用于减小波前像差的方法技术

用于减小波前像差的方法，用于光刻工艺，所述减小处理基于待印的选定图案和用于曝光的选定照射模式。通过计算投影系统的光学元件的调节、并且将已计算的调节应用于投影系统，来测量和减小光刻设备的投影系统的波前像差。调节的计算是基于有关对辐射敏感层进行曝光期间存在于投影系统的光瞳中的辐射强度空间分布的信息，并且局限于具有相对较高的辐射通量的投影透镜光瞳区域中的像差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于减小穿过光刻设备投影系统的光波的波前像 差的方法，以及包括用以控制光刻设备执行器件制造方法的程序代码的 计算机程序产 品。
技术介绍
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上、通常应用到衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以用于制造集成电路(IC)。在这种情 况下，可以将也可被称为掩模(mask)或掩膜版(reticle)的构图设备用于 产生将要在IC的单独层上形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或几个管芯的部分)。 光刻设备包括照射系统，用于照射掩模；以及投影系统(也称作投影 透镜)，用于经由成像过程将图案转移到在衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。大体上，单独的衬底将获得连续构图的相邻目标部分 的网络。公知的光刻设备包括所谓的步进机(st印per)或步进重复 (st印-and-r印eat)设备以及所谓的扫描器(scanner)或步进扫描 (st印-and-scan)设备。在步进机中，每一个目标部分均通过将整个图案 一次曝光到目标部分上来被照射，并且将晶片移动预定量到下一个位置， 用于下一次曝光。在扫描器中，每一个目标部分均通过沿给定方向("扫 描方向")扫描该图案通过辐射束、同时与该方向平行或反平行地同步扫 描衬底来来辐射目标部分，并且接下来将衬底移动到下一个位置用于下 一次曝光。在用于制造IC器件的光刻技术实践中， 一直有在生产量方面的提 高光刻投影设备性能的需要，即每单位时间可曝光的晶片的数目。生产量与辐射的功率直接成正比，与照射系统相连的辐射源提供这种輻射。提高功率时，由光学元件的材料或光学元件上的涂料造成的对穿过 投影透镜的辐射的残余吸收相应地变得更加重要。传播通过投影透镜的 辐射束引起光学元件局部的-通常是非均匀的-发热。这种发热可能引 起投影透镜元件的热变形，因此引起光波像差。通常认为波像差包括加权的基本波像差分量的总和，这组基本波像 差分量是由在与投影透镜的光轴垂直平面中的投影透镜光瞳坐标所表示 的一个相应组的归一化正交多项式所描述的一组空间相位分布。用于补偿或部分地补偿波像差变化的传统方法包括应用来自投影 透镜光学元件(透镜、透镜组)的标称位置和标称取向的较小位移或旋 转，或者应用透镜元件形状的较小变形。另外，投影透镜配备有有限数目的透镜操纵器(manipulator)。透镜操纵器与控制器相连，用于计算和 应用操纵器设定和操纵器设定的变化。使用操纵器设定，可以减小相对 于投影透镜的光轴旋转对称的波像差误差或低阶波像差误差(例如，由 光瞳坐标中的二阶多项式来描述)。然而，在存在高阶波像差误差时，利 用传统技术获得的补偿结果不是令人满意的。不能修复的高阶波像差仍 然存在于衬底附近或衬底处的成像辐射束中。这种残余波像差对于潜在 的图案图像是误差的来源，对于已处理的、印刷的图案也是这样。例如， 可能存在特征尺寸误差和图案不对称误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是减小光刻设备的投影系统的光波像差的效果，尤其 是，用于减轻由高阶波像差误差的存在而造成的图案误差问题。根据本专利技术的一个方面，提出了一种用于减小穿过光刻设备的投影 系统的光波的波前像差的方法，所述光刻设备被构建并且配置用于将衬 底上的辐射敏感层曝光于图案图像。所述方法包括获得波前像差的信 息；计算投影系统的至少一个光学元件的至少一个调节，用于减小波前 像差；将已计算的至少一个调节应用到投影系统，由此所述计算包括 获得在对辐射敏感层进行曝光期间存在于投影系统的光瞳中、以对应于 强度分布的多个强度值的形式而存在的，辐射强度空间分布的信息；在强度分布的最大强度和零之间的范围中选择阈值强度；定义光瞳内局部 强度高于阈值强度的区域；以及把所述减小处理限制在与光瞳中的所述 区域相对应的波前区域。根据本专利技术的另一个方面，提出了一种包括用于控制光刻设备执行 器件制造方法的程序代码的计算机程序产品，所述方法包括获得波前 像差的信息；计算光刻设备的投影系统的至少一个光学元件的至少一个 调节，用于减小波前像差；将已计算的至少一个调节应用到投影系统， 由此所述计算包括获得在对提供于衬底上的辐射敏感层进行曝光期间 存在于投影系统的光瞳中、以对应于强度分布的多个强度值的形式而存 在的，辐射强度空间分布的信息；在强度分布的最大强度和零之间的范 围中选择阈值强度；定义光瞳内局部强度高于阈值强度的区域；以及把 所述减小处理限制在与光瞳中的所述区域相对应的波前区域。附图说明现在将参考附图描述本专利技术的实施例，所给出的实施例仅是为了示 例的目的，各个附图中相应的附图标记表示相应的部分，其中 图l描述了器件图案的一部分；图2描述了用于照射如图1所示图案的双极子照射模式；图3示出了在投影系统的光瞳中、受到辐射而发热的透镜元件中的相应区域中的空间强度分布；图4描述了像差测量系统的源模块和传感器单元、以及投影系统光瞳附近的波前像差；图5描述了波前像差最小化的投影透镜光瞳中的传统网格点；图6描述了投影系统光瞳附近以nm为单位的残余波前像差的等值线、以及典型地针对传统像差减小方法结果的相应灰度色调图；图7描述了在根据本专利技术最小化波前像差的投影透镜光瞳中的区域和网格点；图8描述了与图6的等值线以及图7的区域相对应的灰度色调图像; 图9描述了针对图7的光瞳区域、代表作为根据本专利技术的像差减小 结果的残余像差的灰度色调图像；图IO描述了根据本专利技术实施例的光刻设备；以及图11描述了示出了制造根据本专利技术器件的方法的流程图。具体实施方式根据本专利技术第一实施例，当用于执行光刻曝光工艺时，将用于减小 波前像差的方法用于减轻投影系统内部的局部透镜发热的效果。ic层特 征的图案包括如图l所示的产品结构，具有临界尺寸CD (critical dimension)的密集线和间隔110。将图案100具体化为玻璃图案上的铬， 并且将掩模上的线110和120沿光刻设备的X方向对齐。产品结构100还包 括沿x方向对齐的并且具有大于CD的宽度的两条线120，以及类似的非临 界尺寸的、沿y方向的隔离线130。如图2所示，将y双极子照射模式200用于照射掩模MA上的图案100。 将两个辐射束210从在配置用于照射图案100的照射系统IL的光瞳Plk中 设置的两个分别的区域220发出。将"极点"220设置在与y方向平行的轴 上，并且位于相对于照射系统的光轴230的相对位置处。束210在穿过掩模图案100时被衍射，并且如在设备的投影透镜PS的 光瞳PUps中存在的辐射强度I(r， ^的所得到的空间分布如图3所示意性 地表示。坐标r、 e是与投影透镜的光轴垂直、并且以光轴为中心的平面 320 (与图3中的z轴平行)中的极坐标。可选地，可以将强度I的空间分 布表示为笛卡尔光瞳坐标Xp， yP: I=I(xP，yP)。在图3中沿z轴绘制强度I 的值。使用商用光刻工艺仿真软件可以预测当执行衬底W上的抗蚀剂层的 曝光时存在的强度分布I。与产品结构100处的辐射散射结合的当前双极 子照射模式200在投影透镜的光瞳中产生空间强度分布I(r， 0)，将所述 投影透镜整形为具有与图案100的夫琅和费衍射图像相对应的强度图案的双极子照射光瞳强度分布的盘旋结构。可选地，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减小穿过光刻设备的投影系统的光波的波前像差的方法，所述光刻设备被构建并且配置用于将衬底上的辐射敏感层曝光于图案图像，所述方法包括：获得波前像差的信息；计算投影系统的至少一个光学元件的至少一个调节，用于减小波前像差；将已计算的至少一个调节应用到投影系统，其中，所述计算包括：获得强度值，所述强度值对应于在对辐射敏感层进行曝光期间存在于投影系统的光瞳中的辐射强度的空间分布；在所获得的强度值的最大值和零之间的范围中选择阈值强度；定义在光瞳内局部强度高于阈值强度的区域；以及把减小处理限制在与光瞳中的所述区域相对应的波前区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：维姆T特尔，弗罗克A斯托弗斯，劳伦斯C约里斯玛，塔莫尤特吉克，约翰斯W德克拉克，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]