专利名称：光刻设备的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及集成电路制造领域；以及更具体而言涉及设备、设计该设备的方法、使用该设备的工具以及在集成电路形成期间将该设备用于优化光刻的方法。
背景技术：
最前沿的集成电路技术需要光刻邻近其理论分辨率极限操作。虽然已经提出许多达成此目的的方法，不过除非印刷图像的长对宽比率非常高，否则无法达成紧密图像尺寸控制的目标，并且在相同曝光范围内具有最小尺寸的图像与具有显著大于最小尺寸的图像的混合时，会遭遇更多折衷。因此，本领域存在对于减轻或消除上述缺陷与限制的需求。
发明内容
本发明的第一方面为一种光刻设备，包含非对称互补偶极元件，其包含第一和第二开口，与第一轴等距离并且是关于所述第一轴的镜像图像，所述第一和第二开口具有基本上相同的第一面积和相对于选择的光波长的相同的第一光密度；第三和第四开口，与第二轴等距离并且是关于第二轴的镜像图像，所述第三和第四开口具有基本上相同的第二面积和相对于所述选择的光波长的相同的第二光密度；以及其中所述第一轴与所述第二轴垂直，并且所述第一和第二光密度不同。本发明的第二方面为一种用于在光致抗蚀剂层上提供光图形的方法，包含使具有选择的波长的光通过非对称互补偶极元件的开口，所述非对称互补偶极元件包含第一和第二开口，与第一轴等距离并且是关于所述第一轴的镜像图像，所述第一和第二开口具有基本上相同的第一面积和相对于选择的光波长的相同的第一光密度；第三和第四开口， 与第二轴等距离并且是关于第二轴的镜像图像，所述第三和第四开口具有基本上相同的第二面积和相对于选择的光波长的相同的第二光密度；以及其中所述第一轴与所述第二轴垂直，并且所述第一和第二光密度不同；在使所述光通过所述非对称互补偶极元件之后，使所述光通过构图的光掩模；以及在使所述光线通过所述构图的光掩模之后，将所述光投射在所述光致抗蚀剂层上。本发明的第三方面为一种用于在光致抗蚀剂层上提供具有第一和第二强度的光图形的设备，包含非对称互补偶极元件，其在光源与光掩模之间对准，所述光掩模在所述非对称互补偶极元件与所述光致抗蚀剂层之间对准，所述非对称互补偶极元件包含第一和第二开口，与第一轴等距离并且是关于所述第一轴的镜像图像，所述第一和第二开口具有基本上相同的第一面积和相对于选择的光波长的相同的第一光密度；第三和第四开口， 与第二轴等距离并且是关于第二轴的镜像图像，所述第三和第四开口具有基本上相同的第二面积和相对于选择的光波长的相同的第二光密度；以及其中所述第一轴与所述第二轴垂直，并且所述第一和第二光密度不同。本发明的第四方面为一种设计非对称互补偶极元件的方法，包含(a)选择集成电路制造级的光掩模的关键设计图像；(b)选择或产生初始非对称互补偶极设计，并且指定所述初始设计非对称互补偶极设计作为当前非对称互补偶极设计，所述当前非对称互补偶极设计至少具有通过第一光强度的第一偶极以及通过第二光强度的第二偶极，所述第一光强度不同于所述第二光强度；(C)使用描述所述关键设计图像的第一参数和描述所述当前非对称互补偶极设计的第二参数产生所述关键设计图像的模拟图像，来模拟光致抗蚀剂层的曝光；(d)评估描述所述模拟图像的第三参数；以及(e)如果所述参数不可不接受，修改一个或多个所述第二参数并且重复步骤(c)和(d)，并且如果所述第三参数可接受，则选择所述当前非对称互补偶极设计。
将通过参考附图仅仅以示例的方式来描述本发明的实施例，其中图1描述包含根据本发明实施例的非对称互补偶极元件的示例光刻工具；图2为要使用根据本发明实施例的非对称互补偶极元件进行光刻印刷的示例设计图像的平面图；图3和图4为根据本发明实施例的相同非对称互补偶极元件的顶端视图；图5A和图5B为透过各线5A-5A和5B-5B示例用于图4中该非对称互补偶极元件的第一示例结构的剖面图；图5C为透过图4的线5C-5C的剖面图，示例用于图5B中所示例该非对称互补偶极元件的替代结构；图5D和图5E为透过各别线5D-5D和5E-5E示例用于图4的该非对称互补偶极元件的第二示例结构的剖面图；图5F为透过图4的线5F-5F的剖面图，示例用于图5E中所示例该非对称互补偶极元件的替代结构；图6A为使用单偶极元件的印刷图像模拟，并且图6B为使用根据本发明实施例的非对称互补偶极元件的印刷图像模拟；图7为在结合根据本发明实施例的图4的非对称互补偶极元件的双偶极光刻中所使用的配对非对称互补偶极元件的顶视图；图8为示例根据本发明实施例的双偶极光刻的方法流程图；图9为设计根据本发明实施例的非对称互补偶极元件的方法；以及图10为通用计算机的示意框图。
具体实施例方式一般来说在半导体工业内，晶片为薄、碟形衬底，具有100至300mm的直径并且包含半导体材料。不过，晶片可具有其它形状和/或尺寸。晶片的实例包含体硅衬底和绝缘体上硅(SOI)衬底，其中硅层通过绝缘层与支撑硅衬底分隔。依赖于集成电路制造的特定阶段，晶片包含掺杂和未掺杂的半导体区域、掺杂和未掺杂的外延层、包含导体的介电层以及特征，例如形成在半导体材料中/上的晶体管。光刻制程是这样的制程，其中光致抗蚀剂层被施加到表面(例如晶片的表面)，该光致抗蚀剂层通过构图的光掩模而暴露到光化辐射，并且曝光的光致抗蚀剂层被显影以形成构图的光致抗蚀剂层。当光致抗蚀剂层包含正光致抗蚀剂时，则显影剂会溶解光致抗蚀剂暴露到光化辐射的区域，并且不会溶解光致抗蚀剂层的入射被构图的光掩模所阻挡(或大幅衰减辐射强度)的区域。当光致抗蚀剂层包含负光致抗蚀剂时，则显影剂不会溶解光致抗蚀剂暴露到光化辐射的区域，并且会溶解光致抗蚀剂层的入射被构图的光掩模所阻挡 (或大幅衰减辐射强度)的区域。在进一步处理之后(例如蚀刻或离子注入)，去除构图的光致抗蚀剂。构图的光掩模一般包含其中具有开口图形并且基本上对于光化辐射而言不透明的层，该层被形成在基本上对光化辐射来说透明的衬底上。光化辐射可通过该层内的开口， 并通过开口内暴露的衬底。图1描述包含根据本发明实施例的非对称互补偶极元件的示例光刻工具。在图1内，光刻工具100包含产生光束(例如波长193nm的UV光)的光化辐射源(例如 UV光源)105、非对称互补偶极(AOT)元件115、反射器120、可选的固定狭缝125、调制盘 (reticle)扫描机构130、内含缩影透镜145的缩影元件140、可扫描的步进台150以及用于协调调制盘扫描机构130与台150的移动的控制单元155。光刻工具100为缩影曝光工具的实例，其中光束110的宽度为从缩影元件140发出缩影光束IlOA的N倍，因此调制盘135 上的图形为要印刷图形的N倍，在一个实例中N = 5。A⑶元件115A为新颖类型的衍射光学元件(DOE)。在集成电路(IC)的制造中，虽然调制盘(属于一种光掩模)可以只包含一些IC 芯片的图形，不过却可同时制造多至几百个的单独IC芯片的二维阵列。因此，晶片必须在每次曝光的后移动(即，步进)。另外，调制盘上的图形可以大于在光刻工具镜头的最大可使用视野内所能包含的，如此调制盘必须移动(即，扫描)，这样在任何已知瞬时仅仅投射调制盘上的部分图形。由此在图1中，晶片170(其上形成有光致抗蚀剂层)上的IC芯片 165的区域160暴露在缩影光束110A。IC芯片165被扫描(在本实例中，从左到右)，然后晶片170步进至下一个IC芯片并重复扫描处理。在图1的底部，“芯片的顶视”图示例了 IC芯片165的区域175已经被曝光、区域160正被曝光以及区域180将在特定时间曝光。应该了解，除了图1所示例的特定投影工具，本发明的ACD元件115亦可用在任何数量的投影光刻工具内(例如全IC芯片投影步进工具，其中N > 1，以及扫描投影工具，其中N = 1)。另外，A⑶元件115的特定位置可与图1所示例的不同。例如，A⑶115可邻近狭缝125或取代狭缝125。图2为要使用根据本发明实施例的非对称互补偶极元件进行光刻印刷的示例设计图像的平面图。在图2中，构成在光致抗蚀剂层中形成的图形的一部分的设计图像205的阵列200，被沿X方向的行与Y方向的列来设置。X与Y方向彼此垂直。X方向界定水平与长度方向，Y方向界定垂直与宽度方向。每一图像沿X方向都具有长度L+/-dl并沿Y方向具有宽度W+/-d2，其中dl为围绕L的规格界限并且d2为围绕W的规格界限。图像205沿 X方向相距并且沿Y方向相距Sy，由此图像205沿X方向的栅距(pitch)等于L+Sx， 并且图像沿Y方向的栅距Py等于W+Sy。假设W < L、Py < 并且T2 < Tl的条件，然后关于图像尺寸控制与图形密度的关键方向为Y方向。这非常重要，因为根据本发明实施例的ACD元件包含第一(即，关键)偶极和第二(即，互补)偶极，第一偶极沿关键方向执行图像分辨率增强，第二偶极沿非关键方向(例如，与关键方向垂直的方向)执行图像分辨率增强。
图3和图4为根据本发明实施例的相同非对称互补偶极元件的顶视图。在图3中， A⑶元件115A(代表图1的A⑶元件11 包含不透明层210A或不透明板210B以及光线可穿透的四个开口 215A、215B、220C和220D。第一和第二开口 215A和215B基本上为弧形，并且是关于X轴(沿着X方向延伸)的镜像图像。第三和第四开口 220A和220B基本上为弧形，并且是关于Y轴(沿着Y方向延伸)的镜像图像。X和Y轴的交叉点界定中心点225。 第一和第二开口 215A和215B的第一和第二侧边由具有Al度的弧长的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距中心点225的距离Ril处延伸到距离Rol处的径向长度的非平行线界定，其中Rol > Ril0第三和第四开口 220A和220B的第一和第二侧边由具有A2度的弧长的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距中心点225的距离Ri2处延伸到距离 Ro2处的径向长度的非平行线界定，其中Ro2 > Ri2。如此，开口 215A和215B的面积基本上相同，并且开口 220A和220B的面积基本上相同并小于开口 215A和215B。A⑶元件115A要用于曝光图2的阵列200，因此开口 215A和215B形成关键偶极并且开口 220A和220B形成互补偶极。请注意，关键偶极的开口 215A和215B主要沿着非关键方向延伸，并且开口 220A和220B主要沿着图2上所界定的关键方向延伸。通过开口 215A 和215B (关键偶极)的每单位时间光能量(例如mj/秒)高于通过开口 220A和220B (互补偶极)是本发明的关键特征。通过关键与互补偶极的相关光量是比率A1/A2的函数。假定开口 215A和215B的光密度(OD)为ODceit并且开口 220A和220B的OD为0DC。MP，通过关键与互补偶极的相关光量是比率OD^t/OD^mp的函数。OD为零表示100%透明，所有光都通过，并且OD为1表示100%不透明，无光线通过。次要控制为开口 215A和215B的面积与开口 220A和220B的面积的比率。在一个实例中，Al大于A2。在一个实例中，ODtomp大于 ODceito在一个实例中，Al大于A2并且ODotp大于ODcmtl在一个实例中，Al在约45°与约 120°之间，并且A2在约20°与约50°之间。除了图3内示例的X和Y轴与尺寸指示已经移除，并且在图4内加入剖面指示以外，图4与图3相似。图5A和图5B为透过各线5A-5A和5B-5B，示例用于图4的非对称互补偶极元件的示例第一结构的剖面图。在图5A中，在透明衬底230(例如OD接近零)的顶表面227上形成包含不透明层210A的A⑶元件115A。衬底230的顶表面227暴露在开口 215A和215B 的底部中。严格来说，开口 215A和215B的OD为0，但是衬底230的OD对于通过开口 215A 和215B的光的衰减有贡献，因此ODem等于衬底230的0D。在一个实例中，ODem小于0. 1。在图5B中，因为不透明层210的区域232保留在开口 220A和220B的底部处，所以衬底230的顶表面227并未暴露在开口 220A和220B的底部中。层210具有厚度TO并且区域232具有厚度Tl，其中TO > Tl，并且开口 220A的OD大于图5A的开口 215A和215B 的0D。在一个实例中，层210包含铬并且衬底230包含石英。严格来说，开口 220A和220B 的OD为0，但是衬底230的OD以及区域232的OD对于通过开口 220A和220B的光的衰减都有贡献，因此ODkjmp等于衬底230的OD加上区域232的0D。在一个实例中，ODtomp在约 0. 2与约0. 9之间。在一个实例中，ODcomp在约0. 2与约0. 9之间并且ODcm小于约0. 1。图5C为透过图4的线5C-5C的剖面图，示例用于图5B中所示例该非对称互补偶极元件的替代结构。在图5C中，开口 220A和220B延伸至衬底230的顶表面227，但是填充 (或者部分填充)光衰减材料235。材料235具有大于0但小于1的0D。在一个实例中，材料235的OD在约0. 1与约0. 9之间。在一个实例中，材料235的OD在约0. 2与约0. 5之间。严格来说，开口 220A和220B的OD为0，但是衬底230的OD以及材料235的OD对于通过开口 220A和220B的光的衰减都有贡献，因此ODkjmp等于衬底230的OD加上材料235的 OD。在一个实例中，ODcomp在约0. 2与约0. 9之间。在一个实例中，ODcomp在约0. 2与约0. 9 之间并且ODcm小于约0. 1。图5D和图5E为透过各线5D-5D和5E-5E示例用于图4中该非对称互补偶极元件的第二示例结构的剖面图。在图5D中，A⑶元件115A包含具有开口 215A和215B的不透明板210。在一个实例中，板210B包含铝、不锈钢或陶瓷。开口 215A和215B的OD为0，因此ODem等于0。在图5E中，开口 220A和220B填充(或者部分填充)光衰减材料235。开口 220A 和220B的OD为材料235的0D，因此ODotp等于材料235的0D。在一个实例中，ODcomp在约 0. 2与约0. 9之间。在一个实例中，ODcomp在约0. 2与约0. 9之间并且ODcm为0。图5F为透过图4的线5F-5F的剖面图，示例用于图5E中所示例该非对称互补偶极元件的替代结构。中性密度滤光器235A放置在板210之下。开口 220A和220B的OD为滤光器235A的0D，因此ODotp等于板235A的0D。在一个实例中，ODcqmp在约0. 2与约0. 9 之间。在一个实例中，ODcomp在约0. 2与约0. 9之间并且ODqot小于约0. 1。图6A为使用单一偶极元件的印刷图像模拟，并且图6B为使用根据本发明实施例的非对称互补偶极元件的印刷图像模拟。模拟模型为复杂的计算机程序，其模拟图像参数， 例如，实际产品中希望的平均图像尺寸与围绕平均的限制(例如3sigma)。模拟模型也将光掩模补偿考虑在内，如此在制造光掩模图像时，在设计图像中加入蚀刻偏向以及光学邻近校正(OPC)。模拟模型可包含有关光掩模上图像的信息(例如尺寸、几何形状以及图像变化)、光致抗蚀剂成分以及光致抗蚀剂处理造成的变化(例如曝光时间/强度、处理温度、显影参数等)以及光刻工具的特性(例如分辨率与图像失真和DOE效应)，并且产生模拟图像。在图6A内，使用类似于图4的描述，但是只具有开口 215A和215B而没有开口 220A 和220B的样本偶极元件，将模拟印刷图像的平均尺寸形状Μ0Α、最大尺寸形状MOB以及最小尺寸形状MOC重迭在设计形状205上(另请参阅图2)。在图6B中，使用图4内所描述的A⑶元件115A，将模拟印刷图像的平均尺寸形状M5A、最大尺寸形状M5B以及最小尺寸形状M5C重迭在设计形状205上(另请参阅图2、。除了样本偶极元件与A⑶元件之间的差异以外，图6A和图6B的模拟模型都相同。在两模拟当中，请参阅图2，W约是20nm、L 约是40nm、&c约是20nm并且Sy约是20nm。对于图6A所表示的模拟，请参阅图3，Al约是 90°并且开口 215A和215B的OD约为0，在此并无开口 220A和220B。对于图6B所表示的模拟，请参阅图3，Al约是90°、A2约30°并且开口 215A和215B的OD约为0，而开口 220A 和220B的OD约为0.3。图6A和图6B显示在关键方向(即是Y方向)与互补方向(即是 X方向)上导致关于设计图像205的差的图像尺寸控制(平均与围绕该平均的公差)并且在互补方向内展现大图像尺寸变化的单偶极模拟。图7为在结合根据本发明实施例的图4的非对称互补偶极元件的双偶极光刻中所使用的配对非对称互补偶极元件的顶视图。根据本发明实施例的ACD具有调整至关键图像尺寸方向的关键偶极，以及调整至互补图像尺寸方向(通常与关键方向垂直)的互补偶极。不过，集成电路设计当中有些图像的Y方向为关键方向(如图2内所示)，并且其它图像中关键方向为X方向。因此，正确曝光单一光致抗蚀剂需要用到两个光掩模和两个ACD元件。 使用ACD元件115A(请参阅图3)曝光具有水平条图像205(请参阅图2)并且其中Y方向为关键方向的第一光掩模200，以及使用图7的A⑶元件115B曝光具有垂直条图像(图2 的元件205旋转90° )且其中X方向为关键方向的第二光掩模。下面参考图8解释A⑶ 元件115A和115B的使用。A⑶元件115B具有四个可让光通过的开口 215C、215D、220C和 220D。开口 215C和215D形成关键偶极，并且开口 220C和220D形成互补偶极。将ACD元件 115B与图4的A⑶元件115A比较，可了解主要差异为关键与互补偶极的位置的90°旋转。 在图4和图7的实例中，除了关键偶极(图4的开口 215A和215B以及图7的开口 215C和 215D)和互补偶极(图4的开口 220A和220B以及图7的开口 220C和220D)的90°旋转偏差之外，A⑶115A(请参阅图4)和A⑶元件115B是相同的。然而，A⑶115B并不需要与ACD元件115A(请参阅图4)相同。对于关键形状和沿各关键方向的ACD元件所希望使用的掩模的间隔，可以单独调整ACD元件115A(请参阅图4)和115B而与其它ACD元件的调整无关。图8为示例根据本发明实施例的双偶极光刻方法的流程图。在步骤250中，将具有光致抗蚀剂层的晶片加载到曝光工具中。在步骤255中，将具有沿第一关键方向的那些图像的关键图形的第一调制盘加载到曝光工具的光路径中的位置中，以及将具有针对第一关键方向取向并调整的关键偶极的第一 ACD元件加载到曝光工具的光路径中的位置中。在步骤沈0中，使用第一调制盘和第一 ACD元件进行光致抗蚀剂层的第一曝光。在步骤沈5 中，将具有沿第二关键方向(与第一关键方向垂直)的那些图像的关键图形的第二调制盘加载到曝光工具的光路径中的位置中，并且将针对第二关键方向取向并调整的关键偶极的第二 ACD元件加载到曝光工具的光路径中的位置中。在步骤270中，使用第二调制盘和第二 ACD元件执行光致抗蚀剂层的第二曝光。在步骤275中，从光刻工具中移除晶片，并且显影由两次曝光形成的潜像。然后执行进一步处理(例如，蚀刻、离子注入、光致抗蚀剂移除
寸乂 O图9为设计根据本发明的实施例的非对称互补偶极元件的方法。在步骤300中，选择IC制造阶段中设计的关键设计图像。参数W、L、Sx和Sy (或W、L、Px和Py)(请参阅图 2)已输入模拟模型。在步骤305中，选择或产生初始A⑶设计，并且参数Al、A2、Ril、Rol、 Ri2、Ro2、0D·和ODotp(请参阅图3)都已输入模拟模型。初始非对称互补偶极设计指定为当前非对称互补偶极设计。在步骤310中，执行模拟模型并且在步骤315中，执行结果评估(请参阅图6B的实例)。可选地在步骤320中，当前ACD设计储存在ACD设计文件325 内。在步骤330中，根据步骤315中执行的评估，判断当前ACD设计是否导致可接受的成像性能。如果在步骤中，成像性能是可接受的，则在步骤335中，根据当前设计制造ACD元件， 否则方法前往步骤340。在步骤340中，判断当前的ACD设计是否应该修改并且再度执行模拟。如果在步骤340中，决定修改当前的ACD设计，则在步骤345中，修改一个或多个参数 Al、A2、Ril、Rol、Ri2、Ro2、ODceit和ODcomp,并且方法前往步骤310，否则方法前往步骤350。 在步骤350中，从A⑶设计文件325选择最佳性能A⑶设计，并且在步骤335中，根据选取的设计制造A⑶。一般而言，使用通用计算机实现其中关于设计根据本发明的实施例的非对称互补
11偶极元件的方法，并且之前在图4流程图中的说明的方法可被编码为供通用计算机使用的可移除式或硬盘媒体上的一组指令。图10为通用计算机的示意框图。在图10中，计算机工具400具有至少一个微处理器或中央处理单元(CPU)405。CPU 405通过工具总线410互连至随机存取内存(RAM)415、 只读存储器(ROM) 420、连接可移除式数据和/或程序储存装置430与海量数据和/或程序储存装置435的输入/输出(I/O)适配器425、连接键盘445与鼠标450的用户接口适配器 440、连接数据端口 460的端口适配器455，以及连接显示装置470的显示适配器465。ROM 420包含用于计算机工具400的基本操作工具。操作工具可选地可位于RAM 415中，或业界内已知的其它地方。可移除式数据和/或程序储存装置430的实例包诸如磁盘驱动器与磁带机的磁性媒体，以及诸如只读存储光盘(CD-ROM)光驱的光学媒体。海量数据和/或程序储存装置435的实例包含电、磁、光学、电磁、红外线和半导体装置。计算机可读取媒体的实例包含半导体或固态存储器、磁带、可移除式计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、刚性磁盘以及光盘。当前光盘的实例包含压缩盘只读存储器 (⑶-ROM)、读写压缩盘(⑶-R/W)以及数字视频盘(DVD)。除了键盘445和鼠标450以外，诸如轨迹球、手写板、压力板、麦克风、光笔以及位置感应屏幕显示器的其它输入装置可连接至用户接口 440。显示装置的实例包含阴极射线管(CRT)和液晶显示器(LCD)。本领域的技术人员可建立具备适当应用程序接口的计算机程序，并且储存在工具或数据和/或程序储存装置内，以简化本发明的实践。在操作上，信息或被建立为执行本发明的计算机程序通过数据端口 460输送或使用键盘445键入，而加载到适宜的可移除式数据和/或程序储存装置430。由此，本发明的实施例提供设备、设计该设备的方法、使用该设备的工具，以及在集成电路形成期间将该设备用于最佳光刻的方法。在上面给出描述本发明的实施例，以便了解本发明。将了解，本发明并不受限于上述特定实施例，但是在不背离本发明范畴的下，本领域的技术人员可进行各种修改、重新配置与替代。因此，旨在下列权利要求涵盖落入本发明的范围与精神内的所有这样的修改和变化。
权利要求
1.一种光刻设备，包含非对称互补偶极元件，其包含第一和第二开口，与第一轴等距离并且是关于所述第一轴的镜像图像，所述第一和第二开口具有基本上相同的第一面积和相对于选择的光波长的相同的第一光密度；第三和第四开口，与第二轴等距离并且是关于第二轴的镜像图像，所述第三和第四开口具有基本上相同的第二面积和相对于所述选择的光波长的相同的第二光密度；以及其中所述第一轴与所述第二轴垂直，并且所述第一和第二光密度不同。
2.根据权利要求1的设备，其中所述第一和第二开口基本上为弧形，并且所述第三和第四开口基本上为弧形； 其中由所述第一和第二轴的交叉点界定中心点；所述第一和第二开口的第一和第二侧边由具有第一弧长的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距所述中心点的第一距离处延伸到第二距离处的径向长度的非平行线界定，所述第二距离大于所述第一距离；以及所述第三和第四开口的第一和第二侧边由具有第二弧长的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距所述中心点的第三距离处延伸到第四距离处的径向长度的非平行线界定，所述第四距离大于所述第三距离。
3.根据权利要求2的设备，其中所述第一弧长大于所述第二弧长。
4.根据权利要求2的设备，其中所述第一弧长在约45°与约120°之间，以及所述第二弧长在约20°与约50°之间。
5.根据权利要求1的设备，其中所述第一面积大于所述第二面积。
6.根据权利要求1的设备，其中所述第一光密度小于约0.1，并且所述第二光密度在约 0. 2与约0. 9之间。
7.根据权利要求1的设备，其中所述第一光密度为0，并且所述第二光密度在约0.2与约0.9之间。
8.一种用于在光致抗蚀剂层上提供光图形的方法，包含使具有选择的波长的光通过非对称互补偶极元件的开口，所述非对称互补偶极元件包含第一和第二开口，与第一轴等距离并且是关于所述第一轴的镜像图像，所述第一和第二开口具有基本上相同的第一面积和相对于选择的光波长的相同的第一光密度；第三和第四开口，与第二轴等距离并且是关于第二轴的镜像图像，所述第三和第四开口具有基本上相同的第二面积和相对于选择的光波长的相同的第二光密度；以及其中所述第一轴与所述第二轴垂直，并且所述第一和第二光密度不同； 在使所述光通过所述非对称互补偶极元件之后，使所述光通过构图的光掩模；以及在使所述光线通过所述构图的光掩模之后，将所述光投射在所述光致抗蚀剂层上。
9.根据权利要求8的方法，其中通过所述第一和第二开口的所述光以第一强度离开， 并且通过所述第三和第四开口的所述光以第二强度离开，所述第一强度大于所述第二强度。
10.根据权利要求9的方法，其中所述第一和第二开口基本上为弧形，并且所述第三和第四开口基本上为弧形；其中由所述第一和第二轴的交叉点界定中心点；其中所述第一和第二开口的第一和第二侧边由具有第一弧长的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距所述中心点的第一距离处延伸到第二距离处的径向长度的非平行线界定，所述第二距离大于所述第一距离；以及所述第三和第四开口的第一和第二侧边由具有第二弧长的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距所述中心点的第三距离处延伸到第四距离处的径向长度的非平行线界定，所述第四距离大于所述第三距离。
11.根据权利要求10的方法，其中所述第一弧长大于所述第二弧长。
12.根据权利要求8的方法，还包含使具有所述选择的波长的光通过附加的非对称互补偶极元件的开口，所述附加的非对称互补偶极元件包含第五和第六开口，与第三轴等距离并且是关于所述第三轴的镜像图像，所述第五和第六开口具有基本上相同的第三面积和相对于所述选择的光波长的相同的第三光密度；第七和第八开口，与第四轴等距离并且是关于第四轴的镜像图像，所述第七和第八开口具有基本上相同的第四面积和相对于所述选择的光波长的相同的第四光密度；以及其中所述第三轴与所述第四轴垂直，所述第三轴与所述第二轴共延伸，所述第四轴与所述第一轴共延伸，并且所述第三和第四光密度不同；在使所述光通过所述附加的非对称互补偶极元件之后，使所述光通过附加的构图的光掩模；以及在使所述光线通过所述附加的构图的光掩模之后，将所述光投射在所述光致抗蚀剂层上。
13.根据权利要求12的方法，其中其中所述第一和第二开口基本上为弧形，并且所述第三和第四开口基本上为弧形； 其中由所述第一和第二轴的交叉点界定中心点；其中所述第一和第二开口的第一和第二侧边由具有第一弧长的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距所述中心点的第一距离处延伸到第二距离处的径向长度的非平行线界定，所述第二距离大于所述第一距离；以及其中所述第三和第四开口的第一和第二侧边由具有第二弧长的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距所述中心点的第三距离处延伸到第四距离处的径向长度的非平行线界定，所述第四距离大于所述第三距离；其中所述第五和第六开口基本上为弧形，并且所述第七和第八开口基本上为弧形； 其中所述第五和第六开口的第一和第二侧边由具有第三弧长的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距所述中心点的第五距离处延伸到第六距离处的径向长度的非平行线界定，所述第五距离大于所述第六距离；以及其中所述第七和第八开口的第一和第二侧边由具有第四弧长的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距所述中心点的第七距离处延伸到第八距离处的径向长度的非平行线界定，所述第八距离大于所述第七距离。
14.根据权利要求13的方法，其中所述第一弧长大于所述第二弧长，并且所述第三弧长大于所述第四弧长。
15.一种用于在光致抗蚀剂层上提供具有第一和第二强度的光图形的设备，包含根据权利要求1到7中任一项的非对称互补偶极元件，所述非对称互补偶极元件在光源与光掩模之间对准，所述光掩模在所述非对称互补偶极元件与所述光致抗蚀剂层之间对准。
16.一种设计非对称互补偶极元件的方法，包含(a)选择集成电路制造级的设计的关键设计图像；(b)选择或产生初始非对称互补偶极设计，并且指定所述初始设计非对称互补偶极设计作为当前非对称互补偶极设计，所述当前非对称互补偶极设计至少具有通过第一光强度的第一偶极以及通过第二光强度的第二偶极，所述第一光强度不同于所述第二光强度；(c)使用描述所述关键设计图像的第一参数和描述所述当前非对称互补偶极设计的第二参数产生所述关键设计图像的模拟图像，来模拟光致抗蚀剂层的曝光；(d)评估描述所述模拟图像的第三参数；以及(e)如果所述参数不可不接受，修改一个或多个所述第二参数并且重复步骤(c)和 (d)，并且如果所述第三参数可接受，则选择所述当前非对称互补偶极设计。
17.根据权利要求16的方法，其中所述初始和当前非对称互补偶极设计包含第一和第二开口，与第一轴等距离并且是关于所述第一轴的镜像图像，所述第一和第二开口具有基本上相同的第一面积和相对于选择的光波长的相同的第一光密度ODcm ；第三和第四开口，与第二轴等距离并且是关于第二轴的镜像图像，所述第三和第四开口具有基本上相同的第二面积和相对于所述选择的光波长的相同的第二光密度ODotp ；以及其中所述第一轴与所述第二轴垂直，并且ODain和ODotp具有不同的值。
18.根据权利要求17的方法，其中所述第一和第二开口基本上为弧形，并且所述第三和第四开口基本上为弧形；其中由所述第一和第二轴的交叉点界定中心点；所述第一和第二开口的第一和第二侧边由具有第一弧长Al的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距所述中心点的第一距离Ril处延伸到第二距离Rol处的径向长度的非平行线界定，Rol大于Ril ；以及所述第三和第四开口的第一和第二侧边由具有第二弧长A2的同心弧界定，并且第三和第四侧边由具有从距所述中心点的第三距离Ri2处延伸到第四距离Ro2处的径向长度的非平行线界定，Ro2大于Rol。
19.根据权利要求18的方法，其中所述第二参数包含々!^〗、!^!、!^^、!^〗、!^^、。〕。!^ 和ODCw中的一个或多个。
20.根据权利要求16的方法，其中所述第一参数包含所述设计图像的宽度W和长度L，以及所述设计图像的沿X方向邻近的图像之间的第一间隔和所述设计图像的沿Y方向邻近的图像之间的第二间隔Sy ；以及所述第三参数描述所述模拟图像的平均尺寸形状、最大尺寸形状和最小尺寸形状。
21.根据权利要求16的方法，其中所述第一偶极关于沿第一方向的第一轴对称，以便改善所述关键设计图像沿第二方向的分辨率，以及所述第二偶极关于沿第二方向的第二轴对称，以便改善所述关键设计图像沿第一方向的分辨率，所述第二方向垂直于所述第一方向。
全文摘要
一种设备、设计所述设备的方法、使用所述设备的工具以及在集成电路形成期间将所述设备用于优化光刻的方法。所述设备包含非对称互补偶极元件(115)，其包含第一和第二开口(215A，215B)，与第一轴(x)等距离并且是关于所述第一轴的镜像图像，所述第一和第二开口具有基本上相同的第一面积和相对于选择的光波长的相同的第一光密度；第三和第四开口(220A，220B)，与第二轴(y)等距离并且是关于第二轴的镜像图像，所述第三和第四开口具有基本上相同的第二面积和相对于所述选择的光波长的相同的第二光密度；以及其中所述第一轴与所述第二轴垂直，并且所述第一和第二光密度不同。
文档编号G03F7/20GK102341755SQ201080010182
公开日2012年2月1日 申请日期2010年2月17日 优先权日2009年3月3日
发明者A·克拉斯诺佩洛瓦 申请人:国际商业机器公司