TWI461859B

TWI461859B - 微影裝置及器件製造方法

Info

Publication number: TWI461859B
Application number: TW098121249A
Authority: TW
Inventors: Jozef Maria Finders
Original assignee: Asml Netherlands Bv
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2014-11-21
Also published as: TW201007379A; US20130222779A1; US8786828B2; JP2010010674A; JP4970498B2; KR101092985B1; CN101614965A; US7982856B2; KR20100002143A; TWI544289B; US8416394B2; US20120182534A1; CN101614965B; US20090316125A1; TW201512791A; NL2002999A1

Description

微影裝置及器件製造方法

本發明係關於一種微影裝置及一種用於製造器件之方法。

微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或主光罩)可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案，圖案對應於待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案成像或轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。圖案之轉印通常係經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。已知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案之影像曝光至目標部分上來照射每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。

在半導體製造工業中，存在針對愈來愈小之特徵及特徵之增加密度的漸增需求。待微影印刷之最小特徵的所要臨界尺寸(CD)正快速地減少且正變得極接近於目前技術水平之曝光工具(諸如，如以上所描述之步進器及掃描器)之理論解析度極限。旨在增強解析度且最小化可印刷CD之習知技術包括降低曝光輻射之波長、增加微影裝置之投影系統的數值孔徑(NA)，及/或在圖案化器件圖案中包括小於曝光工具之解析度極限的特徵，使得特徵將不印刷於基板上，但使得特徵將產生可改良對比度且銳化精細特徵之繞射效應。

當將該等習知解析度增強技術應用於微影印刷過程(其中待印刷之所要圖案沿著兩個不同方向係重複的，重複性的特徵為兩個對應不同間距)時，如所印刷之特徵的尺寸誤差可能超出容許度。此可歸因於被稱作光學近接效應之問題。此係由隔離特徵與密集特徵相比之繞射圖案固有差而導致。密集特徵可包括巢套式圖案及緊密間隔式週期性特徵。當同時印刷密集接觸孔或線及更多隔離接觸孔或線時，光學近接效應可(例如)導致CD之差。

光學近接效應亦視所使用之照明設定而定。最初，已使用所謂的習知照明模式，其在投影系統之光瞳處具有照明輻射之類圓盤強度分布。然而，隨著趨向於成像更小特徵，軸外照明模式已變得普遍，以便針對小特徵而改良處理視窗(亦即，曝光寬容度結合焦點深度)。然而，對於軸外照明模式(諸如，環形照明)而言，光學近接效應變得更差。

需要(例如)至少部分地減輕光學近接效應之問題及/或本文未提及之一或多個其他問題。

根據本發明之一態樣，提供一種微影裝置，微影裝置包含：照明系統，照明系統經組態以藉由包括自照明極顯露且在相對於光軸之角度下傾斜之軸外輻射光束的照明模式來調節輻射光束；支撐件，支撐件經建構以支撐圖案化器件，圖案化器件能夠在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以形成經圖案化輻射光束，且進一步能夠將軸外輻射光束繞射成與圖案之沿著第一方向之第一間距相關聯的第一第一級經繞射光束，及與圖案之沿著不同第二方向之第二間距相關聯的第二第一級經繞射光束；投影系統，投影系統具有光瞳平面且經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上；相位調整器，相位調整器經建構及配置以調整橫穿相位調整器之安置於光瞳平面中之光學元件之輻射光束之電場的相位；及控制器，控制器經建構及配置以擷取表示圖案及照明模式之資料、識別第一級經繞射光束在使用中橫穿光瞳平面之區域、藉由相對於第二第一級經繞射光束之光學相位而計算第一級經繞射光束之所要光學相位來最佳化圖案之影像的影像特性、將該區域映射於光學元件之一部分上，及將熱施加至該部分或自該部分提取熱以根據所要光學相位而改變光學元件之折射率。

根據本發明之一態樣，提供一種器件製造方法，器件製造方法包含將圖案自圖案化器件轉印至基板上，方法包括：藉由具有包括自照明極顯露且在相對於光軸之角度下傾斜之軸外輻射光束之照明模式的輻射光束來照明圖案化器件，圖案化器件在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以形成經圖案化輻射光束，且進一步將軸外輻射光束繞射成與圖案中沿著第一方向之第一間距相關聯的第一第一級經繞射光束，及與圖案中沿著不同第二方向之第二間距相關聯的第二第一級經繞射光束；經由光瞳平面而將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上；調整橫穿安置於光瞳平面中之光學元件之輻射光束之電場的相位，調整包括：擷取表示圖案及照明模式之資料；識別第一級經繞射光束橫穿光瞳平面之區域；藉由相對於第二第一級經繞射光束之光學相位而計算第一級經繞射光束之所要光學相位來最佳化圖案之影像的影像特性；將該區域映射於光學元件之一部分上；及將熱施加至該部分或自該部分提取熱以根據所要光學相位而改變光學元件之折射率。

現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分。

圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置100。裝置100包含：

-照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射，其係諸如由在為248奈米或193奈米之波長下操作之準分子雷射產生；或EUV輻射，其係如由(例如)在為13.6奈米之波長下操作之雷射點燃電漿源產生)；

-支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數而精確地定位圖案化器件之第一定位器PM；

-基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數而精確地定位基板之第二定位器PW；及

-投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。

照明系統可包括用於引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型的光學組件，或其任何組合。

支撐結構MT固持圖案化器件。支撐結構以視圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否固持於真空環境中)而定的方式來固持圖案化器件。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構MT可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統而處於所要位置。可認為本文對術語「主光罩」或「光罩」之任何使用均與更通用之術語「圖案化器件」同義。

本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中形成圖案的任何器件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會精確地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所形成之器件(諸如，積體電路)中的特定功能層。

圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影術中為熟知的，且包括諸如二元交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。

本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統，包括折射、反射、折射反射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用均與更通用之術語「投影系統」同義。

如此處所描繪，裝置100為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。

微影裝置100可為具有兩個(雙平台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上圖案化器件台)的類型。在該等「多平台」機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。

微影裝置100亦可為如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間。浸沒技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語「浸沒」不意謂諸如基板之結構必須浸漬於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。

參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影裝置可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之一部分，且輻射光束係藉助於包含(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。

照明器IL可包含經組態以調整輻射光束之角強度分布的調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分布的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。

輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係由圖案化器件圖案化。在橫穿圖案化器件MA後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可精確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑而精確地定位圖案化器件MA。一般而言，可藉助於形成第一定位器PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現圖案化器件台MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(與掃描器相對)之情況下，圖案化器件台MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA與基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於圖案化器件MA上之情形中，圖案化器件對準標記可位於該等晶粒之間。

所描繪裝置100可用於以下模式中之至少一者中：

在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單重靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大尺寸限制單重靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。

在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構MT與基板台WT(亦即，單重動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大尺寸限制單重動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。

在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。

亦可使用對以上所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。

圖1之裝置之光學配置使用柯而勒(Koehler)照明。就柯而勒照明而言，照明系統IL中之光瞳平面PPi係共軛於投影系統PS之光瞳平面PPp。光瞳平面PPp為定位有圖案化器件MA之物件平面的傅立葉變換平面。如吾人所習知，可藉由參考照明系統之光瞳平面PPi中光束B之輻射的強度分布來描述此裝置之照明模式。投影系統PS之光瞳平面PPp中的強度分布將與照明系統之光瞳平面PPi中的強度分布大體上相同，其經受圖案化器件MA之圖案的繞射效應。

投影系統PS包含相位調整器110，相位調整器110經建構及配置以調整橫穿投影系統之光學輻射光束之電場的相位。如圖2示意性地所展示，相位調整器110可包含對於光束B之輻射為大體上透射之材料的光學元件310。在一實施例中，光學元件310可對於光束B之輻射為反射的。相位調整器110可進一步包含控制器340。用於橫穿元件310之波的光徑長度係回應於由控制器340所供應之信號而為可調整的。光學元件310可(例如)大體上經安置或可安置於諸如光瞳平面PPp之傅立葉變換平面中，且使得在使用中由自圖案化器件發散之經繞射光束DB橫穿光學元件310。

圖3更詳細地說明相位調整器110且展示光學元件310之沿著Z軸的俯視圖。可藉由將熱施加至光學元件310之部分320或自光學元件310之部分320移除熱來獲得橫穿元件310之光波之相位的調整，藉此引入元件之材料之折射率相對於鄰近於部分320之材料之折射率的局部改變。可藉由(例如)經由導線330而傳輸電流來實現熱之施加，導線330具有歐姆電阻且經配置成與元件之部分320及與經配置以將電流提供至導線330之控制器340接觸。

光學元件之複數個鄰近部分可具備用於將任何部分與任何其他部分獨立地加熱之複數個對應導線。舉例而言，如圖4示意性地所說明，鄰近部分320-1直至320-44安置於鄰近列中且自左至右及自頂至底進行編號。部分320-1直至320-44中之每一部分320具備對應編號之加熱導線330-1直至330-44(但僅出於清晰起見，圖4僅針對部分320-4及320-37而對此進行說明)。控制器340經建構及配置成使得可獨立地對每一導線進行電流啟動。此致使能夠根據X、Y平面中元件310上之溫度的空間分布而將空間相位分布施加至橫穿元件310之光波。

此外或或者，光學元件310可包括經配置以含有冷卻流體之通道。相位調整器110可包括冷卻流體供應及擷取系統，冷卻流體供應及擷取系統連接至通道且經配置以在受控溫度下經由通道而循環冷卻流體。如同導線330，冷卻通道可與每一部分320相關聯；然而，或者，單一冷卻通道可經配置用於所有部分320。元件310之冷卻結合加熱元件310之部分320可致使能夠在延伸至低於及高於標稱溫度之溫度範圍內調整部分320之溫度。標稱溫度可(例如)為裝置100或投影系統PS之光學元件之材料的指定所要操作溫度。

可自美國專利申請案第11/593,648號搜集相位調整器110之實施例。部分320之總數不限於44。實情為，一般而言，其可視溫度分布之所要空間解析度而定。舉例而言，部分320中之每一者之區域與投影系統PS之光瞳平面PPi中之清晰區域之尺寸的比率可在100與1000之間。

應注意，本發明不限於相位調整器110之以上所描述的特定實施例。本文僅出於說明性目的而呈現該實施例。基於本文所含有之教示，對於熟習相關技術者而言，額外實施例將為顯而易見的。舉例而言，替代相位調整器110可包括一紅外線雷射(或複數個紅外線雷射)，紅外線雷射經配置以選擇性地加熱安置於透鏡光瞳平面PPp附近之光學元件310之部分320。可藉由(例如)中空光纖而將紅外線輻射導引至光學元件之選定部分。可自日本專利申請公開案JP 2007317847 A搜集此實施例之細節。在不存在冷卻構件的情況下，不同部分320之溫度可經配置以藉由將對應相互不同量之紅外線輻射能量供應至對應不同部分而彼此相互不同。可接著將標稱溫度指定為(例如)相互不同溫度之平均溫度值。

在該實施例中，使用圖5所說明之習知四極照明模式來照明由圖案化器件MA所提供之圖案化器件圖案。光束B包括在第一入射平面PI1中在相對於Z軸(其大體上垂直於圖案化器件MA)之角度α1下傾斜的第一輻射光束B1，及在第二入射平面PI2中在相對於圖案化器件之角度α1下亦傾斜的第二輻射光束B2。第二入射平面PI2係在相對於平面PI1之角度φ下進行配置。光束B進一步包括分別相反於各別光束B1及B2而對稱地配置之光束B1'及B2'。在該實施例中，角度φ為90度，但其不限於此值。在該實施例中，平面PI1及PI2分別為X-Z平面及Y-Z平面，但其亦可在相對於Z軸之其他旋轉定向下進行選擇。

如圖6A所示，圖案600包括接觸孔610之列。列係與X方向對準，且每一列包括以間距Px所配置之接觸孔610。接觸孔610亦係沿著Y方向而成列地安置。沿著Y方向沿著列而以間距Py來配置接觸孔610。間距Py大於間距Px。該接觸孔圖案可為(例如)用以使用包括兩個曝光步驟之所謂的雙重曝光微影方法來印刷密集接觸孔之圖案的圖案。兩個曝光步驟為兩個各別微影印刷過程之一部分。在第一微影印刷過程中，將接觸孔之第一圖案600形成於基板上。在後續第二微影過程中，將接觸孔之第二圖案600形成於基板上，第二過程經配置成以便相對於接觸孔之第一圖案600而將接觸孔之第二圖案600定位於交錯位置中。可自美國專利第US 6,455,438號搜集該雙重曝光方法。

在使用藉由光罩台上之光罩之圖案化的當前裝置中，一般而言，投影系統將具有放大因數M(通常<1)。舉例而言，以放大率M=-0.25而配置藉由習知微影投影系統所進行之圖案至基板之目標部分上的成像。如本文所論述及展示，放大率M被假定為1，使得圖6A之圖案亦表示待微影印刷之接觸孔之所要圖案的影像。然而，本發明之一實施例不限於放大率為一(unit magnification)之投影系統之使用；對於不同於1之放大率，在該實施例中，可易於考慮到實際放大率。在本文及申請專利範圍之情境中，特徵之尺寸被稱作特徵在基板層級下標稱具有之彼等尺寸。

實務上，如體現於圖案化器件處之接觸孔610之形狀可偏離圓形。舉例而言，表示接觸孔之圖案化器件特徵之形狀可經配置以補償如較早所論述之光學近接效應。通常，引入在圖案化器件處之額外尺寸偏差以補償(例如)在投影及曝光圖案期間發生之誤差；物件圖案之特徵的該重新定尺寸在下文中被稱作偏置及/或光學近接校正(「OPC」)。圖6A中未展示任何該偏置。

在間距Py大於間距Px之情況下，經印刷圖案可歸因於光學近接效應而偏離所要圖案600。在該實施例中，如圖6B所說明，光學近接效應將導致接觸孔610具有橢圓形形狀而非大體上圓形形狀。接觸孔610中之任一者可(例如)理想地具有圓形邊緣611，「圓形」亦意謂大體上圓形，然而，經印刷接觸孔610可具有橢圓形邊緣611'。因此，經印刷接觸孔610沿著X方向之尺寸不同於接觸孔沿著Y方向之尺寸。該尺寸差在下文中亦被稱作「橢圓率」。在該實施例中，可已應用習知光學近接校正，在該情況下，假定存在如圖6B所說明之殘餘CD誤差量，諸如，接觸孔之橢圓率。

在該實施例中，間距Px之值為80奈米，且間距Py之值係在160奈米與320奈米之間。接觸孔610之所要直徑為40奈米。用於印刷圖案600之投影過程的特徵為：投影系統PS具有為1.35之NA、光束B之輻射具有為193奈米之波長，及四極照明模式具有若干極，該等極具有為30°之方位角對向、由σ_inner =0.75所界定之內部徑向範圍及由σ_outer =0.87所界定之外部徑向範圍。

如圖7所說明，圖案化器件MA之圖案化器件圖案600(圖7中未展示)將光束B1繞射成零級經繞射光束及第一級經繞射光束，分別為光束DB10及DB11。光束DB10及DB11橫穿投影系統PS中之傅立葉變換平面，例如，光瞳平面PPp。角度α1經配置成使得在以離光軸OA之各別相等距離d10及d11(d10=d11)相對於光軸OA(平行於Z軸)而對稱地安置的各別相反區域AE10及AE11中發生光瞳平面PPp之橫穿。

如圖8所示，圖案600進一步將光束B2繞射成零級經繞射光束及第一級經繞射光束，分別為光束DB20及DB21。光束DB20及DB21在各別相反區域AE20及AE21中橫穿投影系統PS中之傅立葉變換平面，例如，光瞳平面PPp。與區域AE10及AE11對比，區域AE20及AE21係以離光軸OA之各別不同距離d20及d21相對於光軸OA而不對稱地安置。源自B1及B2之經繞射光束之間的差係關於如分別平行於X軸及Y軸而成列地配置之接觸孔610之間距Px與Py之間的差。詳言之，與以更短間距所配置之特徵相比，以更長間距所配置之特徵在將輻射繞射遠離於圖案化器件照明光束之第零級經繞射光束方向方面較不有效。

如圖9所說明，除了源自碰撞於圖案化器件MA上之光束B1之第一第一級經繞射光束DB11以外，兩個額外經繞射光束DB10(+1)及DB10(-1)源自光束B1。第一第一級經繞射光束DB11係與圖案600中之相對較短間距Px相關聯。第二第一級經繞射光束DB10(+1)及第三第一級經繞射光束DB10(-1)係與圖案600之更長間距Py相關聯。經繞射光束DB10(+1)及DB10(-1)分別為相對於平面PI1而相反地且對稱地傾斜之正第一級經繞射光束及負第一級經繞射光束，平面PI1為包含第零級經繞射光束DB10及光軸OA之象徵性平面(notional plane)。光束DB10(+1)及DB10(-1)之至少部分橫穿投影系統PS中之傅立葉變換平面，例如，光瞳平面PPp。類似地，但圖9中未展示，經繞射光束DB10(+1)'及DB10(-1)'源自光束B1'。

光束DB10(+1)及DB10(-1)在使用中在以離光瞳平面PPp中之X軸之各別相等距離d10(+1)及d10(-1)相對於入射平面PI1而相反地且對稱地安置的各別區域AE10(+1)及AE10(-1)中橫穿光瞳平面PPp。圖9中僅展示區域AE10(+1)。

在存在諸如圖5所說明之四極照明的情況下，可將接觸孔610之影像表示為分別由源自照明光瞳平面PPi中之四極照明強度分布之四個各別極及光束B1、B1'、B2及B2'之經繞射輻射所產生的4個構成影像(影像im1、im1'、im2及im2')之和。圖6C說明接觸孔610之影像，其具有邊緣611(邊緣可(例如)為恆定強度之等高線)及包括邊緣611之部分的區域620及630。

4個影像之和的第一影像im1係僅在基板W上方及在基板W處藉由重新組合光束DB10、DB11、DB10(+1)及DB10(-1)而產生。在影像im1中三個不同第一級經繞射光束與光束DB10之重新組合主要地促成接觸孔圖案600之影像中沿著X軸之對比度、解析度及影像保真度，此比接觸孔610之部分630(包括接觸孔610之邊緣611之大體上平行於X方向的部分)更好地解析接觸孔610之部分620(包括接觸孔610之邊緣611之大體上平行於Y方向的部分)。源自光束B1'之經繞射光束提供類似影像im1'。

第二影像im2係藉由在基板上方及在基板處重新組合光束DB20與DB21而產生，見圖8。此第二影像主要地促成圖案600之影像中沿著Y方向之對比度、解析度及影像保真度，此比接觸孔610之部分620(包括接觸孔610之邊緣611之大體上平行於Y方向的部分)更好地解析接觸孔610之部分630(包括接觸孔610之邊緣611之大體上平行於X方向的部分)。類似第二影像im2'源自藉由圖案600處之光束B2'之繞射而產生的經繞射光束。

在該實施例中，歸因於橢圓率之CD誤差(諸如，圖6B所說明)係藉由影響對接觸孔610之部分630之成像的促成而補償。此促成係起因於第一第一級經繞射光束DB11與第二第一級經繞射光束DB10(+1)及第三第一級經繞射光束DB10(-1)之重新組合。在該實施例中，相對於光束DB11而向光束DB10(+1)及DB10(-1)施加光學相位改變。另外，相對於光束DB11'而向光束DB10(+1)'及DB10(-1)'施加相同光學相位改變。圖6D中說明該等相位改變之效應。在圖6D中，X軸、Y軸係相對於接觸孔之邊緣611'而被定中心，因為邊緣611'將在不施加相移的情況下經印刷。如此，接觸孔表示在圖案之影像中具有如由邊緣611'所界定之形狀的影像特徵。相位改變導致在X軸處及附近沿著邊緣611'之相反部分之X方向的相反移位。移位係由箭頭612指示，且相對於Y軸為鏡面對稱的，藉此拉伸接觸孔邊緣，以便理想地得到圓形邊緣611。

舉例而言，可向光束DB10(+1)及DB10(-1)施加第一光學相位改變，且可向光束DB11施加第二光學相位改變。使用相位調整器110以向光束DB10(+1)、DB10(-1)及DB11提供所要相位改變。首先，藉由控制器340而自圖案化器件資料檔案及包括照明模式設定資料之檔案擷取表示圖案化器件圖案600及照明模式之資料。緊接著，基於包括圖案及照明資料之資料而預測投影系統之光瞳平面PPp中的強度分布。識別光束DB10(+1)、DB10(-1)及DB11橫穿相位調整器110之光學元件310的區域AE10(+1)、AE10(-1)及AE11。藉由控制器340來執行微影過程最佳化(例如，經配置以最小化特徵之CD誤差)。用於最佳化中之最佳化變數包括前述第一光學相位改變及第二光學相位改變。計算及儲存所要第一光學相位及第二光學相位。將經識別區域AE10(+1)、AE10(-1)及AE11映射於光學元件310之部分320上，且識別由各別光束DB10(+1)、DB10(-1)及DB11大體上橫穿之部分320，且儲存其相對於對應加熱導線及/或冷卻通道之位址。在一實施例中，如圖10所說明，假定區域AE10(+1)對應於部分320-8及320-14。如圖10進一步所展示，假定區域AE10(-1)對應於部分320-35及320-41，且假定區域AE11對應於部分320-17及320-24。可關於DB10(+1)'、DB10(-1)'及DB11'而進行類似判定。

在該實施例中，針對光束DB10(+1)、DB10(-1)之所要第一相位改變為2π之分數50/193，且針對光束DB11之所要相位改變與第一相位改變相比具有相等量值，但具有相反正負號。控制器在相反溫度間隔下自針對320-1直至320-44之其他部分中之任一者之所要標稱溫度將所要相位改變轉換成針對部分320-8、320-14、320-35及320-41之各別所要第一溫度及針對部分320-17及320-24之所要第二溫度。緊接著，控制器判定對應電流且將對應電流施加至加熱導線(及/或將冷卻流體溫度施加至通道)。以類似方式，向源自光束B1'之光束DB10(+1)'、DB10(-1)'及DB11'施加所要相位改變。

如以上所敍述，本發明不限於相位調整器110之特定實施例；替代相位調整器110可包括經配置以選擇性地加熱安置於透鏡光瞳平面PPp附近之光學元件310之部分320的一紅外線雷射(或複數個紅外線雷射)。

該實施例不限於拉伸接觸孔之形狀。代替接觸孔，特徵可為線段或具有垂直於連接光束B1及B1'所源自之極之線之邊緣部分的任意形狀特徵。該實施例亦不限於拉伸特徵；藉由反向相位改變之正負號，可同樣實現特徵尺寸之收縮。

模擬預測到：施加如以上所描述之第一相位改變及第二相位改變可導致接觸孔之影像610之橢圓率降低。

圖11A說明在不存在針對該實施例之CD誤差之補償的情況下接觸孔610之影像的強度分布。沿著垂直軸以任意單位來標繪強度。曲線1表示X、Z平面中之強度分布，且曲線2表示Y、Z平面中之強度分布。在X、Z平面中曲線之寬度為42奈米的強度位準下，在Y、Z平面中曲線之寬度為91奈米。強度位準表示抗蝕劑臨限強度，使得接觸孔之橢圓率在表達為沿著Y軸之經印刷CD與沿著X軸之經印刷CD之間的差時為約50奈米。

圖11B說明在存在針對該實施例之CD誤差之補償的情況下接觸孔610之影像的強度分布。沿著垂直軸以任意單位來標繪強度。如在圖10A中，曲線1及2分別表示在X、Z平面及Y、Z平面中之強度分布。在X、Z平面中曲線之寬度為41奈米的強度位準下，在Y、Z平面中曲線之寬度為52奈米。此強度位準再次表示抗蝕劑臨限強度，模擬指示到：接觸孔610之橢圓率(使用相同定義)減少5倍而達約11奈米。

儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造積體光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在該等替代應用之情境中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)軌道(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢查工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文之揭示應用於該等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便形成多層IC，使得本文所使用之術語基板亦可指代已經含有多個經處理層之基板。

本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及遠紫外線(EUV)輻射(例如，具有在為5奈米至20奈米之範圍內的波長)。

術語「透鏡」在情境允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。

儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如以上所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之該電腦程式。

以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者而言將顯而易見的為，可在不脫離以下所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。

100．．．微影裝置

110．．．相位調整器

310．．．光學元件

320．．．光學元件310之部分

320-1．．．部分

320-14．．．部分

320-17．．．部分

320-24．．．部分

320-35．．．部分

320-37．．．部分

320-4．．．部分

320-41．．．部分

320-44．．．部分

320-8．．．部分

330．．．導線

330-37．．．加熱導線

330-4．．．加熱導線

330-44．．．加熱導線

340．．．控制器

600．．．圖案

610．．．接觸孔

611'．．．橢圓形邊緣

611．．．圓形邊緣

612．．．移位

620．．．包括邊緣611之部分的區域/接觸孔610之部分

630．．．包括邊緣611之部分的區域/接觸孔610之部分

AD．．．調整器

AE10．．．區域

AE10(+1)．．．區域

AE10(-1)．．．區域

AE11．．．區域

AE20．．．區域

AE21．．．區域

B．．．輻射光束

B1．．．第一輻射光束

B1'．．．光束

B2．．．第二輻射光束

B2'．．．光束

BD．．．光束傳送系統

C．．．目標部分

CO．．．聚光器

d10．．．距離

d11．．．距離

d20．．．距離

d21．．．距離

DB．．．經繞射光束

DB10．．．第零級經繞射光束

DB10(+1)．．．第二第一級經繞射光束

DB10(-1)．．．第三第一級經繞射光束

DB11．．．第一第一級經繞射光束

DB20．．．零級經繞射光束

DB21．．．第一級經繞射光束

IF．．．位置感測器

IL．．．照明系統

IN．．．積光器

M1．．．圖案化器件對準標記

M2．．．圖案化器件對準標記

MA．．．圖案化器件

MT．．．支撐結構

OA．．．光軸

P1．．．基板對準標記

P2．．．基板對準標記

PI1．．．第一入射平面

PI2．．．第二入射平面

PM．．．第一定位器

PPi．．．光瞳平面

PPp．．．光瞳平面

PS．．．投影系統

PW．．．第二定位器

Px．．．間距

Py．．．間距

SO．．．輻射源

W．．．基板

WT．．．基板台

X．．．方向/平面/軸

Y．．．方向/平面/軸

Z．．．平面/軸

α1．．．相對於Z軸之角度/相對於圖案化器件之角度

φ．．．相對於平面PI1之角度

圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；

圖2說明經組態以改變橫穿微影裝置之投影系統之電磁波之相位的相位調整器；

圖3說明包括於相位調整器中之光學元件；

圖4描繪包括於相位調整器中之光學元件的溫度可控制部分；

圖5描繪四極照明模式；

圖6A說明由圖案化器件所產生之接觸孔的圖案；

圖6B說明圖6A之圖案之接觸孔的所要形狀及接觸孔之如所印刷的模擬形狀；

圖6C說明圖6A之圖案之接觸孔之影像的不同部分；

圖6D說明如在一實施例中所獲得之圖6A之圖案之接觸孔的形狀改變；

圖7描繪源自四極照明模式之單一照明光束的經繞射光束；

圖8描繪源自四極照明模式之鄰近於圖7之極之極的經繞射光束；

圖9描繪源自圖7之單一光束的額外經繞射光束；

圖10描繪在一實施例中由相位改變經施加至之經繞射光束所橫穿的區域；

圖11A說明根據一實施例在不存在經施加之光學相位改變的情況下圖6A之圖案之接觸孔之影像之兩個橫截面中的兩個強度分布；且

圖11B說明根據一實施例在存在經施加之光學相位改變的情況下圖6A之圖案之接觸孔之影像之兩個橫截面中的兩個強度分布。