[发明专利]光刻设备和器件制造方法

说明书

相关应用的交叉引用

本申请要求于2011年8月18日递交的美国临时申请第61/525,029号的权益。该临时申请以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本发明涉及光刻设备和制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上或衬底的一部分上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路（IC）、平板显示器以及具有精细特征的其它装置或结构的制造中。在传统的光刻设备中，可以将称为掩模或掩模版的图案形成装置用于产生对应于IC、平板显示器或其它装置的单层的电路图案。可以将这一图案转移到衬底（例如硅晶片或玻璃板）（的一部分）上，例如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。

除了电路图案，图案形成装置还可以用于产生其它图案，例如彩色滤光片图案或点矩阵。替代传统的掩模，图案形成装置可以包括图案形成阵列，该图案形成阵列包括产生电路或其它可应用图案的独立可控元件的阵列。与传统的基于掩模的系统相比，这样的“无掩模”系统的优点是，可以更加快速地设置和/或更换图案，且成本较小。

因此，无掩模系统包括可编程图案形成装置（例如空间光调制器、对比度装置等）。使用独立可控元件的阵列对可编程图案形成装置进行（例如电子或光学地）编程，用于形成期望的图案化的束。可编程图案形成装置的类型包括微反射镜阵列、液晶显示器（LCD）阵列、光栅光阀阵列、自发射对比度装置阵列等。

发明内容

在光刻过程中，投影到形成在衬底上的抗蚀剂层的辐射的一部分可以从抗蚀剂层被改变方向（例如反射）返回。例如，一些辐射可以从抗蚀剂的下表面反射，即在抗蚀剂和衬底之间的界面处被反射或在介于抗蚀剂与衬底之间的另一层处被反射。入射辐射和被改变方向的辐射的重叠可以导致在抗蚀剂层内的驻波。这引起一个或更多个问题。

例如，在抗蚀剂层的表面处的驻波的强度以及由此从抗蚀剂层改变方向返回的辐射的强度可以依赖于抗蚀剂层的厚度，并且可选地依赖于形成在衬底上的一个或更多个其他层。抗蚀剂层厚度的小的改变可以导致被改变方向的辐射的强度的显著变化。这种被改变方向的辐射将对抗蚀剂的曝光剂量没有贡献。相应地，抗蚀剂的厚度改变可以导致对于投影到抗蚀剂层上的辐射束的给定强度被抗蚀剂接收的曝光剂量的改变。这又可以影响所形成的图案的特征的临界尺寸（CD）。因此，衬底上抗蚀剂层的厚度变化可以导致临界尺寸均匀性（CDU）的劣化，这是不期望的。

为了避免临界尺寸均匀性的下降，可以期望减小整个衬底上抗蚀剂层的厚度变化。然而，这是困难的和/或昂贵的，尤其是对于相对大的衬底来说。

替换地或附加地，可以使用所谓的底部抗反射涂层（BARC）减小来自抗蚀剂层的下表面的辐射的反射。然而，这可能导致附加的工艺成本，因为其需要对衬底执行附加的工艺。

替换地或附加地，通过使用具有相对宽的带宽的辐射源可以减小或克服所述问题。这是因为辐射从抗蚀剂层改变方向依赖于抗蚀剂层相对于辐射的波长的厚度。因此，如果辐射源具有相对宽的带宽，对于抗蚀剂层的任何特定厚度，辐射的一些波长将被相对强地改变方向，并且其他波长将被相对弱地改变方向。相应地，宽带辐射的整体方向改变可以随着抗蚀剂层厚度的变化而变化不大。然而，可以期望使用相对窄的带宽的辐射源，例如激光器二极管。

因此，期望例如提供一种系统，其中临界尺寸均匀性对抗蚀剂层厚度变化不太敏感。

根据本发明的一个实施例，提供一种光刻设备，配置成将图案化的辐射束投影到衬底上，所述设备包括：

测量系统，配置成提供与衬底上抗蚀剂层的厚度相关的测量数据；和

控制器，配置成控制光刻设备的操作使得将要被投影到衬底上的图案化的辐射束中的辐射强度水平被基于测量数据来控制。

根据本发明的一个实施例，提供一种器件制造方法，包括：

使用光刻设备以将图案化的辐射束投影到衬底上；

获得与衬底上抗蚀剂层的厚度相关的测量数据；和

控制光刻设备的操作以基于测量数据来控制将要被投影到衬底上的图案化的辐射束中的辐射强度水平。

附图说明

将参照示意的附图仅通过示例描述本发明的实施例，在附图中相同的参考标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1显示根据本发明的实施例的光刻设备的一部分；

图2显示根据本发明的实施例的图1的光刻设备的一部分的俯视图；