Способ и устройство для литографии с помощью излучения в далекой ультрафиолетовой области спектра - RU2006110946A

Реферат

1. Способ фотолитографии при помощи излучения в далекой ультрафиолетовой области спектра, характеризующийся тем, что

предназначенный для нанесения рисунка объект (OBJ) содержит плоскую поверхность, расположенную перпендикулярно излучению и содержащую светочувствительную зону (PR), при этом объект может перемещаться (41) поперечно относительно этого излучения (23);

излучение (23), предназначенное для фотолитографии, содержит, по меньшей мере, одну линию в далекой ультрафиолетовой области спектра, и состоит из N последовательных импульсов, для которых измеряют поверхностную энергию излучения, прошедшего через облучающее окно (40);

импульсы излучения получают путем возбуждения соответствующей мишени (21), по меньшей мере, двумя лазерными пучками, выходящими из импульсных лазерных источников (10-19), выбранных из множества, при этом каждый лазерных источников при каждом включении излучает квант (Q) энергии заданной длительности (Δt), при этом лазеры сфокусированы на одно и то же место мишени,

при этом способ включает следующие повторяющиеся этапы, в рамках одного n-го повтора:

а) интегрирование поверхностной энергии ВУФ-излучения, прошедшего через облучающее окно за N-1 последних импульсов;

б) в течение временного интервала, разделяющего два последовательных импульса излучения, поступательное перемещение светочувствительного объекта на расстояние, равное 1/N-й доле ширины (L) облучающего окна вдоль оси этого перемещения;

в) вычитание интеграла, полученного на этапе а), из количества энергии (W_tot), необходимого для процесса фотолитографии;

г) определение количества энергии, которое остается выдать для получения этого количества энергии (W_tot);

д) вычисление числа квантов в импульсе, которые осталось генерировать для n-го импульса;

е) определение числа предназначенных для включения лазерных источников и выбор лазерных источников в количестве, равном целой части этого числа;

ж) синхронное включение лазеров, выбранных на этапе е) и повторение этапов а) - ж) для следующей текущей точки.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что число лазерных источников, вычисляемое на этапе е), является дробным, при этом энергия величиной менее одного кванта, связанная с этой дробной частью числа лазеров, излучается лазерным источником, способным излучать квант энергии, общий для остальных лазерных источников, причем этот лазерный источник включают с задержкой, меньшей длительности (Δt) кванта, относительно момента синхронного включения других лазерных источников, которые излучают энергию, соответствующую целой части количества квантов текущего импульса.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что число лазерных источников, вычисляемое на этапе е), является дробным, при этом энергия величиной менее одного кванта, связанная с этой дробной частью числа лазеров, излучается лазерным источником, способным излучать энергию величиной менее одного кванта, причем этот лазерный источник включают с задержкой, меньшей длительности (Δt) кванта, относительно момента синхронного включения других лазерных источников, которые излучают энергию, соответствующую целой части количества квантов текущего импульса.

4. Способ по п.2, характеризующийся тем, что число лазерных источников, рассчитанное на этапе е), является дробным, при этом энергия величиной менее одного кванта, связанная с этой дробной частью числа лазеров, излучается несколькими лазерными источниками, из которых

первый включают с задержкой (1-k₁)Δt, где 01<1, после момента синхронного включения лазеров, представляющих целую часть числа лазеров;

второй включают с задержкой (1-k₂)Δt, где k₁2<1, после момента синхронного включения лазеров, представляющих целую часть числа лазеров;

и так далее, q-й лазер включают с задержкой (1-k_q)Δt, где 0q<1, после момента синхронного включения лазеров, представляющих целую часть числа лазеров; и

суммарная величина задержек меньше длительности одного кванта Δt.

5. Способ по п.2, характеризующийся тем, что подают команду на включение

по меньшей мере, первого лазерного выстрела в заранее определенный момент (t₁₁); и

одного или нескольких последовательных лазерных выстрелов в соответствующие моменты времени, выбранные для корректировки энергии импульса, излучаемого в далекой ультрафиолетовой области спектра, при этом соответствующие моменты времени распределены в промежутке меньшем, чем длительность (Δt) выстрелов.

6. Способ по п.3, характеризующийся тем, что подают команду на включение

по меньшей мере, первого лазерного выстрела в заранее определенный момент (t₁₁);и

одного или нескольких последовательных лазерных выстрелов в соответствующие моменты времени, выбранные для корректировки энергии импульса, излучаемого в далекой ультрафиолетовой области спектра, при этом соответствующие моменты времени распределены в промежутке меньшем, чем длительность (Δt) выстрелов.

7. Способ по п.1, характеризующийся тем, что подают команду на лазерные источники для включения повторяющихся лазерных выстрелов со средней частотой, определяющей период повторения импульсов, излучаемых плазмой, при этом обеспечивают непрерывное перемещение объекта относительно излучения, со скоростью (V), соответствующей 1/N-й доле ширины (L) окна, деленной на период повторения импульсов.

8. Способ по п.7, характеризующийся тем, что начинается со следующих этапов:

а0) предназначенный для нанесения рисунка светочувствительный объект помещают за окном таким образом, чтобы облучался только участок облучаемой зоны шириной, равной 1/N-й доле ширины окна;

а1) выбирают, по меньшей мере, часть лазерных источников для возбуждения мишени, генерирующей плазму, и активации текущего импульса в направлении облучаемой зоны;

а2) измеряют пиковую мощность текущего импульса излучения в далекой ультрафиолетовой области, действительно полученного облучаемой зоной объекта;

а3) объект перемещают относительно окна на шаг, равный 1/N-й доле ширины окна;

а4) этапы а1)-а3) повторяют, пока облучаемая зона объекта, находящаяся за окном, остается более узкой, чем окно, при этом направляют импульсы энергии, вычисленной путем вычитания из энергии (W_tot), необходимой для нанесения рисунка на объект, суммы значений энергии, измеренных во время n последовательных проходов на этапе а2), и затем деления результата вычитания на N-n, где n - целое число, меньшее заранее определенного числа N импульсов;

а5) когда облучаемая зона объекта, находящаяся за окном, становится равной ширине окна, точно определяют оставшееся количество энергии, необходимое для того, чтобы участок облучаемой зоны в результате облучения последним импульсом получил общее количество энергии (W_tot), необходимое для нанесения рисунка.

9. Устройство для фотолитографии с помощью излучения в далекой ультрафиолетовой области спектра, характеризующееся тем, что содержит

источник излучения в далекой ультрафиолетовой области, содержащий, по меньшей мере, два лазерных пучка, выходящих из импульсных лазерных источников (10-19), каждый из которых излучает квант (Q) энергии заданной длительности (Δt) во время одного выстрела лазера, при этом лазерные пучки могут возбуждать одну и ту же область мишени (21), образующей плазму, причем излучение плазмы имеет, по меньшей мере, одну линию в далекой ультрафиолетовой области спектра;

облучающее окно (40) заданной ширины (L), расположенное между источником излучения и объектом (OBJ) и выполненное неподвижным относительно источника (20, 22) излучения;

средства (41) для поперечного перемещения относительно окна объекта (OBJ), на который наносится фотолитографический рисунок и который имеет плоскую поверхность, перпендикулярную излучению и содержащую светочувствительную зону (PR), при этом перемещение определяют таким образом, чтобы между двумя последовательными импульсами излучения в далекой ультрафиолетовой области спектра поперечное перемещение объекта (OBJ) относительно облучающего окна составляло 1/N-ю долю ширины окна в направлении перемещения, а на одну и ту же полосу (Z1, Z2) в указанной зоне объекта попадало заданное число N последовательных импульсов излучения в далекой ультрафиолетовой области спектра,

средства (31) измерения поверхностной энергии излучения, прошедшего через облучающее окно (40);

средства вычисления следующих параметров для n-го текущего импульса:

суммарной измеренной энергии ВУФ-излучения N-1 последних импульсов;

количества оставшейся энергии, которую должен обеспечить следующий n-й импульс, путем сравнения указанной суммарной энергии с заранее определенной общей величиной энергии (W_tot), необходимой для осуществления фотолитографии;

числа квантов энергии, которые должны обеспечить лазерные источники для получения указанного количества энергии с помощью n-го импульса;

средства (30) выбора и управления синхронностью включения выбранного числа лазеров в зависимости от расчетного числа квантов;

причем средства для перемещения объекта, предназначенного для нанесения рисунка, относительно излучения выполняют активными с целью дальнейшего перемещения объекта на шаг, эквивалентный 1/N-й доле ширины окна.

10. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что средства (33) вычисления выполнены с возможностью определения моментов включения лазерных выстрелов для корректировки энергии импульса, излучаемого в далекой ультрафиолетовой области спектра, при этом средства управления (GI, AI, MOA1-MOA10) выполнены с возможностью управления задержкой включения лазерных выстрелов с временным интервалом между выстрелами, меньшем длительности (Δt) выстрелов.

11. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что средства управления содержат акустооптические модуляторы (MOA1-MOA10) для управления каждым лазерным источником в выбранный момент, радиочастотный источник энергии (AL) для управления акустооптическими модуляторами, причем радиочастотный источник энергии и акустооптические модуляторы выполнены с возможностью работы на максимальной частоте, превышающей, по меньшей мере, в тысячу раз частоту импульсов ВУФ-излучения.

12. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что средства измерения энергии содержат датчик (31), который характеризуется определенной скоростью измерения, а средства (33) вычисления включают процессор с определенной частотой обработки данных, при этом датчик и средства вычисления могут работать одновременно в течение периода, меньшего периода повторения импульсов ВУФ-излучения.

13. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что мишень представляет собой ксеноновую струю.

14. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что мишень представляет собой направленную струю из частиц, состоящих из микроскопических капель ксенона и/или воды в виде тумана.

15. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что лазерные выстрелы производят импульсными твердотельными лазерами, работающими в режиме осцилляторов и накачиваемыми диодами, работающими в непрерывном режиме.

16. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что дробная часть числа лазеров представляет квант энергии, испускаемый с задержкой относительно синхронного включения предыдущих лазеров, при этом средства выбора выполняют с возможностью формирования этих задержек в зависимости от значения дробной части числа лазеров для генерирования текущего n-го импульса.

17. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что средства выбора выполнены с возможностью раздельного включения оставшихся лазеров, не участвующих в генерации излучении ВУФ-импульса, таким образом, чтобы выстрелов этих лазеров было недостаточно для генерации излучения ВУФ-импульса.