微光刻投射设备的操作方法技术

一种操作微光刻投射设备的方法，包含提供掩模(16)、照明系统(12)、以及投射物镜(20)的步骤，其中投射物镜配置为在定位于感光表面(22)上的像场上形成在掩模平面中于掩模(16)上被照明的物场(14)的像。确定在像场中的不同场点的边缘位置误差。接着，以具有角度辐照分布的改良场相依性的投射光照明掩模(16)。基于改良场相依性的角度辐照分布在物场(14)上变化，使得步骤(b)所确定的边缘位置误差在不同场点处减小。

The operation method of the micro beam projecting equipment

A method of operating a microlithographic projection device, comprising providing a mask (16), the lighting system (12), and the projection lens (20) steps, the projection lens is configured to position on the photosensitive surface (22) of the image field formed in the mask plane on the mask (16). The field illumination (14) like. As determined in the edge position error of different sites in the field. Next, the modified field dependent projection light mask (16) has an angle irradiated distribution. The modified field dependence of irradiation angle distribution in object field (14) based on the change of the step (b) edge position error determined in different field decreases.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微光刻投射设备的操作方法
本专利技术一般关于微光刻领域，特别是关于用于投射曝光设备或掩模检查设备的照明系统。本专利技术特别关注于校正边缘位置误差(edgeplacementerror，EPE)，其表示在晶片级的物镜的像平面中的理想和实际特征边缘位置的差异。
技术介绍
微光刻技术(也称作光学光刻或简称光刻)为制造集成电路、液晶显示器和其他微结构装置的技术。微光刻技术工艺连同蚀刻工艺用于在已形成于基板(例如硅晶片)上的薄膜堆叠中图案化特征。在每一制造层，首先将晶片涂布光刻胶，其为对辐射(例如深紫外(DUV)光)敏感的材料。接着，在投射曝光设备中，将顶部具有光刻胶的晶片暴露于投射光。该设备将含有图案的掩模投射至光刻胶上，使得光刻胶仅在由掩模图案所确定的特定位置处曝光。曝光后，将光刻胶显影以产生对应掩模图案的像。接着，蚀刻工艺将图案转印至晶片上的薄膜堆叠。最后，移除光刻胶。以不同掩模重复此工艺产生多层微结构部件。投射曝光设备通常包含光源、以光源所产生的投射光照明掩模的照明系统、对准掩模的掩模台、投射物镜和对准涂布有光刻胶的晶片的晶片对准台。照明系统照明掩模上的场，其可例如具有矩形或弯曲狭缝的形状。在目前的投射曝光设备中，可区分为两种不同类型的设备。在一个类型中，通过将整个掩模图案一下子曝光于目标部分上来照射晶片上的每一个目标部分。这种设备通常称作晶片步进器。在另一类型的设备(其通常称作步进扫描设备或扫描仪)中，通过沿扫描方向在投射光束下逐步扫描掩模图案，同时平行或反平行此方向同步移动基板，来照射每一个目标部分。晶片速度与掩模速度的比等于投射物镜的放大率，其通常小于1，例如1∶4。应理解的是，“掩模”(或掩模母版)一词被广义地解释为图案化装置。常用的掩模包含不透明的或反射式的图案，且可例如为二元、交替相移、衰减相移或多种混合掩模类型。然而，也有主动掩模(activemask)，例如实现为可编程反射镜阵列的掩模。此外，可编程LCD阵列也可作为主动掩模。随着制造微结构装置的技术的进步，对照明系统的要求也不断地提高。理想上，照明系统以具有良好定义的空间和角度辐照分布的投射光照明掩模上照明场的每一点。角度辐照分布一词描述光集束(lightbundle)(其朝掩模平面中的一特定点聚集)的总光能量如何在构成光集束的射线的各个方向中分布。照射在掩模上的投射光的角度辐照分布通常适配于投射至光刻胶上的图案种类。通常，最佳角度辐照分布取决于图案中所含特征的尺寸、方位及节距。投射光最常使用的角度辐照分布称作传统、环形、双极及四极照明设定。这些术语涉及照明系统的光瞳平面中的辐照分布。举例来说，在环形照明设定下，在光瞳平面中仅环形区域被照明。因此，在投射光的角度辐照范围中仅存在小角度范围，且所有光射线皆以类似角度倾斜地照射于掩模上。本领域中已知不同的手段来修改投射光在掩模平面中的角度辐照分布，以实现所需的照明设定。在最简单的例子中，包含一个或多个设备的光阑(光圈)定位于照明系统的光瞳平面中。由于光瞳平面中的位置转换为傅立叶相关场平面(例如掩模平面)中的角度，光瞳平面中孔径的尺寸、形状及位置确定掩模平面中的角度辐照分布。然而，照明设定的任何变化都需要光阑的替换。这使得难以微调照明设定，因为这将需要非常大量的具有稍微不同尺寸、形状或位置的孔径的光阑。此外，光阑的使用将不可避免地导致光耗损，并因此降低设备的产量。因此，许多常见的照明系统包含可调元件，使得可至少在特定程度上连续地改变光瞳平面的照明。许多照明系统使用可交换的衍射光学元件，以在光瞳平面中产生所需的空间辐照分布。若在衍射光学元件与光瞳平面间提供变焦光学系统和一对轴锥体元件，则有可能调整此空间辐照分布。最近已提出使用照明光瞳平面的反射镜阵列。在EP1262836A1中，反射镜阵列实施为包含多于1000个显微反射镜的微机电系统(MEMS)。每一反射镜可在两个彼此垂直的不同平面中倾斜。因此，入射于此反射镜装置的辐射可反射至(实质上)任何所需的半球方向。布置于反射镜阵列与光瞳平面间的聚光透镜将由反射镜产生的反射角度转化为光瞳平面中位置。此已知的照明系统使得可能以多个光斑照明光瞳平面，其中每一光斑与一个特定显微反射镜关联且可通过倾斜此反射镜而在光瞳平面上自由移动。类似的照明系统揭露于US2006/0087634A1、US7,061,582B2、WO2005/026843A2和WO2010/006687A1。US2010/0157269A1揭露一种照明系统，其中微反射镜的阵列直接成像于掩模上。如前所述，通常期望至少在扫描积分之后，以相同辐照和角度辐照分布来照明掩模上的所有点。若以不同的辐照来照明掩模上的点，这通常会造成在晶片级的临界尺寸(CD)的非预期变化。举例来说，当存在辐照变化时，掩模上均匀线在感光层上的像也可能具有沿其长度的辐照变化。因为光刻胶的固定曝光阈值，这类辐照变化直接转换为应由线的像所定义的结构的宽度变化。若角度辐照分布在掩模上的照明场上无意地变化，这对在感光表面上产生的像的质量也有负面的影响。举例来说，若角度辐照分布并非完美平衡，即从一侧照射于掩模点上的光比从相对侧更多，则若感光表面未完美地布置于投射物镜的焦平面中，感光表面上的共轭像点将横向地偏移。针对修改照明场中的空间辐照分布(即辐照的场相依性)，US6,404,499A和US2006/0244941A1提出机械装置，其包含并排布置且平行扫描方向对准的不透明指状光阑元件的两相对阵列。每一对彼此相对的光阑元件可沿扫描方向位移，使得光阑元件的相对末端之间的距离改变。若此装置布置在由物镜成像于掩模上的照明系统的场平面中，则有可能产生狭缝形照明场，其沿扫描方向的宽度可沿交叉扫描方向变化。由于辐照在扫描过程期间积分，因此可针对照明场中的多个交叉扫描位置微调积分辐照(有时也称作照明剂量)。不幸的是这些装置在机械上非常复杂且昂贵。这也由于以下事实：这些装置必须布置在场平面中或非常接近场平面，其中可移动场光阑的叶片通常布置于场平面中。以场相依方式调整角度辐照分布更加困难。这主要因为空间辐照分布仅为空间坐标x、y的函数，而角度辐照分布还取决于角度α、β。WO2012/100791A1揭露了一种照明系统，其中反射镜阵列用于在照明系统的光瞳平面中产生期望的辐照分布。在接近光瞳平面处，布置具有多个光进入分面的蝇眼光学积分器。光进入分面的像叠加于掩模上。反射镜阵列所产生的光斑的面积比光进入分面的总面积至少小5倍。这使得有可能在光进入分面上产生可变的光图案，并因此在照明场的不同部分产生不同的角度辐照分布。举例来说，在照明场的一个部分可产生X双极照明设定且在照明场的另一部分可产生Y双极照明设定。WO2012/028158A1揭露一种照明系统，其中在蝇眼光学积分器的光进入分面上的辐照分布借助于布置于光学积分器之前的多个调制器单元来修改。每一个调制器单元与其中一个光进入分面关联且在不阻挡任何光的情况下可变地重新分布在相关光进入分面上的空间和/或角度辐照分布。以此方式，有可能例如以不同的照明设定照明单个裸芯上与不同半导体装置关联的二个或更多不同部分。未公开的专利申请案PCT/EP2014/003049揭露一种方法，其中在蝇眼光学积分器的光进入分面上的辐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作微光刻投射设备的方法，包含以下步骤：(a)提供‑掩模(16)，‑配置为照明该掩模的照明系统(12)，以及‑配置为在定位于感光表面(22)上的像场上形成物场(14)的像的投射物镜，该物场在掩模平面中于该掩模(16)上被照明；(b)确定在该像场中的不同场点处的边缘位置误差；以及(c)以具有角度辐照分布的改良场相依性的投射光照明该掩模(16)，其中根据该改良场相依性的角度辐照分布在该物场(14)上变化，使得在步骤(b)所确定的边缘位置误差在该不同场点处减小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.21 DE 102015209268.21.一种操作微光刻投射设备的方法，包含以下步骤：(a)提供-掩模(16)，-配置为照明该掩模的照明系统(12)，以及-配置为在定位于感光表面(22)上的像场上形成物场(14)的像的投射物镜，该物场在掩模平面中于该掩模(16)上被照明；(b)确定在该像场中的不同场点处的边缘位置误差；以及(c)以具有角度辐照分布的改良场相依性的投射光照明该掩模(16)，其中根据该改良场相依性的角度辐照分布在该物场(14)上变化，使得在步骤(b)所确定的边缘位置误差在该不同场点处减小。2.如权利要求1所述的方法，其中该步骤(b)包含以下步骤：-以具有该角度辐照分布的原始场相依性的投射光照明该掩模(16)；以及-模拟或测量该感光表面上在该不同场点处的边缘位置误差；并且其中步骤(c)包含改变该角度辐照分布的该原始场相依性以获得该角度辐照分布的改良场相依性的步骤。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(c)包含以具有辐照的改良场相依性的投射光照明该掩模(16)的步骤，其中该辐照在该物场上变化使得在步骤(b)所确定的边缘位置误差在该不同场点处减小。4.如权利要求3所述的方法，其中该步骤(b)包含以下步骤：-以具有该辐照的原始场相依性的投射光照明该掩模(16)；以及-模拟或测量该感光表面上在该不同场点处的边缘位置误差；并且其中步骤(c)包含改变该辐照的原始场相依性以获得该辐照的改良场相依性的步骤。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中该掩模(16)具有包含均匀掩模图案的部分，且其中根据该角度辐照分布的改良场相依性的角度辐照分布在该物场至少于步骤(c)期间的一时刻与该部分重合的一区域上变化。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中该掩模包含具有局部变化特性的非均匀掩模图案，且其中该改良角度辐照分布适配于该掩模图案的局部变化特性。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据该改良场相依性的角度辐照分布至少在一些场点为非远心的，且其中该掩模和该感光表面中的至少一个在步骤(c)之前沿该投射物镜的光轴位移。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在...

【专利技术属性】
技术研发人员：J齐默尔曼，JT诺伊曼，F施勒塞纳，R米勒，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE