[发明专利]照射系统、光刻设备以及照射方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年12月29日递交的美国临时申请61/290,533的优先权，这里通过引用全文并入。

技术领域

本发明大体涉及一种光刻设备。本发明具体应用为照射系统，其形成光刻设备的部分并且尤其地，但不排他地，应用于用于调节光刻设备中极紫外(EUV)辐射束的轮廓的照射系统。

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)制造过程中。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。光刻设备通常包括照射系统，其接收来自源的辐射并产生用于照射图案形成装置的照射束。这种照射系统通常包括强度分布调节布置，其引导、成形和控制束的强度分布。光刻技术被广泛地看作制造集成电路和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着使用光刻技术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻技术正变成允许缩小将要制造的集成电路或其他器件和/或结构的更加关键的因素。图案印刷的极限的理论估计可以由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的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辐射是波长在5-20nm范围内的电磁辐射，例如在13-14nm范围内。已经提出使用波长小于10nm的EUV辐射，例如在5-10nm范围内，例如6.7nm或6.8nm。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通过电子存储环提供的同步加速器辐射的源。

可以使用等离子体产生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提供等离子体的激光器，和用于包含等离子体的源收集器模块。通过引导激光束到例如合适材料(例如锡)的颗粒、或合适气体(例如氙气或锂蒸汽)的束或蒸汽的燃料上形成等离子体。最终的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其使用辐射收集器收集。辐射收集器可以是反射镜正入射辐射收集器，其接收辐射并将辐射聚焦成束。源收集器模块可以包括包围结构或室，布置成提供真空环境以支撑等离子体。这种辐射系统通常称为激光产生等离子体(LPP)源。

在光刻技术领域熟知，可以通过适当地选择照射图案形成装置的角度，即通过适当地选择照射图案形成装置的辐射的角度分布改善图案形成装置的被投影到衬底上的图像。在具有Koehler照射系统的光刻设备中，照射图案形成装置的辐射的角度分布由照射系统的光瞳平面内的照射束的空间强度分布确定。这是因为在光瞳平面处的照射束有效地用作用于产生入射到图案形成装置上的照射束的次级或虚辐射源。在照射系统内光瞳平面处的照射束的空间强度分布形状通常被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在图案形成装置的图形被投影到衬底上时改善处理范围。具体地，具有双极、环形或四极离轴照射模式的空间强度分布的照射束可以加强投影过程的分辨率和/或其他特性，例如对投影系统光学像差的敏感性、曝光范围和焦深。特定的“软极”照射模式也可以对图案形成装置投影到衬底上的图像有积极效果。因此，照射系统通常包括一个或多个装置或结构以引导、成形和控制照射束，使得其在光瞳平面处具有期望的空间强度分布(期望的照射模式)。