TW202212995A - 在單一微影曝光遍次中形成多個空間影像 - Google Patents

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Abstract

在本發明中，在單一曝光遍次期間，傳遞一光束中的一組光脈衝穿過一光罩朝向一晶圓；在單一曝光遍次期間，基於穿過該光罩之該組脈衝中之光脈衝，在該晶圓上產生至少一第一空間影像及一第二空間影像，該第一空間影像在該晶圓上之一第一平面處，且該第二空間影像在該晶圓上之一第二平面處，該第一平面與該第二平面在空間上彼此不同且沿一傳播方向彼此分離達一分離距離；且形成一三維半導體組件。

Description

在單一微影曝光遍次中形成多個空間影像
本發明係關於在單一微影曝光遍次中形成多個空間影像。舉例而言，可使用下文論述之技術，以形成三維半導體組件。
光微影係將半導體電路圖案化於諸如矽晶圓之基板上的程序。光微影光學源提供用以曝光晶圓上之光阻的深紫外線(deep ultraviolet；DUV)光。用於光微影之DUV光係由準分子光學源產生。通常，該光學源為雷射源，且脈衝光束為脈衝雷射光束。光束穿過光束遞送單元、倍縮光罩或光罩，且隨後投影至已製備之矽晶圓上。以此方式，晶片設計被圖案化至光阻上，該光阻隨後進行蝕刻及清潔，且接著重複該程序。
在一個通用態樣中，一種使用一光微影系統形成一三維半導體組件之方法包括：沿一傳播方向導引一脈衝光束朝向一光罩，該脈衝光束包括複數個光脈衝；在單一曝光遍次期間，傳遞該光束中之一組該等光脈衝穿過該光罩朝向一晶圓；在該單一曝光遍次期間，基於穿過該光罩之該組脈衝中之光脈衝，在該晶圓上產生至少一第一空間影像及一第二空間影像，該第一空間影像在該晶圓上之一第一平面處，且該第二空間影像在該晶圓上之一第二平面處，該第一平面與該第二平面沿該傳播方向彼此分離達一分離距離；及基於該第一空間影像中之光與該晶圓之一第一部分中之一材料之間的一相互作用，及該第二空間影像中之光與該晶圓之一第二部分中之一材料之間的一相互作用，形成該三維半導體組件。該組脈衝中之該等脈衝中之至少一者具有一第一主波長，且該組脈衝中之其他脈衝中之至少一者具有不同於該第一主波長之一第二主波長，以使得該分離距離係在該單一曝光遍次期間，基於該第一主波長與該第二主波長之間的差形成。
實施可包括以下特徵中之一或多者。在該單一曝光遍次期間穿過該光罩的該組脈衝中之該等脈衝中之至少一者可具有多於一個主光波長。
各主波長可與最接近之其他主波長分離達200飛米(fm)至500皮米(pm)之一光譜離距。
第一空間影像與第二空間影像之間的該分離距離可在單一曝光遍次期間變化。
單一曝光遍次可為第一曝光遍次，且該方法亦可包括在第二曝光遍次期間，且在第一曝光遍次完成之後，傳遞該光束中之第二組光脈衝穿過該光罩朝向該晶圓。在該第一曝光遍次與該第二曝光遍次期間，該第一空間影像與該第二空間影像之間的該分離距離不同。
該第一空間影像與該第二空間影像之間的該分離距離可在該單一曝光遍次之前設定，且在一些實施中，該分離距離在該單一曝光遍次期間不變化。該第一空間影像與該第二空間影像之間的該分離距離可被設定成適應該光微影系統之一或多個特徵。
該組脈衝可包括一第一光脈衝群組及一第二光脈衝群組，該第一光脈衝群組中之每一脈衝具有第一主波長，該第二脈衝群組中之每一脈衝可具有第二主波長，且該方法亦可包括：控制該第一脈衝群組之一屬性，藉此控制該第一空間影像中之光的一量；及控制該第二脈衝群組之一屬性，藉此控制該第二空間影像中之光的一量。該第一群組之該屬性可為該第一群組中之脈衝的計數，且該第二群組之該屬性可為該第二群組中之脈衝的計數。控制該第一群組中之脈衝之該計數可包括在該單一曝光遍次開始之前，判定該第一脈衝群組中應包括之第一數目個脈衝，且控制該第二群組中之脈衝之該計數包括在該單一曝光遍次開始之前，判定該第二脈衝群組中應包括之第二數目個脈衝。該第一脈衝群組及該第二脈衝群組可包括在該單一曝光遍次中穿過該光罩之所有脈衝。判定該第一數目個脈衝及該第二數目個脈衝可包括以下操作中之一或多項：(a)接收來自一操作者之輸入，及(b)存取與該光微影系統相關聯之一預定義設定。該第一脈衝群組之特徵可包括該第一群組中之每一脈衝的強度，且該第二脈衝群組之特徵可包括該第二群組中之每一脈衝的強度。
該晶圓上之第一平面及該晶圓上之第二平面可為實質上垂直於該傳播方向的平面。
在一些實施中，該半導體之一第一特徵形成於該第一平面處，該三維半導體之一第二特徵形成於該第二平面處，且該第一特徵及該第二特徵藉由實質上平行於該傳播方向延伸之一側壁彼此移位。
三維半導體組件可為三維NAND快閃記憶體組件。
第一平面可對應於第一聚焦平面，且該第二平面對應於一第二聚焦平面，且該第一平面與該第二平面之間的該分離距離係基於穿過該光罩之一光脈衝中之一或多個波長之間的一差，或該組脈衝中之離散脈衝當中之波長之間的一差。
在另一通用態樣中，光微影系統包括：一光源；一微影掃描器設備，其包括：經定位以與來自該光源之一脈衝光束相互作用的一光罩，及一晶圓固持器；及耦合至該光源之一控制系統，該控制系統經組態以致使該光源在單一曝光遍次期間發射該脈衝光束朝向該微影掃描器設備，以使得在該單一曝光遍次期間，基於沿一傳播方向穿過該光罩的一組光脈衝中之光脈衝，在該晶圓固持器處接收之一晶圓上形成至少一第一空間影像及一第二空間影像，該第一空間影像在該晶圓上之一第一平面處，且該第二空間影像在該晶圓上之一第二平面處，該第一平面及該第二平面沿該傳播方向彼此分離達一分離距離，且基於該第一空間影像中之光與該晶圓之一第一部分中之一材料之間的一相互作用，及該第二空間影像中之光與該晶圓之一第二部分中之一材料之間的一相互作用，形成一三維半導體組件。該組脈衝中之該等脈衝中之至少一者具有一第一主波長，該組脈衝中之其他脈衝中之至少一者具有不同於該第一主波長之一第二主波長，以使得該分離距離係在該單一曝光遍次期間，基於該第一主波長與該第二主波長之間的差形成。
實施可包括以下特徵中之一或多者。該控制系統可包括電腦可讀儲存媒體、耦合至該電腦可讀儲存媒體之一或多個電子處理器，及輸入/輸出介面，且關於該光微影系統之一配方儲存於該電腦可讀儲存媒體上。該配方可指定分離距離。該配方在一每晶圓或每批次基礎上規定該分離距離。該光源可包括氟化氪(krypton fluoride；KrF)增益介質或氟化氬(argon fluoride；ArF)增益介質。
以上及本文中所描述之技術中之任一者的實施可包括程序、設備、控制系統、儲存於非暫時性機器可讀電腦媒體上之指令及/或方法。在以下附圖及描述中闡述一或多個實施之細節。其他特徵將自描述及圖式以及申請專利範圍而顯而易見。
本文中論述用於在單一微影遍次中形成各自處於不同平面的多於一個空間影像，及使用該等空間影像形成三維半導體組件之技術。
參見圖1A，光微影系統100包括光學(或光)源105，其向微影曝光設備169提供提供光束160，該微影曝光設備處理由晶圓固持器或晶圓載物台171接收之晶圓170。光束160為包括在時間上彼此分離之光脈衝之脈衝光束。微影曝光設備169包括投影光學系統175及度量衡系統172，光束160在到達晶圓170之前穿過該投影光學系統。舉例而言，度量衡系統172可包括能夠俘獲晶圓170之一影像及/或晶圓170處之光束160的相機或其他裝置，或能夠俘獲描述光束160之特性，如晶圓170之x-y平面處之光束160的強度之資料的光學偵測器。微影曝光設備169可為液體浸沒系統或乾式系統。光微影系統100亦可包括控制系統150以控制光源105及/或微影曝光設備169。
微電子特徵藉由例如使用光束160使輻射敏感性光阻材料之塗層於晶圓170上曝光而形成於晶圓170上。亦參考圖1B，投影光學系統175包括狹縫176、光罩174，及投射物鏡，其包括鏡頭177。光束160進入該光學系統175且照射於狹縫176上，且至少一些光束160穿過狹縫176。在圖1A及圖1B之實例中，狹縫176為矩形且使光束160成形為延長矩形成形光束。於光罩174上形成圖案，且該圖案測定成形光束之哪些部分由光罩174傳輸及哪些受光罩174阻隔。圖案之設計藉由待形成於晶圓170上之特定微電子電路設計來測定。
成形光束與該光罩174相互作用。由光罩174傳輸的成形光束之部分穿過投影透鏡177 (且可由投影透鏡聚焦)且曝光晶圓170。藉由光罩174傳輸之成形光束部分在晶圓170之x-y平面中形成空間影像。空間影像係與光罩174相互作用之後達到晶圓170之光所形成的強度圖案。空間影像在晶圓170處，且大致在x-y平面中延伸。
系統100能夠在單一曝光遍次期間形成複數個空間影像，空間影像中之每一者沿晶圓170中之z軸處於不同的空間位置。亦參考圖1C，其展示y-z平面中的晶圓170之橫截面視圖，該投影光學系統175在單一曝光遍次中沿z軸在不同平面處形成兩個空間影像173a、173b。如下文更詳細地論述，空間影像173a、173b中之每一者係自具有不同主波長之光形成。
空間影像沿z軸之位置取決於該光學系統175之特性(包括投影透鏡177及光罩174)，及光束160之波長。鏡頭177之聚焦位置取決於入射於鏡頭177之光的波長。因此，變化或者控制光束160之波長允許控制空間影像之位置。藉由在單一曝光遍次期間提供具有不同主波長之光脈衝，可在不沿z軸將該光學系統175 (或該光學系統175之任何組件)及晶圓170關於彼此移動的情況下，在單一曝光遍次中形成沿z軸各自處於不同部位的複數個(兩個或更多個)空間影像。
在圖1A的實例中，經由光罩174的光藉由投影透鏡177被聚焦至聚焦平面。該投影透鏡177之聚焦平面係在該投影透鏡177與該晶圓載物台171之間，聚焦平面沿z軸之位置取決於該光學系統175之屬性及光束160之波長。空間影像173a、173b係自具有不同波長之光形成，由此空間影像173a、173b處於晶圓170中之不同位置處。空間影像173a、173b沿z軸彼此分離達一分離距離179。分離距離179取決於形成空間影像173a的光之波長與形成空間影像173b的光之波長之間的差。
晶圓載物台171及光罩174 (或該光學系統175之其他部件)在掃描期間大致沿x、y及z方向相對於彼此移動，以用於工藝路線效能校正及操作，例如運動可用於實現基本調平、補償鏡頭變形，及補償載物台定位誤差。此相對運動被稱為附帶操作運動。然而，在圖1A之系統中，並不依賴於晶圓載物台171及該光學系統175之相對運動以形成分離距離179。替代地，分離距離179係由於能夠控制在曝光遍次期間經由光罩174之脈衝中之主波長而形成。因此，不同於一些之前體系，分離距離179並不單藉由沿z方向相對於彼此移動該光學系統175及晶圓170而產生。此外，在同一曝光遍次期間空間影像173a及173b皆呈現在晶圓170處。換言之，系統100並不需要在第一曝光遍次中形成空間影像173a且在第二後續曝光遍次中形成空間影像173b。
第一空間影像173a中之光在部分178a處與晶圓相互作用，且第二空間影像173b中之光在部分178b處與晶圓相互作用。此等相互作用可在晶圓170上形成電子特徵或其他物理特性，如開口或空穴。由於空間影像173a、173b處於沿z軸之不同平面，因此空間影像173a、173b可用於在晶圓170上形成三維特徵。舉例而言，空間影像173a可用於形成周邊區，且空間影像173b可用於形成處於沿z軸之不同位置處的溝道、溝槽或凹口。由此，本文中論述的技術可用於形成三維半導體組件，如三維NAND快閃記憶體組件。
在論述關於在單一曝光遍次中形成多個空間影像之額外細節之前，關於圖2A至2C、3A至3C及4論述光源105及光微影系統100之實例實施。
參見圖2A，展示光微影系統200之方塊圖。系統200係系統100 (圖1A)之實施的實例。舉例而言，在光微影系統200中，光學源205被用作光學源105 (圖1A)。光學源205產生提供至微影曝光設備169之脈衝式光束260。光學源205可為例如輸出脈衝光束260 (其可為雷射光束)之準分子光學源。隨著脈衝式光束260進入微影曝光設備169，其經由投影光學系統175導向且投影於晶圓170上。以此方式，將一或多個微電子特徵圖案化至晶圓170上之光阻上，且在後續程序步驟之前顯影及清潔該晶圓，且重複該程序。光微影系統200亦包括控制系統250，該控制系統在圖2A之實例中連接至光學源205之組件以及至微影曝光設備169以控制系統200之各種操作。該控制系統250係圖1A之控制系統250之實施的實例。
在圖2A中所展示之實例中，光學源205為二級雷射系統，該雷射系統包括將種子光束224提供至功率放大器(power amplifier；PA) 230之主控振盪器(master oscillator；MO) 212。MO 212及PA 230可被考慮為光學源205之子系統，或為光學源205之一部分的系統。功率放大器230自主控振盪器212接收種子光束224且放大種子光束224以產生光束260，以供用於微影曝光設備169中。舉例而言，主控振盪器212可發射脈衝種子光束，其具有近似於1毫焦(milliJoule；mJ)每脈衝之種子脈衝能量，且此等種子脈衝可藉由功率放大器230放大至約10至15mJ。
主控振盪器212包括具有兩個細長電極217之放電腔室240、增益介質219 (其為混合氣體)，及用於使氣體於電極217之間循環的風扇。諧振器形成於放電腔室240之一個側面上之線窄化模組216與放電腔室240之第二側面上之輸出耦合器218之間。線窄化模組216可包括繞射光學件，諸如精細地調諧放電腔240之光譜輸出的光柵。圖2B及2C提供關於線窄化模組216之額外細節。
圖2B係光譜特徵選擇模組258之實施的實例之方塊圖，其包括線窄化模組216的一或多個例子。光譜特徵選擇模組258耦合至在光學源205中傳播之光。在一些實施中(如圖2B中所示)，光譜特徵選擇模組258自主控振盪器212之腔室214接收光，以允許在主控振盪器212內對諸如波長及頻寬的光譜特徵進行精細調諧。
光譜特徵選擇模組258可包括控制模組，諸如包括呈韌體與軟體之任何組合的電子設備形式之光譜特徵控制模組254。該控制模組254連接至一或多個致動系統，諸如光譜特徵致動系統255_1至255_n。致動系統255_1至255_n中之每一者可包括連接至光學系統257之各別光學特徵256_1至256_n的一或多個致動器。光學特徵256_1至256_n經組態以調整所產生之光束260的特定特性，以藉此調整光束260之光譜特徵。控制模組254自控制系統250接收控制信號，該控制信號包括操作或控制致動系統255_1至255_n中之一或多者的特定命令。致動系統255_1至255_n可經選擇及設計為在一起工作，亦即串聯，或致動系統255_1至255_n可經組態以單獨地工作。此外，各致動系統255_1至255_n可經優化以對具體干擾類別作出響應。
各光學特徵256_1至256_n以光學方式耦合至由光學源105產生之光束260。該光學系統257可被實施為如圖2C中展示之線窄化模組216C。線窄化模組包括分散的光學部件，如反射格柵291，及折射光學元件，如稜鏡292、293、294、295，作為光學特徵256_1至256_n。稜鏡292、293、294、295中之一或多者可為可旋轉的。此線窄化模組之實例可發現於2009年10月23日申請的標題為「用於選擇及控制光源頻寬之系統、方法及設備(SYSTEM METHOD AN APPARATUS FOR SELECTING AND CONTROLLING LIGHT SOURCE BANDWIDTH)」之美國申請案第12/605,306號('306申請案)中。在'306申請案中，描述包括光束擴展器(包括一或多個稜鏡292、293、294、295)及諸如光柵291之分散元件的線窄化模組。對於可致動光學特徵之各別致動系統，諸如光柵291以及稜鏡292、293、294、295中之一或多者並未在圖2C中展示。
致動系統255_1至255_n之致動器中之每一者為用於移動或控制光學系統257之各別光學特徵256_1至256_n的機械裝置。致動器自模組254接收能量，且將彼能量轉換成被賦予至光學系統257之光學特徵256_1 至 256_n的某種運動。舉例而言，在'306申請案中，描述致動系統，諸如力裝置(施加力於光柵區)及用於旋轉光束擴展器之稜鏡中之一或多者的旋轉載物台。致動系統255_1至255_n可包括例如馬達，諸如步進馬達、閥門、壓控式裝置、壓電式裝置、線性馬達、液壓致動器，及/或話音線圈。
返回至圖2A，該主控振盪器212亦包括線中心分析模組220，其自該輸出耦合器218接收輸出光束，及光束耦合光學系統222，其按需要調整該輸出光束之大小或形狀以形成種子光束224。線中心分析模組220為可用以量測或監測種子光束224之波長的量測系統。線中心分析模組220可置放於光學源205中之其他位置處，或其可置放於光學源205之輸出端。
用於放電腔室240中之混合氣體可為適用於在應用所需之波長及頻寬下產生光束的任何氣體。對於準分子源，除作為緩衝氣體之氦氣及/或氖氣之外，氣體混合物可含有諸如氬氣或氪氣之惰性氣體(稀有氣體)、諸如氟或氯之鹵素及痕量的氙。混合氣體之特定實例包括在約193奈米之波長下發光的氟化氬(ArF)、在約248奈米之波長下發光的氟化氪(KrF)，或在約351奈米之波長下發光的氯化氙(XeCl)。藉由將電壓施加至細長電極217，在高電壓放電中用短(例如，奈秒)電流脈衝泵浦準分子增益介質(混合氣體)。
功率放大器230包括光束耦合光學系統232，該光束耦合光學系統自主控振盪器212接收種子光束224且將光束導向通過放電腔室240，且導向至光束轉向光學元件248，該光束轉向光學元件調整或改變種子光束224之方向以使得將該種子光束發送回至放電腔室240。放電腔室240包括一對細長電極241、為混合氣體之增益介質219，及用於使混合氣體在電極241之間循環的風扇。
將輸出光束260導引穿過頻寬分析模組262，其中可量測光束260之各種參數(諸如頻寬或波長)。該輸出光束260亦可經導引穿過光束製備系統263。光束製備系統263可包括例如脈衝拉伸機，在該脈衝拉伸機中，輸出光束260之脈衝中之每一者於(例如)光延遲單元中在時間上拉伸以調整照射微影裝置169之光束的效能屬性。光束製備系統263亦可包括能夠作用於光束260之其他組件，諸如反射及/或折射光學元件(諸如鏡頭及反射鏡)、濾光器，及光學光圈(包括自動快門)。
光微影系統200亦包括該控制系統250。在圖2A中展示之實施中，該控制系統250被連接至光學源205之各種組件。舉例而言，控制系統250可藉由將一或多個信號發送至光學源205來控制光學源205何時發射光脈衝或包括一或多個光脈衝之光脈衝突發。該控制系統250亦連接至微影曝光設備169。因此，該控制系統250亦可控制微影曝光設備169之各種態樣。舉例而言，該控制系統250可控制晶圓170之曝光，且因此可用於控制如何將電子特徵印刷至晶圓170上。在一些實施中，該控制系統250可藉由控制狹縫176在x-y平面(圖1B )中之運動，控制晶圓170之掃描。此外，該控制系統250可與度量衡系統172及/或光學系統175交換資料。
微影曝光設備169亦可包括例如溫度控制裝置(諸如空氣調節裝置及/或加熱裝置)，及/或用於不同電動組件之電源。該控制系統250亦可控制此等組件。在一些實施方案中，該控制系統250經建構以包括多於一個次控制系統，且至少一個次控制系統(微影控制器)專用於控制微影曝光設備169之態樣。在此等實施中，該控制系統250可用於作為使用微影控制器之替代或補充而控制微影曝光設備169之態樣。
控制系統250包括電子處理器251、電子儲存器252及I/O介面253。電子處理器251包括適合於執行電腦程式之一或多個處理器，諸如一般或特殊用途微處理器，及具有任何種類數位電腦之任一或多個處理器。通常，電子處理器自唯讀記憶體、隨機存取記憶體或其兩者接收指令及資料。電子處理器251可為任何類型之電子處理器。
電子儲存器252可為諸如RAM之揮發性記憶體，或非揮發性記憶體。在一些實施中，且電子儲存器252包括非揮發性及揮發性部分或組件。電子儲存器252可儲存用於控制系統250之操作、控制系統250之組件及/或由控制系統250控制之系統的資料及資訊。該資訊可存儲在例如查找表或資料庫中。例如，電子儲存器252可能儲存表明光束260在不同操作條件及效能情境下之不同屬性之值的資料。
此外，電子儲存器252可儲存指示在使用期間光束260之參數的不同配方或程序程式259。舉例而言，電子儲存器252可能儲存指示具體曝光遍次中光束260中之每一脈衝波長的配方。該配方可能表明不同曝光遍次之不同波長。可基於脈衝間依據應用下文論述之波長控制技術。換言之，可控制曝光遍次中之每一單獨脈衝的波長含量，以便於在沿z軸之所要位置處形成空間影像。
電子儲存器252亦可儲存指令，可能以電腦程式之形式，其在被執行時致使處理器251與控制系統250、光學系統205及/或微影曝光設備169中之組件通信。
I/O介面253係允許控制系統250自操作者、光學系統205、微影曝光設備169、光學系統205及/或微影曝光設備169內之任何組件或系統，及/或在另一電子裝置上運行之自動處理接收資料及信號，及/或向該等實體提供資料及信號的任何種類之電子介面。舉例而言，I/O介面253可包括視覺顯示器、鍵盤及通信介面中之一或多者。
光束260 (及光束160)係脈衝光束，且可包括在時間上彼此分離的一或多個脈衝突發。各突發可包括一或多個光脈衝。在一些實施中，一突發包括數百脈衝，例如，100至400脈衝。圖3A至3C提供光學源205中之脈衝及突發之產生的概觀。圖3A展示晶圓曝光信號300隨時間變化之振幅，圖3B展示閘極信號315隨時間變化之振幅，且圖3C展示觸發信號隨時間變化之振幅。
控制系統250可經組態以將晶圓曝光信號300發送至光學源205以控制光學源205產生光束260。在圖3A中所展示之實例中，晶圓曝光信號300在時段307具有高位值305 (例如1)，在該時段期間光學源205產生光脈衝之突發。晶圓曝光信號300另外在晶圓170不經曝光時具有低位值310(例如0)。
參看圖3B，光束260為脈衝光束，且光束260包括脈衝突發。控制系統250亦藉由將閘極信號315發送至光學源205來控制脈衝突發的持續時間及頻率。閘極信號315在脈衝之突發期間具有高位值320 (例如，1)且在連續突發之間的時間期間具有低位值325 (例如，0)。在所示之實例中，在閘極信號315具有高位值時的持續時間亦為突發316之持續時間。該等突發在時間上分離突發間時間間隔。在突發間時間間隔期間，微影曝光設備169可將下一晶粒定位於晶圓170上以供曝光。
參看圖3C，控制系統250亦使用觸發信號330來控制脈衝於各突發內之重複率。觸發信號330包括觸發器340，將該等觸發器中之一者提供至光學源205以使得光學源205產生光脈衝。每次將產生脈衝時，控制系統250可將觸發器340發送至源205。因此，由光學源205產生之脈衝的重複率(兩個連續脈衝之間的時間)可藉由觸發信號330設定。
如上文所論述，當藉由將電壓施加至電極217來泵浦增益介質219時，增益介質219發射光。當電壓以脈衝形式施加至電極217時，自介質219發射的光亦經泵浦。因此，藉由電壓被施加至電極217時的速率判定脈衝光束260之重複率，其中每次施加電壓產生一光脈衝。光脈衝傳播通過增益介質219且經由輸出耦合器218離開腔室214。因此，藉由將電壓週期性重複施加至電極217而建立脈衝串。觸發信號330例如可用於控制電壓至電極217之施加及脈衝之重複率，對於大部分應用而言該等脈衝之重複率的範圍可介於約500與6000 Hz之間。在一些實施中，重複率可大於6,000 Hz，且可為例如12,000 Hz或更大。
亦可使用來自控制系統250之信號以分別控制主控振盪器212內之電極217、241及功率放大器230以便控制主控振盪器212及功率放大器230之各別脈衝能量，且因此控制光束260之能量。在提供至電極217之信號與提供至電極241之信號之間可存在延遲。延遲量可能影響光束260之屬性，如脈衝光束260中之相干性的量。
脈衝光束260可具有在數十瓦特範圍內，例如約50 W至約130 W之平均輸出功率。光束260在輸出端之輻照度(亦即，每單位面積之平均功率)的範圍可介於60 W/cm 2至80 W/cm 2。
亦參考圖4，晶圓170由光束260輻照。微影曝光設備169包括光學系統175(圖1A及圖1B)。在圖4的實例中，光學系統175 (未展示)包括照明器系統429，其包括物鏡配置432。物鏡配置432包括投影透鏡177 (圖1B)且使得影像能夠自光罩174轉移至晶圓170上之光阻。照明器系統429調節光束260照射於光罩174上之角度範圍。照明器系統429亦可能均勻化(均一化)光束260跨越光罩174在x-y平面中之強度分佈。
在一些實施中，一浸沒介質可被供應以覆蓋晶圓170。該浸沒介質可為用於液體浸沒微影之液體(諸如水)。在微影係乾式系統之其他實施中，浸沒介質可為氣體，如乾氮氣、乾空氣或乾淨空氣。在其他實施中，晶圓170可在壓控式環境(諸如真空或部分真空)內曝光。
在曝光遍次期間，光束260之複數個N個脈衝照射晶圓170之相同區域。N可為任何大於一之整數。照射相同區域的光束110之脈衝N的數目可被稱為曝光窗或曝光遍次400。窗400之大小可由狹縫176控制。舉例而言，狹縫176可包括複數個可移動葉片，以使得葉片在一個組態中形成孔口，在另一組態中關閉該孔口。藉由配置狹縫176之葉片以形成具體大小之孔口，亦可控制窗400之大小。
N個脈衝亦判定用於曝光遍次之照明劑量。照明劑量係在曝光遍次期間傳遞至晶圓的光能之量。因此，N個脈衝之屬性，如各脈衝中之光能，判定照明劑量。此外，且如下文更詳細地論述，N個脈衝亦可用於判定空間影像173a、173b中之每一者中之光的量。特定言之，配方可能指定在N個脈衝中，一定數目個脈衝具有形成空間影像173a之第一主波長，且一定數目個脈衝具有形成空間影像173b之第二主波長。
此外，狹縫176及/或光罩174可在x-y平面中之掃描方向上移動，以使得僅晶圓170之一部分在既定時間曝光，或在具體曝光掃描(或曝光遍次)期間曝光。藉由光束160曝光的晶圓170上區域之大小係藉由在非掃描方向上的葉片之間的距離，及在掃描方向上之掃描的長度(距離)而測定。在一些實施中，N之值為幾十，例如自10至100個脈衝。在其他實施中，N之值大於100脈衝，例如自100至500脈衝。晶圓170之曝光場479係晶圓170在微影曝光設備169內的一曝光狹縫或窗的一個掃描中被曝光之物理區域。
晶圓載物台171、光罩174及物鏡配置432被固定至締合致動系統，藉此形成掃描配置。在掃描配置中，光罩174、物鏡配置432及晶圓170 (經由載物台171)中之一或多者可能在x-y平面中相對於彼此移動。然而，除晶圓載物台171、光罩174及物鏡配置432之間的附帶相對操作運動以外，此等部件在曝光遍次期間不沿z軸相對於彼此移動。
參看圖5，展示程序500之流程圖。該程序500係用於形成三維半導體組件或此類組件之一部分的程序之實例。可使用光微影系統100或200進行該程序500。關於2A中展示之系統200論述該程序500。亦關於圖6A至10B論述該程序500。
光束260被導引朝向光罩174(510)。光束260係包括複數個脈衝的脈衝光束，其中之每一者如圖3C中展示那樣在時間上彼此分離。圖6A及6B展示作為光束260的一部分的單一脈衝之光譜的實例。光束260中之其他脈衝可具有不同光譜。
參見圖6A，展示光脈衝600A之光譜601A。光600A之脈衝在一波長波段內具有非零強度。波長波段亦可被稱為該脈衝600A之頻寬。
圖6A中展示之資訊係該脈衝600A之瞬時光譜601A (或發射光譜)。光譜601A含有關於光束260之脈衝的光能或功率遍及不同波長(或頻率)如何分佈的資訊。光譜601A以圖表形式描繪，其中光譜強度(不必為絕對校準的)繪製為波長或光學頻率之函數。光譜601A可被稱為光束260之脈衝的光譜形狀或強度光譜。該脈衝600A具有主波長602A，其在圖6A之實例中係峰值強度。儘管光束260之脈衝及藉由光束260之脈衝所形成的空間影像之論述參考脈衝之主波長，但脈衝包括除主波長外之波長，且脈衝具有有限頻寬，其可藉由一度量表徵。舉例而言，在光譜601A形狀之最大峰值強度之一分率(X)處之光譜的全寬(被稱作FWXM)可用以表徵光束頻寬。作為另一實例，含有經積分光譜強度(被稱作EY)之分率(Y)的光譜之寬度可用於表徵光束頻寬。
該脈衝600A展示為可能在光束260中之脈衝的實例。在該脈衝600A被用於曝光晶圓120之一部分時，該脈衝中之光形成空間影像。空間影像在z方向上之位置(圖1C及4)係藉由主波長602A之值而判定。光束260中之不同脈衝可具有不同主波長。舉例而言，為在單一曝光遍次期間產生兩個空間影像，光束260之部分脈衝具有一個主波長(第一主波長)，且光束260之其他脈衝具有另一主波長(第二主波長)。該第一及第二主波長係不同波長。該第一與第二主波長之間的波長差可被稱為光譜離距。舉例而言，光譜離距可為200飛米(fm)至5皮米(pm)。儘管光束260中之不同脈衝的波長可能不同，但脈衝之光譜形狀可為相同的。
光源205可能基於脈衝間依據在該第一與第二主波長之間抖動或切換主波長，以使得各脈衝相比於在時間上緊接在其之前或在其之後的脈衝具有不同主波長。在此等實施中，假定光束260中之所有脈衝具有相同強度，則以此方式分佈該第一及第二主波長在z方向上的不同位置處產生具有相同強度的兩個空間影像。
在一些實施中，脈衝之某一部分(例如33%)具有第一主波長，且其餘部分(在此實例中為67%)具有第二主波長。在此等實施中，假定光束260中之所有脈衝具有相同強度，則兩個空間影像形成為不同強度。藉由具有第一主波長之脈衝所形成的空間影像具有藉由具有第二主波長之脈衝所形成空間影像之強度的大約一半。以此方式，可藉由控制具有該第一及第二主波長中之每一者的N個脈衝之部分，控制沿z軸被提供至晶圓170中之特定部位的劑量。
可在儲存於電子儲存器252上的配方檔案259中指定具有用於曝光遍次之具體主波長的脈衝部分。配方259規定用於曝光遍次之不同主波長的比率。配方259亦可指定其他曝光遍次之比率，以使得不同比率可用於其他曝光遍次，且可基於場間依據調節或控制空間影像。
參見圖6B，展示光脈衝600B之光譜601B。該脈衝600B係光束260之脈衝的另一實例。脈衝600B之光譜601B相較於光譜601A具有不同形狀。特定言之，光譜601B具有對應於該脈衝600B之兩個主波長602B_1及602B_2的兩個波峰。該脈衝600B係光束260的一部分。在該脈衝600B用以曝光晶圓120之一部分時，脈衝中之光在晶圓上沿z軸在不同位置處形成兩個空間影像。空間影像之位置係藉由主波長602B_1及602B_2之波長判定。
圖6A及6B中所示之脈衝可藉由能夠形成該等脈衝的任何硬件形成。例如，諸如脈衝600A的脈衝串可使用類似於圖2C之線窄化模組216C的線窄化模組而形成。by光柵291繞射之光的波長取決於入射於光柵上之光的角度。一種改變與光柵291相互作用的光入射角之機制可與此類線窄化模組一起使用，以產生具N個脈衝的脈衝串以用於曝光遍次，其中N個脈衝中之至少一者具有不同於N個脈衝中之另一脈衝之主波長的主波長。舉例而言，可基於脈衝間依據，旋轉稜鏡292、293、294、295中之一者以改變入射於光柵291的光的角度。在一些實施中，線窄化模組包括一鏡子，其處於光束260之路徑中且可移動以改變入射於光柵291之光的角度。舉例而言，在2001年2月20日發佈的標題為「窄帶雷射與精細波長控制(NARROW BAND LASER WITH FINE WAVELENGTH CONTROL)」之美國專利第6,192,064號中論述此實施之實例。
亦可使用類似圖2C之線窄化模組216C的線窄化模組，形成諸如600B (圖6B)之脈衝。舉例而言，受激光學元件，如聲光調製器，可被放入光束260之路徑中的線窄化模組216C中。聲光調製器以取決於用於激勵調製器的聲波頻率之一角度偏轉入射光。聲調製器包括允許聲波傳播的材料，如玻璃或石英，及耦合至該材料的轉訊器。轉訊器響應於激勵信號而振動，且振動在材料中產生聲波。聲波形成移動的膨脹及壓縮平面，其改變材料之折射率。因而，聲波充當繞射光柵，以使得入射光同時以若干不同角度繞射及離開材料。來自兩個或多於兩個階之光可達至光柵291，且不同繞射階中之每一者中的光在光柵291上具有不同入射角。以此方式，可形成包括兩個或更多個主波長的單一脈衝。舉例而言，在2006年12月26日發佈的標題為「用於頻寬光譜控制的雷射輸出光束波前分離器(LASER OUTPUT BEAM WAVEFRONT SPLITTER FOR BANDWIDTH SPECTRUM CONTROL之)美國專利第7,154 928號中論述包括聲光調變器的線窄化模組之實例。
在單一曝光遍次期間，傳遞一組光脈衝穿過光罩174朝向晶圓170(520)。如上文所論述，在曝光遍次期間可將N個光脈衝提供至晶圓170。該N個光脈衝可為光束260中之連續光脈衝。晶圓170之曝光部分在曝光遍次中看到N個脈衝中之每一者的平均光譜。因此，若N個脈衝之一部分具有第一主波長，且其餘N個脈衝具有第二主波長，則晶圓170處之平均光譜將是包括在第一主波長處之峰值和在第二主波長處之峰值的光譜。類似地，若N個脈衝之全部或部分單獨脈衝具有多於一個主波長，則彼等主波長可在平均光譜中形成波峰。圖7展示晶圓170處之平均光譜701的實例。平均光譜701包括第一主波長702_1及第二主波長702_2。在圖7的實例中，第一主波長702_1及第二主波長702_2藉由約500 fm之光譜離距703分離，然而，亦可考慮其他組合。光譜離距703使得第一主波長702_1及第二主波長702_2不同，且平均光譜701包括在波長702_1與702_2之間的強度極小或無強度的光譜區704。
舉例而言，基於平均光譜，在晶圓170處形成兩個或更多個空間影像，第一影像基於第一主波長，且第二影像基於第二主波長(530)。繼續平均光譜701之實例，且亦參考圖8A，基於N個脈衝在單一曝光遍次中形成兩個空間影像873a及873b。N個脈衝包括具有第一主波長702_1之脈衝及具有第二主波長702_2之脈衝。具有第一主波長702_1的脈衝形成第一空間影像873a，且具有第二主波長702_2的脈衝形成第二空間影像873b。空間影像873a形成於第一平面878a處，且空間影像873b形成於第二平面878b處。平面878a及878b垂直於晶圓170處的光束260之傳播方向。平面878a及878b沿z方向分離達一分離距離879。
對於具有單一主波長的平均光譜，分離距離879大於微影設備169之聚焦深度。聚焦深度可經界定為劑量值(被提供至晶圓之光能的量)，即沿z方向的聚焦範圍，其中該劑量提供的特徵大小在應用於晶圓170的程序之特徵大小的可接受範圍內。該程序500能夠藉由在單一曝光遍次期間在晶圓170處提供多於一個不同空間影像，以提高曝光設備169之聚焦深度。此係因為該複數個空間影像皆能夠在z方向不同位置處曝光晶圓，其特徵在可接受特徵大小範圍內。換言之，該程序500能夠在單一曝光遍次期間向微影曝光設備169提供大範圍聚焦深度。如上文所論述，微影曝光設備169之操作者可藉由配方檔案259控制曝光程序之不同參數。在一些實施中，微影曝光設備169之操作者可能自模擬程式接收資訊，如購自ASML公司Brion的迅子源光罩優化(Source-Mask Optimization；SMO)，且此資訊可用於程式化或以其他方式指定配方檔案259之參數。舉例而言，微影曝光設備169之操作者可能知曉即將來臨之批次並不需要如先前曝光批次那麼多的聚焦深度。在此實例中，操作者可能指定模擬程式之聚焦深度及劑量變化，且模擬程式返回光譜離距703之值以實現所要參數。操作者可隨後藉由I/O介面253程式化配方檔案259，以指定即將來臨批次之光譜離距703的值。在一些實施方案中，操作者可使用模擬來判定對於具體曝光遍次，更大聚焦深度(諸如可藉由在處於不同平面上以複數個空間影像曝光晶圓170)是否係必需的。在並不需要更高聚焦深度以形成半導體組件之具體部分的例子中，可構造配方檔案259，藉此使得例如用於形成半導體組件之具體部分的曝光遍次具有包括單一主波長的平均光譜。
此外，操作者及/或模擬器可接收如藉由度量衡系統172或藉由另一感測器所量測的關於形成之三維組件的資訊。舉例而言，度量衡系統172可提供關於形成之3D半導體組件的側壁角的資料，且該資料可用於程式化配方檔案259中之參數以用於後續曝光遍次。
圖8B展示在平面878a處的x-y平面上的空間影像873a(見圖8A中之頁面)。空間影像873a及873b大致係形成於x-y平面中的二維強度圖案。強度圖案之性質取決於光罩174之特性。該第一平面及該第二平面878a、878b係晶圓170之部分。如圖8B中所展示，第一平面878a可僅為整個晶圓170之小部分。
分離距離879之值取決於光譜離距703及光學系統275之屬性。舉例而言，分離距離879之值可能取決於光學系統275中之鏡頭及其他光學部件的焦距、像差及其他屬性。對於具有色像差C之掃描器鏡頭，可自等式1判定分離距離879：
Figure 02_image001
等式(1)， 其中ΔD係奈米(nm)單位之分離距離879，C係色像差(其被定義為波長改變時聚焦平面沿傳播方向移動之距離)，且Δλ係皮米單位之光譜離距873。分離距離875可例如為5000 nm (5 µm)，且光譜離距873可能為約200至300 fm。
此外，對於某一類型的曝光設備169的具體例子，由於加工及設施處理中之變化及/或終端使用者作出的修改，可需要不同主波長以實現所要分離距離879。如上文所論述，可在控制系統250之電子儲存器252上儲存配方或程序控制程式259。配方259可經修改或程式化，以對於具體曝光設備或一種類型之曝光設備定製。在微影系統200被加工時可程式化配方259，及/或配方259可例如由終端使用者或熟習該系統200之效能的其他操作者經由I/O介面253程式化。
配方259亦可對於用於曝光晶圓170之不同區域的不同曝光遍次指定不同分離距離879。另外或替代地，配方259可以按批次或按層為基礎或以按晶圓為基礎來指定分離距離879。批次或層係在相同標稱條件下由相同曝光設備處理的晶圓群組。配方259亦允許指定關於空間影像873a、873b之其他參數，如藉由各影像提供的劑量。舉例而言，配方259可能指定具有第一主波長702_1的N個脈衝中之脈衝數目與具有第二主波長702_2的脈衝數目的比率。亦可基於場間、批次間(或層間)及/或晶圓間依據，指定此等其他參數。
此外，配方259可能指定，一些層不以第一主波長702_1及第二主波長702_2曝光，且替代地以具有包括單一主波長的光譜的脈衝曝光。舉例而言，當應形成平面半導體組件，而非三維半導體組件時，可使用此光譜。I/O介面253允許終端使用者及/或製造者程式化或產生配方以指定主波長之數目，包括例如對於具體層或批次使用單一主波長的情形。
此外，儘管上文實例論述具有兩個主波長的平均光譜701，但在其他實例中，平均光譜701可具有多於兩個主波長(例如三個、四個或五個主波長)，其中之每一者以光譜離距及如區704之區自最接近之其他主波長分隔開。I/O介面253允許終端使用者及/或製造者程式化或產生配方以指定此等參數。
形成三維(3D)半導體組件(540)。圖9A展示3D半導體組件995的實例的橫截面視圖。圖9B展示在第一平面878a處的x-y平面中之晶圓170及組件995。3D半導體組件995可為完整組件或為較大組件之一部分。3D半導體組件995可為具有未全部形成於晶圓170中之一個z位置處的特徵的任何類型之半導體組件。舉例而言，3D半導體組件可為包括沿z軸延伸的凹口或開口的器件。3D半導體組件可以用於任何類型的電子應用。舉例而言，3D半導體組件可為3D NAND快閃記憶體組件的全部或部分。3D NAND快閃記憶體係其中記憶單元沿z軸分層堆疊的記憶體。
在圖9A的實例中，3D半導體組件995包括形成於邊緣999中的凹口996。凹口996包括底板997及側壁998，其大致在邊緣999與底板997之間沿z軸延伸。底板997係由以第二空間影像873b(圖8A)中之光曝光平面878b處的光阻而形成。邊緣999上之特徵係使用第一空間影像873a (圖8A)中之光形成。
使用該程序500亦可能產生等於90º或相較於其他程序可能產生之側壁角更接近90º的側壁角992。側壁角992係底板997與側壁998之間的角。若側壁998在x-z平面中延伸，且底板在x-y平面中延伸，則側壁角992係90º，且在此實例中可認為是垂直。垂直側壁角係合乎需要的，此係因為此類側壁允許3D半導體組件中之更界限分明的特徵。該程序500實現等於或接近於90º的側壁角992，此係因為第一空間影像873a及第二空間影像873b之位置(分別為第一平面878a及第二平面878b)係在晶圓170之不同部分處的單獨影像。在單一曝光遍次中形成獨立空間影像允許改良各影像之品質，導致更確定的特徵，即相較於藉由較低品質的單一空間所形成的特徵更垂直定向。
圖10A及10B係關於該程序500之經模擬資料的實例。圖10A展示空間影像強度與沿y軸光罩位置(圖9A)的三個標繪圖1001、1002、1003。標繪圖1001、1002、1003中之每一者對於一個空間影像表示強度與光罩位置。在圖10A中，標繪圖1001代表在單一曝光遍次期間形成兩個空間影像的平均光譜的模擬，如上文關於圖5所論述。標繪圖1002表示晶圓載物台根據ASML之EFESE技術傾斜的情境之模擬，其是用於增加聚焦深度以便於在晶圓上打印三維特徵(諸如通孔及空穴)的程序。在EFESE技術中，晶圓載物台以一角度傾斜，以在曝光晶圓時藉由焦點掃描空間影像。EFESE技術大致產生更高聚焦深度。在圖10A中，僅標繪圖1002代表使用EFESE技術模擬的資料。圖10A上展示的其餘資料並不使用EFESE技術。標繪圖1003代表自基於劑量的最佳焦點之模擬的資料。
如圖10A中展示的作為光罩位置之函數的空中影像強度說明，在單一曝光遍次中形成兩個或更多個空間影像可能產生類似於傾斜晶圓載物台的對比度。更高對比度指示更可能恰當地形成處於沿z軸(圖8A)之不同位置的三維特徵。
圖10B展示作為三個不同空間影像的聚焦位置之函數的臨界尺寸的三個標繪圖1004、1005、1006，其中各空間影像在曝光遍次中平均。在圖10B中，標繪圖1004表示來自未應用EFESE技術且形成單一空間影像的模擬的資料。標繪圖1005代表自應用EFESE技術之模擬的資料。如所示，EFESE技術相較於無EFESE模擬提高聚焦深度，此係因為在距零聚焦更遠距離內，臨界尺寸值保持不變。標繪圖1005表示自在單一曝光遍次中產生兩個空間影像，且不採用EFESE技術之模擬的資料。使用多個空間影像的無EFESE模擬的聚焦深度等於或優於EFESE技術。因此，該程序500可用於在單一曝光遍次中達成更高聚焦深度，而不依賴於如EFESE的技術。
可使用以下條項進一步描述實施例： 1.     一種使用一光微影系統形成一三維半導體組件之方法，該方法包含： 沿一傳播方向導引一脈衝光束朝向一光罩，該脈衝光束包含複數個光脈衝； 在單一曝光遍次期間，傳遞該光束中之一組該等光脈衝穿過該光罩朝向一晶圓； 在該單一曝光遍次期間，基於穿過該光罩之該組脈衝中之光脈衝，在該晶圓上產生至少一第一空間影像及一第二空間影像，該第一空間影像在該晶圓上之一第一平面處，且該第二空間影像在該晶圓上之一第二平面處，該第一平面與該第二平面沿該傳播方向彼此分離達一分離距離；及 在光阻中，基於該第一空間影像中之光與該晶圓之一第一部分中之一材料之間的一相互作用，及該第二空間影像中之光與該晶圓之一第二部分中之一材料之間的一相互作用，圖案化該三維半導體組件，其中 該組脈衝中之該等脈衝中之至少一者具有一第一主波長，且該組脈衝中之其他脈衝中之至少一者具有不同於該第一主波長之一第二主波長，以使得該第一組脈衝及該第二組脈衝之光譜在光譜上不同，且該分離距離係基於該第一主波長與該第二主波長之間的差。 2.     如條項1之方法，其中在該單一曝光遍次期間穿過該光罩之該組脈衝中之該等脈衝中之至少一者包含多於一個主要光波長。 3.     如條項2之方法，其中各主要波長與最接近之其他波長分離達200飛米(fm)至500皮米(pm)之一光譜離距。 4.     如條項1之方法，其中在該單一曝光遍次期間，該第一空間影像與該第二空間影像之間的該分離距離變化。 5.     如條項1之方法，其中該單一曝光遍次係一第一曝光遍次，且該方法進一步包含：在一第二曝光遍次期間，且在該第一曝光遍次之後，傳遞該光束中之第二組光脈衝穿過該光罩朝向該晶圓，並且其中在該第一曝光遍次與該第二曝光遍次期間，該第一空間影像與該第二空間影像之間的該分離距離不同。 6.     如條項1之方法，其中該第一空間影像與該第二空間影像係在該單一曝光遍次之前設定，且該分離距離在該單一曝光遍次期間不變化。 7.     如條項6之方法，其中該第一空間影像與該第二空間影像之間的該分離距離經設定以適應該光微影系統之一或多個特徵。 8.     如條項1之方法，其中該組脈衝包含一第一光脈衝群組及一第二光脈衝群組，該第一光脈衝群組中之每一脈衝具有該第一主波長，該第二脈衝群組中之每一脈衝具有該第二主波長，且該方法進一步包含： 控制該第一脈衝群組之一屬性，藉此控制該第一空間影像中之光的一量；及 控制該第二脈衝群組之一屬性，藉此控制該第二空間影像中之光的一量。 9.     如條項8之方法，其中該第一群組之該屬性包含該第一群組中之脈衝的一計數，且該第二群組之該屬性包含該第二群組中之脈衝的一計數。 10.   如條項9之方法，其中控制該第一群組中之脈衝之該計數包含在該單一曝光遍次開始之前，判定該第一脈衝群組中應包括之第一數目個脈衝，且控制該第二群組中之脈衝之該計數包含在該單一曝光遍次開始之前，判定該第二脈衝群組中應包括之第二數目個脈衝 11.   如條項10之方法，其中判定該第一數目個脈衝及該第二數目個脈衝包含以下操作中之一或多項：(a)接收來自一操作者之輸入，及(b)存取與該光微影系統相關聯之一預定義設定。 12.   如條項8之方法，其中該第一脈衝群組之該屬性包含該第一群組中之每一脈衝之一強度，且該第二脈衝群組之該屬性包含該第二群組中之每一脈衝之一強度。 13.   如條項1之方法，其中該晶圓上之該第一平面及該晶圓上之該第二平面係實質上垂直於該傳播方向之平面。 14.   如條項9之方法，其中該第一脈衝群組及該第二脈衝群組包含在該單一曝光遍次中穿過該光罩之所有脈衝。 15.   如條項1之方法，其中： 該三維半導體之一第一特徵形成於該第一平面處， 該三維半導體之一第二特徵形成於該第二平面處，且 該第一特徵及該第二特徵藉由實質上平行於該傳播方向延伸之一側壁彼此移位。 16.   如條項1之方法，其中該三維半導體組件包含一三維NAND快閃記憶體組件。 17.   如條項1之方法，其中該第一平面對應於一第一聚焦平面，且該第二平面對應於一第二聚焦平面，且該第一平面與該第二平面之間的該分離距離係基於穿過該光罩之一光脈衝中之一或多個波長之間的一差，或該組脈衝中之離散脈衝當中之波長之間的一差。 18.   一種光微影系統，其包含： 一光源； 一微影掃描器設備，其包含： 經定位以與來自該光源之一脈衝光束相互作用的一光罩，及 一晶圓固持器；及 耦合至該光源之一控制系統，該控制系統經組態以致使該光源在單一曝光遍次期間發射該脈衝光束朝向該微影掃描器設備，以使得在該單一曝光遍次期間，基於沿一傳播方向穿過該光罩的一組光脈衝中之光脈衝，在該晶圓固持器處接收之一晶圓上形成至少一第一空間影像及一第二空間影像，該第一空間影像在該晶圓上之一第一平面處，且該第二空間影像在該晶圓上之一第二平面處，該第一平面及該第二平面沿該傳播方向彼此分離達一分離距離，且基於該第一空間影像中之光與該晶圓之一第一部分中之一材料之間的一相互作用，及該第二空間影像中之光與該晶圓之一第二部分中之一材料之間的一相互作用，形成一三維半導體組件，其中 該組脈衝中之該等脈衝中之至少一者具有一第一主波長， 該組脈衝中之其他脈衝中之至少一者具有不同於該第一主波長之一第二主波長，以使得該第一組脈衝及該第二組脈衝之光譜在光譜上不同，且 該分離距離係基於該第一主波長與該第二主波長之間的差。 19.   如條項18之光微影系統，其中該控制系統包含一電腦可讀儲存媒體、耦合至該電腦可讀儲存媒體之一或多個電子處理器，及輸入/輸出介面，且關於該光微影系統之一配方儲存於該電腦可讀儲存媒體上。 20.   如條項19之光微影系統，其中該配方規定該分離距離。 21.   如條項20之光微影系統，其中該配方在一每晶圓或每批次基礎上規定該分離距離。 22.   如條項18之光微影系統，其中該光源包含氟化氪(KrF)增益介質或氟化氬(ArF)增益介質。
其他實施在申請專利範圍之範疇內。
100:光微影系統 105:光源 150:控制系統 160:光束 169:曝光設備 170:晶圓 171:晶圓載物台 172:度量衡系統 173a:空間影像 173b:空間影像 174:光罩 175:光學系統 176:狹縫 177:投影透鏡 178a:部分 178b:部分 179:分離距離 200:微影系統 205:光學源 212:主控振盪器 214:腔室 216:線窄化模組 216C:線窄化模組 217:電極 218:輸出耦合器 219:增益介質 220:線中心分析模組 222:光學系統 224:種子光束 230:功率放大器 232:光束耦合光學系統 240:放電腔室 241:電極 248:光學元件 250:控制系統 251:電子處理器 252:電子儲存器 253:輸入/輸出介面 254:控制模組 255_n:致動系統 256_1:光學特徵 256_2:光學特徵 256_n:光學特徵 257:光學系統 258:光譜特徵選擇模組 259:配方 260:光束 262:頻寬分析模組 263:光束製備系統 291:光柵 292:稜鏡 294:稜鏡 295:稜鏡 300:晶圓曝光信號 305:高位值 307:時段 310:低位值 315:閘極信號 316:突發 320:高位值 325:低位值 330:觸發信號 340:觸發器 400:窗 429:照明器系統 432:物鏡配置 479:曝光場 500:程序 510:步驟 520:步驟 530:步驟 540:步驟 600A:脈衝 600B:脈衝 601A:光譜 601B:光譜 602A:主波長 602B_1:主波長 602B_2:主波長 701:光譜 702_1:第一主波長 702_2:第二主波長 703:光譜離距 704:光譜區 873a:第一空間影像 873b:第二空間影像 878a:第一平面 878b:第二平面 879:分離距離 923:稜鏡 992:側壁角 995:三維半導體組件 996:凹口 997:底板 998:側壁 999:邊緣 1001:標繪圖 1002:標繪圖 1003:標繪圖 1004:標繪圖 1005:標繪圖 1006:標繪圖
圖1A係光微影系統之實施的一實例之方塊圖。
圖1B係用於圖1A之光微影系統的光學系統之實施的一實例之方塊圖。
圖1C係圖1A之光微影系統曝光的晶圓之一實例之橫截面視圖。
圖2A係光微影系統之實施之另一實例的方塊圖。
圖2B係可用於光微影系統中之光譜特徵選擇模組的一實施之實例的方塊圖。
圖2C係線窄化模組之實施的一實例之方塊圖。
圖3A、3B及3C係與光學源中之脈衝產生及/或脈衝突發相關之資料的標繪圖。
圖4係光微影系統之實施之另一實例的方塊圖。
圖5係用於形成三維半導體組件之程序之實例的流程圖。
圖6A及圖6B各自展示單一光脈衝之光譜的實例。
圖7展示用於單一曝光遍次之平均光譜的實例。
圖8A及8B分別展示晶圓之實例的側及頂橫截面視圖。
圖9A及9B分別展示三維半導體組件之實例的側及頂橫截面視圖。
圖10A及10B展示經模擬資料之實例。
100:光微影系統
105:光源
150:控制系統
160:光束
169:曝光設備
170:晶圓
171:晶圓載物台
172:度量衡系統
175:光學系統

Claims (10)

  1. 一種光微影系統，其包含： 一脈衝光源(pulsed light source)；及 一通信介面，其耦合至該脈衝光源並經組態以接收複數個信號，其中： 該通信介面經組態以將該等信號提供至該脈衝光源中之一或多個控制模組； 該等信號包含將由該脈衝光源發射之光脈衝(pulses of light)之一時序(timing)之指示；且 該等信號包含該等光脈衝中之一第一複數個脈衝與該等光脈衝中之一第二複數個脈衝間之一光譜離距(spectral separation)之一指示，以在一單一曝光遍次(single exposure pass)期間產生兩個空間影像(aerial images)。
  2. 如請求項1之光微影系統，其中該等信號包含一單一主波長(single primary wavelength)將被用於該等光脈衝中之一系列脈衝之一指示。
  3. 如請求項1之光微影系統，其中該等信號包含該等光脈衝之一或多個主波長之一指示。
  4. 如請求項1之光微影系統，其進一步包含： 該等控制模組，其中該等控制模組經組態以控制該第一複數個脈衝之一第一主波長及該第二複數個脈衝之一第二主波長，使得該第一組脈衝及該第二組脈衝之光譜在光譜上不同(spectrally distinct)。
  5. 一種光微影系統，其包含： 一通信介面，其經組態以接收複數個信號；及 一處理器，其耦合至該通信介面，其中： 該通信介面經組態以在該處理器之控制下將該等信號提供至一脈衝光源中之一或多個控制模組； 該等信號包含將由該脈衝光源發射之光脈衝之一時序之指示；且 該等信號包含該等光脈衝中之一第一複數個脈衝與該等光脈衝中之一第二複數個脈衝間之一光譜離距之一指示，以在一單一曝光遍次(single exposure pass)期間產生兩個空間影像(aerial images)。
  6. 如請求項5之光微影系統，其中該處理器經組態以於該等信號中識別(identify)脈衝時序之該等指示並基於脈衝時序之該等指示觸發由該脈衝光源發射之光脈衝。
  7. 如請求項5之光微影系統，其中該處理器經組態以於該等信號中識別該光譜離距之該指示並基於該光譜離距之該指示抖動(dither)或切換(switch)由該脈衝光源發射之光脈衝之一波長。
  8. 如請求項5之光微影系統，其中該等信號包含一單一主波長將被用於該等光脈衝中之一系列脈衝之一指示。
  9. 如請求項5之光微影系統，其中該等信號包含該等光脈衝之一或多個主波長之一指示。
  10. 如請求項5之光微影系統，其進一步包含： 該等控制模組，其中該等控制模組經組態以控制該第一複數個脈衝之一第一主波長及該第二複數個脈衝之一第二主波長，使得該第一組脈衝及該第二組脈衝之光譜在光譜上不同。
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