CN116931382A - Euv光刻系统及其方法和实施光刻的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了用于光刻系统的方法，光刻系统包括向热管理控制器提供反馈的一个或多个热传感器。热管理控制器向诸如热交换器和气体喷口的热调节组件提供指令，以提供光刻系统中使用的中间掩模的冷却。本申请的实施例还涉及EUV光刻系统及其方法和实施光刻的方法。

Description

EUV光刻系统及其方法和实施光刻的方法
技术领域
本申请的实施例涉及EUV光刻系统及其方法和实施光刻的方法。
背景技术
半导体集成电路(IC)工业经历了指数级增长。IC材料和设计中的技术进步已经产生了多代IC，其中每一代都具有比上一代更小且更复杂的电路。在IC发展的过程中，功能密度(即，每芯片区的互连器件的数量)普遍增大，而几何尺寸(即，可以使用制造工艺创建的最小组件(或线))已经减小。这种按比例缩小的工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处。这种缩小也增大了处理和制造IC的复杂性。
为了实现这些进步，IC处理和制造需要类似的发展。例如，实施更高分辨率光刻工艺的需求增长。一种光刻技术是极紫外(EUV)光刻。EUV光刻采用使用极紫外区域中的光的扫描仪，具有约1-100nm的波长。EUV扫描仪使用反射光学系统而不是折射光学系统，即，反射镜代替透镜。但是，虽然现有的光刻技术通常足以满足其预期目的，但是它们并不是在每个方面都完全令人满意。
发明内容
本申请的一些实施例提供了一种用于极紫外(EUV)光刻的方法，所述方法包括：在光刻工艺期间收集与中间掩模相关的热数据；以及使用所述热数据来确定热管理动作，其中，所述热管理动作包括向热调节组件提供指令以冷却中间掩模。
本申请的另一些实施例提供了一种实施光刻的方法，其中，所述方法包括：向光刻工具的掩模架提供掩模；向所述光刻工具的晶圆台提供目标衬底；从所述光刻工具的源传送辐射束，其中，传送的辐射束从所述掩模反射回来；向所述目标衬底提供反射的辐射束；以及在传送所述辐射束期间，实施热控制管理，其中，所述热控制管理包括：接收与所述掩模架相关的温度，接收与所述掩模相关的温度，基于接收的温度修改热调节组件的输出。
本申请的又一些实施例提供了一种极紫外(EUV)光刻系统，包括：中间掩模架；温度传感器；第一热调节组件，位于所述中间掩模架中，其中，所述第一热调节组件可操作以降低所述中间掩模架中的中间掩模的温度；第二热调节组件，与所述中间掩模架间隔开距离，其中，所述第二热调节组件可操作以提供邻近所述中间掩模架中的中间掩模的气流；以及控制模块，耦合至所述温度传感器、所述第一热调节组件和所述第二热调节组件。
附图说明
当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
图1是根据一些实施例构造的具有热控制模块的光刻系统的实施例的框图。
图2A是根据一些实施例制造的EUV掩模的示意图；图2B和图2C是根据一些实施例的EUV掩模与光刻工艺的环境条件相互作用的示意图。
图3是根据本发明的一些理论在光刻环境中的分子结构和发生的相互作用的图示。
图4是根据本发明的一些实施方式的具有热控制模块的光刻系统的实施例的框图。
图5、图6、图7A、图8A和图9是根据本发明的一些方面实现热控制管理的部件的不同实施例的示意图。
图7B和图7C是可以在本发明的各个方面中使用的示例性设计数据的示意图示。
图8B是在本发明的各个方面中实现的示例性热分布的示意图示。
图10是根据本发明的一些方面的EUV光刻系统的实施例的示意图。
图11A、图11B、图11C和图11D是根据本发明的一些方面的EUV光刻系统的中间掩模微环境部分的实施例的示意图。
图12是根据本发明的一些方面的开发热控制计划的方法的实施例的流程图。
图13是根据本发明的各个方面实施包括热管理的光刻工艺的实施例的流程图。
具体实施方式
以下公开内容提供了许多用于实现不同特征的不同实施例或实例。可以在本文描述的各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。此外，下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，在本发明中，在另一部件上形成部件、形成连接至和/或耦接至另一部件的部件可以包括部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括可以形成介于部件之间的额外部件从而使得部件可以不直接接触的实施例。
此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。此外，在以下本发明中，在另一部件上形成部件、形成连接至和/或耦接至另一部件的部件可以包括部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括可以形成介于部件之间的额外部件从而使得部件可以不直接接触的实施例。此外，使用例如“下部”、“上部”、“水平”、“垂直”、“在…之上”、“在…上方”、“在…下方”、“在…之下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等空间相对术语以及它们的衍生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)以易于理解本发明的一个部件与另一部件的关系。空间相对术语旨在涵盖包括部件的器件的不同方位。此外，当用“约”、“大约”等描述数值或数值范围时，该术语旨在涵盖在包括数值的合理范围内的数值，诸如在数值的+/-10％内或本领域技术人员所理解的其他值。例如，术语“约5nm”涵盖从4.5nm至5.5nm的尺寸范围。
本发明包括关于与EUV控制系统集成的极紫外(EUV)光刻装置和通过热管理实施用于增强性能的方法的实施例，EUV控制系统设计为监控、分析和/或控制EUV光刻装置。本发明也包括方法，该方法使用控制系统来监控热条件并且主动调整和控制EUV光刻装置的各个方面，从而使得当EUV光刻装置用于集成电路(IC)制造时，在一些实施方式中改进光刻工艺。具体地，方法和EUV控制系统与用于在先进技术节点中图案化IC结构的EUV光刻装置相关。根据各个实施例，IC结构可以包括场效应晶体管(FET)、鳍式FET(FinFET)或多栅极器件，诸如全环栅(GAA)器件。
但是，虽然本发明提供了实现EUV光刻的示例性系统和方法，但是应该理解，利用其它波长和其它处理步骤的光刻可以受益于本发明的各个方面。因此，本发明包括其它系统(包括其它光刻系统)的热管理。
图1是根据一些实施例构造的光刻系统10的框图。光刻系统10也可以统称为扫描仪，其可操作以用相应的辐射源和曝光模式实施光刻曝光工艺。在实施例中，光刻系统10是设计为通过EUV光曝光目标抗蚀剂层的极紫外(EUV)光刻系统，其中抗蚀剂层是对EUV光敏感的合适材料。
在实施例中，光刻系统10包括生成EUV辐射18的EUV源14(或简称为源14)。在一些实施方式中，辐射源14采用激光产生等离子体(LPP)机制来生成等离子体，并且进一步从等离子体生成EUV光。例如，辐射源14可以包括一个或多个激光器，诸如脉冲二氧化碳激光器，以生成激光束。在一些实施方式中，激光源包括两个激光器件，一个用于在目标材料或液滴上生成预脉冲撞击，而另一个用于在目标材料上生成主脉冲撞击。激光器还可以包括一个或多个激光放大器，以进一步放大激光束的功率。在实施方式中，激光束定向穿过与收集器(也称为EUV收集器)集成的透明窗口。收集器设计有适当的涂覆材料和形状，用作用于EUV收集、反射和聚焦的反射镜。在一些实施例中，收集器的涂覆材料类似于诸如下面讨论的EUV掩模的反射多层。
如上面所介绍，在实施方式中，激光束用于加热目标材料或液滴，从而生成高温等离子体，高温等离子体进一步产生EUV辐射(或EUV光)18。在实施例中，目标材料是锡(Sn)。收集器反射并且聚焦EUV辐射18，用于光刻曝光工艺，包括下面参考系统10讨论的那些。
所生成的EUV辐射18在到达目标衬底之前通过一系列称为光学系统链的光学系统来处理。如本文所使用，术语“光学系统”意味着广义解释为包括但不一定限于对入射光反射和/或透射和/或操作的一个或多个组件，并且包括但不限于一个或多个透镜、窗口、滤光器、光楔、棱镜、棱栅、分级器、传输光纤、标准具、扩散器、均化器、检测器和其它仪器组件、光阑、轴棱锥和反射镜(包括多层反射镜、近垂直入射反射镜、掠入射反射镜、镜面反射镜、漫反射镜)和它们的组合。此外，除非另有说明，如本文使用的术语“光学系统”并不意味着局限于仅仅在一个或多个具体波长范围内(诸如在EUV中)操作的组件。但是，为了便于解释，本文讨论了针对EUV波长的系统10的实施例。作为光学系统链的一部分，系统10包括照明器20。在针对EUV光刻的各个实施例中，照明器20包括反射光学系统，诸如单个反射镜或具有多个反射镜的反射镜系统，以将来自辐射源14的辐射18导向掩模12。照明器20可以包括场分面(FF)反射镜和光瞳分面(PF)反射镜。分面反射镜是可以用于生成辐射18(由EUV源14生成)的均化的光学元件。
在通过照明器20之后，辐射18提供为使得其入射至掩模12的暴露表面。在本发明中，术语掩模、光掩模和中间掩模用于旨在提供图案化入射辐射18的结构12。
光刻系统10包括配置为保持、固定和定位掩模12的掩模架16(也称为台或卡盘)。在一些实施例中，掩模台16包括静电卡盘(e卡盘)以固定掩模12。因此，可以使用e夹具来将掩模12固定至掩模台16。在一些实施例中，掩模台16包括用于固定掩模12的一个或多个夹具。在实施例中，掩模台16包括一个或多个热调节组件16A，以向掩模台16、由掩模台16保持的掩模12和/或周围环境提供冷却或降温。热调节组件16A可以可操作地耦合至下面讨论的热控制系统30。热调节组件16A可以包括热交换器、冷却剂(气体或液体)、固体冷却模块、热管道模块和/或其它热管理组件。在实施例中，热调节组件16A包括冷却剂。在实施例中，热调节组件16A在没有冷却剂的情况下操作。热调节组件16A可以提供为降低掩模12和/或其周围环境(中间掩模微环境)的温度。这种温度的降低可以将掩模12和形成在其上的层维持在减少脱气的温度，例如由于可用热能的减少而减少掩模12的层的原子之间的键的断裂。在一些实施例中，掩模架16包括用于提供有助于理解热调节组件功能的温度的温度传感器(例如，热电偶)。在某些实施例中，系统10也可以包括其它热调节组件，诸如在中间掩模环境中提供气体的气体喷口或喷嘴(下面讨论)。
在实施例中，掩模12是适合于EUV光刻图案化的反射掩模。简要讨论系统10的掩模12。掩模可以包括具有反射器(或反射层)的衬底，诸如设置在衬底上的多层反射镜(MLM)。吸收层可以设置在MLM上。通常，掩模的存在吸收层的区域吸收入射辐射，而掩模的不存在吸收层的区域向目标反射入射辐射。掩模12可以包括具有合适材料的衬底，诸如低热膨胀材料(LTEM)或熔融石英，在衬底上形成MLM和吸收层。在一些实施例中，EUV薄膜定位在掩模12上方。EUV薄膜提供了保护EUV掩模免受污染颗粒或其它可能损坏掩模的物质影响的薄膜。EUV薄膜通常通过一个或多个框架耦合至EUV掩模。在一些实施例中，不存在EUV薄膜。
光刻系统10也包括投影光学系统(有时称为投影光学系统箱(POB))22作为光学系统链的部分。投影光学系统22用于将掩模12的图案成像至目标衬底24(诸如半导体晶圆)上，目标衬底24固定在光刻系统10的衬底台26上。在EUV光刻实施例的情况下，投影光学系统22可以包括反射光学组件，包括单片反射镜和/或反射镜阵列。投影光学系统可以包括光瞳相位调制器。EUV光(其携带掩模12上限定的图案的图像)从掩模12定向，并且由投影光学系统22收集。照明器20和投影光学系统22有时统称为光刻系统10的光学模块。
在投影光学系统22之后，然后图案化的辐射束传送至目标衬底24。像上面讨论的光学系统链和掩模一样，可以在也保持在真空环境中的曝光室中提供目标衬底，以减少辐射18的不期望的吸收。曝光室可以包括晶圆台26以固定半导体衬底(诸如晶圆)。在各个实施例中，目标衬底24包括半导体晶圆，诸如硅晶圆、锗晶圆、硅锗晶圆、III-V晶圆或如上面所描述或本领域已知的其它类型的晶圆。目标衬底24可以涂覆有对源14的辐射敏感的抗蚀剂层(例如，EUV抗蚀剂层)。辐射入射的衬底24使得掩模12上限定的图案或其部分的图像定向至半导体衬底上，或者具体地定向至涂覆在半导体衬底的表面上的抗蚀剂层(也称为光刻胶层)上。光敏抗蚀剂层的暴露于辐射的部分经历化学转变，使它们对显影工艺或多或少敏感。
在一些实施方式中，可以在相同的环境中提供掩模12和衬底24(例如，每个在连续的真空环境内)。也就是说，因为气体分子吸收EUV光，所以EUV室或其部分可以经受真空环境以避免EUV强度损失。光刻胶和中间掩模之间可能存在接触，这可能增加衬底24和掩模12之间污染的可能性。如本文所讨论，本发明的各个方面可以用于减少污染。
光刻系统10也包括耦合至光刻系统10或与光刻系统10集成的热控制系统或模块30。热控制模块30设计为具有监控包括温度在内的EUV光刻装置的各个参数、从各个数据库收集信息、分析收集的数据和/或参数、实施模拟和/或主动调整或控制光刻系统10的变量的机制。在一些实施方式中，热控制模块30提供指令以实施在光刻系统10中提供的光刻工艺的热控制管理。在一些实施方式中，热控制模块30提供指令来调整或控制包括16A的热调节组件。在一些实施例中，光刻系统10包括设计为向系统提供气体的气体供应模块。在实施例中，气体供应模块可以可操作地耦合至热控制模块30。可以指示气体供应模块来提供适合于光刻系统10的热管理的气体。
热控制模块30包括集成和配置为实施包括为热控制模块30收集数据的各种功能的各个单元、传感器、模块和组件。在实施例中，向热控制模块30提供信息的热传感器包括热电偶、IR照相机/传感器、UV传感器、光传感器和/或其它合适的组件。热控制模块30的不同部分可以分布在各个位置中，诸如部分嵌入和配置在光刻系统10中；或者通过互联网通信(诸如互联网电缆连接、WiFi连接、蓝牙连接、其它合适的连接或它们的组合)部分地沿光刻系统10竖立并且与光刻系统10耦合。热控制模块30可以与光刻系统10的其它控制系统集成在一起。热控制模块30也包括合适的计算机硬件，包括处理器和存储。存储器存储包括处理器执行的计算机程序，包括本文讨论的热控制模块的分析。
包括上面描述的那些的各个组件集成在一起，并且可操作以使用光刻系统10实施EUV光刻曝光工艺。热控制模块30提供实施具有如下面进一步详细讨论的热管理的光刻工艺。光刻系统10还可以包括其它模块或者与其它模块集成(或与其它模块耦合)。
在一些实施方式中，光刻系统10用于制造集成电路(IC)或其部分。在一些实施方式中，光刻系统10用于形成静态随机存取存储器(SRAM)和/或其它逻辑电路、无源组件(诸如电阻器、电容器和电感器)和有源组件，诸如p型FET(PFET)、n型FET(NFET)、鳍状FET(FinFET)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管、双极晶体管、高压晶体管、高频晶体管、全环栅(GAA)器件和/或其它器件。本发明不限于任何特定的半导体器件。
如上面所讨论，通过EUV系统和/或EUV光刻的性能示出了本发明的各个方面。但是，本发明的各个方面也可以在其它系统中提供和/或用于在其它波长实施光刻工艺。因此，在一些实施例中，源14生成诸如X射线、DUV、I线、G线的波长和/或其它可用波长的辐射18。因此，光路的组件包括适合于所选波长的组件，包括反射镜、透镜、液体环境、薄膜反射镜、分束器、光栅、移相器组件等。类似地，掩模12配置为合适地图案化所提供的辐射，例如，提供相移掩模、透射掩模和/或其它合适的掩模。
现在参考图2A，更详细地示出了示例性掩模或中间掩模12。掩模12可以是EUV掩模。在如这里描述的实施例中，光刻系统10是EUV光刻系统，并且掩模12是用于实施EUV光刻的反射掩模。因此，通常，掩模12的存在吸收层206的区域吸收入射辐射，诸如辐射18，而掩模的不存在吸收层的区域向目标反射入射辐射，从而提供图案化的辐射18。
掩模12包括具有合适材料的衬底200，诸如低热膨胀材料(LTEM)或熔融石英。示例性低热膨胀材料包括石英以及LTEM玻璃、硅、碳化硅、氧化硅、氧化钛、Black(应用材料公司的商标)、TiO2掺杂的SiO2和/或本领域已知的其它低热膨胀物质。衬底200之上是形成多层(ML)202的多个反射层。ML 202包括多个膜对，诸如钼-硅(Mo/Si)膜对(例如，每个膜对中的硅层之上或下方的钼层)。可选地，ML可以包括钼-铍(Mo/Be)膜对，或者可配置为高度反射EUV光的其它合适的材料。基于曝光辐射及其特性，诸如波长和/或入射角，选择层的数量、层厚度和层材料以提供期望的反射率。在实施例中，形成多个Mo/Si对(例如，40对)以提供反射层202。ML 202形成可操作以反射入射辐射的多层反射镜。
掩模12还可以包括覆盖层204。在一些实施方式中，覆盖层204设置在ML 202上，以保护ML 202免于氧化。在实施方式中，覆盖层204是钌(Ru)。在实施例中，覆盖层204厚度在约2纳米和10纳米(nm)之间，诸如约3.5纳米(nm)。可以在覆盖层204之上形成吸收层206。根据与要在目标衬底上制造的部件相关的辐射束的期望图案化来图案化吸收层206。吸收层206包括第一吸收层206A和上面的第二吸收层(用作抗反射涂层(ARC))206B。在一些实施方式中，吸收层206包括硼。示例性成分包括但不限于TaBN(例如，206A)和TaBO(例如，206B)。在一些实施方式中，吸收层也包括其它元素(例如，铬)。在实施例中，吸收层206A厚度在约30nm和120nm之间，例如厚度为68nm。在实施例中，ARC层厚度在1nm和10nm之间，诸如约2nm。
在一些实施方式中，在衬底200的相对侧上提供导电背侧涂层208。导电背侧涂层208可以用于将掩模12固定至静电卡盘，诸如上面参考图1描述的光刻系统10的台16。因此，在一些实施方式中，该涂层208称为夹持层。示例性静电夹持层材料包括氮化铬(CrN)、氮氧化铬(CrON)、铬(Cr)、氮化钽硼(TaBN)、硅化钽(TaSi)和/或其它合适的材料。
在图2B中，示出了在利用掩模12实施光刻工艺的环境中的掩模12。EUV辐射束18入射至包括吸收层206的掩模12。在实施例中，EUV辐射束18具有以13.5nm左右为中心的波长。掩模12可以在真空环境中。在进一步实施例中，氢在环境中是可用的，如图2B的代表性H原子所示。在实施例中，通过辐射生成氢自由基。在一些情况下，入射辐射18可以提供足以使硼原子从吸收层206释放的能量。释放的硼原子可以与可用的氢结合。在一些情况下，结合形成BH3。形成的BH3可以以气态形式提供。也可以形成其它化合物，包括但不限于乙硼烷。图2C示出了BH3的形成，这称为脱气。因此，脱气的BH3可能存在于光刻系统10中，诸如存在于包括掩模12的真空室中。
如参考图1所示，可以在连续以使其从掩模12通过投影光学系统22延伸至衬底24的环境中提供掩模12。在这样的实施方式中，来自目标衬底24的脱气可以与来自掩模12的脱气混合。来自光刻胶的示例性脱气包括但不限于碳基组分。在一些实施方式中，目标衬底24上的光刻胶层产生碳基组分的脱气，诸如甲胺。
来自掩模12的脱气材料和来自衬底24的光刻胶的脱气材料可能混合以形成对系统10及其组件提供污染物的不期望的化合物。在图3所示的反应中，来自掩模12的脱气组分(例如，如图2C中所示的BH3)和来自衬底24的脱气化合物(例如，甲胺、氨)组合以形成污染物，诸如甲胺-硼烷和/或氨-硼烷或它们的变体。在一些实施方式中，由掩模12和衬底24的脱气而形成的化合物可以在气相中反应以形成固相化合物。例如，在一些实施方式中，甲胺-硼烷和/或氨-硼烷在固相中形成。脱气材料及其反应的产物可能提供污染物，该污染物可能附着至系统10，包括但不限于室侧壁、光学系统路径的反射镜、衬底24、掩模12和/或其它部件。在一些实施方式中，副产物形成固相污染物，固相污染物形成在掩模12表面上，这改变了掩模的该区的反射特性，从而造成中断辐射束的图案化的缺陷。例如，缺陷可能提供不期望的吸收或反射，从而在图案中造成缺陷。由于掩模12的图案在整个衬底24上重复，单个掩模12缺陷可能极大地影响形成在衬底24上的器件的良率，因为缺陷在整个衬底24上重复。
本发明提供了系统和方法，该系统和方法在一些实施方式中致力于减少来自掩模12的脱气组分以进而减少系统中产生的污染物。为了减少来自掩模12的脱气组分，诸如减少上面讨论的BH3的产生，掩模12的热条件通过本文讨论的热管理技术来监控和调整。例如，本发明认识到在掩模12的较低温度下产生较少的脱气(例如，BH3或衍生物)。因此，在一些实施方式中，通过管理(例如，降低温度)掩模架16、掩模12本身和/或掩模12的周围环境的热条件，减少光刻工艺期间从掩模12产生的脱气。因此，在一些实施方式中，热管理用于通过减少从吸收材料释放的硼的量和/或减少氮化硼反应来抑制硼产生至环境中来提供较低的脱气。应该指出，EUV光刻和反射掩模12的性质意味着EUV掩模中吸收了一些百分比的EUV功率，从而增加了其温度。本发明的热管理认识到并且解决了这种以其它方式温度的增加。
在一些研究中，已经示出了在光刻系统(诸如上面讨论的系统10)中，EUV掩模上超过一半的缺陷来自包括硼和氮化物的化合物。因此，本实施例的减少硼脱气的实施方式可以通过去除缺陷诱导化合物的反应物而用于使EUV光刻工艺的质量受益。应该指出，该讨论仅为了理解的目的，并且除非由随后权利要求具体捕获，否则本发明不受任何理论或所得污染水平的约束。
参考图4，示出了包括掩模12和掩模架(或台或卡盘)16的系统400的框图。系统400可以包括在光刻系统中，诸如上面参考图1讨论的光刻系统10。在实施例中，掩模12是EUV掩模，基本上类似于上面关于图2A所讨论的那样。
掩模台16分隔成多个区域或区402。区402是掩模台16的独立可调整或可配置的部分。在实施方式中，区402是独立可配置的，以提供不同的热控制。在实施例中，在每个区402中提供一个或多个热调节组件。区402的每个耦合至热控制模块30。在实施例中，热控制模块(或简称为控制器)30向给定区402提供指令，以实现期望的温度设定点。每个区402可以包括可操作以降低区的温度的组件-热调节组件408-热交换器、冷却剂(气体或液体)、固体冷却模块、热管道模块和/或其它冷却组件。每个区402也可以包括温度传感器410。在一些实施方式中，每个区402包括直接温度传感器410，诸如热电偶。热电偶包括产生可以与温度相关的温度依赖性电压的电器件。
掩模台16可以包括单个区402，或者任何数量的多个区402。在实施方式中，在给定台16中存在两个区402。在其它实施方式中，提供了区402的阵列。每个区402对应于台16的特定物理部分，并且因此对应于掩模12的由台16保持的特定物理区域。热控制模块30独立地监控(例如，使用来自传感器408、410的反馈)每个区402的温度，以及通过向台中的热调节组件408提供指令来独立地控制每个区域的温度，诸如热交换器、冷却剂(气体或液体)、固体冷却模块、热管道模块和除了台16之外的热调节组件，诸如下面描述的气体喷口。
为此，系统400也包括一个或多个气体喷口(或喷嘴)404。在实施例中，系统400包括每个耦合至热控制模块30的多个气体喷口404。气体喷口404可操作以传送气体的流速。示例性气体包括但不限于H、He、Ar、N和/或它们的组合。在一些实施方式中，气体喷口404提供氢。氢因为其抗氧化、碳清洁特性和/或其高EUV透射率而作为合适的气体提供。在实施例中，气体喷口404传送可操作以冷却系统400的一个或多个组件的气流。在一些实施方式中，气体喷口404提供低于室温的气流。在实施例中，存在多个气体喷口404，每个气体喷口404均通过热控制模块30独立地可调整或可配置。在实施方式中，气体喷口404独立配置以提供不同流速的气体和/或不同温度的气体。在实施例中，热控制系统30基于掩模12所期望的热管理计划(例如，冷却)向气体喷口404提供指示流速和/或气体温度的指令。
系统400也包括多个传感器406。传感器406可以是IR传感器(也称为IR照相机)、UV传感器、光传感器和/或其它合适的组件。传感器406由于它不与它测量的物体直接接触而可以称为远程温度感测器件。多个传感器406可以可操作以确定掩模12、台16和/或区402中的一个或多个的温度和/或示出为掩模环境410的部分的掩模12周围环境中的温度。在实施例中，传感器406是红外(IR)温度传感器。
在实施例中，每个区402具有相关的远程温度感测器件，诸如可操作以提供与该区402相关的温度的IR传感器。在实施例中，每个区402具有相关的直接温度感测器件410，诸如可操作以提供与该区402相关的温度的热电偶。在实施例中，每个传感器406和/或410的数量等于区402的数量。例如，控制器30可以从第一传感器406接收温度信息，控制器30使用该温度信息以向第一区402的热调节组件和/或气体喷口404提供指令，以提供第一区的热冷却。气体喷口404、区402的热调节组件408和包括远程传感器406和直接传感器410的传感器(诸如台16上的热电偶)与控制器30一起提供热管理系统。热管理系统可以在EUV光刻系统中实现，诸如图1中描述的系统10。在一些实施方式中，热管理系统可操作以测量和配置或调整掩模12的温度，从而减少光刻工艺期间从掩模12至掩模环境410中的脱气。
现在参考图5、图6、图7A、图8A和图9，分别示出了提供掩模或中间掩模的热管理的系统500、600、700、800和900的实施例。系统500、600、700、800和900是参考图4描述的系统400的实施方式的说明性实施例。系统500、600、700、800和900的每个可以包括额外组件和/或可以省略一个或多个组件。
图5中所示，系统500包括掩模12，其可以基本上类似于上面讨论的掩模12。在实施例中，为入射辐射提供掩模12的顶部层(即，图5中面向下的表面)。在实施例中，顶部层包括硼。
在实施例中，掩模12通过静电势固定至台16。其它实施例也是可能的，包括其中夹具将中间掩模固定至台16。
在实施例中，台16可以通过定位元件502在X、Y和/或Z方向上移动。在一些实施例中，定位元件502包括可以在规定的方向上将台16移动规定的距离的一个或多个致动器。在一些实施例中，致动器包括步进电机、压电致动器、短冲程电机和/或其它部件。在一些实施例中，定位元件502耦合至或包括控制器，以控制一个或多个步进电机和/或压电致动器，从而使得台16的期望移动。
台16也包括热调节组件504。热调节组件504可以包括热交换器、提供冷却剂的管道或通道、固体冷却模块、热管道模块和/或其它热冷却组件和/或其它热管理组件。在实施例中，热调节组件504包括冷却剂。冷却剂可以是气体或液体。在实施例中，热调节组件504在没有冷却剂的情况下操作。在所示实施例中，热调节组件504定位在定位元件502的与掩模12相对的侧上，但是其它配置也是可能的。热调节组件504可以基本上类似于系统10的热调节组件16A和/或系统400的热调节组件408。
热电偶506定位在台16上。在实施例中，使用热敏电阻或其它温度测量器件来代替热电偶506和/或除了热电偶506之外还使用热敏电阻或其它温度测量器件。热电偶506可操作以感测台16的温度。热电偶506耦合至热控制模块30，并且向热控制模块30提供与台16的它定位在其上的部分相关的温度数据。代替热电偶506或除了热电偶506之外，温度可以由其它直接传感器(例如，热敏电阻)或间接测量组件感测，诸如IR照相机/传感器、UV传感器、光传感器和/或其它合适的组件。
IR模块或传感器508定位为邻近台16并且与台16隔开一定距离。IR模块508可以基本上类似于上面参考图4描述的传感器406。在实施例中，IR模块508提供掩模12、台16的部分和/或周围环境的温度读数。IR模块508耦合至热控制模块30，并且向热控制模块30提供温度数据。代替IR模块508或除了IR模块508之外，温度可以由其它间接感测组件来感测，诸如UV传感器、光传感器和/或可操作以远程感测温度的其它合适的组件。
基于从热电偶506和IR模块508接收的信息以及其它信息(例如，光刻扫描和定时数据、掩模12信息、包括环境温度的环境条件数据、光刻参数(诸如下面所讨论))，热控制模块30指示可操作地耦合至其的热调节组件504调节(例如，降低)掩模12的温度，诸如通过提供额外的冷却。
图6的系统600包括许多类似于系统500的组件，诸如掩模12和掩模台16。但是，在系统600中，台16包括多个热调节组件602。热调节组件602可以包括热交换器、提供冷却剂的管道或通道和/或其它热冷却组件。在系统600的实施例中，提供了两个热调节组件602A和602B。但是，可以提供任何数量的热调节组件，如上面参考区402所讨论的。在所示实施例中，热调节组件602定位在定位元件502的与掩模12相对的侧上，但是其它配置也是可能的。在所示实施例中，热调节组件602A定位在掩模12的第一半上方(例如，左侧)，并且热调节组件602B定位在中间掩模的第二半上方(例如，右侧)。
多个热电偶506定位在台16上。在实施例中，代替热电偶506使用其它温度感测器件或/和除了热电偶506之外使用其它温度感测器件，诸如热敏电阻。第一热电偶506A定位在台16的第一部分上(例如，左侧)，并且第二热电偶506B定位在台16的第二部分上(例如，右侧)。热电偶506A可操作以感测台16的第一区域的温度；热电偶506B可操作以感测台16的第二区域的温度。热电偶506每个耦合至热控制模块30，并且向热控制模块30提供与台16的它定位在其上的部分(或区)相关的温度数据。
多个IR模块508定位为邻近台16。IR模块508可以基本上类似于上面参考图4描述的传感器406。在实施例中，IR模块508提供掩模12、台16的部分和/或周围环境的温度读数。在实施例中，IR模块508A提供关于掩模12的第一部分、台16和/或周围环境的信息；IR模块508B提供关于掩模12的第二部分、台16和/或周围环境的信息。IR模块508A和508B每个耦合至热控制模块30，并且向热控制模块30提供温度数据。
基于从热电偶506A、热电偶506B、IR模块508A、IR模块508B接收的信息以及其它信息(例如，光刻扫描和定时数据、掩模12信息、包括环境温度的环境条件数据)，控制器30指示可操作地耦合至其的热调节组件602A和热调节组件602B的每个以期望的方式控制组件，以调节掩模12的第一部分和第二部分的温度。不同的指令可以发送至热调节组件602A和热调节组件602B的每个。例如，在实施例中，由热控制模块30考虑的掩模12信息包括掩模12的图案密度。在实施例中，掩模12的第一部分(例如，左侧)具有第一图案密度，并且掩模12的第二部分(例如，右侧)具有第二图案密度。例如，第一部分可以具有比第二部分大的图案密度。在这样的实施例中，与提供给热调节组件602B的指令相比，控制器30可以向热调节组件602A提供指令以提供额外的冷却。换句话说，在一些实施例中，热控制模块30向热调节组件602A提供指令，以提供比提供给热调节组件602B的冷却指令大的冷却。
图7A的系统700类似于图6中讨论的系统600，并且同样包括设置在台16上的掩模12，这可以基本上类似于如上面讨论的那样。台16也包括多个热调节组件602，在系统700的所示实施例中，包括两个热调节组件602A和602B。在所示实施例中，热调节组件602A定位在掩模12的部分12’上方，并且热调节组件602B定位在掩模12的部分12”上方。系统700中包括多个热电偶506和IR模块508。热电偶506和IR模块508可以基本上类似于如上面讨论的那样。虽然示出了两个热调节组件602、热电偶506和IR模块508，但是任何数量都是可能的。
热控制模块或控制器30可操作地耦合至数据库702。数据库702包括物理结构，诸如具有用于数据传入和传出的输入和输出的存储器器件。存储器器件的实例包括非易失性存储器(NVM)器件(诸如闪存器件或铁电随机存取存储器(RAM))、易失性存储器(诸如静态RAM(SRAM)器件)、其它合适的存储器器件或它们的组合。
数据库702可以包括与掩模12相关的图案密度信息。在实施例中，图案密度信息是与使用掩模12制造的器件相关的设计数据。设计数据可以是关于使用掩模12形成的芯片的设计和布局的信息，诸如在GDS文件中找到的设计数据。在实施例中，数据库702包括关于掩模12的图案密度的信息，如图7B的示例性设计数据704所示。在实施例中，设计数据704示出了区域12’处比区域12”处大的图案密度。在进一步实施例中，设计数据704的部件限定有源区域，诸如FinFET晶体管的鳍。图7C示出了用于形成掩模12的设计数据704’的另一示例性实施例。在实施例中，设计数据704’示出了区域12’处比区域12”处大的图案密度。在进一步实施例中，部件限定晶体管的接触元件。
在EUV掩模的实施方式中，设计数据704的部件可以由图案化的吸收层限定。掩模12的图案密度可以由上面参考图2A描述的吸收层(诸如吸收层206)与也在上面参考图2A描述的暴露的反射ML(诸如ML 202)的比率来确定。在实施例中，热控制模块30可操作以基于存储在数据库702中的设计数据提供计算的图案密度。
基于从热电偶506、IR模块508和数据库702接收的信息，热控制模块30计算并且发送用于可操作地耦合至其的热调节组件602A和热调节组件602B的每个的指令。指令以期望的方式控制热调节组件，以调节(例如，降低)掩模12的第一部分12’和第二部分12”的温度。不同的指令可以发送至热调节组件602A和热调节组件602B的每个。在实施例中，第一部分12’具有第一图案密度(见图7B和图7C)，并且第二部分12”具有小于第一图案密度的第二图案密度(见图7B和图7C)。在这样的实施例中，与热调节组件602B相比，热控制模块30可以向热调节组件602A提供指令以提供额外的冷却。
热控制模块30可以包括具有各个相关性分析单元的分析模块，相关性分析单元分析各个参数之间的相关性，诸如图案密度和热生成量之间的相关性。在一些实施方式中，热控制模块30的分析模块认识到中间掩模的区域的图案密度越大，在EUV光刻工艺期间生成的热量越多。换句话说，第一部分12’的曝光比第二部分12”的曝光生成更多的热量。通过向热调节组件602A提供额外的冷却指令，系统700可以补偿额外产生的热量。在实施例中，额外的冷却用于降低第一部分12’的温度，并且从而减少诸如BH3的脱气的产生。应该指出，掩模12示出为包括两个区域12’和12”。但是，任何数量的区域或区都是可能的。在一些实施方式中，区域的数量决定了热电偶506、IR模块508和/或热调节组件602的数量。
图8A的系统800基本上类似于图7A的系统700，并且类似地包括设置在台16上的掩模12，台16具有以热调节组件602A和602B为例的多个热调节组件。在所示实施例中，热调节组件602A定位在掩模12的部分12’上方，并且热调节组件602B定位在掩模12的部分12”上方。多个热电偶506和IR模块508包括在系统800中，并且可以基本上类似于如上面所讨论的那样。同样，虽然示出了两个热电偶506和IR模块508，但是任何数量都是可能的。
热控制模块30可操作地耦合至数据库702，这基本上类似于上面参考图7A所讨论的那样。在实施例中，如上面所讨论，数据库702包括指示中间掩模图案密度的设计数据。热控制模块30也可操作地耦合至数据库802。数据库802包括物理结构，诸如具有用于数据传入和传出的输入和输出的存储器器件。存储器器件的实例包括非易失性存储器(NVM)器件(诸如闪存器件或铁电随机存取存储器(RAM))、易失性存储器(诸如静态RAM(SRAM)器件)、其它合适的存储器器件或它们的组合。数据库802可以与数据库702分隔开或者与数据库702集成。
数据库802可以包括光刻参数，诸如关于光刻工艺和/或光刻工艺的掩模使用的信息。在实施例中，数据库802包括关于将由系统800实现的曝光参数的信息。在实施例中，数据库802包括用于掩模12的区域的曝光时间。在一些实施例中，数据库802包括扫描仪参数，诸如步进条件(例如，定时)和在x轴或y轴方向上的扫描时间。在实施例中，数据库802包括EUV脉冲条件，诸如脉冲宽度(例如，W纳秒)、脉冲重复或频率(例如，f kHz)、功率(例如，pW/cm2)和/或能量(mJ/cm3)。数据库802可以包含和/或热控制模块30可以是可操作的以计算EUV光刻工艺的能量(E＝Pavg/R)和/或功率(例如，Ppeak＝Pavg/R*tau，其中R是重复率(例如，50kHz)，并且tau是脉冲持续时间(例如，150nm))。在实施例中，数据库802包括熔化液滴(例如，锡)所需的EUV脉冲的数量，这影响系统的温度分布。在实施例中，数据库802包括指示相关扫描条件期间的最大温度的温度分布(下面讨论)。
基于从热电偶506、IR模块508、数据库702和数据库802接收的信息，热控制模块30计算并且发送指令至可操作地耦合至其的热调节组件602A和热调节组件602B的每个，以以期望的方式控制部件，以便在曝光期间调节掩模12的第一部分12’和第二部分12”的温度。不同的指令可以发送至热调节组件602A和热调节组件602B的每个。如上面所讨论，在实施例中，热控制模块30从数据库702接收中间掩模部分12’具有第一图案密度(见图7B和图7C)以及中间掩模部分12”具有小于第一图案密度的第二图案密度(见图7B和图7C)的信息。图案密度可以由分析模块用来确定冷却需求(例如，更大的图案密度需要更大的冷却)。
在实施例中，热控制模块30从数据库802接收包括与系统800中使用掩模12的光刻工艺相关的温度分布数据的信息。在实施例中，热控制模块30从数据库802接收热控制模块30用于计算与系统800中使用掩模12的光刻工艺相关的温度分布数据的信息。在实施例中，热控制模块30认识到使用中间掩模12实施的光刻工艺具有n毫秒步进的扫描仪步进条件。热控制模块30的分析模块可以确定由n毫秒引起的热条件(例如，冷却)，和/或由n毫秒引起的热条件从数据库802接收。在实施例中，热控制模块30认识到使用掩模12实施的光刻工艺具有m毫秒的扫描持续时间(例如，从数据库802接收的)。热控制模块30的分析模块可以确定由m毫秒引起的热条件(例如，加热)，和/或从数据库802接收由m毫秒引起的热条件。
在实施例中，热控制模块30从数据库802接收温度分布数据，和/或热控制模块30的分析模块可以使用来自数据库802的数据产生温度分布数据(例如，通过模拟)。温度分布数据示出了当将所述掩模或类似配置的掩模暴露于由存储在数据库802中的参数限定的光刻工艺时，掩模或其部分随时间的热条件。在实施例中，热控制模块30从数据库802接收先前获得的数据(例如，通过系统800)，该数据示出了当曝光掩模12或类似配置的中间掩模时温度随时间的读数。在实施例中，热控制模块30包括可操作以产生温度分布的分析模块，温度分布包括当曝光掩模12时温度随时间的变化。示例性温度分布数据804在图8B中示出。温度分布数据804可以由热控制模块30的分析模块用来确定曝光工艺期间随给定时间的冷却需求。在实施例中，热控制模块30为热调节组件602A提供指令，以在掩模12的EUV扫描的第一持续时间期间提供第一冷却性能，并且在掩模12的EUV扫描的第一持续时间之后的第二持续时间期间提供第二冷却性能。
因此，在系统800中，热控制模块30可以包括分析模块，分析模块包括各个相关性分析单元，各个相关性分析单元分析各个参数之间的相关性，诸如图案密度和热生成之间的相关性，并且在其分析中实现与掩模12的扫描条件相关的温度分布(例如，通过模拟、实验结果、先前的产品运行、类似的中间掩模等收集的)相关的数据。在一些实施方式中，热控制模块30的分析模块认识到中间掩模的区域的图案密度越大，在EUV工艺期间生成的热量越多。换句话说，中间掩模部分12’的曝光比中间掩模部分12”的曝光生成更多的热量。通过向热调节组件602A提供额外的冷却指令，系统可以补偿额外产生的热量。在一些实施方式中，热控制模块30的分析模块认识到在EUV工艺期间的特定时间期间提供了掩模12的较高温度。通过向热调节组件602提供额外的冷却指令，系统可以在适当的时间期间补偿额外产生的热量。在实施例中，由热控制模块30指示的冷却用于降低掩模部分12的温度，并且从而减少诸如BH3的脱气的产生。
图9的系统900类似于图8A的系统800，包括掩模12设置在台16上，台16包括热调节组件602A和602B。在所示实施例中，热调节组件602A定位在掩模12的部分12’上方，并且热调节组件602B定位在掩模12的部分12”上方。但是，同样，掩模12可以分成任何数量的部分或区。
系统900中包括多个热电偶506和IR模块508。热电偶506和IR模块508可以基本上类似于如上面讨论的那样。虽然示出了两个热电偶506和IR模块508，但是任何数量都是可能的。热控制模块30可操作地耦合至数据库702(数据库702基本上类似于如上面参考图7A、图7B、图7C所讨论的那样)和数据库802(数据库802基本上类似于如上面参考图8A和图8B所讨论的那样)。在实施例中，如上面所讨论，数据库702包括指示掩模图案密度的设计数据。在实施例中，如上面所讨论，数据库802包括指示使用系统900扫描掩模12时预期的温度分布的温度分布数据。在系统900的实施例中，可以省略这些组件中的一个或多个。
系统900还示出了第一气流902和第二气流904。在实施例中，第一气流902由第一气体喷口提供，并且第二气流904由第二气体喷口提供。气体喷口可以基本上类似于上面参考图4讨论的气体喷口404。第一气流902在离掩模12第一距离处提供。第二气流904在离掩模12第二距离处提供，第二距离可以大于第一距离。在实施例中，气流902、904中的一个或多个包括x方向上的层流。气流902和904可以都是相同的气体(例如，氢气)，但是这不是必需的。气流902在流速上可以与气流904不同。
此外，气流902在温度上可以与气流904不同。例如，在实施例中，气流902可以比气流904冷约2℃至约20℃。在实施例中，气流902和气流904都低于环境温度(例如，低于约22℃)。在实施例中，气流902和/或气流904大于约0℃。在实施例中，气流904约是室温(例如，约22℃)，并且气流90比气流904的温度低，诸如低至少3℃。在实施例中，在不发生冷凝的温度下提供气流902和904。在一些实施方式中，中间掩模卡盘压力使得在所提供的气流902、904温度降低的情况下不会发生冷凝。在实施例中，中间掩模卡盘压力可以在约5Pa和100Pa之间。在进一步实施例中，气流包括在约1kPa和0℃下提供的具有相变三相点的气体。气体温度可以维持为使得气流保持为气相。
气流902和904由热控制模块30控制。在实施例中，热控制模块30提供与气流902和904的流速和/或温度相关的指令。热控制模块30使用从数据库702和/或802、热电偶506和IR模块508提供的信息来确定对气流902和904的指令。热控制模块30可以确定通过气流902、904和热调节组件602的组合来实现用于掩模12的期望冷却。
因此，在系统900中，热控制模块30可以包括提供各个相关性分析单元的分析模块，各个相关性分析单元分析各个参数之间的相关性，诸如图案密度和热生成之间的相关性，并且在其分析中实现与掩模12的扫描条件相关的先前温度分布(例如，通过模拟、实验结果、先前的产品运行、类似的中间掩模等收集的)的数据。在一些实施方式中，热控制模块30的分析模块认识到中间掩模的区域的图案密度越大，在EUV工艺期间生成的热量越多。换句话说，中间掩模部分12’的曝光比中间掩模部分12”的曝光生成更多的热量。通过向热调节组件602和/或气流902和904提供额外的冷却指令，系统可以补偿额外产生的热量。在一些实施方式中，热控制模块30的分析模块认识到在EUV工艺期间的特定时间期间生成了掩模12的更大加热。通过向热调节组件602和/或气流902和904提供额外的冷却指令，系统可以在适当的时间期间补偿额外产生的热量。在实施例中，由控制器30指示的冷却用于降低掩模部分12的温度，并且从而减少诸如BH3的脱气的产生。
图10示出了光刻工具1000的实施例，为了易于理解进行了简化。在实施例中，光刻工具1000是EUV光刻工具。光刻工具1000可以基本上类似于上面参考图1描述的系统10。可以向光刻工具1000添加进一步组件，并且可以省略组件。
光刻工具1000包括提供辐射束18的辐射源14。在实施例中，由源14提供的辐射束18具有EUV波长。辐射进入工具1000的主室1002内的微环境1004。在微环境1004内，存在照明器组件1008和投影光学系统(或POB)组件1010。照明器组件1008可以包括场分面和光瞳分面，并且在一些实施方式中可以基本上类似于上面参考图1讨论的照明器20。投影光学系统(或POB)组件1010可以包括多个反射镜，并且在一些实施方式中可以基本上类似于上面参考图1讨论的投影光学系统22。
微环境1004限定并且包含用于辐射18的光学链或路径。限定微环境的组件1003可以包括校正、定向、修改和/或包含辐射18的组件。微环境1004可以是真空环境。
在工具1000中提供了多个气体喷嘴。邻近掩模12的底部提供第一气体喷口1012，也称为y喷嘴。在一些实施方式中，气体喷口1012包括在中间掩模掩蔽(REMA)叶片(未显示)中或之中。从喷嘴1012提供气流1012A。气流1012A可以基本上类似于来自图4的系统400中的喷口404的流，和/或气流1012A可以基本上类似于上面参考图9描述的流904。从气体喷口1012提供的气流1012A的示例性气体包括但不限于H、He、Ar、N和/或它们的组合。如上面所讨论，在实施例中，气流1012A可以小于室温。
气体喷口1014设置在离掩模12的底部更远距离处。气体喷口1014可以邻近或嵌入在限定微环境的组件1003中。从喷口1014提供气流1014A。从气体喷口1014提供的示例性气体包括但不限于H、He、Ar、N和/或它们的组合。在实施例中，喷口1014类似于来自图4的系统400中的喷口404的流和/或上面参考图9描述的流904。如上面所讨论，在实施例中，气流1014A可以小于室温。在一些实施方式中，气流1014A低于室温，但是高于气流1012A的温度。在一些实施方式中，气流1014A低于室温，但是高于气流1012A的温度至少3℃。在实施例中，气流1014A在组件1003的通道中提供，并且释放至微环境1004中，在微环境1004中，气流1014A产生向上和向下的垂直流，在一些实施方式中，向上的垂直流大于向下的垂直流。
掩模12定位为使得辐射束入射其表面；掩模12由掩模台16保持。在一些实施方式中，掩模台16包括诸如上面所讨论的热调节组件和/或热传感器。
图11A至图11D示出了中间掩模微环境1100的实施例。中间掩模微环境1100可以包括在上面参考图10讨论的工具1000、上面参考图4讨论的系统400和/或上面参考图1讨论的系统10中。在实施例中，中间掩模微环境1100是EUV光刻工具的部分。
中间掩模微环境1100包括掩模或中间掩模12(其可以基本上类似于如上面所讨论的那样)以及具有定位元件502和热调节组件504的掩模台或卡盘16(其也可以基本上类似于如上面所讨论的那样)。例如，热调节组件504可以为台16(以及因此掩模12)的一个或多个区域提供冷却。掩模12通过使用静电力的e夹具1106附接至台16。
中间掩模微环境1100包括限定微环境的组件1003，微环境提供校正、定向、修改和/或包含辐射18的组件。在实施例中，组件1003A提供照明器顶部套筒(ITS)，组件1003B提供称为联通组装件的修改元件，组件1003C包括中间掩模台(RSMF)组装件的部分以及中间掩模掩蔽(REMA)叶片1108。组件1003可以作为均匀性校正指状件和/或束限制实施。REMA叶片1108在x和y移动中操作，并且屏蔽掩模12的部分不暴露于辐射。如图11B中所示，REMA1108包括掩模12的REMA-Y 1108Y和REMA-X1108X屏蔽部分。反射镜1010设置在中间掩模微环境1100中。在实施例中，反射镜1010是系统的保护光学系统的部分。
第一气体喷嘴1012定位在REMA叶片1108中。在实施例中，在两个REMA叶片1108之间提供喷嘴1012，例如，在REMA-X 1108X叶片之间。第一气体喷嘴1012可以基本上类似于上面参考图10所讨论的那样，和/或基本上类似于上面参考图4讨论的气体喷口喷嘴404和/或上面参考图9所讨论的气流902。图11B示出了气体喷口1012可以定位在REMA-Y 1108Y上。
由于第二气体喷嘴1014定位在组件1003A中，从而将气流提供至掩模12下方的微环境中。第二气体喷嘴1014可以基本上类似于如上面参考图10所讨论的那样，和/或基本上类似于上面参考图4讨论的气体喷口喷嘴404和/或上面参考图9讨论的气流904。图11D示出了提供气流的喷口1014的实施例，气流通过组件1003A中的通道离开组件1003A。
来自第一气体喷嘴1012的气流可以在温度上与第二气体喷嘴1014不同。例如，在实施例中，来自第一气体喷嘴1012的气流可以比来自第二气体喷嘴1014的气流冷约2℃至约20℃。在实施例中，来自两个气体喷嘴1012、1014的气流低于环境温度(例如，低于约22℃)。在实施例中，来自两个气体喷嘴1012、1014的气流大于约0℃。在实施例中，气体喷嘴1014约是室温(例如，约22℃)，并且气体喷嘴1012是比气体喷嘴1014低的温度，诸如低至少3℃。在实施例中，来自气体喷嘴1012、1014的气流在使得不发生冷凝的温度下提供。气流的示例性气体包括但不限于H、He、Ar、N和/或它们的组合。
现在参考图12，示出了提供热控制计划的方法1200。由方法1200提供的热控制计划可以提供至光刻工具和/或由光刻工具实现，诸如图1的光刻系统10。方法1200的一个或多个步骤可以由上面讨论的也称为控制器的热控制模块30来实施，包括参考图1。
方法1200包括操作1202，其中接收图案密度信息。在实施例中，图案密度从与中间掩模相关的设计文件收集。设计文件可以以GDS文件格式提供。在实施例中，图案密度信息可以由中间掩模的区域或区来描绘。上面参考图7B和图7C描述了图案密度信息的示例性实施例。
方法1200包括操作1204，其中接收包括掩模使用信息的光刻参数。示例性参数包括诸如等效功率、曝光时间、步进条件、扫描时间、脉冲频率和宽度、环境温度、中间掩模边缘温度、步进持续时间的参数和/或影响中间掩模和/或其周围环境的热条件的其它光刻参数。在实施例中，提供了235W/cm2的等效功率。在实施例中，提供了设置为约24℃的中间掩模边缘温度。在实施例中，提供了设置为约60-75毫秒的步进持续时间。在实施例中，光刻参数也包括来自定位在光刻工具上或周围的传感器的传感器数据，诸如来自热电偶、IR照相机/传感器、UV传感器、光传感器和/或其它合适组件的温度数据。
方法1200包括操作1206，其中使用光刻参数和图案密度信息来模拟光刻工艺，以确定热分布。分析模块包括各个相关性分析单元，各个相关性分析单元分析各个参数之间的相关性，诸如曝光期间图案密度和中间掩模和/或其周围环境的热条件之间的相关性、曝光期间光刻参数和中间掩模的热条件之间的相关性和其它相关性。上面参考图8B描述了所生成的热分布的实例。模拟可以示出在模拟的光刻工艺期间的一个或多个时间的最大温度(见图8B)。在实施例中，在第一扫描之后，最大温度在约280℃和350℃之间，并且在第二扫描之后，最大温度在380℃和450℃之间，场步进定位可以发生在第一扫描和第二扫描之间。在实施例中，模拟可以在场步进期间提供冷却量。在实施例中，提供约150℃和300℃的冷却。在实施例中，在场步进期间，提供由先前扫描提供的温度升高的约25％和75％之间的冷却。提供热分布的分析可以由诸如热控制模块30的控制器来实施。
操作1206的分析也可以包括开发所生成的热分布和组合物(例如，B衍生物，诸如BH3)的脱气之间的相关性。在实施例中，分析模块利用模拟、实验数据和/或化学反应分析来确定例如从限定用于给定热分布的图案密度的吸收层产生的脱气水平。在实施例中，分析模块认识到更高的热分布温度提供了更大的脱气。
方法1200包括操作1208，其中确定热管理动作。分析模块可以开发在光刻工艺期间降低掩模和/或其周围环境的温度的一个或多个热管理动作。在实施例中，热管理动作包括用于定位在掩模台中和/或远离中间掩模的一个或多个热调节组件(例如，气体喷口)的设置。在实施例中，热管理动作向热调节组件发送指令，这可以基本上类似于如上面参考图4的热调节组件408或图5至图9的热调节组件504、602所讨论的那样。例如，在一些实施例中，热调节组件包括热交换器、提供冷却剂的管道或通道、固体冷却模块、热管道模块和/或中间掩模台或卡盘中的其它热冷却组件和/或其它热管理组件。在实施例中，热管理动作向一个或多个气体喷口的热调节组件发送指令，包括用于来自气体喷口的气流温度和/或流速的设置。气体喷口可以基本上类似于如上面参考气流902、904和/或气体喷口1012、1014所讨论的那样。热管理动作可以包括在给定光刻工艺期间调节至热调节组件的指令。例如，热控制计划可以在扫描工艺期间降低气体喷射温度和/或在光刻工艺期间在掩模台的热调节组件中提供额外的冷却。
在实施例中，方法1200不是直接发送指令，而是将确定的热管理动作输入至操作1206的模拟，以在迭代工艺中确定热分布。
方法1200包括操作1210，其中在光刻工艺期间实现热控制计划指令。实施方式可以包括在光刻工艺之前和期间设置、调节或调整掩模台的热调节组件和/或气体喷口。
应该指出，在一些实施方式中，图12的方法1200在实施光刻工艺之前提供了热控制计划。在一些实施例中，热控制计划在光刻工艺期间开发。在实施方式中，在操作1204中接收的光刻参数包括光刻工艺的实时数据，诸如来自传感器的温度读数。示例性传感器包括热电偶(诸如上面讨论的热电偶506A、506B)和/或远程传感器(诸如上面讨论的IR模块或传感器508A、508B)。实时数据可以用于确定如操作1210中所讨论的热控制计划。在一些实施方式中，针对中间掩模的每个区实施方法1200。
图13示出了用于实施光刻工艺的方法1300的流程图。方法1300可以通过上面参考图1描述的光刻系统10和/或本文公开的其它系统和工具来实现。
方法1300包括将掩模或中间掩模装载至光刻系统的操作1302。在实施例中，将EUV光掩模装载至可操作以实施EUV光刻曝光工艺的EUV光刻系统。光掩模可以基本上类似于上面讨论的掩模12。掩模包括将转移至目标衬底的IC图案。操作1302还可以包括各个步骤，诸如将光掩模固定在掩模台上以及实施对准。
方法1300包括将诸如半导体晶圆的目标衬底装载至光刻系统的操作1304。目标衬底涂覆有光刻胶层。在实施例中，光刻胶层对EUV辐射敏感。
方法1300包括提供并且实现热控制计划的操作1306。热控制计划可以由诸如上面讨论的热控制模块30的热控制模块提供。提供热控制计划包括：接收关于中间掩模、包括掩模使用的光刻参数以及各个组件的温度的信息。热控制计划利用该信息来实现热管理计划，热管理计划包括为热调节组件提供指示以降低光刻系统的中间掩模或一个或多个组件的温度的热管理动作。在一些实施例中，热控制计划确定将指令发送至热调节组件(诸如掩模架中的热交换器)的热管理动作。在一些实施例中，热控制计划确定向光刻系统的一个或多个气体喷口的热调节组件发送指令的热管理动作。因此，热控制计划的实施方式包括调节一个或多个组件(例如，热交换器、气体喷口)。
在实施例中，热控制计划由诸如上面参考图12描述的方法1200中所示的操作来提供。在实施例中，基于诸如从温度传感器接收的反馈，在光刻工艺期间更新热控制计划。换句话说，在操作1308的实施期间，操作1306可以发生多次。可以针对整个中间掩模确定、调整和实现热控制计划。在其它实施例中，可以针对中间掩模的独立区确定、调整和实现热控制计划。
图13示出了可以包括在操作1306中以形成热控制计划的多个步骤的实施例。在步骤1306A中，收集光刻系统的数据，诸如掩模使用。数据可以基本上类似于上面参考图9中的数据库802描述的数据。在步骤1306B中，收集掩模图案的数据。在实施例中，数据包括图案密度。数据可以基本上类似于上面参考图8A中的数据库802描述和/或如图7B、图7C中所示的数据。在步骤1306C中，收集热信息。热信息可以包括从第一温度感测器件接收温度，诸如直接温度感测器件(例如，热电偶)。第一接收温度可与掩模架相关，例如，来自直接定位在掩模架上的热电偶。热信息可以包括从第二温度感测器件接收温度，诸如远程温度感测器件(例如，IR传感器)。第二接收温度可以与中间掩模相关，例如，来自指向中间掩模的远程温度感测器件。在一些实施方式中，从中间掩模的多个区的每个接收温度读数。在步骤1306D中，开发热控制计划。热控制计划可以基本上类似于如上面所讨论的那样，并且包括对热调节组件的指令，诸如掩模架中的组件(例如，热交换器、冷却剂)和/或气体喷口(例如，传送冷却气体)。可以省略步骤1306A、1306B、1306C、1306D中的一个或多个。
方法1300包括通过在光刻系统中对晶圆实施光刻曝光工艺的操作1308。在实施例中，操作1308是EUV光刻操作，并且激光和锡液滴生成器68通过合适的机制同步(具体地，激光脉冲和锡液滴生成同步)，诸如具有定时器的控制电路，以控制和同步二者。同步的激光激发靶材料液滴并且生成等离子体，从而生成EUV辐射。在操作1308期间，所生成的EUV辐射照射在光掩模上(通过诸如照明20的照明器)，并且进一步投射在涂覆在晶圆上的抗蚀剂层上(通过诸如光学系统22的POB)，从而在抗蚀剂层上形成潜像。在实施例中，光刻曝光工艺在扫描模式下实现。
特别地，在光刻曝光工艺期间，在操作1306中开发的热管理计划的各个指令可以与光刻曝光工艺同时或重叠时间实现。例如，方法1300可以在操作1306中继续通过温度传感器收集数据(例如，通过热电偶、IR传感器等的温度读数)，并且通过分析模块分析收集的数据，以在掩模的曝光期间实施和/或调节热控制计划。例如，在实施例中，在光刻工艺期间(例如，在掩模暴露于EUV期间)，从掩模架16上的传感器(例如，热电偶或间接传感器，诸如IR传感器)接收温度。
在实施方式中，方法1300的热控制管理用于降低中间掩模和/或其周围环境的温度。温度的降低可以提供来自中间掩模层的减少的脱气，诸如来自吸收层(例如，B)的原子。在实施例中，由于热控制管理，硼的脱气减少。在一些实施例中，硼的脱气的减少减少了用于在系统中形成污染化合物的可用反应物，包括如上面在图3中所讨论的那样。
方法1300可以包括完成光刻图案化工艺的其它操作。例如，方法1300可以包括通过显影曝光的光刻胶层以在其上限定有多个开口的衬底上形成光刻胶图案的操作1310。在一个实例中，光刻胶层是正色调的；光刻胶层的曝光部分通过显影液来去除。在另一实例中，光刻胶层是负色调的；光刻胶层的曝光部分保留下来；以及未曝光的部分通过显影液来去除。
方法1300还可以包括其它操作，诸如各个烘焙步骤。作为一个实例，方法1300可以包括操作1310和1312之间的曝光后烘焙(PEB)步骤。方法1300还可以包括其它操作，诸如通过由方法1300提供的光刻胶图案的开口对晶圆实施制造工艺的操作1312。在一个实例中，制造工艺包括使用光刻胶图案作为蚀刻掩模对半导体衬底或其上的材料层施加蚀刻工艺。在另一实例中，制造工艺包括使用光刻胶图案作为注入掩模对半导体衬底实施离子注入工艺。在操作1312之后，光刻胶层可以通过湿剥离或等离子体灰化来去除。
因此，本发明提供了具有热控制模块的示例性光刻系统和实施光刻的方法，光刻通过向诸如气体喷口的热调节组件和/或诸如热交换器或冷却剂管道/通道的掩模台部件提供热管理动作或指令来实现热控制管理。在一些实施例中，热控制管理考虑了掩模上的图案密度差异。在一些实施例中，热控制管理考虑了掩模使用，诸如扫描/步进时间。热控制管理可以用于充分降低中间掩模和/或其周围环境的温度，以减少材料从中间掩模(例如，吸收层)的脱气。脱气的减少可以通过减少系统中的污染物来提供减小的中间掩模缺陷率。
在一个示例性方面，本发明提供了用于极紫外(EUV)光刻的方法。方法包括：在光刻工艺期间收集与中间掩模相关的热数据；以及使用热数据来确定热管理动作，其中，热管理动作包括向热调节组件提供指令以冷却中间掩模。
在进一步实施例中，方法包括：接收与中间掩模上的图案相关的设计数据以及使用设计数据来确定热管理动作。在实施例中，方法包括：接收来自热电偶的温度读数以及接收来自IR传感器的温度读数。在一些实施方式中，热管理动作包括向第一气体喷口的热调节组件提供指令以提供气流。在实施例中，气流低于约22℃。在一些实施例中，方法提供了热管理动作，包括向第二气体喷口的热调节组件提供指令以提供另一气流。来自第一气体喷口的气流可以比来自第二气体喷口的气流冷至少3℃。在实施例中，热管理动作向光刻工艺中使用的中间掩模卡盘中的热交换器的热调节组件提供指令。方法可以包括向热交换器提供指令，从而使得指令提供至在中间掩模卡盘的第一部分中具有冷却剂的第一组件，并且向在中间掩模卡盘的第二部分中具有冷却剂的第二组件提供指令。第一组件和第二组件是单独可控的。
在另一示例性方面，实施了实施光刻的方法。方法包括向光刻工具的掩模架提供掩模以及向光刻工具的晶圆台提供目标衬底。从光刻工具的源传送辐射束。传送的辐射束从掩模反射回来。方法继续包括向目标衬底提供反射的辐射束。在传送辐射束期间，实施热控制管理。热控制管理包括接收与掩模架相关的温度以及接收与掩模相关的温度。基于接收的温度修改热调节组件的输出。
在进一步实施例中，修改热调节组件的输出包括提供具有低于22℃的温度的气流。在一些实施方式中，修改热调节组件的输出还包括向掩模架提供冷却剂。在实施例中，方法包括：接收与掩模架的第一区域相关的第一温度和与掩模架的第二区域相关的第二温度。可以从IR传感器接收温度。在一些实施例中，实施热控制管理还包括接收掩模的图案密度以及基于图案密度确定热调节组件的初始输出。
在又一示例性方面，本发明提供了极紫外(EUV)光刻系统。系统包括中间掩模架、温度传感器、第一热调节组件、第二热调节组件和控制模块。第一热调节组件可操作以降低中间掩模架中的中间掩模的温度。第二热调节组件可操作以提供邻近中间掩模架中的中间掩模的气流。控制模块耦合至温度传感器、第一热调节组件和第二热调节组件。
在实施例中，温度传感器包括位于中间掩模架的第一区域上的第一热电偶以及位于中间掩模架的第二区域上的第二热电偶。在实施例中，温度传感器还包括至少一个远程温度感测器件。在实施方式中，至少一个远程温度感测器件包括用于感测中间掩模架中的中间掩模的第一区域的温度的第一IR传感器以及用于感测中间掩模架中的中间掩模的第二区域的温度的第二IR传感器。在实施例中，系统还包括：另一温度调节组件，邻近第一热调节组件，其中，另一热调节组件可操作以冷却中间掩模架中的中间掩模的第一区域，并且第一热调节组件可操作以冷却中间掩模架中的中间掩模的第二区域。
上面概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的各个方面。本领域技术人员应该理解，它们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于执行与本文所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其它工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，本文中它们可以做出多种变化、替换以及改变。

Claims (10)

1.一种用于极紫外(EUV)光刻的方法，所述方法包括：
在光刻工艺期间收集与中间掩模相关的热数据；以及
使用所述热数据来确定热管理动作，其中，所述热管理动作包括向热调节组件提供指令以冷却中间掩模。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
接收与所述中间掩模上的图案相关的设计数据；以及
使用所述设计数据来确定所述热管理动作。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，收集热数据包括：
从热电偶接收温度读数；以及
从红外传感器接收温度读数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热管理动作向第一气体喷口的所述热调节组件提供所述指令以提供气流。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述气流低于约22℃。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述热管理动作还包括向第二气体喷口的所述热调节组件提供所述指令以提供另一气流。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，来自所述第一气体喷口的所述气流比来自所述第二气体喷口的所述气流冷至少3℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热管理动作向所述光刻工艺中使用的中间掩模卡盘中的热交换器的所述热调节组件提供所述指令。
9.一种实施光刻的方法，其中，所述方法包括：
向光刻工具的掩模架提供掩模；
向所述光刻工具的晶圆台提供目标衬底；
从所述光刻工具的源传送辐射束，其中，传送的辐射束从所述掩模反射回来；
向所述目标衬底提供反射的辐射束；以及
在传送所述辐射束期间，实施热控制管理，其中，所述热控制管理包括：
接收与所述掩模架相关的温度，
接收与所述掩模相关的温度，
基于接收的温度修改热调节组件的输出。
10.一种极紫外(EUV)光刻系统，包括：
中间掩模架；
温度传感器；
第一热调节组件，位于所述中间掩模架中，其中，所述第一热调节组件可操作以降低所述中间掩模架中的中间掩模的温度；
第二热调节组件，与所述中间掩模架间隔开距离，其中，所述第二热调节组件可操作以提供邻近所述中间掩模架中的中间掩模的气流；以及
控制模块，耦合至所述温度传感器、所述第一热调节组件和所述第二热调节组件。
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