台湾专利TW201305741A 決定方法、儲存媒體及資訊處理設備

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专利摘要:
本發明提供一種決定曝光設備的曝光條件的決定方法，該曝光設備包括照射掩模的照射光學系統和將掩模的圖案投影到基板上的投影光學系統，該方法包括：設定用於在照射光學系統的瞳面上形成的光強度分佈的照射參數和用於投影光學系統的像差的像差參數的步驟；以及決定照射參數的值和像差參數的值以使得掩模的圖案的光學影像的影像性能滿足對於要在投影光學系統的像面上形成的目標圖案設定的評估準則的步驟。
公开号:TW201305741A
申请号:TW101123500
申请日:2012-06-29
公开日:2013-02-01
发明作者:Yuichi Gyoda；Koji Mikami；Kouichirou Tsujita
申请人:Canon Kk；
IPC主号:G03F1-00

专利说明:
決定方法、儲存媒體及資訊處理設備
本發明關於決定曝光設備的曝光條件的決定方法、儲存媒體和資訊處理設備。
對於使用光刻技術製造半導體裝置，採用透過投影光學系統將掩模(mask)(光罩(reticle))的圖案投影和轉印到基板(例如，晶片)上的曝光設備。近年來，伴隨半導體裝置的小型化(即，伴隨電路線寬的減小)，對進一步提高曝光設備解析度的技術需求增加。
曝光設備需要將掩模的圖案(其影像)以期望的形狀轉印到基板上的期望的位置。但是，由於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的因素的例子包括光源的不穩定和照射區域中的照度分佈的不均勻。導致聚焦位置偏離理想狀態的因素的例子包括保持基板的位置的不穩定和基板的凸凹。
投影光學系統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中所揭露者，投影光學系統包括用於調整(校正)其像差的像差調整機構。國際公開WO 02/054036揭露一種用於藉由以與穿過投影光學系統的光的波前像差對應的量驅動形成投影光學系統的光學元件來調整投影光學系統的像差的像差調整機構。這種像差調整機構主要具有調整低階(low-order)像差的功能，並被用於抑制低階像差的產生和補償像差的時間變化。由於像差對於投影光學系統的各影像高度表現出不同的特性，因此，像差調整機構有時還被用於抑制各單個影像高度之間的影像性能的差異。但是，像差調整機構的能力具有給定的限制，因此，投影光學系統一般具有殘餘的像差。並且，曝光期間殘餘像差量和像差的波動量(即，由於例如曝光熱導致的殘餘像差的波動量)在各單個曝光設備中不同。
另一方面，為了進一步提高曝光設備的解析度，日本專利No.4606732提出用於最佳化(決定)曝光設備的曝光條件的技術。作為該技術的例子，既最佳化掩模圖案(其尺寸和形狀)也最佳化有效光源形狀(在照射光學系統的瞳面上形成的光強度分佈)的技術(稱為“SMO技術”)是可用的。在一般的SMO技術中，掩模圖案和有效光源形狀被調整以滿足諸如線寬的影像性能的基準值(目標值)。日本專利No.4606732還揭露用於在對於投影光學系統的像差設定特定值(諸如與殘餘像差對應的值的非零值)之後最佳化有效光源形狀的技術。如上所述，在考慮投影光學系統的像差的情況下最佳化有效光源形狀和掩模圖案的SMO技術是可用的。
但是，考慮投影光學系統的像差的常規的SMO技術僅最佳化有效光源形狀和掩模圖案，以補償投影光學系統的像差對於影像性能的影響。因此，如果僅調整有效光源形狀和掩模圖案不足以補償投影光學系統的像差對於影像性能的影響，那麽不可能決定有效光源形狀和掩模圖案使得影像性能滿足基準值。由於伴隨半導體裝置的小型化的發展這種問題變得顯著，因此，常規的SMO技術變得不足以最佳化曝光條件。
本發明提供有利於決定曝光設備的曝光條件的技術。
根據本發明的第一態樣，提供一種決定曝光設備的曝光條件的決定方法，該曝光設備包括照射掩模的照射光學系統和將掩模的圖案投影到基板上的投影光學系統，該方法包括：設定用於在照射光學系統的瞳面上形成的光強度分佈的照射參數和用於投影光學系統的像差的像差參數的第一步驟；和決定照射參數的值和像差參數的值，以使得與要被放置在投影光學系統的物面上的掩模的圖案對應地在該投影光學系統的像面中形成的掩模的圖案的光學影像的影像性能滿足對於要在該投影光學系統的像面上形成的目標圖案設定的評估準則、由此決定分別由所決定的照射參數的值和所決定的像差參數的值定義的在該照射光學系統的瞳面上形成的光強度分佈和該投影光學系統的像差作為曝光條件的第二步驟。
依下列示例性實施例的描述並參照附圖，本發明的其他特徵將變得清晰。
以下，將參照附圖描述本發明的較佳實施例。注意，在附圖中，相同的附圖標記始終表示相同的部件，並且，不對它們進行重複的描述。
本發明的發明人發現，在最佳化曝光設備的曝光條件時，與有效光源形狀(在照射光學系統的瞳面上形成的光強度分佈)和掩模圖案同樣地，投影光學系統的像差也必須被定義為要被最佳化的目標。可藉由使用例如在國際公開WO 02/054036的冊子中揭露的像差調整機構控制投影光學系統的像差。因此，如同有效光源形狀和掩模圖案，投影光學系統的像差也可被定義為要被最佳化的目標以提高在投影光學系統的像面上形成的掩模圖案的光學影像的影像性能。
一般地，只要有效光源形狀和掩模圖案被決定，就能夠規定投影光學系統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)所經過的位置。投影光學系統的像差代表瞳面中的各位置處的光束的相位的變化，並且就形成光學影像而言與有效光源形狀和掩模圖案密切相關。因此，在本實施例中，不僅有效光源形狀和掩模圖案，而且投影光學系統的像差也被定義為要被最佳化的目標，由此提供有利於最佳化曝光設備的曝光條件的技術。 <第一實施例>
圖1是用於解釋根據本發明的第一實施例的決定方法的流程圖。本實施例的決定方法由諸如電腦的資訊處理設備執行，以決定(最佳化)包括照射掩模(光罩)的照射光學系統和將掩模的圖案投影到基板上的投影光學系統的曝光設備的曝光條件。注意，曝光條件可在曝光設備中被設定，並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的像差的參數。
在步驟S102中，對於要被放置在投影光學系統的物面上的掩模的圖案設定參數(掩模參數)。
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(也稱為“掩模偏差”)M1、M2和M3被設定。圖2所示的掩模圖案包含藉由遮光部分(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M1定義具有40nm的半間距的線和空間圖案LSP1的線圖案的尺寸(寬度)。掩模參數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M3定義具有60nm的半間距的線和空間圖案LSP3的尺寸(寬度)。並且，在本實施例中，關於掩模製造性，對於掩模參數M1、M2和M3定義以下的上限和下限：35M145(nm)
45M260(nm)
55M375(nm)
一般的掩模圖案包括各種圖案。在步驟S102中，可對於包含於掩模圖案中的所有圖案或對於它們中的一些設定掩模參數。並且，雖然在本實施例中掩模圖案使用線和空間圖案，但是，它可以使用其他的圖案(例如，孔圖案)。並且，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他類型的掩模定義。
同樣，在本實施例中，線和空間圖案的線圖案的寬度被設為掩模參數。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的量可被設為掩模參數。並且，例如，掩模圖案的透射率或相位也可被設為掩模參數。
在步驟S104中，對於在照射光學系統的瞳面上形成的光強度分佈即有效光源形狀設定參數(照射參數)。
在本實施例中，設定定義圖3所示的偶極照射的形狀的照射參數S1、S2和S3。圖3所示的偶極照射包括兩個發光部分，並適於線和空間圖案。照射參數S1定義偶極照射的外σ。照射參數S2定義偶極照射的內σ。照射參數S3定義偶極照射的發光部分的孔徑的角度。並且，在本實施例中，對於照射參數S1、S2和S3，定義以下的上限和下限：0.80S10.95
0.50S20.90
10S350(°)
雖然在本實施例中對於適於圖2所示的掩模圖案的偶極照射設定照射參數，但是，可對於具有其他的形狀的照射設定它們。例如，可對於環狀照射設定照射參數(例如，外σ值和內σ值)，或者可對於交叉極(cross-pole)照射設定照射參數(外σ值和內σ值，發光部分的孔徑的角度和這些發光部分的旋轉角度)。也可設定具有非常大的自由度的照射參數。例如，可將藉由矩陣狀分割照射光學系統的瞳面獲得的多個要素光源的發光強度設為獨立的照射參數。
雖然在本實施例中投影光學系統的數值孔徑(NA)被設定(固定)為1.35、曝光光的波長被設定(固定)為193nm，並且曝光光的偏振狀態被設定(固定)為Y方向的線性偏振，但是它們可被設為照射參數。換句話說，例如，用於投影光學系統的NA的參數、用於曝光光的波長的參數和用於曝光光的偏光程度的參數可被設為照射參數。
在步驟S106中，對於投影光學系統的像差設定參數(像差參數)。投影光學系統的像差一般被定義為由Zernike(任尼克)多項式代表的波前像差。當例如使用Zernike多項式的第1項至第36項時，可藉由設定(輸入)第1項至第36項的36個係數定義一個波前像差(其形狀)。並且，Zernike多項式的各項的係數從第1項起被依次稱為C1、C2、C3、...、Cn。
C1是不包含於波前像差中並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，當關注線和空間圖案的中心圖案的線寬(後面描述，與步驟S108的一起描述)時，C2和C3不需要被使用。並且，C4與投影光學系統的散焦對應。在本實施例中，如在步驟S110和S112中那樣，由於在多個聚焦位置計算光學影像以評估處理視窗，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項至第9項的係數C5、C6、C7、C8和C9被設為像差參數。Zernike多項式的第5項至第9項(C5至C9)常被稱為“低次”波前像差，與第10項(C10)和隨後的項中的“高次”波前像差相比，這些波前像差的量可更容易地藉由設置在投影光學系統中的像差調整機構被控制。在本實施例中，對於係數C5、C6、C7、C8和C9，關於曝光光的波長(單位：λ)的像差量(單位：mλ)的調整範圍被定義為：-30C530(mλ)
-30C630(mλ)
-30C730(mλ)
-30C830(mλ)
-30C930(mλ)
並且，在本實施例中，如表1所示，將零輸入到Zernike多項式的第1項至第4項的係數C1至C4，並且，將與投影光學系統的實際殘餘像差對應的值輸入到第10項至第36項的係數C10至C36。
這使得能夠使用低次波前像差來調整難以被調整的高次波前像差，由此確認是否可形成具有優異的影像性能的光學影像。
在步驟S108中，在投影光學系統的像面中設定評估位置(評估點或評估線段(切割線))，以評估在投影光學系統的像面上形成的掩模圖案的光學影像。在本實施例中，如圖4所示，分別在與線和空間圖案LSP1、LSP2和LSP3的線圖案的中心對應的投影光學系統的像面中的位置設定評估位置Bar1、Bar2和Bar3。參照圖4，為了簡化，投影光學系統的物面上的尺寸被假定為等於投影光學系統的像面的尺寸(即，投影光學系統被假定為具有單位倍率)。但是，實際上，必須基於投影光學系統的倍率考慮具有像面的比例的尺寸的掩模圖案在投影光學系統的像面中設定評估位置。
在步驟S110中，設定評估準則，以關於要在基板上形成的目標圖案(投影光學系統的像面)比較和評估在步驟S108中設定的各評估位置處形成的掩模圖案的光學影像(其影像性能)。以下詳細描述在本實施例中設定的評估準則。首先，在評估位置Bar1、Bar2和Bar3處形成的光學影像的目標線寬(目標值)分別被設為40nm、50nm和60nm。允許來自目標線寬的光學影像的誤差低於±10%的聚焦位置和曝光量的組合一般被稱為處理視窗。在本實施例中，在該處理視窗內，可對於所有的評估位置Bar1、Bar2和Bar3共同獲得10%的曝光量餘裕的聚焦位置(焦點深度，即關於焦點的餘裕)的範圍被設為評估準則。
在本實施例中，將評估位置設定在投影光學系統的像面中的與各線和空間圖案的線圖案的中心對應的位置，並且，將該評估位置的焦點深度設為評估準則。但是，評估位置和評估準則不限於這些例子。例如，也可將評估位置設定在投影光學系統的像面中的與各線和空間圖案的末端線圖案對應的位置，並且，可將該線和空間圖案的中心線圖案和末端線圖案的共同的焦點深度設為評估準則。注意，評估準則不限於焦點深度，並且，可以是掩模圖案的光學影像與目標圖案的光學影像的尺寸差、掩模圖案的光學影像的曝光餘裕、掩模圖案的光學影像的對比度、或者掩模圖案的光學影像的ILS(影像對數斜率(Image Log Slope))。並且，投影光學系統的像面中的座標可被設為評估位置(評估點)，並且，光學影像從該座標的位置偏移(一般也被稱為“邊緣放置誤差”)可被設為評估準則。
在步驟S112中，掩模參數的值、照射參數的值和像差參數的值被最佳化，以決定曝光條件，即，掩模圖案、有效光源形狀和投影光學系統的像差。首先，掩模參數的值、照射參數的值和像差參數的值被決定，使得在在步驟S108中設定的各評估位置處形成的掩模圖案的光學影像滿足在步驟S110中設定的評估準則。藉由分別由決定的掩模參數的值、照射參數的值和像差參數的值定義的掩模圖案、有效光源形狀和投影光學系統的像差被決定為曝光條件。
在本實施例中，如上所述，設定11個獨立的參數：掩模參數M1、M2和M3、照射參數S1、S2和S3以及像差參數C5、C6、C7、C8和C9。形成包含所有這些參數的參數空間，並且，藉由使用滑降單純形方法(downhill simplex method)在該參數空間中最佳化這些參數的值。更具體而言，在改變各參數的值的同時計算掩模圖案的光學影像，以獲得評估位置處的焦點深度(評估準則)，並且，該參數的值被最佳化，使得焦點深度變得盡可能地大。
雖然在本實施例中藉由使用滑降單純形方法最佳化各參數的值，但是，可藉由使用基於模擬退火(simulated annealing)方法或諸如線性編程的數學編程的最佳化方法最佳化它。並且，雖然在本實施例中像差參數C5、C6、C7、C8和C9被設為獨立地改變，但是，根據設置在投影光學系統中的像差調整機構的性能，像差的變化量可被表達為影像高度或各像差的函數。
在參數組1中示出在本實施例中最佳化的各參數M1、M2、M3、S1、S2、S3、C5、C6、C7、C8和C9的值。
(參數組1)
M1=40.2(nm)
M2=57.7(nm)
M3=72.8(nm)
S1=0.876
S2=0.624
S3=22.3(°)
C5=+6.8(mλ)
C6=-21.2(mλ)
C7=-12.4(mλ)
C8=+17.8(mλ)
C9=-15.1(mλ)
圖5是示出與在本實施例中最佳化的參數(參數組1)對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的影像性能特性的曲線圖。圖5在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，並在縱軸上示出從基準曝光量的變化量(%)。並且，圖5示出允許評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的線寬等於目標線寬的+10%或-10%的聚焦位置和曝光量的組合的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。因此，夾在與評估位置Bar1、Bar2和Bar3中的每一個對應的兩個標示點線之間的區域是光學影像從目標線寬的偏離落入±10%的範圍內的曝光條件的範圍。並且，所有評估位置Bar1、Bar2和Bar3的區域的共同部分是處理視窗。在該處理視窗內，可共同獲得10%的曝光量餘裕的聚焦位置的範圍是焦點深度。作為本實施例中的掩模圖案的光學影像的影像性能的評估準則的焦點深度對應於圖5所示的焦點方向的區域AR1的尺寸(區域AR1的水平尺寸)。如圖5所示，在本實施例中獲得的焦點深度是177.4nm。
這裡，在不改變像差參數C5、C6、C7、C8和C9的值的情況下(即，在不考慮投影光學系統的像差的情況下)最佳化掩模參數M1、M2和M3和照射參數S1、S2和S3的情況將被視為比較例1。更具體而言，在圖1所示的流程圖中，在步驟S106中，不設定像差參數(沒有像差值被設為變數)，並且，如表2所示，與投影光學系統的實際殘餘像差對應的值被輸入到係數C5至C36。
注意，表2所示的係數C10至C36的值與表1所示的值相同。在參數組2中示出在本比較例1中最佳化的各參數M1、M2、M3、S1、S2和S3的值。
(參數組2)
M1=41.8(nm)
M2=58.2(nm)
M3=73.4(nm)
S1=0.879
S2=0.693
S3=19.8(°)
圖6是示出與在比較例1中最佳化的參數(參數組2)對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的影像性能特性的曲線圖。圖6在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，並在縱軸上示出從基準曝光量的變化量(%)。並且，在圖6示出允許評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的線寬等於目標線寬的+10%或-10%的聚焦位置和曝光量的組合的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。參照圖6，在比較例1中獲得的焦點深度(圖6所示的區域AR2的水平尺寸)是155.1nm。
由此，在本實施例中獲得的焦點深度比在比較例1中獲得的焦點深度寬20nm或更多。這意味著，在最佳化曝光條件時，與有效光源形狀和掩模圖案同樣地將投影光學系統的像差定義為要被最佳化的目標對於改善掩模圖案的光學影像的影像性能是有效的。
並且，在不改變像差參數C5、C6、C7、C8和C9的值的情況下(即，在不考慮投影光學系統的像差的情況下)最佳化掩模參數M1、M2和M3和照射參數S1、S2和S3的情況將被視為比較例2。更具體而言，在圖1所示的流程圖中，在步驟S106中，不設定像差參數，並且，將表3所示的值輸入到係數C5至C36。
表3所示的係數C10至C36的值與表1和表2所示的值相同，然而，在比較例子中，零被輸入到代表低階像差的係數C5至C9。這是在假定藉由設置在投影光學系統中的像差調整機構完全抑制低階像差的理想狀態的情況下完成的。在參數組3中示出在比較例2中最佳化的參數M1、M2、M3、S1、S2和S3的值。
(參數組3)
M1=41.8(nm)
M2=58.2(nm)
M3=73.4(nm)
S1=0.891
S2=0.628
S3=21.7(°)
圖7是示出與在比較例2中最佳化的參數(參數組3)對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的影像性能特性的示圖。圖7在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，並在縱軸上示出從基準曝光量的變化量(%)。並且，在圖7示出允許評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的線寬等於目標線寬的+10%或-10%的聚焦位置和曝光量的組合的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。參照圖7，在比較例1中獲得的焦點深度(圖7所示的區域AR3的水平尺寸)是164.6nm。
從本實施例(圖5)與比較例1(圖6)和比較例(圖7)之間的比較可以看出，藉由不僅最佳化掩模圖案和有效光源形狀而且最佳化投影光學系統的像差，可形成具有優異的影像性能的光學影像。
將考慮將投影光學系統的像差定義為要被最佳化的目標有效地改善掩模圖案的光學影像的影像性能的原因。從以上的描述可以看出，只要有效光源形狀和掩模圖案被決定，就能夠規定投影光學系統中的瞳面中的在藉由使用該有效光源形狀照射該掩模圖案時光(曝光光)經過的位置。特別是投影光學系統的瞳面中的曝光光經過的位置強烈地依賴於要在基板上形成的目標圖案的形狀和間距。在相關領域技術中，掩模圖案和有效光源形狀也被最佳化。但是，在相關領域技術中，掩模圖案和有效光源形狀僅對於目標圖案被最佳化(調整)，因此，不能劇烈地改變在投影光學系統的瞳面中的曝光光經過的位置。
另一方面，如上所述，投影光學系統的像差代表瞳面中的各位置處的光束的相位的變化。如在相關領域技術中那樣，當輸入已知的像差並且在投影光學系統的瞳面內的與目標圖案的形狀和間距對應的位置處存在大的像差時，即使掩模圖案和有效光源形狀被最佳化，也不能補償像差對於影像性能的影響。因此，為了改善掩模圖案的光學影像的影像性能，必須同時不僅最佳化掩模圖案和有效光源形狀，而且最佳化投影光學系統的像差。
從例如圖6(比較例1)可以看出，曝光餘裕最大的聚焦位置在各單個評估位置Bar1、Bar2和Bar3中改變。特別是評估位置Bar1處的聚焦位置沿正方向顯著偏移。該偏移代表投影光學系統的像差對於影像性能施加的影響，並且，這意味著，即使掩模圖案和有效光源形狀被最佳化，也不能補償投影光學系統的像差對於影像性能的影響。
另一方面，從例如圖5(本實施例)可以看出，評估位置Bar1處的聚焦位置被校正，使得曝光餘裕中的最佳聚焦位置在各單個評估位置Bar1、Bar2和Bar3中大致相同。由此，使用低階像差(它們的產生)使得能夠補償高階像差對於影像性能施加的影響(例如，聚焦位置的偏移)，由此獲得更寬的焦點深度。
並且，圖7(比較例2)揭示產生低階像差的效果。在比較例2中，在完全抑制低階像差的理想狀態中最佳化掩模圖案和有效光源形狀，但是，焦點深度由於高階像差的影響具有小的值。如上所述，設置在投影光學系統中的像差調整機構難以抑制高階像差。因此，當在投影光學系統中保持高階像差時，與使低階像差保持為小相比，產生低階像差以改善高階像差和低階像差之間的平衡(即，以消除高階像差的影響)是更有效的。
從前面的描述可以看出，藉由對於投影光學系統的像差輸入特定值(藉由使用該像差自身作為常數)最佳化掩模圖案和有效光源形狀的相關領域技術不足以最佳化曝光條件。因此，在本實施例中，不僅定義有效光源形狀和掩模圖案而且定義投影光學系統的像差作為要被最佳化的目標，能夠提供有利於最佳化曝光設備的曝光條件的技術。 <第二實施例>
在第一實施例中，三種類型的特性即掩模圖案、有效光源形狀和投影光學系統的像差被定義為要被最佳化的目標。但是，也可從要被最佳化的目標排除掩模圖案。由於用於曝光設備的掩模是非常昂貴的，因此，期望避免在製造一個掩模之後重新製造掩模(再次製造它)。由此，在本實施例中，在不改變掩模圖案(即，固定掩模圖案)的情況下最佳化有效光源形狀和投影光學系統的像差。
圖8是用於解釋根據本發明的第二實施例的決定方法的流程圖。本實施例中的決定方法與第一實施例中的決定方法類似，但是，以步驟S102A代替步驟S102，並以步驟S112A代替步驟S112。
在步驟S102A中，設定要被放置在投影光學系統的物面上的掩模的圖案(掩模圖案)。在本實施例中，如圖2所示，設定包含三種類型的線和空間圖案LSP1、LSP2和LSP3的掩模圖案。注意，在本實施例中，掩模圖案保持相同，因此，掩模參數M1、M2和M3被固定為以下的值：M1=41(nm)
M2=58(nm)
M3=73(nm)
在步驟S104、S106、S108和S110中，如第一實施例所述，分別設定照射參數S1、S2和S3、像差參數C5、C6、C7、C8和C9、評估位置和評估準則。
在本實施例中，Zernike多項式的第5項至第9項的係數C5、C6、C7、C8和C9被設為像差參數。並且，零被輸入到第1項至第4項的係數C1至C4，並且，表1所示的值被輸入到Zernike多項式的第10項至第36項的係數C10至C36。
並且，在本實施例中，如圖4所示，將評估位置Bar1、Bar2和Bar3設定在投影光學系統的像面中的與線和空間圖案的線圖案的中心對應的位置，並且，這些評估位置的焦點深度被設為評估準則。
在步驟S112A中，照射參數的值和像差參數的值被最佳化以決定曝光條件，即有效光源形狀和投影光學系統的像差。在參數組4中示出在本實施例中最佳化的參數S1、S2、S3、C5、C6、C7、C8和C9的值。
(參數組4)
S1=0.872
S2=0.619
S3=13.4(°)
C5=+12.5(mλ)
C6=-6.3(mλ)
C7=-11.3(mλ)
C8=+18.2(mλ)
C9=-19.9(mλ)
圖9是示出與在本實施例中最佳化的參數(參數組4)對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的影像性能特性的曲線圖。圖9在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，並在縱軸上示出從基準曝光量的變化量(%)。並且，圖9示出允許評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的線寬等於目標線寬的+10%或-10%的聚焦位置和曝光量的組合的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。參照圖9，在本實施例中獲得的焦點深度(圖9所示的區域AR4的水平尺寸)是171.6nm。
由此，在本實施例中獲得的焦點深度比在第一實施例的比較例1中獲得的焦點深度寬15nm或更多。這意味著，即使掩模圖案被固定，最佳化有效光源形狀和投影光學系統的像差對於改善掩模圖案的光學影像的影像性能也是有效的。換句話說，如在本實施例中那樣，即使掩模圖案被固定於不總是最佳的尺寸(寬度)，定義有效光源形狀和投影光學系統的像差作為要被最佳化的目標也能夠提供有利於最佳化曝光設備的曝光條件的技術。 <第三實施例>
圖10是用於解釋根據本發明的第三實施例的決定方法的流程圖。如在第一和第二實施例中那樣，本實施例的決定方法決定(最佳化)包括照射掩模(光罩)的照射光學系統和將掩模的圖案投影到基板上的投影光學系統的曝光設備的曝光條件。
在步驟S1002中，影像高度(評估影像高度)被設定，以評估在投影光學系統的像面上形成的掩模圖案的光學影像。在本實施例中，假定步進掃描曝光設備(掃描器)，設定五個影像高度(-12.6，0)、(-7，0)、(0，0)、(7，0)和(12.6，0)作為評估影像高度。注意，狹縫方向的座標被定義為x，掃描方向的座標被定義為y。
在步驟S1004中，對於被放置於投影光學系統的物面上的掩模的圖案設定參數(掩模參數)。
在本實施例中，設定定義圖11所示的掩模圖案的形狀的掩模參數M1、M2和M3。圖11所示的掩模圖案包含藉由遮光部分(透射率：6%)和透光部分(透射率：100%)形成的三種類型的線和空間圖案LSP4、LSP5和LSP6。掩模參數M1定義具有100nm的間距的線和空間圖案LSP4的線圖案的尺寸(寬度)。掩模參數M2定義具有120nm的間距的線和空間圖案LSP5的線圖案的尺寸(寬度)。掩模參數M3定義具有150nm的間距的線和空間圖案LSP6的尺寸(寬度)。注意，在本實施例中，掩模圖案保持相同，因此，掩模參數M1、M2和M3被固定為以下的值：M1=50(nm)
M2=53(nm)
M3=58(nm)
在步驟S1006中，對於有效光源形狀設定參數(照射參數)。在本實施例中，與第一和第二實施例同樣，設定定義圖3所示的偶極照射的形狀的照射參數S1、S2和S3。並且，在本實施例中，對於照射參數S1、S2和S3，定義以下的上限和下限：0.70S10.98
0.50S20.85
20S3110(°)
在步驟S1008中，設定存在於投影光學系統中的像差(初始像差量)。在本實施例中，初始像差量由Zernike多項式的第1項至第36項的係數C1至C36代表，並且，如表4所示，對於在步驟S1002中設定的各評估影像高度設定與投影光學系統的實際殘餘像差對應的值。
在步驟S1010中，將代表要從初始像差量調整的像差量的參數(像差調整參數)設為投影光學系統的像差的參數(像差參數)。在本實施例中，將用於影像高度彗形像差的影像高度彗形像差調整參數P1、用於球面像差的球面像差調整參數P2和用於像場彎曲像差的像場彎曲像差調整參數P3設為像差調整參數。可藉由沿光軸方向移動形成投影光學系統的光學元件，產生與這些像差調整參數的值對應的像差量。因此，像差調整參數也代表形成投影光學系統的光學元件沿光軸方向的移動量(驅動量)。
並且，如表5所示，產生的像差的量△C7和△C9以及像面寬度△Zdef中的每一個被表達為與投影光學系統的光軸的距離h(mm)(影像高度)的函數。
當設定像差調整參數P1、P2和P3時，可以獲得各影像高度處的像差調整量。
在本實施例中，像差調整參數代表形成投影光學系統的光學元件沿光軸方向的移動量。但是，像差調整參數可代表例如形成投影光學系統的光學元件的偏心率和斜度、台架的移動量或形成照射光學系統的光學元件的驅動量。
並且，像差調整參數具有可在各單個曝光設備中不同的值。因此，較佳的是創建用於各曝光設備的參數敏感度表的資料庫，使得它們可被選擇並被應用於各種曝光設備。
注意，在本實施例中，對於像差調整參數P1、P2和P3，像差量的以下的調整範圍被定義為：-50P150(μm)
-50P250(μm)
-50P350(μm)
在步驟S1012中，評估位置在投影光學系統的像面中被設定，以評估在投影光學系統的像面上形成的掩模圖案的光學影像。在本實施例中，如圖11所示，將評估位置Bar1、Bar2和Bar3分別設定在投影光學系統的像面中的與線和空間圖案LSP4、LSP5和LSP6的線圖案的中心對應的位置處。
在步驟S1014中，評估準則被設定，以關於要在基板上形成的目標圖案(投影光學系統的像面)比較和評估在步驟S1012中設定的各評估位置處形成的掩模圖案的光學影像(其影像性能)。以下將詳細描述在本實施例中設定的評估準則。首先，在評估位置Bar1、Bar2和Bar3處形成的光學影像的所有目標線寬(目標值)均被設為50nm。在本實施例中，掩模圖案的光學影像的尺寸與目標圖案的尺寸之間的差值(CD差)的RMS被設為評估準則。注意，在對於五個影像高度(-12.6，0)、(-7，0)、(0，0)、(7，0)和(12.6，0)中的每一個將散焦量變為0、±20nm和±40nm的同時獲得CD差。
在本實施例中，將評估位置設定在投影光學系統的像面中的與各線和空間圖案的線圖案的中心對應的位置處，並且，將該評估位置處的CD差設為評估準則。但是，評估位置和評估準則不限於這些例子。例如，也可將評估位置設定在投影光學系統的像面中的與各線和空間圖案的末端線圖案對應的位置處，並且，可將該線和空間圖案的中心線圖案和末端線圖案的共同的CD差設為評估準則。並且，可以設定在各單個影像高度上不同的圖案，並且，可以將該圖案與目標線寬的CD差設定為評估準則。注意，評估準則不限於CD差，並且，可以是焦點深度、掩模圖案的光學影像的曝光餘裕、掩模圖案的光學影像的對比度或掩模圖案的光學影像的ILS(影像對數斜率)。並且，投影光學系統的像面中的座標可被設為評估位置(評估點)，並且，光學影像從該座標的位置偏移(一般也被稱為“邊緣放置誤差”)可被設為評估準則。
在步驟S1016中，照射參數的值和像差調整參數的值被最佳化，以決定曝光條件，即，有效光源形狀和投影光學系統的像差。首先，照射參數的值和像差調整參數的值被決定，使得在步驟S1012中設定的各評估位置處形成的掩模圖案的光學影像滿足在步驟S1014中設定的評估準則。分別藉由所決定的照射參數的值和像差調整參數的值定義的有效光源形狀和投影光學系統的像差(從初始像差量調整的像差量)被決定為曝光條件。
在本實施例中，如上所述，設定6個獨立的參數：照射參數S1、S2和S3以及像差調整參數P1、P2和P3。形成包含所有這些參數的參數空間，並且，藉由使用滑降單純形方法在該參數空間中最佳化這些參數的值。更具體而言，在改變各參數的值的同時計算掩模圖案的光學影像，以獲得評估位置處的CD差的RMS(評估準則)，並且，該參數的值被最佳化，使得CD差的RMS變得盡可能地小。
在參數組5中示出本實施例中的最佳化之前的參數S1、S2、S3、P1、P2和P3的值。
(參數組5)
S1=0.950
S2=0.713
S3=45(°)
P1=0
P2=0
P3=0
圖12A和圖12B是分別示出與在本實施例中最佳化之前的參數(參數組5)對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的影像性能特性的曲線圖。圖12A在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，並在縱軸上示出各光學影像的線寬。圖12A示出評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的線寬的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。並且，圖12B在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，在縱軸上示出CD差。圖12B示出評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的CD差的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。參照圖12A和圖12B，0、±20nm和±40nm的散焦量的CD差的RMS均為7.1nm。
在參數組6中示出在本實施例中最佳化的參數S1、S2、S3、P1、P2和P3的值。
(參數組6)
S1=0.910
S2=0.663
S3=45(°)
P1=-15.6
P2=-16.6
P3=9.3
並且，在表6中示出對於各影像高度設定的像差。
圖13A和圖13B是分別示出與在本實施例中最佳化的參數(參數組6)對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的影像性能特性的曲線圖。圖13A在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，並在縱軸上示出各光學影像的線寬。圖13A示出評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的線寬的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。並且，圖13B在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，在縱軸上示出CD差。圖13B示出評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的CD差的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。參照圖13A和圖13B，0、±20nm和±40nm的散焦量的CD差的RMS均為1.5nm。從圖13A和圖13B可以看出，與參數S1、S2、S3、P1、P2和P3的值被最佳化之前相比，在它們被最佳化之後，對於所有的影像高度和所有的散焦量，掩模圖案的光學影像的線寬更接近目標線寬。
這裡，在不改變像差調整參數P1、P2和P3的值的情況下(在不考慮投影光學系統的像差的情況下)最佳化照射參數S1、S2和S3的情況將被視為比較例3。更具體而言，在圖10所示的流程圖中，在步驟S1010中，不設定像差調整參數(即，像差調整參數P1、P2和P3的值被固定為零)。在參數組7中示出在比較例3中最佳化的照射參數S1、S2和S3的值。
(參數組7)
S1=0.958
S2=0.694
S3=73(°)
P1=0
P2=0
P3=0
圖14A和圖14B是分別示出與在比較例3中最佳化的參數(參數組7)對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的影像性能特性的曲線圖。圖14A在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，並在縱軸上示出各光學影像的線寬。圖14A示出評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的線寬的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。並且，圖14B在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，在縱軸上示出CD差。圖14B示出評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的CD差的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。參照圖14A和圖14B，0、±20nm和±40nm的散焦量的CD差的RMS均為1.66nm。這揭示，影像高度之間的變化在比較例3(圖14B)中比在本實施例(圖13B)中大。
由此，在最佳化曝光條件時，與有效光源形狀和掩模圖案同樣地定義投影光學系統的像差(從初始像差量調整的像差量)作為要被最佳化的目標對於改善掩模圖案的光學影像的影像性能是有效的。
並且，這裡，在不改變照射參數S1、S2和S3的值的情況下(即，在固定有效光源的同時)最佳化像差調整參數P1、P2和P3的情況將被視為比較例4。更具體而言，在圖10所示的流程圖中，在步驟S1006中，不設定照射參數(即，照射參數S1、S2和S3的值分別被固定為0.950、0.75和73)。在參數組8中示出在比較例4中最佳化的像差調整參數P1、P2和P3的值。
(參數組8)
S1=0.950
S2=0.713
S3=73(°)
P1=0
P2=0
P3=0
並且，在表7中示出對於各影像高度設定的像差。
圖15A和圖15B是分別示出與在比較例4中最佳化的參數(參數組8)對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的影像性能特性的曲線圖。圖15A在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，並在縱軸上示出各光學影像的線寬。圖15A示出評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的線寬的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。並且，圖15B在橫軸上示出從基準聚焦位置的散焦量，在縱軸上示出CD差。圖15B示出評估位置Bar1、Bar2和Bar3處的CD差的標示點，並且，藉由直線相互連接形成各標示點的點。參照圖15A和圖15B，0、±20nm和±40nm的散焦量的CD差的RMS均為3.2nm。這揭示，與在本實施例中的最佳化之前(圖12B)相比，影像高度之間的CD差在比較例4(圖14B)中保持較小。
由此，與同時最佳化有效光源形狀和投影光學系統的像差的本實施例相比，已知的像差被輸入以最佳化有效光源形狀的相關領域的技術不能改善掩模圖案的光學影像的影像性能。但是，當只有投影光學系統的像差(像差調整參數的值)被最佳化(比較例4)時，對於散焦量的變化，CD差相對地大。從本實施例(圖13A和圖13B)與比較例3(圖14A和圖14B)和比較例4(圖15A和圖15B)之間的比較可以看出，可藉由既最佳化有效光源形狀又最佳化投影光學系統的像差形成具有優異的影像性能的光學影像。
並且，在本實施例中，作為使用代表要在投影光學系統中設定的像差量的參數的替代，使用代表從在投影光學系統中設定的初始像差量調整的像差量(形成投影光學系統的光學元件的驅動量)的像差調整參數作為像差參數。這能夠使用最佳化的像差調整參數P1、P2和P3作為要被輸入到設置在投影光學系統中的像差調整機構的命令(調整像差的命令)。
雖然在本實施例中有效光源形狀和投影光學系統的像差被定義為要被最佳化的目標，但是，掩模圖案(掩模參數M1、M2和M3)也可被定義為要被最佳化的目標。
注意，也可藉由執行以下的處理實施第一、第二和第三實施例。即，用於實現上述的實施例的功能的軟體(程式)藉由網路或各種儲存媒體被供給到系統或設備，並且藉由系統或設備的電腦(例如，CPU或MPU)被讀出和執行。在這種情況下，程式和儲存該程式的儲存媒體構成本發明。 <第四實施例>
將參照圖16描述將用來自照射光學系統的光照射的掩模的圖案轉印到晶片上的曝光設備100。圖16是示出曝光設備100的配置的示意性方塊圖。雖然曝光設備100在本實施例中是步進掃描曝光設備，但是，它也可採取步進重複型或其他的曝光類型。
曝光設備100包括照射設備110、支撐掩模120的掩模台架(未示出)、投影光學系統130和支撐晶片140的晶片台架(未示出)。
照射設備110包括光源160和照射光學系統180，並且照射上面形成要轉印的電路圖案的掩模120。光源160使用例如諸如具有約193nm的波長的ArF受激準分子雷射或具有約248nm的波長的KrF受激準分子雷射的受激準分子雷射。但是，光源160的類型和數量不限於特定的例子，並且，也可使用例如具有約157nm的波長的F₂雷射或窄帶汞燈作為光源160。照射光學系統180用來自光源160的光照射掩模120，並且形成根據第一、第二或第三實施例的決定方法決定的有效光源。照射光學系統180包括路由光學系統181、束成形光學系統182、偏光控制單元183、相位控制單元184、出射角度控制光學元件185、中繼光學系統186和多束產生單元187。照射光學系統180還包括偏振狀態調整單元188、電腦產生的全相圖(hologram)189、中繼光學系統190、孔徑191、變焦光學系統192、多束產生單元193、孔徑光闌194和照射單元195。
路由光學系統181將來自光源160的光偏轉和引導到束成形光學系統182。束成形光學系統182將來自光源160的光的截面形狀的縱橫比轉換成預先決定的值(例如，將該截面形狀從長方形轉換成正方形)。束成形光學系統182形成具有照射多束產生單元187所需要的尺寸和發散角的光束。
偏光控制單元183由例如線性偏光器實現，並具有去除不必要的偏光分量的功能。藉由將使用偏光控制單元183去除(遮罩)的偏光分量的量最小化，來自光源160的光可被有效地轉換成預先決定的線性偏振光。相位控制單元184在藉由偏光控制單元183在線性偏振的光中產生λ/4的相位差，由此將其轉換成圓形偏振光。出射角度控制光學元件185由例如光學積分器(例如，藉由多個微透鏡或纖維形成的蠅眼透鏡)實現，並且以預先決定的發散角度輸出光。中繼光學系統186將從出射角度控制光學元件185出射的光聚焦於多束產生單元187上。經由中繼光學系統186以傅立葉變換關係佈置出射角度控制光學元件185的出射面和多束產生單元187的入射面(被佈置為分別用作物面和瞳面，或者分別用作瞳面和像面)。藉由用於均勻地照射偏振狀態調整單元188和電腦產生的全相圖189的光學積分器實現多束產生單元187。藉由多個點光源，在多束產生單元187的出射面上形成二次光源。從多束產生單元187出射的光作為圓形偏振光入射到偏振狀態調整單元188。
偏振狀態調整單元188在藉由相位控制單元184圓形偏振的光中產生λ/4的相位差，由此將其轉換成具有預先決定的偏光方向的線性偏振光。從偏振狀態調整單元188出射的光作為線性偏振光入射到用作繞射光學元件的電腦產生的全相圖189上。雖然偏振狀態調整單元188在本實施例中相對於電腦產生的全相圖189被放置在光源側，但是，偏振狀態調整單元188和電腦產生的全相圖189可被相互交換。並且，當偏振狀態調整單元188由SWS(亞波長結構(Sub-Wavelength Structure))實現時，一個元件可具有偏振狀態調整單元和繞射光學元件的功能(即，偏振狀態調整單元188可與繞射光學元件一體地形成)。
電腦產生的全相圖189藉由中繼光學系統190在孔徑191的位置處形成根據第一、第二或第三實施例的決定方法決定的有效光源(光強度分佈)。電腦產生的全相圖189也可形成例如環狀照射或四極(quadrupole)照射，並且可也例如與偏振狀態調整單元188協同地實現切向偏光或徑向偏光。這樣形成不同的有效光源的多個電腦產生的全相圖189被佈置於諸如轉臺的開關單元上。然後可藉由在照射光學系統180的光路中放置與根據第一、第二或第三實施例的決定方法決定的有效光源對應的電腦產生的全相圖189，形成各種有效光源。
孔徑191具有僅穿過由電腦產生的全相圖189形成的有效光源(光強度分佈)的功能。以傅立葉變換關係佈置電腦產生的全相圖189和孔徑191。變焦光學系統192以預先決定的倍率放大由電腦產生的全相圖189形成的有效光源，並且將其投影到多束產生單元193上。多束產生單元193放置於照射光學系統180的瞳面上，並且在出射面上形成與在孔徑191的位置處形成的光強度分佈對應的光源影像(有效光源)。在本實施例中，多束產生單元193由諸如蠅眼透鏡或圓柱透鏡陣列的光學積分器實現。注意，孔徑光闌194放置於多束產生單元193的出射面附近。照射單元195包含例如會聚器光學系統，並且藉由使用在多束產生單元193的出射面上形成的有效光源照射掩模120。
掩模120具有要被轉印到晶片140上的圖案。注意，當使用第一實施例中的決定方法作為決定曝光設備100的曝光條件的決定方法時，掩模120以與根據第一實施例的決定方法決定的掩模圖案對應的圖案作為要被轉印到晶片140上的圖案。掩模120被掩模台架(未示出)支撐和驅動。藉由掩模120繞射的光經由投影光學系統130被投影到晶片140上。由於曝光設備100是步進掃描曝光設備，因此，它藉由掃描掩模120的圖案將它們轉印到晶片140上。
投影光學系統130將掩模120的圖案投影到晶片140上。並且，在投影光學系統130中設定根據第一、第二或第三實施例的決定方法決定的投影光學系統的像差。投影光學系統130可使用屈光(dioptric)系統、反射折射(catadioptric)系統或反射(catoptric)系統。
晶片140是上面投影(轉印)了掩模120的圖案的基板，並且被晶片台架(未示出)支撐和驅動。但是，晶片140可被玻璃板或其他的基板替代。晶片140被抗蝕劑塗敷。
在曝光中，來自光源160的光經由照射光學系統180照射掩模120。承載掩模120的圖案的資訊的光經由投影光學系統130在晶片140上形成影像。此時，如上所述，在曝光設備100中設定根據第一、第二或第三實施例的決定方法決定的曝光條件。由此，曝光設備100可提供具有高的產量和良好的經濟效率的高質量裝置(例如，半導體裝置、LCD裝置、影像感測裝置(例如，CCD)或薄膜磁頭)。注意，透過用曝光設備100曝光塗有光致抗蝕劑(感光劑)的基板(例如，晶片或玻璃板)的步驟、顯影曝光的基板的步驟和隨後的已知的步驟，製造該裝置。
雖然已參照示例性實施例描述了本發明，但應理解，本發明不限於所揭露的示例性實施例。所附申請專利範圍的範圍應被賦予最寬泛的解釋以包含所有的修改以及等同的結構和功能。
100‧‧‧曝光設備
110‧‧‧照射設備
120‧‧‧掩模
130‧‧‧投影光學系統
140‧‧‧晶片
160‧‧‧光源
180‧‧‧照射光學系統
181‧‧‧路由光學系統
182‧‧‧束成形光學系統
183‧‧‧偏光控制單元
184‧‧‧相位控制單元
185‧‧‧出射角度控制光學元件
186‧‧‧中繼光學系統
187‧‧‧多束產生單元
188‧‧‧偏振狀態調整單元
189‧‧‧全相圖
190‧‧‧中繼光學系統
191‧‧‧孔徑
192‧‧‧變焦光學系統
193‧‧‧多束產生單元
194‧‧‧孔徑光闌
195‧‧‧照射單元
圖1是用於解釋根據本發明的第一實施例的決定方法的流程圖。
圖2是示出在圖1所示的步驟S102中設定的掩模參數的例子的示圖。
圖3是示出在圖1所示的步驟S104中設定的照射參數的例子的示圖。
圖4是示出在圖1所示的步驟S108中設定的評估位置的例子的示圖。
圖5是示出與在第一實施例中最佳化的參數對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置的影像性能特性的曲線圖。
圖6是示出與在比較例1中最佳化的參數對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置的影像性能特性的曲線圖。
圖7是示出與在比較例2中最佳化的參數對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置的影像性能特性的曲線圖。
圖8是用於解釋根據本發明的第二實施例的決定方法的流程圖。
圖9是示出與在第二實施例中最佳化的參數對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置的影像性能特性的曲線圖。
圖10是用於解釋根據本發明的第三實施例的決定方法的流程圖。
圖11是示出在圖10所示的步驟S1002中設定的掩模參數的例子的示圖。
圖12A和圖12B是分別示出與在第三實施例中最佳化之前的參數對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置的影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最佳化的參數對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置的影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中最佳化的參數對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置的影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中最佳化的參數對應地在投影光學系統的像面上形成的光學影像在評估位置的影像性能特性的曲線圖。
圖16是示出曝光設備的配置的示意性方塊圖。

权利要求:
Claims (10)
[1] 一種決定曝光設備的曝光條件的決定方法，該曝光設備包括照射掩模的照射光學系統和將掩模的圖案投影到基板上的投影光學系統，該方法包括：第一步驟，設定用於在照射光學系統的瞳面上形成的光強度分佈的照射參數和用於投影光學系統的像差的像差參數；和第二步驟，決定照射參數的值和像差參數的值，以使得與要被放置在該投影光學系統的物面上的掩模的圖案對應地在該投影光學系統的像面中形成的掩模的圖案的光學影像的影像性能滿足對於要在該投影光學系統的像面上形成的目標圖案設定的評估準則，由此決定分別由所決定的照射參數的值和所決定的像差參數的值定義的在該照射光學系統的瞳面上形成的光強度分佈和該投影光學系統的像差作為曝光條件。
[2] 根據申請專利範圍第1項的方法，其中，在該第一步驟中，對於要被放置在該投影光學系統的該物面上的掩模的圖案設定掩模參數，並且，在該第二步驟中，該掩模參數的值、該照射參數的值和該像差參數的值被決定，使得該掩模的圖案的光學影像的影像性能滿足對於要在該投影光學系統的像面上形成的目標圖案設定的該評估準則，由此決定分別由所決定的掩模參數的值、所決定的該照射參數的值和所決定的該像差參數的值所定義的該掩模的圖案、在該照射光學系統的瞳面上形成的光強度分佈和該投影光學系統的像差作為曝光條件。
[3] 根據申請專利範圍第1項的方法，其中，在該第一步驟中，代表要在該投影光學系統中設定的像差量的參數被設為像差參數。
[4] 根據申請專利範圍第1項的方法，其中，在該第一步驟中，代表要從在該投影光學系統中設定的初始像差量調整的像差量的參數被設為像差參數。
[5] 根據申請專利範圍第1項的方法，其中，在該第一步驟中，代表形成該投影光學系統的光學元件的驅動量的參數被設為像差參數。
[6] 根據申請專利範圍第1項的方法，其中，該評估準則包括該投影光學系統的像面上的焦點深度、目標圖案的尺寸與在該投影光學系統的像面上形成的該掩模的圖案的光學影像的尺寸之間的差、以及在該投影光學系統的該像面上形成的該掩模的圖案的光學影像的曝光餘裕之中的至少一個。
[7] 根據申請專利範圍第4項的方法，其中，代表要被調整的像差量的參數被表示為與該投影光學系統的光軸的距離的函數。
[8] 根據申請專利範圍第1項的方法，還包括設定該投影光學系統的該像面中的評估位置，以評估在該投影光學系統的該像面上形成的該掩模的圖案的該光學影像的步驟，其中，在該第二步驟中，該照射參數的值和該像差參數的值被決定，使得與該掩模的圖案對應地在評估位置處形成的該掩模的圖案的該光學影像的影像性能滿足該評估準則。
[9] 一種非暫時性電腦可讀取儲存媒體，儲存用以致使電腦執行在申請專利範圍第1至6項中任一項中所界定的決定方法的程式。
[10] 一種資訊處理設備，執行在申請專利範圍第1項中所界定的決定方法。

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