产生布局图案的方法与流程

本揭示内容大致上是关于带电粒子的微影系统和方法。

背景技术：

微影用于图案化由阻剂材料所覆盖的半导体晶圆的表面。对于选择性的制程，例如蚀刻、材料沉积、布植、或类似者，将阻剂材料图案化，使得部分的阻剂材料可被选择性地移除，以曝露在下方的半导体晶圆的区域。光微影利用光能，包括紫外光或x射线，选择性曝露阻剂材料。或者，带电粒子束，例如电子束和离子束，已经用于高解析度微影的阻剂曝露。

进入正被曝露的阻剂材料的一些电子或离子可能散射(scattered)在周围并进入相邻的区域中。散射可能导致电子或离子进入正被直接地曝露的阻剂材料之外的区域中的阻剂材料。散射可能导致与正被直接地曝露的阻剂材料邻近的区域的间接曝露。因此，在电子束或离子束能量传送过程中，需要调整传送到阻剂材料的能量的曝露时间和量值，使得阻剂的选定的位置被完全地曝露，而相邻的区域没有被明显地曝露。

技术实现要素：

本揭示内容的一态样提供了一种产生一布局图案的方法，包含：当由一带电粒子束直接地曝露在一能量敏感的材料中的一布局图案的一或多个特征时，决定一第一能量密度，该第一能量密度间接地曝露到该能量敏感的材料上的该布局图案的所述一或多个特征中的一第一特征；以及当由该带电粒子束直接地曝露该第一特征时，调整曝露到该第一特征的一第二能量密度，使得由该第一特征接收的一总能量密度是来自间接曝露的该第一能量密度和来自直接曝露的该第二能量密度，并且将该总能量密度维持在大约一阈值能量级，以完全地曝露在该能量敏感的材料中的该第一特征。

附图说明

本揭示内容在结合附图阅读以下详细说明时得以最清晰地理解。应注意的是，依据产业中的标准实务，各种特征并非按比例绘制，且仅用于说明的目的。事实上，各种特征的尺寸可任意增大或减小，以便于论述明晰。

图1a和图1b示出电子束微影系统的示意图；

图2a和图2b绘示根据本揭示内容的一些实施方式将由电子束微影系统在阻剂材料上产生的布局图案；

图3a、图3b、和图3c分别地示出由电子束微影系统产生的阻剂的布局图案的截面视图、由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度，和由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度的曲线图；

图4a、图4b、和图4c分别地示出根据本揭示内容的一些实施方式的由电子束微影系统产生的阻剂的布局图案的截面视图、由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度，和由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度的曲线图；

图5a、图5b、和图5c分别地示出根据本揭示内容的一些实施方式的由电子束微影系统产生的阻剂的布局图案的截面视图、由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度，和由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度的曲线图；

图6绘示根据本揭示内容的一些实施方式的将由电子束微影系统在阻剂材料上产生的布局图案；

图7a、图7b、和图7c分别地示出根据本揭示内容的一些实施方式的由电子束微影系统产生的阻剂的布局图案的截面视图、由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度，和由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度的曲线图；

图8示出根据本揭示内容的一些实施方式的控制系统，用于控制由电子束传送到在晶圆上的阻剂材料的能量的量值，以在晶圆上产生布局图案；

图9绘示根据本揭示内容的一些实施方式的示例性制程的流程图，此流程图用于控制由电子束传送到在晶圆上的阻剂材料的能量的量值，以在晶圆上产生布局图案；

图10a和图10b绘示根据本揭示内容的一些实施方式的一设备，此设备用于控制由电子束传送到在晶圆上的阻剂材料的能量的量值，以在晶圆上产生布局图案。

【符号说明】

100...电子束微影术系统

102...电子源

104...束形成单元

106...聚焦透镜

108...快门偏转器单元

109...聚焦透镜

110...平台

111...暗条

112...布局图案

112a...布局图案

112b...布局图案

112c...布局图案

113...密集区域

114...暗条

114a...分散区域

114b...分散区域

115...中央暗条

116...亮条

120...半导体晶圆

122...y方向

124...x方向

126...边缘部分

128...中间部分

130...电子发射

132...电子束

134...电子束

135...控制器

204...座标

205...高度

206...座标

207...座标

209...能量密度函数

210...阈值能量级

215...能量密度

216...区域

217...总能量密度

218...区域

219...能量密度

220...能量级

225...包络线

226...关键尺寸

228...宽度

236...关键尺寸

238...宽度

304...座标

305...高度

306...座标

307...座标

309...能量密度函数

310...阈值能量级

315...能量密度

317...总能量密度

319...能量密度

320...能量级

325...包络线

326...关键尺寸

328...宽度

330...座标

335...包络线

336...关键尺寸

338...宽度

404...座标

405...高度

406...座标

407...座标

409...能量密度函数

410...阈值能量级

415...能量密度

417...能量密度

419...能量密度

425...包络线

426...关键尺寸

428...宽度

435...包络线

436...关键尺寸

438...宽度

704...座标

705...高度

706...座标

707...座标

709...能量密度函数

710...阈值能量级

715...能量密度

717...能量密度

719...箭头

725...包络线

726...关键尺寸

727...包络线

728...宽度

735...包络线

736...关键尺寸

737...包络线

738...宽度

800...控制系统

802...平台控制器

804...带电粒子快门控制器

806...电粒子束源控制器

808...带电粒子束偏转器控制器

809...透镜控制器

810...布局图案

812...编排

814...电子束信息

820...阻剂材料信息

830...分析器模块

840...主控制器

900...流程

910...操作

920...操作

930...操作

940...操作

950...操作

1000...计算机系统

1001...计算机

1002...键盘

1003...鼠标

1004...监视器

1005...驱动器

1006...磁盘驱动器

1011...处理器

1012...只读记忆体

1013...随机存取记忆体

1014...硬盘

1015...总线

1021...光盘

1022...磁盘

e...能量

ed...能量密度

具体实施方式

之后揭示内容提供众多不同实施方式或实施例，以用于实施所提供的主题的不同特征。以下描述组件和配置的特定实施例以简化本揭示内容。当然，此仅是实例，并非意欲限制。例如，在随后的描述中，第二特征形成在第一特征上方或之上，可能包括其中第一和第二特征形成直接接触的实施方式，并且还可能包括在介于第一和第二特征之间可能形成附加的特征，因此第一和第二特征不为直接接触的实施方式。此外，本揭示内容可在各个实施例中重复参考编号和/或字母。此重复是以简单与明晰为目的，且其自身并不是规定本文论述的各种实施方式和/或配置之间的关系。

而且，本文可能使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等等空间相对用语以便于描述，以描述一个元件或特征与另一个(或更多个)元件或特征的关系，如图式中所示。除图式中绘示的定向之外，空间相对用语意欲包括装置在使用或操作中的不同定向。设备可能以其他方式定向(旋转90度或其他定向)，且可由此同样理解本文所使用的空间相对描述词。此外，用语“由…制成”可指“包含”或“由…组成”。在本揭示内容中，词语“a、b、c中的其中一者”表示“a、b、c、a和b、a和c、b和c，或a、b和c”，除非另有说明，否则并不表示来自a中的一个元件、来自b中的一个元件、和来自c中的一个元件。

本揭示内容大致上是关于带电粒子的微影系统和方法，例如，电子束和离子束的微影系统和方法。更具体而言，本揭示内容是关于设备和方法，其用于分析和控制将在例如半导体晶圆的工件上的能量敏感材料(例如阻剂材料)中产生的布局图案，以及避免和/或减少在工件上布局图案的关键尺寸(criticaldimension，cd)的不均匀性。

在阻剂材料是正性阻剂材料的情况下，阻剂材料被带电粒子束降解，使得通过随后施加此阻剂材料的显影剂，在完全地曝露于带电粒子束的区域中，此阻剂材料将会溶解，从而在未被曝露的区域中留下阻剂材料。在阻剂材料是负性阻剂的情况下，由带电粒子束强化了阻剂材料(聚合或者交联)，并且显影剂将会溶解未被曝露的区域，并且在被完全地曝露的区域中留下涂层。此外，当由电子束或离子束传送到阻剂材料(例如，传送到阻剂材料的一单位面积)的能量超过阈值能量级时，视为阻剂材料(正性或负性)被完全地曝露。当传送到阻剂材料的能量等于或大于阈值能量级时，对于正性阻剂，基本上降解了阻剂材料，或者对于负性阻剂，基本上强化了阻剂材料。使用电子束是因为电子的低质量允许了在低的功率和高的速度下，电子束的精确控制。电子束微影系统亦是缩小特征尺寸并且提供比光微影(photolitography)更高解析度的有效方法。离子束微影比电子束微影提供更高的解析度，因为在这个技术中使用的离子比电子重得多，因此比起电子，产生小很多的波长。

在一些实施方式中，直接曝露阻剂材料使得传送到阻剂材料的总能量超过阻剂阈值能量级，且可通过从相邻区域间接曝露阻剂材料来降低。而且，当多于阻剂阈值能量级被传送到阻剂材料的区域时，散射会导致相邻的区域的曝露，使得相邻的区域接收此阻剂阈值能量级。

如所提及的，当由电子束或离子束传送到阻剂材料的能量(例如传送到阻剂材料的能量密度)超过阈值能量级时，视为完全地曝露阻剂材料(正性或负性)。在一些实施方式中，通过显影剂的运用而溶解完全地曝露的正性阻剂材料，从而将正性阻剂材料从晶圆上移除。未曝露的正性阻剂材料不会由于显影剂的施加而溶解，因此保留在晶圆上。在一些实施方式中，通过显影剂的施加不会溶解完全地曝露的负性阻剂材料，因此，完全曝露的负性阻剂材料保留在晶圆上。然而，未曝露的负性阻剂材料通过显影剂的运用而溶解，并从晶圆上移除。

在一些实施方式中，在前向散射过程(forwardscattering)中，当电子束进入阻剂材料时，与阻剂材料的电子的一或更多个电子-电子交互作用可使初级电子偏转一或更多次，从而在阻剂材料中散射电子束。在每个电子-电子交互作用中，前向散射过程可将部分的电子能量转移到阻剂材料。前向散射过程可将在阻剂材料中的电子散射几纳米到几十纳米，因此可将电子束的能量分布在阻剂材料的几纳米到几十纳米。在一些实施方式中，由电子束传送到阻剂材料的能量，基于高斯概率分布函数，可散射几纳米到几十纳米。在一些实施方式中，一些电子在阻剂材料中并未停止，并穿透在阻剂材料下方的基板。这些电子仍然可通过散射返回阻剂材料中并引起随后与阻剂材料的电子-电子交互作用来促进于阻剂材料的曝露。由反向散射的(backscattered)电子所传送的能量可进一步拓宽电子束散射，并且可进一步分布由电子束传送到阻剂材料的能量。

如所论述的，电子束的能量被传送到阻剂材料的两个区域：a)通过将电子束引导到第一区域，电子束能量被直接地传送到的第一区域，和b)通过散射被引导到第一区域的电子束，电子束能量被间接地传送到的第二区域。当完全地曝露第二区域的一些特定的部分(例如与第一区域相邻的部分)，使得传送到特定部分的能量超过阈值能量级时，由曝露的特定部分加宽了第一区域。在一些实施方式中，在正性阻剂材料中，加宽曝露的部分会增大布局图案的关键尺寸，而在负性阻剂材料中，加宽曝露的部分会减小布局图案的关键尺寸。

在晶圆上的阻剂材料中产生的布局图案可能不均匀，并且可能包括具有多个紧密地堆积特征的一或更多个密集区域、和具有很少松散地堆积特征的一或更多个分散区域。与在分散区域中的特征相比，对于在密集区域中的特征，来自邻近的区域的阻剂材料的间接曝露更高。而且，与靠近密集区域的边缘的特征相比，对于在密集区域的中间的特征，来自邻近区域的阻剂材料的间接曝露更高。在一些实施方式中，相同量的电子束能量被直接地传送到密集区域的特征，以完全地曝露密集区域的特征。此外，与第二特征和靠近密集区域的边缘的第二特征的邻近处相比，在密集区域的中间内的第一特征和第一特征的邻近处接收到更多的间接曝露。当相同量的电子束能量被直接地传送到密集区域的特征时，传送到第一特征和第一特征的邻近处的总能量高于传送到第二特征和第二特征的邻近处的总能量。因此，在密集区域的中间的特征与在密集区域的边缘的特征之间可能观察到关键尺寸不均匀性，并且在密集区域的中间的完全地曝露的特征变得比在密集区域的边缘的完全地曝露的特征更宽。

当将相同量的电子束能量，例如至少阈值能量级的电子束能量，被直接地传送到密集区域的特征和分散区域的特征时，之后完全地曝露密集区域的特征和分散区域的特征。然而，与在分散区域中的第二特征和第二特征的邻近处相比，在密集区域中的第一特征和第一特征的邻近处接收到更多的间接曝露，并且传送到第一特征和第一特征邻近处的总能量高于传送到第二特征和第二特征邻近处的总能量。因此，当将相同量的电子束能量直接地传送到密集区域的特征和分散区域的特征以完全地曝露密集区域和分散区域时，在密集区域的特征与分散区域的特征之间可能观察到关键尺寸不均匀性，并且密集区域的完全地曝露的特征可能变得比分散区域的完全地曝露的特征更宽。

在一些实施方式中，直接地传送到阻剂材料的能量的量值由控制系统控制。控制系统基于相邻于第一特征的布局图案的特征来调整直接地传送到在阻剂材料中的第一特征的能量的量值，使得第一特征被完全地曝露，但是通过直接曝露和间接曝露传送到第一特征的总能量不超过(例如不显著超过)阈值能量级。通过将传送到阻剂材料的一或更多个特征的总能量的量值维持在大约阈值级，可在阻剂材料中产生的特征之间维持关键尺寸均匀性。

在一些实施方式中，控制系统接收由电子束将在阻剂材料中产生的布局图案。控制系统亦接收阻剂材料信息和电子束的信息，例如电子束能量。在一些实施方式中，控制系统计算(例如，模拟)布局图案的特征的间接曝露的量值。之后，控制系统计算要传送至布局图案的每个特征的直接曝露的量值，使得通过直接曝露和间接曝露而传送至布局图案的特征的总能量维持在阈值能量级。在一些实施方式中，控制系统控制电子束微影系统，使得通过调整电子束能量和时序(timing)，将计算得出的直接曝露的量值传送到布局图案的每个特征，使得传送到每个特征的能量的总量值维持在阈值能量级。在一些实施方式中，将传送到特征的能量的量值决定为每单位面积的能量或能量密度，并且阈值能量级是对于能量密度的阈值。

在本揭示内容中描述的先进的微影制程、方法、和材料可用于众多应用，包括制造鳍式场效电晶体(fin-typefieldeffecttransistor；finfet)。例如，可图案化鳍片，以在介于特征之间产生相对紧密的间隔，本揭示内容非常适用于此应用。此外，可以根据本揭示内容处理在形成鳍式场效电晶体的鳍片中所使用的间隔物(spacer)。

图1a和图1b示出了电子束微影系统100和150的示意图，其包括控制器135、电荷粒子源，例如电子源102、一或更多个聚焦透镜106和109、束形成单元104、和快门偏转器单元108。电子束微影系统100和150使用基于电子的成像，用于布局图案化(layoutpatterning)。电子束微影系统100和150将布局图案转移到在半导体晶圆120上的电子束敏感的阻剂层。在一些实施方式中，图1a和图1b的聚焦透镜106和109是围绕电子束并具有供电子束穿过的中心开口的磁性圆柱体(例如磁盘)的截面。在一些实施方式中，磁柱的磁场用于聚焦电子束。

在电子束微影系统100中，电子源102提供电子发射130。由电子束形成单元104接收来自电子源102的电子发射130。束形成单元104产生电子束132。电子束132由一或更多个聚焦透镜106聚焦。电子束132被快门偏转器单元108接收。快门偏转器单元108可打开和关闭电子束。当快门偏转器单元108打开并且电子束打开时，电子束134离开快门偏转器单元108，穿过聚焦透镜109，并且聚焦在半导体晶圆120上，以在半导体晶圆120的阻剂层中产生布局图案112。

在一些实施方式中，半导体晶圆120在平台110上，并且控制器135移动平台110，以通过平台110的移动产生布局图案112。在一些实施方式中，电子束微影系统100的快门偏转器单元108基于布局图案来偏转电子束134，以在半导体晶圆120上产生布局图案112。在一些实施方式中，除了平台110的移动之外，快门偏转器单元108亦偏转电子束134，以在半导体晶圆120的阻剂材料中产生布局图案112。在一些实施方式中，控制器135耦合到电子源102、束形成单元104、快门偏转器单元108、和平台110。控制器135可控制电子源102，以调整电子束134的强度。在一些实施方式中，控制器135接收布局图案，并且通过控制束形成单元104、快门偏转器单元108、和平台110，在半导体晶圆120的阻剂材料中产生布局图案112。因此，通过控制电子束132和134的强度、电子束134的偏转、和/或平台110的移动，电子束微影系统100的控制器135可在半导体晶圆120的阻剂材料中产生布局图案112。

在电子束微影系统150中，电子源102提供电子发射130。束形成单元104产生多个电子束132。电子束132由一或更多个聚焦透镜106聚焦。电子束132被快门偏转器单元108接收。当快门偏转器单元108打开并且电子束打开时，多个电子束134离开快门偏转器单元108，穿过聚焦透镜109，并且聚焦在半导体晶圆120上，以在半导体晶圆120的阻剂层中产生布局图案112。因此，通过控制多个电子束132和134的强度、多个电子束134的偏转、和/或平台110的移动，电子束微影系统150的控制器135可在半导体晶圆120的阻剂材料中产生布局图案112。在一些实施方式中，多个电子束134由快门偏转器单元108分开地控制和偏转。

在一些实施方式中，图1a和图1b的带电荷粒子源是离子束源。束形成单元104、聚焦透镜106和109、和快门偏转器单元108将离子束聚焦在半导体晶圆120上的阻剂材料上，以在晶圆上产生布局图案112。在一些实施方式中，离子束包括氢离子，氢离子比电子重几百倍。因此，在一些实施方式中，与电子束相比，离子束的能量变得较少散射，并且在阻剂材料内部产生更多局部的冲击。在一些实施方式中，离子束是一种离子其停止在阻剂材料中并且不穿透在阻剂材料下方的基板，因此不污染在阻剂材料下方的基板和/或不影响基板的晶体结构。在一些实施方式中，对于离子束微影，使用镓离子或氦离子。

图2a和图2b绘示了根据本揭示内容的一些实施方式的由带电粒子束微影系统(例如，电子束微影系统)在阻剂材料上产生的布局图案。图2a示出了在y方向122上延伸并在x方向124上分布的布局图案112a，此布局图案112a具有密集区域113，此密集区域113具有多个紧密地堆积特征，例如七个暗条114，此与图1a和图1b的布局图案112一致。图2b示出了布局图案112b，其在y方向122上延伸并在x方向124上分布，布局图案112b并且具有含一个或两个暗条114的两个分散区域114a和114b。在一些实施方式中，暗条114是保留在晶圆上的特征，亮条116是通过显影剂的施加而溶解因此从晶圆上移除的位置。因此，对于负性阻剂材料，图1a和图1b的电子束134聚焦在暗条114上，而对于正性阻剂材料，图1a和图1b的电子束134聚焦在亮条116上。

在一些实施方式中，对于负性阻剂材料，与分散区域114a和114b的暗条114相比，密集区域113的暗条114接收更多的间接曝露。在一些实施方式中，密集区域113的中央暗条115与密集区域113的其他暗条114相比接收到更多的间接曝露。因此，与中央暗条115邻近的亮条116的部分可被完全地曝露，并且中央暗条115的关键尺寸可变得大于其他暗条114的关键尺寸。当在布局图案112a的沿x方向124的两端的暗条114的关键尺寸与其他暗条114的关键尺寸相比并且与中央暗条115的关键尺寸相比具有较小的值时，在密集区域113中沿x方向124可观察到关键尺寸不均匀性。在一些实施方式中，一次曝露特征的一部分。因此，当一特征(例如中央暗条115)在一部分中被曝露时，此中央暗条115的另一部分和其他的暗条114被间接地曝露。

图3a、图3b、和图3c分别地示出了由电子束微影系统产生的阻剂的布局图案、由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度，和由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度的曲线图。图3a示出了晶圆上阻剂材料上的布局图案的高度相对于位置的截面视图。截面视图在座标207上示出了在x座标204中在区域216处的高度205，并且示出了的区域218处的高度零。此布局图案与图2a的布局图案112a一致。在暗区域(例如区域216)处的布局图案的截面视图是保留在晶圆上的阻剂材料的部分。当在晶圆上产生布局图案112时，区域216与图2a的暗条114的阻剂材料的截面一致。相反地，在亮区域(例如区域218)处，在阻剂材料中的布局图案的截面视图与图2a的亮条116的截面一致，亮条116是从晶圆移除的阻剂材料的一部分。在一些实施方式中，区域216和218的宽度为约0.1纳米至约1000纳米。

图3b示出了由电子束微影系统所传送的能量密度(energydensity，ed)相对于位置的关系。图3b示出了在座标206上在x座标204的不同的位置处直接地曝露到阻剂材料的能量密度。在一些实施方式中，阻剂材料是负性阻剂材料，并且完全曝露阻剂材料的能量密度(即每单位面积能量)是阈值能量级210，例如阈值能量密度级。在如图3b所示出的一些实施方式中，将能量密度函数209运用到阻剂材料，使得在区域216处，由电子束微影系统100将两倍于阈值能量级210的能量级220施加到阻剂材料保留在晶圆上的区域216，并且没有能量被施加到从晶圆移除的阻剂材料的区域218。

图3c示出了在阻剂材料中的能量密度的曲线图。图3c示出了在x座标204上不同的位置处的能量密度ed的曲线图。传送到阻剂材料的总能量密度217是区域216的间接曝露的能量密度215与直接曝露的能量密度219的总和。间接曝露的能量密度215被区域216接收，因为阻剂材料的其他区域216被直接曝露，而其他区域216的直接曝露被散射在阻剂材料中。因此，间接曝露的能量密度215被接收在区域216和218二者之内。根据在图3b中所示的能量密度，因为在区域216中阻剂材料的直接曝露，接收能量密度219。如在图3c中所示，在直接地曝露的区域216中的总能量密度显著地高于阈值能量级210。此外，对于图3a的密集布局图案，从其他区域(例如相邻的区域)接收的间接曝露的能量密度215是显著的。在一些实施方式中，因为间接曝露的额外能量密度215和因为总曝露明显地超过阈值能量级210，直接地曝露的区域216的关键尺寸增大。间接曝露的能量密度215在布局图案的中央处较高，因此在布局图案的中央处的区域216的关键尺寸236大于靠近布局图案边缘的区域216的关键尺寸226。相反地，在布局图案的中央内的未曝露的区域218的宽度238小于靠近布局图案的边缘的未曝露的区域218的宽度228。因此，在图3c中可观察到关键尺寸不均匀性。传送到阻剂材料的总能量密度包络线225是区域216的间接曝露的能量密度215和直接曝露的能量密度的总和。

在一些实施方式中，能量密度函数209是由电子束的电子直接地传送到阻剂材料的能量的密度。在一些实施方式中，决定通过直接曝露传送到阻剂材料的电子束的电子的平均能量。因此，用语能量密度和电子密度可互换地使用，并且表示传送到阻剂材料的能量的能量密度函数209可替代地表示由电子束传送到阻剂材料的区域206的电子密度。在一些实施方式中，间接曝露的能量密度215是等式(1)的点扩展函数(pointspreadfunction，psf)与能量密度函数209的叠积(convolution)，其中点扩展函数代表在阻剂材料中电子能量的散射。

在一些实施例中，当使用正性阻剂时，并且因为移除了曝露的区域216和保留了未直接地曝露的区域218，因此在布局图案中央的区域的关键尺寸小于在局图案边缘处的区域的关键尺寸。

如所描述的，当电子束进入阻剂材料时，发生电子散射，直到电子的能量转移到阻剂材料。在一些实施方式中，进入阻剂区域的电子的交互作用和由于交互作用可能发生的能量散射的概率被模型化为一高斯函数(gaussianfunction)。在一些实施方式中，在阻剂材料中电子能量的散射的点扩展函数是一高斯函数。因此，图3b的电子密度的散射可被模型化为高斯函数与图3b的能量密度函数209的叠积。在一些实施方式中，如以下的等式(1)所示，点扩展函数的高斯函数具有比能量密度函数209的矩形宽得多的标准偏差，因此叠积的结果，即间接曝露的能量密度215，非常类似于高斯函数。在一些实施方式中，前向散射的标准偏差约为5纳米(nano-meters)至约50纳米的量级。如以上所提及的，反向散射的电子可进一步拓宽电子束散射，并且由反向散射的电子传送到阻剂材料的能量可被模型化为具有微米的标准偏差(例如，约1微米至约5微米)的另一个高斯函数，其可有效地提供一致的能量密度。在一些实施方式中，点扩展函数包括两个高斯函数，以模型化正向散射和反向散射电子二者。

在一些实施方式中，当电子束的电子进入阻剂材料时，此电子是初级电子，此电子与阻剂材料发生交互作用(初级交互作用)，并将电子的一部分能量转移到阻剂材料。初级交互作用可导致正性阻剂材料的降解或负性阻剂材料的强化，从而曝露阻剂材料。此外，根据等式(1)，初级电子可导致在阻剂材料中散射的二级电子的产生，并且二级电子又可与阻剂材料发生交互作用(二级交互作用)。在一些实施方式中，电子束电子的电子的能量密度函数以n(x)表示，例如，图3b的能量密度函数209以n(x)表示。如所提及的，能量密度函数n(x)的一部分通过初级交互作用曝露阻剂材料，并且初级交互作用的位置遵循n(x)函数。能量密度函数n(x)的另一部分通过根据等式(1)在阻剂材料中散射的二级交互作用曝露阻剂材料，因此，二级交互作用的位置可由n(x)与等式(1)的点扩展函数的叠积来表示。在一些实施方式中，转移到阻剂材料的总能量为位置x的函数，由以下的等式(2)的e(x)表示，其中p1是通过初级交互作用转移的电子能量的第一部分，而p2是通过二级交互作用转移的电子能量的第二部分，并且叠积运算由(*)表示：

e(x)＝p1n(x)*psf1+p2n(x)*psf2等式(2)

其中psf1是通过初级交互作用传送到阻剂材料的能量的点扩展函数，而psf2是通过二级交互作用传送到阻剂材料的能量的点扩展函数。在一些实施方式中，psf1和psf2是概率函数。在一些实施方式中，当电子束的电子最初地与阻剂材料交互作用时，初级交互作用的点扩展函数示出了在位置x中的能量的分布。因此，初级交互作用的点扩展函数可是非常陡(sharp)的函数，例如，非常陡的高斯函数，使得n(x)与初级交互作用的点扩展函数的叠积与n(x)基本上相同。在一些实施方式中，当电子束的电子在初级交互作用之后，发生包括向前向散射的电子和反向散射的电子两者的二级交互作用时，二级交互作用的点扩展函数示出了在位置x中能量的分布。在一些实施方式中，次级交互作用的点扩展函数包括两个类似于等式(1)的高斯函数，对于电子的前向散射，第一高斯函数具有的标准偏差1为几纳米，例如10纳米；对于反向散射的电子，另一个高斯函数具有的标准偏差2为几微米，例如2微米。因此psf2可以由以下的等式(3)表示，其中p是尺度因子(scalefactor)，其表示经由反向散射的电子分布到阻剂材料的能量与经由电子的正向散射分布到阻剂材料的能量的比率。

因此，等式(2)的第一部分是由于直接曝露于电子束，且等式(2)的第二部分是由于间接曝露于电子束。在一些实施方式中，期望转移到阻剂材料的能量e(x)高于阈值能量级，例如，图3c的阈值能量级210，在非零的n(x)的位置处。然而，在n(x)为零的位置处，能量e(x)保持在阈值能量级以下。

图4a、图4b、和图4c分别地示出根据本揭示内容的一些实施方式的由电子束微影系统产生的阻剂的布局图案的截面视图、由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度，和由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度的曲线图。图4a与图3a一致，示出了在晶圆上的阻剂材料上的布局图案的高度相对于位置的截面视图。截面视图示出了在座标307上了区域216处的高度305，并且示出了在x座标304中的区域218处的高度零。

图4b示出了由电子束微影系统传送的能量密度(energydensity，ed)相对于位置的关系。图4b示出了在座标306上在x座标304的不同的位置处直接地曝露到阻剂材料的能量密度。在一些实施方式中，阻剂材料是负性阻剂材料，并且完全地曝露阻剂材料的能量密度(即每单位面积能量)是阈值能量级310。在如图4b所示的一些实施方式中，将能量密度函数309应用到阻剂材料，由电子束微影系统100施加到区域216，使得在区域216处其能量级小于能量级320(能量级320是阈值能量级310两倍)，并且没有能量被施加到区域218。调整能量密度函数309，使得在布局图案的中央处的能量密度函数309比起在靠近布局图案的边缘的能量密度函数较小。与曝露到图3b的区域216的能量相比，调整后的能量密度函数309导致直接地曝露到图4b的区域216的能量较少。此外，与直接曝露到图4b的布局图案的靠近边缘的区域216的能量相比，此调整导致较少的能量直接地曝露到在图4b的布局图案中央处的区域216。能量密度函数309的顶部能量密度曲线是包络线335，其通过电子束的电子而直接地传送(例如，通过直接曝露)到区域216的阻剂材料。

图4c示出了在阻剂材料中的能量密度的曲线图。图4c示出了在x座标204上不同位置处的能量密度ed的曲线图。传送到阻剂材料的总能量密度317是区域216的间接曝露的能量密度315和直接曝露的能量密度319的总和。根据在图3b中所示的能量密度函数309，因为在区域216中的阻剂材料的直接曝露，接收到能量密度319，因此，与布局图案的边缘相比，在布局图案的中间内的能量密度319较小。如在图4c中所示，在被直接地曝露的区域216中的总能量密度显著地高于阈值能量级310。此外，对于图4a的密集布局图案，由于来自其他区域(例如相邻的区域)的间接曝露而接收到的能量密度315是显著的。在一些实施方式中，间接曝露的能量密度315是等式(1)与能量密度函数309的叠积。

如在图4c中所示，调整直接曝露的能量密度319，使得区域216的总曝露在整个布局图案中相等。在一些实施方式中，在区域216处的总曝露是由于间接曝露引起的能量密度315和由于直接曝露引起的能量密度319的总和，其等于能量级320，其是阈值能量级310的两倍。在一些实施方式中，因为由于间接曝露引起的能量密度315，并且因为总曝露显著地高于阈值能量级310，因此直接地暴露的区域216的关键尺寸增加。间接的曝露的能量密度315在靠近布局图案的中央较高，因此直接曝露的能量密度319在布局图案的中央较小，使得所有区域216的总曝露是相同的。因此，在布局图案中央的区域216的关键尺寸336等于在布局图案边缘处的区域216的关键尺寸326。而且，在布局图案的中央的未曝露的区域218的宽度338等于在布局图案的边缘处的未曝露的区域218的宽度328。因此，尽管与诸如图2b的布局图案112b的布局图案相比，所有区域216的关键尺寸都增大了，但是在图4c中可能没有观察到关键尺寸不均匀性。传送到阻剂材料的总能量密度包络线325是区域216的间接曝露的能量密度315和直接曝露的能量密度的总和。

图5a、图5b、和图5c分别地示出了根据本揭示内容的一些实施方式的由电子束微影系统产生的阻剂的布局图案截面视图、由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度，和由电子束微影系统传送到阻剂材料的能量密度的曲线图。图5a与图3a和图4a一致，示出了在晶圆上阻剂材料上的布局图案的高度相对于位置的截面视图。截面视图示出了在坐标407上在x坐标404中在区域216处的高度405，并且显示了在区域218处的高度零。

图5b示出了由电子束微影系统传送的能量密度相对于位置的关系。图5b示出了在座标406上在x座标404的不同位置处直接地曝露到阻剂材料的能量密度。在一些实施方式中，阻剂材料是负性阻剂材料，并且完全地曝露阻剂材料的能量密度(即每单位面积能量)的量是阈值能量级410。在如图5b所示的一些实施方式中，能量密度函数409被应用到阻剂材料，使得在区域216处，小于阈值能量级410(其是阈值能量级)的能量级由电子束微影系统100施加到区域216，并且没有能量被施加到区域218。调整能量密度函数409，使得能量密度函数409小于阈值能量级410，并且在布局图案的中央处比在布局图案的边缘附近更小。与曝露到图3b和图4b的区域216的能量相比，调整后的能量密度函数409导致直接地曝露到图5b的区域216的能量少得多。此外，与直接地曝露到图5b的布局图案的边缘附近的区域216的能量相比，此调整导致更少的能量直接地曝露到在图5b的布局图案中央处的区域216。顶部能量密度曲线，其是能量密度函数409的包络线435，由电子束的电子直接地传送(例如，通过直接曝露)到区域216的阻剂材料。

图5c示出了在阻剂材料中的能量密度的曲线图。图5c示出了在x座标404上不同的位置处的能量密度ed的曲线图。传送到阻剂材料的总能量密度417是区域216间接曝露引起的能量密度415与直接曝露引起的能量密度419的总和。根据在图5b所示的能量密度函数409，因为在区域216中的阻剂材料的直接曝露，能量密度419被接收，因此与布局图案的边缘相比，在布局图案的中间的能量密度419较小。因为图5b的能量密度函数409比起第3b和4b图的能量密度函数309和209明显地较小，例如小约一半，所以间接曝露引起的能量密度415亦比间接曝露的能量密度315和215明显地较小。在一些实施方式中，间接曝露的能量密度315是等式(1)与能量密度函数409的叠积。传送到阻剂材料的总能量密度包络线425是区域216的间接曝露的能量密度415和直接曝露的能量密度的总和。

如在图5b中所示，在被直接地曝露的区域216中的总能量密度略小于阈值能量级410，例如阈值能量密度级。此外，对于图5a的密集布局图案，尽管来自其他区域(例如，相邻区域)的间接曝露而接收的能量密度415小于能量密度315和215，但能量密度415仍然是相当大的。如在图5b中所示，调整直接曝露的能量密度419，使得区域216的总曝露在整个布局图案中均等。在一些实施方式中，总曝露能量密度，其是在区域216处间接曝露的能量密度415与直接曝露的能量密度419的总和，略高于阈值能量级410。在一些实施方式中，因为间接曝露的能量密度415增大，直接地曝露的区域216的关键尺寸增大。间接曝露的能量密度415在布局图案的中央附近较高，因此直接曝露的能量密度419在布局图案的中央较小，使得所有区域216的总曝露相同。因此，在布局图案中央的区域216的关键尺寸436等于在布局图案边缘处的区域216的关键尺寸426。另外，在布局图案的中央的未曝露的区域218的宽度438等于在布局图案的边缘处的未曝露的区域218的宽度428。因此，通过使总曝露维持在略高于阈值能量级410，与诸如图2b的布局图案112b的布局图案相比，关键尺寸没有显著地增大，并且在图5c中可能没有观察到关键尺寸不均匀性。

图6绘示了根据本揭示内容的一些实施方式的将由电子束微影系统在阻剂材料上生成的布局图案。图6示出了布局图案112c，其与图2a的布局112a一致，布局图案112c具有暗条111和亮条116。图6的暗条111除了中间部分128与图2a的暗条114一致之外，还具有附加的边缘部分126。在一些实施方式中，边缘部分126的宽度为暗条111的宽度的约1百分比至约20百分比之间，例如，约5百分比。与中间部分128相比，在边缘部分126中，阻剂材料通过直接曝露接收较高剂量的电子密度，例如能量密度。在一些实施方式中，边缘部分的宽度不是一定的值，并且随着布局图案的不同形状(例如，暗条111的形状)而改变。

图7a、图7b、和图7c分别地示出了根据本揭示内容的一些实施方式的由带电粒子微影系统(例如，电子束微影系统)产生的阻剂的布局图案的截面视图、由电子束微影系统传送至阻剂材料的能量密度、和由电子束光刻系统传送至阻剂材料的能量密度的曲线图。图7a与图3a、图4a、和图5a一致，示出了在晶圆上的阻剂材料上的布局图案的高度相对于位置的截面视图。截面视图在座标707上示出了在x座标704中在区域206处的高度705，和在区域218处的高度零。

图7b示出了由电子束微影系统传送的能量密度相对于位置的关系。图7b示出了在座标706上，在x座标704的不同的位置处，直接地暴露到阻剂材料的能量密度。在一些实施方式中，阻剂材料是负性阻剂材料，并且完全地曝露阻剂材料的能量密度(即每单位面积能量)是阈值能量级710。在一些实施方式中，如在图7b中所示，对于阻剂材料运用能量密度函数709，使得在区域216处，能量级小于阈值能量级710，阈值能量级710是由电子束微影系统100施加到区域216的中间部分的阈值能量级，并且没有能量施加到区域218。在区域216的中间部分内的能量密度函数709与在图5b的能量密度函数409一致。此外，与在区域216的中间部分相比，在区域216的边缘部分中的能量密度函数709大约10百分比至大约300百分比。在一些实施方式中，在边缘部分处的能量密度函数709不是一致的，并且随着不同的暗条111而变化。区域216的边缘部分与图6的暗条111的边缘部分126一致。在区域216的中间部分内的能量密度函数709的顶部能量密度曲线是包络线735，其与图5b的包络线435一致。此外，与区域216的中间部分相比，在区域216的边缘部分中的能量密度函数709较高，高于大约10％至大约300百分比，例如100百分比。因此，在区域216的边缘部分处的能量密度函数709的顶部能量密度曲线是包络线737，其比包络线735高大约10百分比至大约300百分比。

图7c示出了在阻剂材料中的能量密度的曲线图。图7c示出在x座标上的不同位置处的能量密度ed的曲线图。传送到阻剂材料的总能量密度717是区域216的由于间接曝露引起的能量密度715和由于直接曝露而在能量密度715之上在箭头719的界限之间分布的能量密度的总和。根据在图7b中所示的能量密度函数709，直接曝露在区域216中被接收，并且因此与区域216的边缘相比，在区域216的中间部分直接曝露较小。在一些实施方式中，间接曝露的能量密度715是等式(1)与能量密度函数709的叠积。传送到在区域216的中间部分内的阻剂材料的总能量密度包络线725是在区域216的中间部分的间接曝露的能量密度715和直接曝露的能量密度的总和。此外，传送到在区域216的边缘部分中的阻剂材料的总能量密度包络线727是在区域216的边缘部分的间接曝露的能量密度715和直接曝露的能量密度的总和，并且，因此，包络线727高于包络线725。

如在图7c所示，总曝露能量密度，其是在区域216的边缘部分处的间接曝露的能量密度715和直接曝露的总和，显著地高于阈值能量级710。然而，在区域216的中间部分内的总曝露能量密度是大约阈值能量级710。在一些实施方式中，当决定(例如，计算包络线735)时，也计算区域216的边缘部分中较高能量密度对间接曝露的能量密度715的影响，以获得布局图案的关键尺寸均匀性。

在一些实施方式中，因为间接曝露的能量密度715增加，因此直接曝露的区域216的关键尺寸增加。间接曝露的能量密度715在靠近布局图案的中央较高，因此区域216的中间部分的直接曝露在布局图案的中央较小，使得对于区域216的所有中间部分的总曝露相等。因此，在布局图案的中央的区域216的关键尺寸736等于在布局图案的边缘处的区域216的关键尺寸726。而且，在布局图案的中央的未曝露的区域218的宽度738等于在布局图案的边缘处的未曝露的区域218的宽度728。在一些实施方式中，在区域216的边缘部分处的较高能量密度增加了对比度。与在区域216的边缘部分处不使用较高的能量密度时相比，在对比度上的增加可提供较低的线边缘粗糙度(lineedgeroughness，ler)和更好的关键尺寸均匀性。

图8示出了根据本揭示内容的一些实施方式的控制系统800，用于控制由电子束传送到在晶圆上的阻剂材料的能量的量值，以在晶圆上产生布局图案。控制系统800包括彼此耦合的分析器模块830和主控制器840。分析器模块830接收将在晶圆上的阻剂材料上产生的布局图案810。分析器模块830亦接收阻剂材料的信息，例如阻剂材料信息820和电子束信息，以在阻剂材料中产生布局图案810。分析器可从阻剂材料信息820接收诸如正性阻剂材料或负性阻剂材料的阻剂材料的类型，和应被传送到阻剂材料以完全地曝露阻剂材料的能量密度。

在一些实施方式中，主控制器840耦合到带电粒子束源控制器806，例如电子束源控制器，带电粒子快门控制器804，例如电子束快门控制器，和带电粒子束偏转器控制器808，例如电子束偏转控制器。在一些实施方式中，分析器模块830经由主控制器840从带电粒子束源控制器806接收电子束信息，例如电子束信息814。在一些实施方式中，返回参看图1a和图1b，主控制器840和平台控制器802被包括在控制器135中，且带电粒子快门控制器804和带电粒子束偏转器控制器808与快门偏转器单元108一致。在一些实施方式中，带电粒子束偏转器控制器808包括透镜控制器809，其用于控制聚焦透镜106和109，并用于将电子束聚焦在晶圆上的阻剂材料上。

在一些实施方式中，电子束信息814包括电子束的强度，例如由图1a的电子源102在半导体晶圆120上的阻剂材料上产生的电子束的强度。在一些实施方式中，电子束的强度，例如图1a的电子束134的强度，包括由电子束传送到阻剂材料的每单位面积能量。在一些实施方式中，从带电粒子束源控制器806接收电子束的强度。在一些实施方式中，分析器模块830使用布局图案810和阻剂材料信息820，以决定在晶圆上的阻剂材料的每个位置接收的、用以在晶圆上产生布局图案810的能量的量值。之后，分析器模块830使用电子束信息814，以决定平台移动和电子束偏转的编排812，以在晶圆上产生布局图案。在一些实施方式中，所决定的编排812包括用于平台控制器802、带电粒子快门控制器804、带电粒子束源控制器806、和带电粒子束偏转器控制器808的一组指令和指令的时序。在一些实施方式中，所决定的编排812包括决定电子束强度的设置，例如电子束的能量、在阻剂材料的每个位置打开或关闭电子束的持续时间、和电子束的轨迹，以在晶圆上产生布局图案810。在一些实施方式中并返回参看图5c，所决定的编排812通过阈值能量级410限制传送到每个直接地曝露的区域的电子束能量密度的量值。通过限制传送到每个直接地曝露的区域的电子束能量密度的量，在产生的布局图案中维持了关键尺寸均匀性，并且限制了相邻区域的间接曝露。在一些实施方式中，电子束能量密度417的量值以略高于包络线425来限制，包络线425其比阈值能量级410高约1％到约10％，例如5％。在一些实施方式中并且参看图7c，电子束能量密度717在区域216的中间部分中由包络线725限制，包络线725与图5c的包络线425一致。如所讨论的，电子束能量密度717在区域216的边缘部分处具有较高的包络线，其高于阈值能量级410约5百分比至50百分比，例如，20百分比。与当在区域216的边缘部分处不使用较高的能量密度时相比，区域216的边缘部分的较高的能量密度可能增加对比度，从而可以提供较低的线边缘粗糙度和更好的关键尺寸均匀性。

在一些实施方式中，分析器模块830将决定的编排812发送到主控制器840，以根据决定的编排812来命令带电粒子束源控制器806、带电粒子快门控制器804、和带电粒子束偏转器控制器808。在一些实施方式中，除了带电粒子束偏转器控制器808之外，主控制器840亦耦合到平台控制器802，以移动平台，例如，图1a和图1b的平台110，并且除了偏转电子束之外或代替偏转电子束，平台控制器802移动平台，以平台上的晶圆上产生布局图案，晶圆例如在图1a和图1b的半导体晶圆120。在如图1b所示的一些实施方式中，束形成单元104产生多个电子束，并且带电粒子束偏转器控制器808控制多个射束，并且同时产生布局图案的多个位置，或者同时在晶圆上产生多个布局图案。

图9示出了根据本揭示内容的一些实施方式的示例性流程900的流程图，此流程用于控制由电子束传送到晶圆上的阻剂材料的能量的量值，以在晶圆上产生布局图案。在一些实施方式中，流程900由图8的控制系统800或图10a和图10b的计算机系统1000执行。在操作910中，获得布局图案和阻剂材料信息。阻剂材料信息可包括阻剂材料类型，包括正性阻剂材料或负性阻剂材料，和阻剂材料变得完全地曝露的所需的能量密度，例如每单位面积能量。在如上参看图8所述的一些实施方式中，控制系统800接收布局图案810和阻剂材料信息820。在一些实施方式中，布局图案810和阻剂材料信息820由分析器模块830接收。在一些实施方式中，如在图2a和图2b中所示，布局图案包括两个或更多个特征，例如暗条114和/或亮条116。

在操作920，决定间接地曝露到布局图案的第一特征的第一能量密度。在一些实施方式中，返回图2a，第一特征是密集区域113的中央暗条115。在一些实施方式中，当带电粒子(例如图1a的电子束134或图1b的电子束134)将能量曝露到布局图案的其他特征时，例如，密集区域113的其他暗条114，但不将能量曝露到中央暗条115时，决定(例如，计算或估计)第一能量密度。

在操作930，决定由带电粒子束直接地曝露到第一特征的第二能量密度。在一些实施方式中，当带电粒子(例如图1a的电子束134)曝露能量到第一特征(例如中央暗条115)时，决定(例如计算或估计)第二能量密度。

在操作940，将第一特征的第一和第二能量密度的总和维持在最低阈值能量级，此阈值能量级完全地曝露了阻剂材料。在一些实施方式中，当布局图案的除第一特征之外的一个或多个特征直接地暴露于带电粒子束能量时，间接地接收第一能量密度。在一些实施方式中，当布局图案的第一特征直接地暴露于带电粒子束能量时，直接地接收第二能量密度。在一些实施方式中，通过具有二或多个(例如5个)的电子束的图1b的多重射束电子束微影系统150，第一特征的直接曝露和第一特征的间接曝露同时地发生。在一些实施方式中，经由电子束微影系统，第一特征的直接曝露和第一特征的间接曝露相继地发生，然而，经由直接和间接的曝露，结合了正性阻剂材料的降解或负性阻剂材料的强化。

在操作950，由带电粒子束将第一特征的全部曝露于第二能量密度。如以上所提及的，布局图案的第一特征和布局图案的其他特征可同时地曝露于带电粒子束。

图10a和图10b绘示了根据本揭示内容的一些实施方式的一种装置，用于控制由电子束传送到晶圆上的阻剂材料的能量的量值，以在晶圆上产生布局图案。在一些实施方式中，计算机系统1000用于执行图8的模块的功能，包括主控制器840、分析器模块830、平台控制器802、带电粒子快门控制器804、带电粒子束源控制器806、和带电粒子束偏转器控制器808。在一些实施方式中，计算机系统1000用于执行图9的流程900。在一些实施方式中，计算机系统1000用于执行图1a和1b图的控制器135的功能。如以上所提及的，由电子束传送到阻剂材料上的第一区域的能量的量值，例如能量密度，包括由电子束的直接曝露到阻剂材料的一或多个曝露区域的第一区域所传送的能量的量值。此外，由电子束传送到第一区域的能量的量值包括由间接曝露传送的能量的量值，使得由其他的曝露的区域的直接曝露和来自其他曝露的区域的电子束的散射产生了间接曝露。在一些实施例中，计算机系统1000通过决定通过直接曝露及间接曝露所传送的电子束能量的量值来决定(例如模拟)传送到第一区域的能量的总量值。此外，计算机系统1000可决定传送到第一区域和其他曝露的区域的能量的总量值，以将传送的总能量维持在阈值能量级。图10a是计算机系统的示意图，此计算机系统执行用于控制由电子束传送的能量的装置的功能。前述实施方式的所有或部分流程、方法和/或操作，可使用计算机硬件及在其上执行的计算机程序来实现。在图10a中，计算机系统1000配备有计算机1001，计算机1001包括光盘只读记忆体(例如，cd-rom或dvd-rom)驱动器1005、和磁盘驱动器1006、键盘1002、鼠标1003、和监视器1004。

图10a和图10b绘示根据本揭示内容的一些实施方式一设备，其用于控制由电子束传送到阻剂材料的能量的量值。图10a是根据如上所述的一或更多个实施方式的控制由电子束传送到阻剂材料的能量的量值的流程的计算机系统的示意图。前述实施方式的所有或部分流程、方法和/或操作可通过使用计算机硬件和在硬件上执行的计算机程序来实现。操作包括模拟带电粒子束曝露到阻剂材料和模拟带电粒子束快门和偏转器。在图10a中，计算机系统1000配备有计算机1001、键盘1002、鼠标1003、和监视器1004，计算机1001包括光盘只读记忆体(例如，cd-rom或dvd-rom)驱动器1005、磁盘驱动器1006。

图10b示出了计算机系统1000的内部配置的图。在图10b中，除了光盘驱动器1005和磁盘驱动器1006之外，计算机1001亦配备有一或更多个处理器1011，如微处理单元(microprocessingunit；mpu)、其中储存有诸如引导程序的程序的只读记忆体(read-onlymemory；rom)1012、连接到mpu1011且其中临时储存应用程序的命令并提供临时储存区域的随机存取记忆体(randomaccessmemory，ram)1013、储存应用程序、系统程序和数据的硬盘1014，以及连接mpu1011、只读记忆体1012等的总线1015。应注意，计算机1001可包括用于提供到局域网络(lan)的连接的网卡(图未示)。

在前述实施方式中，用于使计算机系统1000执行控制系统的功能以控制由电子束传送至阻剂材料的能量的程序可储存在光盘1021或磁盘1022中，光盘1021或磁盘1022被插入光盘驱动器1005或磁盘驱动器1006中，并被传输到硬盘1014。或者，程序可通过网络(图未示)传输至计算机1001，并储存在硬盘1014中。在执行时，程序被载入到ram1013中。程序可从光盘1021或磁盘1022载入，或者直接从网络载入。在前述实施方式中，程序不必包括例如操作系统(operatingsystem，os)或第三方程序来使计算机1001执行控制系统的功能，以用于控制由电子束传送到阻剂材料的能量的量值。此程序可仅包括命令部分，以在受控模式下调用适当的功能(模块)并获得期望的结果。

如上所述，当在阻剂材料中产生布局图案时，上述实施方式可在布局图案的密集区域的特征与布局图案的分散区域的特征之间产生布局图案的均匀的关键尺寸。此外，减少了密集区域的完全地曝露的特征和分散区域的完全地曝露的特征的曝露的区域到相邻区域的延伸。

根据本揭示内容的一些实施方式，在阻剂材料上产生布局图案的方法，包含：当由带电粒子束直接曝露在能量敏感的材料中的布局图案的一或多个特征时，决定第一能量密度，第一能量密度间接地曝露到能量敏感的材料上的布局图案的所述一或多个特征中的第一特征。此方法更包括，当由带电粒子束直接地曝露第一特征时，调整曝露到第一特征的第二能量密度，使得由第一特征接收的总能量密度是来自间接曝露的第一能量密度和来自直接曝露的第二能量密度。并且将总能量密度维持在大约阈值能量级，以完全地曝露在能量敏感的材料中的第一特征。在一实施方式中，在决定第一能量密度之前，获得布局图案，此布局图案具有在一工件上的能量敏感的材料中将要产生的一或多个特征。在一实施方式中，第一特征包含一宽度、一长度、和被一边缘区域所围绕的一内部区域。此方法还包含：由带电粒子束将布局图案的第一特征的内部区域直接地曝露于第二能量密度，以及由带电粒子束将布局图案的第一特征的边缘区域直接地曝露于大于第二能量密度的一电子密度。在一实施方式中，边缘区域的宽度介在0.5纳米至50纳米之间。此方法还包含：在调整第二能量密度之前，获得能量敏感的材料的信息，并且基于能量敏感的材料的所述信息，将第一特征的内部区域的总能量密度维持在阈值能量级，以完全地曝露能量敏感的材料。阈值能量级是完全地曝露第一特征的内部区域的能量敏感的材料的最低的能量密度。此方法也包括用大于第二能量密度的1百分比至1000百分比之间的电子密度来直接曝露第一特征的边缘区域。在一实施方式中，布局图案的所述一或多个特征包含至少两个特征。此方法还包含：经由将在布局图案的所述至少两个特征的内部区域内的总能量密度保持在一相同的能量级，来维持介在布局图案的所述至少两个特征之间的关键尺寸(cd)的均匀性，或经由将所述至少两个特征的总能量密度维持在大约阈值能量级，来减少布局图案的所述至少两个特征的在关键尺寸上的变化。在一实施方式中，决定第一能量密度还包含：从带电粒子束在所述一或多个特征中的直接曝露的一散射中，接收第一能量密度。在一实施方式中，能量敏感的材料是负性能量敏感的材料。此方法还包含：将在能量敏感的材料中的布局图案的所述两个或多个特征曝露于阈值能量级，以完全地曝露负性能量敏感的材料；以及施加显影剂，以溶解和移除能量敏感的材料的未曝露的区域。在一实施方式中，能量敏感的材料是正性能量敏感的材料。此方法也包括：将在能量敏感的材料中的布局图案的所述两个或多个特征曝露于阈值能量级，以完全地曝露正性能量敏感的材料；以及施加显影剂，以溶解和移除布局图案的所述两个或多个特征。在一实施方式中，此方法也包括：决定用于打开和关闭带电粒子束的一或多个时序(timging)；以及决定带电粒子束的一或多个偏转角，以将第一特征曝露于第二能量密度。在一实施方式中，还包含：经由调整由带电粒子束直接地传送到第一特征的一能量，来调整第二能量密度，和将传送到第一特征的第一能量密度和第二能量密度的总和维持在大约阈值能量级。在一实施方式中，还包含：调整由带电粒子束间接地传送到布局图案的所述一或多个特征的第一能量密度；调整由带电粒子束直接地传送到布局图案的所述一或多个特征的第二能量密度；以及对于每个特征，将间接地传送的第一能量密度和直接地传送的第二能量密度的总和维持在大约阈值能量级。在一实施方式中，此方法更包括：调整由该带电粒子束直接地传送到所述一或多个特征的能量，通过：调整带电粒子束强度；以及调整带电粒子束曝露时间。

根据本揭示内容的一些实施方式，一种产生布局图案的方法，包含：获得布局图案，布图案包含在一工件上的能量敏感的材料上将要产生的一或多个特征；获得能量敏感的材料的信息。此方法包括当由一带电粒子束间接地曝露在该能量敏感的材料中的布局图案的所述一或多个特征时，决定第一能量密度，此第一能量密度间接地曝露到在能量敏感的材料中的布局图案的所述一或多个特征中的第一特征。此方法更包括当由带电粒子束直接地曝露第一特征时，决定第一特征的第二能量密度。维持第一特征的总能量密度在大约阈值能量级，此总能量密度是来自间接曝露的第一能量密度和来自直接曝露的第二能量密度的总和，阈值能量级是基于能量敏感的材料的所述信息，为完全地曝露能量敏感的材料的最低的能量密度。此方法更包括经由带电粒子束将布局图案的第一特征直接地曝露于第二能量密度。在一实施方式中，还包含：经由调整由带电粒子束直接地传送到所述一或多个特征的一能量，来调整第一能量密度；经由调整由带电粒子束直接地传送到第一特征的一能量，来调整第二能量密度；以及将传送到第一特征的第一能量密度和第二能量密度的总和维持在大约阈值能量级。在一实施方式中，还包含：调整由带电粒子束间接地传送到布局图案的所述一或多个特征的第一能量密度；调整由带电粒子束直接地传送到布局图案的所述一或多个特征的第二能量密度；以及对于每个特征，将间接地传送的第一能量密度和直接地传送的第二能量密度的总和维持在大约阈值能量级。

根据本揭示内容的一些实施方式，一种用于在能量敏感的材料上产生布局图案的控制系统，包含：主控制器，和一分析器模块，此分析器模块耦合到主控制器。分析器模块为接收布局图案，此布局图案包姑一或多个特征和能量敏感的材料的信息，由带电粒子束在一工件上的能量敏感的材料内产生布局图案。当由带电粒子束直接地曝露在该能量敏感的材料中的布局图案的一或多个特征时，分析器模块决定第一能量密度，此第一能量密度间接地曝露到在能量敏感的材料中的布局图案的一或多个特征中的一第一特征。当由带电粒子束直接曝露第一特征时，调整第一特征的第二能量密度。其中第一特征的总能量密度是来自间接曝露的第一能量密度和来自直接曝露的第二能量密度的总和。总能量密度维持在大约阈值能量级，阈值能量级是完全地曝露能量敏感的材料的最低的能量密度。分析器模块也产生一组的指令，其包含一或多个时序和一或多个偏转角，以供该主控制器控制带电粒子束，以将布局图案的第一特征直接地曝露于第二能量密度。在一实施方式中，控制系统还包含：带电粒子束快门控制器，其耦合到主控制器，并且经由从主控器接收的这组指令来打开或关闭一或多个带电粒子束；和带电粒子束偏转器控制器，其耦合到主控制器，且经由从主控制器接收的这组指令来偏转所述一或多个带电粒子束的方向。经由打开和关闭所述一或多个带电粒子束并经由偏转所述一或多个带电粒子束的方向，在能量敏感的材料中产生布局图案。在一实施方式中，控制系统还包含：平台控制器，其耦合到主控制器，且移动工件的平台。经由打开和关闭所述一或多个带电粒子束和经由偏转所述一或多个带电粒子束的方向，和/或经由移动平台，在能量敏感的材料中产生布局图案。在一实施方式中，控制系统更包括：一带电粒子束源控制器，其耦合到主控制器，并设定一或多个带电粒子束的强度，带电粒子束的强度是能量的量值，能量的量值是由带电粒子束传送到在能量敏感的材料上以在能量敏感的材料上产生一能量密度。在一实施方式中，控制系统将布局图案的一或多个特征的一关键尺寸(cd)维持为一特定的宽度，此特定的宽度在约0.1纳米至约1000纳米的范围内。

本揭示内容的一些实施方式提供了一种产生一布局图案的方法，包含：当由一带电粒子束直接地曝露在一能量敏感的材料中的一布局图案的一或多个特征时，决定一第一能量密度，该第一能量密度间接地曝露到该能量敏感的材料上的该布局图案的所述一或多个特征中的一第一特征；以及当由该带电粒子束直接地曝露该第一特征时，调整曝露到该第一特征的一第二能量密度，使得由该第一特征接收的一总能量密度是来自间接曝露的该第一能量密度和来自直接曝露的该第二能量密度，并且将该总能量密度维持在大约一阈值能量级，以完全地曝露在该能量敏感的材料中的该第一特征。

在一些实施方式中，还包含：

在决定该第一能量密度之前，获得该布局图案，该布局图案具有在一工件上的该能量敏感的材料中将要产生的所述一或多个特征。

在一些实施方式中，其中该第一特征包含一宽度、一长度、和被一边缘区域所围绕的一内部区域，该方法还包含：由该带电粒子束，将该布局图案的该第一特征的该内部区域直接地曝露于该第二能量密度；以及由该带电粒子束，将该布局图案的该第一特征的该边缘区域直接地曝露于大于该第二能量密度的一电子密度。

在一些实施方式中，其中该边缘区域的一宽度介在0.5纳米至50纳米之间，该方法还包含：在调整该第二能量密度之前，获得该能量敏感的材料的信息；基于该能量敏感的材料的所述信息，将该第一特征的该内部区域的该总能量密度维持在该阈值能量级，以完全地曝露该能量敏感的材料，其中该阈值能量级是完全地曝露该第一特征的该内部区域的该能量敏感的材料的一最低的能量密度。用大于该第二能量密度的1百分比至1000百分比之间的该电子密度来直接曝露该第一特征的该边缘区域。

在一些实施方式中，其中该布局图案的所述一或多个特征包含至少两个特征，该方法还包含：经由将在该布局图案的所述至少两个特征的该内部区域内的i该总能量密度维持在一相同的能量级，来维持介在该布局图案的所述至少两个特征之间的关键尺寸(cd)的均匀性；或经由将所述至少两个特征的该总能量密度维持在大约该阈值能量级，来减少该布局图案的所述至少两个特征的在所述关键尺寸上的变化。

在一些实施方式中，其中决定该第一能量密度还包含：从该带电粒子束在所述一或多个特征中的该直接曝露的一散射中，接收该第一能量密度。

在一些实施方式中，其中该能量敏感的材料是一负性能量敏感的材料，还包含：将在该能量敏感的材料中的该布局图案的所述两个或多个特征曝露于该阈值能量级，以完全地曝露该负性能量敏感的材料；以及施加一显影剂，以溶解和移除该能量敏感的材料的未曝露的区域。

在一些实施方式中，其中该能量敏感的材料是一正性能量敏感的材料，还包含：将在该能量敏感的材料中的该布局图案的所述两个或多个特征曝露于该阈值能量级，以完全地曝露该正性能量敏感的材料；以及施加一显影剂，以溶解和移除该布局图案的所述两个或多个特征。

在一些实施方式中，还包含：决定用于打开和关闭该带电粒子束的一或多个时序(timings)；以及决定该带电粒子束的一或多个偏转角，以将该第一特征曝露于该第二能量密度。

在一些实施方式中，还包含：经由调整由该带电粒子束直接地传送到所述一或多个特征的一能量，来调整该第一能量密度；经由调整由该带电粒子束直接地传送到该第一特征的一能量，来调整该第二能量密度；将传送到该第一特征的该第一能量密度和该第二能量密度的一总和维持在大约该阈值能量级。

在一些实施方式中，还包含：调整由该带电粒子束间接地传送到该布局图案的所述一或多个特征的该第一能量密度；调整由该带电粒子束直接地传送到该布局图案的所述一或多个特征的该第二能量密度；以及对于每个特征，将间接地传送的该第一能量密度和直接地传送的该第二能量密度的一总和维持在大约该阈值能量级。

在一些实施方式中，还包含：调整由该带电粒子束直接地传送到所述一或多个特征的该能量，通过：调整一带电粒子束强度；以及调整一带电粒子束曝露时间。

本揭示内容的一些实施方式提供了一种产生一布局图案的方法，包含：获得一布局图案，其包含在一工件上的一能量敏感的材料上将要产生的一或多个特征；获得该能量敏感的材料的信息；当由一带电粒子束间接地曝露在该能量敏感的材料中的该布局图案的所述一或多个特征时，决定一第一能量密度，该第一能量密度间接地曝露到在该能量敏感的材料中的该布局图案的所述一或多个特征中的一第一特征；当由该带电粒子束直接地曝露该第一特征时，决定该第一特征的一第二能量密度；维持该第一特征的一总能量密度在大约一阈值能量级，该总能量密度是来自间接曝露的该第一能量密度和来自直接曝露的该第二能量密度的一总和，该阈值能量级是基于该能量敏感的材料的所述信息，为完全地曝露该能量敏感的材料的一最低的能量密度；以及经由该带电粒子束将该布局图案的该第一特征直接地曝露于该第二能量密度。

在一些实施方式中，还包含：经由调整由该带电粒子束直接地传送到所述一或多个特征的一能量，来调整该第一能量密度；经由调整由该带电粒子束直接地传送到该第一特征的一能量，来调整该第二能量密度；以及将传送到该第一特征的该第一能量密度和该第二能量密度的该总和维持在大约该阈值能量级。

在一些实施方式中，还包含：调整由该带电粒子束间接地传送到该布局图案的所述一或多个特征的该第一能量密度；调整由该带电粒子束直接地传送到该布局图案的所述一或多个特征的该第二能量密度；以及对于每个特征，将间接地传送的该第一能量密度和直接地传送的该第二能量密度的一总和维持在大约该阈值能量级。

本揭示内容的一些实施方式提供了一种用于在一能量敏感的材料上产生一布局图案的控制系统，包含：主控制器和一分析器模块。分析器模块耦合到该主控制器，其中该分析器模块配置为接收一布局图案，该布局图案包含一或多个特征和该能量敏感的材料的信息，其中由一带电粒子束在一工件上的该能量敏感的材料内产生该布局图案，并且其中该分析器模块配置为：当由该带电粒子束直接地曝露在该能量敏感的材料中的该布局图案的所述一或多个特征时，决定一第一能量密度，该第一能量密度间接地曝露到在该能量敏感的材料中的该布局图案的所述一或多个特征中的一第一特征；当由该带电粒子束直接曝露该第一特征时，调整该第一特征的一第二能量密度，其中该第一特征的一总能量密度是来自间接曝露的该第一能量密度和来自直接曝露的该第二能量密度的一总和，并且该总能量密度维持在大约一阈值能量级，该阈值能量级是完全地曝露该能量敏感的材料的一最低的能量密度；以及产生一组的指令，其包含一或多个时序和一或多个偏转角，以供该主控制器控制该带电粒子束，以将该布局图案的该第一特征直接地曝露于该第二能量密度。

在一些实施方式中，控制系统还包含：一带电粒子束快门控制器，其耦合到该主控制器，并且配置为经由从该主控器接收的该组指令来打开或关闭一或多个带电粒子束；一带电粒子束偏转器控制器，其耦合到该主控制器，并配置为经由从该主控制器接收的该组指令来偏转所述一或多个带电粒子束的一方向；以及其中，经由打开和关闭所述一或多个带电粒子束并经由偏转所述一或多个带电粒子束的该方向，在该能量敏感的材料中产生该布局图案。

在一些实施方式中，控制系统还包含：一平台控制器，其耦合到该主控制器，并配置为移动该工件的一平台，其中经由打开和关闭所述一或多个带电粒子束和经由偏转所述一或多个带电粒子束的该方向，和/或经由移动该平台，在该能量敏感的材料中产生该布局图案。

在一些实施方式中，控制系统还包含：一带电粒子束源控制器，其耦合到该主控制器并配置为设定一或多个带电粒子束的一强度，其中一带电粒子束的所述强度是一能量的量值，该能量的量值是由该带电粒子束传送到在该能量敏感的材料上以在该能量敏感的材料上产生一能量密度。

在一些实施方式中，在控制系统中该控制系统配置为将该布局图案的所述一或多个特征的一关键尺寸(cd)维持为一特定的宽度，该特定的宽度在约0.1纳米至约1000纳米的范围内。

前述内容概述数个实施方式或实施例的特征，以使得熟悉此技术者可理解本揭示内容的态样。彼等熟悉此技术者应理解，其可将本揭示内容用作设计或修饰其他制程与结构的基础，以实现与本文介绍的实施方式或实施例相同的目的和/或达到相同的优点。彼等熟悉此技术者亦应认识到，这样的均等构建不脱离本揭示内容的精神与范畴，并且他们可能在不脱离本揭示内容的精神和范畴的情况下，进行各种改变、替换、和变更。