• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    一種降低透鏡於成像程序中之透鏡加熱效應的方法，包含有：依據照明源與光罩設計來決定透鏡上複數個熱負載位置、依據該複數個熱負載位置來得到透鏡響應特性，以及利用該複數個熱負載位置與該透鏡響應特性來產生透鏡加熱敏感地圖。
    公开号:TW201303513A
    申请号:TW100133038
    申请日:2011-09-14
    公开日:2013-01-16
    发明作者:Jian-Ming Zhou；Scott Light；Dan Millward；Yuan He；Kaveri Jain；Li-Jing Gou；Zi-Shu Zhang；Anton Devilliers；Michael Hyatt
    申请人:Nanya Technology Corp；
    IPC主号:G03F7-00
    专利说明:
    降低透鏡於成像程序中之透鏡加熱效應的方法以及提升成像程序中所使用之透鏡的成像性能的方法
    本發明係關於透鏡成像，尤指一種用以減輕透鏡加熱效應的透鏡成像方法。本發明所提出的系統與方法，可減輕透鏡熱特徵(heat signature)卻基本上不會影響成像性能。
    顯影投射(lithographic projection)是一種將光束(通常取自雷射(laser))經由光罩(photo mask)投射在集光鏡(pupil lens)內，再經由透鏡(即上述之集光鏡)投射到晶圓(wafer)上的技術。關於此技術的應用，舉例來說，可用來印刷(print)積體電路(integrated circuit，IC)。此外，所使用的光罩與特定照明模式(illumination mode)(例如，偶極照明模式(dipole illumination mode))意味著透鏡的某些部份所吸收的熱也許會大於透鏡的其他部份，而隨著使用時間增長，上述之加熱效應也更為明顯，造成了透鏡上溫度分佈不均的淨效應，因而產生了波前像差(wavefront aberration)與透鏡畸變(lens distortion)。當透鏡的形狀(shape)產生畸變時，所投射到晶圓的光束也會受到影響，因此，透鏡加熱效應(lens heating effect)對成像(imaging)品質的影響甚鉅。
    在決定溫度對透鏡的影響時，可將某些因素納入考量，例如，透鏡上的某些區域對於溫度的敏感度會比其他區域來得高，因此所產生的像差也會比較大。此外，僅考慮在光瞳(pupil)(由數值孔徑(numerical aperture，NA)決定)上的加熱效應是不夠的，雖然在光瞳外的光也許不會投射到晶圓上，但仍會因為其所造成的波前像差而促使透鏡加熱的產生。
    描述溫度如何影響透鏡的方法之一是使用一組查涅克多項式(Zernike polynomial)，而查涅克多項式係為可描述透鏡上的像差(可到第n階)之線性獨立項(linearly independent term)。若透鏡加熱效應為已知，設計者可利用調整不同的光學元件(optical element)來補償，而使此效應基本上得以消弭，然而，完全地校正上述像差的方法仍不得而知，例如，以一個查涅克多項式來校正卻會引起其他像差，另外，部份的校正方法僅侷限於某些範圍。
    因此，本發明的目的之一在於提供複數種可減輕且可能得以消弭透鏡加熱所造成之負面效應而基本上卻不會影響成像品質的方法。
    依據本發明之第一實施例，其揭示一種降低一透鏡於一成像程序中之透鏡加熱效應的方法，包含有：依據一照明源與一光罩設計來決定該透鏡上複數個熱負載位置；依據該複數個熱負載位置來得到一透鏡響應特性；利用該複數個熱負載位置與該透鏡響應特性來產生一透鏡加熱敏感地圖；以及利用該透鏡加熱敏感地圖來置放至少一附加極點於該透鏡上的一特定位置，其中該附加極點會產生一個用來降低透鏡加熱效應的繞射圖譜。該附加極點可為位於該透鏡的光瞳-光闌區內的一幻像極點。
    依據本發明之第二實施例，其另揭示一種降低一透鏡於一成像程序中之透鏡加熱效應的方法，包含有：依據一照明源與一光罩設計來決定該透鏡上複數個熱負載位置；依據該複數個熱負載位置來得到一透鏡響應特性；利用該複數個熱負載位置與該透鏡響應特性來產生一透鏡加熱敏感地圖；以及利用該透鏡加熱敏感地圖來改變該照明源的形狀，使得由該照明源所產生之複數個繞射圖譜會落在該透鏡加熱敏感地圖所標示的一光瞳中複數個敏感區之外。
    依據本發明之第三實施例，其揭示一種降低一透鏡於一成像程序中之透鏡加熱效應的方法，包含有：依據一照明源與一光罩設計來決定該透鏡上複數個熱負載位置；依據該複數個熱負載位置來得到一透鏡響應特性；利用該複數個熱負載位置與該透鏡響應特性來產生一透鏡加熱敏感地圖；以及利用該透鏡加熱敏感地圖來置放至少一附加極點於該透鏡上的一特定位置，其中該附加極點會產生一個用來降低透鏡加熱效應的繞射圖譜。該附加極點可為位於該透鏡的光瞳-光闌區之外。
    依據本發明之第四實施例，其另揭示一種最佳化一成像程序中所使用之一透鏡的成像性能的方法，包含有：選取要被使用於該成像程序之一光源光罩；依據一照明源與一光罩設計來決定該透鏡上複數個熱負載位置；依據該複數個熱負載位置來得到一透鏡響應特性；利用該複數個熱負載位置與該透鏡響應特性來產生一透鏡加熱敏感地圖；依據該透鏡加熱敏感地圖來決定一成像與透鏡加熱性能；以及當該成像與透鏡加熱性能未達理想時，修改該光源光罩及/或該照明源，以及提昇該成像與透鏡加熱性能。關於修改該光源光罩及/或該照明源的步驟，可依據上述之第一實施例、第二實施例以及第三實施例之中的至少一個實施例來進行。
    以下實施例描述了用來減輕且可能得以消弭透鏡加熱效應而基本上卻不會影響成像品質的複數種方法。在此會參照相對應的圖示來描述一些實施例的細節。
    另外，這些實施例可改變透鏡熱特徵(heat signature)而基本上卻不會影響成像性能(imaging performance)，如上文所述，落在光瞳-光闌(pupil-stop)區之外的光束可能不會影響成像，因此，本實施例便運用上述特性來設計及計算出透鏡熱特徵以減輕透鏡畸變效應。由於一透鏡對於熱負載(heat load)的響應可由實驗量得或由模型(modeling)來預測，所以一旦得知該透鏡響應時，某一設計的熱負載特徵便可依需求而改變以減輕該透鏡加熱的響應。
    首先，會建立一透鏡加熱敏感地圖(lens heating sensitivity map)以決定一透鏡的複數個敏感區(sensitive area)，而關於該透鏡加熱敏感地圖的建立，可利用不同的方法來完成，其中一個例子是將該透鏡上的不同部分加熱，進而測量所產生之複數個波前像差。如上所述，該複數個波前像差可由複數個查涅克多項式來描述，接著，利用複數個熱負載位置(heat load location)來找出複數個查涅克解(Zernike solution)以允許該透鏡加熱敏感地圖得以建立，其中該透鏡加熱敏感地圖會顯示出透鏡加熱的複數個熱點(hotspot)。
    舉例來說，當一束雷射經由該透鏡之一光瞳投射出來，該束雷射的能量可能會影響該透鏡的溫度，任何位於光瞳-光闌區之內的光束(能量)皆可被投射至一晶圓上，而任何位於光瞳區(pupil-fill area)之外的能量則可能不會影響成像但會促使透鏡畸變的產生。此外，正像差(positive aberration)與負像差(negative aberration)皆可因熱負載而產生，所以，中性透鏡響應(neutral lens response)對於避免透鏡畸變是有助益的，而正透鏡響應(positive response)與負透鏡響應(negative response)皆對透鏡畸變會有不好的影響。具有最高的光強度(intensity of light)而會將該透鏡加熱的複數個區域稱作複數個極點(pole)，而藉由解出複數個查涅克多項式，該複數個極點對該透鏡進行加熱的方式即可被預測，以及因而產生的複數個波前像差也可得知。由於正透鏡響應與負透鏡響應皆會影響該透鏡的形狀，所以該透鏡加熱(lens heating，LH)敏感地圖係由熱負載對於透鏡性能不再有顯著影響的光瞳上的一個位置來決定。
    請參閱第1圖，第1圖為本發明降低透鏡加熱效應之方法的第一實施例的示意圖。透鏡加熱響應係顯示於圖中，包含有複數個正透鏡響應與複數個負透鏡響應，係以環繞著透鏡100的四個橢圓形區域(oval shaped area)來表示。由於用以成像的複數個極點會產生與透鏡100之複數個敏感區重疊(overlap)的複數個繞射圖譜，故於此實施例會產生複數個幻像極點(phantom pole)，接著產生與透鏡100的其他複數個敏感區重疊的複數個繞射圖譜，以減輕且可能得以消弭透鏡加熱效應。如圖所示，該複數個幻像極點係位於光瞳-光闌區之外，因此，由該複數個幻像極點所產生的能量並不會影響此成像程序，此外，該透鏡加熱敏感地圖係用以決定該複數個極點的確切位置。
    請參閱第2圖，第2圖為本發明降低透鏡加熱效應之方法的第二實施例的示意圖。對於偶極照明(dipole illumination)來說，複數個加熱區(heated area)會隨著極點的形狀改變，而本實施例係運用了上述特性來實作。由於偶極照明係屬非對稱式(not symmetric)，一部份的第一階熱負載(first order heat load)可集中於具有強烈的透鏡加熱響應的複數個區域，而該複數個區域通常會很接近光瞳。
    於此第二實施例中，係改變照明源(illumination source)以減輕複數個較為高階之繞射圖譜(higher order diffraction pattern)所對應的複數個效應，而不嘗試消弭該複數個效應。如第2圖所示，關於上述的其中一個例子為使用一虎眼照明(tiger eye illumination)，此外，與一光瞳區重疊的四個橢圓形區域係為透鏡200中最為敏感的複數個區域，由於該虎眼照明具有良好的對稱性(symmetricity)，主要的照明會落在複數個敏感區之外，亦即如第2圖所示，複數個第零階區域會集中在該光瞳區之內，故而所有的能量可用於晶圓成像(wafer imaging)，但卻不會與透鏡200中對於熱最為敏感的該複數個區域接觸。也就是說，複數個第一階週期性(periodicity)會與複數個第零階週期性大為重疊，而不會與透鏡200的該複數個敏感區有所接觸。
    在某些情況下，只要該複數個效應並不重要時，是可以產生某些附加能量(extra energy)於光瞳中。請參閱第3圖，第3圖為本發明降低透鏡加熱效應之方法的第三實施例的示意圖。於此實施例中，係假設透鏡300的主要區域(main feature)會產生一正透鏡加熱響應(positive lens heating response)，以及利用增加複數個附加極點以減輕或可能得以消弭由該主要區域所造成的複數個波前像差。雖然該複數個附加極點係位於一光瞳之內，但基於其位置，該複數個附加極點可能不會影響成像性能。此外，利用所產生的一透鏡加熱敏感地圖，該複數個附加極點可被置放於該光瞳內的一個區域，以使該複數個附加極點可有效地減輕透鏡加熱響應而不會對成像性能產生嚴重的影響。
    如第3圖所示，該複數個附加極點創造出位於該透鏡加熱敏感地圖中複數個負透鏡加熱響應區(negative lens heating response area)的複數個繞射圖譜。由於該複數個附加極點會產生反向透鏡響應(opposite lens response)，該複數個繞射圖譜連同複數個原本的極點(original pole)所創造之複數個繞射圖譜會產生一衰減透鏡加熱響應。該複數個附加極點的設計，會使得具有所期望(desired)的反向透鏡加熱響應的第一階繞射圖譜係位於該光瞳區之外或之內。此外，圖中所示的該複數個附加極點的數量僅為範例說明，並不用來作為本發明的限制。
    如前文所述，在顯影投射中，光束係經由一光罩來投射出，由於本實施例係利用複數個查涅克多項式與複數個熱負載位置來產生一透鏡加熱敏感地圖，所以該透鏡加熱敏感地圖可結合顯影光源最佳化(source mask optimization)來使用，以確保最佳成像效能。請參閱第4圖，第4圖為本發明結合顯影光源最佳化之方法的一實施例的流程圖。圖中所示的複數個步驟不一定依序連續執行，換言之，其他步驟亦可插入其中。此流程圖所示之步驟說明如下：
    步驟410：提出初始透鏡設計(lens design)與光源光罩設計(source mask design)；
    步驟420：產生一透鏡加熱敏感地圖；
    步驟430：需要修改照明源嗎？若是，執行步驟460；若否，執行步驟440；
    步驟440：成像與透鏡加熱性能如何？若為良好，執行步驟450；若是不佳，執行步驟470；
    步驟450：結束顯影光源最佳化流程(source mask optimization process)；
    步驟460：使用該透鏡加熱敏感地圖以修改該照明源，接著，執行步驟440；
    步驟470：需要修改光源光罩嗎？若需要，執行步驟480；若不需要，回到步驟430；以及
    步驟480：修改該光源光罩，以及回到步驟430。
    如第4圖所示，在步驟410中，會先提出一初始光源光罩設計，接著，藉由利用該初始光源光罩設計，步驟420會建立一透鏡加熱敏感地圖。在步驟430中，會判斷是否要修改一照明源，若生產者決定要修改該照明源，在步驟460中，會運用上述本發明第一實施例至第三實施例中所提及的複數個方法中至少其一來使用該透鏡加熱敏感地圖以修改該照明源。在步驟440中，會評估成像與透鏡加熱性能，若性能良好，則流程會結束(步驟450)；若性能未達理想，則流程會執行步驟470以判斷是否需要修改光源光罩。如果光源光罩有被修改(步驟480)，則流程會回到步驟430；如果光源光罩未被修改，則流程也會回到步驟430以再次判斷是否要修改照明源。如此一來，光源光罩及/或照明源可持續被修改以達到理想的成像性能及減輕透鏡加熱效應。另外，可能需要在成像時間與成像性能之間作出取捨(trade-off)，這是因為在實際情形中，上述之方法運用在低K值(圓錐常數(cubic constant))成像時，方能發揮最大的效益，因此，藉由運用透鏡加熱敏感地圖，生產者得以選擇是否要改變極點、修改光源光罩，或是同時使用以上兩種方式。
    以上所述之複數種方法提供了減輕透鏡加熱效應的解決之道，例如，利用解出複數個查涅克多項式與使用複數個熱負載位置來產生一透鏡加熱敏感地圖，接著，增加複數個附加極點/增加複數個幻像極點/改變照射源以對透鏡加熱效應進行補償，而基本上卻不會添加額外的能量於一光瞳區中。即便在某些能量落於該光瞳區內的情形下，如同本發明之第三實施例中所述，附加能量對於成像性能的影響也許不大，所以生產者得以將複數個極點置放於該複數個極點對於成像性能不會產生嚴重影響的複數個區域之中。此外，以上所述之複數種方法可與顯影光源最佳化流程一併使用以達到理想的成像結果。
    以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
    100、200、300．．．透鏡
    第1圖為本發明降低透鏡加熱效應之方法的第一實施例的示意圖。
    第2圖為本發明降低透鏡加熱效應之方法的第二實施例的示意圖。
    第3圖為本發明降低透鏡加熱效應之方法的第三實施例的示意圖。
    第4圖為本發明結合顯影光源最佳化之方法的一實施例的流程圖。
    100．．．透鏡
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] 一種降低一透鏡於一成像程序中之透鏡加熱效應的方法，包含有：依據一照明源與一光罩設計來決定該透鏡上複數個熱負載位置；依據該複數個熱負載位置來得到一透鏡響應特性；利用該複數個熱負載位置與該透鏡響應特性來產生一透鏡加熱敏感地圖；以及利用該透鏡加熱敏感地圖來置放至少一附加極點於該透鏡上的一特定位置，其中該附加極點會產生一個用來降低透鏡加熱效應的繞射圖譜。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中得到該透鏡響應特性的步驟包含：解出至少一查涅克多項式，其中所解出的該查涅克多項式係連同該複數個熱負載位置來一併使用，以產生該透鏡加熱敏感地圖。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該附加極點係位於該透鏡的光瞳-光闌區之內。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該附加極點係位於該透鏡的光瞳-光闌區之外。
    [5] 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中依據該複數個熱負載位置以解出該至少一查涅克多項式來得到該透鏡響應特性的步驟包含：依據該複數個熱負載位置來解出該查涅克多項式，以決定出由該照明源所產生的複數個繞射圖譜；其中該附加極點被置放於該光瞳中之該特定位置，使得由該附加極點所產生之複數個繞射圖譜得以降低由該照明源所產生之該複數個繞射圖譜所造成的透鏡加熱效應。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中由該照明源所產生之該複數個繞射圖譜係由該透鏡中對熱沒有響應的一點來決定。
    [7] 一種降低一透鏡於一成像程序中之透鏡加熱效應的方法，包含有：依據一照明源與一光罩設計來決定該透鏡上複數個熱負載位置；依據該複數個熱負載位置來得到一透鏡響應特性；利用該複數個熱負載位置與該透鏡響應特性來產生一透鏡加熱敏感地圖；以及利用該透鏡加熱敏感地圖來改變該照明源的形狀，使得由該照明源所產生之複數個繞射圖譜會落在該透鏡加熱敏感地圖所標示之一光瞳的複數個敏感區之外。
    [8] 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中得到該透鏡響應特性的步驟包含：解出至少一查涅克多項式，其中所解出的該查涅克多項式係連同該複數個熱負載位置來一併使用，以產生該透鏡加熱敏感地圖。
    [9] 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中所改變之該照明源係為一虎眼照明。
    [10] 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中由該照明源所產生之該複數個繞射圖譜係由該透鏡中對熱沒有響應的一點來決定。
    [11] 一種提升一成像程序中所使用之一透鏡的成像性能的方法，包含有：選取要被使用於該成像程序之一光源光罩；依據一照明源與一光罩設計來決定該透鏡上複數個熱負載位置；依據該複數個熱負載位置來得到一透鏡響應特性；利用該複數個熱負載位置與該透鏡響應特性來產生一透鏡加熱敏感地圖；依據該透鏡加熱敏感地圖來決定一成像與透鏡加熱性能；以及當該成像與透鏡加熱性能不理想時，修改該光源光罩及/或該照明源以及提昇該成像與透鏡加熱性能。
    [12] 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中得到該透鏡響應特性的步驟包含：解出至少一查涅克多項式，其中所解出的該查涅克多項式係連同該複數個熱負載位置一併使用，以產生該透鏡加熱敏感地圖。
    [13] 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中修改該光源光罩及/或該照明源包含：利用該透鏡加熱敏感地圖來改變該照明源的形狀。
    [14] 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中修改該光源光罩及/或該照明源包含：利用該透鏡加熱敏感地圖來置放至少一附加極點於該透鏡上的一特定位置。
    [15] 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該附加極點係位於該透鏡的光瞳-光闌區之內。
    [16] 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該附加極點係位於該透鏡的光瞳-光闌區之外。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    JP5225463B2|2013-07-03|レンズ加熱補償方法
    JP4351928B2|2009-10-28|マスクデータの補正方法、フォトマスクの製造方法及びマスクデータの補正プログラム
    JP5279745B2|2013-09-04|マスクレイアウト作成方法、マスクレイアウト作成装置、リソグラフィ用マスクの製造方法、半導体装置の製造方法、およびコンピュータが実行可能なプログラム
    JP6012628B2|2016-10-25|マイクロリソグラフィのための投影露光ツールを作動させる方法
    JP5835968B2|2015-12-24|決定方法、プログラム及び露光方法
    KR101624758B1|2016-05-26|마이크로리소그래픽 투사 시스템용 텔레센트릭성 교정기
    US8339579B2|2012-12-25|Exposure method
    TWI364780B|2012-05-21|Method for determining exposure condition and computer-readable storage media storing program for determining exposure condition
    JP2010182718A|2010-08-19|露光方法及び露光システム
    TWI443480B|2014-07-01|降低透鏡於成像程序中之透鏡加熱效應的方法以及提升成像程序中所使用之透鏡的成像性能的方法
    TWI654494B|2019-03-21|用以調整一微影裝置中之線寬粗糙度之方法
    US8736814B2|2014-05-27|Lithography wave-front control system and method
    Coskun et al.2009|Enabling process window improvement at 45nm and 32nm with free-form DOE illumination
    Dam et al.2010|Source-mask optimization |: from theory to practice
    JP2004126010A|2004-04-22|フォトマスクの設計方法、パターン予測法方法およびプログラム
    KR101375505B1|2014-03-18|결정 방법, 노광 방법 및 기억 매체
    JP2002373857A|2002-12-26|投影露光装置及びデバイスの製造方法
    KR20210000667A|2021-01-05|노광 장치, 노광 방법 및 물품 제조방법
    US10545413B2|2020-01-28|Evaluation method, exposure method, and method for manufacturing an article
    TWI490635B|2015-07-01|用來減輕鏡片加熱現象之光罩設計
    JP6445501B2|2018-12-26|マイクロリソグラフィのための投影露光ツールを作動させる方法
    KR101395995B1|2014-05-16|노광 조건 및 마스크 패턴 중 적어도 하나를 결정하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 저장 매체
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    TWI443480B|2014-07-01|
    CN102736436B|2014-06-11|
    CN102736436A|2012-10-17|
    US20120257177A1|2012-10-11|
    US8625078B2|2014-01-07|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    US5888675A|1996-12-04|1999-03-30|Advanced Micro Devices, Inc.|Reticle that compensates for radiation-induced lens error in a photolithographic system|
    US6788383B1|2003-07-23|2004-09-07|Asml Netherlands Bvv.|Lithographic apparatus, device manufacturing methods, and computer-readable storage medium|
    JPWO2005022614A1|2003-08-28|2007-11-01|株式会社ニコン|露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法|
    US7262831B2|2004-12-01|2007-08-28|Asml Netherlands B.V.|Lithographic projection apparatus and device manufacturing method using such lithographic projection apparatus|
    US7580113B2|2006-06-23|2009-08-25|Asml Netherlands B.V.|Method of reducing a wave front aberration, and computer program product|
    US7372633B2|2006-07-18|2008-05-13|Asml Netherlands B.V.|Lithographic apparatus, aberration correction device and device manufacturing method|
    US8134683B2|2007-02-09|2012-03-13|Asml Netherlands B.V.|Device manufacturing method, computer program and lithographic apparatus|
    WO2009148976A1|2008-06-03|2009-12-10|Brion Technologies, Inc.|Lens heating compensation methods|US10785394B2|2015-08-28|2020-09-22|Kla Corporation|Imaging performance optimization methods for semiconductor wafer inspection|
    JP6854914B2|2017-04-06|2021-04-07|エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．|リソグラフィ方法及び装置|
    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US13/080,666|US8625078B2|2011-04-06|2011-04-06|Illumination design for lens heating mitigation|
    [返回顶部]