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TWI545619B - 應用於微影裝置之改良型偏極化設計 - Google Patents

應用於微影裝置之改良型偏極化設計 Download PDF

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TWI545619B
TWI545619B TW099142645A TW99142645A TWI545619B TW I545619 B TWI545619 B TW I545619B TW 099142645 A TW099142645 A TW 099142645A TW 99142645 A TW99142645 A TW 99142645A TW I545619 B TWI545619 B TW I545619B
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史帝芬 喬治 漢森
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Asml控股公司
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Description

應用於微影裝置之改良型偏極化設計
本發明係關於微影裝置中之改良型偏極化照明以在器件製造程序中獲得較佳成像。
本申請案主張2009年12月15日申請之美國臨時申請案第61/286,716號的權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。已知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
使用微影裝置之器件製造程序中之目標之一係使用圖案化器件在基板上如實地再生所要器件圖案。為了進行此再生，應最佳化照明以甚至在解析度限度下或接近解析度限度來產生較大影像對比度。偏極化照明為用以達成較佳成像之工具，特別是對於具有低k1值之微影程序，其中k1為與可達成解析度R相關之程序相依性調整因數，如藉由方程式(1)之瑞立(Rayleigh)準則所給出：R=k1*(λ/NA)　(1)其中λ為所使用之輻射的波長，且NA為所使用之投影系統的數值孔徑。
在微影程序中可使用標準偏極化，諸如線性X偏極化、線性Y偏極化、X+Y偏極化、TE(方位角)偏極化、TM(徑向)偏極化，等等。藉由針對特定成像問題選擇此等偏極化條件中之最佳者，微影工可改良或最大化藉由正規化影像對數斜率(Normalized Image Log Slope,NILS)值給出之影像對比度。此等偏極化條件亦可提供一或多個其他理想優點(諸如較高劑量寬容度、較低光罩誤差增強因數(Mask Error Enhancement Factor,MEEF)及/或較低線邊緣粗糙度(line edge roughness,LER))，因此實現在較低k1值下之成功成像。舉例而言，TM偏極化在具有相對較低k1值之密集正方形孔柵格陣列中可為有益的。出於參考之目的，見(例如)美國專利第US 7,090,964號、第US 7,352,443號及第US 7,359,033號。
對於各種成像問題，最佳或有益偏極化選擇並不明顯。舉例而言，對於可能出現於最新IC或器件中之各種複雜二維圖案，偏極化選擇並不明顯。此等圖案可產生複雜繞射圖案。舉例而言，低k1 2-D圖案之標準偏極化(例如，X+Y偏極化)可能不提供最佳成像。因此，將有益的是在難以提前預測恰當偏極化條件時提供用以選擇改良型照明偏極化連同其他可控制微影參數之通用技術。
本發明之實施例藉由判定最佳化或有益照明偏極化條件而提供對當前微影技術之上述限制的解決方案。藉由選擇預定義空間變化最佳或有益偏極化，或藉由基於追蹤所要微影回應之最佳值而空間地自訂亮照明點之局域偏極化，可達成偏極化條件之此判定。偏極化最佳化藉由以偏極化控制之形式在源側上引入額外自由度來增強習知源光罩最佳化(source mask optimization,SMO)之有效性。因此，該程序可被稱作源光罩偏極化最佳化(source mask polarization optimization)，縮寫為SMPO。
根據本發明之一態樣，揭示一種藉由一微影裝置來改良一圖案化器件佈局之一影像至一基板上之一轉印的方法。該方法包含：對應於複數個預定義偏極化條件中之每一者執行一第一程序，以選擇導致與一臨界特徵之相對較佳再生相關聯之一微影回應值的一預定義偏極化條件；及執行一第二程序，以反覆地達到導致該微影回應之一所要值的一所要空間變化自由形式偏極化條件，其中該第二程序使用該第一程序中所使用之該等預定義偏極化條件中的一或多者。
根據本發明之其他態樣，揭示若干非傳統偏極化條件，例如，TM/TE偏極化(具有或沒有一中心區域，該中心區域具有一不同偏極化，諸如TM、X、Y或Y+X偏極化)、對角線偏極化及Y+X偏極化(對於暗場照明)，該等非傳統偏極化條件針對特定微影問題提供實質成像優點，特別是在較低k1值下。在一替代實施例中，可在一源光瞳平面中局域地變化該偏極化之方向性(諸如90°、45°及22.5°偏極化)，而非偏極化類型(諸如X、Y、X+Y、TM、TE，等等)。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部分。
在微影程序中產生具有所要解析度之臨界器件圖案時，圖案化器件(例如，光罩)之圖案類型及圖案化器件圖案之照明條件為重要參數。照明與圖案之組合最佳化或判定通常被稱作源光罩最佳化(SMO)。本發明之一實施例將偏極化微調與傳統或自訂SMO技術組合，以進一步增強圖案之臨界特徵的成像。
為了接近給定微影工具之最終解析能力，在圖案化器件中或上廣泛地使用各種解析度增強技術(Resolution Enhancement Technique,RET)。除了傳統二元光罩以外，亦可使用衰減相移光罩(phase-shift mask,PSM)及交變PSM。另外，恰當圖案化器件與離軸照明技術之組合以及微影工具所准許的NA及/或σ(sigma)(σ為部分相干性或填充因數)設定之變化在設定給定圖案之印刷條件時向微影工提供廣泛範圍之可能性。
許多微影工已使用X+Y偏極化來增強二維密集圖案之成像。然而，根據本發明之一實施例，已發現，具有非傳統(預定義或自訂)偏極化條件之偏極化在成像方面具有超出先前偏極化技術的顯著優點。可結合現有或自訂的源光罩最佳化(SMO)方法及/或結合充分發展或簡化/經修改的光學近接校正(Optical Proximity Correction,OPC)技術來進行本文中所描述之偏極化判定及/或條件。
為了確定特定偏極化條件是否改良成像效能，可使用在預指定程序預算內為固定或變化的程序參數來比較一或多個微影回應值。電腦模擬工具(諸如PROLITHTM、LithoCruiserTM、TachyonTM SMO，等等)有助於模擬各種微影程序參數而不進行實際實驗。使用模仿圖案化器件圖案之實際佈局(特別是該佈局中包括臨界特徵之區域)的各種測試圖案特徵。可遍及測試圖案中之多個切割線(模擬位點)進行模擬。切割線可置放於實際結構之各種測試圖案上及/或若干關鍵間距或隅角區域上。使用效能度量來追蹤所要微影回應值。通常，針對實際器件製造程序選擇導致最需要之微影回應值的程序參數、照明條件及測試特徵之組合。
微影工具
本發明描述典型微影裝置，其中可實施本發明之實施例。圖1示意性地描繪實例微影裝置。該裝置包含：
-　照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或DUV輻射)；
-　支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以固持圖案化器件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據特定參數來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，塗佈抗蝕劑之晶圓)W，且連接至經組態以根據特定參數來準確地定位該基板之第二定位器PW；及
-　投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將藉由圖案化器件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。
照明系統可包括用於引導、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用均與更通用之術語「圖案化器件」同義。
本文中所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何器件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中係熟知的，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更通用之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上支撐結構)的類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台/支撐結構，或可在一或多個台/支撐結構上進行預備步驟，同時將一或多個其他台/支撐結構用於曝光。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影裝置可為分離實體。在此等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包含(例如)適當引導鏡面及/或光束擴展器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含經組態以調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD。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)。此外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。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。在橫穿圖案化器件MA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IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可準確地移動，例如，以使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑而準確地定位圖案化器件MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之情況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。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MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於圖案化器件MA上之情形中，圖案化器件對準標記可定位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
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。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的大小。
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MT與基板台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MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
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的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
偏極化條件之類型
如前文所描述，本發明之一實施例判定得到改良型成像之照明偏極化條件。
圖2A至圖2F說明微影工具之光瞳平面中之預定義偏極化條件的實例。圖2A至圖2E分別展示X+Y、TM、對角線、TE及TM/TE偏極化。對於2-D器件圖案，微影工通常使用X+Y。另外，TM、TE、X及Y偏極化係已知的。舉例而言，X及Y偏極化通常用於具有特定定向之圖案，例如，彼此全部平行之線。
可藉由分析典型測試圖案之繞射圖案(諸如矩形孔柵格陣列)來預測偏極化條件之效用。此等測試圖案之影像通常係藉由多個繞射級形成，且較高振幅繞射級之最佳耦合可能需要不同於第零繞射級之偏極化條件的偏極化條件。舉例而言，TM偏極化在共振四極照明之情況下提供正方形孔柵格之有益結果。在衰減PSM之情況下，TM偏極化給出較佳成像，此係因為高振幅01繞射級與10繞射級彼此干涉，從而增強影像對比度。
然而，已發現，非傳統偏極化條件可針對圖案化器件圖案之全光譜利用成像益處。用於本發明之實施例中之非傳統偏極化條件中的一些給出矩形孔陣列及其他圖案之甚至較佳成像，如下文所描述。
對角線偏極化：圖2C展示對角線偏極化條件，其中在輻射系統之光瞳平面處的每一象限(偏極化向量之方向)平行於各別象限之45°對角線。咸信，此特性針對共振四極照明改良01及10繞射級之偏極化向量的對準，從而相較於TM偏極化給出矩形孔柵格之較佳成像。
TM/TE偏極化：圖2E展示TM/TE偏極化，其中在輻射系統之光瞳平面處，沿著對角線施加TM偏極化，且在光瞳平面之每一象限中，TM偏極化在笛卡兒(Cartesian)X及Y軸處逐漸地且對稱地變換成TE偏極化。應注意，名稱TM/TE偏極化不為標準術語，且此處，其係用以指代圖2E所示之偏極化類型。如稍後將論述，TM/TE偏極化針對特定圖案(例如，矩形孔柵格)提供成像優點。咸信，此特性針對共振四極照明使01繞射級與10繞射級彼此平行，從而相較於TM及對角線偏極化給出矩形孔柵格之較佳成像。
Y+X偏極化：可用於本發明之一實施例中的另一類型之非傳統偏極化條件為在圖2中未特定地展示之Y+X偏極化。在Y+X偏極化中，偏極化向量之方向正交於圖2A所描繪之標準X+Y條件中的偏極化向量之方向。
可使用以上偏極化條件之任何組合來自訂光瞳平面中之偏極化。舉例而言，在使用不為1之填充因數σ的情況下，可達成組合偏極化條件，如圖2F之實例中所示，其中中心區域(被展示於虛線圓形輪廓內)具有在σ<0.3之情況下的TM偏極化，且圍繞光瞳平面之中心區域的周邊及在光瞳平面之中心區域的外部施加TM/TE偏極化。在一實施例中，平滑化中心TM區域與周邊TM/TE區域之間的過渡區，使得其基本上無縫。然而，因為針對低k1成像之最佳或改良型照明形狀「稀疏」，所以過渡區中之偏極化定義可能不至關重要，此係因為過渡區可能不具有任何亮強度點。
圖2G展示對應於各種預定義偏極化條件在相對於笛卡兒X-Y軸之不同空間部位處之偏極化向量的方向。
圖2I展示在固定強度臨限值下之Z切割，且圖2J及圖2K分別展示沿著X切割及Y切割之影像強度曲線圖以比較地示範出，非傳統TM/TE偏極化及對角線偏極化提供在110奈米×200奈米之矩形柵格上55奈米×100奈米之矩形孔250(藉由光罩孔徑252環繞)的較佳成像結果，如圖2H所示，其中k1=0.385×0.7。自圖2I至圖2K看出，TM/TE偏極化給出最佳總結果，其中對角線偏極化具有次佳總結果。TM偏極化看來具有與未偏極化輻射大約相同的總結果。偏極化條件判定
如本文中進一步所論述，預定義偏極化條件(諸如上文所描述之預定義偏極化條件)可在偏極化最佳化中包含起始點，該起始點涉及局域地微調照明強度圖(illumination intensity map)之亮照明點的偏極化。在微影回應之軟體模擬中，可將非傳統偏極化包括於可由微影工用以探索偏極化最佳化之輸入套組中。
應注意，藉由非傳統偏極化提供之相對優點取決於圖案設計且亦取決於OPC方法，此係因為偏極化條件及OPC兩者均取決於所得繞射圖案。對於二維圖案，各種特徵之光罩縱橫比影響繞射圖案，且照明偏極化影響光罩縱橫比。具有在選擇偏極化類型方面之靈活性可簡化OPC程序，或可甚至使OPC冗餘。TM/TE偏極化可針對特定微影問題極大地減少對於OPC程序之需要。圖2P藉由針對未偏極化輻射、TM偏極化、對角線偏極化、TM/TE偏極化及X+Y偏極化而表列及比較光罩縱橫比與在X及Y方向上之NILS值(如表260所示)來展示偏極化最佳化與OPC之相互作用。在此模擬中，在NA=1.35下於k1=0.315×0.42下使用以90奈米×120奈米之矩形柵格所配置的50奈米之正方形孔。圖2L至圖2O展示在使用此等條件之情況下分別使用TM偏極化、TM/TE偏極化、對角線偏極化及X+Y偏極化之模擬Z切割成像結果。對於此特定條件，TM偏極化需要最少OPC，亦即，光罩縱橫比粗略地匹配於目標特徵縱橫比。此處，TM/TE不為最佳偏極化，但TM/TE相較於標準X+Y偏極化提供較佳結果。在圖2L至圖2O中，255L至255O為接觸孔之影像，且256L至256O為曝光孔徑。
已發現，在來自共振角度之照明的情況下，對於孔具有1:1作用區間循環(duty cycle)之矩形柵格(亦即，對於120奈米×90奈米間距之柵格，孔目標將為60奈米×45奈米)，則TM/TE無需OPC。正方形柵格之特殊情況將共振照明放於對角線上，且因此，在該情況下，TM/TE與TM相同。在圖2H所示之實例中，孔目標不具有1:1作用區間循環，因此摧毀共振照明之效應。
測試圖案及圖案化器件之類型
為了促進偏極化條件判定，可使用各種類型之測試圖案及/或圖案化器件。舉例而言，圖案化器件之典型微影圖案很可能在其佈局中具有各種類型之二維圖案。光罩佈局之部分含有一或多個臨界特徵，該一或多個臨界特徵之高保真度再生為微影程序之基準。在使用實際圖案之實際微影之前，可使用模仿一或多個臨界特徵之一或多個測試圖案來執行模擬。可使用此等測試圖案來判定所要偏極化條件。
可在此模擬中使用若干類型之二維測試圖案來判定所要偏極化條件。圖3展示具有變化間距之接觸孔的實例矩形柵格，該等柵格可用作測試圖案。該等孔中之每一者為50奈米×50奈米平方。接觸孔之其他橫截面形狀係可能的，且代替接觸孔，可使用金屬接觸焊墊。一間距可僅沿著一個笛卡兒軸變化，如在過渡至圖案304(具有190奈米×110奈米之柵格佈局及0.66×0.385之k1值)之圖案302(具有110奈米×110奈米之柵格佈局及0.385之k1值)中所示；或一間距可沿著兩個笛卡兒軸變化，如在過渡至圖案303(具有190奈米×190奈米之柵格佈局及0.66之k1值)之圖案302中所示。應注意，成像對於較低k1值(例如，在圖案302中)更具挑戰性。可使用二元光罩、PSM(例如，6% Att-PSM)或任何其他類型之圖案化器件。間距可以20奈米增量自110奈米變化至190奈米。因此，可檢查以20奈米增量自110奈米至190奈米間距之所有x、y矩形陣列組合。矩形柵格亦被稱作曼哈頓(Manhattan)柵格。矩形柵格之特殊情況為正方形柵格。應注意，此處所引用之所有k1值均假定藉由使用1.35 NA之投影系統及193奈米之輻射的掃描微影裝置來印刷圖案。
2-D測試圖案之另一實例為如圖4所示之交錯柵格，該交錯柵格具有以交錯方式所配置之孔。此處，間距亦可在一或多個笛卡兒方向上變化。在圖4實例中，在極左處以110奈米×110奈米配置50奈米×50奈米之孔，且向右針對每一柵格在x、y方向上按20奈米增量將間距在極右上增加至高達190奈米×190奈米之柵格。
測試圖案變化之其他可能性包括在徑向方向上之間距變化、接觸孔/接觸焊墊之縱橫比變化、兩個層之疊對變化，等等。
另外，現代IC電路相較於簡單陣列通常具有較複雜的(通常為略微週期性的)2-D圖案。圖5A至圖5B展示此情形之實例。圖案500中之各種特徵502、503、504可具有不同尺寸，且具有不同間距。可在現代SRAM電路中看見圖案500。取決於抗蝕劑程序之狀況(tone)，可藉由亮場(圖5A之光罩500A)中之暗斑或暗場(圖5B中之光罩500B)中之亮斑來表示圖案。此圖案通常表示用於器件製造之顯著目標，且因此，其為用於模擬之優良測試案例。
若實際電路具有有限長度密集線圖案及/或不規則多邊形形狀圖案，且若臨界特徵涉及該等圖案，則可模仿該等圖案。
在模擬期間，在測試特徵上或在測試特徵之間置放一或多個切割線以在選定模擬單元內定義許多相異模擬點。
空間照明映射
為了促進偏極化條件判定，可使用各種空間照明分佈。圖6A至圖6C說明離軸照明之實例，且在此等實例中，照明之空間強度圖展示相異且通常隔離之局域化高強度區域。圖6A至圖6C展示分別具有5個極、8個極及4個極(四極)之三種不同離軸照明602、604及606的空間映射。環形照明、偶極照明、CQuad照明等等為離軸照明之另外實例。可使用習知光束塑形元件來產生離軸照明。離軸照明為用於高解析度微影之成像增強中的一者。
有可能將偏極化條件均一地施加至來自輻射系統之照明之空間強度圖中的所有亮照明點。舉例而言，可藉由未偏極化照明、TM偏極化照明、TE偏極化照明等等中之一者來產生圖6A至圖6C中之空間強度圖中的每一亮照明點。
在圖13至圖15中將更詳細地看出，在偏極化判定期間，將空間強度圖劃分成個別像素或像素群組。此等群組可被稱作偏極化像素群組。偏極化條件之微調涉及調節該等偏極化像素群組中之每一者的偏極化，以產生導致最佳或所要微影回應之自由形式偏極化條件。在模擬期間，將光束孔徑內之偏極化像素群組的實體座標儲存於藉由模擬器使用之輸入檔案中。熟習此項技術者將認識到，術語「偏極化像素群組」僅僅為經選擇以主要地用於模擬域中以指示偏極化條件為可預定義的照明源圖之部分的命名。在微影裝置之實際硬體方面，等效術語可為「源像素群組」，亦即，偏極化條件可藉由耦合至源之鏡面陣列預定義的源光瞳上之區域，其中偏極化控制元件耦合至鏡面陣列。藉由機械地控制實體鏡面及偏極化控制元件之位置，可在源光瞳平面上實現具有預定義偏極化條件之源像素群組。
偏極化條件產生
在實際微影工具中，可製造諸如具有空間複合結構之石英板或玻璃板的一或多個實體光學元件，且可結合輻射系統之其他光學元件來使用該一或多個實體光學元件以實施非傳統偏極化條件。照明可以偏極化條件之特定方式固有地偏極化，或可為在適用時經轉換成特定所要偏極化之未偏極化輻射。可使用諸如偏極化晶體之一或多個光學元件來選擇性地偏極化照明。舉例而言，可藉由經適當設計之繞射、折射或反射光學元件(例如，透射偏極化板)來產生所要偏極化，該光學元件具有在其中之偏極化改變屬性或與其相關聯之偏極化改變屬性。在一實施例中，可藉由同一光學元件來產生照明形狀及所要偏極化。
另外，有可能將不同偏極化施加至不同亮照明點。為了實現該施加，可(例如)藉由空間光調變器(例如，鏡面陣列)產生或轉移照明之空間強度分佈，該空間光調變器可選擇性地將不同偏極化施加至空間強度分佈之不同部分(例如，藉由導致輻射傳遞通過不同偏極化光學儀器或偏極化光學儀器之不同部分，及/或適當地偏極化入射於空間光調變器上之輻射且接著經由經調變元件之分配而產生所要偏極化及/或照明形狀)。舉例而言，圖6A至圖6C中之極中的每一者可具有不同偏極化，或甚至在圖6A至圖6C中之極內，可空間地變化偏極化。當施加固定偏極化場或設計時，個別極之偏極化角度可以已知方式變化(取決於角度)。2010年4月29日申請之名為「Illumination System and Lithographic Apparatus」(P-3642.010)的同在申請中之共有美國臨時申請案第61/329,371號描述實體硬體之一些細節。
效能度量
為了促進偏極化條件判定，可使用效能度量。當在程序預算內變化程序參數時，效能度量追蹤針對微影回應所獲得之值的變化。效能度量中之微影回應包括選自以下各項之一或多者：臨界線寬非均一性、臨界尺寸誤差、縱橫比誤差、間距誤差、側邊緣置放誤差、隅角邊緣置放誤差、光罩誤差增強因數(MEEF)、劑量寬容度、聚焦深度，及程序窗，或其各種組合。程序參數包括選自以下各項之一或多者：聚焦、曝光劑量、曝光波長、圖案化器件衰減、圖案化器件偏置、輻射系統之數值孔徑、輻射源之形狀，或圖案化器件之場類型。在不限制本發明之範疇的情況下，亦可使用其他類型之微影回應及程序參數。
無需變化所有程序參數。舉例而言，若特定類型之光罩(例如，6% Att-PSM)對於特定測試特徵最佳地起作用，則可使該參數保持恆定以減少在模擬期間之計算負荷。在另一類似實例中，若亮場光罩對於特定測試特徵較佳地起作用，則可排除對於使用暗場光罩之需要。
隨著目標微影回應朝向特定目標值收斂，在模擬期間更新效能度量。目標值可為最大值(例如，最大NILS值)或最小值(例如，最小臨界尺寸誤差值)。針對每一反覆而儲存微影回應之當前值，且將對應於當前最佳微影回應之程序參數施加至下一輪模擬以查看是否獲得較佳值。當獲得微影回應之有利值時，可終止模擬，該有利值可能尚未達到難以找到之「最佳」值。
在反覆模擬期間，改良型偏極化條件係與特定預定義度量值相關聯。可根據實務可達成之程序寬容度來調諧理想成像結果。
偏極化最佳化程序流程
如圖7之流程圖700所示，可在兩個主要程序中進行偏極化判定。程序705可被看作使用固定或預定義偏極化條件集合之經修改SMO程序。此程序可能足以產生令人滿意的微影回應。若不令人滿意，則使用程序705之結果來執行後續自由形式偏極化判定程序712。在一實施例中，可單獨地執行程序705或程序712，亦即，無需在程序705之前或之後執行程序712，亦無需在程序712之前或之後執行程序705。
在程序705之前，執行或獲得一些預備步驟(共同地被稱作步驟702)以設置模擬。選擇各種程序參數，諸如照明形狀、劑量、圖案化器件類型、聚焦設定、場類型，等等。又，選擇一或多個測試圖案、識別測試圖案中之一或多個臨界特徵，且在測試圖案中定義模擬點或切割線。定義效能度量，其中程序參數中之一或多者可為恆定的，且在程序誤差預算內變化其他程序參數中之一或多者。待追蹤之微影回應值可為臨界尺寸(CD)誤差、邊緣置放誤差，或如前文所論述之其他參數。
另外，選擇初始候選預定義偏極化條件集合。預定義偏極化條件可包括施加至整個光瞳平面之固定偏極化定義(例如，未偏極化光、X+Y偏極化、TE偏極化、TM偏極化，或TM/TE偏極化)。或者，初始偏極化定義可限於特定固定偏極化角度。藉由硬體實施來規定該等角度。舉例而言，可在鏡面陣列處使用固定角度偏極化板，該鏡面陣列控制源光束圖案化(其商業實例為ASML之FlexrayTM)。微影工可開發對最有效之初始預定義偏極化條件集合的洞悉。在一說明性非限制性實例中，對於高於0.5之σ值，初始偏極化條件集合可包括TM、Y+X、Y及X偏極化條件，且對於低於0.5之σ值，初始偏極化條件集合可包括TM/TE、TE及X+Y偏極化條件。初始偏極化條件集合的以經驗為基礎之選擇有助於減少在模擬期間之計算負荷。
在一實施例中，一旦設置預備條件，隨即執行固定或預定義偏極化條件判定程序705。在此程序中，針對用於已知最佳程序參數之所有初始定義切割線計算微影回應。當微影回應值實質上收斂至所要值(例如，最大CD誤差<0.05奈米)時，可執行初始OPC調整程序(其可為充分發展的OPC或簡化的OPC)以調整特徵邊緣之置放。此後，針對程序參數之預算誤差計算微影回應值。舉例而言，可針對聚焦範圍、劑量範圍、圖案化器件衰減範圍等等追蹤CD誤差。可同時地將圖案化器件偏置施加至所有測試特徵。可分組個別CD誤差值以找到CD均一性(CDU)值，且可設定度量以定位最有利的CDU值而非CD誤差值。當然，存在可被選作待藉由效能度量追蹤之最終微影回應的極多可能性。在模擬之順次反覆期間，可並行地執行適當OPC調整以輔助模擬之收斂。
在一實施例中，儘管程序705(經修改SMO程序)可涵蓋如本文中所論述之各種效能追蹤可能性，但程序705對應於初始預定義偏極化條件中之每一者執行偏極化條件判定程序。為了進行該步驟，判定初始集合中之偏極化條件中之每一者之照明的各別空間強度圖，以達到偏極化條件中之每一者的最佳或改良型空間強度圖。在經修改SMO程序中，在使用程序參數及各別初始預定義偏極化條件的情況下，執行包括適當OPC調整(若存在)之每一預定義偏極化條件之所要微影回應的模擬，以判定微影回應。
取決於待達成之目標微影回應值，程序705可能足以(在無另外偏極化微調的情況下)識別有益或最佳化偏極化條件(步驟715)，如在決策區塊708處所判定。舉例而言，可判定出，對於在σ>1之情況下的暗場照明，初始預定義偏極化條件Y+X提供最佳或有益微影回應。換言之，初始預定義偏極化條件集合中之一預定義偏極化條件可滿足在特定情況下(特別是對於具有相對較高k1值之微影問題)之微影要求。
然而，若在程序705中未達成所要微影回應，則可基於程序705之最有希望的結果來選擇一或多個預定義偏極化條件。程序705之最有希望的結果可為與最佳效能度量相關聯之偏極化條件。在步驟710中，在程序712之前識別偏極化像素群組。
在程序712中，執行自由形式偏極化微調。如參看圖13至圖17將詳細地論述，在自由形式偏極化微調中，個別像素或像素群組中之每一者經受上文所論述之初始預定義偏極化條件集合中之偏極化條件中之一或多者的施加(例如，可基於程序705之最有希望的結果來選擇該一或多個預定義偏極化條件)，且可能經受各種其他類型之預定義偏極化條件。換言之，步驟712可適應增加之偏極化選擇粒度。當偏極化條件變化時，施加標準數值最佳化技術以找到微影效能之改良。依序像素倒裝(pixel flip)可為用於最佳化技術之第一步驟。舉例而言，參看圖13至圖14，若在程序705期間判定出TM/TE、TM及Y偏極化為最有希望的偏極化條件，則將此等偏極化條件中之至少所有三者施加(依序地或以最佳化中所使用之任何其他標準方法)至實例像素群組1310至1313中之每一者。類似於程序705，當在像素群組處或在個別像素位準處局域地擾動偏極化條件時，追蹤微影回應。此方法被稱作「像素倒裝」。可嘗試在一群組內之單一像素倒裝或成對像素倒裝。在像素倒裝之每一步驟的情況下，可以當前最佳結果條件來重新定義初始條件。可使用線性敏感度分析方法來分級改良最終微影回應之有益改變。亦有可能藉由「隨機地」倒裝相對較大百分比之像素(例如，10%之像素)來急劇地改變初始條件，且重新開始反覆最佳化程序。可將標準數值技術用於最佳化。再次，可並行地施加適當OPC及程序參數調整以達到最佳組合結果。程序712可被稱作組合圖案化器件偏極化最佳化程序。
偏極化最佳化之實例結果
圖8至圖12說明已施加本文中所描述之技術以得到改良型偏極化條件的特定實例。具體而言，圖8至圖12展示圖7所描述之程序705的結果。
圖8展示在使用圖6所描述之離軸照明條件602、604及606之情況下對應於具有變化間距(最小k1=0.385，對應於最小間距110奈米)的圖3之曼哈頓正方形柵格實例的一些實例結果。在NA=1.35的情況下使用6% Att-PSM光罩。自具有110奈米×110奈米間距之柵格302至具有190奈米×190奈米間距之柵格303按20奈米增量相等地變化50奈米之孔之柵格的間距。另外，在一些情況下使用固定聚焦斜坡802(例如，在具有固定聚焦斜坡之情況下及在沒有固定聚焦斜坡之情況下使用5極照明602)。對於四種指示情況(類星體、8極、5極，及在沒有聚焦斜坡之情況下的5極)中之每一者，以多個偏極化狀態進行參數SMO。效能度量中之經追蹤微影回應為以奈米為單位之預定義CD誤差度量。在圖8中看出，針對具有固定聚焦斜坡之5極照明獲得在未偏極化照明之情況下的最佳結果，且針對具有固定聚焦斜坡之8極照明獲得在TM偏極化照明之情況下的最佳結果。在圖8中看出，自未偏極化照明至TM偏極化之改變針對所展示之所有可比較極與聚焦斜坡組合會顯著地改良CD度量(10%至16%)。
圖9展示5極情況之CD改良結果，使得可更清楚地看見最佳偏極化選擇之相對益處。藉由包括聚焦斜坡將未偏極化參數SMO(變化極部位、強度、圖案化器件全域偏置)結果改良到8%。然而，藉由具有TM輻射及固定聚焦斜坡來獲得另外10%之改良。偏極化選擇相較於聚焦斜坡甚至更有益。
圖10展示當k1值較低時改良型或最佳偏極化條件如何不同。表列對應於各種程序參數之結果的實例程序參數表1000展示出，對於具有低k1值(最小k1=0.33，對應於95奈米間距)之曼哈頓正方形柵格之類似測試圖案，最佳偏極化條件不為TM，而為TM/TE，其中其他照明參數被調整(在所有條件下使聚焦斜坡保持完整)，如表1000所示。在NA=1.35的情況下使用6% Att-PSM光罩。在350奈米下之固定聚焦斜坡的情況下使用如圖11所示之8極照明。將50奈米之孔之柵格的間距自95奈米×95奈米間距變化至110奈米×110奈米間距，且接著自具有110奈米×110奈米間距之柵格302至具有190奈米×190奈米間距之柵格303按20奈米增量相等地變化該間距。
圖12考慮通常見於SRAM電路中之較複雜的2-D圖案(例如，圖5A中之圖案500A)，及來自使用該圖案之偏極化條件判定的結果。對於亮場(具有最小k1=0.384之6% Att-PSM光罩)，針對TE偏極化看見最佳結果。此處，將CD度量定義為CD均一性與最差程序隅角誤差之組合。TE結果比X+Y結果優約5%，且比未偏極化結果優約16%。此處，在中心TM偏極化條件之情況下的TM/TE不為最佳偏極化條件。實驗上已證明，對於圖5A中之圖案500A，在TE偏極化之情況下的源光罩偏極化最佳化(SMPO)相較於在常用X+Y偏極化之情況下的標準源光罩最佳化SMO給出卓越成像效能。因此，藉由實驗量測來確認圖12中之結果。圖12亦強調如下事實：與僅僅接受來自先前經驗之固定偏極化條件對比，本申請案中所揭示之可概括偏極化最佳化方案在選擇硬體中之實際偏極化設定方面向微影工提供改良型靈活性。
圖8至圖12之各種實例說明：因為改良型或最佳偏極化取決於各種程序參數及k1值，所以難以預測改良型或最佳偏極化條件。本發明之實施例使用所要微影回應之系統模擬以有效率方式來提供用以達到改良型或最佳偏極化的途徑。圖8至圖12所示之實例假定在光瞳平面中之預定義偏極化條件而非微調偏極化條件。然而，該等實例僅僅說明而不限制本發明之範疇。
強度圖中像素位準處之偏極化微調
圖13至圖16展示圖7所描述之程序712中發生之自由形式偏極化微調的實例。
圖13A至圖14B說明具有暗場圖案(例如，圖5B中之圖案500B)之情況，其中預定義照明為TM/TE(類似於圖2E所示之預定義偏極化)。在預定義偏極化之情況下的照明的強度圖在圖13A中被展示為要素1300。圖13B中之要素1302為1300之空間強度圖，其中亮點被標註為相異偏極化像素。可以各種方式將鄰近偏極化像素分組在一起。舉例而言，在1302中，在所有四個象限中對稱地重複像素群組1310、1311、1312及1313。最初將預定義TM/TE偏極化條件施加至所有像素。此狀態可為產生6.1奈米之CD度量的程序705之結果。圖14A至圖14B展示偏極化微調中之中間步驟及最終步驟。將中心處之像素的偏極化自橫越所有像素群組之純TM/TE改變至中心像素群組處之TM會顯著地將CD度量改良至4.7奈米，如中間圖1402A(圖14A)所示。亦即，將偏極化改變至TM/TE，其中TM在中心處於σ<0.3下(類似於圖2F所示之預定義偏極化)。藉由將中心像素改變至X偏極化之另外偏極化微調對應於4.6奈米之另外改良型CD度量值產生最終圖1402B(圖14B)。
在圖15A至圖15C所示之另一類似實例中，將照明空間強度圖1500(圖15A)劃分成偏極化像素群組。最初，對應於5.3奈米之CD度量值，所有像素均具有如經修改圖1502A(圖15B)所示之未偏極化照明。在微調之後，在改變像素群組之局域偏極化後，隨即將CD度量改良至4.65奈米之值，如經修改圖1502B(圖15C)所示，其中TM/TE係在極處且X偏極化係在中心處。
圖16展示使用具有等於0.88/0.72之σouter/σinner之環形照明之偏極化條件選擇的另外實例，如圖16A中之強度圖1600所示。使用具有複雜週期性2-D圖案1601(圖16B)之二元暗場光罩。在使用程序705的情況下，以隨處施加之預定義TE偏極化來獲得最佳結果，如圖1602A(圖16C)所示。結果為9.28奈米之CD誤差度量。對於自由形式偏極化調諧，針對偏極化最佳化考慮個別像素。代替個別像素，亦可考慮具有直接鄰近像素之大量像素群組。圖16D中之圖1602B展示提供CD誤差度量改良之微調偏極化條件。在該經修改圖中，特定照明像素或像素群組中之一些改變至TM/TE、X+Y及未偏極化，且結果為8.93奈米之CD度量。
圖17C至圖17D展示以座標空間表達最佳偏極化條件之替代方式，該座標空間著重於偏極化方向角度而非偏極化類型。在空間之第一象限中，4偏極化位元(polbit)組態可支援X(0°)、Y(90°)及±45°偏極化方向，且8偏極化位元組態可支援X、Y、±45°、±22.5°及±67.5°偏極化方向，此類似於圖2G所示之情形。圖17A展示在整個源光瞳平面中以X-Y偏極化均一地偏極化之源的空間強度圖1700。圖17C至圖17D展示如何在光瞳平面中分別針對4偏極化位元組態及8偏極化位元組態將空間強度圖1700離散化成像素群組。箭頭指示像素群組之偏極化方向。在圖17C中，僅頂部像素群組及底部像素群組處於-45°偏極化(亦即，在第一象限中之-45°，及在其他象限中維持對稱性之適當角度)。其他像素群組中之其餘像素處於Y偏極化。在圖17D中，像素為-67.5°偏極化(在其他象限中具有適當對稱性)或Y偏極化。在8偏極化位元組態的情況下，增加每一像素處之偏極化最佳化的粒度，且結果，獲得較佳微影回應。舉例而言，在固定X+Y偏極化光的情況下，對於圖17B所示之圖案，自習知SMO所獲得之CD變化度量為8.92%。在同一源及同一圖案的情況下，但在添加如圖17C所示之偏極化最佳化(4偏極化位元)的情況下，將CD變化度量改良至8.61%。使用同一源及同一圖案但使用8偏極化位元偏極化最佳化來獲得CD變化度量至8.09%之另外改良，如圖17D所示。
圖18A至圖18D比較針對不同偏極化條件之作為SMO(或SMPO)之結果的相同源之離散化強度圖。此等源為用於如圖5B所示之圖案之各種偏極化條件假定的最佳化源。圖18A展示使用習知SMO加以最佳化之TE偏極化源。圖18B展示使用習知SMO加以最佳化之X+Y偏極化源。圖18C展示使用習知SMO加以最佳化之未偏極化源。圖18D展示使用藉由本申請案提供之增強加以最佳化(亦即，使用SMPO加以最佳化)之同一源。圖18E展示出，相較於TE偏極化源(圖18A)、X+Y偏極化源(圖18B)及未偏極化源(圖18C)，對於SMPO(圖18D之情況)，重疊程序窗最佳(亦即，允許最大劑量振幅及最大聚焦深度)。
偏極化及暗場輻射
為了進一步示範上文所描述之偏極化最佳化技術的優點，亦已針對暗場照明施加SMPO。暗場成像包括在σ>1之情況下的照明。舉例而言，典型範圍為1.4σ1.0。暗場光之添加具有經由MEEF減少而改良微影成像之可能性。
上文所描述之SMPO技術在多個起始點及結束點的情況下使用固定劑量/偏置以用於劑量/偏置最佳化。包括暗場會影響劑量/偏置關係(暗場解決方案通常需要較高劑量)。因此，必須修改最佳化程序以藉由允許劑量在最佳化期間動態地調整而固定光罩偏置(OPC後)。
對於暗場條件，因為照明強度圖之極可在投影系統孔徑外部，所以針對每一象限已添加額外像素或像素群組以覆蓋區域1.4σ1.0。舉例而言，圖19A展示在源孔徑外部之額外像素群組1902A至1902B(在所有象限中亦被對稱地重複)。此處，針對具有暗場之SMPO僅使用4個偏極化條件(X、Y及±45°)。已展示出，對於圖19B所示之特定測試圖案，標準SMPO(無暗場)相較於固定X+Y偏極化解決方案給出19%之較佳CDU(CD均一性)。具有暗場之SMPO提供CDU度量之另外9%改良，如圖19C所示。圖19D展示出，當使用暗場光時，進一步增強SMPO之MEEF減少的益處。相較於固定X+Y偏極化解決方案(其具有7.9之平均MEEF)，無暗場之SMPO提供4.9之平均MEEF，其在使用具有暗場之SMPO時進一步減少至4.2。圖19B中之圖案內之不同部位處之個別水平(H)切割線及垂直(V)切割線處的MEEF減少經平均化以產生圖19D所示之平均MEEF值。圖19E展示在暗場條件下執行SMPO時之重疊程序窗相對於具有暗場之SMPO及具有X+Y偏極化之SMO的比較。一般而言，已看出，當使用標準暗場光罩及正性狀況顯影程序時，暗場SMPO提供MEEF減少及CDU改良。
對圖案化器件類型之相依性
圖20展示出，偏極化微調取決於所使用之圖案化器件類型。在4極照明下於114奈米正方形間距(k1=0.4)上使用50奈米之孔柵格的情況下，變化光罩偏置且亦變化光罩透射類型。結果被展示於圖20B中之表2002中。圖20A以圖形方式展示結果比較。已展示出，18% Att-PSM相較於標準二元光罩(BIM)及6% Att-PSM給出較佳結果，特別是在代替未偏極化照明來使用TM偏極化時。可針對其他偏極化條件研究類似比較。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、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，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)定義產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
微影裝置亦可為如下類型：其中基板表面浸沒於具有相對較高折射率之液體(例如，水)中，以便填充投影系統之最終元件與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，圖案化器件與投影系統之第一元件之間。浸沒技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。
本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在為5奈米至20奈米之範圍內的波長)；以及粒子束(諸如離子束或電子束)。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，該電腦程式含有經組態以導致如上文所揭示之方法之效能的機器可讀指令之一或多個序列；或電腦可讀資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，該電腦可讀資料儲存媒體具有儲存於其中之此電腦程式。
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如所描述之本發明進行修改。
250．．．矩形孔
252．．．光罩孔徑
255L．．．接觸孔之影像
255M．．．接觸孔之影像
255N．．．接觸孔之影像
255O．．．接觸孔之影像
256L．．．曝光孔徑
256M．．．曝光孔徑
256N．．．曝光孔徑
256O．．．曝光孔徑
260．．．表
302．．．圖案/柵格
303．．．圖案/柵格
304．．．圖案
500．．．圖案
500A．．．光罩/圖案
500B．．．光罩/圖案
502．．．特徵
503．．．特徵
504．．．特徵
602．．．離軸照明/離軸照明條件/5極照明
604．．．離軸照明/離軸照明條件
606．．．離軸照明/離軸照明條件
700．．．流程圖
802．．．固定聚焦斜坡
1000．．．表
1300．．．要素
1302．．．要素
1310．．．像素群組
1311．．．像素群組
1312．．．像素群組
1313．．．像素群組
1402A．．．中間圖
1402B．．．最終圖
1500．．．照明空間強度圖
1502A．．．經修改圖
1502B．．．經修改圖
1600．．．強度圖
1601．．．複雜週期性2-D圖案
1602A．．．圖
1602B．．．圖
1700．．．空間強度圖
1902A．．．像素群組
1902B．．．像素群組
2002．．．表
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IF．．．位置感測器
IL．．．照明系統/照明器
IN．．．積光器
MA．．．圖案化器件
MT．．．支撐結構
M1．．．圖案化器件對準標記
M2．．．圖案化器件對準標記
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；
圖2A至圖2F示意性地描繪根據本發明之實施例的各種預定義偏極化條件；
圖2G展示各種預定義偏極化條件之偏極化向量定向差；
圖2H至圖2K展示根據本發明之實施例的使用各種偏極化條件之矩形孔成像之結果；
圖2L至圖2P展示根據本發明之實施例的OPC與偏極化條件之相互作用；
圖3至圖4及圖5(包含圖5A至圖5B)示意性地展示用於本發明之實施例中的各種測試圖案；
圖6A至圖6C展示用於本發明之實施例中之三種不同離軸照明的空間映射；
圖7展示根據本發明之一實施例的流程圖700，其展示偏極化條件判定程序之實例程序流程；
圖8至圖12展示可藉由本發明之實施例獲得之度量結果的各種實例；
圖13(包含圖13A至圖13B)、圖14(包含圖14A至圖14B)、圖15(包含圖15A至圖15C)、圖16(包含圖16A至圖16D)及圖17(包含圖17A至圖17D)展示根據本發明之實施例的偏極化微調之實例；
圖18A至圖18E比較源光罩偏極化最佳化相對於習知源光罩最佳化之結果；
圖19A至圖19E說明使用暗場照明及Y+X偏極化之益處；及
圖20A至圖20B展示最佳化偏極化條件如何取決於圖案化器件類型之實例。
700．．．流程圖

Claims (20)

  1. 一種藉由一微影裝置來改良一圖案化器件佈局之一影像至一基板上之一轉印的方法，該方法包含：對應於複數個預定義偏極化條件中之每一者執行一第一程序，以選擇導致與一臨界特徵之相對較佳再生相關聯之一微影回應值的一預定義偏極化條件；及執行一第二程序，以反覆地達到導致該微影回應之一所要值的一所要空間變化自由形式(varying freedom)偏極化條件，其中該第二程序使用該第一程序中所使用之該等預定義偏極化條件中的一或多者。
  2. 如請求項1之方法，其包含：獲得一測試特徵集合，該測試特徵集合模仿包括該臨界特徵的該圖案化器件佈局之至少一部分；在經由一或多個程序參數而再生該臨界特徵時定義表示一微影回應之一變化的一效能度量；及選擇該複數個預定義偏極化條件。
  3. 如請求項2之方法，其中該等程序參數包括選自以下各項之一或多者：聚焦、曝光劑量、曝光波長、圖案化器件衰減、圖案化器件偏置、測試特徵大小誤差、測試特徵大小非均一性、數值孔徑、照明形狀，及圖案化器件場類型。
  4. 如請求項1之方法，其包含以自該第一程序所獲得之該等微影回應值來更新一效能度量，且該第二程序涉及反覆地進一步更新該效能度量，直到獲得該微影回應之該 所要值為止。
  5. 如請求項1之方法，其中該第二程序包含：獲得一候選照明空間強度圖；將該空間強度圖中之亮照明點劃分成相異像素或像素群組；藉由將一預定義偏極化條件集合中之每一預定義偏極化條件施加至該等相異像素或像素群組中之每一者來調諧該等相異像素或像素群組之局域偏極化；及選擇導致該微影回應之一所要值的該空間變化自由形式偏極化條件。
  6. 如請求項1之方法，其中該複數個預定義偏極化條件包含選自包含以下各項之群組的兩個或兩個以上偏極化條件：無偏極化、方位角(TE)偏極化、徑向(TM)偏極化、TM/TE偏極化、對角線偏極化、X偏極化、Y偏極化、X+Y偏極化、Y+X偏極化，或其任何組合。
  7. 如請求項1之方法，其中該複數個預定義偏極化條件包含TM/TE偏極化。
  8. 如請求項1之方法，其中該微影回應包括選自以下各項之一或多者：臨界線寬非均一性、臨界尺寸誤差、縱橫比誤差、間距誤差、側邊緣置放誤差、隅角邊緣置放誤差、圖案化器件誤差增強因數(MEEF)、劑量寬容度、聚焦寬容度，或其任何組合。
  9. 如請求項1之方法，其中該第一程序包含獲得該複數個偏極化條件中之每一者的一各別照明空間強度圖。
  10. 如請求項1之方法，其中該第一程序包含判定該複數個偏極化條件中之每一者的一正規化影像對數斜率(NILS)值，及對應於高NILS值選擇該一或多個偏極化條件以形成一減少集合。
  11. 如請求項1之方法，其中該複數個預定義偏極化條件包括一TM/TE偏極化，其中在輻射系統之一光瞳平面中，沿著對角線施加TM偏極化，且在該光瞳平面之每一象限中，TM偏極化在笛卡兒軸處逐漸地且對稱地變換成TE偏極化。
  12. 如請求項11之方法，其中在σ之一值小於或等於0.3的情況下在該光瞳平面之一半徑內施加僅TM偏極化、僅TE偏極化、僅X偏極化、僅Y偏極化、僅對角線偏極化，或其一組合。
  13. 如請求項1之方法，其中該複數個預定義偏極化條件包含固定角度偏極化。
  14. 如請求項1之方法，其中包含在σ>1之情況下的一暗場照明，用以照明該圖案化器件佈局。
  15. 如請求項14之方法，其中該複數個預定義偏極化條件包括Y+X偏極化。
  16. 一種具有機器可執行指令之非暫時性電腦儲存產品，該等指令可藉由一機器執行以執行藉由一微影裝置來組態一圖案化器件佈局之一影像至一基板上之一轉印的一方法，該方法包含：對應於複數個預定義偏極化條件中之每一者執行一第 一程序，以選擇導致與一臨界特徵之相對較佳再生相關聯之一微影回應值的一預定義偏極化條件；及執行一第二程序，以反覆地達到導致該微影回應之一所要值的一所要空間變化自由形式偏極化條件，其中該第二程序使用該第一程序中所使用之該等預定義偏極化條件中的一或多者。
  17. 一種器件製造方法，其包含：將一微影裝置中之一經圖案化輻射光束投影至一輻射敏感基板上，其中該經圖案化輻射光束具有一TM/TE偏極化條件，該TM/TE偏極化條件包含：沿著該微影裝置之一光瞳平面之對角線的TM偏極化；及在該光瞳平面之每一笛卡兒軸處的TE偏極化，其中一笛卡兒軸與一對角線之間的實質上所有輻射之一有效偏極化方向(effective polarization direction)係自該一笛卡兒軸朝向該一對角線轉動少於45度，且另一笛卡兒軸與該同一對角線之間的實質上所有輻射之一有效偏極化方向係自該另一笛卡兒軸朝向該同一對角線轉動少於45度。
  18. 如請求項17之方法，其中該TM偏極化在笛卡兒軸中之每一者處逐漸地且對稱地變換成TE偏極化。
  19. 一種器件製造方法，其包含：將一微影裝置中之一經圖案化輻射光束投影至一輻射敏感基板上，其中該經圖案化輻射光束具有藉由一透射 偏極化板及/或一繞射光學元件產生之一空間變化偏極化條件，且該空間變化偏極化條件具有：TM/TE偏極化條件，其包括沿著該微影裝置之一光瞳平面之對角線施加TM偏極化，且在該光瞳平面之每一象限中施加TE偏極化；及在該TM/TE偏極化條件內，經線性偏極化之輻射之光瞳平面之一中心區域，實質上僅有TM輻射或實質上僅有TE輻射。
  20. 如請求項19之方法，其中該方法進一步包含在一輻射光束中之在σ>1之情況下的一暗場照明，用以照明對該輻射光束進行圖案化之一圖案化器件。
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