[发明专利]光刻设备和器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光刻设备和一种制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是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的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案成像到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：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，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)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。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。

在半导体制造工业中，对特征更小和特征密度更大的需求正日益提高。临界尺寸(CDs)正快速地减小，并且越来越逼近目前技术水平的曝光工具(例如上面提到的步进机和扫描器)的理论分辨率极限。常规的针对提高分辨率和最小化可印刷临界尺寸的技术包括减小曝光辐射的波长，提高光刻设备的投影系统的数值孔径(NA)，和/或使图案形成装置的图案中包括小于曝光工具的分辨率极限的特征、使得这些特征不会印刷到衬底上、而使得它们能够产生提高对比度和锐化精细特征的衍射效应。

发明内容

然而，使用这种传统分辨率提高技术会导致焦深减小，在所述焦深内例如所需图案在分辨率限度处的成像能够被执行。例如在曝光期间残余衬底不平度不能被补偿时，减小的焦深会导致超过容限的被印刷图案的误差。

本发明旨在使用本发明的实施例，例如，至少部分地缓解与可用焦深的有限范围相关的问题。

根据本发明的一方面，提供一种光刻设备，包括：照射系统，其构造成以包括由照射极发射并相对于光轴倾斜一个角度的离轴辐射束的照射模式调节辐射束；支撑结构，其构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予给辐射束以形成图案化的辐射束，并且能够将离轴辐射束衍射成相对于所述光轴相对地且不对称地倾斜的零级衍射束和第一级衍射束；投影系统，其具有光瞳平面，并且构造成将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；相位调节器，其构建并配置成调节穿过设置在光瞳平面中的相位调节器的光学元件的辐射束电场的相位；和控制器，其构造并配置成获取表示图案和表示照射模式的数据，以识别第一级衍射束穿过光瞳平面的区域、通过计算与零级衍射束的光学相位相关的第一级衍射束的所需光学相位以优化所述图案的图像的图像特性、绘制位于光学元件的一部分上的所述区域的图、以及提供热到所述部分或从所述部分吸取热以依照所需的光学相位来改变光学元件的所述部分的折射率。

根据本发明的一方面，提供一种光刻设备，包括：照射系统，所述照射系统构造成以包括分别从第一和邻近的第二极发射并均相对于光轴倾斜一个角度的第一和第二束的四极照射模式调节辐射束；支撑结构，其构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予给辐射束以形成图案化的辐射束，并且能够将第一束衍射成相对于光轴相对地且对称地倾斜的第一零级束和第一第一级束，并且能够将第二束衍射成相对于光轴相对地且不对称地倾斜的第二零级束和第二第一级束；投影系统，其具有光瞳平面并构造成将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；相位调节器，其构造并配置成调节穿过设置在光瞳平面中的相位调节器的光学元件的辐射束电场的相位；和控制器，其构建并配置成获取表示图案和四极照射模式的数据，以识别第二第一级束穿过光瞳平面的区域、通过计算第二第一级束的所需光学相位以优化所述图案的图像的焦深、绘制位于光学元件的一部分上的所述区域的图、以及提供热到所述部分或从所述部分吸取热以依照所需的光学相位来改变光学元件的所述部分的折射率。