光刻装置和照射均匀性校正系统的制作方法

光刻装置和照射均匀性校正系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年4月26日申请的美国临时专利申请no.62/839,088的优先权，该临时专利申请通过引用全文并入本文中。
技术领域
3.本公开涉及一种光刻装置和照射均匀性校正系统，例如，一种用于校正光刻装置和系统中的照射非均匀性的系统和方法。


背景技术：

4.光刻装置为将所需图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。光刻装置可以用于例如集成电路(ic)的制造中。在该情况下，图案形成设备(可选地称为掩模或掩模版)可以用于产生待形成于ic的单个层上的电路图案。该图案可以转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括部分管芯、一个管芯或若干管芯)上。图案的转印通常是经由成像到衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。一般来说，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻装置包括：所谓的步进器，其中通过同时将整个图案曝光于目标部分来辐射每个目标部分；以及所谓的扫描器，其中通过凭借给定方向(“扫描”方向)上的辐射束扫描图案、同时同步地扫描与此扫描方向平行或反平行的目标部分来辐射每个目标部分。通过将图案压印到衬底上以将图案从图案形成设备转印到衬底也是可能的。
5.另一光刻系统为干涉光刻系统，其中不存在图案形成设备，而是将光束分成两束，且通过使用反射系统使得两光束在衬底的目标部分处干涉。干涉使得线形成于衬底的目标部分处。
6.光刻装置通常包括照射系统，该照射系统在由辐射源产生的辐射入射于图案形成设备上之前调节辐射。照射系统可以例如修改辐射的一个或多个特性，诸如偏振和/或照射模式。照射系统可以包括均匀性校正系统，该均匀性校正系统校正或减少辐射中存在的非均匀性(例如，强度非均匀性)。均匀性校正设备可以采用致动指状物，该致动指状物被插入至辐射束的边缘以校正强度变化。可以由均匀性校正系统调节的照射的空间宽度尤其取决于指状物的大小以及用于移动均匀性校正系统中的指状物的致动设备的大小。根据已知工作设计修改指状物参数并非是不重要的，这是因为，此类修改可能导致辐射束的一个或多个特性的非期望变更。
7.为了在图案形成设备和衬底上形成图像质量的容许度，期望具有受控均匀性的照射束。在被图案形成设备反射或透射通过图案形成设备之前，使照射束具有非均匀强度分布是常见的。在光刻过程中的各个阶段期望控制照射束以实现改进的均匀性。均匀性可以指跨照射束的相关横截面的恒定强度，但也可以指控制照射以实现选定的均匀性参数的能力。图案形成设备将图案赋予到辐射束上，然后，该辐射束被投影到衬底上。此投影束的图像质量受束的均匀性影响。
8.因此，期望控制照射均匀性，以使得光刻工具尽可能有效地执行光刻过程，以最大化制造能力和收益率、最小化制造缺陷并且降低每台设备的成本。


技术实现要素：

9.在一些实施例中，一种用以调节光刻装置中的束的交叉狭槽照射的照射调节装置包括多个指状物，该指状物被配置为调节交叉狭槽照射以符合选定的强度分布。每个指状物具有包括至少两个段的远端边缘。至少两个段形成远端边缘的凹痕。
10.在一些实施例中，一种用以调节光刻装置中的扫描束的交叉狭槽照射的均匀性校正系统包括多个指状物，该指状物被配置为调节交叉狭槽照射以符合选定的强度分布。每个指状物具有包括至少两个齿的远端边缘。
11.在一些实施例中，一种光刻装置包括照射系统、照射调节装置、支撑件和投影系统。照射调节装置包括多个指状物。每个指状物具有包括至少两个段的远端边缘，并且至少两个段形成远端边缘的凹痕。照射系统被配置为产生辐射束，该束包括交叉狭槽照射。多个指状物被配置为调节交叉狭槽照射以符合选定的强度分布。支撑件被配置为支撑图案形成设备，该图案形成设备被配置为将图案赋予到束上。投影系统被配置为将经图案化的束投影到衬底上。
12.下文参考附图详细描述本发明的其他特征和有益效果以及本发明的各种实施例的结构和操作。应注意，本发明不限于本文中描述的具体实施例。仅出于说明性目的在本文中示出此类实施例。基于本文中包含的教示，附加的实施例对于相关领域的技术人员将是显而易见的。
附图说明
13.并入本文中并形成说明书一部分的附图说明本发明，并且与描述一起进一步用于解释本发明的原理并且使相关领域的技术人员可以制造并且使用本发明。
14.图1a示出了根据一些实施例的反射光刻装置的示意图。
15.图1b示出了根据一些实施例的透射光刻装置的示意图。
16.图2示出了根据一些实施例的反射光刻装置的更详细示意图。
17.图3示出了根据一些实施例的光刻单元的示意图。
18.图4a示出了根据一些实施例的均匀性校正系统的部分的示意图。
19.图4b示出了根据一些实施例的交叉狭槽照射的强度的曲线图。
20.图5示出了根据一些实施例的光瞳的示意图。
21.图6示出了根据一些实施例的照射调节装置中使用的指状物的远端边缘的示意图。
22.图7示出了根据一些实施例的用于不同光瞳和指状物几何形状的所得局部强度波动的条形图。
23.本发明的特征和有益效果从以下与附图结合的详细描述中变得更显而易见，其中相似参考符号贯穿全文标识对应元件。在附图中，相似的参考标号通常指示相同的、功能上类似的和/或结构上类似的元件。此外，通常，参考标号的最左边数位标识参考标号首次出现的附图。除非另有说明，否则贯穿本公开提供的附图不应被解释为按比例绘制附图。
具体实施方式
24.本说明书公开了包含本发明的特征的一个或多个实施例。所公开的实施例仅例示本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发明由随附权利要求书限定。
25.所描述的实施例以及本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的参考指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但不必每个实施例都包括特定特征、结构或特性。而且，此类短语不必指代相同实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，应理解，不管是否明确地描述，其在所属领域的技术人员的知识范围内以结合其他实施例实现此特征、结构或特性。
26.为易于描述，可以在本文中使用诸如“在
…
下方”、“在
…
下面”、“下方的”、“在
…
上面”、“在
…
上”、“上部的”等空间相对术语来描述一个元件或特征与图式中所图示的另一(些)元件或(一些)特征的关系。除图式中描绘的定向之外，空间相对术语意图涵盖设备在使用或操作中的不同定向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)，且本文中使用的空间相对描述词可以相应地进行解释。
27.本文中使用的术语“大约”指示可以基于特定技术变化的给定数量的值。基于特定技术，术语“大约”可以指示在例如该值的10
–
30％(例如，该值的
±
10％、
±
20％或
±
30％)内变化的给定数量的值。
28.本公开的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合实施。本公开的实施例还可实施为机器可读介质中存储的指令，该指令可由一个或多个处理器读取并执行。机器可读介质可以包括用于以由机器(例如，计算设备)可读取的形式存储或传输信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)；磁盘存储介质；光存储介质；闪速存储器设备；电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)以及其他。此外，固件、软件、例程和/或指令在本文中可以被描述为执行某些动作。然而，应了解，此类描述仅出于简便起见，且此类动作实际上由执行固件、软件、例程、指令等的计算设备、处理器、控制器或其他设备引起的。
29.然而，在更详细地描述此类实施例之前，呈现示例环境是有益的，本公开的实施例可以实施于示例环境中。
30.示例光刻系统
31.图1a和1b分别示出了光刻装置100和光刻装置100’的示意性说明，其中本公开的实施例可以在其中实施。光刻装置100和光刻装置100’中的每一个包括以下：照射系统(照射器)il，被配置为调节辐射束b(例如，深紫外线或极紫外线辐射)；支撑结构(例如，掩模台)mt，被配置为支撑图案形成设备(例如掩模、掩模版或动态图案形成设备)ma并且连接到被配置为精确定位图案形成设备ma的第一定位器pm；以及衬底台(例如，晶片台)wt，被配置为固持衬底(例如，抗蚀剂涂布晶片)w并且连接到被配置为精确定位衬底w的第二定位器pw。光刻装置100和100’还具有投影系统ps，该投影系统ps被配置为将通过图案形成设备ma赋予到辐射束b的图案投影到衬底w的目标部分(例如包括一个或多个管芯)c上。在光刻装置100中，图案形成设备ma和投影系统ps为反射式的。在光刻装置100’中，图案形成设备ma和投影系统ps为透射式的。
32.照射系统il可以包括各种类型的光学组件，诸如折射的、反射的、折反射的、磁性的、电磁的、静电的或其他类型的光组件或其任何组合，用于导向(direct)、定形或控制辐
射束b。照射系统il还可以包括能量传感器es,该能量传感器es提供例如每脉冲能量、光子能量、强度、平均功率等中的一个或多个的测量。照射系统il可以包括用于测量辐射束b的移动的测量传感器ms；以及允许控制照射缝隙均匀性的均匀性补偿器uc。测量传感器ms还可以被安置在其他位置处。例如，测量传感器ms可以位于衬底台wt上或位于衬底台wt附近。
33.支撑结构mt以一种方式固持图案形成设备ma，该方式取决于图案形成设备ma相对于参考框架的定向、光刻装置100和100’中的至少一个光刻装置的设计以及其他条件(诸如图案形成设备ma是否固持于真空环境中)。支撑结构mt可以使用机械、真空、电磁或其他夹持技术来固持图案形成设备ma。根据需要，支撑结构mt可以为例如可以固定或移动的框架或台。通过使用传感器，支撑结构mt可以确保图案形成设备ma处于例如相对于投影系统ps的所需位置。
34.术语“图案形成设备”ma应被广泛地解释为指可以用于赋予辐射束b在其横截面中具有图案、从而在衬底w的目标部分c中产生图案的任何设备。赋予到辐射束b的图案可以对应于在目标部分c中创建以形成集成电路的、设备中的特定功能层。
35.图案形成设备ma可以为透射式的(如图1b的光刻装置100’中的)或反射式的(如图1a的光刻装置100中的)。图案形成设备ma的示例包括掩模版、掩模、可编程反射镜阵列或可编程lcd面板。掩模为光刻中已知的，并且包括诸如二元、交替式相移或衰减相移等掩模类型以及各种混合式掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，该小反射镜中的每个小反射镜可单独地倾斜以在不同方向上反射入射辐射束。倾斜的反射镜将图案赋予到辐射束b中，该辐射束b通过小反射镜的矩阵被反射。
36.随着合适于所使用的曝光辐射和/或针对其他因素(诸如浸液在衬底w上的使用或真空的使用)，术语“投影系统”ps可以涵盖任何类型的投影系统，包括折射、反射、折反射、磁性、电磁和/或静电光学系统或其任何组合。因为其他气体可以吸收太多辐射或电子，所以真空环境可以用于euv或电子束辐射。因此，可以借助于真空壁和真空泵向整条束路径提供真空环境。
37.光刻装置100和/或光刻装置100’可以为具有两个(双平台(stage))或更多个衬底台wt(和/或两个或更多个掩模台)的类型。在此类“多平台”机器中，可以并行地使用附加的衬底台wt，或者可以在一个或多个其他衬底台wt用于曝光的同时在一个或多个台上执行准备步骤。在一些情况下，附加的台可以不是衬底台wt。
38.光刻装置还可以为这样一种类型，其中衬底的至少部分可以被具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖以填充投影系统与衬底之间的空间。浸液还可以被施加到光刻装置中的其他空间，例如，掩模与投影系统之间。浸没技术在所属领域中为已知的，以用于增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”并不意味着结构(诸如衬底)必须浸没在液体中，而是仅意指液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。
39.参考图1a和1b，照射器il从辐射源so接收辐射束。例如，当源so为准分子激光时，源so和光刻装置100、100’可以为单独的物理实体。在此情况下，源so不被视为形成光刻装置100或100’的部分，且辐射束b借助于光束传递系统bd(在图1b中)(包括例如合适的导向反射镜和/或扩束器)从源so传递至照射器il。在其他情况下，例如，当源so为水银灯时，源so可以为光刻装置100、100’的组成部分。源so和照射器il(视需要，以及光束传递系统bd一起)可以被称为辐射系统。
40.照射器il可以包括用于调节辐射束的角强度(angular intensity)分布的调节器ad(在图1b中)。一般来说，可以调节照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部和/或内部径向伸长(radial extent)(通常分别称为“σ
‑
外部”和“σ
‑
内部”)。此外，照射器il可以包括各种其他组件(在图1b中)，诸如积分器in和聚光器co。照射器il可以用于调节辐射束b以在其横截面中具有所需均匀性和强度分布。可以通过使用均匀性补偿器uc来维持辐射束b的所需均匀性。均匀性补偿器uc包括多个突起(例如，指状物)，可以在辐射束b的路径中调节该突起以控制辐射束b的均匀性。传感器es可以用于监测辐射束b的均匀性。
41.参考图1a，辐射束b入射于图案形成设备(例如，掩模)ma上并且由图案形成设备ma图案化，该图案形成设备ma固持于支撑结构(例如，掩模台)mt上。在光刻装置100中，辐射束b从图案形成设备(例如，掩模)ma反射。在从图案形成设备(例如，掩模)ma反射之后，辐射束b穿过投影系统ps，该投影系统ps将辐射束b聚焦到衬底w的目标部分c上。借助于第二定位器pw和位置传感器if2(例如，干涉设备、线性编码器或电容传感器)，可以精确地移动衬底台wt(例如，以在辐射束b的路径中定位不同的目标部分c)。类似地，第一定位器pm和另一位置传感器if1可以用于相对于辐射束b的路径精确地定位图案形成设备(例如，掩模)ma。可以使用掩模对准标记m1、m2以及衬底对准标记p1、p2来对准图案形成设备(例如，掩模)ma和衬底w。
42.参考图1b，辐射束b入射于图案形成设备(例如，掩模ma)上并且由图案形成设备图案化，该图案形成设备ma固持于支撑结构(例如，掩模台mt)上。在横穿掩模ma之后，辐射束b穿过投影系统ps，该投影系统ps将束聚焦到衬底w的目标部分c上。投影系统具有到照射系统光瞳ipu的光瞳共轭(pupil conjugate)ppu。部分辐射从照射系统光瞳ipu处的强度分布发出并且在不受掩模图案处的衍射影响的情况下横穿掩模图案，并且产生照射系统光瞳ipu处的强度分布的图像。可以通过使用均匀性补偿器uc来维持辐射束b的所需均匀性以控制辐射束b的均匀性。传感器es可以用于监测辐射束b的均匀性。
43.投影系统ps将掩模图案mp的图像mp’投影到涂覆在衬底w上的光致抗蚀剂层上，其中，图像mp’由来自强度分布的辐射根据掩模图案mp产生的衍射束形成。例如，掩模图案mp可以包括线和空间的阵列。在阵列处且与零阶衍射不同的辐射的衍射在垂直于线的方向上产生具有方向变化的偏转(diverted)衍射束。非衍射束(即所谓的零阶衍射束)在传播方向上无任何变化的情况下横穿图案。零阶衍射束横穿投影系统ps的上部透镜或上部透镜组、投影系统ps的光瞳共轭ppu的上游以到达光瞳共轭ppu。在光瞳共轭ppu的平面中且与零阶衍射束相关联的强度分布的一部分为照射系统il的照射系统光瞳ipu中的强度分布的图像。孔径设备pd例如被安置在或基本上被安置在包括投影系统ps的光瞳共轭ppu的平面处。
44.投影系统ps被布置为借助于透镜或透镜组l不仅捕获零阶衍射束，还捕获一阶或一阶和更高阶衍射束(未示出)。在一些实施例中，用于成像在垂直于线的方向上延伸的线图案的偶极照射可以用于利用偶极照射的分辨率增强效应。例如，一阶衍射束在晶片w的层级处与对应的零阶衍射束干涉以产生最高可能分辨率下的线图案mp的图像和过程窗(即，结合容许曝光剂量偏差的可用焦深(depth of focus))。在一些实施例中，可以通过在照射系统光瞳ipu的相对象限中提供辐射极(未示出)来减少散光像差。此外，在一些实施例中，可以通过阻挡与相对象限中的辐射极相关联的投影系统的光瞳共轭ppu中的零阶束而来减少散光像差。此在2009年3月31日授权的美国专利no.us 7,511,799 b2中更详细地描述，其
以全文引用的方式并入本文中。
45.借助于第二定位器pw和位置传感器if(例如干涉设备、线性编码器或电容传感器)，可以精确地移动衬底台wt(例如，以在辐射束b的路径中定位不同的目标部分c)。类似地，第一定位器pm和另一位置传感器(图1b中未示出)可以用于相对于辐射束b的路径精确地定位掩模ma(例如，在从掩模库机械获取之后或者在扫描期间)。
46.一般来说，可以借助于长行程(stroke)模块(粗略定位)和短行程模块(精细定位)来实现掩模台mt的移动，该长行程模块和短行程模块形成第一定位器pm的部分。类似地，可以使用长行程模块和短行程模块来实现衬底台wt的移动，该长行程模块和短行程模块形成第二定位器pw的部分。在步进器(与扫描器相反)的情况下，可以将掩模台mt仅连接到短行程致动器或将掩模台mt固定。可以使用掩模对准标记m1、m2和衬底对准标记p1、p2来对准掩模ma和衬底w。尽管衬底对准标记(如所示意的)占用专用的目标部分，但是，其可以位于目标部分之间的空间中(称为划线对齐标记)。类似地，在多于一个管芯被提供于掩模ma上的情况中，掩模对准标记可以位于管芯之间。
47.掩模台mt和图案形成设备ma可以处于真空腔v中，在真空腔v中，可以用真空中机器人ivr将图案形成设备(诸如，掩模)移入和移出真空腔v。可选地，当掩模台mt和图案形成设备ma在真空腔外部时，类似于真空中机器人ivr，真空外机器人可以用于各种运输操作。真空中机器人和真空外机器人都需要被校准以用于将任何有效负载(例如，掩模)顺利转移到固定运动量(kniematic mount)的转移站。
48.光刻装置100和100’可以用于以下模式中的至少一种模式中：
49.1.在步进模式中，支撑结构(例如，掩模台)mt和衬底台wt基本保持静止，赋予到辐射束b的整个图案被同时投影到目标部分c上(即，单次静态曝光)。基板台wt接着在x和/或y方向上偏移，以使得不同的目标部分c可以被曝光。
50.2.在扫描模式中，支撑结构(例如，掩模台)mt和衬底台wt被同步扫描，赋予到辐射束b的图案被投影到目标部分c上(即，单次动态曝光)。可以通过投影系统ps的(缩小)放大率和图像反转特性来确定衬底台wt相对于支撑结构(例如，掩模台)mt的速率和方向。
51.3.在另一模式中，支撑结构(例如，掩模台)mt基本上保持静止，从而固持可编程图案形成设备，并且在赋予到辐射束b的图案被投影到目标部分c上的同时衬底台wt被移动或扫描。可以采用脉冲辐射源so，并且在衬底台wt的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，视需要更新可编程图案形成设备。此操作模式可以容易地适用于无掩模光刻，该无掩模光刻利用可编程图案形成设备，诸如，可编程反射镜阵列。
52.还可以采用所描述的使用模式或完全不同的使用模式的组合和/或变化。
53.在另一实施例中，光刻装置100包括极紫外线(euv)源，该极紫外线源被配置为产生用于euv光刻的euv辐射束。一般来说，euv源被配置在辐射系统中，并且对应照射系统被配置为调节euv源的euv辐射束。
54.图2更详细地示出了光刻装置100，该光刻装置包括源收集器装置so、照射系统il和投影系统ps。源收集器装置so被构造且布置为使得真空环境可以维持在源收集器装置so的封闭结构220中。euv辐射发射等离子体210可以由放电等离子体源形成。euv辐射可以由气体或蒸气(例如氙气、锂蒸气或锡蒸气)产生，在该气体或蒸气中产生非常热的等离子体210以发射在电磁光谱的euv范围内的辐射。例如，极热等离子体210通过引起至少部分电离
的等离子体的放电产生。针对辐射的有效产生，可以需要例如10帕(pa)的氙、锂、锡蒸气或任何其他合适的气体或蒸气的部分压力。在一些实施例中，提供激发的锡(sn)的等离子体以产生euv辐射。
55.由热等离子体210发射的辐射经由可选阻气层(gas barrier)或污染物收集器(contaminant trap)230(在一些情况下也称为污染物屏障(contaminant barrier)或箔收集器(foil trap))从源腔211传递到收集器腔212中，该可选阻气层或污染物收集器定位在源腔211中的开口中或后面。污染物收集器230可以包括通道结构。污染物收集器230还可以包括阻气层或阻气层以及通道结构的组合。本文中进一步指示的污染物收集器或污染物屏障230至少包括通道结构。
56.收集器腔212可以包括辐射收集器co，该辐射收集器co可以为所谓的掠入射收集器。辐射收集器co具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。横贯收集器co的辐射可以被光栅光谱滤光片240反射以聚焦在虚拟源点if中。虚拟源点if通常被称为中间焦点(intermediate focus)，且源收集器装置被布置为使得中间焦点if位于封闭结构220中的开口219处或开口219附近。虚拟源点if为辐射发射等离子体210的图像。光栅光谱滤光片240特别用于抑制红外线(ir)辐射。
57.随后，辐射横贯可以包括琢面场反射镜设备222和琢面光瞳反射镜设备224的照射系统il，该琢面场反射镜设备222和琢面光瞳反射镜设备224被布置为提供图案形成设备ma处的辐射束221的所需角分布以及图案形成设备ma处的辐射强度的所需均匀性。当辐射束221在由支撑结构mt固持的图案形成设备ma处反射时，形成图案化束226并且图案化束226由投影系统ps经由反射元件228、229成像到由晶片平台或衬底台wt固持的衬底w上。
58.在照射光学单元(illumination optics unit)il和投影系统ps中通常可以存在比所示元件更多的元件。取决于光刻装置的类型，光栅光谱滤光片240可以可选地存在。此外，还可以存在比图2中所示出的反射镜更多的反射镜，例如，相较图2中所示投影系统ps中还可以存在一个到六个附加的反射元件。
59.在一些实施例中，照射光学单元il可以包括传感器es，该传感器es提供例如每脉冲能量、光子能量、强度、平均功率等中的一个或多个的测量。照射光学器件单元il可以包括用于测量辐射束b的移动的测量传感器ms、以及允许控制照射缝隙均匀性的均匀性补偿器uc。测量传感器ms还可以被安置在其他位置处。例如，测量传感器ms可以在衬底台wt上或附近。
60.如图2中所说明，收集器光学器件co被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器，这仅作为收集器(或收集器反射镜)的示例。掠入射反射器253、254和255围绕光轴o轴向地对称安置，并且此类型的收集器光学器件co优选地结合放电等离子体源(通常称为dpp源)使用。
61.示例性光刻单元(lithographic cell)
62.图3示出了根据一些实施例的光刻单元300，有时也称为光刻单元或簇(cluster)。光刻装置100或100’可以形成光刻单元300的一部分。光刻单元300还可以包括一个或多个装置以在衬底上执行曝光前工艺和曝光后工艺。常规地，这些包括：用以沉积抗蚀剂层的旋涂器sc、用以显影曝光的抗蚀剂的显影器(developer)de、激冷板ch以及烘烤板bk。衬底处理器或机器人ro从输入/输出端口i/o1、i/o2拾取衬底，在不同的工艺装置之间移动这些衬
底，并且将它们递送到光刻装置100或100’的进料台lb。这些设备(通常被统称为轨道)处于轨道控制单元tcu的控制下，该轨道控制单元tcu本身受监控系统scs控制，该监控系统scs还经由光刻控制单元lacu控制光刻装置。因此，可以操作不同的装置以最大化生产量和处理效率。
63.示例性均匀性校正系统
64.图4a示出了根据一些实施例的均匀性校正系统400(例如图1a、图1b和图2中的均匀性补偿器uc)的一部分。在一些实施例中，均匀性校正系统400包括一个或多个传感器402(例如，传感器es，图1a、1b和2)以及多个均匀性补偿器元件404(例如，指状物)。均匀性补偿器元件404中的每一个都包括远端边缘406。
65.在图4a中示出交叉狭槽照射(cross slot illumination)408(例如，照射束的横截面或照射缝隙)。交叉狭槽照射408被表示为具有不同强度区域410、412和414的2d强度图。例如，强度区域410具有低相对强度，并且被安置在交叉狭槽照射408的外部部分上。相反，强度区域414具有高相对强度，并且被安置为朝向交叉狭槽照射408的中心部分。在一些实施例中，通过使用均匀性校正系统400上游的光瞳系统(未示出)并且扫描束来产生交叉狭槽照射408。
66.在一些实施例中，交叉狭槽照射408的形状具有基本上弓形的几何形状。每个远端边缘406包括直的远端边缘，其被定向为近似遵循弓形几何形状的曲率。在一些实施例中，交叉狭槽照射408的形状具有基本上矩形的几何形状(未示出)，并且每个远端边缘包括直边缘，其被定向为近似遵循矩形几何形状的形状。每个均匀性补偿器元件404都附接至对应的致动器。
67.在一些实施例中，每个均匀性补偿器元件404的中心之间的间隔(例如，间距或指状物间距)沿x方向在大约1mm
‑
7mm之间。图4a中提供的参考x
‑
y坐标系是为了易于讨论并且不进行限制。在一些实施例中，沿x方向的均匀性补偿器元件404的间距为大约4mm。
68.可以使用各种成形(shaping)技术来制造均匀性补偿器元件404。例如，在一些实施例中，可以使用放电加工(edm)来制造均匀性补偿器元件404。
69.在一些实施例中，均匀性校正系统400可以修改或调节光刻操作中使用的照射束。例如，可以使用对应的致动器在照射束的路径(例如，至少与交叉狭槽照射408重叠)中调节每个均匀性补偿器元件404，以使得交叉狭槽照射408的强度分布符合选定的强度分布。均匀性补偿器的示例操作可以在共同拥有的美国专利no.8,629,973b2(2010年5月28日提交)和和美国专利no.9,134,620b2(2012年4月12日提交)中找到，这些其以全文引用的方式并入本文中。
70.图4b示出了根据一些实施例的交叉狭槽照射408的强度的曲线图416。曲线图416的竖轴表示交叉狭槽照射408的扫描
‑
积分强度(scan
‑
integrated intensity)i(x)。关于扫描积分，交叉狭槽照射408的强度可以按照x
‑
y坐标系来描述，例如i(x,y)。通过沿所谓的扫描方向进行积分，可以将这种2d表示简化为1d表示，即i(x)(例如，线功率、辐照度或强度)。如果感兴趣的是沿x方向的强度波动，则在y方向上执行扫描积分，如以下方程式中所示：
71.72.曲线图416的横轴表示与交叉狭槽照射408的给定x坐标对应的位置。提供竖线418用于阐明交叉狭槽照射408与给定x坐标之间的相关性。绘图线420表示在不存在均匀性校正系统400的情况下(例如，从照射束的路径中移除均匀性补偿器元件404)的示例扫描
‑
积分强度分布。在绘图线420中，至少两种类型的非均匀性(例如，非平坦线)是可辨别的：(1)类似整体波峰的总趋势和(2)局部强度波动(例如，具有介于大约3mm
‑
5mm之间的空间频率的小波动)。局部强度波动在本文中还可以被称为短程或高频(空间)波动。为了在使用交叉狭槽照射408执行光刻工艺时确保图像质量，减小两种非均匀性是重要的。
73.在一些实施例中，通过对交叉狭槽照射408使用均匀性校正系统400来处理整体波峰非均匀性。例如，在照射束的路径中插入并调节均匀性补偿器元件404可以产生由绘图线422表示的扫描
‑
积分强度分布。并且，由绘图线424表示的扫描
‑
积分强度分布是光刻工艺所期望的。绘图线424展现局部强度波动的减小或防止(例如，使强度更均匀)。可以通过使用远端边缘406来产生绘图线422，该远端边缘406具有直的远端边缘426和/或倒角(或斜面)边缘428，该直的远端边缘426被定向为近似遵循交叉狭槽照射408的几何形状。此处，虚线结构表示表示为单实线的远端边缘426的备选版本。
74.绘图线420和绘图线422中可见的局部强度波动可能通过例如指状物中心之间的间隔(即间距)、光瞳配置、强度梯度和指状物形状而加剧。指状物间距和光瞳配置是相关联的。光瞳配置指的是均匀性校正系统上游的照射开口的布置，并且不与交叉狭槽照射408混淆。
75.光瞳可以具有一个或多个具有特定大小、形状和布置的开口。图5示出了根据一些实施例的光瞳500、504和508。为便于讨论，图5中所示的x
‑
y坐标系统意图与图4a和图6的坐标系一致，并且因此可能与其他图或描述一致或可能不一致。在一些实施例中，光瞳500包括沿x方向、间隔距离d1的两个开口502。开口502的形状为椭圆形或类椭圆形。开口502的主轴沿y方向大致对准。在一些实施例中，光瞳504包括沿y方向、间隔距离d2的两个开口506。开口506的形状为椭圆形或类椭圆形。开口506的主轴沿x方向大致对准。由于具有双开口布置，因此，光瞳500和光瞳504可以由术语“双极(dipole)”(例如，双极光瞳)来描述。在一些实施例中，光瞳508包括四个开口510。开口510被以矩形布置来布置。开口510被布置为使得两个开口沿x方向间隔距离d3，并且两个开口沿y方向间隔距离d4。开口506的形状具有至少三重对称或更高对称(例如，圆具有无限对称轴)。由于具有四开口布置，因此，光瞳508可以由术语“四极(quadrupole)”(例如，四极光瞳)来描述。其他的光瞳配置(例如，开口形状、开口数量、大小、空间布置等)也是可能的，并且数量太多难以单独罗列。通过适当的光瞳配置，可以减小光刻结构的临界尺寸。
76.如前所述，指状物间距和光瞳配置是相关联的。再次参考图4a，当均匀性补偿器元件404的间距沿着用于产生照射束的间距(例如，图5中的光瞳500的d1)的方向与光瞳开口的间隔匹配时，出现问题。如果均匀性补偿器元件404的及间距与d1基本相似，则指状物之间的光泄漏会加剧局部强度波动，并且所得强度分布类似于绘图线420和绘图线422的强度分布。技术人员试图通过改变指状物间距以使得其基本不同于d1来解决问题将会是合理的。然而，根据已知工作设计来修改指状物参数并不容易。例如，通过软件建模可以显示改变指状物间距会产生不一致的结果—在一些情况下会放大局部强度波动而非促进均匀性。可以使用例如光线建模和/或matlab以及其它来执行软件建模。
77.除修改指状物间距之外，还有其他方法可以更一致地提高均匀性。例如，可以表明，修改指状物的远端边缘的形状可以提高跨多种光瞳配置的均匀性。
78.图6示出了根据一些实施例的在照射调节装置600(例如，均匀性校正系统)中使用的指状物的远端边缘602。在一些实施例中，远端边缘602包括在一个顶点处接合的至少两个段(segment)(例如，琢面)。在一些实施例中，远端边缘602可以包括至少四个、八个或十个段。在一些实施例中，远端边缘602包括至少两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或九个顶点。
79.在一些实施例中，远端边缘602包括段604、606、608、610和612。远端边缘602还包括与段604、606、608、610和612对应的段614、616、618、620和622。对应是关于对称线624的镜像对称。对称线624穿过远端边缘602的中心位置。远端边缘602还包括顶点626、628、630和632。如图6中所示，段604、606、608、610和612在顶点626、628、630和632处接合。远端边缘602还包括顶点636、638、640和642。顶点636、638、640和642与顶点626、628、630和632关于顶点634和对称线624具有镜像对应。如图6中所示，段614、616、618、620和622在顶点636、638、640和642处接合。一组段604、606、608、610和612在顶点634处与一组段614、616、618、620和622接合。
80.在一些实施例中，段604、606、608、610、612、614、616、618、620和622可以单独地为弯曲的或直的。顶点626、628、630、632、634、636、638、640和642可以单独地为尖的或弯曲的。
81.在一些实施例中，照射调节装置600被配置为在光刻装置中调节束的交叉狭槽照射646。为了调节或校正交叉狭槽照射646的均匀性，远端边缘602的部分可以向外突出(例如，齿)或向内凹进。软件建模显示，几何形状至少一个凹痕(indentation)或至少两个齿可以提高交叉狭槽照射的均匀性。因此，在一些实施例中，远端边缘602的至少两个段在顶点处接合以形成远端边缘602的凹痕(例如，段606和608在顶点628处接合，或段610和612在顶点632处接合)。在一些实施例中，远端边缘602包括至少四个段，该至少四个段形成远端边缘602的至少两个凹痕。在一些实施例中，远端边缘602包括至少六个段，该至少六个段形成远端边缘602的至少三个凹痕。在一些实施例中，远端边缘602包括至少八个段，该至少八个段形成远端边缘602的至少四个凹痕。为简单起见，我们可以将顶点628、632、638和642称为凹痕，并且将顶点626、630、634、636和640称为齿。在一些实施例中，远端边缘602包括至少三个、四个或五个齿。
82.在一些实施例中，远端边缘602的宽度在大约2mm
‑
12mm之间。在一些实施例中，远端边缘602的宽度为大约7mm。此处，术语“宽度”用于表征远端边缘602在根据图6中所示的坐标系的x方向上的跨度。
83.通过迭代(iterate)指状物可以构造用于照射调节装置600的多个指状物，每个指状物具有远端边缘602。在一些实施例中，照射调节装置600的指状物间距在大约1mm
‑
7mm之间。在一些实施例中，照射调节装置600的指状物间距为大约4mm。
84.每个指状物迭代(iteration)的远端边缘602的大体定向可以使得远端边缘602与交叉狭槽照射646的几何形状基本对准。先前参考图4，示出了远端边缘426与交叉狭槽照射408的局部边缘对准(图4a)。类似地，交叉狭槽照射646可以具有基本上弓形的几何形状。在一些实施例中，交叉狭槽照射646可以具有基本上矩形的几何形状。因此，图6中所示的对称
线624的定向(沿y)不应理解为限制的。在一些实施例中，对称线624垂直于交叉狭槽照射的局部边缘定向。例如，如果远端边缘602类似于图4中的远端边缘426是倾斜的，则对称线624也可以是倾斜的。在一些实施例中，远端边缘602可以是基本上非对称的。
85.可以使用各种成形技术来制造远端边缘602。例如，在一些实施例中，可以使用放电加工(edm)来制造远端边缘602。
86.为了求解可以提高交叉狭槽照射均匀性的指状物的几何形状(例如，远端边缘602)，在一些实施例中，光线建模和/或matlab可以结合全局优化算法(例如，蒙特卡罗法)和求解器来使用。
87.图7示出了根据一些实施例的针对不同光瞳和指状物几何形状的所得局部强度波动的条形图700。条形图700中的数据是使用如上文所述的软件建模针对光瞳和指状物几何形状的不同排列所生成的。条形图700水平轴上的区间(bin)表示不同光瞳。例如，区间708(也称为“双极x”)对应于具有沿x方向分布的双极开口的光瞳(例如，图5中的光瞳500)。区间710(也称为“双极y”)对应于具有沿y方向分布的双极开口的光瞳(例如，图5中的光瞳504)。且区间712对应于具有以正方形图案分布的四极开口的光瞳(例如，光瞳508)。
88.条形图700的竖轴表示表述为百分比值的最大局部强度波动。为了阐明条形图700的竖轴的单位，我们参考图4b的绘图线422和420以及线430。局部强度波动的重要参数是最大差异(由线430示出)。在一些实施例中，由线430示出的绘图线422的最大差异可以表示为百分比值。例如，由线430的间隔表示的强度差可以除以绘图线422的标称(例如，平均)强度并且乘以100以到达条形图700中所示的百分比单位。可见，如绘图线424所指示，标称强度在约1.94处(任意单位)。标称强度可以是绘图线422或424的平均值，或绘图线420的全局最小值。所属领域技术人员将理解，存在用来确定基于百分比的局部强度波动的许多方法。例如，可以将平滑算法(例如，移动平均)应用于绘图线422以到达绘图线424。接着，通过比较绘图线422和424的值，可以将局部强度波动确定为x坐标的函数。接着，可以从所得的lif(x)中提取最大局部强度波动。
89.在条形图700中，条形702n、704n和706n(白色条形)表示由使用具有远端边缘(例如图4a中的远端边缘426)处带非凹进几何形状的指状物的照射调节装置引起的最大局部强度波动。条形702i、704i和706i(阴影条)表示由使用具有远端边缘(特别是如图6中所示的远端边缘602)处带凹进几何形状的指状物的照射调节装置引起的最大局部强度波动。
90.在包括条形702n和702i的区间708处，通过使用具有凹进(或带齿)的远端边缘，可见最大局部强度波动从大约0.30％减小到大约0.24％
‑
相对于非凹进(或不带齿)的远端边缘减小大约20％。当使用双极y(由条形704n和704i示出)或四极光瞳(由条形706n和706i示出)时，使用凹进的远端边缘几何形状也减小最大局部强度波动。因此，本公开的实施例提供用以提高光刻装置中的束的交叉狭槽照射的均匀性的结构和方法。
91.在使用具有凹进的远端边缘的指状物的一些实施例中，交叉狭槽照射的局部强度波动相对于如果使用非凹进的远端边缘导致的局部强度波动减小至少5％、10％或20％。在使用具有凹进的远端边缘的指状物的一些实施例中，交叉狭槽照射的局部强度波动相对于交叉狭槽照射的标称强度减小至少0.02％、0.04％或0.06％。
92.可使用以下条项进一步描述实施例：
93.1.一种用以调节光刻装置中的束的交叉狭槽照射的照射调节装置，包括：
94.多个指状物，被配置为调节所述交叉狭槽照射以符合选定的强度分布，
95.其中每个指状物具有包括至少两个段的远端边缘，并且
96.其中所述至少两个段形成所述远端边缘的凹痕。
97.2.根据条项1所述的照射调节装置，其中所述至少两个段为直的和/或弯曲的。
98.3.根据条项1所述的照射调节装置，其中所述远端边缘的至少一部分关于对称线对称，所述对称线穿过所述远端边缘的中心位置。
99.4.根据条项1所述的照射调节装置，其中所述远端边缘包括至少四个段，其中所述至少四个段形成所述远端边缘的至少两个凹痕。
100.5.根据条项1所述的照射调节装置，其中所述远端边缘包括至少八个段，其中所述至少8个段形成所述远端边缘的至少四个凹痕。
101.6.根据条项1所述的照射调节装置，其中所述交叉狭槽照射包括基本上矩形的几何形状。
102.7.根据条项1所述的照射调节装置，其中所述交叉狭槽照射包括基本上弓形的几何形状。
103.8.根据条项1所述的照射调节装置，其中所述多个指状物被安装在对应的多个致动器上，所述多个致动器被配置为独立地移动所述多个指状物中的每个指状物以调节所述交叉狭槽照射。
104.9.一种用以调节光刻装置中的扫描束的交叉狭槽照射的均匀性校正系统，包括：
105.多个指状物，被配置为调节交叉狭槽照射以符合选定的强度分布，
106.其中每个指状物具有包括至少两个齿的远端边缘。
107.10.根据条项9所述的均匀性校正系统，其中所述至少两个齿包括所述远端边缘的直的和/或弯曲的段。
108.11.根据条项9所述的均匀性校正系统，其中所述远端边缘的至少一部分关于对称线对称，所述对称线穿过所述远端边缘的中心位置。
109.12.根据条项9所述的均匀性校正系统，其中所述远端边缘包括至少四个齿。
110.13.根据条项9所述的均匀性校正系统，其中所述至少两个齿在顶点处接合，以使得所述顶点形成所述远端边缘的凹痕。
111.14.根据条项9所述的均匀性校正系统，其中所述交叉狭槽照射包括基本上矩形的几何形状。
112.15.根据条项9所述的均匀性校正系统，其中所述交叉狭槽照射包括基本上弓形的几何形状。
113.16.根据条项9所述的均匀性校正系统，其中所述多个指状物被安装在对应的多个致动器上，所述多个致动器被配置为独立地移动所述多个指状物中的每个指状物以调节所述交叉狭槽照射。
114.17.一种光刻装置，包括：
115.照射系统，被配置为产生辐射束，所述束包括交叉狭槽照射；
116.照射调节装置，包括：
117.多个指状物，被配置为调节交叉狭槽照射以符合选定的强度分布，
118.其中每个指状物具有包括至少两个段的远端边缘，并且
119.其中所述至少两个段形成所述远端边缘的凹痕，
120.支撑件，被配置为支撑图案形成设备，所述图案形成设备被配置为将图案赋予到束上；以及
121.投影系统，被配置为将经图案化的束投影到衬底上。
122.18.根据条项17所述的光刻装置，其中所述远端边缘包括至少四个段，其中所述至少四个段形成所述远端边缘的至少两个凹痕。
123.19.根据条项17所述的光刻装置，其中所述远端边缘包括至少八个段，其中所述至少8个段形成所述远端边缘的至少四个凹痕。
124.20.根据条项17所述的光刻装置，其中：
125.所述交叉狭槽照射的局部强度波动是基于所述多个指状物之间的光泄漏的；并且
126.所述局部强度波动相对于所述交叉狭槽照射的标称强度减小大约至少0.02％。
127.尽管在本文中可以具体参考光刻装置在ic的制造中的使用，但应理解，本文中描述的光刻装置可以具有其他应用，诸如集成光学系统的制造、用于磁域存储器的引导及检测图案、平板显示器、lcd、薄膜磁头等。技术人员将了解，在此类备选应用的情况下，本文中的术语“晶片”或“管芯”的任意使用可以被视为分别与更通用的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中所提及的衬底可以在曝光之前或之后在例如轨道单元(通常将抗蚀剂层应用到衬底并且使曝光的抗蚀剂显影的工具)、度量单元和/或检查单元中处理。在适用的情况下，本文中的公开内容可以应用于此类和其他衬底处理工具。此外，衬底还可以处理超过一次，例如以创建多层ic，因此本文中使用的术语衬底还可以被称为已包含多个处理层的衬底。
128.尽管上文可能已经具体参考在光学光刻的环境下本发明的实施例的使用，但将了解，本发明可以用于其他应用中，例如压印光刻，并且在环境允许的情况下不限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成设备中的形貌限定衬底上创建的图案。图案形成设备的形貌可以被压入供给到衬底的抗蚀剂层，在该衬底上，通过应用电磁辐射、热、压力或其组合来固化抗蚀剂。图案形成设备被移出抗蚀剂，从而在固化抗蚀剂之后在其中留下图案。
129.应理解，本文中的短语或术语是出于描述而非限制目的，以使得本公开的术语或短语由相关领域的技术人员根据本文中的教示解释。
130.术语“照射调节装置”、“辐射校正系统”等在本文中可以用来描述调节辐射束的一个或多个特性的装置。例如，均匀性校正系统可以被称为照射调节装置。
131.本文中使用的术语“辐射”、“束”、“光”、“照射”等可以涵盖所有类型的电磁辐射，例如紫外线(uv)辐射(例如，具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长λ)、极紫外线(euv或软x射线)辐射(例如，具有5nm
‑
20nm范围内(诸如13.5nm)的波长)或在小于5nm下工作的硬x射线，以及粒子束，诸如离子束或电子束。一般来说，具有在约400nm到约700nm之间的波长的辐射被视为可见辐射；具有在约780nm
‑
3000nm(或更大)之间的波长的辐射被视为ir辐射。uv指具有大约100nm
‑
400nm的波长的辐射。在光刻中，术语“uv”还适用于可以通过水银放电灯(mercury discharge lamp)产生的波长：g
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线436nm；h
‑
线405nm和/或i
‑
线365nm。真空uv或vuv(即由气体吸收的uv)指具有大约100nm
‑
200nm的波长的辐射。深uv(duv)通常指具有介于126nm到428nm的波长的辐射；并且在一些实施例中，准分子激光器可以产生在光刻装置内使用的duv辐射。应了解，具有在例如5nm
‑
20nm的范围内的波长的辐射
与具有特定波长带的辐射相关，其至少部分在5nm
‑
20nm的范围内。
132.本文中使用的术语“衬底”描述在其上添加有材料层的材料。在一些实施例中，衬底本身可以被图案化，并且添加到其顶部上的材料也可以被图案化，或可以保持没有图案化。
133.尽管在本文中可以具体参考ic制造中根据本发明的装置和/或系统的使用，但应明确地理解，这样的装置和/或系统具有许多其他的可能应用。例如，其可以被用于制造集成光学系统、用于磁域存储器的引导及检测图案、lcd面板、薄膜磁头等。所属领域技术人员将理解，在此类备选应用的情况下，本文中的术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用都应被视为分别由更通用的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”替换。
134.尽管上文已描述本发明的具体实施例，但将理解，本发明可以以除所描述以外的方式来实践。描述不意图限制本发明。
135.应当解，具体实施方式部分而非发明内容和摘要部分意图用于解释权利要求书。发明内容和摘要部分可以阐述如本发明人预期的本发明的示例性实施例中的一个或多个而非全部，且因此不意图以任何方式限制本发明和随附的权利要求书。
136.上文已借助于说明具体功能和其关系的实施方式的功能建构块来描述本发明。为便于描述，本文已任意限定这些功能建构块的边界。只要适当地执行具体功能和其关系，便可以限定替代边界。
137.具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质，使得其他人可以通过应用技术领域内的知识、无需过度实验，在不脱离本发明的一般概念的情况下容易地修改和/或适应这些具体实施例。因此，基于本文中呈现的教示和指导，此类适应和修改旨在处于所公开实施例的等同物的含义和范围内。
138.本发明的广度和范围不应受上述示例性实施例中的任一实施例限制，而是应仅根据随附权利要求书和其等同物来限定。