[发明专利]确定曝光条件和掩模图案的方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于制造例如半导体集成电路、液晶面板和图像传感器的光刻技术，并且更特别地，涉及确定曝光条件和掩模图案的方法。

背景技术

伴随半导体器件的微构图的最近的进展，对于曝光装置转印(解析)希望的图案而言变得困难。由此，为了跟上半导体器件的小型化，曝光装置使用诸如变更的照明和光学接近校正(optical proximity correction，OPC)的分辨率提高技术，以优化用于对掩模照明的照明配置(有效光源分布)或掩模图案。照明配置(有效光源分布)是在照明光学系统的光瞳平面(pupil plane)上形成的光强度分布，并且还用作对掩模照明的光的角度分布。为了优化照明配置，首先，设定用于器件的布局图案(目标图案)、用于转印图案(光学图像)的评价位置、以及评价位置处的评价值(例如，尺寸、DOF或曝光裕度)。然后，在改变照明配置的同时计算转印图案，以获得转印图案上的评价位置处的评价值。重复执行转印图案计算和评价值获得，直到所获得的评价值达到允许范围或者照明配置的改变次数达到预定的数量。在具有预定强度的环形(annular)照明中，通过例如将内侧σ(innerσ)和外侧σ(outerσ)作为其参数(变量)的函数，数值地表现照明配置，所述参数(变量)被使用例如Monte Carlo方法优化。即使当使用同一掩模图案时，转印图案也随着照明配置的变化而变，因此，在改变照明配置之后，转印图案从目标图案偏移。因此，需要OPC以使转印图案与目标图案匹配。每当照明配置改变或照明配置改变预定的量时进行OPC。

美国专利No.6563566提出设定要在基板(晶片)上形成的图案并且计算通过数学方法优化的照明配置和掩模图案的技术。在美国专利No.6563566中公开的技术解析地计算解(掩模图案和照明配置)而不是重复演算。虽然在美国专利No.6563566中公开的技术没有采用OPC，但是，要在基板(例如，晶片)上形成的图案和优化的掩模图案相互不同，因此，可以说该技术在广义上是包含掩模图案校正的照明配置优化技术。在美国专利No.6563566中公开的技术具有解析地计算解的优点，但是，它不仅需要将评价值限于光学图像的倾斜(tilt)，而且需要将要在基板上形成的图案的类型限于一种特定类型。以这种方式，由于在美国专利No.6563566中描述的技术具有仅提供少量的自由度的缺点，因此它是不实用的。

不幸的是，对于与掩模图案和照明配置的优化有关的现有技术而言，以足够的精度形成迅速变得微细化的图案成为不可能的。这是由于，掩模图案和照明配置被单独地优化，即，它们不同时被优化。如上所述，OPC依赖于照明配置，并因此一般在确定(优化)照明配置之后被执行。但是，掩模图案在OPC之后变形，因此，在OPC之后，在OPC之前确定的照明配置可能不再是最优的。

发明内容

本发明提供可确定曝光条件和掩模图案的方法，所述曝光条件和掩模图案取得良好的成像性能。

本发明在其第一方面中提供一种使用计算机来确定用于曝光装置的曝光条件和掩模图案的方法，所述曝光装置经由投影光学系统将掩模图案投影到基板上以将基板曝光，所述方法包括：第一步骤，设定曝光条件和掩模图案；第二步骤，使用在第一步骤中设定的曝光条件、使用描述通过投影光学系统在基板上形成的掩模图案的图像的质量的指标的第一评价函数来暂时确定掩模图案；第三步骤，使用在第二步骤中暂时确定的掩模图案和在第一步骤中设定的曝光条件来计算描述通过投影光学系统在基板上形成的掩模图案的图像的质量的指标的第二评价函数的值；第四步骤，基于在第三步骤中计算的第二评价函数的值来改变曝光条件和掩模图案；以及第五步骤，包括判断是否要在将在第四步骤中改变的曝光条件和掩模图案定义为初始值之后执行重复第二步骤和第三步骤的处理的处理，其中，在第五步骤中，如果第二步骤和第三步骤的重复次数还没有达到预定的数量并且在最新的第三步骤中计算的第二评价函数的值还没有达到允许范围，那么判断要执行重复第二步骤和第三步骤的处理；或者，如果第二步骤和第三步骤的重复次数已达到了预定的数量或者在最新的第三步骤中计算的第二评价函数的值已达到了允许范围，那么判断将不执行重复第二步骤和第三步骤的处理，并且，在最新的第二步骤中暂时确定的掩模图案和在最新的第四步骤中改变的曝光条件分别被确定为掩模图案和曝光条件。