專利名稱：用于改進(jìn)相移掩模成像性能的裝置和系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于改進(jìn)具有光瞳面并利用相移掩模的光刻系統(tǒng)中成像性能的方法。
背景技術(shù)：
制造具有逐漸減小的結(jié)構(gòu)尺寸的器件的集成電路(IC)芯片以承受日益增大的密度要求的能力依賴于光刻法的不斷發(fā)展，在一個(gè)IC芯片上，一般在幾個(gè)階段來制作器件及其連結(jié)件。幾個(gè)階段包括改進(jìn)半導(dǎo)體襯底(即晶片)的多個(gè)部分的過程。對(duì)于每一個(gè)階段，待處理的部分必須與晶片的其余部分隔離。通常這是通過在晶片的一個(gè)表面上施加一個(gè)膜層(即光致抗蝕層)并用光圖案對(duì)光致抗蝕劑曝光來完成。該圖案區(qū)分晶片待處理的部分和其余部分。光圖案主要通過使光穿過一個(gè)掩模(即分劃板)產(chǎn)生，掩模上的圖案形成有不透明和透明部分。在光透過分劃板(reticle)的透明部分處，相應(yīng)的光致抗蝕劑部分被曝光。除去光致抗蝕劑的曝光部分或未曝光中的任何一部分(但不能是兩部分)以顯露待處理的晶片的下層部分。在處理過程中芯片的其余部分被剩余的光致抗蝕劑保護(hù)。
使光通過分劃板以曝光晶片上的光致抗蝕劑的機(jī)器被稱作晶片步進(jìn)機(jī)或晶片掃描機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)在光致抗蝕劑上以亞微米尺度精確表示分劃板圖案，需要使用可以支持高分辨率和大焦深的光源。這一要求導(dǎo)致使用激光器作為光刻應(yīng)用的光源。
具有諷刺意味的是，對(duì)增大制作在IC芯片上的器件密度的挑戰(zhàn)受到了其上較大密度所依據(jù)的同樣較小特征尺寸的阻擋。分劃板上較小的圖案尺度、尤其是線條寬度導(dǎo)致通過圖案的光束具有較為嚴(yán)重的衍射。在晶片上，光的這種較嚴(yán)重的衍射可以表示為其本身的“溢出”，由此，兩個(gè)相鄰特征的電磁能分布?xì)w并到一起，使得很難區(qū)分一個(gè)結(jié)構(gòu)特征和另一個(gè)結(jié)構(gòu)特征。
但是，通過使用相移掩模，兩個(gè)相鄰結(jié)構(gòu)的電磁能分布變得彼此異相(outof phase)。因?yàn)楣獾膹?qiáng)度與電磁能振幅的矢量和的平方成正比，所以相移掩模的使用增大了在兩個(gè)相鄰結(jié)構(gòu)之間存在最小強(qiáng)度點(diǎn)的可能性，使得可以區(qū)分彼此。
另外，通過利用相移掩模，半階光是相長干涉的方向而非用于傳統(tǒng)光刻系統(tǒng)中的零階光和一階光。半階光的利用使得分劃板上各特征之間的間隔減小。減小分劃板上各特征之間的間隔將增大半階光的衍射角。只要半階光被光刻系統(tǒng)的調(diào)節(jié)透鏡捕獲，就可以增大衍射角。
不幸的是，實(shí)現(xiàn)一種可行的相移掩模依賴于在具有一定深度(高度)、特定的寬度以及與分劃板上相鄰特征的精確間隔的分劃板中(或分劃板上)精確制造凹陷(或隆起)的能力，其中的深度(或高度)為光的半波長的奇數(shù)倍。與這些臨界值的偏差會(huì)導(dǎo)致半階光不能完全與其它光異相，使得零階光不能被相消干涉完全消除。這種現(xiàn)象稱作“零階泄漏”。
零階泄漏會(huì)導(dǎo)致對(duì)高于或低于標(biāo)準(zhǔn)焦平面的光致抗蝕劑曝光的強(qiáng)度變化。這種強(qiáng)度上的變化反過來會(huì)導(dǎo)致形成在晶片上的線寬的變化。這種形成在晶片上的線寬的變化會(huì)對(duì)正制作器件的電學(xué)或電子特性產(chǎn)生不利的影響。
因此需要一種防止零階泄漏導(dǎo)致曝光光致抗蝕劑的光發(fā)生強(qiáng)度變化的方法。最好這種方法易于實(shí)施并且不昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)具有光瞳面并利用相移掩模的光刻系統(tǒng)中成像性能的方法。在對(duì)與利用相移掩模相關(guān)的零階泄漏這一現(xiàn)象的研究中，本發(fā)明人認(rèn)為，除了來自相移掩模制造中的制造公差的偏離，零階泄漏的主要起源出自于相移掩模本身的形貌。相移掩模的形貌產(chǎn)生附加的衍射模式，這種衍射模式在零階光的方向上發(fā)生相消干涉。還認(rèn)識(shí)到，采用相移掩模時(shí)，半階光是相消干涉的理想方向，不同階的光在光瞳面內(nèi)不同的區(qū)域會(huì)聚，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種阻擋光瞳面上零階泄漏光的方法，由此提高了相移掩模的成像性能。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種阻擋孔徑。阻擋孔徑有一個(gè)對(duì)光波半透明的實(shí)物和將該實(shí)物支撐在使用相移掩模的光刻系統(tǒng)光瞳面上的基本上零階光部分的設(shè)施。用于支撐的設(shè)施包括、但不限于一個(gè)連結(jié)在實(shí)物和光刻系統(tǒng)之間的支撐臂，一個(gè)空氣軸承裝置和磁懸浮裝置。最好該實(shí)物對(duì)光波不透明。
一般地，實(shí)物的面積大于或等于光瞳面上零階部分的面積。最好該實(shí)物具有一種基本上與光瞳面上光的零階部分形狀對(duì)應(yīng)的形狀。面積可以是光刻系統(tǒng)調(diào)節(jié)透鏡的數(shù)值孔徑的函數(shù)，或是光刻系統(tǒng)的光的部分相干的函數(shù)。
阻擋孔徑還可以包括一個(gè)對(duì)光波半透明的第二實(shí)物和將第二實(shí)物支撐在光瞳面上光的相位誤差部分的設(shè)施。光瞳面上光的相位誤差部分可以是光刻系統(tǒng)使用的分劃板的圖案間距的函數(shù)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一個(gè)光刻系統(tǒng)。該光刻系統(tǒng)包括一個(gè)照明系統(tǒng)，一個(gè)第一調(diào)節(jié)透鏡，一個(gè)阻擋孔徑和一個(gè)第二調(diào)節(jié)透鏡。照明光源能夠使光通過相移掩模。第一調(diào)節(jié)透鏡能夠使來自相移掩模的光在光瞳面會(huì)聚。阻擋孔徑基本上定位于光瞳面上，并且能夠阻擋部分光。第二調(diào)節(jié)透鏡能夠?qū)碜杂诠馔娴墓庵匦轮赶蛴诠庵驴刮g劑。
阻擋孔徑可以由一個(gè)連結(jié)在阻擋孔徑和另一部分光刻系統(tǒng)、空氣軸承裝置、差懸浮裝置等之間的支撐臂支撐。阻擋孔徑對(duì)光波半透明。最好阻擋孔徑對(duì)光波不透明。
阻擋孔徑定位在光瞳面上光的零階部分處。一般地，阻擋孔徑的面積大于或等于光瞳面上光的零階部分的面積。最好阻擋孔徑具有的形狀基本上與光瞳面上光的零階部分的形狀相對(duì)應(yīng)。該面積可以是第一調(diào)節(jié)透鏡的數(shù)值孔徑的函數(shù)，或是第一調(diào)節(jié)透鏡和光瞳面之間光的部分相干性的函數(shù)。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種用于改進(jìn)光刻系統(tǒng)的成像性能的方法。光瞳面上會(huì)聚從相移掩模發(fā)出的光的相位誤差部分的部位被找出。在光瞳面的該找出部分放置一個(gè)孔徑。光的相位誤差部分可以是光的零階部分。最好孔徑對(duì)光波不透明。優(yōu)選該孔徑允許光的另一部分通過光瞳面。優(yōu)選該孔徑的面積與光瞳面的找出部分的面積相對(duì)應(yīng)。優(yōu)選孔徑的形狀與光瞳面的找出部分的形狀相對(duì)應(yīng)。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種用于改進(jìn)光刻系統(tǒng)的成像性能的方法。選擇一個(gè)帶有圖案的相移掩模的分劃板，該圖案能夠在光波通過分劃板時(shí)產(chǎn)生該光波的相位誤差部分。相位誤差能夠在光瞳面的阻擋孔徑處會(huì)聚。該波長的光透過選取的分劃板。優(yōu)選用透過選取的分劃板的光對(duì)光致抗蝕劑曝光。


所附的附圖結(jié)合于此并形成說明書的一部分，圖解了本發(fā)明，并與說明書一起進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理，而且使本領(lǐng)域的技術(shù)人員制作和使用本發(fā)明。
圖1是光刻系統(tǒng)100實(shí)例的框圖；圖2A和2B表示光108通過平面R118的第一透明部分202和第二透明部分204之后衍射圖案如何成為其干涉的函數(shù)；圖3A和3B表示寬度為d1的第一透明部分202對(duì)衍射圖案的貢獻(xiàn)；圖4表示寬度為d2的第一透明部分202對(duì)衍射圖案的貢獻(xiàn)，d2＜d1；圖5A和5B表示晶片114上平面W120的點(diǎn)A122和點(diǎn)B124處的衍射圖案；圖6表示當(dāng)分劃板112以一個(gè)交變相移掩模600實(shí)施時(shí)衍射圖案的變化情況；圖7表示以交變相移掩模600實(shí)施的分劃板112；圖8表示寬度為d2的相移透明部分602對(duì)衍射圖案的貢獻(xiàn)；圖9表示當(dāng)?shù)谝煌该鞑糠?02和相移透明部分602均具有d2的寬度、并且分開距離s3時(shí)晶片114上平面W120中的點(diǎn)A122和點(diǎn)B124處的衍射圖案；圖10表示從相移透明部分602出射的部分光108的外形效果；圖11表示從作為分劃板112的交變相移掩模600發(fā)出的正負(fù)半階光、零階泄漏光的路徑；圖12表示碰撞到不同平面的晶片114上的正負(fù)半階光、零階泄漏光的路徑；圖13A、13B和13C表示正負(fù)半階光、零階泄漏光的路徑碰撞到不同平面的晶片114上時(shí)產(chǎn)生的衍射圖案；圖14A、14B和14C是表示零階泄漏在印刷線和間隔上的有害影響的掃描電子顯微鏡圖象；圖15表示本發(fā)明的方式中光刻系統(tǒng)1500的框圖；圖16是本發(fā)明方式中的阻擋孔徑1600；圖17表示帶有第二實(shí)物1702和第三實(shí)物1704以及將第二和第三實(shí)物1702和1704支撐在光瞳面116處光108的相位誤差部分的設(shè)施的阻擋孔徑1700；圖18表示用于改進(jìn)光刻系統(tǒng)中成像性能的方法1800的流程圖；圖19表示用于改進(jìn)光刻系統(tǒng)中成像性能的方法1900的流程圖；在下面本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同或功能類似的元件。另外，在附圖中，每個(gè)標(biāo)號(hào)最左邊的數(shù)字表示標(biāo)號(hào)首先使用的附圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種在具有光瞳面并使用相移掩模的光刻系統(tǒng)中改進(jìn)成像性能的方法。在關(guān)于與使用相移掩模有關(guān)的零階泄漏的現(xiàn)象研究中，本發(fā)明人認(rèn)為，除了相移掩模的制備中制造公差的偏離外，零階泄漏的主要來源出自于相移掩模本身的形貌。相移掩模的形貌產(chǎn)生附加的衍射模式，在零階光的方向相長干涉。還認(rèn)識(shí)到，當(dāng)使用相移掩模時(shí)，半階光是相長干涉的理想方向，不同階的光在光瞳面中的不同區(qū)域會(huì)聚，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種在光瞳面阻擋零階泄漏光的方法，由此改進(jìn)了相移掩模的成像性能。
圖1是光刻系統(tǒng)100的實(shí)例框圖。光刻系統(tǒng)100包括一個(gè)照明源102，一個(gè)第一調(diào)節(jié)透鏡104和一個(gè)第二調(diào)節(jié)透鏡106。照明源102產(chǎn)生沿光軸110方向傳播的光108。光108的一部分傳過分劃板112，以致于把待轉(zhuǎn)移的圖案復(fù)制到用于晶片114的光致抗蝕劑層上。第一和第二調(diào)節(jié)透鏡104和106用于把該部分的光108聚焦成包含在IC中的特征的大小。通常光刻系統(tǒng)100包括一個(gè)光瞳面116，光108的所有部分通過該光瞳面。光瞳面116提供給用戶一個(gè)便于以作用到光108的所有部分的方式調(diào)節(jié)光刻系統(tǒng)100的位置。
具有諷刺意味的是，對(duì)增大制作在IC芯片上的器件密度的挑戰(zhàn)受到了其上較大密度所依據(jù)的同樣較小特征尺寸的阻礙。分劃板112上較小的圖案尺度、尤其是線條寬度導(dǎo)致通過圖案的光束108具有較為嚴(yán)重的衍射。衍射是波的一種屬性，在波通過小孔或圓形障礙物時(shí)擴(kuò)展或彎曲。我們所關(guān)心的是衍射如何影響平面“R”118的出射分劃板112和平面“W”120的碰撞晶片114之間的部分光108的影響。
圖2A和2B表示光108通過平面R118的第一透明部分202和第二透明部分204之后衍射圖案如何成為其干涉的函數(shù)。干涉是一種在相干光束重疊或交叉時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。光由電磁能的振蕩波組成。當(dāng)光束重疊或交叉時(shí)，交叉點(diǎn)處光的強(qiáng)度是多個(gè)點(diǎn)的電磁波能量之間相互作用的函數(shù)。交叉光束有較高相干度的地方，交叉點(diǎn)處光的強(qiáng)度正比于電磁波能量振幅的矢量和平方。如果相干光基本上在交叉點(diǎn)同相，則光強(qiáng)大于單獨(dú)每個(gè)光束的貢獻(xiàn)。交叉點(diǎn)顯得比其周圍要亮。這稱作相長干涉。但如果相干光束顯著地在交叉點(diǎn)異相，則光強(qiáng)小于單獨(dú)每個(gè)光束的貢獻(xiàn)。交叉點(diǎn)顯得比其周圍要暗。這稱作相消干涉。
在圖2A中，光108的波長為“λ”。第一和第二透明部分202和204每個(gè)的寬度為“d1”。第一和第二透明部分202和204被分開“s1”的距離。從第一透明部分202發(fā)出第一波形206，從第二透明部分204發(fā)出第二波形208。衍射導(dǎo)致第一和第二波形206和208在傳播時(shí)擴(kuò)展。第一和第二波形206和208擴(kuò)展時(shí)相交。
從間隔距離s1的中點(diǎn)處平面R118上的點(diǎn)“O”210看，顯示了三個(gè)方向第一方向212，第二方向214和第三方向216。沿第一、第二和第三每一個(gè)方向212、214和216，第一和第二波形206和208相交，使得它們的波形彼此同相。第一方向212垂直于平面R118。如第一虛線218所示，第一和第二波形206和208彼此同相，以致于沿第一方向212相長干涉。如第二虛線220所示，第二波形208領(lǐng)先第一波形206一個(gè)波長λ的距離。此處第一和第二波形206和208彼此同相，以致于它們沿垂直于第二虛線220的第二方向214相長干涉。類似的，如第三虛線222所示，第一波形206領(lǐng)先第二波形208一個(gè)波長λ的距離。第一和第二波形206和208還是同相，以致于它們沿垂直于第三虛線222的第三方向216相長干涉。一般地，相長干涉的方向可以由下列方程(1)決定方程(1)(s)(sin(θ))＝(m)(λ)此處，“θ”是形成在相長干涉的方向和第一方向212之間的點(diǎn)O210處的角度，m是一個(gè)整數(shù)。
相長干涉的每一方向都被稱作光的一個(gè)“階”，此處m表示階號(hào)。按照慣例，當(dāng)從傳播方向看時(shí)，第一方向212左邊的各階光為負(fù)階，而第一方向212右邊的各階光為正階。因此，在圖2A中，第一方向212是“零階”光，第二方向214是“負(fù)的第一階”光，第三方向216是“正的第一階”光。正負(fù)第一階光每個(gè)的角度“θ1”由方程(1)取m＝1時(shí)確定。其它階光的方向可以類似地確定。
在圖2B中，第一和第二透明部分202和204分開“s2”的距離，其中s2＜s1。與圖2A相比，圖2B表示衍射圖案如何隨第一和第二透明部分202和204之間的間隔距離變化。通過應(yīng)用方程(1)，正負(fù)第一階光與零階光在點(diǎn)O210處形成角度“θ1’”，其中θ1’＞θ1。
圖2B還表示從點(diǎn)O210看的第四方向224和第五方向226。沿第四和第五224和226每一方向，第一和第二波形206和208相交，以致于它們的波形彼此異相。如第四虛線228所示，第二波形208領(lǐng)先波形206半波長的距離。此處，第一和第二波形206和208彼此異相，以致于它們沿垂直于第四虛線228的第四方向224相消干涉。類似地，如第五虛線230所示，第一波形206領(lǐng)先第二波形208半波長的距離。此處第一和第二波形206和208還是彼此異相，以致于它們沿垂直于第五虛線的第五方向226相消干涉。相消干涉的每一方向都被稱作“半階”光。因此，在圖2B中，第四方向224是“負(fù)的半階”光，第五方向226是“正的半階”光。正負(fù)半階光的每個(gè)的角度“θ1/2”由方程(1)取m＝1/2時(shí)決定。
參見圖1，圖中示出了從第一和第二透明部分202和204出射的光108的零階光、正負(fù)第一階光的路徑。為了區(qū)分光108從第一透明部分出射的部分和從第二透明部分204出射的光，采用下標(biāo)。因此，分別用“-1a”、“0a”和“+1a”表示從第一透明部分202出射的光108的零階、負(fù)一階和正一階部分。同樣，分別用“-1b”、“0b”和“+1b”表示從第二透明部分204出射的光108的零階、負(fù)一階和正一階部分。第一和第二調(diào)節(jié)透鏡104和106將光108的這些階部分重新指向晶片114。在晶片114處，光108從第一透明部分202出射的部分碰撞到點(diǎn)“A”122處，光108從第二透明部分204出射的部分碰撞到點(diǎn)“B”124處。點(diǎn)A122和點(diǎn)B124分開“s1”的距離，此處s1’＜s1。通過這種方式，分劃板112的圖案被減小到亞微米尺度并轉(zhuǎn)移到晶片114上。
衍射圖案也是第一和第二透明部202和204的每個(gè)寬度“d”的函數(shù)。圖3A和3B表示寬度為d1的第一透明部分202對(duì)衍射圖案的貢獻(xiàn)。為了圖示的目的，第一透明部分202對(duì)衍射圖案的貢獻(xiàn)表示在平面“L”302處。
在圖3A中，第一光束“r1”304從平面R118上第一透明部分202的上部發(fā)出，第二光束“r2”306從平面R118的第一透明部分202的下部發(fā)出。第一和第二光束r1 206和r2 208碰撞到平面L302的點(diǎn)“PO”308處。點(diǎn)PO308直接與第一透明部分202的中心處的點(diǎn)“Z”310相對(duì)。要到達(dá)點(diǎn)PO308，第一光束r1 304和第二光束r2 306穿行同樣的距離。第一光束r1 304和第二光束r2 306的波彼此同相并發(fā)生相長干涉，使得它們電磁能振幅的矢量和在點(diǎn)PO308處產(chǎn)生最大的電磁能，如曲線312所示。光108部分的強(qiáng)度正比于電磁能振幅的矢量和。因此，點(diǎn)PO308也是一個(gè)主要最大強(qiáng)度，如曲線314所示。
在圖3B中，第三光束“r3”316從平面R118上第一透明部分202的上部發(fā)出，第四光束“r4”318從平面R118的第一透明部分202的下部發(fā)出。第三和第四光束r3 316和r4 318碰撞到平面L302的點(diǎn)“Pmin1-”320處。要到達(dá)點(diǎn)“Pmin1-”320，第三和第四光束r3 316和r4318穿行不同的距離。第三和第四光束r3 316和r4318穿行的距離之差是半波長的奇數(shù)倍。第三和第四光束r3316和r4 318的波彼此異相并發(fā)生相消干涉，使得它們電磁能振幅的矢量和在點(diǎn)Pmin1-320處產(chǎn)生最小的電磁能，如曲線312所示。Pmin-320處也是一個(gè)最小強(qiáng)度，如曲線314所示。
還如圖3B所示，第五光束“r5”322從平面R118上第一透明部分202的上部發(fā)出，第六光束“r6”324從平面R118的第一透明部分202的下部發(fā)出。第五和第六光束r5 322和r6 324碰撞到平面L302的點(diǎn)“PLMAX1”326處。要到達(dá)點(diǎn)“PLMAX1”326，第五和第六光束r5 322和r6 324穿行不同的距離。第五和第六光束r5 322和r6 324穿行的距離之差是半波長的偶數(shù)倍。第五和第六光束r5 322和r6 324的波彼此同相并發(fā)生相長干涉，使得它們電磁能振幅的矢量和在點(diǎn)PLMAX1+326處產(chǎn)生局部最大的電磁能，如曲線312所示。點(diǎn)PLMAX1+326處也是一個(gè)局部最大強(qiáng)度，如曲線314所示。
圖314所示的強(qiáng)度圖案關(guān)于點(diǎn)PO308處的最大強(qiáng)度點(diǎn)對(duì)稱。因此，有一個(gè)與點(diǎn)Pmin-320對(duì)稱對(duì)應(yīng)的點(diǎn)Pmin1+328，還有一個(gè)與點(diǎn)PLMAX1+326對(duì)稱對(duì)應(yīng)的點(diǎn)PLMAX1-330。一般地，最小強(qiáng)度點(diǎn)可以由方程(2)決定方程(2)(d)(sin())＝(n)(λ)此處，“”表示形成在最小強(qiáng)度點(diǎn)的方向和點(diǎn)PO308之間的點(diǎn)Z310處的角度，n為非零整數(shù)。例如，Pmin-320出于角度“min1”。
圖4表示寬度為d2的第一透明部分202對(duì)衍射圖案的貢獻(xiàn)，其中d2＜d1。與圖3A和圖3B相比，圖4表示衍射圖案如何隨第一透明部分202的寬度變化。通過應(yīng)用方程(2)，正負(fù)第一最小強(qiáng)度點(diǎn)在最小強(qiáng)度點(diǎn)的方向和點(diǎn)PO308之間的點(diǎn)Z310處形成角度“min1’”，其中min1’＞min1。因此，光108從第一透明部分202發(fā)出的部分的電磁能分布示于曲線402，光108從第一透明部分202發(fā)出的部分的強(qiáng)度分布示于曲線404。注意，曲線312和314上的峰比曲線402和404上的峰更尖銳。
圖5A和5B表示晶片114上的平面W120中點(diǎn)A122和點(diǎn)B124處的衍射圖案。如上所述，第一和第二調(diào)節(jié)透鏡104和106將光108重新指向晶片114。在晶片114處，光108從第一透明部分202發(fā)出的部分碰撞到點(diǎn)A122，從第二透明部分204發(fā)出的部分碰撞到點(diǎn)B124。
圖5A表示第一和第二透明部分202和204每個(gè)具有寬度d1、并被分開s1距離時(shí)的衍射圖案。光108從第一透明部分202出射的部分的電磁能分布示于圖3A和3B中的曲線312。最大電磁能點(diǎn)示于相對(duì)的點(diǎn)A122。類似地，光108從第二透明部分204出射的部分的電磁能分布示于曲線502。最大電磁能點(diǎn)示于相對(duì)的點(diǎn)B124。曲線312和502具有相同的形狀，但偏離s1’的距離。光108的強(qiáng)度正比于電磁能振幅的矢量和平方。因此，晶片114上光108的部分的光強(qiáng)分布示于曲線504，它是曲線312和502所示電磁能振幅的矢量和的平方。
圖5B表示第一和第二透明部分202和204每個(gè)具有寬度d2、并被分開s1距離時(shí)的衍射圖案。光108從第一透明部分202出射的部分的電磁能分布示于圖4中的曲線402。最大電磁能點(diǎn)示于相對(duì)的點(diǎn)A122。類似地，光108從第二透明部分204出射的部分的電磁能分布示于曲線502。最大電磁能點(diǎn)示于相對(duì)的點(diǎn)B124。曲線402和506具有相同的形狀，但偏離s1’的距離。晶片114上光108的部分的光強(qiáng)分布示于曲線508，它是曲線402和506所示電磁能振幅的矢量和的平方。
曲線504和508之間的比較表明，曲線504上的峰比曲線508上的峰更尖銳。另外，在曲線504中，更容易從光108從第二透明部分204出射的部分對(duì)應(yīng)的峰中識(shí)辨光108從第一透明部分202出射的部分對(duì)應(yīng)的峰。相反，在曲線508中，兩個(gè)峰以難于彼此分辯的方式趨于歸并。這種情形被稱作“溢出(spillover)”。溢出降低分辨率，而這種分辨率原本可以在分劃板112圖案的結(jié)構(gòu)變小并被轉(zhuǎn)移到晶片114上時(shí)獲得。另外，檢查前面的附圖表明，如果將分開距離s例如從s1減小到s2，則發(fā)生更多的溢出。因此，前面的附圖表明，增大制作在IC上的器件密度的挑戰(zhàn)受到較大密度所依據(jù)的同樣較小的特征尺寸的阻礙。
減少溢出的一種方法是通過使用交變相移掩模減小分劃板112圖案中相鄰特征的電磁能振幅的矢量和。圖6表示當(dāng)分劃板112以交變相移掩模600實(shí)施時(shí)衍射圖案如何變化。在圖6中，光108具有λ的波長。交變相移掩模600包括第一透明部分202和相移透明部分602。第一透明部分202和相移透明部分602每個(gè)具有d2的寬度。第一透明部分202和相移透明部分602被分開距離s1。相移透明部分602的特征還在于形成在平面R118中的一個(gè)凹陷。該凹陷深入到平面R中半波長的奇數(shù)倍。(或者，相移透明部分602的特征還可以在于形成在平面118中的透明隆起，該隆起伸出平面R118半波長的奇數(shù)倍)。
在圖6中，第一波形206從第一透明部分202發(fā)出，第二波形208從相移透明部分602發(fā)出。從相隔距離s1中點(diǎn)處的平面R118上的點(diǎn)O210看，顯示有三個(gè)方向第一方向212，第四方向224和第五方向226。第一方向212垂直于平面R118。如第一虛線218所示，第二波形208領(lǐng)先第一波形206半波長。此處第一波形和第二波形206和208彼此異相，以致于它們沿第一方向212相消干涉。如第四虛線228所示，第一和第二波形206和208彼此同相，以致于沿垂直于第四虛線228的第四方向224相長干涉。如第五虛線230所示，第一和第二波形206和208彼此同相，以致于它們沿垂直于第五虛線230的第五方向226相長干涉。正負(fù)半階光在點(diǎn)O210形成的角度“θ1/2”由方程(1)取m＝1/2時(shí)決定。
比較圖6與圖2A和圖2B表明，圖6中的衍射圖案是圖2A和圖2B所示衍射圖案的反演。在圖2B中，零階光(第一方向212)是相長干涉的方向，正(第五方向226)負(fù)(第四方向224)半階光是相消干涉的方向。相反，在圖6中，零階光(第一方向212)是相消干涉的方向(如同正負(fù)第一階光，圖中未示出)，正(第五方向226)負(fù)(第四方向224)半階光是相長干涉的方向。
另外，總的來看，圖1、2A和2B以及圖6表現(xiàn)了交變相移掩模600的第一優(yōu)點(diǎn)。圖1表示從第一和第二透明部分202和204發(fā)出的第一階光(即-1a，+1a，-1b和+1b)均以θ1的角度出射分劃板112。第一階光是相長干涉的方向。圖6表示通過利用交變相移掩模600，第一階光變?yōu)橄嘞缮娴姆较颍腚A光變?yōu)橄嚅L干涉的方向。在圖6中，每個(gè)半階光均具有θ1/2的角度，該角度是對(duì)應(yīng)的第一階光每個(gè)角度θ1’的一半。圖2A和2B表示當(dāng)分開距離s從s1減小到s2時(shí)，角度θ從θ1增大到角θ1’。因此，在圖1中，如果分劃板112以交變相移掩模600實(shí)施，則可以減小分開距離s，使得θ增大。只要半階光碰撞第一調(diào)節(jié)透鏡104，則角度θ就可以增大。因?yàn)榱汶A光和第一階光此時(shí)是相消干涉的方向，所以角度θ的增大可能排除一些第一階光(即-1a和+1b)碰撞到第一調(diào)節(jié)透鏡104就沒有關(guān)系。當(dāng)分劃板112以交變相移掩模600實(shí)施時(shí)，成為相長干涉方向的半階光用于把分劃板112的圖案轉(zhuǎn)移到晶片114上。以交變相移掩模600實(shí)施的這種結(jié)構(gòu)的分劃板112示于圖7。在圖7中，第一透明部分202和相移透明部分602分開“s3”的距離，其中S3＜S1。
圖8表示寬度為d2的相移透明部分602對(duì)衍射圖案的貢獻(xiàn)。在圖8中，光108從相移透明部分602出來的部分的電磁能分布示于曲線802。曲線802是圖4中曲線402的鏡面圖象。但是，因?yàn)樵摬糠止?08的強(qiáng)度正比于電磁能振幅的矢量和平方，所以光108從相移透明部分602發(fā)出的部分的強(qiáng)度分布與圖4中的曲線404相同。
圖9表示當(dāng)?shù)谝煌该鞑糠?02和相移透明部分602均具有d2的寬度、并且分開距離s3時(shí)晶片114上平面W120中的點(diǎn)A122和點(diǎn)B124處的衍射圖案。光108從第一透明部分202出射的部分的電磁能分布示于圖4中的曲線402。最大電磁能點(diǎn)示于相對(duì)的點(diǎn)A122。類似地，光108從第二透明部分602出射的部分的電磁能分布示于曲線802。最大電磁能點(diǎn)示于相對(duì)的點(diǎn)B124。曲線402和802具有鏡像形狀并偏離“s3’”的距離，與第一和第二調(diào)節(jié)透鏡104和106產(chǎn)生的間距s3的減小相對(duì)應(yīng)。該部分光108的強(qiáng)度正比于電磁能振幅的矢量和平方。因此，光108在晶片114上的部分的強(qiáng)度分布示于曲線902，它是曲線402和802中所示電磁能振幅的矢量和的平方。
曲線902(圖9)和508(圖5B)之間的比較表明，曲線902上的峰比曲線508上的峰更尖銳。另外，在曲線902中，更容易從光108從相移透明部分602出射的部分對(duì)應(yīng)的峰中識(shí)辨光108從第一透明部分202出射的部分對(duì)應(yīng)的峰。相反，在曲線508中，來自第一和第二透明部分202和204的兩個(gè)峰以難于彼此分辯的方式趨于歸并。另外，曲線902上的峰被分開s3’的距離，短于曲線508上的峰分開的距離s1’。因此，曲線902表現(xiàn)出比曲線508所示更大的分辨率。這種較大的分辨率是相移掩模600的第二優(yōu)點(diǎn)。
雖然理論上交變相移掩模600對(duì)增大制作在IC芯片上的器件密度更有前景，但對(duì)制造能力的限制會(huì)降低此方法的效率。可行的交變相移掩模600的實(shí)現(xiàn)依賴于精確制造在分劃板112中(或上面)具有深度(或高度)為半波長的奇數(shù)倍、寬度為d的凹陷(或隆起)的相移透明部分602的能力，其中該相移透明部分602與相鄰的透明部分202間隔距離s。
再來看關(guān)于圖6的解釋，如果與這些準(zhǔn)則有偏差，則第一和第二波形206和208就不會(huì)完全異相(如第二波形208會(huì)領(lǐng)先第一波形206并非精確的半波長的距離)。因此，不會(huì)完成交變相移掩模600中零階光(如第一方向212)的相消干涉。在此情況下，零階光會(huì)具有不是很顯著的強(qiáng)度。零階光中這種不顯著的強(qiáng)度被稱作“零階泄漏”。
另外，即使很好地制造了交變相移掩模600，最終的形貌也會(huì)帶來附加的衍射模式，會(huì)導(dǎo)致零階光具有不可忽視的強(qiáng)度。這種顯象被稱作“形貌效應(yīng)”或“透射線效應(yīng)”。因此，一定量的零階泄漏對(duì)于使用交變相移掩模600是必然固有的。圖10表示光108的一部分從相移透明部分602發(fā)出時(shí)產(chǎn)生的形貌效應(yīng)。
在圖10中，示出了從相移透明部分602的后壁1002發(fā)出的六條光束第一光束“ra”1004，第二光束“rb”1006，第三光束“rc”1008，第四光束“rd”1010，第五光束“re”1012，第六光束“rf”1014。第一、第二和第三光束“ra”1004、“rb”1006和“rc”1008在負(fù)方向上衍射，第四、第五和第六光束“rd”1010、“re”1012和“rf”1014在正方向上衍射。第一和第四光束“ra”1004、“rd”1010以圖8所示的相同的方式從相移透明部分602傳播。相反，第二和第三光束“rb”1006和“rc”1008碰撞到負(fù)側(cè)壁1016并重新指向正向。類似地，第五和第六光束“re”1012和“rf”1014碰撞到正側(cè)壁1018并重新指向負(fù)向。第二和第五光束“rb”1006和“re”1012在它們的交叉點(diǎn)相長干涉。同樣，第三和第六光束“rc”1008和“rf”1014在它們的交叉點(diǎn)相長干涉。第二、第三、第五和第六光束“rb”1006、“rc”1008、“re”1012和“rf”1014重新定向的凈結(jié)果是具有不可忽略的強(qiáng)度的光在箭頭1020所示的零階方向傳播。這是形貌效應(yīng)。
圖11表示從作為分劃板112的交變相移掩模600發(fā)出的正負(fù)半階光、零階泄漏光的路徑。在圖11中，第一透明部分202和相移透明部分602分別具有d2的寬度并被分開s3的距離。為了區(qū)分光108從第一透明部分202出射的部分和從相移透明部分602出射的光，采用下標(biāo)。因此，分別用“-1/2a”和“+1/2a”表示從第一透明部分202出射的光108的負(fù)半階和正半階部分。每一負(fù)半階和正半階部分“-1/2a”和“+1/2a”從第一透明部分202以θ1/2角出射。同樣，分別用“-1/2b”、“+1/2b”和“01b”表示從相移透明部分602出射的光108的負(fù)半階、正半階部分和零階泄漏部分。每一負(fù)半階光和正半階光“-1/2a”和“+1/2a”從相移透明部分602以θ1/2’’角出射。
雖然至此已對(duì)光108碰撞到平面W120中晶片114上的部分進(jìn)行了解釋，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，對(duì)于幾百納米量級(jí)的波長λ，施加到晶片114的光致抗蝕劑層的厚度變化可以大到足以使模制作為一個(gè)單平面的光致抗蝕劑層無效?？尚械墓饪滔到y(tǒng)必須能夠還原分劃板112的圖案并將圖案轉(zhuǎn)移到晶片114上，甚至當(dāng)光致抗蝕劑層相當(dāng)大偏離平面W120時(shí)。
圖12表示碰撞到不同平面的晶片114上的正負(fù)半階光、零階泄漏光的路徑。在圖12中，平面W120示作聚焦標(biāo)稱面。展示的平面“X”1202平行于平面W120，但距離“D”更接近照明源102。類似地，展示的平面“Y”1204平行于平面W120，但距離“D”更遠(yuǎn)離照明源102。
沿負(fù)半階光“-1/2a”、正半階“+1/2a”、負(fù)半階光“-1/2b”、正半階光“+1/2b”和“01b”表示的點(diǎn)代表該部分的光108波長周期的相位。這些點(diǎn)標(biāo)有“f”(從零降低)、“m”(最小)、“r”(從零升高)和“M”(最大)。波長λ對(duì)應(yīng)于光108的各階部分之一上的兩個(gè)公共相位點(diǎn)(即f至f)之間的距離。
為了區(qū)分光108從相移透明部分602出射的部分和光108從第一透明部分202出射的部分，采用下標(biāo)。因此，對(duì)于正半階光“+1/2a”，波長λ的軌跡為從“f+1/2a”到“m+1/2a”到“r+1/2a”到“M+1/2a”到f+1/2a同樣，對(duì)于負(fù)半階光“-1/2a”，波長λ的軌跡為從“f-1/2a”到“m-1/2a”到“r-1/2a”到“M-1/2a”到f-1/2a。類似地，對(duì)于正半階光“+1/2b”，波長λ的軌跡為從“f+1/2b”到“m+1/2b”到“r+1/2b”到“M+1/2b”到f+1/2b。同樣對(duì)于負(fù)半階光“-1/2b”，波長λ的軌跡為從“f-1/2b”到“m-1/2b”到“r-1/2b”到“M-1/2b”到f-1/2b。最后，對(duì)于零階泄漏光“01b”，波長λ的軌跡為從“r01b”(未示出)到“M01b” 到“f01b”到“m01b”到“r01b”(未示出)。
檢查圖12表明，負(fù)正半階光“-1/2a”和“+1/2a”彼此同相，負(fù)正半階光“-1/2b”和“+1/2b”也彼此同相。從第一透明部分202發(fā)出的負(fù)正半階光“-1/2a”和“+1/2a”與從相移透明部分602發(fā)出的負(fù)正半階光“-1/2b”和“+1/2b”彼此異相。這樣符合圖9中曲線402和802的形狀。
但是，比較零階泄漏光“01b”與從相移透明部分602發(fā)出的負(fù)正半階光“-1/2b”和“+1/2b”表明，這三個(gè)部分的光在X1202平面上基本彼此同相，但零階泄漏光“01b”與負(fù)正半階光“-1/2b”和“+1/2b”在平面Y 1204基本異相。
圖13A、13B和13C表示正負(fù)半階光、零階泄漏光的路徑碰撞到不同平面的晶片114上時(shí)產(chǎn)生的衍射圖案。
圖13A顯示從相移透明部分602發(fā)出的零階泄漏光“01b”對(duì)平面W 120處衍射圖案的貢獻(xiàn)。從第一透明部分202發(fā)出的半階光“-1/2a”和“+1/2a”的電磁能分布示作圖4的曲線402。類似地，從相移透明部分602發(fā)出的半階光“-1/2b”和“+1/2b”的電磁能分布示作圖8的曲線802。另外，從相移透明部分602發(fā)出的零階泄漏光“01b”的電磁能分布示作曲線1302。光108部分的強(qiáng)度正比于電磁能振幅的矢量和平方。因此，光108的部分在平面W120的強(qiáng)度分布示于曲線1304，它是曲線402、802、1302所示電磁能振幅的矢量和平方。
因?yàn)楫?dāng)負(fù)正半階光“-1/2b”和“+1/2b”彼此接近時(shí)產(chǎn)生曲線802中所示的電磁能分布(見圖12)，所以曲線1302中所示的電磁能分布對(duì)曲線1304所示的平面W120處的光108部分的光強(qiáng)分布影響很小。曲線1304(圖13A)和902(圖9)的比較表明，兩條曲線具有類似的形狀，特征在于兩個(gè)峰峰“K”1306和“L”1308。每個(gè)峰具有“h”的高度。
圖13B表示從相移透明部分602發(fā)出的零階光“01b”對(duì)平面W 1202處衍射圖案的貢獻(xiàn)。如圖13A所示，從第一透明部分202發(fā)出的半階光“-1/2a”和“+1/2a”的電磁能分布示作圖4的曲線402；從相移透明部分602發(fā)出的半階光“-1/2b”和“+1/2b”的電磁能分布示作圖8的曲線802；并且，從相移透明部分602發(fā)出的零階泄漏光“01b”的電磁能分布示作曲線1302。光108部分的強(qiáng)度正比于電磁能振幅的矢量和平方。因此，光108部分在平面X1202的強(qiáng)度分布示于曲線1310，它是曲線402、802、1302所示電磁能振幅的矢量和平方。
但是，因?yàn)楫?dāng)負(fù)正半階光“-1/2b”和“+1/2b”二者之間具有一定的間隔(見圖12)時(shí)產(chǎn)生如曲線802所示的電磁能分布，所以圖1302所示的電磁能分布確實(shí)對(duì)曲線1310所示的光108部分在平面X1202的強(qiáng)度分布有影響。此處，因?yàn)閺南嘁仆该鞑糠?02發(fā)出的零階泄漏光“01b”及負(fù)正半階光“-1/2b”和“+1/2b”基本上彼此同相，所以曲線802和1302中所示的電磁能振幅的矢量和大于曲線1302中所示的電磁能振幅。比較曲線1310(圖13B)和1304(圖13A)表明，兩條曲線的特征在于兩個(gè)峰。但是，在曲線1310中，峰L1308具有高度“h’”，而峰K1306具有高度h，h’＞h。
圖13C表示從相移透明部分602發(fā)出的零階光“01b”對(duì)平面Y1204處衍射圖案的貢獻(xiàn)。如圖13A和13B所示，從第一透明部分202發(fā)出的半階光“-1/2a”和“+1/2a”的電磁能分布示作圖4的曲線402；從相移透明部分602發(fā)出的半階光“-1/2b”和“+1/2b”的電磁能分布示作圖8的曲線802；并且，從相移透明部分602發(fā)出的零階泄漏光“01b”的電磁能分布示作曲線1302。光108部分的強(qiáng)度正比于電磁能振幅的矢量和平方。因此，光108部分在平面X1202的強(qiáng)度分布示于曲線1312，它是曲線402、802、1302所示電磁能振幅的矢量和平方。
但是，因?yàn)楫?dāng)負(fù)正半階光“-1/2b”和“+1/2b”二者之間具有一定的間隔(見圖12)時(shí)產(chǎn)生如曲線802所示的電磁能分布，所以圖1302所示的電磁能分布確實(shí)對(duì)曲線1308所示的光108部分在平面Y1204的強(qiáng)度分布有影響。此處，因?yàn)閺南嘁仆该鞑糠?02發(fā)出的零階泄漏光“01b”及負(fù)正半階光“-1/2b”和“+1/2b”基本上彼此異相，所以曲線802和1302中所示的電磁能振幅的矢量和小于曲線1302中所示的電磁能振幅。比較曲線1312(圖13C)和1304(圖13A)表明，兩條曲線的特征在于兩個(gè)峰。但是，在曲線1312中，峰L1308具有高度“h’’”，而峰K1306具有高度h，h’’＜h。
圖14A、14B和14C是表示零階泄漏在印刷線和間隔上的有害影響的掃描電子顯微鏡圖象。圖14A對(duì)應(yīng)于由平面W120處曝光的光致抗蝕劑層形成的線條。線條1402對(duì)應(yīng)于在對(duì)應(yīng)于曲線1304上的峰K1306的強(qiáng)度下曝光的光致抗蝕劑。線條1404對(duì)應(yīng)于在對(duì)應(yīng)于曲線1304上的峰L1308的強(qiáng)度下曝光的光致抗蝕劑。線條1402和1404具有均勻的寬度。圖14B對(duì)應(yīng)于由平面X1202處曝光的光致抗蝕劑形成的線條。線條1402對(duì)應(yīng)于在對(duì)應(yīng)于曲線1310上的峰K1306的強(qiáng)度下曝光的光致抗蝕劑。線條1404對(duì)應(yīng)于在對(duì)應(yīng)于曲線1310上的峰L1308的強(qiáng)度下曝光的光致抗蝕劑。線條1402具有比線條1404更窄的寬度。圖14C對(duì)應(yīng)于由平面Y1204處曝光的光致抗蝕劑層形成的線條。線條1402對(duì)應(yīng)于在對(duì)應(yīng)于曲線1312上的峰K1306的強(qiáng)度下曝光的光致抗蝕劑。線條1404對(duì)應(yīng)于在對(duì)應(yīng)于曲線1312上的峰L1308的強(qiáng)度下曝光的光致抗蝕劑。線條1402具有大于線條1404的寬度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，形成在晶片114上的線條寬度的變化對(duì)制造的器件的電學(xué)或電子特性會(huì)有有害的影響。我們特別關(guān)注的是依據(jù)曝光的光致抗蝕劑層是否處于標(biāo)稱焦平面之上或之下的位置變化的改變。
圖15表示本發(fā)明的方式中光刻系統(tǒng)1500的框圖。光刻系統(tǒng)1500包括照明源102，第一調(diào)節(jié)透鏡104，阻擋孔徑1502，第二調(diào)節(jié)透鏡106。照明源102能夠使光通過分劃板112的交變相移掩模600。第一調(diào)節(jié)透鏡104能夠使來自交變相移掩模600的光108在光瞳面116會(huì)聚。阻擋孔徑1502基本上位于光瞳面116上并能夠阻擋光108的一部分。第二調(diào)節(jié)透鏡106能夠?qū)碜怨馔?16的光重新指向光致抗蝕劑(在此表示在晶片116上)。
阻擋孔徑1502可以由連結(jié)在阻擋孔徑1502和光刻系統(tǒng)1500的另一部分之間的支撐臂(未示出)、空氣軸承(未示出)、磁懸浮裝置(未示出)等支撐。阻擋孔徑1502半透過波長λ的光108。最好阻擋孔徑1502對(duì)光108的波長λ不透明。
阻擋孔徑1502定位在光瞳面116處的光108的零階部分。一般地，阻擋孔徑1502的面積大于或等于光瞳面116上光108的零階部分(如01b)的面積。最好阻擋孔徑1502具有的形狀基本上與光瞳面116上光108的零階部分的形狀對(duì)應(yīng)。此面積可以是第一調(diào)節(jié)透鏡104的數(shù)值孔徑的函數(shù)或第一調(diào)節(jié)透鏡104和光瞳面116之間的光108的部分相干的函數(shù)。
圖16是本發(fā)明方式中的阻擋孔徑1600。阻擋孔徑1600包括一個(gè)對(duì)波長λ的光108半透明的物體1602和一個(gè)實(shí)質(zhì)上將物體1602支撐在使用交變相移掩模600的光刻系統(tǒng)(如光刻系統(tǒng)1500)光瞳面116上光108的零階部分(如01b)上的設(shè)施。用于支撐的此設(shè)施可以包括但不限于連結(jié)于物體1602和光刻系統(tǒng)(未示出)之間的支撐臂1604、空氣軸承(未示出)、磁懸浮裝置(未示出)等。最好物體1602對(duì)光108波長λ不透明。
一般地，物體1602的面積大于或等于光瞳面116上光108的零階部分(如01b)的面積。最好物體1602具有的形狀基本上對(duì)應(yīng)于光瞳面116上光108的零階部分的形狀。此面積可以是光刻系統(tǒng)調(diào)節(jié)透鏡(如第一調(diào)節(jié)透鏡104)的數(shù)值孔徑或光刻系統(tǒng)的光108的部分相干的函數(shù)。
圖17表示帶有第二物體1702和第三物體1704以及支撐第二和第三物體1702和1704和將第二和第三物體1702和1704支撐在光瞳面116處光108的相位誤差部分的設(shè)施的阻擋孔徑1700。第二和第三物體1702和1704對(duì)光108的波長λ為半透明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，作為光刻系統(tǒng)使用的分劃板112圖案的間距的函數(shù)，可能會(huì)有附加的相位誤差。這些其它的相位誤差可以與光的其它分?jǐn)?shù)階、如四分之三階光相關(guān)。圖中所示的阻擋孔徑1700用于一種在270nm的間距處具有90nm線條寬度的圖案。隨著間距的增大，第二和第三物體1702和1704移近物體1602。
圖18表示用于改進(jìn)光刻系統(tǒng)中成像性能的方法1800的流程圖。在方法1800中的步驟1802時(shí)，找出一個(gè)光瞳面上從相移掩模出來的光的相位誤差部分在該處會(huì)聚的部分。在步驟1804，將一個(gè)孔徑放置在光瞳面的該找出部分。光的相位誤差部分可以是光的零階部分。最好該孔徑對(duì)一種波長的光不透明。最好該孔徑允許光的其它部分通過光瞳面。最好孔徑的面積對(duì)應(yīng)于光瞳面定位部分的面積。最好孔徑的形狀對(duì)應(yīng)于光瞳面定位部分的形狀。
圖19表示用于改進(jìn)光刻系統(tǒng)中成像性能的方法1900的流程圖。在方法1900中的步驟1902時(shí)，選擇一個(gè)帶有圖案的相移掩模的分劃板，該圖案能夠在具有一波長的光波通過分劃板時(shí)產(chǎn)生該波長光波的相位誤差部分。相位誤差能夠在光瞳面的阻擋孔徑處會(huì)聚。在步驟1904，使該波長的光通過選取的分劃板。優(yōu)選在步驟1906時(shí)用通過選取的分劃板的光對(duì)光致抗蝕劑曝光。
結(jié)論雖然以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做了描述，但應(yīng)該理解，以上的實(shí)施例只是出于舉例說明的目的，不構(gòu)成限定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明由權(quán)利要求限定的實(shí)質(zhì)和范圍的前提下可以做各種形式和細(xì)節(jié)上的改變。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)由上述的實(shí)施例限定，而只由下列的權(quán)利要求及等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種阻擋孔徑，包括一個(gè)對(duì)一種光波長半透明的物體；和將該物體基本上支撐在使用相移掩模的光刻系統(tǒng)的光瞳面上的所述光的零階光部分的設(shè)施。
2.如權(quán)利要求1所述的阻擋孔徑，其特征在于用于支撐的設(shè)施是一個(gè)連結(jié)在該物體和光刻系統(tǒng)之間的支撐臂。
3.如權(quán)利要求1所述的阻擋孔徑，其特征在于所述的支撐設(shè)施是一個(gè)空氣軸承裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的阻擋孔徑，其特征在于所述的支撐設(shè)施是磁懸浮裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的阻擋孔徑，其特征在于所述的物體對(duì)所述光波長不透明。
6.如權(quán)利要求1所述的阻擋孔徑，其特征在于所述的物體具有一個(gè)第一面積，并且所述光在所述光瞳面上的所述零階部分具有一個(gè)第二面積，所述的第一面積大于或等于所述第二面積。
7.如權(quán)利要求6所述的阻擋孔徑，其特征在于所述的物體具有第一形狀，并且所述光瞳面上所述光的所述零階部分具有第二形狀，第一形狀基本上與第二形狀對(duì)應(yīng)。
8.如權(quán)利要求6所述的阻擋孔徑，其特征在于第一面積是該光刻系統(tǒng)一個(gè)調(diào)節(jié)透鏡的數(shù)值孔徑的函數(shù)。
9.如權(quán)利要求6所述的阻擋孔徑，其特征在于第一面積是該光刻系統(tǒng)的所述光的部分相干的函數(shù)。
10.如權(quán)利要求1所述的阻擋孔徑，還包括一個(gè)對(duì)所述光波長半透明的第二物體和將第二物體支撐在光瞳面上所述光的相位誤差部分的設(shè)施。
11.如權(quán)利要求10所述的阻擋孔徑，其特征在于光瞳面上光的所述相位誤差部分是光刻系統(tǒng)使用的分劃板的圖案的間距的函數(shù)。
12.一種光刻系統(tǒng)，包括一照明源，能夠使光通過相移掩摸；一第一調(diào)節(jié)透鏡，能夠使來自所述相移掩模的所述光在光瞳面會(huì)聚；一阻擋孔徑，基本上定位于該光瞳面上，并且能夠阻擋所述光的一部分；和一第二調(diào)節(jié)透鏡，能夠?qū)碜杂诠馔娴乃龉庵匦轮赶蛴诠庵驴刮g劑。
13.如權(quán)利要求12所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于該阻擋孔徑對(duì)所述光的波長半透明。
14.如權(quán)利要求12所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于該阻擋孔徑對(duì)所述光的波長不透明。
15.如權(quán)利要求12所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于該阻擋孔徑定位在所述光瞳面上所述光的零階部分處。
16.如權(quán)利要求15所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于該阻擋孔徑具有一個(gè)第一面積，并且該光在光瞳面上的所述零階部分具有第二面積，所述的第一面積大于及等于第二面積。
17.如權(quán)利要求16所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于該阻擋孔徑具有第一形狀，并且光瞳面上光的所述零階部分具有第二形狀，第一形狀基本上與第二形狀對(duì)應(yīng)。
18.如權(quán)利要求17所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于該第一面積是所述第一調(diào)節(jié)透鏡的數(shù)值孔徑的函數(shù)。
19.如權(quán)利要求17所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于該第一面積是該第一調(diào)節(jié)透鏡和該光瞳面之間所述光的部分相干的函數(shù)。
20.如權(quán)利要求12所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于該阻擋孔徑由連結(jié)于阻擋孔徑和光刻系統(tǒng)的另一部分之間的支撐臂支撐。
21.如權(quán)利要求12所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于該阻擋孔徑由空氣軸承裝置支撐。
22.如權(quán)利要求12所述的光刻系統(tǒng)，其特征在于該阻擋孔徑由磁懸浮裝置支撐。
23.一種用于在一個(gè)光刻系統(tǒng)中改進(jìn)成像性能的方法，包括步驟(1)找出光瞳面上從相移掩模發(fā)出的光的相位誤差部分會(huì)聚的部位；和(2)在光瞳面的所述找出部分處放置一個(gè)孔徑。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于光的相位誤差部分是光的零階部分。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述的孔徑對(duì)光的波長不透明。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述的孔徑允許光的另一部分通過光瞳面。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于所述孔徑的面積與光瞳面的所述找出部分的面積相對(duì)應(yīng)。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于所述孔徑的形狀與光瞳面的所述找出部分的形狀相對(duì)應(yīng)。
29.一種用于在一個(gè)光刻系統(tǒng)中改進(jìn)成像性能的方法，包括步驟(1)選擇一個(gè)帶有圖案的相移掩模的分劃板，該圖案能夠在具有一波長的光通過分劃板時(shí)產(chǎn)生該波長的光的相位誤差部分，其中該相位誤差能夠在光瞳面的一個(gè)阻擋孔徑處會(huì)聚；和(2)使該波長的光通過所述選取的分劃板。
30.如權(quán)利要求29所述的光刻系統(tǒng)，還包括(3)用通過所述選取的分劃板的光對(duì)光致抗蝕劑曝光。
全文摘要
在此公開了一種用于改進(jìn)具有光瞳面并使用相移掩模的光刻系統(tǒng)中成像性能的方法。找出光瞳面上會(huì)聚從相移掩模發(fā)出的光的相位誤差部分的部位。在光瞳面的找出部分放置一個(gè)孔徑。一般地，從相移掩模發(fā)出的光的相位誤差部分是光的零階部分，通常被稱作“零階泄漏”。阻擋零階泄漏緩解了對(duì)高于和低于標(biāo)稱焦平面的光致抗蝕劑曝光的光的強(qiáng)度變化。這從而也減小了形成在芯片上的線條寬度的變化。
文檔編號(hào)G03F1/00GK1453635SQ0312261
公開日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2003年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月5日
發(fā)明者哈里·O·西威爾 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司