控制輻射源和包括輻射源的光刻設(shè)備的方法
【專利說明】控制福射源和包括福射源的光刻設(shè)備的方法
[0001] 巧關(guān)申請的香叉引用
[0002] 本申請要求享有2013年5月20日提交的美國臨時申請61/825,300的優(yōu)先權(quán)，并 且在此通過整體引用將其并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明設(shè)及對用于將福射傳遞至例如光刻設(shè)備的福射源的操作。
【背景技術(shù)】
[0004] 光刻設(shè)備是施加所需圖案至襯底的目標部分上的機器。光刻設(shè)備例如可W在集成 電路（1C)的制造中使用。在該情形中，備選地稱作掩模或掩模版的圖案形成裝置可W用于 賦予福射束W對應(yīng)于1C的各個層的電路圖案，并且該圖案可W成像至具有福射敏感材料 (抗蝕劑）層的襯底（例如娃晶片）上的目標部分（例如包括部分裸片、一個或數(shù)個裸片） 上。通常，單個襯底將包含相繼曝光的相鄰目標部分的網(wǎng)絡(luò)。已知的光刻設(shè)備包括所謂的 掃描器，在該掃描器中通過沿給定方向（"掃描"方向）穿過福射束掃描圖案而照射每個目 標部分，而同時同步地平行于或反平行于該方向掃描襯底。 陽〇化]福射束可W由福射源產(chǎn)生。例如，期望的是W消除或減輕現(xiàn)有技術(shù)的（不論在本 文中或者在其它地方被標識出的）一個或多個問題的方式操作福射源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)一個方面，提供了一種選擇待施加至福射源的變量的周期性調(diào)制的方法，其 中福射源可操作用于將福射傳遞至光刻設(shè)備W用于作為福射帶投射至襯底上，W及其中光 刻設(shè)備可操作用于相對于福射帶W掃描速度移動襯底，方法包括：
[0007] 針對系統(tǒng)參數(shù)的一個或多個集合W及針對襯底上的一個或多個位置計算量值，量 值是源自于被施加至福射源的變量的調(diào)制的對于被傳遞至該位置的能量劑量的貢獻的度 量，其中對于能量劑量的貢獻被計算為W下項的卷積：福射帶的分布，W及對于由福射源傳 遞的福射的福照度的貢獻；W及
[0008] 選擇調(diào)制頻率，在該調(diào)制頻率處針對系統(tǒng)參數(shù)的一個或多個集合中的每一個W及 襯底上的一個或多個位置中的每一個的量值滿足特定準則。
[0009] 由襯底上的點接收的福射的劑量定義為單位面積上由襯底上的該點接收的能量 的量值。
[0010] 該設(shè)置允許施加調(diào)制至福射源的變量，而仍然對于施加的調(diào)制對由襯底上的點所 接收的福射劑量的影響具有定量控制。運可W是特別有利的，因為通常需要對于由襯底上 的點所接收福射劑量的精確控制。
[0011] 調(diào)制可W是任何周期性波形。在實施例中，調(diào)制是正弦調(diào)制。運可W是有利的，如 果施加的調(diào)制用于校準光刻設(shè)備，因為更復(fù)雜的波形可W使得校準過程復(fù)雜化而提供較少 或不提供優(yōu)點。
[0012] 福射源可W是激光器。激光器可W是氣體激光器。激光器可W是受激準分子激光 器。
[0013]調(diào)制可W施加至福射源的輸出功率或福照度的幅度。有利地，通過W已知方式改 變福射源的輸出功率或福照度的幅度，可W確定光刻設(shè)備對福射的響應(yīng)。運可W允許對于 投射至襯底上的束的功率或福照度的精確控制。
[0014]在實施例中，調(diào)制可W施加至福射源的變量，其可W間接地影響福射源的輸出功 率或福照度。例如，福射源可W具有一個或多個變量，其可W改變W便于改變福射源的輸出 功率或福照度，W及調(diào)制可W施加至一個或多個變量之一。例如，對于其中福射源是激光器 的實施例，可W由外部源提供能量至激光器的增益媒介。該過程已知為累浦，并且外部源可 W包括：電源（電累浦），電磁福射（光學(xué)累浦），氣流（氣體動力學(xué)累浦），或一些其他合 適的能源。外部能源可W是可調(diào)的，W使得可W改變提供至增益媒介的累浦功率的量。為 此目的，外部能源可W具有一個或多個輸入變量，其可W改變W便于改變提供至增益媒介 的功率。在一個實施例中，福射源是受激準分子氣體激光器，并且調(diào)制施加至在成對的放電 導(dǎo)體兩端的電壓。
[0015]福射帶的分布取決于光刻設(shè)備的光學(xué)部件。通常，福射的分布可W由函數(shù)描述，其 描述了沿光刻設(shè)備的掃描方向的福射分布的總體形狀。
[0016]福射帶的分布可W是非均勻的。因為能量劑量被計算為福射帶的分布與對于由福 射源傳遞的福照度的貢獻的卷積，有利地，本發(fā)明的實施例允許考慮非均勻分布對能量劑 量的影響。
[0017]福射帶的分布可W包括抬升的中屯、部分和較低的邊緣部分。有利地，當(dāng)使福射源 脈動時，該分布減小了在由襯底上的不同點接收的福射劑量的變化。例如，分布可W是梯 形、截去頂端的高斯分布或如希望或需要的任何其他形狀。
[0018]針對襯底上的多于一個位置計算量值是有利的，因為通常對于固定的調(diào)制和福射 分布，將存在被傳遞至襯底上的不同點的福射劑量的范圍。因此，通過使用襯底上的多于一 個位置，方法可W有助于確保所施加的調(diào)制對于由襯底上的所有點接收的福射劑量的影響 滿足準則。例如，可W針對襯底上多個位置執(zhí)行計算，并且可W找到最壞情形方案，其例如 是量值最大所處的位置。通過使得量值對于該最壞情形方案滿足準則，可W有助于確保量 值將對于襯底上所有位置滿足準則。
[0019]系統(tǒng)參數(shù)可W包括福射源或光刻設(shè)備的、影響由襯底上的點接收的福射劑量的W及在設(shè)備的壽命期間可W改變的任何參數(shù)。
[0020] 系統(tǒng)參數(shù)可W包括福射帶掃描經(jīng)過襯底上的位置所用的時間。
[0021] 系統(tǒng)參數(shù)可W包括福射分布的大小和形狀。
[0022] 系統(tǒng)參數(shù)可W包括掃描速度。
[0023]系統(tǒng)參數(shù)可W包括調(diào)制的相位。
[0024]由福射源產(chǎn)生的福射可W是具有脈沖頻率的脈動福射束。脈動福射可W具有任何 脈沖鏈。可W根據(jù)希望或需要選擇脈沖的形狀、持續(xù)時間和/或頻率。脈沖頻率可W例如 在約6KHZ，其等價于約17ms的脈沖時間周期。脈沖的持續(xù)時間可W遠遠小于脈沖鏈的時間 周期。例如，脈沖鏈的時間周期與脈沖的持續(xù)時間的比率可W是1000的量級。脈沖的持續(xù) 時間可W例如約為15化S。
[00巧]對于其中由福射源產(chǎn)生的福射是脈動福射束的實施例，系統(tǒng)參數(shù)可w包括選自W下項的一個或多個：脈沖頻率fp;脈動福射束的相位；對于能量劑量有貢獻的脈沖的數(shù)目； 和/或掃描速度V,與脈沖頻率fP的比率。
[00%] 量值可W是由襯底上的點所接收能量劑量中調(diào)制的幅度，被表示為平均能量劑量 的百分比。例如，量值可W正比于源自于調(diào)制的對傳遞至襯底上的位置的能量劑量、與如果 尚未施加調(diào)制而將傳遞至襯底上的位置的能量劑量的貢獻的比率。
[0027] 量值可W由施加至福射源的變量的調(diào)制的幅度來歸一化。
[0028] 量值可W由施加至福射源的變量的、被表示為變量平均值的百分比的調(diào)制的幅度 來歸一化。
[0029] 準則可能需要量值低于特定闊值。額外地或備選地，準則可能需要調(diào)制頻率在量 值的局部最小值處或者在量值的特定量內(nèi)。
[0030] 當(dāng)福射束的帶正被投射至襯底上時，調(diào)制可W被施加至福射源的變量。
[0031] 方法可W進一步包括使用被施加至福射源的變量的調(diào)制來校準光刻設(shè)備。光刻設(shè) 備的校準可W包括測量福射束的福照度并且將該福照度與調(diào)制被施加至其的福射源的變 量的數(shù)值作比較。
[0032] 方法可W用于選擇如所希望或需要的合適的調(diào)制頻率。方法可W用于在光刻設(shè)備 的壽命期間相對不頻繁地選擇合適的調(diào)制頻率。例如，可W僅選擇一次合適的調(diào)制頻率，并 且在該頻率處調(diào)制可W適用于針對設(shè)備壽命的持續(xù)時間的校準的目的。在實施例中，方法 可W用于每次當(dāng)福射源或光刻設(shè)備的影響由襯底上的點所接收福射劑量的任何參數(shù)顯著 改變時選擇合適的調(diào)制頻率。
[0033] 根據(jù)一個方面，提供了一種校準光刻設(shè)備的方法，方法包括：
[0034] 測量由福射源產(chǎn)生的福射束的福照度，福射源具有能夠被改變W便于改變福射源 的輸出功率或福照度的一個或多個變量，其中周期性調(diào)制被施加至一個或多個變量中的一 個或多個；
[0035] 確定一個或多個變量與福射束的測得的福照度之間的關(guān)系；
[0036] 根據(jù)所確定的關(guān)系控制福射源的一個或多個變量的數(shù)值W便于控制福射束的福 照度；
[0037] 使用圖案形成裝置來在其截面中賦予福射束W圖案；W及
[0038] 將圖案化的福射束作為福射帶投射至襯底的目標位置上；
[0039] 其中根據(jù)在本文中所述的方法選擇周期性調(diào)制的頻率。
[0040] 福射束的福照度可W被參數(shù)化為福射源的變量的多項式函數(shù)，并且光刻設(shè)備的校 準可W設(shè)及確定函數(shù)的一個或多個參數(shù)的數(shù)值。例如，福射束的福照度可W被參數(shù)化為福 射源的變量的線性函數(shù)，并且光刻設(shè)備的校準可W設(shè)及確定增益和偏移的數(shù)值。
[0041] 可W使用鎖定放大器確定一個或多個參數(shù)的數(shù)值。運可W特別適用于其中福射源 是連續(xù)源的實施例。
[0042] 一個或多個參數(shù)的數(shù)值的確定可W設(shè)及確定福射束的福照度相對于福射源的變 量的微分。
[0043] 額外地或備選地，可W使用頻譜分析確定一個或多個參數(shù)的數(shù)值。頻譜分析可W 是傅立葉類型分析。頻譜分析可W設(shè)及確定W下的傅立葉變換：對其施加調(diào)制的變量；W 及測得的福照度。對于其中使福射源脈動的實施例，傅立葉變換可w是離散傅立葉變換?？蒞使用快速離散傅立葉變換算法計算離散傅立葉變換。有利地，運減少離散傅立葉變換的 計算時間。頻譜分析可W設(shè)及福射源的變量的一個或多個頻率分量的系數(shù)與福射束的福照 度作比較。頻譜分析可W設(shè)及比較兩個信號的僅少量頻率分量的系數(shù)。對于運些實施例， 與計算完全傅立葉變換相反，可W使用允許僅計算所需頻率分量的算法。例如可W使用戈 澤爾算法確定福射源的變量的一個或多個頻率分量的系數(shù)與福射束的福照度。
[0044] 對于其中福射源被脈動或者W任何其他方式取樣的實施例，可W選擇調(diào)制的頻率 W使得混疊效應(yīng)對一個或多個參數(shù)的確定具有可忽略的影響。例如，可W選擇調(diào)制的頻率 W使得所施加的調(diào)制的高階諧波并未混疊至用于確定一個或多個參數(shù)的數(shù)值的低階頻率 分量上。有利地，運可W允許精確地確定一個或多個參數(shù)而不論福照度信號的取樣。
[0045] 可W選擇周期性調(diào)制的最高頻率分量W使其低于脈沖頻率的一半。有利地，運允 許通過福射的脈動而重構(gòu)周期性調(diào)制，而不論福照度信號的取樣。
[0046] 校準方法可W是在線校準方法。也即，當(dāng)襯底暴露于來自福射源的福射時確定一 個或多個參數(shù)。
[0047] 根據(jù)一個方面，提供了一種光刻設(shè)備，包括：
[0048] 控制器，被配置用于輸出控制信號至福射源，其中控制信號控制福射源的變量的 數(shù)值，并且其中調(diào)制被施加至控制信號；
[0049] 福射傳感器，被配置用于測量由福射源產(chǎn)生的福射束的福照度；
[0050] 支撐結(jié)構(gòu)，被配置用于支撐圖案形成裝置，圖案形成裝置用于在福射束的截面中 賦予福射束W圖案；
[0051] 襯底工作臺，被配置用于支撐襯底；W及
[0052] 投射系統(tǒng)，被配置用于將圖案化的福射束投射至襯底的目標部分上，
[0053] 其中控制器進一步被配置用于：
[0054] 計算福射源的變量與福射束的福照度之間的關(guān)系，W及
[0055] 根據(jù)計算得到的關(guān)系控制控制信號，W便于控