[发明专利]光刻方法和设备

说明书

本发明公开一种使用EUV光刻设备在衬底上曝光图案化区域的方法，该光刻设备具有至少大约5倍的缩小率和至少大约0.4的数值孔径，所述方法包括步骤：使用第一曝光在衬底上曝光图案化区域的第一部分，第一部分具有比常规曝光的尺寸明显小的尺寸；和使用一次或更多次附加曝光在衬底上曝光图案化区域的一个或多个附加部分，所述一个或多个附加部分的尺寸比常规曝光的尺寸明显小。所述方法还包括重复以上步骤以在衬底上曝光第二图案化区域，该第二图案化区域设置有与第一图案化区域相同的图案，其中第一图案化区域的中心点与第二图案化区域的中心点之间的距离与常规曝光的尺寸对应。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年9月21日递交的美国临时申请61/704,144和 2013年2月4日递交的美国临时申请61/760,432的权益，其在此通过引用全文并入。

技术领域

本发明涉及一种光刻方法和设备。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。光刻设备可用于例如集成电路(IC)的制造过程中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片) 上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现图案的转移。通常，单一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。

光刻术被广泛地看作制造IC和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着通过使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻术越来越成为允许制造微型IC或其他器件和/或结构的更加关键的因素。

图案印刷的极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式(1)所示：

其中λ是所用辐射的波长，NA是用以印刷图案的投影系统的数值孔径，k1是依赖于过程的调节因子，也称为瑞利常数，CD是所印刷的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。由等式(1)可知，特征的最小可印刷尺寸的减小可以由三种途径获得：通过缩短曝光波长λ、通过增大数值孔径NA 或通过减小k1的值。

为了缩短曝光波长并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外 (EUV)辐射源。EUV辐射是波长在5-20nm范围内的电磁辐射，例如波长在13-14nm范围内的电磁辐射。另外，已经提出可以使用波长小于10nm 的EUV辐射，例如在5-10nm范围内的辐射，例如6.7nm或6.8nm。这样的辐射被称为极紫外辐射或者软x射线辐射。可用的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或基于由电子存储环提供的同步加速器辐射的源。

发明内容

可能期望提供一种能够用比使用常规的EUV光刻设备可获得的临界尺寸小的临界尺寸投影图案的EUV光刻设备。

根据本发明第一方面，提供一种使用EUV光刻设备在衬底上曝光图案化区域的方法，其中该EUV光刻设备具有至少大约5倍的缩小率和至少大约0.4的数值孔径，所述方法包括步骤：使用第一曝光曝光衬底上的图案化区域的第一部分，第一部分具有比常规曝光的尺寸小得多的尺寸；和使用一次或更多次附加曝光曝光衬底上的图案化区域的一个或多个附加部分，所述一个或多个附加部分的尺寸比常规曝光的尺寸明显小；所述方法还包括重复以上步骤、以在衬底上曝光第二图案化区域，该第二图案化区域设置有与第一图案化区域相同的图案，其中第一图案化区域的中心点与第二图案化区域的中心点之间的距离与常规曝光的尺寸对应/一致。