[发明专利]光刻设备、器件制造方法和计算机程序产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种光刻设备以及一种用于制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常到所述衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版(reticle)的图案形成装置用于在所述IC的单层上产生待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或多个管芯的部分)上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单一的衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。现有的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过沿给定方向(“扫描”方向)、用辐射束扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印(imprinting)到所述衬底上，将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

在光刻领域中，已知可以通过合适地选择掩模图案被照射的角度来改善掩模图案的图像和扩大工艺窗口。在具有科勒照射(Koehlerillumination)配置的设备中，照射掩模的光的角分布由照射系统的光瞳平面上的强度分布确定，所述照射系统的光瞳平面可以看作辅助光源。照射方式通常参照光瞳平面上的强度分布的形状来描述。现有的照射，即，从0至某个特定最大角度中的所有角度的均匀照射，需要光瞳平面上具有均匀的盘状强度分布。其他通常使用的强度分布有：环状，其中光瞳平面上的强度分布是环形的；双极照射，其中在光瞳平面上具有两个极；以及四极照射，其中在光瞳平面上具有四个极。为了形成这些照射方案，已经提出了多种方法。例如，作为变焦距透镜和轴棱镜的组合的变焦距-轴棱镜(zoom-axicon)可以用于形成具有可控的环状内外半径(σ内部和σ外部)的环状照射。为了形成双极和四极型照射方式，已经提出采用空间滤波器，所述空间滤波器是带孔的不透明板，其中，希望所述极是采用可移动光纤束的配置。因为空间滤波器带来的光的损失降低了设备的通光量，因而导致增加了所有者的成本，所以可能并不希望采用空间滤波器。带有光纤束的配置可以是复合的和刚性的。因此，已经提出采用衍射光学元件(DOE)在光瞳平面上形成所需的强度分布。所述衍射光学元件通过将不同的图案刻蚀入石英或氟化钙衬底的表面的不同部分而被制成。

对用于制造可与深紫外辐射(DUV)(例如波长为248nm、193nm、157nm或126nm)一起使用的透镜的材料的选择是十分受限的，而且即使是最佳的材料也具有对该辐射的很大的吸收系数。这意味着在曝光过程中，投影系统中的透镜吸收能量并加热，导致其形状、间距和折射率的改变，所述改变将象差引入经过投影的图像。因此，许多透镜系统都设置有一个或多个可致动的透镜元件，所述可致动的透镜元件的形状、位置和/或取向在曝光过程中或曝光过程之间可以进行一个或多个自由度的调整，以补偿透镜加热效果。

如果采用其中辐射束的能量强烈地局部化于照射系统的光瞳平面中的照射方式(例如双极照射)，那么所述辐射束的能量将也强烈地局部化于投影系统的光瞳平面上和其附近。当采用这种局部化的照射方式时，透镜加热效果更为严重，这是因为在受到影响的透镜元件中的温度梯度变大，导致形状和/或折射率的局部改变，这种改变造成辐射束中的大的相位梯度。这些效果通常不能通过已有的可致动的透镜元件进行修正，通常效果修正仅由较低阶的泽尔尼克多项式(Zernike polynomial)描述(例如最高到Z5或Z6)。相似的效果可以通过使用狭缝形照射场而被造成，如在扫描光刻设备中普遍存在的一样，但是这些效果通常是较低阶的，较容易修正。

过去试图解决非均匀透镜加热的问题，包括提供附加的光源(例如红外线)来加热投影系统的元件的“温度低”的部分，即没有被辐射束的有光强度的部分穿过的部分。参见例如日本专利申请公开物JP-A-08-221261，其解决由带状照射或改进后的照射造成的非均匀加热问题。这种附加的光源和将附加的热辐射传导到正确位置的引导体的提供增加了设备的复杂度，并且所增加的投影系统中的热载荷需要提供更高能力的冷却系统。