光刻装置和采用数据过滤的器件制造方法制造方法及图纸

一种在衬底上形成图案的装置和方法。其包括投影系统，图案形成装置，低通滤光器，和数据操作处理装置。投影系统将辐射光束以子辐射光束阵列投射到衬底上。图案形成装置调制子辐射光束以在衬底上基本上产生被请求的剂量图案。低通滤光器对从被请求的剂量图案导出的图案数据进行操作，以便形成主要只包括低于选择的门限值频率的空间频率部分的频率限制的目标剂量图案。数据操作处理装置产生包括要由图案形成装置产生的点曝光强度的、基于从点曝光强度至频率限制的目标剂量图案的直接代数最小二乘方拟合的控制信号。在各种实施例中，可以使用图案锐化，图像对数斜率控制，和／或ＣＤ偏置的滤光器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光刻装置和一种器件制造方法。
技术介绍
光刻装置是可在衬底、通常是衬底的目标部分上施加所需图案的机器。光刻装置例如可用于平板显示器、集成电路(IC)、微机电系统(MEMS)以及其它涉及微小结构的器件的制造中。在常规装置中，可采用对比装置或图案形成装置来产生对应于平板显示器或其它器件的单个层上的电路图案，该图案形成装置可称为掩模或分划板。该图案可被转移到衬底(如玻璃板)上的目标部分(例如包括一个或多个管芯的部分)上。图案的转移通常借助于成像到设于衬底上的一层辐射敏感材料(如抗蚀剂)上来实现。除了产生电路图案外，图案形成装置可以用于产生其它图案，例如滤色器图案或点的矩阵。不用掩模时，图案形成装置可以包括图案形成阵列，其包括可以单个控制的元件的阵列，与基于掩模的系统相比，可以更快地改变图案并且成本更低。一般来说，平板显示器是矩形的。设计成对这种衬底曝光的已知的光刻装置通常提供覆盖矩形衬底的整个宽度或者覆盖该宽度的一部分(例如约一半的宽度)的曝光区域。衬底在曝光区域下被扫描，同时通过光束对掩模或分划板扫描。这样将图案转移到衬底上。如果曝光区域覆盖衬底的整个宽度，那么曝光在一次扫描中完成。如果曝光区域覆盖例如衬底的一半宽度，那么将衬底在第一次扫描后横向移动，进行第二次扫描，对衬底的其余部分曝光。另一种成像方式包括象素网格成像(pixel grid imaging)，其中通过对点的相继曝光拢来形成图案。当衬底上的图案是由局部的曝光或“点曝光”的网格建立时，发现在某一点处形成的图案的品质可以取决于该点相对于点曝光网格位置所处的位置。此外，对于图案中的某个特征相对于定义网格的轴的不同角度，可以发现图案品质存在变化。该变化中任一个或两者都可以对要制造的器件的品质产生负面的影响。图案的图像对数斜率(image log slope)确定了在处理已曝光衬底之后形成的特征的抗蚀剂侧壁角度。平浅的图像对数斜率意味着平浅的侧壁角度，其例如在获得平板显示器的宽的视角时是有用的或者可以减少叠加误差的结果。更陡的图像对数斜率和侧壁角度提供更大的对比度。最大图像对数斜率由网格中的点曝光的点扩散函数和网格的几何学特性来确定。因此，一般地，一旦对应的硬件元件最终确定后，图像对数斜率就被固定。但是，最好按照应用的性质来改变图像对数斜率。临界尺寸(CD)是指最小可印刷特征的尺寸。虽然剂量图案(dose pattern)的CD可以在曝光前非常精确地定义，但是在后曝光处理之后预测图案的CD特性是更困难的。常常希望在检测已经处理的衬底之后调节该CD，以便按照用户的要求优化处理的图案。其可实现的一种途径是改变辐射源的强度。强度越大，合成图案就展开的越多(通常CD增大)。但是，这样的CD偏置只可能是均匀地施加并且以圆形对称的方式施加到衬底表面上。衬底表面的位置相对于最佳聚焦平面的变化可引起衬底上形成的图像品质的变坏。复杂的伺服和控制系统可以设置来平移和/或倾斜衬底台和/或投影系统，以便将衬底保持靠近最佳聚焦平面。但是获得完全的补偿是困难的。残余聚焦误差错误往往是存在的。当可单独控制的元件的阵列被用作图案形成装置，某种形式的转换工具用于将被要求的点曝光剂量转换成适合于在合适的时刻驱动对应的阵列元件的电压。例如当可单独控制的元件的阵列包括镜阵列时，将选择该电压，使得单独的镜或者镜组倾斜而偏转通过投影系统的合适部分的入射辐射。偏转的辐射比例和电压/倾斜角度之间的关系可能是复杂的(例如是非线性的)。影响入射在可单独控制的元件的阵列上的辐射的强度/均匀性和投影系统部件光学特性中的变化(例如不同的光学柱之间的变化)的因素也可以影响达到衬底的辐射的强度，由此降低了形成的图案的品质。当可单独控制的元件的阵列被用作图案形成装置，幻影光(即起源于除了认为是对某一次辐射光束有贡献的那些元件以外的元件的光)会在衬底上形成的图案中造成错误。因此，所需要的是一种能够更高效率地和更有效地执行无掩模光刻的系统和方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供一种光刻装置，其包括投影系统，图案形成装置，低通滤光器，和数据操作装置。投影系统将辐射光束以次辐射光束阵列投射到衬底上。图案形成装置调制次辐射光束以在衬底上基本上产生被要求的剂量图案。剂量图案由点曝光阵列建立，其中至少相邻的点曝光相互之间非相干地成像并且各点曝光由其中一个次辐射光束在某一时刻产生。低通滤光器设置成对从被要求的剂量图案导出的图案数据进行操作，以便形成频率限制的目标剂量图案，其主要只包括低于选择的门限值频率的空间频率分量。数据操作装置产生包括要由图案形成装置产生的点曝光强度的、基于从点曝光强度至频率限制的目标剂量图案的直接代数最小二乘方拟合的控制信号。根据本专利技术的一个实施例，提供一种光刻装置，包括投影系统，图案形成装置，数据操作装置，和低通滤光器。投影系统将辐射光束以次辐射光束阵列投射到衬底上。图案形成装置调制次辐射光束以便在衬底上基本上产生被要求的剂量图案。剂量图案由点曝光阵列建立，其中至少相邻的点曝光是相互之间非相干地成像并且各点曝光由其中一个次辐射光束在某一时刻产生。数据操作装置产生包括要由图案形成装置产生的点曝光强度的控制信号。该控制信号是基于从点曝光强度至由被要求的剂量图案中导出的数据的直接代数最小二乘方。该最小二乘方拟合是通过用代表了从被要求的剂量图案导出的图案数据的列向量乘伪逆形式的点扩散函数矩阵来执行的。点扩散函数矩阵包括有关在某一时刻由其中一个次辐射光束在衬底上曝光的各光点的点扩散函数的形状和相对位置的信息。低通滤光器消除信号中的高于选择的门限值频率的空间频率分量，离线结合到伪逆形式的点扩散函数矩阵中，通过以下运算准备进行最小二乘方拟合[K]+filtered＝Flow-pass filter[K]+，其中[K]+和[K]+filtered代表分别在过滤之前和之后的伪逆形式的点扩散函数矩阵，其中Flow-pass filter代表在空间域中的低通滤光器的数学定义。根据本专利技术的一个实施例，提供一种光刻装置，其包括投影系统，可单独控制的元件的阵列，光栅器装置，数据操作装置，和聚焦确定单元。投影系统将辐射光束以次辐射光束阵列投射到衬底上。可单独控制的元件的阵列调制次辐射光束以便在衬底上基本上形成被要求的剂量图案，被要求的剂量图案由点曝光阵列随时间建立，各点曝光由其中一个次辐射光束在某一时刻产生。光栅器装置将定义被要求的剂量图案的数据在图案内的点的对应序列处转换成代表被要求的剂量的数据序列。数据操作装置接受该数据序列并由此产生适于控制可单独控制的元件的阵列的控制信号。聚焦确定单元测量至少一部分衬底相对于最佳聚焦平面的位置。数据操作装置包括对基于至少一部分衬底相对于最佳聚焦平面的测量偏差的控制信号进行适应性调节的聚焦补偿单元。根据本专利技术的一个实施例，提供一种光刻装置，其包括图案形成装置，投影系统，和CD偏置滤光器。图案形成装置调制辐射光束。投影系统将调制的辐射光束投射到衬底上。CD偏置滤光器对从要输送给图案形成装置的被要求的剂量图案导出的图案数据进行操作，以便控制由图案形成装置产生的辐射剂量图案的临界尺寸特性。根据本专利技术的一个实施例，提供一种光刻装置，其包括照明系统，投影系统，图案形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻装置，包括：　　　　将辐射光束以次辐射光束阵列投射到衬底上的投影系统；　　　　调制次辐射光束以便在衬底上基本上产生所要求的剂量图案的图案形成装置，该剂量图案由点曝光阵列建立，其中至少相邻的点曝光相互之间非相干地成像并且各点曝光由其中一个次辐射光束在某一时刻产生；　　　　低通滤光器，其对从所要求的剂量图案导出的图案数据进行操作，以便形成主要只包括低于选择的阈值频率的空间频率分量的频率限制的目标剂量图案；　　　　数据操作装置，其产生包括由图案形成装置产生的点曝光强度的、基于点曝光强度对频率限制的目标剂量图案的直接代数最小二乘方拟合的控制信号。

【技术特征摘要】
US 2005-3-30 11/0932591.一种光刻装置，包括将辐射光束以次辐射光束阵列投射到衬底上的投影系统；调制次辐射光束以便在衬底上基本上产生所要求的剂量图案的图案形成装置，该剂量图案由点曝光阵列建立，其中至少相邻的点曝光相互之间非相干地成像并且各点曝光由其中一个次辐射光束在某一时刻产生；低通滤光器，其对从所要求的剂量图案导出的图案数据进行操作，以便形成主要只包括低于选择的阈值频率的空间频率分量的频率限制的目标剂量图案；数据操作装置，其产生包括由图案形成装置产生的点曝光强度的、基于点曝光强度对频率限制的目标剂量图案的直接代数最小二乘方拟合的控制信号。2.按照权利要求1的光刻装置，其特征在于，选择阈值频率，使得在衬底上的某个点处接受的剂量和在该点处所要求的剂量之间的差异与该点的位置相对于与点曝光阵列相关联的栅格位置无关。3.按照权利要求1的光刻装置，其特征在于，阈值频率大致等于π/p，其中p是点曝光节距。4.按照权利要求3的光刻装置，其特征在于，点曝光阵列是矩形的。5.按照权利要求1的光刻装置，其特征在于，阈值频率大致等于4π/3p，其中p是点曝光节距。6.按照权利要求5的光刻装置，其特征在于，点曝光阵列是六角形的或者是准六角形的。7.按照权利要求1的光刻装置，其特征在于，滤光器的振幅-频率响应与点曝光阵列的振幅-频率响应大致上相当。8.按照权利要求1的光刻装置，其特征在于，还包括锐化待形成的目标产品特征的锐化滤光器。9.按照权利要求8的光刻装置，其特征在于，锐化滤光器用空间傅里叶变换定义为如下数学函数， 其中 是目标产品特征的傅里叶变换，ω=(kx2+ky2),ωM]]>是选择的阈值空间频率，kx和ky是分别对应于位于衬底平面上的正交轴x和y的空间频率分量。10.按照权利要求9的光刻装置，其特征在于，ωM＝π/p，p是点曝光阵列的节距。11.按照权利要求8的光刻装置，其特征在于，锐化滤光器的一种应用定义为以下傅里叶域中的乘法D~sharp filtered=F~sharp filter·F~low-pass filter·D~unfiltered,]]>其中 是从所要求的剂量图案导出的图案数据傅里叶域表示， 是低通滤光器的傅里叶域表示， 是锐化滤光器的傅里叶域表示，和 是在由锐化滤光器和低通滤光器过滤之后从所要求的剂量图案导出的图案数据的傅里叶域表示。12.按照权利要求1的光刻装置，其特征在于，还包括图象对数斜率滤光器，其控制在衬底上形成的图案的图像对数斜率。13.按照权利要求12的光刻装置，其特征在于，图象对数斜率滤光器定义为以下空间域中的数学函数 其中x和y是相对于位于衬底平面中的轴的位置坐标，和Rslope是能用于控制图像对数斜率的可变控制参数。14.按照权利要求12的光刻装置，其特征在于，图象对数斜率滤光器的一种应用定义为以下傅里叶域中的乘法D~slope filtered=F~slope filter·F~low-pass filter·D~unfiltered]]>其中 是从所要求的剂量图案导出的图案数据傅里叶域表示， 是低通滤光器的傅里叶域表示， 是图象对数斜率滤光器的傅里叶域表示，和 是在由对数斜率滤光器和低通滤光器过滤之后从所要求的剂量图案导出的图案数据的傅里叶域表示。15.按照权利要求1的光刻装置，其特征在于，还包括组合滤光器，其对从所要求的剂量图案导出的图案数据进行操作，以便控制要在衬底上形成的图案的图像对数斜率并锐化从所要求的剂量图案导出的图案数据中的目标产品特征。16.按照权利要求15的光刻装置，其特征在于，组合滤光器的应用定义为以下傅里叶域中的乘法D~combined filtered=F~combined filted·D~unfiltered=(F~slope filter·F~sharp filter·F~low-pass filter)·D~unfiltered]]>其中 是从所要求的剂量图案导出的图案数据的傅里叶域表示， 是低通滤光器的傅里叶域表示， 是锐化滤光器的傅里叶域表示， 是图象对数斜率滤光器的傅里叶域表示 是包括运算 和 的组合滤光器的傅里叶域表示，和 是在由图象对数斜率滤光器，锐化滤光器和低通滤光器过滤后从所要求的剂量图案导出的图案数据的傅里叶域表示。17.一种光刻装置，包括将辐射光束以次辐射光束阵列投射到衬底上的投影系统；图案形成装置，其调制次辐射光束以便在衬底上基本上产生所要求的剂量图案，剂量图案由点曝光阵列建立，其中至少相邻的点曝光相互间非相干地成像并且各点曝光由其中一个次辐射光束在某一时刻产生；数据操作装置，其产生包括要由图案形成装置产生的点曝光强度的控制信号，该控制信号是基于点曝光强度对由所要求的剂量图案中导出的数据的直接代数最小二乘方，该最小二乘方拟合是通过用代表了从所要求的剂量图案导出的图案数据的列向量乘伪逆形式的点扩散函数矩阵来执行的，点扩散函数矩阵包括有关在给定的时刻由其中一个次辐射光束在衬底上曝光的各斑点的点扩散函数的形状和相对位置的信息；低通滤光器，其消除信号中的高于选择的阈值频率的空间频率分量，离线结合到伪逆形式的点扩散函数矩阵中，通过以下运算准备好进行最小二乘方拟合[K]+filtered＝Flow-pass filter[K]+其中[K]+和[K]+filtered代表分别在过滤之前和之后的伪逆形式的点扩散函数矩阵，其中Flow-pass filter代表在空间域中的低通滤光器的数学定义。18.按照权利要求17的光刻装置，其特征在于，还包括锐化待形成的目标产品特征的锐化滤光器，其由数学函数Fsharp filter在空间域中定义，其中锐化滤光器和低通滤光器离线结合到伪逆形式的点扩散函数矩阵[K]+中，通过以下运算形成已过滤的点扩散函数矩阵[K]+filtered[K]+filtered＝Fcombined filter[K]+＝(Flow-pass filterFsharp filter)[K]+其中Fcombined filter代表低通滤光器和锐化滤光器的组合作用在空间域中的数学定义。19.按照权利要求17的光刻装置，其特征在于，还包括控制在衬底上形成的图案的图像对数斜率的图象对数斜率滤光器，其在空间域中由数学函数Fslope filter定义，其中图像对数斜率滤光器和低通滤光器离线结合到点扩散函数矩阵[K]+filtered中，通过以下运算形成已过滤的点扩散函数矩阵[K]+filtered＝Fcombined filter[K]+＝(Flow-pass filterFslope filter)[K]+其中Fcombined filter代表低通滤光器和锐化滤光器的组合作用在空间域中的数学定义。20.按照权...

【专利技术属性】
技术研发人员：PAJ蒂内曼斯，JJM巴塞尔曼斯，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]