专利名称：光刻装置，器件制造方法以及由此制造的器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻投影装置，包括-用于提供辐射投射光束的照射系统，所述辐射束包括具有第一波长的第一辐射分量和具有第二波长的第二辐射分量；-用于支撑构图部件的支撑结构，所述构图部件用于根据所需的图案对投射光束进行构图；-用于保持基底的基底台；-用于将带图案的光束投射到基底的目标部分上的投影系统。
背景技术：
这里使用的术语“构图部件”应广义地解释为能够给入射的辐射光束赋予带图案的截面的装置，其中所述图案与要在基底的目标部分上形成的图案一致；本文中也使用术语“光阀”。一般地，所述图案与在目标部分中形成的器件如集成电路或者其它器件的特殊功能层相对应(如下文)。这种构图部件的示例包括-掩模。掩模的概念在光刻中是公知的，它包括如二进制型、交替相移型和衰减相移型的掩模类型，以及各种混合掩模类型。这种掩模在辐射光束中的布置使入射到掩模上的辐射能够根据掩模上的图案而选择性地被透射(在透射掩模的情况下)或者被反射(在反射掩模的情况下)。在使用掩模的情况下，支撑结构一般是一个掩模台，它能够保证掩模被保持在入射辐射束中的所需位置，并且如果需要该台会相对光束移动；-可编程反射镜阵列。这种设备的一个例子是具有一粘弹性控制层和一反射表面的矩阵可寻址表面。这种装置的基本原理是(例如)反射表面的寻址区域将入射光反射为衍射光，而未寻址区域将入射光反射为非衍射光。用一个适当的滤光器，从反射的光束中滤除所述非衍射光，只保留衍射光；按照这种方式，光束根据矩阵可寻址表面的定址图案而产生图案。可编程反射镜阵列的另一实施例利用微小反射镜的矩阵排列，通过使用适当的局部电场，或者通过使用压电致动器装置，使得每个反射镜能够独立地关于一轴倾斜。再者，反射镜是矩阵可寻址的，由此已寻址反射镜以与未寻址反射镜不同的方向将入射的辐射光束反射；按照这种方式，根据矩阵可寻址反射镜的定址图案对反射光束进行构图。可以用适当的电子装置进行所需的矩阵定址。在上述两种情况中，构图部件可包括一个或者多个可编程反射镜阵列。关于如这里提到的反射镜阵列的更多信息可以从例如美国专利US5,296,891、美国专利US5,523,193、PCT专利申请WO98/38597和WO98/33096中获得。在可编程反射镜阵列的情况中，所述支撑结构可以是框架或者工作台，例如，所述结构根据需要可以是固定的或者是可移动的；-可编程LCD阵列。这种结构的一个例子由美国专利US5,229,872给出的这种结构。如上所述，在这种情况下支撑结构可以是框架或者工作台，例如所述结构根据需要可以是固定的或者是可移动的。
为简单起见，本文的其余部分在一定的情况下具体以掩模和掩模台为例；可是，在这样的例子中所讨论的一般原理应适用于上述更宽范围的构图部件。
光刻投影装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，构图部件可产生对应于IC一个单独层的电路图案，该图案可以成像在已涂敷辐射敏感材料(抗蚀剂)层的基底(硅晶片)的目标部分上(例如包括一个或者多个管芯(die))。一般地，单一的晶片将包含相邻目标部分的整个网格，该相邻目标部分由投影系统逐个相继辐射。在目前采用掩模台上的掩模进行构图的装置中，有两种不同类型的机器。一类光刻投影装置是，通过将全部掩模图案一次曝光在目标部分上而辐射每一目标部分；这种装置通常称作晶片步进器或步进重复装置(step-and-repeat)。另一种装置(通常称作步进-扫描装置)通过在投射光束下沿给定的参考方向(“扫描”方向)依次扫描掩模图案、并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底台来辐射每一目标部分；因为一般来说，投影系统有一个放大系数M(通常＜1)，因此对基底台的扫描速度V是对掩模台扫描速度的M倍。关于如这里描述的光刻设备的更多信息可以从例如US6,046,729中获得。
在用光刻投影装置的制造方法中，(例如在掩模中的)图案成像在至少部分由一层辐射敏感材料(抗蚀剂)覆盖的基底上。在这种成像步骤之前，可以对基底进行各种处理，如打底，涂敷抗蚀剂和弱烘烤。在曝光后，可以对基底进行其它的处理，如曝光后烘烤(PEB)，显影，强烘烤和测量/检查成像特征。以这一系列工艺为基础，对例如IC的器件的单层形成图案。这种图案层然后可进行不同的处理，如蚀刻、离子注入(掺杂)、镀金属、氧化、化学-机械抛光等完成一单层所需的所有处理。如果需要多层，那么必须对每一新层重复全部步骤或者其变化。最终，在基底(晶片)上出现器件阵列。然后采用例如切割或者锯割技术将这些器件彼此分开，单个器件可以安装在载体上，与管脚等连接。关于这些处理的进一步信息可从例如Peter van Zant的“微芯片制造半导体加工实践入门(Microchip FabricationA Practical Guide toSemiconductor Processing)”一书(第三版，McGraw Hill PublishingCo.，1997，ISBN 0-07-067250-4)中获得。
微芯片制造包括控制在器件和互连线之间，或者多个特征(feature)之间，和/或一个特征的多个单元之间，例如一个特征的两个边缘之间的间隔或宽度的公差。特别地，在制造器件或者IC层中对允许的这种最小间隔的间隔公差进行控制是重要的。所述最小间隔和/或最小宽度称为临界尺寸(“CD”)。
为了简单起见，投影系统在下文称为“镜头”；可是，该术语应广义地解释为包含各种类型的投影系统，包括例如折射光学装置，反射光学装置，和反折射系统。照射系统还可以包括根据这些设计类型中任一设计的操作部件，该操作部件用于引导、整形或者控制投射光束，这种部件在下文还可共同地或者单独地称作“镜头”。照射系统以及投影系统一般包括用于引导、整形或者控制辐射投射光束的部件。一般地，投影系统包括设置投影系统的数值孔径(通常称作“NA”)的装置。例如，在投影系统的光瞳中设置可调整的NA-光阑。照射系统通常包括包括调节装置，用于设定掩模上游的强度分布的外和/或内径向量(通常分别称为σ-外和σ-内)。可以控制照射系统光瞳面的空间强度分布，从而在将被照射物体的像投射到基底上时改进处理参数。
另外，光刻装置可以具有两个或者多个基底台(和/或两个或者多个掩模台)。在这种“多级式”器件中，可以并行使用这些附加台，或者可以在一个或者多个台上进行准备步骤，而一个或者多个其它台用于曝光。例如在US5,969,441和WO98/40791中描述的二级光刻装置。
投影光刻装置中用于改进图像分辨率的发展按照惯例包括增大数值孔径。这种增大导致焦深减小，因此存在保持足够的“加工范围”的问题(即，在辐射的目标部分的一次曝光中足够的焦深和对残差足够的不灵敏)。特别地，常规投影光刻技术的一个问题是对于隔离特征和密集特征存在CD的变化。该问题的产生的原因是，由于依赖间距的衍射效应，掩模(也称作中间掩模版)上具有相同标称临界尺寸的特征根据它们在掩膜上的间距(即，相邻特征之间的间隔)而印制。例如，当特征由具有隔离的，即具有大间距的特定线宽的一条线构成时，对该特征的印制不同于对下面所述同样特征的印制，所述同样特征具有同样线宽并且与掩膜上密集排列，即具有小间距的同样线宽的其他线共存。因此，当同时印制临界尺寸的密集和隔离特征时，可观察到印制CD的随间距变化。这一现象称为“等密度偏移”，并且在光刻技术中是一个特殊的问题。
常规的光刻装置不能直接解决等密度偏移的问题。通常，常规光刻装置的用户的责任是尝试通过以下方式来补偿等密度偏移，所述方式为改变装置的光学参数，如投影透镜的数值孔径或σ-外和σ-内最优化，或者按照使已印制的隔离和密集特征的尺寸差最小化的方式设计掩模。后者的技术例如包括中间掩模版选择参数的裕度(oversizing)和/或光学接近修正。
这样，常规的光刻装置存在这样一个问题，即需要装置的用户使系统适合于它们自己的需要。当装置或掩模适合时，却不方便，费时，并且在员工和损失的产品方面费用很大。此外，虽然可以对掩模进行设计，使其对于一个应用，对于第二应用产生最佳印制，但是也可能必需产生对于考虑不同应用的特殊需求来说最佳的第二掩模。这进一步增加了成本和不便之处。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种光刻装置，该装置克服上面指出的问题，特别是提高了掩模特征的再现性。
本发明的另一个目的是提供一种具有改进的等密度偏移的光刻装置。
根据本发明，这些和其他目的在如权利要求1前序部分中指定的光刻装置中实现，其特征在于所述照射系统包括用于过滤所述辐射光束的可调节滤波装置，在使用时设置为选择性地调节所述光束中所述第二辐射分量的比例。
本发明提供改进特定掩模特征，特别是改进隔离和密集特征的再现性的优点。本发明的发明人已经发现，这可以通过选择性地调节投射光束的光谱特性来实现。一般来说，在投影中使用光刻源，由此在波长范围内的辐射能的光谱分布在单一的中心波长处强烈达到峰值。仅仅对于光谱分布中足够窄的带宽，可以避免投影透镜的色差超过公差。尽管如此，除了包括投射光束的大部分辐射能的(对于投影光刻来说足够小但是)有限带宽的辐射的光谱分布之外，基本上单色的辐射源通常产生较大带宽的辐射的第二光谱带，第二光谱带包括投射光束的相对较小部分的辐射能。这种辐射的第二光谱带例如可由作为源或照射系统一部分的光学元件中的荧光或磷光产生，或者例如由辐射发射物质中能态的激发引起自发发射而产生，所述辐射发射物质例如由源构成。
在本说明书和权利要求书的范围内，具有第一波长的所述第一辐射分量指的是这样一种辐射，其具有在以所述中心波长为中心的窄光谱带内的波长，所述窄光谱带包括投射光束的大部分辐射能。类似地，具有第二波长的所述第二辐射分量指的是这样一种辐射，其具有在较大带宽辐射的所述第二光谱带内的波长，所述较大带宽包括投射光束的相对较小部分的辐射能。在第二辐射分量中存在的波长可包括在第二光谱带的整个范围内的波长，也可以限定为比第二光谱带的带宽小得多的范围内。但是一般来说，从投射光束中滤除具有第二光谱带中波长的寄生辐射(以避免色差超过公差)，发明人已经发现，可以使用来自所述第二光谱带的辐射来影响等密度偏移的量。
图案的空间像主要由第一辐射分量的辐射形成，因为它包括大部分的辐射能。第二辐射分量的辐射在如第一辐射分量形成的空间像之上产生杂光型强度分布分量。这种杂光会影响印制的特征边缘的位置。印制的特征边缘的位置通过抗蚀剂阀值强度与空间像(spatial aerial-image)强度分布的结合来确定。根据杂光强度的量，印制的特征边缘的位置变化取决于特征边缘的空间像处空间强度图案的斜率。该斜率对于隔离特征和密集特征来说一般是不同的，因此可以通过调整第二辐射分量的比例来不同程度地影响特征边缘位置。特别地，通过调整第二辐射分量的比例，可以改变投射光束的光谱特性，从而改善等密度偏移。发明人已经发现，不用试着消除来自激光束的宽频带背景辐射(background radiation)，而是通过提供用以调节辐射光束中宽频带辐射分量的量的装置，可以在同时印制临界尺寸的隔离和密集特征时实际地减少CD变化。
在优选实施方式中，所述可调节滤波装置是一种空间滤波器，在使用中置于由所述辐射投射光束横穿的位置。
在另一个实施方式中，所述可调节滤波装置是光谱过滤器。
通过提供空间滤波器或者光谱过滤器，能够以高度选择而直接的方式来调节投射光束，以避免等密度偏移的问题。由于这种空间和光谱过滤器适合于布置在有限空间中，因此该装置是适合的，而不必基本上重新排列现有的部件，也不会进一步增加装置的复杂性，并且不需要另外的光束处理部件。
根据本发明的第二方面，提供一种供光刻装置中使用的照射系统，包括-用于接收辐射光束的装置，所述辐射光束包括第一波长处的第一辐射分量和第二波长处的第二辐射分量；其特征在于所述照射系统包括用于过滤所述辐射光束的可调节滤波装置，在使用时设置为选择性地调节所述光束中所述第二辐射分量的比例。
根据本发明的第三方面，提供一种器件制造方法，包括以下步骤
-提供至少部分地覆盖一层辐射敏感材料的基底；-利用照射系统提供辐射的投射光束，该光束包括在第一波长处的第一辐射分量和在第二波长分量处的第二辐射分量；-利用构图部件赋予投射光束带图案的横截面；并且将带图案的辐射光束投射到辐射敏感材料层的目标部分上；-其特征在于在所述照射系统中提供一种用于过滤所述辐射光束的可调节滤波装置，并利用所述可调节滤波装置选择性地调节所述光束中所述第二辐射分量的比例。
在本申请中，本发明的装置具体用于制造IC，但是应该明确理解这种装置可能具有许多其它应用。例如，它可用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示板、薄膜磁头等等。本领域的技术人员将理解，在这种可替换的用途范围中，在说明书中任何术语“中间掩模版”，“晶片”或者“管芯(die)”的使用应认为分别可以由更普通的术语“掩模”，“基底”和“目标部分”代替。
在本文件中，使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有365，248，193，157或者126nm的波长)和远紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm的波长范围)。
现在仅通过举例的方式，参照附图描述本发明的实施方案，在图中相应的参考标记表示相应的部件，其中图1示意性地表示根据本发明的光刻装置；图2示意性地表示根据本发明第一实施方式的照射系统的辐射源和一些元件。
图3示出等密度偏移相对于投射光束的综合放大自发射的百分比的曲线图；图4示出等密度偏移相对于投射光束的带宽的曲线图；图5示意性地示出根据本发明第二实施方式的照射系统的辐射源和一些元件。
具体实施例方式
图1示意性地表示了本发明一具体实施方案的一光刻投影装置。该装置包括-照射系统Ex，IL，2和3，用于提供辐射投射光束PB(例如深紫外区中的光)。在这种具体的情况下，照射系统还包括辐射源LA；-第一物体台(掩模台)MT，设有用于保持掩模MA(例如中间掩模版)的掩模保持器，并与用于将该掩模相对于物体PL精确定位的第一定位装置PM连接；-第二物体台(基底台)WT，设有用于保持基底W(例如涂敷抗蚀剂的硅晶片)的基底保持器，并与用于将基底相对于物体PL精确定位的第二定位装置PW连接；-投影系统(“镜头”)PL，用于将掩模MA的辐射部分成像在基底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯(die))上。
如这里指出的，该装置属于透射型(即采用透射掩模)。可是，一般来说，它还可以是例如反射型，例如采用如上述涉及的可编程反射镜阵列型。
辐射源LA(例如准分子激光器源)产生辐射光束。该光束直接或在横穿过如扩束器Ex等调节装置后，馈送到光束传递系统(beam delivery system)2。通过光束传递系统2将光束从源LA导向照射单元IL，该光束传递系统一般包括一个或多个定向反射镜。
在照射单元IL中，将光束引导至调节装置AM中，该调节装置用于设定照射系统光瞳面上光束强度分布的外和/或内径向量(通常分别称为σ-外和σ-内)。然后，将光束导向照射单元IL的其它部件，如积分器IN和聚光器CO。
包括扩束单元Ex和照射单元IL的照射系统实现下面的功能，即确保入射到掩模MA上的光束PB在其横截面具有所需的均匀度和强度分布。...
照射系统还包括滤波单元3。在图1中，滤波单元3置于调节装置Ex和照射单元IL之间且位于光束传递系统2的下游。但是，本发明并不限于这一方面，设想可将滤波单元3置于照射系统中的任何位置。特别是，光束传递系统2可以包括滤波单元3。滤波单元3包括用于提供光束的光谱滤波或空间滤波的装置。
参照图2和5进一步详细地描述依照本发明的照射系统，特别是滤波单元3。
应该注意，图1中的辐射源LA可以置于光刻装置的壳体中(例如当辐射源LA是汞灯时经常是这种情况)，但也可以远离光刻装置，其产生的辐射光束被(例如通过光束传递系统2所包括的合适的定向反射镜的帮助)引导至该装置中；当光源LA是准分子激光器时通常是后面的那种情况。本发明和权利要求包含这些方案。
光束PB然后与保持在掩模台MT上的掩模MA相交。横向穿过掩模MA后，光束PB通过镜头PL，该镜头将光束PB聚焦在基底W的目标部分C上。在第二定位装置PW和干涉测量装置IF的辅助下，基底台WT可以精确地移动，例如在光束PB的光路中定位不同的目标部分C。类似地，例如在从掩模库中机械取出掩模MA后或在扫描期间，可以使用第一定位装置PM将掩模MA相对光束PB的光路进行精确定位。一般地，用图1中未明确显示的长冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(精确定位)，可以实现物体台MT、WT的移动。可是，在晶片步进器中(与步进-扫描装置相对)，掩模台MT可与短冲程致动装置连接，或者固定。掩模MA与基底W可以使用掩模对准标记M1、M2和基底对准标记P1、P2进行对准。
所示的装置可以按照二种不同模式使用1.在步进模式中，掩模台MT基本保持不动，整个掩模图像被一次投射(即单“闪”)到目标部分C上。然后基底台WT沿x和/或y方向移动，以使不同的目标部分C能够由光束PB照射；2.在扫描模式中，基本为相同的情况，但是给定的目标部分C没有暴露在单“闪”中。取而代之的是，掩模台MT沿给定的方向(所谓的“扫描方向”，例如y方向)以速度v移动，以使投射光束PB在掩模图像上扫描；同时，基底台WT沿相同或者相反的方向以速度V＝Mv同时移动，其中M是镜头PL的放大率(通常M＝1/4或1/5)。在这种方式中，可以曝光相当大的目标部分C，而没有牺牲分辨率。
现在参照图2进一步详细描述照射系统。
照射系统LA，Ex，IL，2，3在投射光束入射到构图部件之前调整其位置和组成。
在图2中，辐射源LA是深紫外(DUV)准分子激光器，虽然本发明还可适用于其他辐射源。
在光束射出辐射源LA时，可由任选的扩束器Ex进行调节，该扩束器是用于沿X-和Y-方向调节光束直径的单元。对扩束器单元Ex发射的光学输出光束进行设置，使其入射到光束传递系统2上。光束传递系统2将该(任选)调节的光束传递到照射器单元IL的光学进入元件(optical entrance element)22。照射器单元IL的光学进入元件22例如可以具体化为光散射元件，用于增大横穿过该元件的辐射束的传播(etendue)(或光导值(light-conductance value))。控制像平面中的角分布和空间辐射分布非常重要，因为它们会影响入射到掩模上的角分布和空间辐射分布，所述像平面与位于进入元件22位置处的光轴垂直。
位于与像平面22距离最远处的转向反射镜10被称为定位反射镜，该反射镜可沿X方向平移。将其称为定位反射镜是因为反射镜10使光束位置在像平面22上发生变化。对第二反射镜14进行布置，使其接收由反射镜10反射的光。反射镜14可沿Y方向平移，并可绕其垂直轴旋转。反射镜14的调节使辐射光束在像平面22上定向和定位。优选将反射镜14置于离开像平面22一定距离，在这种情况下，由该反射镜进行的定向校正不会引起在像平面22上任何不需要的位置变化。
在图2中，滤波装置3置于光束传递系统2和照射单元IL之间。但是，如前所述，本发明并不限于这一方面。可调节的滤波装置3包括透镜16，20和空间滤波器18。两个透镜16和20配置在光束的路径中。将透镜16，20布置为使透镜16和20构成的光学系统基本上是共焦的。在透镜16和20的公共焦点处设置空间滤波器18。空间滤波装置是可调节的；例如可以在任一方向上沿光轴移动，远离该公共焦点。该空间滤波装置可以具体化为针孔或者光阑，其特征在于吸收区域环绕透射区域，该吸收区域例如可以具体化为吸收像素的灰度色调抖动图案(grey tone dithered pattern)。入射到空间滤波器的投射光束包括具有至少两个不同波长的辐射。如上所述，投射光束的波长范围内的辐射能的光谱分布在第一中心波长处达到强烈的(strongly)峰值，所述光谱峰值包括投射光束的大部分辐射能，该辐射能的光谱分布的进一步特征在于较大带宽的辐射的第二光谱带包括投射光束的相对较小部分的辐射能。空间滤波装置的目的是为了调整带有所述第二光谱带中的波长的第二辐射分量的量。为此目的，例如可以利用存在的纵向色差，该色差是因透镜16中存在的光学材料的色散而引起的。这种像差使第一波长处达到峰值的辐射分量(“第一辐射分量”)的焦点与第二辐射分量的焦点沿光轴分开。第二辐射分量在第一辐射分量焦点对准的平面(该平面在下文称为“第一焦平面”)上位于焦点外，因此，位于第一焦平面中的针孔将阻挡部分第二辐射分量。通过沿光轴移动针孔，可改变由针孔阻挡的部分第二辐射分量。这反过来又能够调节针孔下游的光束中第二辐射分量的比例，因此，能够调节入射到构图部件的投射光束中第二辐射分量的比例。
代替利用纵向色差，也可以使用由于在透镜16中或透镜16附近存在的楔形色散光学元件引起的横向色差，以得到分开的第一和第二辐射分量的聚焦点。在这样一种实施方式中，如上所述，空间滤波器在沿着分离聚焦点的连线方向上的横向位移会影响投射光束中第二辐射分量的比例。通过调节第二辐射分量的比例，能够影响等密度偏移的现象，并使其减至最小。
已经发现，成像参数等密度偏移，以及通过上述那些因素影响的参数，受激光光谱特性的影响。特别是，已经发现，与通过调节投射光束的光谱特性的惯例相反，可改进等密度偏移。辐射源的输出，特别是准分子激光器源的输出包括在第一波长的窄带峰值分量，以及和第二波长范围内称为放大自发射(ASE)的宽频带光致发光(photoluminesence)本底分量一起的不同波长处的边频带。对于使用窄频带激光器的应用来说，ASE经常存在一个问题，这是因为当通过投影系统PL投射到基底上时，位于远离激光光谱窄频带波长中心的其余ASE波长分量会引起图案的像的淡化(dilution)。但是本发明的发明人已经认识到，通过调整投射光束中的ASE的量，根据所用的光刻装置可以将等密度偏移从实际上为零调节达到1微米。
特别是，本发明的发明人已经发现，不用试着从激光束中消除宽频带本底辐射，而是提供用于调节该光束中宽频带辐射分量的量的装置，通过进行调节可减小等密度偏移。
调节投射光束中存在的ASE的量会产生一些问题，这是因为ASE是高度发散的。为了解决这一问题，在投射光束的光路中设置透镜16。该透镜使第一波长的投射光束会聚在一定位置。第一波长分量包括高度相干窄频带激光器产生的辐射。但是对于稍小的范围，透镜16使ASE以及如边频带的其他波长分量聚焦。空间滤波装置优选设置在与透镜16焦距相等的距离处。对空间滤波装置进行调节，使聚焦的第一分量波长通过，同时只允许投射光束中一定比例的其他波长分量通过。这是可以实现的，因为发散的ASE不会像激光分量一样有效地聚焦，从而在空间滤波装置的位置处存在较小比例的其他波长分量，并且由于色差使如任何边频带的其他激光分量的焦点位于与第一辐射分量的焦点不同的位置处。
因此光束中离开滤波装置的ASE的量由透镜和空间滤波装置来确定。
此外，空间滤波装置在照射系统中的位置起到一定的作用。在激光器装置中，因为ASE对激光腔中启动激光作用是必要的，因此不能调节ASE。此外，如上所述，ASE是高度发散的，并且不同程度地传播通过照射系统。发明人已经认识到，通过在照射系统中进行过滤，可以调节投射光束中ASE的量，而不会影响激光器的激光功能。
优选地，空间滤波装置是带有可调节孔径的针孔(或光阑)。对该针孔进行校准，从而对于给定的孔径来说，投射光束包括一定百分比的综合ASE。孔径越宽，投射光束中综合ASE的百分比就越大。针孔优选由反射材料构成，以防止针孔结构由于其吸收部件所吸收的辐射而变得非常热。
针孔通过以下方式进行调节根据所用的装置(参照下面图3)，确定为实现等密度偏移尽可能接近零而需要的ASE百分比。然后将已校准的针孔打开或闭合来提供孔径，这允许具有上述百分比的ASE在投射光束通过(一个实施例，例如需要用于特定投射光束的孔径尺寸)。
调节投射光束中第二辐射分量的量的结果是等密度偏移得以改进，即精确印制线宽CD的特征，而不管是隔离地(具有大间距)还是密集地(具有小间距)印制所述特征。其原因是，(与缺乏第二辐射分量的情况下的对比度相比)在投射光束中存在第二辐射分量的情况下，由于投影透镜中的色差使图案的空间像的对比度轻微退化。对比度的损失是可调节的，如上所述，由于对比度损失引起的模糊不同程度地影响隔离和密集特征的印制特征边缘的位置。对印制位置(以及因此对CD)的作用的实际差异与所述特征边缘的空间像处空间强度图形的斜率差一致。
图3是显示本发明结果的图表。特别地，图3是显示激光束中ASE的量与测得的印制特征的等密度偏移之间的关系的曲线图。X轴用10为底的对数按照投射光束的百分比来表示综合ASE分量。这里“综合”表示第二辐射分量包括特别用于ASE的光谱带中基本上所有的波长。Y轴以微米示出所得到的图像的等密度偏移(即，以微米测量的隔离和密集特征的CD差)。线a表示在193nm、NA为0.6的光刻装置中得到的结果，线b表示在193nm、NA为0.70的装置中得到的结果，线c表示在193nm、NA为0.75的装置中得到的结果。同时说明，这些线的斜率(gradient)由每个装置的光学参数来确定，特别是由每个装置的数值孔径和δ最优化来确定。
可以看到，已经对激光器光谱特性引起的等密度偏移做出标记。特别是，光束中ASE的百分比对等密度偏移具有明显的影响。最好是，装置在零等密度偏移下工作，因为这样可根据隔离结构和密集结构中特征的再现而产生掩模的真实再现。这样，线a，b和c与x轴的交叉表示综合ASE的所需百分比。每个装置的线与x轴交叉在不同点的情况如上所述是因为每个装置不同的光学参数。
从图3中可以看到，在常规的光刻装置中，其中根据本发明没有对激光束进行加工，在193纳米的深紫外(DUV)中且综合ASE百分比小于0.01的光束会引起0.03微米的等密度偏移。根据图3中第二辐射分量(利用ASE)的增加的综合值处的陡斜率，很明显本发明提供了一种用于调节(和调整零点(zero-ing))等密度偏移的非常灵敏的调节机构。
如果比较来自不同光刻装置的结果，那么可以看到每个装置具有不同的等密度偏移/第二辐射分量特性的比例。这是其他设计依赖因素的结果，所述因素因设计不同而不同，并促进等密度偏移。
图4是显示本发明结果的另一个图表。特别地，图4是显示以皮米入射到构图部件上的激光束带宽与印制图像的等密度偏移之间的关系的曲线图。与图3中一样，线a表示在193nm、NA为0.6的光刻装置中得到的结果，线b表示在193nm、NA为0.7的装置中得到的结果，线c表示在193nm、NA为0.75的装置中得到的结果。
图4显示如果通过引入除第一中心激光波长处的光之外的第二波长分量的可调节量，使带宽稍微增加0.1至0.3皮米，那么也会增大最终得到的图像的等密度偏移。因此，根据本发明，可以通过调节一定比例的第二辐射分量来提供对等密度偏移的调节，所述第二辐射分量具有以第一辐射分量波长为中心且包括第一辐射分量波长的小带宽内的波长。
在上述实施方式中，调整激光束中ASE的量来调节最终形成的印制图像的等密度偏移。但是本发明并不限于这一方面。除了ASE之外，可以调节激光光束中其他波长分量的比例，如来自第二光源的光或源自同一光源的其他波长分量，以达到类似的结果。
图5示出本发明的第二实施方式。在图5中，扩束器Ex，光束传递系统2和照射单元IL与参照图2描述的相同。但是，在图5中，可调节的滤波装置3包括光谱仪24。该光谱仪实现投射光束的空间滤波。本发明的发明人已经认识到，通过调整投射光束使其包括以辐射源的第一波长峰值为中心的已过滤的波长范围，可以调整等密度偏移。
应该说明，改变激光光谱可以改变除等密度偏移之外的光束的其他性质，如聚焦。例如，聚焦条纹(focus drilling)可能会出现。在特定情况下，聚焦条纹可能是需要的，但是在其他情况下，它是不希望出现的。本发明允许选择性地调节等密度偏移而不产生聚焦条纹。原因是为了改变等密度偏移，需要改变一定程度的激光光谱。为了增大焦深，对激光光谱来说需要进行不同的、较大程度的改变。这样，通过细微地控制光谱操纵的程度，可以改变等密度偏移而不会影响激光光谱的其他性质。
尽管在上面已经描述了本发明的各个具体实施方式
，但是应该明白，本发明可以按照不同于所述的方式实施。说明书不意味着限制本发明。
权利要求
1.一种光刻装置，包括-用于提供辐射投射光束的辐射系统，所述辐射束包括具有第一波长的第一辐射分量和具有第二波长的第二辐射分量；-用于支撑构图部件的支撑结构，所述构图部件用于根据所需的图案对投射光束进行构图；-用于保持基底的基底台；-用于将带图案的光束投射到基底的目标部分上的投影系统；其特征在于所述照射系统包括用于过滤所述辐射光束的可调节滤波装置，该滤波装置在使用时设置为选择性地调节所述光束中所述第二辐射分量的比例。
2.根据权利要求1的光刻装置，其中所述可调节滤波装置是一种空间滤波器，在使用中置于由所述辐射投射光束横穿的位置。
3.根据权利要求2的光刻装置，其中所述照射系统包括用于使所述光束会聚在所述位置的光束会聚装置。
4.根据前面任一项权利要求的光刻装置，其中所述可调节滤波装置是针孔。
5.根据权利要求1的光刻装置，其中所述可调节滤波装置是光谱过滤器。
6.根据权利要求5的光刻装置，其中所述光谱过滤装置是光谱仪。
7.根据前面任一项权利要求的光刻装置，其中第二辐射分量包括源于来自辐射源的放大自发射的辐射。
8.一种供光刻装置中使用的照射系统，包括-用于接收辐射光束的装置，所述辐射光束包括具有第一波长的第一辐射分量和具有第二波长的第二辐射分量；其特征在于所述照射系统包括用于过滤所述辐射光束的可调节滤波装置，该滤波装置在使用时设置为选择性地调节所述光束中所述第二辐射分量的比例。
9.一种器件制造方法，包括以下步骤-提供至少部分地覆盖一层辐射敏感材料的基底；-利用辐射系统提供辐射的投射光束，该光束包括具有第一波长的第一辐射分量和具有第二波长的第二辐射分量；-利用构图部件给投射光束的横截面赋予图案；以及将带图案的辐射光束投射到辐射敏感材料层的目标部分上；-其特征在于在所述照射系统中提供一种用于过滤所述辐射光束的可调节滤波装置，并利用所述可调节滤波装置选择性地调节所述光束中所述第二辐射分量的比例。
全文摘要
一种包括照射系统的光刻装置，所述照射系统提供辐射的投射光束，所述光束包括具有第一波长的第一辐射分量和具有第二波长的第二辐射分量，用以再现掩模上形成的特征。根据本发明的光刻装置包括具有可调节滤波装置的照射系统，该装置用于过滤所述辐射光束，在使用时设置为选择性地调节所述光束中所述第二辐射分量的比例。本发明的装置对在掩模上形成的隔离和密集特征提供了改进的再现性。
文档编号G03F7/20GK1591198SQ20041007486
公开日2005年3月9日 申请日期2004年8月30日 优先权日2003年8月29日
发明者J·布鲁巴奇 申请人:Asml荷兰有限公司