TWI636317B - 使用圖案化裝置形貌誘導相位之方法、非暫時性電腦程式產品及製造半導體裝置之方法 - Google Patents

Abstract

本發明描述一種方法，其包括：對於藉由輻射對一微影圖案化裝置之一圖案的一照明，獲得由該圖案之三維形貌導致的計算波前相位資訊；及基於該波前相位資訊且使用一電腦處理器，調整該照明之一參數及/或調整該圖案之一參數。

Description

使用圖案化裝置形貌誘導相位之方法、非暫時性電腦程式產品及製造半導體裝置之方法

本描述係關於用於在(例如)圖案化裝置圖案及圖案化裝置之照明之一或多個性質的最佳化中、在圖案化裝置上之一或多個結構層的設計中及/或在計算微影(computational lithography)中使用圖案化裝置誘導相位之方法及設備。

微影設備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)之機器。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化裝置(其替代地被稱為光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。此圖案可轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之部分、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)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有連續地經圖案化之鄰近目標部分之網路。已知微影設備包括：所謂步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來照射每一目標部分；及所謂掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束掃描圖案同時平行於或反平行於此方向同步地掃描基板來照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化裝置轉印至基板。

用以圖案化輻射之圖案化裝置(例如，光罩或比例光罩)可能引起非所需相位效應。具體言之，圖案化裝置之形貌(例如，圖案化裝置上之圖案之特徵之形貌與特徵之標稱形貌的變化)可能將非所需相位偏移引入至經圖案化輻射中(例如，引入至發源自圖案化裝置之圖案之特徵的繞射階中)。此相位偏移可能降低將圖案投影至基板上之準確度。

本發明描述係關於用於在(例如)圖案化裝置圖案及圖案化裝置之照明之一或多個性質的最佳化中、在圖案化裝置上之一或多個結構層的設計中及/或在計算微影中使用圖案化裝置誘導相位之方法及設備。

在一態樣中，提供一種方法，其包含：對於藉由輻射對一微影圖案化裝置之一圖案之一照明，獲得由該圖案之三維形貌導致的計算波前相位資訊；及基於該波前相位資訊且使用一電腦處理器，調整該照明之一參數及/或調整該圖案之一參數。

在一態樣中，提供一種用以改良一微影製程以將一微影圖案化裝置之一圖案之至少一部分成像至一基板上的方法，該方法包含：獲得由該圖案之三維形貌導致的計算波前相位資訊；使用一計算處理器計算表徵該微影製程的複數個參數之一多變數函數，該等參數包括對該圖案之照明之一特性及該圖案之一特性，其中該多變數函數為該計算波前相位資訊之一函數；及藉由調整該等參數中之一或多者來調整該微影製程之特性，直至滿足一預定義終止條件。

在一態樣中，提供一種製造裝置之方法，其中一裝置圖案係使用一微影製程施加至一系列基板，該方法包括使用本文中所描述之一方法製備該裝置圖案及將該裝置圖案曝光至該等基板上。

在一態樣中，提供一種非暫時性電腦程式產品，其包含經組態以使一處理器引起執行本文中所描述之方法的機器可讀指令。

300‧‧‧基板

302‧‧‧吸收體/吸收體材料

304‧‧‧間隙

601‧‧‧設計佈局模組

602‧‧‧圖案化裝置佈局模組

603‧‧‧圖案化裝置模型模組

604‧‧‧光學模型模組

605‧‧‧抗蝕劑模型模組

606‧‧‧製程模型模組

607‧‧‧結果模組

800‧‧‧二元光罩

802‧‧‧相移光罩

1100‧‧‧非最佳相移光罩

1300‧‧‧密集特徵

1302‧‧‧半隔離特徵

1304‧‧‧箭頭

1306‧‧‧箭頭

1600‧‧‧線

1602‧‧‧線

1604‧‧‧線

1606‧‧‧線

AD‧‧‧調整器

AS‧‧‧對準感測器

B‧‧‧輻射光束

BD‧‧‧光束遞送系統

BK‧‧‧烘烤板

C‧‧‧目標部分

CH‧‧‧冷卻板

CO‧‧‧聚光器

DE‧‧‧顯影器

I/O1‧‧‧輸入/輸出通口

I/O2‧‧‧輸入/輸出通口

IF‧‧‧位置感測器

IL‧‧‧照明系統(照明器)

IN‧‧‧積光器

LA‧‧‧微影設備

LACU‧‧‧微影控制單元

LB‧‧‧裝載匣

LC‧‧‧微影製造單元

LS‧‧‧水平感測器

M1‧‧‧光罩對準標記

M2‧‧‧光罩對準標記

MA‧‧‧圖案化裝置

MT‧‧‧支撐結構/圖案化裝置支撐件/光罩台

P1‧‧‧基板對準標記

P2‧‧‧基板對準標記

PM‧‧‧第一定位器

PS‧‧‧投影系統

PW‧‧‧第二定位器

RF‧‧‧參考框架

RO‧‧‧基板處置器或機器人

SC‧‧‧旋塗器

SCS‧‧‧監督控制系統

SO‧‧‧輻射源

TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元

W‧‧‧基板

WTa‧‧‧台

WTb‧‧‧台

X‧‧‧方向

Y‧‧‧方向

Z‧‧‧方向

現在將參看隨附圖式而僅作為實例來描述實施例，在隨附圖式中：圖1示意性地描繪微影設備之一實施例；圖2示意性地描繪微影製造單元或叢集之一實施例；圖3示意性地描繪圖案化裝置造成的輻射之繞射；圖4A至圖4E為在各種不同間距下以正入射角照明之圖案化裝置圖案之各種繞射階的模擬相位的曲線圖；圖5為以各種入射角照明之圖案化裝置圖案之各種繞射階的模擬相位的曲線圖；圖6A為用於模擬裝置製造製程之功能模組的示意性描繪；圖6B為根據本發明之一實施例之方法的流程圖；圖7為根據本發明之一實施例之方法的流程圖；圖8A為在兩個不同吸收體厚度下圖案化裝置圖案之各種繞射階之模擬繞射效率的曲線圖；圖8B為在兩個不同吸收體厚度下圖案化裝置圖案之各種繞射階之模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)的曲線圖；圖9A為二元光罩的各種繞射階之模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)的曲線圖；圖9B為二元光罩的各種吸收體厚度的模擬圖案化裝置形貌誘導相位範圍值(波前相位)的曲線圖；圖10A為相移光罩的各種繞射階之模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)的曲線圖；圖10B為相移光罩的各種吸收體厚度的模擬圖案化裝置形貌誘導相位範圍值(波前相位)的曲線圖；圖11為相移光罩的各種間距之模擬最佳焦點差異的曲線圖； 圖12A為以各種照明入射角照明之二元光罩的各種繞射階之模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)的曲線圖；圖12B為以各種照明入射角照明之相移光罩的各種繞射階之模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)的曲線圖；圖13A為二元光罩之最佳焦點之各種值的所量測劑量敏感性的曲線圖；圖13B為相移光罩之最佳焦點之各種值的所量測劑量敏感性的曲線圖；圖14A為相對於非零入射角之主光線處於零入射角的EUV圖案化裝置之垂直特徵的各種繞射階之模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)的曲線圖；圖14B為相對於非零入射角之主光線處於非零入射角的EUV圖案化裝置之水平特徵的各種繞射階之模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)的曲線圖；圖15A為EUV光罩的垂直特徵在各種入射角下的各種繞射階之模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)的曲線圖；圖15B為EUV光罩的水平特徵在各種入射角下的各種繞射階之模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)的曲線圖；及圖16展示利用偶極照明照明的EUV圖案化裝置之各種線及間隔圖案的模擬調變轉移函數(MTF)對相干性。

在詳細地描述實施例之前，呈現可供實施實施例之實例環境具指導性。

圖1示意性地描繪微影設備LA。該設備包含：- 一照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，DUV輻射或EUV輻射)； - 一支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐一圖案化裝置(例如，光罩)MA且連接至一第一定位器PM，該第一定位器經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化裝置；- 一基板台(例如，晶圓台)WTa，其經建構以固持一基板(例如，塗佈有抗蝕劑之晶圓)W且連接至一第二定位器PW，該第二定位器經組態以根據某些參數來準確地定位該基板；及- 一投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化裝置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。

圖案化裝置支撐結構以取決於圖案化裝置之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如，圖案化裝置是否固持於真空環境中)之方式來固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。圖案化裝置支撐結構可確保圖案化裝置(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」之任何使用與更一般術語「圖案化裝置」同義。

本文中所使用之術語「圖案化裝置」應被廣泛地解譯為係指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創製圖案的任何裝置。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所創製之裝置(諸如，積體電路)中之特定功能層。

圖案化裝置可為透射的或反射的。圖案化裝置之實例包括光罩、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。傾斜之鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。

本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用的其他因素的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。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用與更一般術語「投影系統」同義。

如此處所描繪，設備屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，設備可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。

微影設備可屬於具有兩個(雙載物台)或兩個以上台(例如，兩個或兩個以上基板台、兩個或兩個以上圖案化裝置支撐結構，或一基板台及度量衡台)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。

微影設備亦可屬於如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體應用於微影設備中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。如本文中所使用之術語「浸潤」不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。

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，輻射源與微影設備可為分離實體。在此等狀況下，不認為源形成微影設備之部分，且輻射光束係借助於包括(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影設備之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD(在需要時)可被稱為輻射系統。

照明器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器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(通常分別被稱為σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包括各種其他組件，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入射於被固持於圖案化裝置支撐件(例如，光罩台MT)上之圖案化裝置(例如，光罩)MA上，且係由該圖案化裝置圖案化。在穿過圖案化裝置(例如，光罩)MA之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統將光束聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測裝置、線性編碼器、2D編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WTa，(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(其在圖1中未明確描繪)可用以相對於輻射光束B之路徑準確定位圖案化裝置(例如，光罩)MA，例如，在自光罩庫機械擷取之後，或在掃描期間。一般而言，可借助於形成第一定位器PM之部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現圖案化裝置支撐件(例如，光罩台)MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之部分之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WTa之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，圖案化裝置支撐件(例如，光 罩台)MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。

可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如，光罩)MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的間隔中(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地，在一個以上晶粒提供於圖案化裝置(例如，光罩)MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。小對準標記亦可包括於晶粒內、在裝置特徵間，在此狀況下，需要使標記儘可能地小且無需與鄰近特徵不同的任何成像或處理條件。下文中進一步描述偵測對準標記之對準系統。

所描繪設備可用於以下模式中之至少一者中：

- 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，使圖案化裝置支撐件(例如，光罩台)MT及基板台WTa保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WTa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的目標部分C之大小。

- 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，同步地掃描圖案化裝置支撐件(例如，光罩台)MT及基板台WTa(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WTa相對於圖案化裝置支撐件(例如，光罩台)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之寬度(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)。

- 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，使圖案化裝置支撐件(例如，光罩台)MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化裝置，且移動或掃描基板台WTa。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WTa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/或變化或完全不同之使用模式。

微影設備LA屬於所謂雙載物台類型，其具有兩個台WTa、WTb(例如，兩個基板台)及兩個站--曝光站及量測站--在該兩個站之間可交換該等台。舉例而言，在曝光站處曝光一個台上之一基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上且進行各種預備步驟。預備步驟可包括使用水平感測器LS來映射基板之表面控制，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置，該等感測器兩者係由參考框架RF支撐。若位置感測器IF在台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測台之位置，則可提供第二位置感測器以使得能夠在兩個站處追蹤台之位置。作為另一實例，在曝光站處曝光一個台上之一基板時，不具有基板之另一台可在量測站處等待(其中視情況可發生量測活動)。此另一台具有一或多個量測裝置且可視情況具有其他工具(例如，清潔設備)。當基板已完成曝光時，不具有基板之台移動至曝光站以執行(例如)量測，且具有基板之台移動至卸載該基板且裝載另一基板之場所(例如，量測站)。此等多台配置實現設備之產出率之相當大增加。

如圖2中所示，微影設備LA可形成微影製造單元LC(有時亦被稱為平版印刷製造單元或平版印刷叢集)之部分，微影製造單元亦包括用以對基板執行一或多個曝光前處理及曝光後處理之設備。習知地，此等設備包括用以沈積抗蝕劑層之一或多個旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之一或多個顯影器DE、一或多個冷卻板CH及一或多個烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出通口I/O1、I/O2拾取基 板、在不同處理裝置之間移動基板且將基板遞送至微影設備之裝載匣LB。常常被統稱為塗佈顯影系統(track)之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，塗佈顯影系統控制單元自身受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統亦經由微影控制單元LACU來控制微影設備。因此，不同設備可經操作以最大化產出率及處理效率。

為了正確且一致地曝光由微影設備曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測一或多個性質，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。若偵測到誤差，則可對一或多個後續基板之曝光進行調整。舉例而言，若可立即且足夠快速地完成該檢測以使得相同批次之另一基板仍待曝光，則此可為特別適用。又，可剝離及重工已經曝光之基板(以改良良率)或捨棄已經曝光之基板，藉此避免對已知有缺陷之基板執行曝光。在基板之僅一些目標部分有缺陷之狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行另一曝光。另一可能性為調適後續處理步驟之設定以補償誤差，例如，修整蝕刻步驟之時間可經調整以補償由微影處理步驟引起的基板間CD變化。

檢測設備用以判定基板之一或多個性質，且詳言之，判定不同基板或同一基板之不同層之一或多個性質如何在不同層間變化及/或跨基板而變化。檢測設備可整合至微影設備LA或平版印刷製造單元LC中，或可為獨立裝置。為了實現最快速量測，需要使檢測設備緊接在曝光之後量測經曝光之抗蝕劑層中之一或多個性質。然而，抗蝕劑中之潛影具有極低對比度-在已曝光至輻射的抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射的抗蝕劑之部分之間僅存在極小折射率差-且並非所有檢測設備皆具有足夠敏感度來進行對潛影之有用量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後進行量測，曝光後烘烤步驟通常為對經曝光基板進行之第一步驟且增加抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛影(semi-latent)。 亦有可能進行經顯影抗蝕劑影像之量測--此時，抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分已被移除--或在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後進行經顯影抗蝕劑影像之量測。後一可能性限制有缺陷基板之重工之可能性，但(例如)出於製程控制之目的仍可提供有用資訊。

圖3以橫截面示意性地展示圖案化裝置MA(例如，光罩或比例光罩)之部分。圖案化裝置MA包含基板300及吸收體302。基板1可(例如)由玻璃或對微影設備之輻射光束B(例如，DUV輻射)實質上透明的任何其他合適材料形成。儘管實施例係關於透射圖案化裝置(亦即，透射輻射之圖案化裝置)而描述，但實施例亦可應用於反射圖案化裝置(亦即，反射輻射之圖案化裝置)。在圖案化裝置為反射圖案化裝置之一實施例中，圖案化裝置可經配置以使得輻射光束入射於吸收體及吸收體之間的間隙上，且接著穿過間隙且視情況穿過吸收體以入射於位於間隙後且視情況位於吸收體後之反射體上。

吸收體302之材料可為(例如)矽化鉬(MoSi)或在微影設備之輻射光束B(例如，DUV輻射)行進穿過吸收材料時吸收輻射光束(亦即，吸收材料阻擋輻射光束)或吸收輻射光束B之部分的任何其他合適材料。具有阻擋輻射光束之吸收材料的圖案化裝置可被稱為二元圖案化裝置。MoSi可具備可修改MoSi之折射率的一或多個摻雜劑。輻射未必行進穿過吸收體材料302，且對於某些吸收體材料302，實質上所有輻射可吸收於吸收體材料302中。

吸收體302未完全覆蓋基板300，實情為經組態為一配置，亦即圖案。因此，間隙304存在於吸收體302之區域之間。如所述，僅一小部分之圖案化裝置MA展示於圖3中。實務上，吸收體302及間隙304經配置以形成可(例如)具有數千或數百萬個特徵之配置。

微影設備(參見圖1)之輻射光束B入射於圖案化裝置MA上。輻射光束B最初入射於基板300上且穿過基板300。輻射光束接著入射於吸 收體302及間隙304上。入射於吸收體302上之輻射通過吸收體，但部分地由吸收材料吸收。替代地，輻射實質上完全吸收於吸收體302中且實質上無輻射透射穿過吸收體302。入射於間隙304上之輻射通過間隙而無顯著或部分吸收。圖案化裝置MA因此將圖案施加至輻射光束B(該圖案可施加至未圖案化輻射光束B或施加至已經具有圖案之輻射光束B)。

如圖3中進一步所示，輻射光束B在穿過間隙304(及視情況吸收體302)後就繞射成各種繞射階。在圖3中，描繪0、+1、-1、+2及-2繞射階。但，如將瞭解，可存在更多的更高繞射階或較少繞射階。與繞射階相關聯之箭頭之大小大體上指示繞射階之相對強度，亦即，0階具有比-1及+1繞射階高的強度。但是，然而請注意，箭頭不成比例。又，如將瞭解，視(例如)投影系統PS之數值孔徑及圖案化裝置上之照明之入射角而定，並非所有繞射階皆可由投影系統PS捕捉。

此外，除強度外，繞射階亦具有相位。如上文所指出，圖案化裝置MA之形貌(例如，理想圖案特徵本身、跨圖案化裝置之圖案表面的不平坦性等)可將非所需相位引入至經圖案化輻射中。

此相位可導致(例如)焦點差異及/或影像偏移。焦點差異在輻射光束遭受偶數階像差(例如，由圖案化裝置之形貌導致)時出現。亦即，偶數意謂-n繞射階之相位及對應+n繞射階之相位實質上相同。當輻射光束遭受奇數階像差時，圖案影像可在橫切微影設備之光軸的方向上移動。亦即，奇數意謂-n繞射階之相位及對應+n繞射階之相位具有實質上相同之值，但具有相反正負號。此橫切移動可被稱為影像偏移。影像偏移可導致對比度損失、圖案不對稱性及/或置放誤差(例如，圖案自預期處水平偏移，此可導致疊對誤差)。因此，一般而言，繞射階之相位可分解成偶數及奇數相位貢獻因素，其中偶數相位分佈將通常為完全的偶數相位貢獻且奇數相位分佈將通常為完全的奇 數相位貢獻或偶數及奇數相位貢獻之組合。

焦點差異、影像偏移、對比度損失等可降低微影設備將圖案投影至基板上的準確度。因此，本文中所描述之實施例可減少焦點差異、影像偏移、對比度損失等。

詳言之，上文所提及之圖案化裝置形貌誘導相位及強度分別為波前相位及強度。亦即，相位及強度在光瞳處之繞射階中且針對所有吸收體皆存在。如所述，此波前相位及強度可導致(例如)焦點差異及/或對比度損失。

波前相位區別於影像平面(亦即，基板層級)處的有意相移效應，該有意相移效應由經設計以產生此相移之圖案化裝置(例如，相移光罩)提供。因此，如區別於波前相位，相移效應通常僅針對一些吸收體存在且導致E場相位變換。舉例而言，在輻射光束被圖案化裝置之吸收體部分地吸收之實施例中，在輻射光束退出吸收體時可在該輻射與通過鄰近間隙之輻射之間引入輻射光束之相移。並非導致對比度損失，該相移效應理想地改良使用圖案化裝置形成之空中影像之對比度。若已通過吸收體之輻射之相位與未通過吸收體之輻射之相位相差90°，則對比度可(例如)為最大的。

因此，在一實施例中，在本文中論述各種技術以使用圖案化裝置形貌誘導相位及/或強度(波前相位及/或強度)資訊(無論呈資料形式、呈數學描述之形式等)。在一實施例中，圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)用以進行校正以減小此等相位之效應。在一實施例中，此校正涉及(重新)設計圖案化裝置形貌以減小或最小化圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)之效應。舉例而言，圖案化裝置堆疊(例如，組成圖案化裝置之一個或多個元件/層及/或製造彼等一或多個元件/層之製程)係在(例如)折射率、消光係數、側壁角、特徵寬度、間距、厚度及/或層堆疊之參數(例如，堆疊之組成、堆疊之層之一序列等)方面受 到調諧，以減小或最小化圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)之效應。在一實施例中，此校正涉及將校正應用於一或多個微影設備參數(例如，照明模式、數值孔徑、相位、放大率等)以減小或最小化圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)之效應。舉例而言，可在圖案化裝置下游(例如，在微影設備之投影系統中)引入補償相位。在一實施例中，此校正涉及調諧圖案化裝置圖案及/或由微影設備施加至圖案化裝置之照明的一或多個參數(通常指照明模式且通常包含關於輻射之強度分佈之類型及細節的資訊，例如，輻射是否為環形、偶極、四極等照明)，以減小或最小化圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)之效應。

在另一實施例中，圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)係應用於計算微影之計算中。換言之，圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)及視情況圖案化裝置形貌誘導強度(波前強度)經引入至用以模擬使用(例如)微影設備之成像的模擬/數學模型中。因此，替代用於此等模擬/數學模型之圖案化裝置形貌之實體尺寸描述或除此之外，在彼等模擬/數學模型中使用圖案化裝置形貌誘導相位及視情況圖案化裝置形貌誘導強度以產生(例如)模擬空中影像。

因此，對於此等應用，需要圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)。為了獲得圖案或圖案之特徵的波前強度及相位，圖案或特徵可程式化至微影模擬工具中，微影模擬工具諸如可自全景技術公司(Panoramic Technology,Inc.)獲得之Hyperlith軟體。模擬器可嚴密地計算圖案或特徵之近場影像。計算可藉由嚴密耦合波分析(RCWA)進行。傅里葉變換可經應用以產生繞射階之強度及相位值。此等散射係數可接著經分析以判定可應用以移除或改善相位之校正。詳言之，分析可集中於相位之量值，諸如跨繞射階之相位之範圍。在一實施例中，校正經應用以減小相位之量值，且詳言之，跨繞射階減小相位範 圍的量值。

分析可集中於跨繞射階之相位及/或強度之「指紋(fingerprint)」。舉例而言，分析可判定相位分佈是否跨繞射階大體上偶分佈(even)，例如，關於0階大體上對稱。作為另一實例，分析可判定相位分佈是否跨繞射階大體上奇分佈(odd)，例如，關於0階大體上不對稱。在相位分佈大體上為跨繞射階的奇分佈的情況下，如上文所論述，相位分佈可為奇數相位貢獻與偶數相位貢獻之組合。在兩種情況下，可識別具有類似於相位之「指紋」之形狀的圖案或輪廓。在一實施例中，此圖案或輪廓係藉由一組適當之基底函數或本徵函數來描述。基底函數或本徵函數之適用性可取決於該(等)函數用於微影設備之適用性或取決於可描述主要相位變化之相位範圍。在一實施例中，此圖案或輪廓係藉由在圓之內部正交的一組多項式函數來描述。在一實施例中，此圖案或輪廓係藉由任尼克(Zernike)多項式(具有任尼克係數)、藉由貝塞爾(Bessel)函數、繆勒(Mueller)矩陣或瓊斯(Jones)矩陣來描述。任尼克多項式可用以將適當校正應用於相位，其將減小或移除不當相位。舉例而言，m=0之任尼克多項式導致球面像差/校正。因此，該等多項式導致影像平面之特徵相依焦點偏移。m=2之任尼克多項式導致散光像差/校正。m=1及m=3之任尼克多項式分別被稱為彗星像差(coma)及三翼(3-foil)。此等導致影像圖案在x-y影像平面中之偏移及不對稱性。

參看圖4A至圖4E，曝光於使用1.35之數值孔徑的正入射193nm照明的各種間距下的薄二元光罩之40nm線的繞射階之模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)的曲線圖。該等曲線圖展示量測波前相位如何依據繞射階改變之模擬之結果。模擬模型化當藉由所描述之193nm照明曝光時光罩圖案之投影，且可使用(例如)可自全景技術公司獲得之Hyperlith軟體來執行模擬。相位以弧度計，且對於繞射階，0對 應於0繞射階，其中圖4A至圖4D將散射階指示為整數數字(m)且圖4E指示按間距正規化之散射階(m/間距)。模擬係針對具有四個不同間距(即，80奈米(圖4A)、90奈米(圖4B)、180奈米(圖4C)及400奈米(圖4D))之圖案執行。如習知的，間距尺寸為微影設備之投影系統PS(參見圖1)之基板側處的間距。圖4E展示當繞射階按間距正規化時80nm、90nm及400nm曲線圖之資料點之組合。

參看圖4A及圖4B，相位分佈係偶分佈。此外，觀察到相位具有一圖案。舉例而言，該圖案可大體上藉由任尼克Z4(亦即，Noll指數4)來描述。參看圖4C，相位分佈係偶分佈，具有一圖案且可大體上藉由任尼克Z9(亦即，Noll指數9)來描述。參看圖4D，相位分佈係偶分佈，具有一圖案且可大體上藉由較高階任尼克(例如，任尼克Z25(亦即，Noll指數25))來描述。參看圖4E，描繪了80nm、90nm及400nm曲線圖之資料點之組合。可以看出，資料點大體上全部沿著400nm曲線圖之「曲線」。因此，特定圖案(諸如較高階任尼克，例如任尼克Z25(亦即，Noll指數25))可能可適用於一系列間距。因此，相位並非非常間距相依的，且因此，相位校正可使用(例如)特定較高階任尼克(諸如任尼克Z25(亦即，Noll指數25))而應用於一系列間距。

因此，對於正入射，相位分佈係大體上偶分佈且導致最佳焦點之損失。此外，相位具有一圖案，該圖案通常可藉由(例如)任尼克多項式(諸如任尼克Z4(亦即，Noll指數4)、任尼克Z9(亦即，Noll指數9)及/或較高階任尼克(例如，任尼克Z25(亦即，Noll指數25)))來描述。相位之圖案之此描述可用於(例如)進行校正，如進一步所論述。

參看圖5，曝光於使用1.35之數值孔徑以各種入射角至光罩上的193nm照明的400nm間距之薄二元光罩之40nm線的繞射階之模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)的曲線圖。該等曲線圖展示量測波前相位如何依據繞射階改變之模擬之結果。模擬模型化當藉由如所描 述之193nm照明曝光時光罩圖案之投影，且可使用(例如)Hyperlith軟體來執行。相位以弧度計，且繞射階為整數，其中0對應於0繞射階。模擬係利用西格瑪-0.9對應於-16.5°入射角、西格瑪0對應於0°入射角且西格瑪0.9對應於16.5°入射角的照明執行。

參看圖5，西格瑪0之相位分佈係偶分佈(如圖4A至圖4E中所示)且通常可藉由較高階任尼克(例如，任尼克Z25(亦即，Noll指數25))來描述。但，對於西格瑪-0.9，相位分佈具有額外奇數相位行為且通常可獨立地藉由一或多個奇數項或除偶數項外亦藉由一或多個奇數項(例如，任尼克Z3(亦即，Noll指數3)或任尼克Z7(亦即，Noll指數7))來描述。相似地，對於西格瑪0.9，相位分佈具有額外奇數相位行為且通常可獨立地藉由一或多個奇數項或除偶數項外亦藉由一或多個奇數項(例如，任尼克Z3(亦即，Noll指數3)或任尼克Z7(亦即，Noll指數7))來描述。因此，影像偏移(導致對比度損失、圖案置放誤差等)將在影像形成涉及多個入射角且奇數相位部分不在每個入射角下相同的情況下出現。對比度損失及圖案置放誤差係微影最佳化及設計之重要參數，且因此，此相位效應之辨識及使用可用以減小或最小化對比度損失及圖案置放誤差。

類似於入射角，圖案化裝置形貌可具有側壁角之變化。側壁角係指吸收體特徵之側壁相對於基板的角度。因此，例如，參看圖3，吸收體302特徵之側壁經展示為相對於基板300成90度。側壁之變化對相位的影響與入射角之變化對相位的影響類似。舉例而言，側壁角之變化導致奇數相位分佈效應。因此，在一實施例中，側壁角需要控制在與標稱值相差不超過2度的範圍內以避免奇數相位分佈效應。在一實施例中，側壁角需要控制為在照明入射角範圍之5%內。因此，例如，對於193nm照明，照明入射角可在約-17°至17°之範圍內，且因此，側壁角應控制在2度內、1.5度內或1度內。舉例而言，用於EUV 照明，照明入射角可在約1.5°至10.5°之範圍內，且因此，側壁角應控制在1度內、0.5度內或0.3度內。然而，側壁角可有意地(除入射角外或替代入射角)改變為特定非90度角以校正圖案化裝置形貌誘導相位。

因此，針對一系列入射角及/或側壁角，相位分佈通常為奇分佈且不僅導致最佳焦點之損失，而且導致對比度損失、焦點深度之損失、圖案不對稱性及/或置放誤差。此外，相位具有一圖案，該圖案通常可藉由(例如)任尼克多項式(諸如任尼克Z3(亦即，Noll指數3)及/或任尼克Z7(亦即，Noll指數7))來描述。相位之圖案之此描述可用於(例如)進行校正，如進一步所論述。

此外，除入射角及/或側壁角外，相位亦顯著地依賴於圖案或其特徵之特徵寬度。詳言之，相位範圍通常根據1/特徵寬度縮放。通常，特徵寬度將為圖案或特徵之一或多個臨界尺寸(CD)，且因此，相位範圍根據1/CD縮放。

因此，根據前述內容，圖案化裝置形貌誘導相位效應並不非常依賴於間距。此外，藉由選擇適當CD用於圖案及評估入射角，有效校正或最佳化可應用於圖案化裝置之整個圖案或圖案的與選定CD相關聯之部分，以實現使用該圖案之經改良或最佳化成像。

因此，使用相位待校正的圖案化裝置之形貌的經量測或以其他方式已知之值，可計算光波前相位。波前相位資訊可接著用以實現(例如)微影設備或製程及/或圖案化裝置之參數的改變。舉例而言，經計算光波前相位資訊可併入至微影投影系統之光學系統的模型(有時被稱為透鏡模型)中。基於併有經計算光波前相位資訊的模型，可計算供使用微影投影系統之成像操作使用的一或多個參數。舉例而言，該一或多個參數可包含微影投影系統之一或多個可調光學參數。在一實施例中，該一或多個參數包含用於微影投影系統之一光學元件操控 器(例如，用以使光學元件實體地變形之一致動器)之一操控器設定。在一實施例中，該一或多個參數包含經配置以藉由局部應用加熱/冷卻以改變折射率來提供可組態相位的裝置之設定，諸如美國專利申請公開案第2008-0123066號及第2012-0162620號中所描述，該等案係以全文引用的方式併入本文中。在一實施例中，經計算光波前相位資訊係用任尼克資訊(例如，任尼克多項式、任尼克係數、Noll指數等)表徵。在一實施例中，波前相位資訊(諸如包括奇數相位分佈之表示，例如，任尼克表示)可用以判定圖案之一或多個特徵之置放。置放可產生(例如)置放誤差，其可為疊對誤差。置放或疊對誤差可使用任何已知技術(諸如，改變基板相對於經圖案化光束之位置)來校正。

舉例而言，使用相位待校正的圖案化裝置之形貌的經量測或以其他方式已知之值，可識別相位之可應用圖案(例如，任尼克多項式)及相位之量值(例如，跨繞射階之相位範圍之量值)。基於量值且根據圖案應用之相位校正可減小或移除不當相位。在一實施例中，可應用圖案可包含圖案之組合(例如，選自(例如)任尼克Z4、Z9及/或Z25之偶數相位分佈圖案與選自(例如)任尼克Z3及/或Z7之奇數相位分佈圖案的組合)。在圖案之一組合中，加權可應用於圖案中之一或多者。舉例而言，在一實施例中，應用於奇數相位分佈圖案的加權高於應用於偶數相位分佈圖案的加權。

在一實施例中，校正旨在跨繞射階中之一或多者減小或最小化相位範圍。亦即，參看圖4A至圖4E及圖5，其中所描繪之線被理想地「扁平化」。換言之，校正旨在使其中所描繪之線(或與線相關聯之資料)接近水平線(或資料大體上由水平線來描述)。在一實施例中，該一或多個繞射階可包含具有足夠強度之繞射階。因此，在一實施例中，具有足夠強度之繞射階可為超出臨限強度之繞射階。此臨限強度可為小於或等於最大強度之30%的強度、小於或等於最大強度之25%的強 度、小於或等於最大強度之20%的強度、小於或等於最大強度之15%的強度、小於或等於最大強度之10%的強度或小於或等於最大強度之5%的強度。此外，加權可根據強度應用於各種繞射階，以使得(例如)與具有較高強度之一或多個繞射階相關聯之相位得到的校正比與具有較低強度之一或多個繞射階相關聯之相位多。

針對正入射輻射的相位之此校正可改良最佳焦點。術語「最佳焦點」可解譯為意謂獲得具有最佳對比度之空中影像所在的平面。此外，針對離軸照明(亦即，在輻射為不同於垂直之角度或除垂直外亦有其他角度的情況下)及/或側壁角的相位之此校正可改良最佳焦點。此外，離軸照明及/或側壁角具有導致雙光束成像之趨勢。因此，離軸照明及/或側壁角可傾向於導致對比度損失、焦點深度損失且可能導致圖案不對稱性及圖案置放誤差。因此，針對離軸照明及/或側壁角的相位之校正可改良此等其他效應。

如將瞭解，若存在將圖案之成像推至製程窗之邊界或推出製程窗之邊界外的一或多個「關鍵」特徵或「熱點」圖案，則不必判定整個圖案之相位。因此，可針對此等「關鍵」特徵判定相位，且校正因此可集中於彼等「關鍵」特徵。因此，在一實施例中，在圖案為用於裝置之設計佈局的情況下，僅針對圖案化裝置圖案(亦即，設計佈局)之一或多個子圖案或特徵而規定光波前相位資訊。

在一實施例中，可針對許多特徵寬度、許多照明入射角、許多側壁角及/或許多間距判定相位。可內插其間之值。相位資訊可「映射」至圖案上且因此產生圖案之相位資訊之二維集合。相位資訊可經分析以識別可應用圖案(例如，任尼克多項式)及相位之量值(例如，跨繞射階之相位範圍之量值)以用於校正。

在一實施例中，可量測圖案形貌之一或多個性質，其值可用以產生相位資訊。舉例而言，可量測特徵寬度、間距、厚度/高度、側 壁角、折射率及/或消光係數。該等性質中之一或多者可使用光學量測工具來量測，諸如美國專利申請公開案第US 2012-044495號中所描述，該案係以全文引用的方式併入本文中。因此，圖案化裝置之計量可用以判定圖案化裝置形貌誘導相位，圖案化裝置形貌誘導相位接著可用以產生校正或設計(例如，應用於微影設備之透鏡模型以調適微影製程)。

當設計圖案、設計用於曝光圖案之製程及/或設計用於製造裝置之製程時，可使用計算微影，其模擬裝置製造製程之各種態樣。在用於模擬涉及微影及裝置圖案之製造製程之系統中，可藉由(例如)如圖6中所說明之各種功能模組來描述主要製造系統組件及/或製程。參看圖6，該等功能模組可包括：設計佈局模組601，其定義(例如，微電子裝置)之設計圖案；圖案化裝置佈局模組602，其基於設計圖案而定義圖案化裝置圖案如何以多邊形佈置；圖案化裝置模型模組603，其模型化將在模擬過程期間使用的像素化且連續調圖案化裝置之實體性質；光學模型模組604，其定義微影系統之光學組件之效能；抗蝕劑模型模組605，其定義用於給定製程中之抗蝕劑之效能；及製程模型模組606，其定義抗蝕劑後顯影製程(例如，蝕刻)之效能。模擬模組中之一或多者之結果(例如，預測輪廓線、CD等)係提供於結果模組607中。可在模擬期間使用上述模組中之一者、一些或全部。

照明及投影光學器件之性質係在光學模型模組604中捕捉，光學模型模組包括(但不限於)數值孔徑及西格瑪(σ)設定以及任何特定照明源參數(諸如形狀及/或偏光)，其中σ(或西格瑪)係照明源形狀之外部徑向範圍。塗佈於基板上之光阻層之光學性質--亦即，折射率、膜厚度、傳播及偏光效應--亦可作為光學模型模組604之部分被捕捉，而抗蝕劑模型模組605描述在抗蝕劑曝光、曝光後烘烤(PEB)及顯影期間發生之化學製程之效應，以便預測(例如)形成於基板上之抗蝕劑特徵 之輪廓線。圖案化裝置模型模組603捕捉目標設計特徵如何佈置於圖案化裝置之圖案中，且可包括如(例如)以全文引用的方式併入本文中的美國專利第7,587,704號中所描述的圖案化裝置之詳細實體性質之表示。模擬之目標係準確地預測(例如)邊緣置放及臨界尺寸(CD)，可接著比較該等邊緣置放及臨界尺寸與目標設計。目標設計通常被界定為OPC前圖案化裝置佈局，且將以諸如GDSII或OASIS之標準化數位檔案格式提供。

一般而言，光學模型與抗蝕劑模型之間的聯繫為抗蝕劑層內之模擬空中影像強度，其起因於輻射投射至基板上、抗蝕劑界面處之折射及抗蝕劑膜堆疊中之多個反射。輻射強度分佈(空中影像強度)由於光子吸收而變為潛在「抗蝕劑影像」，該潛在抗蝕劑影像進一步由擴散過程及各種負載效應修改。對於全晶片應用足夠快之高效模擬方法藉由2維空中(及抗蝕劑)影像而近似抗蝕劑堆疊中之實際3維強度分佈。

因此，模型表示法描述了總體製程之大多數(若非全部)已知物理學及化學過程，且模型參數中之每一者理想地對應於相異物理或化學效應。因此，模型表示法設定關於模型可用以模擬總製造製程之良好程度之上限。然而，有時模型參數可由於量測及讀取誤差而不準確，且系統中可存在其他缺陷。在精確校準模型參數的情況下，可進行極準確之模擬。

因此，當執行計算微影時，圖案化裝置形貌(有時被稱為光罩3D)可包括於模擬中，例如，包括於圖案化裝置模型模組603及/或光學模型模組604中。此可藉由將圖案化裝置形貌傳送至一組核心中來進行。圖案之每一特徵邊緣與此等核心卷積以產生(例如)空中影像。參見(例如)美國專利申請公開案第2014/0195993號，該案係以全文引用的方式併入本文中。因此，準確度取決於核心之數目。在準確度(例 如，所使用的核心之數目)與執行模擬所要之時間之間取折中。用於此模擬之另一相關技術描述於中美國專利第7,003,758號，該美國專利係以全文引用的方式併入本文中。

因此，在一實施例中，圖案化裝置形貌誘導相位及視情況圖案化裝置形貌誘導強度可用於計算微影中以判定圖案化裝置圖案之三維形貌之成像效應。因此，參看圖6B，在一實施例中，在610處可計算由圖案化裝置形貌導致的光波前相位及強度。因此，在一實施例中，針對複數個光瞳位置或繞射階獲得由微影圖案化裝置之圖案之特徵的三維形貌導致之光波前相位及強度資訊。舉例而言，可針對複數個入射角、針對複數個側壁角、針對複數個特徵寬度、針對複數個特徵厚度、針對圖案特徵之複數個折射率、針對圖案特徵之複數個消光係數等來獲得由微影圖案化裝置之圖案之特徵之三維形貌導致的此光波前相位及強度資訊。

接著，替代核心或除核心外，在615處可在計算微影計算中使用此光波前相位及強度資訊。在一實施例中，光波前相位及強度資訊在計算微影計算中可表示為核心。因此，在620處，可使用一電腦處理器基於光波前相位及強度資訊來計算圖案化裝置圖案之三維形貌之成像效應。在一實施例中，成像效應之計算係基於與考慮中之圖案化裝置圖案相關聯之繞射圖案的計算。因此，在一實施例中，計算成像效應涉及計算具有表徵微影製程的複數個設計變數之多變數函數，其中多變數函數為經計算光波前相位及強度資訊之函數。設計變數可包括對圖案之照明之特性(例如，偏光、照明強度分佈、劑量等)、投影系統之特性(例如，數值孔徑)、圖案之特性(例如，折射率、實體尺寸等)等。

在一實施例中，計算該圖案化裝置之形貌之成像效應包含計算該圖案化裝置圖案之一模擬影像。舉例而言，在一實施例中，可在模 擬中在圖案之特徵之邊緣處指定「點源」-δ-函數(具有強度幅值A及相位Φ作為參數)以近似估計圖案化裝置形貌。舉例而言，模擬可使用如下的照明之傳輸函數：

如上文所論述，圖案化裝置形貌誘導相位至少取決於臨界尺寸、側壁角及/或輻射之入射角。在一實施例中，針對圖案或圖案之特徵之一系列入射角計算此光波前相位之一系列曲線圖或資料集合且在計算微影計算中使用該等曲線圖或集合。在一實施例中，另外或替代地針對圖案或圖案之特徵之一系列臨界尺寸、針對圖案或圖案之特徵之一系列間距、針對圖案或圖案之特徵之一系列側壁角等而計算此光波前相位之一系列曲線圖或資料集合，且在計算微影計算中使用該等曲線圖或集合。在一實施例中，光波前相位係使用諸如Hyperlith軟體之模擬器嚴密地計算。在需要的情況下，可內插其間之值。此等相位曲線圖或資料集合可以高精度預先計算且可有效地含有圖案化裝置形貌之完全實體資訊。可接著使用圖案之繞射圖案(其為依賴於圖案之特徵)及添加經計算光波前相位資訊來計算圖案化裝置圖案之三維形貌之成像效應。

因此，在一實施例中，提供一種方法，其包含：獲得由微影圖案化裝置之圖案之三維形貌導致的經計算光波前相位及強度資訊；及使用一電腦處理器基於經計算光波前相位及強度資訊來計算圖案化裝置圖案之三維形貌之成像效應。在一實施例中，獲得光波前相位及強度資訊包含獲得該圖案之三維形貌資訊及基於該三維形貌資訊而計算由該三維形貌導致的該光波前相位及強度資訊。在一實施例中，計算光波前相位及強度資訊係基於與一微影設備之一照明輪廓相關聯之一 繞射圖案。在一實施例中，計算光波前相位及強度資訊包含嚴密地計算光波前相位及強度資訊。在一實施例中，三維形貌選自：一吸收體高度或厚度、折射率、消光係數及/或吸收體側壁角。在一實施例中，三維形貌包含包含同一性質之不同值的多層結構。在一實施例中，光波前相位資訊包含圖案之複數個臨界尺寸的光波前相位資訊。在一實施例中，光波前相位資訊包含複數個照明輻射入射角及/或圖案側壁角的光波前相位資訊。在一實施例中，光波前相位資訊包含圖案之複數個間距的光波前相位資訊。在一實施例中，光波前相位資訊包含複數個光瞳位置或繞射階的光波前相位資訊。在一實施例中，計算該圖案化裝置之該形貌之該成像效應包含計算該圖案化裝置圖案之一模擬影像。在一實施例中，該方法進一步包含調整與使用微影圖案化裝置之微影製程相關聯之一參數以獲得圖案之成像對比度的改良。在一實施例中，該參數為該圖案化裝置之圖案之形貌之一參數或該圖案化裝置之照明之一參數。在一實施例中，該方法包含調諧該圖案化裝置之一折射率、該圖案化裝置之一消光係數、該圖案化裝置之一吸收體之一側壁角、該圖案化裝置之一吸收體之一高度或厚度或選自其中之任何組合，以將相位變化減至最小。在一實施例中，經計算光波前相位資訊包含跨繞射階之奇數相位分佈或其數學描述。

因此，無論使用得到如所描述之光波前相位資訊補充之計算微影或是使用傳統計算微影，需要對圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)進行校正。某些類型之校正已經在上文描述，且某些額外類型之校正包括使用圖案化裝置/照明調諧(有時被稱為源光罩最佳化)來調諧圖案化裝置堆疊、調諧圖案化裝置佈局及/或調諧圖案化裝置之照明。

圖案化裝置/照明(源光罩最佳化)通常不考慮圖案化裝置形貌，要不就使用圖案化裝置形貌尺寸庫。亦即，該庫含有自圖案化裝置形 貌導出之一組核心。但，如上所述，彼等核心傾向於為近似，且因此，犧牲準確度以得到所需執行時間。

因此，在一實施例中，圖案化裝置/照明調諧計算涉及圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊。因此，圖案化裝置吸收體之影響可由繞射階中之相位來描述。因此，圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)含有所有必需資訊。

在一實施例中，如上文所述之計算微影，圖案化裝置/照明調諧計算涉及圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊。亦即，數學/模擬計算涉及圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊。對於某些基本特徵，使用相位可能足以計算最佳圖案化裝置/照明模式組合。

在一實施例中，另外或替代地，使用圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊作為圖案化裝置/照明調諧計算之核對或對照。舉例而言，在一實施例中，圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊用以限制或限定照明、圖案化裝置及/或其他微影參數之範圍，且傳統圖案化裝置/照明調諧程序係在該範圍內執行或受該範圍約束。舉例而言，可獲得複數個入射角的圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊且加以分析以識別一可接受角範圍，在該角範圍內，圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)為可接受的。傳統圖案化裝置/照明調諧程序可接著在該角範圍內執行。在一實施例中，傳統圖案化裝置/照明調諧程序可產生圖案化裝置佈局及照明模式之一或多個所提議組合。可相對於圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊測試彼等一或多個組合之一或多個參數。舉例而言，各種入射角的圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)對繞射階之曲線圖可用以在所提議照明模式之入射角產生超過臨限值的相位量值的情況下排除彼照明模式。

參看圖7，解釋圖案化裝置/照明調諧之方法之一例示性實施例。在701處，定義一微影問題。該微影問題表示待印刷至一基板上之一 特定圖案。此圖案用以調諧(例如，最佳化)微影設備之參數且用以選擇照明系統之恰當組態。其理想地表示包括於圖案中之進取性組態，例如，同時將密集特徵及隔離特徵分組在一起的圖案。

在702處，選擇計算圖案之輪廓的模擬模型。在一實施例中，模擬模型可包括空中影像模型。在彼情況下，將計算光阻上的入射輻射能量分佈之分佈。空中影像之計算可以傅里葉光學之純量或向量形式中任一者進行。實際上，此模擬可借助於可購得模擬器(諸如Prolith、Solid-C或類似軟體)來進行。微影設備之不同元件之特性(如數值孔徑或特定圖案)可被輸入作為模擬之輸入參數。可使用不同模型，如集總參數模型或變數臨限值抗蝕劑模型。

在此特定實施例中，用以執行空中影像模擬之相關參數可包括至存在最佳焦點平面之平面的距離、照明系統之空間部分相干度的量測、照明之偏光、照明裝置基板之光學系統的數值孔徑、光學系統之像差及表示圖案化裝置之空間傳輸函數的描述。在一實施例中，如上所述，相關參數可包括圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊。

應理解，在702處選擇之模擬模型之使用不限於(例如)抗蝕劑輪廓之計算。可實現模擬模型以提取額外/補充回應，如製程寬容度、密集/隔離特徵偏差、旁波瓣印刷、對圖案化裝置誤差之敏感性等。

在定義模型及其參數(包括圖案及照明模式之初始條件)之後，該方法接著進行至703，其中執行模擬模型以計算回應。在一實施例中，模擬模型可基於如上關於計算微影所述之圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊而執行計算。因此，在一實施例中，模擬模型體現了具有表徵微影製程的複數個設計變數之多變數函數，該等設計變數包括對圖案之照明之特性及圖案之特性，其中多變數函數為經計算光波前相位資訊之函數。

在704處，基於對回應之分析而調整照明模式之一或多個照明條 件(例如，改變強度分佈之類型、改變強度分佈之參數(諸如σ)、改變劑量等)及/或圖案化裝置圖案之佈局或形貌之一或多個態樣(例如，施加偏置、添加光學近接校正、改變吸收體厚度、改變折射率或消光係數等)。

可相對於一或多個微影量度評估在此實施例中計算出之回應以判斷是否存在(例如)足以將抗蝕劑中之所要圖案特徵成功地印刷在基板上之對比度。舉例而言，可貫穿焦點範圍分析空中影像以提供曝光寬容度及焦點深度之估計，且可反覆地執行程序以達到最佳光學條件。實際上，可藉由使用對比度或空中影像對數斜率(ILS)量度(例如，根據(例如)特徵大小正規化之正規化影像對數斜率(NILS))來判定空中影像之品質。此值對應於影像強度(或空中影像)之斜率。在一實施例中，微影量度可包含臨界尺寸均勻性、曝光寬容度、製程窗、製程窗之尺寸、光罩誤差增強因數(MEEF)、正規化影像對數斜率(NILS)、邊緣置放誤差及/或圖案保真度量度。

如上文所論述，在一實施例中，圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊可用以評估或約束回應之計算。舉例而言，在一實施例中，圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊用以限制或限定照明、圖案化裝置及/或其他微影參數之範圍，且傳統圖案化裝置/照明調諧程序在該範圍內執行或受該範圍約束以產生回應。舉例而言，可獲得複數個入射角的圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊且加以分析以識別一可接受角範圍，在該角範圍內，圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)為可接受的。傳統圖案化裝置/照明調諧程序可接著在該角範圍內執行。在一實施例中，傳統圖案化裝置/照明調諧程序可產生圖案化裝置圖案組態及照明模式之一或多個所提議組合以作為回應。可相對於圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊測試彼等一或多個組合之一或多個參數。舉例而言，各種入射角的圖案化裝置形貌誘導 相位(波前相位)對繞射階之曲線圖可用以在所提議照明模式之入射角產生超過臨限值的相位量值的情況下排除彼照明模式。

在705處，可重複模擬/計算、回應之判定及回應之評估，直至滿足某一終止條件。舉例而言，調整可繼續，直至值被最小化或最大化。舉例而言，可評估微影量度(諸如臨界尺寸、曝光寬容度、對比度等)，以判斷其是否滿足設計準則(例如，小於某一第一值及/或大於某一第二值之臨界尺寸)。若微影量度不滿足設計準則，則調整可繼續。在一實施例中，對於調整，可使用或獲得(例如，計算)新的圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊。

此外，除圖案化裝置/照明調諧外，亦可調諧微影設備或製程之一或多個其他參數。舉例而言，可調諧微影設備之投影系統之一或多個參數，諸如數值孔徑、像差參數(例如，與可調諧光束路徑中之像差之裝置相關聯之參數)等。

因此，在一實施例中，提供一種方法，其包含：對於藉由輻射對一微影圖案化裝置之一圖案之照明，獲得由該圖案之三維形貌導致的經計算光波前相位資訊；及基於光波前相位資訊及使用一電腦處理器，調整該照明之一參數及/或調整該圖案之一參數。在一實施例中，該方法進一步包含，對於經調整照明及/或圖案參數，獲得由該圖案之三維形貌導致的經計算光波前相位資訊及調整該照明之該參數及/或調整該圖案之該參數，其中重複該獲得及該調整，直至滿足某一終止條件。在一實施例中，該調整包含基於光波前相位資訊來計算一微影量度，及基於該微影量度來調整該照明及/或該圖案之參數。在一實施例中，該微影量度包含選自以下各者中之一或多個：臨界尺寸均勻性、曝光寬容度、製程窗、製程窗之尺寸、光罩誤差增強因數(MEEF)、正規化影像對數斜率(NILS)、邊緣置放誤差或圖案保真度量度。在一實施例中，該獲得包含獲得複數個不同照明輻射入射角的 經計算光波前相位資訊；且其中該調整包含基於經計算光波前相位資訊而界定入射照明輻射之一可接受角範圍，及在所界定角範圍內調整該照明及/或該圖案之該參數。在一實施例中，該調整包含執行一照明/圖案化裝置最佳化。在一實施例中，該調整包含計算具有表徵該微影製程的複數個設計變數之多變數函數，該等設計變數包括對該圖案之照明之一特性及該圖案之一特性，其中該多變數函數為經計算光波前相位資訊之一函數。

在一實施例中，提供一種用以改良一微影製程以將一微影圖案化裝置之一圖案之至少一部分成像至一基板上的方法，該方法包含：獲得由該圖案之三維形貌導致的經計算光波前相位資訊；使用一計算處理器計算具有表徵該微影製程的複數個參數之多變數函數，該等參數包括對該圖案之照明之一特性及該圖案之一特性，其中該多變數函數為該經計算光波前相位資訊之一函數；及藉由調整該等參數中之一或多者來調整該微影製程之特性，直至滿足一預定義終止條件。

在一實施例中，該調整進一步包含計算具有表徵該微影製程的複數個設計變數之另一多變數函數，其中該另一多變數函數並非該經計算光波前相位資訊之一函數。在一實施例中，該多變數函數用於該圖案之一關鍵區域且該另一多變數函數用於一非關鍵區域。在一實施例中，該調整改良圖案之成像對比度。在一實施例中，經計算光波前相位資訊包含跨繞射階之奇數相位分佈或其數學描述。在一實施例中，該獲得包含獲得該圖案之三維形貌資訊及基於該三維形貌資訊而計算由該三維形貌導致的光波前相位資訊。在一實施例中，圖案為用於裝置之設計佈局，且光波前相位資訊僅針對圖案之子圖案而規定。在一實施例中，該方法包含調整照明之參數，其中該調整照明之參數包含調整該照明之一強度分佈。在一實施例中，該方法包含調整圖案之參數，其中該調整圖案之參數包含將一光學近接校正特徵及/或一 解析度增強技術應用於該圖案。在一實施例中，光波前相位資訊包含複數個輻射入射角及/或圖案之側壁角的光波前相位資訊。在一實施例中，該獲得包含嚴密地計算光波前相位資訊。

圖案化裝置堆疊調諧(例如，最佳化)主要藉由關注可製造性態樣(例如，蝕刻)來進行。若使用圖案化裝置之成像為調諧之部分，則使用一或多個導出的成像優值(諸如曝光寬容度)來進行此成像。此等導出的成像優值係特徵及照明設定相依的。當將導出的成像優值(例如曝光寬容度)用於調諧時，可能不清楚導出之經調諧堆疊是否對於所有成像相關論題皆為根本上較佳的，此係因為調諧取決於特徵、照明設定等。

因此，代替評估如曝光寬容度之導出的成像量度或除其以外，評估圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)。藉由評估圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)對一或多個圖案化裝置堆疊性質(例如，折射率、消光係數、吸收體或其他高度/厚度、側壁角等)之相依性，可識別經改良的圖案化裝置堆疊，其減小或最小化光罩3D誘導相位之量值。以此方式導出之光罩堆疊可對於所有特徵及/或照明設定之複數個成像性質皆為根本上較佳的。

參看圖8A，描繪曝光於正入射193nm照明之二元光罩及具有約6% MoSi吸收體之最佳化相移光罩的繞射階之模擬強度(就繞射效率而言)的曲線圖。參看圖8B，描繪曝光於正入射193nm照明之二元光罩及具有約6% MoSi吸收體之相移光罩的繞射階之模擬相位的曲線圖。該等曲線圖展示二元光罩800及相移光罩802之結果。

圖8A及圖8B之曲線圖展示量測繞射效率及波前相位分別如何依據繞射階改變之模擬之結果。模擬模型化當藉由如所描述之193nm照明曝光時光罩圖案之投影，且可使用(例如)可自全景技術公司獲得之Hyperlith軟體來執行。相位以弧度計，且繞射階為整數，其中0對應 於0繞射階。針對二元光罩800及相移光罩802執行模擬。

參看圖8A，可以看出，兩種不同光罩800、802提供跨繞射階範圍的相當可比之繞射效率效能。此外，對於第一及第二繞射階，相移光罩802之繞射效率稍微較高。因此，相移光罩802可提供比二元光罩800更好的效能。

現參看圖8B，可以看出，二元光罩800及相移光罩802提供跨繞射階範圍的相當不同之波前相位效能。詳言之，與二元光罩800相比，相移光罩802的跨繞射階中之一或多者的相位範圍大體上減小。亦即，與二元光罩800相比，相移光罩802的跨繞射階之相位範圍減小或減至最小。此情況在圖8B中可被看到：相移光罩802之線與二元光罩800之線相比大體上「扁平」。換言之，相移光罩802之線與二元光罩800相比大體上更接近水平線。

參看圖9A，描繪曝光於正入射193nm照明之二元光罩的模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)(以弧度計)對繞射階(其中0繞射階對應於7.5)的曲線圖。該曲線圖展示針對三個不同吸收體厚度(標稱值、比標稱值薄6nm及比標稱值厚6nm)的二元光罩之結果。此曲線圖展示較薄吸收體(-6nm)產生稍微較佳之效能，此係因為較薄吸收體之線比其他線扁平。

現參看圖9B，可看到吸收體厚度之效應之更多特定細節。圖9B描繪圖9A之二元光罩的模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)(以弧度計)對與標稱值之吸收體厚度變化(以奈米計)的曲線圖。在此曲線圖中，將三個不同優值應用於相位對繞射階曲線圖。第一優值為總相位範圍(「總」-參見插圖)。第二優值為波峰範圍(「波峰」-參見插圖)。且，第三優值為高階之範圍(「高階」-參見插圖)。關於圖9B，可以看出波峰(「波峰」)之相位範圍幾乎恆定。但，對於高階(「高階」)，相位範圍隨吸收體厚度增加，且因此，高階本質上推動總相 位範圍(「總」)之變化。因此，此等優值中之一或多者可用以推動圖案化裝置堆疊之組態。舉例而言，高階優值建議較薄吸收體以減小相位範圍。因此，例如，高階優值之最小值(或在其5%、10%、15%、20%、25%或30%範圍內之值)可實現二元光罩之適當厚度。但，由於波峰相位範圍係跨所示之厚度的本質上恆定非零數字，因此，在減小相位範圍上不存在更大(若存在)進一步增益，藉由減小高階相位範圍或使用相當大厚度(其可能不可製造)除外。因此，可能需要折射率及/或消光係數之變化。

參看圖10A，描繪曝光於正入射193nm照明之具有約6% MoSi吸收體之相移光罩(亦即，具有不同折射率之圖案化裝置)的模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)(以弧度計)對繞射階(其中0繞射階對應於7.5)的曲線圖。該曲線圖展示針對三個不同吸收體厚度-標稱值(其為最佳數字且對應於圖8A及圖8B中之相移光罩802)、比標稱值薄6nm及比標稱值厚6nm-之結果。此曲線圖展示標稱厚度產生顯著較佳效能，此係因為標稱厚度之線比其他線扁平。

現參看圖10B，可看到吸收體厚度之效應之更特定細節。圖10B描繪圖10A的具有約6% MoSi吸收體之相移光罩的模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)(以弧度計)對與標稱值之吸收體厚度變化(以奈米計)的曲線圖。如在圖9B之曲線圖中，三個不同優值-「總」、「波峰」及「高階」-經識別為應用於相位對繞射階曲線圖。

關於圖10B，可以看出波峰(「波峰」)、高階(「高階」)及總(「總」)之相位範圍全部改變。因此，為了調諧堆疊，此等優值中之一或多者可用以推動圖案化裝置堆疊之組態。舉例而言，波峰優值可推動堆疊之組態以減小相位範圍。因此，例如，波峰優值之最小值(或在其5%、10%、15%、20%、25%或30%範圍內之值)可實現光罩之適當厚度(例如，圖10B中之標稱厚度)。或，一個以上優值可用以推 動圖案化裝置堆疊之組態。因此，調諧程序可涉及牽涉到一個以上優值的共最佳化問題(可能適當加權被賦予特定優值及/或不超過應用於特定優值之臨限值)。因此，例如，共最佳化之最小值(或在其5%、10%、15%、20%、25%或30%範圍內之值)可實現光罩之適當厚度。

如將瞭解，相同分析可應用於具有不同折射率、不同消光係數等之圖案化裝置吸收體以調諧(例如，最佳化)圖案化裝置堆疊。因此，除用於折射率、消光係數等之特定組合的上文所述的對於厚度的最佳化外，亦可針對厚度、消光係數等之特定組合執行不同折射率的類似最佳化，針對厚度、折射率等之特定組合執行不同消光係數的類似最佳化，等等。且因此，彼等結果可用於共最佳化函數中以達到調諧(例如，最佳)堆疊。且儘管已描述圖案化裝置形貌之實體參數，但亦可類似地考慮形成圖案化裝置形貌之參數(諸如蝕刻)。

參看圖11，描繪展示非最佳相移光罩1100及圖8A及圖8B之相移光罩802之空中影像模擬的模擬最佳焦點差異(以奈米計)對間距(以奈米計)的曲線圖。如圖11中可見，相移光罩802提供與相移光罩1100相比大體上較小之最佳焦點差異，且在約80至110奈米之間距補償顯著的圖案化裝置形貌誘導最佳焦點差異。

參看圖12A及圖12B，展示具有薄吸收體之二元光罩與對應於圖8A及圖8B中之相移光罩802且具有圖10A中之標稱厚度的具有約6% MoSi吸收體之相移光罩的效能之比較。此處，亦展示各種照明入射角的比較。因此，圖12A描繪曝光於西格瑪-0.9對應於-16.5°入射角、西格瑪0對應於0°入射角且西格瑪0.9對應於16.5°入射角的193nm照明之二元光罩的模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)(以弧度計)對繞射階的曲線圖。該曲線圖展示，對於照明角度中之每一者，相位範圍△相當大，包括總相位範圍、波峰相位範圍及在一定程度上較高階相位範圍。因此，此二元光罩產生對比度損失且具有顯著的最佳焦點 差異。

圖12B描繪曝光於西格瑪-0.9對應於-16.5°入射角、西格瑪0對應於0°入射角且西格瑪0.9對應於16.5°入射角的193nm照明的對應於圖8A及圖8B中之相移光罩802且具有圖10A中之標稱厚度的具有約6% MoSi吸收體之相移光罩的模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)(以弧度計)對繞射階(呈整數形式)的曲線圖。該曲線圖展示，對於照明角度中之每一者，相位範圍△跨繞射階相當窄，且因此此光罩產生低對比度損失、小最佳焦點差異、小置放誤差及相對較小的圖案不對稱性。

參看圖13A及圖13B，展示具有薄吸收體之二元光罩與對應於圖8A及圖8B中之相移光罩802且具有圖10A中之標稱厚度的具有約6% MoSi吸收體之相移光罩的最佳焦點及對比度之比較。此處，亦展示圖案之密集特徵1300及圖案之半隔離特徵1302的比較。因此，圖13A描繪曝光於193nm照明之二元光罩的所量測之劑量敏感性(以nm/mJ/cm²計)對最佳焦點(以nm計)的曲線圖。左手側之劑量敏感性標度係針對密集特徵1300且右手側之劑量敏感性標度係針對半隔離特徵1302。該曲線圖展示，例如，密集特徵1300之劑量敏感性之最小值(藉由箭頭1304標記)與半隔離特徵1302之劑量敏感性之最小值(藉由箭頭1306標記)相比處於顯著不同之最佳焦點。

圖13B描繪對應於圖8A及圖8B中之相移光罩802且具有圖10A中之標稱厚度的具有約6% MoSi吸收體之相移光罩的所量測之劑量敏感性(以nm/mJ/cm²計)對最佳焦點(以nm計)的曲線圖。左手側之劑量敏感性標度係針對密集特徵1300且右手側之劑量敏感性標度係針對半隔離特徵1302。與圖13A相比，該曲線圖展示，例如，密集特徵1300之劑量敏感性之最小值(藉由箭頭1304標記)處於接近半隔離特徵1302之劑量敏感性之最小值(藉由箭頭1306標記)的最佳焦點之最佳焦點。此 外，與二元光罩相比，相移光罩的跨最佳焦點之範圍的密集特徵及半隔離特徵之劑量敏感性大體上較低。實際上，對於半隔離特徵，劑量敏感性大體上顯著減小，如水平箭頭所示。圖13B亦展示，與圖13A中之最佳焦點範圍(約-190nm至0nm)相比，密集特徵及半隔離特徵的最佳焦點範圍顯著減小(約-190nm至-50nm)。因此，對應於圖8A及圖8B中之相移光罩802且具有圖10A中之標稱厚度的具有約6% MoSi吸收體之經調諧相移光罩能夠提供最佳焦點及對比度之顯著增益。

參看圖14A及圖14B，描繪具有通間距(through pitch)之22nm線/間隔圖案之EUV光罩的模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)(以弧度計)對繞射階的曲線圖。圖14A展示第一方向上之特徵(垂直特徵)之結果且圖14B展示實質上正交於第一方向之第二方向上之特徵(水平特徵)之結果。在EUV配置中，在光罩為反射性的情況下，主光線相對於圖案化裝置以非零及非90度之角度入射於圖案化裝置上。在一實施例中，主光線角度為約6度。因此，參看圖14B，歸因於主光線之入射角，相位分佈對於水平特徵而言大體上始終為奇分佈(類似於上文關於圖5所論述之非正入射角)(且因此可使用例如任尼克Z2或Z7圖案來校正)。此外，參看圖14A，相位分佈對於垂直特徵而言大體上為偶分佈(且因此可使用例如任尼克Z9或Z16圖案來校正)。

參看圖15A及圖15B，具有通間距之22nm線/間隔圖案之EUV光罩及相對於成角主光線之各種角度的模擬圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)(以弧度計)對繞射階的曲線圖。圖15A展示第一方向上之特徵(垂直特徵)之結果且圖15B展示實質上正交於第一方向之第二方向上之特徵(水平特徵)之結果。如針對圖15A中的相對於主光線角度(在此情形下，為6°)之-4.3°至4.5°之角度範圍可見，相位分佈對於垂直特徵而言大體上為偶分佈，且因此可使用例如任尼克Z9或Z16圖案來校正。此外，參看圖15B，針對相對於主光線角度(在此情形下，為 6°)之-4.3°至4.5°之角度範圍，相位分佈對於水平特徵而言為奇分佈且因此可使用例如任尼克Z2或Z7圖案來校正。

因此，在一實施例中，儘管吸收體特性可經修改以幫助校正EUV光罩之圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)，但用以校正圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)之另一方式為提供離軸照明，離軸照明解決與水平線相關聯之奇數相位分佈且減緩衰退。舉例而言，偶極照明(該等極在適當位置處)可為水平線及垂直線兩者提供照明，但更適合於水平線。圖16展示用於具有數值孔徑0.33且使用具有0.2環寬度之偶極照明之EUV微影設備的圖案化裝置之各種線及間隔圖案的模擬調變轉移函數(MTF)對相干性。線1600表示16奈米線及間隔圖案之結果，線1602表示13奈米線及間隔圖案之結果，線1604表示12奈米線及間隔圖案之結果，且線1606表示11奈米線及間隔圖案之結果。MTF為由投影系統捕捉之1階繞射輻射之量的度量。圖16之曲線圖上之相干性值給出了相對於成角主光線之對於各種線及間隔圖案的偶極照明之極位置(σ)中心。因此，自圖16可見，對於用EUV輻射照明之16nm線及間隔圖案及較大圖案，可選擇相對於成角主光線之相對較小角度(相干性>0.3)以在保持最大調變的同時控制圖案化裝置形貌誘導相位。相比而言，對於193nm，40nm線及間隔圖案可能需要σ=0.9(17度入射角)。

此外，對於例如EUV照明，圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)效應可不僅根據定向(例如，垂直或水平特徵)而不同，而且可根據間距而不同。針對不同特徵定向及不同間距，存在最佳焦點差異、Bossung曲線傾斜、通間距之對比度差異及/或焦點深度差異。

在一實施例中，用於評估相位之技術(例如，使用優值、共最佳化等)可應用於本文中之其他實施例中，其中替代或除圖案化裝置堆疊性質外，改變的參數有照明輻射入射角、側壁角、臨界尺寸等。

因此，在一實施例中，提供一種方法，其包含：獲得由一微影圖案化裝置之一圖案之一三維形貌導致的光波前相位資訊；及基於該光波前相位資訊及使用一電腦處理器，調整該圖案之一實體參數。在一實施例中，圖案為用於裝置之設計佈局，且光波前相位資訊僅針對圖案之子圖案而規定。在一實施例中，該方法進一步包含，針對該圖案之該經調整實體參數，獲得由該圖案之該三維形貌導致的光波前相位資訊且調整該圖案之該實體參數之參數，其中重複該獲得及該調整，直至滿足某一終止條件。在一實施例中，該調整改良圖案之成像對比度。在一實施例中，經計算光波前相位資訊包含跨繞射階之奇數相位分佈或其數學描述。在一實施例中，該調整包含判定由該微影圖案化裝置之該圖案之該三維形貌導致的相位之一最小值。在一實施例中，實體參數包含選自以下各者中之一或多個：折射率、消光係數、側壁角、厚度、特徵寬度、間距及/或層堆疊之參數(例如，序列/組成/等)。在一實施例中，調整該實體參數包含自一吸收體庫選擇該圖案之一吸收體。在一實施例中，獲得光波前相位資訊包含嚴密地計算光波前相位資訊。

因此，在一實施例中，將圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)用以調諧(例如，最佳化)圖案化裝置堆疊。詳言之，可藉由吸收體調諧(例如，最佳化)來減輕波前相位效應。在一實施例中，如上文所論述，不透明二元光罩可能不利，而具有最佳化吸收體厚度之透射相移光罩可提供波前相位及基板上之微影效能方面之最佳效能。

且，對於EUV圖案化裝置，因奇數相位分佈效應所致之對比度損失可藉由照明模式調諧(例如，最佳化)來最佳地減輕。

在一實施例中，圖案化裝置間差異可使用圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)來調諧(例如，最佳化)。亦即，每一單獨圖案化裝置之圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊可經比較或受監視以辨識 圖案化裝置之間的差異，且(例如)將校正應用於微影製程之參數(例如，對圖案化裝置中之一或多者之校正，照明模式之改變，在微影設備中施加補償相位等)以使圖案化裝置在效能上類似(此可涉及使效能「更差」或「更好」)。因此，在一實施例中，提供對不同圖案化裝置(例如，具有一或多個類似關鍵圖案、特徵或結構)之間的相位差異的監視及調諧微影製程以補償所判定之差異(例如，對圖案化裝置中之一或多者之校正，照明模式之改變，在微影設備中施加補償相位等)。

在一實施例中，跨圖案化裝置之變化可使用圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)來調諧(例如，最佳化)。亦即，圖案化裝置上之不同區域的圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)資訊可經比較以辨識區域之間的差異，且(例如)將校正應用於微影製程之參數(例如，對圖案化裝置之區域中之一或多者之校正，照明模式之改變，在微影設備中施加補償相位等)以使區域在效能上類似(此可涉及使效能「更差」或「更好」)。因此，在一實施例中，提供對跨圖案化裝置(例如，一或多個類似關鍵圖案、特徵或結構)之相位差異的監視及調諧微影製程以補償所判定之差異(例如，對圖案化裝置中之一或多者之校正，照明模式之改變，在微影設備中施加補償相位等)。

因此，此等技術中之一或多者可提供微影設備可將一圖案投影至基板上的準確度之顯著改良。

本文中的用以校正波前相位(例如，藉由改變吸收體厚度來解決焦點差異)之技術中之一些可減小使用圖案化裝置形成之空中影像之對比度。在某些應用區域中，此可能並不特別令人關心。舉例而言，若微影設備正用以成像將形成邏輯電路之圖案，則可認為對比度不如焦點差異重要。可認為由焦點差異之改良提供之益處(例如，更好的臨界密度均勻性)壓倒了對比度減小之弊端。具有(例如)對微影優點之 加權的適當最佳化函數可用以達到平衡(例如，最佳)。舉例而言，在一實施例中，在(例如)校正圖案化裝置形貌誘導相位時，可考慮由圖案化裝置提供之相移及此提供之對比度改良以及圖案化裝置形貌誘導相位。可發現在提供減小之圖案化裝置形貌誘導相位的同時提供必需程度之對比度的折中。

在上述實施例中，吸收材料大體上已描述為單一材料。然而，吸收材料可為一種以上材料。該等材料可(例如)作為層而提供，且可(例如)作為交替層之堆疊而提供。為了改變折射率或消光係數，可採用具有所要折射率/消光係數之不同材料，可將摻雜劑添加至吸收體材料、吸收體材料之構成元素之相對比例(例如，鉬及矽化物之比例)等。

在一實施例中，輻射光束B係偏光的。若輻射光束未偏光，則組成輻射光束之不同偏光可減小或消除圖案化裝置形貌誘導焦點差異，使得看不到明顯的圖案化裝置形貌誘導效應(例如，焦點差異)。但，理想地，可使用偏光輻射光束，且若輻射光束係偏光的，則此減小或消除可不發生，且因此，如本文中所描述之實施例可用以減小圖案化裝置形貌誘導效應。偏光輻射可用於浸潤微影中，且因此，本文中所描述之實施例因此可有利地用於浸潤微影。EUV微影設備之輻射光束的主光線通常具有(例如)約6度之角度，且結果，不同偏光狀態為輻射光束提供不同貢獻。因此，反射光束對於兩個偏光方向係不同的，且因此可被視為經偏光(至少在一定程度上)。本發明之實施例因此可有利地用於EUV微影。

在一實施例中，圖案化裝置可具備功能圖案(亦即，將形成可操作裝置之部分之圖案)。替代性地或另外，圖案化裝置可具備量測圖案，量測圖案不形成功能圖案之部分。量測圖案可(例如)定位至功能圖案之一側。量測圖案可用以(例如)量測圖案化裝置相對於微影設備 之基板台WT(參見圖1)之對準，或可用以量測某一其他參數(例如，疊對)。本文中所描述之該等技術可應用於此量測圖案。因此，例如，在一實施例中，用以形成量測圖案之吸收材料與用以形成功能圖案之吸收材料可相同或不同。作為另一實例，量測圖案之吸收材料可為提供輻射光束之實質上全部吸收的材料。作為另一實例，用以形成量測圖案之吸收材料可具備不同於用以形成功能圖案之吸收材料的厚度。

如本文中所論述的對比度對於空中影像而言包括影像對數斜率(ILS)及/或正規化影像對數斜率(NILS)，且對於抗蝕劑而言包括劑量敏感性及/或曝光寬容度。

儘管在描述中之多點處可能僅論述圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)，但應理解，此等參考可包括對圖案化裝置形貌誘導強度(波前強度)之使用。類似地，在可能僅論述圖案化裝置形貌誘導強度(波前強度)的情況下，應理解，此等參考可包括對圖案化裝置形貌誘導相位(波前相位)之使用。

如本文中所使用之術語「最佳化」意謂：調整微影製程參數，以使得微影之結果及/或製程具有更理想特性，諸如，設計佈局在基板上之投影之較高準確度、較大製程窗等。

本發明之一實施例可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如本文中所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之此電腦程式。另外，可以兩個或兩個以上電腦程式來體現機器可讀指令。該兩個或兩個以上電腦程式可儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。

舉例而言，此電腦程式可與圖1之成像設備包括在一起或可包括在該成像設備內，及/或與圖2之控制單元LACU包括在一起或可包括 在該控制單元內。在(例如)圖1及圖2中所示之類型之現有設備已經在生產中及/或在使用中的情況下，可藉由供應經更新電腦程式產品以使設備之處理器執行如本文中所描述之方法來實施實施例。

在一或多個電腦程式由位於微影設備之至少一個組件內之一或多個電腦處理器讀取時，本文中所描述之任何控制器可各自或組合地操作。該等控制器可各自或組合地具有用於接收、處理及發送信號之任何合適組態。一或多個處理器經組態以與該等控制器中之至少一者通信。舉例而言，每一控制器可包括用於執行包括用於上文所描述之方法之機器可讀指令的電腦程式之一或多個處理器。該等控制器可包括用於儲存此等電腦程式之資料儲存媒體，及/或用以收納此媒體之硬體。因此，該等控制器可根據一或多個電腦程式之機器可讀指令操作。

儘管上文已特定參考在使用輻射之微影之內容背景中對實施例之使用，但應瞭解，本發明之實施例可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於使用輻射之微影。在壓印微影中，圖案化裝置中之形貌界定產生於基板上之圖案。可將圖案化裝置之形貌壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，隨之藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化抗蝕劑。在抗蝕劑固化之後，將圖案化裝置移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。

此外，儘管在本文中可特定參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用，諸如，製造整合式光學系統、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。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般術語「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，可將本文中之揭示內容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已經含有多個經處理層之基板。

可使用以下條項來進一步描述本發明：

1.一種方法，其包含：對於藉由輻射對一微影圖案化裝置之一圖案的一照明，獲得由該圖案之三維形貌導致的計算波前相位資訊；及基於該波前相位資訊且使用一電腦處理器，調整該照明之一參數及/或調整該圖案之一參數。

2.如條項1之方法，其進一步包含，對於該經調整照明及/或圖案參數，獲得由該圖案之該三維形貌導致的計算波前相位資訊，及調整該照明之該參數及/或調整該圖案之該參數，其中重複該獲得及該調整，直至滿足某一終止條件。

3.如條項1或條項2之方法，其中該調整包含基於該波前相位資訊而計算一微影量度，及基於該微影量度而調整該照明及/或該圖案之該參數。

4.如條項3之方法，其中該微影量度包含選自以下各者中之一或多者：一臨界尺寸均勻性、曝光寬容度、一製程窗、該製程窗之一尺寸、光罩誤差增強因數(MEEF)、影像對數斜率、邊緣置放誤差或一圖案保真度量度。

5.如條項1至4中任一者之方法，其中該獲得包含獲得複數個不同照明輻射入射角的該計算波前相位資訊；且其中該調整包含基於該計算波前相位資訊而界定入射照明輻射之一可接受角範圍，及在該所界定角範圍內調整該照明及/或該圖案之該參數。

6.如條項1至5中任一者之方法，其中該調整包含執行一照明/圖 案化裝置最佳化。

7.如條項1至6中任一者之方法，其中該調整包含計算表徵該微影製程的複數個設計變數之一多變數函數，該等設計變數包括對該圖案之照明之一特性及該圖案之一特性，其中該多變數函數為該計算波前相位資訊之一函數。

8.一種用以改良一微影製程以將一微影圖案化裝置之一圖案之至少一部分成像至一基板上的方法，該方法包含：獲得由該圖案之三維形貌導致的計算波前相位資訊；使用一計算處理器計算表徵該微影製程的複數個參數之一多變數函數，該等參數包括對該圖案之照明之一特性及該圖案之一特性，其中該多變數函數為該計算波前相位資訊之一函數；及藉由調整該等參數中之一或多者來調整該微影製程之特性，直至滿足一預定義終止條件。

9.如條項7或條項8之方法，其中該調整進一步包含計算表徵該微影製程的複數個設計變數之另一多變數函數，其中該另一多變數函數並非該計算波前相位資訊之一函數。

10.如條項9之方法，其中該多變數函數用於該圖案之一關鍵區域且該另一多變數函數用於一非關鍵區域。

11.如條項9之方法，其中該另一多變數函數係基於核心。

12.如條項1至11中任一者之方法，其中該調整改良該圖案之成像對比度。

13.如條項1至12中任一者之方法，其中該計算波前相位資訊包含跨該等繞射階之一奇數相位分佈或其一數學描述。

14.如條項1至13中任一者之方法，其中該獲得包含獲得該圖案之三維形貌資訊及基於該三維形貌資訊而計算由該三維形貌導致的該波前相位資訊。

15.如條項1至14中任一者之方法，其中該圖案為用於一裝置之一設計佈局，且該波前相位資訊僅針對該圖案之一子圖案規定。

16.如條項1至15中任一者之方法，其包含調整該照明之該參數，其中該調整該照明之該參數包含調整該照明之一強度分佈。

17.如條項1至15中任一者之方法，其包含調整該圖案之該參數，其中該調整該圖案之該參數包含調整選自以下各者中之一或多者：折射率、消光係數、側壁角、厚度、特徵寬度、間距及/或一層堆疊之一參數。

18.如條項1至17中任一者之方法，其包含調整該圖案之該參數，其中該調整該圖案之該參數包含將一光學近接校正特徵及/或一解析度增強技術應用於該圖案。

19.如條項1至18中任一者之方法，其中該波前相位資訊包含該圖案之複數個輻射入射角及/或側壁角的波前相位資訊。

20.如條項1至19中任一者之方法，其中該獲得包含嚴密地計算該波前相位資訊。

21.如條項1至20中任一者之方法，其中一組基底函數用以描述該波前相位資訊，諸如一任尼克、瓊斯、貝塞爾或繆勒表示。

22.如條項1至21中任一者之方法，其中該調整包含調諧一微影設備之一投影系統之一參數。

23.如條項1至22中任一者之方法，其中該調整包含使用該波前相位資訊作為一模擬模型中之一核心。

24.一種非暫時性電腦程式產品，其包含經組態以使一處理器引起執行條項1至23中任一者之方法的機器可讀指令。

25.一種製造裝置之方法，其中一裝置圖案係使用一微影製程施加至一系列基板，該方法包括使用條項1至23中任一者之方法製備該裝置圖案及將該裝置圖案曝光至該等基板上。

本文中所描述之圖案化裝置可被稱為微影圖案化裝置。因此，術語「微影圖案化裝置」可解譯為意謂適合供微影設備使用之圖案化裝置。

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，具有為或約為365、355、248、193、157或126nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5至20nm之範圍內之波長)，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。

所描述之實施例及本說明書中對「實施例」、「實例」等之參考指示所描述之實施例可包括一特定特徵、結構或特性，但可能並非每一實施例皆包括該特定特徵、結構或特性。此外，此等短語未必指相同實施例。另外，當結合一實施例描述一特定特徵、結構或特性時，應理解，無論是否作明確描述，熟習此項技術者皆可結合其他實施例實現此特徵、結構或特性。

上文之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本發明進行修改。舉例而言，一或多個實施例之一或多個態樣可在適當時與一或多個其他實施例之一或多個態樣組合或由一或多個其他實施例之一或多個態樣取代。因此，基於本文中所呈現之教示及指導，此等調適及修改意欲在所揭示實施例之等效物的意義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於藉由實例進行描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭應由熟習此項技術者鑒於該等教示及該指導進行解譯。本發明之廣度及範疇不應由上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。

Claims (14)

1. 一種使用圖案化裝置形貌誘導相位之方法，其包含：對於藉由輻射對一微影圖案化裝置之一圖案的一照明，獲得由該圖案之三維形貌(three-dimensional topography)導致的經計算波前相位資訊(calculated wavefront phase information)；及基於該波前相位資訊且使用一電腦處理器(computer processor)，調整該照明之一參數及/或調整該圖案之一參數，其中該獲得包含獲得複數個不同照明輻射入射角(incidence angles)的該經計算波前相位資訊；且其中該調整包含基於該經計算波前相位資訊而界定入射照明輻射之一可接受(acceptable)角範圍，及在該所界定角範圍內調整該照明及/或該圖案之該參數。
2. 如請求項1之方法，其進一步包含：對於該經調整照明及/或圖案參數，獲得由該圖案之該三維形貌導致的經計算波前相位資訊；及調整該照明之該參數及/或調整該圖案之該參數，其中重複該獲得及該調整，直至滿足某一終止條件。
3. 如請求項1之方法，其中該調整包含：基於該波前相位資訊而計算一微影量度；及基於該微影量度而調整該照明及/或該圖案之該參數。
4. 如請求項1之方法，其中該調整包含：計算表徵一微影製程的複數個設計變數之一多變數函數，該等設計變數包括對該圖案之照明之一特性及該圖案之一特性，其中該多變數函數為該計算波前相位資訊之一函數。
5. 如請求項1之方法，其中該調整改良該圖案之一成像對比度。
6. 如請求項1之方法，其中該獲得包含：獲得該圖案之三維形貌資 訊；及基於該三維形貌資訊而計算由該三維形貌導致的該波前相位資訊。
7. 如請求項1之方法，其中該圖案為用於一裝置之一設計佈局，且該波前相位資訊僅針對該圖案之一子圖案規定。
8. 如請求項1之方法，其包含調整該照明之該參數，其中該調整該照明之該參數包含調整該照明之一強度分佈。
9. 如請求項1之方法，其包含調整該圖案之該參數，其中該調整該圖案之該參數包含調整選自以下各者中之一或多者：折射率、消光係數、側壁角、厚度、特徵寬度、間距及/或一層堆疊之一參數及/或包含將一光學近接校正特徵及/或一解析度增強技術應用於該圖案。
10. 如請求項1之方法，其中該波前相位資訊包含該圖案之複數個輻射入射角及/或側壁角的波前相位資訊。
11. 如請求項1之方法，其中該獲得包含：嚴密地計算該波前相位資訊。
12. 如請求項1之方法，其中該調整包含：調諧一微影設備之一投影系統之一參數。
13. 一種非暫時性電腦程式產品，其包含經組態以使一處理器引起執行請求項1之方法的機器可讀指令(machine-readable instructions)。
14. 一種製造半導體裝置之方法，其中一裝置圖案係使用一微影製程施加至一系列基板，該方法包括使用請求項1之方法製備該裝置圖案及將該裝置圖案曝光至該等基板上。