用于光刻的光源制造技术

公开了一种用于光刻的混合光源。根据本发明专利技术的实施例，光源包括：头部，耦合到头部的第一组极，该第一组极设置在邻近于头部的外部边缘处，以及耦合到头部的第二组极，其位于所述外部边缘和头部中心之间。根据本发明专利技术进一步的实施例，可调整该极以改变光源的特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及到半导体处理，尤其涉及到用于光刻的光源。
技术介绍
集成电路如微处理器通常包括具有形成于其中的很多半导体器件的硅或者其它衬底。该器件通过由掺杂、增加层等改变衬底的指定区域来形成。然后在衬底的顶部上形成几层氧化物、金属等，以提供器件之间的电互连。可使用公知为光刻的技术来产生用于器件和互连的图形。光刻通常包括在将被图形化的对象上沉积一层光致抗蚀剂、将光致抗蚀剂的一部分暴露到穿过图形化的掩模的光以将其软化、和移除抗蚀剂的暴露部分。然后使用选择性蚀刻来移除在移除的抗蚀剂下方的暴露材料，其中选择该选择性蚀刻以移除暴露的材料而不移除光致抗蚀剂。在蚀刻掉暴露区域之后，可移除剩下的光致抗蚀剂。为了增加器件密度并降低整体器件尺寸，各个部件日益变小。结果，需要改善用于图形化抗蚀剂的光学元件，以允许更紧密的间距以及由此更小的器件尺寸。“间距”指的是在衬底上的部件中心到中心的距离，且通常表示为纳米(nm)。目前小器件在140nm间距范围内。衬底可包括形成于其上的几种不同尺寸的半导体器件。例如，闪存芯片可包括在140nm间距范围内图形化的闪存单元，以及在240-440nm间距范围内图形化的控制器。为了图形化一层光致抗蚀剂，来自光源的光首先穿过掩模照射，然后穿过透镜，该透镜将入射光聚焦到光致抗蚀剂上。理想地，该光将直接聚焦到抗蚀剂的表面上，然而，由于各种原因，包括入射振动、温度和压力不规则性等，衬底将向着透镜移动和远离透镜移动，将焦点远离衬底表面移动。散焦指的是从聚焦点到衬底表面的距离。例如，如果将光源聚焦在衬底表面上方150nm处，则认为散焦是+150nm。“聚焦深度”(DOF)是可通过其形成半导体器件而没有误差的散焦容限的范围。通常，如果散焦超出DOF，则半导体器件由于未完成或者错误成像而导致生产故障。掩模增强误差因数(MEEF)指的是当将掩模转移到抗蚀剂上时将增加的在掩模中存在的误差的数量。MEEF因数主要取决于光源和抗蚀剂工艺。例如，光源可具有3MEEF。通过使用该光源，如果在掩模上的特征错位1nm，则当将其转移到光致抗蚀剂上时，该特征将会错位3nm。降低光源的MEEF改善了光刻的分辨率，由此增加了产量。图1示出了现有技术交叉四光源。该光源100包括其中设置了几个极104的头部102。极104是投射光的光源100中的区域。如所看到的，极104设置在头部102的边缘处，相互近似等间距。极104适合于指定间距范围内的最佳性能。例如，极104可构成为改善140nm处的DOF容限。交叉四光源在240nm间距处具有4和5之间的MEEF。而且，在散焦处交叉四光源经受特征倒置。当发生特征倒置时，例如，在掩模上图形化的线将变成光致抗蚀剂上的间隔。图1中示出的交叉四设计只允许最优化单个间距范围。然而，在很多情况下，半导体器件具有形成于不止一个范围内的单独器件。当在衬底上图形化小的特征时，需要用在两个不同路径中的两个不同光源。例如，在图1中示出的光源可用于在140nm范围内图形化，然而，需要具有不同特性的第二光源用于提供在240-440nm范围内的可接受的DOF和MEEF特性。结果，需要制成两个路径来图形化在某一层中出现的多个间距。附图说明图1示出了现有技术交叉四光源。图2示出了根据本专利技术实施例的八极混合光源。图3A是示出了用于混合八极光源和交叉四光源可容许的DOF的图。图3B示出了当使用交叉四光源时的特征倒置。图3C示出了当使用混合光源时没有特征倒置。图4示出了根据本专利技术可选实施例的六极混合光源。图5示出了用于确定在混合光源中极的适当定位的工艺。图6示出了在光刻期间使用混合光源以改善分辨率和对比度的多级衍射的组合。具体实施例方式在此描述的是用于光刻的光源。在以下的描述中，列举出很多具体细节。然而，应理解，没有这些具体细节也可以实施各实施例。例如，公知的等同材料可代替在此描述的那些，相似地，公知的等同技术可代替公开的特定半导体处理技术。在其它情况下，为了不模糊本公开的理解，没有详细示出公知的结构和技术。根据本专利技术的第一实施例，公开了一种用于光刻的光源。该光源是具有八极设置的混合光源，包括在光源头部的边缘处具有弧形形状的四个极，和设置于接近该头部中心的四个椭圆形或圆形极。可改变混合光源的极，以适合不同器件的不同间距范围。该设置允许在单个路径中两个不同间距范围的图形化，这是由于光源可适合于改善在两种间距范围内的聚焦深度(DOF)容限。改善的DOF容限允许衬底进一步远离预定的聚焦点移动，并仍可精确印相，由此导致较少的误差。结果，存在较少的成品率损失。向着头部中心的第二组极在第零级和第一级衍射之间产生更多的交互作用。结果，产生更大的对比度和分辨率，并且可以在较宽范围的DOF内更精确地成像。而且，由于该改善的工艺水平，降低了在240nm间距处光源的MEEF，并且降低了特征倒置的影响范围。根据本专利技术的另一实施例，使用六极光源。该六极光源包括在接近光源边缘处相互相对的两个弧形形状的极，和具有设置在光源头部中心附近的近似椭圆形或圆形形状的四个极。该六极设计可进一步降低较小间距范围内的MEEF。与同八极混合光源相同，可改变这些极以提供具体半导体器件所需的最好特性的具体间隔范围。图2示出了根据本专利技术实施例的八极混合光源。混合光源200可以是适合于光刻的任一类型光源，如气体放电灯或准分子激光器。可基于印相的特征类型来选择该光源。通常，较小波长的光可印相较小特征。例如，193纳米(nm)的准分子激光器可以印相在100-130nm间距范围内的特征。混合光源200包括含有几个极204和206的光源头部202。光源200具有八极结构，该结构包括其每一个具有四个极的两个组。光源200的该八极结构允许用户构造光源200，以使可最优化两个不同间距范围以具有高的DOF容限。因为不仅穿过更宽范围的散焦更加精确地成像，而且由于在两个间距范围处DOF高，对使用两个间距范围的器件只需要一个光源路径，因此这将会导致更高的器件产量。器件如闪存芯片具有形成于两个不同间距范围内的单独部件。例如，闪存芯片可具有形成于140nm间距范围内的闪存单元，同时还具有形成于240-440nm间距范围内的解码器。外部极204用于图形化在小间距范围内或该例子中的140nm间距范围内的特征。而内部极206用于最优化在大间距范围内或该例子中的240-440nm间距范围内的DOF容限。之前，或者需要具有不同光源的两个路径以最优化在两个间距范围内的DOF容限，或者一个间距范围具有低DOF容限，从而导致更大的产量损失。外部极204具有弧形形状，并可构造其以使它们改善关于形成在较小间距范围内的器件的成像。内部极206为椭圆形或圆形，并可调整其以使它们增加在较大间距范围内的DOF容限。八极混合光源200也显示出改善的掩模误差增强因数(MEEF)，与交叉四光源的4-5相比，对于混合光源200其接近2。而且，混合光源200可与工业标准的嵌入相移掩模(EPSM)一起使用，由于仅需的改变是对光源的改变，因此降低了实施成本。图3A-C示出了与交叉四光源的特性相比的混合光源的特性。这些图示范了与当前使用的光源相比混合光源的优良特性，包括较佳的DOF容限和特征倒置的降低。图3A是示出了用于混合八极光源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源，包括：光源头部；第一组极，其耦合到头部；和第二组极，其耦合到头部，该第二组极设置在第一组极和头部的中心之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SD帕迪亚，H杨，EB李，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]