一种降低微光刻投射曝光设备中的图像位置误差的方法，该方法包含以下步骤：提供掩模(16)、光敏层(22)及微光刻投射曝光设备(10)，该微光刻投射曝光设备使用投射光将掩模(16)中所含特征(19)成像于光敏表面(22)上。在下一个步骤中，利用仿真或度量确定与光敏表面(22)上所形成的特征的像关联的图像位置误差。然后，将投射光的输入偏振状态变更为椭圆输出偏振状态，其被选择为致使图像位置误差降低。
【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一种微光刻投射曝光设备的光学系统，尤其是涉及照明系统或投射物镜(projection objective)。本专利技术还涉及一种降低这种设备中的图像位置(placement)误差的方法。
技术介绍
微光刻技术(又称为光刻或简称为光刻技术)是一种制造集成电路、液晶显不器及其它微结构器件的技术。微光刻工艺与蚀刻工艺一起用于将特征(feature)图案化在形成于基板(例如硅晶片)上的薄膜叠层中。在制造的每一层中，首先以光刻胶涂镀晶片，光刻胶是一种对诸如紫外光的辐射敏感的材料。接着，在投射曝光设备中，使顶部具有光刻胶的晶片曝光于通过掩模的投射光。掩模含有将投射于光刻胶上的电路图案。在曝光之后，显影光刻胶以产生与掩模中所含电路图案相应的像。然后，蚀刻工艺将电路图案转印至晶片上的薄膜叠层中。最后，移除光刻胶。使用不同掩模来重复此工艺，将形成多层的微结构组件(microstructured component)。典型地，投射曝光设备包含:照明系统、用于对准掩模的掩模对准台、投射物镜(有时又称为“镜头(lens)”)以及用于对准涂镀有光刻胶的晶片的晶片对准台。照明系统照明掩模上具有例如矩形狭缝(slit)或狭窄环形段(ring segment)的形状的场(field)。在目前的投射曝光设备中，两种不同类型的设备之间存在区别。在一个类型中，通过一次将整个掩模图案曝光于晶片上的目标部分，来照射每个目标部分；此种设备一般是指晶片步进曝光机(wafer stepper)。在另一个类型的设备中，一般是指步进扫描式设备(step-and-scan apparatus)或简称为扫描曝光机(scanner),通过在投射光束下在给定参考方向上渐进地扫描掩模图案，同时与此方向平行或反平行地同步扫描基板，可照射每个目标部分。晶片速度与掩模速度的比率等于投射物镜的放大率β，通常保持I β I < 1，例如I β I = 1/4。在投射曝光设备的发展中，一个重要的目标是能够在晶片上光刻地限定具有越来越小的尺寸的结构。小的结构导致高的集成密度(integration density),这对于借助此设备产生的微结构化组件的性能一般具有有利的影响。可光刻地限定的特征的最小尺寸大约与投射光的波长成正比。因此，该设备的制造商力求使用波长越来越短的投射光。目前使用的最短波长为248nm、193nm及157nm,并且因此落在深紫外光(deep ultraviolet,DUV)或真空紫外光(vacuum ultraviolet,VUV)的光谱范围中。下一代市场上可用的设备将使用具有大约13.5nm的甚至更短波长(在极紫外光(extreme ultraviolet,EUV)的光谱范围中)的投射光。然而，EUV设备非常昂贵，因而需要使现有的DUV及VUV技术能够发挥到其极限。一个这么做的方法是使用双次图案化曝光技术(double patterning exposuretechnology, DPT)。此技术对具有非常高的图案密度的层尤其有用，根据此技术，按顺序使单一层遭受两个分开的曝光和蚀刻步骤。例如，可以光刻方式限定平行线的图案，并通过蚀刻将并行线的图案转印至该层上。重复此步骤，但是使线图案横向位移。由于两个线图案交错，层中的最终线密度是原始线图案密度的两倍。然而，使用此技术对于覆盖误差(overlayerror)尤其敏感，因为这种误差直接转化为不想要的线宽变化。因为未来可能更大量使用DPT,所以预期覆盖误差预算(overlay error budget)变得显著更小。术语“覆盖误差”原先涉及微结构化器件中相邻图案化层的对准(registration)。如果应布置为一个在另一个上方的特征被横向移动，则此偏移称为“覆盖误差”。同时亦使用术语“覆盖误差”来表示单一层中特征的相对位移。为了对覆盖误差有更全面的了解，必须研究单独(individual)特征的像横向位移的原因及达到的程度。在DPT的情况下，如果已经以不同曝光限定的特征图像的位移完全相等，则应该观察不到覆盖误差。然而，位移通常至少在某种程度上有所不同，因此没有例外地一定会有覆盖误差。为了表示单独特征图像的位移，经常使用术语“图像位置误差(image placementerror, IPE)"0图像位置误差是指层中的特征图像的绝对位移，即实际图像位置与理想(期望的)位置的偏差。已知图像位置误差有各种成因。其中有在掩模和晶片台中发生的对准误差。但是，设备的投射物镜也对图像位置误差有重大贡献。一个一般已知的图像位置误差是畸变(distortion)。此像差(aberration)表示依赖于场位置(field position)以及特征取向(feature orientation),但与特征大小(size)和间距(pitch)无关的图像位置误差。畸变是波前(wavefront)倾斜的结果,其与特定场点(field point)相关联,且在数学上由Zernike多项式Z2及Z3来描述。存在几个方法来降低投射物镜的畸变，其中一个是倾斜及/或旋转晶片及/或掩模，如US 2004/0263810 Al中所述。然而，经常也存在由投射物镜中的其它像差所导致的对图像位置误差的相当大的贡献。已知由奇次Zernike多项式(例如由Z7或Z8)描述的较高非对称像差(彗差(coma))可导致显著的图像位置误差。这些非对称像差可由透镜的热效应引起，该热效应不对称地改变透镜的光学性质。与畸变相比，这些贡献不仅强烈依赖于特征的取向，而且亦依赖于特征的大小和间距，以及依赖于照明设定。这些参数确定哪一个光方向对投射物镜的像平面中的图像形成有贡献，且因而确定在曝光期间照明投射物镜的出瞳(exit pupil)的哪些部分。有关这些贡献的详细论述参见E.Hendrickx等人的论文，标题为“Imageplacement error:closing the gap between overlay and imaging”，J.Microlith.,Microsyst.4 (3), 033006, Jul_Sept2005。在此论文中，说明了如何在计算上通过应用合适的模型或在度量学上使用例如SEM测量来确定图像位置误差。图像位置误差的另一原因在J.Ruoff等人的论文中得到说明，其标题为“Orientation Zernike polynomials:a useful way to describe the polarizationeffects of optical imaging systems，，，J.Micro/Nanolith.MEMS MOEMS 8(3),031404(July-Sep 2009)。此论文提出使用取向 Zernike 多项式(orientation Zernikepolynomials,0ZP)来描述光瞳(pupil)的偏振性质。预测是奇次OZP造成图像位置误差。迄今为止，降低依赖于特征间距的图像位置误差的唯一办法必须降低造成图像位置误差的像差。然而，这仅在一定程度上可行。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的在于提供一种微光刻投射曝光设备的光学系统，其能够有效降低图像位置误差，以及在于提供有效降低图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：J罗弗，JT纽曼，J齐默尔曼，D赫尔维格，D于尔根斯，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：
国别省市：
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