用於在遠紫外光刻中將同步加速器用作源的裝置的製作方法
2023-05-01 04:48:46
專利名稱：用於在遠紫外光刻中將同步加速器用作源的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型總體上涉及半導體製造和加工。更具體地，本實用新型涉及用於在遠紫外光刻中將同步加速器用作源的裝置。
背景技術：
計算技術的快速發展已經使得每秒鐘可以對有時大至數萬億字節的數據集執行數萬億次計算操作。這些發展很大程度上歸功於半導體製造技術的極大發展，這些半導體製造技術使得可以將數千萬器件集成在單個晶片上。
在可被印刷的最小特徵尺寸方面，傳統光刻工藝接近它們的物理極限。因此，半導體行業正積極地考慮將使得特徵尺寸進一步小型化的各種下一代技術。比較有希望的技術之一是遠紫外光刻(EUVL)，其使用約13nm的光(下文稱為「13nm」光)。
當今的EUVL系統並未準備好用於大規模製造，因為照明源、光刻膠和掩模存在嚴重的技術問題。EUVL照明源存在兩個重要問題功率和可靠性。正被考慮用於EUVL的遠紫外源能夠以慢的吞吐速率將5-10mJ/mm2遞送到晶片表面。具體地，通常使用的源通過利用雷射射擊金屬帶或氣體而產生EUVL光，其將引起產生13nm脈衝。然而，脈衝速率低並且該過程並不十分乾淨，這將使得此源壽命短且功率低。
EUVL中的光刻膠問題也直接與源的問題有關。首先，大部分材料吸收13nm光，所以深入滲透(～100nm)光刻膠是相當困難的。第二，EUVL光刻膠材料通常存在顯著的對比度問題和線邊緣粗糙度問題，這意味著光刻膠材料在區分光傳輸信號的強部分和弱部分時存在困難。不幸的是，如果源的功率低，則會惡化對比度問題和線邊緣粗糙度問題。
大規模製造通常需要每小時100個晶片的吞吐量。然而，業界目前正在考慮的EUVL源導致每小時10個晶片的吞吐量，並且估計每個單元花費五百萬美元到一千萬美元。因此，使用這些EUVL源的EUVL系統在經濟上很可能不可行。
實用新型內容在此提供了一種用於在遠紫外光刻(EUVL)系統中將同步加速器用作源的裝置。同步加速器的能量隨著時間減少，其中EUVL系統包括使用步進重複方式將圖案從標線片轉移到晶片上的步進器，其中步進器使用標線片來曝光所述晶片的區域，並在曝光了區域後，步進器將所述晶片移動到新位置，使得步進器可以曝光晶片上的另一區域，並且其中要求晶片的每個區域以恆定的劑量曝光。該裝置包括 測量裝置，配置用於測量同步加速器電流，其中同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，並且其中循環電子產生同步加速器電流；以及 調整裝置，配置用於基於同步加速器電流來調整步進器的曝光持續時間，其中步進器的曝光持續時間與同步加速器電流成反比，並且其中調整步進器的曝光持續時間以使得晶片以恆定的劑量曝光。
在一種實施方式中，EUVL系統包括準直儀，其配置用於生成矩形的束。
在一種實施方式中，所述裝置還包括校準裝置，其配置用於校準所述EUVL系統，以確定比例常數k，其中恆定的劑量D、同步加速器電流I和步進器的曝光持續時間T由D＝k·I·T相關聯。
在一種實施方式中，測量裝置進一步配置用於重複地測量同步加速器電流，並且一旦晶片已經以恆定的劑量曝光，則終止曝光。
在一種實施方式中，調整裝置配置用於使得EUVL系統能夠將晶片以恆定的劑量曝光，而無需使用用來監控源的能量的附加設備。
本實用新型的一個方面還涉及一種遠紫外光刻(EUVL)系統，該系統包括 同步加速器，其用作遠紫外輻射的源，其中源的能量隨著時間減少； 步進器，其使用步進重複方式將圖案從標線片轉移到晶片上，其中步進器使用標線片來曝光晶片的區域，並且在曝光區域後，步進器將晶片移動到新的位置，使得步進器能夠曝光晶片的另一區域，並且其中要求晶片的每個區域以恆定的劑量曝光；以及 計算機，其包括處理器和存儲器，其中所述處理器包括 接收裝置，配置用於接收同步加速器電流的測量結果，其中同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，所述循環電子產生所述同步加速器電流，以及其中所述測量結果是在不同的時間點獲得； 確定裝置，配置用於使用同步加速器電流的測量結果來確定晶片是否已經以恆定的劑量曝光，其中步進器的曝光持續時間與同步加速器電流成反比；以及 發送裝置，配置用於響應於確定晶片已經以基本恆定的劑量曝光，將終止曝光消息發送至步進器，期望該消息使得步進器停止曝光晶片。
在一種實施方式中，EUVL系統包括準直儀，配置用於生成矩形的束。
在一種實施方式中，EUVL系統被校準以確定比例常數k，其中恆定的劑量D、同步加速器電流I和步進器的曝光持續時間T由D＝k·I·T相關聯。
在一種實施方式中，確定裝置進一步包括 增量劑量值確定裝置，配置用於使用同步加速器電流的測量結果來確定增量劑量值； 合計劑量值確定裝置，配置用於使用增量劑量值來確定合計劑量值；以及 比較裝置，配置用於將合計劑量值與基本恆定的劑量相比較。
在一種實施方式中，確定裝置配置用於使得EUVL系統能夠將晶片以恆定的劑量曝光，而無需須使用用於監控源的能量的附加設備。
本實用新型的另一方面還涉及一種用於在遠紫外光刻(EUVL)系統中將同步加速器用作源的裝置。同步加速器的能量隨著時間減少，其中EUVL系統包括使用步進掃描方式將圖案從標線片轉移到晶片上的步進器，其中步進器以不同速率但同步的方式移動標線片和晶片，並且其中要求晶片以恆定的劑量曝光。該裝置包括 測量裝置，配置用於測量同步加速器電流，其中同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，並且其中循環電子產生同步加速器電流；以及 調整裝置，配置用於基於同步加速器電流來調整步進器的掃描速度，其中步進器的掃描速度與同步加速器電流成正比，並且其中調整步進器的掃描速度以使得晶片以恆定的劑量曝光。
在一種實施方式中，EUVL系統包括準直儀，配置用於生成平直的束，並且其中準直儀使用掠入射光學器件。
在一種實施方式中，裝置包括校準裝置，配置用於校準EUVL系統，以確定比例常數k，其中恆定的劑量D、同步加速器電流I和步進器的掃描速度V由相關聯。
在一種實施方式中，步進器的掃描速度基於同步加速器電流在規律的間隔進行調整，或者當每次標線片移動固定距離時進行調整。
在一種實施方式中，調整裝置配置用於使得EUVL系統能夠將晶片以恆定的劑量曝光，而無需使用用來監控源的能量的附加設備。
本實用新型的又一方面還涉及一種遠紫外光刻(EUVL)系統，該系統包括 同步加速器，其用作遠紫外輻射的源，其中源的能量隨著時間減少； 步進器，其使用步進掃描工藝來將圖案從標線片轉移到晶片上，其中步進器以不同速率但基本上同步的方式來移動標線片和晶片，並且其中要求晶片以恆定的劑量曝光；以及 計算機，其包括處理器和存儲器，其中處理器包括 接收裝置，配置用於接收同步加速器電流的測量結果，其中同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，以及其中循環電子產生同步加速器電流； 確定裝置，配置用於基於同步加速器電流的測量結果來確定目標掃描速度，其中目標掃描速度與同步加速器電流成正比，並且其中目標掃描速度使得晶片以恆定的劑量曝光；以及 發送裝置，配置用於發送目標掃描速度給步進器，期望使得步進器調整步進器的掃描速度以便與目標掃描速度相匹配。
在一種實施方式中，EUVL系統包括準直儀，配置用於生成平直的束，並且其中準直儀使用掠入射光學器件。
在一種實施方式中，恆定的劑量D、同步加速器電流I和步進器的掃描速度V由相關聯，其中k是通過校準EUVL系統而確定的比例常數。
在一種實施方式中，步進器的掃描速度基於同步加速器電流在規律的間隔進行調整，或者當每次標線片移動固定距離時進行調整。
在一種實施方式中，確定裝置配置用於使得EUVL系統能夠將晶片以恆定的劑量曝光，而無需使用用來監控源的能量的附加設備。
本實用新型的某些實施方式提供了一種系統，其使得在遠紫外光刻工藝中將同步加速器用作源。對於高功率的遠紫外輻射而言，同步加速器是可靠的源，並且因此，其不會遭受某些其他EUVL源所遭受的問題。然而，同步加速器源的能量會隨著時間減少，這對於大規模半導體製造而言是個嚴重的問題。具體地，同步加速器通常具有存儲循環電子的存儲環。當循環電子釋放光子時，電子損失能量，這將引起同步加速器輻射的能量隨著時間減少。
存在至少兩種類型的步進器使用步進重複方式的步進器和使用步進掃描方式的步進器。本實用新型的某些實施方式涉及控制步進器的行為，使得晶片上的所有位置都接收基本恆定的劑量，而不管同步加速器源的能量會隨著時間減少這一事實。
具體地，本實用新型的某些實施方式調整步進重複式步進器的曝光持續時間，以確保晶片以基本恆定的劑量曝光。同步加速器中的循環電子生成電流。可以校準EUVL系統以確定涉及劑量、同步加速器電流和步進器的曝光持續時間的比例常數。在操作期間，可以測量同步加速器電流，並且可以調整步進器的曝光持續時間，使得晶片以基本恆定的劑量曝光。
本實用新型的某些實施方式調整步進掃描式步進器的掃描速度，以確保晶片以基本恆定的劑量曝光。可以校準EUVL系統以確定涉及劑量、同步加速器電流和步進器的掃描速度的比例常數。在操作期間，可以測量同步加速器電流，並且可以調整步進器的掃描速度，使得晶片以基本恆定的劑量曝光。
注意，同步加速器通常包括用於監控同步加速器電流的設備。因此，使用同步加速器電流來調整步進器的曝光持續時間或步進器的掃描速度，可以不需要用來監控遠紫外輻射的能量的附加監控設備。
圖1示出了根據本實用新型一個實施方式的集成電路的設計和加工中的各種階段。
圖2示出了根據本實用新型一個實施方式的通用EUVL系統。
圖3A示出了根據本實用新型一個實施方式的、包括同步加速器源以及步進重複式步進器的EUVL系統。
圖3B示出了根據本實用新型一個實施方式的、包括同步加速器源以及步進掃描式步進器的EUVL系統。
圖4給出了根據本實用新型一個實施方式的、同步加速器電流與時間的圖示。
圖5A給出了示出根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流來調整步進重複式步進器的曝光時間的過程的流程圖。
圖5B給出了示出根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流來調整步進掃描式步進器的掃描速度的過程的流程圖。
圖6示出了根據本實用新型一個實施方式如何將計算機系統用於控制步進器。
圖7示出了根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流來調整步進重複式步進器的曝光時間的裝置。
圖8是圖6中根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流來調整步進重複式步進器的曝光時間的處理器的簡化框圖。
圖9示出了根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流來調整步進掃描式步進器的掃描速度的裝置。
圖10是圖6中根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流來調整步進掃描式步進器的掃描速度的處理器的簡化框圖。
具體實施方式
給出以下描述是為了使本領域技術人員能夠製造和使用本實用新型，並且這些描述是在特定應用及其要求的上下文中提供的。對於本領域技術人員而言，對所公開的實施方式做出各種改進是顯然的，並且在此定義的通用原理在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，適用於其他實施方式和應用。由此，本實用新型並不限於所示實施方式，而是符合與在此公開的原理和特徵一致的最寬泛範圍。
集成電路(IC)設計和加工 圖1示出了根據本實用新型一個實施方式的、集成電路的設計和加工中的各種階段。
該過程通常開始於產品構想(步驟100)，其使用EDA過程(步驟110)實現。一旦設計定稿，其通常被出帶(事件140)並通過加工過程(步驟150)和封裝和組裝過程(步驟160)，以產生完成的晶片(結果170)。本實用新型的一個實施方式可以在加工過程(步驟150)期間使用。
遠紫外光刻 圖2示出了根據本實用新型一個實施方式的EUVL系統。
在光刻期間，將標線片或掩模上的圖案印刷在晶片上。對於超過22nm節點的半導體晶片製造而言，EUVL是有希望的光刻工藝。來自源202的輻射可以由聚光器204聚焦和反射。光隨後可以在由掩模206和反射鏡系統208反射之後成像於晶片210上。在晶片曝光之後，可以通過使晶片經歷各種化學和物理工藝而顯影出圖案。
當今的EUVL源具有嚴重的功率和可靠性問題，其使得EUVL系統不能用於大規模製造。如上所述，當前用於EUVL系統的EUVL源以低的吞吐速率將5-10mJ/mm2遞送到晶片表面。具體地，通常使用的源通過利用雷射射擊金屬帶或氣體而產生EUVL光，其將引起產生13nm脈衝。然而，脈衝速率低並且該脈衝生成過程並不十分乾淨，這將使得此源壽命短且功率低。
同步加速器 本實用新型的一個實施方式在EUVL系統中將同步加速器用作源。同步加速器提供了良好的源，因為其是可靠的，並且其可以生成多個高功率束。然而，在EUVL中使用同步加速器源提出了在同步加速器可以用於大規模製造之前必須克服的新挑戰。
同步加速器是粒子加速器，其中磁場和電場與同步加速器內的循環帶電粒子仔細地同步。同步加速器通常的形狀像一個具有圓角的多邊形，其中圓角包含彎曲磁鐵以便彎曲帶電粒子的軌跡，使得它們在同步加速器中持續循環。
當帶電粒子被加速時，其釋放出光子。因為在同步加速器中循環的帶電粒子在同步加速器中的每個拐角處加速，其使得同步加速器能夠生成大量的輻射束。輻射束的頻率取決於粒子電荷和粒子在每個拐角處經歷的加速度。因此，束頻率可以通過控制帶電粒子的加速度而得以控制。
在典型的同步加速器設施中，電子由同步加速器加速，並隨後注入存儲環。在存儲環中，電子會隨著循環而生成輻射束，但是電子不獲得任何能量。在這種類型的設施中，束可以起源於存儲環的拐角處，或者在利用插入器件時起源於存儲環的筆直部分中。同步加速器技術非常好理解，該技術的進一步細節可以在很多書籍中找到，例如，2001年，牛津大學出版社，E.J.N.Wilson的An Introductionto Particle Accelerators. 同步加速器源已經用於醫療、凝聚態物理和材料科學。同步加速器源已在實驗設置中用於半導體製造，但是它們尚未用於大規模半導體製造。本實用新型的一個實施方式提供了用於在大規模半導體製造中，將同步加速器用作EUVL源的系統和技術。
如上所述，當今正在使用的EUVL源的嚴重問題在於它們的功率低到不可接受。例如，當今正在使用的EUVL源遞送的功率在5-10mJ/mm2範圍內。相反，同步加速器可以容易地生成多個高功率輻射束，其每一個都能夠將成百mJ/mm2遞送到晶片的表面。此外，與當今使用的EUVL源不同，同步加速器源的壽命不短，這部分上是因為用來生成輻射的工藝非常乾淨。
步進器 在大規模半導體製造中，步進器通常用於曝光標線片。存在至少兩種類型的步進器使用步進重複方式的步進器，和使用步進掃描方式的步進器。
步進重複式步進器在掩模的區域上曝光整個標線片，並隨後「步進」到新位置，使得其可以在新位置再次曝光標線片。以此方式，步進重複式步進器在晶片上產生標線片的圖案的多個拷貝。在晶片上任何點接收的劑量與光源的強度成正比，也與曝光持續時間成正比。
圖3A示出了根據本實用新型一個實施方式的、包括同步加速器源和步進重複式步進器的EUVL系統。
來自源302的輻射可以由準直儀304聚焦並準直成方形束312。光隨後可在由標線片306和反射鏡系統308反射之後成像於晶片310上。注意，束保持方形，直到其成像於晶片上。
如上所述，步進重複式步進器在晶片上的多個位置處(晶片310上曝光的區域被示出為方形)曝光整個晶片。在步進重複式步進器中，在曝光期間，標線片和晶片是固定的。
步進重複方式可以限制在光刻期間達到的解析度。與步進重複式步進器相反，步進掃描式步進器一次僅曝光晶片的一部分，這允許系統印刷更小的特徵尺寸。類似於步進重複式步進器，步進掃描式步進器曝光晶片的區域，並隨後移動或「步進」到晶片上新的區域。然而，與步進重複式步進器不同，步進掃描式步進器通過掃描標線片，即，通過使用將標線片的細部分投射到晶片上的強平直光束來曝光標線片，從而執行曝光。
圖3B示出了根據本實用新型一個實施方式的、包括同步加速器源和步進掃描式步進器的EUVL系統。
來自同步加速器源352的輻射可以由使用掠入射光學器件的準直儀354聚焦並準直成平直束362。平直束可以在由標線片356和反射鏡系統358反射之後成像於晶片360上。
在步進掃描方式中，並未同時曝光標線片356的整個區域。取而代之的是，步進掃描式步進器使用平直束362來在晶片360上曝光標線片的細部分。通過在相反方向上移動標線片356和晶片360，步進掃描式步進器可以將標線片圖案「掃描」到晶片，一次一個細部分。用於掃描標線片的平直束非常細，但是其仍然具有限定的寬度。因此，為了確定晶片上任何給定點處的劑量，需要在平直束的寬度上對源強度進行積分。
注意，標線片通常移動得比晶片快，因為標線片圖案通常在印刷在晶片上之前按比例縮小。進一步地，注意，標線片和晶片必須以基本上理想同步的方式移動；否則，空間像會變得模糊，並且晶片上得到的圖像不會是期待的形狀和/或尺寸。事實上，必須維持標線片和晶片之間基本上理想的同步，即使在它們被加速或減速時也是如此。
與實驗設置相反，大規模製造系統對於工藝變化基本上具有較低的容忍度。具體地，對於大規模製造，必須確保晶片上的每個點基本上以同一劑量曝光。
在EUVL中將同步加速器用作源 儘管同步加速器並不具有通常使用的EUVL系統所具有的缺陷，不過在大規模半導體製造工藝中將同步加速器用作EUVL源帶來了新挑戰。注意，這些挑戰可能不會出現在實驗設置中；然而，它們會出現在大規模製造系統中，這歸因於其對工藝變化的基本上較低的容忍度，以及歸因於大規模製造系統需要在沒有停工期的長持續期間操作。
同步加速器的一個嚴重問題在於，電子會在輻射能量時損失功率，這會引起束功率隨著時間減少。
圖4給出了根據本實用新型一個實施方式的、同步加速器電流與時間的圖示。
注意，與束強度成正比的同步加速器電流，其在不到8小時的時間裡幾乎減半。在實驗設置中，這可能不是問題，因為系統僅用於較短持續時間，在這段時間內，僅需要為了實驗目的採取較少的曝光。然而，如果同步加速器在大規模製造系統中用作EUVL源，則其不得不在嚴格得多的條件下工作長得多的時間。具體地，對於大規模半導體製造，劑量必須在基本上很小的範圍值內。此外，系統必須在為了維護目的(例如，為了將新的電子集合注入存儲環中)而關機之前操作很長時間。
不幸的是，如圖4所示，同步加速器的束功率的減少是實質的，並且因此，對於大規模製造而言，技術和系統需要在不關閉系統的情況下對抗同步加速器的束功率的減少。
注意，在同步加速器中循環的電子的速度和數量確定了循環電子的電流。進一步地，同步加速器電流，即，循環電子產生的電流，與束強度成正比。因此，同步加速器電流可以作為束功率的代表。
此外，注意，同步加速器通常已經具有用來測量同步加速器電流的工具。本實用新型的一個實施方式使用以下發現如果使用同步加速器電流來調整步進器的掃描速度，則可以確保晶片上的每個點接收基本上相同的劑量，而不需要用來監控束的強度的附加設備。
束強度與同步加速器電流成正比。劑量與束強度成正比，與曝光持續時間成正比，與掃描速度成反比。因此，為了確保恆定的劑量，步進重複式步進器的曝光時間可以隨著同步加速器電流的減少而成比例地增加。劑量、同步加速器電流和曝光持續時間之間的關係可以由以下等式表示 D＝k1·I·T(1) 其中，D是劑量，I是同步加速器電流，T是曝光持續時間，以及k1是可以通過校準EUVL系統而確定的比例常數。
在校準期間，可以測量同步加速器電流、步進重複式步進器的曝光持續時間和劑量。測量數據隨後可以用於確定比例常數。同步加速器電流以及步進重複式步進器的曝光時間可以使用適當的工具來測量，例如，用來測量電流的安培計和用來測量曝光持續時間的時鐘。劑量可以通過測量在晶片表面上的點處接收的輻射強度來直接測量。備選地，劑量可以通過測量印刷圖案的臨界尺寸來間接測量。例如，如果對於不同劑量圖案的臨界尺寸是已知的，則臨界尺寸數據可以用來間接確定劑量。一旦通過校準設備而確定了比例常數k1，則可以基於同步加速器電流來調整曝光持續時間。
在步進掃描式步進器中，掃描速度可以隨著同步加速器電流的減少而成比例地減少，以便確保恆定的劑量。劑量、同步加速器電流和掃描速度之間的關係可以由以下等式表示 其中D是劑量，I是同步加速器電流，V是步進掃描式步進器的掃描速度，以及k2是可以通過校準EUVL系統而確定的比例常數。
與利用步進重複式步進器類似，該步進器可以通過測量同步加速器的電流、步進掃描式步進器的掃描速度以及劑量來校準。具體地，步進掃描式步進器的掃描速度可以使用轉速計來測量，該轉速計測量步進掃描式步進器用來移動晶片和標線片的馬達的速度。一旦通過校準該設備而確定了比例常數k2，則可以基於同步加速器電流來調整掃描速度。
注意，使用同步加速器電流來調整曝光時間或者來調整掃描速度可以消除對用以直接監控束強度的昂貴設備的需要。具體地，本實用新型的一個實施方式不使用附加的監控設備來直接監控正用於曝光晶片的輻射強度。
圖5A給出了示出根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流調整步進重複式步進器的曝光時間的過程的流程圖。
該過程可以開始於校準同步加速器以確定比例常數，該比例常數使得系統能夠確定同步加速器電流以及步進重複式步進器的曝光持續時間之間的關係(步驟502)。
例如，等式(1)給出了曝光持續時間T和同步加速器電流I之間的下述關係T＝D/(k1·I)，其中k1是可以通過校準步進器來確定的比例常數，而D是將施加於晶片的恆定的劑量。
在操作期間，系統可以測量同步加速器電流，其中同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，並且其中循環電子產生同步加速器電流(步驟504)。
接著，系統可以基於同步加速器電流來調整步進器的曝光持續時間，其中步進器的曝光持續時間與同步加速器電流成正比，並且其中調整步進器的曝光持續時間以使得晶片以基本恆定的劑量曝光(步驟506)。
很多技術可以用來調整曝光持續時間。在一個實施方式中，曝光持續時間可以通過在不同時間點(例如，在規律的時間間隔)對同步加速器電流進行採樣而確定。例如，同步加速器電流可以每隔一毫秒進行測量。接著，系統可以通過將在每個毫秒中施加至晶片的增量劑量進行總計，來知道已經施加給晶片的合計劑量。接著，一旦合計劑量達到期望的水平，系統便可以終止曝光。
備選地，對同步加速器電流的測量可以用來預測同步加速器電流的未來值，並且可以基於預測的值來調整曝光持續時間。具體地，如果同步加速器的電流由函數I(t)給出，則劑量D和曝光時間T由等式相關聯 因此，如果知道同步加速器電流會如何隨著時間變化，則等式(3)可以用來確定將產生期望劑量的曝光持續時間T。
圖5B給出了示出根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流調整步進掃描式步進器的掃描速度的過程的流程圖。
該過程可以開始於校準同步加速器以確定比例常數，該比例常數使得系統能夠確定同步加速器電流以及步進掃描式步進器的掃描速度之間的關係(步驟552)。例如，等式(2)給出了掃描速度V和同步加速器電流I之間的下述關係V＝(k/D)·I，其中k是比例常數，而D是可以施加至晶片的恆定的劑量。
在操作期間，系統可以測量同步加速器電流，其中同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，並且其中循環電子產生同步加速器電流(步驟554)。
接著，系統可以基於同步加速器電流調整步進器的掃描速度，其中步進器的掃描速度與同步加速器電流成正比，並且其中調整步進器的掃描速度以使得晶片以基本恆定的劑量曝光(步驟556)。
步進器的掃描速度是指步進器移動標線片和晶片的經過同步的速度。由於標線片的速度和晶片的速度基本上理想同步，所以可以使用標線片或晶片的速度來確定另一個的速度。具體地，術語「掃描速度」可以指標線片的速度、晶片的速度或者步進器以基本同步的方式用其移動標線片和晶片的馬達的速度。
很多技術可以用來調整掃描速度。例如，在一個實施方式中，可以基於同步加速器電流在規律的時間間隔調整掃描速度。例如，同步加速器電流可以在每秒進行測量，而掃描速度可以相應調整。
備選地，掃描速度可以在每次標線片和/或晶片移動固定距離時進行調整。在又一實施方式中，對同步加速器電流的測量可以用來預測同步加速器電流的未來值，並且可以基於預測的值來調整掃描速度。在一個實施方式中，步進器逐漸改變掃描速度，並且在此逐漸改變期間，步進器維持標線片的移動和晶片的移動之間基本上理想的同步。某些實施方式可以使用控制循環反饋機制來控制步進器的掃描速度。例如，系統可以使用P(比例)、PD(比例-微分)、PI(比例-積分)，或PID(比例-積分-微分)控制器來逐漸將步進器的掃描速度改變到期望的值。
圖6示出了根據本實用新型一個實施方式如何使用計算機系統來控制步進器。
計算機602可以與同步加速器604和步進器606通信，該步進器可以是步進重複式步進器或步進掃描式步進器。具體地，同步加速器604可以將同步加速器電流的測量結果傳輸至計算機602。計算機602可以基於同步加速器電流來確定目標曝光持續時間或目標掃描速度，並將目標曝光持續時間或目標掃描速度傳輸至步進器606，該步進器隨後可以相應地調整其曝光持續時間或掃描速度。
在一個實施方式中，步進器606可以調整其掃描速度，使得其與目標掃描速度相匹配。在另一實施方式中，計算機602可以知道已經施加至晶片的劑量，並在劑量到達期望的水平時，計算機602可以向步進器606發送消息，該消息使得步進器停止曝光該晶片。例如，計算機602可以使用在不同時間點測量的同步加速器電流測量結果來確定增量劑量。接著，計算機602可以使用增量劑量值來確定合計劑量值，並將合計劑量值與基本恆定的劑量相比較以確定劑量是否達到期望的水平。
計算機602可以包括處理器608、存儲器610和存儲設備612。存儲設備612可以存儲用於執行圖5A和/或圖5B中示出的過程的指令。在操作期間，這些指令可以加載至存儲器610，並隨後由處理器608執行，從而使得計算機602執行圖5A和/或圖5B中示出的過程的一個或多個步驟。
圖7示出了根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流來調整步進重複式步進器的曝光時間的裝置。
如圖7所示，在此描述了一種用於在遠紫外光刻(EUVL)系統中將同步加速器用作源的裝置700，同步加速器的能量隨著時間減少，其中EUVL系統包括使用步進重複方式將圖案從標線片轉移到晶片上的步進器，其中步進器使用標線片來曝光晶片的區域，並在曝光了區域後，步進器將晶片移動到新位置，使得步進器可以曝光晶片上的另一區域，並且其中要求晶片的每個區域以恆定的劑量曝光。該裝置700包括 測量裝置704，配置用於測量同步加速器電流，其中同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，並且其中循環電子產生同步加速器電流；以及 調整裝置706，配置用於基於同步加速器電流來調整步進器的曝光持續時間，其中步進器的曝光持續時間與同步加速器電流成反比，並且其中調整步進器的曝光持續時間以使得晶片以恆定的劑量曝光。
在一種實施方式中，EUVL系統包括準直儀，其配置用於生成矩形的束。
在一種實施方式中，裝置700還包括校準裝置702，其配置用於校準EUVL系統，以確定比例常數k，其中恆定的劑量D、同步加速器電流I和步進器的曝光持續時間T由D＝k·I·T相關聯。
在一種實施方式中，測量裝置704進一步配置用於重複地測量同步加速器電流，並且一旦晶片已經以恆定的劑量曝光，則終止曝光。
在一種實施方式中，調整裝置706配置用於使得EUVL系統能夠將晶片以恆定的劑量曝光，而無需使用用來監控源的能量的附加設備。
本實用新型的一個方面還涉及一種遠紫外光刻(EUVL)系統，該系統包括 同步加速器，其用作遠紫外輻射的源，其中源的能量隨著時間減少； 步進器，其使用步進重複方式將圖案從標線片轉移到晶片上，其中步進器使用標線片來曝光晶片的區域，並且在曝光區域後，步進器將晶片移動到新的位置，使得步進器能夠曝光晶片的另一區域，並且其中要求晶片的每個區域以恆定的劑量曝光；以及 計算機，其包括處理器和存儲器。
圖8是圖6中根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流來調整步進重複式步進器的曝光時間的處理器的簡化框圖。
如圖8所示，處理器800包括 接收裝置802，配置用於接收同步加速器電流的測量結果，其中同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，循環電子產生同步加速器電流，以及其中測量結果是在不同的時間點獲得； 確定裝置804，配置用於使用同步加速器電流的測量結果來確定晶片是否已經以恆定的劑量曝光，其中步進器的曝光持續時間與同步加速器電流成反比；以及 發送裝置806，配置用於響應於確定晶片已經以基本恆定的劑量曝光，將終止曝光消息發送至步進器，期望該消息使得步進器停止曝光晶片。
在一種實施方式中，EUVL系統包括準直儀，配置用於生成矩形的束。
在一種實施方式中，EUVL系統被校準以確定比例常數k，其中恆定的劑量D、同步加速器電流I和步進器的曝光持續時間T由D＝k·I·T相關聯。
在一種實施方式中，確定裝置804進一步包括 增量劑量值確定裝置812，配置用於使用同步加速器電流的測量結果來確定增量劑量值； 合計劑量值確定裝置814，配置用於使用增量劑量值來確定合計劑量值；以及 比較裝置816，配置用於將合計劑量值與恆定的劑量相比較。
在一種實施方式中，確定裝置804配置用於使得EUVL系統能夠將晶片以恆定的劑量曝光，而無需須使用用於監控源的能量的附加設備。
圖9示出了根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流來調整步進掃描式步進器的掃描速度的裝置。
如圖9所示，在此描述了一種用於在遠紫外光刻(EUVL)系統中將同步加速器用作源的裝置900，同步加速器的能量隨著時間減少，其中EUVL系統包括使用步進掃描方式將圖案從標線片轉移到晶片上的步進器，其中步進器以不同速率但同步的方式移動標線片和晶片，並且其中要求晶片以恆定的劑量曝光。裝置900包括 測量裝置904，配置用於測量同步加速器電流，其中同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，並且其中循環電子產生同步加速器電流；以及 調整裝置906，配置用於基於同步加速器電流來調整步進器的掃描速度，其中步進器的掃描速度與同步加速器電流成正比，並且其中調整步進器的掃描速度以使得晶片以恆定的劑量曝光。
在一種實施方式中，EUVL系統包括準直儀，配置用於生成平直的束，並且其中準直儀使用掠入射光學器件。
在一種實施方式中，裝置900包括校準裝置902，配置用於校準EUVL系統，以確定比例常數k，其中恆定的劑量D、同步加速器電流I和步進器的掃描速度V由相關聯。
在一種實施方式中，步進器的掃描速度基於同步加速器電流在規律的間隔進行調整，或者當每次標線片移動固定距離時進行調整。
在一種實施方式中，調整裝置906配置用於使得EUVL系統能夠將晶片以恆定的劑量曝光，而無需使用用來監控源的能量的附加設備。
本實用新型的又一方面還涉及一種遠紫外光刻(EUVL)系統，該系統包括 同步加速器，其用作遠紫外輻射的源，其中源的能量隨著時間減少； 步進器，其使用步進掃描工藝來將圖案從標線片轉移到晶片上，其中步進器以不同速率但基本上同步的方式來移動標線片和晶片，並且其中要求晶片以恆定的劑量曝光；以及 計算機，其包括處理器和存儲器。
圖10是圖6中根據本實用新型一個實施方式的、用於基於同步加速器電流來調整步進掃描式步進器的掃描速度的處理器的簡化框圖。
如圖10所示，處理器1000包括 接收裝置1002，配置用於接收同步加速器電流的測量結果，其中同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，以及其中循環電子產生同步加速器電流； 確定裝置1004，配置用於基於同步加速器電流的測量結果來確定目標掃描速度，其中目標掃描速度與同步加速器電流成正比，並且其中目標掃描速度使得晶片以恆定的劑量曝光；以及 發送裝置1006，配置用於發送目標掃描速度給步進器，期望使得步進器調整步進器的掃描速度以便與目標掃描速度相匹配。
在一種實施方式中，EUVL系統包括準直儀，配置用於生成平直的束，並且其中準直儀使用掠入射光學器件。
在一種實施方式中，恆定的劑量D、同步加速器電流I和步進器的掃描速度V由相關聯，其中k是通過校準EUVL系統而確定的比例常數。
在一種實施方式中，步進器的掃描速度基於同步加速器電流在規律的間隔進行調整，或者當每次標線片移動固定距離時進行調整。
在一種實施方式中，確定裝置1004配置用於使得EUVL系統能夠將晶片以恆定的劑量曝光，而無需使用用來監控源的能量的附加設備。
結論 在此具體實施方式
中描述的數據結構和代碼通常存儲在計算機可讀存儲介質上，其可以是能夠存儲供計算機系統使用的代碼和/或數據的任何設備或介質。計算機可讀存儲介質包括但不限於易失性存儲器、非易失性存儲器、磁和光存儲器件(諸如，盤驅動器、磁帶、CD(壓縮盤)、DVD(數字通用盤或數字視頻盤))，或能夠存儲計算機可讀介質的現在已知或日後研發的其他介質。
在具體實施方式
部分中描述的方法和過程可以實現為代碼和/或數據，其可以存儲在如上所述的計算機可讀存儲介質中。當計算機系統讀取並執行存儲在計算機可讀存儲介質上的代碼和/或數據時，計算機系統執行實現為數據結構和代碼並存儲在計算機可讀存儲介質內的方法和過程。
此外，以下描述的方法和過程可以包括在硬體模塊中。例如，硬體模塊可以包括但不限於專用集成電路(ASIC)晶片、現場可編程門陣列(FPGA)和現在已知或日後研發的其他可編程邏輯器件。當硬體模塊被激活時，硬體模塊執行包括在硬體模塊內的方法和過程。
僅為了示出和描述的目的給出了本實用新型實施方式的前述描述。它們並不是窮舉性的，也是不用來將本實用新型限制到公開的形式。因此，對於本領域技術人員而言，很多修改和變體是顯然的。另外，以上公開並不意在限制本實用新型。本實用新型的範圍由所附權利要求來限定。
權利要求1.一種用於在遠紫外光刻EUVL系統中將同步加速器用作源的裝置，其特徵在於所述同步加速器的能量隨著時間減少，其中所述遠紫外光刻EUVL系統包括使用步進重複方式將圖案從標線片轉移到晶片上的步進器，其中所述步進器使用所述標線片來曝光所述晶片的區域，並在曝光了所述區域後，所述步進器將所述晶片移動到新位置，使得所述步進器可以曝光所述晶片上的另一區域，並且其中要求所述晶片的每個區域以恆定的劑量曝光，所述裝置包括
測量裝置，配置用於測量同步加速器電流，其中所述同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，並且其中所述循環電子產生所述同步加速器電流；以及
調整裝置，配置用於基於所述同步加速器電流來調整所述步進器的曝光持續時間，其中所述步進器的曝光持續時間與所述同步加速器電流成反比，並且其中調整所述步進器的曝光持續時間以使得所述晶片以恆定的劑量曝光。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述遠紫外光刻EUVL系統包括準直儀，其配置用於生成矩形的束。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於還包括校準裝置，其配置用於校準所述遠紫外光刻EUVL系統，以確定比例常數k，其中所述恆定的劑量D、同步加速器電流I和所述步進器的曝光持續時間T由D＝k·I·T相關聯。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述測量裝置進一步配置用於重複地測量所述同步加速器電流，並且一旦所述晶片已經以所述恆定的劑量曝光，則終止所述曝光。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述調整裝置配置用於使得所述遠紫外光刻EUVL系統能夠將所述晶片以所述恆定的劑量曝光，而無需使用用來監控所述源的能量的附加設備。
6.一種遠紫外光刻EUVL系統，其特徵在於包括
同步加速器，其用作遠紫外輻射的源，其中所述源的能量隨著時間減少；
步進器，其使用步進重複方式將圖案從標線片轉移到晶片上，其中所述步進器使用所述標線片來曝光所述晶片的區域，並且在曝光所述區域後，所述步進器將所述晶片移動到新的位置，使得所述步進器能夠曝光所述晶片的另一區域，並且其中要求所述晶片的每個區域以恆定的劑量曝光；以及
計算機，其包括處理器和存儲器，其中所述處理器包括
接收裝置，配置用於接收同步加速器電流的測量結果，其中所述同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，所述循環電子產生所述同步加速器電流，以及其中所述測量結果是在不同的時間點獲得；
確定裝置，配置用於使用所述同步加速器電流的測量結果來確定所述晶片是否已經以所述恆定的劑量曝光，其中所述步進器的曝光持續時間與所述同步加速器電流成反比；以及
發送裝置，配置用於響應於確定所述晶片已經以所述基本恆定的劑量曝光，將終止曝光消息發送至所述步進器，期望該消息使得所述步進器停止曝光所述晶片。
7.根據權利要求6所述的遠紫外光刻EUVL系統，其特徵在於所述遠紫外光刻EUVL系統包括準直儀，配置用於生成矩形的束。
8.根據權利要求6所述的遠紫外光刻EUVL系統，其特徵在於所述遠紫外光刻EUVL系統被校準以確定比例常數k，其中所述恆定的劑量D、同步加速器電流I和所述步進器的曝光持續時間T由D＝k·I·T相關聯。
9.根據權利要求6所述的遠紫外光刻EUVL系統，其特徵在於所述確定裝置進一步包括
增量劑量值確定裝置，配置用於使用所述同步加速器電流的測量結果來確定增量劑量值；
合計劑量值確定裝置，配置用於使用所述增量劑量值來確定合計劑量值；以及
比較裝置，配置用於將所述合計劑量值與所述恆定的劑量相比較。
10.根據權利要求6所述的遠紫外光刻EUVL系統，其特徵在於所述確定裝置配置用於使得所述遠紫外光刻EUVL系統能夠將所述晶片以所述恆定的劑量曝光，而無需須使用用於監控所述源的能量的附加設備。
11.一種用於在遠紫外光刻EUVL系統中將同步加速器用作源的裝置，其特徵在於所述同步加速器的能量隨著時間減少，其中所述遠紫外光刻EUVL系統包括使用步進掃描方式將圖案從標線片轉移到晶片上的步進器，其中所述步進器以不同速率但同步的方式移動所述標線片和所述晶片，並且其中要求所述晶片以恆定的劑量曝光，所述裝置包括
測量裝置，配置用於測量同步加速器電流，其中所述同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，並且其中所述循環電子產生所述同步加速器電流；以及
調整裝置，配置用於基於所述同步加速器電流來調整所述步進器的掃描速度，其中所述步進器的掃描速度與所述同步加速器電流成正比，並且其中調整所述步進器的掃描速度以使得所述晶片以恆定的劑量曝光。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於所述遠紫外光刻EUVL系統包括準直儀，配置用於生成平直的束，並且其中所述準直儀使用掠入射光學器件。
13.根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於；所述裝置包括校準裝置，配置用於校準所述遠紫外光刻EUVL系統，以確定比例常數k，其中所述恆定的劑量D、同步加速器電流I和所述步進器的掃描速度V由
相關聯。
14.根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於所述步進器的掃描速度基於所述同步加速器電流在規律的間隔進行調整，或者當每次所述標線片移動固定距離時進行調整。
15.根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於所述調整裝置配置用於使得所述遠紫外光刻EUVL系統能夠將所述晶片以所述恆定的劑量曝光，而無需使用用來監控所述源的能量的附加設備。
16.一種遠紫外光刻EUVL系統，其特徵在於包括
同步加速器，其用作遠紫外輻射的源，其中所述源的能量隨著時間減少；
步進器，其使用步進掃描工藝來將圖案從標線片轉移到晶片上，其中所述步進器以不同速率但同步的方式來移動所述標線片和所述晶片，並且其中要求所述晶片以恆定的劑量曝光；以及
計算機，其包括處理器和存儲器，其中所述處理器包括
接收裝置，配置用於接收同步加速器電流的測量結果，其中所述同步加速器包括存儲循環電子的存儲環，以及其中所述循環電子產生所述同步加速器電流；
確定裝置，配置用於基於所述同步加速器電流的測量結果來確定目標掃描速度，其中所述目標掃描速度與所述同步加速器電流成正比，並且其中所述目標掃描速度使得所述晶片以所述恆定的劑量曝光；以及
發送裝置，配置用於發送所述目標掃描速度給所述步進器，期望使得所述步進器調整所述步進器的掃描速度以便與所述目標掃描速度相匹配。
17.根據權利要求16所述的遠紫外光刻EUVL系統，其特徵在於所述遠紫外光刻EUVL系統包括準直儀，配置用於生成平直的束，並且其中所述準直儀使用掠入射光學器件。
18.根據權利要求16所述的遠紫外光刻EUVL系統，其特徵在於所述恆定的劑量D、同步加速器電流I和所述步進器的掃描速度V由
相關聯，其中k是通過校準所述遠紫外光刻EUVL系統而確定的比例常數。
19.根據權利要求16所述的遠紫外光刻EUVL系統，其特徵在於所述步進器的掃描速度基於所述同步加速器電流在規律的間隔進行調整，或者當每次所述標線片移動固定距離時進行調整。
20.根據權利要求16所述的遠紫外光刻EUVL系統，其特徵在於所述確定裝置配置用於使得所述遠紫外光刻EUVL系統能夠將所述晶片以所述恆定的劑量曝光，而無需使用用來監控所述源的能量的附加設備。
專利摘要本實用新型提供一種用於在遠紫外光刻(EUVL)系統將同步加速器用作源的裝置，其中同步加速器的能量隨著時間減少。EUVL系統可以包括步進器，其使用步進重複方式或步進掃描方式來將圖案從標線片轉移到晶片上。要求晶片以基本恆定的劑量曝光。在操作期間，系統可以測量同步加速器電流，並基於同步加速器電流來調整步進器的曝光持續時間或步進器的掃描速度，使得晶片以基本上恆定的劑量曝光。注意，使用同步加速器電流來控制步進器可以使得EUVL系統能夠使晶片以基本上恆定的劑量曝光，而無需使用用來監控源的能量的附加設備。
文檔編號H05H13/04GK201540455SQ20092021911
公開日2010年8月4日 申請日期2009年10月13日 優先權日2008年10月14日
發明者L·S·梅爾文三世 申請人:新思科技有限公司