專利名稱：利用步進(jìn)掃描系統(tǒng)進(jìn)行的整個(gè)晶片寬度掃描的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻設(shè)備和一種制造器件的方法。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上，通常是襯底的目標(biāo)部分上
的機(jī)器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(ic)、存儲(chǔ)器芯片、平板
顯示器等的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩?；蜓谀０娴膱D
案形成裝置用于生成在所述IC的單層上待形成的圖案?？梢詫⒃搱D案轉(zhuǎn)
移到襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一部分管芯、 一個(gè) 或多個(gè)管芯)上。通常，圖案的轉(zhuǎn)移是通過把圖案成像到提供到襯底上的 輻射敏感材料(抗蝕劑)層上進(jìn)行的。通常，單獨(dú)的襯底將包含被連續(xù)形
成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包括步進(jìn)機(jī)，在所述步 進(jìn)機(jī)中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來輻射每一個(gè)目標(biāo)部 分；以及掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向("掃描"方 向)掃描所述圖案、同時(shí)沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底 來輻射每一個(gè)目標(biāo)部分。也可能通過將圖案以接觸式印刷、接近式印刷或 壓印(imprinting)方式印刷到襯底上來將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底 上。
在使用光刻投影設(shè)備的制造過程中，通過改變抗蝕劑的光學(xué)特性或表 面物理特性將圖案(例如掩模中的圖案)成像到至少部分地由輻射敏感材 料(抗蝕劑)層所覆蓋的襯底上。可選地，成像過程可以使用無抗蝕劑工 藝，例如硬掩模光柵或納米-壓印技術(shù)。在成像之前，襯底經(jīng)過多種工藝處 理，例如涂底料(priming)、抗蝕劑涂覆和軟烘烤。在曝光之后，襯底可 以進(jìn)行其他處理，例如曝光后烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤以及成像后的特 征的測(cè)量/檢査。這樣的一系列步驟用作圖案化例如IC器件的單個(gè)層的基 礎(chǔ)。然后這種圖案化的層經(jīng)過多種工藝，例如蝕刻、離子注入(摻雜)、
4金屬化、氧化、化學(xué)機(jī)械拋光等，所有這些工藝都是為了完成一個(gè)單個(gè)的 層。如果需要幾層，那么整個(gè)過程或其變體將必須在每一個(gè)新的層上重復(fù)。 最后，在襯底(晶片)上將存在一系列器件。然后這些器件通過例如切割 或開片的技術(shù)被彼此分開，在這種情況下，分立的器件可以安裝在載體上、 連接到插腳等。
步進(jìn)掃描技術(shù)與具有窄成像槽的投影系統(tǒng)結(jié)合在一起工作。與整個(gè)晶 片一次曝光不同，每次在一個(gè)晶片上掃描分立的場。這通過同時(shí)地和/或同 步地移動(dòng)晶片和限定圖案的掩模版(或光閥)來實(shí)現(xiàn)，使得在掃描過程中 移動(dòng)成像槽跨過所述場。掩模版臺(tái)以晶片臺(tái)的速度乘以光放大率(典型為
4倍)的速度移動(dòng)。然后晶片臺(tái)必須在場曝光之間步進(jìn)，以允許在晶片表 面上進(jìn)行將要被曝光的圖案的多次復(fù)制。以這種方式，投影到晶片上的圖 案的銳度被最大化。
掩模版(也稱為掩?；蚬庋谀?用于在所選區(qū)域上阻擋抗蝕劑曝光， 限定將要被曝光的圖案。掩模版和掩模版的使用可以是昂貴的，尤其是對(duì) 于小晶片曝光而言。
在將要被曝光的襯底是300mm圓盤晶片的情形中，使用在投影系統(tǒng) 中的縮小率為4倍的光學(xué)元件和大約150mm正方形掩模版板，曝光場大 約為26mmX33mm。為了用圖案(例如非常高的分辨率的光柵圖案)完 全覆蓋這樣的晶片，需要多個(gè)獨(dú)立的曝光場接合在一起，在這種情況下掩 模版臺(tái)和晶片臺(tái)來回掃描每個(gè)曝光場，這也是熟知的步進(jìn)掃描光刻術(shù)。
步進(jìn)掃描光刻系統(tǒng)需要掩模版臺(tái)和晶片臺(tái)對(duì)每個(gè)曝光場改變掃描方 向。這種方向的變化使得掩模版和晶片臺(tái)需要相當(dāng)長的時(shí)間開銷以升高速 度、降低速度以及改變掃描方向。

發(fā)明內(nèi)容
因而，需要一種系統(tǒng)和方法，其可以產(chǎn)生跨過襯底的寬度的高分辨率 圖案，而不需要為小于襯底寬度的獨(dú)立的曝光場改變掩模版和晶片臺(tái)的方 向。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，提供一種用以將圖案曝光到襯底上的系 統(tǒng)。該系統(tǒng)通過產(chǎn)生輻射束來實(shí)現(xiàn)這種操作，其中掩模版配置用于圖案化該輻射束。投影系統(tǒng)配置用于將圖案化的束投影到襯底上，以曝光第一圖 案，在曝光第一圖案時(shí)掩模版和襯底的各自的掃描速度被控制成允許沿掃 描方向跨過襯底的整個(gè)寬度曝光第一圖案。
在另一實(shí)施例中，掩模版掃描速度是靜止的，而在又一實(shí)施例中，掩 模版掃描速度比襯底的掃描速度慢。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供將要被配置成包含用于存儲(chǔ)器器件的數(shù)據(jù) 位區(qū)域的軌跡的被曝光的圖案。
在另一實(shí)施例中，致動(dòng)器配置成使襯底轉(zhuǎn)動(dòng)90度，使得投影系統(tǒng)可 以曝光基本上垂直于第一圖案的第二圖案。在又一實(shí)施例中，晶片可以旋 轉(zhuǎn)小的角度，例如7到15度，以使光柵圖案的方向與下面的柵格圖案相 適應(yīng)。
下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的更多的實(shí)施例、特征和優(yōu)點(diǎn)，以及本 發(fā)明的不同實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作。


這里并入到本文并作為說明書的一部分的附圖與說明書的文字描述 部分一起示出了本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例，附圖還用來解釋本發(fā)明的 原理并使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┖屠帽景l(fā)明。
圖1A和1B示意地示出了光刻設(shè)備。
圖2示出了用于為每次步進(jìn)掃描而圖案化獨(dú)立場的晶片掃描路徑，顯 示在每次場掃描后晶片掃描方向的改變。
圖3示出用于在每次掃描過程中圖案化晶片整個(gè)寬度的晶片掃描路徑。
圖4示出了步進(jìn)掃描圖案化系統(tǒng)的一部分。 圖5A-5C示出形成經(jīng)過修整的曝光的示例加工步驟。 圖6A-6C示出在具有正交的第二曝光的軌跡光刻術(shù)中的示例性加工 步驟。
圖7示出用于閃存襯底的線和空隙不相等的圖案。 圖8示出用于整個(gè)晶片寬度掃描的方法的流程圖。 下面參考附圖描述本發(fā)明。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的或功能類似的部件。另外，附圖標(biāo)記的最左邊的數(shù)字可以認(rèn)定所述附圖標(biāo)記 首先出現(xiàn)的附圖。
具體實(shí)施例方式
本說明書公開一個(gè)或更多個(gè)包含本發(fā)明的特征的實(shí)施例。所公開的實(shí) 施例僅舉例說明本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不限于所公開的實(shí)施例。本發(fā)明由 所附的權(quán)利要求來限定。
所述的實(shí)施例和說明書中提到的"一個(gè)實(shí)施例"、"實(shí)施例"、"示例性 的實(shí)施例"等指的是所述的實(shí)施例可以包括特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性，但 是每個(gè)實(shí)施例可以不必包括所述特定的特征、結(jié)構(gòu)和特性。而且，在提到 相同的實(shí)施例時(shí)這些措辭也不是必須的。此外，當(dāng)描述與實(shí)施例有關(guān)的特 定的特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，應(yīng)該理解到，在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)范圍內(nèi) 可以實(shí)現(xiàn)與其他實(shí)施例(不管這些實(shí)施例在這里是否明確地說明過)相關(guān) 的這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性。
本發(fā)明的實(shí)施例可以在硬件、固件、軟件或它們的任何組合中實(shí)施。 本發(fā)明的實(shí)施例還可以實(shí)現(xiàn)為可以被一個(gè)或更多個(gè)處理器讀取和執(zhí)行的、 存儲(chǔ)在機(jī)器可讀介質(zhì)上的指令。機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括任何用于存儲(chǔ)或發(fā) 送由機(jī)器(例如計(jì)算機(jī)設(shè)備)可讀形式的信息的機(jī)構(gòu)裝置。例如，機(jī)器可
讀介質(zhì)可以包括只讀存儲(chǔ)器(ROM);隨機(jī)讀取存儲(chǔ)器(RAM);磁盤存 儲(chǔ)器；光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)；閃存設(shè)備；電學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)或其他形式的傳播信 號(hào)(例如載波、紅外信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等)和其他。此外，這里固件、軟件、 程序、指令可以描述成實(shí)施特定的動(dòng)作。然而，應(yīng)該理解到，這些描述僅 為了方便并且這些動(dòng)作實(shí)際上源自用于執(zhí)行固件、軟件、程序、指令等的 計(jì)算機(jī)設(shè)備、處理器、控制器或其他設(shè)備。
圖1A和1B分別示意地示出光刻設(shè)備100和光刻設(shè)備100'。光刻設(shè) 備100和光刻設(shè)備100'中的每個(gè)包括照射系統(tǒng)(照射器)IL，其配置成 調(diào)節(jié)輻射束B (例如UV、 DUV或EUV輻射)；支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái)) MT，其配置成支撐圖案形成裝置(例如掩模、掩模版或動(dòng)態(tài)圖案形成裝 置)MA并且與配置成精確地定位所述圖案形成裝置MA的第一定位裝置 PM相連；和襯底臺(tái)(例如晶片臺(tái))WT，其配置成保持襯底(例如涂覆有
7抗蝕劑的晶片)W，并與配置用于精確地定位襯底W的第二定位裝置PW 相連。光刻設(shè)備100和光刻設(shè)備100'還具有投影系統(tǒng)PS,其配置用于將 由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的或襯底W上的 目標(biāo)部分C (例如包括一根或更多根管芯)上。在光刻設(shè)備100中，圖案 形成裝置MA和投影系統(tǒng)PS是反射式的，而在光刻設(shè)備100'中，圖案形 成裝置MA和投影系統(tǒng)PS是透射式的。
照射系統(tǒng)IL可以包括各種類型的光學(xué)部件，例如折射型、反射型、 磁性型、電磁型、靜電型或其它類型的光學(xué)部件、或其任意組合，以引導(dǎo)、 成形、或控制輻射B。
所述支撐結(jié)構(gòu)MT以依賴于圖案形成裝置MA的方向、光刻設(shè)備100 和100'的設(shè)計(jì)以及諸如圖案形成裝置MA是否保持在真空環(huán)境中等其他條 件的方式保持圖案形成裝置MA。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以采用機(jī)械的、真 空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成裝置MA。所述支撐結(jié)構(gòu) MT可以是框架或臺(tái)，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可移動(dòng)的。所 述支撐結(jié)構(gòu)MT可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對(duì)于投 影系統(tǒng)PS)。
這里所使用的術(shù)語"圖案形成裝置"MA應(yīng)該被廣義地理解為表示能 夠用于將圖案在輻射束B的橫截面上賦予輻射束B、以便在襯底W的目 標(biāo)部分C上形成圖案的任何裝置。被賦予輻射束B的圖案可以與在目標(biāo)部 '分C上形成的器件中的特定的功能層相對(duì)應(yīng)，例如集成電路。
圖案形成裝置MA可以是透射式的(如圖IB中的光刻設(shè)備IOO'中)或 反射式的(如圖1A中的光刻設(shè)備100中)。圖案形成裝置MA的示例包括 掩模版、掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩 模在光刻術(shù)中是公知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類 型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删幊谭?射鏡陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個(gè)小反射鏡可以獨(dú)立地傾 斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予 由所述反射鏡矩陣反射的輻射束B。
術(shù)語"投影系統(tǒng)"PS可以包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折射型、 >反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合，
8如對(duì)于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用浸沒液或使用真空之 類的其他因素所適合的。真空環(huán)境可以用于EUV或電子束輻射，因?yàn)槠?他氣體會(huì)吸收太多的輻射或電子。因而，借助真空壁和真空泵可以給整個(gè) 束路徑提供真空環(huán)境。
光刻設(shè)備100和/或光刻設(shè)備100'可以是具有兩個(gè)(雙臺(tái))或更多個(gè) 襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或更多個(gè)掩模臺(tái))WT的類型。在這種"多臺(tái)"機(jī)器中， 可以并行地使用附加的襯底臺(tái)WT，或可以在一個(gè)或更多個(gè)臺(tái)上執(zhí)行預(yù)備 步驟的同時(shí)，將一個(gè)或更多個(gè)其它襯底臺(tái)WT用于曝光。當(dāng)將一個(gè)或更多 個(gè)其它襯底臺(tái)WT用于曝光的同時(shí)可以執(zhí)行預(yù)備步驟，所述預(yù)備步驟被認(rèn) 為是在"在線狀態(tài)"期間進(jìn)行，因?yàn)樗鲱A(yù)備步驟是在滿足光刻設(shè)備100 和/或光刻設(shè)備100'所需生產(chǎn)能力的情況下實(shí)現(xiàn)的。相反，當(dāng)將一個(gè)或更 多個(gè)其它襯底臺(tái)WT用于曝光的同時(shí)不能執(zhí)行預(yù)備步驟時(shí)，所述預(yù)備步驟 被認(rèn)為是"離線狀態(tài)"期間進(jìn)行的，因?yàn)樗鲱A(yù)備步驟不能滿足在光刻設(shè) 備100和/或光刻設(shè)備100'所需生產(chǎn)能力的情況下實(shí)現(xiàn)。曝光系統(tǒng)(例如， 光刻設(shè)備IOO、 100'的(例如)投影系統(tǒng)PS)的焦點(diǎn)定位參數(shù)可在離線狀
態(tài)下、在線狀態(tài)下或兩者狀態(tài)的結(jié)合下確定。
參考圖1A和1B，照射系統(tǒng)IL接收來自輻射源SO的輻射束。所述 源SO和光刻設(shè)備IOO、 100'可以是分離的實(shí)體，(例如當(dāng)該源SO為準(zhǔn)分 子激光器時(shí))。在這種情況下，不會(huì)將該源SO看成形成光刻設(shè)備100或 100'的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)束器的束傳遞 系統(tǒng)BD (圖1B)的幫助，將所述輻射束B從所述源SO傳到所述照射器 IL。在其他情況下，所述源SO可以是所述光刻設(shè)備100和100'的組成部 分(例如當(dāng)所述源SO是汞燈時(shí))?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以 及如果需要時(shí)設(shè)置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。
所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強(qiáng)度分布的調(diào)整器 AD (圖1B)。通常，可以對(duì)所述照射器IL的光瞳平面中的強(qiáng)度分布的至 少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別稱為CJ-外部和(J-內(nèi)部)進(jìn)行調(diào) 整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件(圖1B)，例如積分器IN 和聚光器CO?？梢詫⑺稣丈淦鱅L用于調(diào)節(jié)所述輻射束B，以在其橫截 面中具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。參見圖1A，輻射束B照射到圖案形成裝置(例如掩模)MA上，所 述圖案形成裝置MA被保持在所述支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT上，并且 通過圖案形成裝置MA形成圖案。在光刻設(shè)備100中，輻射束B被圖案形 成裝置(例如掩模)MA反射。已經(jīng)被圖案形成裝置(例如掩模)MA反 射之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)PS將所述輻射束 B聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通過第二定位裝置PW和位置傳 感器IF2 (例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫助，可以 精確地移動(dòng)所述襯底臺(tái)WT，例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位于所述輻 射束B的路徑中。類似地，可以將所述第一定位裝置PM和另一個(gè)位置傳 感器IF1用于相對(duì)于所述輻射束B的路徑精確地定位圖案形成裝置(例如 掩模)MA?？梢允褂醚谀?duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1、 M2和襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1、 P2來 對(duì)準(zhǔn)圖案形成裝置(例如掩模)MA和襯底W。
參見圖1B，輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái)MT)上的 圖案形成裝置(例如掩模MA)上，并且通過圖案形成裝置形成圖案。已 經(jīng)穿過掩模MA之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)PS 將所述束聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通過第二定位裝置PW和 位置傳感器IF (例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫助， 可以精確地移動(dòng)所述襯底臺(tái)WT，例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位于所 述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機(jī)械獲取之后，或在掃 描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個(gè)位髯傳感器(圖1B中未 明確示出)用于相對(duì)于所述輻射束B的齒徑精確地定位掩模MA。
通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗 定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實(shí)現(xiàn)掩模臺(tái)MT的移動(dòng)。類似地, 可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊 來實(shí)現(xiàn)所述襯底臺(tái)WT的移動(dòng)。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相反)，掩 模臺(tái)MT可以僅與短行程致動(dòng)器相連，或可以是固定的?？梢允褂醚谀?duì) 準(zhǔn)標(biāo)記M1、 M2和襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1、 P2來對(duì)準(zhǔn)掩模MA和襯底W。盡管 所示的襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了專用目標(biāo)部分，但是它們可以位于目標(biāo)部分之 間的空間(這些公知為劃線對(duì)齊標(biāo)記)中。類似地，在將多于一個(gè)的管芯 設(shè)置在掩模MA上的情況下，所述掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以位于所述管芯之間。光刻設(shè)備100和100'可以用在至少一個(gè)下列模式中
1. 在步進(jìn)模式中，在將支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT和襯底臺(tái)WT保 持為基本靜止的同時(shí)，將賦予所述輻射束B的整個(gè)圖案一次投影到目標(biāo)部 分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺(tái)WT沿X和/或Y方 向移動(dòng)，使得可以對(duì)不同目標(biāo)部分C曝光。
2. 在掃描模式中，在對(duì)支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT和襯底臺(tái)WT同 步地進(jìn)行掃描的同時(shí)，將賦予所述輻射束B的圖案投影到目標(biāo)部分C上
(即，單一的動(dòng)態(tài)曝光)。襯底臺(tái)WT相對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT 的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特 征來確定。
3. 在另一個(gè)模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)(例 如掩模臺(tái))MT保持為基本靜止，并且在對(duì)所述襯底臺(tái)WT進(jìn)行移動(dòng)或掃 描的同時(shí)，將賦予所述輻射束B的圖案投影到目標(biāo)部分C上。可以采用脈 沖輻射源SO，并且在所述襯底臺(tái)WT的每一次移動(dòng)之后、或在掃描期間 的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作 模式可易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編 程反射鏡陣列)的無掩模光刻術(shù)中。
也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。 雖然在本文中詳述了光刻設(shè)備用在制造ICs (集成電路)，但是應(yīng)該理 解到這里所述的光刻設(shè)備可以有其他的應(yīng)用，例如制造集成光學(xué)系統(tǒng)、磁 疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCDs)、薄膜磁 頭等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在這種替代應(yīng)用的情況中，可以將這 里使用的任何術(shù)語"晶片"或"管芯"分別認(rèn)為是與更上位的術(shù)語"襯底" 或"目標(biāo)部分"同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進(jìn)行處理， 例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對(duì)已曝光的抗蝕劑 進(jìn)行顯影的工具)、量測(cè)工具和/或檢驗(yàn)工具中。在可應(yīng)用的情況下，可 以將所述公開內(nèi)容應(yīng)用于這種和其他襯底處理工具中。另外，所述襯底可 以處理一次以上，例如為產(chǎn)生多層IC，使得這里使用的所述術(shù)語"襯底" 也可以表示已經(jīng)包含多個(gè)已處理層的襯底。這里使用的術(shù)語"輻射"和"束"包含全部類型的電磁輻射，包括
紫外(UV)輻射(例如具有約435、 405、 365、 248、 193、 157或126nm 的波長)和極紫外(EUV)輻射(例如具有5nm或以上的波長)、以及在 小于5nm的波長下工作的硬X射線。
在上下文允許的情況下，術(shù)語"透鏡"可以認(rèn)為是一個(gè)或多種類型的 光學(xué)元件的組合，包括折射型、反射型光學(xué)部件，包括菲涅耳透鏡和衍射 件(diffractor)。
圖2示出了對(duì)于每一次步進(jìn)掃描用于在襯底202 (例如晶片)上圖案 化獨(dú)立場的掃描路徑200。例如，路徑200可以通過(未示出，但可以見 例如圖1A和1B)射出曝光狹縫204的圖案化的束從投影系統(tǒng)照射到曝光 場206來進(jìn)行曝光，在使用投影系統(tǒng)(未示出，但見圖1A和1B)中縮小 倍數(shù)為4倍的光學(xué)元件和大約153mm的掩模版(未示出，但見圖1A和 1B)的情況下，該曝光場206可以是大約26mmX33mm。在這個(gè)示例中， 用圖案208 (例如軌跡/軌跡線)對(duì)晶片202的整個(gè)工作表面進(jìn)行曝光需要 將多個(gè)曝光場206接合在一起。這種接合可以通過晶片臺(tái)(未示出，但可 以見圖1A和1B)和掩模版臺(tái)(未示出，但可以見圖1A和1B)對(duì)每個(gè)場 206來回掃描來實(shí)現(xiàn)。
在圖2中示出的示例中，示出了 12行曝光場206，每行由多達(dá)10個(gè) 獨(dú)立曝光場206組成。因而，對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，300mm的晶片可以具有大約 128個(gè)獨(dú)立曝光場206。為了圖案化所有128個(gè)獨(dú)立曝光場206，通常掩模 版臺(tái)和晶片臺(tái)為每個(gè)曝光場206改變掃描方向，如箭頭210所示。不幸地， 由于對(duì)于一般的300mm的晶片需要重復(fù)128次，所以對(duì)掩模版和晶片臺(tái) 中的每個(gè)進(jìn)行升高速度、降低速度以及改變掃描方向可能需要相當(dāng)長的相 關(guān)時(shí)間開銷。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖3示出使用步進(jìn)掃描系統(tǒng)的基本上整個(gè)晶片 寬度的掃描，從晶片202向上觀察投影系統(tǒng)的視角(未示出，但可以見圖 1A和圖1B)顯示掃描路徑300。可以以與圖2中示出的路徑200類似的 方式控制路徑300，由此圖案化的束從投影系統(tǒng)通過狹縫204射出照射到 曝光場206上，在使用投影系統(tǒng)(未示出，但見圖1A和1B)中縮小倍數(shù) 為4倍的光學(xué)元件和大約150mm的掩模版(未示出)的情況下，該曝光
12場206可以是大約26mmX33mm。掃描路徑300包括在12行中的相同的 128個(gè)獨(dú)立曝光場206，如圖2中的掃描路徑200。然而，在圖3的示例中， 可以在不改變掃描方向的情況下通過圖案化一整行(例如跨過襯底202的 整個(gè)寬度)來完成128個(gè)獨(dú)立曝光場206的曝光，如箭頭310所示。因而， 在每行僅改變一次掃描方向的情況下，可以如箭頭312所示的總共12次 掃描方向的改變來圖案化12行中的128個(gè)獨(dú)立曝光場206，以圖案化整個(gè) 晶片202。
例如，相對(duì)于與圖2中所示的掃描路徑200相關(guān)聯(lián)的晶片和掩模版臺(tái)， 整個(gè)晶片寬度掃描路徑300可以消除116次加速、減速和方向改變，這減 小了一個(gè)數(shù)量級(jí)。掃描方向改變的數(shù)量級(jí)的減小可以允許實(shí)施圖3中實(shí)施 例的曝光操作來實(shí)現(xiàn)大約高出50%或更高的生產(chǎn)能力，因?yàn)閽呙杌ㄙM(fèi)的時(shí) 間比如圖2中的實(shí)施例的曝光操作所花費(fèi)的時(shí)間更短。
附加地，或可選地，掃描路徑300還可以允許掩模版臺(tái)以比在掃描路 徑200中更低的速率掃描。在掃描路徑300的每行掃描的情況下，掩模的 一次掃描可以帶來更低的速率。相反，對(duì)于光學(xué)縮小倍數(shù)為4倍的常規(guī)步 進(jìn)掃描系統(tǒng)，當(dāng)對(duì)獨(dú)立曝光場206的每次掃描需要掩模的完全掃描時(shí)，掩 模版臺(tái)速度是晶片臺(tái)的速度的四倍。然而，在掃描路徑300的情況下，掩 模版臺(tái)速度可以減小到晶片臺(tái)速度的三分之一以下。
在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)掩模版臺(tái)可以以比晶片臺(tái)的速度更低的速度掃描 時(shí)，光學(xué)放大率不再同掩模與晶片掃描彈率的比率匹配。因?yàn)檫@種失配， 最終的一維圖案在掃描方向上被拉長和拖尾化(smeared)以形成更平滑的 圖案。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，掃描路徑300的最終的印刷圖案可以是一維的。因?yàn)槭?一維的圖案，在相關(guān)的測(cè)量臺(tái)期間用于對(duì)準(zhǔn)所需的取樣點(diǎn)數(shù)量也就減少。
還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在常規(guī)系統(tǒng)中掩模版臺(tái)的速度和加速度是系統(tǒng)生產(chǎn)能 力的上限。然而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，因?yàn)檠谀０媾_(tái)相對(duì)更慢，所以晶 片掃描速度就成了系統(tǒng)生產(chǎn)能力的限制因素。
在另一實(shí)施例中，掩模版臺(tái)可以保持靜止，同時(shí)晶片臺(tái)沿掃描路徑300 移動(dòng)。附加地，或可選地，對(duì)于晶片202的完全圖案化或僅一部分圖案化， 掩模版臺(tái)可以保持靜止。在又一實(shí)施例中，可以通過掃描路徑300并選擇性地在不同的位置掃 描掩模和停止掃描掩模以形成不同的所需的圖案。在又一可選實(shí)施例中，依賴于所需的最終的曝光(也就是鏡像圖像)， 掩模版的掃描方向可以是與襯底的掃描方向相同或相反的方向。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖4示出使用步進(jìn)掃描系統(tǒng)的整個(gè)晶片寬 度掃描的一部分400的俯視圖。該系統(tǒng)包括掩模版臺(tái)(未示出，但見圖1A 和圖1B)，其配置成支撐掩模版(未示出，但見圖1A和圖1B)，所述掩 模版配置用于圖案化輻射束414。所述系統(tǒng)還包括投影光學(xué)元件(未示出， 但見例如圖1A和圖1B)用以將圖案化的束414沿掃描方向414投影到襯 底410上。部分400包括用于支撐襯底410的襯底臺(tái)420，所述襯底通過 致動(dòng)器430移動(dòng)。在一個(gè)示例中，圖案化的輻射束414可以通過視情況可選的狹縫412 曝光襯底410。在一個(gè)實(shí)施例中，狹縫412基本上是矩形的，以在襯底410 上限定矩形曝光場。然而，在可選的實(shí)施例中，系統(tǒng)400可以包括不同形 狀的狹縫，或可以完全不包括狹縫。系統(tǒng)400中的掩模版可以配置成通過投影系統(tǒng)以作為圖案的軌跡(如 圖4所示用水平軌跡416)沿第一方向曝光襯底410。掩模版可以配置成 在每次掃描跨過襯底410的過程中曝光單個(gè)軌跡或多個(gè)基本上平行的軌 跡。致動(dòng)器430與臺(tái)420耀合，并且通過相對(duì)于圖案化的輻射束414移動(dòng) 臺(tái)420來移動(dòng)襯底410，使得一個(gè)或更多個(gè)軌跡416可以被曝光。以這種 方式，可以在襯底410上曝光一組平行的軌跡416。附加地，或可選地， 致動(dòng)器430和臺(tái)420可以旋轉(zhuǎn)襯底410，使得可以曝光基本上垂直于最初 那組軌跡的另一組軌跡，如圖6A-6C所示出以及下面所述。在另一實(shí)施例中，基于與掩模版相關(guān)聯(lián)的圖案，在軌跡416跨過襯底 410的寬度形成時(shí)，軌跡416的寬度在不同的位置上可以變化。附加地， 或可選地，軌跡416行之間可以具有不相等的間距，因?yàn)樾兄g的間距由 與掩模版相關(guān)聯(lián)的圖案來控制。在又一實(shí)施例中，軌跡416可以是形成在存儲(chǔ)器器件襯底上或存儲(chǔ)器 器件襯底表面的涂層(例如樹脂或類似物)上的存儲(chǔ)器軌跡。在這個(gè)示例14中，軌跡416可以被處理成使得它們包括被用作數(shù)據(jù)位區(qū)域的磁性材料(例 如被磁性材料所覆蓋)。在一個(gè)示例中，軌跡416可以被隔離成類似"島" 的結(jié)構(gòu)。這允許隔離的數(shù)據(jù)位區(qū)域相對(duì)小并且密集地形成在存儲(chǔ)器器件襯 底上，同時(shí)基于數(shù)據(jù)位是彼此隔離的，當(dāng)受到外部熱和磁性影響時(shí)，能夠 使數(shù)據(jù)位保持穩(wěn)定。在另一實(shí)施例中，可以修整一組軌跡以在襯底上形成一組所需的特 征。圖5A、 5B和5C示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用以形成經(jīng)過修整的曝光 的加工步驟的示例。在圖5A中，在襯底上形成軌跡500 (未示出)。在實(shí) 施例中，參照?qǐng)D4所述的系統(tǒng)300和/或400可以用來形成軌跡500。在圖 5B中，使用修整曝光，選擇區(qū)域502A和502B作為在最終圖案中所需的 特征。在圖5B中示出的區(qū)域502A和502B基本上是矩形的。然而，本領(lǐng) 域技術(shù)人員顯然明白，可以選擇不同類型形狀的區(qū)域。在圖5C中，使用 修整曝光顯影，所選區(qū)域502A和502B的外部區(qū)域被去除，僅留下所選 區(qū)域504A和504B保留在最終的圖案504中。在另一實(shí)施例中，可以執(zhí)行基于存儲(chǔ)器單元或柵格的光刻術(shù)，其中柵 格圖案被形成在襯底上，然后具體的圖案由柵格形成。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例， 圖6A、 6B和6C示出存儲(chǔ)器單元光刻術(shù)的示例性的加工步驟。圖6A示出 形成在襯底上的軌跡600 (未示出，但可見上面圖1A-4)。正如上面所述， 可以通過系統(tǒng)300和/或400形成軌跡600。在圖6B中，襯底已經(jīng)相對(duì)于 圖6A中曝光過程中曝光位置旋轉(zhuǎn)9.0度，并且第二組軌跡被曝光以形成柵 格602。第二組軌跡基本上垂直于第一組軌跡600,然后從柵格602中選 擇一個(gè)區(qū)域。在圖6C中，類似于圖5C中所述的修整，之后去除所選區(qū)域 外部的區(qū)域。例如，所選區(qū)域可以包括相鄰的柱狀物602A和602B的部 分(見圖6B)。為了形成包括以空隙分開的柱狀物604A和604B的圖案 604，還可以曝光柱狀物602C (見圖6B)以及其他類似柱狀物(例如可選 的柱狀物)。將這樣的步驟應(yīng)用到所選區(qū)域的其余的柱狀物以最終形成圖 案604。在實(shí)施例中，圖案604可以用來形成存儲(chǔ)器單元。在可選的實(shí)施例中， 類似的設(shè)計(jì)步驟，即通過曝光垂直的組的線形成格柵和修整所形成的格 柵，也可以用于應(yīng)用到其他結(jié)構(gòu)，例如NAND和其他邏輯部件，也可以應(yīng)用到堆棧式存儲(chǔ)器技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，在朝下面的正交的芯片圖案旋轉(zhuǎn)大約7到15度的情況下，用于存儲(chǔ)器芯片的角度柵格曝光被用來在用第二曝光的角度柵格曝光之后修整掉任何不想要的圖案以便形成所需 的最終的圖案。在美國出版的申請(qǐng)No. 2005/0074698中可以找到干涉光刻?hào)鸥駡D案、 雙重圖案化應(yīng)用，這里以參考的方式全部并入本文。圖7中示出了圖案700，其中對(duì)于閃存襯底，空隙和線是不相等的。 作為示例，線702比線704更寬，并且空隙706比空隙708更寬。圖8中示出了說明方法800的流程圖。例如，將存儲(chǔ)器圖案寫入到襯 底上的方法，其可以使用圖1A、 1B、 3和/或4中所述的系統(tǒng)來完成。所述方法從單元塊802開始。在單元塊804中，使用掩模版將輻射束 圖案化。在單元塊806中，圖案化的輻射束被投影到襯底上。由圖案化的 束形成的曝光導(dǎo)致第一軌跡的曝光，其中可以控制掩模版和襯底的各自的 掃描速度以允許沿掃描方向跨過基本上整個(gè)襯底的寬度來曝光第一軌跡。 在單元塊808中，襯底被旋轉(zhuǎn)90度。在單元塊810中，輻射束被投影到 經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的襯底上，這對(duì)基本上垂直于第一軌跡的第二軌跡進(jìn)行曝光，其 中可以控制掩模版和襯底的各自的掃描速度以允許沿掃描方向跨過基本 上襯底的整個(gè)寬度來曝光第二軌跡。在可選的單元塊812中，所曝光的圖案被進(jìn)一步修整以形成所需的圖 案。在另一實(shí)施例中，為了進(jìn)一步修整，如圖6所示，可以使用交叉第一 和第二組軌跡的方式來形成柵格，該柵格可以用作在襯底上形成的特征的 基礎(chǔ)。方法在單元塊814結(jié)束。雖然在本文中詳述了光刻設(shè)備用在制造ICs (例如集成電路或存儲(chǔ)器 器件)中，但是應(yīng)該理解，這里所述的光刻設(shè)備可以有其他的應(yīng)用。這些 應(yīng)用包括但不限于制造集成電路、集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢 測(cè)圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCDs)、薄膜磁頭、微機(jī)電裝置(MEMS) 以及發(fā)光二極管(LEDs)等。此外，例如在平板顯示器中，本設(shè)備可以用 于輔助形成多層，例如薄膜晶體管層和/或彩色濾光片層。盡管以上已經(jīng)在光學(xué)光刻的情況下描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但應(yīng) 該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以用于其他應(yīng)用，例如浸沒光刻技術(shù)。光刻設(shè)備也可至少一部分可以由具有相對(duì)高的折射率的"浸 沒液體"(例如水)覆蓋，以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸沒液 體還可以用于光刻設(shè)備中的其他空間，例如圖案形成裝置和投影系統(tǒng)之間 的空間。浸沒技術(shù)在本領(lǐng)域中用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑是公知的。這 里使用的術(shù)語"浸沒"并不意味著結(jié)構(gòu)(例如襯底)必須浸入到液體中， 而僅意味著在曝光期間液體位于投影系統(tǒng)和襯底之間。盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可 以以與上述不同的方式來實(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采用包含用于描述如上 面公開的方法的一個(gè)或更多個(gè)機(jī)器可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形式，或 具有存儲(chǔ)其中的這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁 盤或光盤)的形式。結(jié)論雖然以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的多種實(shí)施例，但是應(yīng)該理解到，這些實(shí) 施例僅以示例的方式給出，而不是限制性的。對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員來說， 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以實(shí)施形式和細(xì)節(jié)上的不同的 改變。因而，本發(fā)明的覆蓋度和范圍不應(yīng)該由上述示例性實(shí)施例中的任一 個(gè)進(jìn)行限制，而應(yīng)該僅根據(jù)所附的權(quán)利要求和它們的等價(jià)物進(jìn)行限定。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是，具體實(shí)施例部分，而不是發(fā)明內(nèi)容和摘要部分，用 于解釋權(quán)利要求。發(fā)明內(nèi)容和摘要部分可以表述成一個(gè)或更多個(gè)，但不是 發(fā)明人所構(gòu)思的所有的本發(fā)明示例性實(shí)施例，因而其不以任何方式限定本 發(fā)明和所附的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種光刻設(shè)備，包括掩模版臺(tái)，其配置成將掩模版支撐在其上，所述掩模版配置用于圖案化輻射束；襯底臺(tái)，其配置成將襯底支撐在其上；投影系統(tǒng)，其配置用于將所述圖案化束曝光到所述襯底上；致動(dòng)器，其配置用于移動(dòng)所述襯底臺(tái)，并且通過移動(dòng)所述襯底臺(tái)以移動(dòng)所述襯底；和控制器，其配置用于在所述掩模版臺(tái)和所述襯底臺(tái)的掃描過程中控制各自的掃描速度，其中所述控制器配置用于控制所述掩模版臺(tái)和所述襯底臺(tái)的各自的掃描速度，使得在跨過基本上整個(gè)襯底寬度的每次掃描過程中曝光第一圖案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻設(shè)備，其中所述控制器配置成在每遍掃 描過程中將所述掩模版臺(tái)保持基本上靜止。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻設(shè)備，其中所述控制器配置成在每遍掃 描過程中以基本上比所述襯底臺(tái)的速度更慢的速度移動(dòng)所述掩模版臺(tái)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻設(shè)備，其中形成在所述掩模版上的圖案 配置用于在掃描跨過基本上整個(gè)襯底的寬度的過程中在不同位置上改變 所述第一圖案的正交寬度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻設(shè)備，其中所述掩模版配置用于在所述 每遍掃描過程中曝光多個(gè)同時(shí)存在的平行的圖案。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻設(shè)備，其中 所述襯底配置作為存儲(chǔ)器器件；和所述第一圖案包括配置成用于所述存儲(chǔ)器器件的數(shù)據(jù)位區(qū)域的軌跡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻設(shè)備，其中所述致動(dòng)器配置成在所述第 一圖案曝光和第二圖案曝光之間將所述襯底臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)大致90度，在所述襯 底上相對(duì)于所述第一圖案基本上垂直地曝光所述第二圖案。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻設(shè)備，其中所述致動(dòng)器配置成在所述第一圖案和第二圖案的曝光之間將所述襯底臺(tái)旋轉(zhuǎn)大致7到15度之間。
9. 一種制造器件的方法，包括步驟 使用掩模版將第一輻射束圖案化；將所述第一輻射束投影到襯底上以在第一遍掃描期間曝光第一圖案； 將所述襯底旋轉(zhuǎn)大致90度； 使用所述掩模版將第二輻射束圖案化；和將所述第二輻射束投影到所述襯底上以在第二遍掃描期間曝光第二 圖案，所述第二圖案基本上垂直于所述第一軌跡，其中通過控制所述掩模版和所述^f底的相對(duì)速度，在所述第一或第二 遍掃描跨過基本上整個(gè)所述襯底的寬度的每一遍掃描過程中曝光所述第 一或第二圖案中的至少一個(gè)圖案。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括步驟在所述第一和第二遍掃 描中的至少一個(gè)過程中將所述掩模版保持基本上靜止。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括步驟在所述第一和第二遍 掃描中的至少一個(gè)過程中以比所述襯底的速度慢的速度掃描所述掩模版。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括步驟在所述第一或第二圖 案中的至少一個(gè)圖案在跨過所述襯底過程中被形成時(shí)，改變所述第一或第 二圖案中的所述至少一個(gè)圖案的寬度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括步驟在所述第一遍掃描或 第二遍掃描中的每一遍掃描過程中并行地對(duì)所述第一或第二圖案中的至 少一個(gè)的多個(gè)圖案曝光。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括步驟 使用存儲(chǔ)器器件作為所述襯底；和使用軌跡作為所述第一和第二圖案中的至少一個(gè)，所述軌跡配置成用 于所述存儲(chǔ)器器件的數(shù)據(jù)位區(qū)域。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，還包括步驟減少與掃描速度的改變相關(guān)聯(lián)的掃描開銷，借此提高生產(chǎn)能力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用步進(jìn)掃描系統(tǒng)進(jìn)行的整個(gè)晶片寬度掃描過程。提供一種將圖案寫到襯底上的系統(tǒng)和方法。使用掩模版產(chǎn)生圖案化的輻射束并將其投影到襯底上以曝光所述圖案?？刂蒲谀０婧鸵r底的各自的掃描速度以允許圖案沿掃描方向跨過整個(gè)襯底的寬度被曝光，同時(shí)使晶片生產(chǎn)能力的大幅度增長。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101644901SQ20091016442
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日
發(fā)明者哈里·斯維爾 申請(qǐng)人:Asml控股股份有限公司