專利名稱：用于遠紫外線輻射光刻的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及遠紫外線光刻技術(shù)，尤其是用于集成電路制造的遠紫外線光刻。
為了對未來集成電路等目標(biāo)進行光刻操作，涂敷有光阻劑的目標(biāo)選定區(qū)域置于可見光或者紫外線輻射源中。這種輻射使上述區(qū)域曝光，從而得到目標(biāo)的局部蝕刻特性。
作為一般規(guī)律，蝕刻特性越精密，則輻射的波長就越短。文檔EP-1222 842提出一種遠紫外線輻射源(在下文中稱為EUV)及其在光刻中的應(yīng)用。輻射的波長范圍從8納米左右到25納米左右，可獲得具有通常小于100納米的精度的蝕刻特性。輻射來源于等離子體，其為在該處激光束和包括微米大小的氙和/或水滴的薄霧進行相互作用的地方。激光源可以是Nd:YAG類型的納秒激光器的形式。其激發(fā)一束粒子射流，由噴管輸出，從而形成上述的霧滴。
同樣從出版物WO 02/32197獲知，從液態(tài)氙射流激發(fā)所得到的是遠紫外線輻射。
在出版物FR-2 814 599中描述的一個更近的發(fā)展中，EUV輻射是通過多個激光束和例如氙霧等粒子射流之間的相互作用得到的。特別是，激光源設(shè)計為基本上在射流的同一區(qū)域且基本上同時進行發(fā)射。因此可以理解通過將多個實際上同時照射粒子射流的激光源進行合并，產(chǎn)生等離子體的輻射峰值功率得到增強。激光發(fā)射的頻率是一至幾十kHz的數(shù)量級。因此“基本上同時”這個說法表示，在每個點火周期，例如每個0.1ms，每個由單個激光器生成的特定數(shù)量的單個光脈沖組合成為在時間上同時和/或并列的脈沖集合，這些脈沖稱為復(fù)合脈沖。可選地，這種并列可構(gòu)成兩組脈沖以及兩個不同的情況，即，用于碰撞等離子體的第一組以及用于對其進行增強的第二組，這兩組之間的時間變換遠遠小于發(fā)射重復(fù)周期。但是，應(yīng)當(dāng)注意到，單個脈沖在空間和時間上變換的目的在于使能量流根據(jù)其時間上的發(fā)展適應(yīng)于等離子體的要求，以改善能量平衡。所描述的設(shè)備并不尋求對所發(fā)出的光功率進行精密調(diào)整。
由于文檔FR-2 814 599的公開，要求在遠紫外線進行蝕刻處理的工業(yè)公司的期望明顯增長。目前，依照荷蘭ASML公司的例子，這些工業(yè)公司需要一種基本上連續(xù)的制造處理，使半導(dǎo)體晶片以400mm/s的運動速度進行照射；10kHz的遠紫外線脈沖重復(fù)頻率；在要進行照射的表面的每一點處，劑量為5mJ/cm2的累積的遠紫外線，由50個連續(xù)脈沖提供；以及這個所接收的劑量的誤差分布必須小于設(shè)定點的0.1％。
最后提到的這個限制其自身已經(jīng)表示這是一個技術(shù)挑戰(zhàn)，就發(fā)明人所知，在現(xiàn)有技術(shù)中還沒有解決方案。這是因為，與激光器照射靶生成等離子體相關(guān)聯(lián)的特定現(xiàn)象，尤其是靶包括氙元素時，仍然是不易理解的，至少是含有太多不確定性的題目。粒子射流和激光束的位置可以就位置而言暫時地變換，尤其是因為互作用室內(nèi)的實際溫度變化。射流本身經(jīng)歷不可避免的波動。
文檔US 4 804 978描述一種使用安裝在機動車輪上的衰減器濾波器控制用于光刻的能量劑量的方法。但是，這個方案不允許工作于高速率下，這是因為濾波器的使用會使激光發(fā)射中斷。而且，要進行蝕刻的目標(biāo)相對于源的連續(xù)位移與這個處理不相適宜，該處理相反地需要完全的固定性，直至獲得累積的能量劑量。最后，對應(yīng)于離散衰減值的有限個濾波器的存在不允許提供精確的累積能量劑量。
文檔US 6 034 978描述在兩個脈沖之間控制輻射源穩(wěn)定性以保證發(fā)出能量穩(wěn)定性的另一種方法。特別是，所述文檔提供一種控制輻射源氣體介質(zhì)溫度以控制輻射強度穩(wěn)定性的方法?，F(xiàn)在，由于輻射源不是FR-2 814 599中的等離子體，而是氣體激光器，這個解決方案不能變換為在FR-2 814 599中所描述的設(shè)備。這種用于通過使用水流受控循環(huán)冷卻氣體激光器來調(diào)節(jié)發(fā)射的系統(tǒng)不易適用于FR-2 814 599中具有薄霧形式粒子射流的設(shè)備。首先，這種處理不能考慮到激光能量和遠紫外線能量之間轉(zhuǎn)換效率的波動，從而，不可能將其應(yīng)用于通過相干光在等離子體生成靶上的相互作用生成遠紫外線輻射中。其次，在現(xiàn)有技術(shù)中，看起來這種激光器不能夠以ASML公司所指定的高速率發(fā)出強脈沖能量。
總之，就本發(fā)明人所知，現(xiàn)有技術(shù)既不提供也不建議任何允許遠紫外線光刻的其它方法或設(shè)備，這種方法和設(shè)備一方面是有效地連續(xù)的，也就是說，除了目標(biāo)位移之外方法中沒有具有會降低遠紫外線脈沖的速率的步驟，另一方面，這種方法和設(shè)備提供所接收的劑量的誤差分布的標(biāo)準偏差在0.1％或更低的數(shù)量級。本發(fā)明的目的在于克服這個缺陷，其描述了一種允許進行遠紫外線光刻的方法，這種方法一方面是有效地連續(xù)的，也就是說，除了目標(biāo)位移之外處理中沒有具有會降低遠紫外線脈沖的速率的步驟，以及在另一方面，其提供所接收的劑量的誤差分布的標(biāo)準偏差在0.1％或者更低的數(shù)量級。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于應(yīng)用這個處理的設(shè)備。
為了實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明首先提供一種遠紫外線光刻方法，其中，目標(biāo)具有一個平面，其與輻射線相互垂直，具有一個能夠相對于輻射線橫向移動的感光區(qū)域，在曝光于輻射線的當(dāng)前感光區(qū)域的每個點上接收預(yù)定數(shù)量N個遠紫外線中的連續(xù)脈沖(根據(jù)ASML規(guī)范N＝50)。該目標(biāo)通過具有選定寬度的照射窗口接收輻射，所述窗口相對于輻射線是基本固定的。
脈沖是通過至少兩個由脈沖激光源輸出的相干光束在能夠生成具有至少一條遠紫外線發(fā)射線的等離子體的靶上進行撞擊產(chǎn)生的，這個脈沖激光源在下文中將簡稱為“激光器”。為了使這些激光器的數(shù)量保持合理，而無論等離子體照射出遠紫外線所需的瞬時功率和能量幅度怎樣，這些在理論上具有相同功率的激光器每個都具有幾百kW數(shù)量級的高峰值功率。它們發(fā)射具有幾十mJ能量的脈沖，平均功率是在幾百瓦的數(shù)量級上。
在下文中，“量子”這個術(shù)語將用于表示這種激光器每次發(fā)射所生成的光能量，這些激光器彼此相似，具有盡可能相同的激光發(fā)射持續(xù)時間Δt(例如，大約50納秒)以及相同的發(fā)射峰值功率(范圍取決于所選的實施方式，從幾百kW到超過1MW)。
而且，本發(fā)明需要這個峰值功率保持在閾值Pth以下，該閾值首先可使等離子體受到碰撞，其次則使這個等離子體發(fā)射至少一條遠紫外線。在這個閾值Pth以下，等離子體可受到碰撞，但是其不能輻射出遠紫外線。
這些激光束，當(dāng)其碰撞上述靶的同一區(qū)域時，生成擁有至少一條遠紫外發(fā)射線的等離子體。對具有要進行照射區(qū)域的目標(biāo)的橫向位移進行選擇，使得在兩個連續(xù)的遠紫外線脈沖之間，其幅度是照射窗口在這個位移方向上的寬度的1/N。
因此，根據(jù)本發(fā)明所述的方法適用于任何光刻方法，其中要進行光刻的目標(biāo)具有一個平面，其相對于光輻射垂直地放置，并且具有一個感光區(qū)域，這個目標(biāo)能夠相對于這個輻射進行橫向移動；實現(xiàn)蝕刻操作的輻射線包括至少一條遠紫外線，并且包括N個連續(xù)的電流脈沖，對這些脈沖通過照射窗口的每單位面積的能量進行測量；并且這些輻射脈沖是通過至少兩個由脈沖激光源輸出的激光束在適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)上進行撞擊產(chǎn)生的，該至少兩個脈沖激光源是從多個脈沖激光源中選擇的，每個激光源在每次觸發(fā)時發(fā)射具有給定持續(xù)時間的能量量子，這些激光器聚焦在靶的同一點。
“適當(dāng)?shù)陌小边@個表達可理解為，其表示能夠發(fā)射具有至少一條遠紫外發(fā)射線的等離子體的靶?！岸鄠€激光源”這個表達可理解為，其表示足夠在N個電流脈沖中產(chǎn)生進行光刻所需照射的數(shù)個激光源。
這個方法，其特征在于包括下列的迭代步驟，規(guī)定對于第n次迭代a)對在前N-1個脈沖期間通過照射窗口的遠紫外線輻射的每單位面積能量求積分；b)在分隔兩個連續(xù)輻射脈沖的時間間隔內(nèi)，感光目標(biāo)平移的距離等于照射窗口沿著這個平移軸的寬度的1/N部分；c)從光刻處理所需的能量中減去在步驟a)中得到的積分；d)確定為了達到這個能量仍要提供的剩余能量；e)計算對于第n個脈沖要生成的剩余脈沖量子數(shù)量；f)確定要激發(fā)的激光源的相應(yīng)數(shù)量以及選擇激光源，其數(shù)量等于這個數(shù)值的整數(shù)部分；以及g)同時觸發(fā)在步驟f)中所選擇的激光器，對于下一個當(dāng)前點重復(fù)這些步驟a)至g)。
在一般情況下，在步驟f)中計算的激光源數(shù)量是分數(shù)，而且這個數(shù)量的分數(shù)部分對應(yīng)于小于一個量子的能量流。
根據(jù)這個實施方法，其中在步驟f)中計算的激光源數(shù)量是分數(shù)，與激光器數(shù)量的這個分數(shù)部分相關(guān)聯(lián)的小于一個量子的能量由能夠發(fā)出與其它激光源公用的能量量子的激光源提供，并且用一個小于量子持續(xù)時間Δt的延時進行觸發(fā)，該延時是相對于發(fā)出同一電流脈沖量子的數(shù)量的整數(shù)部分的其它激光源的同步觸發(fā)時刻而言。
這是因為，在這種情況下，提供量子的分數(shù)部分的脈沖比在上述步驟f)中選擇的激光器消光要持續(xù)得長并且旨在提供激光器數(shù)量的整數(shù)部分。這個脈沖是單獨的，這樣整個瞬時功率變得小于使等離子體發(fā)射至少一條遠紫外線的閾值Pth。從而，這個相同電流脈沖的第一激光器在消光之后，能量量子的那部分就不再對遠紫外線輻射有任何貢獻。這實際上等于分數(shù)量子，但是是通過與生成量子的激光器同樣的激光器。這個相同的激光器可以在另一個電流脈沖期間生成整數(shù)量子。這還提供激光功率調(diào)整上的靈活性和極高的精確性。
根據(jù)實施方式的第二個優(yōu)選方法，其中在步驟f)中計算的激光源的數(shù)量是分數(shù)，與激光器數(shù)量這個分數(shù)部分相關(guān)聯(lián)的小于一個量子的能量由能夠發(fā)出與其它激光源相同能量量子的多個激光源提供，其中
在代表激光器數(shù)量整數(shù)部分的同步激光器的觸發(fā)時刻之后，第一激光器在延時(1-k1)Δt后進行觸發(fā)，其中0＜k1＜1；在代表激光器數(shù)量整數(shù)部分的同步激光器的觸發(fā)時刻之后，第二激光器在延時(1-k2)Δt后進行觸發(fā)，其中k1＜k2＜1；如此類推，在代表激光器數(shù)量整數(shù)部分的同步激光器的觸發(fā)時刻之后，第q個激光器在延時(1-kq)Δt后進行觸發(fā)，其中0＜kq＜1；以及，此外，這些延時的總和小于一個量子的持續(xù)時間Δt。
系數(shù)k優(yōu)選地與激光器數(shù)量的分數(shù)部分成正比。
在實施方式的第三個優(yōu)選方法中，其中在步驟f)中計算的激光源的數(shù)量是分數(shù)，與激光器數(shù)量這個分數(shù)部分相關(guān)聯(lián)的小于一個量子的能量由能夠發(fā)出小于一個量子能量的激光源提供，并且用一個小于量子持續(xù)時間Δt的延時進行觸發(fā)，延時是相對于發(fā)出同一電流脈沖量子數(shù)量整數(shù)部分的其它激光源的同步觸發(fā)時刻而言。
在實施方式的第四個優(yōu)選方法中，將前兩種方法相結(jié)合，其中在步驟f)中計算的激光源的數(shù)量是分數(shù)，與激光器數(shù)量這個分數(shù)部分相關(guān)聯(lián)的小于一個量子的能量由能夠發(fā)出小于一個量子能量的多個激光源提供，其中在代表激光器數(shù)量整數(shù)部分的同步激光器的觸發(fā)時刻之后，第一激光器在延時(1-k1)Δt后進行觸發(fā)，其中0＜k1＜1；在代表激光器數(shù)量整數(shù)部分的同步激光器的觸發(fā)時刻之后，第二激光器在延時(1-k2)Δt后進行觸發(fā)，其中k1＜k2＜1；如此類推，在代表激光器數(shù)量整數(shù)部分的同步激光器的觸發(fā)時刻之后，第q個激光器在延時(1-kq)Δt后進行觸發(fā)，其中0＜kq＜1；以及，這些延時的總和小于一個量子的持續(xù)時間Δt。
本發(fā)明的主題還包括一種用于應(yīng)用本發(fā)明方法的設(shè)備。該遠紫外線光刻設(shè)備包括遠紫外線輻射源，包括至少兩個由脈沖激光源輸出的激光束，每個激光源在激光發(fā)射期間發(fā)射具有給定持續(xù)時間的能量量子，并且能夠激發(fā)靶的同一區(qū)域，這個靶能夠發(fā)出具有至少一條遠紫外發(fā)射線的等離子體；一個具有選定寬度的照射窗口，位于輻射源和目標(biāo)之間，而且相對于輻射源是固定的；以及一種裝置，使要進行光刻的目標(biāo)相對于窗口進行橫向位移，該目標(biāo)具有一個平面，其與輻射線相互垂直，而且具有一個感光區(qū)域，選擇所述位移，使得在兩個連續(xù)的遠紫外線輻射脈沖之間，目標(biāo)相對于照射窗口的橫向位移是這個窗口在位移方向上寬度的1/N，這種方式使目標(biāo)所述區(qū)域的任何一段曝光于預(yù)定數(shù)量N個連續(xù)遠紫外線脈沖。
根據(jù)本發(fā)明的所述設(shè)備進一步包括用于測量通過照射窗口的輻射峰值功率的裝置；用于對當(dāng)前要發(fā)出的第n個脈沖進行計算的裝置；*計算前N-1個脈沖的遠紫外線輻射的測量能量的總和，也就是說，照射峰值功率在前N-1個脈沖全部持續(xù)時間上的積分，*通過對所述總和與預(yù)定的進行光刻所需的總能量劑量進行比較，計算將要由下面的第n個脈沖發(fā)出的剩余能量，以及*考慮到事實上瞬時功率小于門限功率的激光脈沖將不會對生成遠紫外線輻射有所貢獻，計算為了獲得所述第n個脈沖的所述能量，激光源必須發(fā)出的能量量子數(shù)量，；以及用于根據(jù)所計算的量子數(shù)量選擇選定數(shù)量的激光器并進行同步控制的裝置。
用于使要進行光刻的目標(biāo)相對于輻射線進行位移的裝置是處于激活狀態(tài)的，從而隨后將目標(biāo)位移等于所述窗口寬度1/N的距離。
根據(jù)第一個變形，其中激光器數(shù)量的分數(shù)部分由相對于先前激光器的同步觸發(fā)有一個延時的能量量子代表，本發(fā)明進一步包括一種裝置，能夠根據(jù)激光器數(shù)量的分數(shù)部分值生成這種延時，從而生成所述第n個電流脈沖。
根據(jù)優(yōu)選實施方式，所述靶是薄霧形式的氙微滴定向射流。作為一個變形，這個靶可以是液體氙射流，如上述出版物WO 02/32197中所描述的。
根據(jù)優(yōu)選實施方式，其可以與先前的一個實施方式相結(jié)合，激光發(fā)射由作為振蕩器工作的脈沖固態(tài)激光器輸出，并且由連續(xù)工作的二極管進行泵浦。
特定類型的激光器在其充電棒在下一次泵浦階段之前完全放電時工作得更加有效。為了滿足這個限制，在一個變形中，可根據(jù)本發(fā)明設(shè)計用于控制激光器的系統(tǒng)，以便在這個脈沖不需要的能量量子在這個脈沖之外被單獨觸發(fā)，這樣它們就不會超過閾值Pth。
通過閱讀下面的詳細描述和附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)勢將變得明顯，其中

圖1示意性地示出一種根據(jù)本發(fā)明的用于實施光刻方法的設(shè)備；圖2a示意性地表示作為同一時刻激活的激光源數(shù)量的函數(shù)的EUV輻射源發(fā)射系數(shù)的變化；圖2b示意性地表示作為激光發(fā)射所發(fā)出能量的函數(shù)的EUV源發(fā)射率的變化；圖3a示意性地表示作為時間函數(shù)的激光發(fā)射對形成能量經(jīng)過調(diào)整的EUV脈沖的貢獻；圖3b示意性地表示緊隨額外能量量子觸發(fā)之后的能量經(jīng)過調(diào)整的EUV脈沖，其瞬時功率保持在閾值Pth以下；圖4示意性地表示用于生成激光發(fā)射的控制單元的一部分；圖5示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的處理的步驟；以及圖6a至6d示意性地表示照射窗口在目標(biāo)OBJ照射期間的連續(xù)位置。
應(yīng)當(dāng)指出，根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備一般應(yīng)用于集成電路的光刻技術(shù)。
在幾平方毫米的面積和幾個微米厚度上所產(chǎn)生的是可包括幾千個組件的集合。最初的材料是直徑大約為10cm的硅晶片。這個盤經(jīng)過多種化學(xué)處理(薄膜沉積、摻雜等等)。因此，在同一個硅晶片上制造出多個集成電路。集成電路制造中的一個關(guān)鍵處理是光刻技術(shù)。
圖1表示EUV(遠紫外線)輻射23所施加的晶片OBJ，以實現(xiàn)在晶片上的光刻操作。更具體地，要進行光刻的目標(biāo)OBJ具有一個平面，其與輻射線23相互垂直，而且具有一個感光區(qū)域，涂敷有光阻劑PR，能夠相對于這個輻射線23進行橫向移動(箭頭41)。
為了準備這個階段，將硅晶片預(yù)熱到高于1000℃。晶片的表面發(fā)生氧化，形成一層二氧化硅的絕緣薄膜。接下來，對要進行感光的區(qū)域施加光阻劑PR，從而局部覆蓋晶片OBJ的表面。然后將硅晶片OBJ曝光在輻射23中，優(yōu)選地使用能夠代表所期望光刻圖案的掩模(未示出)。集成電路制造過程中的這個步驟稱為“曝光”。所獲得的光刻精度以及集成電路的線寬度取決于這個輻射的波長。目前，這些波長位于可見光或紫外線的范圍內(nèi)。為了獲得40nm的蝕刻清晰度，最近已經(jīng)開發(fā)出發(fā)射波長為13.5nm輻射的EUV源，光刻情況下的優(yōu)選重復(fù)率為10kHz。EUV發(fā)射是通過優(yōu)選數(shù)目為十的發(fā)射平均頻率為10kHz紅外線的脈沖Nd:YAG激光束(固態(tài)激光器)和連續(xù)氙射流之間的相互作用得到的。就可得到波長為13.5nm的熱等離子體發(fā)射輻射。
圖1示出激光源，標(biāo)號為10到19，所述激光源能夠激發(fā)粒子射流21通過互作用室20。優(yōu)選地，該粒子射流21包括定向氙微滴薄霧。更具體地，激光器10到19能夠發(fā)送激光發(fā)射，這些激光發(fā)射聚焦在射流21的同一個區(qū)域上。
每個激活的激光器向粒子射流發(fā)送具有一個量子能量的發(fā)射，激發(fā)所述射流，并且力圖在其內(nèi)生成等離子體。如果量子的總能量超過閾值Pth(對應(yīng)于遠紫外線發(fā)射閾值)，則相互作用等離子體受到碰撞，然后在近似對應(yīng)于激光脈沖超過閾值Pth的時間內(nèi)出現(xiàn)遠紫外發(fā)射線。在圖1中，標(biāo)注為EUV的箭頭指示這種遠紫外線輻射脈沖的出現(xiàn)。這個脈沖在較大的立體角范圍內(nèi)進行傳播，光收集器(未示出)用于收集這個輻射，并將其導(dǎo)向要進行光刻的目標(biāo)。
圖2a通過例子示意性地表示EUV源的發(fā)射系數(shù)(百分比)，作為同時點火到粒子射流的發(fā)射的激活激光源數(shù)量的函數(shù)畫出。在所述的例子中，四個激光源足夠用于碰撞等離子體。在圖2b中，更加詳細的發(fā)射率的表示(任意單位)作為激光發(fā)射所發(fā)出能量的函數(shù)畫出，在所述例子中，表示需要向粒子射流發(fā)出的功率大約為2.5*1011W/cm2，以加熱等離子體。
再參考圖1，控制單元30發(fā)送信號，以使每個激光源10至19在給定時刻形成或者不形成EUV脈沖。在優(yōu)選實施方式中，在需要在給定時刻發(fā)出脈沖的激光發(fā)射之間形成一個時間延時，特別是用于調(diào)整這個脈沖能量的目的。圖3a示意性地表示所發(fā)射脈沖I1、I2、I3，作為激活的激光源數(shù)量和激光發(fā)射時刻的函數(shù)畫出。在所述的例子中，所有激光源是相同的，或者至少在激光發(fā)射期間向等離子體提供相同的能量。這就是為什么選擇將這個能量稱為“量子”的原因。每個激光源發(fā)送具有相同持續(xù)時間Δt(在Nd:YAG固態(tài)激光器的情況下通常是40納秒左右)以及相同峰值功率的脈沖。但是，也可以考慮另一種可選實施方案，包括選擇能夠發(fā)送具有不同峰值功率和/或不同持續(xù)時間Δt的脈沖的激光源，以便進一步調(diào)整所發(fā)射脈沖的能量。在這種情況下，激光源發(fā)出的能量量子可能彼此有所不同。
從而，在圖3a中，激光源發(fā)出的每個能量量子Q由帶有兩條交叉對角線的正方形代表。為了發(fā)出具有最大能量的脈沖I1，在時刻t1上同時激活所有十個激光源。等離子體與激光發(fā)射的激發(fā)起反應(yīng)，發(fā)出EUV脈沖I1，其近似在時刻t1+Δt上達到最大能量。為了發(fā)出具有低于I1能量的脈沖I2，在本示例中只使用七個激光源。因此可以理解，所發(fā)出的EUV脈沖能量與量子Q堆棧成正比，因此，與同時激活的激光源數(shù)量成正比。在一個特別有利的實施方式中，為了發(fā)出具有不對應(yīng)于整數(shù)個量子Q的能量的脈沖I3，選擇延時一個或多個激光源的點火。從而，在圖3a所示的實例中，為了發(fā)出第三脈沖I3，第七個激光源在時刻t73進行激活，相對于所有其它發(fā)射的同一時刻t3延時了一個小于Δt的時間。從而，在圖3a中，相對于其下面的其它量子來說，標(biāo)號為7的量子延時了特定持續(xù)時間Δt的一部分。在所示的例子中，量子7的左側(cè)部分(連同其它量子對輻射產(chǎn)生貢獻)向等離子體提供大約半個能量量子，用于發(fā)出脈沖，而右側(cè)部分提供半個量子，這不足以維持反應(yīng)等離子體，因此，不包括在EUV輻射的能量內(nèi)。脈沖I1、I2、I3的重復(fù)周期是0.1毫秒的數(shù)量級?？梢岳斫猓瑢τ诩す獍l(fā)射持續(xù)時間Δt的典型值為幾十納秒的數(shù)量級，這遠遠短于EUV脈沖的周期。從而，即使在任何一個發(fā)射的激光脈沖之間都形成時間延時，這些脈沖在基本上重復(fù)的時刻上重復(fù)性地出現(xiàn)，這些時刻定義了EUV脈沖的重復(fù)周期。因此，任何一個發(fā)射脈沖之間的時間延時決不會干擾脈沖發(fā)射的頻率。
圖3a完全以說明的方式表示具有相同發(fā)射時刻tN的兩個量子堆。為了簡化論述，因此假設(shè)量子的瞬時功率稍微小于閾值Pth的一半。從而，這個圖中，時刻tN的堆棧所提供的能量不足以在時刻tN碰撞等離子體。實際上，我們一般需要的是一至兩個量子，以到達這個閾值Pth。
應(yīng)當(dāng)指出，在這里所描述的實施方式中，激光源必須重復(fù)性地點火，以便將存儲在激光棒中的能量釋放出來。從而，參考圖3b，十個激光器10至19可以進行發(fā)射之間帶有延時的點火，僅僅超過用于在時刻ti碰撞等離子體以及生成EUV脈沖所需的能量閾值(在圖中對應(yīng)于大于四個量子Q，但是在實際上，對應(yīng)于稍微大于一個量子的瞬時功率)。有利地，可點火所有的激光器，而根本未達到上述脈沖I1的最大能量。從而，相對于時刻ti延時的發(fā)射不對激光源的有用能量產(chǎn)生貢獻。關(guān)于在這個時刻ti之后的發(fā)射，應(yīng)當(dāng)指出，時間延時可能不那么精確。這是因為，為了產(chǎn)生等離子體以及發(fā)射所期望頻段(EUV)的能量，必須達到上述的碰撞閾值。從而，有利的是選擇單個激光器的能量不產(chǎn)生等離子體或者產(chǎn)生的等離子體不發(fā)射所期望頻段的能量的激光器。
更具體地，圖3b表示，可如所期望地調(diào)整激光發(fā)射對EUV脈沖發(fā)射的能量貢獻。特別地，可實現(xiàn)參考標(biāo)號為5和6的發(fā)射逐次的時間延時，從而生成脈沖，這些延時的總和保持小于發(fā)射的持續(xù)時間Δt。
從而，在前面的激光器發(fā)射時刻t11之后，標(biāo)號為5的激光發(fā)射在時刻(1-k1)Δt發(fā)生，其中0＜k1＜1；在前面的激光器發(fā)射時刻t11之后，標(biāo)號為6的激光發(fā)射在時刻(1-k2)Δt發(fā)生，其中k1＜k2＜1。從而，在這個用于生成“分數(shù)量子”(向等離子體發(fā)出小于一個量子的能量，從而，對應(yīng)于“激光器數(shù)量的分數(shù)部分”)的實施方式中，對下列進行觸發(fā)在代表激光器數(shù)量整數(shù)部分的同步激光器被觸發(fā)的時刻之后，第一激光源在延時(1-k1)Δt后進行觸發(fā)，其中0＜k1＜1；在代表激光器數(shù)量整數(shù)部分的同步激光器被觸發(fā)的時刻之后，第二激光源在延時(1-k2)Δt后進行觸發(fā)，其中k1＜k2＜1；如此類推，在代表激光器數(shù)量整數(shù)部分的同步激光器被觸發(fā)的時刻之后，第q個激光源在延時(1-kq)Δt后進行觸發(fā)，其中0＜kq＜1，如圖3b中所示。
但是，這些延時的總和保持小于量子的持續(xù)時間Δt。這個實施方式可用于激光器發(fā)出相同的量子，或者不同的激光器可能發(fā)出峰值功率不同的量子，如上所示。
應(yīng)當(dāng)指出，激光器點火的時刻可控制在優(yōu)于幾納秒的精度內(nèi)。從而，使用大約40納秒的發(fā)射持續(xù)時間，可引入至少十個不同的時間延時供激光實現(xiàn)發(fā)射。從而在現(xiàn)有技術(shù)中，可獲得一個量子十分之一數(shù)量級的量子分數(shù)。
總之，在這種情況下對下列進行觸發(fā)在預(yù)定的時刻t11觸發(fā)至少第一激光發(fā)射(在圖3b所示的例子中為四個激光發(fā)射)；以及分別在不同時刻t15、t16觸發(fā)一個或多個連續(xù)的激光發(fā)射，選擇時刻t15、t16，以調(diào)整要發(fā)射的遠紫外線脈沖能量，這些不同的時刻分布在小于發(fā)射持續(xù)時間Δt的時間間隔內(nèi)。
由于等離子體所發(fā)射脈沖的能量通常取決于激光發(fā)射總和的峰值功率，從而顯示出可通過將時間延時引入到激光發(fā)射中，改變這個等離子體源的能量。有利地，輻射源所發(fā)射的能量可以快速變化，從而可以對工作在重復(fù)頻率可達到幾十kHz的輻射源的每個光脈沖能量進行單獨控制。這個方案的優(yōu)勢還在于其不干擾等離子體源的熱平衡，而且不會使輻射源失諧。這是因為，觀察到輻射源總是立即返回到其最初的狀態(tài)，取決于同時激光發(fā)射的數(shù)量。從而，輻射源可工作在其最大能量的80％，下一個發(fā)射工作在其最大能量的100％。在所述的例子中，激光發(fā)射的平均頻率以及所發(fā)射脈沖的頻率F是在10kHz的數(shù)量級上。
在激光發(fā)射中使用時間延時所提供的另一個好處就是可以容易地控制這種延時。具體地，通過使用聲光調(diào)制器優(yōu)選地觸發(fā)每個激光發(fā)射。參考圖4，聲光調(diào)制器AOM1至AOM10，每個與激光源10至19相關(guān)聯(lián)，由射頻電源PS(例如，工作在24MHz，功率為100W)控制。這個24MHz頻率遠遠高于發(fā)射的頻率10kHz(至少是一千倍的數(shù)量級)。Nd:YAG激光脈沖通過使用單個相關(guān)聯(lián)的聲光調(diào)制器進行觸發(fā)，快速地降低了激光腔的損耗。脈沖生成器PG向這個射頻電源PS發(fā)送每個激光源的點火時刻t11至t20，射頻電源PS在所要求的時刻t11至t20觸發(fā)激光發(fā)射，以便在時間t1觸發(fā)脈沖。因此可以理解由圖1中的控制單元30對這些時刻t11至t20進行估計。
再參考圖1，瞄準和聚焦裝置22收集發(fā)射來自互作用室21的輻射，以光束23的形式用通過照射窗口40的EUV照射晶片OBJ，在下文中，照射窗口將簡稱為“窗口”。實際上，這個光束是從連續(xù)脈沖I1至IN形成的。有利地，晶片OBJ相對于窗口40和光束23進行位移(箭頭41)。該位移41優(yōu)選地具有增量p，其取決于窗口40的寬度L(在位移41的方向上)。更具體地，這個寬度L和位移增量p通過等式L＝Np相關(guān)聯(lián)，其中N是晶片OBJ的任何一個區(qū)域曝光于EUV輻射的預(yù)定的數(shù)量。而且，相對位移41的速度V使得增量p行進了對應(yīng)于EUV脈沖重復(fù)周期T的時間。從而，速度V由等式V＝pF給出，其中F是EUV脈沖的頻率。寬度對應(yīng)于增量p的每個區(qū)域接收通過窗口40的輻射，實際上其曝光N次，其中N是上述預(yù)定的數(shù)量。在優(yōu)選實施方式中，這個數(shù)量N是50。
更具體地，在集成電路制造商實現(xiàn)的一個實施方式中，過程的實現(xiàn)如下所述。EUV源通常以上面指示的10kHz頻率發(fā)射脈沖輻射，這對應(yīng)于每0.1ms一個脈沖。然后在一個方向(圖1中的箭頭23)上收集所發(fā)射的輻射，然后通過窗口40指向用于光刻電路的掩膜(未示出)。這個掩膜以0.25的放大率映像在硅晶片OBJ上，使得窗口圖像在硅晶片上的尺寸為26mm×2mm?；谘谀ず痛翱?0的位移速度，寬度對應(yīng)于窗口位移增量p的每段硅晶片接收到特定的能量劑量。例如，這個總能量劑量Wtot設(shè)定為5mJ/cm2。例如，為了使用工作于10kHz的115W激光源獲得這個能量，曝光區(qū)域的每段將必須接收50個脈沖的劑量。然后調(diào)整窗口40在硅晶片OBJ上映像的位移速度，使得在硅晶片優(yōu)選地連續(xù)位移期間，每段曝光于50個脈沖。從而，窗口40在硅晶片上的寬度對應(yīng)于晶片在兩個連續(xù)脈沖之間位移增量p的50倍。
通過使硅晶片OBJ相對于EUV源和窗口40連續(xù)移動，再現(xiàn)出完整的蝕刻圖案。這種在過程上連續(xù)的移動可由步進電動機實現(xiàn)，也可由有效持續(xù)的發(fā)動機實現(xiàn)。在后一種情況下，由于EUV脈沖非常短，可認為在EUV脈沖的持續(xù)時間內(nèi)目標(biāo)的位移近似為零。但是，在兩個光脈沖之間，硅晶片對應(yīng)于上述的增量p位移一個特定的距離。在所述例子中，曝光所需的能量劑量對應(yīng)于50個EUV脈沖。劑量分布的標(biāo)準偏差必須小于0.1％，這對應(yīng)于開環(huán)散粒噪聲的標(biāo)準偏差為1％。因為與EUV源相關(guān)聯(lián)的多種不確定性，可能難以保證這個1％散粒噪聲的限制。因此，對所接收劑量的控制需要閉環(huán)反饋機制，其必須保證這個限制，同時將允許更大的散粒噪聲容差?！吧⒘Ｔ肼暋边@個表達可理解為表示所發(fā)射脈沖能量中不可控制的波動。
在所述例子中，優(yōu)選激光源使得如果Wmax對應(yīng)于使用十個同步激光發(fā)射所得到的脈沖I1的最大能量，則每個曝光區(qū)域接收到的總能量劑量Wtot就是Wtot＝40Wmax，同時牢記這個總劑量Wtot必須是從50個發(fā)射脈沖得到的?？梢岳斫猓ㄟ^使用激光發(fā)射時間延時的方式調(diào)節(jié)所發(fā)射脈沖的能量，尤其可增強系統(tǒng)對“散?！痹肼暤娜莶睿瑫r保證激光源的能量保持穩(wěn)定。
下面將描述這個優(yōu)選地基于閉環(huán)反饋機制的調(diào)節(jié)。
在到達硅晶片OBJ之前，部分EUV輻射23無衰減地進入到傳感器31中，傳感器31測量電流脈沖所產(chǎn)生的表面亮度。這個傳感器可以是光電二極管或者CCD攝像機。有利地，這種傳感器31的響應(yīng)時間足夠快，以至能夠以至少10kHz的頻率地進行測量。然后將測量值傳送到包括控制單元30的計算機系統(tǒng)(反饋環(huán)由圖1中的箭頭32表示)。為了簡化圖1，傳感器31表示在EUV源和窗口40之間。實際上，這個傳感器31位于窗口40之后輻射23的通路上(實際上在晶片OBJ上)，這樣晶片OBJ實際接收到的EUV峰值功率的測量值是盡可能最準確的。
圖4中的計算系統(tǒng)33提供多個功能。其包括傳統(tǒng)的硬件架構(gòu)。其可為集成有存儲器、處理器、時鐘等的微控制器，或者是集成有輸入/輸出采集卡并且允許實現(xiàn)多種功能的微處理器。由于非常嚴格的時間限制，包括每隔0.1ms測量EUV峰值功率、計算要應(yīng)用的控制信號，其應(yīng)用和信息流必須實時執(zhí)行。因此，對用于點火時刻t10至t20的控制信號在實時環(huán)境下編程以及執(zhí)行。當(dāng)然，計算系統(tǒng)33內(nèi)的處理器CS是最新的產(chǎn)品，能夠以高于所發(fā)射EUV脈沖的頻率執(zhí)行所有這些功能。更具體地，用于實現(xiàn)這些計算的傳感器31(快速采集)和計算系統(tǒng)33可共同工作于小于EUV脈沖重復(fù)周期的周期上。
現(xiàn)在將參考圖5描述反饋環(huán)控制的連續(xù)步驟。
在發(fā)射一個或多個脈沖，并將其發(fā)送至晶片OBJ之后，在步驟51中，對“曝光段狀態(tài)”，也就是正接受EUV輻射的區(qū)域段到目前為止所接收的各自的劑量進行計算，考慮到最后發(fā)射脈沖的EUV峰值功率的測量值(在步驟57中測量)。從而構(gòu)造一個“狀態(tài)”向量，其包括50個分量，代表50個剛剛經(jīng)過曝光的區(qū)域段的狀態(tài)。在每次發(fā)射時，向量的各個分量進行移位，以便對其進行更新，這樣與最后一次曝光段相關(guān)聯(lián)的分量離開向量，而與將要首次進行曝光的區(qū)域段相關(guān)聯(lián)的新分量進入到向量中。實現(xiàn)這種移位，以便考慮到晶片OBJ曝光區(qū)域的位移，這個區(qū)域在兩次發(fā)射之間進行位移。
在步驟52中，基于與將要離開的區(qū)域段相關(guān)聯(lián)的劑量，對將必須提供給這個最后一次曝光于下一個EUV脈沖的區(qū)域段的能量進行計算，以獲得所需的劑量Wtot。然后，將這個EUV脈沖能量轉(zhuǎn)換為對激光源所發(fā)出能量量子的貢獻，考慮到激光發(fā)射的能量轉(zhuǎn)換為EUV能量的程度。通過將時間延時引入到激光脈沖的發(fā)射時刻中，對將要發(fā)出的脈沖能量進行調(diào)整，如上所述。在步驟53中，則對未來激光發(fā)射的適當(dāng)時刻進行估計。通過臨時加入激光發(fā)射所發(fā)出的一些能量量子，則可在對期望指定給未來脈沖的EUV能量的控制中獲得非常精細的離散化。在步驟54中，在步驟53中所估計的時刻觸發(fā)激光發(fā)射，因此，在步驟55中，生成具有選定能量的EUV脈沖。通過在步驟57中測量在步驟55中所發(fā)射脈沖的有效EUV峰值功率，以及在步驟56中將晶片相對于窗口和EUV輻射源位移一個增量p，繼續(xù)這個過程。因此，在圖5中，圖的左側(cè)表示了計算系統(tǒng)33所實現(xiàn)的計算步驟。
從而，在這個實施方式的方法中，實際的調(diào)節(jié)優(yōu)選地是對于要發(fā)射到曝光于輻射的晶片OBJ的當(dāng)前區(qū)域段的最后一個脈沖進行的。
圖6a至6d的陰影面積表示晶片OBJ表面上通過光阻劑PR膜沉積產(chǎn)生的感光區(qū)域。圖6a表示在曝光過程開始時刻窗口40的位置。然后，將窗口40位移一個位置增量p，改位置增量p對應(yīng)于窗口寬度L除以要發(fā)射到曝光于輻射中的任何一個區(qū)域段的脈沖數(shù)量N。這對應(yīng)于在圖6b中所示的窗口位置。在圖6b中表示的這種配置中發(fā)送第一個EUV脈沖。根據(jù)上述參考圖5描述的調(diào)節(jié)方法，在第一次發(fā)射脈沖期間對EUV峰值功率進行測量，然后在脈沖持續(xù)時間上進行積分，同時窗口40繼續(xù)相對于晶片OBJ移動一個增量p。在這個實施方式的優(yōu)選方法中，在圖6b和圖6c之間的中間配置中，位于照射窗口下面的晶片OBJ的曝光區(qū)域比這個窗口窄，通過從為了照射當(dāng)前感光表面而要發(fā)出的能量Wtot中減去在先前n個連續(xù)脈沖期間測量的能量總和，然后用這個減法的結(jié)果除以N-n(在所述實例中，N＝50，n顯然小于N)，來估計要發(fā)射的脈沖能量。因此可以理解數(shù)值n在每次對發(fā)射脈沖的EUV峰值功率進行測量之后遞增，然后計算其積分值，給出實際接收的能量。為了調(diào)整所發(fā)射脈沖的能量，有利地是使用在圖3b中所示的復(fù)合激光發(fā)射類型，其中發(fā)射5和6的連續(xù)時間延時保持小于發(fā)射的持續(xù)時間Δt。
當(dāng)位于照射窗口下面的目標(biāo)要曝光的區(qū)域?qū)捰诖翱诘膶挾葧r(在圖6c中所示的配置)，對為了使經(jīng)過最后照射的曝光區(qū)域段(或者先前表示的“段”)獲得對其進行光刻所需的總能量而仍要發(fā)射的確切剩余能量進行估計。
通過示例，圖6c表示窗口40的位置，其中允許對晶片OBJ的整個感光區(qū)域進行照射。在圖6b中首先進行照射的Z1段現(xiàn)在接收其最后一個(第五十個)脈沖，根據(jù)上述過程進行調(diào)節(jié)，同時與其相鄰的Z2段(圖6c的右側(cè))接收其第49個脈沖。當(dāng)窗口40再次移動一個增量p時，就是這個相鄰的Z2段接收其第五十個脈沖了，能量根據(jù)先前接收的能量劑量進行調(diào)節(jié)，以獲得上述Wtot所表示的總能量劑量。因此一般可以理解第n個當(dāng)前段在照射期間必須接收的N個脈沖(這里N＝50)中的第一個脈沖實際上對應(yīng)于從光刻過程開始的第n個脈沖。照射過程繼續(xù)進行，如圖6d所示，直至到達感光區(qū)域的邊緣(圖6d中的右側(cè))。
從而，照射過程的開始可總結(jié)如下a0)要進行光刻的感光目標(biāo)位于窗口之下，這樣只有要進行照射的寬度等于窗口寬度所述1/N的區(qū)域段進行曝光；a1)至少選擇一些激光源，以便激發(fā)生成等離子體的靶，以及在要進行照射的區(qū)域觸發(fā)電流脈沖；a2)對實際發(fā)出到要進行照射的目標(biāo)的區(qū)域的當(dāng)前遠紫外線脈沖的峰值功率進行測量，并計算其在脈沖持續(xù)時間上的積分；a3)目標(biāo)相對于窗口位移一個位置增量，這個增量等于窗口寬度的所述1/N；a4)只要位于窗口之下的要進行照射的目標(biāo)區(qū)域比窗口窄，就通過發(fā)出具有所估計能量的脈沖，重復(fù)步驟a1)至a3)，能量是通過從用于對目標(biāo)光刻所要發(fā)射的能量(Wtot)中減去在步驟a2)中減去n次連續(xù)通過步驟a2)期間所測量的能量的總和，然后將減法的結(jié)果除以N-n，其中n是小于預(yù)定的脈沖數(shù)量N的整數(shù)；以及a5)當(dāng)位于窗口之下的要進行照射的目標(biāo)區(qū)域到達窗口的寬度時，估計要提供的確切剩余能量值，這樣接收其最后脈沖的要進行光刻的區(qū)域段接收到用于對其進行光刻的能量的總量(Wtot)。
更普遍地，試驗表明上述類型反饋機制的使用保證照射量的穩(wěn)定性具有0.1％的標(biāo)準偏差，同時，當(dāng)如上所述使用對激光發(fā)射時間延時的精細控制時，仍然允許具有高達4％標(biāo)準偏差的散粒噪聲。
權(quán)利要求
1.一種遠紫外線光刻方法，其中要進行光刻的目標(biāo)(OBJ)具有一個平面，其與光輻射線垂直放置，并且具有一個感光區(qū)域(PR)，所述目標(biāo)能夠相對于所述輻射線(23)進行橫向移動(41)；實現(xiàn)蝕刻操作的所述輻射線(23)包括至少一條遠紫外線，并且包括N個連續(xù)的電流脈沖，對這些脈沖通過照射窗口(40)的每單位面積能量進行測量；以及所述輻射脈沖是通過從多個激光源中選擇的脈沖激光源(10-19)所輸出的至少兩個激光束在適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)(21)上進行撞擊而產(chǎn)生的，每個所述激光源在每次觸發(fā)時發(fā)射具有給定持續(xù)時間(Δt)的能量量子(Q)，所述激光源聚焦于目標(biāo)的同一點上，所述方法，其特征在于包括下列迭代步驟，規(guī)定對于第n次迭代a)對在前N-1個脈沖期間通過所述照射窗口的遠紫外線輻射的每單位面積能量求積分；b)在分隔兩個連續(xù)所述輻射脈沖的時間間隔里，所述感光目標(biāo)平移的距離等于所述照射窗口在這個平移軸上寬度(L)的1/N；c)從所述光刻處理所需的能量(Wtot)中減去在步驟a)中得到的積分；d)確定為了達到所述能量(Wtot)還要提供的剩余能量；e)計算對于第n個脈沖還要生成的所述脈沖量子30的數(shù)量；f)確定要激發(fā)的所述激光源的相應(yīng)數(shù)量，并且選擇所述激光源，其數(shù)量等于這個數(shù)值的整數(shù)部分；以及g)同時觸發(fā)在步驟f)中所選擇的所述激光器，對于下一個當(dāng)前點重復(fù)這些步驟a)至g)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟f)中計算的所述激光源數(shù)量是分數(shù)，而且與所述激光器數(shù)量這個分數(shù)部分相關(guān)聯(lián)的小于一個量子的能量由能夠發(fā)射與其它激光源公用的所述能量量子的激光源提供，并且用一個小于一個量子的持續(xù)時間(Δt)的延時進行觸發(fā)，延時是相對于發(fā)出同一電流脈沖量子數(shù)量整數(shù)部分的其它所述激光源的同步觸發(fā)時刻而言。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟f)中計算的所述激光源數(shù)量是分數(shù)，而且與激光器數(shù)量這個分數(shù)部分相關(guān)聯(lián)的小于一個量子的能量由能夠發(fā)出小于一個量子能量的所述激光源提供，并且用一個小于量子持續(xù)時間(Δt)的延時進行觸發(fā)，延時是相對于發(fā)出同一電流脈沖量子數(shù)量整數(shù)部分的其它所述激光源的同步觸發(fā)時刻而言。
4.如權(quán)利要求2和3中任意一項權(quán)利要求所述的方法，其中在步驟f)中計算的所述激光源數(shù)量是分數(shù)，而且與所述激光器數(shù)量這個分數(shù)部分相關(guān)聯(lián)的小于一個量子的能量由多個激光源提供在代表所述激光器數(shù)量整數(shù)部分的所述同步激光器觸發(fā)的時刻之后，在延時(1-k1)Δt后對第一激光器進行觸發(fā)，其中0＜k1＜1；在代表所述激光器數(shù)量整數(shù)部分的所述同步激光器的觸發(fā)時刻之后，在延時(1-k2)Δt后對第二激光器進行觸發(fā)，其中k1＜k2＜1；如此類推，在代表激光器數(shù)量整數(shù)部分的同步激光器的觸發(fā)時刻之后，在延時(1-kq)Δt后對第q個激光器進行觸發(fā)，其中0＜kq＜1；以及，這些延時的總和小于量子的持續(xù)時間Δt。
5.如權(quán)利要求2到4中任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，對下列進行觸發(fā)在預(yù)先確定的時刻(t11)至少觸發(fā)第一激光發(fā)射，以及在選擇用于對要發(fā)射的遠紫外線脈沖能量進行調(diào)整的各個時刻，觸發(fā)一個或多個連續(xù)激光發(fā)射，這些不同的時刻分布在小于所述發(fā)射持續(xù)時間(Δt)的時間間隔內(nèi)。
6.如前述權(quán)利要求中任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，激光源被啟動以平均頻率重復(fù)性地發(fā)出激光發(fā)射，所述平均頻率基本上定義了發(fā)出等離子體的脈沖的重復(fù)周期，并且其特征還在于，所述目標(biāo)相對于輻射線的位移基本上是以對應(yīng)于窗口寬度(L)的1/N除以脈沖重復(fù)周期的速度(V)連續(xù)進行的。
7.如前述權(quán)利要求中任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述方法基本上開始于下列步驟a0)要進行光刻的所述感光目標(biāo)位于所述窗口之下，這樣僅對要進行照射的寬度等于窗口寬度所述1/N的區(qū)域段進行曝光；a1)至少選擇一些所述激光源，以便激發(fā)生成所述等離子體的靶，以及在要進行照射的區(qū)域觸發(fā)電流脈沖；a2)對實際發(fā)射到要進行照射的所述目標(biāo)區(qū)域的當(dāng)前遠紫外線脈沖的所述峰值功率進行測量；a3)所述目標(biāo)相對于所述窗口位移一個位置增量，所述位置增量等于所述窗口寬度的1/N；a4)只要位于所述窗口之下的要進行照射的所述目標(biāo)區(qū)域比窗口窄，就通過發(fā)出具有所估計能量的脈沖，重復(fù)步驟a1)至a3)，能量是通過從用于對所述目標(biāo)光刻所要發(fā)出的所述能量(Wtot)中減去n次連續(xù)通過步驟a2)期間所測量的能量的總和，然后將減法的結(jié)果除以N-n，其中n是小于預(yù)定的脈沖數(shù)量N的整數(shù)；以及a5)當(dāng)位于所述窗口之下的要進行照射的所述目標(biāo)區(qū)域到達窗口的寬度時，估計要提供的確切剩余能量值，從而接收其最后脈沖的要進行光刻的區(qū)域段接收到用于對其進行光刻的所述總能量(Wtot)。
8.一種遠紫外線光刻設(shè)備，包括遠紫外線輻射源，包括脈沖激光源(10-19)所輸出的至少兩個激光束，每個所述激光源在激光發(fā)射期間發(fā)射具有給定持續(xù)時間(Δt)的能量量子(Q)，并且能夠激發(fā)靶(21)的同一區(qū)域，所述靶能夠發(fā)出具有遠紫外發(fā)射線的等離子體；具有選定寬度(L)的照射窗口(40)，位于輻射源和目標(biāo)(OBJ)之間，并且相對于輻射源(20，22)是固定的；以及一種裝置(41)，用于使要進行光刻的目標(biāo)(OBJ)相對于窗口進行橫向位移，所述目標(biāo)具有一個平面，與輻射線相互垂直，并且具有一個感光區(qū)域(PR)，選擇所述位移，使得在兩個連續(xù)的遠紫外線輻射脈沖之間，所述目標(biāo)(OBJ)相對于所述窗口的橫向位移是所述照射窗口在位移方向上寬度的1/N，其方式使所述目標(biāo)區(qū)域的任何一段(Z1，Z2)曝光于預(yù)先確定的N個連續(xù)遠紫外線脈沖中，其特征在于，包括用于測量輻射通過所述照射窗口(40)的每單位面積能量的裝置(31)；用于對當(dāng)前要發(fā)出的第n個脈沖進行計算的裝置計算前N-1個脈沖的遠紫外線輻射測量能量的總和，通過對所述總和與預(yù)先確定的進行光刻所需的總能量(Wtot)進行比較，計算將要由第n個脈沖發(fā)出的剩余能量，以及計算為了獲得所述第n個脈沖的所述能量，激光源必須發(fā)出的能量量子數(shù)量；以及用于根據(jù)所計算的量子數(shù)量選擇選定數(shù)量的所述激光器并進行同步控制的裝置(30)，其特征還在于，用于使要光刻的所述目標(biāo)相對于輻射線進行位移的裝置是處于激活狀態(tài)的，從而使所述目標(biāo)位移一個增量，該增量等于所述窗口寬度的所述1/N。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述計算裝置(33)設(shè)計用于估計激光發(fā)射的時刻，以便調(diào)整要發(fā)出的遠紫外線脈沖的能量，以及在于所述控制裝置(PG、PS、AOM1-AOM10)設(shè)計為在激光發(fā)射的時間間隔中引入一個時間延時，其短于所述的發(fā)射持續(xù)時間(Δt)。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置包括聲光調(diào)制器(AOM1-AOM10)，用于在選定的時刻啟動所述每個激光源，以及射頻電源(PS)，用于啟動所述聲光調(diào)制器，以及在于，所述電源和所述調(diào)制器能夠工作于高于遠紫外線脈沖頻率至少一千倍數(shù)量級的最大頻率。
11.如權(quán)利要求9和10中任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，一方面所述傳感器(31)具有選定的采集時間，另一方面所述計算裝置(33)配置了具有選定處理頻率的處理器，這樣使得所述傳感器和計算裝置能夠共同工作于短于遠紫外線脈沖重復(fù)周期的周期上。
12.如權(quán)利要求8至11中任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述靶是氙射流。
13.如權(quán)利要求8至11中任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述靶是薄霧形式的包括氙和/或水滴的定向粒子射流。
14.如權(quán)利要求8至13中任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述激光發(fā)射是由作為振蕩器工作的脈沖固態(tài)激光器輸出，并且由連續(xù)工作的二極管進行泵浦。
15.如權(quán)利要求8至14中任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述激光器數(shù)量的分數(shù)部分由相對于先前激光器的同步觸發(fā)有一個延時的能量量子表示，以及在于，所述選擇裝置能夠依照所述激光器數(shù)量的分數(shù)部分值生成這些延時，以便生成所述當(dāng)前第n個脈沖。
16.如權(quán)利要求8至15中任意一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述選擇裝置設(shè)計用于分別觸發(fā)不對遠紫外線脈沖的發(fā)出產(chǎn)生貢獻的剩余數(shù)量的激光器，這樣這些激光器輸出的單個發(fā)射不足以發(fā)射遠紫外線脈沖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用來自多個激光器對等離子體的激發(fā)進行遠紫外線輻射光刻的方法和設(shè)備。要進行光刻的目標(biāo)位于照射窗口之后。輻射線包括N個連續(xù)的電流脈沖，對其表面能量進行測量。特別地，每個激光器在每次開始時發(fā)射具有給定持續(xù)時間的能量量子。然后將目標(biāo)在前N－1個脈沖過程中所接收到的輻射表面能量進行加和，用于迭代方法的第n次迭代中。感光目標(biāo)位移的距離等于照射窗口在所述平移軸向上寬度的1/N。從光刻方法所需的總能量值中減去上述總和。通過具體選擇要開啟的激光源的相應(yīng)數(shù)量，對為了獲得總能量值而要提供的剩余能量值，以及第n個脈沖所要產(chǎn)生的剩余脈沖量子數(shù)進行確定。從而為發(fā)出脈沖，對所選的激光器進行觸發(fā)。
文檔編號H05G2/00GK1864104SQ200480029252
公開日2006年11月15日 申請日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者菲利普·科爾蒙, 皮埃爾·伊夫·特羅, 沙爾利·瓦謝 申請人:法國原子能委員會