[发明专利]光刻设备以及器件制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年12月23日递交的美国临时申请61/289,736的优先权，其通过引用全部并入本文。

技术领域

本发明涉及一种光刻设备以及一种用于制造器件的方法。

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。光刻设备可用于例如集成电路(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待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(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，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现图案的转移。通常，单一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。

光刻术被广泛认为是制造集成电路(ICs)和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着使用光刻术形成的特征的尺寸变得越来越小，对于制造微型的IC或其他器件和/或结构来说，光刻术正变成更加关键的因素。图案印刷的极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式(1)所示：

CD=k1*λNA---(1)]]>

其中λ是所用辐射的波长，NA是用以印刷图案的投影系统的数值孔径，k₁是随工艺变化的调节因子，也称为瑞利常数，CD是所印刷的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。由等式(1)知道，特征的最小可印刷尺寸减小可以由三种途径获得：通过缩短曝光波长λ、通过增大数值孔径NA或通过减小k₁的值。

为了缩短曝光波长，并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是具有10-20nm范围内波长的电磁辐射，例如在13-14nm范围内波长的电磁辐射。还提出，可以使用小于10nm波长的EUV辐射，例如在5-10nm范围内的波长，例如6.7nm或6.8nm波长。这种辐射被称为极紫外辐射或软x射线辐射。可用的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或基于由电子存储环提供的同步加速器辐射的源。

可以通过使用等离子体来产生EUV辐射。用于产生EUV辐射的辐射系统可以包括用于激发燃料以产生等离子体的激光器和用于容装等离子体的源收集器模块。例如通过将激光束引导到燃料(例如合适材料(例如锡)的颗粒或合适气体或蒸汽的流(例如氙气或锂蒸汽))，可以产生等离子体。所形成的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用辐射收集器来收集。辐射收集器可以是镜像的正入射辐射收集器，其接收辐射并将辐射聚焦为束。源收集器模块可以包括包围结构或腔，其布置成提供真空环境以支持等离子体。这种辐射系统通常称为激光产生等离子体(LPP)源。

在光刻术领域中熟知的是，图案形成装置的投影到衬底上的图像可以通过适当地选择照射图案形成装置的角度来改进，即通过适当地选择照射图案形成装置的辐射的角度分布来改进。在具有科勒(Koehler)照射系统的光刻设备中，由照射系统的光瞳平面内的照射束的空间强度分布确定照射图案形成装置的辐射的角度分布。这是因为光瞳平面上的照射束有效地用作次级或虚拟的辐射源，用于形成入射到图案形成装置上的照射束。照射束在照射系统内的光瞳平面处的空间强度分布的形状通常称为照射模式或轮廓。

在光瞳平面处具有特定空间强度分布的照射束改进了在将图案形成装置的图像投影到衬底上时的处理范围。理论上，对于将要被成像的给定图案，可以计算最优的照射模式。然而，这很少实现，因为计算困难并且不可能在任何情况下都可以或经济上可行地在光瞳平面内实现想要的强度分布。因此，在许多情形中，根据将要成像的图案的特性选择一组预定的标准的照射模式中的一个，例如双极、环形或四极离轴照射模式。可以调节这些模式的某些参数，例如对于极的光学轴线的距离和尺寸或环形照射模式的内径和外径(σinner和σouter)。所选择的模式可以提高投影的分辨率和/或其他参数，例如对投影系统光学像差、曝光范围以及焦深的敏感度。