CN110837206A - 产生极紫外辐射的装置 - Google Patents

产生极紫外辐射的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110837206A
CN110837206A CN201910758158.8A CN201910758158A CN110837206A CN 110837206 A CN110837206 A CN 110837206A CN 201910758158 A CN201910758158 A CN 201910758158A CN 110837206 A CN110837206 A CN 110837206A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulse
laser
target
extreme ultraviolet
droplet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910758158.8A
Other languages
English (en)
Inventor
许峻嘉
郑博中
陈立锐
简上傑
苏彦硕
谢劼
杨基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Original Assignee
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd filed Critical Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Publication of CN110837206A publication Critical patent/CN110837206A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/008—X-ray radiation generated from plasma involving a beam of energy, e.g. laser or electron beam in the process of exciting the plasma
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70033—Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas
    • H05G2/005—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas containing a metal as principal radiation generating component

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

一种产生极紫外(EXTREME ULTRAVIOLET；EUV)辐射的装置，其包含液滴产生器、激发激光源、能量检测器以及回授控制器。液滴产生器是配置以产生目标液滴。激发激光源是配置以产生预脉冲和主脉冲，以通过加热来将目标液滴转换为电浆。能量检测器是配置以量测当目标液滴被转换为电浆时所产生的极紫外能量的偏差。回授控制器是配置以基于极紫外能量的偏差来调整透过激发激光源所产生的后续预脉冲和主脉冲间的时间延迟，极紫外能量的偏差是透过给定主脉冲来产生。

Description

产生极紫外辐射的装置
技术领域
本揭露的实施方式是有关于一种产生极紫外辐射的装置。
背景技术
对计算能力的需求呈指数成长，这种计算能力的增加可以通过增加半导体集成电路(integrated circuits(ICs))的功能密度，即每个晶片上互连装置的数目来实现。随着功能密度的增加，晶片上各个装置的尺寸会减小。集成电路中元件尺寸的减少已被半导体制造技术，例如微影(lithography)的进步所满足。
举例来说，用于微影的辐射波长已经从紫外光减小到深紫外光(deepultraviolet(DUV))，再到最近的极紫外光范围。元件尺寸的进一步减小需要微影的解析度的进一步改善，其可使用极紫外光微影(EUV lithography(EUVL))来实现。极紫外光微影采用波长约1到100纳米(nm)的辐射。
一种产生极紫外辐射的方法为激光产生电浆(laser-produced plasma；LPP)。在一基于激光产生电浆的极紫外光源中，一高功率激光光束聚焦在小的掺锡液滴标靶(tindroplet targets)上来形成高度离子化电浆，其可以发出峰值波长在约13.5纳米的极紫外光辐射。由激光产生电浆产生的极紫外光辐射的强度取决于通过高功率激光从目标液滴(target droplets)产生电浆的效率。将高功率激光的脉冲与液滴标靶的产生和移动同步化可以提高基于极紫外辐射源的激光产生电浆的效率。
发明内容
本揭露提出一种产生极紫外(EUV)辐射的装置，其包含液滴产生器、激发激光源、能量检测器以及回授控制器。液滴产生器是配置以产生目标液滴。激发激光源是配置以产生预脉冲和主脉冲，以透过加热来将目标液滴转换为电浆。能量检测器是配置以量测当液滴被转换为电浆时所产生的极紫外能量中的偏差。回授控制器是配置以基于极紫外能量的偏差来调整透过激发激光源所产生的后续预脉冲和主脉冲间的时间延迟，极紫外能量的偏差是透过给定主脉冲来产生。
附图说明
从以下结合所附附图所做的详细描述，可对本揭露的实施例的态样有更佳的了解。需注意的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的尺寸都可任意地增加或减少。
图1是绘示根据本揭露一些实施例所建构的具有激光产生电浆(LPP)的极紫外光微影系统的示意图；
图2A、图2B、图2C、图2D、图2E以及图2F是绘示利用预脉冲分别在X-Z平面和X-Y平面的目标液滴的移动；
图3A是绘示由光束漂移所造成的在X和Y方向上撞击的预脉冲焦点和主脉冲焦点间的距离偏差；
图3B和图3C是图表式地绘示在X和Y方向上撞击的预脉冲焦点和主脉冲焦点间的距离偏差的效果；
图4是以图表式地绘示出调整预脉冲撞击液滴的位置与主脉冲撞击液滴的位置两者间距离的效果；
图5是绘示根据本揭露的一些实施例的产生极紫外辐射的装置的示意图；
图6是绘示根据本揭露的一实施例的极紫外光源的激发激光/能量检测器系统的控制方法的流程示意图；
图7是绘示根据本揭露的一实施例的用以量测极紫外光源中主脉冲、子脉冲以及目标液滴能量量测的偏差的装置。
【符号说明】
100：极紫外辐射源
105：腔室
115：目标液滴产生器
110：电浆收集器
200：曝光工具
300：激发激光源
305：激发激光组合装置
310：激光产生器
320：激光导引光学元件
330：聚焦装置
900：能量检测器
905：致动器
920：能量检测器模块
940：控制器
950：最终聚焦量测模块
955：辐射源
960：时序与能量控制模块
965：时间延迟控制器
975：可操纵镜控制器
977：镜子
1000：方法
S1010-S1040：步骤
A：方向
A1：光学轴
BF：底层
DP：液滴
DG：液滴产生器
DMP1、DMP2：阻尼器
DP1、DP2、DP3：目标液滴
EUV：极紫外辐射
FB：回授
L：光线
LR1：激光
LR2：激发激光
M130-M150：镜子
MF：主层
MP：主脉冲
MPPPx、MPPPy、MPPPz：间隔
OMX、OMY、OMZ、OMR：对准偏移
PP：预脉冲
PP1、PP2：基座板
R：光线
TC：锡捕集器
Td：时间延迟
ZE：激发区域
具体实施方式
以下的揭露提供了许多不同的实施例或例子，以实施所提供标的的不同特征。以下描述的构件与安排的特定例子，以简化本揭露的实施例。当然，这些仅仅是例子而不是用以限制本揭露的实施例。例如，在说明中，第一特征形成在第二特征的上方或之上，这可能包含第一特征与第二特征以直接接触的方式形成的实施例，这也可以包含额外特征可能形成在第一特征与第二特征之间的实施例，这使得第一特征与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭露的实施例可能会在各种例子中重复参考数字及/或文字。此重复是为了简明与清晰的目的，但本身并非用以指定所讨论的各种实施例及/或架构之间的关系。
再者，在此可能会使用空间相对用语，例如“底下(beneath)”、“下方(below)”、“较低(lower)”、“上方(above)”、“较高(upper)”等等，以方便说明如附图所绘示的一元件或一特征与另一(另一些)元件或特征的关系。这些空间上相对的用语除了涵盖在附图中所绘示的方向，也欲涵盖装置在使用或操作中不同的方向。设备可能以不同方式定位(例如旋转90度或在其他方位上)，而在此所使用的空间上相对的描述同样也可以有相对应的解释。另外，用语“由…制成”可表示“包含”或“由…组成”。
本揭露的实施例大体是有关于极紫外(EUV)光微影系统与方法。特别是有关于一种控制使用于极紫外光源中的激发激光的装置与方法，此极紫外光源是基于激光产生电浆(LPP)。激发激光加热激光产生电浆腔室中的金属(例如，锡)目标液滴，以将液滴离子化为发出极紫外辐射的电浆。为了最佳化目标液滴的加热，目标液滴必须与来自激发激光的激发脉冲在同一时间到达激发激光的焦点。如此，触发来自激发激光的激发脉冲的脉冲时间与目标液滴之间的同步有助于激光产生电浆极紫外辐射源的效率和稳定性。本揭露的实施例的一目的是导向控制激发激光来提供最佳的的目标液滴加热。
图1是绘示根据本揭露一些实施例的极紫外光微影系统的示意图，此极紫外光微影系统具有基于激光产生电浆的极紫外辐射源。极紫外光微影系统包含可产生极紫外辐射的极紫外辐射源100、曝光工具200，例如腔室、以及激发激光源300。如图1所示，在一些实施例中，极紫外辐射源100和曝光工具200被安装在洁净室的主层MF上，而激发激光源300被安装在位于主层MF下方的底层BF上。极紫外辐射源100和曝光工具200中的每一者是分别透过阻尼器DMP1和DMP2来放置于基座板(pedestal plate)PP1和PP2上。极紫外辐射源100和曝光工具200是通过耦合机构来彼此耦合，此耦合机构包含聚焦单元。
此微影系统为设计来利用极紫外光(亦可与此处所谓的极紫外辐射互换)曝光光阻层的极紫外光微影系统。光阻层为对极紫外光敏感的材料。此极紫外光微影系统采用极紫外辐射源100来产生极紫外光，例如具有波长范围在约1纳米与约10纳米之间的极紫外光。在一特定的例子中，极紫外辐射源100产生具有中心在约1.5纳米的波长的极紫外光。在本实施例中，极紫外辐射源100利用激光产生电浆(LPP)的机制来产生极紫外辐射。
曝光工具200包含各种不同的反射光学元件，例如凸面/凹面/平面镜，包含罩幕平台(mask stage)的罩幕固持机构、以及晶圆固持机构。极紫外辐射源100所产生的极紫外辐射是通过反射光学元件来引导至固定于罩幕平台上的罩幕上。在一些实施例中，罩幕平台包含静电吸盘(e-chuck)来固定罩幕。因为气体分子吸收极紫外光，用来进行极紫外光微影图案化的微影系统是维持于真空或低压环境以避免极紫外光强度损失。
在本揭露的实施例中，罩幕(mask)、光罩(photomask)及倍缩光罩(reticle)等用语可以互换使用。在本实施例中，罩幕是反射式罩幕。在一实施例中，罩幕包含具有合适材料的基板，例如低热膨胀材料或熔融石英。在各种不同的例子中，此材料包括掺TiO2的SiO2或具有低热膨胀的其他合适材料。此罩幕包含沉积在基板上的反射多层(multiplereflective layers(ML))。反射多层包含多个膜对(film pairs)，例如钼(molybdenum)-硅(Mo/Si)膜对(例如，在每一膜对中，钼层在硅层之上或之下)。或者，反射多层可包括钼-铍(Mo/Be)膜对或其他配置成可高度反射极紫外光的合适材料。罩幕可还包含覆盖层，例如钌(Ru)，设置于反射多层上以提供保护。罩幕还包含吸收层，例如沉积在反射多层上方的钽氮化硼(TaBN)层。吸收层被图案化以定义集成电路(IC)层。或者，另一反射层可被沉积在反射多层上方并被图案化以定义集成电路层，从而形成极紫外光相位偏移(phase shift)罩幕。
曝光工具200包含投影光学模块，以图像转化(imaging)罩幕的图案至半导体基材上，此半导体基材固定于曝光工具200的基材平台上，且具有涂布于其上的光阻。投影光学模块大体包含反射光学元件。由罩幕引导的极紫外辐射(极紫外光)，携带罩幕上定义的图案影像，且由投影光学模块所收集，借以形成影像于光阻上。
在本揭露不同的实施例中，半导体基材为半导体晶圆，例如硅晶圆或其他可被图案化的晶圆。在目前的实施例中，半导体晶圆被涂布对极紫外光敏感的光阻层。包含以上所述的不同元件被整合在一起，且操作来进行微影曝光制程。
微影系统可还包含其他模块或与其他模块一起整合(或连接在一起)。
如图1所示，极紫外辐射源100包含目标液滴产生器115和激光产生电浆收集器110，其是包含于腔室105中，目标液滴产生器115产生多个液滴DP，其是透过喷嘴117而被供应至腔室105中。在一些实施例中，目标液滴为锡(Sn)、锂(Li)或锡和锂的合金。在一些实施例中，每一目标液滴DP具有范围从约10微米(um)至约100微米的直径。例如，在一实施例中，目标液滴DP为锡液滴，每一目标液滴DP具有约10微米、约25微米、约50微米或位于这些值之间的任何直径。在一些实施例中，目标液滴DP是透过喷嘴117以范围从约50液滴每秒(即喷射频率约50赫兹(Hz))至约50000液滴每秒(即喷射频率约50千赫兹(kHz))的速率来提供。例如，在一实施例中，目标液滴DP是以约50赫兹、约100赫兹、约500赫兹、约1000赫兹、约10千赫兹、约25千赫兹、约50千赫兹或位于这些频率之间的任何喷射频率来提供。在不同的实施例中，目标液滴DP是透过喷嘴117来喷射，且以范围从约10公尺每秒(m/s)至约100公尺每秒的速度来喷射至激发区域ZE。例如，在一实施例中，目标液滴DP具有约10公尺每秒、约25公尺每秒、约50公尺每秒、约75公尺每秒、约100公尺每秒或位于这些速度之间的任何速度。
由激发激光源300所产生的激发激光LR2为脉冲激光。此激光脉冲LR2是由激发激光源300所产生。激发激光源300可包含激光产生器310、激光导引光学元件320以及聚焦装置330。在一些实施例中，激光源310包含的二氧化碳(CO2)或钕参杂的钇铝石榴石(neodymium-doped yttrium aluminum Yttrium aluminum garnet garnet(Nd：YAG))激光源，其具有红外线区域的电磁光谱的波长。例如，在一实施例中，激光源310具有9.4微米或10.6微米的波长。由激光产生器300产生的激光LR1是由激光导引光学元件320所导引，且通过聚焦装置330来聚焦至激发激光LR2，然后引入至极紫外辐射源100。
在一些实施例中，激发激光LR2包含预热激光以及主激光。在这样的实施例中，预热激光脉冲(可与此处所谓的“预脉冲”互换)是用以加热(或预热)给定的目标液滴来产生具有多个较小液滴的低密度标靶羽流(plume)，其是接着被来自主激光的脉冲所加热(或再加热)，而产生增强的极紫外光发射。
在各种不同的实施例中，预热激光脉冲具有约100微米或更低的光斑尺寸，且主激光脉冲具有范围在约150微米至约300微米的光斑尺寸。在一些实施例中，预热激光和主激光脉冲具有范围从约10纳秒(ns)至约50纳秒的脉冲持续时间，而脉冲频率的范围从约1千赫兹至约100千赫兹。在各种不同的实施例中，预热激光和主激光具有范围从约1千瓦(kW)至约50千瓦的平均功率。在一实施例中，激发激光LR2的脉冲频率是与目标液滴DP的喷出频率相匹配。
激光LR2是透过窗口(或透镜)而被导向至激发区域ZE。窗口采用对激光光束是实质透明的合适材料。激光脉冲的产生是与目标液滴DP透过喷嘴117的喷出同步。当目标液滴移动穿过激发区域时，预脉冲对目标液滴加热，并将其转换为低密度标靶羽流。预脉冲与主脉冲之间的延迟被控制来允许标靶羽流形成和扩展至最佳尺寸和几何。在各种不同的实施例中，预脉冲和主脉冲具有相同的脉冲持续时间和峰值功率。当主脉冲加热标靶羽流时，产生了高温度电浆。此电浆发出极紫外辐射EUV，其是由收集镜110所收集。收集器110更为了透过曝光工具200所进行的微影曝光制程来反射和聚焦极紫外辐射。
图2A是绘示目标液滴于预脉冲PP和主脉冲MP之间的轨迹。如图2A所示，目标液滴DP是接续被预脉冲PP和主脉冲MP照射。当目标液滴DP沿着X轴的方向“A”从图2A的右方至左方行进时，目标液滴DP被暴露于预脉冲PP，而预脉冲PP对目标液滴DP加热，导致目标液滴DP扩展、气化、蒸发以及离子化，然后产生弱电浆。后续的主脉冲MP产生强电浆，并转换目标液滴DP材料为产生极紫外光放射的电浆。预脉冲PP和主脉冲MP之间具有时间延迟Td。在一些实施例中，时间延迟Td的范围从2500纳秒至3500纳秒。在一些实施例中，入射至目标液滴DP的预脉冲PP具有椭圆的剖面形状。预脉冲PP的椭圆形状提供不相等的激光辐射横越整个目标液滴DP的表面。此不相等的分布提供不相等的温度和压力分布横越整个目标液滴DP，其是轮流以非圆形对称的方式来导致目标液滴扩展。作为扩展的结果，目标液滴扩展而形成大体为椭圆形的目标液滴DP1，如图2A所示。
激发区域ZE的位置和参数是例如，举例而言，激光功率、主脉冲和预脉冲之间的时间延迟、预脉冲和/或主脉冲的焦点可于建立极紫外辐射源100时决定。在各种不同的实施例中，在晶圆曝光的期间，可利用回授机制来接着调整激发区域ZE的实际位置和上述的参数。然而，因为各种不同的因素，例如，举例而言，辐射源中机械性或电性的漂移、液滴产生器的不稳定性、以及腔室环境的改变，这些参数会随着时间改变。
图2B是绘示x轴上的对准偏移(misalignment)OMX的例示性光学几何。OMX是以液滴与预脉冲的焦点间在x轴上的距离来定义。类似地，图2C是绘示y轴上的对准偏移OMY的例示性光学几何。OMY是以液滴与预脉冲的焦点间在y轴上的距离来定义。在一些实施例中，在Y轴上的对准偏移OMY的光学几何是位于从-20微米至35微米之间的范围中。图2D更绘示z轴上的对准偏移OMZ的例示性光学几何。类似于OMX和OMY，OMZ是以液滴与预脉冲的焦点间在z轴上的距离来定义。图2E是绘示半径上的对准偏移OMR的例示性光学几何。x轴在液滴产生器115的液滴的运动方向上。z轴是沿着收集镜110的光学轴A1。y轴是垂直于x轴和z轴。
如图2F所示，目标液滴DP是由液滴产生器DG射出，且于一方向行进至锡捕集器TC。当这样的机械性和/或电性漂移发生在辐射源中时，预脉冲激光PP使得目标液滴DP在有关于预脉冲激光光束的入射方向上以一角度在一方向上扩展。此引出了目标液滴DP2，其是扩展而形成类足球状，如图2C所示。在这样的实施例中，预脉冲PP与主脉冲MP之间的空间间隔，间隔MPPP，是以预脉冲PP的焦点与主脉冲MP的焦点间的距离来定义，其为由x,y及z部分所贡献的三维向量。举例而言，如图2F所示，MPPPx为间隔MPPP沿着x轴的距离，而MPPPz为间隔MPPP沿着z轴的距离。
图3A是绘示在x轴和y轴上预脉冲PP与主脉冲MP间的空间间隔的偏差，间隔MPPP，其是由幅射源中的机械性和/或电性漂移所导致。举例而言，在目标液滴DP通过预脉冲加热后，目标液滴行进的轨迹可由预脉冲PP给予目标液滴DP的能量来决定。如此，参数上的偏差，例如，举例而言，预脉冲撞击目标液滴的位置、预脉冲的能量以及预脉冲聚焦的漂移会造成液滴轨迹的偏差。图3A是绘示因极紫外辐射源100中的机械性和/或电性漂移，随着时间改变的间隔MPPP偏差。由于液滴从预脉冲所接受的能量变化，此漂移造成预脉冲和主脉冲之间液滴轨迹的改变。
在如图3B和3C所示的一些例子中，极紫外辐射源的机械性和/或电性漂移改变主脉冲MP的轨迹，造成主脉冲MP部分地错过目标液滴DP3。因此，一些已加热的锡液滴可被转换为电浆，而其他的液滴则成为碎片散射在腔室附近，如图3B所示。碎片会污染腔室中包含收集镜的各种不同表面。再者，电浆的数量因光学对准偏移而减少，所以由对准偏移的脉冲所产生的极紫外能量也会减少，造成微影曝光的剂量错误。
图4是绘示利用一些实施例中所提供的回授机制的示意图。回授机制可改变预脉冲与主脉冲之间的时间延迟，借此来调整液滴DP撞击预脉冲和主脉冲的地点。如本文他处所讨论，目标液滴轨迹的改变造成相应主脉冲所产生的极紫外能量的改变。如此，由给定主脉冲所产生的极紫外能量的量可用来调整预脉冲和/或主脉冲聚焦的漂移。
图5是绘示根据本揭露的一些实施例产生极紫外辐射的装置的例示性示意图。在一些实施例中，预脉冲PP与主脉冲MP之间的空间间隔，间隔MPPP，是由能量检测器所量测。在一些实施例中，由主脉冲所产生的极紫外能量的偏差是用以作为回授FB来调整后续预脉冲与主脉冲之间的时间延迟。在一些实施例中，提供最终聚焦量测(final focusmetrology；FFM)模块950于预脉冲和主脉冲的最终聚焦处。最终聚焦量测模块950包含多个镜子M130、M140、M150，例如，如图5所示，且量测源所产生的极紫外能量偏差。在一些实施例中，最终聚焦量测模块950的信号是用以作为调整后续预脉冲与主脉冲之间的时间延迟的回授。在一些实施例中，回授可伴随致动器905来控制腔室105的镜子的其中一者，例如，举例而言，在激光撞击目标液滴之前，光学路径中的最后一个镜子M150。
一些实施例中所提供的回授机制可更基于后续能量量测信息来送出通知，此能量量测信息可指示能量量测是位于可接受的能量量测范围中。在一些实施例中，此通知包含预脉冲与主脉冲之间的空间间隔。在一些实施例中，此通知亦包含预脉冲与主脉冲之间的时间延迟。在一些实施例中，此通知亦包含可操纵镜的角度，此可操纵镜是耦合至辐射源。在一些实施例中，基于此通知的产生，此回授更送出通知至与可操纵镜控制器相关的第一外部装置以及与时间延迟控制器相关的第二外部装置。
图6是绘示根据本揭露一实施例的以极紫外源的回授系统来控制能量检测器900的方法1000的流程示意图。此方法包含，于S1010中，量测激发激光的预脉冲与主脉冲间的时间延迟，MPPP时间延迟。在一些实施例中，由能量检测器900所决定的x轴中的MPPP，MPPPx，具有范围从约110微米至约220微米的间隔，或者具有范围从约119微米至约161微米的间隔。在一些实施例中，由能量检测器900所决定的y轴中的MPPP，MPPPy，具有范围从约-25微米至约25微米的间隔。Y轴是垂直于x轴，一轴是沿着液滴的运动方向且垂直于z轴，一轴是沿着收集镜110的光学轴。
如本文他处所讨论，目标液滴反射和/或散射主脉冲MP入射于其上的一部分。在S1020中，检测被反射和/或散射的光线，例如通过能量检测器900，其是为极紫外光二极管。
在S1030中，决定被检测的光线的能量量测的偏差(例如，目标液滴与激光的预脉冲的相对位置)是否位于可接受范围内。在一些实施例中，由能量检测器900所量测的目标液滴与激光预脉冲的相对位置的多个能量量测指出范围从约-20微米至约20微米的间隔。在利用光二极管检测光线的实施例中，上述的决定是基于当控制器从光二极管接收目标液滴与激光预脉冲的相对位置时的光二极管的电流和/或电压值。在一些实施例中，能量检测器900包含逻辑电路，其被编程来于能量量测中所测得的偏差未位于可接受范围内时产生预设信号。例如，当能量量测中所测得的偏差小于某个阈值时，产生信号。能量量测的偏差的阈值是例如为，激光和目标液滴的相对位置所预期的能量量测最小偏差，其可适当地与电浆闪光区别。在一些实施例中，激光和目标液滴的相对位置所预期的能量量测最小偏差是基于最大距离的能量量测平均偏差来决定。在一些实施例中，所预期的能量量测最小偏差是例如为，小于最大距离决定的能量量测平均偏差的一个标准差或两个标准差。
如果被检测的光线的能量量测偏差未位于可接受范围内，在S1040中，激发激光的可设定参数是自动地调整来增加或减少液滴的能量量测偏差，以使被检测的光线的能量量测偏差最终可回到可接受范围内。
在各种不同的实施例中，激发激光的可设定参数包含，例如激发激光的光源(例如，激光)的输入电压和/或电流、激发激光的延迟时间、以及激发激光的倾斜和/或角度值。在一些实施例中，可设定参数是利用被编程来控制激发激光的各种不同参数的控制器来进行调整。例如，在一实施例中，此控制器被耦接至时间延迟控制器来控制预脉冲与主脉冲间的时间和/或控制对应激发激光PP和MP的镜子，例如，如图5所示的M150的倾斜/角度的机制。在这样的实施例中，控制器是耦接至能量检测器900，以于被检测的光线的能量量测偏差未位于可接受范围内时，相应能量检测器900所产生的预设信号来调整时间延迟长度和/或激发激光PP及MP对应的镜子M150的倾斜。
在一些实施例中，控制器包含被编程来接收能量检测器900的信号的逻辑电路，且根据所接收的信号来传送控制信号至激发激光的一或多个元件，以自动地调整一或多个激发激光的可设定参数。
在一些实施例中，亦提供镜子控制器，以基于最终聚焦量测模块950的信号来调整预脉冲和主脉冲聚焦的位置。图4是以图表式地绘示出调整预脉冲撞击液滴的位置与主脉冲撞击液滴的位置两者间距离的效果。
图7是绘示根据本揭露一实施例的极紫外辐射源中进行液滴能量量测的装置的示意图。在一实施例中，此装置包含激发激光组合装置305、能量检测器模块920、控制器940以及处理器950。
在各种不同的实施例中，激发激光组合装置305包含配置以提供预脉冲PP和主脉冲MP的辐射源955、时间延迟控制器965以及可操纵镜控制器975。可操纵镜控制器975控制镜子977的倾斜角度。在各种不同的实施例中，可操纵镜控制器975为耦接至激发激光组合装置305的镜子的致动器905(请参照图5)，且移动镜子977来改变光线(或辐射)L入射至目标液滴DP的入射角度，借此来改变目标液滴反射和/或散射光线R至能量检测器模块920的量。在一些实施例中，可操纵镜控制器975包含压电致动器905。
时间延迟控制器965控制预脉冲PP与主脉冲MP间的时间延迟。例如，当控制器940决定能量检测器模块920的被检测光线的能量量测偏差是小于可接受范围，如图3C所示，控制器940控制时间延迟控制器965来提供较短的时间延迟于预脉冲PP与主脉冲MP间，借以允许目标液滴DP适当的曝光以及测得的能量量测偏差的增加。在这样的实施例中，被控制器940所调整的激发激光组合装置305的一可设定参数为曝光目标液滴的光线L路径上的时间延迟。
本领域技术人员注意到，虽然图7所绘示的可操纵镜控制器975和自动时间延迟965是与辐射源955分离，但在一些实施例中，可操纵镜控制器975和自动时间延迟965可与辐射源955一起整合来形成单一激发激光组合装置305。在这样的实施例中，控制器940与激发激光组合装置305之间的耦接可适当地修改来完成与此处揭露相同的结果。
如此，控制器940设定在能量检测器模块920上所检测到的光线的能量量测偏差，来使目标液滴的稳定曝光持续一段时间。一目标液滴的曝光与紧接的前一个标的液滴所产生的极紫外光峰值检测间的时间差提供如于本文他处所讨论的x和y轴的能量量测，其中目标液滴在x和y轴上于位置P和激发区域ZE之间行进。电浆的反射或散射光线的精确量测对于吉紫外辐射的稳定产生是重要的，因为其允许液滴和激发脉冲到达激发区域的同步。在一实施例中，当控制器940设定测得的能量量测偏差时，时序与能量控制模块960量测反射或散射电浆光线的能量。
在本揭露中，通过自动地最佳化液滴照射/检测模块，可能改善目标液滴的能量量测以及改善激发脉冲与目标液滴之间的同步。如此，可能改善基于激光产生电浆的极紫外光源的稳定性和效率。
可理解的是，在本文中不需讨论所有的优点，在所有的实施例和例子中无需特定优点，且其他实施例和例子可以提供不同的优点。
根据本揭露的一方面，产生极紫外(EUV)辐射的装置包含液滴产生器、激发激光源、能量检测器以及回授控制器。液滴产生器是配置以产生目标液滴。激发激光源是配置以产生预脉冲和主脉冲，以透过加热来将目标液滴转换为电浆。能量检测器是配置以量测当液滴被转换为电浆时所产生的极紫外能量中的偏差。回授控制器是配置以基于极紫外能量的偏差来调整透过激发激光源所产生的后续预脉冲和主脉冲间的时间延迟，极紫外能量的偏差是透过给定主脉冲来产生。在一些实施例中，此装置还包含致动器，其是配以操纵激发激光来改变预脉冲和子脉冲两者或其中的一者的焦点。在一些实施例中，回授控制器是配置以控制致动器来基于极紫外能量的偏差而改变预脉冲和子脉冲两者或其中的一者的焦点，极紫外能量的偏差是透过前一个主脉冲来产生。在一些实施例中，致动器连接至可操纵镜。在一些实施例中，激发激光源是配置以具有范围从2500纳秒至3500纳秒的时间延迟。在一些实施例中，激发激光源包含预脉冲与主脉冲之间的空间间隔，此空间间隔在x轴上具有从约119微米至约161微米的范围。在这样的实施例中，x轴为沿着液滴从液滴产生器离开的轴线。在一些实施例中，激发激光源包含预脉冲与主脉冲之间的空间间隔，此空间间隔在y轴上具有从约-20微米至约20微米的范围。前述范围中的操作改善激发激光照射目标液滴的精确度。在这样的实施例中，y轴为垂直于液滴离开液滴产生器的方向且平行于收集镜平面的轴线。
根据本揭露的另一方面，控制极紫外(EUV)辐射源回授系统的方法包含量测来至激发激光的预脉冲和主脉冲之间的时间延迟。此方法包含利用能量检测器来对极紫外能量中的偏差进行能量量测，极紫外能量中的偏差是于液滴被转换为电浆时所产生。此方法亦包含决定被检测的光线的能量量测的偏差是否位于可接受范围内。对应被检测的光线的能量量测的偏差未位于可接受范围内的情况，激发激光的可设定参数是自动地调整来将被检测的光线的能量量测的偏差设定至可接受范围内。在一些实施例中，此方法还包含利用回授系统基于新的能量量测信息来产生通知，此能量量测信息指示能量量测是位于可接受的能量量测范围中。在一些实施例中，此通知包含预脉冲与主脉冲之间的空间间隔。在一些实施例中，此通知亦包含预脉冲与主脉冲之间的时间延迟。在一些实施例中，此通知亦包含可操纵镜的角度，此可操纵镜是耦合至辐射源。在一些实施例中，基于此通知的产生，此回授更送出通知至与可操纵镜控制器相关的第一外部装置以及与时间延迟控制器相关的第二外部装置。
根据本揭露的再一方面，产生极紫外(EUV)辐射的装置包含液滴产生器、最终聚焦模块、能量检测器以及控制器。液滴产生器是配置以产生目标液滴。最终聚焦模块包含配置以在一预设位置调整预脉冲和主脉冲间的时间延迟的辐射源、以及可操纵镜。能量检测器是配置以量测当液滴被转换为电浆时所产生的极紫外能量中的偏差。控制器是耦接至能量检测器，且被编程来利用能量检测器决定辐射能量量测中的偏差是否位于可接受范围内。为回应决定被检测的能量量测偏差未位于可接受范围内的判断，控制器亦被编程来自动地调整激发激光的可设定参数。在一些实施例中，此装置还包含致动器，其是配置以控制预脉冲和子脉冲两者或其中的一者的焦点。在一些实施例中，控制器是配置以控制致动器来基于极紫外能量的偏差而改变预脉冲和子脉冲两者或其中的一者的焦点，极紫外能量的偏差是透过前一个主脉冲来产生。在一些实施例中，致动器是配置以控制可操纵镜。在一些实施例中，致动器为压电致动器。在一些实施例中，可操纵镜为激光撞击目标液滴之前，光学路径中的最后一个镜子。在一些实施例中，可操纵镜可在3个轴向上调整。
可理解的是，在本文中不需讨论所有的优点，在所有的实施例和例子中无需特定优点，且其他实施例和例子可以提供不同的优点。
以上概述了数个实施例的特征，因此熟悉此技艺者可以更了解本揭露的态样。熟悉此技艺者应了解到，其可轻易地把本揭露当作基础来设计或修改其他的制程与结构，借此实现和在此所介绍的这些实施例相同的目标及/或达到相同的优点。熟悉此技艺者也应可明白，这些等效的建构并未脱离本揭露的精神与范围，并且他们可以在不脱离本揭露精神与范围的前提下做各种的改变、替换与变动。

Claims (1)

1.一种产生极紫外辐射的装置，其特征在于，包含：
一液滴产生器，配置以产生多个目标液滴；
一激发激光源，配置以产生一预脉冲和一主脉冲，以透过加热来将所述多个目标液滴转换为电浆；
一能量检测器，配置以量测当所述多个目标液滴被转换为电浆时所产生的极紫外能量中的一偏差；以及
一回授控制器，配置以基于极紫外能量的该偏差来调整透过该激发激光源所产生的一后续预脉冲和一后续主脉冲间的时间延迟，极紫外能量的该偏差是透过一给定主脉冲来产生。
CN201910758158.8A 2018-08-17 2019-08-16 产生极紫外辐射的装置 Pending CN110837206A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862719336P 2018-08-17 2018-08-17
US62/719,336 2018-08-17
US16/535,005 2019-08-07
US16/535,005 US11153959B2 (en) 2018-08-17 2019-08-07 Apparatus and method for generating extreme ultraviolet radiation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110837206A true CN110837206A (zh) 2020-02-25

Family

ID=69523703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910758158.8A Pending CN110837206A (zh) 2018-08-17 2019-08-16 产生极紫外辐射的装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11153959B2 (zh)
CN (1) CN110837206A (zh)
TW (1) TW202013091A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113433805A (zh) * 2021-07-26 2021-09-24 广东省智能机器人研究院 极紫外光光刻方法和系统
CN113783084A (zh) * 2021-09-10 2021-12-10 中国人民解放军国防科技大学 一种基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11320744B2 (en) * 2020-05-22 2022-05-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and apparatus for controlling extreme ultraviolet light

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7671349B2 (en) * 2003-04-08 2010-03-02 Cymer, Inc. Laser produced plasma EUV light source
JP2013004258A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Gigaphoton Inc 極端紫外光生成装置及び極端紫外光の生成方法
US9072152B2 (en) * 2010-03-29 2015-06-30 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light generation system utilizing a variation value formula for the intensity
JP5926521B2 (ja) * 2011-06-15 2016-05-25 ギガフォトン株式会社 チャンバ装置
US9072153B2 (en) * 2010-03-29 2015-06-30 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light generation system utilizing a pre-pulse to create a diffused dome shaped target
NL2009372A (en) * 2011-09-28 2013-04-02 Asml Netherlands Bv Methods to control euv exposure dose and euv lithographic methods and apparatus using such methods.
SG11201407262VA (en) * 2012-05-21 2014-12-30 Asml Netherlands Bv Radiation source
US8598552B1 (en) * 2012-05-31 2013-12-03 Cymer, Inc. System and method to optimize extreme ultraviolet light generation
JPWO2014098181A1 (ja) * 2012-12-20 2017-01-12 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム及び極端紫外光生成装置
US9093530B2 (en) 2012-12-28 2015-07-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Fin structure of FinFET
US8872143B2 (en) * 2013-03-14 2014-10-28 Asml Netherlands B.V. Target for laser produced plasma extreme ultraviolet light source
US8791440B1 (en) * 2013-03-14 2014-07-29 Asml Netherlands B.V. Target for extreme ultraviolet light source
US9310675B2 (en) 2013-03-15 2016-04-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Extreme ultraviolet light (EUV) photomasks, and fabrication methods thereof
US9052595B2 (en) 2013-03-15 2015-06-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lithography process
US8796666B1 (en) 2013-04-26 2014-08-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. MOS devices with strain buffer layer and methods of forming the same
US9261774B2 (en) 2013-11-22 2016-02-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Extreme ultraviolet lithography process and mask with reduced shadow effect and enhanced intensity
US9338870B2 (en) * 2013-12-30 2016-05-10 Asml Netherlands B.V. Extreme ultraviolet light source
US9377693B2 (en) 2014-03-13 2016-06-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Collector in an extreme ultraviolet lithography system with optimal air curtain protection
US9548303B2 (en) 2014-03-13 2017-01-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. FinFET devices with unique fin shape and the fabrication thereof
US9529268B2 (en) 2014-04-03 2016-12-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Systems and methods for improving pattern transfer
US9256123B2 (en) 2014-04-23 2016-02-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method of making an extreme ultraviolet pellicle
US9184054B1 (en) 2014-04-25 2015-11-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for integrated circuit patterning
JP6434984B2 (ja) * 2014-10-24 2018-12-05 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム及び極端紫外光を生成する方法
US9625824B2 (en) * 2015-04-30 2017-04-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd Extreme ultraviolet lithography collector contamination reduction

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113433805A (zh) * 2021-07-26 2021-09-24 广东省智能机器人研究院 极紫外光光刻方法和系统
CN113433805B (zh) * 2021-07-26 2023-04-14 广东省智能机器人研究院 极紫外光光刻方法和系统
CN113783084A (zh) * 2021-09-10 2021-12-10 中国人民解放军国防科技大学 一种基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统
CN113783084B (zh) * 2021-09-10 2022-03-01 中国人民解放军国防科技大学 一种基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20200060015A1 (en) 2020-02-20
TW202013091A (zh) 2020-04-01
US11153959B2 (en) 2021-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI791646B (zh) 極紫外線輻射源、極紫外線輻射源模組、極紫外線微影系統與極紫外線微影的方法
US11467498B2 (en) Extreme ultraviolet control system
CN110837206A (zh) 产生极紫外辐射的装置
US20210274627A1 (en) Apparatus and method for generating extreme ultraviolet radiation
US20240085797A1 (en) Target control in extreme ultraviolet lithography systems using aberration of reflection image
US11960210B2 (en) Laser interference fringe control for higher EUV light source and EUV throughput
US20220124901A1 (en) Apparatus and method for generating extreme ultraviolet radiation
TW202032622A (zh) 極紫外線微影方法
CN109799683B (zh) 在微影曝光制程中产生光的方法及光源
US11166361B2 (en) Method and device for measuring contamination in EUV source
US20220260927A1 (en) Method for controlling extreme ultraviolet light
US10342109B2 (en) Apparatus and method for generating extreme ultraviolet radiation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200225