專(zhuān)利名稱(chēng)：用于圖形化不同寬度的線的復(fù)合光學(xué)光刻方法
背景集成電路(IC)制造過(guò)程可以在晶片上沉積各種材料層，并在所沉積的層上形成光敏抗蝕劑(光致抗蝕劑(photoresist))。所述過(guò)程可以使用光刻來(lái)使光通過(guò)被圖形化的掩模版(reticle)(掩模(mask))到達(dá)光致抗蝕劑，或者使光從被圖形化的掩模版(掩模)反射到達(dá)光致抗蝕劑。來(lái)自掩模版的光將被圖形化的圖像轉(zhuǎn)移到光致抗蝕劑上。所述過(guò)程可以去除被曝光的光致抗蝕劑部分。一種過(guò)程可以蝕刻晶片未受剩余的光致抗蝕劑保護(hù)的部分，以形成集成電路特征。
半導(dǎo)體工業(yè)可以不斷地努力降低晶體管特征的尺寸，以便提高晶體管密度并改善晶體管性能。這種愿望已經(jīng)驅(qū)使了在光刻技術(shù)中使用的光波長(zhǎng)的減小，以便在光致抗蝕劑中限定出更小的IC特征。制造和運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)雜的光刻曝光工具可能花費(fèi)更巨。
常規(guī)的圖形化技術(shù)可能使用配備有復(fù)雜照明系統(tǒng)的昂貴的衍射受限的、高數(shù)值孔徑(NA)、高像差校正的透鏡或工具。常規(guī)圖形化技術(shù)也可能使用復(fù)雜和昂貴的掩模，所述掩模采用各種相移器(phase shifter)和復(fù)雜的光學(xué)鄰近校正(optical proximity correction，OPC)。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1A示出了一種干涉光刻裝置。
圖1B示出了具有狹縫的衍射光柵的實(shí)施例，所述狹縫允許光通過(guò)并被投影光學(xué)光刻系統(tǒng)投影，從而在襯底的光致抗蝕劑上輻射和形成光柵的圖形化圖像。
圖2示出了由圖1A或圖1B的所述光刻裝置產(chǎn)生的間隙和線的干涉圖形(interferencepattern)的潛像或?qū)嵪瘛?br> 圖3A示出了由干涉光刻過(guò)程和第二光刻過(guò)程在光致抗蝕劑上形成的具有不同寬度的線的預(yù)期布圖(layout)。
圖3B示出了(a)由干涉光刻過(guò)程或采用相移(phase shifted)掩模的光學(xué)投影光刻所形成的等寬的連續(xù)、非曝光線和被曝光的間隙的潛圖形以及(b)要由第二光刻過(guò)程形成的特征。
圖3C示出了圖2的非曝光線和被曝光的間隙的潛圖形已經(jīng)被第二光刻過(guò)程更改以后的布圖。
圖3D示出了與圖3C相關(guān)的經(jīng)過(guò)光學(xué)鄰近校正的線特征的軸。
圖4A到圖4H示出了用于曝光光致抗蝕劑上的區(qū)域的第二光刻過(guò)程以及后續(xù)的顯影、蝕刻和剝離過(guò)程的實(shí)施例。
圖5示出了具有可移動(dòng)晶片臺(tái)的復(fù)合光學(xué)光刻曝光系統(tǒng)。
圖6示出了第二圖形化系統(tǒng)的光學(xué)光刻實(shí)現(xiàn)。
圖7是復(fù)合光刻圖形化技術(shù)的流程圖。
圖8示出了產(chǎn)生用于第二光刻過(guò)程的掩模的布圖的過(guò)程。
圖9示出了設(shè)計(jì)布圖的實(shí)施例。
圖10示出了剩余布圖的實(shí)施例。
圖11示出了沿D方向擴(kuò)展之后的剩余布圖。
詳細(xì)描述本申請(qǐng)涉及復(fù)合光學(xué)光刻圖形化技術(shù)，與常規(guī)光刻技術(shù)相比，所述技術(shù)可以形成更小的集成電路特征。對(duì)于襯底(substrate)上給定的區(qū)域，復(fù)合圖形化技術(shù)可以提供更高的集成電路特征密度。
復(fù)合圖形化技術(shù)可以包括兩個(gè)光刻過(guò)程。第一光刻過(guò)程可以使用輻射源和干涉光刻裝置在光致抗蝕劑上形成交替的、連續(xù)的寬度基本相等的線和間隙的圖形。第二光刻過(guò)程可以使用一種或更多種非干涉光刻技術(shù)來(lái)打斷圖形化線的連續(xù)性，并形成期望的集成電路特征，所述干涉光刻技術(shù)例如光學(xué)光刻、壓印光刻(imprint lithography)和電子束(e-beam)光刻。
復(fù)合圖形化技術(shù)可以形成具有相近但不等寬度的線的圖形。在集成電路(IC)制造中，可能期望具有相近但不等寬度的圖形化線(例如在平均線寬的±5-20％的范圍內(nèi))，例如用于圖形化具有略微不同寬度的柵極。具有略微不同寬度的柵極可以?xún)?yōu)化集成電路的速度和功率性能。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，第一過(guò)程可以包括非干涉光刻技術(shù)，并且第二過(guò)程可以包括干涉光刻技術(shù)。
第一光刻過(guò)程圖1A示出了干涉光刻裝置100(也被稱(chēng)作干涉曝光裝置)。干涉光刻裝置100可以包括分束器(beam splitter)104和兩個(gè)反射鏡106A、106B。分束器104可以從具有預(yù)先確定的曝光波長(zhǎng)(λ)的輻射源接收輻射(radiation)，例如經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直和擴(kuò)束的激光束102。分束器104可以將輻射102引導(dǎo)到反射鏡106A、106B。反射鏡106A、106B可以在具有光敏介質(zhì)的襯底108上形成干涉圖形200(圖2)，光敏介質(zhì)例如光致抗蝕劑層107?？梢垣@得很多具有各種復(fù)雜性和精密性的干涉光刻工具設(shè)計(jì)。正光致抗蝕劑或負(fù)光致抗蝕劑均可以用于這里所描述的過(guò)程。θ可以是光致抗蝕劑107的表面法線和入射在光致抗蝕劑107上的輻射光束之間的角度。
圖2示出了由圖1A的干涉光刻裝置100產(chǎn)生的間隙(space)204(被曝光)和線(line)202(非曝光)的干涉圖形200的潛像或?qū)嵪??！皾?latent)”指光致抗蝕劑107上由于輻射所致經(jīng)歷了化學(xué)反應(yīng)但是還未在溶液中顯影以便去除正色調(diào)光致抗蝕劑107的被曝光區(qū)域的圖形(下面描述的圖4C)。線202可以具有基本相等的寬度。間隙204可以具有或不具有和線202的寬度相等的寬度。
“節(jié)距(pitch)”是圖2中線寬度和間隙寬度之和。如光學(xué)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的那樣，可以被具有預(yù)先確定的波長(zhǎng)λ和數(shù)值孔徑NA的投影光學(xué)曝光裝置分辨的“最小節(jié)距”可以被表示為節(jié)距/2＝(k1(λ/ni))/NA，其中，NA是光刻工具中投影透鏡的數(shù)值孔徑，k1叫做瑞利(Rayleigh)常數(shù)，而“ni”是襯底108和光學(xué)投影系統(tǒng)的最后一個(gè)元件，例如反射鏡106A和108B，之間的介質(zhì)的折射率。目前在微光刻中使用的光學(xué)投影系統(tǒng)使用空氣，空氣有ni＝1。可替換地，對(duì)于液浸式顯微光刻系統(tǒng)，ni＞1.4。對(duì)于ni＝1，節(jié)距可以被表示為節(jié)距/2＝k1λ/NA節(jié)距＝2k1λ/NANA可以被表示為NA＝n0sinθ。
NA可以等于1。
如果k1＝0.25并且n0約等于1，則節(jié)距可以被表示為節(jié)距＝2(.25)λ/n0sinθ≌λ/2sinθ。
其他的k1值可以大于0.25。
圖1A的干涉光刻裝置100可以獲得如下表示的“最小節(jié)距”(最小線寬度加上間隙寬度)最小節(jié)距≌λ/2。
線202和間隙204可以具有接近λ1/2的節(jié)距P1，其中λ1是在干涉光刻過(guò)程中使用的輻射波長(zhǎng)。波長(zhǎng)λ1可以等于193nm、157nm或超紫外(extreme ultraviolet，EUV)波長(zhǎng)，例如11到15nm。通過(guò)改變圖1A中干涉光束的角度θ可以獲取更大的節(jié)距。
被曝光的間隙204或者非曝光線202的最小特征尺寸可以等于、小于或大于四分之一個(gè)曝光波長(zhǎng)(λ/4)。
代替分束器104，可以使用例如棱鏡或者衍射光柵的任何分光元件作為干涉光刻系統(tǒng)的部分在光致抗蝕劑107上產(chǎn)生交替的線202和間隙204的圖形200。
圖1B示出了衍射光柵120的實(shí)施例，衍射光柵120具有允許光通過(guò)并(在投影光學(xué)設(shè)備的幫助下)聚焦在襯底108的光致抗蝕劑107上的狹縫122。衍射光柵120結(jié)合投影光學(xué)設(shè)備可以產(chǎn)生和圖1A的分束器104及反射鏡106A、106B相同的干涉圖形200(圖2)。
代替圖1A和圖1B中的裝置，第一光刻過(guò)程可以使用交替相移掩模和光學(xué)投影光刻來(lái)形成在k1接近0.25的情況下線和間隙的圖形。
第一光刻過(guò)程(通過(guò)干涉光刻或采用交替相移掩模的光學(xué)投影光刻完成，所述交替相移掩模組成具有能被光學(xué)投影系統(tǒng)分辨的最小節(jié)距的衍射光柵)可以定義最終圖形布圖的所有最小臨界特征的寬度和/或長(zhǎng)度。
由干涉光刻形成的干涉圖形200的尺寸可以等于一個(gè)管芯、多個(gè)管芯或整個(gè)晶片，例如300毫米晶片或者更大的下一代晶片尺寸。由于大的焦深，干涉光刻可以具有對(duì)干涉圖形200的良好尺寸控制。
干涉光刻可以比基于透鏡的光刻具有更低的分辨率極限(lower resolution limit)和更好的尺寸控制。因?yàn)楦缮婀饪痰慕股羁梢允菙?shù)百到數(shù)千微米，和某些常規(guī)光刻技術(shù)的幾分之一微米的焦深(例如0.3微米)形成對(duì)照，所以干涉光刻可以比基于透鏡的光刻具有更高的工藝容限(process margin)。焦深在光刻中可能很重要，因?yàn)楣庵驴刮g劑由于以下原因可能并非完全平坦(a)光致抗蝕劑在一個(gè)或更多個(gè)金屬層和電介質(zhì)層上形成，或(b)半導(dǎo)體晶片自身可能并非足夠平坦。
和其他的光刻技術(shù)形成對(duì)照，干涉光刻的實(shí)施方案可能不需要復(fù)雜的照明裝置、昂貴的透鏡、投影及照明光學(xué)設(shè)備或復(fù)雜的掩模。
第二光刻過(guò)程圖3A示出了由上述第一光刻過(guò)程和下述第二光刻過(guò)程形成的預(yù)期布圖300的實(shí)施例。布圖300包括光致抗蝕劑107(圖1A)上的曝光區(qū)204、311A、311B和具有不同寬度W1、W2、W3的非曝光特征309、310、312。為了說(shuō)明的目的，在圖3A中，布圖和寬度W1、W2、W3上的差別可能被夸大。兩個(gè)相繼的特征309之間的節(jié)距P1可以是大約λ1/2，其中λ1是上述干涉光刻的輻射波長(zhǎng)。波長(zhǎng)λ1可以等于193nm、157nm、紫外、深紫外、真空紫外或超紫外(extreme ultraviolet，EUV)波長(zhǎng)，例如11到15nm。
圖3B示出了(a)由上述第一光刻過(guò)程形成的連續(xù)、非曝光線202和被曝光的間隙204的圖形，以及(b)要由第二光刻過(guò)程形成的特征309、310、311、312。線202和間隙204可以具有接近λ1/2的節(jié)距P1。由第一(例如干涉)光刻過(guò)程形成的每條線202具有寬度W3，W3可以是第二光刻過(guò)程后電路布圖300(圖3A)中所預(yù)期的最寬的特征312的寬度。寬度W3可以比要由第二光刻過(guò)程形成的其他特征309、310的寬度W1、W2大。線寬W1可以是要形成的預(yù)期特征309的最小寬度。線寬W2可以是要形成的預(yù)期特征309的中等寬度。
圖3C示出由第一光刻過(guò)程形成的非曝光線202和被曝光間隙204的潛像200被第二光刻過(guò)程更改后的布圖325。第二光刻過(guò)程可以包括一種或更多種非干涉光刻技術(shù)，諸如光學(xué)光刻、壓印光刻和電子束光刻、或光學(xué)無(wú)掩模光刻或電子束無(wú)掩模光刻的常規(guī)光刻技術(shù)。第二光刻過(guò)程可以使用紫外、深紫外、真空紫外或超紫外(EUV)光刻。
在圖3C中，第二光刻過(guò)程可以曝光光致抗蝕劑上的區(qū)域320。第二光刻過(guò)程可以使用具有(a)用于曝露區(qū)域320的透明區(qū)域以及(b)不透明(非透明)區(qū)域的掩模(在下面進(jìn)一步地描述)上的圖像，所述掩模的不透明區(qū)域可以使用諸如鉻的材料。掩模的清晰透射區(qū)域?qū)⑵芈秷D3C中的區(qū)域，這將曝光之前非曝光(潛像)線202的部分。這就打斷了非曝光線202的連續(xù)性。因此，被曝光的區(qū)域320移除部分潛線202A、202B、202C、202D，或調(diào)整潛線202A、202B、202C、202D的寬度。用于第二光刻過(guò)程的掩模的鋸齒狀(jagged)特征將在光致抗蝕劑上任何需要(例如針對(duì)特征312)的地方保留W3，并且在其他地方輻射額外的光，從而用光學(xué)鄰近校正(OPC)(在下面描述)將線202從W3變窄到預(yù)期寬度W1和W2。此外，第二光刻過(guò)程可以曝光圖3C中的區(qū)域4，以形成圖3A中的特征311A、311B。
可替換地，如果第二光刻過(guò)程使用EUV波長(zhǎng)，則可能在該波長(zhǎng)上沒(méi)有透明材料。EUV光刻系統(tǒng)的部件，包括要被使用的掩模，可能都是反射性的。非EUV掩模上的清晰(透射)區(qū)域在EUV掩模上將是反射性區(qū)域，并且非EUV掩模上的不透明(鉻)區(qū)域在EUV掩模上將是吸收性區(qū)域。
如圖3C中所示，由第二光刻過(guò)程曝光的區(qū)域320不完全形成圖3A中功能性電子電路布圖300的預(yù)期特征309、310、312，因?yàn)樵谔卣?09、310、312和被曝光區(qū)域320間存在著細(xì)的縫隙(gap)。為了形成具有預(yù)期寬度W1和W2的特征309、310、312，第二光刻過(guò)程可以使用掩模上的光學(xué)鄰近校正來(lái)將具有寬度W3的潛像線202(由第一步光刻過(guò)程形成)調(diào)整到所預(yù)期的線寬W1和W2(由電子設(shè)計(jì)線標(biāo)識(shí))。對(duì)于第二圖形化步驟采用的衍射受限光刻來(lái)說(shuō)，在第二光刻過(guò)程中所使用的掩模的透明和非透明/不透明區(qū)域邊緣之間的光強(qiáng)可能不是階梯函數(shù)。對(duì)于掩模上不透明區(qū)域邊緣的位置的處理可以導(dǎo)致潛像的額外曝光以及后續(xù)的潛像線寬改變，所述潛像線寬改變是第二圖形化步驟的結(jié)果。這種不透明像的處理構(gòu)成光學(xué)鄰近校正(OPC)。OPC被用于計(jì)算、處理和調(diào)整掩模的不透明/非透明(例如鉻)區(qū)域的邊緣范圍(extension)。掩模可以呈現(xiàn)由OPC產(chǎn)生的尺寸變化(sizing)，從而引起潛像中的改變，并完全形成具有多種線寬W1、W2、W3的特征309、310、312。
第二光刻過(guò)程可以使用掩?；蜓谀０?掩模和掩模版在顯微光刻中是可互換使用的術(shù)語(yǔ))(圖4B和8-11)。第二光刻過(guò)程的曝光掩模(或包括OPC校正的無(wú)掩模圖形化工具數(shù)據(jù)庫(kù))的圖形布圖可以是(a)預(yù)期的最終圖形布圖300(圖3A)和(b)由第一光刻過(guò)程形成的圖形200(圖2)之間的布爾差(Boolean Difference)?？梢允共紙D300的大小適應(yīng)掩模制造生產(chǎn)尺寸要求以及第一和第二光刻過(guò)程間的重疊控制。如果第二光刻過(guò)程使用透射曝光掩模，則掩模布圖(或其對(duì)應(yīng)的無(wú)掩模圖形化數(shù)據(jù)庫(kù))將包括(a)用于允許圖3C的區(qū)域320、314中的輻射的透明部分以及(b)用于阻擋區(qū)域320、314之外的輻射的不透明掩模背景。因此，在第一和第二光刻過(guò)程中，間隙204和圖3C中的區(qū)域320、314分別被曝露給輻射。
第二光刻過(guò)程可以導(dǎo)致經(jīng)過(guò)OPC校正的線特征的軸具有小的移位Δ(例如，對(duì)于先進(jìn)的光刻來(lái)說(shuō)幾個(gè)納米)，如圖3D中示出。根據(jù)是否對(duì)線202的左邊或右邊施加了OPC，圖2和圖3B中每條線的中心縱軸可以略微地向左或向右偏移。通過(guò)將相應(yīng)的設(shè)計(jì)容限增加同樣小的量，可以適應(yīng)這種位移的出現(xiàn)。在有OPC的情況下，區(qū)域322、323、324、325和326被曝光以形成如圖3A中所示的預(yù)期的特征309、310。Δ可以小于或等于λ1/80。
第二光刻過(guò)程的節(jié)距P2可以是約1.5(λ1/2)(或2(λ1/2))或更大，即是上述干涉光刻過(guò)程的節(jié)距尺寸P1(λ1/2)的1.5倍(或2倍)，或更大。
圖4A到圖4H示出了第二光刻過(guò)程以及后續(xù)的顯影、蝕刻和剝離過(guò)程的實(shí)施例，第二光刻過(guò)程用于曝光光致抗蝕劑107上的區(qū)域320(圖3C)。在圖4A中，光致抗蝕劑107可以形成在(例如被涂敷在)襯底108上。利用圖1A的干涉光刻裝置100，可以在光致抗蝕劑107上形成潛干涉圖形200或?qū)嵏缮鎴D形200(圖2)。第二光刻工具(第二光刻過(guò)程)可以使光通過(guò)被圖形化的掩?；蜓谀０?04，以便曝光圖4B中光致抗蝕劑107的預(yù)期區(qū)域302。光403可以啟動(dòng)在被曝光的區(qū)域320中的反應(yīng)。光403可以是248nm、194nm、157nm或超紫外(EUV)輻射，例如具有大約11到15nm的波長(zhǎng)。
光致抗蝕劑107和襯底108可以從光刻工具中移走，并在溫度受控的環(huán)境中烘焙。輻射曝光和烘焙可以改變被曝光的區(qū)域320和間隙204(圖2)相對(duì)于光致抗蝕劑107的沒(méi)有被曝光的區(qū)域的可溶性。光致抗蝕劑107可以被“顯影”，即被放在顯影劑中并且經(jīng)受水(H2O)基溶液，以便去除圖4C中光致抗蝕劑107被曝光的區(qū)域320和間隙204，在抗蝕劑中形成預(yù)期圖形。如果使用“正”光致抗蝕劑，則被曝光區(qū)域320和間隙204可以通過(guò)所述溶液來(lái)去除。襯底108未受剩余光致抗蝕劑107保護(hù)的部分410在圖4D中可以被蝕刻，以便形成預(yù)期的電路特征。在圖4E中可以剝離剩余的光致抗蝕劑107。
第二光刻過(guò)程可以使用無(wú)掩模圖形化技術(shù)。
組合干涉光刻技術(shù)和非干涉技術(shù)可以提供比較高的IC圖形密度縮放比例(對(duì)于任何可用波長(zhǎng)，在k1＝0.25處圖形化)。
圖形化最小節(jié)距特征的干涉光刻可以將193nm沉浸式光刻(immersion lithography)擴(kuò)展到66nm的節(jié)距，并且可以將EUV干涉工具的性能向下擴(kuò)展到6.7nm的節(jié)距。
干涉光刻可以具有全反射設(shè)計(jì)，例如Lloyds反射鏡干涉光刻系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)具有157nm到13.4nm之間的可用波長(zhǎng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，例如分別具有37nm和30nm的對(duì)應(yīng)最小節(jié)距的氖放電光源(大約74nm的波長(zhǎng))和氦放電光源(58.4nm的波長(zhǎng))。
圖5示出了具有可移動(dòng)晶片臺(tái)545的復(fù)合光學(xué)光刻系統(tǒng)500。復(fù)合光學(xué)光刻系統(tǒng)500可以包括環(huán)境外殼505，例如潔凈室或其他適于在襯底上印刷特征的場(chǎng)所。外殼505包圍著第一圖形化系統(tǒng)510(例如干涉光刻系統(tǒng))和第二(非干涉)圖形化系統(tǒng)515。第一圖形化系統(tǒng)510可以包括用于在光致抗蝕劑上提供干涉圖形的準(zhǔn)直輻射光源520和干涉光學(xué)設(shè)備525。
第二圖形化系統(tǒng)515可以使用幾種技術(shù)其中的一種來(lái)圖形化光致抗蝕劑。例如，第二圖形化系統(tǒng)515可以是電子束投影系統(tǒng)、壓印印刷系統(tǒng)，或者光學(xué)光刻系統(tǒng)。另外，第二圖形化系統(tǒng)515可以是無(wú)掩模模塊，例如電子束直寫(xiě)模塊、離子束直寫(xiě)模塊，或者光學(xué)直寫(xiě)模塊。
兩個(gè)系統(tǒng)510和515可以共享公共掩模處理子系統(tǒng)530、公共晶片處理子系統(tǒng)535、公共控制子系統(tǒng)540，以及公共工作臺(tái)545。掩模處理子系統(tǒng)530可以定位系統(tǒng)500中的掩模。晶片處理子系統(tǒng)535可以定位系統(tǒng)500中的晶片561。控制子系統(tǒng)540隨著時(shí)間調(diào)節(jié)系統(tǒng)500的一個(gè)或更多個(gè)屬性或者設(shè)備。例如，控制子系統(tǒng)540可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)500中設(shè)備的位置、對(duì)準(zhǔn)或操作。控制子系統(tǒng)540還可以調(diào)節(jié)環(huán)境外殼505內(nèi)的輻射劑量、聚焦、溫度或者其他環(huán)境質(zhì)量。
控制子系統(tǒng)540還能夠在第一曝光臺(tái)位置555和第二曝光臺(tái)位置550之間平移工作臺(tái)545。工作臺(tái)545包括用于夾緊晶片561的晶片夾具(wafer chuck)560。在第一位置555，工作臺(tái)545和夾具560可以將被夾緊的晶片561呈送給第一圖形化系統(tǒng)510進(jìn)行干涉圖形化。在第二位置550，工作臺(tái)545和夾具560可以把被夾緊的晶片561呈送給第二圖形化系統(tǒng)515進(jìn)行圖形化。
為了保證晶片561被夾具560和工作臺(tái)545正確定位，控制子系統(tǒng)540可以包括對(duì)準(zhǔn)傳感器565。對(duì)準(zhǔn)傳感器565可以傳感并控制晶片561的位置(例如使用晶片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記)，以便將第二圖形化系統(tǒng)515形成的圖形與由第一圖形化系統(tǒng)510形成的圖形對(duì)準(zhǔn)。如上所述，當(dāng)將不規(guī)則性引入重復(fù)性干涉特征陣列時(shí)，可以使用這樣的定位。
圖6示出了第二圖形化系統(tǒng)515的光學(xué)光刻實(shí)施方案。具體來(lái)說(shuō)，第二圖形化系統(tǒng)515可以是步進(jìn)重復(fù)投影系統(tǒng)。這樣的圖形化系統(tǒng)515可以包括照明裝置605、掩模臺(tái)610、掩模630和投影光學(xué)設(shè)備615。照明裝置605可以包括輻射光源620和光闌/聚光器625。輻射光源620可以和圖5中的輻射光源520相同。另外，輻射光源620可以是單獨(dú)的設(shè)備。輻射光源620可以在與輻射光源520相同或不同的波長(zhǎng)發(fā)出輻射。
光闌/聚光器625可以包括一個(gè)或更多個(gè)用于收集、準(zhǔn)直、濾光和聚焦從輻射光源520發(fā)出的輻射的設(shè)備，以增加照射到掩模臺(tái)610上的照明均勻度。掩模臺(tái)610可以支撐照明路徑中的掩模630。投影光學(xué)設(shè)備615可以減小圖像的大小。投影光學(xué)設(shè)備615可以包括濾光投影透鏡。當(dāng)工作臺(tái)545平移被夾緊的供照明裝置605進(jìn)行曝光的晶片561通過(guò)掩模臺(tái)610和投影光學(xué)設(shè)備615時(shí)，對(duì)準(zhǔn)傳感器565可以保證曝光與重復(fù)性的干涉特征陣列200對(duì)齊，以便將不規(guī)則性引入重復(fù)性陣列200。
對(duì)準(zhǔn)(Alignment)干涉光刻裝置100上的現(xiàn)有對(duì)準(zhǔn)傳感器(未示出)可以將由第一光刻過(guò)程產(chǎn)生的圖形200(圖2)對(duì)準(zhǔn)到由其他過(guò)程形成的先前層圖形?，F(xiàn)有的對(duì)準(zhǔn)傳感器可以位于晶片之上，并適于感知晶片上的標(biāo)記。
通過(guò)間接對(duì)準(zhǔn)(第二光刻過(guò)程圖形化利用現(xiàn)有的對(duì)準(zhǔn)傳感器對(duì)準(zhǔn)到先前層圖形)或利用潛像對(duì)準(zhǔn)傳感器的直接對(duì)準(zhǔn)(第二光刻過(guò)程圖形化直接與第一光刻過(guò)程圖形200對(duì)準(zhǔn))，可以實(shí)現(xiàn)將第二光刻過(guò)程對(duì)準(zhǔn)到第一光刻過(guò)程。
圖7是復(fù)合光學(xué)光刻圖形化技術(shù)的流程圖。在光致抗蝕劑上進(jìn)行的干涉光刻曝光(在700)后面可以跟隨著向相同的光致抗蝕劑施加第二光刻曝光(在702)。光致抗蝕劑可以被烘焙，并且，如果光致抗蝕劑對(duì)干涉光刻和(多種)第二光刻曝光波長(zhǎng)兩者都敏感，則光致抗蝕劑的可溶部分可以在704處被顯影。
圖8示出了用于產(chǎn)生上述第二光刻過(guò)程的掩模布圖的過(guò)程800。過(guò)程800可以由一個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)或共同運(yùn)作的執(zhí)行者來(lái)執(zhí)行(例如器件制造商、掩模制造商或代工廠)。過(guò)程800也可以完全或部分地由執(zhí)行一組機(jī)器可讀指令的數(shù)據(jù)處理設(shè)備來(lái)執(zhí)行。
執(zhí)行過(guò)程800的執(zhí)行者在805接收設(shè)計(jì)布圖。設(shè)計(jì)布圖是處理之后的布圖塊或襯底的期望物理設(shè)計(jì)。圖3A和圖9示出了這樣的設(shè)計(jì)布圖300、900的實(shí)施例?？梢砸詸C(jī)器可讀形式接收設(shè)計(jì)布圖300、900。布圖300、900的物理設(shè)計(jì)可以包括溝槽和溝槽之間的連接盤(pán)(land)的集合。溝槽和連接盤(pán)可以是直線的且平行的。溝槽和連接盤(pán)不需要貫穿整個(gè)布圖塊規(guī)則地重復(fù)。例如，可以在布圖300、900中的任意位置切斷溝槽和連接盤(pán)其中之一或者兩者的連續(xù)性。
返回圖8，在810，執(zhí)行過(guò)程800的執(zhí)行者也可以接收交替的平行的線202和間隙204(圖2)的圖形陣列布圖200?？梢酝ㄟ^(guò)干涉光刻技術(shù)，即輻射的干涉，在光致抗蝕劑107上形成圖形陣列布圖200?？梢砸詸C(jī)器可讀形式接收?qǐng)D形陣列布圖200。
返回圖8，在815，執(zhí)行者可以從圖形陣列布圖200(圖2)減去設(shè)計(jì)布圖900(圖9)。從圖形陣列布圖200減去設(shè)計(jì)布圖900可以包括將設(shè)計(jì)布圖900中的溝槽與圖形陣列布圖200中的線或間隙對(duì)準(zhǔn)，并且確定設(shè)計(jì)布圖900中的不規(guī)則性防止與圖形陣列布圖200完全重疊的位置。
圖10示出了剩余布圖1000的實(shí)施例，剩余布圖1000指示設(shè)計(jì)布圖900不與圖形陣列布圖200(圖2)完全重疊的位置。剩余布圖1000可以是機(jī)器可讀形式。減法可以是布爾型的，因?yàn)槭Ｓ嗖紙D1000中的位置可能只具有兩種狀態(tài)其中的一個(gè)。具體來(lái)說(shuō)，剩余布圖1000包括具有“未重疊”狀態(tài)的第一位置1005的各個(gè)區(qū)域和具有“重疊”狀態(tài)的第二位置1010的連續(xù)區(qū)域。
返回圖8，在820，執(zhí)行者可以對(duì)剩余布圖1000中的位置區(qū)域進(jìn)行大小調(diào)整。剩余布圖1000的大小調(diào)整可以導(dǎo)致圖11中被改變的機(jī)器可讀剩余布圖1100。圖11示出了在沿著D方向的這種擴(kuò)展之后的剩余布圖1100。當(dāng)圖形陣列是平行的線202和間隙204的陣列200時(shí)，具有當(dāng)前狀態(tài)的區(qū)域1105的大小在垂直于線202和間隙204的方向上可以被增加。可以合并某些區(qū)域1105。
返回圖8，在825，執(zhí)行者可以使用剩余布圖1000產(chǎn)生圖10中的印刷掩模?？梢允褂脠D11的大小被調(diào)整的剩余布圖1100產(chǎn)生印刷掩模，以便生成任意形狀的特征，用于將不規(guī)則性引入重復(fù)性陣列，例如圖形陣列200(圖2)。產(chǎn)生印刷掩?？梢园óa(chǎn)生印刷掩模的機(jī)器可讀描述。產(chǎn)生印刷掩模也可以包括在掩模襯底中真實(shí)地具體實(shí)施印刷掩模。
已經(jīng)描述了很多實(shí)施方案。盡管如此，要理解，不偏離本申請(qǐng)的精神和范圍可以作出各種修改。因此，其他的實(shí)施方案在所附權(quán)利要求書(shū)的范圍以?xún)?nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括第一裝置，所述第一裝置用于將線和間隙的干涉圖形輻射到光致抗蝕劑上，所述線具有基本相等的第一寬度，所述間隙被曝露給輻射；以及第二裝置，所述第二裝置用于輻射所述光致抗蝕劑的選定區(qū)域，所述選定區(qū)域?qū)⑺鼍€的部分曝露給輻射，其中被所述第二子系統(tǒng)曝光的所述選定區(qū)域的節(jié)距至少是所述干涉圖形的節(jié)距的1.5倍。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，由所述第二裝置形成的特征的第二寬度等于所述干涉圖形的線的所述第一寬度。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，由所述第二裝置形成的特征的第二寬度小于所述干涉圖形的線的所述第一寬度。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二裝置使用掩模上的光學(xué)鄰近校正(OPC)來(lái)調(diào)整特征寬度。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一裝置包括分束器。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一裝置包括衍射光柵。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二裝置包括基于掩模的光學(xué)光刻工具。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二裝置包括電子束光刻工具。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二裝置包括具有數(shù)據(jù)庫(kù)的無(wú)掩模光學(xué)光刻工具。
10.一種方法，包括在光致抗蝕劑上形成非曝光線和被曝光的間隙的干涉圖形，所述線具有第一寬度；將至少一條線的一部分曝露給輻射，以便形成具有第二寬度的特征，所述第二寬度小于所述第一寬度，其中所述特征的節(jié)距至少是所述干涉圖形節(jié)距的1.5倍。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述特征的節(jié)距大于所述干涉圖形節(jié)距的1.5倍。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述輻射具有預(yù)先確定的波長(zhǎng)，所述干涉圖形接近等于所述波長(zhǎng)除以2的節(jié)距。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括以布爾型減法從(b)所述干涉圖形減去(a)給定層的最終設(shè)計(jì)布圖來(lái)產(chǎn)生印刷掩模。
14.一種系統(tǒng)，包括第一圖形化系統(tǒng)，所述第一圖形化系統(tǒng)用于產(chǎn)生在光敏介質(zhì)上的第一被曝光線陣列；以及第二圖形化系統(tǒng)，所述第二圖形化系統(tǒng)用于產(chǎn)生第二曝光，所述第二曝光減少由所述干涉曝光裝置形成的所述陣列的規(guī)則性，所述第二曝光形成具有第二寬度的特征，所述第二寬度小于所述線的第一寬度，其中所述特征的節(jié)距至少是所述被曝光線陣列的節(jié)距的1.5倍。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括用于將由所述第二圖形化系統(tǒng)產(chǎn)生的所述第二曝光對(duì)準(zhǔn)到由所述第一圖形化系統(tǒng)形成的所述第一被曝光陣列的對(duì)準(zhǔn)傳感器。
16.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括公共控制系統(tǒng)，用于使所述第一圖形化系統(tǒng)和第二圖形化系統(tǒng)能向所述光敏介質(zhì)提供第一和第二曝光。
17.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述第一圖形化系統(tǒng)包括干涉曝光裝置，并且所述第二圖形化系統(tǒng)包括投影光學(xué)光刻系統(tǒng)，所述投影光學(xué)光刻系統(tǒng)包括投影光學(xué)設(shè)備、晶片工作臺(tái)，以及降低所述陣列中的規(guī)則性的掩模，所述陣列由所述干涉曝光裝置生成。
18.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述第一圖形化系統(tǒng)包括干涉曝光裝置，并且所述第二圖形化系統(tǒng)包括壓印系統(tǒng)，所述壓印系統(tǒng)包括投影光學(xué)設(shè)備、晶片工作臺(tái)，以及降低所述陣列中的規(guī)則性的掩模，所述陣列由所述干涉曝光裝置生成。
19.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述第一圖形化系統(tǒng)包括干涉曝光裝置，并且所述第二圖形化系統(tǒng)包括電子投影系統(tǒng)，所述電子投影系統(tǒng)包括投影光學(xué)設(shè)備、晶片工作臺(tái)，以及降低所述陣列中的規(guī)則性的掩模，所述陣列由所述干涉曝光裝置生成。
20.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述第一圖形化系統(tǒng)包括干涉曝光裝置，并且所述第二圖形化系統(tǒng)包括無(wú)掩模模塊、投影光學(xué)設(shè)備和晶片工作臺(tái)，所述無(wú)掩模模塊用于降低由所述干涉曝光裝置生成的所述陣列中的規(guī)則性。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述無(wú)掩模模塊包括光學(xué)直寫(xiě)模塊。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述無(wú)掩模模塊包括電子束直寫(xiě)模塊。
23.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述無(wú)掩模模塊包括離子束直寫(xiě)模塊。
24.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述第一圖形化系統(tǒng)包括干涉曝光裝置，并且所述第二圖形化系統(tǒng)包括X射線鄰近投影系統(tǒng)，所述X射線鄰近投影系統(tǒng)包括用于降低由所述干涉曝光裝置生成的圖形中的規(guī)則性的掩模、投影光學(xué)設(shè)備以及晶片工作臺(tái)。
全文摘要
一種復(fù)合圖形化技術(shù)可以包括兩個(gè)光刻過(guò)程。第一光刻過(guò)程可以使用干涉光刻在光致抗蝕劑上形成具有基本相等寬度的線和間隙的干涉圖形。第二光刻過(guò)程可以使用一種或更多種非干涉光刻技術(shù)，例如光學(xué)光刻、壓印光刻和電子束光刻，來(lái)打斷圖形化的線的連續(xù)性，并形成預(yù)期的集成電路特征。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1898609SQ200480038478
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者亞恩·博羅多夫斯基 申請(qǐng)人:英特爾公司