CN111095108A - 信息确定设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开描述了一种用于确定与半导体器件衬底(110)中的至少一个目标对准标记(114)有关的信息的设备(160)。所述目标对准标记(114)最初至少部分被衬底(110)上的不透明的碳或金属层(120)遮挡。所述设备(160)包括能量传递系统(140)，所述能量传递系统(140)配置成发射激光束(132)，以使所述不透明层(120)的至少一部分(134)改性从而使得在所述至少一部分(134)中发生提高所述部分(134)的透明度的相变和/或化学变化。光学信号(136)能够传播通过被改性的部分(134)以确定与目标对准标记(114)有关的信息。

Description

信息确定设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年7月17日提交的欧洲申请17181716.6和2017年12月4日提交的欧洲申请17205177.3的优先权，这些申请通过引用全文并入本文。
技术领域
本公开涉及在制造半导体器件期间确定信息。
背景技术
光刻设备是一种构造为将所期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以例如用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可例如将在图案形成装置(例如，掩模)处的图案(也经常称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定能够形成在衬底上的特征的最小尺寸。当前使用的典型的波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。使用极紫外(EUV)辐射(其波长在4-20nm范围内，例如6.7nm或13.5nm)的光刻设备可用于在衬底上形成比使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备更小的特征。
可以用作所谓的“硬掩模”的非晶碳层被沉积在某些衬底层上，以作为IC或半导体器件制造过程的一部分来提供高纵横比蚀刻。碳层可用于蚀刻IC内的深的高纵横比结构。例如，非晶碳层广泛用于制造动态随机存取存储器(DRAM)和3D与非(NAND)器件。然而，碳层也可以用于其它类型的IC和半导体器件的制造中。
在IC制造过程中的各个阶段，可能必须要对准包括IC或半导体器件的衬底，以使形成IC或半导体器件一部分的结构的图案准确地印制在下方的图案的顶部。未对准可能导致IC或半导体器件中相邻层之间的所谓的重叠(OV)误差，这可能导致无法正常工作或次优的器件。为了验证IC或半导体器件的对准，可以使用诸如对准传感器之类的适当仪器来测量信息，诸如特征(诸如对准特征或设置于所述层中的至少一个层中的其它标记)的位置和/或方向。
如果存在碳层，则对准传感器可能无法检测到碳层下方的特征，这是由于碳层吸收了对准传感器工作波长处的辐射。在没有准确检测这些特征的情况下，可能难以获得用于在衬底的层中印制结构的所必须的准确度(例如，在某些情况下为nm放置准确度)。
设置在IC器件(例如3D IC器件)和其它半导体器件中的金属层可能会出现类似的问题。因为这样的层对于对准传感器的操作波长可能是不透明的，所以这样的器件可能对对准过程提出挑战。金属层可能具有高折射系数和消光系数，因此会阻止对准传感器测量从位于不透明层下方的特征获得的信息。
不透明的金属或碳层至少在以下器件中被用作或将被用作硬掩模或功能层：
-3D-NAND器件可能包括碳或掺杂碳的硬掩模。此类器件可能包括厚度约为0.4-2μm的重金属(例如钨(W))硬掩模。
-3D X点器件使用多个金属层(例如W层)，每层的厚度约为20-100nm。
由于在金属层与其它衬底层(例如金属/(底部抗反射涂层(BARC)或抗蚀剂)，金属/陶瓷，金属/半导体)的界面处的高反射率的组合，以及由于金属层的高消光系数导致光衰减，在穿过不透明的金属层后，对准传感器可能检测到不充分的信号水平。
来自不透明的金属或非晶碳层的高反射率可能导致对准传感器进行不正确或错误的测量。此外，这样的不透明层可以遵循下方的层的形貌，并且因此可以携带在所述层中的一个层上提供的特征(例如对准标记、光栅等)的图案。然而，相对于原始特征的部位，这样的特征可以在不透明层上存在于一偏移部位处。例如，在某些情况下可能会观察到～1-10nm的偏移，在最坏的情况下可能会发生与金属层厚度相当大小的偏移。偏移的水平可以依赖于化学机械抛光(CMP)、沉积和/或与这种层和下方的层的制造相对应的其它操作。类似地，不透明层的属性(例如，折射率n，消光系数k等)可能会由于其下方的层的形貌或组成而变形，因此，从不透明层反射的光可能会印有偏移的特征/标记图案。对于3D X点器件，偏移可能约为1-2nm量级。
在使用不透明的金属或碳层的情况下，可以使用各种技术来改良对准。例如，在清除工序中，可以在特征/标记上方的不透明层的区上执行光刻步骤，从而能够去除该区中的材料。然后可以用替代的(并且优选地不是光学不透明的)材料重新填充该区。最后，可以使用CMP步骤使表面平坦化并从不透明层的其余部分(即，除了对准特征上方的区以外的那些区)去除再填充材料。然而，这些步骤中的一些可能是昂贵的(例如，在相对厚的硬掩模中进行清除的情况下可能用到干法蚀刻)。
在使用不透明的金属或碳层的情况下，用于改良对准的另一种工序可以涉及印制附加特征或其它标记，这些附加特征或其它标记参考在衬底内设置的原始对准特征/标记；这种附加特征在不透明层的顶部界面可见。这种工序可能需要几个额外的光刻/沉积步骤，这可能是：昂贵的，由于额外的过程步骤引入的污染和变化性而降低了良率；和/或可能会使产品重叠恶化(即由于将特征/标记复制到之后的层时出现的误差而造成的)。
用于对准包括碳层的衬底的当前方法包括在衬底的上层或中间层中提供附加的对准特征或标记，以使用对准传感器来确定衬底的对准。在一示例中，对准传感器可以被配置为检测从非晶碳层的顶表面中的对准特征的反射。
发明内容
提供了用于确定信息或与确定信息有关的设备、工具、方法和系统，所述信息例如与例如在包括衬底的半导体器件的制造期间诸如在衬底中的目标对准标记等特征的位置和/或对准有关。
本文所述的设备、工具、方法和/或系统可以提供实现以下中的至少一项的能力：以成本有效的方式确定信息；与其它解决方案相比，以更少的步骤和/或更少的时间确定信息；减少或避免污染影响衬底的风险；提供与确定信息有关的测量的改良的可靠性和/或准确度；增加产品产量；和/或实现通过衬底中相对不透明和/或反射层来确定所述信息。
根据本公开的示例，提供了一种用于确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的设备。至少一个特征可以被包括碳的层至少部分地遮挡，使得用于确定与至少一个特征有关的信息的光学信号可被阻止到达该特征。至少一个特征可以被包括金属的层至少部分地遮挡，使得可阻止用于确定与至少一个特征有关的信息的光学信号到达该特征。所述设备可以包括能量传递系统。能量传递系统可以配置成使所述层的至少一部分改性以增加所述层的所述至少一部分的透明度，使得所述光学信号的至少一部分能够传播通过所述层的所述至少一部分，从而用于确定与所述至少一个特征有关的所述信息。
在使用中，能量传递系统可以在结构上使包括碳的层的至少一部分改性，该包括碳的层可以包括或限定衬底的硬掩模，从而可以增加至少一部分的透明度。能量传递系统可以用化学方法和/或结构上使得包括金属的层的至少一部分改性，以增加至少一部分的透明度。增加该部分的透明度可以允许用于确定与至少一个特征有关的信息的光学信号传播通过至少一个部分以到达该特征，该特征可以呈对准标记、目标对准标记、重叠特征、量测目标或衬底中的任何其它特征的形式。光学信号可以与至少一个特征相互作用，使得返回光学信号可以传播通过至少一部分。可以测量返回光学信号的至少一种属性，以便确定与至少一个特征有关的信息。通过允许由光学信号通过改性后的至少一部分进行直接测量，由返回光信号提供的信息可以指示至少一个特征的以下中的至少一个：存在、位置、方向等。允许直接测量可以意味着在半导体器件衬底的制造期间需要更少的光刻和/或蚀刻和/或沉积步骤，这可以降低制造过程中涉及的时间和费用。与间接对准方法相比，直接测量可以允许设备更准确地确定衬底的对准，这可以减小包括半导体结构、导体结构、绝缘体结构和/或其它结构的层之间的重叠中的误差。
所述能量传递系统可以配置成发射束，用于通过减小在所述层的至少一部分处的碳的消光系数和/或反射系数使所述层的所述至少一部分改性。
所述能量传递系统可以配置成发射束，用于通过使(例如所述层的至少一部分处的)碳中发生相变和/或使所述层的至少一部分处的(例如四价/sp3配位的)碳原子浓度增加使所述层的所述至少一部分改性。
所述束可以包括辐射和/或粒子。
使得碳中发生相变可以减小所述层对给定波长的的消光系数。例如，使所述层改性可以使得对于从0.5μm-2μm的范围的至少一个波长消光系数“k”从大于0.4下降到0.4、0.2、0.1等以下。
所述相变可以使所述层的所述至少一部分处的碳改性，从而使得所述碳形成以下中的至少一个：金刚石；和类金刚石碳。
所述层可以包括非晶碳、石墨、DLC和/或金刚石、或任何其它形式的碳。所述层可以包括与石墨或DLC不同的材料。所述层可以包括至少10-50％或任何其它百分比的碳或掺杂的碳。所述层可以包括掺杂有以下中的至少一个的碳：氢、硼、钨、氮和/或任何其它适当的元素、化合物或杂质。
在暴露于束传递系统之后，碳层可以包括和/或增加金刚石或类金刚石畴的浓度。金刚石或DLC畴的尺寸可以被限制为大约两个值(n-0.3，h)，其中n是掺杂剂的浓度，h是层的厚度。可与层的厚度(例如～0.5-5μm)相比的金刚石畴可以是微米金刚石。微米金刚石可以充当用于确定信息的对准系统的辐射的有效散射中心。可以被微米金刚石散射的波长的示例包括：0.5至1μm，1至2μm或任何其他可能的波长范围。用较小的散射体(诸如纳米金刚石(例如，d＜0.1μm)代替微米金刚石可改良至少一个特征的通过所述至少一部分的可见度，这可能是由于在层中发生的散射较少。适当选择在一个或更多个特定波长下工作的对准确定系统或其它光学系统可能会降低散射的影响，这依赖于层中散射体的尺寸和/或浓度。与调整能量传递系统的辐射和/或粒子的通量和/或功率和/或相位分布相结合，适当选择包括碳的该层和/或该层中的子层的组成和/或厚度，可以减少散射体的平均(或最大)尺寸，例如，通过将层转化为包括纳米金刚石而不是微米金刚石等。
对于可见光谱和/或红外光谱中的至少一个波长，金刚石和类金刚石碳(DLC)的消光系数可以小于0.1。
所述能量传递系统可以包括以下中的至少一个：用于发射辐射的至少一个激光器和/或高能粒子的聚焦束的至少一个源。
至少一个激光器可以被配置为在扫描仪(例如，如果抗蚀剂已经被施加到衬底上，则在制造过程期间使用的扫描仪)中辐照所述至少一部分。应当理解，由于抗蚀剂的沸腾温度低于包括碳的层的沸腾温度，因此在扫描仪中可能发生抗蚀剂的变形。至少一个激光器可以配置为使用单独的能量源辐照所述至少一部分，例如，作为用于使所述至少一部分改性和/或用于确定与至少一个特征有关的信息的独立工具的一部分。在该示例中，对至少一部分的激光辐照可以在衬底上施加可选的额外硬掩模材料、底部抗反射涂层(BARC)和/或抗蚀剂层之前执行。
用可能便宜得多的激光辐照步骤替换在衬底制造期间的至少一个光刻蚀刻步骤，可以由通过包括所述至少一部分的层的直接对准来改良重叠。通过避免这样的步骤可以节省时间和费用：该步骤包括用对光学信号的波长透明的材料和可选地抗蚀刻的材料重新填充清除部。
所述至少一个激光器可以包括脉冲激光源，所述脉冲激光源配置成发射一系列激光脉冲。所述脉冲激光源可配置成发射至少一个激光脉冲。
所述至少一个激光器可以配置成发射至少一个波长在从4nm到3μm的范围内的辐射。应当理解，所述辐射可以包括其它波长或几个波长，例如谐波发生器的输出等。
所述至少一个激光器可以配置成发射以下中的一个或更多个：可见和/或红外激光脉冲，脉冲持续时间在从5fs至500ps的范围内；紫外线激光脉冲，脉冲持续时间在1ps至500ns的范围内；和软X射线至DUV激光脉冲，脉冲持续时间在1fs至100ns等的范围内。所述能量传递系统可以包括激光器，所述激光器配置成发射持续时间小于100ns、并且可选地小于10ns、并且可选地大于10fs的脉冲。应当理解，所述至少一个激光器可以配置成发射其它脉冲持续时间(诸如微秒、纳秒、皮秒、飞秒、阿托秒脉冲等)的激光脉冲，和/或其它波长的激光脉冲，诸如在x射线、软x射线、EUV、DUV、UV、可见、IR、中IR、远IR、THz或电磁波谱中的其它部分。
所述至少一个激光器可以配置成发射初始脉冲串，所述初始脉冲串包括第一脉冲持续时间的至少一个激光脉冲。所述至少一个激光器可以还配置成发射后续的脉冲串，所述后续的脉冲串包括更短的第二脉冲持续时间的至少一个激光脉冲。
初始脉冲串可以包括预脉冲，其可以包括纳秒和/或皮秒激光脉冲。后续脉冲串可以包括飞秒激光脉冲。脉冲串与所述层的相互作用可以导致至少一部分中的温度和/或压力的变化。通过使用不同的脉冲持续时间，可以控制激光脉冲与层之间的相互作用的性质，使得可以使至少一部分中的温度和压力解耦。例如，可能存在与初始脉冲串相关联的温度上升，初始脉冲串可以包括以下中的至少一个：纳秒、皮秒和飞秒脉冲。存在与后续的脉冲串相关联的压力和/或温度上升，后续的脉冲串可以包括飞秒脉冲。通过给至少一个激光器提供至少一个不同的脉冲持续时间(这可能会对激光脉冲和层之间的相互作用产生一定的影响)，有可能在至少一个部分中提供对属性的精细控制或增强控制。例如，通过适当选择激光参数和/或两个或更多个脉冲串之间的延迟，可以控制相变材料的尺寸、分布和/或碎片颗粒的产生以及晶粒的尺寸。纳秒脉冲可以用于启动使层改性的过程。例如，通过以纳秒脉冲开始，至少一部分中的材料可以在大于500℃、1000℃、2000℃等下热化。通过使用飞秒脉冲，所涉及的压力和/或温度可能明显大于纳秒脉冲。例如，压力脉冲可以是0.1-10千兆帕斯卡的量级，或者是任何其它压力；所涉及的温度可以是100-10,000℃的量级，或任何其它温度。应当理解，在通过辐射和/或粒子的改性期间，所述层中可以产生任何其它温度和/或压力。
应当理解，可以使用任何适当选择的激光脉冲来提供对至少一部分的改性。例如，尽管本示例将后续脉冲串描述为包括飞秒脉冲，但是在后续脉冲串中可以使用纳秒和/或皮秒脉冲。尽管描述了纳秒、皮秒和飞秒脉冲持续时间，但是应当理解，对于初始和后续的脉冲串中的一个或两个，也可以使用其它脉冲持续时间方案，诸如微秒、阿托秒等。还将理解，控制其它参数，诸如脉冲能量、脉冲数、峰值辐射通量、激光重复率、色散、波长、偏振等，可能影响所述至少一部分的改性。
所述至少一个激光器可以配置成发射峰值辐射通量或辐射强度在所述层的烧蚀阈值以下的辐射。
如果至少一个脉冲具有超过烧蚀阈值的峰值辐射通量或强度，则可能产生碎片颗粒，这可能对后续的成像和总产量构成风险。应当理解，其它参数，诸如脉冲数、激光重复率、热导率、层的消光和/或折射系数等，可能会影响烧蚀阈值。
所述至少一个激光器可以配置成发射以下中的至少一个：线性偏振辐射；非线性偏振辐射；椭圆偏振辐射；和螺旋偏振辐射。
所述至少一个激光器可以配置成发射激光脉冲序列。每个激光脉冲可以具有以下中的至少一个：线性偏振辐射；圆偏振；椭圆偏振；和螺旋偏振，和/或在串内的一些脉冲具有与串内的其它脉冲不同的偏振的激光脉冲序列等。所述至少一个激光器可以配置成改变激光脉冲序列中的至少一个脉冲的偏振。在示例中，螺旋偏振可以比椭圆偏振更有效，其本身可以比用于产生更小散射体的线性偏振更有效。应当理解，偏振的随机化可能是有利的。
改变激光脉冲的偏振可以避免在至少一部分中或附近的波纹形成，当近-和烧蚀水平飞秒和/或皮秒脉冲与导电带中具有相对较高浓度的电子的材料相互作用时，该波纹可能出现。这样的波纹可能具有周期性，该周期性会劣化返回光学信号的特性，这可能会降低由至少一个特征所产生的信息的品质。波纹可导致消光和/或折射系数和/或包括碳和/或改性碳的层的厚度的周期性变化。波纹可以表现为与光栅或其它衍射元件相似的方式，这可以导致相对于由特征(可以是光栅的形式)形成的衍射图案的任意偏移。这种波纹可能是线性偏振辐射与感应电子密度波(例如通过偏振形成)相互作用的结果。波纹形成过程在Pan等人的“Threshold Dependence of Deep-and Near-subwavelength RipplesFormation on Natural MoS2 Induced by Femtosecond Laser”，Scientific Reports 6，19571(2016)中有所描述，其通过引用并入本文。相同的机制(例如，如Pan等人所述)可导致相变材料的晶粒的周期性和/或更大的尺寸，因此例如在至少一个脉冲内(诸如螺旋偏振等)或在脉冲之间(诸如在脉冲串内将线性偏振从一个脉冲旋转到另一脉冲或改变为椭圆偏振等)的偏振的任何随机化可能是有利的。
所述能量传递系统可以配置成发射用于脉冲加热所述层的所述至少一部分的辐射和/或粒子。
所述能量传递系统可以配置成提供可与至少一个激光器的通量相当的通量。例如，所述通量可以在0.01-1J/cm2范围内和/或脉冲持续时间可以小于10ns。应当理解，所述能量传递系统可以配置为提供不同的通量和/或脉冲持续时间。
例如，能量传递系统可以被配置为发射以下中的一个或更多个：电子束；离子束；中性束；在5至20nm范围内的极紫外(EUV)束；包括波长在20至100nm范围内的辐射的束。所述束可以包括辐射和/或粒子。
所述能量传递系统可以配置成发射辐射和/或粒子，用于使包括金属的所述层的所述至少一部分改性。
所述能量传递系统可以配置为在反应性介质的存在下使所述包括金属的所述层的至少一部分改性，从而用化学方法转化所述层的所述至少一部分以改变所述至少一部分的化学组成。所述反应性介质可以包括气体和/或液体，其对于能量传递系统的束可以是足够透明的。
所述能量传递系统可以包括激光器，所述激光器配置成发射持续时间小于100ns、并且可选地可以小于10ns、并且可选地可以大于10fs的脉冲。
所述激光器可以配置为传递多个脉冲，并且可选地其中所述脉冲的重复率可以是至少1kHz，并且可选地其中所述脉冲的重复率可以是至少1MHz，和/或可选地其中所述脉冲的占空比可以小于1％。
所述激光器可以配置成发射通量在0.01-1J/cm2的范围内的辐射。
所述能量传递系统可以配置为提供离子束，以用其它原子、离子或分子使包括金属的所述层饱和，以增加包括金属的所述层的至少一部分中的透明度。
用于对所述至少一部分进行改性的激光辐照可以被所述至少一部分局部暴露于连续波和/或脉冲离子束或等离子体(其具有大于0.01J/cm2的总通量和/或小于10ns的脉冲持续时间)中代替，或伴随有至少一部分局部暴露于连续波和/或脉冲离子束或等离子体(其具有大于0.01J/cm2的总通量和/或小于10ns的脉冲持续时间)中。通过局部暴露注入的离子可能会留下热迹(hot track)，在该热迹中可能发生脉冲加热和淬火，从而可能产生碳的金刚石和/或DLC相。离子束能量可以大于1eV，并且可选地可以大于100eV。所使用的离子可包括以下中的至少一种：C-离子和/或B、N、O、Ga、He、Ne、Ar、Kr、Xe等。使用一种或更多种惰性气体离子可以促进除气并且可以使该层不含额外的掺杂剂。
该设备可以包括电气连接(器)，该电气连接连接到该层并且被配置为提供电压/电流或接地连接，以防止该层带电。例如，如果作为能量传递系统的一部分将离子或电子引向衬底，则包括碳或金属的层可以连接到电压/电流源或接地，以防止电荷效应，所述电荷效应可能散焦或偏转入射到该层上的被聚焦的带电粒子束。如果原始(例如高消光系数)层正在导电，则这种偏转效应是可能的。
该设备可以配置为使用一种或更多种惰性气体离子来促进除气，从而使该层不含额外的掺杂剂，并且可选地其中能量传递系统可以配置为将离子或电子引向衬底。
能量传递系统可以包括阳极氧化系统，该阳极氧化系统配置为在包括金属的层和用于产生电场的电极之间提供电场电势。所述设备可以被配置为提供反应性介质，用于用化学方法转化层的至少一部分以改变至少一部分的化学组成。
该设备可以配置为在该层的所述至少一部分周围的该层上沉积保护层和/或清除保护层。替代地，分离的设备可以被用于在阳极氧化处理之前在该层上沉积保护层和/或清除保护层。
所述设备可以包括液体施加系统，所述液体施加系统被配置为在包括金属的所述层的至少一部分与所述电极之间提供导电液体。
所述设备可以包括衬底支撑件，所述衬底支撑件被配置为支撑所述衬底，使得所述衬底的至少一部分不与所述导电液体接触。替代地或附加地，所述设备可以包括绝缘层施加器，所述绝缘层施加器配置为在所述衬底的至少一部分上施加绝缘层以防止所述衬底的所述部分与所述导电液体之间的接触。所述绝缘层可以是可去除的(例如，绝缘层可以暂时遮盖衬底的一部分，以避免其在阳极氧化过程期间被暴露于导电液体中)。所述绝缘层可以当需要时(例如，一旦阳极氧化过程完成)被去除。
所述阳极氧化系统可以包括能量源，所述能量源连接到金属层和电极，以在二者之间产生电场。所述能量源可以配置成提供连续和/或脉冲电压和/或电流。
所述能量源可以包括电压源，所述电压源以与所述金属层和所述电极形成极性地电连接到所述金属层和电极，使得所述金属层形成阳极，所述电极形成阴极。
所述阳极氧化系统可以配置成执行电化学和/或光电化学阳极氧化，以使包括金属的所述层的所述至少一部分改性。
在先前的光刻蚀刻过程中，经由设置或形成在包括金属的所述层的顶部上的保护层中的开口来限定所述至少一部分。
所述至少一部分可以被能量传递系统的聚焦束限定。
所述能量传递系统可以配置为在反应性介质的存在下使所述包括金属的所述层的至少一部分改性，从而用化学方法、电化学方法和/或光电化学方法转化所述层的所述至少一部分以改变所述至少一部分的化学组成。
所述设备可以包括用于容纳所述反应性介质的腔室。
所述腔室可以配置成允许辐射和/或粒子与包括金属的层相互作用。所述腔室可以包括允许辐射和/或粒子进入所述腔室的透明区段。所述能量传递系统可以设置在所述腔室内。
所述反应性介质可以包括气体和/或液体。
所述反应性介质可以包括以下中的至少一种的原子、离子或分子：氧(O)；氧化物；氢(H)；硼(B)；硼化物；碳(C)；碳化物；氮(N)；氮化物；氯(C1)；氯化物；溴(Br)；溴化物；氟(F)；氟化物；碘(I)；碘化物；硅(Si)；硅化物；磷(P)；磷化物。
所述金属可以包括钨，或任何其它适当的金属。
所述能量传递系统可以配置为使得包括金属的所述层的化学组成发生变化，从而使得所述反应性介质中的至少一个原子、离子或分子与所述金属反应，以在所述至少一部分内形成新的化合物。
所述能量传递系统可以还被配置成传递UV、DUV和/或EUV辐射，用于打破反应性介质中的化学键。
所述设备可以包括碎片去除系统，用于从所述层的表面去除在所述改性期间产生的碎片。所述碎片去除系统可以包括以下中的至少一个：放电；气体和/或液体流；和用于去除碎片的反应性介质。
所述设备可以包括冷却系统，用于使得气体和/液体与衬底接触以从其中去除热。所述冷却系统可以配置成将气体和/或液体传递至所述层的由能量传递系统改性的至少一部分。
所述设备可以包括辅助层沉积系统，以在所述衬底上沉积层。所述辅助层沉积系统可以配置成在衬底和/或包括碳或金属的所述层和/或所述衬底的其它部分上沉积保护层、电绝缘层、BARC和/或抗蚀剂。
在光刻工具中在沉积可选的BARC和抗蚀剂层以及对所述衬底进行图案化之前，可以对所述不透明层的至少一部分进行改性。
所述设备可以还包括层沉积系统。层沉积系统可以能够操作为改变沉积条件，以在层中(例如在包括碳的层中)产生至少一个籽晶子层。籽晶子层可以包括sp3配位的碳原子，以用作纳米金刚石成核和/或类金刚石碳DLC的籽晶子层。在籽晶子层中的sp3配位的碳原子的浓度可以高于其它子层中的浓度。
所述层沉积系统可以配置为使得对于不透明碳层，可以提供具有相对增加的四价碳原子浓度并且厚度小于所述层的厚度的额外层作为所述籽晶子层。
所述层沉积系统可以配置为使得将对包括碳的所述层的结构改性可以用于增加由第一沉积过程沉积的层的下部的透明度，而所述层的上部可以在所述改性之后由第二沉积过程提供。所述第一沉积过程和第二沉积过程(和可选地任何另外的沉积过程)可以由所述层沉积系统执行。
所述设备可以包括用于从所述衬底去除材料的层去除系统。所述层去除系统可以包括光刻蚀刻系统，所述光刻蚀刻系统配置成使得从衬底去除的材料对应于所述至少一个特征的部位和尺寸。所述层去除系统可以包括化学机械抛光(CMP)装置。所述层去除系统可以包括烧蚀系统。所述层和/或材料可以称作辅助层。所述材料可以包括包括金属或碳的层、衬底上沉积的层中的任何一个，或可以包括所述衬底的任何其它部分。
所述层去除系统可以配置成至少部分地去除和/或平坦化以下中的至少一个：在所述衬底上的保护层、在所述衬底上的电绝缘层、BARC和/或在所述衬底上的抗蚀剂。所述层可以包括碳或金属和/或在包括碳或金属的所述层中的被改性碳或金属。
所述设备可以还包括反馈控制系统。所述反馈控制系统可以配置为确定所述层的所述至少一部分的一个或更多个参数。所述反馈控制系统可以配置为基于所述一个或更多个参数控制所述能量传递系统。所述参数可以包括以下中的至少一个：尺寸、透明度、光学系数(例如折射或消光)、散射等。
所述反馈控制系统可以包括辐射传感器。所述辐射传感器可以配置为接收来自所述层的所述至少一部分的辐射。反馈控制系统可以配置为基于接收到的辐射确定所述层的所述至少一部分的所述一个或更多个参数。接收到的辐射可以包括由能量传递系统产生的散射辐射和/或反射辐射。
所述反馈控制系统可以配置成优化能量传递系统的粒子发射和/或激光辐照脉冲的数目和/或强度。反馈控制系统可以被配置为在需要时停止和/或控制相变换。
所述反馈控制系统可以包括控制单元。控制单元可以配置为确定一个或更多个参数。控制单元可以是能够操作以控制设备的任何其它部分，例如，能量传递系统、辐射传感器等。反馈控制系统可以配置为调节、控制或以其它方式改变能量传递系统，以控制所述至少一部分的改性。反馈控制系统可以能够操作为接收诸如来自辐射传感器的信号，该信号指示至少一部分已经被充分改性(例如被制成足够透明)。反馈控制系统可以能够操作为使用信号来确定是停止还是继续或改变至少一部分的改性。
反馈控制系统可以配置为确保在包括碳的层下方的至少一层可以保持相对不受所述至少一部分的改性的影响。例如，可以控制能量传递系统，使得可以跟随激光和/或粒子脉冲中的每一个来控制层中高压和/或温度区域的产生。每个后续脉冲可以更深地传播到包括碳的层中。所述至少一部分的每个改性的层可以随着每个脉冲变得越来越透明。反馈控制系统可以防止包括碳的层下方的至少一层受到脉冲的影响或实质上受到脉冲的影响。
反馈控制系统可以配置为使得返回光学信号的至少一种属性可以通过以下中的至少一个来揭示：从至少一个特征反射、散射和/或衍射的光学信号，所述光学信号可以被用于提供关于衬底的至少一层的信息。诸如偏振、波长、强度、光谱强度、干涉图案等之类的信息可用于表征衬底中的至少一层的至少一个参数，诸如厚度、光学长度、折射率‘n’、消光系数‘k’、组成等。用于改性的至少一个光源和/或相同的辐射和/或粒子可以提供光学信号和/或返回光学信号。能量传递系统提供的光源和/或辐射和/或粒子的振幅和/或偏振可以被衰减和/或调谐，以用于量测方法，该量测方法可以用于确定衬底的对准。用于辐照至少一个特征的光学信号的量测照射斑的尺寸可以与层中的改性部分的尺寸实质上交叠，或者可以适合于改性部分的尺寸中。
反馈控制系统可以配置为使得用于在改性的至少一部分的区域内传播通过衬底的光学信号的至少一个属性可以用于确定至少一个特征是否已经被足够地照射(例如通过该特征的后向照射或在另一个照射方向上照射)。可以用例如红外或中红外辐射(可以包括硅对其透明的波长)对衬底进行照射，例如后向照射，使得一旦改性后的至少一部分内的DLC/金刚石相足够厚和/或其中包括碳的层的残留的不透明度可被充分降低，辐射可能会泄漏通过所述至少一部分。反馈控制系统可以配置为监控辐射(例如，红外或中红外辐射等)的泄漏，并且可以用于检测停止至少一部分的改性的时刻(例如，如果辐射泄漏量超过阈值水平等)。
反馈控制系统可以配置为监控通过能量传递系统的等离子体产生或辐射的其它形式的激发。如果通过至少一个激光脉冲和/或粒子激发原子/分子或产生等离子体，则可以使用光谱学或另一种技术来检测等离子体或激发的存在，例如，如果金刚石或DLC相已经改变了包括碳的层的总厚度。
包括碳的层可以衰减或吸收由能量传递系统传递的例如来自激光脉冲的辐射，和/或可以吸收由能量传递系统传递的粒子。辐射和/或粒子可以最初使层的至少一部分的上表面改性。上表面可以包括该层的上部子层。使上部子层改性可以导致上部子层增加其对辐射和/或粒子的透明度。上部子层的增加的透明度可以提供对辐射和/或粒子的减少的衰减/吸收，使得如果传递更多的辐射和/或粒子(例如，以随后的激光脉冲或粒子脉冲的形式)，则辐射和/或粒子可传播通过改性的上部子层并使在上部子层下方的下部子层改性，以使得至少一个下部子层的透明度增加。在示例中，当每个辐射和/或粒子脉冲使该层内的连续(例如下部的)子层改性时，后续脉冲可越来越深地传播到该层中，直到脉冲可以一直传播通过过该层(例如，通过其整个厚度)以允许脉冲(和/或光学信号)进入包括碳的层下方的衬底层。在对层的至少一部分进行改性之后，例如，通过层的整个厚度，来自能量传递系统的脉冲可以几乎不衰减地传播通过包括碳的改性层，这可导致激发衬底的至少一种其它化学元素或分子(例如存在于另一层中而不存在于包括碳的层中)，这可能会导致发射特征波长或光谱，这可表明至少一个部分的改性足以允许光学信号传播通过所述至少一部分。例如，可以区分在包括碳的层的改性期间发射的辐射和由衬底的至少一种其它元素发射的辐射(与在包括碳的层的改性期间发射的辐射相比，该辐射可以包括至少一个不同的波长)。
反馈控制系统可以配置为表征由所述至少一部分反射、散射、衍射的辐射的至少一个属性。所述反馈控制系统可以包括以下中的至少一个：拉曼检测系统；和扫描电子显微镜或其它用于测量被该特征反射、散射和/或衍射的辐射的属性的仪器。拉曼检测系统可以配置为检测由所述至少一部分产生的拉曼信号和/或表面增强的拉曼信号，其可以用于表征所述至少一部分。拉曼检测系统可以配置为提供关于(例如，在改性的至少一部分的最顶层处)sp2/sp3配位碳原子的比率的信息。可以使用扫描电子显微镜等来表征所述至少一部分。通过测量包括碳的层的压缩、压痕等，可以确定包括碳的层的厚度的哪一部分已经被相变。
接收到的辐射可以包括以下中的一个或更多个：
从该层的至少一部分反射或散射的来自能量传递系统的辐射；已经传播通过层的至少一部分并且已经从被配置为背后照亮半导体器件衬底的辐射源发出的辐射；由来自能量传递系统的辐射和/或粒子在层的该部分中激发的辐射；以及来自辅助光源的辐射，该辐射被引导至与该能量传递系统改性的层的一部分实质上交叠的斑，并从该斑反射和/或散射。所述辐射源可以限定另外的辐射源，所述另外的辐射源配置为背部照亮半导体器件衬底。所述辐射源可以配置为发射辐射和/或粒子，其可以实质上透过该衬底，但其实质上可被未被改性的层吸收。所述辐射源可以包括辅助光源。所述辅助光源可以包括背后照明，用于背后照亮半导体衬底。
所述能量传递系统可以配置为发射辐射和/或粒子，从而在至小于所述层的整体厚度的深度上使所述层的所述至少一部分的透明度改性。
所述设备可以包括用于在所述衬底上沉积所述层的层沉积系统。
所述层沉积系统可以配置为在所述衬底上沉积所述层的第一子层。所述能量传递系统可以能够操作为使第一子层中的至少一部分改性。
所述层沉积系统可以配置为在使所述第一子层的所述至少一部分改性之后在所述第一子层上沉积所述层的第二子层。
层沉积系统可以能够操作为改变沉积条件，以在层中产生至少一个籽晶子层。籽晶子层可以包括sp3配位的碳原子，以用作纳米金刚石成核和/或类金刚石碳DLC等的籽晶子层。在籽晶子层中的sp3配位的碳原子的浓度可以高于其它子层中的浓度。
籽晶子层可以比整个层的厚度薄，例如薄两倍以上、十倍以上、或任何其它因子。
所述层沉积系统可以配置为在所述层的上表面处沉积所述至少一个籽晶子层。层沉积腔室或生产方法可以配置为例如通过将层暴露于例如惰性气体的高能离子中而将包括碳的层的最上部分转化为籽晶子层。
层沉积系统可以配置为使衬底经受一系列的工序。层沉积系统可以配置为在衬底上沉积包括碳的层，该层可以占该层的整体厚度的50％至100％。应当理解，可以在层的改性之前沉积不同的厚度。设备可以配置为使衬底中的一些或所有特征上方的层的至少一部分改性，以减小所述至少一部分的消光系数。设备可以配置为使得所述至少一部分的面积是对应特征的面积的0.1-10倍，并且可以与对应特征实质上交叠。设备可以被配置为仅使层的厚度的一部分改性，使得具有减小的消光系数的层的厚度可以小于或等于初始层的厚度。
所述层沉积系统和/或制造工序可以配置为执行化学机械抛光(CMP)步骤(例如，使用化学机械抛光机等)以用于以下中的至少一个：平坦化；和从衬底的表面上去除可能由烧蚀羽流等引起的碎片颗粒。可以将层沉积系统配置为在使至少一部分改性之前施加可去除层(例如，经由旋涂等)。可去除层可被去除(例如，通过洗涤等)以去除沉积的碎片颗粒，例如当至少一部分改性后可以看到衬底中的至少一个特征时。
CMP可用于减少或消除在衬底的表面和/或在至少一个被改性的部分的边缘处形成的任何波纹。替代地或附加地，CMP可用于去除碎片颗粒。
层沉积系统可以配置为沉积层的整体厚度的剩余部分，例如，在至少一部分改性之后。例如，依赖于所沉积的初始厚度，可以沉积整体的层厚度的0至50％或任何其它百分比的范围。
层沉积系统可以配置为沉积以下中的至少一个：底部抗反射涂层(BARC)；抗蚀剂；和衬底上的任何其它层。层沉积系统可以配置成使得BARC和/或抗蚀剂沉积可以相对均匀或平坦。BARC和/或抗蚀剂对DLC/金刚石和非晶碳的润湿可能有所不同。沉积一非晶碳层等，例如相对较薄的层(所述相对薄的层可以允许光学信号穿透相对较薄的层)，可以减小BARC和/或抗蚀剂等的润湿属性的差异。
层沉积系统可以配置为沉积包括碳的层，使得该层的未被改性的部分可以在该层的至少一个被改性部分上方或下方，这可以提供具有至少一个更接近该层的上表面的被改性的部分、或更接近该层的下表面(例如，其可以与衬底的下层接触)的被改性的部分的层。在被改性的部分下方提供未改性的层可以确保可以使用该层的用户指定的灰化选配方案。
所述设备可以包括碎片去除系统，用于从所述层的表面去除在所述改性期间产生的碎片。
在真空或低压下改性该层可减少或消除碎片颗粒在衬底表面上的沉积。用于减少或消除碎片颗粒沉积的压力条件的示例在Harilal等人“Background gas collisionaleffects on expanding fs and ns laser ablation plumes”，Appl.Phys.A，Vol.117(1)，pp.319-326(2014)中进行了描述，其通过引用并入本文。
碎片去除系统可以包括辐射源，该辐射源用于发射辐射，以在层的至少一部分的改性期间辐照形成在烧蚀羽流中的碎片颗粒，从而减小碎片颗粒的尺寸和/或烧蚀羽流中的碎片颗粒的数目。
碎片去除系统可以配置成用至少一个激光脉冲(例如以后脉冲等的形式)辐照烧蚀羽流。激光脉冲可以具有比用于使至少一部分改性的辐射和/或粒子低的能量和/或峰值通量。激光脉冲的持续时间可以小于10ns，小于0.1ns或激光脉冲可以具有任何其它合适的脉冲持续时间。激光脉冲可以配置为跟随每个用于使至少一部分改性的脉冲或一些用于使至少一部分改性的脉冲，其采用例如小于10μs、小于1μs的延迟或任何其它适当的延迟。后脉冲可被烧蚀等离子羽流中的颗粒有效吸收，这可能使颗粒蒸发或至少将其尺寸减小到小于100nm或远小于100nm，从而即使在衬底上留下颗粒，该颗粒也不会被成像或降低良率。
碎片去除系统可以包括放电器，该放电器在层的改性期间在层的至少一部分上方产生等离子体。等离子体可以配置为捕获带电粒子(例如，其可以在烧蚀羽流中产生和/或带电并且可以防止其再沉积)。替代地或附加地，所述设备可以配置成向包括该层的衬底施加偏压，以使得电场可以排斥在烧蚀羽流中从衬底产生的带电粒子和/或可以防止带电粒子的再沉积。
在改性期间可以执行在层上方维持放电，使得可以产生适度的温度离子。例如，可以以小于100eV且可选地小于10eV的能量产生诸如钛离子的离子。在烧蚀等离子体羽流内产生的颗粒通常可能带负电，这可能导致负颗粒保留在等离子体的正电势中，并可能阻止其在衬底上再沉积。
碎片去除系统可以配置成使半导体器件衬底倾斜，使得碎片颗粒可以在重力或任何其它外力或压力的作用下移离该层。可以在对至少一部分的改性期间使衬底倾斜，使得重力可以使碎片颗粒移离该层。
碎片去除系统可以配置为将可去除层施加到该层的表面，其中碎片颗粒可以被收集在可去除层上。碎片去除系统可以进一步配置为在使层的至少一部分改性之后去除可去除层。
碎片去除系统可以配置为在能量传递系统发射辐射和/或粒子之前，在层的至少一部分的部位处去除可去除层。
所述碎片去除系统可以配置为在所述层的所述至少一部分附近提供反应性介质，例如使得仅所述烧蚀羽流内的材料的反应产物可以为实质上易挥发的或可溶解的。所述反应性介质可以是气体和/或液体。所述反应性介质可以是对辐射和/或粒子透明的。所述活化能可以通过羽流内的高温和/或由辐射和/或粒子的直接光子激发提供。所述反应性介质可以配置为将等离子体羽流中的蒸汽或粒子转化为易挥发或可溶解的形式，其可以随后通过扩散和/或流动而被去除。
对至少一部分的改性可以在反应性介质中执行。反应性介质可包括以下中的至少一种：氧气、氢气、卤素、空气、水蒸气、液态水、CO2(例如气体或液体)等。反应性介质可以配置成变成挥发性或可溶解的氧化物、卤化物等，例如从而消除可能在烧蚀羽流中产生的碎片颗粒。碎片颗粒可以在烧蚀羽流中与反应性介质发生反应，反应性介质可以呈气体或液体形式，并形成能够通过流动和/或扩散去除的挥发物或可溶解的颗粒/分子。碎片颗粒可以从高密度蒸气中冷凝或以液体形式产生，和/或可以包括碳、钨、硼、氮和/或任何其它元素。
设备可以进一步包括配置为容纳液体或气体的腔室。至少在能量传递系统发射辐射和/或粒子期间，半导体器件衬底可以至少部分地浸入液体或气体中。
至少一部分的改性可以在液体(例如水、酒精、液态二氧化碳、全氟化流体、传热流体等)中执行。衬底可以至少部分地浸入浴中和/或在其表面上施加液膜(例如，其可以包括冷凝物等)。
在液体中执行改性可以允许减小晶片上的热应力。液体可起到通过传导和/或蒸发和/或解离作用来提供散热器的作用。液体可以起到改良淬火的作用(例如，可以将碳加热到大约4000至5000℃，或任何其它电势或适当的温度)，然后可以快速冷却以保留金刚石或DLC相。
对浸没在液体中的衬底的至少一部分进行改性可以抑制或防止通过库仑爆炸和/或蒸发过程去除碳(例如，和其它元素)，这对于保持所述层对后续刻蚀步骤的抵抗力或保持层厚度(例如，通过最小化层内被改性部分与未改性部分之间的差异)是有用的，这可以消除执行平坦化步骤的需要和/或可以减少对于施加BARC和/或抗蚀剂的步骤的润湿/分布差异。
所述设备可以包括液膜施加器，所述液膜施加器配置为在所述能量传递系统发射所述辐射和/或粒子之前将液膜施加到所述层的表面。
所述设备可以包括光学系统，所述光学系统配置为使得光学信号传输通过所述层的所述至少一部分，以确定与所述至少一个特征有关的信息。
光学系统可以包括用于确定与至少一个特征有关的信息的任何适当的仪器。光学系统可以配置为接收从至少一个特征反射、散射和/或衍射的光学信号，从而能够确定与至少一个特征有关的信息。光学系统可以配置为提供用于传播被改性的至少一部分的光学信号。
所述设备可以包括衬底对准系统，所述衬底对准系统用于基于通过所述层的所述至少一部分接收的返回光学信号确定与所述至少一个特征有关的信息。
至少一个特征可以被光学信号辐照，该光学信号可以最初传播通过至少一部分。光学信号可以与至少一个特征相互作用(例如，反射、散射和/或衍射)以形成返回光信号，该返回光学信号随后可以传播通过至少一部分。所述至少一个特征可以由光学信号辐照，所述光学信号可能最初不会传播通过所述至少一部分。例如，该至少一个特征可以被从至少一个不同的方向到达的光学信号辐照，使得该光学信号可能最初不传递通过该至少一部分。返回光学信号可以随后传播通过至少一部分。
所述衬底对准系统可以配置为确定以下中的至少一个：所述至少一个特征的存在、位置和方向等，以便确定所述衬底是否对准。
所述衬底对准系统可以配置为控制所述衬底与光刻设备或光刻工具之间的相对定位以对准在其中的衬底。
光学系统和/或衬底对准系统可以包括用于以下中的至少一个的任何适当的仪器：测量和分析从至少一个特征获得的信息。用于确定与至少一个特征有关的信息的技术的示例可以包括以下中的至少一个：使用诸如由本公开的申请人生产的智能对准传感器混合(SMASH)系统和/或诸如如本公开的申请人所生产的相位光栅对准技术和/或使用来自至少一个特征的返回光学信号来确定信息的干涉技术。SMASH系统可以不需要至少一个特征的整个区域都可见(例如，如果被改性的部分的面积小于相应特征的面积)和/或被光学信号充分照射以确定信息。SMASH系统可以是在可见和/或红外光谱范围内可以操作的。SMASH系统或任何其它仪器使用的波长可以至少部分地穿透包括碳的层，例如，如果该层的一部分遮挡了至少一个特征。选择适当的波长可以允许SMASH系统或任何其它适当的仪器提供的光学信号穿透该层，即使该层尚未在其整个厚度上被完整改性，或者即使改性是不完整的以致于改性后的层厚度小于其总厚度，和/或即使已在衬底上沉积任何其它层。
所述特征可以包括对准或重叠标记等。
被改性的层可以包括至少20％的碳，或可选地可以包括至少50％的碳。
原则上，用于使包括碳的层发生相变的能量传递系统可以改变(例如局部)不透明的金属层的化学组成，以增加其光学透明度。反应物(例如，与包括金属的层的至少一部分接触的反应性介质)的可用性可能会影响化学组成的变化。
用于局部金属层的化学转化的能量传递系统的最佳属性可以与用于碳层结构改性的属性不同。但是，所使用的参数之间可能存在一些相似之处。例如，能量(例如激光)脉冲持续时间<<1ns和通量在0.01-1J/cm2范围内的能量传递系统可用于使金属层改性，因为这些参数可以提供较高的温度和/或压力。能量传递系统可以配置成催化氧化物、硼化物、氮化物等的生成(例如，以形成金属氧化物、金属硼化物、金属氮化物等)，并且可以促进新形成的物质或组合物与下层金属的相互扩散。如本文所述，通过金属层的发生化学变化的金属的传播与通过碳层的发生相变的材料(例如，金刚石、DLC等)的情况下可能发生的传播相同或相似。
因此，本文描述的与碳层局部结构变化有关的设备和方法也可以至少部分地适用于金属层局部化学变化。
作为提供能够提供聚焦的能量束的能量传递系统的替代或补充，该能量传递系统可以配置为提供金属的电化学转化，这可以提供将金属转化为金属氧化物、金属氮化物、金属硼化物等相对深的(例如，高达几μm等)转化。转化的局部性质可以通过预先的绝缘层沉积/光刻蚀刻(可以防止反应物和金属层在不同于衬底内埋设特征的区中接触)和/或通过催化通过能量传递系统的聚焦束进行的电化学转化来提供。这样的系统可能能够将金属转化的速度(例如，在埋设特征上方)提高大约10-1000倍等；因此，局部转化的层可以设置有提高的透明度，而该层的其余部分(可能需要经受相对缓慢的纯电化学阳极氧化处理)可能只会受到轻微的影响(在相同的时间范围内其透明度的变化最小或可忽略不计))。阳极氧化层(其可以相对薄)可以经由CMP等去除。
根据本公开的示例，提供了一种光刻设备，包括本公开的任何示例的设备。
根据本公开的示例，提供了一种光刻工具，包括本公开的任何示例的设备。
根据本公开的示例，提供了一种用于确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的方法。至少一个特征可以被包括碳的层至少部分地遮挡，使得用于确定与至少一个特征有关的信息的光学信号可被阻止到达该特征。至少一个特征可以被包括金属的层至少部分地遮挡，使得用于确定与至少一个特征有关的信息的光学信号可被阻止到达该特征。所述方法可以包括：通过能量传递系统使该层的至少一部分改性以增加其透明度。所述层的所述至少一部分可以是不透明的，使得所述改性可以通过在所述至少一部分中引起相变和/或化学组成变化来增加其透明度。使所述至少一部分改性可以使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号的至少一部分能够传播通过所述层的所述至少一部分，从而用于确定与所述至少一个特征有关的信息。
所述方法可以包括使用能量传递系统来发射束，以通过减小层的至少一部分的消光系数，例如通过改变层内的一些碳原子的价态(例如增加sp3配位的碳原子的含量和/或减少sp2配位的碳原子的含量)来使层的至少一部分改性。
所述束可以包括辐射和/或粒子。
所述方法可以包括使用所述能量传递系统发射束，以通过使(例如在所述层的至少一部分处的)碳中发生相变和/或使所述层的至少一部分处的sp3配位的碳原子(例如四价碳原子)的浓度增加使所述层的所述至少一部分改性。
所述方法可以包括所使所述层的所述至少一部分处的碳改性，从而使得所述碳形成以下中的至少一个：金刚石；和类金刚石碳。
所述方法可以包括使用能量传递系统通过减小消光系数和/或折射系数并减小/消除导电区中的电子的浓度和总数来诱导局部化学组成改变以使层的至少一部分改性。能量传递系统可以配置为发射辐射束和/或粒子束。替代地或附加地，能量传递系统可以包括阳极氧化系统，用于引起局部化学组成变化以使层的至少一部分改性。
所述方法可以包括使用至少一个激光器发射辐射和/或粒子。所述方法可以包括使用至少一个激光器发射辐射和/或使用高能粒子的聚焦束的至少一个源。
所述方法可以包括使用脉冲激光源发射一系列激光脉冲。
所述方法可以包括发射至少一个波长在从4nm到3μm的范围内的辐射。
所述方法可以包括使用所述至少一个激光器发射以下中的一个或更多个：可见和/或红外激光脉冲，脉冲持续时间在从5fs至500ps的范围内；紫外线激光脉冲，脉冲持续时间在1ps至500ns的范围内；软X射线至DUV激光脉冲，脉冲持续时间在1fs至100ns等的范围内。
所述方法可以包括使用至少一个激光器发射初始脉冲串，所述初始脉冲串包括第一脉冲持续时间的至少一个激光脉冲，所述方法可以进一步包括发射后续的脉冲串，所述后续的脉冲串包括更短的第二脉冲持续时间的至少一个激光脉冲。
所述方法可以包括使用所述至少一个激光源发射峰值辐射通量或辐射强度在所述层的烧蚀阈值以下的辐射。
所述方法可以包括使用所述至少一个激光器发射具有以下中的至少一个的辐射和/或粒子：线性偏振辐射；非线性偏振辐射；椭圆偏振辐射；和螺旋偏振辐射。
所述方法可以包括使用所述至少一个激光器发射激光脉冲序列，每个激光脉冲具有以下中的一个：线性偏振；圆偏振；椭圆偏振和螺旋偏振；和/或在所述串内的一些脉冲具有与所述串内的其它脉冲不同的偏振的激光脉冲序列。
所述方法可以包括通过所述能量传递系统发射用于脉冲加热所述层的所述至少一部分的辐射和/或粒子。
所述方法可以包括使用所述能量传递系统发射以下中的一个或更多个：电子束；离子束；中性束；在从5至20nm范围内的极紫外(EUV)束；包括波长在从20至100nm范围内的辐射的束。所述束可以包括辐射和/或粒子。
所述方法可以包括发射辐射和/或粒子，以使包括金属的所述层的所述至少一部分改性。
所述方法可以包括在反应性介质的存在下使包括金属的层的至少一部分改性，从而用化学方法转化所述层的所述至少一部分以改变所述至少一部分的化学组成。所述反应性介质可以包括气体和/或液体，其对于能量传递系统的束可以是足够透明的。
所述能量传递系统可以包括激光器，所述激光器配置成发射持续时间小于100ns、并且可选地可以小于10ns、并且可选地可以大于10fs的脉冲。
所述激光器可以配置为传递多个脉冲，并且可选地其中所述脉冲的重复率可以是至少1kHz，并且可选地其中所述脉冲的重复率可以是至少1MHz，和/或可选地其中所述脉冲的占空比可以小于1％。
所述激光器可以配置成发射通量在0.01-1J/cm2的范围内的辐射。
所述能量传递系统可以配置为提供离子束，以用其它原子、离子或分子使包括金属的所述层饱和，以增加包括金属的所述层的至少一部分中的透明度。
该方法可以使用激光辐照来对至少一部分进行改性，其可以被至少一部分局部暴露于连续波和/或脉冲离子束或等离子体(其具有大于0.01J/cm2的总通量和/或小于10ns的脉冲持续时间)中代替或伴随有至少一部分局部暴露于连续波和/或脉冲离子束或等离子体(其具有大于0.01J/cm2的总通量和/或小于10ns的脉冲持续时间)中。通过局部暴露注入的离子可能会留下热迹(hot track)，在该热迹中可能发生脉冲加热和淬火，从而可能产生碳的金刚石和/或DLC相。离子束能量可以大于1eV，并且可选地可以大于100eV。所使用的离子可包括以下中的至少一种：C-离子和/或B、N、O、Ga、He、Ne、Ar、Kr、Xe等。该方法可以包括使用一种或更多种惰性气体离子，其可以促进除气并且可以使该层不含额外的掺杂剂。
所述方法可以包括将电气连接(器)连接至该层，该电气连接被配置为提供电压/电流或接地连接，以防止该层带电。例如，如果作为能量传递系统的一部分将离子或电子引向衬底，则所述方法可以包括将含碳的层连接到电压/电流源或接地，以防止电荷效应，所述电荷效应可能散焦或偏转入射到该层上的被聚焦的带电粒子束。如果原始(例如高消光系数)层正在导电，则这种偏转效应是可能的。
所述方法可以包括使用一种或更多种惰性气体离子，以促进除气从而使该层不含额外的掺杂剂。所述方法可以包括将离子或电子引向衬底。
能量传递系统可以包括阳极氧化系统，该阳极氧化系统配置为在包括金属的层和用于产生电场的电极之间提供电场电势。所述方法可以包括提供反应性介质，用于用化学方法转化层的至少一部分以改变至少一部分的化学组成。
所述方法可以包括在该层的至少一部分周围的该层上沉积保护层和/或清除保护层。沉积保护层和/或清除保护层可以在阳极氧化之前使用同一设备或分离的设备执行。
所述方法可以包括用液体施加系统在包括金属的所述层的至少一部分与所述电极之间提供导电液体。
所述方法可以包括用衬底支撑件支撑所述衬底，使得所述衬底的至少一部分不与所述导电液体接触。替代地或附加地，所述方法可以包括用绝缘层施加器在所述衬底的至少一部分上施加绝缘层以防止所述衬底的所述部分与所述导电液体之间的接触。所述方法可以包括去除绝缘层，例如，一旦阳极氧化过程完成。
所述方法可以包括将能量源连接到金属层和电极，以在二者之间产生电场。所述能量源可以配置成提供连续和/或脉冲电压和/或电流。
所述能量源包括电压源，所述电压源以与所述金属层和所述电极形成极性地电连接到所述金属层和电极，使得所述金属层形成阳极，所述电极形成阴极。
所述方法可以包括执行电化学和/或光电化学阳极氧化，以使包括金属的所述层的所述至少一部分改性。
所述方法可以包括在先前的光刻蚀刻过程中，经由设置或形成在包括金属的所述层的顶部上的保护层中的开口来限定所述至少一部分。
所述至少一部分可以被能量传递系统的聚焦束限定。
所述方法可以包括在反应性介质的存在下使所述包括金属的所述层的至少一部分改性，从而用化学方法、电化学方法和/或光电化学方法转化所述层的所述至少一部分以改变所述至少一部分的化学组成。
所述方法可以包括提供用于容纳所述反应性介质的腔室。
所述腔室可以配置成允许辐射和/或粒子与包括金属的层相互作用。所述腔室可以包括允许辐射和/或粒子进入所述腔室的透明区段。所述能量传递系统可以设置在所述腔室内。
所述反应性介质可以包括气体和/或液体。
所述反应性介质可以包括以下中的至少一种的原子、离子或分子：氧(O)；氧化物；氢(H)；硼(B)；硼化物；碳(C)；碳化物；氮(N)；氮化物；氯(Cl)；氯化物；溴(Br)；溴化物；氟(F)；氟化物；碘(I)；碘化物；硅(Si)；硅化物；磷(P)；磷化物。
所述金属可以包括钨，或任何其它适当的金属。
所述方法可以包括使得包括金属的所述层的化学组成发生变化，从而使得所述反应性介质中的至少一个原子、离子或分子与所述金属反应，以在所述至少一部分内形成新的化合物。
所述方法可以包括传递UV、DUV和/或EUV辐射，用于打破反应性介质中的化学键。
所述方法可以包括提供碎片去除系统，用于从所述层的表面去除在所述改性期间产生的碎片。所述碎片去除系统可以包括以下中的至少一个：放电；气体和/或液体流；和用于去除碎片的反应性介质。
所述方法可以包括提供冷却系统，用于使得气体和/液体与衬底接触以从其中去除热。所述冷却系统可以配置成将气体和/或液体传递至由能量传递系统改性的层的至少一部分。
所述方法可以包括提供辅助层沉积系统，以在所述衬底上沉积所述层。所述辅助层沉积系统可以配置成在衬底和/或包括碳或金属的所述层和/或所述衬底的其它部分上沉积保护层、电绝缘层、BARC和/或抗蚀剂。
所述方法可以包括在光刻工具中在沉积可选的BARC和抗蚀剂层以及对所述衬底进行图案化之前，对所述不透明层的至少一部分进行改性。
所述方法可以包括提供层沉积系统。层沉积系统可以能够操作为改变沉积条件，以在层中(例如在包括碳的层中)产生至少一个籽晶子层。籽晶子层可以包括sp3配位的碳原子，以用作纳米金刚石成核和/或类金刚石碳DLC的籽晶子层。在籽晶子层中的sp3配位的碳原子的浓度可以高于其它子层中的浓度。
所述方法可以包括对于不透明碳层，提供具有相对增加的四价碳原子浓度并且厚度小于所述层的厚度的额外层以作为所述籽晶子层。
所述方法可以包括使用层沉积系统以由第一沉积过程沉积所述层的下部，而由第二沉积过程沉积所述层的上部。所述层沉积系统可以配置为使得对包括碳的所述层的结构改性可以被用于增加由第一沉积过程沉积的层的下部的透明度，而所述层的上部可以在所述改性之后由第二沉积过程提供。所述第一沉积过程和第二沉积过程(和可选地任何另外的沉积过程)可以由所述层沉积系统执行。
所述方法可以包括用层去除系统从所述衬底去除材料。所述层去除系统可以包括光刻蚀刻系统，所述光刻蚀刻系统配置成使得从衬底去除的材料对应于所述至少一个特征的部位和尺寸。所述层去除系统可以包括化学机械抛光(CMP)装置。所述层去除系统可以包括烧蚀系统。所述层和/或材料可以称作辅助层。所述材料可以包括包括金属或碳的层、衬底上沉积的层中的任何一个，或可以包括所述衬底的任何其它部分。
所述层去除系统可以配置成至少部分地去除和/或平坦化以下中的至少一个：在所述衬底上的保护层、在所述衬底上的电绝缘层、BARC和/或在所述衬底上的抗蚀剂。所述层可以包括碳或金属和/或在包括碳或金属的所述层中的被改性碳或金属。
所述方法可以包括提供电流或偏置电压源，或将包括碳的层接地以避免带电粒子束提供的电荷累积。
所述方法可以包括反馈控制系统，所述反馈控制系统配置为确定所述层的所述至少一部分的一个或更多个参数，并基于所述一个或更多个参数控制所述能量传递系统。
所述方法可以包括使用反馈控制系统的辐射传感器以接收来自所述层的至少一部分的辐射。所述方法可以包括使用反馈控制系统以基于接收到的辐射确定所述层的所述至少一部分的所述一个或更多个参数。
接收到的辐射可以包括以下中的一个或更多个：
从该层的至少一部分反射或散射的来自能量传递系统的辐射；已经传播通过层的至少一部分并且已经从被配置为背后照亮半导体器件衬底的辐射源发出的辐射；由来自能量传递系统的辐射和/或粒子在层的该部分中激发的辐射；以及来自辅助光源的辐射，该辐射被引导至与该能量传递系统改性的层的一部分实质上交叠的斑，并从该斑反射和/或散射。
所述方法可以包括使用所述能量传递系统以发射辐射和/或粒子，从而在至小于所述层的整体厚度的深度上使所述层的所述至少一部分的透明度改性。
所述方法可以包括使用层沉积系统以在所述衬底上沉积所述层。
所述方法可以包括使用所述层沉积系统以在所述衬底上沉积所述层的第一子层。所述方法可以包括使用能量传递系统以使所述第一子层中的至少一部分改性。
所述方法可以包括使用所述层沉积系统以在使所述第一子层的所述至少一部分改性之后在所述第一子层上沉积所述层的第二子层。可以使用层沉积系统沉积任意数目的子层。每个子层可以具有任何适当的组成，例如掺杂剂、杂质、其它形式的碳等。
所述方法可以包括使用所述层沉积系统以改变沉积条件，从而在所述层中产生至少一个籽晶子层。籽晶子层可以包括(例如增加数量的)sp3配位的碳，以用作纳米金刚石成核和/或类金刚石碳DLC等的籽晶子层。
所述方法可以包括使用所述层沉积系统以在所述层的上表面处沉积所述至少一个籽晶子层。所述方法可以包括将最上层的一部分转换为所述籽晶子层的手段。
所述方法可以包括使用碎片去除系统，以从所述层的表面去除在所述改性期间产生的碎片颗粒。
使用所述碎片去除系统可以包括使用辐射源发射辐射，用于辐照在对所述层的至少一部分进行改性期间在烧蚀羽流中形成的碎片颗粒，从而减小碎片颗粒的尺寸和/或烧蚀羽流中碎片颗粒的数目。
所述方法可以包括使用例如由放电器产生的放电，以在其改性期间在该层的至少一部分上方产生等离子体。等离子体可以配置为捕获粒子(例如，其可以在烧蚀羽流中产生和/或带电并且可以防止其再沉积)。替代地或附加地，所述方法可以包括向包括该层的衬底施加偏压，以使得电场可以排斥在烧蚀羽流中从衬底产生的带电粒子和/或可以防止带电粒子的再沉积。
所述方法可以包括使用所述碎片去除系统使所述半导体器件衬底倾斜，使得所述碎片颗粒可以在重力的作用下移离所述层。
所述方法可以包括使用所述碎片去除系统以将可去除层施加到所述层的表面上。所述碎片颗粒被收集在所述可去除层上。所述方法可以包括使用所述碎片去除系统以在对所述层的至少一部分进行改性之后去除所述可去除层。
所述方法可以包括使用所述碎片去除系统以在所述能量传递系统发射所述辐射和/或粒子之前，在所述层的所述至少一部分的部位处去除所述可去除层。
所述方法可以包括使用所述碎片去除系统以在所述层的所述至少一部分附近提供反应性介质，例如使得仅所述烧蚀羽流内的材料的反应产物可以为实质上易挥发的或可溶解的。所述反应性介质可以是气体和/或液体。所述反应性介质可以是对辐射和/或粒子透明的。所述活化能可以通过羽流内的高温和/或由辐射和/或粒子的直接光子激发提供。所述反应性介质可以将等离子体羽流中的蒸汽或粒子转化为易挥发或可溶解的形式，其可以随后通过扩散和/或流动而被去除。
所述方法可以包括提供腔室，所述腔室配置为容纳液体，从而至少在由能量传递系统发射辐射和/或粒子期间至少部分将半导体器件衬底浸没在液体中。
所述方法可以包括使用液膜施加器以在所述能量传递系统发射所述辐射和/或粒子之前将液膜施加到所述层的表面。
所述方法可以包括使用光学系统以使得光学信号传输通过所述层的所述至少一部分，以确定与所述至少一个特征有关的信息。
所述方法可以包括使用衬底对准系统以基于通过所述层的所述至少一部分接收的返回光学信号确定与所述至少一个特征有关的信息。
所述方法可以包括使用所述衬底对准系统以确定以下中的至少一个：所述至少一个特征的存在、位置和方向，以便确定所述衬底是否对准。
所述方法可以包括使用所述衬底对准系统控制所述衬底与光刻设备或光刻工具之间的相对定位以对准在其中的所述衬底。
根据本公开的示例，提供了一种计算机程序。所述计算机程序可以包括指令，当在至少一个处理器上执行所述指令时所述指令可以使得所述至少一个处理器控制设备已执行根据本公开的任何示例的方法。
根据本公开的示例，提供了一种载体。所述载体可包含本公开的任何示例所述的计算机程序。所述载体可以是电子信号、光学信号、无线电信号、非暂时性计算机可读储存介质等中的一个。
本公开的任何示例、方面或实施例的至少一个特征可以代替本公开的任何示例、方面或实施例中的任何对应的特征。本公开的任何示例、方面或实施例的至少一个特征可以与本公开的任何其它示例、方面或实施例组合。
附图说明
现在将参考所附示意性附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
图1描绘了光刻设备的示意性概述；
图2描绘了光刻单元的示意性概述；
图3描绘了包括对准标记的衬底的一部分的示意图，所述对准标记用于辅助衬底中的层的对准；
图4a-4c描绘了根据本公开的示例的在确定与衬底中的至少一个特征有关的信息的工序的不同步骤期间的衬底的一部分的示意图；
图5描绘了根据本公开的示例的能量传递系统的示意性概述；
图6描绘了根据本公开的示例的衬底对准系统的示意性概述；
图7描绘了根据本公开的示例的用于确定与衬底中的至少一个特征有关的信息的设备的示意性概述；
图8描绘了根据本公开的示例的用于从表面去除碎片颗粒的碎片去除系统的示意性概述；
图9描绘了根据本公开的示例的用于在衬底上沉积至少一层的层沉积系统的示意性概述；
图10描绘了根据本公开的示例的用于确定与衬底中的至少一个特征有关的信息的方法的部分的示意性概述；
图11描绘了反馈控制系统的示意性概述；
图12描绘了根据本公开的示例的用于使衬底改性和用于确定与衬底中的至少一个特征有关的信息的系统的示意性概述；
图13a-13e描绘了使用由图12描绘的系统使衬底改性的示例过程的步骤的示意图；
图14描绘了根据本公开的示例的用于使衬底改性和用于确定与衬底中的至少一个特征有关的信息的系统的示意性概述；和
图15a-15g描绘了使用图14描绘的系统使衬底改性的示例过程的步骤的示意图。
具体实施方式
在本文中，术语“辐射”和“束”被用于涵盖全部类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外辐射(EUV，例如具有在约5-100nm的范围内的波长)。
除非另外说明，否则本文中所使用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被宽泛地解释为指代可以用于将图案化的横截面赋予入射辐射束的通用图案形成装置，所述图案化的横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案；术语“光阀”也可以用于这种内容背景中。除了经典掩模(透射式或反射式；二元式、相移式、混合式等)以外，其它此类图案形成装置的示例包括：
-可编程反射镜阵列。关于这种反射镜阵列的更多信息在美国专利No.5,296,891和No.5,523,193中给出，其通过引用并入本文。
-可编程LCD阵列。这种构造的示例在美国专利No.5,229,872中给出，其通过引用并入本文。
图1示意性地描绘了一种光刻设备LA。所述光刻设备LA包括：照射系统(也称为照射器)IL，配置成调节辐射束B(例如UV辐射、DUV辐射或EUV辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并且连接到第一定位器PM，所述第一定位器PM配置成根据特定参数来准确地定位图案形成装置MA；衬底台(例如晶片台)WT，构造成保持衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)W并且连接到第二定位器PW，所述第二定位器PW配置成根据特定参数来准确地定位衬底；以及投影系统(例如折射型投影透镜系统)PS，配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。
在操作中，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束，例如经由束传递系统BD来接收。照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。照射器IL可以用于调节辐射束B，以在图案形成装置MA的平面处在其横截面中具有所期望的空间和角度强度分布。
本文使用的术语“投影系统”应该被广义地解释为涵盖各种类型的投影系统，包括折射型光学系统、反射型光学系统、反射折射型光学系统、变形(anamorphic)光学系统、磁性型光学系统、电磁型光学系统和静电型光学系统或其任意组合，例如对于所使用的曝光辐射或者对于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素合适的。本发明使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”PS同义。
光刻设备也可以是这样一种类型：其中衬底的至少一部分可以被具有相对高折射率的浸没液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间-其也称为浸没光刻术。关于这种浸没技术的更多信息在美国专利No.6,952,253和PCT公布No.WO99-49504中给出，其通过引用并入本文。
光刻设备LA也可以是具有两个(双平台)或更多个衬底台WT和例如两个或更多个支撑结构MT(未示出)的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用附加的台/结构，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于将图案形成装置MA的设计布局曝光至衬底W。
在操作中，所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置MA来形成图案。在已横穿掩模MA的情况下，辐射束B传递通过投影系统PS，所述投影系统将所述束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉仪装置、线性编码器、2-D编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于辐射束B的路径中。类似地，可以将第一定位器PM和可能的另一个位置传感器(图1中未明确描绘出)用于相对于辐射束B的路径准确地定位掩模MA。标记MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。尽管所图示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间(这些公知为划线对准标记)中。
如图2所示，光刻设备LA可以构成光刻单元LC的一部分，所述光刻单元LC有时也称为光刻元或(光刻)簇，其通常还包括在衬底W上执行曝光前和曝光后过程的设备。常规地，这些设备包括：用于沉积抗蚀剂层的旋涂机SC，用于显影被曝光的抗蚀剂的显影机DE，例如用于调节衬底W的温度(例如用于调节抗蚀剂层中的溶剂)的激冷板CH和焙烤板BK。衬底处置器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底W，在不同的过程设备之间移动衬底，然后将衬底W传送到光刻设备LA的装载台LB。光刻元中的这些装置通常还统称为涂覆显影系统，并且典型地由涂覆显影系统控制单元TCU控制，该涂覆显影系统控制单元TCU本身可以由管理控制系统SCS控制，该管理控制系统SCS也可以例如经由光刻控制单元LACU来控制光刻设备LA。
为了使由光刻设备LA曝光的衬底W正确且一致地曝光，期望检查衬底以测量图案化结构的属性，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。为此，在光刻元LC中可包括检查工具(未示出)。如果检测到误差，例如可以对随后的衬底的曝光或将要在衬底W上执行的其它处理步骤进行调整，特别是如果检查是在同一批量或批次的其它衬底W仍待曝光或处理之前进行的情况下。
检查设备(其也可以被称为量测设备)用于确定衬底W的属性，尤其是确定不同衬底W的属性如何变化或与同一衬底W的与不同层相关联的属性如何在不同层间变化。可选地，检查设备可以可替代地被构造为识别衬底W上的缺陷，并且例如可以是光刻元LC的一部分，或者可以被集成到光刻设备LA中，或者甚至可以是独立的装置。检查设备可以测量潜像(曝光后的抗蚀剂层中的图像)、半潜像(曝光后焙烤步骤PEB之后的抗蚀剂层中的图像)或显影后的抗蚀剂图像(其中已去除抗蚀剂的已曝光的或未曝光的部分)、或者甚至蚀刻后的图像(在图案转印步骤(诸如蚀刻)之后)的属性。
光刻设备LA配置成准确地将所述图案复制到所述衬底上。所施加的特征的位置和尺寸需要在一定的容许度内。位置误差可由于重叠误差(通常称为“重叠”)而出现。重叠是将第一次曝光期间的第一特征相对于第二次曝光期间的第二特征放置时的误差。光刻设备通过在图案化之前使每个晶片准确地对准参考基准(reference)来使重叠误差最小化。这是通过使用对准传感器测量衬底上的对准标记的位置来完成的。关于对准工序的更多信息能够在美国专利申请公布No.US20100214550中找到，该文献通过引用并入本文中。当衬底没有相对于光刻设备的焦平面正确定位时，也可能出现图案尺寸(CD)误差。这些聚焦位置误差可以与衬底表面的不平坦度相关联。光刻设备通过在图案化之前使用水平传感器测量衬底表面形貌来使这些聚焦位置误差最小化。在随后的图案化期间施加衬底高度校正，以确保图案形成装置在衬底上的正确成像(聚焦)。关于水平传感器系统的更多信息能够在美国专利申请公布No.US20070085991中找到，该文献通过引用并入本文中。
除了光刻设备LA和量测设备MT之外，在IC生产期间也可以使用其它处理设备。在将图案曝光到抗蚀剂中之后，蚀刻站(未示出)处理衬底。蚀刻站将图案从抗蚀剂转印到抗蚀剂层下方的一层或更多层中。典型地，蚀刻基于施加等离子体介质。局部蚀刻特性例如可以是使用衬底的温度控制或使用电压控制环引导等离子体介质来控制。关于蚀刻控制的更多信息能够在国际专利申请公布案No.WO2011081645和美国专利申请公布案US20060016561中找到，这些文献通过引用并入本文中。
在IC的制造期间，使用诸如光刻设备或蚀刻站之类的处理设备处理衬底的过程条件可以保持稳定，使得特征的属性保持在某些控制范围内。过程的稳定性可能与IC功能部件的特征、产品特征有关。为了确保稳定的处理，需要具备过程控制能力。过程控制涉及处理数据的监控和过程校正手段(means)的实施，例如基于处理数据的特性控制处理设备。过程控制可以基于量测设备MT的周期性测量，其通常被称为“高级过程控制”(进一步也称为APC)。关于APC的更多信息能够在美国专利申请公布案US20120008127中找到，该文献通过引用并入本文中。典型的APC实施涉及对衬底上的量测特征进行周期性的测量，以监控和校正与一个或更多个处理设备相关联的偏移。量测特征反映了对产品特征的过程变化的响应。与产品特征相比，量测特征对过程变化的敏感度可能有所不同。在那种情况下，可以确定所谓的“至器件量测”偏移(进一步也称为MTD)。为了模仿产品特征的行为，量测目标可以合并分段特征、辅助特征或具有特定几何形状和/或尺寸的特征。精心设计的量测目标应以与产品特征类似的方式响应于过程变化。关于量测目标设计的更多信息能够在国际专利申请公布案No.WO 2015101458中找到，该专利申请通过引用并入本文中。
横跨衬底和/或图案化装置存在和/或测量量测目标的部位的分布通常被称为“采样方案”。典型地，采样方案是基于相关的过程参数的预期指纹来选择的；与预期过程参数相对稳定的区域相比，预期过程参数发生波动的衬底上的区域典型地被更密集地采样。但是，对基于量测测量对光刻过程的产量的允许的影响可以执行的量测测量的数目存在限制。精心选择的采样方案对于准确控制光刻过程而不影响产量、和/或在掩模版或衬底上为量测特征分配太大的面积或区域非常重要。与最佳定位和/或测量量测目标相关的技术通常称为“方案优化”。关于方案优化的更多信息能够在国际专利申请公布案No.WO2015110191和欧洲专利申请No.EP16193903.8中找到，其通过引用并入本文。
图3描绘了衬底10的一部分，所述衬底10包括多个中间层12，所述中间层包括特征，在该示例中所述特征为诸如光栅等的目标对准标记14的形式。目标对准标记14被蚀刻到中间层12中的一个中。在包括目标对准标记14的层12上沉积多个附加的中间层12。在该示例中呈氮化物层16的形式的另一中间层12沉积在附加的中间层12上。第一对准标记18以与目标对准标记14的等效位置相距限定的横向距离“XL”蚀刻到氮化物层16中。
包括碳的层(此后称为“碳层”20)在该示例中呈碳硬掩模的形式，该层沉积在氮化物层16上。由于在氮化物层16中被蚀刻的第一对准标记18的形状，碳层20的沉积在第一对准标记18的竖直上方(例如，在碳层20的上表面24上)形成对应的第二对准标记22。第二对准标记22与在碳层20下方的第一对准标记18实质上横向对准。通过使用限定的横向距离“XL”，可以确定在碳层20和中间层12下方的目标对准标记14的横向位置，并在碳层20的上表面24上蚀刻另外的目标对准标记26。由于目标对准标记14和另外的目标对准标记26大致横向对准，因此可以间接对准衬底10中的层，并确保任何重叠(OV)28未对准被最小化。当在制造过程期间需要时，可以在碳层20上沉积抗蚀剂层30。随着OV 28预算变得越来越紧张，例如对于具有较小结构的IC，这种间接对准过程可能无法提供足够的准确度来确保各层中的结构相对于彼此适当地横向对准。
图4a-4c描绘了类似于衬底10的衬底110的一部分。与图3相比，图4a-4c分别示出了用于确定衬底110中各层之间的对准和/或用于从特征确定任何其它信息的不同对准工序的三个步骤。与图3相比，图4a-4c中与图3中的相应元件相似的元件由比图3的附图标记增加了100的附图标记表示。本文更详细地描述了衬底110和确定衬底110中的层的对准的过程。
在图3的工序中：(i)将第一对准标记18蚀刻到氮化物层16中；随后(ii)在其上沉积碳层20；然后(iii)将另外的目标对准标记26蚀刻到碳层20中，与图3的工序相比，在图4a-4c的工序中不使用这种蚀刻步骤。相反，如图4a所示，在氮化物层116上沉积碳层(例如，呈碳层120的形式)，使得碳层120的上表面124是平坦的并且其中不包括任何对准标记。。
一特征在该示例中呈被蚀刻到多个中间层112中的一个的目标对准标记114的形式，其至少部分地被碳层120遮挡，从而由于碳层120中的光吸收阻止用于确定关于目标对准标记114的信息(诸如其位置)的光学信号(未在图4a中示出)到达目标对准标记114。
设置能量传递系统(这里未示出，但是在下面描述)以发射(例如，辐射和/或粒子)束，所述束在该示例中呈激光束132的形式，用于使碳层120的至少一个部分134改性，从而当激光束132入射在碳层120上时增加其透明度。如图4b所示，激光束132已经使所述部分134改性，这导致了与周围的碳层120相比，所述部分134的透明度增加。可选地，可以使用碎片去除工序或蚀刻步骤去除由激光束132与部分134相互作用产生的碎片，这可能导致与周围的碳层120相比，所述部分134具有减小的层厚度，如图4b所示。
如图4c所图示，在包括被改性的部分134的碳层120上沉积抗蚀剂层130。对准系统(未显示)配置为传递光学信号136，所述光学信号能够传播通过抗蚀剂层130、通过部分134、通过氮化物层116以及通过多个中间层112以确定目标对准标记114的位置。由于部分134的透明度增加，光学信号136能够以与碳层120的未被改性的区域相比更少的吸收至少部分地传播通过部分134。然后，光学信号136传播通过中间层112并照射目标对准标记114。光学信号136可以从目标对准标记114返回(例如，反射、散射和/或衍射等)，使得返回的光学信号(未示出)能够通过部分134和抗蚀剂层130传播回去。衬底对准系统(未示出)包括辐射传感器(未示出)，该辐射传感器被配置为接收通过部分134返回的光学信号。基于接收的光学信号的属性(例如强度、衍射和/或形成的干涉图案、波长等)，对准确定系统能够确定目标对准标记114的位置和/或方向，以便确定衬底110是否被对准。
与图3所图示的工序相比，在图4a-4c所图示的工序中使用了较少的蚀刻步骤。通过以较少的蚀刻步骤实现对准或确定信息，可以减少确定对准/信息所需的时间，因此可以降低制造成本。此外，可以避免蚀刻过程的附加部分；例如通过由透明物重新填充清除部，蚀刻停止材料可能并不是需要的。由于能够直接确定目标对准标记114的位置，因此可以提高衬底110的层中的结构之间的重叠准确度。
现在将更详细地解释用于使部分134改性的过程。碳可以采取几种同素异形形式，诸如无定形碳、石墨、类金刚石碳(DLC)和金刚石。用于IC制造的碳层120通常呈非晶碳的形式，其消光系数“k”对于UV、可见光和IR波长能够超过0.4，尽管应理解，非晶碳对于这些和其它波长可能具有不同的消光系数“k”。该相对高的消光系数导致碳层120在这些和/或一些其它波长处相对不透明，使得用于确定目标对准标记114的位置的光学信号不能穿透碳层120，或者至少不能没有光吸收地充分地穿透碳层120从而从目标对准标记114返回的光学信号的信噪比降低到阈值水平以下以准确确定对准。
在图4a的示例中，激光束132与部分134相互作用以使得碳层120的结构改性，从而导致层120中的碳发生相变，这能够导致其消光系数降低。激光束13传递激光脉冲以将非晶碳的结构向金刚石或DLC改性，所述金刚石或DLC在某些波长下具有消光系数k＜0.1。该减小的消光系数将部分134的透明度增加到一程度，以使得用于确定目标对准标记114的位置的光学信号能够穿透碳层120，或者至少能够充分穿透碳层120而没有光吸收，从而从目标对准标记114返回的光学信号的信噪比降低到阈值水平以下，以准确确定对准。在所述部分134已经被至少部分地改性以形成金刚石或DLC的情况下，可以提高通过碳层120的目标对准标记114的可见度。通过使用激光束132对在与目标对准标记114横向对准(例如竖直上方)的部分134处的碳层120进行结构改性，可以使碳层120局部地比碳层120的周围的区域透明，从而实现直接通过碳层120进行对准。
激光脉冲和相关联的快速加热/冷却和/或压力脉冲的辐照增加了sp3配位的碳原子(其与金刚石和DLC相关联)的含量，并降低了sp2配位的碳原子(其与非晶碳相关联)的含量。这种结构改性可以降低碳层120的价带中电子的浓度和/或迁移率，从而降低消光系数。
现在将更详细地描述用于使部分134改性的激光系统的示例。激光脉冲的峰值能量和/或强度已经与产生足够的热量和/或压力以使得无定形碳转化为碳和DLC相关联。例如，深紫外(DUV)波长的纳秒激光脉冲(诸如由波长为193nm且脉冲持续时间为20ns的ArF准分子激光器产生)能够用于熔化非晶碳并产生高度过冷态，由此能够产生各种状态的碳。这样的示例在Narayan等人，“Research Update：Direct conversion of amorphous carboninto diamond at ambient pressures and temperatures in air”，APL Materials 3，100702(2015)中报道过，其通过引用并入本文。Narayan解释道，超过冷态的淬灭导致纳米金刚石的成核。Narayan还发现，微型金刚石是用纳米金刚石充当晶种、从高度过冷态的碳中生长出来的。
用于对石墨形式的碳进行结构改性的另一示例激光系统包括红外飞秒(fs)激光系统，该系统用于将多晶石墨以4J/cm2的通量/脉冲在4kHz脉冲串中暴露于25fs 558μJ的激光脉冲。这种示例在Maia等人，“Synthesis of diamond-like phase from graphite byultrafast laser driven dynamical compression”，Science Reports 5：11812(2015)中报道过，其通过引用并入本文。根据Maia所述，示例激光系统合成了带有类金刚石碳相和/或类洋葱碳相的半透明/透明微米级结构。
图5图示了能量传递系统140，该能量传递系统包括能量源142，所述能量源142被配置为以束的形式发射辐射和/或粒子，该束在该示例中呈激光束132的形式，该束用于使得衬底110的碳层120的至少一部分134改性，以增加该部分134的透明度。改变透明度可以允许光学信号穿透被改性的部分134以照射衬底110中的目标对准标记114，如本文所述。
图6图示了用于从目标对准标记114重新获得或回收诸如位置、方向等的信息的衬底对准系统150。衬底对准系统150包括光学系统152，该光学系统152发射光学信号136以用于穿透碳层120的被改性的部分134(图6中的被改性的部分的边界由虚线表示)以辐照目标对准标记114，使得返回光学信号154能够从目标对准标记114返回至光学系统152。返回光学信号154可以以反射、散射和/或衍射光学信号的形式编码来自目标对准标记114的信息，例如位置，方向等。光学系统152测量返回光学信号154的属性以确定与目标对准标记114有关的信息，诸如目标对准标记114(和/或任何其它特征或对准标记)的位置和/或方向，从而能够确定衬底110的对准。衬底对准系统150和/或光学系统152的示例包括对准传感器，例如参考美国专利No.8,767,183 B2和关于美国专利No.6,961,116所描述的SMart对准传感器混合(SMASH)传感器，两者均通过引用并入本文。SMASH传感器包括具有单个检测器和四个不同波长的自参考干涉仪，并使用软件提取诸如特征位置之类的信息。应当理解，任何适当的对准传感器都可以用于确定所述信息。衬底对准系统150和/或光学系统152可以包括用于接收反射的、散射的和/或衍射的光学信号的辐射传感器(未示出)。能量传递系统140、衬底对准系统150和/或光学系统152可以包括用于测量在至少一部分134的改性期间产生的拉曼信号的拉曼检测系统(未示出)，或用于在其改性之前、期间或之后测量从至少一个部分134发射的辐射的属性的任何其它的适当的仪器。
图7图示了用于确定与至少一个特征(诸如，衬底110中的目标对准标记114)有关的信息的设备160。设备160包括来自图5和图6的部件。在本示例中，衬底110中的目标对准标记114至少部分地被碳层120遮挡，使得最初阻止了由光学系统152提供的用于确定与目标对准标记114有关的信息的光学信号136到达目标对准标记114。设备160包括用于使碳层120的至少一部分134改性以增加其透明度的能量传递系统140。能量传递系统140包括用于发射激光束132的能量源142，使得光学信号136的至少一部分能够传播通过碳层120的至少一部分134。在至少一部分134改性之后，增加了目标对准标记114的可见度，使得光学系统152能够测量来自目标对准标记114的返回光学信号154的属性，以便确定与目标对准标记114有关的信息，诸如位置、方向等。
图8图示了碎片去除系统170，该碎片去除系统170用于从碳层120的表面124去除碳层120的改性期间产生碎片颗粒172。激光束132与碳层120的相互作用可以导致例如，如果激光束132的参数(例如，脉冲能量、脉冲持续时间、辐射通量等)高于烧蚀阈值，则在表面124上方形成烧蚀羽流174。图8仅是示意性的，并且图示了可以使用的多个可能的碎片去除系统170。为了方便起见，仅示出了一个衬底110，该衬底110具有为每个可能的碎片去除系统170提供的被改性的部分134和相应的目标对准标记114，但是应当理解，可以为一个衬底110提供一个或更多个所图示的碎片去除系统170。
替代地或附加地，碎片去除系统170包括辐射源176，诸如激光器(未示出)，用于发射辐射177，以在碳层120的至少一部分134改性期间辐照形成在烧蚀羽流174中的碎片颗粒172，从而减小烧蚀羽流174中的碎片颗粒172的尺寸和/或碎片颗粒172的数目。辐射源176可以与先前描述的能量源142分离，或是该能量源142的一部分，或与该能量源142是同一个。
替代地或附加地，碎片去除系统170包括放电器178(例如，除了辐射源176之外，或与辐射源176分离)，用于在碳层的至少一部分134的改性期间在碳层的至少一部分134上方产生等离子体180。等离子体180捕获带电的碎片颗粒172。
替代地或附加地，碎片去除系统170包括可以在其上放置和/或保持衬底110的衬底支撑件182。衬底支撑件182是可移动的和/或可倾斜的，使得碎片颗粒172可以在重力的作用下和/或通过使用去除碎片颗粒172的任何适当的工具移离碳层120。例如，衬底支撑件182可以使衬底110倾斜，使得碳层120的表面124面向下。
替代地或附加地，碎片去除系统170包括可去除层沉积系统184，例如旋涂机等，其配置为将可去除层186施加到碳层120的表面124上。碎片颗粒172可以被收集在可去除层186上，从而在去除可去除层的同时在适当的时间使用任何适当的方法去除碎片颗粒。替代地或附加地，碎片去除系统170包括呈液膜施加器185的形式的可去除层沉积系统184，其配置为将液膜187或任何其它形式的液体施加到碳层120的表面124上以收集或回收由束132与部分134的相互作用产生的碎片颗粒172。替代地或附加地，碎片去除系统170可以包括用于容纳液体或气体的腔室188，以至少部分地浸没或包围碳层120。
替代地或附加地，碎片去除系统170包括反应性介质189，其可以呈气体和/或液体的形式，所述气体或液体可以被容纳在腔室188中，以使得由改性产生的碎片颗粒172与反应性介质189反应。然后反应产物(其可能是挥发性的或可溶的)可以例如通过移动和/或倾斜衬底支撑件182或任何其它适当的方法(诸如通过提供通过腔室188或衬底110上方的流体或气体流，等)被去除。所产生的碎片颗粒172可以以从碳层172去除碎片颗粒172的任何适当的方式被处理。
图9图示了用于在衬底110上沉积至少一层的层沉积系统190。沉积系统190可以包括旋涂机或任何其它适当的沉积系统。沉积系统190可以构成光刻设备或工具(未示出)或任何其他适当的仪器的一部分。层沉积系统190可以被配置为在能量传递系统140发射用于使部分134改性的束132之前、期间或之后中的一个或更多个时候，将碳层120沉积在衬底110上。例如，在所图示的示例中，层沉积系统190在衬底110上沉积第一碳子层120a，然后能量传递系统140可用于使碳层120的至少一部分134改性，随后，该层沉积系统190可以被用于在衬底110上沉积第二碳子层120b。因此，碳层120可能仅在其整体厚度上进行部分改性，如图9所图示。应当理解，可以沉积任意数目的碳层120，并且可以使得那些碳层120中的任何一个改性，使得碳层120中的一个或更多个包括至少一个被改性的部分134。碳层120的每一层可以被认为是碳层120的整体厚度的一子层。
替代地或附加地，沉积系统190包括化学机械抛光机(CMP)192或伴随有CMP 192，其用于化学和/或机械抛光和/或平坦化表面124。CMP 192也可以用于去除碎片颗粒172。层沉积系统190可用于在衬底110上沉积其它层(例如，具有不同于碳的组成或材料的层，和/或可用于沉积诸如硼、钨、氮的掺杂剂和/或具有碳或任何其它材料的掺杂剂)。层沉积系统190可以能够操作为改变沉积条件，以在碳层120中(例如在碳层120的表面124上)产生至少一个籽晶层(未示出)。籽晶层可以包括含量高于10％(优选高于50％)的sp3配位的碳原子，以用作纳米金刚石成核和/或类金刚石碳DLC的籽晶层。例如，层沉积系统190可以在衬底110上沉积初始碳层120，随后，层沉积系统190可以在初始碳层120上沉积包括sp3-配位碳等的籽晶碳层120。可以通过任何适当的方法，例如经由等离子体辅助的气相沉积系统等，提供籽晶碳层120。
图10图示了用于确定与诸如半导体器件衬底110中的目标对准标记114的至少一个特征有关的信息的方法200的部分，其中目标对准标记114至少部分地被碳层120遮挡，使得阻止用于确定与目标对准标记114有关的信息的光学信号136到达目标对准标记114。方法200包括：第一步骤202，包括通过能量传递系统140以束132的形式发射辐射和/或粒子，用于使得碳层120的至少一部分134改性，以在束132入射到该部分134上时增加其透明度。在第二步骤204中，呈束132形式的辐射和/或粒子入射到碳层120的至少一个部分134上，使得其被改性，并且用于确定与目标对准标记114有关的信息的光学信号136的至少一部分能够传播通过碳层120的至少一部分134。在第三步骤206中，光学系统152发射用于确定与目标对准标记114有关的信息的光学信号136。在第四步骤208中，光学信号136穿透被改性的至少一部分134并且至少部分地传播通过以辐照目标对准标记114。在第五步骤210中，与目标对准标记114有关的信息通过至少一部分134返回到光学系统152(例如，光学信号136可以以返回光学信号154的形式被目标对准标记114反射、散射和/或衍射)。在第六步骤212中，衬底对准系统150可以使用被返回的光学信号152的至少一个属性(例如强度、波长、干涉图案和/或等其它属性)来确定与目标对准标记114有关的信息(例如位置、方向等)。
图11图示了反馈控制系统220，所述反馈控制系统220包括控制单元222，该控制单元222配置为确定碳层120的至少一部分134的一个或更多个参数，例如尺寸、透明度等，并基于一个或更多个参数控制能量传递系统140。替代地或附加地，反馈控制系统220包括辐射传感器224，该辐射传感器224配置为接收来自碳层120的至少一个部分134的辐射226(例如，所述辐射可以在通过激光束132使部分134改性的期间或之后被发射)。反馈控制系统220配置为基于接收到的辐射226确定碳层120的至少一部分134的一个或更多个参数。此外，反馈控制系统220可以经由控制单元222控制能量传递系统140沉积的能量数量(例如，以控制部分134的改性程度)。所接收的辐射226可以源自能量源142(例如，从部分134反射、散射、衍射等)，或者源自辐射和/或粒子的任何其它源。替代地或附加地，所接收的辐射226包括由诸如背光230之类的另一辐射源产生的辐射(和/或粒子)228，该辐射228已经传播通过碳层120的至少一个部分134并且已经从配置为从背后照亮衬底110的辐射源226发射。碳层120可以至少部分地阻挡辐射228，使得部分134被改性时，辐射传感器224可以检测到辐射228的水平的增加(例如由于其透明度增加而导致的)，并经由控制单元222促使能量传递系统140控制、减少或停止用于使部分134改性的辐射和/或粒子的数量。
前述示例涉及用于使得碳层120改性的各种设备、系统和方法。这些设备、系统和方法的至少一个原理可以等同地或类似地适用于改性衬底中的其它层，例如，用于制造IC和包括金属的其它半导体器件的制造，其中传播到金属层中的化学组成变化可能与传播到碳层中的结构(相)变化相对应。在以下示例中，描述了用于使衬底310的金属层320改性的设备、系统和方法。
图12图示了用于使衬底310的金属层320改性的系统300。与上述示例的设备、系统和方法相比，系统300的相同或相似特征包括与之相关的特征增加了100或200的附图标记。系统300包括能量传递系统340，该能量传递系统在该示例中被配置为传递激光束332，以辐照金属层320的至少一部分334。
与图7的示例中的设备160类似，图12的示例中的系统300包括用于确定与诸如衬底310中的目标对准标记314的至少一个特征有关的信息的设备360。与存在于图7的设备160中的设备360的相同或类似特征与增加200的附图标记相关联。设备360包括来自图5和图6的部件；图12包括来自图5和图6的相应特征，其中相关附图标记增加了200。在本示例中，衬底310中的目标对准标记314至少部分地被金属层320遮挡，使得最初阻止了由衬底对准系统350的光学系统352(例如对准传感器等)提供的用于确定与目标对准标记314有关的信息的光学信号336到达目标对准标记314。设备360包括用于使金属层320的至少一部分334改性以增加其透明度的能量传递系统340。能量传递系统340包括用于发射激光束332的能量源342，使得光学信号336的至少一部分能够传播通过金属层320的至少一部分334。在至少一部分334改性之后，增加了通过至少一部分334的目标对准标记334的可见度，使得光学系统352能够测量来自目标对准标记314的返回光学信号354的属性，以便确定与目标对准标记314有关的信息，诸如位置、方向等。
衬底310设置在腔室388内，腔室388可配置为容纳反应性介质389，例如液体或气体(例如，氧气，富氧气体等)，所述反应性介质配置为允许金属层320发生反应(例如，氧化等)等。至少一部分334在反应性介质389中被辐照，使得至少一部分334的化学组成改变(例如，通过被氧化、形成基于氧的化合物等)。
在反应性介质389配置为使得金属层320氧化(可以被能量传递系统340活化或加速)的示例中，与激光辐照结合的氧化过程可以至少涉及以下过程/考虑。氧化过程是非线性的，并且在非平衡情况下发生。(热)化学反应速率常数具有温度依赖性(阿伦尼乌斯(Arrhenius)型)，并且还可以依赖于其它激光参数(例如脉冲能量、重复率、脉冲数、脉冲持续时间、波长、束强度分布等)。在短脉冲辐射的情况下，可能会发生温度变化快于介质中化学反应的情形。在该示例中，扩散长度可以小于氧化物层厚度本身。金属中激光诱导的氧化过程的进一步讨论在Nánaia等人，“Laser-induced oxidation in metals：state of theart”，Thin Solid Films 298(1997)160-164中进行了论述，其内容通过引用并入本文。
图13a-13e图示了使用用于使衬底310的金属层320改性的系统300的示例过程的步骤。图13a描绘了在衬底310被激光束332改性之前在腔室388中的衬底310。最初，金属层320的表面321可以被钝化，即，被厚度为大约1-50nm(其厚度可能是时间依赖性的，并且可能涉及自限制氧化)的天然氧化物层覆盖。扩散可以促使进一步和/或更快的氧化，这可能需要热活化或光活化氧原子/分子。图13b图示了其中激光束332辐照部分334的光活化步骤。在该示例中，腔室388包括透明区段，该透明区段用于允许辐射和/或粒子从外部能量传递系统340(图13b中未示出，但在图12中示出)进入腔室300。附加地或替代地，能量传递系统340可以设置在腔室388内。在图13c所图示的过程的步骤中，可以将活化原子吸附到反应性介质389/衬底310的界面，这可以促进含氧物类进一步扩散到金属层320中。图13c还描绘了激光产生的氧化物(例如，氧化的金属，诸如WO3)形成突起/斜坡323(例如，由于溶胀)，该突起/斜坡323延伸出表面321约是转化后的金属层320的厚度的1.5-3倍(或类似)。随着反应性介质389/衬底310界面(例如表面321)中氧化物层的生长，活化的金属原子也可以扩散(例如经由空位)到含金属氧化物的层320中。因此，该过程通过在金属层320的至少一部分334中形成/产生金属氧化物来使金属层320改性。该过程可以改变(例如，在至少一部分334处的)金属层320的光学属性。例如，金属氧化物(例如由激光束332改性的)在衬底对准系统350的工作波长下具有增加的透明度(例如以减少的吸收和/或降低的反射率的形式)。金属层320的至少一部分334的这种改性可以允许衬底对准系统通过原本不透明和/或高反射的金属层320从目标对准标记314(或任何其它特征)获得信息(诸如，与位置、对准等有关)。
该过程可以通过经由结合其它元素的原子(例如，(氧(氧化)、氯化物、氮、溴化物、碘化物等)改变金属层320的材料组成，将金属层320的材料完全或部分转化为具有较低的折射率和消光系数的材料。
在氧化的示例中，基于含氧物类向衬底中的扩散，含氧物类经由化学异质过程被结合到金属层320中。含氧物类结合到金属层320中的过程基于化学势和/或电场(例如，如由激光束332提供的)的产生，这限定了通量并促进带电的物类(在氧化的情况下为氧)的扩散。在氧化过程之后，过量的材料(例如，金属层320的表面321上的附加的氧化物)被去除、抛光和/或清洁(例如，通过CMP)，如图13d所描绘。图13e描绘了在衬底310被发送至光刻工具之前具有改良的对准标记314的可见度的衬底310的最终状态。可选地，将BARC和抗蚀剂层325沉积在金属层320上，包括在改性的至少一部分334上。一旦金属层320已被清洁(并且可选地设置有至少一个另外的层325，诸如图13e所示)，衬底对准系统350能够用于确定与目标对准标记314(和/或任何其它特征)有关的信息。随后，能够执行其它步骤，诸如额外的光刻蚀刻步骤等。该过程可以提供相对更直接、更便宜、更快等的工序，以用于从目标对准标记314(和/或任何其它特征)获得信息。例如，可能需要较少的光刻蚀刻步骤。在例如钨(W)层用于金属层320的这种情况下，可能需要多达8(或更多)层。在每次沉积金属(例如W)之后，可能需要重复清除或其它步骤。在当前的X点器件的情况下，在沉积每金属层之后可能需要重复清除或其它步骤。该过程可以减少对如此多的清除步骤的需要，甚至可以减少任何清除步骤的需要，这可以减少制造X点器件或包括金属层的任何其它器件所需的时间。
尽管在一些示例中，金属层320可以包括钨(W)，但是应当理解，该过程可以适用于对衬底对准系统350的工作波长表现出相对较高的不透明度(例如吸收/反射)的任何金属进行改性。
基于激光的氧化或激光引发的氧化(例如，由激光束332导致的)不同于纯热氧化。如以下进一步详细所述，激光束332对氧化和/或其它反应过程的光解和/或热解影响可能与该过程有关，例如杂质或缺陷的注入可能会加速物类(例如含氧物类)在部分334内的扩散的过程。
在不希望受理论束缚的情况下，现描述该过程的另外的细节。应当理解，该过程可以依赖于影响激光束332、金属层320和反应性介质389之间的光-物质相互作用的任何参数而变化。该过程可以涉及以下任何步骤：最初，在金属层320的表面321处发生根据线性和/或非线性机制的激光能量吸收，这导致表面321的温度升高。含氧物类(例如金属氧化物分子等)在表面321上的粘附和离解可能伴随亚原子层的成核发生。可能发生含氧物类传输穿过形成在金属层320中的氧化物层。这些效应可以导致包括金属层320表面321的(金属)氧化物界面的生长。
在用于使金属层320改性的热解方案中，约1000-2000℃的温度足以激活来自金属氧化物(例如，在表面321或附近等)的含氧物类到(例如金属层320的)块体金属中的扩散。一旦具有短持续时间(例如，具有t＜100ns的脉冲宽度，或者优选地，在10fs-10ns范围内的脉冲宽度)的激光脉冲以在0.01-0.1J/cm2的范围内的通量入射到金属层320表面321上，就能够实现这样的温度。然而，应当理解，可以使用其它脉冲持续时间和通量组合，并且其它参数(诸如波长、脉冲数、重复率等)也可以影响该过程。
对于钨(W)的示例，富氧相(结束相)是三氧化钨(WO3)，W∶WO3的体积比为1∶3.3(等)。在该过程中，可产生过量的材料，以使得在金属层320表面321上方的堆积可产生不平坦的表面321。如本文所述，可利用例如CMP等去除过量的材料。
通常对于其它金属材料，将其它原子(例如含氧物类等)结合到金属层320可以在该过程期间发生，以产生体积增加(即，对于不同的物类以不同的速率并且依赖于金属层320中的金属的类型)。
该过程以亚烧蚀方案进行，在所述方案中激光束332的通量低于烧蚀阈值。因此，预期由烧蚀引起的材料去除速率小于金属层320中的金属氧化物形成速率。
来自激光束332的激光脉冲可以在金属层320中传递温度峰值，所述温度在金属层320的约10-100nm厚的区中升高。升高温度的层的厚度可以是由于以下因素的组合：金属层320的导热性，金属层320的热容量，激光束332的脉冲持续时间以及金属层320内的激光束332的吸收深度。应当理解，金属层320内的空间温度分布可以作为时间的函数变化，并且可以依赖于除上述因素之外的多种因素，例如，几何考量因素(例如，金属层320的厚度)、材料属性(例如，金属层320和/或衬底310的任何其它层的材料属性)、激光束334的属性等。由于金属层320的散热，衬底310的峰值温度可以明显低于金属层320的峰值温度(例如，低至少约10倍)，因此衬底310可以保持相对不受激光束332和金属层320之间的相互作用的影响。由激光束332造成的热态的持续时间依赖于金属层320的导热率。此外，对于薄膜金属层320，衬底310的热导率可能会影响热态的持续时间。对于在液体中辐照金属层320，热态的持续时间可能受到液体的蒸发的潜热和热导率的影响。在示例中，热态可以持续<10ns。然而，应当理解，热态的持续时间可以依赖于各种因素。
氧在来自激光束332的一个脉冲中的扩散可能不足以使金属层320的厚度的至少一部分改性(例如，在10-100nm等的范围内)。因此，可能需要多重脉冲辐照以在金属层320内实现足够的氧化物形成。为了在合理的时间内实现氧化物形成(并实现高产量)，可以使用重复率至少为1kHz(优选至少为1kHz)的激光束332。激光束332脉冲的占空比可以<<1％，以允许脉冲之间的温度弛豫(例如，避免热量传播超过被激光束332照射的金属层320上的斑)。应当理解，可以改变任何适当的激光参数(例如，脉冲持续时间、重复率、脉冲能量、通量、占空比等)，以控制或限制金属层320内的热传播，同时在金属层320中实现足够的氧化物形成。
在示例中，激光束332可以包括用于在金属层320中传递温度尖峰的UV辐射。UV辐射可以将含金属氧化物的区内的化学键破坏到一程度，所述程度可以有效地对应于比使用非紫外线辐射可能达到的温度更高的温度。UV辐射可以造成释放氧原子的金属氧化物的光辅助解离，与如果使用不含UV辐射的激光束332的另外可能的氧原子相比，UV辐射造成的光辅助解离释放的氧原子能够(例如，在高温环境中)更快地扩散到金属层320中。
在示例中，金属层320可以在液体环境中进行辐照。液体环境可提供反应性介质389，并可另外防止氧化物从金属层320蒸发。在某些金属中，氧化物的蒸发温度可能远低于金属的蒸发温度(例如WO3在1700℃沸腾，而W在5900℃沸腾)。但是，可能需要避免金属氧化物在液体中的溶解，例如，通过设置液体组成和/或pH值，例如，所述液体组成和/或pH值导致通过该过程形成的金属氧化物(例如WO3等)不溶于该液体(例如水等)。
可选地，可以在用激光束332进行激光辐照之前沉积保护层(例如，类似于一层或更多层325的BARC层、抗蚀剂层等)，以防止金属层320与围绕被辐照部分334的反应物(例如，包括氧等的反应性介质389)发生反应。可以使用层沉积系统或辅助层沉积系统(此处未示出，但是可以类似于上述层沉积系统190)来沉积保护层。激光束332的强度(和/或其它激光束参数)可以被配置为剥离保护层以允许金属层320被激光束332改性。在所需厚度的金属层320已经被改性之后，保护层之后可以被去除(例如，使用CMP等)、清洗掉等。
前述示例涉及用于使得碳层120或金属层320改性的各种设备、系统和方法。以下描述涉及用于使衬底410的金属层420改性的设备、系统和/或方法。
图14图示了用于使衬底410的金属层420改性的系统400。与图12和13a-13e的系统300相比，系统400的相同或类似特征包括由图12和13a-13e中的相关的附图标记增加100的附图标记。系统400包括能量传递系统440，所述能量传递系统440在该示例中包括阳极氧化系统441，该阳极氧化系统用于对金属层420的至少一部分434进行阳极氧化。
与图7的示例中的设备160和图12的示例中的设备360类似，图14的示例中的系统400包括用于确定与诸如衬底410中的目标对准标记414的至少一个特征有关的信息的设备460。与存在于图12的设备360中的设备460的相同或类似特征与增加100的附图标记相关联。在本示例中，衬底410中的目标对准标记414至少部分地被金属层420遮挡，使得最初阻止了由衬底对准系统450的光学系统452(例如对准传感器等)提供的用于确定与目标对准标记414有关的信息的光学信号436到达目标对准标记414。设备460包括用于使金属层420的至少一部分434改性以增加其透明度的能量传递系统440。
能量传递系统440包括能量源442，用于在金属层420与设置(例如，悬挂、支撑等)在金属层420上方的电极443之间提供电场432。在该示例中，能量源442采取电压源的形式，该电压源极性地电连接到金属层420和电极443，使得金属层420形成阳极而电极443形成阴极。电场432的施加可以使至少一部分434改性，以在阳极(例如金属层420)处生成比金属层420的其余部分更透明和/或更少反射的金属氧化物层。至少一部分434可被电场432改性，从而使得光学信号436的至少一部分能够传播通过金属层420的至少一部分434。在至少一部分434改性之后，增加了目标对准标记414的可见度，使得光学系统452能够测量来自目标对准标记414的返回光学信号454的属性，以便确定与目标对准标记414有关的信息，诸如位置、方向等。
衬底410设置在腔室488内，腔室488可配置为容纳反应性介质489，例如液体或气体(例如，氧气，富氧气体等)，所述反应性介质配置为允许金属层420发生反应(例如，氧化等)等。至少一部分434在反应性介质489中被阳极氧化，使得至少一部分434的化学组成改变(例如，通过被氧化、形成基于氧的化合物等)。在该示例中，能量源442定位在腔室488的外部，电触头445从能量源442延伸到腔室488中以将金属层420电连接到其中的电极443。
图15a-15g图示了使用用于使衬底410的金属层420改性的系统400的示例过程的步骤。图15a描绘了在衬底410被阳极氧化系统441改性之前的衬底410。图15b描绘了具有沉积在金属层420的表面421上的电绝缘/保护材料的保护层425a的衬底410，该保护层425a具有在目标对准标记414上方的清除部427。清除部427是通过用于在保护层425a中的目标对准标记414上方产生清除部427的光刻蚀刻步骤(可以使用湿蚀刻，这可以是相对便宜的操作)执行的。在设置一个以上的目标对准标记414的情况下，可以使用光刻蚀刻工序形成多个清除部427。可选地，如图15b所描绘，可以通过(例如，在图15b所描绘的步骤之前或期间)使用绝缘层施加器426在其上预沉积绝缘层425b(可以包括或不包括绝缘材料425a)保护衬底410的侧面411和底表面413免受阳极氧化系统441的影响。为简便起见，层425b在随后的图中未示出。
图15c描绘了使用图14描绘的阳极氧化系统441执行电化学或光电化学阳极氧化，以将金属层420的一部分改性为清除部427内的氧化物。在示例中，能量源442可以使用偏置电压振幅、电解质组成和/或pH、DC或脉冲偏置、DC或脉冲照明，以便调整所得金属氧化物(例如，在钨的情况下为WO3)的氧化速率和孔隙率。图15d类似于图15c，并且描绘了由液体施加系统428a提供在电极443和至少一部分434之间的导电液体428。导电液体428可包括用于阳极氧化至少一部分434的反应性介质489。应当理解，图15d中的导电液体428的描绘是示意性的。例如，腔室488可以部分地或完全地用导电液体428填充。在任一种情况下，图15b所描绘的绝缘层425b可以保护衬底免受导电液体428的影响。可替代地或附加地，衬底支撑件482可以被设置为保持衬底410，使得衬底410的至少一部分(例如，底表面413等)不与液体428接触(例如，如果腔室488完全充满导电液体428，则其可能不会另外发生)。
类似于图13c的示例并且如图15e所描绘，阳极氧化产生的氧化物(例如，氧化的金属，诸如WO3)形成突起/斜坡423(例如，由于氧化物的密度比金属层420的其余部分的密度低例如2-3倍引起的溶胀)，所述突起/斜坡延伸出表面421为改性的/转化后的金属层420厚度的约1.5-3倍(等)。
可选地或替代地，绝缘层425a中的清除部427或衬底410的较大/总面积可以用来自辐射源429的例如VIS/UV/DUV辐射等照射，以促进金属层420中的氧化物形成。
如图15f所描绘，绝缘层425a(以及绝缘层425b，如果存在)已经被从衬底410上去除。例如，CMP和/或湿法蚀刻可被用于清洁或平坦化金属层420的表面420，从突起/斜坡423上去除过量的氧化物，和/或从层425a、425b上去除电绝缘材料。
图15f还描绘了用于去除衬底410上的任何层的至少一部分的层去除系统490(尽管可以为该过程中的其它步骤提供层去除系统490)。例如，层去除系统490可以包括光刻蚀刻系统和/或化学机械抛光(CMP)装置(如图15f所描绘，CMP装置能够沿由用于层去除系统490的框中的多方向箭头所描绘的任何合适的方向移动)和/或烧蚀系统(诸如激光器)。层去除系统490可以配置为清除衬底410上的层的一部分以形成清除部427(例如，在图15b中)。在该示例中，层去除系统490可以被配置为去除保护层425a并使金属层420平坦化，使得突起/斜坡423被去除以形成平坦表面421。应当理解，层去除系统490可以被配置为至少部分地去除以下至少一个：衬底410上的保护层或电绝缘层425a、425b、425c，衬底410上的BARC和/或抗蚀剂，金属层420的至少一部分和/或金属层420中的被改性的金属。层去除系统490可以配置成从衬底中(而不是从包括碳或金属的层中)去除材料。
图15g描绘了在衬底410被发送至光刻工具之前具有改良的对准标记414的可见度的衬底410的最终状态。可选地，将BARC和抗蚀剂层425c沉积在金属层420上，包括在改性的至少一部分434上。在示例中，硬掩模(例如碳硬掩模等)能用薄的金属层(例如，3D X点器件等)代替。
在几个示例中，阳极氧化已被用于生产WO3。如Kim等人在“Photoelectrochemicalanodization for the preparation of a thick tungsten oxide film”Electrochemical Communications，Vol.17 pp.10-13(2012)中所报道的，已经通过光电化学阳极氧化获得2.6μm厚的WO3，其内容通过引用并入本文。如Yang等人在“Thick poroustungsten trioxide films by anodization of tungsten in fluoride containingphosphoric acid electrolyte”，Electrochemistry Communications，Vol.11.pp.1908-1911(2009)所报道的，已经形成有厚度高达约2μm的多孔WO3，其内容通过引用并入本文。如Bauersfeld等人在“Nanoporous Tungsten Trioxide Grown by ElectrochemicalAnodization of Tungsten for Gas Sensing Applications”，Procedia Engineering，Vol.47，pp.204-207(2012)中所报道的，已经制造出孔径在5-600nm之间的纳米多孔WO3-x，其内容通过引用并入本文。
应当理解，经由阳极氧化产生的氧化物可以是非晶态的和纳米多孔的。在示例中，孔可以小于1μm，并且优选地小于100nm，以便防止由光学系统452提供的光(例如，来自光学信号436)的强烈散射。金属氧化物的孔隙率能够经由反应性介质389的组成、能量源442的偏置脉冲、电流密度等调节。
在形成氧化物的至少一部分434的基部435处(即在金属层420和衬底410的下层之间的界面处)设置至少一薄(例如厚度，h＜100nm，优选地h＜30nm)层的例如钨可以帮助确保在金属层420下方的衬底410的任何层可以不受阳极氧化过程的影响。应当理解，在一些示例中，光学系统452仍然能够通过薄层获得足够的信号454，以使光学系统452通过基部435直接获得与目标对准标记414和/或其它特征有关的信息。
现在描述与使金属层420改性有关的其它可行方案和替代方案。应当理解，这些可行方案和替代方案可以适用于前述系统300、400中的一个或两个。此外，这些选项和替代方案可以适用于本文所述的任何示例，例如与碳层120的改性等有关的任何设备、方法以和系统。
在示例中，本公开的至少一种设备、方法和/或系统可以扩展到基于非氧化物的材料(例如，在使得金属层320、420改性的情况下)。前述示例描述了通过局部热和/或光活化和/或电化学活化(阳极氧化)将金属层320、420局部改性或转化为(例如部分)氧化物作为减少消光(并且可选地，折射)系数的手段。这些方法还可被调适以用选自以下列表中的一种或多种元素使金属层320、420局部饱和：H、B、C、N、O、Cl、Br、F、I、S、Si、P等，以便根据需要减少金属层320、420的消光/折射。在该示例中，能量传递系统340可以被配置为附加地或替代地提供离子束，以用其它原子、离子或分子(例如，诸如上述元素)使金属层320饱和，以减小至少一部分334处的金属层320中的消光系数。应当理解，可以使用其它元素来减小金属层320、420的消光系数和/或折射率，从而增加其透明度。
在示例中，可以使用以下元素中的一个或更多个：H、B、C、N(等等)，因为它们的灰化/蚀刻产物(也就是，如果硬掩模的材料需要在制造过程期间的后期被去除)可以被认为是化学和/或环境安全的。
当选择哪些元素可以用于阳极氧化过程时，可能需要考量许多因素，如果需要在至少一部分334、434中保留某种材料，例如：
-由金属层320、420和一种或更多种元素的组合所得到的组合物的沸点可能需要相对较高，例如，＞500℃，否则金属和/或金属氧化物可能由于至少一部分334、434中的热量而被蚀刻/蒸发掉，而不能将期望的组成变化传播到金属层320、420中；
-所得组合物的溶解度可能较低(例如，如果以液体形式在反应性介质389、489中进行辐照)，否则金属层320、420(其可以包括金属和/或金属氧化物)可以在至少一部分334、434中被冲走，而不是将期望的组成变化传播到金属层320、420中；和/或
-所得组合物的带隙可以是＞1eV，0.5eV等，使得在一些示例光学系统352、452中使用的光学信号336、435(例如，其可以分别使用在0.5-1μm、1-2μm等范围内的波长)没有(例如，基本上没有)在至少一部分334、434中被吸收或反射。
上述示例中的元素根据它们的原子半径来看是最小的，因此可以预料，这些元素在金属层320、420内可以具有最高的扩散系数(即，与具有更大原子半径的元素相比)。替代地或附加地，应当理解，可能需要金属(例如钨等)本身在金属层320、420内的高扩散系数。例如，可以提供金属在金属溴化物、金属碳化物、金属氮化物或其它组成中的高扩散系数，从而提供金属层320、420的高产量的改性或转化。
在示例中，除了用于使至少一部分334改性的激光束332之外或作为该激光束332的替代，能够使用呈粒子束(例如，电子、质子、离子等)形式的能量源342。在示例中，约1-100keV的离子能量可以足够深地渗透到金属层320中(例如，至少足以用于3D X点器件中的金属层的处理)。在示例中，用于产生离子束的能量源342可以具有约0.1-1/入射离子的溅射产量(例如，其中例如金属层320的目标材料原子可以具有比入射离子更高的质量)。在这样的示例中，改性或转化的至少一部分334的生长可以以比溅射更快的速率进行，由此导致金属层320中的一些改性材料驻留在至少一部分334中(而不是通过溅射完全去除)。
应当理解，关于系统300以及相关的设备和方法描述的至少一个特征可以适用于代替关于系统400以及相关的设备和方法描述的至少一个特征或与之组合(反之亦然)。应进一步理解，关于系统300、400描述的至少一个特征以及相关的设备和方法，可以适用于替换关于本公开的任何其它示例(例如，参考图1-11描述的任何其它系统、设备和方法)描述的至少一个特征或与之组合(反之亦然)。
应当理解，用于提供至少一个激光束132的任何适当的能量传递系统140都可以用于使至少一部分134改性。例如，能量源142可以包括以下的至少一个：激光器；脉冲激光器，用于发射至少一个或一系列激光脉冲；连续波(CW)激光器和/或类似器件。替代地或附加地，能量源142可以被配置为发射包括用于至少一个部分134的脉冲加热的粒子的束。例如，能量传递系统140可以被配置为发射以下中的一个或更多个：电子束；离子束；中性束；在4至20nm范围内的极紫外(EUV)束；包括波长在20至100nm范围内的辐射的束。应当理解，能量传递系统140可以被配置为发射以下中的一个或两个：辐射；和粒子，用于使至少一部分134改性。
该设备可以包括电气连接(器)，该电气连接连接到该层并且被配置为提供电压/电流或接地连接，以防止该层带电。图14图示了采用电连接到金属层420的电压源的形式的能量源442。应当理解，图14所图示的电气连接和/或能量源442可以被使用、修改或调适以用于本文描述的示例中的任何一个，从而防止包括碳或金属的层带电。
图5和图6图示了作为分立的工具的能量传递系统140和衬底对准系统150。图7图示了设备160，所述设备160包括来自能量传递系统140和衬底对准系统150的特征。应当理解，能量传递系统140能够在第一步骤中用于使碳层120改性，衬底对准系统150能够在第二步骤中用于确定与目标对准标记114有关的信息。第一步骤和第二步骤可以在同一工具或分立的工具中执行。例如，衬底110可以在多个步骤之间的不同工具之间移动。替代地，衬底110可以在用于确定与目标对准标记114有关的信息的工序期间保持在原位。设备160可以包括一个或更多个工具，其可以彼此分离或成一体。
尽管本文描述的示例涉及碳层120的改性，但是应当理解，可以使其它层改性。例如，能量沉积系统140可以能够操作为使包括适当的元素、化合物或成分的任何层的部分134改性。该层可以包括纯碳或被掺杂的碳。例如，该层可以包括诸如钨、硼、氮和/或类似物的掺杂剂。应当理解，任何适当的掺杂剂或杂质可以与碳一起沉积。尽管本公开涉及包含碳的层，但是应当理解，本公开可以预期不包括碳的层的改性。该层可以起到提供硬掩模的作用，并且任何适当的材料可以被用于提供该功能。所描述的促进碳或含碳层或其部分的局部相变的方法和设备也可适用于金属或含金属层或其部分的局部变化，如果供应反应物和可选的冷却。
尽管在本文中可以对在IC制造中的光刻设备的使用进行了具体参考，但是应该理解，本文描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括集成光学系统，用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。
在实施例中，本公开可以构成量测设备的一部分。所述量测设备可以用于测量在衬底上的抗蚀剂中形成的被投影的图案相对于衬底上已经存在的图案的对准。相对对准的这种测量可以被称为重叠。量测设备可以例如紧邻光刻设备，并且可以用于在已经处理衬底(和抗蚀剂)之前测量重叠。
尽管在本文中在光刻设备的内容背景下对本公开的示例进行详细的参考，但是本公开的示例可以用于其它设备。本公开的示例可以构成掩模检查设备、量测设备、光刻扫描仪、光刻涂覆显影系统、衬底或晶片涂覆显影工具、沉积工具、或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类的物体的任何设备的一部分。这些设备通常可称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
尽管已经在光学光刻术的内容背景下对本公开的示例的使用进行详细的参考，但是应当理解，在该内容背景允许的情况下，本公开不限于光学光刻术，并可以用于其它应用，例如压印光刻术。
计算机程序可以配置成提供上文描述的方法中的任何一个。该计算机程序可以被提供在计算机可读介质上。该计算机程序可以是在计算机程序产品。该产品可以包括非暂时性计算机可用储存介质。该计算机程序产品可以使得在配置为执行所述方法的介质上编入计算机可读程序代码。该计算机程序产品可以配置为使得至少一个处理器执行所述方法中的一些或全部。
各种方法和设备在本文中参考计算机实施的方法、设备(系统和/或装置)和/或计算机程序产品的框图或流程图进行描述。应当理解，框图和/或流程图的框以及框图和/或流程图的框的组合能够通过由一个或更多个计算机电路执行的计算机程序指令来实施。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机电路、专用计算机电路和/或其它可编程数据处理电路的处理器电路，以产生机器，使得经由计算机的处理器和/或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令变换和控制：晶体管、储存在存储单元中的值以及此类电路中的其它硬件组件，以实施框图和/或流程图或多个流程图中指定的功能/动作，从而产生用于实施框图和/或流程图的框中指定的功能/动作的装置(功能)和/或结构。
在以下编号实施例的清单中公开了本发明的其他实施例：
1.一种用于确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的设备，其中，所述至少一个特征被包括碳的层至少部分地遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，其中所述设备包括：
能量传递系统，配置成发射用于使所述层的至少一部分改性的辐射和/或粒子，以当所述辐射和/或粒子入射到所述层的至少一部分上时或之后增加所述层的至少一部分的透明度，使得所述光学信号的至少一部分能够传播通过所述层的所述至少一部分，从而用于确定与所述至少一个特征有关的信息。
2.根据实施例1所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成发射束，用于通过减小在所述层的所述至少一部分处的碳的消光系数使所述层的所述至少一部分改性。
3.根据实施例1或2所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成发射束，用于通过使所述层的至少一部分处的碳中发生相变和/或使所述层的至少一部分处的(例如四价/sp3配位的)碳原子浓度增加使所述层的所述至少一部分改性。
4.根据实施例3所述的设备，其中，所述相变使所述层的所述至少一部分处的碳改性，从而使得碳形成以下中的至少一个：金刚石；和类金刚石碳。
5.根据前述实施例中任一项所述的设备，其中，所述能量传递系统包括以下中的至少一个：用于发射所述辐射的至少一个激光器和/或高能粒子的聚焦束的至少一个源。
6.根据实施例5所述的设备，其中，所述至少一个激光器包括脉冲激光源，所述脉冲激光源配置成发射一系列激光脉冲。
7.根据实施例5或6所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射至少一个波长在从4nm到3μm的范围内的辐射。
8.根据实施例5-7中任一项所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射以下中的一个或更多个：
可见和/或红外激光脉冲，脉冲持续时间在从5fs至500ps的范围内；
紫外线激光脉冲，脉冲持续时间在1ps至500ns的范围内；和
软X射线至DUV激光脉冲，脉冲持续时间在1fs至100ns的范围内。
9.根据实施例5-8中任一项所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射初始脉冲串，所述初始脉冲串包括第一脉冲持续时间的至少一个激光脉冲：
所述至少一个激光器还配置成发射后续的脉冲串，所述后续的脉冲串包括更短的第二脉冲持续时间的至少一个激光脉冲。
10.根据实施例5-9中任一项所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射峰值辐射通量或辐射强度在所述层的烧蚀阈值以下的辐射。
11.根据实施例5至10中的任一项所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射以下中的至少一个：线性偏振辐射；非线性偏振辐射；椭圆偏振辐射；和螺旋偏振辐射。
12.根据实施例11所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射激光脉冲序列，每个激光脉冲具有以下中的一个：线性偏振；圆偏振；椭圆偏振和螺旋偏振；和/或在所述串内的一些脉冲具有与所述串内的其它脉冲不同的偏振的激光脉冲序列。
13.根据前述实施例中任一项所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成发射用于脉冲加热所述层的所述至少一部分的辐射和/或粒子。
14.根据实施例13所述的设备，其中，所述能量传递系统配置为发射以下中的一个或更多个：电子束；离子束；中性束；在从5至20nm范围内的极紫外(EUV)束；包括波长在从20至100nm范围内的辐射的束。
15.根据前述实施例中任一项所述的设备，还包括反馈控制系统，所述反馈控制系统配置为确定所述层的所述至少一部分的一个或更多个参数，并基于所述一个或更多个参数控制所述能量传递系统。
16.根据实施例15所述的设备，其中，所述反馈控制系统包括辐射传感器，所述辐射传感器配置为接收来自所述层的所述至少一部分的辐射，
其中反馈控制系统配置为基于接收到的辐射确定所述层的所述至少一部分的所述一个或更多个参数。
17.根据实施例16所述的设备，其中，所述接收到的辐射包括以下中的一个或更多个：
从所述层的所述至少一部分反射或散射的来自所述能量传递系统的辐射；
已经传播通过所述层的所述至少一部分并且已从被配置为背后照亮所述半导体器件衬底的辐射源发出的辐射；
由来自能量传递系统的辐射和/或粒子在所述层的所述部分中激发的辐射；和
来自辅助光源的辐射，所述辐射被引导向斑和从所述斑反射和/或散射，所述斑基本上与所述层的被所述能量传递系统改性的所述部分交叠。
18.根据前述实施例中任一项所述的设备，其中，所述能量传递系统配置为发射在小于所述层的整体厚度的深度上使所述层的所述至少一部分的透明度改性的辐射和/或粒子。
19.根据前述实施例中任一项所述的设备，包括用于在所述衬底上沉积所述层的层沉积系统。
20.根据实施例19所述的设备，其中，所述层沉积系统配置为在所述衬底上沉积所述层的第一子层，其中所述能量传递系统能够操作为使所述第一子层中的至少一部分改性。
21.根据实施例20所述的设备，其中，所述层沉积系统配置为在使所述第一子层的至少一部分改性之后在所述第一子层上沉积所述层的第二子层。
22.根据实施例19-21中任一项所述的设备，其中，所述层沉积系统能够操作为改变沉积条件以在所述层中产生至少一个籽晶子层，所述籽晶子层包括sp3配位的碳，所述sp3配位的碳用作纳米金刚石成核和/或类金刚石碳(DLC)的籽晶。
23.根据实施例22所述的设备，其中，所述层沉积系统配置为在所述层的上表面处沉积所述至少一个籽晶子层。
24.根据前述实施例中任一项所述的设备，包括碎片去除系统，所述碎片去除系统用于从所述层的表面去除在改性期间产生的碎片颗粒。
25.根据实施例24所述的设备，其中，所述碎片去除系统包括辐射源，所述辐射源用于发射辐射，用于辐照在对所述层的至少一部分进行改性期间在烧蚀羽流中形成的碎片颗粒，从而减小碎片颗粒的尺寸和/或烧蚀羽流中碎片颗粒的数目。
26.根据实施例24或25所述的设备，其中，所述碎片去除系统包括放电器，所述放电器用于在所述层的所述至少一部分的改性期间在所述层的所述至少一部分上方产生等离子体，所述等离子体捕获带电的碎片颗粒。
27.根据实施例24至26中任一项所述的设备，其中，所述碎片去除系统配置为使所述半导体器件衬底倾斜，使得所述碎片颗粒在重力的作用下移离所述层。
28.根据实施例24至27中任一项所述的设备，其中，所述碎片去除系统被配置为将可去除层施加到所述层的表面，其中，所述碎片颗粒被收集在所述可去除层上，所述碎片去除系统被进一步配置为：在对所述层的所述至少一部分进行改性之后，去除所述可去除层。
29.根据实施例28所述的设备，其中，所述碎片去除系统配置为在所述能量传递系统发射所述辐射和/或粒子之前，在所述层的所述至少一部分的部位处去除所述可去除层。
30.根据实施例24至29中任一项所述的设备，其中，所述碎片去除系统配置为在所述层的所述至少一部分附近提供反应性介质，使得仅所述烧蚀羽流内的材料的反应产物为基本上易挥发的或可溶解的。
31.根据前述实施例中任一项所述的设备，还包括配置为容纳液体的腔室，其中至少在由所述能量传递系统发射所述辐射和/或粒子期间，所述半导体器件衬底至少部分地浸入所述液体中。
32.根据前述实施例中任一项所述的设备，还包括液膜施加器，所述液膜施加器配置为在所述能量传递系统发射所述辐射和/或粒子之前将液膜施加到所述层的表面。
33.根据前述实施例中任一项所述的设备，包括：光学系统，配置为使得光学信号传输通过所述层的所述至少一部分，以确定与所述至少一个特征有关的信息。
34.根据前述实施例中任一项所述的设备，包括：衬底对准系统，用于基于通过所述层的所述至少一部分接收的返回光学信号确定与所述至少一个特征有关的信息。
35.根据实施例34所述的设备，其中，所述衬底对准系统配置为确定以下中的至少一个：所述至少一个特征的存在、位置和方向，以便确定所述衬底是否对准。
36.根据实施例35所述的设备，其中，所述衬底对准系统配置为控制所述衬底与光刻设备或光刻工具之间的相对定位以对准在光刻设备或光刻工具的所述衬底。
37.根据前述实施例中任一项所述的设备，其中，所述特征包括对准或重叠标记。
38.根据前述实施例中任一项所述的设备，其中，所述被改性的层包括至少20％的碳，并且可选地包括至少50％的碳。
39.一种光刻设备，包括实施例1至38中任一项所述的设备。
40.一种光刻工具，包括实施例1至38中任一项所述的设备。
41.一种用于确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的方法，其中，所述至少一个特征被包括碳的层至少部分地遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，其中所述方法包括：
通过能量传递系统发射用于使所述层的至少一部分改性的辐射和/或粒子，以当所述辐射和/或粒子入射到所述层的所述至少一部分上时或之后增加所述层的所述至少一部分的透明度，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的所述光学信号的至少一部分能够传播通过所述层的所述至少一部分，从而用于确定与所述至少一个特征有关的信息。
42.一种计算机程序，包括指令，当在至少一个处理器上执行所述指令时所述指令使得所述至少一个处理器控制设备以执行根据实施例41所述的方法。
43.一种载体，包含实施例42所述的计算机程序，其中所述载体是电子信号、光学信号、无线电信号、或非暂时性计算机可读储存介质中的一个。
44.一种用于确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的设备，其中，所述至少一个特征被包括碳或金属的层至少部分地遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，其中所述设备包括：
能量传递系统，配置成使所述层的至少一部分改性以增加所述层的所述至少一部分的透明度，使得所述光学信号的至少一部分能够传播通过所述层的所述至少一部分，从而用于确定与所述至少一个特征有关的信息。
45.根据实施例44所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成发射束，用于通过减小在所述层的所述至少一部分处的碳或金属的消光系数和/或反射系数使所述层的所述至少一部分改性。
46.根据实施例44或45所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成发射束，用于通过使包括碳的所述层的所述至少一部分处的碳中发生相变和/或使包括碳的所述层的所述至少一部分处的(sp3配位的)四价碳原子浓度增加使包括碳的所述层的所述至少一部分改性。
47.根据实施例46所述的设备，其中，所述相变使所述层的所述至少一部分处的碳改性，从而使得碳形成以下中的至少一个：金刚石；和类金刚石碳。
48.根据前述实施例中任一项所述的设备，其中，所述能量传递系统包括以下中的至少一个：用于发射辐射的至少一个激光器和/或高能粒子的聚焦束的至少一个源。
49.根据实施例48所述的设备，其中，所述至少一个激光器包括脉冲激光源，所述脉冲激光源配置成发射一系列激光脉冲。
50.根据实施例48或49所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射具有至少一个在从4nm到3μm的范围内的波长的辐射。
51.根据实施例48-50中任一项所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射以下中的一个或更多个：
可见和/或红外激光脉冲，脉冲持续时间在从5fs至500ps的范围内；
紫外线激光脉冲，脉冲持续时间在1ps至500ns的范围内；和
软X射线至DUV激光脉冲，脉冲持续时间在1fs至100ns的范围内。
52.根据实施例48-51中任一项所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射初始脉冲串，所述初始脉冲串包括第一脉冲持续时间的至少一个激光脉冲，
所述至少一个激光器还配置成发射后续的脉冲串，所述后续的脉冲串包括更短的第二脉冲持续时间的至少一个激光脉冲。
53.根据实施例48-52中任一项所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射峰值辐射通量或辐射强度在所述层的烧蚀阈值以下的辐射。
54.根据实施例48至53中的任一项所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射以下中的至少一个：线性偏振辐射；非线性偏振辐射；椭圆偏振辐射；和螺旋偏振辐射。
55.根据实施例54所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射激光脉冲序列，每个激光脉冲具有以下中的一个：线性偏振；圆偏振；椭圆偏振和螺旋偏振；和/或在所述串内的一些脉冲具有与所述串内的其它脉冲不同的偏振的激光脉冲序列。
56.根据前述实施例中任一项所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成发射用于脉冲加热所述层的所述至少一部分的辐射和/或粒子。
57.根据实施例56所述的设备，其中，所述能量传递系统配置为发射以下中的一个或更多个：电子束；离子束；中性束；在从5至20nm范围内的极紫外(EUV)束；包括波长在从20至100nm范围内的辐射的束。
58.根据前述实施例中任一项所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成发射用于使包括金属的所述层的所述至少一部分改性的辐射和/或粒子。
59.根据实施例58所述的设备，其中，所述能量传递系统配置为在反应性介质的存在下使所述包括金属的所述层的至少一部分改性，从而用化学方法转化所述层的所述至少一部分以改变所述至少一部分的化学组成。
60.根据实施例58或59所述的设备，其中，所述能量传递系统包括激光器，所述激光器配置成发射持续时间小于100ns、并且可选地小于10ns、并且可选地大于10fs的脉冲。
61.根据实施例60所述的设备，其中，所述激光器配置为传递多个脉冲，并且可选地其中所述脉冲的重复率是至少1kHz，并且可选地其中所述脉冲的重复率是至少1MHz，和/或可选地其中所述脉冲的占空比小于1％。
62.根据实施例60或61所述的设备，其中所述激光器配置成发射通量在0.01-1J/cm2的范围内的辐射。
63.根据实施例58-62中任一项所述的设备，其中，所述能量传递系统配置为提供离子束，以用其它原子、离子或分子使包括金属的所述层饱和，以增加包括金属的所述层的至少一部分中的透明度。
64.根据实施例63所述的设备，其中，所述离子束能量大于1eV，并且可选地大于100eV。
65.根据实施例63或64所述的设备，其中，所述离子包括以下中的至少一个：C-离子和/或B、N、O、Ga、He、Ne、Ar、Kr、Xe等。
66.根据实施例65所述的设备，被配置为使用一种或更多种惰性气体离子来促进除气，从而使所述层不含附加的掺杂剂。
67.根据前述实施例中任一项所述的设备，包括电气连接，所述电气连接连接到所述层并且被配置为提供电压/电流或接地连接，以防止所述层带电。
68.根据前述实施例中任一项所述的设备，其中，所述能量传递系统包括阳极氧化系统，所述阳极氧化系统被配置为提供电场电势，所述电场电势被提供在所述包括金属的所述层与用于产生所述电场的电极之间，所述设备被配置为提供反应性介质，所述反应性介质用于用化学方法转化所述层的所述至少一部分以改变所述至少一部分的化学组成。
69.根据实施例68所述的设备，其中，所述设备被配置为在所述层的所述至少一部分周围于所述层上沉积保护层和/或清除保护层。
70.根据实施例68或69所述的设备，包括液体施加系统，所述液体施加系统被配置为在包括金属的所述层的至少一部分与所述电极之间提供导电液体。
71.根据实施例70所述的设备，包括衬底支撑件，所述衬底支撑件被配置为支撑所述衬底，使得所述衬底的至少一部分不与所述导电液体接触。
72.根据实施例70或71所述的设备，包括绝缘层施加器，所述绝缘层施加器配置为在所述衬底的至少一部分上施加绝缘层以防止所述衬底的所述部分与所述导电液体之间的接触。
73.根据实施例68至72中任一项所述的设备，其中，所述阳极氧化系统包括连接至所述金属层和所述电极的能量源，以在所述金属层和所述电极之间产生电场，并且可选地其中所述能量源被配置为提供连续的和/或脉冲电压和/或电流。
74.根据实施例73所述设备，其中，所述能量源包括电压源，所述电压源极性地电连接到所述金属层和电极，使得所述金属层形成阳极，所述电极形成阴极。
75.根据实施例68-74中任一项所述的设备，其中，所述阳极氧化系统配置成执行电化学和/或光电化学氧化，以使包括金属的所述层的所述至少一部分改性。
76.根据实施例68至75中任一项所述的设备，其中，在先前的光刻蚀刻过程中，经由设置或形成在包括金属的所述层的顶部上的保护层中的开口来限定所述至少一部分。
77.根据实施例68至76中任一项所述的设备，其中，所述至少一部分由所述能量传递系统的聚焦束限定。
78.根据实施例44至77中任一项所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成在反应性介质的存在下使包括金属的所述层的所述至少一部分改性，以便用化学方法、电化学方法和/或光电化学方法转化所述层的所述至少一部分以改变所述至少一部分的化学组成。
79.根据实施例78所述的设备，包括用于容纳所述反应性介质的腔室。
80.根据实施例79所述的设备，其中，所述腔室配置为允许辐射和/或粒子与包括金属的所述层相互作用，并且可选地其中所述腔室包括透明区段，以允许所述辐射和/或粒子进入所述腔室，和/或可选地其中能量传递系统设置在腔室内。
81.根据实施例78、79或80所述的设备，其中，所述反应性介质包括气体和/或液体。
82.根据实施例78至81中任一项所述的设备，其中，所述反应性介质包括以下中的至少一种的原子、离子或分子：氧(O)；氧化物；氢(H)；硼(B)；硼化物；碳(C)；碳化物；氮(N)；氮化物；氯(C1)；氯化物；溴(Br)；溴化物；氟(F)；氟化物；碘(I)；碘化物；硅(Si)；硅化物；磷(P)；磷化物。
83.根据实施例78至82中任一项所述的设备，其中，所述金属包括钨。
84.根据实施例78至83中任一项所述的设备，其中，所述能量传递系统被配置为使得包括金属的所述层的化学组成发生变化，从而使得所述反应性介质中的至少一个原子、离子或分子与所述金属反应，以在所述至少一部分内形成新的化合物。
85.根据实施例78至84中任一项所述的设备，其中，所述能量传递系统还被配置为传递UV、DUV和/或EUV辐射，用于破坏所述反应性介质中的化学键。
86.根据前述实施例中任一项所述的设备，包括：碎片去除系统，用于从所述层的表面去除在改性期间产生的碎片，并且可选地其中所述碎片去除系统包括以下中的至少一个：放电；气体和/或液体流；和用于去除碎片的反应性介质。
87.根据前述实施例中任一项所述的设备，包括冷却系统，所述冷却系统用于使气体和/或液体与所述衬底接触，以从中去除热量；可选地其中所述冷却系统配置为将所述气体和/或液体传递至所述层的至少由所述能量传递系统改性的部分。
88.根据前述实施例中任一项所述的设备，包括用于在所述衬底上沉积层的辅助层沉积系统，和可选地其中所述辅助层沉积系统配置为在衬底和/或包括碳或金属的所述层和/或所述衬底的其它部分上沉积保护层、电绝缘层、BARC和/或抗蚀剂。
89.根据前述实施例中任一项所述的设备，其中，在光刻工具中在沉积可选的BARC和抗蚀剂层以及对所述衬底进行图案化之前，对所述不透明层的所述至少一部分进行改性。
90.根据前述实施例中任一项所述的设备，包括层沉积系统，其中所述层沉积系统能够操作为改变沉积条件以在所述层中产生至少一个籽晶子层，并且可选地其中所述籽晶子层包括用作纳米金刚石成核和/或类金刚石碳DLC的籽晶子层的sp3-配位碳，并且可选地其中所述籽晶子层中sp3配位碳原子的浓度高于其它子层。
91.根据实施例90所述的设备，其中，所述层沉积系统配置为使得对于不透明碳层，提供具有相对增加的四价碳原子浓度并且厚度小于所述层的厚度的额外层作为所述籽晶子层。
92.根据实施例90或91所述的设备，其中，所述层沉积系统配置为使得将对包括碳的所述层的结构改性用于增加由第一沉积过程沉积的层的下部的透明度，而所述层的上部在所述改性之后由第二沉积过程提供。
93.根据前述实施例中任一项所述的设备，包括用于从所述衬底去除材料的层去除系统，并且可选地其中所述层去除系统包括光刻蚀刻系统，所述光刻蚀刻系统被配置为使得从所述衬底去除的材料对应于所述至少一个特征的部位和尺寸，和/或可选地其中所述层去除系统包括化学机械抛光(CMP)装置；和/或可选地其中所述层去除系统包括烧蚀系统。
94.根据实施例93所述的设备，其中，所述层去除系统配置为至少部分地去除和/或平坦化以下中的至少一个：在所述衬底上的保护层、在所述衬底上的电绝缘层、在所述衬底上的BARC和/或抗蚀剂、包括碳或金属的所述层和/或在包括碳或金属的所述层中的被改性的碳或金属。
95.根据前述实施例中任一项所述的设备，还包括反馈控制系统，所述反馈控制系统配置为确定所述层的所述至少一部分的一个或更多个参数，并基于所述一个或更多个参数控制所述能量传递系统。
96.根据实施例95所述的设备，其中，所述反馈控制系统包括辐射传感器，可选地其中所述辐射传感器配置为接收来自所述层的所述至少一部分的辐射，和/或可选地其中所述反馈控制系统接收到的辐射包括由所述能量传递系统产生的反射和/或散射辐射。
97.一种用于确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的方法，其中，所述至少一个特征至少部分地被包括碳或金属的层所遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，所述方法包括：
通过能量传递系统使所述层的至少一部分改性以增加所述层的所述至少一部分的透明度，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号的至少一部分能够传播通过所述层的所述至少一部分，从而用于确定与所述至少一个特征有关的信息。
98.一种用于确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的设备，其中，所述至少一个特征被包括碳的层至少部分地遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，其中所述设备包括：
能量传递系统，所述能量传递系统配置为用于使所述层的至少一部分改性以增加所述层的所述至少一部分的透明度，使得所述光学信号的至少一部分能够传播通过所述层的所述至少一部分，以确定与所述至少一个特征有关的信息，其中所述能量传递系统被配置为发射束，用于通过使得在所述层的所述至少一部分处的碳中发生相变和/或使得在所述层的所述至少一部分处的四价(sp3配位的)碳原子的浓度增加来使所述层的所述至少一部分改性。
99.根据实施例98所述的设备，其中，所述相变使所述层的所述至少一部分处的碳改性，从而使得碳形成以下中的至少一个：金刚石；和类金刚石碳。
100.根据实施例98所述的设备，其中，所述能量传递系统包括以下中的至少一个：用于发射辐射的至少一个脉冲激光源和/或高能粒子的聚焦束的至少一个源。
101.根据实施例100所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射以下中的一个或更多个：可见和/或红外激光脉冲，脉冲持续时间在从5fs至500ps的范围内；
紫外线激光脉冲，脉冲持续时间在1ps至500ns的范围内；和
软X射线至DUV激光脉冲，脉冲持续时间在1fs至100ns的范围内。
102.根据实施例100所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射初始脉冲串，所述初始脉冲串包括第一脉冲持续时间的至少一个激光脉冲，
所述至少一个激光器还配置成发射后续的脉冲串，所述后续的脉冲串包括更短的第二脉冲持续时间的至少一个激光脉冲。
103.根据实施例100所述的设备，其中，所述至少一个脉冲激光源配置成发射峰值辐射通量或辐射强度在所述层的烧蚀阈值以下的辐射。
104.根据实施例98所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成发射用于脉冲加热所述层的所述至少一部分的辐射和/或粒子。
105.根据实施例104所述的设备，其中，所述能量传递系统配置为发射以下中的一个或更多个：电子束；离子束；中性束；在从5至20nm范围内的极紫外(EUV)束；包括波长在从20至100nm范围内的辐射的束。
106.一种用于确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的设备，其中，所述至少一个特征被包括金属的层至少部分地遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，其中所述设备包括：
能量传递系统，配置成使所述层的至少一部分改性以增加所述层的所述至少一部分的透明度，使得所述光学信号的至少一部分能够传播通过所述层的所述至少一部分，从而用于确定与所述至少一个特征有关的信息。
107.根据实施例106所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成发射辐射和/或粒子，以使包括金属的所述层的所述至少一部分改性。
108.根据实施例106所述的设备，其中，所述能量传递系统配置为在反应性介质的存在下使所述包括金属的所述层的所述至少一部分改性，从而用化学方法转化所述层的所述至少一部分以改变所述至少一部分的化学组成。
109.根据实施例107所述的设备，其中，所述能量传递系统配置为提供离子束，以用其它原子、离子或分子使包括金属的所述层饱和，从而增加包括金属的所述层的所述至少一部分中的透明度。
110.根据实施例107所述的设备，其中，所述能量传递系统包括阳极氧化系统，所述阳极氧化系统被配置为提供电场电势，所述电场电势被提供在包括金属的所述层与用于产生所述电场的电极之间，所述设备被配置为提供反应性介质，所述反应性介质用于用化学方法转化所述层的所述至少一部分以改变所述至少一部分的化学组成。
111.一种用于实现确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的方法，其中，所述至少一个特征被包括碳的层至少部分地遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，所述方法包括：
通过能量传递系统通过发射束使所述层的所述至少一部分处的碳中发生相变和/或使所述层的所述至少一部分处的四价(sp3配位的)碳原子浓度增加，使所述层的所述至少一部分改性以增加所述层的所述至少一部分的透明度。
112.一种用于实现确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的方法，其中，所述至少一个特征被包括金属的层至少部分地遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，其中所述方法包括：
通过能量传递系统使包括金属的所述层的至少一部分改性以增加包括金属的所述层的所述至少一部分的透明度，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的所述光学信号的至少一部分能够传播通过包括金属的所述层的所述至少一部分。
计算机程序指令也可以储存在计算机可读介质中，该计算机可读介质能够引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得储存在计算机可读介质中的指令产生制品，其包括实施框图和/或流程图的框中指定的功能/动作的指令。
有形的非暂时性计算机可读介质可以包括电子、磁性、光学、电磁或半导体数据储存系统、设备或装置。计算机可读介质的更具体的示例包括以下：便携式计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)电路、只读存储器(ROM)电路、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)电路、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)和便携式数字视频光盘只读存储器(DVD/Blu-ray)。
计算机程序指令也可加载至计算机和/或其它可编程数据处理设备上，以使在该计算机和/或其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实施的过程，使得在该计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实施框图和/或流程图的框中所指定的功能/动作的过程。
因此，本发明可以被编写在在处理器上运行的硬件和/或软件(包括固件，常驻软件，微代码等)上，该处理器可以统称为“电路”、“模块”或其变体。
还应当注意，在一些替代实施方式中，框中标注的功能/动作可以不按照流程图中标注的顺序发生。例如，依赖于所涉及的功能/动作，实际上可以实质上同时执行连续示出的两个框，或者有时可以以相反的顺序执行这些框。此外，流程图和/或框图的给定框的功能可以被分成多个框，和/或流程图和/或框图的两个或更多框的功能可以被至少部分地集成。最后，可以在所图示的框之间添加/插入其它框。
尽管上文已经描述了本公开的具体示例，但应当理解，本公开可以以与上述不同的方式来实践。上文描述旨在是说明性的而不是限制性的。因此，本领域的技术人员将明白，在不背离下面阐述的权利要求书的范围的情况下，可以对所描述的本公开进行修改。

Claims (15)

1.一种用于确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的设备，其中，所述至少一个特征被包括碳的层至少部分地遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，其中所述设备包括：
能量传递系统，所述能量传递系统配置为用于使所述层的至少一部分改性以增加所述层的所述至少一部分的透明度，使得所述光学信号的至少一部分能够传播通过所述层的所述至少一部分，以确定与所述至少一个特征有关的信息，其中所述能量传递系统被配置为发射束，用于通过使得在所述层的所述至少一部分处的碳中发生相变和/或使得在所述层的所述至少一部分处的四价(sp3配位的)碳原子的浓度增加来使所述层的所述至少一部分改性。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述相变使所述层的所述至少一部分处的碳改性，从而使得碳形成以下中的至少一个：金刚石；和类金刚石碳。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述能量传递系统包括以下中的至少一个：用于发射辐射的至少一个脉冲激光源和/或高能粒子的聚焦束的至少一个源。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射以下中的一个或更多个：
可见和/或红外激光脉冲，脉冲持续时间在从5fs至500ps的范围内；
紫外线激光脉冲，脉冲持续时间在1ps至500ns的范围内；和
软X射线至DUV激光脉冲，脉冲持续时间在1fs至100ns的范围内。
5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述至少一个激光器配置成发射初始脉冲串，所述初始脉冲串包括第一脉冲持续时间的至少一个激光脉冲，
所述至少一个激光器还配置成发射后续的脉冲串，所述后续的脉冲串包括更短的第二脉冲持续时间的至少一个激光脉冲。
6.根据权利要求3所述的设备，其中，所述至少一个脉冲激光源配置成发射峰值辐射通量或辐射强度在所述层的烧蚀阈值以下的辐射。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成发射用于脉冲加热所述层的所述至少一部分的辐射和/或粒子。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述能量传递系统配置为发射以下中的一个或更多个：电子束；离子束；中性束；在从5至20nm范围内的极紫外(EUV)束；包括波长在从20至100nm范围内的辐射的束。
9.一种用于确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的设备，其中，所述至少一个特征被包括金属的层至少部分地遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，其中所述设备包括：
能量传递系统，配置成使所述层的至少一部分改性以增加所述层的所述至少一部分的透明度，使得所述光学信号的至少一部分能够传播通过所述层的所述至少一部分，从而用于确定与所述至少一个特征有关的信息。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述能量传递系统配置成发射辐射和/或粒子，以使包括金属的所述层的所述至少一部分改性。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述能量传递系统配置为在反应性介质的存在下使包括金属的所述层的所述至少一部分改性，从而用化学方法转化所述层的所述至少一部分以改变所述至少一部分的化学组成。
12.根据权利要求10所述的设备，其中，所述能量传递系统配置为提供离子束，以用其它原子、离子或分子使包括金属的所述层饱和，从而增加包括金属的所述层的所述至少一部分中的透明度。
13.根据权利要求10所述的设备，其中，所述能量传递系统包括阳极氧化系统，所述阳极氧化系统被配置为提供电场电势，所述电场电势被提供在包括金属的所述层与用于产生所述电场的电极之间，所述设备被配置为提供反应性介质，所述反应性介质用于用化学方法转化所述层的至少一部分以改变所述至少一部分的化学组成。
14.一种用于实现确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的方法，其中，所述至少一个特征被包括碳的层至少部分地遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，所述方法包括：
经由能量传递系统通过发射束使所述层的所述至少一部分处的碳中发生相变和/或使所述层的所述至少一部分处的四价(sp3配位的)碳原子浓度增加，使所述层的所述至少一部分改性以增加所述层的所述至少一部分的透明度。
15.一种用于实现确定与半导体器件衬底中的至少一个特征有关的信息的方法，其中，所述至少一个特征被包括金属的层至少部分地遮挡，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的光学信号被阻止到达所述特征，其中所述方法包括：
经由能量传递系统使包括金属的所述层的至少一部分改性以增加包括金属的所述层的所述至少一部分的透明度，使得用于确定与所述至少一个特征有关的信息的所述光学信号的至少一部分能够传播通过包括金属的所述层的所述至少一部分。
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