[发明专利]包括通过投影光学装置的光操纵的依赖图案的邻近匹配/调节

说明书

技术领域

所要求的本发明涉及光刻设备和过程，且更尤其涉及用于优化照射源的工具和用在光学设备和过程中的投影光学装置。

背景技术

可以将光刻投影设备用在例如集成电路(IC)的制造中。在这种情形中，掩模可以包含对应于IC的单个层的电路图案(“设计布局”)，这一电路图案可以通过例如穿过掩模上的电路图案辐射目标部分等方法，被转移到已经涂覆有辐射敏感材料(“抗蚀剂”)层的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或更多的管芯)上。通常，单个衬底包含被经由光刻投影系统连续地(一次一个目标部分地)将电路图案转移到其上的多个相邻目标部分。在一种类型的光刻投影设备中，整个掩模上的电路图案一下子被转移到一个目标部分上，这样的设备通常称作为晶片步进机。在一种可替代的设备(通常称为步进扫描设备)中，投影束沿给定的参考方向(“扫描”方向)在掩模上扫描，同时沿与该参考方向平行或反向平行的方向同步移动衬底。掩模上的电路图案的不同部分渐进地转移到一个目标部分上。因为通常光刻投影系统将具有放大率因子M(通常＜1)，衬底被移动的速度F将是投影束扫描掩模的速度的M倍。关于在此处描述的光刻装置的更多的信息可以例如参见美国专利No.6,046,792，在此处通过参考将其并入本文中。

在将电路图案从掩模转移至衬底之前，衬底可能经历各种工序，诸如涂底、抗蚀剂涂覆以及软焙烤。在曝光之后，衬底可能经历其它工序，例如曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤以及对所转移的电路图案的测量/检验。这一系列的工序被用作为制造器件(例如IC)的单个层的基础。之后衬底可能经历各种过程，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有的这些工序都是用于最终完成器件的单个层。如果器件需要多个层，那么将不得不对于每一新层重复整个工序或其变形。最终，器件将设置在衬底上的每一目标部分中。之后这些器件通过诸如切片或切割的技术，将这些器件彼此分开，据此独立的器件可以安装在载体上，连接至引脚等。

如注意到的，微光刻术是集成电路的制造中的核心步骤，其中在衬底上形成的图案限定了IC的功能元件，诸如微处理器、存储器芯片等。类似的光刻技术也用于形成平板显示器、微机电系统(MEMS)以及其它器件。

随着半导体制造工艺不断前进，功能元件的尺寸被不断地降低，同时每一器件的功能元件(诸如晶体管)的数量在数十年来一直遵循通常称为“摩尔定律”的趋势而稳步地增长。在现有技术的情形下，通过使用光刻投影设备来制造器件的层，该光刻投影设备使用来自深紫外照射源的照射将设计布局投影到衬底上，从而产生具有充分地低于100nm的尺寸的独立的功能元件，即该功能元件的尺寸小于照射源的光的波长的一半。

印刷具有小于光刻投影设备的经典的分辨率极限的尺寸的特征的过程，通常被称为低k₁光刻术，其基于分辨率公式CD＝k₁×λ/NA，其中λ是采用的辐射波长(当前在大多数情形中是248nm或193nm)，NA是光刻投影设备中的投影光学装置的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是所印刷的最小特征尺寸)，以及k₁是经验分辨率因子。通常，k₁越小，在晶片上复现图案(类似由电路设计者为获得特定的电功能和性能而设计的形状和尺寸)变得越困难。为了克服这些困难，复杂的精细调节步骤被应用于光刻投影设备以及设计布局。这些例如包括但不限于NA和光学相干性设定的优化、定制的照射方案、相移掩模的使用、在设计布局中的光学邻近效应校正(OPC，有时称为“光学和过程校正”)或通常被定义成“分辨率增强技术(RET)”等其它方法。

作为一个重要的例子，光学邻近效应校正解决了被投影到衬底上的设计布局的图像的最终尺寸和定位将不仅仅是与掩模上的设计布局的尺寸和定位一致或仅仅只依赖于掩模上的设计布局的尺寸和定位。注意到，术语“掩模”和“掩模版”在此处是可以相互通用的。另外，本领域技术人员将认识到，尤其是在光刻术模拟/优化的情形中，术语“掩模”和“设计布局”可以相互通用，这是因为在光刻术模拟/优化中，物理掩模不是必须使用的，而是可以用设计布局来代表物理掩模。对于在一些设计布局上出现的小的特征尺寸和高的特征密度，给定特征的特定边缘的位置在一定程度上将受其它邻近特征的存在或不存在的影响。这些邻近效应由于从一个特征耦合至另一特征的微小量的光而产生和/或由非几何构型光学效应(诸如衍射和干涉)产生。类似地，邻近效应可能由在通常在光刻术之后的曝光后焙烤(PEB)、抗蚀剂显影和蚀刻期间的扩散和其它化学效应产生。