[发明专利]测量光刻系统中的功率的系统和方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于制造半导体器件的光刻系统，更具体地， 涉及光刻系统中的功率的测量。

背景技术

通常，在各种电子应用(诸如计算机、蜂窝式电话、个人计算 装置、以及许多其他应用)中，都会使用半导体器件。例如，过去 仅包括机械元件的家用、工业、和自动装置现在具有了需要半导体 器件的电子部件。

通过在半导体工件(workpiece)、晶片、或基板上沉积许多不 同类型的材料层，并使用光刻法图样化各种材料层来制造半导体装 置。材料层通常包括导电、半导体、绝缘材料薄膜，它们经过图样 化而形成集成电路(IC)。例如，在单个管芯(die)或芯片上可能 存在多个晶体管、存储器件、开关、导电线、二极管、电容器、逻 辑电路、和其他电子元件。

多年来，在半导体工业中，已将诸如接触式印刷(contact printing)、接近式照射(proximity printing)、和投影印刷(projection printing)的光刻技术用于图样化集成电路的材料层。光刻技术包括 通过在掩模或中间掩模上包括光学不透明或半透明区域或光学透 明(clear)或透光(transparent)区域的图样来投影或传导光。透镜 投影系统和传输光刻掩模用于进行图样化，其中，使光穿过光刻掩 模，以碰撞置于半导体晶片或工件上的感光材料层。在显影之后， 接下来将感光材料层用作掩模来图样化下面的材料层。

半导体工业的趋势是逐步减小集成电路的尺寸，以满足增加性 能和较小器件尺寸的要求。由于集成电路图样的光刻需要大约50 nm或更小的尺寸，所以正在开发远紫外(EUV)光刻技术，其使 用软x射线范围的光，例如，具有大约10到15nm波长的光。例 如，在EUV光刻系统中，反射透镜和掩模用于图样化置于基板上 的感光材料层。

由于在EUV光刻系统中使用的是短波长，所以不能通过使射 束偏向小部分监控器来轻易测量EUV功率和控制照射剂量，这是 因为(例如)目前是在深紫外(DUV)范围的可见光(例如，具有 大约248nm到193nm的波长的光)的光刻工具和系统中测量EUV 功率的。EUV光刻系统通常利用大约13.5nm的波长，例如，这很 容易被现有技术的照射度量测试方法所吸收。

因而，在现有技术中需要改善的方法和系统来测量EUV光刻 系统中的功率。

发明内容

本发明的优选实施例通常包括或涵盖这些和其他问题，并且通 常通过本发明的优选实施例来实现技术优势，本发明的优选实施例 提供了测量光刻系统中的功率的新颖系统和方法，其中，康普顿效 应用于测量光子能或电子能，以确定光刻系统的功率。

根据本发明的优选实施例，度量方法包括：提供光刻系统；以 及使用康普顿效应测量光刻系统的功率量。

以上已相当宽泛地列出了本发明的实施例的特征和技术优势， 以便能够更好理解以下对本发明的详细描述。下文中将描述本发明 的实施例的附加特征和优势，这些形成了本发明的权利要求的主 体。本领域技术人员应了解，本文中所披露的概念和具体实施例可 以轻松用作用于修改或设计其他结构的基础或用作用于执行本发 明的想通目的的处理。本领域技术人员还应了解，这些等同架构并 不脱离附加权利要求中所述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更加全面了解本发明、及其优势，现在结合附图对以下描 述作出参考，附图中：

图1是示出了根据本发明的实施例的动量空间(momentum space)中的康普顿散射过程的示意图；

图2是示出了在与静止电子碰撞之后电子波长的变化的曲线 图；

图3是示出了与各种动能的电子碰撞之后电子波长的变化的曲 线图；

图4示出了从EUV源发出的EUV射束的波长光谱；

图5是作为电子动能函数的从电子散射的EUV光子的最大波 长偏移的绝对值的曲线图；

图6A是在关于具有50keV动能的电子的EUV光子的散射的 x-y坐标中的极坐标图；

图6B示出了图6A所示的x-y和ξ-η坐标之间的角δ；

图7示出了作为入射电子的初始动能的函数的角δ；

图8示出了关于各种电子动能的电子散射角θ与光子散射角ф 的关系；