通過照明源優化提供透鏡像差補償的方法和設備的製作方法

2023-09-15 01:20:05

專利名稱：通過照明源優化提供透鏡像差補償的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及光刻工藝，並尤其涉及一種通過執行照明源優化過程補償透鏡像差而提供光刻工藝的改進的性能的方法。另外，本發明還涉及一種器件製造方法，該方法組合了優化過程並利用光刻設備，其中該光刻設備包括用於提供輻射投影光束的輻射系統；用於固定掩膜、使投影光束圖案化的掩膜臺；用於固定基底的基底臺；和用於把圖案化的投影光束投影到基底的靶部位的投影系統。
背景技術：
在集成電路(IC)的製造中可以使用光刻投影設備(工具)。在此情況下，掩膜包含一個對應於IC的各個層的電路圖案，並且此圖案可以被成像到已被塗布了輻射敏感材料(抗蝕劑)的基底(矽晶片)上的靶部位(如包括一個或多個小片)。一般地，單個晶片將包含由投影系統依次輻射的相鄰靶部位的整個網絡，一次一個。在一種光刻投影設備中，每個靶部位通過將整個掩膜圖案一次暴露在靶部位上而被輻射；這種設備通常稱作晶片步進器。在另一種設備-通常稱作步進-掃描設備的設備中，每個靶部位通過在給定的參考方向(「掃描」方向)上用投影光束漸進掃描掩膜圖案、同時在平行於和不平行於此方向的方向上同步掃描基底臺而被輻射；因為一般的投影系統都有一個放大因子M(通常M＜1)，所以基底臺被掃描的速度V將是掩膜臺被掃描的速度的M倍。在例如美國專利US6,046,792中可以收集到關於光刻設備的更多信息，該專利在此引為參考。
在利用光刻投影設備的製造過程中，掩膜圖案成像到至少被輻射敏感材料(抗蝕劑)部分覆蓋的基底上。在此成像步驟之前，基底會經歷各種程序，如塗底漆、抗蝕劑塗布和軟烘乾。曝光之後，基底可以進行其它的程序，如後曝光烘乾(post-exposure bake，簡稱PEB)、顯影、硬烘乾和成像特性的測量/檢查。此程序次序作為對器件、如IC的各個層圖案化的基礎。然後可以對此圖案化的層進行各種處理，如蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學-機械拋光等所有用於完成單個層的處理。如果需要幾個層，則必需對每個新層重複整個程序或其改型程序。最終將在基底(晶片)上呈現一個器件陣列。然後通過諸如切割或鋸片等技術將這些器件彼此分開。之後，可以將各個器件安置在一個載體上，連結到管腳等。關於此過程的其它信息例如可以從Peter van Zant的由McGraw Hill Publishing Co.1997年出版的，ISBN 0-07-067250-4，「MicrochipFabricationA Practical Guide to Semiconductor Processing」一書的第三版中獲知，該內容在此引為參考。
光刻工藝的工具可以是一種具有兩個或多個基底臺(和/或兩個或多個掩膜臺)的形式。在此「多臺」裝置中，附加的臺可以並行使用，或者可以對一個或多個臺實施預備步驟，同時其它的一個或多個臺可以用於曝光。在美國專利US5,969,441和WO98/40791中描述了雙臺光刻工具，該內容在此引為參考。
以上所述的光刻掩膜包含對應於將被集成到矽晶片上的電路組件的幾何圖案。利用CAD(計算機輔助設計)程序產生用於建立此掩膜的圖案，這程序通常是指電子設計自動化(electronic design automation，簡稱EDA)。大部分的CAD程序遵從一組預定的設計規則以建立功能掩膜。這些規則通過處理和設計限值而設置。例如，設計規則限定了電路器件(諸如，門、電容器等)或互連線之間的間隔容限，從而確保電路器件或連線不會以不希望的方式彼此作用。
自然，在集成電路製造中的一個目標就是在晶片上(通過掩膜)忠實地再現原始電路設計。另一個目標是使用儘可能多的半導體晶片「不動產」(已製成的電路板)。但是當集成電路的尺寸減小及其密度增大時，其對應的掩膜圖案的CD(Critical dimension臨界尺度)接近光學曝光工具的解析度極限。一個曝光工具的解析度定義為曝光工具可以在晶片上重複曝光的最小要素。目前曝光設備的解析度通常制約了很多高級IC電路設計的CD。
降低光刻工藝的整體性能的一個因素是投影透鏡中的像差。的確，既使目前的製造工藝允許生產高質量標準的透鏡，這將存在透鏡像差，也將降低成像性能。另外，透鏡老化也可以表現出像差和/或光斑的增大，由此進一步降低透鏡的性能。因此需要有一種簡單的經濟合算的方法補償透鏡像差以及透鏡性能隨時間的退化。
詳細解釋如下。本發明的優選實施例提供了一種補償透鏡像差以及透鏡性能隨時間退化(如透鏡主要表現出像差特徵的低階分量的補償漂移)的方法和設備。但是，在討論本發明之前，先簡要敘述光刻工藝和一些目前已知的優化技術，從而便於理解本發明。注意，作為定義，「透鏡像差」包括由於透鏡的變形、散焦、雷射波長的變化、晶片平坦度以及大氣壓所致的效果。
圖1是成像系統10的基板組件的框圖。參見圖1，成像系統10包括一個用於照明掩膜14(也稱作分劃板)的照明光源12。光一旦穿過掩膜，即透過光瞳16並被投影透鏡18捕獲並投射到基底20上，在基底上對所需的圖案成像。從圖1中可以看出，如果在成像系統的投影透鏡中存在像差，則將會發生性能的衰減。
還注意到，在現有技術中也已經公開了用於優化光源照明和掩膜圖案的方法以提高整體印製性能。Rosenbluth等人的專利公開US2002/01490920A1中曾經揭示了這種方法。特別是，Rosenbluth揭示了一個光刻優化系統，提出可對光源照明和掩膜圖案進行優化、從而促進指定掩膜圖案的印製。Rosenbluth採用的決定光源/掩膜圖案的最佳組合的特徵函數是在沿圖案幾何形狀的邊緣的數個預定點處的對數斜率。根據光刻圖案的印製由匯集在成像光瞳中的衍射級唯一地、與它們在光瞳面中的位置無關地決定的假設顯出優化算法。
但是，雖然最大化圖案中選定採樣位置空間圖像的對數斜率增強了對於曝光變化的預算/容限，通常稱作曝光幅度(exposure latitude，簡稱EL)，但它無助於增大聚焦變化的預算/容限，聚焦變化的預算/容限通常稱作焦深(depth offocus，簡稱DOF)。的確，已知在聚焦狀態(即，在零DOF處)下為EL優化的圖案與對於適應散焦變化的典型處理條件已經優化的圖案相比，表現出補償結果。因而，Rosenbluth的優化方案將遇到此問題。
Rosenbluth的優化處理的另一個限制是把投影圖像上的衍射圖案的效果假設為與衍射級在光瞳平面上的位置無關。因而Rosenbluth處理排除了對透鏡像差效果的模擬，而這些效果作為光瞳平面上衍射圖案的精確位置的函數，用作影響投影圖像的依據於光瞳平面位置的波前調製。
另外，已知利用偏軸照明(off axis illumination，簡稱OAI)照射掩膜圖案可以增大印刷圖像的焦深。這種應用的實例有可選擇的衍射光學元件(diffractiveoptical element，簡稱DOE)模塊，如Quasar、Dipole或Quadmpole光源照明元件。對於一個特定的光刻過程，所述元件的使用可以改善DOF和EL。但是，這些照明體具有可以或不可以產生最佳可能的照明輪廓的預定形狀。目前還沒有方法去優化這些光源形狀以解決投影透鏡中的透鏡像差並同時提高指定光刻過程的DOF和EL。
因此，如上所述，仍然需要一種簡單的經濟有效的方法來補償透鏡像差和透鏡性能隨時間的退化，這也同時優化了給定光刻過程的DOF性能。

發明內容
在為解決現有技術中的前述不足的努力中，制定的本發明的一個目的是提供一種補償透鏡像差和透鏡性能隨時間的退化的方法。本發明的另一個目的是在執行前述透鏡補償的同時優化DOF性能。注意，作為定義，「透鏡像差」包括由於透鏡的變形、散焦、雷射波長的變化、晶片平坦度以及大氣壓所致的效果。
具體地說，本發明涉及一種補償透鏡像差的方法，包括步驟(a)限定一個成本尺度(cost metric)，量化成像系統的成像性能，成本尺度反映了透鏡像差對成像性能的影響；(b)限定一個光源照明輪廓；(c)根據光源照明輪廓估算成本尺度；(d)修正光源照明輪廓之前根據修改過的光源照明輪廓重新估算成本尺度；和(e)重複步驟(d)直到將成本尺度降到最小。對應於優化的成本尺度的光源照明輪廓代表成像裝置的最佳照明。
雖然可以參考本文將本發明用於IC的製造，但應該理解，本發明也可以有其它的應用。例如，可以用於集成光學系統、磁疇存儲器的導向和探測圖案、液晶顯示板、薄膜磁頭等的製造。本領域的技術人員將會理解，在其它應用的敘述中關於「分劃板」、「晶片」或「小片」等術語都分別可以用更廣義的詞彙「掩膜」、「基底」和「靶部分」代替。
在本實施例中，「輻射」和「光束」等術語用於包括所有類型的電磁輻射，包括紫外輻射(如365、248、193、157或126nm波長)和EUV(遠紫外輻射，如波長在5-20nm的波長)。
在本文中引用的術語「掩膜」可以廣義地解釋為一般的形成圖案的設施，可以用於賦予入射的輻射光束一種圖案化的截面，其圖案對應於將要在基底的靶部分創建的圖案；術語「光閥」也可以用在此文中。除經典的掩膜(透射或反射；二元的、相移型的、混合型的)之外，其它的這種形成圖案的設施的例子包括a)一個可編程的反射鏡陣列。這種裝置的例子是一個可矩陣尋址的表面，具有粘滯彈性控制層和反射表面。這種設備裡面的基本原理是(例如)反射表面的尋址區反射入射光作為衍射光，而未尋址區反射入射光作為非衍射光。利用適當的濾光器可以濾除反射光束中的非衍射光只剩下衍射光；通過這種方式光束變成與可矩陣尋址表面的尋址圖案一致的圖案。可以利用適當的電子裝置進行所需的矩陣尋址。從例如美國專利US5,296,891和US5,523,193中可以收集到關於此反射鏡陣列的更多信息，該專利的內容在此引為參考。
b)一個可編程的LCD陣列。在美國專利US5,229,872中給出了這種結構的一個例子，該文在此引為參考。
本發明的方法提供了優於現有技術的很重要的優點。最重要的是本發明提供了一種光刻廣義圖案的優化工具，自動確定用於補償透鏡像差的照明形狀並允許用戶以更高的圖案保真度成像。結果，本發明產生提高的成像性能並延長了投影透鏡的使用壽命。因為投影透鏡是成像系統中典型的一個最昂貴的部件，所以它對延長投影透鏡的壽命有顯著的益處(即，通改進透鏡的性能並補償透鏡性能隨時間的衰退，本發明將透鏡需要更換的頻率降到最小)。另外，本發明的方法還允許同時優化其它的尺度，如曝光幅度「EL」，但不限於此。
通過下面對本發明優選實施例的詳細描述，本發明的其它優點對於領域的技術人員將變得更加清晰。
通過參考下列詳述及附圖可以更好地理解本發明的本身及其目的和優點。


圖1是成像系統的基本組件框圖；圖2是具有被成像在基底上的特徵的組元實例；圖3是由對周期性圖案成像產生的衍射圖案的實例；圖4是光源照明輪廓實例；圖5是本發明光源照明優化過程的流程圖實例；圖6是光源照明輪廓的另一實例；圖7是適於與藉助本發明設計的掩膜一起使用的光刻投影設備的簡圖。
具體實施例方式
如下面詳細解釋所述，本發明的光刻優化過程的目的在於在成像條件變化的情況下首先確定並再最小化成本尺度「C」，其中成本尺度「C」是一組過程參數的函數，回歸為量化成像系統的性能的數字值。重要的是，成本尺度C必需反映透鏡像差對成像性能的影響。根據本發明，成本尺度量化了照明光源的形狀對印刷在基底上的最終圖像的影響。成本尺度越小，進行的成像過程越好(即，最終圖像與靶圖案更精確地匹配)。
實際上，光刻過程的優化包括滿足多重限制。這些限制的例子包括但不限於使圖像對數斜率最大化、使焦深最大化、使線端縮短最小等。因此，給定一組這些多項性能的判斷標準，目標成本函數可以用公式表示成每個單獨的判斷標準的加權和，如方程1.0所示Ctotal＝∑iWiCi(方程1.0)因而，過程優化的多個目的可以表達成對總成本函數的各自貢獻Ci。另外，每個貢獻的重要性可以被影響因子wi加權。
如上所述，本發明的目的是通過照明光源的優化使透鏡像差(包括散焦)的負作用減到最小。總言之，這通過首先限定成本尺度Ci，量化與光源形狀有關的圖像衰減對成像系統的光瞳平面(即，投影透鏡)中給定的具體像差場中印刷的晶片圖像的影響。在本發明的一個實施例中，通過自身優化成本尺度，導致一種徹底地最大化透鏡像差中處理性能的照明光源的輪廓。在另一實施例中，結合其它尺度優化成本尺度，產生一種具有合併的交替損益的照明光源輪廓，其中合併的交替損益包括由透鏡像差和散焦導致的圖像衰減的優化。
回到本發明的優選實施例，該實施例公開了一種測量曝光的晶片圖像由於作為光源照明輪廓的函數的透鏡像差和散焦的存在所致的圖像衰減的方法。該衰減由成本尺度/函數C(ws)表示。依次對各個光源場分布估算成本函數C(ws)，以便確定導致最小C(ws)值的光源場分布(即，源照明輪廓)。注意，可以利用標準優化技術、如共軛梯度法、模擬回火或幾何算法等執行C(ws)的最小化，但不限於這些方法。
優化過程的第一步是定義成本函數C(ws)。假設要成像的圖案是一種具有組元C的周期性圖案，對於這種周期性圖案，光瞳平面中的衍射級被映射到分散的預定地點的規則格柵，被稱作衍射級。這些衍射級的精確位置可以通過照明光源的離軸光束調節。圖2是具有特徵199的組元201的一個實例。在一些例如與SRAM和DRAM器件有關的設計中，這些組元在整個設計圖案中連續地重複。
在物平面的點r處測得的空間圖像強度I(r)是每個由透射函數ws加權的多個光源點ws(即，各種光源照明分布)非相干疊加的結果。
照明光源優化的目的在於發現光源分布Ps，最大化具體的性能尺度(或等價地最小化具體的成本尺度)。具體地說，目的在於最小化由光學投影系統的傳遞函數中透鏡像差的存在引發的成像誤差。這些像差中包含了散焦。透鏡像差可以表達成施加到整個成像光瞳上衍射級的透射的相位畸變φ(k)。
假設Is(r)代表單個光源點s對圖像強度的貢獻，ws是照明光源在各個點的透射值，Is(r)處的總圖像表示成I(r)=swsIs(r)]]>(方程2.0)假設Es(r)代表與在物平面中r點測得的點光源s相關的電場，Es(r)是光瞳孔徑收集的分散衍射級的函數，根據標準成像理論可以表示成Es(r)=nasneiknr]]>(方程2.1)此處下標n指成像光瞳收集的有限組的所有衍射級，asn表示一組符合調節系統(衍射幅度)。下文中省去s並隱含地假設光源s發出的相干照明光的部分作用。
透鏡像差的作用是按照下列關係使衍射幅度發生變形n=nei(kn)]]>(方程2.2)此處α′n代表由像差場φ(k)造成變形的衍射幅度。經受像差場φ(k)的物平面中電場幅度為Es(r)=nneiknrei(kn)]]>(方程2.3)因此有像差的圖像強度I’s(r)為Is(r)=n,nnn*ei(kn-kn)rei((kn)-(kn))]]>(方程2.4)
從方程中觀察到，對於方程2.4中的所有對角項(n＝n』)消除了像差作用。對於偏離對角的項(n≠』n』)，我們將建立與成對的(nn』+n；n)相關的部分和，n:=|n|ein:]]>Is,nn=|n||n|(ei(kn-kn)r+i(n-n)ei((kn)-(kn))e-i(kn-kn)r-i(n-n)e-i((kn)-(kn)))]]>(方程2.5)定義α＝(kn-kn』)r+(θn-θn』)，Δφ＝φ(kn)-φ(kn』)。在一些簡單的代數變換之後，方程2.5可以表示成I′s，nn′＝2|αn||αn′|cos(α+Δφ) (方程2.6)＝2|αn||αn′|(cosαcosΔφ-sinαsinΔφ)(方程2.7)下文中假設透鏡像差很小(Δφ＜＜1)。擴展一階正弦和餘弦項產生I′s，nn′≈2|αn||α′n|(cosα-Δφsinα) (方程2.8)像差場φ(k)對部分圖像組成Is，nn』』的作用可以表示成I′s，nn′(r)≈Is，nn′(r)-2+|αn||αn′|Δφsinα(r) (方程2.9)下文中希望將像差對物平面中任意點r的Is，nn』』(r)影響最小化。在此情況下，假設sinα(r)因子的全範圍為[-1，+1]。在上述假設下由像差場導致的總圖像強度相干作用Is的變形由下式界定|Is』-Is|≤Cs(方程3.0)其中Cs:=2nn|sn||sn||(kn)-(kn)|]]>(方程3.1)參見上式及(方程2.0)，為減小像差場φ(kn)所致的透鏡像差作用的最佳照明形狀的特點在於使成本函數C(ws)最小的光源場分布ws
C(ws):=swsCs]]>(方程3.2)因而方程3.2代表必需最小化的以便將透鏡像差的作用減到最小的成本函數。
參見圖3，對周期圖案成像導致一組分散的衍射級301。具體地說，圖3表示由對周期圖案成像導致的衍射圖案的實例。注意，圖3中所示的衍射圖案與圖2中所示的周期性圖案不對應。還注意到，非周期圖案可以近似成以精確的規定防護頻帶圍繞圖案的組元的周期圖案。
如已知的那樣，成像系統的投影透鏡304捕獲的衍射級301決定基底上所需圖案的複製的精確度/性能。衍射級301的幅度「an」由被成像的特徵的幾何形狀決定。再參見圖3，投影透鏡304匯集透鏡304的數值孔徑的捕獲範圍內特定組的衍射級。衍射級301相對於透鏡304的位置由照明體中光源元件「s」的部分相干照明光的照明輪廓決定。圖4表示照明體輪廓305的一個實例，其中單個照明點「s」被照明。因此，照明體305中光源元件「s」的位移造成匯集光瞳304(即投影透鏡)的中心和衍射圖案302的中心之間的位移矢量「s」。因而通過在照明體305中操縱光源元件「s」，可以改變由光瞳304捕獲的衍射級，並且還可以改變光瞳304中捕獲的衍射級的位置。光源照明體305的這種操縱允許使透鏡像差所致的成像衰減最小化。具體地說，如果透鏡像差存在於光瞳304中的特定位置，則可以調節光源照明體305，使得衍射級不落在光瞳304的「像差位置」。
注意，在沒有任何透鏡像差時，只要收集相同的衍射級，衍射級的精確位置與匯集光瞳304(即，投影透鏡)無關。但是，如上所述，在存在透氣像差或散焦時，性能依賴於透鏡光瞳內衍射級的精確位置而變化。
圖5是本發明光源照明優化過程的流程實例。在第一步驟401中，計算初始光源照明輪廓「ws」。該輪廓表示成覆蓋照明孔徑的規律柵格上的一組透射值「ws」。參見圖6，該輪廓表示多個形成照明柵格的分散點「ws」中哪一個被照明。例如，如果以上述的「獨立」優化模式操作，則可以通過利用常規的照明孔徑在最大允許設置值σout處獲得照明體的初始輪廓(即，形狀)。或者，如果與其它成本尺度相結合的實施優化，可以通過考慮到其它成本尺度、但無需考慮透鏡像差地優化形狀而獲得照明體的初始輪廓(即形狀)。
在下一步驟402中，計算成本尺度Ctotal。在本發明重複過程的第一次過程中，假設Ctotal既可以與C(ws)(在獨立優化實施例中)一致，也可以包括與方程10相符的C(ws)的效果(在合併優化實施例中)。
然後在步驟403中，對步驟402的結果加權並與一定條件下所有的其它尺度結合。然後比較其結果與前一次疊帶結果比較，並且如果判定該結果最小，則選擇對應於成本函數C(ws)的已確定為最小值的照明輪廓「ws」為最佳光源照明輪廓(步驟405)。
注意，本發明的過程執行多次迭代以確定成本尺度C(ws)施放最小，再參見圖5，在步驟403第一次計算成本尺度C(ws)時，將C(ws)值儲存到存儲器中並進行到步驟404，在該步驟中選擇新的照明輪廓「ws」。然後將過程環回到步驟402以計算具有新照明輪廓的C(ws)。然後比較第二次迭代的所得成本尺度C(ws)與第一次迭代的成本尺度，並把對應於最小成本函數的光源照明輪廓確定為最佳照明輪廓。繼續此迭代過程直到確認已經獲得最小成本尺度C(ws)。在一個實施例中，實施同類算法，根據前次迭代結果預測減小成本尺度的最可能的輪廓。
在前述實施例的改型中，也可以預定具體的ε值，與前面預定次數(如，四次)的迭代中的最大變化C(ws)比較，並且如果C(ws)中的變化小於ε值，則過程進行到步驟405並將當前的照明輪廓選為最佳照明輪廓。
一旦確定了最佳照明輪廓，操作者就有了製造照明體形狀的選擇自由，如衍射光學元件，該元件實現最佳的光源照明輪廓。
注意，本發明的前述方法主要以CAD(計算機輔助設計)程序執行，如上所述，CAD程序具有執行前述方法的部分功能並產生代表最佳照明輪廓的文件。這一文件可以是CAD程序的一種輸出，可以用於製造實施最佳光源照明所必須的衍射光學元件。
本發明還具備優於現有技術的顯著優點。最重要的是，本發明提供了一種光刻光源圖案的優化工具，自動決定用於補償透鏡像差並允許用戶以較高的圖案保真度成像的照明形狀。其結果是本發明得到了改進的成像性能並延長了投影透鏡的使用壽命。因為投影透鏡一般是成像系統中最昂貴的部件之一，所以顯著的優點是延長了投影透鏡的壽命(即，通過提高透鏡的性能並補償性能隨時間的退化，本發明使需要更換透鏡的頻率減到最小)。
圖7表示適於與藉助於本發明設計的掩膜一起使用的光刻投影設備的簡圖。該設備包括-輻射系統Ex、IL，用於提供輻射的投影光束PB。在此具體情況下，輻射系統還包括一個輻射源LA；-第一載物臺(掩膜臺)MT，設置有一個用於固定掩膜MA(如分劃板)的掩膜支架並連結到第一定位裝置，第一定位裝置用於相對於部件PL精確定位掩膜；-第二載物臺(基底臺)WT，設置有一個用於固定基底W(如塗布抗蝕劑的矽晶片)的基底支架並連結至第二定位裝置，第二定位裝置用於相對於部件PL精確地定位基底；-投影系統(「透鏡」)PL(如折射、反射或反折射光學系統)，用於將掩膜MA的被輻射部分成象到基底W的靶部分C上(如，包括一個或多個小片)。
如上所述，本設備是一種透射型的(即有一個透射掩膜)。但一般地，例如也可以是反射型的(有一個反射掩膜)。或者，該設備可以採用另一類圖案化裝置作為掩膜的另一種用途；實例包括可編程的反射鏡陣列或LCD矩陣。
光源LA(如，汞燈、準分子雷射器或等離子放電源)產生輻射光束。此光束被饋送到照明系統(照明體)IL，既可以是直接饋送、也可以是在經歷了反向調節裝置如擴束器Ex之後。照明體IL可以包括調節裝置AM，用於設置光束中強度分布的外和/或內徑尺度(通常分別稱作外σ和內σ)。另外，其通常包括各種其它的組件，如積分器IN和聚光器CO。以這種方式入射到掩膜MA上的光束PB在其截面上有理想的均勻性和強度分布。
關於圖7應該注意，光源LA可以在光刻投影設備的外殼內(經常如同光源LA為汞燈的情形)，但也可以遠離光刻投影設備，產生的輻射光束進入該設備中(如藉助於適當的導向反射鏡)；後一情形通常是光源LA為難分子雷射器時的情形(如基於KrF、ArF或F2發光)。本發明包括這兩種情形。
接著，光束PB與固定在掩膜臺MT上的掩膜MA相交。與掩膜MA相交之後，光束PB穿過透鏡PL，該透鏡將PB聚焦到基底W的靶部分C上。藉助於第二定位裝置(和幹涉測量裝置IF)，基底臺WT可以精確地移動，從而在光束PB的路徑上定位不同的靶部分C。類似地，第一定位裝置可以用於相對於光束PB的路徑精確地定位掩膜MA，例如在掩膜MA從掩膜庫機械回復之後或在掃描期間。一般地，將藉助於長衝程模塊(粗略定位)和短衝程模塊(精細定位)實現載物臺MT、WT的移動，圖7中未示出。但是，在晶片步進器的情形中(與步進-掃描工具相對)，掩膜臺MT正好連結到短衝程致動器或者可以固定。
所述的工具可以用於兩種不同的模式在步進模式中，掩膜臺MT必需保持固定，整個掩膜圖像一次投影(即一次「閃光」)到靶部分C上。然後在x和/或y方向移動基底臺WT，使得不同的靶部分C可以被光束PB輻射；在掃描模式中，除了給定的靶部分C不單次「閃光」曝光外，基本上施用相同的情形。相反，掩膜臺MT在指定的方向(所謂的「掃描方向」，如y方向)以速度ν移動，以使投影光束PB掃描整個掩膜圖像；基底臺WT同時在相同或相反的方向上以速度V＝Mν移動，其中M是透鏡PL的放大率(一般地M＝1/4或1/5)。通過這種方式可以曝光較大的靶部分C，不必在解析度上退步。
雖然已描述了本發明的一些特定實施例，但應注意，在不脫離本發明實質的前提下可以以其它的形式實施本發明，所述的實施例只是示意性而非限定性的實例，本發明的範圍由所附的權利要求限定，所有在權利要求範圍內的變化都將落在本發明的範圍之內。
權利要求
1.一種補償透鏡象差的方法，所述方法包括步驟(a)限定一個成本尺度，量化成像系統的成像性能，所述的成本尺度反映了透鏡像差對成像性能的影響；(b)限定一個光源照明輪廓；(c)根據所述光源照明輪廓估算所述成本尺度；(d)修正所述光源照明輪廓，並且根據修改過的光源照明輪廓重新估算所述成本尺度；和(e)重複步驟(d)直到將所述成本尺度降到最小。
2.如權利要求1所述的補償透鏡象差的方法，其特徵在於所述成本尺度的估算結果是一個代表成象系統的成象性能的數字值。
3.如權利要求1所述的補償透鏡象差的方法，還包括形成衍射光學元件的步驟，所述的衍射光學元件實現對應於最小化成本尺度的光源照明輪廓。
4.如權利要求1所述的補償透鏡象差的方法，其特徵在於成本尺度還反映成象過程的曝光範圍情況。
5.一種補償成象系統中透鏡象差的方法，其中成象系統具有用於照明分劃板的照明光源和用於把被分劃板衍射的光束投射到基底上的投影透鏡，所述的方法包括步驟(a)限定一個成本尺度，量化成像系統的成像性能，所述的成本尺度反映了投影透鏡的透鏡像差對成像性能的影響；(b)限定一個定義照射到所述分劃板上的光束的光源照明輪廓；(c)根據所述光源照明輪廓估算所述成本尺度；(d)修正所述光源照明輪廓，並且根據修正過的光源照明輪廓重新估算所述成本尺度；和(e)重複步驟(d)直到將所述成本尺度降到最小；(f)選擇對應於所述最小化成本尺度的光源照明輪廓作為照射所述分劃板的輪廓。
6.一種如權利要求5所述的補償成象系統中透鏡象差的方法，其特徵在於估算所述成本尺度的結果是一個代表所述成象系統的成象性能的數字值。
7.如權利要求5所述的補償透鏡象差的方法，其特徵在於所述成本尺度還反映成象過程的曝光範圍情況。
8.一種用於設計在成象系統中使用的衍射光學元件的方法，所述方法包括步驟(a)限定一個成本尺度，量化成像系統的成像性能，所述的成本尺度反映了投影透鏡的透鏡像差對所述成像性能的影響；(b)限定光源照明輪廓；(c)根據所述光源照明輪廓估算所述成本尺度；(d)修正所述光源照明輪廓，並且根據修正過的光源照明輪廓重新估算所述成本尺度；和(e)重複步驟(d)直到將所述成本尺度降到最小；(f)產生所述的衍射光學元件，該衍射光學元件實現對應於所述最小化成本尺度的光源照明輪廓。
9.如權利要求8所述的用於設計衍射光學元件的方法，其特徵在於所述估算成本尺度的結果是一個代表所述成象系統的成象性能的數字值。
10.一種用於控制計算機的電腦程式產品，其中計算機包括一個可由計算機讀取的記錄介質，記錄在記錄介質上用於指導計算機產生對應於用在成象系統中的衍射光學元件的文件的裝置，所述文件的產生包括步驟(a)限定一個成本尺度，該成本尺度量化成像系統的成像性能，所述的成本尺度反映了投影透鏡的透鏡像差對成像性能的影響；(b)限定光源照明輪廓；(c)根據所述光源照明輪廓估算所述成本尺度；(d)修正所述光源照明輪廓，並且根據修正過的光源照明輪廓重新估算所述成本尺度；和(e)重複步驟(d)直到將所述成本尺度降到最小；(f)限定所述的衍射光學元件，該衍射光學元件實現對應於所述最小化成本尺度的所述光源照明輪廓。
11.如權利要求1所述的補償透鏡象差的方法，其特徵在於所述成本尺度包括成象過程的焦深性能。
12.如權利要求5所述的補償成象系統中透鏡象差的方法，其特徵在於所述成本尺度包括成象過程的焦深性能。
全文摘要
一種補償透鏡象差的方法，包括步驟(a)限定一個成本尺度，該成本尺度量化成像系統的成像性能，所述的成本尺度反映了投影透鏡的透鏡像差對成像性能的影響；(b)限定光源照明輪廓；(c)根據光源照明輪廓估算成本尺度；(d)修正光源照明輪廓，並且根據修正過的光源照明輪廓重新估算成本尺度；和(e)重複步驟(d)直到將成本尺度降到最小。對應於所述最小化成本尺度的光源照明輪廓代表成象裝置的最佳照明。
文檔編號H01L21/027GK1510520SQ20031012374
公開日2004年7月7日 申請日期2003年11月12日 優先權日2002年11月12日
發明者A·利布岑, A 利布岑 申請人:Asml蒙片工具有限公司