用於極高解析度圖案形成的掃描euv幹涉成像的製作方法

2023-05-21 20:25:31

專利名稱：用於極高解析度圖案形成的掃描euv幹涉成像的製作方法
技術領域：
相關申請的交叉引用本申請要求於2007年12月28日遞交的美國臨時申請61/006，185的權益，並且 這裡以參考的方式將所述美國臨時申請全文併入。本發明涉及一種光刻系統，並且更具體地，涉及一種幹涉測量光刻術。
背景技術：
光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底或襯底的一部分上的機器。例如，可以將 光刻設備用在平板顯示器、集成電路(ICs)以及其他涉及精細結構的器件的製造中。在常 規設備中，可以將通常稱為掩模或掩模版的圖案形成裝置用於生成與平板顯示器(或其他 器件)的單個層一致的電路圖案。可以通過成像到提供在襯底上的輻射敏感材料(例如光 致抗蝕劑)的層上而將該圖案轉移到襯底(例如玻璃板)的全部或一部分上。代替電路圖案，圖案形成裝置可以被用於產生其他圖案，例如濾色片圖案或點的 矩陣。代替掩模，圖案形成裝置可以包括圖案形成陣列，其包括獨立可控元件的陣列。與基 於掩模的系統相比，在這種系統中可以更迅速地並且用更少的成本更換圖案。平板顯示器通常是矩形形狀。設計用以曝光這種類型襯底的光刻設備可以提供覆 蓋矩形襯底整個寬度、或覆蓋該寬度的一部分(例如寬度的一半)的曝光區域。可以在曝 光區域下面掃描襯底，同時同步地使掩模或掩模版掃描通過輻射束。這樣，圖案被轉移到襯 底。如果曝光區域覆蓋襯底的整個寬度，則可以用單次掃描完成曝光。如果曝光區域例如 覆蓋襯底寬度的一半，則襯底可以在第一次掃描之後橫向移動，並且典型地實施另一次掃 描以曝光襯底的剩餘部分。由總半導體製造工藝實現的解析度不僅依賴於所用的光學元件，而且依賴於所採 用的化學工藝(例如光致抗蝕劑與蝕刻化學物之間的反應，等)。當解析度達到納米尺度，例如30-100nm，使用常規的掩模、掩模版以及圖案形成陣 列以實現該解析度是非常困難的。目前基於透鏡的系統的解析度限制接近45nm。當用於光刻系統中的光的波長縮短或減小時，通常解析度提高。例如，應用某些使 用處於極紫外(EUV)範圍內的光的光刻系統。然而，這些系統中的很多受到限制這些系統 的解析度(例如在26nm線/間距(L/S)量級)的差的數值孔徑(例如在0. 25數量級)的 困擾。

發明內容
因此，需要一種EUV光刻系統和方法，其不具有受限的數值孔徑並且允許高分辨 率的圖案化。在本發明第一實施例中，提供一種用以將圖案寫入到襯底上的方法，包括以下步 驟。產生第一和第二極紫外(EUV)輻射束。使用曝光單元將第一和第二 EUV輻射束投影到 襯底上。第一和第二輻射束彼此相干以曝光位於襯底的曝光場處的第一組平行線。
在替換的示例中，在將所述圖像寫入到所述襯底上期間相對於所述第一和第二束 移動襯底，或在寫入期間襯底保持靜止。本發明另一實施例提供第一和第二曝光系統。第一曝光系統被用於將圖案寫入到 襯底上並且配置成接收第一極紫外(EUV)輻射束並引導所述第一束到襯底上的曝光場。第 二曝光系統配置成接收第二極紫外(EUV)輻射束並引導所述第二束到所述襯底上的曝光 場。第一曝光系統包括第一束寬度調整系統並且第二曝光系統包括第二束寬度調整系統。 第一和第二束寬度調整系統配置成分別調整第一和第二束的寬度，使得當第一和第二束到 達所述曝光場時第一和第二束各自的路徑長度基本上匹配，以確保在所述曝光場的整個寬 度上第一和第二束基本上相互空間和時間相干。本發明其他實施例、特徵和有益效果，以及本發明的不同實施例的結構和操作在 下文中參照附圖進行描述。


這裡附圖併入說明書中並且形成說明書的一部分，所述附圖示出本發明的一個或 多個實施例並且和說明書一起進一步用來說明本發明的原理，以允許本領域技術人員能夠 實施和使用本發明。圖1和2示出示例性的Talbot幹涉測量圖案化系統；圖3示出EUV幹涉測量圖案化系統。圖4示出狹縫的俯視圖。圖5A-5C示出用以形成修整曝光的處理步驟。圖6A-6C示出用於基於柵格的光刻術的示例性處理步驟。圖7示出根據本發明實施例的表示方法的流程圖。本發明將參照附圖進行描述。在附圖中，相同的附圖標記表示相同或功能相似的 元件。此外，附圖標記的最左邊的數字表示附圖標記首先出現的附圖。
具體實施例方式本說明書公開一個或更多個包含或併入本發明特徵的實施例。所公開的實施例僅 給出本發明的示例。本發明的範圍不限於所公開的實施例。本發明由這裡的權利要求限定。所述的實施例和在說明書中提到的「 一個實施例」、「實施例」、「示例性實施例，，等 表示所述的實施例可以包括特定特徵、結構或特性，但是，每個實施例可以不必包括特定的 特徵、結構或特性。而且，這些段落不必指的是同一個實施例。此外，當特定特徵、結構或特 性與實施例結合進行描述時，應該理解，無論是否明確描述，該特定特徵、結構或特性落入 本領域技術人員所知的知識範圍內，可以實現將該特定特徵、結構或特性與其他實施例的
糹口口。本發明實施例可以應用到硬體、固件、軟體或其任何組合。本發明實施例還可以應 用為存儲在機器可讀介質上的指令，其可以通過一個或更多個處理器讀取和執行。機器可 讀介質可以包括任何用於以機器(例如計算設備)可讀形式存儲或傳送信息的機構。例 如，機器可讀介質可以包括只讀存儲器(ROM)；隨機存取存儲器(RAM)；磁碟存儲媒介；光 學存儲媒介；快閃記憶體設備；傳播信號的電、光、聲或其他形式(例如，載波、紅外信號、數位訊號等)，以及其他。此外，這裡可以將固件、軟體、程序、指令描述成執行特定動作。然而，應該 認識到，這些描述僅為了方便並且這些動作實際上由計算設備、處理器、控制器或其他執行 所述固件、軟體、程序、指令等的設備來完成的。示例性幹涉測量光刻系統圖1示出幹涉測量光刻系統100，本領域通常熟知為塔爾博特(Talbot)幹涉儀。例 如由雷射器(未示出)產生的基本上空間地和時間相干的光束102被入射到分束器104(例 如衍射裝置、衍射光柵、相移分束器或類似)上。分束器104將束102分成第一和第二束 106A和106B。然後，兩個束106A和106B由第一和第二反射表面108A和108B反射分別朝 向襯底110(例如工件、顯示器或類似，下文中稱為襯底)而被重新引導或改變方向。從分 束器104到襯底110的每個路徑(例如，a+c或b+d)有時被稱為幹涉儀100的「臂」。示例 性常規塔爾博特幹涉儀包括美國專利第6882477號和第4596467號以及美國專利申請出版 物第2004-011092-A1和2005-0073671號，其全部以參考的方式併入。幹涉圖案112形成在襯底110的頂部表面。例如，在用於光刻術時，幹涉圖案112 用寫入圖像曝光光致抗蝕劑層(在圖1中未標出)。例如，第一和第二束106A和106B可以 投影到襯底110上以進行幹涉，以便曝光襯底110上的多條線，這些線與由輻射束106A和 106B之間的相長幹涉(constructive interference)引起的最大值的線對應，由兩個輻射 束106A和106B之間的相消幹涉(destructive interference)引起的最小值分隔開。應該認識到，襯底110可以被放置在允許襯底110相對於所述寫入圖像移動(例 如掃描、步進或類似運動)、以允許對襯底110的整個表面形成圖案的臺或平臺(未示出) 上。在另一示例中，在對襯底110成像過程中襯底110可以是靜止的。在一個示例中，分束器104僅產生第一衍射級束，束106A和106B。在不同的示例 中，分束器104可以是相移型、交替相移型、二元相移型或其他類型分束器，正如本領域技 術人員在閱讀本說明書之後認識到的。在一個示例中，束106A在分束器104和反射表面108A之間具有路徑長度a，同時 束106B在分束器104和反射表面108B之間具有路徑長度b。類似地，束106A在反射表面 108A和襯底110之間具有路徑長度c，同時束106B在反射表面108B和襯底110之間具有 路徑長度d。在示出的示例中，Talbot幹涉儀100通常被稱為基本上對稱系統，因為a+c = b+d，這在曝光場114上產生基本上均勻的幹涉帶或條紋(fringe)，這是期望的。在一個示例中，相干輻射102由接收來自輻射源(未示出)的輻射束的照射器(未 示出)產生。在一個示例中，輻射源可以提供具有至少5nm、例如至少lOnm、至少13nm、至少 50nm、至少 lOOnm、至少 150nm、至少 175nm、至少 200nm、至少 250nm、至少 275nm、至少 300nm、 至少325nm、至少350nm、或至少360nm的波長的輻射。在一個示例中，由輻射源提供的輻 射具有至多450nm、例如至多425nm、至多375nm、至多360nm、至多325nm、至多275nm、至多 250nm、至多225nm、至多200nm、至多1 75nm的波長。在一個示例中，輻射具有包括436nm、 405nm、365nm、355nm、248nm、193nm、157nm、和 / 或 126nm 的波長。在一個示例中，輻射包括 大約365nm或大約355nm的波長。在一個示例中，輻射包括波長的寬帶，例如包括365nm、 405nm以及436nm。可以使用355nm雷射源。源和光刻設備可以是分離的單元或子系統(例如當源是受激準分子雷射器)。在 這種情形中，源不被看成形成光刻設備的一部分，並且在包括例如合適的定向反射鏡和/
7或擴束器的束傳遞系統的幫助下輻射束從源傳遞到照射器。圖2示出另一幹涉測量光刻系統200。空間和時間相干光束202入射到分束器204 上。在一個示例中，束202可以由與上面對於束102所述的照射系統和/或輻射系統類似的 照射和/或輻射系統形成。分束器204將束202分成第一和第二束206A和206B。在一個 示例中，分束器204僅產生第一衍射級束，束206A和206B。隨後分別通過第一和第二反射 表面208A和208B朝向襯底210反射這兩個束206A和206B而使其改變方向。在襯底210 的頂部表面形成幹涉圖案212。再次，在一個光刻示例中，幹涉圖案212曝光在曝光場214 上的光致抗蝕劑層(在圖2中未標出)。束206A和206B和襯底210可以如上所述的那樣 相對於彼此移動或保持靜止。與圖1中的反射表面108A和108B的取向相比，在圖2中的反射表面208A和208B 被取向在允許大角度入射在襯底210上的那些位置。與通過幹涉條紋112在襯底上形成圖 案相比，大角度入射允許通過幹涉條紋212在襯底210上形成的圖案解析度提高。在一個示例中，束206A在分束器204和反射表面208A之間具有路徑長度a，同時 束206B在分束器204和反射表面208B之間具有路徑長度b。類似地，束206A在反射表面 208A和襯底210之間具有路徑長度c，同時束206B在反射表面208B和襯底210之間具有 路徑長度d。在示出的示例中，幹涉儀200可以被稱為非對稱系統，因為a+c Φ b+d，這在整 個曝光場214上可能產生基本上不一致的幹涉帶或條紋(fringe)，這是不期望的。例如， 雖然幹涉條紋在中央位置216處很好地形成並具有高的對比度，然而沿任何方向移離中央 位置216導致由於束206A和206B的時間相干的損失帶來的束路徑長度的差異以及圖像對 比值的差異。束206A和206B不能在它們整個寬度上正確地幹涉，而僅在曝光場214的中 央216處正確地幹涉。因此，以幹涉條紋212的高解析度在場214中產生圖像可能沒有一 致的對比度，即在曝光場214的中央216處存在最大對比度。因此，僅部分條紋212可以產 生最優的圖像。因為幹涉儀200是非對稱系統，在曝光場214的整個寬度上相干性匹配會存在問 題。存在兩種類型的相干性通常對於這種類型的成像有意義(1)空間相干性(即基於空 間/位置)和⑵時間相干性(即基於時間)，下面更詳細地介紹。通常相干性的概念與相 的穩定性或可預測性相關。襯底位置處的射線來自分束器204上相同位置。空間相干性描述的是空間中的不同點處的光束之間的相關性。空間相干性被 描述為距離的函數，即空間相干性是在束的橫截面的整個直徑上的固定相位關係的維持 (maintenance)0時間相干性描述的是在時間的不同時刻觀察到的光束之間的相關性或可預測的 關係。在光學中，通過結合來自相同源但是具有已知的路徑長度差值的束並且觀察所產生 的幹涉圖案，測量時間相干性。在一個示例中，通過用束的帶寬除波長的平方來計算時間相 幹長度。在一個示例中，因為在分束器204處束角度與在襯底210處的角度不一樣，相干性 匹配(時間相干性)可以變得不匹配，這導致不對稱的路徑長度(例如a+c ^ b+d)。例如， 基於其具有完全對稱的路徑長度的原因，對於Talbot幹涉儀100角度是相同的。這導致來 自兩個幹涉的雷射束106A和106B的條紋112在曝光場114上的所有點或位置上是相同的。 然而，基於Talbot幹涉儀200對於兩個幹涉束206A和206B不具有完全對稱的路徑長度的原因，對於Talbot幹涉儀200角度是不同的。這會導致隨著束206A和206B從場214的中 央216移離，條紋對比度相差一增量。在一個示例中，極高解析度成像的情形可能只能利用 用於成像的場214的中間216的中央帶，這減小了用於成像的場214的可用部分的尺寸，降 低了產出。為了使幹涉測量光刻系統200中的路徑長度相等，可以在路徑a和b內分別插 入束寬度調整系統218A和218B。束寬度調整系統218A和218B配置成分別調整束206A 和206B的束寬度，使得當束206A和206B到達曝光場214時它們的路徑長度匹配，以確 保束206A和206B在曝光場214的整個寬度上是相互空間和時間相干的。關於更多的 有關束寬度調整系統218A和218B的信息，請見例如於2005年12月29日遞交的名稱 為 『『 Interferometric Lithography System and Method Used To Generate EqualPath Lengths Of Interfering Beams」的美國專利申請出版物第2007/0153250號，這裡通過參 考全文併入。幹涉測量光刻系統100和200是初級基於透鏡的系統，因此對於使用極紫外(EUV) 輻射曝光襯底或工件時用於在襯底上印刷圖案不是最理想的。此外，使用EUV輻射的光刻 系統具有限制其解析度(例如大約26nm線/間距(L/S))的受限的數值孔徑(例如，在不 會受到遮蔽效應影響的情況下大約在0. 25-0. 4之間)。而且，這些EUV系統還受限於所用 的反射鏡數量。因為反射鏡通常不是高效的(例如大約66%的效率)，當在這種系統中的 反射鏡的數量增加時，性能嚴重降低。示例性EUV幹涉測量實施例圖3示出幹涉儀300，其包括分束器304、凹面鏡308A和308B、凸面鏡3IOA和3IOB 以及平面鏡312A和312B。例如，光學元件308A、310A以及312A可以是第一曝光系統，而光 學元件308B、310B以及310C可以是第二曝光系統。反射鏡308A-312A和308B-312B可以 形成在防止由於入射輻射產生的熱帶來的膨脹的低膨脹玻璃上，並且可以由交替的鉬和矽 的層形成。在一實施例中，這種反射鏡具有大約66%的效率。相干的EUV輻射束302入射 到分束器304。束302可以由同步或常規的等離子體源(例如雷射獲得或高能電子放電) 產生。分束器304將EUV輻射束302分成第一束306A和第二束306B。第一束306A被凹 面鏡308A和凸面鏡3IOA反射到平面鏡312A上，平面鏡引導束306A到襯底301上。類似 地，第二束306B被凹面鏡308B和凸面鏡310B反射到平面鏡312B上，平面鏡引導束306B 到襯底301上。在一實施例中，襯底301基本上與參照圖1描述的襯底110或參照圖2描 述的襯底210相似。襯底301通常定位在幹涉儀300的焦平面內，在襯底301的頂部表面 上形成幹涉圖案303。在光刻示例中，幹涉圖案303曝光在整個曝光場305中的光致抗蝕劑 層(在圖3中未標出)。此外，可以認識到，襯底301可以位於允許襯底301相對於寫入圖 像移動的平臺、臺或類似物(未示出)上，以允許使用不同的技術使襯底301的整個表面形 成圖案，正如本領域技術人員在閱讀和理解本說明書的基礎上將會認識到的。可選地，襯底 301可以保持靜止。如圖3所示，幹涉儀300是基於反射或基於反射鏡的系統。例如，並分別與參照圖 1和2描述的分束器104和204對比，分束器304是反射型分束器。因此，正如圖3所示， 束302入射到分束器304面對襯底301的表面304a，而不是象在系統100和200中入射到 背離襯底301的表面。為了允許束302入射到分束器304的表面304a而不會干擾襯底301
9和/或幹涉儀300的元件，束302以不平行於包括襯底301的法向量(未示出)的平面的 角度入射到分束器304上。換句話說，束302不平行於示出圖3的紙面的平面。這允許束 302避免與襯底301和幹涉儀300的元件相互作用，同時仍然入射到分束器304的表面304a上。在一實施例中，束302以大約6度的角度入射到包括襯底301的法向量的平面上。在一實施例中，分束器304是包括一組線的衍射裝置。在這種實施方式中，線可以 配置使得它們垂直於束302，使得可能由分束器302的拓撲引起的遮蔽基本上被減小或消 除。在一實施例中，凹面鏡308A和凸面鏡310A形成第一束寬度調整系統，而凹面鏡 308B和凸面鏡310B形成第二束寬度調整系統，它們分別類似於參照圖2描述的束寬度調整 系統218A和218B。然而，與是基於透鏡的系統的束寬度調整系統218A和218B對比，由反 射鏡308A、308B、310A、310B形成的束寬度調整系統是基於反射鏡的系統，使得它們可以收 集EUV輻射。因此，幹涉儀300包括第一和第二曝光系統，它們分別包括第一和第二束寬度 調整系統，並分別包括平面鏡312A和312B。束306A以寬度Wa入射到凹面鏡308A上，並以寬度Wb離開凸面鏡310A。束306B
也入射到凹面鏡308B上並且以相同的寬度離開凸面鏡310B (未示出)。束寬度調整系統的
縮小率M可以表示為
的值由反射鏡308A、308B、310A、310B的各個曲率確定。
在一實施例中，反射鏡308A、308B、310A和310B的曲率被選定使得在束306A和306B到達 曝光場305時各個束的路徑長度基本上相同，以確保束306A和306B在曝光場305的整個 寬度上是相互空間和時間相干的。束306A在分束器304和凹面鏡308A之間具有長度a、從 凹面鏡308A到凸面鏡310A長度為a，、凸面鏡310A與平面鏡312A之間長度為a」，以及在 平面鏡312A和襯底301之間長度為C。類似地，束306B在分束器304和凹面鏡308B之間 具有長度b、從凹面鏡308B到凸面鏡310B長度為b，、凸面鏡310B與平面鏡312B之間長度 為b」，以及在平面鏡312B和襯底301之間長度為d。反射鏡308A、308B、310A以及310B的 曲率選定使得(a+a' +a" )+c= (b+b' +b〃)+d，使得在整個曝光場305中形成基本上一 致的條紋303。此外，幹涉儀300可選地包括使用分別耦合到凹面鏡308A、凸面鏡310A以及平面 鏡312A的致動器318、320以及322和控制器316的動態束寬度調整。控制器316耦合到 探測器314。探測器314配置用以感測形成在襯底301上的幹涉圖案303的條紋的對比度， 並產生表示所感測的對比度的信號。控制器316接收由探測器314產生的信號，並產生表 示將會增強幹涉圖案303的條紋的對比度的凹面鏡308A和/或凸面鏡310A的位置和/或 取向的調節的控制信號。致動器3 18和320接收控制信號並分別調節凹面鏡308A和/或 凸面鏡310A的位置、形狀和/或取向。例如，凹面鏡308A和/或凸面鏡310A可以是本領 域中已知的可變形的反射鏡。例如，控制器3 16可以確定通過移動凹面鏡308A預定距離 或使凹面鏡308A變形預定量可以增大幹涉圖案303的條紋的對比度。在這種實施方式中， 控制器316產生由致動器318接收的相應的控制信號。隨後，致動器318將凹面鏡308A的 位置或形狀調節預定的距離或量。形成在襯底301上的特徵(例如，線)的節距至少部分地依賴於平面鏡312A的角度θ。為了調節形成在襯底301上的線的節距，然後，控制器316還可以配置成輸出第二控 制信號。致動器322接收第二控制信號並由此調節平面鏡312Α的傾斜(例如調節Θ)。在 另一實施例中，傾斜的平面鏡312Α導致形成在襯底301上的線的節距的微調。控制器316 還可以操作以粗略地調節形成的線的節距。具體地，控制器316可以配置成產生第三控制 信號，其由致動器318和320接收。響應於第三控制信號，致動器318和/或320用具有不 同曲率的另一反射鏡代替或交換凹面鏡308Α和/或凸面鏡310Α，或者改變凹面鏡308Α和 /或凸面鏡310Α的曲率。例如，為了大致調整線的節距，控制器316可以產生由致動器318 接收的信號。作為響應，致動器318可以用具有不同曲率的另一凹面鏡代替或交換凹面鏡 308Α，或改變凹面鏡308Α的曲率。而且，控制器316與致動器318Α和/或320Α —起也可以 配置成再次調節幹涉儀300的元件(例如代替凹面鏡308Α和/或凸面鏡310Α的反射鏡) 的位置、形狀和/或取向，使得保持時間和空間相干。上面已經相對於反射鏡308Α、310Α以及312Α和致動器318-322描述了有關控制 器316的實施例。然而，也可以以相同的方式配置耦合到反射鏡308Β、310Β以及312Β (用虛 線示出)的致動器。耦合到反射鏡308Β、310Β以及312Β的致動器可以耦合到控制器316， 並且接收由其產生的控制信號，或可以耦合到產生另一組相似控制信號的第二控制器(未 示出)。在束306Α和306Β分別由平面鏡312Α和312Β反射之後，它們通過可選的狹縫324 曝光襯底301。在一實施例中，狹縫324基本上是矩形的，使得在襯底301上形成矩形。然 而，在替換的實施例中，幹涉儀300可以不包括狹縫並且束306Α和306Β可以曝光整個或基 本上整個襯底301。因而，幹涉儀300可以配置成通過曝光矩形(或著，基於狹縫324的形 狀的其他形狀)並且在狹縫324下面移動襯底301來曝光一組平行的線，使得形成該組線。 替換地，幹涉儀300可以不包括狹縫324，而是第一和第二束寬度調整系統與平面鏡312Α和 312Β 一起可以配置成使得束306Α和306Β在襯底301上形成幹涉圖案303，從而形成一組 線。參照圖4更詳細地描述幹涉儀300包括狹縫324的實施例。幹涉儀300還可選地包括修整孔326。修整孔326配置成阻止部分光束306Α和 306Β曝光襯底301。在還一實施例中，修整孔326配置成阻止散射輻射曝光襯底301。如果 不被阻止，通常散射輻射可以曝光襯底301的任意部分，並且降低由幹涉儀300在襯底301 上形成的圖像的解析度。附加地，或替換地，幹涉儀300可以被用於執行基於柵格的光刻，下面參照圖 5A-5C和6A-6C進行描述。在基於柵格的光刻技術中，一旦第一組平行線被曝光，襯底301 可以旋轉90度並且曝光第二組平行線。第二組線基本上垂直於第一組平行線。因此，通過 印刷兩組相互垂直的平行線，可以形成柵格。然後，可以通過附加的曝光將柵格修整成想要 的圖案。然後基於柵格的曝光術允許使用具有相對高的數值孔徑(例如相對於其他EUV系 統的大約0.4，可以是大約0. 9)並可以形成非常精細的平行線(例如在使用具有大約13nm 波長的EUV輻射的情況下是4nm(L/S))以用作形成精細圖案的基礎的裝置(例如幹涉儀 300)。而且，如圖3所示，幹涉儀300可以通過在每條束路徑上僅設置三個反射鏡來提高 照射效率，這與其他可以在每條束路徑中包括六個或更多個反射鏡的EUV光刻系統相反。 照射效率提高是因為，如上所述，反射鏡通常是低效率的，因此僅使用三個反射鏡意味著對已有EUV系統有很大的改善。圖4示出根據本發明的實施例的配置成接收束306A和306B的狹縫324的俯視圖。 束306A和306B通過狹縫324，使得它們被用於曝光襯底301上的平行線。如圖4所示，狹 縫324基本上是矩形。因此，通過曝光狹縫324，在襯底301上形成一個或更多個矩形。耦 合到臺404的致動器402配置成相對於幹涉束306A和306B移動襯底301以便形成一個或 更多個線。在這種方式中，一組平行的線可以被曝光在襯底301上。而且，致動器402和臺 404還可以配置成旋轉襯底301，使得基本上垂直於初始組平行線的另一組平行線可以被 曝光，如下參考圖6A-6C所述和所示。附加地或替換地，使用圖3和圖4的系統可以執行兩次圖案化。通過兩次圖案化， 致動器402和臺404也可以配置成移動襯底301，使得在起初形成的平行線之後，形成第二 組平行線。第二組平行線可以形成在第一組平行線之間。在一實施例中，這種兩次圖案化 可以使曝光裝置的解析度翻倍。在另一實施例中，一組平行線可以被修整以在襯底上形成一組想要的特徵(未示 出)。圖5A、B和C示出根據本發明實施例的示例的處理步驟以形成修整曝光。在圖5A中， 在襯底上形成平行線500。在一實施例中，參照圖3，幹涉儀300可以被用於形成平行線500。 在圖5B中，區域502a和502b被選擇作為希望在最終圖案中出現的特徵。在圖5B中，示出 的區域502a和502b是基本上矩形的。然而，正如本領域技術人員認識到的，可以選擇不同 類型形狀的區域。隨後，僅留下保持在最終圖案504中的所選區域502a和502b，而曝光圖 5C中所選區域502a和502b以外的區域。在基於柵格的光刻術中，在襯底上形成柵格(未示出)，然後由柵格形成具體的圖 案。圖6A、B和C示出根據本發明實施例的基於柵格的光刻術的示例性處理步驟。圖6A示 出形成在襯底上的平行線500。如上所述，平行線500可以由幹涉儀300形成。在圖6B中， 隨後相對於曝光裝置襯底被旋轉90度並且形成第二組平行線602以形成柵格604。第二組 平行線中的線是基本上垂直於平行線500的。然後由柵格604選擇一區域。在圖6C中，與 參照圖5C所述的修整類似，所選區域外部的區域也可以被曝光。而且，在所選區域內的區 域也可以被曝光。例如，所選的區域可以包括鄰近的列606a和606b (見圖6B)的一部分。 為了形成包括由間距分隔開的列606a和606b的圖案610，也可以曝光列606a和其他類似 列(例如交替的列)。這中工藝被應用於所選區域的列的剩餘部分以最終形成圖案610。在一實施例中，圖案610可以用於形成存儲單元。在替換的實施例中，類似的設計 步驟，即通過曝光垂直線組而形成柵格以及修整所得柵格，還可以用於實現例如NAND等其 他結構和其他邏輯部件以及堆棧式存儲技術。示例性操作圖7示出表示方法700的流程圖。例如，使用圖3和4中的幹涉光刻工具將圖案 寫入到襯底上的方法。在方框702中，產生EUV輻射的第一和第二束。在方框704中，第一和第二束被投 影到襯底上。第一和第二束幹涉，使得一組平行的線在襯底的曝光場處被曝光。在可選的 方框706中，相對於曝光單元移動襯底。在可選的方框708中，EUV輻射的第三和第四束被 投影到襯底上。在一實施例中，可選的方框706和708表示襯底的第二次曝光。例如，在由第一和
12第二束形成一組平行線之後，襯底可以被再次移動和曝光，使得形成第二組平行線。例如， 可以移動襯底，使得第二組平行線被形成在第一組平行線中的各條線之間。附加地，或替換 地，襯底可以被旋轉使得可以形成另一組基本上垂直於第一組平行線的平行線(例如通過 旋轉襯底基本上90度)。在可選的方框714中，曝光圖案進一步被修整以形成所需的圖案。在另一實施例 中，通過進一步修整可以使用交叉的第一和第二組平行線，正如參照圖6所述的，以形成可 以用作形成在襯底上的特徵的基礎的柵格。在上述實施例中，相對於曝光裝置移動襯底。正如本領域技術人員認識到的，在不 脫離本發明的範圍和精神的情況下，附加地或替換地，可以相對於襯底移動曝光裝置以形 成上述圖案。雖然上述實施例已經具體參照EUV輻射進行描述，但是其他類型的輻射也可以使 用。例如，幹涉儀300還可以使用X射線輻射。在這種實施例中，束302可以是X射線輻射 束而不是EUV輻射束。雖然在本文中詳述了光刻設備用在製造具體器件(例如集成電路或平板顯示器) 中的應用，但是應該理解到，這裡所述的光刻設備可以有其他的應用。這些應用包括但不限 於，製造集成電路、集成光學系統、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器 (IXDs)、薄膜磁頭、微電子機械裝置(MEMS)、發光二極體(LEDs)等。此外，例如在平板顯示 器中，本設備可以用於幫助形成多個層，例如薄膜電晶體層和/或濾色片層。雖然上面已經具體參考了本發明實施例用於光學光刻技術的情況，但是應該認識 到，本發明可以用於其他應用中，例如浸沒光刻。光刻設備還可以是這種類型，其中襯底的 至少一部分可以由具有相對高的折射率的「浸沒液體」(例如水)覆蓋，以便充滿投影系統 和襯底之間的空間。浸沒液體還可以應用到光刻設備中的其他空間，例如圖案形成裝置和 投影系統之間。浸沒技術用於提高投影系統的數值孔徑在本領域中是已知的。這裡所使用 的術語「浸沒」並不意味著例如襯底等結構必須浸沒到液體內，而僅意味著在曝光期間液體 位於投影系統和襯底之間。雖然上面已經描述了本發明的具體實施例，應該認識到，本發明是可以應用到上 述以外的情形中。例如，本發明可以採用包含用於描述一種如上面公開的方法的一個或更 多個機器可讀指令序列的電腦程式的形式，或具有存儲其中的這種電腦程式的數據存 儲介質(例如半導體存儲器、磁碟或光碟)的形式。結論雖然上面已經描述了本發明的多個實施方式，應該理解，這些實施方式僅以示例 的方式給出，而不是限定性的。在不脫離本發明的精神和範圍的情況下對本發明作出形式 和細節上的修改對本領域技術人員是顯而易見的。因此，本發明的寬度和範圍不應該受到 上述示例性實施例的限制，而應該根據權利要求及其等同進行限定。可以認識到，不是「發明內容」和「摘要」部分而是用「具體實施例」部分用於解釋 權利要求。「發明內容」和「摘要」部分可以列舉一個或更多個、但不是發明人想到的本發明 的全部實施方式，並且並不以任何方式限制本發明和權利要求。
權利要求
一種器件製造方法，包括步驟(a)產生第一和第二極紫外(EUV)輻射束；和(b)使用曝光單元以將所述第一和第二EUV輻射束投影到襯底上，使得所述第一和第二輻射束相互幹涉，以在襯底的曝光場處曝光第一組平行線。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括步驟 以等於90度或基本上等於90度的角旋轉所述襯底； 產生第三和第四EUV輻射束；和使用所述曝光單元以將所述第三和第四EUV輻射束投影到所述襯底上，使得所述第三 和第四輻射束相互幹涉，以在所述襯底的各個目標區域上曝光第二組平行線，其中所述第 二組平行線基本上垂直於所述第一組平行線。
3.根據權利要求2所述的方法，還包括步驟修整由根據權利要求2所述的方法得到的圖案以形成特徵。
4.根據前述權利要求中任一個所述的方法，還包括步驟 產生第三和第四EUV輻射束；和使用所述曝光單元以將所述第三和第四EUV輻射束投影到所述襯底上，使得所述第三 和第四輻射束相互幹涉，以在所述襯底的各個目標區域上曝光第二組平行線，其中所述第 二組平行線相間配置在所述第一組平行線的各條線之間且平行於所述第一組平行線。
5.根據前述權利要求中任一個所述的方法，其中步驟(b)包括使用所述曝光單元將所述第一和第二 EUV輻射束投影到所述襯底上，使得所述第一和 第二輻射束相互幹涉，以曝光在所述襯底的目標區域上的矩形；和 相對於所述曝光單元移動所述襯底，使得線被曝光在所述襯底上。
6.根據權利要求5所述的方法，還包括步驟以等於90度或基本上等於90度的角度旋轉所述襯底； 產生第三和第四EUV輻射束；使用所述曝光單元將所述第三和第四EUV輻射束投影到所述襯底上，使得所述第三和 第四輻射束相互幹涉，以曝光所述襯底的第二目標區域上的第二矩形；和相對於所述曝光單元移動所述襯底，使得基本上垂直於所述第一線的第二線被曝光。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中步驟(b)包括使用第一組反射鏡來引導所述第一束和使用第二組反射鏡以引導所述第二束，使得所 述第一和第二束的各自的路徑長度在所述曝光場處基本上相等，使得所述第一和第二束在 所述曝光場的整個寬度上基本上是相互空間相干和時間相干的。
8.根據權利要求7所述的方法，其中步驟(b)還包括使用所述第一組反射鏡和所述第二組反射鏡分別減小、擴展或縮小所述第一和第二束ο
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述步驟(a)包括 將EUV輻射束分開，以產生所述第一和第二束。
10.根據權利要求9所述的方法，其中步驟(a)還包括 接收不平行於包括所述襯底的法向量的平面的所述束，其中所述束基本上垂直於用於分開所述第一束的分束器的線，使得由所述分束器的拓撲引起的遮蔽基本上被減小或消除。
11.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中步驟(a)包括衍射EUV輻射束以產生所述第一和第二束。
12.—種幹涉測量光刻設備，包括第一曝光系統，配置成接收第一極紫外(EUV)輻射束並且引導所述第一束到襯底上的 曝光場上，所述第一曝光系統包括第一束寬度調整系統；和第二曝光系統，配置成接收第二 EUV輻射束並且引導所述第二束到所述襯底上的所述 曝光場上，使得所述第一和第二束相互幹涉，以在所述襯底的所述曝光場處曝光第一組平 行線，所述第二曝光系統包括第二束寬度調整系統，其中，所述第一和第二束寬度調整系統配置成分別調整所述第一和第二束的寬度，使 得所述第一和第二束的各路徑長度在所述曝光場處基本上相等，以便所述第一和第二束在 所述曝光場的整個寬度上是基本上相互空間相干和時間相干的。
13.根據權利要求12所述的設備，還包括探測器，配置成感測在所述曝光場上形成的條紋的對比度並產生信號；控制器，配置成接收所述信號並由此產生控制信號；和致動器，配置成基於所述控制信號調整所述第一束寬度調整系統的元件的位置、形狀 或方向，以便提高在所述曝光場上的對比度。
14.根據權利要求12或權利要求17所述的設備，還包括反射鏡，配置成接收來自所述第一束寬度調整系統的所述第一束並將所述第一束反射 到所述襯底上；和致動器，配置成調整所述反射鏡的角度以調整形成在所述襯底上的線的節距。
15.根據權利要求12-14中任一項所述的設備，還包括致動器，配置成更換所述第一束寬度調整系統的元件或使所述第一束寬度調整系統的 所述元件變形，以便調整形成在所述襯底上的線的節距。
16.根據權利要求12-15中任一項所述的設備，其中所述第一束寬度調整系統包括凹 面鏡和凸面鏡，其中所述凹面鏡和凸面鏡的曲率被選定成使得在所述曝光場上形成基本上 均勻的條紋。
17.根據權利要求12-16中任一項所述的設備，還包括致動器，配置成以等於90度或基本上等於90度的角度旋轉所述襯底，其中所述第一和第二曝光系統配置成在所述襯底旋轉90度之後曝光第二組平行線， 使得所述第二組平行線垂直於所述第一組平行線。
18.根據權利要求12-19中任一項所述的設備，其中所述第一曝光系統和所述第二曝 光系統配置成使得矩形被曝光到所述襯底的目標區域上。
19.根據權利要求18所述的設備，還包括致動器，配置成移動所述襯底，使得所述第一組平行線被曝光到所述襯底上，其中所述致動器配置成旋轉所述襯底90度並且移動所述襯底，使得形成垂直於所述 第一組平行線的第二組平行線。
20.根據權利要求12-19中任一項所述的設備，還包括致動器，配置成移動所述襯底，其中所述第一和第二曝光系統配置成在所述襯底移動之後，曝光相間配置在所述第一組平行線的各個線之間的第二組平行線。
21.根據權利要求12-20中任一項所述的設備，還包括分束器，配置成接收第三EUV輻射束並且產生所述第一和第二束。
22.根據權利要求21所述的設備，其中 所述分束器包括多條線；所述第三束垂直於所述分束器的所述多條線；以及 所述第三束不平行於包括所述襯底的法向量的平面。
23.根據權利要求12至22中任一項所述的設備，還包括修整孔，所述修整孔被配置用於阻擋所述第一和第二束的一部分以避免其曝光所述襯
全文摘要
本發明提供一種用於將圖案寫入到襯底上的系統和方法。產生第一和第二極紫外(EUV)輻射束。使用曝光單元以將第一和第二EUV輻射束投影到襯底上。第一和第二輻射束相互幹涉，以在襯底的曝光場處曝光第一組平行線。
文檔編號G03F7/20GK101910951SQ200880123284
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月23日 優先權日2007年12月28日
發明者亨利·塞維爾 申請人:Asml控股股份有限公司