專利名稱：干涉儀光刻系統(tǒng)以及用于生成等路徑長度的干涉束的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光刻系統(tǒng)，具體涉及干涉儀光刻。
背景技術：
光刻設備是將所需圖案應用于襯底或襯底的一部分上的機器。例如，
可以將光刻設備用于平板顯示器、集成電路(IC)以及其它涉及精細結構
的裝置的制造中。在傳統(tǒng)的設備中，通常被稱為掩?；蜓谀０娴膱D案形成 裝置，可以被用于生成與平板顯示器(或其他裝置)的單層相對應的電路 圖案。可以通過成像到設置在襯底上的輻射敏感材料(例如光敏抗蝕劑) 層上，來將所述圖案轉移到襯底(例如玻璃板)的全部或一部分上。
除去電路圖案之外，圖案形成裝置可以被用于生成其它圖案，例如濾 色片圖案或點矩陣。除去掩模之外，圖案形成裝置還可以包括含有獨立可 控元件陣列的圖案化陣列。與基于掩模的系統(tǒng)相比，在這種系統(tǒng)中，所述 圖案可以更迅速地和以更少的成本進行改變。
平板顯示器襯底通常是矩形形狀的。被設計成對這種類型的襯底進行
曝光的光刻設備可以提供曝光區(qū)域，所述曝光區(qū)域覆蓋矩形襯底的整個寬
度，或者覆蓋所述寬度的一部分(例如所述寬度的一半)。所述襯底可以
在所述曝光區(qū)域下方被掃描，同時掩?；蜓谀０嫱ㄟ^光束被同步地掃描。
以這種方式，圖案被轉移到襯底上。如果所述曝光區(qū)域覆蓋所述襯底的整
個寬度，則曝光可以通過一次掃描完成。如果所述曝光區(qū)域覆蓋例如所述
襯底的寬度的一半，則所述襯底可以在第一次掃描后橫向運動，且通常進
行再一次掃描，以對所述襯底的剩余部分進行曝光。
由整個半導體制造工藝所實現(xiàn)的分辨率不僅依賴于所涉及的光學系
統(tǒng)，而且依賴于所采用的化學過程(例如在光敏抗蝕劑和蝕刻化學試劑等 之間的相互作用)。
當分辨率到達納米量級，例如3(M00nm時，很難采用常規(guī)的掩模、掩 模版和圖案化陣列實現(xiàn)?；谕哥R的當前的分辨率極限大約為45nm。
已經(jīng)提出干涉儀光刻工具，或者在浸沒系統(tǒng)內(nèi)或者通過它們自身，形 成小的納米量級的特征。這些通常采用塔爾博特(Talbot)干涉儀方案。 為了獲得更高的分辨率，已經(jīng)提出非對稱的Talbot干涉儀方案。然而，因 為在干涉束內(nèi)的路徑長度差，當采用這些系統(tǒng)時，有時很難在大的像場上 實現(xiàn)所需條紋對比度。
因此，需要的是以匹配于或超越當前傳統(tǒng)的基于透鏡的光刻系統(tǒng)能力 的分辨率尺寸在整個場上生成所需對比度的干涉儀系統(tǒng)和方法。
發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一實施例中，提供一種用于將圖案刻寫到襯底上的方 法，所述方法包括以下步驟引導第一和第二光束使其在襯底上的公共區(qū) 域中會聚并大致重合，以使得所述第一和第二光束在所述重合區(qū)域中是時 間和空間相干的，以形成干涉條紋，并由此限定刻寫的圖像；通過調(diào)整所
述第一和第二光束的束寬，以使得所述束的各個路徑長度在它們到達所述 公共區(qū)域時相互匹配，以確保所述第一和第二光束在所述公共區(qū)域的整個 寬度上在時間上和空間上相干。在可選的示例中，在圖像刻寫到襯底上的 過程中，所述襯底相對于所述第一和第二光束運動，或者在刻寫過程中所 述襯底保持靜止。
本發(fā)明的另一個實施例提供用于將圖案刻寫到襯底上的系統(tǒng)，所述系 統(tǒng)包括光學引導裝置以及第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)。所述光學引導裝置引 導第一和第二光束以在襯底上的公共區(qū)域處會聚并大致重合，所述第一和 第二光束在時間上和空間上相干，以使得在所述重合的公共區(qū)域中，重合 光束形成干涉條紋以限定刻寫的圖像。所述第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)位于 所述第一和第二光束的各個光束路徑中，以使得所述光束的各個路徑長度 在它們到達所述重合的公共區(qū)域時相互匹配，以維持所述光束在所述重合 的公共區(qū)域上的空間相干性和時間相干性。在可選的示例中，在圖像刻寫 到襯底上的過程中，所述襯底相對于所述第一和第二光束運動，或者在刻 寫過程中所述襯底保持靜止。本發(fā)明的另一個實施例提供包括分束器、第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)以 及第一和第二反射器的系統(tǒng)。所述分束器將輻射束分成第一和第二光束。 所述第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)接收第一和第二光束中的各個光束，并輸出 第一和第二束寬被調(diào)整光束。第一和第二反射器接收第一和第二束寬被調(diào) 整光束，并引導第一和第二束寬被調(diào)整光束，以在襯底的像場上進行干涉， 以使得由干涉形成的條紋在襯底上形成圖像。
本發(fā)明的另外的實施例、特征和優(yōu)勢，以及本發(fā)明的各種實施例的結 構和操作在下文中參照附圖進行詳細描述。
附圖被合并入本文，并形成說明書的一部分，示出本發(fā)明的至少一個 實施例，并與文字描述一起用于解釋本發(fā)明的遠離，并使相關領域的技術 人員能夠理解和使用本發(fā)明。
圖l和2示出典型的Talbot干涉儀圖案化系統(tǒng)；
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)的 Talbot干涉儀圖案化系統(tǒng)；
圖4和5分別示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、能夠用作圖3中的束寬
調(diào)整系統(tǒng)之一的光學系統(tǒng)的側視圖和透視圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、能夠用作圖3中的束寬調(diào)整系統(tǒng)
之一的光學系統(tǒng)；
圖7和8分別示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、能夠用作圖3中的束寬
調(diào)整系統(tǒng)之一的光學系統(tǒng)的側視圖和透視圖9示出表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法的流程圖。 本發(fā)明在此參照附圖進行描述。在附圖中，同樣的附圖標記表示相同
的或功能上相似的元件。附加地，附圖標記的最左邊的數(shù)字可以表示所述
附圖標記最先出現(xiàn)在哪幅附圖中。
具體實施例方式
盡管描述了具體的結構和布置，但是應當理解，這僅僅是出于說明的 目的。相關領域的技術人員應當理解，在不偏離本發(fā)明的精神和保護范圍 的條件下，可以采用其它的結構和布置。相關領域的技術人員應當理解， 本發(fā)明也可以在各種其它的應用中被使用。
典型的干涉儀光刻系統(tǒng)
圖1示出干涉儀光刻系統(tǒng)100，所述干涉儀光刻系統(tǒng)ioo在本領域中
通常成為Talbot干涉儀。通常由激光器(未示出)所產(chǎn)生的空間和時間相 干光束102入射到分束器104 (例如衍射裝置、衍射光柵、相移分束器等) 上。分束器104將光束102分成第一光束106A和第二光束106B。然后， 兩個光束106A和106B分別被第一和第二反射表面108A和108B朝向襯 底110改變方向(例如，工件、顯示器等，此后被稱為襯底)。從分束器 104到襯底110的每條路徑有時被稱為干涉儀100的"臂"。典型的常規(guī)的 Talbot干涉儀包括美國專利Nos. 6，882，477和4，596，467以及美國公開專利 申請Nos. 2004-011092-A1和2005-0073671 ，所述文獻以引用的方式整體 并入本文中。
干涉圖案112在襯底110的頂表面上形成。干涉圖案112以刻寫的圖 案對光敏抗蝕劑層(在圖1中未標示出)進行曝光。例如，第一光束106A 和第二光束106B可以被投影到襯底110上以干涉，從而對襯底110上的 多條線進行曝光，所述線對應于由輻射束之間的相長干涉所造成的最大值 的線，并被由兩個輻射束之間的相消干涉所造成的最小值的分布所隔開。
應當理解，襯底IIO可以位于臺或載臺(未示出)上，所述臺或載臺 允許襯底IIO相對于刻寫的圖像運動，例如掃描，步進等，以允許襯底UO 的整個表面的圖案化。在另一個示例中，襯底110在整個襯底110的成像 過程中可以是靜止的。
在一個示例中，分束器104僅僅產(chǎn)生第一級光束作為光束106A和 106B。在閱讀本說明書時，本領域的技術人員應當理解，在多個示例中， 分束器104可能是相移、交變相移、二元相移或其他類型的分束器。
在一個示例中，光束106A具有在分束器104和反射表面108A之間 的路徑長度a，而光束106B具有在分束器104和反射表面108B之間的路 徑長度b。類似地，光束106A具有在反射表面108A和襯底110之間的路 徑長度c,而光束106B具有在反射表面108B和襯底110之間的路徑長度
d。在所示的示例中，因為a+c-b+d，所以Talbot干涉儀100通常表示對 稱系統(tǒng)，這在曝光場114上產(chǎn)生所需的一致的條紋112。
在一個示例中，由照射器(未示出)產(chǎn)生相干輻射102，所述照射器 接收來自輻射源(未示出)的輻射束。在一個示例中，輻射源可以提供具 有至少5nm波長的輻射，例如至少10nm，至少50nm，至少100nm，至 少150nm，至少175nm，至少200nm，至少250nm，至少275nm，至少 300nm，至少325nm，至少350nm或至少360nm波長的輻射。在一個示 例中，由輻射源SO提供的所述輻射具有至多450nm的波長，例如至多 425nm，至多375nm，至多360nm，至多325nm，至多275nm，至多250nm， 至多225nm，至多200nm或至多175nm的波長。在一個示例中，所述輻 射具有包括436nm, 405nm， 365nm， 355nm, 248nm， 193 nm， 157nm，禾口/或 126nm的波長。在一個示例中，所述輻射包括大約365nm或大約355nm 的波長。在一個示例中，所述輻射包括寬波帶，所述寬波帶例如包括365、 405和436nm。可以使用355nm的激光源。
源和光刻設備可以是分立的單元或子系統(tǒng)，例如當所述源為準分子激 光器時。在這種情況下，所述源不會被考慮成所述光刻設備的組成部分， 且所述輻射束在包括例如合適的引導反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(tǒng)的 幫助下從所述源傳到照射器。
圖2示出另一個干涉儀光刻系統(tǒng)200。空間和時間相干光束202入射 到分束器204上。在一個示例中，光束202可以由如上所述用于光束102 的類似的照射和/或輻射系統(tǒng)制成。分束器204將光束202分成第一光束 206A和第二光束206B。在一個示例中，分束器204僅僅產(chǎn)生第一衍射級 光束作為光束206A和206B。然后，所述兩個光束206A和206B分別通 過第一反射表面208A和第二反射表面208B朝向襯底210轉向。干涉圖 案212在襯底210的頂表面上形成。干涉圖案212在曝光場214上對光敏 抗蝕劑層(在圖2中未標示出)進行曝光。光束206A和206B和襯底210
可以如上所述彼此相對運動，或保持靜止。
在圖2中的反射表面208A和208B在定位取向上與圖1中的反射表 面108A和108B的取向相比，允許襯底210上的更大的入射角。所述更 大的入射角允許在襯底210上由條紋212形成的圖案相比于在襯底110上
由條紋112形成的圖案，具有增加的分辨率。.
在一個示例中，光束206A具有在分束器204和反射表面208A之間 的路徑長度a，而光束206B具有在分束器204和反射表面208B之間的路 徑長度b。類似地，光束206A具有在反射表面208A和襯底210之間的路 徑長度c，而光束206B具有在反射表面208B和襯底210之間的路徑長度 d。在所示的示例中，因為a+c^b+d，所以干涉儀200可以被稱為非對稱 系統(tǒng)，這會在曝光場214上產(chǎn)生不希望的不一致條紋圖案212。例如，盡 管條紋被良好地形成且在中心位置216上具有高的對比度，但是，沿任何 方向遠離中心位置216的運動由于光束中時間相干性的損失造成光束路 徑長度和圖像對比度值的差異。光束206A和206B不能在它們的整個寬 度上正確地進行干涉，而僅僅只能在曝光場214的中心216正確地進行干 涉。于是，在場214上的圖像條紋212中以高分辨率產(chǎn)生圖像可能不是一 致的對比度，即在曝光場214的中心216上存在最大的對比度。因此，僅 僅條紋212的一部分可能產(chǎn)生優(yōu)化的圖像。
由于干涉儀200是非對稱系統(tǒng)，所以曝光場的整個寬度上的相干匹配 可能存在問題。存在通常與這種類型的成像相關的兩種相干(1)空間相 干(即，基于空間/位置)和(2)時間相干(即，基于時間)，在下文中 將對此進行更詳細的討論。通常，相干的概念涉及相位的穩(wěn)定性或可預見 性。在襯底位置上的射線根據(jù)分束器204上的相同位置來模擬。
空間相干描述在空間中的不同點上的光束之間的相關性?？臻g相干被 描述為距離的函數(shù)，即空間相干是在光束的橫截面的整個直徑上的固定相 位關系的保持。
時間相干描述在時間中的不同時刻上被觀察到的光束之間的相關性 或可預見性的關系。在光學系統(tǒng)中，通過組合來自相同源的光束測量時間 相干，但是具有己知的路徑長度差，且觀察所產(chǎn)生的干涉圖案。在一個示 例中，通過用波長的平方除以束寬，來計算時間相干長度。
在一個示例中，因為在分束器204處的光束角與在襯底210處的角度 不相同，所以相干匹配(時間相干)可能變?yōu)椴黄ヅ涞?，這導致非對稱路 徑長度(例如a+c^b+d)。例如，所述角度基于路徑長度完全對稱的事實 與Talbot干涉儀100的角度相同。這導致來自兩個干涉的激光束106A和
106B的條紋112在曝光場114上的所有點處都相等。然而，所述角度基 于對于兩個干涉束206A和206B不具有完全對稱的路徑長度的事實而與 Talbot干涉儀200不的相同。這可能導致隨著光束206A和206B從場214 的中心216的偏移，條紋對比度的差異量增加。在一個示例中，很高分辨 率的成像的情況可能僅僅能夠利用在用于成像的場214的中間216的中心 帶，這減小了用于成像的場214的可允許部分的尺寸，降低產(chǎn)量。
路徑長度相等的典型的干涉儀光刻系統(tǒng)
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的干涉儀300，所述干涉儀300分 別包括在路徑a禾Q b中的第一和第二光學系統(tǒng)320A和320B。在一個示例 中，第一和第二光學系統(tǒng)320A和320B可以是第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng) (例如，擴展，調(diào)整，化簡，縮小等)。具有束寬318的空間和時間相干 輻射(光)束302入射到分束器304上。光束302根據(jù)上述用于光束102 的類似系統(tǒng)形成。分束器304將光束302分成第一和第二光束306A和 306B。所述兩個光束306A和306B在分別由第一和第二反射表面308A 和308B朝向襯底310轉向之前在各個光學系統(tǒng)320A和320B中被處理。 干涉圖案312在襯底310的頂表面上形成。干涉圖案312在曝光場314上 對光敏抗蝕劑層(在圖3中未標示出)進行曝光。再者，應當理解，襯底 310可以位于臺、載臺等(未示出)上，所述臺、載臺等允許襯底310相 對于刻寫的圖像運動，以允許采用不同的技術對襯底310的整個表面進行 圖案化，這是本領域的技術人員在閱讀本說明書時所應當理解的。替代地， 襯底310可以保持靜止。
光學系統(tǒng)320A和320B是束寬調(diào)整系統(tǒng)。在干涉儀300中，通過將 束寬調(diào)整系統(tǒng)320A和320B引入Talbot干涉儀300的每個臂中，激光束 306A和306B的路徑長度在它們的寬度318上被調(diào)整(例如，光束306A 的束寬coa和光束306A的束寬cob，為了表示的方便，僅僅示出了光束306A 的束寬)。在一個示例中，束寬調(diào)整系統(tǒng)320A和320B可以由具有平面像 場(平聚焦場)的兩個透鏡縮倍器構成，所述兩個透鏡縮倍器具有各自的 縮倍器比率，如在下文所詳細討論的。每個束寬調(diào)整系統(tǒng)320A和320B 的縮倍器比率被設置成使在曝光場314的極限點上路徑長度相等。
在該示例中，光束306A具有在分束器304和束寬調(diào)整系統(tǒng)320A之 間的路徑長度a、在束寬調(diào)整系統(tǒng)320A內(nèi)的路徑長度a，以及從束寬調(diào)整 系統(tǒng)320A到反射表面308A的路徑長度a"。光束306B具有在分束器304 和束寬調(diào)整系統(tǒng)320B之間的路徑長度b、在束寬調(diào)整系統(tǒng)320B內(nèi)的路徑 長度b'以及從束寬調(diào)整系統(tǒng)320B到反射表面308B的路徑長度b"。在反 射器308A和308B與襯底310之間，光束306A具有在反射表面308A和 襯底310之間的路徑長度c，而光束306B具有在反射表面308B和襯底 310之間的路徑長度d。在該示例中，通過使用束寬調(diào)整系統(tǒng)320A和320B， 干涉儀300可以被稱為對稱系統(tǒng)，這是因為(a+a，+a")+c = (b+b，+b")+d， 這在整個曝光場314上產(chǎn)生所需的基本一致的條紋312。
每個束寬調(diào)整系統(tǒng)320A和320B的縮小率的計算偏差基于以下變量
0-分束器的衍射角
6)-形成條紋的光束角
coA-經(jīng)過分束器之后的束寬
coB-曝光場上的束寬
Pri=左右之間的光束路徑差
PArl=在經(jīng)過分束器之后的左右光束之間的光束路徑差
PBd =在襯底曝光場上的左右光束之間的光束路徑差
nA=空氣的折射率=1.0
nB=襯底區(qū)域上的折射率
采用這些變量，所述偏差為
Prl = PArl-PBrl
PAri = nA coA tan 0 PBri = nB (DB tan 0
因此 對于 則
Prl = nA coA tan(0) - nB coB tan(0) Prl=0 (條紋一致) oA tan 0 = nB b tan 0
且
縮小率(M) = coA/coB = nB tan(6>) / tan(0) 例如，當采用一組典型值時6>=70; tan(^=2.75; nB=1.65 (水)；tan(0)=
0.23; 0=13，分束器的束寬為304 120mm，襯底上的條紋寬度為310
30mm，貝lj:
在平面聚焦場兩側，放大率42X。
在另一個示例中，在每個束寬調(diào)整系統(tǒng)320A和320B內(nèi)的光學元件 (在圖3中未示出)可能通過反饋環(huán)中的動態(tài)控制，以動態(tài)地調(diào)整縮小率。 例如，傳感器322 (例如光學傳感器、撿測器等)被定位以檢測在場314 上的條紋312的對比度值。來自傳感器322的信號324被發(fā)送給控制器 326?？刂破?26處理信號322，并產(chǎn)生第一和第二控制信號328A和328B， 所述第一和第二控制信號328A和328B被分別發(fā)送給各個束寬調(diào)整系統(tǒng) 320A和320B的調(diào)整系統(tǒng)329A和329B?？刂菩盘?28A和328B被用于 經(jīng)由各個調(diào)整系統(tǒng)329A和329B調(diào)整在束寬調(diào)整系統(tǒng)320A和320B中的 光學元件，以對光學元件進行定位和/或定向，從而獲得在場314上的最 大對比度值。例如，這可以通過在調(diào)整系統(tǒng)329A和329B中的致動器、 電機等(未示出)實現(xiàn)，所述調(diào)整系統(tǒng)329A和329B連接到各個束寬調(diào) 整系統(tǒng)320A和320B中的光學元件。
因此，通過在干涉儀300中增加束寬調(diào)整系統(tǒng)320A和320B，具有 所需的分辨率并具有一致的對比度的條紋312被印刷在大場區(qū)域314上。 以這種方式，干涉條紋312可以被采用具有l(wèi)pm間距的相位光柵的分束 器304、以32nmL/S (線/間隔)的分辨率一致地印刷在大于26mm的場上。
在另一個示例中，在圖2或3中的反射表面208A或308A和208B 或308B中的一者或兩者分別可以包括空間光調(diào)制器，所述空間光調(diào)制器 可能被用于控制光束206A或306A和206B或306B的相位，以便對在曝 光場214或314上的干涉條紋212或312的一致性進行優(yōu)化。所述空間光 調(diào)制器可能是可編程反射鏡陣列，且每個反射鏡可以被傾斜或偏移，以改 變所述束的相位和/或方向。在一個示例中，在空間光調(diào)制器的幫助下， 束寬調(diào)整系統(tǒng)320A和/或320B對于優(yōu)化曝光場314中的一致性可能不是 必需的。
應當理解，盡管示出束寬調(diào)制系統(tǒng)320A和320B位于干涉儀300的 各個第一臂a和b中，但是，在不偏離本發(fā)明的保護范圍的情況下，它們 也可以被置于干涉儀300的第二臂c和d中。
示例性的光束調(diào)整系統(tǒng)
圖4和圖5分別示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于實現(xiàn)束寬調(diào)整 系統(tǒng)320A和320B中的至少一個的光學系統(tǒng)420的側視圖和透視圖。系 統(tǒng)420包括與凸透鏡432串聯(lián)的凹透鏡430。通過透鏡430和432的光路 和路徑長度對應于如圖3所示的類似的特征，在圖4和圖5中示出。
在一個示例中，如本領域的技術人員在閱讀和理解本描述時應當理解 的，小孔(未示出)可以位于透鏡430和432之間。
可選地，圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于束寬調(diào)整系統(tǒng)320A 和320B的光學系統(tǒng)620。系統(tǒng)620包括串聯(lián)的一對圓柱透鏡630和632。 通過圓柱透鏡630和632的光路和路徑長度對應于如圖3所示的類似的特 征，在圖6中示出。
圖7和圖8分別示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的、可以用作束寬調(diào) 整系統(tǒng)320A和320B中的至少一個的光學系統(tǒng)720的側視圖和透視圖。 系統(tǒng)720包括串聯(lián)的一對棱鏡730和732。通過棱鏡730和732的光路和 路徑長度對應于如圖3所示的類似的特征，在圖7和圖8中示出。
應當理解，如相關領域的技術人員在閱讀和理解本描述時所應當理解 的，也可以使用其他的光學系統(tǒng)。另外，光學系統(tǒng)420、 620和720可以 結合使用，以形成束寬調(diào)整系統(tǒng)320A和320B。同時，在束寬調(diào)整系統(tǒng) 320A和/或320B的一個或兩者中，可以使用多于兩個的光學元件。
示例性的操作
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法900的流程圖。例如，根據(jù)
本發(fā)明的該實施例的、采用干涉光刻工具將圖案刻寫到襯底上的方法。在 步驟902中，第一和第二光束被引導以在襯底上的公共區(qū)域中聚焦和大致 重合。這可以實現(xiàn)，以使得所述第一和第二光束在所述重合區(qū)域中在時間 上和空間上相干，并形成干涉條紋以限定刻寫的圖案。在步驟904中，調(diào)
整所述第一和第二光束的橫截面。這可以被完成，以使得所述光束的各個 路徑長度在到達公共區(qū)域(例如314)時匹配，以確保所述第一和第二光 束在所述公共區(qū)域的整個寬度上在空間上和時間上相干?？蛇x地，在步驟
906中，在一個實施例中，襯底在將圖案刻寫到襯底上的同時，相對于刻 寫的圖像運動。在另一個實施例中，其可能保持靜止。
以上的描述表示光、光源和光束。應當理解，所使用的"光"不限于 具有特定波長的光，可以包括其它波長，包括上述適合于光刻的(極)紫 外光或紅外光。
盡管在本文中可以做出具體的參考，將所述光刻設備用于制造特定的 裝置(例如集成電路或平板顯示器)，但應當理解這里所述的光刻設備可 以有其他的應用。所述應用包括但不限于，集成電路、集成光學系統(tǒng)、磁 疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器、薄膜磁頭、微機 電系統(tǒng)(MEMS)、光發(fā)射二極管(LED)等的制造。同時，例如在平板 顯示器中，所述設備可以被用于輔助形成多個層，例如薄膜晶體管層和/ 或濾色片層。
盡管以上已經(jīng)做出了具體的參考，在光學光刻的情況中使用本發(fā)明的 實施例，但應該理解的是，本發(fā)明可以用于其他應用中，例如浸沒式光刻。 所述光刻設備也可以是其中至少一部分襯底可以被具有相對高折射率的 "浸沒液"(例如水)覆蓋的類型，以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空隙。 浸沒液也可以被應用到光刻設備中的其他空隙中(例如在所述圖案形成裝 置和投影系統(tǒng)之間)。浸沒技術用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑是本領域公 知的。這里所使用的該術語"浸沒"并不意味著結構(例如襯底)必須浸 在液體中，而僅僅意味著在曝光過程中，液體位于投影系統(tǒng)和襯底之間。
盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定的實施例，但是應該理解的是本發(fā) 明可以以與上述不同的形式實現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采取包含用于描述上 述公開的方法的一個或更多個機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或 者采取具有在其中存儲的這種計算機程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的形式(例如， 半導體存儲器、磁盤或光盤)。
結論
盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的多個實施例，但應當理解，以上的描述 是說明性的，而不是限制性的。本領域的技術人員應當理解，在不背離所 附的權利要求的保護范圍的條件下，可以在形式和細節(jié)上對本發(fā)明進行各 種改變。于是，本發(fā)明的保護范圍不應當受限于上述任何的典型的實施例， 而是應當僅根據(jù)所附的權利要求及其等價物所限定。
應當理解，具體實施例部分，而不是發(fā)明內(nèi)容部分和摘要部分，是用
于解釋所述權利要求的。發(fā)明內(nèi)容部分和摘要部分可以提出由發(fā)明人所設 想的本發(fā)明的典型的實施例中的至少一個，但不一定是所有的，并因此， 所述發(fā)明內(nèi)容部分和摘要部分不用于以任何方式限制本發(fā)明和所附的權 利要求。
權利要求
1.一種用于將圖案刻寫到襯底上的曝光場上的方法，所述方法包括以下步驟引導在時間上和空間上相干的第一和第二輻射光束、使其在襯底上的曝光場中大致重合，以使得所述第一和第二光束形成干涉條紋；調(diào)整所述第一和第二光束的束寬，以使得所述光束的各個路徑長度在它們到達所述曝光場時相互匹配，以確保所述第一和第二光束在所述曝光場的整個寬度上是時間和空間相干的。
2. 根據(jù)權利要求l所述的方法，還包括步驟 造成光束的衍射，以形成第一和第二光束。
3. 根據(jù)權利要求l所述的方法，還包括步驟在將圖案刻寫到襯底上的同時，使襯底相對于曝光場做相對移動。
4. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其中通過使所述第一和第二光束通過 各個第一和第二放大率減小光學系統(tǒng)，實施減小放大率的步驟。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，還包括步驟使第一光束通過第一凸 透鏡和第一凹透鏡，并使第二光束通過第二凸透鏡和第二凹透鏡。
6. 根據(jù)權利要求4所述的方法，還包括步驟使第一光束通過第一對圓柱透鏡，并使第二光束通過第二對圓柱透鏡。
7. 根據(jù)權利要求4所述的方法，還包括步驟使第一光束通過第一對 棱鏡，并使第二光束通過第二對棱鏡。
8. 根據(jù)權利要求4所述的方法，還包括步驟使第一光束通過第一和 第二光學元件，并使第二光束通過第三和第四光學元件。
9. 根據(jù)權利要求4所述的方法，還包括步驟減小、擴展或縮小束寬， 以進行調(diào)整步驟。
10. 根據(jù)權利要求l所述的方法，還包括步驟測量在重合區(qū)域上的條紋的對比度；以及調(diào)整被減小的放大率，以對所述重合區(qū)域上的對比度進行最大化。
11. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其中引導步驟采用可傾斜的反射鏡 進行。
12. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其中引導步驟采用空間光調(diào)制器進行。
13. 根據(jù)權利要求l所述的方法，還包括步驟由具有短的時間相干 長度的輻射光束形成第一和第二光束。
14. 一種用于將圖案刻寫到襯底上的曝光場上的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 光學引導裝置，所述光學引導裝置引導在時間上和空間上相干的第一和第二輻射光束、使其在曝光場上大致重合，以使得重合的光束在曝光場中形成干涉條紋；以及第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)，所述第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)位于所述第 一和第二光束的各個光束路徑中，以使得所述光束的各個路徑長度在它們 到達所述曝光場時相互匹配，以維持所述光束在所述曝光場的整個寬度上 的空間相干性和時間相干性。
15. 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述光學引導裝置包括可傾斜 的反射鏡。
16. 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，還包括分束器，所述分束器由輻射光束產(chǎn)生第一和第二光束。
17. 根據(jù)權利要求I6所述的系統(tǒng)，其中所述輻射光束由準分子激光器產(chǎn)生。
18. 根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述輻射光束由具有短的時間相干長度的輻射源產(chǎn)生。
19. 根據(jù)權利要求M所述的系統(tǒng)，其中束寬調(diào)整系統(tǒng)中的至少一個包括空間光調(diào)制器。
20. 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中束寬調(diào)整系統(tǒng)中的至少一個包括凸透鏡和凹透鏡。
21. 根據(jù)權利要求M所述的系統(tǒng)，其中束寬調(diào)整系統(tǒng)中的至少一個包括圓柱透鏡。
22. 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中束寬調(diào)整系統(tǒng)中的至少一個包 括棱鏡。
23. 根據(jù)權利要求19所述的系統(tǒng)，其中第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)中的每一個包括第一和第二光學元件。
24. 根據(jù)權利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述第一光學元件和第二光學 元件中每個包括一對圓柱透鏡、 一對凸透鏡和凹透鏡、或一對棱鏡。
25. 根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，還包括檢測器，所述檢測器感測在曝光場上的條紋對比度并產(chǎn)生信號；控制器，所述控制器接收所述信號，并從其中產(chǎn)生控制信號；以及調(diào)整裝置，所述調(diào)整裝置接收所述控制信號，并調(diào)整束寬調(diào)整系統(tǒng)， 以對在整個曝光場上的對比度進行最大化。
26. 根據(jù)權利要求25所述的系統(tǒng)，其中 所述束寬調(diào)整系統(tǒng)包括光學元件；以及 所述調(diào)整裝置調(diào)整光學元件的位置或取向中的至少一個。
27. —種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括-分束器，所述分束器將輻射光束分成第一和第二光束； 第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)，所述第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)接收第一和第二光束中的各個光束，并輸出各個第一和第二束寬被調(diào)整光束；以及 第一和第二反射器，所述第一和第二反射器引導第一和第二束寬被調(diào)整光束，以在襯底的曝光場上進行干涉，以使得由所述干涉形成的條紋在襯底上形成圖像。
28. 根據(jù)權利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述分束器包括相移、交變相移或二元相移分束器。
29. 根據(jù)權利要求27所述的方法，其中第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)中的每個包括一對凸透鏡和凹透鏡、 一對圓柱透鏡或一對棱鏡。
30. 根據(jù)權利要求27所述的系統(tǒng)，其中第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)包括 光學元件，且所述系統(tǒng)還包括檢測器，所述檢測器感測條紋的對比度值；控制器，所述控制器接收來自所述檢測器的信號，并基于所述對比度 值輸出第一和第二控制信號；以及第一和第二調(diào)整系統(tǒng)，所述第一和第二調(diào)整系統(tǒng)連接到第一和第二束 寬調(diào)整系統(tǒng)，所述第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)接收所述第一和第二控制信號 中的各個信號，并由此控制所述第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)的光學元件的取向或位置。
31. 根據(jù)權利要求27所述的系統(tǒng)，其中第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)，酉己 置成以使得所述第一光束和所述第一束寬被調(diào)整光束具有與第二束和第 二束寬被調(diào)整光束具有大致相似的組合路徑長度，以在它們發(fā)生干涉之前 維持空間和時間相干性。
32. 根據(jù)權利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二束寬調(diào)整系統(tǒng)配置用于擴展、減小或縮小第一和第二光束中的各個光束的寬度。
33. 根據(jù)權利要求27所述的系統(tǒng)，還包括 襯底臺，所述襯底臺相對于像場移動襯底。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于將圖案刻寫到襯底上的系統(tǒng)和方法。第一和第二光束被引導以在襯底上的公共區(qū)域中會聚并大致重合。這可以實現(xiàn)，以使得第一和第二光束在重合區(qū)域中在時間上和空間上相干，以形成干涉條紋，從而限定刻寫圖像。調(diào)整第一和第二光束的束寬。這可以實現(xiàn)，以使得所述光束的各個路徑長度在它們到達所述公共區(qū)域時相互匹配，以確保在所述公共區(qū)域的整個寬度上在空間上和時間上相干。在一個示例中，在將圖案刻寫到襯底上的同時，相對于刻寫的圖像移動所述襯底。在另一個示例中，所述襯底保持靜止。
文檔編號G03C5/00GK101351746SQ200680049663
公開日2009年1月21日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權日2005年12月29日
發(fā)明者亨利·西韋爾, 約翰內(nèi)斯·雅各布斯·瑪塞尤斯·巴塞爾曼斯 申請人:Asml控股股份有限公司;Asml荷蘭有限公司