TW530336B - Lithographic method and lithographic apparatus - Google Patents

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330336 五、發明説明（1 本發明係關於微影投影方法與裝置。 微影投影裝署你丨^ 置例如可用於積體電路（ICs)之製造中， 此例子中，圖樣仆锭@ 衣置可產生一相對應於各層ic之電路圖 樣，此圖樣可成傻於 ^ , / 八七,θ、，成像於一基板（矽晶圓）上之一目標部（例如包 S 一或夕曰曰粒），而其Srz CJ ^ 土板已塗覆一層輻射敏感性材料（抗蝕 劑）。大體上，單一 a⑺ y 日日圓έ有相鄰目標部之一整個網絡， 其係由投影系統一一 Β77 、 Α射。在利用一光罩平台上之光罩圖 樣化之現有裝晋φ，_ 中一不同類型機器之間有所分別，在一 型微影投影裝詈φ ,夂 』 乂 各目Μ糸藉由曝光整個光罩圖樣於 目標部而照射；此—裝置通常稱為-晶圓步進器。另一裝 置^通—常稱為—步進掃描器-各目標部係藉由在投影束下 以-既疋方向（掃描方向）依序掃描光罩圖樣而照射，同時 同步地掃描平行或及华^ 丁及夂十仃於此方向之基板平台；大體上，

由於才又衫糸統具有一倍率童}]^ γA ^ 半因數M (通常< 1)，因此基板平 台之掃描速度V將為光罩平△檑扒、击 ~兀早十口卸彳田速度之Μ倍。關於此處 所述裝置之資料可_ €〜ΐίς < ^ . 叶』°手見於US 6,046,792專利中，在此供做 芩考。 在使用-微影投影裝置之製程中，_圖樣（例如在光罩 :)如成像於基板上’而基板至少部分塗覆一層輻射敏 細才料(抗蝕劑）。在此成像步驟之前，基板可經歷多項 序例如上底漆、塗覆抗蝕劑及軟性烘烤。曝光後，基 板可進行其他程序’例如_後曝光烘烤（pEB)、顯影、硬 牡火、烤及成像圖型之測量/檢查，此列程序做為圖樣化一 衣置如1C之個別層之基礎，此一圖樣化層隨後經歷多項程 裝 訂 -4- 530336 發明説明（ 序，例如蝕刻、離子植入（摻 屬 械式抛光，等等，以完成—個❹金屬化、化學機 個程序或其變化型式將需針對二多數層，則整 一列奘罟φ τ目认貧』，。 新層而重覆，最後即有 J衣置出現於基板（晶圓）上，諸壯罢炫 八ρ，μι, , + 渚裝置隨後由一技術相互 刀ρ同’例如切細或錯切，使各梦 、古^ 衣置侍以安裝於一載體上、 連接於針腳等。關於此製程之一 λΛ ^ ττ· 夕貝枓可見於1997年

McGraw Η山出版公司出版之ρ … an Zant所著“微晶片之 ‘造··半導體處理之實務導論，，第二 木一版 ISBN 0-07-067250-4 ’在此供做參考。 為了簡明起見，投影系統可在文後稱為“透鏡，，；惟，此 用詞應廣義解譯成包含多種投影系統，例如包括折射光思 件、反射光學件、及雙折射系統。輕射系統亦可包括依： :計任-者而操作之組件’以利導引、成型或控制輻射之 投影束，且此組件亦可在文後總和地或單一地稱為“透鏡” 。此外，微影蝕刻裝置可為具有二或多基板平台之類^ (及/或二或多光罩平台），在此“多階，，裝置中亦可平行使用 其他平台，或者準備步驟可在一或多平台上實施，而其他 一或多平台則用於曝光。雙階式微影蝕刻裝置例如可見於 1^ 5,969,441及冒〇 98/40791專利中，在此供做參考。 由於在半導體製程中成像越來越小圖案之需求未曾減低 ’因此以往吾人所接受之光學微影限制已一再超越Y以至 今日，近半波長以下之微影已在製程中成真”隹，目前之 光學技術仍受限於可用特殊波長印刷之最小間距，假定 k p i t c h疋義為： -5-

本紙張尺度適财S S家鮮(CNS) A4規格(21GX 297公*T

裝 訂 530336 A7 B7 五、發明説明（3 kPitch =(間距 / 2) X (ΝΑ/λ)， 八中ΝΑ為曝光系統之數值孔徑，及λ為曝光波長，光學微 衫之現行方法係限於大約〇.45ikpitch ,使用極高傳輸減弱 PSM、新穎照明、創新曝光技術、及繞射圖樣設計之一新 光干延伸法已經發現可以大幅增強間距解析力，此技術使 圖案具有一遠小於曝光波長之間距，及具有近1:1之間距 比供印刷，因而延伸kpitch至〇·3〇。使用1〇〇%傳輸減弱 時，二個實例將揭述以說明成像濃密且近1:1圖案間距之 圖樣。 導論 多項光學延伸法已提出多年，最受注意的是第一次在 1/80年代初期公開之交替式孔相位變移光罩（ait_psM)，但 疋叉限於其實際上之應用，例如製造主光罩之能力、相位 衝大5又计限制、及傳送電磁場上之主光罩拓樸效果，而 使得此方法未能廣泛製造。交替式孔相位變移光罩之變化 種類包括60-120-1 80度多相位主光罩、9〇 — 27〇度相位主光 罩、及雙隧道處理，可校正諸類問題至某些程度，其已做 某些程度之使用，且在晶圓微影製程中亦有限地應用。惟 ’為了使製程使用於製造，一雙主光罩互補式ah_psM已 經採用，且為目前實施al卜PSM於生產中之最普遍方法。 在此互補式alt-PSM方式中，重要之閘極形狀（欲印刷之 取小圖案尺寸)係自設計中抽出，使其可以與其餘閘極層 圖樣分離地成像。閘極圖樣利用一“暗域，，psM主光罩而成 像’主光罩具有一在|閘極任一側上切出之窗&，且其中 -6-

530336 發明説明（4 一窗孔係相對於其他者而相位變移1 8〇度，以取得相位變 矛夕跨過閘極形狀之所需交替孔。一第二二元式主光罩包含 保護塊於將閘極圖樣化之區域中，係用於曝光非重要形狀 及在第一次曝光期間未曝光之領域區。使用一二次曝光方 例如此方法即可克服生產成本、多數主光罩、分步光刻機 對準所致之第一與第二次曝光罩誤差與主光罩設置誤差、 及發生於第一與第二次曝光邊界處之成像扭曲。 即使吾人願意接受相關於互補式alt_PSM方式之成本， 以取得印刷次波長圖案所需之解析度增強，但是儘管可解 析最小間距，其仍僅取得極少助益，因為其最好使用較為 嘁聚之照明（σ <= 〇·3〇)，以取得閘極圖樣任一側上之相位 差所生成之解析度增強，所以最小閘極間距受限於成像系 統之波長（λ)除以透鏡之數值孔徑（ΝΑ)，或大約〇 5〇之 。由於圖案間距決定在成像透鏡瞳孔處之繞射成型，欲延 伸間距限制即需解決如何捕捉繞射光線。 針對其他型式之光罩，包括al卜pSM，克服此間距限制 之一方式為在第一次曝光時印刷每隔一個之圖案，使間距 加七’ Ik後以第二次曝光印刷由第一次曝光時曝光印刷之 圖案間之圖案。另可用較複雜方式分解所需之圖樣以生成 二或多個圖樣，其最小間距已增大至可解析程度，且將一 圖案成像於另者上之結果即為最終所需之圖樣。此圖樣分 解策略了利用_元式主光罩達成，但是不再有來自相位變 移之任意解析度增強，且同樣具有相同於其他多次曝光方 式之問題，包括產量、多數主光罩、曝光罩準確度、及曝

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530336 A7 B7 五、發明説明（5 光間之邊界，纟無法以交替孔PSM或互補式.削使用 於此間距加倍法中。 背景 任意特定圖樣圖案之成像係_成像系統之透鏡捕捉到光 線之結果，而光㈣當波前通料由物 ’由此物體產生之繞射圖樣會像由無限列線/空二;: 例子者單純，或像-完全無定向圖樣之例子者複雜。此繞 射光線之每一部分含有相關於影像之資料，且在影像平面 之影像資料扮演一重要角色。當成像透鏡未捕捉到部分繞 射光線時，資料（包含於光線内之圖樣元素）即失去且影像 惡化’其結果為成像透鏡在光學微影中做為_低通空間性 頻率過濾器。 因為-圖樣之特定空間性頻率成分之最佳成像係以一匹 配於該成分空間性頻率之特定凝聚性達成’故需以對於欲 成像之要求圖樣為最佳之方式控制照明狀態。.准，通常成 像要求圖樣之各成分所需之凝聚狀態係互為排他性，因此 無法達成單次曝光。特殊之照明已提出用於控制照明強度 ，以達成這些理想之凝聚狀態，儘管此客戶訂製式昭明之 =僅控制凝聚強《，且未提供—方法以控制—既定凝聚 狀怨之那一繞射順序由透鏡捕捉。 當任意圖樣係以-凝聚性光束照射時，其產生―繞射圖 :且先線之繞射角度係由圖樣之空間性頻率成分決定，此 例為一無限之線/空間圖樣，其具有一由線/空間 圖樣之間距義之單-空間性頻率1聚性光束係依

530336 A7 B7 五、發明説明（6 由以下荨式疋義之角度（或繞射順序）繞射垂直於線/空間 圖樣。 一理想之成像透鏡可捕捉所有繞射光線，且將之重組以 形成原有線/空間圖樣之一較佳影像，事實上，物鏡具有 -有限角度可供捕捉繞射束，而在此角度以外之繞射：線 即逸失’造成影像平面處之影像惡化結構，或者無一繞射 光線由透鏡捕捉到，即亳無成像。供透鏡捕捉繞射束之角 .度係由數值孔值NA決定，其定義出透鏡之直徑。 因此若一線/空間圖樣係由一凝聚性光束沿著一成像系 統之光學軸線照射，則仍可供透鏡捕捉（如圖u)之+/—丨繞 射順序之最小間距（Pmin)可表示如下：

Pmin^ λ/ΝΑ [2] 現在如果凝聚性光束自光學軸線移出至成像系統之邊緣 (離線照明或ΟΑΙ)，+1繞射順序會在光學軸線上（如圖ib) ，在此例子中，sigma (σ)趨近於1〇值，〇係指照明透鏡之 ΝΑ與物（像）鏡之ΝΑ間之比率： ΝΑπι. / NAobj. [3] 然而在此例子中，-丨繞射順序係在成像系統以外且未由 透鏡捕捉，此二束式成像可供間距進一步減小，直到+1繞 射順序之位置回到透鏡限制内（如圖lb)，（在此例子中，吾 人定義σ為σ。^^)此可供等式[丨]重新定義如下： Pmin=X/{NA*(l-faouter)} [4] 在此限制以外，成像即無法發生，因為其無法捕捉到〇

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530336 A7 ----— B7 五、發明説明（Ί )~^ '' - 及1 (+1或-1)繞射順序。 發明說明 因為任意光罩圖樣將根據圖樣之空間性頻率成分而產生 一特徵性繞射圖樣，因此相對應於圖樣空間性頻率成分之 繞射圖樣元素易由一透鏡系統集收，且獨立及選擇性地成 像於影像平面。此外，不同但是皆含有共同繞射元素之圖 樣可以利用特定之凝聚狀態而成像，依此以僅選擇共同於 二圖樣之繞射圖樣部分，此可供繞射圖樣設置於物體平面 中（主光罩圖樣），而在影像平面基本上產生相同影像。 藉由利用不同曝光及凝聚狀態之多次曝光結合於極高傳 輸減弱之PSM，提供所需晶圓影像最佳成像（或最佳定義 圖樣）之繞射圖樣元素即可選出，及以對於各次曝光中所 含圖樣元素最為理想之曝光能量獨立地曝光。藉由在各次 曝光期間正確地設定凝聚狀態，繞射圖樣之不需要部分可 大幅減少或消除。藉由結合多次曝光，完整之影像可由複 合式照射形成，此係最佳於印刷所需之圖樣，並且具有光 致抗蝕劑圖樣成型之非線性行為之優點。在間距低於曝光 波長λ時，此可用接近ί: ί之間距成像。儘管此技術係相似 於其他多次曝光技術，例如偶極與互補式ah-PSM，這些 需要不同光罩以用於各次曝光狀態，本發明則僅使用一光 罩，但是有二個以上之凝聚曝光設定值。 此可產生一圖樣，其不同於所需之晶圓影像，但是具有 一在以正確凝聚狀態照射時可含有所需圖樣元素之繞射圖 樣（以及其他不需要之圖樣資料），此圖樣將生成於所需影 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 530336 五 、發明説明（8 2成型t。藉由正_設計主光罩圖樣，極強烈之偏離轴 ，.在知、射技術例如偶極等即可使用單一主光罩。取得所需费 :象係藉由正確定位照明器而達成(控制凝聚)，其方式為： 制複式繞射順序之何者得由成像透鏡捕捉。

其中一實例為文後詳述之“磚牆，，圖樣（如圖2a)，磚塊 端間^間隙代表-週期性圖樣類型，其可利用一凝聚狀態 :,而最仫地成像’以利理想化相對應於諸間隙之空間性頻 率成像。磚塊頂、底部之間之間隙可利用一不同之凝聚狀 態組而最佳地成像，以利理想化磚塊圖樣之高空間性頻率 成分在y方向中之成像。藉由將此二照明狀態分離成二次 分離之曝光，無助益於成像之光線即可減少。亦可使用不 同之曝光能量於不同之照明狀態’以予其一相似 用照明器者之效果。 M 一 “碑牆”圖樣之說明

廣泛用於半導體製程中且主要用於製成半導體記憶體裝 置之圖樣係稱為”磚牆，，圖樣，一碑牆圖樣係由交錯之長方 形列構成，其特徵在長方形之尺寸、&著_橫列：間 之長方形間之距離、及長方形橫列&間距）間之距離。此 圖樣實例係揭示於圖2a，長方形之尺寸為8〇亳微米χ 毫微米，X間距為830毫微米，及y間距為18〇亳微米。使用 248笔微米KrF曝光波長成像此圖樣即可說明一印刷接近 1:1圖樣之實例，此圖樣之間距係遠小於曝光波長。 I 當圖2a之磚牆圖樣係由一凝聚束電磁能量沿著一具有 ΝΑ = 0·80及λ=248毫微米之成像透鏡之光學軸線照射時，其 530336 A7 B7 五、發明説明（9 即造成圖3所示之繞射圖樣，吾人從此圖樣中可以看出分 步光刻機之0 · 8 0 N A透鏡捕捉到磚牆圖樣之三個空間性頻 率成分。沿著X軸線之二繞射順序係對應於4丨5毫微米 (830毫微米除二，因為每隔一列之交錯方式）之乂軸線空間 性頻率之+/- 1順序，如圖2b中之向量1所示。在透鏡上部 中之二繞射順序及透鏡下部中之二繞射順序係對應於沿著 相對應向量而發生之二3 3 0毫微米空間性頻率之+/- i繞射 順序（如圖2b中之2a、2b)，該相對應向量則垂直於向量 <415,180〉及<415，·180>。請注意，自等式[3]計算以用於 此狀怨（Gouter γ 0)之Pmin為3 1 0毫微米，但是吾人之圖樣係 在y方向中具有180毫微米之空間性頻專成分（如圖2b中之 向量3所示）。因此：儘管吾人似乎已捕捉到充分之繞射順 序可成像圖樣，但是實際上仍缺乏此圖樣之1 8〇毫微米 y-間距成分之成像資料，同時請注意不同繞射順序之強度 係不同。 為了較佳地辨識此磚牆產生之繞射圖樣，波長即改為 1 26毫微米或λ /2，此減少一半之所有繞射角度，且生成之 繞射圖樣係揭示於圖4。藉由研究此繞射圖樣，一凝聚束 之σ值即可辨識，其將生成捕捉特定之繞射順序，圖4中 之三個圓圈代表一 0.80 ΝΑ透鏡及248毫微米波長之繞射捕 捉能力。當凝聚束係位於透鏡中央時，即在G〇uur γ 〇，則 中央六個強烈之繞射順序即集中，如圖3所示。惟，當凝 聚束係位於接近垂直方向之透鏡底緣時，使Wutef 〇.9〇， 則其可捕捉到1 80毫微米間距空間性頻率圖樣之第一順序 -12-

五、發明説明（1〇 繞射’惟，在此狀態中，透鏡不再捕捉沿著X軸線之任意 A射順序。同樣地，當束係位於接近透鏡頂緣時發生相同 狀况現在僅有捕捉-1繞射順序，而非+ 1。 …一真實之照明源可以視同許多個別凝聚束之集合，因此 從以上探討可知，依據照明誇内一特定凝聚束來自何處 (%uter及相對於光學軸線之角度）即可決定是否有該點產生 之任意繞射順序將由透鏡集收。圖5揭示-般具有CW等 之光源之瞳孔填入強度，由此圖可知，其可辨識出 …、月态之那些區域極有助益於成像，而那些則否，較高強 f之，域係對應於有較A量繞射能量由成像系統捕捉之凝 1狀恕’因而轉移此捕捉到之繞射能量内所含之圖樣之空 間性頻率成分至成像平面。 /列如在沿著X軸線之瞳孔領域邊緣4，瞳孔填入強度係 較低’因為在圖樣内並無高乂軸線空間性頻率成分(即最小 間距或最高空間性頻率為415毫微米），因此，在此區域中 來二凝聚=之光線係極無助益於碑牆圖樣之整個影像資料 近於明中央之凝聚點較有助於影像資料，此係 1之川毫微米_線空間性頻率成分之+1及]繞射順序 —者皆由透鏡捕捉。在x方向中移向邊緣，一第一順序法 射將會失去，且未能取得其他第—順序繞射；反之疋 =中將造成隨著諸點接近邊緣而捕捉到極重要 之^順序繞^，因此瞳孔填入強度係沿著瞳孔領域 錄氏緣處呈較高。由此考量之，其已提出客' 樣，使其符合所需印刷影像之瞳孔填入圖樣。…、月圖 -13 - Χ297^^

本紙張尺歧财8 S

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根據磚牆圖樣之此繞射圖樣分 毫微米曝光波長時，使敎95“、G75=定出針對加 設定值之y偶極照明(如圖“ σ、及2〇度角等 、1 80蒼料半夕v叫 ’千枝有利於印刷次波長 微米之y間距水平方向結 圖樣之所有X軸線空間性頻率志八收淮由於此設定值， 法捕捉到在X卓㈣士 率成刀將會失去，因為透鏡無 沄裯從到在X軸線方向中繞射之任奄 一 此照明狀態及32亳隹嚴弁w旦、^。、’、。圖6b揭不使用 果，由Η… 印刷此磚牆圖樣之模擬結 :義二ΠΓ具有高·線空間性頻率之結構係完善 性：率：:::方向之線及空間，惟，具有-X軸線空間 八革成刀之長方形圖案末端之間並無成像區域。 ^了使圖樣之較低空間性頻率成分成像，可以確認的是 广聚狀態應為具有一極小σ之一般照明，在此例 子中σ=〇.2〇(如圖7a所示）。惟，因為印刷較低密度結構 之較大光學效率’因此曝光能量無法保持在32毫隹，且一 1會降低到H)毫焦。因為繞射順序不同，吾人不可能單純 選擇-凝聚狀態即含有諸點可捕捉到重構要求圖樣及令豆 全部-起曝光所需之繞射順序。將凝聚狀態分成多次曝光 之結果，+同之曝光能量即可使用，其較近似於可集收所 有繞射光之理想成像狀態，模擬此曝光狀態之結果係揭示 於圖7b中。 圖8揭示當二次曝光結合於一多次曝光法時之模擬結果 ’其先以圖6之照明狀悲曝光晶圓，其次使用同一主光罩 且以圖7之照明狀態，由此模擬中可知，所需之磚牆圖樣 即得自結合之曝光。

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五、發明説明 暗域應用 本發明方法之一大優點在於其可施加於暗域成像，例如 用於印刷接觸孔。儘管目前已揭露印刷接觸孔之替代孔方 式，但是相位變移施加於設計之本質仍使其僅在一極窄之 接觸間距範圍上有效。Alt-PSM為一解析度增強技術，其 係施加於小型之暗線，且若接觸件之間之“暗線，，夠小，則 可改善解析度。惟，當接觸件之間之距離變得較大時，發 生於接觸件之間區域内之干涉量即可以不計，但是失去解 析度增強。此方法亦遭到相位分配等問題。 圖9a揭示一將用於本文中之暗域接觸孔圖樣實例，此實 例係以極高傳輸率減弱之相位變移微影說明二項問題，第 一為領域區之高傳輸率而使大區域未呈昏暗，第二為接近 1:1間距比率造成一暗光柵效果，而未印刷出要求之明亮 接觸孔。 ~ 圖10揭示當以一 248亳微米凝聚束照射時由圖9a之圖樣 產生之繞射圖樣，且由一 〇·80 NA透鏡捕捉繞射順序。依 循岫文中之相同方法，圖11揭示利用一 i26毫微米凝聚束 及〇·80 NA透鏡248毫微米透鏡之繞射圖樣，由圖中可知， 此貫例之繞射圖樣遠比先前實例者複雜，且其較難以辨識 圖樣之特定空間性頻率成分。惟，密集檢查指出最接近中 央之六個繞射順序係對應於圖9b所示之空間性頻率 (600毫微米）、113(536毫微米）及1〇(536毫微米），沿著\轴 線與y軸線且位於0.80 NA透鏡外之四個繞射順序則對應 於空間性頻率2a (300毫微来）及2b (300毫微米），位於 ____-15- I紙張尺度適财S @家標準(CNS) A4規格(21GX297公爱) -^_ 530336 A7 B7 五、發明説明（13 0.80 NA透鏡内且偏離乂軸線大約+/— 3〇度之四個繞射順序 對應於空間性頻率3a (333毫微米）及3b (333毫微米）。 此繞射圖樣現在可做分析，及凝聚狀態可經辨識以令圖 樣之特定元素成像理想化。例如，若透鏡之^^八減小使得 僅有相關於向量la、lb、1(:之繞射順序由透鏡捕捉，則可 看出影像成分係包含於其内。圖13a揭示當！^八在248毫微 米曝光設定為0·60時，僅有凝聚束之中央六個繞射順序係 由透鏡捕捉。圖1 3b揭示針對此凝聚狀態之區域影像模擬 -及1⑼傳輸率之低色調相位變移圖樣，由此模擬可知 接近1:1圖案印刷做為暗區及較大領域區影像做為明區而 非暗區之二項問題。藉由此分析，可以看出整個繞射圖樣 之此部分有助於不必要之元素成像，而將光強度置於由真 貝接觸孔圍繞而不在所需接觸孔圖樣内之大領域區中，此 係一不必要之狀態，且其說明利用改變主光罩圖樣以設計 繞射圖樣之需要，以利於低色調相位變移之主光罩上之大 領域區及接近1:1間距比率之正確成像。 有二種可行方法用於防止此部分繞射圖樣在晶圓平面處 助益於成像資料，其一為使用一色調圖樣於此區内，以遮 阻傳輸通過此區主光罩之曝光能量，其二為使用於本實例 中’其修改主光罩以利設計出此部分繞射圖樣。圖i 4揭示 做為其複式繞射圖樣一部分之圖樣實例，即產生圖9接觸 孔影像所需之繞射元素。圖15揭示一 248毫微米凝聚束之 繞射圖樣，且其可看出圖樣之不必要繞射元素已消除，同 時保持所需之外繞射順序，以利自特定凝聚狀態建構接觸 ---—___ -16 - 本紙張尺度中國國家標準(CNS) A4規格(21Qχ撕公楚）

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530336 A7 B7 五、發明説明（14 孔圖樣。 欲设定將所需接觸孔圖樣成像而必要之曝光正確凝聚狀 恶，繞射圖樣係利用一 126亳微米凝聚束產生（如圖1 6)。 k此繞射圖樣可以決定繞射之各元素理想凝聚狀態為何者 ’藉由設定凝聚狀態使照明源定位於一 〇·8〇 σ之中央及偏 離X軸線+/- 45度角（相等於qUasartm照明；qUASARTN^、 一多極型照明，如NI-126422號台灣發明專利中所述），高 空間性頻率繞射順序可由成像系統捕捉（如圖17)。此設定 值係用於在成像不良之低空間性頻率長方形接觸件成本上 ，增強小而緊密間隔接觸件列之成像。圖18揭示使用 QUASAR 明且没定值為9〇/6〇/3〇、να、及丨7毫焦 曝光劑量之模擬結果。 欲成像長方形接觸孔，其先決定極有助於此圖案成像之 繞射順序係使用-旋轉45度之QUASART^明良好地捕捉 ’使照明區域位於讀y軸線上之中央。凝聚狀態係在 οσ %位於中央’因此’無助於低空間性頻率長方形接 觸孔成像之繞射順序即不為成像系統捕捉（如圖i 9)。模擬 係以設定值為6〇/3〇/3()、〇·8〇 NA、及14毫焦曝光劑量之 QUASAR™照明運作’其結果揭示於圖2〇中。當二次曝光 結合時，即生成所需之接觸孔圖#，且其揭示於圖。中。 儘管本文係集中於微影裝置及方法，藉此使一光罩用於 圖樣化進入投影系統之賴射束，但是應該注意的是，本發 明應可見於知用概略性“圖樣化裝置，，以圖樣化該輻射束之 微影裝置及方法廣泛文獻中，“圖樣化裝置，，一詞在此係廣

530336 五、發明説明（15 ) 泛指可用於使一進入之輻射束具有一圖樣化戴面，且相去 於-欲產生於基板之目標部内之圖樣；“光閥，，一詞亦^ 於：文内。大體上，該圖樣將對應於一欲產生在目標“ 之衣置中之一特殊功能層，裝置例如為-積體電路或其他 裝置。除了光罩台上之一光罩外（無論傳輸型或反射 此圖樣化裝置皆包括以下實施例： (1) 一可編程之面鏡陣列，此一裝置之一實例為矩陣可 =址表面，具有一黏彈性控制層及一反射表面，此一裝置 .¾後之基本原理在於（例如）反射表面之定址區將入射光反 射成繞射光，而未定址區將入射光反射成非繞射光。利用 -適當之過濾器，則該非繞射光可自反射束濾出，而僅留 下繞射光；依此，.該束即依矩陣可定址表面之定址圖樣而 逐漸圖樣化。一可編程之面鏡陣列變換實施例採用微小面 鏡之陣列配置方式，各面鏡可以藉由施加一適當之本地電 場或藉由採用光電裝置，以個別地相關於一軸線傾斜。再 一次，面鏡為矩陣可定址式，因此定址面鏡將以不同方向 反射一進入之輻射至未定址面鏡；依此，反射束即依矩陣 可疋址表面之定址圖樣而圖樣化，所需之矩陣定址可以利 用適*之電子/電腦裝置執行。面鏡陣列上之較多資料例 如可以從US 5,296,891與US 5,523，193號美國專利，以及 WO 98/38597與WO 98/33096號PCT專利申請案中得知， 在此納入供做參考。 (2) —可編程之：lcd陣列，此一結構之一實例可見於 U S 5，2 2 9，8 7 2號美國專利内，在此納入供做參考。 -18- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ297公釐） 530336

文内關於光罩-㈣應解釋為涵蓋前述之“圖樣化裝置”。 儘官本文内已特別參考於本發明裝置在心製造上之應 用’但是可以瞭解的是，此—裝^有多種其他可行之應 用’例如其可用在積合式光學***、用於磁域記憶體之導 引與檢測圖樣、液晶顯示裝^、薄膜磁頭等之势迭上。習 於此技者將可瞭解，在此變換應用之内文中，本文内“主 光罩，，、“晶圓，，或“晶粒，’等詞之任意使用上，皆可分別以 “光罩”、“基板”或“目標部，，等較概略性用詞替代。 在本說明書中，“輕射，，及“束，，等詞係涵蓋所有類型之電 磁輻射，包括紫外線輻射（例如波長365、248、m 或^26毫微米）及EUV (超紫外線輻射，例如具有5_2〇毫微 米範圍内之波長）。 -19·

Claims (1)

1. 530336 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 1： 部分由一層輻射敏感性材料覆 種裳造方法.，包含以下步驟 提供*8靈板，係至少 蓋 使用一幸5射系統以提供一輻射之投影束； -使用圖樣化裝置使輻射束具有其截面之圖樣； -將圖樣化之輻射束投影至輻射敏感性材料層之一目桿 部上， f 其特徵在於針對一既定圖樣時，各目標部係在至少一第 一步驟及一第二步驟中曝光，藉此使第一步驟期間之輻 射破聚係經選定以不同於第二步驟期間者。 2·:申請專利範圍第i項之方法，其特徵在圖樣化裝置係 &自包含光罩、可編程之面鏡陣列、及液晶像素矩陣之 族群中。 如申請專利範圍第2項之方法，其特徵在圖樣化裝置包 含一相位變移光罩。 4·一種微影投影裝置，包含： -一輪射系統，用於提供一輻射之投影束； -一支承結構’用於支承圖樣化裝置，圖樣化裝置用於 依一要求圖樣以圖樣化投影束； _ 一基板平台，用於固定一基板； -一投影系統’用於將圖樣化之投影束投影至基板之一 目標部上， 其特徵在裝置包含用於調整將該束投影至基板上之個別 步驟之間或期間之輻射束凝聚之裝置。

   本紙張尺—目 ®^i?^S)T4^^(210 X 297，.^)' 足 η 五 圖1 a 圖lb 圖2a 圖2b 圖3 圖4 圖5 圖6a 圖6b 圖7a 圖7b 圖8 圖9a 圖9b 圖10 圖11 mJ之Υ偶極曝 二號專利申請案 、捧卿肴替換頁(92年1月） 奋南―説明（163 ) 圖式簡單說明 .頭示成像系統之轴線上之照明； •顯示此成像系統之偏離軸線照明； •頜不根據本發明830亳微米x間距及18〇亳微米 距上180¾微米x680亳微米磚牆圖樣之一例子； :顯示磚牆圖樣之四個空間性頻率成分 :顯示當以248毫冑米波長之凝聚能量纟照射時由 圖2 a之圖樣產生之繞射圖樣 :顯示藉由改變凝聚束之波長至126毫微米以模擬 由圖2a之圖樣產生之繞射圖樣較寬廣視圖 •顯π將一照射咨設定成具有1〇 σ及248曝光波長 之一般照明所生成之瞳孔填入圖樣 ••顯示理想圖樣化180毫微米間距水平方向圖案之γ 偶極曝光設定值 ••顯示使用 95/75/20，〇.8〇 ΝΑ，^ 光之模擬區影像 ••顯示理想圖樣化磚牆圖樣末端之間空隙之一般照 明設定值 ~ :顯示使用σ =0.20 ’ 0.80 NA，10 mJ之—般昭明 曝光之模擬區影像 :顯示使用多次凝聚性理想曝光生成之強度分佈 :顯示使用於本發明照明中暗域接觸孔圖樣實例 :顯示接觸孔圖樣之空間性頻率成分 :顯示當以248毫微米凝聚曝光束照射時由圖抬之 暗域接觸件圖樣產生之繞射圖樣^ :顯示當以126毫微米凝聚束照射時由圖％之暗域 接觸件圖樣產生之繞射圖樣 -19a -

   5303i6T： 五 ，桌Ρ90Π2輪號專利申請案 中文說％1拿¥換頁(92年1月) ______. …-—— 發明説明（16b ) 圖12 :顯示暗域接觸件圖樣之瞳孔填入圖樣，且照明器 設定成1.0 σ及248毫微米曝光波長之一般照明 圖13a :顯示由ΝΑ=0.60之248毫微米波長透鏡捕捉之繞 射順序 圖1 3b :顯示僅捕捉圖9a圖樣所生中央六個繞射順序而得 到之影像 圖14 :顯示含有所需繞射元素以重新建構圖9a所需接觸 件圖樣之設計至光罩圖樣 圖15 :顯示用於圖14圖樣之248毫微米凝聚束繞射圖樣 ，揭示六個中央繞射順序已去除 圖16 :顯示由圖14之圖樣產生之126毫微米凝聚束繞射 圖樣 圖17 ••顯示以σ =0.85及+/- 45度之凝聚設定值捕捉之繞 射圖樣之元素 圖18a :顯示理想成像小密度接觸孔列之QUASAR照明設 定值 圖 18b :顯示使用 90/60/30，0·80 ΝΑ，17 mJ之 QUASAR 照明曝光之模擬區影像 圖19 :顯示以σ =0.45凝聚設定值沿著X及y軸線捕捉之 繞射圖樣之元素 圖20a :顯示旋轉45度以理想化較大較低密度長方形接觸 孔成像之QUASAR照明設定值 圖 20b :顯示使用 60/30/30，0·80 ΝΑ，14 mJ之 QUASAR照明 曝光旋轉45度之模擬區影像；以及 圖21 :顯示使用圖18b、20b之曝光設定值得到之強度分 佈0 -19b- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

   裝 1 丁