TW201441773A

TW201441773A - 微影裝置及元件製造方法

Info

Publication number: TW201441773A
Application number: TW103125906A
Authority: TW
Inventors: Jozef Maria Finders
Original assignee: Asml Netherlands Bv
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2014-11-01
Also published as: JP5547696B2; TWI459150B; KR101083746B1; CN101598902A; US8164741B2; JP2009295976A; JP4797086B2; CN101598902B; TW200951645A; US20110211182A1; JP2012004579A; NL1036905A1; US7961296B2; KR20090126216A; US20090296060A1

Abstract

本發明揭示一種微影裝置，該微影裝置包括一相位調整器，該相位調整器用以在將一圖案曝光於一基板上期間調整橫穿該相位調整器之一光學元件之一光波的一相位。在一實施例中，該光學元件為該微影裝置之一投影系統中的一熱可控制光學元件。在使用中，藉由包括一離軸輻射光束之一照明模式來照明該圖案。此光束經繞射成相對於一光軸而相反地且非對稱地傾斜之第零級經繞射光束及第一級經繞射光束。識別該第一級經繞射光束橫穿該光學元件之一區域。藉由關於該第零級經繞射光束之光學相位而計算該第一級經繞射光束之一所要光學相位來最佳化該圖案之一影像的一影像特性。該相位調整器經控制以將該所要光學相位施加至該第一級經繞射光束。

Description

微影裝置及元件製造方法

本發明係關於一種微影裝置及一種用於製造元件之方法。

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，圖案化元件(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元件轉印至基板。

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。臨界尺寸(CD)快速地減少且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/或在小於曝光工具之解析度極限的圖案化元件圖案中包括特徵，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。

然而，該等習知解析度增強技術之應用可導致焦點深度之降低，在焦點深度內(例如)可執行在解析度極限下之所要圖案的成像。當(例如)不能在曝光期間補償殘餘基板不平坦度時，降低之焦點深度可導致超出容許度之經印刷圖案誤差。

需要(例如)使用本發明之一實施例而至少部分地緩解與有限範圍之可用焦點深度相關聯的問題。

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離軸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元件，圖案化元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，且進一步能夠將離軸輻射光束繞射成相對於光軸而相反地且非對稱地傾斜之第零級經繞射光束及第一級經繞射光束；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、以識別第一級經繞射光束橫穿光瞳平面之區域、以藉由關於第零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、以將該區域映射於光學元件之一部分上，及以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該部分的折射率。

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各別第一極及鄰近第二極顯露且均在相對於光軸之角度下傾斜之第一光束及第二光束的四極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元件，圖案化元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，且進一步能夠將第一光束繞射成相對於光軸而相反地且對稱地傾斜之第一第零級光束及第一第一級光束，且能夠將第二光束繞射成相對於光軸而相反地且非對稱地傾斜之第二第零級光束及第二第一級光束；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四極照明模式之資料、以識別第二第一級光束橫穿光瞳平面之區域、以藉由計算第二第一級光束之所要光學相位來最佳化圖案之影像的焦點深度、以將該區域映射於光學元件之一部分上，及以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該部分的折射率。

根據本發明之一態樣，提供一種包含將圖案自圖案化元件轉印至基板上之元件製造方法，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離軸輻射光束之照明模式的輻射光束來照明圖案化元件，圖案化元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，且進一步將離軸輻射光束繞射成相對於光軸而相反地且非對稱地傾斜之第零級經繞射光束及第一級經繞射光束；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、藉由關於第零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該部分的折射率。

根據本發明之一態樣，提供一種包含將圖案自圖案化元件轉印至基板上之元件製造方法，方法包括：藉由具有包括自各別第一極及鄰近第二極顯露且均在相對於光軸之角度下傾斜之第一光束及第二光束之四極照明模式的輻射光束來照明圖案化元件，圖案化元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，且進一步將第一光束繞射成相對於光軸而相反地且對稱地傾斜之第一第零級光束及第一第一級光束，且將第二光束繞射成相對於光軸而相反地且非對稱地傾斜之第二第零級光束及第二第一級光束；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；及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四極照明模式之資料、識別第二第一級光束橫穿光瞳平面之區域、藉由計算第二第一級光束之所要光學相位來最佳化圖案之影像的焦點深度、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。

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

320-4‧‧‧部分

320-12‧‧‧部分

320-19‧‧‧部分

320-26‧‧‧部分

320-33‧‧‧部分

320-37‧‧‧部分

320-44‧‧‧部分

330‧‧‧導線

330-4‧‧‧加熱導線

330-37‧‧‧加熱導線

340‧‧‧控制器

600‧‧‧圖案化元件圖案

610‧‧‧線段/磚形物

620‧‧‧間隙

AD‧‧‧調整器

AE10‧‧‧區域

AE11‧‧‧區域

AE20‧‧‧區域

AE21‧‧‧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‧‧‧光束

DB11‧‧‧光束

DB20‧‧‧光束

DB21‧‧‧光束

IF‧‧‧位置感測器

IL‧‧‧照明器

IN‧‧‧積光器

M1‧‧‧圖案化元件對準標記

M2‧‧‧圖案化元件對準標記

MA‧‧‧圖案化元件

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

PP_i‧‧‧光瞳平面

PP_p‧‧‧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

Y‧‧‧方向

Z‧‧‧方向/軸線

α1‧‧‧角度

φ‧‧‧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6說明由圖案化元件所產生之圖案；圖7描繪源自四極照明模式之單極的經繞射光束；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10a說明根據一實施例在存在經施加之相位改變的情況下用於印刷圖6之圖案之曝光寬容度相對於焦點深度的第一態樣；圖10b說明根據一實施例在存在經施加之相位改變的情況下用於印刷圖6之圖案之曝光寬容度相對於焦點深度的第二態樣；圖10c說明在不存在相位改變的情況下用於印刷圖6之圖案之曝光寬容度相對於焦點深度的第一態樣；且圖10d說明在不存在相位改變的情況下用於印刷圖6之圖案之曝光寬容度相對於焦點深度的第二態樣。

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(例如)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(例如)由在為約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元件(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元件之第一定位器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元件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固持圖案化元件。支撐結構以視圖案化元件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化元件是否固持於真空環境中)而定的方式來固持圖案化元件。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元件。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可確保圖案化元件(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「圖案化元件」同義。

本文所使用之術語「圖案化元件」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元件。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元件(諸如，積體電路)中的特定功能層。

圖案化元件可為透射或反射的。圖案化元件之實例包括光罩、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元件台)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上之圖案化元件(例如，光罩)MA上，且係由圖案化元件圖案化。在橫穿圖案化元件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，干涉量測元件、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元件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)來實現圖案化元件台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，圖案化元件台MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用圖案化元件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化元件MA及基板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元件MA上之情形中，圖案化元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及基板台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元件，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元件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化元件(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PP_i係共軛於投影系統PS之光瞳平面PP_p。光瞳平面PP_p為定位有圖案化元件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PP_i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PP_p中的強度分布將與照明系統之光瞳平面PP_i中的強度分布大體上相同，其經受圖案化元件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中示意性地所展示，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之波的光徑長度回應於由控制器340所供應之信號為可調整的。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PP_p之傅立葉變換平面中，且使得-在使用中-其由發散自圖案化元件之經繞射光束DB橫穿。

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中示意性地所說明，鄰近部分320-1直至320-44經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。此致能根據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。

此外或替代地，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可致能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，其可一般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PP_i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PP_p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元件MA所提供之圖案化元件圖案。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元件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中在相對於圖案化元件之角度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。

圖案化元件圖案600可由如圖6所示之磚牆型DRAM圖案組成。線段610之軸線(磚形物之較長軸線)大體上平行於Y方向。線段610係沿著X方向(垂直於磚形物之較長軸線)而以間距Px進行配置。藉由沿著單線之兩個鄰近線段之間的分離度來界定間隙620。間隙620之配置沿著Y方向而界定間距Py。

在該實施例中，間距Px之值為100奈米，且線段610之寬度為50奈米。間隙620之寬度為65奈米。用於印刷圖案600之投影過程的特性為投影系統PS具有為1.2之NA且光束B之輻射具有為193奈米之波長。

如圖7所說明，圖案化元件圖案600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PP_p)。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PP_p之橫穿。

如圖8所說明，圖案化元件圖案進一步將光束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PP_p)。對比於區域AE10及AE11，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而非對稱地安置。源自B1及B2之經繞射光束之間的差係關於線段610之間距Px與間隙620之間距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元件照明光束之第零級經繞射光束方向方面較不有效。

在存在諸如圖5所說明之四極照明的情況下，線段610及間隙620之影像可表示為分別由發散自照明光瞳平面PP_i中之四極照明強度分布之四個各別極之輻射所產生的4個影像之和。藉由僅在基板W上方及在基板W處自B1所繞射之光束DB10與DB11的重新組合(見圖7)來產生第一影像im1(圖式中未顯示)。此影像主要促成磚圖案600之影像中沿著X方向之對比度及解析度，從而比磚形物610之間的間隙620更好地解析沿著X方向之磚形物610之間的線狀空間。類似地，藉由光束B1'之繞射而產生之經繞射光束提供類似第一額外影像im1'(圖式中未顯示)。藉由僅在基板上方及在基板處自B2所繞射之光束DB20與DB21的重新組合(見圖8)來產生第二影像im2(圖式中未顯示)。此第二影像主要促成圖案600之影像中沿著Y方向之對比度及解析度，從而比沿著X方向之磚形物610之間的線狀空間更好地解析磚形物610之間的間隙620。類似第二額外影像im2'(圖式中未顯示)源自藉由圖案化元件圖案600處之光束B2'之繞射而產生的經繞射光束。

在影像平面附近及在影像平面處，相對於光束DB10及DB11之Z軸之傾斜在光瞳平面PP_p中分別與距離d10及d11成比例。因此，在影像平面附近，光束DB10與DB11在相對於Z軸(其大體上垂直於基板W)之相反且大體上相等的傾斜下重新組合以形成第一影像。兩個光束在相等但相反之傾斜角下重新組合的成像類型被稱作對稱兩光束成像。第一額外影像im1'之形成的特性同樣為該對稱兩光束成像。

存在與經組合之兩個影像im1及im1'相關聯之焦點深度(此處藉由DoFx來表示)。其為沿著Z軸之距離，在該距離內，在曝光期間基板W 之散焦不導致如印刷於抗蝕劑中之線段610之寬度的超出容許度之誤差。此寬度為臨界尺寸CD(圖案之最小可印刷尺寸)。在該實施例中，焦點深度DoFx為300奈米。類似地，可使焦點深度與間隙620之成像(亦即，與經組合影像im2及im2')相關聯。對比於與源自光束B1及B1'之輻射相關聯之成像，藉由光束DB20及DB21(源自光束B2)之影像im2的影像形成不為對稱兩光束成像，因為在影像平面附近光束DB20及DB21相對於Z軸之傾斜角為不同的。該非對稱兩光束成像較不理想，因為對稱性之缺乏可導致焦點深度之降低。在該實施例中，結果將為：經組合影像im1及im1'之焦點深度大於經組合影像im2及im2'之焦點深度。後者焦點深度被稱作DoFy。在該實施例中，為了大體上避免焦點深度DoFx與DoFy之間的該差，將第一光學相位改變施加至光束DB21且將第二光學相位改變施加至光束DB21'；此等相位改變為相對於各別第零級光束DB20及DB20'之相位的改變。另外，不將該等相對相位改變施加至其他第零級及第一級經繞射光束DB10、DB11、DB10'及DB11'。

使用相位調整器110以將所要相位改變提供至光束DB21及DB21'。首先，藉由控制器340而自圖案化元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元件圖案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PP_p中的強度分布。識別光束DB21及DB21'橫穿相位調整器110之光學元件310的區域AE21及AE21'(後者未展示於圖8中)。藉由控制器340來執行微影過程最佳化(例如，經配置以最佳化焦點深度)。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AE21及AE21'映射於光學元件310之部分320上，且識別由各別光束DB21及DB21'大體上橫穿之部分320，且儲存其關於對應加熱導線及/或冷卻通道之位址。在一實施例中，如圖9所說明，假定區域AE21對應於部分320-12及320-19。類似地，假定區域AE21'對應於部分320-26及320-33。

在該實施例中，針對光束DB21之所要相位改變為2π之分數90/193，且針對光束DB21'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其他部分320-1直至320-44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320-12及320-19之各別所要第一溫度及針對部分320-26及320-33之所要第二溫度，且判定對應電流及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)。

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PP_p附近之光學元件310之部分320的紅外線雷射。

施加如以上所描述之第一相位改變及第二相位改變之模擬預測可導致針對影像im2及im2'之焦點深度之增加。

圖10a說明在存在經施加之第一相位改變及第二相位改變的情況下用於在X方向上印刷線段610之寬度的經模擬曝光寬容度相對於焦點深度DoFx。沿著垂直軸線，標繪以百分比之曝光寬容度；沿著水平軸線，標繪以微米(μm)之焦點深度。

圖10b說明在存在經施加之第一相位改變及第二相位改變的情況下用於印刷線段610之間的間隙620的經模擬曝光寬容度相對於焦點深度DoFy。沿著垂直軸線，標繪以百分比之曝光寬容度；沿著水平軸線，標繪以微米(μm)之焦點深度。

圖10c說明在不存在施加第一相位改變及第二相位改變的情況下用於在X方向上印刷線段610之寬度的經模擬曝光寬容度相對於焦點深度DoFx。沿著垂直軸線，標繪以百分比之曝光寬容度；沿著水平軸線，標繪以微米(μm)之焦點深度。

圖10d說明在不存在施加經施加之第一相位改變及第二相位改變的情況下用於印刷線段610之間的間隙620的經模擬曝光寬容度相對於焦點深度DoFy。沿著垂直軸線，標繪以百分比之曝光寬容度；沿著水平軸線，標繪以微米(μm)之焦點深度。

如此等圖10a至圖10d所說明，在為1%之曝光寬容度下，針對間隙之影像的焦點深度DoFy藉由施加第一相位改變及第二相位改變而自大約125奈米增加至180奈米。可獲得焦點深度之增加而不大體上影響疊對效能，亦即，而無在基板W處在X-Y平面中之間隙620之影像之位置的關聯移位。此外，可獲得焦點深度DoFy之增加而不大體上降低與圖案600之影像中沿著X方向之對比度相關聯的焦點深度DoFx，其經需要以在容許度內在一位置處沿著磚形物610之長軸線而印刷線段610之邊緣。

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、用於磁域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，具有在為約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。