CN111433674B - 在单次光刻曝光通过过程中形成多个空间图像 - Google Patents

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Abstract

在单次曝光通过过程期间，使光束中的光脉冲的集合朝向晶片穿过掩模；在单次曝光通过过程期间，基于脉冲的集合中的穿过掩模的光脉冲来在晶片上生成至少第一空间图像和第二空间图像，第一空间图像在晶片上的第一平面处并且第二空间图像在晶片上的第二平面处，第一平面和第二平面在空间上彼此不同并且沿着传播方向以分离距离彼此分离；以及形成三维半导体组件。

Description

在单次光刻曝光通过过程中形成多个空间图像
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年10月19日提交的美国临时专利申请号62/574,628的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及在单次光刻曝光通过过程中形成多个空间图像。下面讨论的技术可以用于例如形成三维半导体组件。
背景技术
光刻是在诸如硅晶片等基底上图案化半导体电路系统的工艺。光刻光源提供用于在晶片上曝光光刻胶的深紫外(DUV)光。用于光刻的DUV光由准分子光源生成。通常，光源是激光源，并且脉冲光束是脉冲激光束。光束通过光束传送单元、掩模版或掩模，并且然后投射到制备的硅晶片上。以这种方式，芯片设计被图案化到光刻胶上，光刻胶然后被蚀刻和清洁，并且然后该过程重复。
发明内容
在一个总体方面，一种使用光刻系统形成三维半导体组件的方法包括：沿着传播方向朝向掩模引导脉冲光束，脉冲光束包括多个光脉冲；在单次曝光通过过程期间使光束中的光脉冲的集合朝向晶片穿过掩模；在单次曝光通过过程期间基于该脉冲的集合中的穿过掩模的光脉冲来在晶片上生成至少第一空间图像和第二空间图像，第一空间图像在晶片上的第一平面处并且第二空间图像在晶片上的第二平面处，第一平面和第二平面在空间上彼此不同并且沿着传播方向以分离距离彼此分离；以及基于第一空间图像中的光与晶片的第一部分中的材料之间的相互作用和第二空间图像中的光与晶片的第二部分中的材料之间的相互作用，来形成三维半导体组件。该脉冲的集合中的至少一个脉冲具有第一主波长并且该脉冲的集合中的至少一个其他脉冲具有与第一主波长不同的第二主波长，使得在单次曝光通过过程期间基于第一主波长与第二主波长之差形成分离距离。
实现可以包括以下特征中的一项或多项。在单次曝光通过过程期间，该脉冲的集合中的穿过掩模的至少一个脉冲可以具有光的一个以上的主波长。
每个主波长可以以200飞米(fm)至500皮米(pm)的光谱分离与最近的其他主波长分离。
第一空间图像与第二空间图像之间的分离距离在单次曝光通过过程期间可以改变。
单次曝光通过过程可以是第一曝光通过过程，并且该方法还可以包括：在第二曝光通过过程期间并且在第一曝光通过过程完成之后，使光束中的光脉冲的第二集合朝向晶片穿过掩模。第一空间图像与第二空间图像之间的分离距离在第一曝光通过过程和第二曝光通过过程期间不同。
第一空间图像与第二空间图像之间的分离距离可以在单次曝光通过过程之前设置的，并且在一些实现中，分离距离在单次曝光通过过程期间不改变。第一空间图像与第二空间图像之间的分离距离可以被设置以适应光刻系统的一个或多个特征。
该脉冲的集合可以包括第一组光脉冲和第二组光脉冲，第一组光脉冲中的每个脉冲具有第一主波长，第二组光脉冲中的每个脉冲可以具有第二主波长，并且该方法还可以包括：控制第一组脉冲的属性，从而控制第一空间图像中的光量；以及控制第二组脉冲的属性，从而控制第二空间图像中的光量。第一组的属性可以是第一组中的脉冲计数，并且第二组的属性可以是第二组中的脉冲计数。控制第一组中的脉冲计数可以包括：在单次曝光通过过程开始之前，确定要包括在第一组脉冲中的第一脉冲数，以及控制第二脉冲数可以包括：在单次曝光通过过程之前，确定要包括在第二组脉冲中的第二脉冲数。第一组脉冲和第二组脉冲可以包括在单次曝光通过过程中穿过掩模的所有脉冲。确定第一脉冲数和第二脉冲数可以包括以下中的一项或多项：(a)从操作者接收输入；以及(b)访问与光刻系统相关联的预定义设置。第一组脉冲的属性可以包括第一组中的每个脉冲的强度，并且第二组脉冲的属性可以包括第二组中的每个脉冲的强度。
晶片上的第一平面和晶片上的第二平面可以是基本垂直于传播方向的平面。
在一些实现中，在第一平面处形成有三维半导体的第一特征，在第二平面处形成有三维半导体的第二特征，并且第一特征和第二特征通过基本平行于传播方向延伸的侧壁彼此移位。
三维半导体组件可以是三维NAND闪存组件。
第一平面可以对应于第一焦平面并且第二平面对应于第二焦平面，并且第一平面与第二平面之间的分离距离基于穿过掩模的光脉冲中的一个或多个波长之差或该脉冲的集合中的离散脉冲之间的波长之差。
在另一方面，一种光刻系统包括：光源；光刻扫描仪装置，包括被定位为与来自光源的脉冲光束相互作用的掩模，、和晶片保持器；以及耦合到光源的控制系统，控制系统被配置为在单次曝光通过过程期间引起光源朝向光刻扫描仪装置发射脉冲光束，使得在单次曝光通过过程期间，基于光脉冲的集合中的沿着传播方向穿过掩模的光脉冲，在被接纳在晶片保持器处的晶片上形成至少第一空间图像和第二空间图像，第一空间图像在晶片上的第一平面处并且第二空间图像在晶片上的第二平面处，第一平面和第二平面在空间上彼此不同并且沿着传播方向以分离距离彼此分离，并且基于第一空间图像中的光与晶片的第一部分中的材料之间的相互作用和第二空间图像中的光与晶片的第二部分中的材料之间的相互作用，形成三维半导体组件。该脉冲的集合中的至少一个脉冲具有第一主波长，该脉冲的集合中的至少一个其他脉冲具有与第一主波长不同的第二主波长，并且第一空间图像与第二空间图像之间的分离距离基于第一主波长与第二主波长之差。
实现可以包括以下特征中的一项或多项。该控制系统可以包括计算机可读存储介质、耦合到计算机可读存储介质的一个或多个电子处理器、和输入/输出接口，并且与光刻系统有关的配方被存储在计算机可读存储介质上。配方可以指定分离距离。配方在每晶片或每批次的基础上指定分离距离。光源可以包括氟化氪(KrF)增益介质或氟化氩(ArF)增益介质。
以上和本文中描述的任何技术的实现可以包括过程、装置、控制系统、存储在非暂态机器可读计算机介质上的指令、和/或方法。在附图和以下描述中阐述了一种或多种实现的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，其他特征将很清楚。
附图说明
图1A是光刻系统的实现的示例的框图。
图1B是图1A的光刻系统的光学系统的实现的示例的框图。
图1C是由图1A的光刻系统曝光的晶片的示例的截面图。
图2A是光刻系统的实现的另一示例的框图。
图2B是可以在光刻系统中使用的光谱特征选择模块的实现的示例的框图。
图2C是线变窄模块的实现的示例的框图。
图3A-3B是与光源中的脉冲的产生和/或脉冲的突发有关的数据的图。
图4是光刻系统的实现的另一示例的框图。
图5是用于形成三维半导体组件的过程的示例的流程图。
图6A和6B分别示出了单个光脉冲的光谱的示例。
图7示出了单次曝光通过过程的平均光谱的示例。
图8A和8B分别示出了晶片的示例的侧视和俯视截面图。
图9A和9B分别示出了三维半导体组件的示例的侧视和俯视截面图。
图10A和10B示出了模拟数据的示例。
具体实施方式
本文中讨论了如下的技术，该技术用于在单次光刻行程中形成一个以上的空间图像(每个空间图像在不同的平面处)并且使用空间图像形成三维半导体组件。
参考图1A，光刻系统100包括向光刻曝光装置169提供光束160的光学(或光)源105，光刻曝光装置169处理由晶片保持器或平台171容纳的晶片170。光束160是包括时间上彼此分离的光脉冲的脉冲光束。光刻曝光装置169包括投射光学系统175和计量系统172，光束160在到达晶片170之前通过投射光学系统175。计量系统172可以包括例如相机或能够在晶片170处捕获晶片170和/或光束160的图像的其他设备、或能够捕获描述光束160的特性的数据(诸如光束160在xy平面中在晶片170处的强度)的光学检测器。光刻曝光装置169可以是液浸系统或干式系统。光刻系统100还可以包括用于控制光源105和/或光刻曝光装置169的控制系统150。
通过例如用光束160在晶片170上曝光辐射敏感光刻胶材料层，在晶片170上形成微电子特征。参考图1B，投射光学系统175包括狭缝176、掩模174、和包括透镜177的投射物镜。光束160进入光学系统175并且入射在狭缝176上，并且至少一些光束160穿过狭缝176。在图1A和1B的示例中，狭缝176是矩形的，并且将光束160整形为细长的矩形光束。在掩模174上形成图案，并且该图案确定整形光束的哪些部分被掩模174透射并且哪些部分被掩模174阻挡。图案的设计由要形成在晶片170上的特定微电子电路设计确定。
整形光束与掩模174相互作用。整形光束的由掩模174透射的那部分穿过投射透镜177(并且可以被投射透镜177聚焦)并且曝光晶片170。整形光束的由掩模174透射的那部分在晶片170中在xy平面中形成空间图像。空间图像是强度图案，该强度图案由在与掩模174相互作用之后到达晶片170的光形成。空间图像在晶片170处，并且通常在xy平面中延伸。
系统100能够在单次曝光通过过程期间形成多个空间图像，其中每个空间图像位于沿着晶片170中的z轴的空间上不同的位置处。还参考图1C，图1C示出了晶片170在y-z平面中的截面图，投射光学系统175在单次曝光通过过程中沿着z轴在不同平面处形成两个空间图像173a、173b。如下面更详细地讨论的，空间图像173a、173b中的每个由具有不同主波长的光形成。
沿着z轴的空间图像的位置取决于光学系统175(包括投射透镜177和掩模174)的特性和光束160的波长。透镜177的焦点位置取决于入射在透镜177上的光的波长。因此，改变或以其他方式控制光束160的波长可以控制空间图像的位置。通过在单次曝光通过过程中提供具有不同光主波长的脉冲，可以在单次曝光通过过程中形成多个(两个或更多个)空间图像，每个图像沿着z轴位于不同位置，而无需沿着z轴相对于彼此移动光学系统175(或光学系统175的任何组件)和晶片170。
在图1A的示例中，穿过掩模174的光被投射透镜177聚焦到焦平面。投射透镜177的焦平面在投射透镜177与晶片平台171之间，其中沿着z轴的焦平面的位置取决于光学系统175的属性和光束160的波长。空间图像173a、173b由具有不同波长的光形成，因此空间图像173a、173b位于晶片170中的不同位置处。空间图像173a、173b沿着z轴以分离距离179彼此分离。分离距离179取决于形成空间图像173a的光的波长与形成空间图像173b的光的波长之差。
晶片平台171和掩模174(或光学系统175的其他部分)通常在扫描期间在x、y和z方向上相对于彼此移动，以进行例行的性能校正和操作，例如，运动可以用于完成基本的调平、镜头畸变的补偿、和平台定位误差的补偿。该相对运动被称为附带操作运动(incidental operational motion)。然而，在图1A的系统中，不依赖于晶片平台171和光学系统175的相对运动来形成分离距离179。相反，分离距离179是由于能够控制在曝光通过过程期间穿过掩模174的脉冲中的主波长而形成的。因此，与一些现有系统不同，分离距离179不仅仅是通过沿着z方向相对于彼此移动光学系统175和晶片170而产生的。此外，在同一曝光通过过程期间，在晶片170上存在空间图像173a和173b两者。换言之，系统100不需要在第一曝光通过过程中形成空间图像173a和在随后的第二曝光通过过程中形成空间图像173b。
第一空间图像173a中的光在部分178a处与晶片相互作用，并且第二空间图像173b中的光在部分178b处与晶片相互作用。这些相互作用可以在晶片170上形成电子特征或其他物理特性，诸如开口或孔。由于空间图像173a、173b沿着z轴在不同的平面处，因此空间图像173a、173b可以用于在晶片170上形成三维特征。例如，空间图像173a可以用于形成外围区域，并且空间图像173b可以用于形成沿着z轴在一个不同位置处的通道、沟槽或凹部。这样，本文中讨论的技术可以用于形成三维半导体组件，诸如三维NAND闪存组件。
在讨论与在单个曝光通过过程中形成多个空间图像有关的附加细节之前，关于图2A-2C、3A-3C和4讨论光源105和光刻系统100的示例实现。
参考图2A，示出了光刻系统200的框图。系统200是系统100(图1A)的实现的示例。例如，在光刻系统200中，光源205被用作光源105(图1A)。光源205产生脉冲光束260，该脉冲光束260被提供给光刻曝光装置169。光源205可以是例如输出脉冲光束260(其可以是激光束)的准分子光源。当脉冲光束260进入光刻曝光装置169时，其被引导穿过投射光学系统175并且被投射到晶片170上。以这种方式，一个或多个微电子特征被图案化到晶片170上的光刻胶上，光刻胶然后在后续工艺步骤之前被显影和清洁，并且该过程重复。光刻系统200还包括控制系统250，在图2的示例中，控制系统250连接到光源205的组件以及光刻曝光装置169以控制该系统200的各种操作。控制系统250是图1A的控制系统250的实现的示例。
在图2A所示的示例中，光源205是包括主振荡器(MO)212的两级激光系统，该MO212向功率放大器(PA)230提供种子光束224。MO 212和PA 230可以被认为是光源205的子系统或作为光源205的一部分的系统。功率放大器230从主振荡器212接收种子光束224，并且放大种子光束224以生成在光刻曝光装置169中使用的光束260。例如，主振荡器212可以发射脉冲种子光束，该脉冲种子光束的种子脉冲能量约为每个脉冲1毫焦耳(mJ)，并且这些种子脉冲可以被功率放大器230放大到大约10至15mJ。
主振荡器212包括放电腔室240，放电腔室240具有两个细长电极217、作为气体混合物的增益介质219、和用于使气体在电极217之间循环的风扇。在放电腔室240的一侧的线变窄模块216与在放电腔室240的第二侧的输出耦合器218之间形成有谐振器。线变窄模块216可以包括诸如光栅等的衍射光学器件，该衍射光学器件精细地调谐放电腔室240的光谱输出。图2B和2C提供了关于线变窄模块216的附加细节。
图2B是包括线变窄模块216的一个或多个实例的光谱特征选择模块258的实现的示例的框图。光谱特征选择模块258耦合到在光源205中传播的光。在一些实现(诸如图2B所示)中，光谱特征选择模块258从主振荡器212的腔室214接收光，以使得能够对光谱特征(诸如主振荡器212内的波长和带宽)进行精细调谐。
光谱特征选择模块258可以包括诸如光谱特征控制模块254等控制模块，该控制模块包括固件和软件的任何组合形式的电子器件。控制模块254连接到一个或多个致动系统，诸如光谱特征致动系统255_a至255_n。致动系统255_a至255_n中的每个可以包括连接到光学系统257的相应光学特征256_1至256_n的一个或多个致动器。光学特征256_1至256_n被配置为调节所生成的光束260的特定特性，由此调节光束260的光谱特征。控制模块254从控制系统250接收控制信号，该控制信号包括用于操作或控制致动系统255_a至255_n中的一个或多个的特定命令。致动系统255_a至255_n可以被选择并且设计为一起工作，即，以串联方式，或者致动系统255_a至255_n可以被配置为单独工作。此外，每个致动系统255_a至255_n可以被优化以响应于特定类别的干扰。
每个光学特征256_1至256_n被光学耦合到由光源105产生的光束260。光学系统257可以被实现为诸如图2C所示的线变窄模块216C。线变窄模块包括诸如反射光栅291等色散光学元件和诸如棱镜292、293、294、295等折射光学元件来作为光学特征256_1至256_n。棱镜292、293、294、295中的一个或多个可以是可旋转的。这种线变窄模块的示例可以在于2009年10月23日提交的题为“SYSTEM METHOD AN APPARATUS FOR SELECTING ANDCONTROLLING LIGHT SOURCE BANDWIDTH”的美国申请第12/605,306号中找到('306申请)。在该'306申请中，描述了一种包括扩束器(包括一个或多个棱镜292、293、294、295)和诸如光栅291等色散元件的线变窄模块。在图2C中未示出针对可致动光学特征(诸如光栅291)以及棱镜292、293、294、295中的一个或多个的相应致动系统。
致动系统255_a至255_n的每个致动器是用于移动或控制光学系统257的相应光学特征256_1至256_n的机械设备。致动器从模块254接收能量，并且将该能量转换为被赋予光学系统257的光学特征256_1至256_n的某种运动。例如，在该'306申请中，描述了致动系统，诸如力装置(用于将力施加到光栅的区域)和用于旋转扩束器的一个或多个棱镜的旋转台。致动系统255_a至255_n可以包括例如电机(诸如步进电机)、阀、压力控制装置、压电装置、线性电机、液压致动器和/或音圈。
返回图2A，主振荡器212还包括：线中心分析模块220，其从输出耦合器218接收输出光束；和光束耦合光学系统222，其根据需要修改输出光束的大小或形状以形成种子光束224。线中心分析模块220是可以用于测量或监测种子光束224的波长的测量系统。线中心分析模块220可以放置在光源205中的其他位置，或者可以放置在光源205的输出处。
在放电腔室240中使用的气体混合物可以是适合于以应用所需要的波长和带宽来产生光束的任何气体。对于准分子源，气体混合物可以包含惰性气体(稀有气体)(诸如例如氩气或氪气；卤素，诸如例如氟气或氯气；以及除氦气和/或氖气之外的微量氙气)作为缓冲气体。气体混合物的具体示例包括发出波长约为193nm的光的氟化氩(ArF)、发出波长约为248nm的光的氟化氪(KrF)、或发出波长约为351nm的光的氯化氙(XeCl)。(气体混合物)通过向细长电极217施加电压，来在高压放电中，向准分子增益介质泵送短(例如，纳秒)电流脉冲。
功率放大器230包括光束耦合光学系统232，该光束耦合光学系统232从主振荡器212接收种子光束224并且引导光束通过放电腔室240并且到达光束转向光学元件248，该光束转向光学元件248修改或改变种子光束224的方向以便将其被发送回放电腔室240中。放电腔室240包括一对细长电极241、作为气体混合物的增益介质219、和用于使气体混合物在电极241之间循环的风扇。
输出光束260被引导通过带宽分析模块262，在该带宽分析模块262中，可以测量光束260的各种参数(诸如带宽或波长)。输出光束260也可以被引导通过光束制备系统263。光束制备系统263可以包括例如脉冲展宽器，在该脉冲展宽器中，输出光束260的每个脉冲在时间上被展宽，例如，在光学延迟单元中，以调节撞击光刻曝光装置169的光束的性能属性。光束制备系统263还可以包括能够作用在光束260上的其他组件，诸如例如反射和/或折射光学元件(诸如例如，镜头和镜子)、滤光片和光学孔径(包括自动快门)。
光刻系统200还包括控制系统250。在图2A所示的实现中，控制系统250连接到光源205的各个组件。例如，控制系统250可以通过向光源205发送一个或多个信号来控制光源205何时发出光脉冲或何时发出包括一个或多个光脉冲的光脉冲突发。控制系统250也连接到光刻曝光装置169。因此，控制系统250还可以控制光刻曝光装置169的各个方面。例如，控制系统250可以控制晶片170的曝光，并且因此可以用于控制如何在晶片170上打印电子特征。在一些实现中，控制系统250可以通过控制狭缝176在x-y平面(图1B)中的运动来控制对晶片170的扫描。此外，控制系统250可以与计量系统172和/或光学系统175交换数据。
光刻曝光装置169还可以包括例如温度控制设备(诸如空调设备和/或加热设备)和/或用于各种电气组件的电源。控制系统250也可以控制这些组件。在一些实现中，控制系统250被实现为包括一个以上的子控制系统，其中至少一个子控制系统(光刻控制器)专用于控制光刻曝光装置169的各方面。在这些实现中，代替或除了使用光刻控制器，控制系统250可以用于控制光刻曝光装置169的各方面。
控制系统250包括电子处理器251、电子存储装置252和I/O接口253。电子处理器251包括适合于执行诸如通用或专用微处理器等计算机程序的一个或多个处理器、以及任何类型的数字计算机中的任何一个或多个处理器。通常，电子处理器从只读存储器、随机存取存储器或这两者接收指令和数据。电子处理器251可以是任何类型的电子处理器。
电子存储装置252可以是诸如RAM等易失性存储器，或者是非易失性存储器。在一些实现中，电子存储装置252包括非易失性和易失性部分或组件。电子存储装置252可以存储在控制系统250的操作中、控制系统250的组件的操作中和/或由控制系统250所控制的系统的操作中使用的数据和信息。该信息可以存储在例如查找表或数据库中。例如，电子存储装置252可以存储指示在不同操作条件和性能情况下光束260的各种属性的值的数据。
此外，电子存储装置252可以存储指示在使用期间光束260的参数的各种配方或处理程序259。例如，电子存储装置252可以存储指示针对特定曝光通过过程的光束260中的每个脉冲的波长的配方。配方可以针对不同的曝光通过过程指示不同的波长。下面讨论的波长控制技术可以在逐脉冲的基础上应用。换言之，可以针对曝光通过过程中的每个单独脉冲来控制波长含量，以促进沿着z轴在期望的位置处形成空间图像。
电子存储装置252还可以存储指令(可能作为计算机程序)，该指令在被执行时引起处理器251与控制系统250、光学系统205和/或光刻曝光装置169中的组件通信。
I/O接口253是允许控制系统250接收来自于操作者、光学系统205、光刻曝光装置169、光学系统205和/或光刻曝光装置169内的任何组件或系统、和/或在另一电子设备上运行的自动处理的数据和信号和/或向其提供数据和信号的任何种类的电子接口。例如，I/O接口253可以包括视觉显示器、键盘和通信接口中的一种或多种。
光束260(和光束160)是脉冲光束，并且可以包括在时间上彼此分离的一个或多个脉冲突发。每个脉冲突发可以包括一个或多个光脉冲。在一些实现中，突发包括数百个脉冲，例如100-400个脉冲。图3A-3C提供了在光源205中产生脉冲和脉冲突发的概况。图3A示出了作为时间的函数的晶片曝光信号300的幅度，图3B示出了作为时间的函数的选通信号315的幅度，并且图3C示出了作为时间的函数的触发信号的幅度。
控制系统250可以被配置为将晶片曝光信号300发送到光源205以控制光源205产生光束260。在图3A所示的示例中，晶片曝光信号300在光源205产生光脉冲突发的时间段307内具有高值305(例如，1)。否则，当晶片170未被曝光时，晶片曝光信号300具有低值310(例如，0)。
参考图3B，光束260是脉冲光束，并且光束260包括脉冲突发。控制系统250还通过向光源205发送选通信号315来控制脉冲突发的持续时间和频率。选通信号315在脉冲突发期间具有高值320(例如，1)，而在连续突发之间的时间期间具有低值325(例如，0)。在所示示例中，选通信号315具有高值的持续时间也是突发316的持续时间。突发以突发间时间间隔在时间上分离。在突发间时间间隔期间，光刻曝光装置169可以对在晶片170上的下一管芯进行定位以进行曝光。
参考图3C，控制系统250还利用触发信号330来控制每个突发内的脉冲的重复率。触发信号330包括触发340，触发340之一被提供给光源205以引起光源205产生光脉冲。每当要产生脉冲时，控制系统250可以向光源205发送触发340。因此，可以通过触发信号330来设置由光源205产生的脉冲的重复率(两个连续脉冲之间的时间)。
如上所述，当通过向电极217施加电压来泵浦增益介质219时，增益介质219发出光。当以脉冲方式向电极217施加电压时，从介质219发出的光也被脉冲化。因此，脉冲光束260的重复率由向电极217施加电压的速率确定，其中每次施加电压都会产生光脉冲。光脉冲传播通过增益介质219，并且通过输出耦合器218离开腔室214。因此，通过向电极217周期性地重复地施加电压来产生脉冲序列。例如，触发信号330可以用于控制电压到电极217的施加和脉冲的重复率，对于大多数应用，该重复率可以在大约500Hz至6,000Hz之间变化。在一些实现中，重复率可以大于6,000Hz，并且可以例如为12,000Hz或更大。
来自控制系统250的信号还可以用于分别控制主振荡器212和功率放大器230内的电极217、241，以控制主振荡器212和功率放大器230的相应脉冲能量，并且因此控制光束260的能量。在提供给电极217的信号与提供给电极241的信号之间可能存在延迟。延迟量可能会影响光束260的属性，诸如脉冲光束260中的相干量。
脉冲光束260的平均输出功率可以在几十瓦特的范围内，例如，从大约50W到大约130W。输出处的光束260的辐照度(即，每单位面积的平均功率)的范围可以从60W/cm2到80W/cm2。
也参考图4，晶片170被光束260照射。光刻曝光装置169包括光学系统175(图1A和1B)。在图4的示例中，光学系统175(未示出)包括照射器系统429，该照射器系统429包括物镜布置432。物镜布置432包括投射透镜177(图1B)，并且使得能够将图像从掩模174传递到晶片170上的光刻胶。照射器系统429调节入射在掩模174上的光束260的角度范围。照射器系统429还可以跨掩模174使x-y平面上的光束260的强度分布均匀(一致)。
在一些实现中，可以提供浸没介质以覆盖晶片170。浸没介质可以是用于液体浸没光刻的液体(诸如水)。在其中光刻是干式系统的其他实现中，浸没介质可以是诸如干燥氮气、干燥空气或清洁空气等气体。在其他实现中，晶片170可以在压力受控环境(诸如真空或部分真空)内被曝光。
在曝光通过过程期间，光束260的N个脉冲照射晶片170的同一区域。N可以是大于1的任何整数。照射同一区域的光束110的脉冲数N可以被称为曝光窗口或曝光通过过程400。窗口400的尺寸可以由狭缝176控制。例如，狭缝176可以包括多个叶片，叶片可移动以使得叶片在一种构造中形成孔而在另一构造中闭合该孔。通过布置狭缝176的叶片以形成特定尺寸的孔，也可以控制窗口400的尺寸。
N个脉冲也确定曝光通过过程的照射剂量。照射剂量是在曝光通过过程期间传递到晶片的光能的量。因此，N个脉冲的属性(诸如每个脉冲中的光能)确定照射剂量。而且，并且如下面更详细地讨论的，N个脉冲也可以用于确定空间图像173a、173b中的每个中的光量。特别地，配方可以指定在N个脉冲中，一定数目的脉冲具有形成空间图像173a的第一主波长，并且一定数目的脉冲具有形成空间图像173b的第二主波长。
另外，狭缝176和/或掩模174可以在x-y平面中在扫描方向上移动，使得在给定时间或在特定曝光扫描(或曝光通过过程)期间仅晶片170的一部分被曝光。晶片170上被光束160曝光的区域的大小由叶片之间在非扫描方向上的距离以及在扫描方向上的扫描长度(距离)来确定。在一些实现中，N的值是几十个，例如10-100个脉冲。在其他实现中，N的值大于100个脉冲，例如100-500个脉冲。晶片170的曝光场479是晶片170的在光刻曝光装置169内的曝光狭缝或窗口的一次扫描中曝光的物理区域。
晶片平台171、掩模174和物镜布置432固定到相关联的致动系统，从而形成扫描布置。在扫描布置中，掩模174、物镜布置432和晶片170中的一个或多个(经由平台171)可以在x-y平面中相对于彼此移动。然而，除了晶片平台171、掩模174和物镜布置432之间的偶然相对操作运动，这些元件在曝光通过过程或曝光通过过程期间并未沿着z轴相对于彼此移动。
参考图5，示出了过程500的流程图。过程500是用于形成三维半导体组件或这样的组件的一部分的过程的示例。过程500可以使用光刻系统100或200来执行。过程500关于图2A所示的系统200来讨论。过程500还关于图6A-10B来讨论。
朝向掩模174引导光束260(510)。光束260是包括多个脉冲的脉冲光束，每个脉冲在时间上彼此分离，如图3C所示。图6A和6B示出了作为光束260的一部分的单个脉冲的光谱的示例。光束260中的其他脉冲可以具有不同的光谱。
参考图6A，示出了光脉冲600A的光谱601A。光脉冲600A在波长带内具有非零强度。波长带也可以称为脉冲600A的带宽。
图6A所示的信息是脉冲600A的瞬时光谱601A(或发射光谱)。光谱601A包含关于光束260的脉冲的光能或功率如何分布在不同的波长(或频率)上的信息。光谱601A以图表的形式描绘，其中光谱强度(不一定具有绝对校准)被绘制作为波长或光频率的函数。光谱601A可以被称为光束260的脉冲的光谱形状或强度光谱。脉冲600A具有主波长602A，在图6A的示例中，主波长602A是峰值强度。尽管对光束260的脉冲和由光束260的脉冲形成的空间图像的讨论是指脉冲的主波长，但是脉冲包括除主波长之外的波长，并且脉冲具有有限带宽，该有限带宽可以用度量来表征。例如，光谱601A的在光谱形状的最大峰值强度的分量(X)处的全宽度(称为FWXM)可以用于表征光束带宽。作为另一示例，包含积分光谱强度的分量(Y)的光谱宽度(称为EY)可以用于表征光束带宽。
脉冲600A被示出为可以在光束260中的脉冲的示例。当使用脉冲600A来曝光晶片120的一部分时，脉冲中的光形成空间图像。空间图像在z方向上的位置(图1C和4)由主波长602A的值确定。光束260中的各种脉冲可以具有不同的主波长。例如，为了在单次曝光通过过程期间生成两个空间图像，光束260的一些脉冲具有一个主波长(第一主波长)，而光束260的其他脉冲具有另一主波长(第二主波长)。第一主波长和第二主波长是不同的波长。第一主波长与第二主波长之间的波长差可以被称为光谱分离。光谱分离可以是例如200飞米(fm)至5皮米(pm)。尽管光束260中的各种脉冲的波长可以不同，但是脉冲的光谱的形状可以相同。
光源205可以在逐脉冲的基础上在第一主波长与第二主波长之间抖动或切换主波长，使得每个脉冲具有与在时间上紧接在该脉冲之前或之后的脉冲不同的主波长。在这些实现中，假定光束260中的所有脉冲具有相同的强度，则以这种方式分布第一主波长和第二主波长导致在z方向上在不同位置处具有相同强度的两个空间图像。
在一些实现中，脉冲的特定部分(例如，33％)具有第一主波长，而其余部分(在该示例中为67％)具有第二主波长。在这些实现中，假定光束260中的所有脉冲具有相同的强度，则形成具有不同强度的两个空间图像。由具有第一主波长的脉冲形成的空间图像的强度是由具有第二主波长的脉冲形成的空间图像的强度的大约一半。以这种方式，可以通过控制N个脉冲的具有第一主波长和第二主波长中的每个主波长的部分来控制提供给沿着z轴在晶片170中的特定位置的剂量。
可以在电子存储装置252上所存储的配方文件259中指定脉冲的需要对于曝光通过过程具有特定主波长的部分。配方259指定用于曝光通过过程的各种主波长的比率。配方259还可以指定其他曝光通过过程的比率，使得可以将不同的比率用于其他曝光通过过程并且可以在逐场的基础上调节或控制空间图像。
参考图6B，示出了脉冲600B的光谱601B。脉冲600B是光束260的脉冲的另一示例。脉冲600B的光谱601B具有与光谱601A不同的形状。特别地，光谱601B具有与脉冲600B的两个主波长602B_1和602B_2相对应的两个峰值。脉冲600B是光束260的一部分。当脉冲600B用于曝光晶片120的一部分时，脉冲中的光在晶片上在沿着z轴的不同位置处形成两个空间图像。空间图像的位置由主波长602B_1和602B_2的波长确定。
图6A和6B所示的脉冲可以由能够形成这样的脉冲的任何硬件形成。例如，诸如脉冲600A等脉冲的脉冲序列可以使用类似于图2C的线变窄模块216C的线变窄模块来形成。由光栅291衍射的光的波长取决于入射在光栅上的光的角度。用于改变与光栅291相互作用的光的入射角的机制可以与这样的线变窄模块一起使用，以产生具有用于曝光通过过程的N个脉冲的脉冲序列，其中N个脉冲中的至少一个的主波长与N个脉冲中的另一脉冲的主波长不同。例如，棱镜292、293、294、295之一可以被旋转以在逐脉冲的基础上改变入射在光栅291上的光的角度。在一些实现中，线变窄模块包括镜子或反射镜，该镜子或反射镜在光束260的路径中并且可移动以改变入射在光栅291上的光的角度。例如，这样的实现的示例在于2001年2月20日发布的题为“NARROW BAND LASER WITH FINE WAVELENGTH CONTROL”的美国专利第6,192,064号中有讨论。
诸如脉冲600B(图6B)等脉冲也可以使用类似于图2C的线变窄模块216C的线变窄模块来形成。例如，诸如声光调制器等受激光学元件可以在光束260的路径中放置在线变窄模块216C中。声光调制器以取决于用于激发调制器的声波的频率的角度来偏转入射光。声调制器包括允许声波传播的材料(诸如玻璃或石英)以及耦合到该材料的换能器。换能器响应于激励信号而振动，并且该振动在材料中产生声波。声波形成膨胀的移动平面和压缩的移动平面，该移动平面能够改变材料的折射率。结果，声波充当衍射光栅，使得入射光被衍射并且同时以几个不同角度离开材料。来自两个或更多个阶的光可以被允许到达光栅291，并且各种衍射阶中的每个衍射阶的光在光栅291上具有不同的入射角。以这种方式，可以形成包括两个或更多个主波长的单个脉冲。例如，包括声光调制器的线变窄模块的示例在于2006年12月26日发布的题为“LASER OUTPUT BEAM WAVEFRONT SPLITTER FOR BANDWIDTHSPECTRUM CONTROL”的美国专利7,154,928中有讨论。
在单次曝光通过过程期间使光脉冲的集合朝向晶片170穿过掩模174(520)。如上所述，在曝光通过过程期间，可以向晶片170提供N个光脉冲。N个光脉冲可以是光束260中的连续光脉冲。晶片170的曝光部分看到N个脉冲中的每个脉冲的在曝光通过过程中的平均光谱。因此，如果N个脉冲的一部分具有第一主波长，而其余N个脉冲具有第二主波长，则晶片170处的平均光谱将是包括第一主波长处的峰值和第二主波长处的峰值的光谱。类似地，如果N个脉冲中的各个脉冲中的所有脉冲或某些脉冲具有一个以上的主波长，则这些主波长可以在平均光谱中形成峰值。图7示出了晶片170处的平均光谱701的示例。平均光谱701包括第一主波长702_1和第二主波长702_2。在图7的示例中，第一主波长702_1和第二主波长702_2以大约500fm的光谱分离703被分隔，但是也可以考虑其他组合。光谱分离703使得第一主波长702_1和第二主波长702_2是不同的，并且平均光谱701包括在波长702_1与702_2之间几乎没有强度的光谱区域704。
基于平均光谱来在晶片170处形成两个或更多个空间图像，例如，基于第一主波长的第一图像和基于第二主波长的第二图像(530)。继续平均光谱701的示例并且还参考图8A，基于N个脉冲来在单次曝光通过过程中形成两个空间图像873a和873b。N个脉冲包括具有第一主波长702_1的脉冲和具有第二主波长702_2的脉冲。具有第一主波长702_1的脉冲形成第一空间图像873a，并且具有第二主波长702_2的脉冲形成第二空间图像873b。空间图像873a形成在第一平面878a处，并且空间图像873b形成在第二平面878b处。平面878a和878b垂直于光束260在晶片170处的传播方向。平面878a和878b沿着z方向以分离距离879被分离。
对于具有单个主波长的平均光谱，分离距离879大于光刻装置169的焦点深度。针对剂量值(提供给晶片的光能的量)，焦点深度可以被定义为沿着z方向的焦点范围，在该范围内，该剂量提供的特征尺寸在应用于晶片170的过程的特征尺寸的可接受范围内。过程500能够通过在单次曝光通过过程期间在晶片170处提供一个以上的不同的空间图像来增加光刻曝光装置169的焦点深度。这是因为，多个空间图像均能够以在特征尺寸的可接受范围内的特征，在z方向上的不同位置处曝光晶片。换言之，过程500能够在单次曝光通过过程期间向光刻曝光装置169提供更大的焦点深度范围。如上所述，光刻曝光装置169的操作者可以通过配方文件259控制曝光过程的各种参数。在一些实现中，光刻曝光装置169的操作者可以从诸如从ASML公司的Brion可获取的速子源掩码优化(SMO)等模拟程序接收信息，并且该信息可以用于对配方文件259的参数进行编程或以其他方式指定配方文件259的参数。例如，光刻曝光装置169的操作者可以知道即将到来的批次将不需要像先前曝光的批次那样大的焦点深度。在该示例中，操作者可以向模拟程序指定焦点深度和剂量变化，并且模拟程序返回光谱分离703的值以实现期望参数。然后，操作者可以通过经由I/O接口253对配方文件259进行编程来为即将到来的批次指定光谱分离703的值。在一些实现中，操作者可以使用模拟来确定针对特定曝光通过过程是否需要更大的焦点深度(诸如通过在不同平面处用多个空间图像来曝光晶片170是可能的)。在不需要更大的焦点深度来形成半导体组件的特定部分的情况下，配方文件259可以被构造为使得例如用于形成半导体组件的特定部分的曝光通过过程具有包括单个主波长的平均光谱。
此外，操作者和/或模拟器可以接收关于由计量系统172测量的或另一传感器测量的所形成的三维组件的信息。例如，计量系统172可以提供与所形成的3D半导体组件的侧壁角有关的数据，并且该数据可以用于对配方文件259中的参数进行编程以用于后续曝光通过过程。
图8B示出了在平面878a处的在x-y平面中的空间图像873a(看向图8A中的页面)。空间图像873a和873b通常是在x-y平面中形成的二维强度图案。强度图案的属性取决于掩模174的特性。第一平面878a和第二平面878b是晶片170的部分。如图8B所示，第一平面878a可以只是整个晶片170的小部分。
分离距离879的值取决于光谱分离703和光学系统275的属性。例如，分离距离879的值可以取决于透镜和光学系统275中的其他光学元件的焦距、像差和其他属性。对于具有色差C的扫描仪镜头，分离距离879可以从等式1确定：
ΔD＝C*Δλ 等式(1)，
其中ΔD是以纳米(nm)为单位的分离距离879，C是色差(被定义为焦平面针对波长变化而在传播方向上移动的距离)，Δλ是以皮米为单位的光谱分离873。分离距离875可以是例如5000nm(5μm)，并且光谱分离873可以是大约200-300fm。
此外，由于制造和安装过程的变化和/或最终用户进行的修改，对于某些类型的曝光装置169的特定情况，可能需要不同的主波长来实现期望的分离距离879。如上所述，配方或过程控制程序259可以存储在控制系统250的电子存储装置252上。可以对配方259进行修改或编程以针对特定的曝光装置或某种曝光装置进行定制。可以在制造光刻系统200时对配方259进行编程，和/或可以由例如熟悉系统200的性能的最终用户或其他操作者经由例如I/O接口253对配方259进行编程。
配方259还可以针对用于曝光晶片170的不同区域的不同曝光通过过程指定不同的分离距离879。另外地或替代地，配方259可以在每批次或每层的基础上或者在每晶片的基础上指定分离距离879。批次或层是一组晶片，这些晶片由相同的曝光装置在相同的标称条件下处理。配方259还允许指定与空间图像873a、873b有关的其他参数，诸如由每个图像提供的剂量。例如，配方259可以指定N个脉冲中的具有第一主波长702_1的脉冲数与具有第二主波长702_2的脉冲数之比。这些其他参数也可以基于在每场、每批次(或每层)和/或每晶片的基础上来指定。
此外，配方259可以规定一些层不使用第一主波长702_1和第二主波长702_2进行曝光，而是使用具有包括单个主波长的光谱的脉冲进行曝光。例如，当要形成平面半导体组件而不是三维半导体组件时，可以使用这样的光谱。I/O接口253允许最终用户和/或制造商编程或创建配方以指定主波长数，包括其中例如针对特定层或批次使用单个主波长的方案。
另外，尽管以上示例讨论了具有两个主波长的平均光谱701，但在其他示例中，平均光谱701可以具有两个以上的主波长(例如，三个、四个或五个主波长)，每个主波长通过光谱分离和诸如区域704等区域与最接近的其他主波长分离。I/O接口253允许最终用户和/或制造商对配方进行编程或创建配方以指定这些参数。
形成三维(3D)半导体组件(540)。图9A示出了3D半导体组件995的示例的截面图。图9B示出了在第一平面878a处在x-y平面中的晶片170和组件995。3D半导体组件995可以是完整组件或较大组件的一部分。3D半导体组件995可以是具有并非全部形成在晶片170中的一个z位置处的特征的任何类型的半导体组件。例如，3D半导体组件可以是包括沿着z轴延伸的凹部或开口的器件。3D半导体组件可以用于任何类型的电子应用。例如，3D半导体组件可以是3D NAND闪存组件的全部或一部分。3D NAND闪存是其中存储器单元沿着z轴分层堆叠的存储器。
在图9A的示例中，3D半导体组件995包括在外围999中形成的凹部996。凹部996包括底部997和侧壁998，侧壁998通常沿着z轴在外围999与底部997之间延伸。通过用在第二空间图像873b(图8A)中的光在平面878b处对光刻胶进行曝光来形成底部997。外围999上的特征使用第一空间图像873a(图8A)中的光来形成。
与其他过程相比，使用过程500还可能导致侧壁角992等于90°或更接近90°。侧壁角992是底部997与侧壁998之间的角度。如果侧壁998在x-z平面中延伸并且底部在x-y平面中延伸，则侧壁角992为90°并且在该示例中可以被认为是垂直的。垂直的侧壁角是理想的，因为例如这样的侧壁在3D半导体组件中实现了更加明确限定的特征。由于第一空间图像873a和第二空间图像873b(分别为第一平面878a和第二平面878b)的位置是在晶片170的不同部分中的单独图像，因此过程500实现了等于或接近90°的侧壁角992。在单次曝光通过过程中形成单独的空间图像可以改善每个图像的质量，从而与由质量较低的单个空间图像形成的特征相比，可以得到更加垂直定向的更加明确限定的特征。
图10A和10B是与过程500有关的模拟数据的示例。图10A示出了空间图像强度与沿着y轴的掩模位置(图9A)的关系的三个曲线图1001、1002、1003。曲线图1001、1002、1003中的每个表示一个空间图像的强度与掩模位置的关系。在图10A中，曲线图1001表示在单次曝光通过过程期间形成两个空间图像的平均光谱的模拟，诸如以上关于图5讨论的。曲线图1002表示晶片平台根据ASML的EFESE技术而倾斜的情况的模拟，其是增加焦点深度以促进在晶片上的三维特征(诸如通孔和孔)的打印的过程。在EFESE技术中，将晶片平台倾斜一定角度以在曝光晶片的同时通过焦点对空间图像进行扫描。EFESE技术通常导致更大的焦点深度。在图10A中，仅曲线图1002表示使用EFESE技术模拟的数据。如图110A所示的其余数据没有采用EFESE技术。曲线图1003表示来自基于剂量的最佳焦点的模拟的数据。
作为图10A所示的掩模位置的函数的空间图像强度示出了，在单次曝光通过过程中形成两个或更多个空间图像可以产生与倾斜晶片平台相似的对比度。更大的对比度表明，沿着z轴(图8A)在不同位置的三维特征更有可能被正确地形成。
图10B示出了对于三个不同的空间图像的作为焦点位置的函数的临界尺寸的三个曲线图1004、1005、1006，其中每个空间图像在曝光通过过程上被平均。在图10B中，曲线图1004表示来自其中没有应用EFESE技术并且形成了单个空间图像的模拟的数据。曲线图1005代表来自其中应用了EFESE技术的模拟的数据。如图所示，与非EFESE模拟相比，EFESE技术增加了焦点深度，因为对于距零焦点更远的距离而言，临界尺寸值保持相同。曲线图1006表示来自其中在单次曝光通过过程中生成两个空间图像并且未采用EFESE技术的模拟的数据。使用多个空间图像进行的非EFESE模拟的焦点深度与EFESE技术相比相当或更好。因此，过程500可以用于在单次曝光通过过程中实现更大的焦点深度，而不依赖于诸如EFESE等技术。
可以使用以下条款进一步描述实施例：
1.一种使用光刻系统形成三维半导体组件的方法，所述方法包括：
沿着传播方向朝向掩模引导脉冲光束，所述脉冲光束包括多个光脉冲；
在单次曝光通过过程期间使所述光束中的光脉冲的集合朝向晶片穿过所述掩模；
在所述单次曝光通过过程期间基于所述脉冲的集合中的穿过所述掩模的光脉冲来在所述晶片上生成至少第一空间图像和第二空间图像，所述第一空间图像在所述晶片上的第一平面处并且所述第二空间图像在所述晶片上的第二平面处，所述第一平面和所述第二平面沿着所述传播方向以分离距离彼此分离；以及
基于所述第一空间图像中的光与所述晶片的第一部分中的材料之间的相互作用和所述第二空间图像中的光与所述晶片的第二部分中的材料之间的相互作用，来在光刻胶中对所述三维半导体组件进行图案化，其中
所述脉冲的集合中的至少一个脉冲具有第一主波长并且所述脉冲的集合中的至少一个其他脉冲具有与所述第一主波长不同的第二主波长，使得脉冲的第一集合的光谱和脉冲的第二集合的光谱在光谱上是不同的并且所述分离距离基于所述第一主波长与所述第二主波长之差。
2.根据条款1所述的方法，其中在所述单次曝光通过过程期间，所述脉冲的集合中的穿过所述掩模的至少一个脉冲包括光一个以上的主波长。
3.根据条款2所述的方法，其中每个主波长以200飞米(fm)至500皮米(pm)的光谱分离与最近的其他主波长分离。
4.根据条款1所述的方法，其中所述第一空间图像与所述第二空间图像之间的所述分离距离在所述单次曝光通过过程期间改变。
5.根据条款1所述的方法，其中所述单次曝光通过过程是第一曝光通过过程，并且所述方法还包括：在第二曝光通过过程期间并且在所述第一曝光通过过程完成之后，使所述光束中的光脉冲的第二集合朝向所述晶片穿过所述掩模，并且其中所述第一空间图像与所述第二空间图像之间的所述分离距离在所述第一曝光通过过程和所述第二曝光通过过程期间不同。
6.根据条款1所述的方法，其中所述第一空间图像与所述第二空间图像之间的所述分离距离是在所述单次曝光通过过程之前设置的，并且所述分离距离在所述单次曝光通过过程期间不改变。
7.根据条款6所述的方法，其中所述第一空间图像与所述第二空间图像之间的所述分离距离被设置以适应所述光刻系统的一个或多个特征。
8.根据条款1所述的方法，其中所述脉冲的集合包括第一组光脉冲和第二组光脉冲，所述第一组光脉冲中的每个脉冲具有所述第一主波长，所述第二组光脉冲中的每个脉冲具有所述第二主波长，并且所述方法还包括：
控制所述第一组脉冲的属性，从而控制所述第一空间图像中的光量；以及
控制所述第二组脉冲的属性，从而控制所述第二空间图像中的光量。
9.根据条款8所述的方法，其中所述第一组的所述属性包括所述第一组中的脉冲计数，并且所述第二组的所述属性包括所述第二组中的脉冲计数。
10.根据条款9所述的方法，其中控制所述第一组中的所述脉冲计数包括：在所述单次曝光通过过程开始之前，确定要包括在所述第一组脉冲中的第一脉冲数，以及控制所述第二组脉冲中的所述脉冲计数包括：在所述单次曝光通过过程之前，确定要包括在所述第二组脉冲中的第二脉冲数。
11.根据条款10所述的方法，其中确定所述第一脉冲数和所述第二脉冲数包括以下中的一项或多项：(a)从操作者接收输入；以及(b)访问与所述光刻系统相关联的预定义设置。
12.根据条款8所述的方法，其中所述第一组脉冲的所述属性包括所述第一组中的每个脉冲的强度，并且所述第二组脉冲的所述属性包括所述第二组中的每个脉冲的强度。
13.根据条款1所述的方法，其中所述晶片上的所述第一平面和所述晶片上的所述第二平面是基本垂直于所述传播方向的平面。
14.根据条款9所述的方法，其中所述第一组脉冲和所述第二组脉冲包括在所述单次曝光通过过程中穿过所述掩模的所有脉冲。
15.根据条款1所述的方法，其中
在所述第一平面处形成有所述三维半导体的第一特征，
在所述第二平面处形成有所述三维半导体的第二特征，以及
所述第一特征和所述第二特征通过基本平行于所述传播方向延伸的侧壁彼此移位。
16.根据条款1所述的方法，其中所述三维半导体组件包括三维NAND闪存组件。
17.根据条款1所述的方法，其中所述第一平面对应于第一焦平面并且所述第二平面对应于第二焦平面，并且所述第一平面与所述第二平面之间的所述分离距离基于穿过所述掩模的光脉冲中的一个或多个波长之差或所述脉冲的集合中的离散脉冲之间的波长之差。
18.一种光刻系统，包括：
光源；
光刻扫描仪装置，包括：
掩模，被定位为与来自所述光源的脉冲光束相互作用，以及晶片保持器；以及
控制系统，耦合到所述光源，所述控制系统被配置为在单次曝光通过过程期间引起所述光源朝向所述光刻扫描仪装置发射所述脉冲光束，使得在所述单次曝光通过过程期间，基于光脉冲的集合中的沿着传播方向穿过所述掩模的光脉冲，在被接纳在所述晶片保持器处的晶片上形成至少第一空间图像和第二空间图像，所述第一空间图像在所述晶片上的第一平面处并且所述第二空间图像在所述晶片上的第二平面处，所述第一平面和所述第二平面沿着所述传播方向以分离距离彼此分离，并且基于所述第一空间图像中的光与所述晶片的第一部分中的材料之间的相互作用和所述第二空间图像中的光与所述晶片的第二部分中的材料之间的相互作用，形成三维半导体组件，其中
所述脉冲的集合中的至少一个脉冲具有第一主波长，
所述脉冲的集合中的至少一个其他脉冲具有与所述第一主波长不同的第二主波长，使得脉冲的第一集合的光谱和脉冲的第二集合的光谱在光谱上是不同的，以及
所述分离距离基于所述第一主波长与所述第二主波长之差。
19.根据条款18所述的光刻系统，其中所述控制系统包括计算机可读存储介质、耦合到所述计算机可读存储介质的一个或多个电子处理器、和输入/输出接口，并且与所述光刻系统有关的配方被存储在所述计算机可读存储介质上。
20.根据条款19所述的光刻系统，其中所述配方指定所述分离距离。
21.根据条款20所述的光刻系统，其中所述配方在每晶片或每批次的基础上指定所述分离距离。
22.根据条款18所述的光刻系统，其中所述光源包括氟化氪(KrF)增益介质或氟化氩(ArF)增益介质。
其他实现也在权利要求的范围内。

Claims (22)

1.一种使用光刻系统形成三维半导体组件的方法，所述方法包括：
沿着传播方向朝向掩模引导脉冲光束，所述脉冲光束包括多个光脉冲；
在单次曝光通过过程期间使所述光束中的光脉冲的集合朝向晶片穿过所述掩模；
在所述单次曝光通过过程期间，基于所述光脉冲的集合中的穿过所述掩模的光脉冲来在所述晶片上生成至少第一空间图像和第二空间图像，所述第一空间图像在所述晶片上的第一平面处并且所述第二空间图像在所述晶片上的第二平面处，所述第一平面和所述第二平面沿着所述传播方向以分离距离彼此分离；以及
基于所述第一空间图像中的光与所述晶片的第一部分中的材料之间的相互作用和所述第二空间图像中的光与所述晶片的第二部分中的材料之间的相互作用，来在光刻胶中对所述三维半导体组件进行图案化，其中
所述光脉冲的集合中的至少一个脉冲具有第一主波长并且所述光脉冲的集合中的至少一个其他脉冲具有与所述第一主波长不同的第二主波长，使得光脉冲的第一集合的光谱和光脉冲的第二集合的光谱在光谱上是不同的并且所述分离距离基于所述第一主波长与所述第二主波长之差。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述单次曝光通过过程期间，所述光脉冲的集合中的穿过所述掩模的至少一个脉冲包括光的一个以上的主波长。
3.根据权利要求2所述的方法，其中每个主波长以200飞米(fm)至500皮米(pm)的光谱分离与最近的其他主波长分离。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一空间图像与所述第二空间图像之间的所述分离距离在所述单次曝光通过过程期间改变。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述单次曝光通过过程是第一曝光通过过程，并且所述方法还包括：在第二曝光通过过程期间并且在所述第一曝光通过过程完成之后，使所述光束中的光脉冲的第二集合朝向所述晶片穿过所述掩模，并且其中所述第一空间图像与所述第二空间图像之间的所述分离距离在所述第一曝光通过过程和所述第二曝光通过过程期间不同。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一空间图像与所述第二空间图像之间的所述分离距离是在所述单次曝光通过过程之前设置的，并且所述分离距离在所述单次曝光通过过程期间不改变。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一空间图像与所述第二空间图像之间的所述分离距离被设置以适应所述光刻系统的一个或多个特征。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述光脉冲的集合包括第一组光脉冲和第二组光脉冲，所述第一组光脉冲中的每个脉冲具有所述第一主波长，所述第二组光脉冲中的每个脉冲具有所述第二主波长，并且所述方法还包括：
控制所述第一组光脉冲的属性，从而控制所述第一空间图像中的光量；以及
控制所述第二组光脉冲的属性，从而控制所述第二空间图像中的光量。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一组光脉冲的所述属性包括所述第一组光脉冲中的脉冲计数，并且所述第二组光脉冲的所述属性包括所述第二组光脉冲中的脉冲计数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中
控制所述第一组光脉冲中的所述脉冲计数包括：在所述单次曝光通过过程开始之前，确定要包括在所述第一组光脉冲中的第一脉冲数，以及
控制所述第二组光脉冲中的所述脉冲计数包括：在所述单次曝光通过过程之前，确定要包括在所述第二组光脉冲中的第二脉冲数。
11.根据权利要求10所述的方法，其中确定所述第一脉冲数和所述第二脉冲数包括以下中的一项或多项：(a)从操作者接收输入；以及(b)访问与所述光刻系统相关联的预定义设置。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一组光脉冲的所述属性包括所述第一组光脉冲中的每个脉冲的强度，并且所述第二组光脉冲的所述属性包括所述第二组光脉冲中的每个脉冲的强度。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述晶片上的所述第一平面和所述晶片上的所述第二平面是基本垂直于所述传播方向的平面。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一组光脉冲和所述第二组光脉冲包括在所述单次曝光通过过程中穿过所述掩模的所有脉冲。
15.根据权利要求1所述的方法，其中
在所述第一平面处形成有所述三维半导体的第一特征，
在所述第二平面处形成有所述三维半导体的第二特征，以及
所述第一特征和所述第二特征通过基本平行于所述传播方向延伸的侧壁彼此移位。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述三维半导体组件包括三维NAND闪存组件。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一平面对应于第一焦平面并且所述第二平面对应于第二焦平面，并且所述第一平面与所述第二平面之间的所述分离距离基于穿过所述掩模的光脉冲中的一个或多个波长之差或所述光脉冲的集合中的离散脉冲之间的波长之差。
18.一种光刻系统，包括：
光源；
光刻扫描仪装置，包括：
掩模，被定位为与来自所述光源的脉冲光束相互作用，以及
晶片保持器；以及
控制系统，耦合到所述光源，所述控制系统被配置为在单次曝光通过过程期间引起所述光源朝向所述光刻扫描仪装置发射所述脉冲光束，使得在所述单次曝光通过过程期间，基于光脉冲的集合中的沿着传播方向穿过所述掩模的光脉冲，在被接纳在所述晶片保持器处的晶片上形成至少第一空间图像和第二空间图像，所述第一空间图像在所述晶片上的第一平面处并且所述第二空间图像在所述晶片上的第二平面处，所述第一平面和所述第二平面沿着所述传播方向以分离距离彼此分离，并且基于所述第一空间图像中的光与所述晶片的第一部分中的材料之间的相互作用和所述第二空间图像中的光与所述晶片的第二部分中的材料之间的相互作用，形成三维半导体组件，其中
所述光脉冲的集合中的至少一个脉冲具有第一主波长，
所述光脉冲的集合中的至少一个其他脉冲具有与所述第一主波长不同的第二主波长，使得光脉冲的第一集合的光谱和光脉冲的第二集合的光谱在光谱上是不同的，以及
所述分离距离基于所述第一主波长与所述第二主波长之差。
19.根据权利要求18所述的光刻系统，其中所述控制系统包括计算机可读存储介质、耦合到所述计算机可读存储介质的一个或多个电子处理器、和输入/输出接口，并且与所述光刻系统有关的配方被存储在所述计算机可读存储介质上。
20.根据权利要求19所述的光刻系统，其中所述配方指定所述分离距离。
21.根据权利要求20所述的光刻系统，其中所述配方在每晶片或每批次的基础上指定所述分离距离。
22.根据权利要求18所述的光刻系统，其中所述光源包括氟化氪(KrF)增益介质或氟化氩(ArF)增益介质。
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