專利名稱：用于接觸孔掩模的光學(xué)逼近校正設(shè)計(jì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域一般涉及微光刻的一種方法和程序產(chǎn)品，用于優(yōu)化襯底表面上形成的圖案的照度分布。
背景技術(shù)：
光刻裝置可以用于例如集成電路(IC)的制造。在這種情況下，掩模可包含對(duì)應(yīng)于IC的一個(gè)單層的電路圖案，這種圖案可以成像在已涂敷輻射敏感材料(抗蝕劑)層的襯底(硅片)的靶部(例如包括一個(gè)或者多個(gè)小片)上。一般地，單一的晶片將包含相鄰靶部的整個(gè)網(wǎng)格，該相鄰靶部由投影系統(tǒng)受到逐次輻射。在一種類型的光刻投影裝置中，通過對(duì)靶部上的整個(gè)掩模圖案進(jìn)行一次曝光而輻射各靶部；這種裝置通常稱作晶片步進(jìn)器。另一種裝置—通常稱作分步掃描裝置——通過在投射光束下沿給定的參考方向(“掃描”方向)依次掃描掩模圖案、并同時(shí)沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描襯底臺(tái)來輻射各靶部；因?yàn)橐话銇碚f，投影系統(tǒng)有一個(gè)放大系數(shù)M(通常＜1)，因此襯底臺(tái)受到掃描的速度V是掩模臺(tái)受到掃描的速度的M倍。如這里描述的關(guān)于光刻設(shè)備的更多信息可以從例如美國(guó)專利US6,046,792中搜集，在這里引入供參考。
在使用光刻投影裝置的制造工藝中，掩模圖案成像在至少部分由一層輻射敏感材料(抗蝕劑)覆蓋的襯底上。在這種成像步驟之前，可以對(duì)襯底進(jìn)行各種程序，如涂底膠，涂敷抗蝕劑并進(jìn)行軟烘烤。在曝光后，可以對(duì)襯底進(jìn)行其它的程序，如曝光后烘烤(PEB)，顯影，硬烘烤和測(cè)量/檢查成像特征。以這一系列工藝為基礎(chǔ)，對(duì)器件例如IC的一個(gè)單層構(gòu)成圖案。這種構(gòu)圖后的層然后可進(jìn)行各種處理，如蝕刻、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學(xué)—機(jī)械拋光等完成一個(gè)單層所需的所有處理。如果需要若干層，那么對(duì)每一新層重復(fù)整個(gè)程序或者其一種變形。終于，在襯底(晶片)上出現(xiàn)器件陣列。然后采用例如切割或者鋸斷的技術(shù)將這些器件彼此分開，由此，單個(gè)器件可以安裝在載體上，與管腳連接等。關(guān)于這些處理的進(jìn)一步信息可從例如Peter van Zant的“微芯片制造半導(dǎo)體加工實(shí)用入門(Microchip FabricationA Practical Guide toSemiconductor Processing)”一書(第三版，McGraw Hill Publishing Co.，1997，ISBN0-07-067250-4)中獲得，在這里引入供參考。
為了簡(jiǎn)單起見，投影系統(tǒng)在下文稱為“鏡頭”；可是，該術(shù)語應(yīng)廣義地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，例如包括折射光學(xué)裝置，反射光學(xué)裝置，和反折射系統(tǒng)，輻射系統(tǒng)還可以包括根據(jù)這些設(shè)計(jì)類型中的任一設(shè)計(jì)而操作的部件，該部件用于對(duì)輻射的投射光束進(jìn)行導(dǎo)向、整形或者控制，這種部件在下文還可共同地或者單獨(dú)地稱作“鏡頭”。另外，光刻裝置可以具有兩個(gè)或多個(gè)襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或者多個(gè)掩模臺(tái))。在這種“多級(jí)”器件中，可以并行使用這些附加臺(tái)，或者可以在一個(gè)或者多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行準(zhǔn)備步驟，而一個(gè)或者多個(gè)其他臺(tái)用于曝光。例如在美國(guó)專利US5,969,441和WO98/40791中描述了兩級(jí)光刻裝置，在這里引入供參考。
上面提到的光刻掩模包括與集成到硅晶片上的電路元件對(duì)應(yīng)的幾何圖案。利用CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))程序生成用于產(chǎn)生這種掩模的圖案，這一過程通常稱為EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)。為了產(chǎn)生功能性掩模，大部分CAD程序遵從一組預(yù)定的設(shè)計(jì)規(guī)則。這些規(guī)則通過加工和設(shè)計(jì)限制來設(shè)定。例如，設(shè)計(jì)規(guī)則限定電路器件(如門電路，電容器等)之間或互連線之間的間隔公差，從而確保電路器件或互連線不會(huì)以不希望的方式互相影響。設(shè)計(jì)規(guī)則限制典型地稱為“臨界尺寸”(CD)。電路的臨界尺寸可以定義為一條線或一個(gè)孔的最小寬度，或者定義為兩條線之間或兩個(gè)孔之間的最小距離。因此，CD確定設(shè)計(jì)電路的總尺寸和密度。
掩模中的“輔助部件”可以用于改進(jìn)投影到抗蝕劑上并最終投射到顯影過的器件上的圖像。輔助部件是這樣的部件，它不會(huì)出現(xiàn)在抗蝕劑中顯影過的圖案中而是被提供在掩模中利用衍射效應(yīng)使顯影圖像極其類似于所希望的電路圖案。輔助部件一般是“亞分辨率”或“深的亞分辨率”，指的是與晶片上實(shí)際分辨出來的掩模中的最小部件相比至少在一個(gè)維度上更小。輔助部件的尺寸可以定義為臨界尺寸的幾分之一。換句話說，因?yàn)檠谀D案通常以小于1的放大倍數(shù)，如1/4或1/5被投影，因此掩模上的輔助部件的實(shí)體尺寸大于晶片上的最小部件。
可以使用至少兩種類型的輔助部件。散射條(scattering bar)是具有亞分辨率寬度的線，置于在圖案的密集充填區(qū)出現(xiàn)的具有模擬鄰近效應(yīng)的被隔離的導(dǎo)體的一邊或兩邊。襯線是置于導(dǎo)線轉(zhuǎn)角和端部，或者矩形部件的轉(zhuǎn)角處的各種形狀的附加區(qū)，用以隨意地使線的端部或轉(zhuǎn)角更接近直角或圓形(請(qǐng)注意，在本文中，輔助部件通常稱為“錘頭”，它被認(rèn)為是襯線的一種形式)。有關(guān)利用散射條和襯線的進(jìn)一步信息例如可以在美國(guó)專利5,242,770和5,707,765中找到，在此被引入供參考。
當(dāng)然，集成電路制造的目的之一是將原始電路設(shè)計(jì)忠實(shí)地復(fù)制到晶片上(經(jīng)掩模)，這借助于使用輔助部件而得到改進(jìn)。這些輔助部件的位置一般遵從一組預(yù)先規(guī)定的規(guī)則。依據(jù)該方法，設(shè)計(jì)者確定例如怎樣使線偏斜，并且依照一組預(yù)定的規(guī)則確定輔助部件的位置。建立這組規(guī)則時(shí)，將測(cè)試掩模反復(fù)暴露于不同的照明設(shè)置和NA設(shè)置下。根據(jù)這組測(cè)試掩模建立適用于輔助部件位置的一組規(guī)則。圖11示出包括形成于襯底上的可分辨部件112和輔助部件114的掩模110，所述輔助部件114依照預(yù)定的一組規(guī)則置于掩模中。
然而還必須建立用于確定掩模中輔助部件的最優(yōu)位置的優(yōu)化和模型方法。因此，需要一種處于關(guān)鍵地位且最優(yōu)放置輔助部件的方法。

發(fā)明內(nèi)容
公開的概念包括一種使襯底表面上形成的圖案的照度分布優(yōu)化的方法。利用該方法，確定傳遞交叉系數(shù)(“TCC”)函數(shù)，所述函數(shù)以照明光瞳和投影透鏡光瞳為基礎(chǔ)。并且，可以用至少一個(gè)脈沖函數(shù)來表示印制在襯底上的掩模的至少一個(gè)可分辨部件。根據(jù)脈沖函數(shù)和TCC函數(shù)，可以產(chǎn)生預(yù)定級(jí)的干涉圖，所述干涉圖表示印制在襯底上的至少一個(gè)可分辨部件。此外，可以將輔助部件優(yōu)化地放置在與干涉圖的區(qū)域?qū)?yīng)的掩模中，所述干涉圖具有預(yù)定級(jí)的強(qiáng)度。對(duì)于亮場(chǎng)掩模，這一強(qiáng)度典型地表示引起相消干涉的光強(qiáng)，或者同樣引起相消干涉的強(qiáng)度變化量。對(duì)于暗場(chǎng)掩模，這一強(qiáng)度典型地表示引起相長(zhǎng)干涉的光強(qiáng)，或者同樣引起相長(zhǎng)干涉的強(qiáng)度變化量。
另一個(gè)公開的概念包括一種使襯底表面上形成的可分辨部件的圖案的照度分布優(yōu)化的方法。該方法包括建立具有至少兩個(gè)坐標(biāo)軸的笛卡兒坐標(biāo)干涉圖。依照脈沖函數(shù)和傳遞交叉系數(shù)函數(shù)來建立干涉圖，所述脈沖函數(shù)表示襯底上形成的可分辨部件的圖案。干涉圖表示在襯底上形成的可分辨部件的圖案和至少一個(gè)干涉區(qū)。所述干涉區(qū)相對(duì)于至少兩個(gè)軸形成角度，軸的原點(diǎn)與所形成的圖案的中心相對(duì)應(yīng)，并且所述軸與干涉圖的對(duì)應(yīng)軸平行?；谠摳缮鎴D，可以將輔助部件放置在與干涉區(qū)對(duì)應(yīng)的掩模區(qū)中。
本發(fā)明的前述和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)在結(jié)合附圖時(shí)從本發(fā)明下面的詳細(xì)描述中變得更加明白。


圖1是用于通用成像系統(tǒng)的示范性傳遞交叉系數(shù)(TCC)函數(shù)的圖。
圖2是對(duì)于不同類型的照明用奇異值分解使TCC對(duì)角化之后的本征值曲線圖。
圖3表示對(duì)相干和的求和。
圖4(a)-(d)分別是對(duì)于類星體，Cquad，環(huán)形和常規(guī)照明器的第一TCC本征函數(shù)的照度的圖像表示。
圖5是方程1的圖像表示，其中要被建立的圖案的接觸孔用脈沖δ函數(shù)取代。
圖6是方程5的圖像表示，對(duì)應(yīng)于圖4(b)和5示出的卷積。
圖7示出這里公開的新穎模型化方法的流程圖。
圖8是與干涉函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)對(duì)應(yīng)的照度。
圖9示出對(duì)應(yīng)于圖6的照度的輔助部件的最佳位置。
圖10示出方程5和利用圖4(a)的類星體照明器的對(duì)應(yīng)的照度強(qiáng)度的圖像表示。
圖11示意性描述適合于應(yīng)用借助于本發(fā)明而設(shè)計(jì)的掩模的光刻投影裝置。
圖12示出依照預(yù)定的一組規(guī)則的輔助部件的位置。
具體實(shí)施例方式
這里描述的是一種用于亞波長(zhǎng)接觸孔掩模的光學(xué)逼近校正(OPC)設(shè)計(jì)方法，該方法利用新穎的模型化方法來預(yù)測(cè)輔助部件(AF)的位置。有限照明源的空中像對(duì)于確定輔助部件的最佳定位是有用的。這種立體像可以表示例如接觸孔這種將要建立的部件和干涉區(qū)。與這些干涉區(qū)對(duì)應(yīng)的掩模中輔助部件的關(guān)鍵位置有利于將光強(qiáng)聚焦在與將要建立的部件對(duì)應(yīng)的襯底表面上。要注意，本發(fā)明的方法不限于形成接觸孔圖案。
有兩種計(jì)算有限照明源的空中像的主要方法，它們已在美國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)為US 2002/0152452 A1中公開，在此被引入供參考。其中所述的一種方法是Hopkins表示法。但是，這兩種方法都需要大量的計(jì)算。
例如，Hopkins表示法使用表示圖像強(qiáng)度的四維傳遞交叉系數(shù)(TCC)。更具體地，TCC由方程1以數(shù)學(xué)方式表示，TCC是用投影光瞳(K(α，β))乘照明光瞳(JS(α，β))的自相關(guān)函數(shù)。依照方程1并且如圖1所示，最左邊的圓10表示照明光瞳(JS(α，β))；中間的圓12表示以(-m/PxNA，-n/PyNA)為中心的投影光瞳(K(α，β))；最右邊的圓14表示以(p/PxNA，q/PxNA)為中心的投影光瞳(K(α，β))。用圓10，12，14重疊的區(qū)域16表示TCC。
TCC(m,n,p,q)=∫∫α2+β2<σJs(α,β)K(α+mλPxNA,β+nλPyNA)K*(α-pλPxNA,β-qλPyNA)]]>方程1在方程1中，m，n，p和q對(duì)應(yīng)于離散的衍射級(jí)，即，TCC是一個(gè)四維函數(shù)。X-方向的衍射級(jí)由m和p表示，y-方向的衍射級(jí)由n和q表示。
依據(jù)已公開的新穎原理，可以利用以奇異值分解(SVD)著稱的熟知的數(shù)學(xué)運(yùn)算將方程1分為一組兩個(gè)2-D函數(shù)，其中涉及使4-D矩陣對(duì)角線化。根據(jù)TCC，形成以標(biāo)量，即本征值λb乘本征矢量Φ(m，n)，Φ(p，q)的矩陣。因此，每個(gè)本征值λb與對(duì)應(yīng)的所謂右本征矢量Φ(m，n)和對(duì)應(yīng)的左本征矢量Φ(p，q)配成對(duì)，如方程2所示。
TCC(m,n,p,q)=ΣbλbΦb(m,n)Φb*(p,q)]]>方程2
圖2示出對(duì)應(yīng)于類星體，環(huán)形和常規(guī)照明的本征值λb的矩陣的曲線圖。由于上述照明器與具有無窮小半徑極的理想照明器相比具有一個(gè)有限的半徑，因此會(huì)產(chǎn)生多于一個(gè)的本征值。但是，圖2的曲線圖也示出了每個(gè)照明器的本征值如何以快的速率衰減的。為了降低方程2和后續(xù)計(jì)算的復(fù)雜性，可以用第一本征值20取代TCC的充分通近。然而，為更高的精度可以使用多于一個(gè)本征值?？紤]到多個(gè)本征值λb時(shí)，可以利用相干和的求和(SOCS)運(yùn)算來計(jì)算空中像，相干和的求和運(yùn)算由圖3的流程圖示出。
圖4(a)-(d)分別用插圖示出只考慮第一本征值λ1時(shí)對(duì)應(yīng)類星體，Cquad，環(huán)形和常規(guī)照明的TCC的曲線圖。利用常規(guī)照明(圖4(d))，在接觸孔410的外側(cè)出現(xiàn)明顯的干涉。然而，比較圖4(a)-(c)，光主要聚焦于接觸孔410，但是在接觸孔410的外側(cè)出現(xiàn)明顯的干涉區(qū)412。根據(jù)所用的照明器，這些干涉區(qū)(也稱為“側(cè)瓣”)相對(duì)于接觸孔410取不同的形狀和位置。對(duì)于暗場(chǎng)掩模，這些干涉區(qū)對(duì)應(yīng)于所謂的可能的相長(zhǎng)干涉的區(qū)域，即，它們與表示將要建立的部件的光強(qiáng)發(fā)生正干涉。在圖4(a)中，側(cè)瓣412相對(duì)于接觸孔410水平地和垂直地形成。在圖4(b)中，側(cè)瓣412相對(duì)于接觸孔410斜對(duì)角地形成。在圖4(c)中，側(cè)瓣412形成環(huán)繞接觸孔410的環(huán)形。為了增強(qiáng)干涉?zhèn)劝甑恼Ч?，將輔助部件置于對(duì)應(yīng)于每個(gè)側(cè)瓣的掩模中，以便將光強(qiáng)聚焦于接觸孔410上。
為了產(chǎn)生在襯底中形成的可分辨部件，如接觸孔的空中像，方程2必須與接觸孔和對(duì)應(yīng)的照明器聯(lián)系。脈沖δ函數(shù)可以用來表示接觸孔，也可以用方程3表示，并由圖5示出。
方程3o(x,y)=Σa=1Nδ(x-xa,y-ya)]]>為了確定例如使用圖4(a)-(d)的任何照明時(shí)由接觸孔圖案引起的干涉，可以使本征矢量Φ(m，n)的傅里葉逆變換與表示接觸孔圖案的脈沖δ函數(shù)進(jìn)行卷積，如方程4所表示的。
g(x，y)＝FT-1{Φ(m，n)}o(x，y) 方程4然而，方程4的計(jì)算可以通過進(jìn)行傅里葉變換首先將脈沖δ函數(shù)o(x，y)轉(zhuǎn)換為頻率域而得到簡(jiǎn)化，如方程5所表示的。方程6表示頻率域中最終得到的表達(dá)式。
O(m,n)=Σa=1Ne-imxaPxe-inyaPy]]>方程5G(m，n)＝O(m，n)Φ1(m，n)方程6為了確定空中像，必須進(jìn)行方程6的傅里葉逆變換，由方程7表示。方程7表示空中像，也通過圖6以插圖示出。
g(x,y)=FT-1{G(m,n)}=Σm=1MΣn=1NG(m,n)eimxPxeinyPy]]>方程7為了得到最佳的輔助部件位置、可以使用不同類型的空中像。例如，取如方程8表示的方程6的二階導(dǎo)數(shù)，以及如方程9表示的傅里葉逆變換，以建立說明強(qiáng)度級(jí)變化(即斜率)程度的空中像，例如如圖8所示。圖解說明變化程度的空中像有助于輔助部件的布置。
F(m,n)=O(m,n)Φ1(m,n)(mPx)2(mPy)2]]>方程8f(x,y)=FT-1{F(m,n)}=Σm=1MΣn=1NF(m,n)eimxPxeinyPy]]>方程9無鉻階段光刻法(Chromeless Phase Lithography)(CPL)接觸掩模，高百分比透射衰減相移掩模(High Percentage Transmission Attenuated Phase ShiftMask)(PSM)，以及其他類型的PSM具有三種可能的透射條件Aa為0(沒有光透射過掩模原版)，+1(100％透射，沒有相移)，以及-1(100％透射，180度相移)，這些情況應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)生空中像時(shí)予以考慮。為了說明部件透射水平，可以通過添加表示透射條件的變量Aa來修正方程3。
OCPL(x,y)=Σa=1NAaδ(x-xa,y-ya)]]>方程10因此，由方程11表示的空中像通過本征矢量Φ(m，n)的傅里葉逆變換與方程10的脈沖函數(shù)0CPL(x，y)進(jìn)行卷積來確定。
g(x，y)＝FT-1{Φ(m，n)}OCPL(x，y) 方程11可以通過將脈沖函數(shù)位置(xa，ya)的最小峰強(qiáng)度最大化而有利地確定每個(gè)接觸孔處的透射條件Aa，如方程12所示。
max[min{g(xa，ya)}] 方程12要注意，下面的討論說明本發(fā)明利用暗場(chǎng)掩模類型的例子，然而，要注意的是，這里討論的新穎的概念也可用于亮場(chǎng)掩模類型。圖7是示范性的流程圖，該圖示出依照干涉圖的產(chǎn)生而將光學(xué)逼近校正技術(shù)應(yīng)用于掩模圖案的方法。還要注意的是，可以用許多方法產(chǎn)生干涉圖，例如，采用如在共同審理的申請(qǐng)(序列號(hào)待定)中公開的常規(guī)空中像模擬器(例如，由MaskTools有限公司提供的Lithocruiser或者M(jìn)ask Weaver模擬產(chǎn)品)，或者如在即時(shí)申請(qǐng)中通過對(duì)該區(qū)域圖像建立數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生干涉圖。
公開的概念可以通過如圖7的流程圖所說明的一系列步驟來表示。在步驟710中，建立包括至少一個(gè)接觸孔的掩模模型。并且，可選擇照明器的類型和相應(yīng)的參數(shù)。在步驟712中，依照掩模類型(例如，相移掩模，規(guī)則掩模)建立脈沖函數(shù)(例如，方程3，方程10)，由此用脈沖δ函數(shù)表示掩模的每個(gè)接觸孔。與此同時(shí)，在步驟714中，根據(jù)照明和投影透鏡模型產(chǎn)生TCC(方程1)，在步驟716中，通過利用SVD將函數(shù)對(duì)角線化以得到本征矢量和本征值的函數(shù)(方程2)而將復(fù)雜的TCC函數(shù)簡(jiǎn)化。在步驟718中，通過用在步驟712(方程4-6)中建立的δ函數(shù)取代本征矢量而修正簡(jiǎn)化的TCC函數(shù)。在步驟720中，為了逼近TCC至少選擇一個(gè)本征值。如果選擇多于一個(gè)值，則在步驟722中，為每個(gè)選定的本征值計(jì)算傅里葉逆變換(方程9)，根據(jù)SOCs(參見圖3)對(duì)計(jì)算結(jié)果求和，如在步驟724中所示。另一方面，如果只選擇一個(gè)本征值，則在步驟726中，為選定值計(jì)算傅里葉逆變換(方程9)。步驟724或者726的結(jié)果表示與襯底上的照度對(duì)應(yīng)的空中像或者干涉圖。在步驟728中，在干涉圖上識(shí)別干涉區(qū)，在步驟730中，最好將輔助部件置于與干涉區(qū)對(duì)應(yīng)的掩模中。
實(shí)施例新穎的模型化方法精確而簡(jiǎn)單地預(yù)測(cè)出確定關(guān)鍵的輔助部件位置的干涉圖案。假定掩模具有七個(gè)接觸孔，Cquad照明器具有0.75的數(shù)值孔徑NA，以及光源具有193nm的波長(zhǎng)。首先，用脈沖δ函數(shù)取代接觸孔，如方程2所表示和圖5用插圖所說明的。
當(dāng)與Cquad照明的本征矢量Φ(m，n)進(jìn)行卷積時(shí)，產(chǎn)生圖6的空中像。圖中示出多個(gè)側(cè)瓣干涉區(qū)60。因此，可以將輔助部件與掩模中的這些干涉區(qū)對(duì)應(yīng)地放置，以便限制側(cè)瓣印刷。
圖9示出依照新穎的成像方法和這里描述的例子而建立的掩模。掩模90包括如接觸孔92之類的可分辨部件92，以及對(duì)應(yīng)于圖6的空中像所示出的干涉區(qū)60而放置的多個(gè)輔助部件94。
圖10示出利用類星體照明器的七個(gè)接觸孔圖案的空中像。與圖6和9比較，如所預(yù)期的那樣，Cquad照明與類星體照明之間的干涉區(qū)不同。并且，同類星體照明相比較，Cquad照明產(chǎn)生更大的光強(qiáng)。因此，使用假定的參數(shù)時(shí)，利用Cquad照明會(huì)得到好的結(jié)果。
上述模型化方法的優(yōu)點(diǎn)是不再需要無限地測(cè)試和分析用于掩模設(shè)計(jì)的多個(gè)輔助部件的位置。模型化方法預(yù)測(cè)出依照具體的照明器而出現(xiàn)的干涉或者側(cè)瓣的類型。因此，輔助部件可以最優(yōu)地和關(guān)鍵性地放置。
圖11示意性描繪出適合于與通過本發(fā)明設(shè)計(jì)的掩模一起使用的光刻投影裝置。該裝置包括-輻射系統(tǒng)Ex，IL，用于提供輻射的投射束PB。在這種具體的情況下，輻射系統(tǒng)還包括輻射源LA；-第一目標(biāo)臺(tái)(掩模臺(tái))MT，配備用于保持掩模MA(例如掩模原版)的掩模保持器，并與用于將該掩模相對(duì)于元件PL精確定位的第一定位裝置連接；-第二目標(biāo)臺(tái)(襯底臺(tái))WT，配備用于保持襯底W(例如涂覆抗蝕劑的硅晶片)的襯底保持器，并與用于將襯底相對(duì)于元件PL精確定位的第二定位裝置連接；
-投影系統(tǒng)(“鏡頭”)PL(例如折射，反射或反折射光學(xué)系統(tǒng))，用于將掩模MA的受輻照的部分成像在襯底W的靶部C(例如包括一個(gè)或多個(gè)小片)上。
如這里所指出的，該裝置屬于透射型(即具有透射掩模)?？墒?，一般來說，它還可以是例如反射型(具有反射掩模)。另外，該裝置可以利用其他種類的構(gòu)圖部件來作為使用掩模的替換品，例如包括可編程反射鏡陣列或LCD矩陣。
輻射源LA(例如汞燈或準(zhǔn)分子激光器)產(chǎn)生輻射束。該射束例如直接或橫過如擴(kuò)束器Ex的調(diào)節(jié)裝置后，再照射到照明系統(tǒng)(照明器)IL上。照明器IL可包括調(diào)節(jié)裝置AM，用于設(shè)定射束強(qiáng)度分布的外徑和/或內(nèi)徑值(通常分別稱為σ-外和σ-內(nèi))。另外，它一般包括各種其他部件，如積分器IN和聚光器CO。這樣，照射到掩模MA上的光束PB在其橫截面上具有所要求的均勻性和強(qiáng)度分布。
應(yīng)該注意，對(duì)圖11而言，輻射源LA可以置于光刻投影裝置的殼體中(例如當(dāng)輻射源LA是汞燈時(shí)經(jīng)常是這種情況)，但也可以遠(yuǎn)離光刻投影裝置，其產(chǎn)生的輻射束(例如借助于合適的定向反射鏡)被引導(dǎo)至該裝置中；當(dāng)輻射源LA是準(zhǔn)分子激光器(例如，基于KrF，ArF或者F2發(fā)射激光)時(shí)通常是后面的那種情況。本發(fā)明包含至少這兩種情況。
其后，光束PB與保持在掩模臺(tái)MT上的掩模MA相交。光束PB橫貫掩模MA，并通過鏡頭PL，該鏡頭將光束PB聚焦在襯底W的靶部C上。利用第二定位裝置(和干涉測(cè)量裝置IF)，襯底臺(tái)WT可以精確地移動(dòng)，例如在光束PB的光路中使不同的靶部C定位。類似地，例如在從掩模庫中用機(jī)械取出掩模MA之后或在掃描期間，可以使用第一定位裝置將掩模MA相對(duì)于射束PB的光路進(jìn)行精確定位。一般地，用圖11中未明確表示的長(zhǎng)沖程模塊(粗略定位)和短沖程模塊(精確定位)，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)臺(tái)MT，WT的移動(dòng)。然而，在晶片步進(jìn)器(與分步掃描裝置對(duì)置)的情況下，掩模臺(tái)MT可與短沖程執(zhí)行裝置連接，或者固定。
所示的裝置可以按照兩種不同模式使用-在步進(jìn)模式中，掩模臺(tái)MT基本保持不動(dòng)，整個(gè)掩模圖像被一次投影(即單“閃光”)到靶部C上。然后襯底臺(tái)WT沿x和/或y方向移動(dòng)，以使不同的靶部C能夠受到射束PB照射；-在掃描模式中，基本上為相同的情況，只是所給的靶部C沒有暴露在單“閃光”中?？纱?，掩模臺(tái)MT沿給定的方向(所謂的“掃描方向”，例如y方向)以速度v移動(dòng)，以使投射束PB對(duì)整個(gè)掩模圖像掃描；同時(shí)，襯底臺(tái)WT沿相同或者相反的方向以速度V＝Mv同時(shí)移動(dòng)，其中M是鏡頭PL的放大倍數(shù)(通常M＝1/4或1/5)。在這種方式中，可以使相對(duì)大的靶部C曝光，而不必?fù)p害分辨率。
這里公開的概念可以模擬用于使亞波長(zhǎng)部件成像的任何普通的成像系統(tǒng)或者使之?dāng)?shù)學(xué)模型化，并且對(duì)于能夠產(chǎn)生越來越小尺寸的波長(zhǎng)的新興成像技術(shù)特別有益。已經(jīng)使用的新興技術(shù)包括能夠利用ArF激光器產(chǎn)生193nm波長(zhǎng)，甚至是利用氟激光器產(chǎn)生157nm波長(zhǎng)的的EUV(極遠(yuǎn)紫外)光刻技術(shù)。此外，EUV光刻技術(shù)能夠通過利用同步加速器或者用高能電子撞擊材料(固體或等離子體)產(chǎn)生在20-5nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，以產(chǎn)生該波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光子。由于大部分材料在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)是吸收性的，因此可以通過帶多層層疊鉬和硅的反射鏡進(jìn)行照明。多層層疊反射鏡具有40層成對(duì)的鉬和硅，每層的厚度是四分之一波長(zhǎng)。利用X-射線光刻技術(shù)可以產(chǎn)生甚至更小的波長(zhǎng)。典型情況下，利用同步加速器產(chǎn)生X射線波長(zhǎng)。由于大多數(shù)材料在x射線波長(zhǎng)處是吸收性的，因此吸收材料的薄片限定部件印制(正抗蝕劑)或不印制(負(fù)抗蝕劑)的位置。
盡管這里公開的概念可以用于在襯底如硅片上成像，但是應(yīng)該理解，公開的概念也可以與任何類型的光刻成像系統(tǒng)一起使用，例如，用于在除硅片之外的襯底上成像的光刻成像系統(tǒng)。
涉及編程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件功能性，包括可執(zhí)行代碼，可以用于實(shí)現(xiàn)上述成像模型。軟件代碼可以通過通用計(jì)算機(jī)執(zhí)行。在運(yùn)算中，代碼和可能還有關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)記錄被存儲(chǔ)在通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)中。然而，在另外的場(chǎng)合中，軟件可以存儲(chǔ)在其他地址和/或運(yùn)送裝載到適當(dāng)?shù)耐ㄓ糜?jì)算機(jī)系統(tǒng)中。因此，上述的實(shí)施方式包括一個(gè)或多個(gè)以至少一種機(jī)器可讀入介質(zhì)運(yùn)載的一個(gè)或多個(gè)代碼的模塊的形式的軟件產(chǎn)品。用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器執(zhí)行這樣的代碼，使平臺(tái)基本上以這里討論和示出的實(shí)施例中進(jìn)行的方式實(shí)現(xiàn)分類和/或軟件下載功能。
如這里所用的，術(shù)語如計(jì)算機(jī)或機(jī)器“可讀入介質(zhì)”指的是參與向處理器提供指令用于執(zhí)行的任何介質(zhì)。這樣的介質(zhì)可以采用許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)，易失性介質(zhì)，以及傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括例如光盤或磁盤，諸如上面討論的在作為服務(wù)器平臺(tái)之一而運(yùn)行的任何計(jì)算機(jī)中的任何存儲(chǔ)器件。易失性介質(zhì)包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，諸如這樣一種計(jì)算機(jī)平臺(tái)的主存儲(chǔ)器。物理傳輸介質(zhì)包括同軸電纜；銅線和纖維光學(xué)裝置，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的總線在內(nèi)的導(dǎo)線。載波傳輸介質(zhì)可以采用以下形式電信號(hào)或電磁信號(hào)，或者如在無線電頻率(RF)和紅外(IR)數(shù)據(jù)通信中產(chǎn)生的聲波或光波。因此，計(jì)算機(jī)可讀入介質(zhì)的普通形式包括，例如軟盤，軟磁盤，硬盤，磁帶，任何其他磁性介質(zhì)，CD-ROM，DVD，任何其他光學(xué)介質(zhì)，如穿孔卡，紙帶，帶穿孔圖案的任何其他物理介質(zhì)這類不太常用的介質(zhì)，RAM，PROM，和EPROM，F(xiàn)LASH-EPROM，任何其他的存儲(chǔ)器芯片或盒式存儲(chǔ)器，載波傳輸數(shù)據(jù)或指令，傳輸這種載波的電纜或連接線，或者計(jì)算機(jī)可以從中讀取編程碼和/或數(shù)據(jù)的任何其他介質(zhì)。許多這些形式的計(jì)算機(jī)可讀入介質(zhì)可以包含將一個(gè)或多個(gè)指令的一種或多種程序運(yùn)送到處理器來執(zhí)行。
盡管已經(jīng)對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)的描述和圖示說明，但是顯而易見，上述情況僅僅是說明性和示范性的，并不能作為限制，本發(fā)明的范圍僅僅通過附加的權(quán)利要求書的條款進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種使襯底表面上形成的圖案的照度分布優(yōu)化的方法，包括以下步驟確定傳遞交叉系數(shù)(“TCC”)函數(shù)，所述函數(shù)根據(jù)與照明器對(duì)應(yīng)的照明光瞳和投影光瞳來確定；通過至少一個(gè)脈沖函數(shù)來表示襯底上印制的掩模的至少一個(gè)可分辨部件；以及根據(jù)至少一個(gè)脈沖函數(shù)和TCC函數(shù)建立預(yù)定級(jí)的干涉圖，其中干涉圖表示印制在襯底上的至少一個(gè)可分辨部件和相消干涉區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的優(yōu)化照度分布的方法，將輔助部件放置在與相消干涉區(qū)對(duì)應(yīng)的掩模中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的優(yōu)化照度分布的方法，其中輔助部件是不可分辨的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的優(yōu)化照度分布的方法，其中干涉圖模擬入射在襯底上的光強(qiáng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的優(yōu)化照度分布的方法，進(jìn)一步包括將至少一個(gè)輔助部件放置在與干涉圖上的區(qū)域?qū)?yīng)的掩模區(qū)上，所述干涉圖上的區(qū)域具有與相消干涉區(qū)對(duì)應(yīng)的預(yù)定級(jí)的光強(qiáng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求6的優(yōu)化照度分布的方法，其中預(yù)定的級(jí)對(duì)應(yīng)于可分辨的光強(qiáng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的優(yōu)化照度分布的方法，其中干涉圖表示入射在襯底上的光強(qiáng)的變化。
8.一種使襯底表面上形成的可分辨部件的圖案的照度分布優(yōu)化的方法，其步驟包括依照脈沖函數(shù)和傳遞交叉系數(shù)函數(shù)，建立具有至少兩個(gè)坐標(biāo)軸的笛卡兒坐標(biāo)干涉圖，所述脈沖函數(shù)表示襯底上形成的可分辨部件的圖案，干涉圖表示所形成的可分辨部件的圖案和至少一個(gè)干涉區(qū)，其中至少一個(gè)干涉區(qū)相對(duì)于至少兩個(gè)軸形成角度，所述軸的原點(diǎn)位于所形成的圖案的中心，并且所述軸與干涉圖的至少兩個(gè)軸平行；根據(jù)該圖，將輔助部件放置在與至少一個(gè)干涉區(qū)對(duì)應(yīng)的掩模區(qū)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的優(yōu)化照度分布的方法，其中輔助部件是不可分辨的。
10.一種程序產(chǎn)品，包括可通過至少一種機(jī)器可讀入介質(zhì)而傳送的可執(zhí)行代碼，其中通過至少一個(gè)可編程計(jì)算機(jī)執(zhí)行代碼導(dǎo)致至少一個(gè)可編程計(jì)算機(jī)執(zhí)行一系列步驟，用以優(yōu)化襯底表面上形成的圖案的照度分布，所述一系列步驟包括確定傳遞交叉系數(shù)(“TCC”)函數(shù)，所述函數(shù)根據(jù)與照明器對(duì)應(yīng)的照明光瞳和投影光瞳來確定；通過至少一個(gè)脈沖函數(shù)來表示襯底上印制的掩模的至少一個(gè)可分辨部件；以及根據(jù)至少一個(gè)脈沖函數(shù)和TCC函數(shù)生成預(yù)定級(jí)的干涉圖，其中干涉圖表示印制在襯底上的至少一個(gè)可分辨部件和相消干涉區(qū)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的程序產(chǎn)品，確定輔助部件在掩模中的位置，所述位置對(duì)應(yīng)于由干涉圖表示的相消干涉區(qū)。
12.一種使亞波長(zhǎng)接觸孔成像的方法，包括下述步驟確定傳遞交叉系數(shù)(“TCC”)函數(shù)，所述函數(shù)根據(jù)與照明器對(duì)應(yīng)的照明光瞳和投影光瞳來確定；通過至少一個(gè)脈沖函數(shù)來表示襯底上印制的掩模的至少一個(gè)接觸孔；以及根據(jù)至少一個(gè)脈沖函數(shù)和TCC函數(shù)建立預(yù)定級(jí)的干涉圖，其中干涉圖表示印制在襯底上的至少一個(gè)接觸孔和相消干涉區(qū)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，將輔助部件放置在與相消干涉區(qū)對(duì)應(yīng)的掩模中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中輔助部件是不可分辨的。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中干涉圖模擬入射在襯底上的光強(qiáng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括將至少一個(gè)輔助部件放置在與干涉圖上的區(qū)域?qū)?yīng)的掩模區(qū)上，所述干涉圖上的區(qū)域具有與相消干涉區(qū)對(duì)應(yīng)的預(yù)定級(jí)的光強(qiáng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中預(yù)定的級(jí)對(duì)應(yīng)于可分辨的光強(qiáng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中干涉圖表示入射在襯底上的光強(qiáng)的變化。
全文摘要
公開的概念包括一種使襯底表面上形成的圖案的照度分布優(yōu)化的方法。照度通過以下步驟進(jìn)行優(yōu)化確定傳遞交叉系數(shù)(“TCC”)函數(shù)，所述函數(shù)根據(jù)與照明器對(duì)應(yīng)的照明光瞳和投影光瞳來確定，通過至少一個(gè)脈沖函數(shù)來表示襯底上印制的掩模的至少一個(gè)可分辨部件，以及根據(jù)至少一個(gè)脈沖函數(shù)和TCC函數(shù)建立預(yù)定級(jí)的干涉圖，其中干涉圖表示印制在襯底上的至少一個(gè)可分辨部件和相消干涉區(qū)。
文檔編號(hào)G03F1/14GK1573554SQ200410006709
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月14日
發(fā)明者R·J·索查, X·施, D·范登布羅克, J·F·陳 申請(qǐng)人:Asml蒙片工具有限公司