CN109839804A

CN109839804A - 极紫外线辐射源模块

Info

Publication number: CN109839804A
Application number: CN201810966772.9A
Authority: CN
Inventors: 许峻嘉; 谢劼; 简上杰; 陈立锐; 郑博中; 傅中其; 刘柏村
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2019-06-04
Also published as: TWI791646B; US20190289706A1; TW201925923A; US20210068241A1; US11224115B2; US20190166680A1; US10842009B2; US10314154B1

Abstract

一种极紫外线辐射源模块，包含一目标液滴产生器，配置于产生复数个目标液滴；一第一激光光源，配置于产生复数个第一激光脉冲，第一激光脉冲加热目标液滴以产生复数个目标云雾团；一第二激光光源，配置于产生复数个第二激光脉冲，第二激光脉冲加热目标云雾团以产生一等离子体发射极紫外线辐射；一第三和激光光源及一第四激光光源，分别配置于产生一第一激光光束和一第二激光光束，第一激光光束和一第二激光光束被引导至目标云雾团的一行进路径上，且第一激光光束和一第二激光光束基本上平行；以及一监视器，配置于接收由目标云雾团反射的第一激光光束和一第二激光光束。

Description

极紫外线辐射源模块

技术领域

本发明的一实施例涉及一种极紫外线辐射源模块及极紫外线光刻系统与其方法。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)产业经历了指数级的增长。IC材料和设计方面的技术进步产生了数个世代IC，其中每世代都具有比上一代更小和更复杂的电路。在IC演变的过程中，功能密度(即，每一晶圆面积的互连装置的数量)通常地增加，而几何尺寸(即，可使用制造工艺产生的最小元件(或线)则为减小。这种缩小过程通常通过提高生产效率和降低相关成本带来益处。而这种缩小过程也增加了IC的处理和制造的复杂性。

举例而言，执行更高分辨率的光刻工艺的需求增加。一种光刻技术是极紫外线光刻(extreme ultraviolet lithography，EUVL)。EUVL采使用极紫外线(extremeultraviolet，EUV)区域中的光的扫描仪，其具有约1-100nm的波长。一些EUV扫描仪提供4X缩小投影印刷，其是类似于一些光学扫描仪，除了EUV扫描仪使用反射而非折射光学之外，即反射镜而非透镜。一种类型的EUV光源，为激光产生等离子体(1aser-produced plasma，LPP)。LPP技术通过将高功率的激光光束聚焦到复数个小锡滴上(small tin droplets)形成高度电离的等离子体，产生约13.5nm的EUV辐射，进而产生EUV光。之后，EUV光由LPP收集器收集并由光学器件朝向例如晶圆的光刻目标反射。由于微粒、离子、辐射的影响以及最严重的锡沉积，LPP收集器受到损坏和退化。本发明的一实施例目的是提高LPP EUV辐射源的效率并减少对LPP收集器的损害。

发明内容

一种极紫外线辐射源模块，包括：一目标液滴产生器，配置于产生复数个目标液滴；一第一激光光源，配置于产生复数个第一激光脉冲，第一激光脉冲加热前述目标液滴以产生复数个目标云雾团；一第二激光光源，配置于产生复数个第二激光脉冲，第二激光脉冲加热前述目标云雾团以产生一等离子体发射极紫外线辐射；一第三和激光光源及一第四激光光源，分别配置于产生一第一激光光束和一第二激光光束，第一激光光束和一第二激光光束被引导至前述目标云雾团的一行进路径上，其中第一激光光束和一第二激光光束基本上平行；以及一监视器，配置于接收由前述目标云雾团所反射的第一激光光束和一第二激光光束。

附图说明

根据以下的详细说明并配合附图可以更加理解本发明实施例。应注意的是，根据本产业的标准惯例，图示中的各种部件并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小各种部件的尺寸，以做清楚的说明。

图1是表示根据一些实施例构造的具有激光产生等离子体(LPP)EUV辐射源的EUV光刻系统的示意图。

图2是表示根据一些实施例构造的EUV光刻系统中的EUV辐射源的示意图。

图3是表示根据一些实施例构造的用于监测目标云雾团速度的机制示意图。

图4是表示根据一些实施例的用于计算目标云雾团的速度的示意图。

图5是表示根据一些实施例构造的用于控制LPP EUV辐射源的方法的流程图。

图6是表示根据一些实施例构造的光刻工艺的流程图。

附图标记说明：

10～光刻系统；

12～辐射源(极紫外线辐射源模块)；

14～照明器；

16～光罩台；

18～光罩；

20～投影光学模块；

22～半导体基板(或晶圆)；

24～基板台；

30～目标液滴产生器；

31～激发区域；

32～目标液滴；

34～目标云雾团；

36～激光产生等离子体收集器(LPP收集器)；

38～极紫外线辐射(EUV辐射)；

40～第一激光光源；

42～激光脉冲(预脉冲；第一激光脉冲)；

50～第二激光光源；

52～激光脉冲(主脉冲；第二激光脉冲)；

60～第一激光光束产生器；

61～激光光源(第三激光光源)；

62～激光光束(第一激光光束)；

63～激光光源(第四激光光源)；

64～激光光束(第二激光光束)；

70～第一激光光束监视器(监视器)；

72、74～反射的激光光束；

80～第二激光光束产生器；

82～激光光束；

84～反射的激光光束；

86～第二激光光束监视器(监视器)；

90～控制器；

100、200～方法；

102、104、106、108、110、112、114、116～操作；

202、204、206、208、209、210、212～操作；

A、B～位置；

d₁～距离；

P～方向；

|AB|、|AC|、|BC|～距离；

～速度；

t₁、t₂、Δt～时间；

α、θ～角度。

具体实施方式

下文提供多个不同的实施例或示范例，以实现本发明实施例的不同特征。为了能简化本公开说明书，下文将叙述元件与配置的多个具体例子。当然，这些例子仅为示范例而并不被限制于此。举例来说，在说明书中，第一特征在第二特征上方或在第二特征之上的构成可包括第一与第二特征是以直接接触方式来形成的实施例，也可包括在第一与第二特征之间形成其他特征而使第一与第二特征无法直接接触的实施例。此外，本说明书在不同示范例中可能重复使用参考数字以及/或字母。此重复是为了说明书的简洁与清楚，其本身并非指定在所讨论的不同实施例以及/或配置之间的关系。

此外，空间相对术语(Spatially Relative Terms)，例如“向…下面”、“在…之下”、“低于”、“在…之上”、“上面的”等等类似术语，在这里是出于描述简便而用来描述一元件或特征相对于其它元件或特征的如图中所示的关系。装置可定向在其他方位(旋转90度或在其它方位)，因此这里使用的空间相对描述词据此解释。此外，当用“约”，“近似”等描述数字或数字范围时，该术语旨在包括在所述数字的+/-10％范围内的数字，除非另有说明。例如，术语“约5nm”包括4.5nm至5.5nm的尺寸范围。

本发明的一实施例一般地涉及了极紫外线(extreme ultraviolet，EUV)光刻系统和方法。更具体地，本发明的一实施例涉及用于提高激光产生等离子体(LPP)EUV辐射源的效率，和减轻LPP EUV辐射源中的LPP收集器上的污染的设备和方法。在现有EUV光刻系统面临的一个挑战，是产生EUV辐射的低效率，其直接地影响晶圆的产量。本发明的一实施例的目的是最佳化LPP EUV辐射源的参数，以便提高它们的EUV转换效率。另一个挑战是LPP收集器或EUV收集器的退化。LPP收集器收集并反射EUV辐射，并有助于整体EUV转换效率。然而，由于微粒、离子、辐射和粉尘沉积的影响，使其受到损坏与退化。因此，本发明的一实施例的另一个目的是减少粉尘沉积到LPP收集器上，借此增加使用的寿命。

图1是表示根据一些实施例构造的一光刻系统10的示意图。光刻系统10也可统称为扫描器(scanner)，其可操作以利用相应的辐射源与曝光模式执行光刻曝光工艺。在本实施例中，光刻系统10为一极紫外线(EUV)光刻系统，其是被设计成通过EUV光(或EUV辐射)曝光一光刻胶层。光刻胶层是对EUV光敏感的材料。因为气体分子会吸收EUV光，所以光刻系统10是保持在真空环境中以避免EUV强度损失。EUV光刻系统10采用一辐射源12来产生一EUV辐射38，其波长范围例如在约1nm和约100nm之间的EUV光。在一特定示例中，前述辐射源12产生具有以约13.5nm为中心的波长的EUV辐射38。因此，辐射源12也被称为EUV辐射源12。在本实施例中，EUV辐射源12利用双脉冲激光产生等离子体(laser-produced plasma，LPP)的机制来产生EUV辐射38，此将于后面详述。

前述系统10亦采用一照明器14。在各种实施例中，前述照明器14包含复数个反射光学件，例如单反射镜或具有多个反射镜的反射镜系统，以便将来自辐射源12的EUV辐射38引导至一光罩台16，特别是固定在光罩台16上的一光罩18。光罩台16包含在光刻系统10中。

在一些实施例中，前述光罩台16包含用于固定光罩18的静电夹盘(电子夹盘)。在本公开中，关于术语光罩(mask)、光掩模(photomask)与掩模(reticle)可互换使用。在本实施例中，光罩18为反射光罩。光罩18的一个示例性结构包含具有低热膨胀材料(lowthermal expansion material，LTEM)的一基板。在各种示例中，LTEM包含TiO₂掺杂的SiO₂，或具有低热膨胀的其他合适材料。光罩18包含沉积在基板上的一反射多层(reflectivemulti-layers，ML)。ML包含复数个膜对，例如钼-硅(Mo/Si)膜对(例如，每个膜对中钼层在硅层上方或下方)。或者，ML可包含钼-铍(Mo/Be)膜对，或可配置为高度反射EUV光的其他合适材料。光罩18还可以包含设置在ML上用于保护的一覆盖层，例如钌(Ru)。光罩18还包含沉积在ML上的一吸收层，例如氮化钽(TaBN)层。吸收层是被图案化以定义集成电路(IC)层。或者，可在ML上沉积另一反射层，并将其图案化以定义集成电路层，从而形成EUV相位移光罩。

前述光刻系统10还包括一投影光学模块(或投影光学盒(projection opticsbox，POB))20，用于将光罩18的图案成像到固定在光刻系统10的一基板台24上的一半导体基板22上。在各种实施例中，POB 20具有反射光学件(例如用于EUV光刻系统)。从光罩18引导的光，在光罩18上定义的图案的图像，是由POB 20所收集。照明器14和POB 20统称为光刻系统10的一光学模块。

在本实施例中，前述半导体基板22为一半导体晶圆，例如硅晶圆或其他类型的待图案化的晶圆。在本实施例中，半导体基板22涂布有对EUV光敏感的一光刻胶层。包含上述的各种组件为集成地在一起并可操作以执行光刻曝光工艺。

光刻系统10亦可包括其他模块或与其他集成(或与其耦合)的模块。例如，光刻系统10可包括一气体供应模块，其是被设计成向辐射源12提供氢气。氢气有助于减少辐射源12中的污染。

图2表示出了根据一些实施例的辐射源12。辐射源12采用双脉冲激光产生等离子体(LPP)机制来产生等离子体，并进一步从等离子体产生EUV辐射。

参照图2，辐射源(或EUV源或称极紫外线(EUV)辐射源模块)12包含一目标液滴产生器30、一第一激光光源40、一第二激光光源50、一LPP收集器36、一第一激光光束产生器60，一第一激光光束监视器70、一第二激光光束产生器80、一第二激光光束监视器86与一控制器90。以下将进一步描述前述辐射源12的元件。

前述目标液滴产生器30配置成产生复数个目标液滴32。在一实施例中，目标液滴32是锡(Sn)液滴，即具有锡或含锡材料的液滴，例如含锡的共晶合金，如锂(Li)和氙(Xe)。在一实施例中，复数个目标液滴32各自具有约30微米(μm)的直径。在一实施例中，目标液滴32以约50千赫兹(kHz)的速率产生，并以约70米/秒(m/s)的速度被引入至辐射源12中的一激发区域31。

前述第一激光光源40是配置为产生复数个激光脉冲42。第二激光光源50是配置为产生复数个激光脉冲52。在本实施例中，激光脉冲42具有比激光脉冲52更小的强度和更小的光点尺寸。因此，激光脉冲42也称为预脉冲，激光脉冲52则称为主脉冲。预脉冲42用于加热(或预热)目标液滴32以产生复数个低密度目标云雾团34，其随后由相应的主脉冲52加热(或再加热)，从而使EUV辐射38的发射增加。在本实施例中，当由预脉冲42产生的目标云雾团34被主脉冲52加热时，主脉冲52被称为“对应”预脉冲42。EUV辐射38由收集器36进一步地反射并聚焦EUV辐射38以用于光刻曝光工艺，如图3中所示。在一实施例中，一液滴捕集器(未示出)是安装在目标液滴产生器30的对面。前述液滴捕集器用于捕获过量的目标液滴32。例如，两个激光脉冲42和52可能故意地错过一些目标液滴32。

前述收集器36被设计成带有适当的涂层材料和形状，作为收集、反射和聚焦EUV的反射镜。在一些实施例中，收集器36被设计成具有椭圆形的几何形状。在一些实施例中，收集器36的涂层材料类似于EUV光罩18的反射多层。在一些示例中，收集器36的涂层材料包含ML(例如复数个Mo/Si膜对)，并可进一步地包含涂布在ML上的一覆盖层(例如Ru)，以大致上地反射EUV辐射38。在一些实施例中，收集器36还可以包含一光栅结构，光栅结构是被设计成有效地散射朝向收集器的激光光束与激光脉冲。例如，在收集器36上涂布氮化硅层并将其图案化以具有光栅图案。在EUV光刻系统10(图1)中的一个考虑因素是收集器36的可用寿命。在EUV产成过程期间，收集器36的反射表面受到各种微粒、离子和辐射的冲击。随着时间的推移，收集器36的反射率由于微粒积聚、离子损坏、氧化、起泡等而降低。其中，微粒(例如，锡碎片)沉积是主要因素。本公开的方法和设备是有助于减少收集器36表面上的锡碎屑。

在各种实施例中，前述预脉冲42具有约100μm或更小的光点尺寸，且主脉冲52具有约200μm-300μm的光点尺寸，例如225μm。激光脉冲42和52是被产生以具有某些驱动功率以实现晶圆量产，例如每小时125个晶圆的产量。在一个实施例中，预脉冲42配有大约2千瓦(kW)的驱动功率，且主脉冲52配有大约19kW的驱动功率。在各种实施例中，激光脉冲42和52的总驱动功率为至少20kW，例如27kW。在一实施例中，第一激光光源40是二氧化碳(CO₂)激光光源。在另一实施例中，第一激光光源40是钕掺杂的钇铝石榴石(neodVmium-dopedyttrium aluminum garnet，Nd：YAG)激光光源。在一实施例中，第二激光光源50是CO₂激光光源。

预脉冲42和主脉冲52分别通过窗口(或透镜)44和54而引导至激发区域31中。前述窗口44和54采用对各自的激光脉冲基本上透明的合适材料。预脉冲42和主脉冲52以适当的角度朝向目标液滴32和目标云雾团34，以获得最佳的EUV转换效率。例如，预脉冲42可以偏离正常几度的角度(例如，5度)对准目标液滴32与其相互作用。主脉冲52也与目标云雾团34适当地对准，以获得最大的EUV转换效率。

前述预脉冲42和主脉冲52的产生与目标液滴32的产生同步。在一实施例中，上述同步是通过利用第二激光光束产生器80和激光光束监视器86来实现。第二激光光束产生器80被配置成产生一激光光束82，其被引导至目标液滴32的行进路径。当目标液滴32沿着路径移动时，激光光束82被目标液滴32反射，且监视器86接收反射的激光光束84，且监视器86向控制器90通知目标液滴32的存在。之后，控制器90通知激光光源40以引发用于产生预脉冲42的触发。在一实施例中，激光光束监视器86可直接地通知激光光源40而不涉及控制器90。

当前述目标液滴32移动通过激发区域31时(如图3所示，其中目标液滴32沿X方向移动)，预脉冲42加热目标液滴32(沿Z方向)并且将它们转换成低密度目标云雾团34。在图3中，X方向和Z方向是垂直的。在一替代的实施例中，X方向和Z方向可以是非垂直的，例如，具有85度的内夹角。预脉冲42和主脉冲52之间的延迟由控制器90控制，以允许目标云雾团34形成和扩展。使用本实施例的方法和装置可以调节延迟，使得当主脉冲52加热目标云雾团34时，目标云雾团34扩展到最佳尺寸和几何形状。如果目标云雾团34太小(在目标尺寸下)，则主脉冲52可能无法将它们完全转换成EUV照射等离子体，从而降低EUV转换效率。如果目标云雾团34太大，则主脉冲52可能遗漏一些部分并且成为LPP收集器36上的污染物。此外，预脉冲42的能阶(确定目标云雾团的速度沿Z方向的速度)亦由控制器90适当地控制，使得目标云雾团34到达主脉冲52的适当区域。如果目标云雾团34仅被主脉冲52部分加热，那么不仅降低EUV转换效率，且过量的锡碎屑也会沉积在收集器36上。

在本实施例中，第一激光光束产生器60和激光光束监视器70被配置为监视目标云雾团34沿Z方向的速度。控制器90利用监测的速度来调节预脉冲42的能阶、主脉冲52的能阶、预脉冲42与相应的主脉冲52之间的延迟、激光光源40和50的其他参数或其组合。通过最佳化上述参数中的一或多个，可提高EUV源12的EUV转换效率和收集器36的寿命。

参见图3，在本实施例中，第一激光光束产生器60包含配置成产生一激光光束62(第一激光光束)的一激光光源61(第三激光光源)和配置成产生一激光光束64(第二激光光束)的一激光光源63(第四激光光源)。当接近为直线时，激光光束62和64两者彼此平行并有一距离d₁，此距离d₁是以两个激光光束62和64所在的同一平面上沿着与两个激光光束62和64垂直的方向测量的。当考虑激光光束62和64的光点尺寸和散射效果时，上述近似值可沿着各个激光光束的中心轴而获得。第一和第二激光光束62和64可具有相同或不同的波长。此外，第一和第二激光光束62和64可处于可见光带或不可见光带中，例如红外线或近红外线。在一些实施例中，在参考图3的以下讨论的分析，激光光束62和64是基本上彼此平行的，即，它们是被认为平行的。

图3显示出了目标液滴32在进入并通过激发区域31(图2)时在不同时间和位置处的位置。当目标液滴32从目标液滴产生器30释放时，目标液滴32以初始速度移动。速度是沿图1中的X方向。在一实施例中，速度的大小约为70m/s，其可被测量和确定。在目标液滴32被预脉冲42击中之后，其速度在方向和幅度上都作改变。目标液滴32的新的速度是速度与由预脉冲42引起的速度的组合。速度沿Z方向。在本实施例中，Z方向垂直于X方向。

激光光束62和64被引导到目标云雾团34行进路径上。当激光光束62撞击目标云雾团34时(在位置A和时间t₁)，激光光束62被反射为激光光束72(反射的第一激光光束)。当激光光束64撞击目标云雾团34时(在位置B和时间t₂)，激光光束被反射为激光光束74(反射的第二激光光束)。在本实施例中，激光光束62和64的能阶被配置成足够低，使它们不会引起目标云雾团34的速度有任何的变化，且足够高以使得反射的激光光束72和74可被激光光束监视器70检测到。激光光束监视器70接收反射的激光光束72和74，其计算目标云雾团34从位置A行进到位置B的时间Δt＝t₂-t₁。在一实施例中，监视器70计算时间Δt是使用实际接收反射激光光束72和74的时间作为近似值。此近似是足够准确的，因为在给定的激光光束72和74的速度的情况下，反射的激光光束72和74行进的不同路径在计算中可忽略不计。

之后，前述控制器90使用时间Δt与诸如前述距离d1、激光光束62和64与X方向之间的角度及速度的大小的其他信息来计算速度的大小。此将于之后图4进一步说明。

控制器90使用速度的大小(即，目标云雾团34沿Z方向的速度来调整EUV源12中的各种参数。举例而言，控制器90可使用它来调整预脉冲42和相应的主脉冲52之间的延迟。在一实施例中，可根据经验值(例如，从过去获得的)设置预脉冲42和对应的主脉冲52之间的一初始延迟。之后，使用计算出的速度来及时调整延迟，以便在适当的时间产生(或触发)主脉冲52，以使EUV转换效率最大化。又例如，控制器90可使用计算出的速度来调节预脉冲42的能阶，以便最佳化速度为了进一步说明，可通过实验确定目标云雾团34沿Z方向的最佳或接近最佳的速度，并将其设置在控制器90中作为预定速度或预定速度范围。如果计算出的速度大于预定速度，则控制器90会通知激光光源40降低预脉冲42中的能阶，其随后降低目标云雾团34沿Z方向的速度。如果计算的速度小于预定速度，则控制器90会通知激光光源40增加预脉冲42中的能阶，其随后沿Z方向增加目标云雾团34的速度。这将使目标云雾团34的速度保持在预定范围内，以最大化EUV转换效率并减少LPP收集器36上的污染。

前述监视器70被配置为区分由不同目标云雾团34反射的激光光束72和74。这避免了检测混叠(detection aliasing)，其中由不同目标云雾团34反射的激光光束用于计算时间Δt。在一实施例中，两个激光光束72和74具有不同的波长。或者，两个激光光束72和74具有相同的波长。监视器70可使用激光光束72和74的波长(或复数个波长)以及其他信息以避免检测混叠。例如，目标液滴产生器30可以配置成以远大于估计的时间Δt的间隔产生目标液滴32。之后，监视器70可利用这样的信息来适当地去除混叠，例如，通过去除超出范围的所计算的时间Δt。

图4示出了用于计算一示例中的速度的示意图。在本实施例中，速度沿X方向，速度沿垂直于X方向的Z方向，速度则沿与X方向形成一角度α的一方向P。

从时间t₁到时间t₂，目标云雾团34沿X方向行进一距离|AC|与沿Z方向行进一距离|BC|，产生|沿着P方向的一总距离|AB|(忽略重力和包括施加到目标云雾团34上的激光光束62的其他力)。此外，激光光束62和64为平行且两者之间有一距离d₁，并与X方向形成一角度θ。从以下等式(2)和(3)：

可以推导出：

从等式(4)可以推导出：

从等式(1)和(5)，可以推导出：

当参数v₁，d₁和θ为已知时，通过测量时间Δt(例如，通过激光光束监视器70)，可以根据等式(6)计算速度v₃。在一实施例中，速度v₁可由激光光源40确定或预先设置。例如，在一实施例中，速度v₁可设置为大约70m/s。距离d₁和角度θ可通过配置激光光源61和63来确定。在一实施例中，角度θ设置为0度，其中激光光束62/64沿X方向行进。在另一实施例中，角度θ设定为180度，其中激光光束62/64沿X方向的反向行进。在上述任一实施例中，等式(6)可简化为：

在X和Z方向不垂直的系统中，预脉冲42亦沿X方向向目标云雾团34提供速度分量。在这样的系统中，仍然可使用等式(7)，且可能需要调整等式(6)以考虑预脉冲42沿X方向的贡献。在一些实施例中，激光光束62和64基本上彼此平行，即，它们在激发区域31中的非平行角度对于上述的分析可忽略不计。

通过前述所公开的包含第一激光光束产生器60、激光光束监视器70和控制器90的系统，EUV源12能够控制激光光源40和50中的各种参数，从而最佳化EUV转换效率并使LPP收集器36上的污染最小化。

图5示出了根据本实施例的用于产生EUV辐射的方法100。可在方法100之前、期间和之后提供附加的操作，并可作替换、删除或移动所描述的一些操作以用于此方法的其他实施例。方法100为一示例，除了在权利要求中明确记载的内容之外，本发明实施例并不限于此。下面结合EUV源12描述方法100，如第2和3图所示。

在操作102中，前述方法100例如使用目标液滴产生器30(图2)来产生复数个目标液滴。目标液滴可包含含锡的材料，且以一预定速度(例如约70m/s)及沿一第一方向引入至激发区域。

在操作104中，前述方法100通过复数个第一激光脉冲加热目标液滴以产生复数个目标云雾团。例如，第一激光射脉冲可由第一激光光源40产生(图2)。

在操作106中，前述方法100通过复数个第二激光脉冲加热目标云雾团以产生EUV照射等离子体。例如，前述第二激光脉冲可由第二激光光源50产生(图2)。

在操作108中，前述方法100将第一和第二激光光束导向目标云雾团。例如，前述第一和第二激光光束可由第一激光光束产生器60产生(第2和3图)。在本实施例中，第一和第二激光光束相互平行或基本上平行，并沿一第二方向指向。在一实施例中，第一和第二方向是平行的(即，它们形成0°或180°的角度)。在另一实施例中，第一和第二方向形成大于0°且小于180°的角度。

在操作110中，前述方法100在第一和第二激光光束被目标云雾团反射之后，接收第一和第二激光光束。例如，反射的第一和第二激光光束可由激光光束监视器70接收(第2和3图)。

在操作112中，前述方法100计算反射的第一激光光束和反射的第二激光光束之间的一延迟。例如，延迟可由激光光束监视器70或控制器90计算(第2和3图)。

在操作114中，前述方法100沿着第一激光脉冲行进的方向计算目标云雾团的速度。例如，前述方法100可使用一组数据来计算目标云雾团的速度，前述数据包含目标液滴沿第一方向的速度、第一和第二激光光束之间的距离、第一和第二方向之间的角度，以及反射的第一和第二激光光束之间的延迟。举例而言，前述方法100可使用上述等式(6)或(7)来计算目标云雾团的速度。

在操作116中，前述方法100基于所计算的目标云雾团的速度来调整第一和第二激光光源中的一或复数个参数。例如，当计算出的目标云雾团的速度大于(小于)预定的期望速度时，方法100可减小(增加)第一激光脉冲中的能阶。又例如，方法100可基于所计算的目标云雾团的速度来调整第一激光脉冲和对应的第二激光脉冲之间的延迟。

图6是根据一些实施例构造的由EUV光刻系统10实现的EUV光刻工艺的方法200的流程图。可在方法200之前、期间与之后提供附加操作，并可替换、删除或移动所描述的一些操作，以用于该方法的其他实施例。方法200为一示例，这并非希望在限制本公开超出明确地记载在权利要求中的内容。

前述方法200包括操作202，其将诸如光罩18的EUV光罩加载到光刻系统10，其可操作以执行EUV光刻曝光工艺。光罩18包含要转移到半导体基板(例如晶圆22)的IC图案。操作202还可包含各种步骤，例如将光罩18固定在光罩台16上并进行对准。

前述方法200包括将晶圆22加载到光刻系统10的操作204。晶圆22涂布有一光刻胶层。在本实施例中，光刻胶层对来自光刻系统10的辐射源12的EUV辐射感光。

前述方法200包括配置EUV辐射源12的操作206。操作206包含配置目标液滴产生器30，配置第一激光光源40、配置第二激光光源50、配置第一激光光束产生器60、配置激光光监视器70与配置控制器90。目标液滴产生器30配置为产生具有适当材料、适当尺寸、适当速率和适当移动速度和方向的目标液滴32。第一激光光源40配置为产生预脉冲42。第二激光光源50配置为在相应的预脉冲42之后的既定时间产生主脉冲52。第一激光光束产生器60配置为产生两个激光62和64，两者相互平行或基本上平行。激光光束监视器70配置为在激光光束62和64被目标云雾团反射之后接收激光光束62和64，并计算反射激光光束72和74之间的延迟。控制器90配置为计算目标云雾团的速度，其速度是使用反射激光光束72和74之间的延迟以及其他信息。控制器90可被配置为具有目标云雾团的期望速度的预定范围。

前述方法200包括通过对光刻系统10中的晶圆22执行光刻曝光工艺的操作208。在操作208中，开始目标液滴产生器30和激光光源40和50并且根据操作208进行操作。预脉冲42加热目标液滴32以产生目标云雾团34。主脉冲52加热目标云雾团34，目标云雾团34产生发射EUV辐射的等离子体。在操作208期间，由辐射源12产生的EUV辐射在光罩18上照射(通过照明器14)，并进一步投射在涂布在晶圆22上的光刻胶层上(通过POB 20)，从而形成光刻胶层上的潜像(1atent image)。在一些实施例中，光刻曝光过程以扫描模式实现。

前述方法200包括操作209，其控制EUV辐射源12以通过监测目标云雾团的速度来最佳化EUV转换效率。在操作209期间，第一和第二激光光束62和64朝向目标云雾团34。激光光束监视器70接收反射的第一和第二激光光束72和74，并计算反射激光光束72和74之间的延迟。控制器90使用反射激光光束72和74之间的延迟以及其他信息计算目标云雾团的速度。第一激光光源40可基于所计算的目标云雾团的速度，来调整预脉冲42的能阶。第二激光光源50可基于所计算的目标云雾团的速度，来调整主脉冲52和对应的预脉冲42之间的延迟。操作209确保目标云雾团34在被主脉冲52加热时具有最佳形状和尺寸，从而提高EUV转换效率并减少LPP收集器36上的碎屑量。在本实施例中，操作208和209是同时进行的。

前述方法200可包括完成光刻工艺的其他操作。举例而言，方法200可包括使曝光的光刻胶层显影以形成于其上的复数个定义的开口的光刻胶图案的操作210。具体而言，在操作208中的光刻曝光工艺之后，将晶圆22从光刻系统10转移到显影单元以对光刻胶层执行显影工艺。方法200亦可包括其他操作，例如各种烘烤步骤。举例而言，方法200可包括在操作208和210之间的曝光后烘烤(post-exposure baking，PEB)的步骤。

前述方法200可以进一步包括其他操作，例如操作212，通过光刻胶图案的开口以对晶圆进行一制造工艺。在一示例中，制造工艺包含对晶圆22使用光刻胶图案作为蚀刻光罩的一蚀刻工艺。在另一示例中，制造工艺包含对晶圆22使用光刻胶图案作为一布植遮罩的一离子布植工艺(ion implantation process)。

尽管并非希望进行限制，但是本公开的一个或多个实施例为半导体装置的制造提供了许多益处。例如，本公开的实施例提供用于增加EUV转换效率同时减少LPP收集器上的污染的装置和方法。可将本公开的实施例实现或集成至现有的EUV光刻系统中。

在一个示例性的观点，本公开涉及一种紫外线(EUV)辐射源模块。EUV辐射源模块包含一目标液滴产生器，其配置成产生复数个目标液滴；一第一激光光源，被配置为产生复数个第一激光脉冲，其加热目标液滴以产生复数个目标云雾团；一第二激光光源，被配置为产生复数个第二激光脉冲，其加热目标云雾团以产生等离子体发射EUV辐射；一第三和一第四激光光源，分别用于产生一第一和一第二激光光束，它们被引导到目标云雾团的行进路径上，其中第一和第二激光光束基本上为平行；一监视器，被配置为接收由目标云雾团反射的第一和第二激光光束。

于一实施例中，EUV辐射源模块还包含一控制器，其被配置为当监视器接收到第二激光光束时，基于包含第一和第二激光光束之间的距离以及第一和第二激光光束之间的延迟的一组数据，来调整第一和第二激光光源的至少一个参数。在另一实施例中，前述数据还包含第一和第二激光光束的行进方向与目标液滴的另一行进方向之间的角度。在另一实施例中，前述数据还包含目标液滴的速度。在另一实施例中，其中角度被配置为0度或180度。在一些实施例中，至少一个参数包含第一激光脉冲的能阶。在一些实施例中，前述至少一个参数包含数个第一激光脉冲的其中之一与数个第二激光脉冲的相应其中之一之间的延迟，前述第二激光脉冲加热由前述数个第一激光脉冲的其中之一所产生的一目标云雾团。

在一实施例中，EUV辐射源模块还包含一收集器，其被配置为收集和反射EUV辐射。在一个实施例中，EUV辐射源模块还包含一第五激光光源，其配置成产生一第三激光光束，第三激光光束是被引导到目标液滴的行进路径上；以及另一监视器，被配置为接收由目标液滴反射的第三激光光束。

在另一示例性的观点，本公开涉及一种紫外线(EUV)光刻系统。EUV光刻系统包括一辐射源。辐射源包含一目标液滴产生器，其配置成产生复数个目标液滴；一第一激光光源，被配置为产生复数个第一激光脉冲，其加热目标液滴以产生复数个目标云雾团；一第二激光光源，被配置为产生复数个第二激光脉冲，其加热目标云雾团以产生等离子体发射EUV辐射；一第三和一第四激光光源，分别用于产生第一和第二激光光束，它们被引导到目标云雾团的行进路径上，其中第一和第二激光光束为平行的；一监视器，被配置为接收由目标云雾团反射的第一和第二激光光束；一收集器，用于收集和反射EUV辐射。EUV光刻系统亦包括一光罩台，其被配置为固定一EUV光罩；一晶圆台，用于固定一半导体晶圆；一个或复数个光学模块，被配置为引导来自辐射源的EUV辐射，以将EUV光罩上的定义的一集成电路(IC)图案成像至半导体晶圆上。

于一实施例中，EUV光刻系统还包括一控制器，控制器被配置为计算沿着第一激光光脉冲行进的方向的目标云雾团的一第一速度。在另一实施例中，控制器还被配置为基于一组数据计算第一速度，前述数据集包含第一和第二激光光束之间的距离以及当由监视器接收时第一和第二激光光束之间的延迟。在另一实施例中，前述组数据还包括第一和第二激光光束的行进方向与目标液滴的另一行进方向之间的角度。在另一实施例中，控制器还被配置为至少基于第一速度调节第一激光脉冲的能阶。于又一实施例中，控制器被配置为调节数个第一激光脉冲其中之一与数个第二激光脉冲中的相应一个之间的一延迟，第二激光脉冲加热由数个第一激光脉冲其中之一所产生的一目标云雾团。

在又一示例性的观点，本公开涉及一种用于极紫外线(EUV)光刻的方法。前述方法包括产生一目标液滴；通过使用一第一激光光源产生的一第一激光脉冲加热目标液滴以产生一目标云雾团；将第一和第二激光光束引导到目标云雾团的行进路径上，其中第一和第二激光光束为平行；接收由目标云雾团反射的第一和第二激光光束；通过一第二激光光源产生的一第二激光脉冲加热目标云雾团，产生EUV辐射等离子体。

在一实施例中，前述方法还包括计算第一激光光束被目标云雾团反射的时间与第二激光光束被目标云雾团反射的时间之间的一延迟。在另一实施例中，前述方法还包括计算沿着第一激光脉冲行进方向的目标云雾团的第一速度。在另一实施例中，前述方法还包括调整第一激光光源的一能阶。又一实施例中，前述方法还包括调整第一激光光源和第二激光光源之间的一触发延迟。

前述内文概述了许多实施例的特征，使本技术领域中技术人员可以从各个方面更佳地了解本发明实施例。本技术领域中技术人员应可理解，且可轻易地以本发明实施例为基础来设计或修饰其他工艺及结构，并以此达到相同的目的及/或达到与在此介绍的实施例等相同的优点。本技术领域中技术人员也应了解这些相等的结构并未背离本发明实施例的发明构思与范围。在不背离本发明实施例的发明构思与范围的前提下，可对本发明实施例进行各种改变、置换或修改。

Claims

1.一种极紫外线辐射源模块，包括：

一目标液滴产生器，配置于产生复数个目标液滴；

一第一激光光源，配置于产生复数个第一激光脉冲，该些第一激光脉冲加热该些目标液滴以产生复数个目标云雾团；

一第二激光光源，配置于产生复数个第二激光脉冲，该些第二激光脉冲加热该些目标云雾团以产生一等离子体发射极紫外线辐射；

一第三激光光源及一第四激光光源，分别配置于产生一第一激光光束和一第二激光光束，该第一激光光束和该第二激光光束被引导至该些目标云雾团的一行进路径上，其中该第一激光光束和该第二激光光束基本上平行；以及

一监视器，配置于接收由该些目标云雾团反射的该第一激光光束一第二激光光束。