具有優(yōu)化的產(chǎn)量和穩(wěn)定性的euv光刻系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種極紫外(EUV)光刻工藝。該工藝包括：將晶圓加載至具有EUV源的EUV光刻系統(tǒng)；根據(jù)曝光劑量和EUV源的等離子體狀態(tài)來確定劑量裕度；以及使用曝光劑量和劑量裕度，通過來自EUV源的EUV光來對(duì)晶圓執(zhí)行光刻曝光工藝。本發(fā)明還提供了另一種極紫外(EUV)光刻工藝以及一種極紫外(EUV)光刻系統(tǒng)。
【專利說明】
具有優(yōu)化的產(chǎn)量和穩(wěn)定性的EUV光刻系統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)要求于2015年3月16日提交的標(biāo)題為："抓V SCAN肥R AND METHOD WITH OPTIMIZ抓THROUGHPUT AND STABILITY"的美國臨時(shí)申請(qǐng)第62/133,882號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全 部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明設(shè)及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及具有優(yōu)化的產(chǎn)量和穩(wěn)定性的EUV光刻系統(tǒng) 和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 半導(dǎo)體集成電路(1C)工業(yè)經(jīng)歷了指數(shù)型增長階段。1C材料和設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)步帶來 了多個(gè)1C世代，其中，每個(gè)世代都具有比先前世代更小且更復(fù)雜的電路。在1C演進(jìn)過程中， 功能密度（即，單位忍片面積中的互連器件的數(shù)量)通常都在增加，同時(shí)幾何尺寸（即，可使 用制造工藝創(chuàng)建的最小組件(或線））有所減小。運(yùn)種規(guī)?？s小工藝通常通過增加生產(chǎn)效率 和降低相關(guān)成本來提供很多益處。運(yùn)樣的規(guī)?？s小還增大了處理和制造1C的復(fù)雜程度。為 了實(shí)現(xiàn)運(yùn)些進(jìn)步，需要1C加工和制造中的類似發(fā)展。例如，增加了對(duì)執(zhí)行更高分辨率光刻工 藝的需要。極紫外光刻化UVL)是光刻技術(shù)的一種。EWL采用掃描器，該掃描器使用極紫外 化UV)區(qū)域中的光，該光具有大約Inm至lOOnm的波長。EUV掃描器使用反射光學(xué)器件而不使 用折射光學(xué)器件，即，反光鏡而不是透鏡。
[0005] 因此，盡管現(xiàn)有的光刻技術(shù)通常已經(jīng)能夠滿足于它們的預(yù)期目的，但是它們并不 能在每個(gè)方面都令人滿意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種極紫外化UV)光刻工藝，包括:將晶圓加載至 具有EUV源的EUV光刻系統(tǒng);根據(jù)曝光劑量和抓V源的等離子體狀態(tài)來確定劑量裕度；W及使 用曝光劑量和劑量裕度，通過來自EUV源的EUV光來對(duì)晶圓執(zhí)行光刻曝光工藝。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，光刻曝光工藝的執(zhí)行包括從多脈沖串中生成抓V光;多 脈沖串中的每一脈沖串都包括在被激光激發(fā)時(shí)能夠生成等離子體的一組目標(biāo)材料液滴;一 組目標(biāo)材料液滴包括第一數(shù)量Nd的劑量液滴和第二數(shù)量Nm的裕度液滴；W及劑量裕度的確 定包括確定第二數(shù)量Nm。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，劑量裕度的確定包括使用劑量裕度查找表格來確定對(duì) 于每一個(gè)晶圓的劑量裕度。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，劑量裕度的確定包括:使用來自抓V光刻系統(tǒng)的歷史制 造數(shù)據(jù)來建立劑量裕度查找表格；W及監(jiān)控劑量裕度的劑量裕度變化并且根據(jù)劑量裕度變 化來更新劑量裕度查找表格。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，劑量裕度的監(jiān)控包括使用光刻系統(tǒng)的抓V能量監(jiān)控器 來監(jiān)控劑量誤差的變化。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，劑量裕度查找表格設(shè)及曝光劑量、劑量裕度和脈沖串 目標(biāo)能量。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，光刻曝光工藝的執(zhí)行包括對(duì)多脈沖串中的至少一個(gè)脈 沖串應(yīng)用中間補(bǔ)償操作。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，中間補(bǔ)償操作包括預(yù)補(bǔ)償、去補(bǔ)償和后補(bǔ)償中的至少 一個(gè)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，中間補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行包括對(duì)前脈沖串執(zhí)行預(yù)補(bǔ)償。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，中間補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行還包括:如果后脈沖串中不存在劑量 誤差，那么對(duì)后脈沖串執(zhí)行去補(bǔ)償。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，中間補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行包括：當(dāng)前脈沖串中出現(xiàn)劑量誤差并 且通過前脈沖串的劑量裕度未完全補(bǔ)償劑量誤差時(shí)，對(duì)后脈沖串執(zhí)行后補(bǔ)償。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括，在光刻曝光工藝的執(zhí)行之后:對(duì)晶圓執(zhí)行顯影 工藝，從而在晶圓上形成圖案化的抗蝕劑層；W及通過圖案化的抗蝕劑層的開口對(duì)晶圓執(zhí) 行制造工藝。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種極紫外化UV)光刻工藝，包括:將晶圓加載至 具有EUV源的抓V光刻系統(tǒng);將EUV光掩模加載至光刻系統(tǒng)；W及對(duì)晶圓執(zhí)行光刻曝光工藝， 其中，光刻曝光工藝的執(zhí)行包括執(zhí)行中間補(bǔ)償操作。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，中間補(bǔ)償操作的執(zhí)行包括執(zhí)行預(yù)補(bǔ)償、去補(bǔ)償、后補(bǔ)償 和它們的組合中的一個(gè)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，中間補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行包括:對(duì)前脈沖串執(zhí)行預(yù)補(bǔ)償；W及如 果后脈沖串中不存在劑量誤差，則對(duì)后脈沖串執(zhí)行去補(bǔ)償。
[0021 ]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，中間補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行包括：當(dāng)前脈沖串中出現(xiàn)劑量誤差并 且通過前脈沖串的劑量裕度未能完全補(bǔ)償劑量誤差時(shí)，對(duì)后脈沖串執(zhí)行后補(bǔ)償。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括:在執(zhí)行光刻曝光工藝之前，根據(jù)對(duì)于晶圓的曝 光劑量和抓V源的等離子體狀態(tài)來確定劑量裕度，其中，光刻曝光工藝的執(zhí)行包括使用劑量 裕度對(duì)晶圓執(zhí)行光刻曝光工藝。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，劑量裕度的確定包括:使用劑量裕度查找表格來確定 目標(biāo)材料液滴的脈沖串中的裕度液滴的數(shù)量Nm。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，劑量裕度的確定還包括:使用來自先前在EUV光刻系統(tǒng) 中處理的晶圓的歷史制造數(shù)據(jù)來建立劑量裕度查找表格;監(jiān)控劑量裕度的劑量裕度變化； W及根據(jù)劑量裕度變化來更新劑量裕度查找表格。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種極紫外化UV)光刻系統(tǒng)，包括:EUV源，用于生 成EUV福射，其中，EUV源包括激光、目標(biāo)材料液滴生成器;掩模工作臺(tái)，被配置為固定抓V掩 模;晶圓工作臺(tái)，被配置為固定半導(dǎo)體晶圓;光學(xué)模塊，被設(shè)計(jì)為引導(dǎo)來自抓V源的EUV福射， W在光刻曝光工藝中使用劑量裕度將限定在EUV掩模上的1C圖案成像至半導(dǎo)體晶圓；W及 等離子體穩(wěn)定性監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控EUV源的等離子體狀態(tài)，其中，等離子體狀態(tài)用于調(diào)整 光刻曝光工藝中的應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓的劑量裕度。
【附圖說明】
[0026] 當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可W更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方 面。值得注意的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒有被按比例繪制。實(shí)際上，為了討論 清楚，各種部件的尺寸可W被任意增加或減少。
[0027] 圖1是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的具有激光產(chǎn)生等離子體化PP化UV福射源的抓V光刻 系統(tǒng)的示意圖。
[0028] 圖2是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的圖1的EUV光刻系統(tǒng)中的EUV福射源的示圖。
[0029] 圖3是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的圖1的EUV光刻系統(tǒng)中的EUV福射源的示圖。
[0030] 圖4是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的在圖1的抓V光刻系統(tǒng)中的用于生成等離子體并且從 等離子體生成EUV能量的目標(biāo)材料液滴(化oplet)的示圖。
[0031] 圖5示出了根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的用于分析劑量裕度(dose margin)的各種公式 和計(jì)算。
[0032] 圖6是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的方法的流程圖。
[0033] 圖7是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的方法的流程圖。
[0034] 圖8示出了根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的圖7的方法中使用的劑量裕度查找表格。
[0035] 圖9是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的用于生成等離子體并且從等離子體生成抓V能量的 液滴的示圖。
[0036] 圖10是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的用于生成等離子體并且從等離子體生成抓V能量的 液滴的示圖。
[0037] 圖11是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] W下公開內(nèi)容提供了許多不同實(shí)施例或?qū)嵗糜趯?shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同特征。W下 將描述組件和布置的特定實(shí)例W簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，運(yùn)些僅是實(shí)例并且不意欲限制本發(fā)明。 例如，在W下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可W包括第一部件和第二部件直 接接觸的實(shí)施例，也可W包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件使得第一部件和 第二部件不直接接觸的實(shí)施例。另外，本發(fā)明可W在多個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字符。 運(yùn)種重復(fù)是為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化和清楚，但是其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間 的關(guān)系。
[0039] 此外，為了便于描述，本文中可W使用諸如"在…下方"、"在…下面"、"下部"、 "在…上面"、"上部"等空間關(guān)系術(shù)語W便描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一元件或部 件的關(guān)系。裝置可其它方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位），并且在本文中使用的空間 相對(duì)關(guān)系描述符可同樣地作相應(yīng)地解釋。
[0040] 圖1是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的光刻系統(tǒng)10的示意圖。光刻系統(tǒng)10通常還可W被指 代為掃描器，其可操作為根據(jù)相應(yīng)的福射源和曝光模式來執(zhí)行光刻曝光工藝。在本實(shí)施例 中，光刻系統(tǒng)10是極紫外化UV)光刻系統(tǒng)，該光刻系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為通過抓V光對(duì)抗蝕劑層進(jìn)行 曝光?？刮g劑層是對(duì)抓V光敏感的合適的材料。EUV光刻系統(tǒng)10采用福射源12來生成EUV光， 諸如波長在介于大約Inm至大約l(K)nm的范圍內(nèi)的EUV光。在一個(gè)特別的實(shí)例中，福射源12生 成波長集中在大約13.5nm處的抓V光。相應(yīng)地，福射源12還被稱為EUV福射源12。在本實(shí)施例 中，EUV福射源12使用激光產(chǎn)生等離子體化PP)機(jī)制來生成抓V福射，稍后將對(duì)此做進(jìn)一步描 述。
[0041] 光刻系統(tǒng)10還采用照射裝置14。在各個(gè)實(shí)施例中，照射裝置14包括:多種折射光學(xué) 組件，諸如單個(gè)透鏡或具有多個(gè)透鏡(波帶片）的透鏡系統(tǒng)；或可選的反射光學(xué)器件（用于 EUV光刻系統(tǒng)），諸如單個(gè)反光鏡或具有多個(gè)反光鏡的反光鏡系統(tǒng)，W將來自福射源12的光 引導(dǎo)至掩模工作臺(tái)16上。在福射源12生成EUV波長范圍內(nèi)的光的實(shí)施例中，采用了反射光學(xué) 器件。
[0042] 光刻系統(tǒng)10包括被配置為固定掩模18的掩模工作臺(tái)16。在一些實(shí)施例中，掩模工 作臺(tái)16包括靜電卡盤(e-卡盤），W固定掩模18。運(yùn)是因?yàn)闅怏w分子吸收EUV光并且將用于 EUV光刻圖案化的光刻系統(tǒng)保持在真空環(huán)境中W避免EUV強(qiáng)度損失。在本發(fā)明中，使用術(shù)語 掩模、光掩模和中間掩模指代相同的項(xiàng)目。在本實(shí)施例中，光刻系統(tǒng)10是EUV光刻系統(tǒng)，并且 掩模18是反射掩模。為了說明，提供掩模18的一種示例性結(jié)構(gòu)。掩模18包括具有合適材料的 襯底，諸如低熱膨脹材料化TEM)或烙融石英。在各個(gè)實(shí)例中，LTEM包括滲雜Si化的Ti化或具 有低熱膨脹率的其他合適的材料。掩模18包括沉積在襯底上的反射多層(ML) "ML包括多個(gè) 薄膜對(duì)，諸如鋼-娃(Mo/Si)薄膜對(duì)(如，在每一個(gè)薄膜對(duì)中鋼層位于娃層上面或下面）?？蛇x 地，ML可W包括鋼-被(Mo/Be)薄膜對(duì)或可配置為高反射抓V光的任何合適的材料。掩模18還 可W包括為了保護(hù)而設(shè)置在ML上的覆蓋層，諸如釘(Ru)。掩模18還包括沉積在ML上方的吸 附層，諸如棚氮化粗(TaBN)層。圖案化吸附層W限定集成電路（1C)的層?？蛇x地，可W在ML 上方沉積并且圖案化另一反射層，W限定集成電路層，從而形成EUV相移掩模。
[0043] 光刻系統(tǒng)10還包括用于將掩模18的圖案成像至固定在光刻系統(tǒng)10的襯底工作臺(tái) 24上的半導(dǎo)體襯底22上的投影光學(xué)模塊(或投影光學(xué)箱(P0B))20。在本實(shí)施例中，P0B 20具 有用于投影抓V光的反射光學(xué)器件。承載限定在掩模上的圖案的圖像的抓V光從掩模18上引 導(dǎo)并且由P0B 20收集。照射裝置14和P0B 20-起被稱為光刻系統(tǒng)10的光學(xué)模塊。
[0044] 光刻系統(tǒng)10還包括襯底工作臺(tái)24, W固定半導(dǎo)體襯底22。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯 底22是要被圖案化的半導(dǎo)體晶圓，諸如娃晶圓或其他類型的晶圓。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯 底22涂覆有對(duì)諸如抓V光的福射束敏感的抗蝕劑層。將包括W上所述的那些組件的各個(gè)組 件集成在一起并且可操作該各個(gè)組件，W執(zhí)行光刻曝光工藝。
[0045] 在一些實(shí)施例中，光刻系統(tǒng)10包括被設(shè)計(jì)為監(jiān)控來自EUV福射源12的EUV強(qiáng)度或能 量的EUV能量監(jiān)控器26。例如，EUV能量監(jiān)控器26包括被設(shè)計(jì)為對(duì)EUV光敏感并且被配置為有 效檢測(cè)EUV光的抓V感測(cè)元件，諸如二極管。在其他的實(shí)例中，為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，EUV能量監(jiān)控器 26包括被配置為陣列的多個(gè)二極管W有效檢測(cè)EUV光。
[0046] 在一些實(shí)施例中，光刻系統(tǒng)10包括等離子體監(jiān)控模塊28, W監(jiān)控福射源12的等離 子體穩(wěn)定性。福射源12的等離子體狀態(tài)隨時(shí)間變化。例如，目標(biāo)材料用于生成等離子體，并 且目標(biāo)材料的狀態(tài)隨時(shí)間變化，諸如隨著液滴尺寸，目標(biāo)材料的離子化速率變化，并且等離 子體濃度相應(yīng)地變化。等離子體狀態(tài)的變化也引起光刻曝光工藝中的抓V強(qiáng)度的變化。在一 些實(shí)例中，等離子體監(jiān)控模塊28包括監(jiān)控劑量裕度中的目標(biāo)材料液滴的使用情況的機(jī)制。 等離子體監(jiān)控模塊28跟蹤用于光刻系統(tǒng)10中先前處理的半導(dǎo)體晶圓的目標(biāo)材料液滴的使 用情況的歷史數(shù)據(jù)。等離子體監(jiān)控模塊28與福射源12集成在一起。在一些實(shí)例中，在福射源 12中嵌入等離子體監(jiān)控模塊28。劑量裕度和其他的術(shù)語將在稍后階段中進(jìn)一步描述。
[0047] 在一些其他的實(shí)施例中，可W通過抓V能量監(jiān)控器26來實(shí)現(xiàn)等離子體監(jiān)控模塊28 的功能。例如，劑量誤差與等離子體不穩(wěn)定性相關(guān)，通過由EUV能量監(jiān)控器26來監(jiān)控EUV能 量，從監(jiān)控的抓V能量中提取劑量誤差。在運(yùn)種情形中，刪除等離子體監(jiān)控模塊28或者將該 等離子體監(jiān)控模塊與EUV能量監(jiān)控器26結(jié)合使用。
[0048] 光刻系統(tǒng)10還可W包括其他的模塊或者與其他的模塊集成(或禪接）。在一些實(shí)施 例中，光刻系統(tǒng)10包括數(shù)據(jù)庫，W保持劑量裕度查找表格和歷史制造數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例 中，光刻系統(tǒng)10包括劑量裕度提取模塊W向應(yīng)用于晶圓22的光刻曝光工藝提供劑量裕度。 在又一實(shí)施例中，根據(jù)劑量裕度查找表格來確定劑量裕度。在一些實(shí)施例中，光刻系統(tǒng)10包 括被設(shè)計(jì)為保持劑量裕度查找表格的查找表格保持模塊。在又一實(shí)施例中，查找表格保持 模塊與數(shù)據(jù)庫和等離子體監(jiān)控模塊禪接。根據(jù)來自等離子體監(jiān)控模塊的劑量裕度變化，查 找表格保持模塊更新劑量裕度查找表格。
[0049] 在一些實(shí)施例中，光刻系統(tǒng)10包括被設(shè)計(jì)為向福射源12提供氨氣的氣體供應(yīng)模 塊，運(yùn)可W有效地保護(hù)福射源12(諸如采集器)免受污染。在其他的實(shí)施例中，光刻系統(tǒng)10包 括被配置為通過對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)來引導(dǎo)等離子體的磁體。
[0050] 特別地，圖2還示出了根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的福射源12的示圖。福射源12采用激光 產(chǎn)生等離子體(LPP)機(jī)制來生成等離子體并且進(jìn)一步從等離子體中生成抓V光。福射源12包 括用于生成激光束32的激光30,諸如脈沖二氧化碳(0)2)激光。通過與采集器(還被稱為LPP 采集器或抓V采集器)36集成的輸出窗口 34來引導(dǎo)激光束。輸出窗口 34采用對(duì)于激光束基本 透明的合適的材料。將采集器36設(shè)計(jì)為具有適當(dāng)?shù)耐扛膊牧虾托螤睿琖用作反光鏡來收集、 反射和聚焦抓V。在一些實(shí)施例中，將采集器36設(shè)計(jì)為具有楠球形幾何形狀。在一些實(shí)施例 中，采集器36的涂覆材料與抓V掩模18的反射多層的材料類似。在一些實(shí)例中，采集器36的 涂覆材料包括ML(諸如多個(gè)McVSi薄膜對(duì))并且還可W包括涂覆在ML上的覆蓋層(諸如釘）， W基本反射EUV光。在一些實(shí)施例中，采集器36還可W包括被設(shè)計(jì)為有效地使被引導(dǎo)至采集 器36上的激光束分散的光柵結(jié)構(gòu)。例如，將氮化娃層涂覆在采集器36上并且將氮化娃層圖 案化為具有光柵圖案。
[0051] 引導(dǎo)激光束32W加熱目標(biāo)材料38,從而生成高溫等離子體，該高溫等離子體還產(chǎn) 生抓V福射(或抓V光)40。在本實(shí)施例中，目標(biāo)材料38是錫(Sn)。W液滴的狀態(tài)傳送目標(biāo)材料 38。那些目標(biāo)材料液滴(諸如錫液滴)還被簡(jiǎn)稱為液滴。通過采集器36來收集抓V福射40。采 集器36還反射和聚焦用于光刻曝光工藝的EUV福射。
[0052] 在密封的空間(被稱為源容器）中配置福射源12。由于空氣吸收EUV福射，所W將源 容器保持在真空環(huán)境中。在一些實(shí)施例中，在福射源12中嵌入等離子體監(jiān)控模塊28并且將 該等離子體監(jiān)控模塊配置為監(jiān)控福射源12的等離子體狀態(tài)。
[0053] 諸如圖3中所示，福射源12還可W包括集成在一起的多個(gè)其他的組件。圖3是根據(jù) 一些實(shí)施例構(gòu)建的福射源12的示圖。福射源12采用LPP機(jī)制。福射源12包括用于生成激光束 32的激光30,諸如脈沖C〇2激光。通過諸如配置的一個(gè)或多個(gè)反光鏡的束傳送系統(tǒng)42將激光 束32引導(dǎo)至聚焦透鏡44, W聚焦激光束32。進(jìn)一步通過與采集器36集成的輸出窗口34對(duì)激 光束32進(jìn)行投影。將激光束32聚焦至諸如錫液滴的目標(biāo)材料38,從而生成高溫等離子體。由 錫液滴生成器46來生成錫液滴。錫捕集器48還被配置為捕集錫液滴。因此生成的高溫等離 子體還產(chǎn)生抓V福射40,通過采集器36來收集該抓V福射。采集器36還反射和聚焦用于光刻 曝光工藝的EUV福射。激光30的脈沖和錫液滴生成器46的液滴生成速率被控制為同步，使得 錫液滴38接收與激光30的激光脈沖一致的峰值功率。在一些實(shí)例中，錫液滴生成頻率在從 20曲Z至100曲Z的范圍內(nèi)。例如，激光30包括被設(shè)計(jì)為控制激光脈沖的生成的激光電路。激 光電路與錫液滴生成器46禪接，W使激光脈沖的生成與錫液滴的生成同步。
[0054] 在一些實(shí)施例中，福射源12還包括被設(shè)計(jì)并配置為遮擋激光束32的中屯、遮擋件 49。福射源12還包括被配置為向抓V福射40提供中間焦點(diǎn)（intermediate focus)51的中間 焦點(diǎn)（IF)-帽模塊50，諸如IF-帽快速連接模塊（IF-cap quick-connect module)。IF-帽模 塊50還附加地用于遮擋激光束32。
[0055] 在密封的空間(被稱為源容器）中配置福射源12。由于空氣吸收EUV福射，所W將源 容器保持在真空環(huán)境中。福射源12還與其他的單元/模塊集成或禪接。例如，將氣體供應(yīng)模 塊與福射源12禪接，從而提供用于各種保護(hù)功能的氨氣，各種保護(hù)功能包括有效地保護(hù)采 集器36不受錫粒子(錫顆粒)的污染。
[0056] 圖4還示出了目標(biāo)材料38和抓V福射40 W及對(duì)應(yīng)的機(jī)制。將目標(biāo)材料液滴分為脈沖 串（burst)52,通過干預(yù)時(shí)間和干預(yù)液滴54進(jìn)行分離。在本實(shí)施例中，在光刻曝光工藝期間， 干預(yù)液滴54將不被激光束30激發(fā)。
[0057] 在光刻曝光工藝期間，福射源12提供一系列脈沖串52。在光刻曝光工藝期間，每一 脈沖串52都包括多個(gè)目標(biāo)材料液滴并且被配置為提供特定抓V能量(被稱為脈沖串目標(biāo)能 量或BTE)。當(dāng)在光刻系統(tǒng)10期間通過光刻系統(tǒng)10使用抓V能量來曝光半導(dǎo)體襯底22時(shí)，在每 一脈沖串52將抓V能量貢獻(xiàn)至脈沖串目標(biāo)能量時(shí)，曝光劑量可W達(dá)到。每一脈沖串中的目標(biāo) 材料液滴都被限定為兩類:劑量液滴(dose化oplet)56和裕度液滴(margin droplet)58。 在光刻曝光工藝期間，每一脈沖串中的劑量液滴56都被激光激發(fā)，W生成等離子體和相應(yīng) 的等離子體生成的抓V福射，該抓V福射具有達(dá)到脈沖串目標(biāo)能量的抓V能量。為了保持脈沖 串的EUV能量達(dá)到脈沖串目標(biāo)能量，將每一脈沖串52中的裕度液滴58保留下來用于劑量控 制并且用作劑量液滴的候補(bǔ)(backup)。裕度液滴58被共同稱為劑量裕度(dose ma巧in)。由 于等離子體強(qiáng)度的不穩(wěn)定性，所W并不是所有的液滴都能貢獻(xiàn)名義上的EUV能量。例如，當(dāng) 激光從一個(gè)劑量液滴中生成的等離子體具有較小的密度時(shí)，從該劑量液滴中收集的抓V能 量將小于正常水平。當(dāng)從脈沖串52中的劑量液滴56中生成的抓V能量不能達(dá)到脈沖串目標(biāo) 能量時(shí)，激發(fā)裕度液滴58或其子集W貢獻(xiàn)附加的抓V能量，使得來自脈沖串52的總抓V能量 達(dá)到脈沖串目標(biāo)能量。每一脈沖串中的目標(biāo)材料液滴的數(shù)量為化。每一脈沖串中的劑量液 滴56的數(shù)量都被設(shè)為Nd并且每一脈沖串中的裕度液滴58的數(shù)量都被設(shè)為Nm。運(yùn)些參數(shù)中存 在如下關(guān)系:化= Nd+Nm。因此，當(dāng)給出化時(shí)，增大劑量裕度將減少脈沖串目標(biāo)能量。
[0058] 圖4還示出了 EUV能量40。每一脈沖串需要提供脈沖串目標(biāo)能量60W滿足曝光劑量 的需要。運(yùn)種能量是從所述脈沖串中的劑量液滴56累積的EUV福射能量。脈沖串目標(biāo)能量是 期望從脈沖串中收集W達(dá)到曝光劑量的抓V能量。作為示出的一個(gè)實(shí)例，假定一脈沖串具有 5個(gè)液滴并且每一個(gè)液滴生成1.5毫焦耳(mj化UV能量。如果BTE是4.5mj，那么3個(gè)液滴將累 積達(dá)到BTE而脈沖串中剩余的2個(gè)液滴可W用作劑量裕度。因此，脈沖串中的3個(gè)液滴用作劑 量液滴并且2個(gè)液滴保留為裕度液滴。當(dāng)液滴未被激發(fā)時(shí)，系統(tǒng)10提供激發(fā)該液滴的機(jī)制。 例如，激光30的激光生成器將控制激光束的脈沖，使得對(duì)應(yīng)的激光脈沖偏離而不撞擊液滴。
[0059] 當(dāng)抓V光強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)BTE時(shí)，將激發(fā)裕度液滴或其子集W補(bǔ)償EUV能量 不足。在現(xiàn)有的機(jī)制中，確定劑量裕度時(shí)無需考慮曝光劑量和EUV福射穩(wěn)定性。如果EUV強(qiáng)度 低于設(shè)定的目標(biāo)(運(yùn)被稱為劑量誤差），將激發(fā)裕度液滴W生成EUV光。對(duì)于最壞情形中的 EUV不足，裕度液滴58的數(shù)量Nm足夠大W提供足夠的補(bǔ)償。然而，存在如下兩難選擇:需要保 留脈沖串中的多少液滴(Nm)作為裕度液滴W用于劑量控制。當(dāng)Nm較小時(shí)，在最壞的情形中， 劑量裕度可能會(huì)不足。當(dāng)Nm較大并且更多的液滴用于劑量控制時(shí)，劑量裕度足W補(bǔ)償抓V能 量不足。然而，缺點(diǎn)是劑量液滴56的數(shù)量Nd是受限的。在運(yùn)種情形中，BTE減少并且產(chǎn)量也將 減少。
[0060] 在本實(shí)施例中，目標(biāo)材料液滴W固定的速率移動(dòng);激光脈沖W固定的頻率生成;并 且根據(jù)曝光劑量改變光刻曝光工藝期間的晶圓掃描速度。現(xiàn)有的方法在忽略曝光劑量(和 晶圓掃描速度)和等離子體不穩(wěn)定性的情況下僅提供一般的劑量裕度(Nm)。然而，在光刻曝 光工藝期間，需要的劑量裕度依賴于晶圓掃描速度。一方面，當(dāng)曝光劑量較大時(shí)，掃描速度 較低，W從更多的脈沖串中累積更多的抓V能量來滿足曝光劑量。因此產(chǎn)量較低。另一方面， 掃描速度越快，系統(tǒng)10需要越大數(shù)量Nm的裕度液滴58, W匹配等離子體不穩(wěn)定性與EUV能量 不足。為了確保按照相應(yīng)的產(chǎn)品規(guī)范對(duì)所有產(chǎn)品進(jìn)行處理，具有最高掃描速度的產(chǎn)品將限 制最小劑量裕度。然而，其他的產(chǎn)品不需要運(yùn)么大的劑量裕度。因此，產(chǎn)量將會(huì)由于過多的 劑量裕度而受損。
[0061] 如圖5所示，將從我們下文的分析中清楚運(yùn)點(diǎn)。由于等離子體的不穩(wěn)定性，所W來 自脈沖串的抓V能量不固定，但是就概率來講是可預(yù)測(cè)的。假設(shè)從第一脈沖串累積的抓V能 量落在高斯分布中，通過圖5中的高斯分布函數(shù)62進(jìn)行描述。在函數(shù)62中，變量X是EUV能量； Ba(X)是第一脈沖串具有抓V能量X的概率;lia是來自第一脈沖串的平均能量;〇a是與從第一 脈沖串中生成的等離子體的不穩(wěn)定性相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)差；W及〇a堪方差。類似地，假設(shè)從第二 脈沖串累積的抓V能量符合另一高斯分布，通過高斯分布函數(shù)64進(jìn)行描述。在函數(shù)64中，變 量X是EUV能量;Bb (X)是第二脈沖串具有抓V能量X的概率;Wb是來自第二脈沖串的平均能量； 曰b是與從第二脈沖串中生成的等離子體的不穩(wěn)定性相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)差；W及Ob2是方差。
[0062] 從第一和第二脈沖串兩者中累積的EUV能量具有作為第一分布62和第二分布的卷 積的聚集分布66。聚集分布66是另一高斯分布，其中變量X是來自第一和第二脈沖串的抓V 能量;Ba+b(X)是第一和第二脈沖串具有EUV能量X的概率;Wa+b是來自第一和第二脈沖串的平 均能量;并且Ba+b(x)的對(duì)應(yīng)的方差是〇a2 + 〇b2,其與第一和第二脈沖串兩者的等離子體不穩(wěn) 定性相關(guān)聯(lián)。如果還從具有第Ξ分布的第Ξ脈沖串累積曝光劑量，那么通過Ba+b(x)和第Ξ 分布的卷積來確定聚集分布。然后第四脈沖串、第五脈沖串等等。
[0063] 假設(shè)從N脈沖串累積曝光劑量，并且還假設(shè)所有N脈沖串是相同的并且遵從相同高 斯分布(相同的μ和0)。在運(yùn)種情形中，聚集的抓V能量分布函數(shù)Bn(x)68被簡(jiǎn)化為具有平均 能量Νμ和標(biāo)準(zhǔn)差V百α的高斯分布。注意，平均能量隨著因子N增大，但是標(biāo)準(zhǔn)差隨著因子 ^fl^增大。因此，劑量誤差與圖5中的公式70描述的l/^百成正比。由于曝光劑量與數(shù)量N 成正比，所W公式70表明曝光劑量越大，劑量誤差越小。當(dāng)曝光劑量減少時(shí)，劑量誤差增大。
[0064] 此外，我們的試驗(yàn)和對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析顯示:等離子體不穩(wěn)定性可W隨著時(shí)間變 化。換句話說，標(biāo)準(zhǔn)差σ隨時(shí)間變化。例如，等離子體穩(wěn)定性與目標(biāo)材料(諸如錫)的使用壽命 相關(guān)。當(dāng)錫材料處于使用壽命后期時(shí)，錫液滴具有更大的波動(dòng)(fluctuation)。因此，從而生 成的等離子體，W及由等離子體生成的EUV能量不太穩(wěn)定并且具有更大的波動(dòng)。因此，劑量 誤差會(huì)隨著時(shí)間的變化和晶圓的不同而變化。
[0065] 根據(jù)W上分析，最小劑量裕度取決于對(duì)應(yīng)的曝光劑量并且進(jìn)一步取決于等離子體 不穩(wěn)定性(或通常是抓V強(qiáng)度的不穩(wěn)定性）。公開的方法76W及實(shí)施該方法的系統(tǒng)10提供了 動(dòng)態(tài)確定劑量裕度(Nm)的有效途徑。在方法76中，對(duì)于每一個(gè)晶圓都確定劑量裕度或更具 體地是裕度液滴的數(shù)量Nm。具體地，根據(jù)曝光劑量和等離子體不穩(wěn)定性來確定Nm。
[0066] 圖6示出了根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的用于通過光刻系統(tǒng)10實(shí)施的抓V光刻工藝的方 法76的流程圖。
[0067] 方法76包括操作78,將諸如掩模18的抓V掩模加載至可用于執(zhí)行抓V光刻曝光工藝 的光刻系統(tǒng)10。掩模18包括將被轉(zhuǎn)印至諸如晶圓22的半導(dǎo)體襯底的1C圖案。操作78還可W 包括各種步驟，諸如將掩模18固定在掩模工作臺(tái)16上并且執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)。
[0068] 方法76包括操作80，將晶圓22加載至光刻系統(tǒng)10。利用抗蝕劑層來涂覆晶圓22。在 本實(shí)施例中，抗蝕劑層對(duì)來自光刻系統(tǒng)10的福射源12的EUV福射敏感。
[0069] 方法76包括操作82,確定對(duì)于晶圓22的劑量裕度。在操作82中，劑量裕度的確定是 基于晶圓的并且根據(jù)曝光劑量和等離子體不穩(wěn)定性來確定劑量裕度。在運(yùn)種情形中，對(duì)劑 量裕度的確定，確定了脈沖串中的裕度液滴58的數(shù)量Nm。
[0070] 特別地，根據(jù)曝光劑量來確定Nm。當(dāng)產(chǎn)品不同時(shí)，曝光劑量可能不同。如圖5中的公 式70所述，當(dāng)曝光劑量ED增大時(shí)，參數(shù)N成比例地增大；并且劑量誤差在統(tǒng)計(jì)上隨著因子 1八百減小。換句話說，劑量誤差K 1/V韋丘并且韋反。
[0071] 在操作82中，通過使用制造數(shù)據(jù)、公式、查找表格或它們的組合來確定參數(shù)Nm。在 第一個(gè)實(shí)例中，收集來自先前處理的晶圓的劑量誤差數(shù)據(jù)并且用劑量誤差數(shù)據(jù)確定Nm。先 前處理的晶圓是利用與晶圓22相同的曝光劑量通過光刻系統(tǒng)10來曝光的那些晶圓。
[0072] 在一些實(shí)施例中，使用劑量裕度查找表格通過方法90來確定劑量裕度。圖7是方法 90的流程圖并且圖8是示例性劑量裕度查找表格98。參考圖6至圖8描述的方法90。
[0073] 方法90包括操作92,建立劑量裕度查找表格，諸如劑量裕度查找表格98。劑量裕度 查找表格是根據(jù)與光刻曝光工藝(通過光刻系統(tǒng)10)相關(guān)的制造歷史數(shù)據(jù)(諸如劑量誤差） 建立的。劑量裕度查找表格98設(shè)及曝光劑量、劑量裕度和脈沖串目標(biāo)能量。在查找表格98 中，第一列是W諸如毫焦耳(mj)為適當(dāng)?shù)膯挝坏钠毓鈩┝喀Ｖ蠷劑量"）；第二列是用百分比 表示的劑量裕度（"需要的劑量裕度"）；并且第Ξ列是W諸如mj為適當(dāng)?shù)膯挝坏拿}沖串目標(biāo) 能量（"目標(biāo)能量"）。在操作92中，如上所述，根據(jù)曝光劑量來建立劑量裕度查找表格，使劑 量裕度最小化為滿足光刻曝光工藝的抓V能量補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)最大化脈沖串目標(biāo)能量W及最大 化產(chǎn)量。劑量裕度查找表格一旦建立，就通過操作96來保持該劑量裕度查找表格，并且使用 該劑量裕度查找表格來確定操作94中的對(duì)于每一個(gè)晶圓的劑量裕度。在操作94中，劑量裕 度根據(jù)曝光劑量通過查找表格98來確定。如果曝光劑量不存在表格中但是介于兩個(gè)相鄰曝 光劑量之間，那么可W通過諸如插值法(inte巧olation)的適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來確定曝光裕度。表 格98還提供了對(duì)應(yīng)的脈沖串目標(biāo)能量。在操作96處，監(jiān)控劑量裕度的變化并且相應(yīng)地調(diào)整 表格98。例如，根據(jù)光刻曝光工藝的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，如果劑量裕度偏離對(duì)應(yīng)的劑量裕度（諸如 20%)，那么調(diào)整表格98,使劑量裕度調(diào)整回原始值(諸如20%)。那么，可W根據(jù)劑量裕度變 化來動(dòng)態(tài)保持表格98,其中由諸如抓V能量監(jiān)控器26通過監(jiān)控制造數(shù)據(jù)來監(jiān)控該劑量裕度 變化。
[0074] 在一些實(shí)施例中，使用公式70或1/^韋反來確定參數(shù)Nm。在另一實(shí)例中，使 用制造數(shù)據(jù)來確定對(duì)于參考曝光劑量抓0的參數(shù)NmO;并且相對(duì)于參考參數(shù)NmO和EDO,使用 公式N扣1 /ν???廳或Nm=N掛(W'瓦而疋?Γ來確定對(duì)于其他曝光劑量抓的Nm。因此， 根據(jù)曝光劑量來優(yōu)化劑量裕度，并且因此最大化產(chǎn)量。
[0075] 在本實(shí)施例中，附加地根據(jù)等離子體不穩(wěn)定性確定Nm。由于等離子體狀態(tài)因晶圓 不同而變化，所W即使兩個(gè)晶圓的曝光劑量相同，也可W將劑量裕度確定為不同的值。在本 實(shí)施例中，監(jiān)控等離子體狀態(tài)并且根據(jù)等離子體狀態(tài)，諸如通過前饋模式，來調(diào)整參數(shù)Nm。 在運(yùn)種情形中，由于等離子體狀態(tài)變化通常是連續(xù)的，所W將來自第一晶圓的等離子體狀 態(tài)前饋至隨后的晶圓，W根據(jù)來自第一晶圓的等離子體狀態(tài)來調(diào)整后面隨后的晶圓的劑量 裕度(Nm)。在另一實(shí)施例中，根據(jù)從相同晶圓中提取的等離子體狀態(tài)，通過反饋模式來調(diào)整 參數(shù)Nm。例如，當(dāng)監(jiān)控的EUV能量具有較高的劑量誤差時(shí)，可W將與晶圓相關(guān)聯(lián)的劑量裕度 (Nm)調(diào)整為較高值。
[0076] 在一些實(shí)施例中，可W通過等離子體監(jiān)控模塊28來監(jiān)控等離子體狀態(tài)。在一些實(shí) 施例中，可W通過抓V能量監(jiān)控器26來監(jiān)控等離子體狀態(tài)。在運(yùn)種情形中，可W將等離子體 監(jiān)控模塊28和抓V能量監(jiān)控器26結(jié)合在一個(gè)監(jiān)控模塊中。如W上所述，劑量誤差與等離子體 狀態(tài)相關(guān)。EUV能量監(jiān)控器26監(jiān)控EUV能量的劑量誤差并且根據(jù)劑量誤差來控制激發(fā)裕度液 滴58。監(jiān)控的劑量誤差不僅用于激發(fā)用于補(bǔ)償抓V能量不足的裕度液滴58而且用作等離子 體狀態(tài)的指標(biāo)，W調(diào)整劑量裕度(Nm)。
[0077] 應(yīng)該注意，劑量裕度或參數(shù)Nm沒有必要是整數(shù)而是可W設(shè)定為任何合適的實(shí)數(shù)。 存在運(yùn)種可能是由于多個(gè)脈沖串可W用于曝光相同的點(diǎn)W達(dá)到曝光劑量。劑量裕度可W不 均衡地分布在多個(gè)脈沖串中，使得平均劑量裕度與參數(shù)Nm匹配。例如，10脈沖串用于曝光相 同的點(diǎn)，那么10倍的脈沖串目標(biāo)能量達(dá)到曝光劑量。當(dāng)參數(shù)Nm是2.4時(shí)，那么四脈沖串中的 每一脈沖串都具有3個(gè)劑量液滴并且剩余的6脈沖串中的每一個(gè)都具有2個(gè)劑量液滴。因此， 在10脈沖串中，劑量液滴的平均數(shù)量是2.4。
[0078] 在操作84中，根據(jù)曝光劑量(與晶圓掃描速度相關(guān)聯(lián))和EUV福射穩(wěn)定性(與等離子 體不穩(wěn)定性相關(guān)聯(lián))來動(dòng)態(tài)地確定每一個(gè)晶圓的劑量裕度。如果晶圓掃描速度較低(曝光劑 量較高），那么BTE增大并且劑量裕度降低，W具有高產(chǎn)量。此外，附加地根據(jù)等離子體穩(wěn)定 性來確定劑量裕度。相同份額的晶圓可W具有相同的曝光劑量和不同的等離子體穩(wěn)定性。 因此，對(duì)于相同份額的晶圓的劑量裕度可W被確定為不同，使得裕度液滴足W補(bǔ)償EUV不足 并且最大化劑量液滴的數(shù)量。
[0079] 在本實(shí)施例中，通過曝光劑量（晶圓掃描速度)和等離子體穩(wěn)定性化UV穩(wěn)定性)兩 者來共同確定劑量裕度(Nm)。例如，通過曝光劑量首先確定最初劑量裕度。因此，用于相同 曝光工藝的相同產(chǎn)品中的晶圓可W具有相同的初始劑量裕度。還根據(jù)等離子體穩(wěn)定性來調(diào) 整初始劑量裕度，W向特定的晶圓提供最終劑量裕度。在又一實(shí)例中，等離子體穩(wěn)定性越低 (等離子體不穩(wěn)定性越高），將最終劑量裕度調(diào)整至越高。調(diào)整的量可W與先前處理的晶圓 (或多個(gè)晶圓）中的劑量誤差相關(guān)。
[0080]在另一實(shí)例中，監(jiān)控脈沖串能量的等離子體穩(wěn)定性。將脈沖串能量限定為從脈沖 串中的劑量液滴累積的抓V能量。在運(yùn)種情形中，設(shè)計(jì)等離子體穩(wěn)定性監(jiān)控模塊28, W監(jiān)控 先前處理的晶圓中的脈沖串能量。當(dāng)脈沖串能量達(dá)到BTE時(shí)，由于不需要能量補(bǔ)償，所W將 不使用劑量裕度中的液滴。脈沖串能量分布可W用作等離子體穩(wěn)定性的指標(biāo)。在先前處理 的晶圓中，當(dāng)脈沖串能量具有較大范圍的分布或分布范圍有變大的趨勢(shì)時(shí)，等離子體穩(wěn)定 性較低。根據(jù)脈沖串能量分布來調(diào)整劑量裕度。
[0081 ]方法76包括操作84，在光刻系統(tǒng)10中對(duì)晶圓22執(zhí)行光刻曝光工藝。在操作84中，通 過合適的機(jī)制使激光30與錫液滴生成器46同步(具體地，激光脈沖與錫液滴生成同步），諸 如通過具有定時(shí)器的控制電路來控制上述兩者并且使其同步。同步的激光30激發(fā)劑量液滴 56并且生成等離子體，從而生成抓V福射。在操作84期間，生成的抓V福射照射在掩模18上 (通過照射裝置14)，并且還投影在涂覆在晶圓22上的抗蝕劑層上(通過P0B 20)，從而在抗 蝕劑層上形成潛影(latent image)。在本實(shí)施例中，在掃描模式中實(shí)施光刻曝光工藝。
[0082] 特別地，在光刻曝光工藝期間，激發(fā)劑量液滴56。還監(jiān)控抓V能量，諸如通過抓V能 量監(jiān)控器26。當(dāng)出現(xiàn)劑量誤差（累積的脈沖串能量小于BTE)時(shí)，為了達(dá)到BTE(從而達(dá)到曝光 劑量），通過激光30來激發(fā)劑量裕度中的裕度液滴58或其一部分，W提供附加的抓V能量來 補(bǔ)償EUV能量不足。因此，使激光脈沖與錫液滴生成同步，W激發(fā)對(duì)應(yīng)的裕度液滴。
[0083] 在一些實(shí)施例中，在不犧牲產(chǎn)量的情況下，使用預(yù)補(bǔ)償來提供附加的劑量裕度。在 運(yùn)種情形中，提前使用一脈沖串中的任何未被使用的裕度液滴來補(bǔ)償潛在的EUV能量不足。 在現(xiàn)有的方法中，如果不使用脈沖串中的裕度液滴來補(bǔ)償該脈沖串的劑量誤差，那么將不 再使用該裕度液滴并且該裕度液滴將被浪費(fèi)。在公開的方法中，激發(fā)一脈沖串中的裕度液 滴并且用于隨后的脈沖串。因此，在不增大Nm(對(duì)于劑量裕度的讓步）的情況下，可W增大劑 量裕度。在稍后階段中進(jìn)一步描述操作"預(yù)補(bǔ)償"和其他相關(guān)概念。
[0084] 方法76可W包括其他操作W完成光刻曝光工藝。例如，方法76可W包括操作86，在 操作86中顯影曝光的抗蝕劑層W形成上面限定有多個(gè)開口的抗蝕劑圖案。在一個(gè)實(shí)例中， 抗蝕劑層是正型(positive tone)的;通過顯影液去除抗蝕劑層的暴露部分。在另一個(gè)實(shí)例 中，抗蝕劑層是負(fù)型(negative tone)的；留下抗蝕劑層的暴露部分;并且通過顯影液去除 未暴露的部分。在又一實(shí)例中，抗蝕劑層是負(fù)型的并且顯影液是負(fù)型的;通過顯影液去除抗 蝕劑層的暴露部分。在又一實(shí)例中，抗蝕劑層是正型的并且顯影液是負(fù)型的；留下抗蝕劑層 的暴露部分;并且通過顯影液去除未暴露的部分。
[0085] 特別地，在操作84的光刻曝光工藝之后，將晶圓22從光刻系統(tǒng)10轉(zhuǎn)移出至顯影單 元W執(zhí)行操作86。方法76還可W包括其他的操作，諸如各種烘賠步驟。作為一個(gè)實(shí)例，方法 76可W包括介于操作84與86之間的曝光后烘賠(P邸)步驟。
[0086] 方法76還可W包括其他的操作，諸如操作88, W通過抗蝕劑圖案的開口來對(duì)晶圓 執(zhí)行制造工藝。在一個(gè)實(shí)例中，制造工藝包括:使用抗蝕劑圖案作為掩模，對(duì)半導(dǎo)體襯底22 或半導(dǎo)體襯底上的材料層應(yīng)用蝕刻工藝。在另一個(gè)實(shí)例中，制造工藝包括:使用抗蝕劑圖案 作為注入掩模，對(duì)半導(dǎo)體襯底22執(zhí)行離子注入工藝。在操作88之后，可W通過濕剝離或等離 子體灰化去除抗蝕劑層。
[0087] 因此，在不過多地犧牲BTE和產(chǎn)量的情況下，動(dòng)態(tài)確定每一個(gè)晶圓的劑量裕度變得 更大W足W補(bǔ)償抓V能量不足。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可W存在其他的替 代方式或?qū)嵤├?。在一個(gè)實(shí)例中，可W使用諸如相移抓V掩模的其他類型的抓V掩模，W進(jìn)一 步增強(qiáng)光刻曝光工藝的分辨率。在另一實(shí)例中，目標(biāo)材料可W使用其他合適的材料來生成 高溫等離子體。
[0088] 如上所述，在不增大劑量裕度的預(yù)算的情況下，通過來自相鄰脈沖串的裕度液滴 來補(bǔ)償在光刻曝光工藝期間的一脈沖串中的EUV能量不足。圖9示出了根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建 的預(yù)補(bǔ)償方法的示意圖。預(yù)補(bǔ)償是激發(fā)先前脈沖串中的劑量裕度來補(bǔ)償隨后脈沖串中的能 量不足的操作。在圖9示出的一個(gè)實(shí)例中，目標(biāo)材料液滴38具有Ξ脈沖串52(從左至右稱為 第一、第二和第Ξ)。每一脈沖串都具有五個(gè)液滴，五個(gè)液滴中的兩個(gè)是裕度液滴，并且其他 Ξ個(gè)液滴用作劑量液滴。用于預(yù)補(bǔ)償而被激發(fā)的那些裕度液滴在圖9中被標(biāo)注為102。在第 一脈沖串（在圖9的最左側(cè)）中，來自劑量液滴(脈沖串中的前Ξ個(gè)液滴）的累積的脈沖串能 量達(dá)到BTE 60。由于當(dāng)前脈沖串中不存在劑量誤差，所W可W不使用劑量裕度中的液滴。然 而，在預(yù)補(bǔ)償方法中，由于激發(fā)劑量裕度中的液滴1〇2(或其子集），所W當(dāng)前脈沖串中的脈 沖串能量超出BTE 60。來自液滴102的額外的能量被稱為預(yù)補(bǔ)償并且用于補(bǔ)償隨后脈沖串 中的潛在的能量不足。當(dāng)?shù)诙}沖串（中間脈沖串）中出現(xiàn)劑量誤差時(shí)，來自第一脈沖串的 額外的能量用于補(bǔ)償?shù)诙}沖串中的能量不足。因?yàn)閮擅}沖串都用于曝光相同的點(diǎn)。因此， 可W保持對(duì)于該點(diǎn)的總曝光能量達(dá)到曝光劑量。類似地，也可W激發(fā)第Ξ脈沖串中的液滴 102, W生成用于預(yù)補(bǔ)償?shù)念~外的能量。通過使用預(yù)補(bǔ)償，系統(tǒng)10得到附加的裕度來補(bǔ)償能 量不足。運(yùn)樣降低了出現(xiàn)劑量誤差的概率。因此，進(jìn)一步減小了Nm，從而提高產(chǎn)量。
[0089] 圖10還示出了根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的用于預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒?。相?duì)于BTE60示出了多 脈沖串的抓V能量40。在一種方法中，在光刻曝光工藝中使用多脈沖串104。當(dāng)多脈沖串104 中的一脈沖串中出現(xiàn)劑量誤差時(shí)，該脈沖串中的裕度液滴用于補(bǔ)償EUV能量不足。如果劑量 誤差大于來自脈沖串中的裕度液滴的EUV能量，那么不能完全補(bǔ)償劑量誤差。
[0090] 在另一方法中，在光刻曝光工藝期間，對(duì)于多脈沖串106實(shí)施預(yù)補(bǔ)償。在目標(biāo)材料 液滴中存在兩個(gè)相鄰的脈沖串。為了更好的說明，一脈沖串被稱為前脈沖串，并且剛好在前 脈沖串之后的另一脈沖串被稱為后脈沖串。當(dāng)后脈沖串中出現(xiàn)劑量誤差時(shí)，使用前脈沖串 中的裕度液滴來補(bǔ)償與后脈沖串的劑量誤差相關(guān)聯(lián)的能量不足?？蛇x地，共同使用前脈沖 串中的裕度液滴和后脈沖串中的裕度液滴來補(bǔ)償能量不足。為了保持適當(dāng)?shù)钠毓鈩┝?，?用去補(bǔ)償和預(yù)補(bǔ)償。當(dāng)使用前脈沖串的裕度液滴(或子集)來補(bǔ)償后脈沖串的能量不足時(shí)， 后脈沖串可W不具有劑量誤差。在運(yùn)種情形中，后脈沖串可W僅使用劑量液滴的子集來抵 消通過預(yù)補(bǔ)償在前脈沖串中生成的過多的能量，W平衡總能量來滿足曝光劑量。
[0091] 通過實(shí)施預(yù)補(bǔ)償，將裕度液滴轉(zhuǎn)入隨后的脈沖串。在一些實(shí)例中，如果后脈沖串不 具有劑量誤差，那么可W成對(duì)使用預(yù)補(bǔ)償和去補(bǔ)償。在一些實(shí)例中，可W實(shí)施后補(bǔ)償W通過 后脈沖串中的裕度液滴來補(bǔ)償前脈沖串的EUV能量不足。在又一其他的實(shí)例中，可W對(duì)不直 接相鄰的脈沖串應(yīng)用預(yù)補(bǔ)償或后補(bǔ)償。
[0092] 在光刻曝光工藝期間，在脈沖串106中從左至右示出并且解釋了各種實(shí)例。第一脈 沖串具有預(yù)補(bǔ)償；由于沒有劑量誤差，所W第二脈沖串具有去補(bǔ)償;第=脈沖串具有預(yù)補(bǔ) 償；由于通過第Ξ脈沖串的預(yù)補(bǔ)償補(bǔ)償了劑量誤差，所W第四脈沖串不實(shí)施預(yù)補(bǔ)償或去補(bǔ) 償;第五脈沖串具有預(yù)補(bǔ)償；由于通過第五脈沖串的預(yù)補(bǔ)償補(bǔ)償了劑量誤差，所W第六脈沖 串不實(shí)施預(yù)補(bǔ)償或去補(bǔ)償;第屯脈沖串具有通過脈沖串中的裕度液滴未被完全補(bǔ)償?shù)峭?過隨后脈沖串進(jìn)行后補(bǔ)償?shù)膭┝空`差;第八脈沖串具有后補(bǔ)償;第九脈沖串具有預(yù)補(bǔ)償;并 且由于沒有劑量誤差，所W第十脈沖串具有去補(bǔ)償。在圖10中，脈沖串下面的參數(shù)"Γ、"0" 和"-Γ分別表明累積的劑量誤差"超出能量"、"在范圍內(nèi)"和"不足能量"。方法76可W在操 作84的光刻曝光工藝中至少實(shí)施預(yù)補(bǔ)償、去補(bǔ)償和后補(bǔ)償?shù)淖蛹?br>[0093] 還參考圖11將預(yù)補(bǔ)償和其他的過程描述為方法76的操作84的流程圖。操作84包括 光刻曝光工藝。在光刻曝光工藝期間，操作84對(duì)前脈沖串執(zhí)行預(yù)補(bǔ)償108, W補(bǔ)償后脈沖串 中的潛在的EUV能量不足。當(dāng)后脈沖串中不存在劑量誤差時(shí)，操作84還對(duì)后脈沖串執(zhí)行去補(bǔ) 償now平衡抓V能量。如果后脈沖串中出現(xiàn)劑量誤差，那么可W跳過操作110。當(dāng)又一脈沖 串中出現(xiàn)劑量誤差并且劑量誤差未被前脈沖串中的裕度液滴完全補(bǔ)償時(shí)，那么操作84可W 對(duì)后脈沖串執(zhí)行后補(bǔ)償112, W補(bǔ)償來自前脈沖串的EUV能量不足。在光刻曝光工藝期間，多 脈沖串106需要多少就可W執(zhí)行多少預(yù)補(bǔ)償108、去補(bǔ)償110和后補(bǔ)償112。在光刻曝光工藝 期間，前脈沖串和后脈沖串是指多脈沖串106中任何兩個(gè)相鄰的脈沖串。預(yù)補(bǔ)償108、去補(bǔ)償 110和后補(bǔ)償112共同稱為中間補(bǔ)償。在其他的實(shí)施例中，可W對(duì)于缺少操作82的其它光刻 工藝實(shí)施中間補(bǔ)償。
[0094] 根據(jù)一些實(shí)施例，提供了實(shí)施光刻曝光工藝的方法76和光刻系統(tǒng)10。在方法76中， 根據(jù)曝光劑量和等離子體狀態(tài)來動(dòng)態(tài)地確定每一個(gè)晶圓的劑量裕度(Nm)。在一些實(shí)施例 中，實(shí)施中間補(bǔ)償操作(諸如預(yù)補(bǔ)償108、去補(bǔ)償110和后補(bǔ)償112)來補(bǔ)償EUV能量不足。本發(fā) 明的一些實(shí)施例提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，但是應(yīng)當(dāng)理解，其他實(shí)施例可W提供不同的 優(yōu)勢(shì)，本文未必論述所有的優(yōu)勢(shì)，并且并不是所有的實(shí)施例都必須包含特別的優(yōu)勢(shì)。通過使 用所公開的方法，動(dòng)態(tài)地確定每一個(gè)晶圓的劑量裕度W變得足夠大W足W補(bǔ)償抓V能量不 足而不過多地犧牲BTE和產(chǎn)量。因此，光刻曝光工藝的產(chǎn)量得W提高。由于根據(jù)等離子體狀 態(tài)調(diào)整劑量裕度，所W優(yōu)化了光刻系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過實(shí)施中間補(bǔ)償，相鄰脈沖串之間共用 裕度液滴，使得還可W在不犧牲總劑量裕度的情況下減小裕度液滴的數(shù)量Nm。因此，進(jìn)一步 增大了光刻曝光工藝的產(chǎn)量。
[00M]因此，根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種極紫外化UV)光刻工藝。該工藝包括:將 晶圓加載至具有EUV源的EUV光刻系統(tǒng);根據(jù)曝光劑量和EUV源的等離子體狀態(tài)來確定劑量 裕度；W及使用曝光劑量和劑量裕度，通過來自EUV源的EUV光來對(duì)晶圓執(zhí)行光刻曝光工藝。
[0096] 根據(jù)一些其他的實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種抓V光刻工藝。該工藝包括:將晶圓加 載至具有抓V源的抓V光刻系統(tǒng);將抓V光掩模加載至光刻系統(tǒng)；W及對(duì)晶圓執(zhí)行光刻曝光工 藝，其中光刻曝光工藝的執(zhí)行包括執(zhí)行中間補(bǔ)償操作。
[0097] 根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明還提供了一種極紫外化UV)光刻系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:EUV 源，用于生成EUV福射，其中EUV源包括激光、目標(biāo)材料液滴生成器;掩模工作臺(tái)，被配置為固 定抓V掩模；晶圓工作臺(tái)，被配置為固定半導(dǎo)體晶圓；光學(xué)模塊，被設(shè)計(jì)為引導(dǎo)來自抓V源的 EUV福射W在光刻曝光工藝中使用劑量裕度將抓V掩模上的1C圖案成像至半導(dǎo)體晶圓；W及 等離子體穩(wěn)定性監(jiān)控模塊，監(jiān)控抓V源的等離子體狀態(tài)，其中等離子體狀態(tài)用于調(diào)整在光刻 曝光工藝中應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓的劑量裕度。
[0098] 上面論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可W更好地理解本發(fā)明 的各個(gè)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可W很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或更改 其他的處理和結(jié)構(gòu)用于達(dá)到與本發(fā)明所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng) 域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，運(yùn)種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本 發(fā)明的精神和范圍的情況下，可W進(jìn)行多種變化、替換W及改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種極紫外(EUV)光刻工藝，包括： 將晶圓加載至具有EUV源的EUV光刻系統(tǒng)； 根據(jù)曝光劑量和所述EUV源的等離子體狀態(tài)來確定劑量裕度；以及 使用所述曝光劑量和所述劑量裕度，通過來自所述EUV源的EUV光來對(duì)所述晶圓執(zhí)行光 刻曝光工藝。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV光刻工藝，其中， 所述光刻曝光工藝的執(zhí)行包括從多脈沖串中生成所述EUV光； 所述多脈沖串中的每一脈沖串都包括在被激光激發(fā)時(shí)能夠生成等離子體的一組目標(biāo) 材料液滴； 所述一組目標(biāo)材料液滴包括第一數(shù)量Nd的劑量液滴和第二數(shù)量Nm的裕度液滴；以及 所述劑量裕度的確定包括確定所述第二數(shù)量Nm。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的EUV光刻工藝，其中，所述劑量裕度的確定包括使用劑量裕度 查找表格來確定對(duì)于每一個(gè)晶圓的劑量裕度。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的EUV光刻工藝，其中，所述劑量裕度的確定包括： 使用來自所述EUV光刻系統(tǒng)的歷史制造數(shù)據(jù)來建立所述劑量裕度查找表格；以及 監(jiān)控所述劑量裕度的劑量裕度變化并且根據(jù)所述劑量裕度變化來更新所述劑量裕度 查找表格。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的EUV光刻工藝，其中，所述劑量裕度的監(jiān)控包括使用所述光刻 系統(tǒng)的EUV能量監(jiān)控器來監(jiān)控劑量誤差的變化。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV光刻工藝，其中，所述光刻曝光工藝的執(zhí)行包括對(duì)多脈沖 串中的至少一個(gè)脈沖串應(yīng)用中間補(bǔ)償操作。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的EUV光刻工藝，其中，所述中間補(bǔ)償操作包括預(yù)補(bǔ)償、去補(bǔ)償和 后補(bǔ)償中的至少一個(gè)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的EUV光刻工藝，其中，所述中間補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行包括對(duì)前脈沖串執(zhí) 行所述預(yù)補(bǔ)償。9. 一種極紫外(EUV)光刻工藝，包括： 將晶圓加載至具有EUV源的EUV光刻系統(tǒng)； 將EUV光掩模加載至所述光刻系統(tǒng)；以及 對(duì)所述晶圓執(zhí)行光刻曝光工藝，其中，所述光刻曝光工藝的執(zhí)行包括執(zhí)行中間補(bǔ)償操 作。10. -種極紫外(EUV)光刻系統(tǒng)，包括： EUV源，用于生成EUV輻射，其中，所述EUV源包括激光、目標(biāo)材料液滴生成器； 掩模工作臺(tái)，被配置為固定EUV掩模； 晶圓工作臺(tái)，被配置為固定半導(dǎo)體晶圓； 光學(xué)模塊，被設(shè)計(jì)為引導(dǎo)來自所述EUV源的所述EUV輻射，以在光刻曝光工藝中使用劑 量裕度將限定在所述EUV掩模上的1C圖案成像至所述半導(dǎo)體晶圓；以及 等離子體穩(wěn)定性監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控所述EUV源的等離子體狀態(tài)，其中，所述等離子體 狀態(tài)用于調(diào)整所述光刻曝光工藝中的應(yīng)用于所述半導(dǎo)體晶圓的所述劑量裕度。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK105988306SQ201610011949
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年1月8日
【發(fā)明人】盧彥丞, 陳政宏, 吳善德, 嚴(yán)濤南
【申請(qǐng)人】臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司