或多個製程模型執行源遮罩共同最佳化，使得散斑對比度經減小(例如，與使用標準帶寬相比較)，同時將一影像對比度維持於所要範圍內。圖10至圖13提供SO及SMO的實例流程圖，該等流程圖可使用本文所論述之成本函數(例如，包括帶寬)及終止條件(例如，散斑對比度及影像對比度)來修改。
在實施例中，重新組態微影製程之特性中的一或多者將設計佈局或設計佈局之部分關聯的影像對比度維持於最佳影像對比度的一所要範圍(例如，3%、5%或10%)內。舉例而言，圖7說明散斑對比度的實質減小(例如，大於30%)，同時將影像對比度中的損耗維持於最佳影像對比度的3%內。在實施例中，重新組態微影製程之特性中之一或多者增大了設計變數中之至少一者的寬容度。在實施例中，寬容度為聚焦深度或曝光寬容度。在實施例中，重新組態微影製程之特性中的一或多者增大一製程窗的一大小。在實施例中，重新組態微影製程之特性中的一或多者使輻射源的輻射帶寬最佳化，直至終止條件被滿足。
在實施例中，重新組態微影製程之特性中的一或多者為反覆製程。每一反覆包括(i)藉由擾動一或多個設計變數來模擬與微影製程相關聯的一或多個製程模型；(ii)使用設計變數及模擬結果的值來運算多變數成本函數；(iii)基於多變數成本函數判定終止條件是否被滿足；及(iv)回應於終止條件並未被滿足，進一步擾動一或多個設計變數且執行步驟(i)至(iv)。
在實施例中，最佳輻射帶寬可經判定以改良微影製程。舉例而言，一種用於判定最佳輻射帶寬的方法可包括：運算多變數成本函數，該多變數成本函數為以下各者的一函數：(i)影響微影製程之特性的複數個設計變數，及(ii)微影設備之輻射源的輻射帶寬。舉例而言，運算多變數成本函數可與關於圖6論述之製程P602相同。此外，該方法包括藉由調整一或多個設計變數來判定最佳輻射帶寬，直至終止條件被滿足。終止條件包括一散斑特性在與輻射源進行之輻射產生相關聯之一散斑規範內，同時將與微影製程相關聯之一影像對比度維持於一所要範圍內。散斑特性為該輻射帶寬的一函數，如上文所論述。
如本文所論述，散斑特性為與由輻射源之一組同調波前的互相干涉產生之一散斑相關聯的一度量，該散斑指示局部劑量變化。散斑特性為與由輻射源產生之輻射相關聯的一散斑對比度，且其中使得散斑對比度在最佳帶寬的判定期間被減小或最小化。散斑對比度使用如上文所述之 散斑對比度等式來運算。
又，如本文所論述，成本函數可為選自以下各者中的一或多者：邊緣置放誤差、圖案置放誤差、臨界尺寸(CD)、取決於該散斑特性的一局部CD均勻性、抗蝕劑輪廓距離、最差缺陷大小、最佳焦點移位或遮罩規則檢查。在實施例中，該終止條件可包括選自以下各者之一或多者：成本函數之最小化；成本函數之最大化；達到某一數目次反覆；達到等於或超出某一臨限值的該成本函數之一值；達到某一運算時間；達到在一可接受誤差限值內的該成本函數之一值；或最小化該微影製程中之一曝光時間。如本文所論述，設計變數包含與以下各者相關聯的一或多個變數：微影設備之照明；設計佈局的幾何屬性；微影設備的投影光學器件；基板的抗蝕劑；或在微影製程期間產生的空間影像或抗蝕劑影像。
圖7說明散斑對比度與NILS之間依據40 nm之特徵大小及80 nm節距的帶寬的例示性關係。資料藉由針對每一帶寬範圍使用40 nm線空間特徵組合經由SMO-OPC模擬而重新組態來產生。Y1軸線上左側的曲線為散斑對比度對帶寬(X軸)，且Y2軸線上右側上的曲線為NILS對帶寬(X軸)。結果證明，散斑對比度經實質減小，同時NILS經維持或具有小於最佳NILS之3%損耗的損耗。此外，額外微影相關最佳化(例如，照明、抗蝕劑等)可經執行以改良NILS值的損失。
圖8A、圖8B及圖8C說明根據實施例的針對不同帶寬之僅源最佳化的結果。在實施例中，源經重新組態用於增大帶寬，同時維持固定遮罩及NILS。舉例而言，源光瞳S1對應於300fm之帶寬，源光瞳S2對應於500fm的帶寬，且源光瞳S3對應於1000fm的帶寬。比較源光瞳S1、S2及S3說明不同光瞳特性，諸如在光瞳之不同部分處藉由不同強度表徵(例如，由範圍為0 (最灰暗/黑色)至1 (最明亮/白色)的實數表示)的形狀。舉例而言，光瞳S1之明亮部分分別不同於光瞳S2及S3的明亮部分。對於各別帶寬，光瞳中的此類改變使得微影製程的特性係在所要範圍內。在實施例中，僅源最佳化而不改變遮罩佈局的此選項可為所要的，此係由於改變遮罩佈局可能並非昂貴或相當複雜的(例如，在微影製造期間)。
圖9A、圖9B及圖9C說明根據實施例的針對不同帶寬之源-遮罩共同最佳化的結果。在實施例中，源經重新組態用於增大帶寬，同時修改遮罩佈局(例如，主要特徵之間的距離)以將NILS維持於所要範圍內。在圖9A中，具有具距離d1之特徵的源光瞳S10及遮罩佈局M10對應於300fm的帶寬。在圖9B中，具有具d2之特徵的源光瞳S20及遮罩佈局M20對應於600fm的帶寬。在圖9C中，源光瞳S30及遮罩佈局M30對應於1000fm的帶寬。在實施例中，遮罩佈局M10、M20及M30中特徵之間的距離可為不同的。舉例而言，距離d1＞d2＞d3。比較源光瞳S10、S20及S30，源在較明亮部分處具有差異，光瞳的此類改變結合對應遮罩佈局M10、M20及M30分別使得微影製程的特性係在所要範圍內。
根據本發明，所揭示元件之組合及子組合構成單獨實施例。舉例而言，第一組合包括藉由以下操作來改良使用微影設備將一設計佈局的部分成像於基板上之微影製程：修改設計變數以使得散斑特性係在散斑規範內，同時將與微影製程相關聯之一影像對比度維持於所要範圍內。在一子組合中，改良微影製程亦可滿足與微影製程相關聯的EPE。第二組合包括重新組態源、遮罩或源及遮罩兩者以滿足微影製程的一或多個特性(例如，EPE)。第三組合包括藉由使散斑最小化且將一影像對比度維持於最佳影像對比度的所要範圍(例如，3%、5%或10%內)來判定最佳化帶寬。
在微影投影設備中，作為一實例，可將成本函數表達為 (等式1) 其中 係 N個設計變數或其值。 可為設計變數 之函數，諸如針對 之設計變數之值集合在評估點處特性之實際值與預期值之間的差。 為與 相關聯的加權常數。可向比其他評估點或圖案更關鍵之評估點或圖案指派較高 值。亦可向具有較大出現次數之圖案及/或評估點指派較高 值。評估點之實例可為基板上之任何實體點或圖案、虛擬設計佈局上之任何點，或抗蝕劑影像，或空中影像，或其組合。 可為帶寬的函數，亦即變數的函數，該變數為帶寬的函數或影響帶寬，其中帶寬或變數反過來為設計變數 的函數(例如，恆等函數)。 可為帶寬的顯函數。 可為變數的顯函數，該變數為帶寬的函數或影響帶寬。當然， 不限於等式1中之形式。 可為任何其他合適之形式。
成本函數可表示微影投影設備、微影製程或基板之任何一或多個合適的特性，例如，聚焦、CD、影像移位、影像失真、影像旋轉、隨機變化、產出量、局部CD變化、製程窗，或其組合。在一個實施例中，設計變數 包含選自劑量、圖案化裝置之全域偏置及/或照明形狀中之一或多者。在一個實施例中，設計變數 包含源的帶寬。由於抗蝕劑影像常常指明基板上之圖案，故成本函數可包括表示抗蝕劑影像之一或多個特性之函數。舉例而言，此評估點之 可僅僅為抗蝕劑影像中之一點與彼點之預期位置之間的距離(亦即，邊緣置放誤差 )。設計變數可包括任何可調整參數，諸如源之可調整參數(例如，帶寬)、圖案化裝置之可調整參數、投影光學器件之可調整參數、劑量、焦點等。
微影設備可包括可用以調整波前及強度分佈之形狀及/或輻射光束之相移的被集體地稱為「波前操控器」之組件。在一實施例中，微影設備可調整沿著微影投影設備之光程之任何位置處的波前及強度分佈，諸如在圖案化裝置之前、在光瞳平面附近、在影像平面附近及/或在焦點平面附近。波前操控器可用以校正或補償由(例如)源、圖案化裝置、微影投影設備中之溫度變化、微影投影設備之組件之熱膨脹等所導致的波前及強度分佈及/或相移的某些失真。調整波前及強度分佈及/或相移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上量測此等改變。
設計變數可具有約束，該等約束可被表達為 ，其中 為設計變數之可能值集合。在實施例中，設計變數可為帶寬，且約束條件可為散斑特性。可藉由微影投影設備之所要產出量來強加對設計變數之一個可能約束。在無藉由所要產出量強加之此約束的情況下，最佳化可得到不切實際的設計變數之值集合。舉例而言，若劑量為設計變數，則在無此約束之情況下，最佳化可得到使產出量經濟上不可能的劑量值。然而，約束之有用性不應解譯為必要性。舉例而言，產出量可受光瞳填充比率影響。對於一些照明設計，低光瞳填充比可捨棄輻射，從而導致較低產出量。產出量亦可受抗蝕劑化學反應影響。較慢抗蝕劑(例如，要求適當地曝光較高量之輻射的抗蝕劑)導致較低產出量。在實施例中，對設計變數之約束使得設計變數無法具有改變圖案化裝置之任何幾何特性的值，亦即，在最佳化期間圖案化裝置上之圖案將保持不變。
最佳化製程因此在約束 下發現最佳化成本函數的一或多個設計變數之一值集合，(例如)以發現： (等式2) 根據一實施例，圖10中說明最佳化之通用方法。此方法包含界定複數個設計變數之多變數成本函數的步驟S302。設計變數可包含選自設計變數之任何合適組合，該等設計變數表示照明之一或多個特性(300A)(例如，光瞳填充比，即穿過光瞳或孔徑之照明之輻射的百分比)、投影光學器件之一或多個特性(300B)及/或設計佈局之一或多個特性(300C)。舉例而言，設計變數可包括表示照明之一或多個特性(300A)(例如，為或包括帶寬)及設計佈局之一或多個特性(300C)(例如，整體偏置)但不表示投影光學器件之一或多個特性(300B)的設計變數，該等設計變數產生照明-圖案化裝置(例如，遮罩)最佳化(「源-遮罩最佳化」或SMO)。或，設計變數可包括表示照明之一或多個特性(300A)(視情況偏振)、投影光學器件之一或多個特性(300B)及設計佈局之一或多個特性(300C)的設計變數，該等設計變數產生照明-圖案化裝置(例如，遮罩)-投影系統(例如，透鏡)最佳化(「源-遮罩-透鏡最佳化」或SMLO)。或，設計變數可包括表示照明之一或多個特性(300A)(例如，為或包括帶寬)、圖案化裝置之一或多個非幾何特性，或投影光學器件之一或多個特性(300B)，但不表示圖案化裝置之任何幾何特性的設計變數。步驟S304中，設計變數同時調整，使得成本函數移動朝向收斂。在實施例中，並非全部設計變數可經同時調整。每一設計變數亦可經單獨地調整。在步驟S306中，判定是否滿足預定義終止條件。預定終止條件可包括各種可能性，例如選自以下各者之一或多者：視需要藉由所用之數值技術最小化或最大化成本函數，成本函數之值等於臨限值或超越臨限值，成本函數之值達到預設誤差限值內，及/或達到預設數目次反覆。若在步驟S306中滿足條件，則方法結束。若一或多個條件在步驟S306中並未被滿足，則步驟S304及S306經反覆地重複，直至獲得所要結果。最佳化無需產生用於一或多個設計變數之單一值集合，此係由於可能存在由諸如光瞳填充因數、抗蝕劑化學反應、產出量等等之因素所導致的實體約束。最佳化可提供用於一或多個設計變數之多個值集合及相關聯之效能特性(例如，產出量)，且允許微影設備之使用者拾取一或多個集合。
可交替地最佳化(被稱作交替最佳化)或同時地最佳化(被稱作同時最佳化)設計變數之不同子集(例如，包括照明之特性的一個子集、包括圖案化裝置之特性的一個子集及包括投影光學器件之特性的一個子集)。因此，經「同時地」或「聯合地」最佳化的設計變數之兩個子集意謂允許同時改變兩個子集之設計變數。如本文中所使用之經「交替地」最佳化的設計變數之兩個子集意謂在第一最佳化中允許改變第一子集之設計變數但不允許改變第二子集之設計變數且接著在第二最佳化中允許改變第二子集之設計變數但不允許改變第一子集之設計變數。
在圖10中，同時地執行所有設計變數之最佳化。此流程可被稱為同時流程或共同最佳化流程。替代地，交替地執行所有設計變數之最佳化，如圖11所說明。在此流程中，在每一步驟中，使一些設計變數固定，而最佳化其他設計變數以最佳化成本函數；接著，在下一步驟中，使不同變數集合固定，而最佳化其他變數集合以最小化或最大化成本函數。交替地執行此等步驟，直至滿足收斂或某一終止條件。如圖11之非限制性實例流程圖中所展示，首先，獲得一設計佈局(步驟S402)，接著在步驟S404中執行照明最佳化的步驟，其中照明的一或多個設計變數(例如，帶寬)經最佳化(SO)以使成本函數最小化或最大化，同時固定其他設計變數。接著，在下一步驟S406中，執行投影光學器件最佳化(LO)，其中投影光學器件之設計變數經最佳化以使成本函數最小化或最大化，同時固定其他設計變數。交替地執行此等兩個步驟，直至在步驟S408中滿足某一終止條件為止。可使用一或多個各種終止條件，諸如成本函數之值變得等於一臨限值、成本函數之值超過該臨限值、成本函數之值達到預設誤差限值內，或達到預設數目次反覆等。請注意，SO-LO-交替-最佳化用作對替代性流程的實例。作為另一實例，首先可執行不允許改變帶寬的照明-圖案化裝置共同最佳化(SMO)或照明-圖案化裝置-投影光學器件共同最佳化(SMLO)，接著執行允許改變帶寬的第二SO或照明-投影光學器件共同最佳化(SLO)。最後，在步驟S410中獲得最佳化結果之輸出，且製程停止。
如之前所論述之圖案選擇演算法可與同時或交替最佳化整合。舉例而言，當採納交替最佳化時，首先可執行全晶片SO，識別一或多個「熱點」及/或「溫點」，接著執行LO。鑒於本發明，次最佳化之眾多排列及組合係可能的，以便達成所要最佳化結果。
圖12A展示最佳化之一個例示性方法，其中成本函數經最小化或最大化。在步驟S502中，獲得一或多個設計變數之初始值，包括一或多個相關聯之調諧範圍(若存在)。在步驟S504中，設置多變數成本函數。在步驟S506中，在圍繞用於第一反覆步驟(i=0)之一或多個設計變數之起點值的足夠小的鄰域內，擴大成本函數。在步驟S508中，將標準多變數最佳化技術應用於成本函數。應注意，最佳化問題可在S508中的最佳化製程期間或在最佳化製程後期應用約束，諸如一或多個調諧範圍。步驟S520指示出針對用於已為了最佳化微影製程而選擇之經識別評估點之一或多個給定測試圖案(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之結果與步驟S522中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，則接著在步驟S518中輸出設計變數之最終值。輸出步驟亦可包括輸出使用設計變數之最終值的一或多個其他函數，諸如輸出光瞳平面(或其他平面)處的波前像差經調整映射、最佳化照明映射，及/或最佳化設計佈局等。若未滿足終止條件，則在步驟S516中，運用第i反覆之結果更新一或多個設計變數之值，且程序返回至步驟S506。下文詳細地闡述圖12A之程序。
在例示性最佳化程序中，假定或近似設計變數 與 之間無關係，唯 足夠平滑(例如，存在一階導數 ， )除外，此通常在微影投影設備中有效。可應用諸如高斯-牛頓演算法、雷文柏格-馬括特演算法、布洛伊登-費萊雪-高德法伯-香農演算法、梯度下降演算法、模擬退火演算法、內在點演算法及遺傳演算法的演算法來尋找 。
此處，將高斯-牛頓演算法用作實例。高斯-牛頓演算法為適用於一般非線性多變數最佳化問題之反覆方法。在設計變數 採取值 之第 i反覆中，高斯-牛頓演算法線性化 附近之 ，且接著計算在 附近之給出 之最小值之值 。設計變數 在第( i+1)反覆中採取值 。此反覆繼續直至收斂(亦即， 不再縮減)或達到預設數目次反覆為止。
具體言之，在第 i反覆中，在 附近， (等式3)
根據等式3之近似，成本函數變為： (等式4) 其為設計變數 之二次函數。除設計變數 外，每一項為常數。
若設計變數 不在任何約束下，則可藉由 N個線性等式進行求解而導出 ： ，其中 。
若設計變數 係在呈 J個不等式(例如， 之調諧範圍)之約束下 (其中 )；且在 K個(例如，設計變數之間的相互相依性)之約束下 (其中 )，則最佳化程序變為經典二次規劃問題，其中 、 、 、 為常數。可針對每一反覆來強加額外約束。舉例而言，可引入「阻尼因數」 以限制 與 之間的差，以使得等式3成立。此等約束可表達為 。可使用(例如) Jorge Nocedal及Stephen J.Wright (Berlin New York: Vandenberghe. Cambridge University Press)之Numerical Optimization (第2版)中描述的方法來導出 。
代替最小化 之RMS，最佳化程序可將評估點當中之最大偏差(最差缺陷)之量值最小化至其預期值。在此方法中，可替代地將成本函數表達為： (等式5) 其中 為用於 之最大允許值。此成本函數表示評估點當中之最差缺陷。使用此成本函數之最佳化使最差缺陷之量值最小化。反覆貪心演算法可用於此最佳化。
等式5之成本函數可被近似為： (等式6) 其中 q為正偶數，諸如，至少4，或至少10。等式6模仿等式5之行為，同時允許藉由使用諸如最深下降方法、共軛梯度方法等之方法來分析上執行最佳化且使最佳化加速。
最小化最差缺陷大小亦可與 之線性化組合。具體言之，如在等式3中一樣，近似 。接著，將對最差缺陷大小之約束撰寫為不等式 ，其中 及 為指定用於 之最小偏差及最大允許偏差之兩個常數。插入等式3，將此等約束轉變為如下各式(其中p=1、……、P)， (等式6') 且 (等式6'')
由於等式3通常僅在 附近有效，所以倘若在此附近不能達成所要約束 (其可藉由該等不等式當中之任何衝突予以判定)，則可放寬常數 及 直至可達成此等約束為止。此最佳化程序最小化 , i附近之最差缺陷大小。接著，每一步驟逐步地縮減最差缺陷大小，且反覆地執行每一步驟直至滿足某些終止條件為止。此情形將產生最差缺陷大小之最佳縮減。
用以最小化最差缺陷之另一方式為在每一反覆中調整權重 。舉例而言，第 i反覆之後，若第 r評估點為最差缺陷，則可在第( i+1)次反覆中增大 ，以使得向彼評估點之缺陷大小之縮減給出較高優先權。
另外，可藉由引入拉格朗日(Lagrange)乘數來修改等式4及等式5中之成本函數，以達成對缺陷大小之RMS之最佳化與對最差缺陷大小之最佳化之間的折衷，亦即， (等式6''') 其中λ為指定對缺陷大小之RMS之最佳化與對最差缺陷大小之最佳化之間的權衡之預設常數。詳言之，若λ=0，則此等式變為等式4，且僅最小化缺陷大小之RMS；而若λ=1，則此等式變為等式5，且僅最小化最差缺陷大小；若0＜λ＜1，則在最佳化中考量最小化缺陷大小之RMS及最小化最差缺陷大小以上兩種情況。可使用多種方法來解決此最佳化。舉例而言，相似於先前所描述之方法，可調整每一反覆中之加權。替代地，相似於自不等式最小化最差缺陷大小，等式6'及6''之不等式可被視為在二次規劃問題之求解期間的設計變數之約束。接著，可逐步地放寬對最差缺陷大小之界限，或逐步地增大最差缺陷大小之權重，運算每一可達成最差缺陷大小之成本函數值，且選擇最小化總成本函數之設計變數值作為下一步驟之初始點。藉由反覆地進行此操作，可達成此新成本函數之最小化。
最佳化微影投影設備可擴展製程窗。較大製程窗在程序設計及晶片設計方面提供更多靈活性。製程窗可界定為例如一組焦點、劑量、像差、雷射帶寬(例如，E95或 ，且尤其特定針對抗蝕劑影像在抗蝕劑影像之設計目標之某限值內的強度值。應注意，此處所論述之所有方法亦可擴展為可藉由不同於曝光劑量及散焦的基本參數或額外基本參數建立的廣義製程窗定義。此等基本參數可包括但不限於諸如NA、均方偏差、像差、偏振之光學設定，或抗蝕劑層之光學常數。舉例而言，如早先所描述，若製程窗(PW)亦包含不同圖案化裝置圖案偏置(遮罩偏置)，則最佳化包括遮罩誤差增強因數(MEEF)之最小化，MEEF被定義為基板邊緣置放誤差(EPE)與誘發之圖案化裝置圖案邊緣偏置之間的比率。關於焦點及劑量值所定義之製程窗在本發明中僅用作一實例。
根據一實施例，在下文中描述使用例如劑量及焦點作為製程窗參數來最大化製程窗之方法。在第一步驟中，自製程窗中之已知條件 開始，其中 f 0為標稱焦點，且 ε 0為標稱劑量)，最小化在 附近之以下成本函數中之一者： (等式7) 或 (等式7') 或 (等式7'')
若允許標稱焦點 f 0及標稱劑量ε 0移位，則其可與設計變數 聯合地被最佳化。在下一步驟中，若可找到 之值集合，則接受 作為製程窗之部分，使得成本函數係在預設限值內。
若不允許焦點及劑量移位，則在焦點及劑量固定於標稱聚焦 f 0及標稱劑量 ε 0的情況下最佳化設計變數 。在替代實施例中，若可找到 之值集合，則接受 作為製程窗之部分，以使得成本函數在預設限值內。
本發明中早先所描述之方法可用以最小化等式7、7'或7''之各別成本函數。若設計變數表示投影光學器件之一或多個特性，諸如任尼克係數，則最小化等式7、7'或7''之成本函數基於投影光學器件最佳化，亦即LO而造成製程窗最大化。若設計變數表示照明及圖案化裝置之一或多個特性外加該投影光學器件的特性，則最小化等式7、7'或7''的成本函數基於SMLO而造成製程窗最大化，如圖10中所說明。若設計變數表示源及圖案化裝置之一或多個特性，則最小化等式7、7'或7''之成本函數基於SMO而造成製程窗最大化。等式7、7'或7''之成本函數亦可包括諸如本文中所描述之至少一個 ，其為帶寬的函數。
圖13展示同時SMLO程序可如何使用基於梯度之最佳化(例如，準牛頓或高斯牛頓演算法)之一個特定實例。在步驟S702中，識別一或多個設計變數之起始值。亦可識別用於每一變數之調諧範圍。在步驟S704中，使用一或多個設計變數來定義成本函數。在步驟S706中，圍繞用於設計佈局中之所有評估點之起始值展開成本函數。在步驟S708中，應用適合的最佳化技術以最小化或最大化成本函數。在選用步驟S710中，執行全晶片模擬以覆蓋全晶片設計佈局中之所有臨界圖案。在步驟S714中獲得所要微影回應度量(諸如，CD、EPE，或EPE及PPE)，且在步驟S712中比較所要微影回應度量與彼等量之預測值。在步驟S716中，判定製程窗。步驟S718、S720及S722類似於如相對於圖12A所描述之對應步驟S514、S516及S518。如之前所提及，最終輸出可為(例如)光瞳平面中之波前像差映像，其經最佳化以產生所要成像效能。最終輸出可為例如經最佳化照明映像及/或經最佳化設計佈局。
圖12B展示用以最佳化成本函數之例示性方法，其中設計變數 包括可僅採取離散值之設計變數。
該方法藉由界定照明之像素群組及圖案化裝置之圖案化裝置圖案塊(步驟S802)而開始。通常，像素群組或圖案化裝置圖案塊亦可被稱作微影製程組件之劃分部。在一種例示性方法中，將照明劃分成117個像素群組，且針對圖案化裝置界定94個圖案化裝置圖案塊(實質上如上文所描述)，從而引起總共211個劃分部。
在步驟S804中，選擇一微影模型作為用於微影模擬之基礎。微影模擬產生用於一或多個微影度量之計算中的結果或回應。將一特定微影度量界定為待最佳化之效能度量(步驟S806)。在步驟S808中，設定用於照明及圖案化裝置之初始(預最佳化)條件。初始條件包括用於照明之像素群組及圖案化裝置之圖案化裝置圖案塊的初始狀態，使得可參考初始照明形狀及初始圖案化裝置圖案。初始條件亦可包括圖案化裝置圖案偏置(有時被稱作遮罩偏置)、NA，及/或焦點斜率範圍。儘管步驟S802、S804、S806及S808被描繪為依序步驟，但應瞭解，在其他實施例中，可以其他順序執行此等步驟。
在步驟S810中，對像素群組及圖案化裝置圖案塊順位。可使像素群組及圖案化裝置圖案塊在順位中交錯。可使用各種順位方式，包括：依序地(例如，自像素群組1至像素群組117且自圖案化裝置圖案塊1至圖案化裝置圖案塊94)、隨機地、根據該等像素群組及圖案化裝置圖案塊之實體位置(例如，將較接近於照明之中心之像素群組順位得較高)，及/或根據該像素群組或圖案化裝置圖案塊之變更如何影響效能度量。
一旦對像素群組及圖案化裝置圖案塊順位，則調整照明源及圖案化裝置以改良效能度量(步驟S812)。在步驟S812中，按順位次序分析像素群組及圖案化裝置圖案塊中之每一者，以判定像素群組或圖案化裝置圖案塊之變化是否將引起改良的效能度量。若判定效能度量將被改良，則相應地變更像素群組或圖案化裝置圖案塊，且所得經改良效能度量及經修改照明形狀或經修改圖案化裝置圖案形成基線以供比較以用於後續分析較低順位之像素群組及圖案化裝置圖案塊。換言之，保持改良效能度量之變更。隨著進行及保持對像素群組及圖案化裝置圖案塊之狀態之變更，初始照明形狀及初始圖案化裝置圖案相應地改變，使得經修改照明形狀及經修改圖案化裝置圖案由步驟S812中之最佳化程序引起。
在其他方法中，亦在S812之最佳化程序內執行像素群組及/或圖案化裝置圖案塊之圖案化裝置多邊形形狀調整及逐對輪詢。
在一實施例中，交錯式同時最佳化工序可包括變更照明之像素群組，且在發現效能度量之改良的情況下，逐步升高及/或降低劑量或強度以尋找進一步改良。在一另外實施例中，可藉由圖案化裝置圖案之偏置改變來替換劑量或強度之逐步升高及/或降低，以尋找同時最佳化工序之進一步改良。
在步驟S814中，進行關於效能度量是否已收斂之判定。舉例而言，若在步驟S810及S812之最後若干反覆中已證明效能度量之很小改良或無改良，則可認為效能度量已收斂。若效能度量尚未收斂，則在下一反覆中重複步驟S810及S812，其中自當前反覆之經修改照明形狀及經修改圖案化裝置用作用於下一反覆之初始照明形狀及初始圖案化裝置(步驟S816)。
上文所描述之最佳化方法可用以增大微影投影設備之產出量。舉例而言，成本函數可包括係曝光時間之函數的 。在一實施例中，此成本函數之最佳化受到帶寬之量度或其他度量約束或影響。
圖14為說明可輔助實施本文中所揭示之最佳化方法及流程的電腦系統100之方塊圖。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處理器104 (或多個處理器104及105)。電腦系統100亦包括主記憶體106，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存裝置，其耦接至匯流排102以用於儲存待由處理器104執行之資訊及指令。主記憶體106在執行待由處理器104執行之指令期間亦可用於儲存暫時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之靜態資訊及指令之唯讀記憶體(ROM) 108或其他靜態儲存裝置。提供儲存裝置110 (諸如磁碟或光碟)且將其耦接至匯流排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。包括文數字鍵及其他鍵的輸入裝置114可耦接至匯流排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裝置為游標控制件116，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向鍵，以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。此輸入裝置通常具有在兩個軸線(第一軸(例如，x)及第二軸(例如，y))上的兩個自由度，此允許裝置在平面中指定位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可被用作輸入裝置。
根據一個實施例，最佳化製程之部分可回應於處理器104執行含於主記憶體106中之一或多個指令之一或多個序列而由電腦系統100執行。可自諸如儲存裝置110之另一電腦可讀媒體將此類指令讀取至主記憶體106中。含於主記憶體106中之指令序列的執行使得處理器104執行本文中所描述之製程步驟。亦可使用多處理配置中之一或多個處理器，以執行含於主記憶體106中的指令序列。在一替代實施例中，可代替或結合軟體指令來使用硬佈線電路系統。因此，本文中之描述不限於硬體電路系統及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」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。非揮發性媒體包括例如光碟或磁碟，諸如儲存裝置110。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體106。傳輸媒體包括同軸電纜、銅線及光纖，包括包含匯流排102的線。傳輸媒體亦可呈聲波或光波之形式，諸如在射頻(RF)及紅外(IR)資料通信期間所產生之聲波或光波。電腦可讀媒體之常見形式包括(例如)軟磁碟、軟性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁媒體、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以供執行時涉及電腦可讀媒體之各種形式。舉例而言，初始地可將該等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內，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擷取且執行指令。由主記憶體106接收之指令可視情況在由處理器104執行之前或之後儲存於儲存裝置110上。
電腦系統100亦可包括耦接至匯流排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)卡以提供至相容LAN之資料通信連接。亦可實施無線鏈路。在任何此實施中，通信介面118發送且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將資料通信提供至其他資料裝置。舉例而言，網路鏈路120可經由區域網路122將提供至主電腦124之連接或由網際網路服務提供者(ISP) 126操作之資料裝備的連接。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)來提供資料通信服務。區域網路122及網際網路128兩者使用攜載數位資料串流的電信號、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之信號為輸送資訊的例示性形式之載波，該等信號將數位資料攜載至電腦系統100且自電腦系統100攜載數位資料。
電腦系統100可經由網路、網路鏈路120及通信介面118發送訊息及接收資料，包括程式碼。在網際網路實例中，伺服器130可經由網際網路128、ISP 126、區域網路122及通信介面118傳輸用於應用程式之所請求程式碼。舉例而言，一個此類經下載應用程式可提供實施例之照明最佳化。所接收程式碼可在其經接收時由處理器104執行，及/或儲存於儲存裝置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可獲得呈載波形式之應用程式碼。
圖15示意性地描繪可利用本文所描述之方法而最佳化照明的例示性微影投影設備。設備包含： - 照明系統IL，其用以調節輻射光束B。在此特定情況下，照明系統亦包含輻射源SO； - 第一物件台(例如，圖案化裝置台) MT，其具備用以固持圖案化裝置MA (例如，倍縮光罩)之圖案化裝置固持器，且連接至用以相對於項目PS來準確地定位圖案化裝置之第一定位器； - 第二物件台(基板台) WT，其配備有用以固持基板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)，其用以將圖案化裝置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。
如本文中所描繪，設備屬於透射類型(亦即，具有透射圖案化裝置)。然而，一般而言，其亦可屬於例如反射類型(具有反射圖案化裝置)。設備可使用與經典遮罩不同種類之圖案化裝置；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、LPP (雷射產生電漿) EUV源)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的外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱作σ外部及σ內部)。另外，其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，入射於圖案化裝置MA上之光束B在其橫截面中具有所要均勻性及強度分佈。
關於圖15應注意，源SO可在微影投影設備之外殼內(此常常為源SO為(例如)汞燈時之狀況)，但其亦可遠離微影投影設備，該源產生之輻射光束經導引至該設備中(例如，藉助於合適引導鏡面)；此後一情境常常為當源SO為準分子雷射(例如，基於KrF、ArF或F 2雷射作用)時之狀況。
光束PB隨後截取被固持於圖案化裝置台MT上之圖案化裝置MA。在已橫穿圖案化裝置MA的情況下，光束B傳遞通過透鏡PL，透鏡PL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PB之路徑中。類似地，第一定位構件可用以(例如)在自圖案化裝置庫機械地擷取圖案化裝置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裝置MA。一般而言，將藉助於未在圖15中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，在步進器(與步進掃描工具相對)之情況下，圖案化裝置台MT可僅連接至短衝程致動器，或可經固定。
所描繪工具可用於兩種不同模式中： - 在步進模式中，將圖案化裝置台MT保持基本上靜止，且將整個圖案化裝置影像一次性投影((亦即，單次「閃光」)至目標部分C上。接著在x方向及/或y方向上使基板台WT在x方向及/或y方向上移位，使得不同目標部分C可由光束PB輻照不同目標部分C； - 在掃描模式中，基本上相同情境適用，唯在單次「閃光」中不曝光給定目標部分C除外。確切而言，圖案化裝置台MT可在給定方向(所謂的「掃描方向」，例如，y方向)上以速度v移動，以使得使投影光束B在圖案化裝置影像上進行掃描；同時，基板台WT以速度V = Mv在相同或相對方向上同時地移動，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的情況下曝光相對大目標部分C。
圖16示意性地描繪可利用本文中所描述之方法最佳化照明的另一例示性微影投影設備1000。
該微影投影設備1000包含： - 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，圖案化裝置台) MT，其經建構以支撐圖案化裝置(例如，遮罩或倍縮光罩) MA且連接至經組態以準確地定位圖案化裝置之第一定位器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基板之第二定位器PW；及 - 投影系統(例如，反射性投影系統) PS，其經組態以將由圖案化裝置MA賦予給輻射光束B之圖案投影於基板W的目標部分C (例如，包含一或多個晶粒)上。
如此處所描繪，設備1000具有反射類型(例如，使用反射圖案化裝置)。應注意，因為大多數材料在EUV波長範圍內具吸收性，所以圖案化裝置可具有包含例如鉬與矽之多堆疊的多層反射器。在一個實例中，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的波長。因為大多數材料在EUV及x射線波長下具吸收性，所以圖案化裝置拓樸(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吸收器)界定特徵將印刷(正型抗蝕劑)或不印刷(負型抗蝕劑)之位置。
參考圖16，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16中未繪示)之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)，該輸出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，雷射不被視為形成微影設備之部件，且輻射光束係憑藉包含(例如)適合引導鏡面及/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，例如，當源為放電產生電漿EUV產生器(常常被稱為DPP源)時，源可為源收集器模組之整體部分。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈之至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如，琢面化場鏡面裝置及琢面化光瞳鏡面裝置。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有期望均勻性及強度分佈。
該輻射光束B入射於圖案化裝置(例如，遮罩) MA上，該圖案化裝置MA固持於支撐結構(例如，圖案化裝置台) MT上，且藉由圖案化裝置圖案化。在自圖案化裝置(例如，遮罩) MA反射後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器PS2 (例如干涉量測裝置、線性編碼器或電容式感測器)，基板台WT可準確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同的目標部分C。類似地，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之路徑來準確定位圖案化裝置(例如遮罩) MA。可使用圖案化裝置對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如，遮罩) MA及基板W。
所描繪設備1000可用於以下模式中之至少一者中： 1. 在步進模式中，支撐結構(例如，圖案化裝置台) MT及基板台WT保持基本上靜止，同時賦予至輻射光束之整個圖案一次性(亦即，單一靜態曝光)投影於目標部分C上。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，以使得可曝光不同目標部分C。 2. 在掃描模式中，在將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，圖案化裝置台) MT及基板台WT (亦即，單次動態曝光)。可由投影系統PS之(縮小率)放大率及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構(例如，圖案化裝置台) MT之速度及方向。 3. 在另一模式中，支撐結構(例如，圖案化裝置台) MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化裝置，且基板台WT經移動或掃描，同時賦予至輻射光束之圖案投影於目標部分C上。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的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無遮罩微影。
圖17更詳細地展示設備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，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。可由放電產生電漿輻射源來形成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)來產生EUV輻射，其中產生極熱電漿210以發射在電磁光譜之EUV範圍內之輻射。舉例而言，藉由引起至少部分離子化電漿之放電來產生極熱電漿210。為了輻射之有效率產生，可需要為(例如) 10 Pa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，提供經激發錫(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視情況選用的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。污染物截留器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，本文中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211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反射，以沿著由點虛線「O」指示之光軸而聚焦在虛擬源點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以使得中間焦點IF位於封閉結構220中之開口221處或靠近開口221。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裝置22及琢面化光瞳鏡面裝置24，琢面化場鏡面裝置22及琢面化光瞳鏡面裝置24經配置以提供在圖案化裝置MA處之輻射光束21之所要角分佈，以及在圖案化裝置MA處之輻射強度之所要均勻性。在由支撐結構MT固持之圖案化裝置MA處反射輻射光束21後，隨即形成經圖案化光束26，且經圖案化光束26由投影系統PS經由反射元件28、30成像至由基板台WT固持之基板W上。
比所展示元件多的元件通常可存在於照明光學器件單元IL及投影系統PS中。取決於微影設備之類型，光柵光譜濾光器240可視情況存在。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17所展示之反射元件多1至6個的額外反射元件。
如圖17所說明之收集器光學器件CO被描繪為具有掠入射反射器253、254及255之巢狀收集器，僅僅作為收集器(或收集器鏡面)之一實例。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器件CO可結合常常被稱為DPP源之放電產生電漿源而使用。
替代地，源收集器模組SO可為如圖18所展示之LPP輻射系統之部分。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，從而產生具有數十電子伏特的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所產生之高能輻射自電漿發射，由近正入射收集器光學器件CO收集，且聚焦至圍封結構220中的開口221上。
美國專利申請公開案第US 2013-0179847號的全部內容特此以引用之方式併入。
可使用以下條項進一步描述實施例： 1.     一種用於改良使用一微影設備將一設計佈局之一部分成像至一基板上之一微影製程的非暫時性電腦可讀媒體，該媒體包含儲存於其中的指令，該等指令在由一或多個處理器執行時引起包含以下各者的操作： 運算一多變數成本函數，該多變數成本函數為以下兩者的一函數：(i)影響該微影製程之特性的複數個設計變數，及(ii)該微影設備之一輻射源之一輻射帶寬；及 藉由調整該等設計變數中的一或多者重新組態該微影製程之該等特性中的一或多者，直至一終止條件被滿足，該終止條件包括一散斑特性在與由該輻射源進行之輻射產生相關聯之一散斑規範內，同時將與該微影製程相關聯之一影像對比度維持於一所要範圍內，該散斑特性為該輻射帶寬的一函數。 2.     如條項1之媒體，其中該輻射帶寬在該重新組態期間改變。 3.     如前述條項中任一項之媒體，其中該散斑特性為與由該輻射源之一組同調波前的互相干涉產生之一散斑相關聯的一度量，該散斑指示局部劑量變化。 4.     如前述條項中任一項之媒體，其中該散斑特性為與由該輻射源產生之輻射相關聯的一散斑對比度，且其中該散斑對比度在重新組態期間被減小或最小化。 5.     如條項4之媒體，其中與該輻射相關聯之該散斑對比度由來自空間同調性及時間同調性兩者的貢獻表徵，且該散斑對比度的減小包含減小時間同調性及/或空間同調性。 6.     如條項5之媒體，其中該散斑對比度藉由下式運算： 其中 為該輻射的波長， 為源大小， 為源發散， 為脈衝持續時間，且 為帶寬。 7.     如前述條項中任一項之媒體，其中該特性包含以下各項中之一或多者： 在該微影製程期間產生之一影像的該影像對比度； 該微影製程的一製程窗； 一源特性； 與該微影製程相關聯的一效能指示器；或 該輻射源之該散斑特性及帶寬的一範圍。 8.     如前述條項中任一項之媒體，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者包含： 使用該多變數成本函數經由與該微影製程相關聯的一或多個製程模型執行一源最佳化。 9.     如前述條項中任一項之媒體，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者包含： 使用該多變數成本函數經由與該微影製程相關聯的一或多個製程模型執行一源遮罩共同最佳化。 10.    如前述條項中任一項之媒體，其中該輻射帶寬為一半高全寬(FWHM)帶寬。 11.    如前述條項中任一項之媒體，其中該輻射帶寬為一E95帶寬。 12.    如前述條項中任一項之媒體，其中該輻射帶寬增大至大於該源之硬體允許之一最小值的一值。 13.    如前述條項中任一項之媒體，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者將該設計佈局之該部分關聯的該影像對比度維持於最佳影像對比度的一所要範圍內。 14.    如前述條項中任一項之媒體，其中重新組態該微影製程之該等特性中之該一或多者增大了該等設計變數中之至少一者的寬容度。 15.    如條項14之媒體，其中該寬容度為聚焦深度或曝光寬容度。 16.    如前述條項中任一項之媒體，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者增大一製程窗的一大小。 17.    如前述條項中任一項之媒體，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者使該輻射源的該輻射帶寬最佳化，直至該終止條件被滿足。 18.    如前述條項中任一項之媒體，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者為一反覆製程，每一反覆包含： (i)藉由擾動該一或多個設計變數來模擬與該微影製程相關聯的一或多個製程模型； (ii)使用該等設計變數及模擬結果的值來運算該多變數成本函數； (iii)基於該多變數成本函數判定該終止條件是否被滿足；及 (iv)回應於該終止條件並未被滿足，進一步擾動該一或多個設計變數且執行步驟(i)至(iv)。 19.    如前述條項中任一項之媒體，其中該成本函數為選自以下各者中的一或多者：邊緣置放誤差、圖案置放誤差、臨界尺寸(CD)、取決於該散斑特性的一局部CD均勻性、抗蝕劑輪廓距離、最差缺陷大小、最佳焦點移位或遮罩規則檢查。 20.    如前述條項中任一項之媒體，其中該設計佈局之該部分包含選自以下各者之一或多者：一整個設計佈局、一剪輯、已知為具有一臨界特徵的一設計佈局之一區段、一熱點或一溫點已被識別的該設計佈局之一區段，或一臨界特徵已被識別的該設計佈局之一區段。 21.    如前述條項中任一項之媒體，其中該終止條件包含選自以下各者之一或多者：該成本函數之最小化；該成本函數之最大化；達到某一數目次反覆；達到等於或超出某一臨限值的該成本函數之一值；達到某一運算時間；達到在一可接受誤差限值內的該成本函數之一值；或最小化該微影製程中之一曝光時間。 22.    如前述條項中任一項之媒體，其中該等設計變數包含與以下各者相關聯的一或多個變數： 該微影設備的一照明； 該設計佈局之幾何屬性； 該微影設備的投影光學器件； 該基板的一抗蝕劑；或 在該微影製程期間產生的一空間影像或一抗蝕劑影像。 23.    如條項22之媒體，其中空中影像或該抗蝕劑影像為一模擬影像。 24.    如前述條項中任一項之媒體，其中該成本函數藉由選自由以下各者組成之一群組的一方法予以最小化或最大化：高斯-牛頓演算法、雷文柏格-馬括特演算法、布洛伊登-費萊雪-高德法伯-香農演算法、梯度下降演算法、模擬退火演算法、內點演算法及遺傳演算法。 25.    如條項1至23中任一項之媒體，其中該輻射源為該微影設備的產生用於該微影製程中之輻射的一組件。 26.    如條項1至23中任一項之媒體，其中該輻射源為一輻射源模型，該輻射源模型經組態以模仿用於該微影製程中的該輻射。 27.    如前述條項中任一項之媒體，其中該輻射帶寬藉由以下中之至少一者來表徵： 輻射帶寬的一範圍； 為該帶寬之一函數的一變數之一函數；或 影響該帶寬之一變數的一函數，該變數為複數個設計變數中一或多者的一函數，該等變數表示該微影製程的一或多個特性。 28.    一種用於改良使用一微影設備將一設計佈局之一部分成像至一基板上之一微影製程的方法，該方法包含： 由一硬體電腦系統運算一多變數成本函數，該多變數成本函數為以下兩者的一函數：(i)影響該微影製程之特性的複數個設計變數，及(ii)該微影設備之一輻射源之一輻射帶寬；及 由該硬體電腦系統藉由調整該等設計變數中的一或多者而重新組態該微影製程之該等特性中的一或多者，直至一終止條件被滿足，該終止條件包括一散斑特性在與由該輻射源進行之輻射產生相關聯之一散斑規範內，同時將與該微影製程相關聯之一影像對比度維持於一所要範圍內，該散斑特性為該輻射帶寬的一函數。 29.    如條項28之方法，其中該輻射帶寬在該重新組態期間改變。 30.    如前述條項中任一項之方法，其中該散斑特性為與由該輻射源之一組同調波前的互相干涉產生之一散斑相關聯的一度量，該散斑指示局部劑量變化。 31.    如前述條項中任一項之方法，其中該散斑特性為與由該輻射源產生之該輻射相關聯的一散斑對比度，且其中該散斑對比度在重新組態期間被減小或最小化。 32.    如條項31之方法，其中與該輻射相關聯之該散斑對比度由來自空間同調性及時間同調性兩者的貢獻表徵，且該散斑對比度的減小包含減小時間同調性及/或空間同調性。 33.    如條項32之方法，其中該散斑對比度藉由下式運算： 其中 為該輻射的波長， 為源大小， 為源發散， 為脈衝持續時間，且 為帶寬。 34.    如前述條項中任一項之方法，其中該等特性包含以下各項中之一或多者： 在該微影製程期間產生之一影像的該影像對比度； 該微影製程的一製程窗； 一源特性； 與該微影製程相關聯的一效能指示器；或 該輻射源之該散斑特性及帶寬的一範圍。 35.    如前述條項中任一項之方法，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者包含： 使用該多變數成本函數經由與該微影製程相關聯的一或多個製程模型執行一源最佳化；或 使用該多變數成本函數經由與該微影製程相關聯的一或多個製程模型執行一源遮罩共同最佳化。 36.    如前述條項中任一項之方法，其中該輻射帶寬為一半高全寬(FWHM)帶寬。 37.    如前述條項中任一項之方法，其中該輻射帶寬為一E95帶寬。 38.    如前述條項中任一項之方法，其中該輻射帶寬增大至大於該源之硬體允許之一最小值的一值。 39.    如前述條項中任一項之方法，其中重新組態該微影製程之該等特性中的一或多者將該設計佈局之該部分關聯的該影像對比度維持於最佳影像對比度的一所要範圍內。 40.    如前述條項中任一項之方法，其中重新組態該微影製程之該等特性中之該一或多者增大了該等設計變數中之至少一者的寬容度。 41.    如條項40之方法，其中該寬容度為聚焦深度或曝光寬容度。 42.    如前述條項中任一項之方法，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者增大一製程窗的一大小。 43.    如前述條項中任一項之方法，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者使該輻射源的該輻射帶寬最佳化，直至該終止條件被滿足。 44.    如前述條項中任一項之方法，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者為一反覆製程，每一反覆包含： (i)藉由擾動該一或多個設計變數來模擬與該微影製程相關聯的一或多個製程模型； (ii)使用該等設計變數及模擬結果的值來運算該多變數成本函數； (iii)基於該多變數成本函數判定該終止條件是否被滿足；及 (iv)回應於該終止條件並未被滿足，進一步擾動該一或多個設計變數且執行步驟(i)至(iv)。 45.    如前述條項中任一項之方法，其中該成本函數為選自以下各者中的一或多者：邊緣置放誤差、圖案置放誤差、臨界尺寸(CD)、取決於該散斑特性的一局部CD均勻性、抗蝕劑輪廓距離、最差缺陷大小、最佳焦點移位或遮罩規則檢查。 46.    如前述條項中任一項之方法，其中該設計佈局之該部分包含選自以下各者之一或多者：一整個設計佈局、一剪輯、已知為具有一臨界特徵的一設計佈局之一區段、一熱點或一溫點已被識別的該設計佈局之一區段，或一臨界特徵已被識別的該設計佈局之一區段。 47.    如前述條項中任一項之方法，其中該終止條件包含選自以下各者之一或多者：該成本函數之最小化；該成本函數之最大化；達到某一數目次反覆；達到等於或超出某一臨限值的該成本函數之一值；達到某一運算時間；達到在一可接受誤差限值內的該成本函數之一值；或最小化該微影製程中之一曝光時間。 48.    如前述條項中任一項之方法，其中該等設計變數包含與以下各者相關聯的一或多個變數： 該微影設備的一照明； 該設計佈局之幾何屬性； 該微影設備的投影光學器件； 該基板的一抗蝕劑；或 在該微影製程期間產生的一空間影像或一抗蝕劑影像。 49.    如條項48之方法，其中空中影像或該抗蝕劑影像為一模擬影像。 50.    如前述條項中任一項之方法，其中該成本函數藉由選自由以下各者組成之一群組的一方法予以最小化或最大化：高斯-牛頓演算法、雷文柏格-馬括特演算法、布洛伊登-費萊雪-高德法伯-香農演算法、梯度下降演算法、模擬退火演算法、內點演算法及遺傳演算法。 51.    如條項27至50中任一項之方法，其中該輻射源為該微影設備的產生用於該微影製程中之輻射的一組件。 52.    如條項27至50中任一項之方法，其中該輻射源為一輻射源模型，該輻射源模型經組態以模仿用於該微影製程中的該輻射。 53.    如前述條項中任一項之方法，其中該輻射帶寬藉由以下中之至少一者來表徵： 輻射帶寬的一範圍； 為該帶寬之一函數的一變數之一函數；或 影響該帶寬之一變數的一函數，該變數為複數個設計變數中一或多者的一函數，該等變數表示該微影製程的一或多個特性。 54.    一種用於判定最佳輻射帶寬以改良使用一微影設備將一設計佈局之一部分成像至一基板上之一微影製程的方法，該方法包含： 由一硬體電腦系統運算一多變數成本函數，該多變數成本函數為以下兩者的一函數：(i)影響該微影製程之特性的複數個設計變數，及(ii)該微影設備之一輻射源之一輻射帶寬；及 由該硬體電腦系統藉由調整一或多個設計變數而判定一最佳輻射帶寬，直至一終止條件被滿足，該終止條件包括一散斑特性在與由該輻射源進行之輻射產生相關聯之一散斑規範內，同時將與該微影製程相關聯之一影像對比度維持於一所要範圍內，該散斑特性為該輻射帶寬的一函數。 55.    如條項54之方法，其中該散斑特性為與由該輻射源之一組同調波前的互相干涉產生之一散斑相關聯的一度量，該散斑指示局部劑量變化。 56.    如前述條項中任一項之方法，其中該散斑特性為與由該輻射源產生之該輻射相關聯的一散斑對比度，且其中使得該散斑對比度在最佳帶寬的判定期間被減小或最小化。 57.    如條項56之方法，其中與該輻射相關聯之該散斑對比度由來自空間同調性及時間同調性兩者的貢獻表徵，且該散斑對比度的減小包含減小時間同調性及/或空間同調性。 58.    如條項57之方法，其中該散斑對比度藉由下式運算： 其中 為該輻射的波長， 為源大小， 為源發散， 為脈衝持續時間，且 為帶寬。 59.    如前述條項中任一項之方法，其中該成本函數為選自以下各者中的一或多者：邊緣置放誤差、圖案置放誤差、臨界尺寸(CD)、取決於該散斑特性的一局部CD均勻性、抗蝕劑輪廓距離、最差缺陷大小、最佳焦點移位或遮罩規則檢查。 60.    如前述條項中任一項之方法，其中該終止條件包含選自以下各者之一或多者：該成本函數之最小化；該成本函數之最大化；達到某一數目次反覆；達到等於或超出某一臨限值的該成本函數之一值；達到某一運算時間；達到在一可接受誤差限值內的該成本函數之一值；或最小化該微影製程中之一曝光時間。 61.    如前述條項中任一項之方法，其中該等設計變數包含與以下各者相關聯的一或多個變數： 該微影設備的一照明； 該設計佈局之幾何屬性； 該微影設備的投影光學器件； 該基板的一抗蝕劑；或 在該微影製程期間產生的一空間影像或一抗蝕劑影像。 62.    一種用於判定最佳輻射帶寬以改良使用一微影設備將一設計佈局之一部分成像至一基板上之一微影製程的非暫時性電腦可讀媒體，該媒體包含儲存於其中的指令，該等指令在由一或多個處理器執行時引起包含以下各者的操作： 運算一多變數成本函數，該多變數成本函數為以下兩者的一函數：(i)影響該微影製程之特性的複數個設計變數，及(ii)該微影設備之一輻射源之一輻射帶寬；及 藉由調整一或多個設計變數判定一最佳輻射帶寬，直至一終止條件被滿足，該終止條件包括一散斑特性在與由該輻射源進行之輻射產生相關聯之一散斑規範內，同時將與該微影製程相關聯之一影像對比度維持於一所要範圍內，該散斑特性為該輻射帶寬的一函數。 63.    如條項62之媒體，其中該散斑特性為與由該輻射源之一組同調波前的互相干涉產生之一散斑相關聯的一度量，該散斑指示局部劑量變化。 64.    如前述條項中任一項之媒體，其中該散斑特性為與由該輻射源產生之該輻射相關聯的一散斑對比度，且其中使得該散斑對比度在理想帶寬的判定期間被減小或最小化。 65.    如條項64之媒體，其中與該輻射相關聯之該散斑對比度由來自空間同調性及時間同調性兩者的貢獻表徵，且該散斑對比度的減小包含減小時間同調性及/或空間同調性。 66.    如條項65之媒體，其中該散斑對比度藉由下式運算： 其中 為該輻射的波長， 為源大小， 為源發散， 為脈衝持續時間，且 為帶寬。 67.    如前述條項中任一項之媒體，其中該成本函數為選自以下各者中的一或多者：邊緣置放誤差、圖案置放誤差、臨界尺寸(CD)、取決於該散斑特性的一局部CD均勻性、抗蝕劑輪廓距離、最差缺陷大小、最佳焦點移位或遮罩規則檢查。 68.    如前述條項中任一項之媒體，其中該終止條件包含選自以下各者之一或多者：該成本函數之最小化；該成本函數之最大化；達到某一數目次反覆；達到等於或超出某一臨限值的該成本函數之一值；達到某一運算時間；達到在一可接受誤差限值內的該成本函數之一值；或最小化該微影製程中之一曝光時間。 69.    如前述條項中任一項之媒體，其中該等設計變數包含與以下各者相關聯的一或多個變數： 該微影設備的一照明； 該設計佈局之幾何屬性； 該微影設備的投影光學器件； 該基板的一抗蝕劑；或 在該微影製程期間產生的一空間影像或一抗蝕劑影像。
本文中所揭示之概念可模擬或數學上模型化用於使子波長特徵成像之任何通用成像系統，且可尤其供能夠產生愈來愈短波長之新興成像技術使用。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 nm波長且甚至能夠藉由使用氟雷射來產生157 nm波長之極紫外線(EUV)、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(固體或電漿)而產生在20 nm至5 nm之範圍內的波長，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，所揭示概念可供與任何類型之微影成像系統一起使用，例如，用於在除了矽晶圓以外的基板上之成像之微影成像系統。
除非上下文需要，否則詞「或」不應視為不包括所列項目之任何組合。
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的是，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下如所描述進行修改。
10A:微影投影設備 12A:輻射源 14A:光學器件/組件/圖案化裝置 16Aa:光學器件/組件 16Ab:光學器件/組件 16Ac:透射光學器件/組件 20A:可調整濾光器或光圈 21:輻射光束 22:琢面化場鏡面裝置 22A:基板平面 24:琢面化光瞳鏡面裝置 26:經圖案化光束 28:反射元件 30:反射元件 31:源模型 32:投影光學器件模型 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:儲存裝置 112:顯示器 114:輸入裝置 116:游標控制件 118:通信介面 120:網路鏈路 122:區域網路 124:主電腦 126:網際網路服務提供者(ISP) 128:全球封包資料通信網路/網際網路 130:伺服器 210:EUV輻射發射電漿 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 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 300A:特性 300B:特性 300C:特性 310:半高全寬(FWHM)帶寬 320:E95帶寬 600:方法 1000:例示性微影投影設備 AD:調整構件 B:輻射光束 C:目標部分 CO:聚光器 d1:距離 d2:距離 IF:干涉量測構件/虛擬源點 IL:照明系統/照明器 IN:積光器 LA:雷射 M1:圖案化裝置對準標記 M2:圖案化裝置對準標記 M10:遮罩佈局 M30:遮罩佈局 MA:圖案化裝置 MT:第一物件台/圖案化裝置台 O:點虛線 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 P602:製程 P604:製程 PM:第一定位器 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 S1:源光瞳 S2:源光瞳 S3:源光瞳 S10:源光瞳 S20:源光瞳 S30:源光瞳 S302:步驟 S304:步驟 S306:步驟 S402:步驟 S404:步驟 S406:步驟 S408:步驟 S410:步驟 S502:步驟 S504:步驟 S506:步驟 S508:步驟 S510:步驟 S512:步驟 S514:步驟 S516:步驟 S518:步驟 S520:步驟 S522:步驟 S702:步驟 S704:步驟 S706:步驟 S708:步驟 S710:步驟 S712:步驟 S714:步驟 S716:步驟 S718:步驟 S720:步驟 S722:步驟 S802:步驟 S804:步驟 S806:步驟 S808:步驟 S810:步驟 S812:步驟 S814:步驟 S816:步驟 SO:輻射源 W:基板 WT:第二物件台/基板台
圖1為根據本發明之一實施例的微影系統之各種子系統的方塊圖。
圖2為根據本發明之一實施例的對應於圖1中之子系統之模擬模型的方塊圖。
圖3A展示根據本發明之實施例的帶寬之兩個定義。
圖3B展示根據本發明之一實施例的正規化積分能量(垂直軸線)依據波長(水平軸線)的曲線。
圖4展示根據本發明之一實施例的改變帶寬之影響的實例。
圖5展示根據本發明之一實施例的改變帶寬之影響的另一實例。
圖6為根據本發明之一實施例的用於改良微影製程之方法的流程圖。
圖7說明根據本發明之一實施例的散斑對比度及影像對比度依據帶寬的行為。
圖8A、圖8B及圖8C說明根據本發明之一實施例的經重新組態分別用於不同帶寬，諸如300fm、500fm及1000fm的源。
圖9A、圖9B及圖9C說明根據本發明之一實施例的經共同最佳化分別用於不同帶寬，諸如300fm、600fm及1000fm的源及遮罩。
圖10為說明根據本發明之一實施例的聯合最佳化/共同最佳化之實例方法之態樣的流程圖。
圖11展示根據本發明之一實施例的進一步最佳化法的實施例。
圖12A、圖12B及圖13展示根據本發明之一實施例的各種最佳化製程之實例流程圖。
圖14為根據本發明之一實施例的實例電腦系統之方塊圖。
圖15為根據本發明之一實施例的微影投影設備之示意圖。
圖16為根據本發明之一實施例的另一微影投影設備之示意圖。
圖17為根據本發明之一實施例的圖16中之設備的更詳細視圖。
圖18為根據本發明之一實施例的圖16及圖17之設備的源收集器模組SO之更詳細視圖。
600:方法
P602:製程
P604:製程

Claims (15)

  1. 一種用於改良使用一微影設備將一設計佈局之一部分成像至一基板上之一微影製程的方法，該方法包含：由一硬體電腦系統運算一多變數成本函數，該多變數成本函數為以下兩者的一函數：(i)影響該微影製程之特性的複數個設計變數，及(ii)該微影設備之一輻射源之一輻射帶寬；及由該硬體電腦系統藉由調整該等設計變數中的一或多者而重新組態該微影製程之該等特性中的一或多者，直至一終止條件被滿足，該終止條件包括一散斑特性在與由該輻射源進行之輻射產生相關聯之一散斑規範內，同時將與該微影製程相關聯之一影像對比度維持於一所要範圍內，該散斑特性為該輻射帶寬的一函數。
  2. 如請求項1之方法，其中該輻射帶寬在該重新組態期間改變。
  3. 如請求項1之方法，其中該散斑特性為與由該輻射源之一組同調波前的互相干涉產生之一散斑相關聯的一度量，該散斑指示局部劑量變化。
  4. 如請求項1之方法，其中該散斑特性為與由該輻射源產生之輻射相關聯的一散斑對比度，且其中該散斑對比度在重新組態期間被減小或最小化。
  5. 如請求項4之方法，其中與該輻射相關聯之該散斑對比度由來自空間 同調性及時間同調性兩者的貢獻表徵，且該散斑對比度的減小包含減小時間同調性及/或空間同調性。
  6. 如請求項1之方法，其中該等特性包含以下各項中之一或多者：在該微影製程期間產生之一影像的該影像對比度；該微影製程的一製程窗；一源特性；與該微影製程相關聯的一效能指示器；或該輻射源之該散斑特性及帶寬的一範圍。
  7. 如請求項1之方法，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者包含：使用該多變數成本函數經由與該微影製程相關聯的一或多個製程模型執行一源最佳化；或使用該多變數成本函數經由與該微影製程相關聯的一或多個製程模型執行一源遮罩共同最佳化。
  8. 如請求項1之方法，其中該輻射帶寬為一半高全寬(FWHM)帶寬。
  9. 如請求項1之方法，其中該輻射帶寬為一E95帶寬。
  10. 如請求項1之方法，其中該輻射帶寬經增大至大於該源之硬體允許之一最小值的一值。
  11. 如請求項1之方法，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者將與該設計佈局之該部分相關聯的該影像對比度維持於最佳影像對比度的一所要範圍內。
  12. 如請求項1之方法，其中重新組態該微影製程之該等特性中之該一或多者增大了該等設計變數中之至少一者的寬容度；及/或其中該寬容度為聚焦深度或曝光寬容度。
  13. 如請求項1之方法，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者使該輻射源的該輻射帶寬最佳化，直至該終止條件被滿足。
  14. 如請求項1之方法，其中重新組態該微影製程之該等特性中的該一或多者為一反覆製程，每一反覆包含：(i)藉由擾動該一或多個設計變數來模擬與該微影製程相關聯的一或多個製程模型；(ii)使用該等設計變數及模擬結果的值來運算該多變數成本函數；(iii)基於該多變數成本函數判定該終止條件是否被滿足；及(iv)回應於該終止條件並未被滿足，進一步擾動該一或多個設計變數且執行步驟(i)至(iv)。
  15. 如請求項1之方法，其中該成本函數為選自以下各者中的一或多者：邊緣置放誤差、圖案置放誤差、臨界尺寸(CD)、取決於該散斑特性的一 局部CD均勻性、抗蝕劑輪廓距離、最差缺陷大小、最佳焦點移位或遮罩規則檢查。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070186207A1 (en) * 2003-11-20 2007-08-09 Micronic Laser Systems Ab Method and apparatus for printing patterns with improved cd uniformity
TW201939172A (zh) * 2018-02-21 2019-10-01 德商卡爾蔡司Ｓｍｔ有限公司 用於確定對線寬波動微影光罩之結構無關貢獻的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523193A (en) 1988-05-31 1996-06-04 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for patterning and imaging member
US5296891A (en) 1990-05-02 1994-03-22 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Illumination device
US5229872A (en) 1992-01-21 1993-07-20 Hughes Aircraft Company Exposure device including an electrically aligned electronic mask for micropatterning
EP0824722B1 (en) 1996-03-06 2001-07-25 Asm Lithography B.V. Differential interferometer system and lithographic step-and-scan apparatus provided with such a system
DE69735016T2 (de) 1996-12-24 2006-08-17 Asml Netherlands B.V. Lithographisches Gerät mit zwei Objekthaltern
US7617477B2 (en) 2005-09-09 2009-11-10 Brion Technologies, Inc. Method for selecting and optimizing exposure tool using an individual mask error model
NL1036189A1 (nl) 2007-12-05 2009-06-08 Brion Tech Inc Methods and System for Lithography Process Window Simulation.
DE102009010560A1 (de) * 2009-02-17 2010-08-26 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsverfahren, Projektionsbelichtungsanlage, Laserstrahlungsquelle und Bandbreiten-Einengungsmodul für eine Laserstrahlungsquelle
NL2009982A (en) 2012-01-10 2013-07-15 Asml Netherlands Bv Source mask optimization to reduce stochastic effects.
US10416566B2 (en) * 2015-12-14 2019-09-17 Asml Netherlands B.V. Optimization of source and bandwidth for new and existing patterning devices
WO2017102350A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Asml Netherlands B.V. Optical system and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070186207A1 (en) * 2003-11-20 2007-08-09 Micronic Laser Systems Ab Method and apparatus for printing patterns with improved cd uniformity
TW201939172A (zh) * 2018-02-21 2019-10-01 德商卡爾蔡司Ｓｍｔ有限公司 用於確定對線寬波動微影光罩之結構無關貢獻的方法

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