[发明专利]通过源和掩模优化创建理想源光谱的方法

说明书

公开了用于增加光刻系统的焦深的系统、方法和计算机程序。在一个方面，一种方法包括提供光谱、掩模图案和光瞳设计，光谱、掩模图案和光瞳设计一起被配置成为光刻系统提供焦深。该方法还包括迭代地改变光谱和掩模图案中的辅助特征以提供增加焦深的经修改的光谱和经修改的掩模图案。该方法还包括基于增加焦深的经修改的光谱和经修改的掩模图案来配置光刻系统的部件。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年10月19日提交的美国申请62/747,951的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本文中的描述总体上涉及改进和优化光刻过程。更具体地，本公开包括用于通过修改光谱、掩模图案和/或光瞳设计来增加光刻系统的焦深的装置、方法和计算机程序。

背景技术

光刻投影设备可以例如在集成电路(IC)的制造中使用。在这种情况下，图案形成装置(例如，掩模)可以包含或提供与IC的单个层相对应的图案(“设计布局”)，并且该图案可以通过诸如穿过图案形成装置上的图案来照射目标部分等方法被转印到已经涂覆有辐射敏感材料层(“抗蚀剂”)的衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或多个管芯)上。通常，单个衬底包含多个相邻目标部分，图案通过光刻投影设备被连续地转印到该多个目标部分，一次一个目标部分。在一种类型的光刻投影设备中，整个图案形成装置上的图案被一次转印到一个目标部分上；这样的设备也可以称为步进器。在替代设备中，步进扫描设备可以引起投影束在给定参考方向(“扫描”方向)上在图案形成装置上扫描，同时使衬底平行于或反向平行于该参考方向同步移动。图案形成装置上的图案的不同部分被逐渐转印到一个目标部分。通常，由于光刻投影设备将具有缩小率M(例如，4)，所以衬底移动的速度F将是投影束扫描图案形成装置的速度的1/M倍。关于光刻设备的更多信息可以在例如US6,046,792(通过引用并入本文)中找到。

在将图案从图案形成装置转印到衬底之前，衬底可以经历各种过程，诸如底涂、抗蚀剂涂覆和软烘烤。在曝光之后，可以对衬底进行其他过程(“曝光后过程”)，诸如曝光后烘烤(PEB)、显影、硬烘烤和转印图案的测量/检查。这一系列过程被用作制造器件(例如，IC)的单个层的基础。然后，衬底可以经历各种工艺，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有这些工艺都旨在完成器件的单个层。如果器件中需要几层，则对每一层重复整个过程或其变型。最终，器件将出现在衬底上的每个目标部分中。然后，通过诸如切片或锯切等技术将这些器件彼此分离，从而可以将单个器件安装在载体上，连接到引脚，等等。

因此，诸如半导体器件等制造器件通常涉及使用多种制造工艺来处理衬底(例如，半导体晶片)以形成器件的各种特征和多个层。通常使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光和离子注入来制造和处理这些层和特征。可以在衬底上的多个管芯上制造多个器件，然后将其分离成单个器件。该器件制造过程可以被认为是图案化工艺。图案化工艺涉及图案化步骤，诸如使用光刻设备中的图案化装置进行光学和/或纳米压印光刻，以将图案化装置上的图案转印到衬底，并且通常但可选地，涉及一个或多个相关图案处理步骤，诸如通过显影设备进行抗蚀剂显影，使用烘烤工具进行衬底的烘烤，使用蚀刻设备使用图案进行蚀刻，等等。

如上所述，光刻是诸如IC等器件的制造中的中心步骤，其中形成在衬底上的图案限定诸如微处理器、存储器芯片等器件的功能元件。类似的光刻技术也用于形成平板显示器、微机电系统(MEMS)和其他设备。

随着半导体制造工艺的不断发展，功能元件的尺寸不断减小，同时每个器件的功能元件(诸如晶体管)的数量在数十年间一直保持稳定增长，遵循被称为“摩尔定律”的趋势。在当前技术水平下，使用光刻投影设备制造器件的各层，该光刻投影设备使用来自深紫外照射源的照射将设计布局投影到衬底上，从而创建尺寸远低于100nm(即，小于照射源(例如，193nm照射源)的辐射波长的一半)的单个功能元件。