[發(fā)明專利]源、掩模和投影光學(xué)裝置的優(yōu)化流程

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110353099.X
• 申請(qǐng)日: 2011-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN102540754A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐端孚;陳洛祁;馮函英;R·C·豪威爾;周新建;陳逸帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ASML荷蘭有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20;G03F1/36
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳敬蓮

技術(shù)領(lǐng)域

所要求的本發(fā)明涉及光刻設(shè)備和過程，且尤其涉及用于同時(shí)或交替優(yōu)化用在光刻設(shè)備和過程中的照射源、掩模/設(shè)計(jì)布局和投影光學(xué)裝置的工具。

背景技術(shù)

可以將光刻投影設(shè)備用在例如集成電路(IC)的制造中。在這種情形中，掩模可以包含對(duì)應(yīng)于IC的單個(gè)層的電路圖案(“設(shè)計(jì)布局”)，這一電路圖案可以通過例如穿過掩模上的電路圖案輻射目標(biāo)部分等方法，被轉(zhuǎn)移到已經(jīng)涂覆有輻射敏感材料(“抗蝕劑”)層的襯底(例如硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如包括一個(gè)或更多的管芯)上。通常，單個(gè)襯底包含被經(jīng)由光刻投影設(shè)備連續(xù)地、一次一個(gè)目標(biāo)部分地將電路圖案轉(zhuǎn)移到其上的多個(gè)相鄰目標(biāo)部分。在一種類型的光刻投影設(shè)備中，整個(gè)掩模上的電路圖案一下子被轉(zhuǎn)移到一個(gè)目標(biāo)部分上，這樣的設(shè)備通常稱作為晶片步進(jìn)機(jī)。在一種可替代的設(shè)備(通常稱為步進(jìn)掃描設(shè)備)中，投影束沿給定的參考方向(“掃描”方向)在掩模上掃描，同時(shí)沿與該參考方向平行或反向平行的方向同步移動(dòng)襯底。掩模上的電路圖案的不同部分漸進(jìn)地轉(zhuǎn)移到一個(gè)目標(biāo)部分上。因?yàn)橥ǔ９饪掏队霸O(shè)備將具有放大率因子M(通常＜1)，所以襯底被移動(dòng)的速度F將是投影束掃描掩模的速度的M倍。關(guān)于在此處描述的光刻裝置的更多的信息可以例如參見美國專利No.6,046,792，在此處通過參考將其并入本文中。

在將電路圖案從掩模轉(zhuǎn)移至襯底之前，襯底可能經(jīng)歷各種工序，諸如涂底、抗蝕劑涂覆以及軟焙烤。在曝光之后，襯底可能經(jīng)歷其它工序，例如曝光后焙烤(PEB)、顯影、硬焙烤以及對(duì)所轉(zhuǎn)移的電路圖案的測(cè)量/檢驗(yàn)。這一系列的工序被用作為制造器件(例如IC)的單個(gè)層的基礎(chǔ)。之后襯底可能經(jīng)歷各種過程，諸如蝕刻、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學(xué)機(jī)械拋光等，所有的這些工序都是用于最終完成器件的單個(gè)層。如果器件需要多個(gè)層，那么將不得不對(duì)于每一層重復(fù)整個(gè)工序或其變形。最終，器件將設(shè)置在襯底上的每一目標(biāo)部分中。之后這些器件通過諸如切片或切割的技術(shù)，將這些器件彼此分開，據(jù)此獨(dú)立的器件可以安裝在載體上，連接至引腳等。

如注意到的，微光刻術(shù)是集成電路的制造中的核心步驟，其中在襯底上形成的圖案限定了IC的功能元件，諸如微處理器、存儲(chǔ)器芯片等。類似的光刻技術(shù)也用于形成平板顯示器、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)以及其它器件。

隨著半導(dǎo)體制造工藝不斷前進(jìn)，功能元件的尺寸被不斷地降低，同時(shí)每一器件的功能元件(諸如晶體管)的數(shù)量在數(shù)十年來一直遵循通常稱為“摩爾定律”的趨勢(shì)而穩(wěn)步地增長。在現(xiàn)有技術(shù)的情形下，通過使用光刻投影設(shè)備來制造器件的層，該光刻投影設(shè)備使用來自深紫外照射源的照射將設(shè)計(jì)布局投影到襯底上，從而產(chǎn)生具有充分地低于100nm的尺寸的獨(dú)立的功能元件，即該功能元件的尺寸小于照射源的光的波長的一半。

印刷具有小于光刻投影設(shè)備的經(jīng)典的分辨率極限的尺寸的特征的過程，通常被稱為低k₁光刻術(shù)，其基于分辨率公式CD＝k₁×λ/NA，其中λ是所采用的輻射波長(當(dāng)前在大多數(shù)情形中是248nm或193nm)，NA是光刻投影設(shè)備中的投影光學(xué)裝置的數(shù)值孔徑，CD是“臨界尺寸”(通常是所印刷的最小特征尺寸)，以及k₁是經(jīng)驗(yàn)分辨率因子。通常，k₁越小，在晶片上復(fù)現(xiàn)圖案(類似由電路設(shè)計(jì)者為獲得特定的電功能和性能而設(shè)計(jì)的形狀和尺寸)變得越困難。為了克服這些困難，復(fù)雜的精細(xì)調(diào)節(jié)步驟被應(yīng)用于光刻投影設(shè)備以及設(shè)計(jì)布局。這些例如包括但不限于NA和光學(xué)相干性設(shè)定的優(yōu)化、定制的照射方案、相移掩模的使用、在設(shè)計(jì)布局中的光刻鄰近效應(yīng)校正(OPC，有時(shí)稱為“光學(xué)和過程校正”)或通常被定義成“分辨率增強(qiáng)技術(shù)(RET)”的其它方法等。

作為一個(gè)重要的例子，光學(xué)鄰近效應(yīng)校正解決的問題是被投影到襯底上的設(shè)計(jì)布局的圖像的最終尺寸和定位將不僅僅是與掩模上的設(shè)計(jì)布局的尺寸和定位一致或不僅僅只依賴于掩模上的設(shè)計(jì)布局的尺寸和定位。注意到，術(shù)語“掩模”和“掩模版”在此處是可以相互通用的。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，尤其是在光刻術(shù)模擬/優(yōu)化的情形中，術(shù)語“掩模”和“設(shè)計(jì)布局”可以相互通用，這是因?yàn)樵诠饪绦g(shù)模擬/優(yōu)化中，物理掩模不是必須使用的，而是可以用設(shè)計(jì)布局來代表物理掩模。對(duì)于在一些設(shè)計(jì)布局上出現(xiàn)的小的特征尺寸和高的特征密度，給定特征的特定邊緣的位置在一定程度上將受其它鄰近特征的存在或不存在的影響。這些鄰近效應(yīng)由于從一個(gè)特征耦合至另一特征的微小量的光而產(chǎn)生和/或由非幾何光學(xué)效應(yīng)(諸如衍射和干涉)產(chǎn)生。類似地，鄰近效應(yīng)可能由在通常在光刻術(shù)之后的曝光后焙烤(PEB)、抗蝕劑顯影和蝕刻期間的擴(kuò)散和其它化學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生。