專利名稱：確定方法和信息處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及確定曝光裝置的曝光條件的確定方法和信息處理裝置。
背景技術(shù)：
對于通過使用光刻技術(shù)制造半導體器件，采用通過投影光學系統(tǒng)將掩模(mask)(中間掩模(reticle))的圖案投影和轉(zhuǎn)印到基板(例如，晶片)上的曝光裝置。近年來，伴隨半導體器件的小型化(即，伴隨電路線寬的減小)，需要進一步提高曝光裝置的分辨率的技術(shù)。曝光裝置需要將掩模的圖案(其圖像)以期望的形狀轉(zhuǎn)印到基板上的期望的位置。但是，由于曝光中的一些誤差因素，掩模圖案常常以偏離期望形狀的形狀被轉(zhuǎn)印到偏離期 望位置的位置。誤差因素的例子包括基板曝光時的曝光量和聚焦位置。注意，導致曝光量偏離理想狀態(tài)的因素的例子包括光源的不穩(wěn)定和照射區(qū)域中的照度分布的不均勻。導致聚焦位置偏離理想狀態(tài)的因素的例子包括保持基板的位置的不穩(wěn)定和基板的凸凹。投影光學系統(tǒng)的像差也是上述的誤差因素中的一種。如在國際公開WO 02/054036中公開的那樣，投影光學系統(tǒng)包括用于調(diào)整(校正)其像差的像差調(diào)整機構(gòu)。國際公開WO02/054036公開了用于通過以與穿過投影光學系統(tǒng)的光的波前像差對應的量驅(qū)動形成投影光學系統(tǒng)的光學元件來調(diào)整投影光學系統(tǒng)的像差的像差調(diào)整機構(gòu)。這種像差調(diào)整機構(gòu)主要具有調(diào)整低階(low-order)像差的功能，并被用于抑制低階像差的產(chǎn)生和補償像差的時間變化。由于像差對于投影光學系統(tǒng)的各圖像高度表現(xiàn)出不同的特性，因此，像差調(diào)整機構(gòu)有時還被用于抑制各單個圖像高度之間的圖像性能的差異。但是，像差調(diào)整機構(gòu)的能力具有給定的限制，因此，投影光學系統(tǒng)一般具有殘余的像差。并且，曝光期間殘余像差量和像差的波動量(即，由于例如曝光熱導致的殘余像差的波動量)在各單個曝光裝置中不同。另一方確定，為了進一步提高曝光裝置的分辨率，日本專利No. 4606732提出用于優(yōu)化(確定)曝光裝置的曝光條件的技術(shù)。作為該技術(shù)的例子，既優(yōu)化掩模圖案(其尺寸和形狀)也優(yōu)化有效光源形狀(在照射光學系統(tǒng)的瞳面上形成的光強度分布)的技術(shù)(稱為“SM0技術(shù)”)是可用的。在一般的SMO技術(shù)中，掩模圖案和有效光源形狀被調(diào)整以滿足諸如線寬的圖像性能的基準值(目標值)。日本專利No. 4606732還公開了用于在對于投影光學系統(tǒng)的像差設(shè)定特定值(諸如與殘余像差對應的值的非零值)之后優(yōu)化有效光源形狀的技術(shù)。如上所述，在考慮投影光學系統(tǒng)的像差的情況下優(yōu)化有效光源形狀和掩模圖案的技術(shù)是可用的。但是，考慮投影光學系統(tǒng)的像差的常規(guī)的SMO技術(shù)簡單地優(yōu)化有效光源形狀和掩模圖案，以補償投影光學系統(tǒng)的像差對于圖像性能的影響。因此，如果簡單地調(diào)整有效光源形狀和掩模圖案不足以補償投影光學系統(tǒng)的像差對于圖像性能的影響，那么不可能確定有效光源形狀和掩模圖案使得圖像性能滿足基準值。由于伴隨半導體器件的小型化的發(fā)展這種問題變得顯著，因此，常規(guī)的SMO技術(shù)變得不足以優(yōu)化曝光條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供有利于確定曝光裝置的曝光條件的技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種確定曝光裝置的曝光條件的確定方法，該曝光裝置包括照射掩模的照射光學系統(tǒng)和將掩模的圖案投影到基板上的投影光學系統(tǒng)，該方法包括設(shè)定用于在照射光學系統(tǒng)的瞳面上形成的光強度分布的照射參數(shù)和用于投影光學系統(tǒng)的像差的像差參數(shù)的第一步驟；和確定照射參數(shù)的值和像差參數(shù)的值使得與要被放置在投影光學系統(tǒng)的物面上的掩模的圖案對應地在投影光學系統(tǒng)的像面中形成的掩模的圖案的光學圖像的圖像性能滿足對于要在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的目標圖案設(shè)定的評價準則、由此確定分別由所確定的照射參數(shù)的值和所確定的像差參數(shù)的值定義的在照射光學系統(tǒng)的瞳面上形成的光強度分布和投影光學系統(tǒng)的像差作為曝光條件的第二步驟。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供執(zhí)行以上的確定方法的信息處理裝置。參照附圖閱讀示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖I是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的確定方法的流程圖。圖2是示出在圖I所示的步驟S102中設(shè)定的掩模參數(shù)的例子的示圖。圖3是示出在圖I所示的步驟S104中設(shè)定的照射參數(shù)的例子的示圖。圖4是示出在圖I所示的步驟S108中設(shè)定的評價位置的例子的示圖。圖5是示出與在第一實施例中優(yōu)化的參數(shù)對應地在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的光學圖像在評價位置的圖像性能特性的曲線圖。圖6是示出與在比較例I中優(yōu)化的參數(shù)對應地在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的光學圖像在評價位置的圖像性能特性的曲線圖。圖7是示出與在比較例2中優(yōu)化的參數(shù)對應地在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的光學圖像在評價位置的圖像性能特性的曲線圖。圖8是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的確定方法的流程圖。圖9是示出與在第二實施例中優(yōu)化的參數(shù)對應地在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的光學圖像在評價位置的圖像性能特性的曲線圖。圖10是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的確定方法的流程圖。圖11是示出在圖10所示的步驟S1002中設(shè)定的掩模參數(shù)的例子的示圖。圖12A和圖12B是分別示出與在第三實施例中優(yōu)化之前的參數(shù)對應地在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的光學圖像在評價位置的圖像性能特性的曲線圖。圖13A和圖13B是分別示出與在第三實施例中優(yōu)化的參數(shù)對應地在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的光學圖像在評價位置的圖像性能特性的曲線圖。圖14A和圖14B是分別示出與在比較例3中優(yōu)化的參數(shù)對應地在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的光學圖像在評價位置的圖像性能特性的曲線圖。圖15A和圖15B是分別示出與在比較例4中優(yōu)化的參數(shù)對應地在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的光學圖像在評價位置的圖像性能特性的曲線圖。圖16是示出曝光裝置的配置的示意性框圖。
具體實施例方式以下，將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。注意，在附圖中，相同的附圖標記始終表示相同的部件，并且，不對它們進行重復的描述。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在優(yōu)化曝光裝置的曝光條件時，與有效光源形狀(在照射光學系統(tǒng)的瞳面上形成的光強度分布)和掩模圖案同樣地，投影光學系統(tǒng)的像差也必須被定義為要被優(yōu)化的目標?？赏ㄟ^使用例如在國際公開WO 02/054036的冊子中公開的像差調(diào)整機構(gòu)控制投影光學系統(tǒng)的像差。因此，與有效光源形狀和掩模圖案同樣，投影光學系統(tǒng)的像差也可被定義為要被優(yōu)化的目標以提高在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的掩模圖案的光學圖像的圖像性能。一般地，只要有效光源形狀和掩模圖案被確定，就能夠規(guī)定投影光學系統(tǒng)中的瞳 面中的在使用該有效光源形狀照射該掩模圖案時光(曝光光)所經(jīng)過的位置。投影光學系統(tǒng)的像差代表瞳面中的各位置處的光束的相位的變化，并且就形成光學圖像而言與有效光源形狀和掩模圖案密切相關(guān)。因此，在本實施例中，不僅有效光源形狀和掩模圖案，而且投影光學系統(tǒng)的像差也被定義為要被優(yōu)化的目標，由此提供有利于優(yōu)化曝光裝置的曝光條件的技術(shù)。<第一實施例>圖I是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的確定方法的流程圖。本實施例的確定方法由諸如計算機的信息處理裝置執(zhí)行，以確定(優(yōu)化)包括照射掩模(中間掩模)的照射光學系統(tǒng)和將掩模的圖案投影到基板上的投影光學系統(tǒng)的曝光裝置的曝光條件。注意，曝光條件可在曝光裝置中被設(shè)定，并且包括例如諸如掩模的圖案(掩模圖案)的形狀、尺寸和位置、有效光源形狀和投影光學系統(tǒng)的像差的參數(shù)。在步驟S102中，對于要被放置在投影光學系統(tǒng)的物面上的掩模的圖案設(shè)定參數(shù)(掩模參數(shù))。在本實施例中，定義圖2所示的掩模圖案的形狀的掩模參數(shù)(也稱為“掩模偏差”)Ml、M2和M3被設(shè)定。圖2所示的掩模圖案包含通過遮光部分(透射率0%)和透光部分(透射率100%)形成的三種類型的線和空間圖案LSP1、LSP2和LSP3。掩模參數(shù)Ml定義具有40nm的半間距的線和空間圖案LSPl的線圖案的尺寸(寬度)。掩模參數(shù)M2定義具有50nm的半間距的線和空間圖案LSP2的線圖案的尺寸(寬度)。掩模參數(shù)M3定義具有60nm的半間距的線和空間圖案LSP3的尺寸(寬度)。并且，在本實施例中，關(guān)于掩模制造性，對于掩模參數(shù)Ml、M2和M3定義以下的上限和下限35 ^ Ml ^ 45 (nm)45 ^ M2 ^ 60 (nm)55 ^ M3 ^ 75 (nm)一般的掩模圖案包括各種圖案。在步驟S102中，可對于包含于掩模圖案中的所有圖案或?qū)τ谒鼈冎械囊恍┰O(shè)定掩模參數(shù)。并且，雖然在本實施例中掩模圖案使用線和空間圖案，但是，它可以使用其它的圖案(例如，孔圖案)。并且，雖然在本實施例中掩模圖案由二值掩模定義，但是，它可由相位偏移掩模或其它類型的掩模定義。同樣，在本實施例中，線和空間圖案的線圖案的寬度被設(shè)為掩模參數(shù)。但是，線和空間圖案的線圖案的長度(縱向尺寸)或與掩模圖案的頂點位置相關(guān)的量可被設(shè)為掩模參數(shù)。并且，例如，掩模圖案的透射率或相位也可被設(shè)為掩模參數(shù)。在步驟S104中，對于在照射光學系統(tǒng)的瞳面上形成的光強度分布即有效光源形狀設(shè)定參數(shù)(照射參數(shù))。在本實施例中，設(shè)定定義圖3所示的偶極照射的形狀的照射參數(shù)S1、S2和S3。圖3所示的偶極照射包括兩個發(fā)光部分，并適于線和空間圖案。照射參數(shù)SI定義偶極照射的外σ。照射參數(shù)S2定義偶極照射的內(nèi)O。照射參數(shù)S3定義偶極照射的發(fā)光部分的孔徑的角度。并且，在本實施例中，對于照射參數(shù)SI、S2和S3，定義以下的下限和上限O. 80 ^ SI ^ O. 95O. 50 彡 S2 彡 O. 9010 ^ S3 ^ 50 (° )雖然在本實施例中對于適于圖2所示的掩模圖案的偶極照射設(shè)定照射參數(shù)，但是，可對于具有其它的形狀的照射設(shè)定它們。例如，可對于輪帶照射設(shè)定照射參數(shù)(例如，夕卜σ值和內(nèi)σ值),或者可對于交叉極(cross-pole)照射設(shè)定照射參數(shù)(夕卜σ值和內(nèi)σ值，發(fā)光部分的孔徑的角度和這些發(fā)光部分的旋轉(zhuǎn)角度)。也可設(shè)定具有非·常大的自由度的照射參數(shù)。例如，可將通過矩陣狀分割照射光學系統(tǒng)的瞳面獲得的多個要素光源的發(fā)光強度設(shè)為獨立的照射參數(shù)。雖然在本實施例中投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(NA)被設(shè)定(固定)為I. 35、曝光光的波長被設(shè)定(固定)為193nm并且曝光光的偏振狀態(tài)被設(shè)定(固定)為Y方向的線性偏振，但是它們可被設(shè)為照射參數(shù)。換句話說，例如，用于投影光學系統(tǒng)的NA的參數(shù)、用于曝光光的波長的參數(shù)和用于曝光光的偏光程度的參數(shù)可被設(shè)為照射參數(shù)。在步驟S106中，對于投影光學系統(tǒng)的像差設(shè)定參數(shù)(像差參數(shù))。投影光學系統(tǒng)的像差一般被定義為由Zernike多項式代表的波前像差。當例如使用Zernike多項式的第I項 第36項時,可通過設(shè)定(輸入)第I項 第36項的36個系數(shù)定義一個波前像差(其形狀)。并且，Zernike多項式的各項的系數(shù)從第I項起被依次稱為Cl、C2、C3、…、Cn。Cl是不包含于波前像差中并且不需要被使用的均勻分量。C2和C3代表均勻畸變，如在本實施例中那樣，當關(guān)注線和空間圖案的中心圖案的線寬(后面描述，與步驟S108的描述一起)時，C2和C3不需要被使用。并且，C4與投影光學系統(tǒng)的散焦對應。在本實施例中，如在步驟SllO和S112中那樣，由于在多個聚焦位置計算光學圖像以評價處理窗口，因此，C4不需要被用作波前像差。因此，在本實施例中，Zernike多項式的第5項 第9項的系數(shù)C5、C6、C7、C8和C9被設(shè)為像差參數(shù)。Zernike多項式的第5項 第9項(C5 C9)常被稱為“低次”波前像差，與第10項(ClO)和隨后的項中的“高次”波前像差相比，這些波前像差的量可更容易地通過設(shè)置在投影光學系統(tǒng)中的像差調(diào)整機構(gòu)被控制。在本實施例中，對于系數(shù)C5、C6、C7、C8和C9，關(guān)于曝光光的波長(單位λ )的像差量(單位πιλ )的調(diào)整范圍被定義為-30 彡 C5 彡 30 (m λ )-30 彡 C6 彡 30 (m λ )-30 彡 C7 彡 30 (m λ )-30 ^ C8 ^ 30 (m λ )-30 彡 C9 彡 30 (m λ )
并且,在本實施例中，如表I所示，將零輸入到Zernike多項式的第I項 第4項的系數(shù)Cl C4，并且，將與投影光學系統(tǒng)的實際殘余像差對應的值輸入到第10項 第36項的系數(shù)ClO C36。表I
權(quán)利要求
1.一種確定曝光裝置的曝光條件的確定方法，該曝光裝置包括照射掩模的照射光學系統(tǒng)和將掩模的圖案投影到基板上的投影光學系統(tǒng)，該方法包括 第一步驟，設(shè)定用于在照射光學系統(tǒng)的瞳面上形成的光強度分布的照射參數(shù)和用于投影光學系統(tǒng)的像差的像差參數(shù)；和 第二步驟，確定照射參數(shù)的值和像差參數(shù)的值以使得與要被放置在投影光學系統(tǒng)的物面上的掩模的圖案對應地在投影光學系統(tǒng)的像面中形成的掩模的圖案的光學圖像的圖像性能滿足對于要在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的目標圖案設(shè)定的評價準則，由此確定分別由所確定的照射參數(shù)的值和所確定的像差參數(shù)的值定義的在照射光學系統(tǒng)的瞳面上形成的光強度分布和投影光學系統(tǒng)的像差作為曝光條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中， 在第一步驟中，對于要被放置在投影光學系統(tǒng)的物面上的掩模的圖案設(shè)定掩模參數(shù)，并且， 在第二步驟中，掩模參數(shù)的值、照射參數(shù)的值和像差參數(shù)的值被確定，使得掩模的圖案的光學圖像的圖像性能滿足對于要在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的目標圖案設(shè)定的所述評價準則，由此確定分別由所確定的掩模參數(shù)的值、所確定的照射參數(shù)的值和所確定的像差參數(shù)的值定義的掩模的圖案、在照射光學系統(tǒng)的瞳面上形成的光強度分布和投影光學系統(tǒng)的像差作為曝光條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，在第一步驟中，代表要在投影光學系統(tǒng)中設(shè)定的像差量的參數(shù)被設(shè)為像差參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，在第一步驟中，代表要從在投影光學系統(tǒng)中設(shè)定的初始像差量調(diào)整的像差量的參數(shù)被設(shè)為像差參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，在第一步驟中，代表形成投影光學系統(tǒng)的光學元件的驅(qū)動量的參數(shù)被設(shè)為像差參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，所述評價準則包括投影光學系統(tǒng)的像面上的焦點深度、目標圖案的尺寸與在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的掩模的圖案的光學圖像的尺寸之間的差值、以及在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的掩模的圖案的光學圖像的曝光余裕之中的至少一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，代表要被調(diào)整的像差量的參數(shù)被表達為與投影光學系統(tǒng)的光軸的距離的函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括設(shè)定投影光學系統(tǒng)的像面中的評價位置以評價在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的掩模的圖案的光學圖像的步驟， 其中，在第二步驟中，照射參數(shù)的值和像差參數(shù)的值被確定，使得與掩模的圖案對應地在評價位置處形成的掩模的圖案的光學圖像的圖像性能滿足所述評價準則。
9.一種執(zhí)行在權(quán)利要求I中定義的確定方法的信息處理裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種確定方法和信息處理裝置。本發(fā)明提供一種確定曝光裝置的曝光條件的確定方法，該曝光裝置包括照射掩模的照射光學系統(tǒng)和將掩模的圖案投影到基板上的投影光學系統(tǒng)，該方法包括設(shè)定用于在照射光學系統(tǒng)的瞳面上形成的光強度分布的照射參數(shù)和用于投影光學系統(tǒng)的像差的像差參數(shù)的步驟；以及確定照射參數(shù)的值和像差參數(shù)的值以使得掩模的圖案的光學圖像的圖像性能滿足對于要在投影光學系統(tǒng)的像面上形成的目標圖案設(shè)定的評價準則的步驟。
文檔編號G03F7/20GK102866589SQ20121023156
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者行田裕一, 三上晃司, 辻田好一郎 申請人:佳能株式會社