本發(fā)明涉及用于對在基板上的薄膜進行圖案化的方法和系統(tǒng)，更具體地，涉及用于減小抗蝕劑敏感度以及改善線寬粗糙度和線邊緣粗糙度或接觸邊緣粗糙度的方法和系統(tǒng)。

背景技術：

在材料加工方法中，圖案蝕刻包括：將輻射敏感材料(如光刻膠)的層施加至基板的上表面；使用光刻在所述輻射敏感材料的層中形成圖案；以及使用蝕刻工藝將形成在所述輻射敏感材料的層中的圖案轉移至下面的在基板上的薄膜。輻射敏感材料的圖案化通常包括：使用例如光刻系統(tǒng)將輻射敏感材料曝光于電磁(EM)輻射的圖案；然后使用顯影溶液去除輻射敏感材料(如在正色調抗蝕劑的情況下的)受輻射區(qū)或(如在負色調抗蝕劑的情況下的)未受輻射區(qū)。

隨著臨界尺寸(CD)降低，需要在使得到的圖案的線寬粗糙度(LWR)保持在可容許的限度內的同時增加EM輻射的圖案的分辨率(Resolution)和抗蝕劑的敏感度(Sensitivity)。在本領域中已知在分辨率、LWR和敏感度之間存在折衷關系，通常稱為LRS三者折衷。尋求改善這三個參數(shù)中之一的常規(guī)技術通常在其他參數(shù)中的一個或兩個的不可接受的代價下進行改善。極紫外(EUV)光刻呈現(xiàn)出40nm以下的特征尺寸的可觀結果。然而，EUV抗蝕劑敏感度是EUV光刻的挑戰(zhàn)之一。如以上在LRS折衷中提及的，同時得到分辨率、LWR和敏感度的改善非常困難。先前的嘗試包括一系列步驟，其包括將CD減小至減小的CD的細化工藝(slimming process)和將粗糙度減小至減小的粗糙度的平滑化工藝。對不需要增加與線和空間結構相關聯(lián)的粗糙度和具有接觸孔的接觸邊緣粗糙度(DER)的情況下增加產(chǎn)出的需求在持續(xù)。存在對使得能夠在對LWR或CER以及對分辨率不產(chǎn)生影響的情況下進一步顯著減小抗蝕劑敏感度以便于實現(xiàn)對于EUV光刻的高效產(chǎn)出的方法和系統(tǒng)的持續(xù)需要。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種用于對基板進行圖案化的方法，其包括：在基板上形成輻射敏感材料的層；使用光刻工藝在輻射敏感材料的層中制備圖案，該圖案的特征在于臨界尺寸(CD)和粗糙度；在制備圖案之后，執(zhí)行CD收縮工藝以將CD減小至減小的CD；以及執(zhí)行生長工藝以將減小的CD生長至目標CD。粗糙度包括線邊緣粗糙度(LER)、線寬粗糙度(LWR)或LER和LWR兩者。執(zhí)行CD收縮工藝可以包括：用硬掩模來涂覆圖案，該涂覆生成硬掩模涂覆的抗蝕劑；在溫度范圍內烘焙該硬掩模涂覆的抗蝕劑一段時間，該烘焙生成烘焙的經(jīng)涂覆的抗蝕劑；以及在去離子水中對該烘焙的經(jīng)涂覆的抗蝕劑進行顯影。

還提供了一種用于對基板進行圖案化的系統(tǒng)，其包括：圖案化系統(tǒng)，該圖案化系統(tǒng)包括耦接至等離子生成器的工藝室；蝕刻氣體傳輸系統(tǒng)；控制器；電源；加熱系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)以及真空系統(tǒng)，其中，圖案化系統(tǒng)被配置成在基板上形成輻射敏感材料的層，以使用光刻工藝在輻射敏感材料的層中制備圖案，該圖案的特征在于臨界尺寸(CD)和粗糙度；在制備圖案之后，執(zhí)行CD收縮工藝以將CD減小至減小的CD；以及執(zhí)行生長工藝以將減小的CD生長至目標CD；其中線和空間圖案的粗糙度包括線邊緣粗糙度(LER)、線寬粗糙度(LER)或LER和LER兩者；以及其中同時實現(xiàn)了在接觸孔圖案中的目標敏感度減小和LER、LWR或CER改善以便于增加圖案化系統(tǒng)的基板產(chǎn)出。

附圖說明

在附圖中：

圖1呈現(xiàn)根據(jù)實施方案的在EUV圖案化工藝中根據(jù)EUV敏感度在后光刻工藝、收縮工藝、以及蝕刻工藝的工藝步驟中的結構的臨界尺寸(CD)的示例性圖；

圖2呈現(xiàn)根據(jù)實施方案的在EUV圖案化工藝中根據(jù)EUV敏感度在后光刻工藝、收縮工藝、以及蝕刻工藝中的結構的線寬粗糙度的示例性圖；

圖3呈現(xiàn)根據(jù)實施方案的在EUV圖案化工藝中根據(jù)EUV敏感度在后光刻工藝、收縮工藝、以及蝕刻工藝的工藝步驟中的結構的線邊緣粗糙度(LER)的示例性圖；

圖4描繪了根據(jù)實施方案的在EUV圖案化工藝中線及空間結構的收 縮及生長工藝步驟的示例性簡化示意圖；

圖5示出了根據(jù)實施方式的在EUV圖案化工藝中接觸孔(C/H)結構的收縮和生長工藝步驟的簡化的示意圖；

圖6A是以不同的能量水平進行顯影工藝之后結構的頂視圖的示例性圖像；

圖6B是以不同的能量水平進行化學修整溢出(CTO)工藝之后結構的頂視圖的示例性圖像；

圖6C是以不同的能量水平進行硅抗反射涂覆蝕刻工藝之后結構的頂視圖的示例性圖像；

圖7A是在用17mJ/cm²的能量水平在60攝氏度下保持60秒的時間的CTO之后結構的側視圖的示例性圖像，而圖7B是在用20mJ/cm²的能量水平在60攝氏度下保持60秒的時間的CTO之后結構的側視圖的示例性圖像；

圖7C是在用17mJ/cm²的能量水平在60攝氏度下保持60秒的時間的CTO之后結構的側視圖的示例性圖像，而圖7D是在用20mJ/cm²的能量水平在60攝氏度下保持60秒的時間的蝕刻或OPL開放CTO之后結構的側視圖的示例性圖像；

圖7E是用20mJ/cm²的能量水平進行顯影工藝之后結構的側視圖的示例性圖像；

圖8A是突出了后光刻的線寬粗糙度基線測量的結構的頂視圖的示例性圖像；

圖8B是突出了后蝕刻平滑的線寬粗糙度改善的結構的頂視圖的示例性圖像；

圖8C是突出了后光刻的線寬粗糙度基線測量的結構的頂視圖的示例性圖像；

圖8D是突出了后平滑的線寬粗糙度改善的結構的頂視圖的示例性圖像；

圖8E是突出了后蝕刻規(guī)則平滑的線寬粗糙度改善的結構的頂視圖的示例性圖像；

圖9A是突出了關于常規(guī)的后光刻的接觸邊緣粗糙度基線測量的結構 的頂視圖的示例性圖像；

圖9B是突出了常規(guī)的后蝕刻平滑的接觸邊緣粗糙度改善的結構的頂視圖的示例性圖像；

圖9C是突出了后基于軌道的平滑的接觸邊緣寬粗糙度改善的結構的頂視圖的示例性圖像；

圖9D是突出了后基于軌道的平滑和蝕刻平滑的接觸邊緣寬粗糙度改善的結構的頂視圖的示例性圖像；

圖10A提供了示出根據(jù)實施方式的使用收縮和生長工藝對具有線和空間結構的基板進行圖案化的方法的流程圖；

圖10B提供了示出根據(jù)實施方式的進行CD收縮工藝的方法的流程圖；

圖11提供了示出根據(jù)實施方式的使用收縮和生長工藝對具有接觸孔(C/H)結構的基板圖案化的方法的流程圖；以及

圖12是在本發(fā)明的實施方式中用于執(zhí)行使用收縮和生長來降低極端紫外敏感性的方法的示例性圖案化系統(tǒng)。

具體實施方式

在各種實施方案中公開了用于對基板進行圖案化的方法。然而，相關領域技術人員將認識到可以在沒有一個或更多個具體細節(jié)的情況下，或者在具有其他替代和/或額外方法、材料、或部件的情況下實踐各種實施方案。在其他情況下，熟知的結構、材料、或操作未示出或詳細描述，以避免使本發(fā)明的各種實施方案的方面模糊。

類似地，出于解釋目的，闡述了具體的附圖標記、材料、以及配置，以提供對本發(fā)明的完整理解。然而，可以在沒有具體細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明。另外，應理解，附圖中所示的各種實施方案是說明性表示而不一定按比例繪制。

整個說明書中對“一個實施方案”或“實施方案”或其變型的引用是指結合該實施方案描述的特定特性、結構、材料或特征包括在本發(fā)明的至少一個實施方案中，但不表示其存在于每一個實施方案中。由此，在整個說明書中各處出現(xiàn)例如“在一個實施方案中”或“在實施方案中”的短語不一定是指本發(fā)明的同一實施方案。另外，特定特性、結構、材料、或特 征可以以任何適合方式結合到一個或更多個實施方案中。

但是，應理解，盡管一般概念的創(chuàng)造性已得到解釋，但是在描述中同樣包含具有創(chuàng)造性的特性。

本文中所使用的“基板”通常是指根據(jù)本發(fā)明的實施方案進行處理的物體。該基板可以包括器件(特別是半導體或其他電子器件)的任何材料部或結構，并且可以例如是基底基板結構(如半導體晶片)或在基底基板結構上或上覆的層(如薄膜)。由此，基板不旨在限于經(jīng)圖案化或未經(jīng)圖案化的任何特定基底結構、下層或上覆層，而是相反，設想包括任何這樣的層或基底結構、以及這樣的層和/或基底結構的任何組合。下面的描述可能涉及特定類型的基板，但是這僅用于說明性目的且不限于此。在本申請中，術語“劑量”和“能量”被相互交換地使用以表示被用來輻照EUV光刻膠的EUV輻照。另外，抗蝕劑和光刻膠被相互交換地使用以表示光刻膠。

參照圖1，圖1呈現(xiàn)根據(jù)實施方案的在EUV圖案化工藝中根據(jù)EUV敏感度在后光刻工藝、收縮工藝、以及蝕刻工藝的工藝步驟中的結構的臨界尺寸(CD)的示例性圖100。光刻曲線108是從CD為約54nm處的低EUV敏感度開始至約40nm處的高EUV敏感度的向下傾斜的曲線。收縮曲線124是在低EUV敏感度處的CD為約53nm處開始至高EUV敏感度處的約30nm處的向下傾斜的曲線。蝕刻曲線116是在低EUV敏感度處的約53nm CD處開始至在高EUV敏感度處的約34nm處的向下傾斜的曲線。圖中通過圓圈標識的示例示出光刻工藝后的具有約40nm的目標CD的圖案化結構如何在高EUV敏感度下為約40.5nm處(點112)。在收縮工藝之后，收縮大于目標CD 104，該結構位于中EUV敏感度處的約36nm處(點128)。該結構在蝕刻工藝中生長為接近目標CD(蝕刻曲線116中的點120)。EUV敏感度的降低通過線122強調，線122從結構位于高EUV敏感度處(點112)的光刻曲線至結構位于中EUV敏感度處(點120)的蝕刻曲線。

圖2呈現(xiàn)了根據(jù)實施方案的在EUV圖案化工藝中根據(jù)EUV敏感度在后光刻工藝、收縮工藝、以及蝕刻工藝中的結構的線寬粗糙度的示例性圖200。光刻曲線204是從約10.9nm的LWR處的低EUV敏感度開始至高EUV敏感度處的約7.2nm的向下傾斜的曲線。收縮曲線212是從低EUV敏感度處的約10.2nm的LWR處開始至高EUV敏感度處的約6.0nm的向下傾斜的曲線。蝕刻曲線224是從低EUV敏感度處的約5.5nm LWR處開始至高EUV敏感度處的約6.3nm LWR的向上傾斜的曲線。圖中通過圓圈標識的示例示出后光刻的約7.1nm LWR(點208)處開始的圖案化結構。在收縮工藝之后，結構的LWR在收縮曲線212中的中EUV敏感度處的約7.2nm(點216)處。結構在蝕刻工藝中生長，在蝕刻工藝中LWR在蝕刻曲線224中減小(改進)至約5.5nm(點228)。LWR的減小通過線220被強調，線220從其中結構位于高EUV敏感度處LWR為約7.2nm(點208)的光刻曲線204至其中結構位于中EUV敏感度LWR減小(改進)至約5.5nm(點228)的蝕刻曲線224。

圖3呈現(xiàn)了根據(jù)實施方案的在EUV圖案化工藝中根據(jù)EUV敏感度在后光刻工藝、收縮工藝、以及蝕刻工藝的工藝步驟中的結構的線邊緣粗糙度(LER)的示例性圖。光刻曲線304是從約8.2nm的LER處的低EUV敏感度開始至高EUV敏感度處的約4.9nm的向下傾斜的曲線。收縮曲線312是在低EUV敏感度處的約7.4nm的LER處開始至高EUV敏感度處的約4.0nm的向下傾斜的曲線。蝕刻曲線324是在低EUV敏感度處的約3.5nm LER處開始至高EUV敏感度處的約3.6nm LER的相對平坦的曲線。圖中通過圓圈標識的示例示出在約5.0nm LER處(點308，后光刻)開始的圖案化結構。在收縮工藝之后，結構的LER在中EUV敏感度下在收縮曲線312中為約5.0nm(點316)。結構在其中在蝕刻曲線中LER減小(改進)至約3.4nm(點332)的蝕刻工藝中生長。LER的減小通過線318被強調，線318從其中結構在高EUV敏感度處點308、具有約5.0nm的LER的光刻曲線304至其中結構在中EUV敏感度處點332、LER為約3.4nm的蝕刻曲線324。

圖4描繪了根據(jù)實施方案的在EUV圖案化工藝中線和空間結構的收縮及生長工藝步驟的流程的示例性簡化示意圖400。線及空間結構的目標CD基于應用以及基于針對應用收集的實驗數(shù)據(jù)被選擇。光刻工藝402通過使用來自EUV源的比目標能量少的能量來制造目標CD而被慎重地設置為劑量不足水平。結構406的CD 404通過使用小于目標的mJ/cm²而被設置為比目標CD寬。給出光刻設備的某個能量輸出，光刻步驟中所使用的較少的能量增加了以每小時的基板計的基板產(chǎn)出。典型的下層包括硅抗反射層408、高級圖案化膜412、以及目標層416。在收縮工藝410中，結構426被收縮多于目標CD，并且導致比目標CD小的線424和更大的空間428，下層包括硅抗反射層428、高級圖案化膜432、以及目標層436。在生長工藝430中，結構446被生長至目標CD尺寸444，下層包括硅抗反射層448、高級圖案化膜452、以及目標層454。

圖5描述了根據(jù)實施方式的在EUV圖案化工藝中接觸孔(C/H)結構的收縮和生長工藝步驟的簡化的示意圖。根據(jù)應用以及根據(jù)針對該應用所收集的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來選擇C/H的目標CD。通過利用比目標能量少的來自EUV源的較少的能量將光刻工藝502有意地設置到不足的水平來制造目標CD，這次目標CD是接觸孔。通過利用比目標小的mJ/cm²將結構506的CD 504被設置為比目標CD寬。如上所述，在光刻步驟中使用較少的能量來增加基板產(chǎn)出(以每小時的基板計)。通常下層可以包括硅抗反射層508、高級圖案化膜512以及目標層516。還可以使用其他的膜堆疊。在收縮工藝510中，結構526收縮更大，并且導致了與目標CD相比較小的孔524和較大的間隔528，下層包括硅抗反射層528、高級圖案化膜532以及目標層536。在生長工藝530中，結構546生長至目標CD尺寸544，下層包括硅抗反射層548、高級圖案化膜552以及目標層556。

圖6A是以不同的能量水平對結構進行圖案化和顯影之后結構的頂視圖的示例性圖像600。在13mJ/cm²處結構604的頂視圖具有視覺高的LWR，結構606被曝光在15mJ/cm²之后具有較低的LWR，結構608被曝光在18mJ/cm²之后具有最低的LWR。

圖6B是以其中在60℃下對結構曝光60秒的不同的能量水平對所述結構進行化學修整溢出(CTO)工藝之后結構的頂視圖的示例性圖像620。在13mJ/cm²處結構624的頂視圖具有視覺高的LWR，結構626被曝光在15mJ/cm²之后具有較低的LWR，結構628被曝光在18mJ/cm²之后具有更低的LWR，結構630被曝光在21mJ/cm²之后具有最低的LWR。

圖6C是以不同的能量水平對結構進行硅抗反射涂覆蝕刻之后結構的頂視圖的示例性圖像。在13mJ/cm²處結構644的頂視圖具有視覺高的LWR，結構646被曝光在15mJ/cm²之后具有較低的LWR，結構648被曝光在18mJ/cm²之后具有更低的LWR，結構650被曝光在21mJ/cm²之后具有最低的LWR。

圖7A是以20mJ/cm²的能量水平進行顯影工藝之后結構706的側視圖的示例性圖像700。在對結構706顯影之后，結構706之間的距離702為49.0nm而結構706的高度704為48.2nm。

圖7B是以17mJ/cm²的能量水平在60攝氏度下保持60秒的時間的CTO之后結構712的側視圖的示例性圖像710。在這個能量水平，60攝氏度保持60秒的CTO導致CD高度714減小到40.2nm，結構712之間的距離718為40.2nm以及直接在結構712下方的層716為36.3nm。

圖7C是以20mJ/cm²的能量水平在60攝氏度下保持60秒的時間的CTO之后的結構726的側視圖的示例性圖像720。主要差異是CD高度724是35.5nm。

7D是在蝕刻或有機平整層(OPL)開放CTO之后結構746的側視圖的示例性圖像740。在以17mJ/cm²的能量水平蝕刻或OPL之后，結構746顯示了圓的圓錐形頂部輪廓并且結構748之間的距離為51.5nm以及結構744的高度為約109.9nm。

圖7E在是以20mJ/cm²的能量水平進行蝕刻或有機平整層(OPL)開放之后結構766的側視圖的示例性圖像760。其中該結構已經(jīng)生長的更多并且結構766之間的距離為46.1nm，其為由于生長預料到的損失。結構766的CD 764和距離為80.4nm。

圖8A是結構的頂視圖的示例性圖像800并且突出了后光刻的線寬粗糙度(LWR)。根據(jù)由發(fā)明人進行的測試和測量，光刻之后結構808的LWR804為4.82nm。圖8B是結構的頂視圖的示例性圖像820并且突出了后光刻以及后蝕刻平滑的LWR改善。根據(jù)測試和測量，光刻后以及蝕刻平滑后結構828的LWR 824為3.58nm并且LWR的百分比改善為25.7％。

圖8C為結構848的頂視圖的示例性圖像840并且突出了后光刻的LWR 844。根據(jù)由發(fā)明人進行的測量，結構848的LWR 804為4.42nm。圖8D為結構848的頂視圖的示例性圖像860并且突出了后平滑的LWR改善。光刻后結構868的LWR 864為3.71nm并且LWR的百分比改善為23.0％。圖8E為結構888的頂視圖的示例性圖像880并且突出了后平滑以及后蝕刻平滑的LWR改善。根據(jù)測試和測量，光刻后以及蝕刻平滑后結構888的LWR 884為3.19nm并且LWR的百分比改善為33.8％。通過利用對結構圖案化的收縮和生長方法，實現(xiàn)了對EUV工藝的敏感度的減小而保持了分辨率，并且LWR提高了約33％。

圖9A是接觸孔C/H結構908的頂視圖的示例性圖像900并且突出了線CD均勻性(L-CDU)以及接觸邊緣粗糙度(CER)關于常規(guī)后光刻的接觸邊緣粗糙度的改善。根據(jù)由發(fā)明人進行的測試和測量，結構的CD 906為33.2nm，CER 904為2.19nm，以及L-CDU為4.54nm，被稱為基線標準?，F(xiàn)在參照圖9B，圖9B是結構928的頂視圖的示例性圖像920并且突出了用后蝕刻平滑蝕刻的CER改善。根據(jù)測試和測量，結構的CD 926為24.1nm，CER為1.35nm以及L-CDU為2.04nm。通過利用對結構進行圖案化的收縮和生長方法，實現(xiàn)了對EUV工藝的敏感度的減小而 保持了分辨率，并且與基線標準相比，CER提高了約38％以及L-CDU提高了約55％。

另一可替選的實施方式可以包括兩個步驟：(1)利用堆疊最優(yōu)化和基于軌道的平滑來提高CER和L-CDU的集合以及(2)利用具有蝕刻平滑的蝕刻來提高CER和L-CDU的集合。參照圖9C和圖9D對這兩個步驟進行了描述。

現(xiàn)在參照圖9C，圖9C示出了結構968的頂視圖的示例性圖像960并且突出了利用蝕刻平滑工藝的CER改善。通過對所選擇的沉積和蝕刻平滑工藝的操作變量進行最優(yōu)化，減小了對EUV工藝的敏感度而保持了分辨率并且提高了CER。根據(jù)由發(fā)明人進行的測試和測量，結構的CD 966為34.7nm，CER 964為1.84nm以及L-CDU為4.28nm或者與基線標準相比，CER提高了約32％并且L-CDU提高了約54％。

現(xiàn)在參照圖9D，圖9D是結構988的頂視圖的示例性圖像980并且突出了利用收縮和生長的CER改善。根據(jù)由發(fā)明人進行的測試和測量，結構的CD 986為23.9nm，CER 984為1.24nm以及L-CDU為1.96nm。通過對所選擇的沉積和蝕刻平滑工藝的操作變量進行最優(yōu)化，減小了對EUV工藝的敏感度而保持了分辨率并且根據(jù)基線標準，CER提高了約43％并且L-CDU提高了約57％。

圖10A提供了示出根據(jù)實施方式的對具有線和空間結構的基板進行圖案化的方法的流程圖1000。在操作1004中，在基板上形成輻射敏感材料的層。輻射敏感材料的層120可以包括光刻膠。例如，輻射敏感材料的層可以包含EUV(極紫外)抗蝕劑或電子束敏感抗蝕劑。另外，例如，輻射敏感材料的第一層可以包括熱冷凍光刻膠、電磁(EM)輻射冷凍光刻膠或化學冷凍光刻膠。在一個實施方式中，EUV抗蝕劑可以被表征為如下光敏材料：當以EUV波長(例如，EM波長范圍從約11nm至約14nm)曝光于EM輻射的情況下，光敏材料在堿性溶液中的溶解度變化。

輻射敏感材料的層可以通過將所述材料旋涂到基板上來形成。輻射敏感材料的第一層可以使用軌道系統(tǒng)來形成。例如，軌道系統(tǒng)可以包括購自Tokyo Electron Limited(TEL)的Clean Track LITHIUSTM ProTM或LITHIUSTM Pro VTM抗蝕劑涂敷和顯影系統(tǒng)。用于在基板上形成光刻膠膜的其他系統(tǒng)和方法對旋涂抗蝕劑技術領域的技術人員是公知的。涂覆工藝可以在加熱基板的一個或更多個第一應用后烘焙(PAB)和冷卻基板的(在一個或更多個第一PAB之后) 的一個或更多個冷卻周期之后進行。

在操作1008中，使用光刻工藝在輻射敏感材料的層中制備圖案，其中，所述圖案的特征在于臨界尺寸(CD)和粗糙度。具有輻射敏感材料的層的基板在輻射曝光系統(tǒng)中的對準位置處對準并且利用具有成像圖案的輻射成像。輻射曝光系統(tǒng)可以包括干法光刻系統(tǒng)或濕法光刻系統(tǒng)。成像圖案可以使用任何合適的常規(guī)的步進光刻系統(tǒng)或掃描光刻系統(tǒng)形成。例如，光刻系統(tǒng)可以購自ASML Netherlands B.V.(De Run 6501,5504 DR Veldhoven,The Netherlands),或Canon USA,Inc.,Semiconductor Equipment Division(3300North First Street,San Jose,CA 95134)?？商孢x地，成像圖案可以使用電子束光刻系統(tǒng)來形成。

為了實現(xiàn)大批量制造的目標，也稱為如上的使能產(chǎn)出，光刻工具必須實現(xiàn)每小時約50個晶片或更多。光刻工具的產(chǎn)出是EUV能量的函數(shù)，因此，對于EUV劑量越高，每小時處理的基板的數(shù)目越小。為了避免如以上提到的通過修正步驟(如CD收縮和CD生長)消除的RLS折衷，不是以增加EUV劑量來進行操作，而是以減小EUV劑量來進行曝光以實現(xiàn)足夠的產(chǎn)出，并且本發(fā)明減小了EUV能量。

在一個實施方式中，通過將EUV源和如下測試的曝光時間減小使EUV抗蝕劑敏感度減小，所述測試包括用作用于比較的基線和不同百分比的能量水平降低的記錄的工藝(POR)。通過在圖案的照射中減小EUV能量(通過減小抗蝕劑曝光時間)而減小的敏感度產(chǎn)生了在EUV整體產(chǎn)出基本上以在大批量制造所需要的每小時50個或更多個晶片的范圍內顯著增加。在一個實施方式中，通過減小EUV能量來降低敏感度。其他的實施方式可以通過調整EUV光源的強度和/或曝光時間來降低敏感度。如以上提到的，減小能量的一種方式是通過減小EUV能量的曝光時間。EUV劑量和EUV光的強度與曝光時間是相關的，這可以使用下面的等式來確定：

所計算的曝光時間(s)＝劑量(mJ/cm²)/強度(mW/cm²) 公式1.0

給定EUV源的恒定強度，所計算的曝光時間將會隨著EUV劑量下降而下降，從而增加每小時處理的基板的數(shù)目。

在操作1012中，進行CD收縮工藝以將CD減小至減小的CD。收縮工藝可以使用溶劑蒸發(fā)工藝、化學旋涂工藝或抗蝕劑顯影工藝。這些工藝對在本領域技術人員中是公知的，因此將不作詳細討論。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)， 使用低能量或較少時間的收縮工藝，在結構的圖像質量方面存在劣化，劣化包括橋接(briding)、失真(scamming)、腳狀圖形(footing)以及必須減小的用于線和空間結構的顯著的線寬粗糙度(LWR)、線邊緣粗糙度(LER)。在接觸孔等的情況下，接觸邊緣粗糙度(CER)和線CD均勻性(L-CDU)也是顯著的且需要減小。

在操作1016中，進行CD生長工藝以使減小的CD生長至目標CD。生長線和空間結構的CD可以利用溶劑蒸發(fā)工藝、化學旋涂工藝或抗蝕劑工藝?？刮g劑工藝可以利用有機或無機聚合物材料，所述材料可以處理成與溶劑蒸氣或化學旋涂類似的材料。在CD生長工藝期間或立即之后，在數(shù)據(jù)用于控制工藝的情況下，用于線和空間結構的CD、LWR、LER或CER和L-CDU可以進行持續(xù)性或間隔性測量。

在操作1020中，為了滿足圖案化目標，同時控制兩個或更多個所選擇的變量。所選擇的變量可以包括涂覆時間、涂覆旋轉速度、涂覆加速度、蝕刻劑分散速率、去離子水分散速率、焦距深度(DOF)量、收縮范圍(nm)、混合烘焙溫度、硬掩模膜厚范圍、用于線和空間結構的CD、LWR、LER以及接觸孔結構的CD、CER和L-CDU。為了滿足圖案化目標，從傳感器和計量裝置獲得的數(shù)據(jù)可以在控制器中使用如關于圖12的討論以控制工藝。

圖10B描繪了示出進行CD收縮工藝的方法例如圖10A中的操作1012的示例性流程圖1050。在操作1020中，利用硅硬掩模(SHM)對基板上的圖案化抗蝕劑進行涂覆，生成硅硬掩模涂覆的抗蝕劑。在操作1020中，在溫度范圍內對硅硬掩模涂覆的抗蝕劑烘焙一段選擇的時間。在操作1020中，在去離子水中對烘焙的涂覆的抗蝕劑進行顯影。操作1054、操作1058和操作1062對本領域人員是公知的，應不作詳細討論。其他的示例性CD收縮工藝也可以使用。

圖11描繪了示出根據(jù)實施方式的對具有接觸孔(C/H)結構的基板進行圖案化的方法的示例性流程圖1100。在操作1104中，在基板上形成輻射敏感材料的層。在操作1108中，使用光刻工藝制備在輻射敏感材料的層中圖案化的接觸孔，其中，所述圖案的特征在于臨界尺寸(CD)和臨界邊緣粗糙度(CER)。

在操作1112中，在制備圖案之后，進行曝光工藝以使CD減小至減小的CD。在操作1116中，進行生長工藝以產(chǎn)生大于預期的C/H CD的C/H CD。在操作1120中，進行收縮后工藝以使C/H CD生長到目標CD。 收縮工藝中可以使用溶劑蒸發(fā)工藝、化學旋涂工藝或抗蝕劑顯影工藝。這些方法對是本領域中人員是公知的，因此將不作詳細討論。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用低能量或較少的時間的收縮工藝，在接觸孔結構的圖像質量存在劣化，收縮劣化包括橋接、失真、腳狀圖形，并且接觸邊緣粗糙度(CER)線和CD均勻性(L-CDU)也是顯著的且需要減小。

在操作1124中，為了滿足圖案化目標包括敏感度減小量、LER、LWR、CER或線CD均勻性(L-CDU)，同時控制兩個或更多個所選擇的操作變量。所選擇的變量可以包括涂覆時間、涂覆旋轉速度、涂覆加速度、蝕刻劑分散速率、去離子水分散速率、DOF量、收縮范圍(nm)、混合烘焙溫度、硬掩模膜厚范圍、用于接觸孔結構的CD、CER和L-CDU。為了滿足圖案化目標，從傳感器和計量裝置獲得的數(shù)據(jù)可以在控制器中使用以控制工藝。

圖12描繪了在本發(fā)明的實施方式中用于執(zhí)行使用收縮和生長來降低極紫外敏感度的方法的示例性圖案化系統(tǒng)。在圖12中描繪的配置成執(zhí)行上述確定的工藝條件的圖案化系統(tǒng)1200包括：等離子體處理室1210；基板保持器1220，其上固定有待處理的基板1225；以及抽真空系統(tǒng)1250。基板1225可以是半導體基板、晶片、平板顯示器或液晶顯示器。等離子體處理室1210可以被配置成有助于在基板1225的表面附近在等離子體處理區(qū)1245中生成等離子體?？呻婋x氣體或工藝氣體的混合物經(jīng)由氣體分配系統(tǒng)1240被引入。對于給定的工藝氣體流，使用抽真空系統(tǒng)1250來調節(jié)工藝壓力?？梢允褂玫入x子體來產(chǎn)生針對預先確定的材料處理的材料和/或有助于從基板1225的露出表面去除材料。等離子體處理系統(tǒng)1200可以被配置成處理任意期望尺寸的基板如200mm基板、300mm基板或更大。

基板1225可以通過夾持系統(tǒng)1228(如機械夾持系統(tǒng)或電夾持系統(tǒng)(例如，靜電夾持系統(tǒng)))被固定到基板保持器1220。此外，基板保持器1220可以包括被配置成調節(jié)和/或控制基板保持器1220和基板1225的溫度的加熱系統(tǒng)(未示出)或冷卻系統(tǒng)(未示出)。加熱系統(tǒng)或冷卻系統(tǒng)可以包括熱傳遞流體的再循環(huán)流，所述熱傳遞流體的再循環(huán)流在冷卻時從基板保持器1220接收熱并且將熱傳遞到熱交換系統(tǒng)(未示出)或者在加熱時將熱從熱交換系統(tǒng)傳遞到基板保持器1220。在其他實施方式中，加熱/冷卻元件(如電阻加熱元件、或熱電加熱器/冷卻器)可以包括在基板保持器1220、以及等離子體處理室1210的室壁以及等離子體處理系統(tǒng)1200內的 任意其他部件內。

另外，熱傳遞氣體可以經(jīng)由背面氣體供應系統(tǒng)1226被遞送至基板1225的背面以改善基板1225與基板保持器1220之間的氣體間隙熱傳導。在升高或降低的溫度下需要基板的溫度控制時可以使用這樣的系統(tǒng)。例如，背面氣體供應系統(tǒng)可以包括兩區(qū)氣體分配系統(tǒng)，其中，所述氦氣間隙壓力可以在基板1225的中心與邊緣之間獨立地改變。

在圖12所示的實施方式中，基板保持器1220可以包括電極1222，通過所述電極1222RF功率被耦合到等離子體處理區(qū)域1245中的處理等離子體。例如，基板保持器1220可以經(jīng)由來自RF發(fā)生器的RF功率通過可選阻抗匹配網(wǎng)絡1232被傳輸?shù)交灞３制?220而在RF電壓下被電偏置。RF電偏置可以用于加熱電子以形成并維持等離子體。在這種配置中，該系統(tǒng)可以操作作為反應離子蝕刻(RIE)反應器，其中所述室和上部氣體注入電極用作接地表面。對于RF偏置的典型頻率可以在約0.1MHz至約100MHz的范圍內。用于等離子體處理的RF系統(tǒng)對于本領域技術人員是公知的。

此外，電極1222在RF電壓下的電偏壓可以使用脈沖偏置信號控制器1231而脈動。例如，從RF發(fā)生器1230輸出的RF功率可以在關斷狀態(tài)和導通狀態(tài)之間脈動?？商孢x地，RF功率被以多個頻率施加到基板保持器電極。此外，阻抗匹配網(wǎng)絡1232可以通過減小反射功率來提高在等離子體處理室1210中RF功率到等離子體的傳遞。匹配網(wǎng)絡拓撲(例如，L型、T型等)和自動控制方法對于本領域技術人員是公知的。

氣體分配系統(tǒng)1240可以包括用于引入工藝氣體的混合物的噴頭設計?？商娲?，氣體分配系統(tǒng)1240可以包括多區(qū)噴頭設計，所述多區(qū)噴頭設計用于引入工藝氣體的混合物并且調節(jié)基板1225上方的工藝氣體的混合物的分配。例如，多區(qū)噴頭設計可以被配置成相對于基板1225上方的大致中心區(qū)的處理氣流或組合物的量來調節(jié)基板1225上方的大致周邊區(qū)的工藝氣流或組合物。

抽真空系統(tǒng)1250可以包括能夠具有最高達每秒約8000升(或更高)的泵送速度的渦輪分子真空泵(TMP)和用于節(jié)流室壓力的閘門閥。在干等離子體蝕刻所使用的常規(guī)等離子體處理裝置中，可以采用每秒1200升至3000升的TMP。TMP可以用于低壓處理，通常小于約50毫托。對于高壓處理(即，大于約100毫托)，可以使用機械增壓泵和干粗抽泵。此外，用于監(jiān)測室壓力的裝置(未示出)可以耦合到等離子體處理室1210。

如上所述，控制器1255可以包括微處理器、存儲器和數(shù)字I/O端口，所述數(shù)字I/O端口能夠產(chǎn)生足以通信且激活到等離子體處理系統(tǒng)1200的輸入以及監(jiān)控來自等離子體處理系統(tǒng)1200的輸出。此外，控制器1255可耦合至下述部件并且可以與下述部件交換信息：RF發(fā)生器1230、脈沖偏置信號控制器1231、阻抗匹配網(wǎng)絡1232、氣體分配系統(tǒng)1240、抽真空系統(tǒng)1250、以及基板加熱/冷卻系統(tǒng)(未示出)、背面氣體供應系統(tǒng)1226、和/或靜電夾持系統(tǒng)1228。例如，可以使用存儲在存儲器中的程序來根據(jù)工藝配方激活到等離子體處理系統(tǒng)1200的上述部件的輸入以在基板1225上執(zhí)行等離子體輔助處理，例如等離子體蝕刻工藝。

盡管以上詳細描述了本發(fā)明的僅僅某些實施方式，但是本領域技術人員容易理解，在沒有實質背離本發(fā)明的新穎教導和優(yōu)點的情況下，可以對實施方式進行許多修改。因此，所有這樣的修改意在被涵蓋在本發(fā)明的范圍內。