[发明专利]决定具有最佳聚焦深度照明光源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种决定具有最佳聚焦深度的照明光源的方法，特别是涉及一种通过计算一最佳关联性比率的方式来决定具有最佳聚焦深度的照明光源的方法。

背景技术

影像的聚焦深度（depth of focus,DOF）是光刻工艺中的一个重要的指标。当聚焦深度太小时，在线上（in-line）的工艺控制将会变得非常困难。由于聚焦深度是在判断上具有高度决定性的一个因素，所以总是会预先进行模拟，使得用于特定图案的照明光源得以最佳化。当有数以千计可能的光源实验条件时，分析和确定各种可能的模拟结果便成为一个艰巨又繁重的工作。

为了判断所需，每个光源条件都要执行聚焦深度的计算。如图1所示，聚焦深度的计算涉及焦距-能量-矩阵模拟（Focus-Energy-Matrix，FEM），来获得柏桑（Bossung）曲线图，然后再从图表来计算聚焦深度值，如图2所示。模拟出来的焦距-能量-矩阵数据必须要含括临界尺寸目标的规格来获得完整的聚焦深度值。因为每一个光源条件都具有不同的聚焦深度值，所以需要确定每个条件的剂量（临界值，threshold value）和聚焦边界，以便进行焦距-能量-矩阵模拟。

一个焦距-能量-矩阵模拟通常需要5至10个不同剂量和5至10个不同焦距的条件（splits），来形成一个完整的柏桑曲线。每个光源条件模拟次数的总值，至少是25至100次。有鉴于上述问题，需要一种更简单的方法，来确定一个具有最佳聚焦深度的照明光源，如图3所示。

发明内容

有鉴于上述的情况，本发明于是提出一种既新颖又简单的方法，来决定一群照明光源中具有最佳聚焦深度的某一照明光源。使用本发明的方法可以减少收集数据的复杂性到尽可能低的程度，其用于决定具有最佳聚焦深度的照明光源。

本发明在第一方面，其提出了一种单纯经由峰值变化来决定具有最佳聚焦深度的照明光源的方法。首先，提供多个照明光源。其次，提供每个照明光源的模拟最佳关联性和模拟失焦关联性。模拟最佳关联性表示一给定照明光源的最佳强度的位置函数，而模拟失焦关联性则表示一给定照明光源的失焦强度的位置函数。然后，通过模拟最佳关联性来决定最佳峰值，以及通过模拟失焦关联性来决定失焦峰值。再来，通过最佳峰值与失焦峰值来计算峰值变化。继续，将多个照明光源中具有最低峰值变化的一照明光源决定成具有最佳聚焦深度的照明光源。

在本发明一实施例中，由一给定的光刻机台来决定模拟最佳关联性。

在本发明另一实施例中，通过调整光刻机台的一光刻参数，使其偏离一最佳值，来获得一模拟失焦关联性。

在本发明另一实施例中，对于每个照明光源而言，进行最多两次模拟即可获得模拟最佳关联性和模拟失焦关联性。

在本发明另一实施例中，模拟出的最佳关联性的最佳峰值是模拟出的最佳关联性的最大最佳强度。

在本发明另一实施例中，模拟出的失焦关联性的失焦峰值是模拟出的失焦关联性的最大失焦强度。

在本发明另一实施例中，峰值变化是由下式计算而得：

峰值变化=（最佳峰值-失焦峰值）/（最佳峰值）。

本发明在第二方面，提出另一种单纯经由关联变化决定具有最佳聚焦深度的照明光源的方法。首先，提供多个照明光源。其次，提供每个照明光源的模拟最佳关联性和模拟失焦关联性。模拟的最佳关联性表示一给定照明光源的最佳强度的位置函数，而模拟的失焦关联性表示一给定照明光源的失焦强度的位置函数。然后，从给定的照明光源中决定最佳关联性斜率和失焦关联性斜率。最佳关联性斜率表示在一给定尺寸下的模拟最佳关联性的斜率，而失焦关联性斜率表示在一给定尺寸下的模拟失焦关联性的斜率。再来，自最佳关联性斜率计算出一最佳关联性比率，以及自失焦关联性斜率计算出一失焦关联性比率。继续，通过最佳关联性比率与失焦关联性比率来计算出关联性变化。接着，将多个照明光源中具有最低关联性变化的一照明光源决定成具有最佳聚焦深度的照明光源。

在本发明一实施例中，由一特定光刻机台来决定模拟的最佳关联性。

在本发明另一实施例中，通过调整光刻机台的一光刻参数，使其偏离一最佳值，来获得模拟失焦关联性。

在本发明另一实施例中，对于每个照明光源而言，最多进行两次模拟即可获得模拟最佳关联性和模拟失焦关联性。

在本发明另一实施例中，给定尺寸为半导体装置的关键尺寸（critical dimension）。

在本发明另一实施例中，最佳关联性比例是由下式计算所得：

最佳关联性比例=（最佳关联性斜率）/（在给定尺寸下的最佳强度）。