CN110874022A - 极紫外辐射产生装置 - Google Patents

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CN110874022A CN201910812198.6A CN201910812198A CN110874022A CN 110874022 A CN110874022 A CN 110874022A CN 201910812198 A CN201910812198 A CN 201910812198A CN 110874022 A CN110874022 A CN 110874022A
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郑定亚
张俊霖
陈立锐
张汉龙
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Abstract

本揭露的实施例揭示一种用于产生极紫外(EUV)辐射的装置，该装置包括用以产生靶材液滴的液滴产生器。激发激光用以使用激发脉冲加热所述靶材液滴以将所述靶材液滴转换为电浆。可变形镜经安置在激发激光的路径中。控制器用以通过基于回馈参数控制可变形镜来调整激发激光的参数。

Description

极紫外辐射产生装置
技术领域
本揭露是有关于一种极紫外辐射产生装置。
背景技术
对于计算能力的需求成指数增长。此计算能力的增长是通过增加半导体集成电路(integrated circuit；IC)的功能密度(亦即，每晶片的互连元件的数目)来满足。随着功能密度的增加，该晶片上的各个元件的尺寸已减小。集成电路中的元件的尺寸减小已由半导体制造技术(诸如微影)的进步来满足。
例如，用于微影的辐射波长已从紫外线减小至深紫外线(deep ultraviolet；DUV)并且，最近地至极紫外线(extreme ultraviolet；EUV)。元件尺寸的进一步减小需要进一步提高微影解析度，此举可使用极紫外线微影(extreme ultraviolet lithography；EUVL)达成。极紫外线微影使用具有约1nm至100nm的波长的辐射。
一种用于产生极紫外辐射的方法为激光产生的电浆(laser-produced plasma；LPP)。在基于LPP的极紫外源中，高功率激光束经聚焦在小的锡液滴上以形成高度离子化的电浆，该电浆发射具有峰值最大发射为13.5nm的极紫外辐射。由LPP产生的极紫外辐射的强度取决于高功率激光可利用其从液滴靶材产生电浆的效用。将高功率激光的脉冲与液滴靶材的产生及运动同步可提高基于LPP的极紫外辐射源的效率。
发明内容
根据本揭露的一些实施例，一种极紫外(EUV)辐射产生装置包含液滴产生器、激发激光、选择性可拆卸的可变形镜，及控制器。液滴产生器用以产生靶材液滴。激发激光用以使用激发脉冲加热靶材液滴以将靶材液滴转换为电浆。选择性可拆卸的可变形镜经安置在激发激光的路径中。控制器用以通过基于回馈参数控制选择性可拆卸的可变形镜来调整激发激光的参数。
附图说明
本揭露内容当与附图一起阅读时将从以下实施方式中最佳地理解。强调地是，根据行业中的标准实践，各个特征并未按比例绘制并且是仅用于说明目的。实际上，为了论述清晰起见，各个特征的尺寸可以任意地增加或减小。
图1为根据本揭露的一些实施例建构的，具有激光产生的电浆(LPP)的极紫外辐射源的极紫外微影系统的示意图；
图2A示意地图示在由X-Z平面中的预脉冲照射之后的靶材液滴相对于收集器的运动；
图2B、图2C、图2D、图2E及图2F示意地图示分别由X-Z平面及X-Y平面中的预脉冲进行的靶材液滴的运动；
图3示意地图示其中在朝向激发激光的主脉冲的焦点位置移动之前，来自激发激光的预脉冲与用于提供靶材液滴的最佳扩展的靶材液滴相遇的位置；
图4示意地图示在极紫外微影系统之内的选择性可拆卸的可变形镜组件的安装；
图5A示意地图示选择性可拆卸的可变形镜组件的详细视图；
图5B示意地图示选择性可拆卸的可变形镜组件的机械尺寸及可控参数；
图5C、图5D，及图5E为选择性可拆卸的可变形镜组件的各个隔离可变形区域的详细视图；
图6示意地图示根据一实施例的可如何使用选择性可拆卸的可变形镜来控制及/或最佳化光束轮廓；
图7A及图7B示意地图示根据一实施例的可通过以选择性可拆卸的可变形镜代替在激发激光的光路中的镜的一者来控制的光束大小；
图8A及图8B示意地图示根据一实施例的可通过以选择性可拆卸的可变形镜代替在激发激光的光路中的镜的一者来控制的MPPP分离；
图9A及图9B示意地图示根据一实施例的可通过以选择性可拆卸的可变形镜代替在激发激光的光路中的镜的一者来控制的波前相差修正；
图10A及图10B图示根据本揭露的实施例的极紫外数据分析装置；
图11图示根据本揭露的实施例的控制选择性可拆卸的可变形镜的方法的流程图。
【符号说明】
100 极紫外辐射源
105 腔室
110 LPP收集器
115 靶材液滴产生器
117 喷嘴
200 曝光工具
300 激发激光源
310 激光产生器
320 激光引导光学元件
330 聚焦装置
410 操作
420 窗口
430 窗口
720 光束大小
722 第一光束宽度
724 第二光束宽度
740 光轴
742 第一焦距
744 第二焦距
900 计算机系统
901 计算机
902 键盘
903 鼠标
904 监视器
905 光盘驱动器
906 磁盘驱动器
911 处理器
912 只读记忆体
913 随机存取记忆体
914 硬盘
915 总线
921 光盘
922 磁盘
1000 光束传输系统
1400 光束扩展器
1500 选择性可拆卸的可变形镜组件
1510 隔离的可变形区域
1520 玻璃基板
1525 反射性涂层
1530 压电晶体
1535 粘合剂材料
1540 脉冲时序模块
1545 直流偏压电路
1547 控制器
1548 波前感测器
1550 第一电极
1555 电位
1560 第二电极
1570 电绝缘区域
1580 可调整倾斜角度
1600 最终焦点组件
2000 方法
S2010 步骤
S2020 步骤
S2030 步骤
S2040 步骤
S2050 步骤
A1 光轴
DP 靶材液滴
DP2 靶材液滴
DP3 靶材液滴
DP4 靶材液滴
DMP1 阻尼器
DMP2 阻尼器
EUV 极紫外辐射
PP1 基座板
PP2 基座板
LR1 激光
LR2 激发激光
ZE 激发区域
MF 主板
M20 镜
M30 镜
BF 底板
MP 主脉冲
PP 预脉冲
DP 靶材液滴
DG 液滴产生器
TC 锡捕捉器
WF1 第一波前
WF2 第二波前
FP1 第一焦距
FP2 第二焦距
FP3 第三焦距
FP4 第四焦距
具体实施方式
以下揭示内容提供了用于实施所提供的标的的不同特征的许多不同实施例，或实例。下文描述了元件和布置的特定实例以简化本揭露的实施例。当然，这些实例仅为实例且并不意欲作为限制。例如，在以下描述中的第一特征在第二特征之上或上方的形式可包括其中第一特征与第二特征直接接触形成的实施例，且亦可包括其中可在第一特征与第二特征之间形成额外特征，以使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本揭露可在各种实例中重复元件符号及/或字母。此重复是用于简化及清晰的目的，且其本身不指定所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
此外，诸如“在……下方”、“在……之下”、“下部”、“在……之上”、“上部”等等空间相对术语可在本揭露的实施例中为了便于描述的目的而使用，以描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。空间相对术语意欲涵盖除了附图中所示的定向之外的在使用或操作中的装置的不同定向。装置/设备可经其他方式定向(旋转90度或以其他定向)并且本揭露的实施例所使用的空间相对描述词可同样相应地解释。此外，术语“由……制成”可意谓“包含”或“由……组成”。在本揭露的实施例中，用语“A、B及C中的一者”意谓“A、B及/或C”(A、B、C、A及B、A及C、B及C，或A及B及C)，且不意谓来自A的一个元素，来自B的一个元素及来自C的一个元素，除非另有说明。
本揭露的实施例通常是关于极紫外线(EUV)微影系统及方法。更特定言之，本揭露的实施例是关于用于控制在基于激光产生的电浆(LPP)的极紫外辐射源中使用的激发激光的装置及方法。激发激光加热LPP腔室中的金属(例如，锡)靶材液滴，以将液滴离子化为发射极紫外辐射的电浆。为了靶材液滴的最佳加热，靶材液滴必须在激发从激发激光脉冲的同时到达激发激光的焦点。因此，靶材液滴与用于触发来自激发激光的激发脉冲的触发时间之间的同步可有助于LPP极紫外辐射源的效率及稳定性。本揭露的实施例的目标中的一者是针对控制用以提供靶材液滴的最佳加热的激发激光。
图1为根据本揭露的一些实施例建构的，具有基于激光产生的电浆(LPP)的极紫外辐射源的极紫外微影系统的示意图。极紫外微影系统包括用以产生极紫外辐射的极紫外辐射源100、曝光工具200(诸如扫描器)，及激发激光源300。如图1中所示，在一些实施例中，极紫外辐射源100及曝光工具200经安装在清洁室的主板(main floor；MF)上，而激发激光源300经安装在位于主板MF之下的底板BF中。极紫外辐射源100及曝光工具200的每一者分别经由阻尼器DMP1及DMP2置放于基座板PP1及PP2上。极紫外辐射源100及曝光工具200经由耦合机构彼此耦合，该耦合机构可包括聚焦单元。
微影系统为经设计以通过极紫外光曝光抗蚀剂层的极紫外(EUV)微影系统(亦可互换地在本揭露的实施例中称为极紫外辐射)。抗蚀剂层为对极紫外光敏感的材料。极紫外光微影系统使用极紫外辐射源100产生极紫外光，诸如具有范围在约1nm与100nm之间的波长的极紫外光。在一特定实例中，极紫外辐射源100产生具有以约13.5nm为中心的波长的极紫外光。在本实施例中，极紫外辐射源100利用激光产生的电浆(LPP)的机构以产生极紫外辐射。
曝光工具200包括各种反射性光学元件，诸如凹面镜/凸面镜/平面镜、包括遮罩平台的遮罩保持机构，及晶元保持机构。由极紫外辐射源100产生的极紫外辐射是通过反射性光学元件引导至遮罩上，该遮罩固定在遮罩平台上。在一些实施例中，遮罩平台包括用以固定遮罩的静电夹盘(electrostatic chuck；e-chuck)。因为气体分子吸收极紫外光，所以用于极紫外微影图案化的微影系统经保持在真空或低压环境中以避免极紫外强度损失。
在本揭露的实施例中，术语遮罩、光遮罩及主光罩可互换地使用。在本揭露的实施例中，遮罩为反射性遮罩。在实施例中，遮罩包括具有适当材料的基板，该材料诸如低热膨胀材料或熔融石英。在各种实例中，材料包括TiO2掺杂的SiO2，或者具有低热膨胀的其他适当材料。遮罩包括沉积于基板上的多个反射性层(multiple reflective layer；ML)。Ml包括多个膜对，诸如钼硅(molybdenum-silicon；Mo/Si)膜对(例如，在每一膜对中的一层硅之上或之下有一层钼)。或者，ML可包括钼铍(molybdenum-beryllium；Mo/Be)膜对，或可用以高度反射极紫外光的其他适当材料。遮罩可进一步包括安置在ML上用于保护的覆盖层，诸如钌(ruthenium；Ru)层。遮罩进一步包括吸收层，诸如沉积在ML上的钽氮化硼(tantalumboron nitride；TaBN)层。吸收层经图案化以界定一层集成电路(integrated circuit；IC)。或者，另一反射层可经沉积在ML上并且经图案化以界定一层集成电路，从而形成极紫外相移遮罩。
曝光工具200包括用于将遮罩图案成像至半导体基板上的投影光学元件模块，该半导体基板具有涂布于其上的抗蚀剂且固定于曝光工具200的基板平台上。投影光学元件模块通常包括反射性光学元件。从遮罩引导的、携带界定于遮罩上的图案的影像的极紫外辐射(极紫外光)是通过投影光学元件模块收集，从而在抗蚀剂层上形成影像。
在本揭露的各种实施例中，半导体基板为半导体晶元，诸如硅晶元或待图案化的其他类型的晶元。在当前揭示的实施例中，半导体基板经涂布有对极紫外光敏感的抗蚀剂层。包括上述彼等的各种元件经整合在一起并且可操作以执行微影曝光制程。
微影系统可进一步包括其他模块或者与其他模块整合(或耦接)。
如图1中所示，极紫外辐射源100包括由腔室105包围的靶材液滴产生器115及LPP收集器110。靶材液滴产生器115产生多个靶材液滴DP，这些靶材液滴经由喷嘴117供应至腔室105。在一些实施例中，靶材液滴(target droplet；DP)为锡(Sn)、锂(Li)，或Sn和Li的合金。在一些实施例中，靶材液滴DP各自具有范围从约10微米(μm)至约100μm的直径。例如，在一实施例中，靶材液滴DP为锡液滴，每一液滴具有约10μm、约25μm、约50μm，或这些值之间的任何直径的直径。在一些实施例中，靶材液滴DP是以范围从每秒约50滴(亦即，约50Hz的喷射频率)至每秒约50000滴(亦即，约50kHz的喷射频率)的速率通过喷嘴117提供。例如，在一实施例中，靶材液滴DP是以约50Hz、约100Hz、约500Hz、约1kHz、约10kHz、约25kHz、约50kHz的喷射频率，或这些频率之间的任何喷射频率供应。在各种实施例中，靶材液滴DP是通过喷嘴117发射并且以范围从约10米/秒(meter per second；m/s)至约100m/s的速度发射至激发区域ZE中。例如，在一实施例中，靶材液滴DP具有约10m/s、约25m/s、约50m/s、约75m/s、约100m/s的速度，或这些速度之间的任何速度。
由激发激光源300产生的激发激光LR2为脉冲激光。脉冲激光LR2是由激发激光源300产生。激发激光源300可包括激光产生器310、激光引导光学元件320及聚焦装置330。在一些实施例中，激光源310包括二氧化碳(CO2)或钕掺杂的钇铝石榴石(neodymium-dopedyttrium aluminum garnet；Nd:YAG)激光源，该激光源具有在电磁光谱的红外区域中的波长。例如，在一实施例中，激光源310具有9.4μm或10.6μm的波长。由激光产生器310产生的激光LR1由激光引导光学元件320引导并且由聚焦装置330聚焦成为激发激光LR2，并且随后被引入极紫外辐射源100中。
在一些实施例中，激发激光LR2包括预热激光及主激光。在这些实施例中，预热激光脉冲(在本揭露的实施例中可互换地称为“预脉冲”)用于加热(预热)给定靶材液滴以产生具有多个较小液滴的低密度靶材喷流，该低密度靶材喷流随后通过来自主激光的脉冲加热(或重热)，从而产生增加的极紫外发射。
在各种实施例中，预热激光脉冲具有100μm或更小的光点大小，并且主激光脉冲具有范围约150μm至约300μm的光点大小。在一些实施例中，预热激光及主激光脉冲具有范围从约10ns至约50ns的脉冲持续时间，以及范围从约1kHz至约100kHz的脉冲频率。在各种实施例中，预热激光及主激光具有范围从约1千瓦(kilowatt；kW)至约50kW的平均功率。在一实施例中，激发激光LR2的脉冲频率与靶材液滴DP的喷射频率匹配。
激光LR2经引导通过窗口(或透镜)而进入激发区域ZE。窗口采用对激光束大体上透明的适当材料。激光脉冲的产生与通过喷嘴117的靶材液滴DP的喷射同步。当靶材液滴移动通过激发区域时，预脉冲加热靶材液滴并且将靶材液滴转换成为低密度靶材喷流。预脉冲与主脉冲之间的延迟经控制以允许靶材喷流形成且扩展至最佳大小及几何形状。在各种实施例中，预脉冲及主脉冲具有相同的脉冲持续时间及峰值功率。当主脉冲加热靶材喷流时，产生高温电浆。电浆发射由收集镜110收集的极紫外辐射EUV。收集器110进一步将极紫外辐射反射且聚焦用于经由曝光工具200执行的微影曝光制程。
激发区域ZE的位置及诸如激光功率、主脉冲至预脉冲延迟、预脉冲聚焦的定位等等的参数是在建立辐射源100时确定。在各种实施例中，激发区域ZE的实际位置及诸如功率及时序的参数随后使用回馈机制在晶元曝光期间调整。然而，因为诸如例如激光偏移、液滴产生器中的不稳定性，及腔室环境中的变化的因素，这些参数随着时间变化。
图2A示意地图示在由预脉冲PP照射之后的靶材液滴DP相对于收集器110的运动。靶材液滴DP顺序地通过预脉冲PP及主脉冲MP来照射。当靶材液滴DP沿着X轴按从液滴产生器DG至激发区域ZE的方向行进时，曝光靶材液滴DP的预脉冲PP使靶材液滴DP将其形状改变为例如盘饼状，并且将Z轴分量引入至其在X-Z平面中行进的方向。
通过用激光束PP、MP照射靶材液滴DP产生的激光产生的电浆(LPP)呈现了某些时序及控制问题。激光束PP、MP必须经时序化以便当激光束通过目标点时与靶材液滴DP相交。激光束PP、MP必须分别聚焦在其焦点位置的每一者上，靶材液滴DP将通过这些聚焦位置。当建立极紫外辐射源100时，激发区域ZE的位置及参数(诸如例如，激光功率、在主脉冲与预脉冲之间的时间延迟、预脉冲及/或主脉冲的焦点)可得以确定。在各种实施例中，激发区域ZE的实际位置及上述参数随后使用回馈机制在晶元曝光期间调整。然而，因为诸如例如辐射源中的机械及/或电偏移、液滴产生器的不稳定性，及腔室环境中的变化的各种因素，这些参数可随着时间变化。
图2B图示用于在x轴OMX中未对准的示例性光学量测。OMX是通过x轴中的在液滴与预脉冲PP的焦点之间的距离定义。类似地，图2C图示用于在y轴OMY中未对准的示例性光学量测。OMY是通过y轴中的在液滴与预脉冲PP的焦点之间的距离定义。图2D进一步图示用于在z轴OMZ中未对准的示例性光学量测。类似于OMX及OMY，OMZ是通过z轴中的在液滴与预脉冲PP的焦点之间的距离定义。图2E图示用于在半径OMR中未对准的示例性光学量测。x轴为液滴从液滴产生器115运动的方向。z轴是沿着收集镜110的光轴A1。y轴垂直于x轴及z轴。
如图2F中所示，靶材液滴DP是从在至锡捕捉器TC的方向上行进的液滴产生器发射。当该机械及/或电偏移在辐射源中发生时，预脉冲激光PP使靶材液滴DP在以相对于来自预脉冲激光束的入射方向成一角度的方向上扩展。如此使得靶材液滴DP2上升，该靶材液滴已扩展以形成图2C中所示的类似足球形状。在此实施例中，在预脉冲PP与主脉冲MP、MPPP分离之间的空间分离经定义为预脉冲PP的焦点与主脉冲MP的焦点之间的距离，此距离为由x、y及z部分所贡献的三维向量例如，如图2F所示，MPPPx为沿着MPPP分离的x轴的距离，并且MPPPz为沿着MPPP分离的z轴的距离。
图3示意地图示可提供最佳EUV效能的预脉冲PP的操作410的窗口。在一些实施例中，预脉冲PP在方向“B”上沿着Z轴照射并且撞击在操作410的窗口之内的靶材液滴，随后预脉冲激光PP提供最佳的EUV效能。在一些实施例中，预脉冲PP撞击窗口420的第一外部之内的靶材液滴而导致液滴更快地落下，从而导致主脉冲的靶材液滴的扩展不充分。在一些实施例中，预脉冲PP撞击窗口430的第二外部之内的靶材液滴，使得靶材液滴从投影路径行进出而产生极紫外输出的两个峰值(亦即，T-fire双模型)。由窗口420、430的两个外部之内的预脉冲PP照射的靶材液滴导致降级的极紫外效能，从而允许剂量误差、极紫外波前的失真、不充分的操作、降低的极紫外效能、由锡液滴对腔室及/或收集器的污染，等等。
为了克服上述缺陷，需要准确地控制预脉冲PP及/或主脉冲MP的定位。需要一种控制激发区域的定位及/或用于将激发区域的位置与预脉冲及/或主脉冲的位置同步的回馈控制回路。该可用的控制回路将需要顺列机构调节激发激光器的焦点位置以在操作410的窗口之内移动，而不必从辐射源中拆卸激光器。
本揭露的实施例为包括在激发激光的路径中包括一或多个反射镜的装置，该一或多个反射镜可由图5A中所示的选择性可拆卸的可变形镜替代(而不是可具有修正延迟的可转向镜)。在此实施例中，控制可变形镜的参数是选自以下各者组成的群组中的至少一者：光束大小、沿着MPPP分离的z轴的距离，及失真的波前相差。本揭露的实施例揭示的顺列回馈/最佳化提供了更加稳定的电浆产生，且从而提供更加稳定的极紫外辐射。稳定的电浆产生防止对收集镜及腔室的其他部件的过量污染。此外，稳定的极紫外辐射减少了在微影期间的剂量误差，从而提高微影系统的产量。
参看图4，由一或多个功率放大器PA3放大的激光束(例如，PP、MP)是通过安置在光束传输系统1000中的各种反射性光学元件反射。光束传输系统1000位于制造制程的底板(“制造底板”)的下方并且包括顺列光束扩展器1400及最终焦点组件1600。最终焦点组件1600亦包括光学平台及聚焦单元。在一些实施例中，顺列光束扩展器1400包括一或多个抛物面镜，诸如M20镜、M30镜。任何反射性光学镜可用选择性可拆卸的可变形镜替代。可拆卸镜经使用以便光学系统中的任何镜可由可变形镜替代。在一些实施例中，由于可变形镜的易于存取，光束扩展器1400中的M30镜由可变形镜替代。
在一些实施例中，脉冲时序模块1540经由直流(direct current；DC)偏压电路1545向隔离的可变形区域1510提供电力，并且控制调变频率。在一些实施例中，直流偏压电路1545向选择性可拆卸的可变形镜组件1500提供偏压直流电压。在一些实施例中，直流偏压电路1545延迟偏压直流电压。在一些实施例中，直流偏压电路1545连接至控制器1547，并且偏压直流电压是通过控制器控制。在其他实施例中，顺列光束扩展器1400向选择性可拆卸的可变形镜组件1500的反射性表面及/或背表面提供电场。在一些实施例中，顺列光束扩展器1400也连接至波前感测器1548，这会在下文中描述。
如图5A中所示，选择性可拆卸的可变形镜组件1500包括隔离的可变形区域1510。隔离的可变形镜1510的每一者包括通过粘合剂材料1535分离的玻璃基板1520及压电晶体1530，玻璃基板1520具有安置在该玻璃基板上的反射性涂层1525。诸如压电晶体1530的压电材料为可归因于机械应力(诸如压缩)产生电力的材料。当施加电压(电力)时，这些材料亦可变形。压电材料的一些实例为PZT(亦称为锆钛酸铅)、钛酸钡及铌酸锂。这些人造材料比石英及其他天然压电材料具有更显著的效应(较好的材料使用)。隔离的可变形区域1510的每一者亦包括在选择性可拆卸的可变形镜组件1500中布置的、具有电位V+的第一电极1550。在一些实施例中，隔离的可变形区域1510可包括在选择性可拆卸的可变形镜组件1500中布置的、具有电位V-的一或多个第二电极1560。在一些实施例中，在第一电极1550处的电位V+高于在第二电极1560处的电位V-。在一些实施例中，隔离的可变形区域1510的第二电极1560的两个或两个以上在共用接地电位处连接在一起。在一些实施例中，隔离的可变形区域1510的第二电极1560彼此分离。
在一些实施例中，选择性可拆卸的可变形镜组件1500的隔离的可变形区域1510具有范围从约1Vdc至约200Vdc的电压。在一些实施例中，隔离的可变形区域1510具有等于5V、10V、20V、25V、50V、100V、150V的电位，或这些值的任意两者之间的任何其他电位。基于第一与第二电极1550、1560之间的电位差，隔离的可变形区域1510的每一者改变形状，诸如例如凸形或凹形。
在一些实施例中，如图5B中所示，选择性可拆卸的可变形镜组件1500具有范围从约13cm至约17cm的直径。在一些实施例中，选择性可拆卸的可变形镜组件1500的隔离的可变形区域1510具有相对于初始倾斜角1582(介于隔离的可变形区域1510“A”的表面与平行于整个可变形镜“B”的水平面)的一可调整倾斜角1580(从隔离的可变形区域1510“A”的表面)，该可调整倾斜角在自约-2.0mrad至约+2.0mrad的范围中。
特定的表面形状可通过施加于隔离的可变形区域1510的一组电位1555及倾斜角1580产生。特定的表面形状允许选择性可拆卸的可变形镜组件1500形成表面轮廓以克服导致降级的极紫外效能的上述缺陷，这些降级的效能诸如剂量误差、极紫外波前的失真、降低的极紫外功率、由锡液滴对腔室及/或收集器的污染。此外，通过调变电压，有可能产生允许波前相差得以由选择性可拆卸的可变形镜组件1500快速校正的波前轮廓。在一些实施例中，选择性可拆卸的可变形镜组件1500用以使得波前相差的所需/校准轮廓可在波前感测器1548(图4中的波前相差检测器)量测波前相差之后产生。在一些实施例中，校准轮廓可顺列使用以便波前误差可在极紫外辐射源操作中通过选择性可拆卸的可变形镜组件1500顺列补偿。
在图5C、图5D及图5E中所示的一些替代性实施例中，选择性可拆卸的可变形镜组件1500包括在选择性可拆卸的可变形镜组件1500上的隔离的可变形区域1510的不同布置。隔离的可变形区域1510是通过电绝缘区域1570分离且连接至直流偏压电路1545。
在一或多个实施例中，如图4中所示，选择性可拆卸的可变形镜组件1500包括连接至直流偏压电路1545的多个电隔离电极。虽然针对上文揭示的电极提供了特定布置，但是这些布置仅为示例性实施例，并且本系统可利用选择性可拆卸的可变形镜组件1500的任何适当配置。此外，取决于本系统的特定应用，可能需要前述电极的特定能力。可通过本揭露的实施例预期这些各种配置。
图6示意地图示根据一实施例的在以选择性可拆卸的可变形镜组件1500替代系统中的一或多个镜(例如M30镜(见图4))之后的用于调整各种波前参数的示例性光学量测。激光束的焦距及束腰为用于控制选择性可拆卸的可变形镜组件1500的关键因素。在图6中，S1是通过沿着z轴的在第一波前WF1的第一焦距FP1与M30镜的平面之间的距离界定。类似地，S2是通过沿着z轴的在M30镜的平面与第二波前WF2的第二焦距FP2之间的距离界定。第一束腰ω0是通过在第一波前WF1的第一焦距FP1处的最小直径界定。类似地，ω0′是第二束腰，在第二波前WF2的第二焦距FP2处的最小直径。特定地，第二束腰ω0′可通过以下等式1表达：
Figure BDA0002185369480000131
其中λ0为激发激光的波长，f为焦距，并且ZR为瑞利长度。
图7A、图7B、图8A、图8B、图9A及图9B示意地图示根据本揭露的一些实施例的可通过以选择性可拆卸的可变形镜代替在激发激光的光路中的镜的一者来控制的各种参数。
在如图7A及图7B中所示的一些情况下，在第三焦距FP3处的光束大小720(其将与激发区域理想地重合)可得以最佳化。图7A图示照射靶材液滴DP3的部分的主脉冲MP。在图7B中，选择性可拆卸的可变形镜组件1500将主脉冲MP的光束大小从第一光束宽度722改变为第二光束宽度724，允许主脉冲MP完全覆盖靶材液滴DP3。选择性可拆卸的可变形镜组件1500可在不停止极紫外系统的情况下在顺列处理期间最佳化光束大小720。
在图8A及图8B的另一实施例中，MPPPz(见图2F，沿着MPPP分离的z轴的距离)是通过使用选择性可拆卸的可变形镜最佳化。在如图8A及图8B中所示的一些情况下，在第四焦距FP4处的光轴740的MPPP分离(其将与激发区域理想地重合)得以最佳化。图8A图示在与第四焦点FP4未对准的位置处照射靶材液滴DP4的主脉冲MP。选择性可拆卸的可变形镜组件1500可将主脉冲MP的焦距从第一焦距742改变为第二焦距744，允许主脉冲MP照射在第四焦距FP4处的靶材液滴DP3。选择性可拆卸的可变形镜组件1500可在不停止极紫外系统的情况下在顺列处理期间沿着光轴最佳化MPPP分离。
在图9A及图9B中所示的又一实施例中，经变形或失真的波前是使用选择性可拆卸的可变形镜1500来校正。若波前相差的变化小于阈值(例如，1％、5％或10％)，则不最佳化任何参数。然而，若波前相差中的变化大于阈值，则最佳化直流偏压电路1545的一或多个电压。在各种实施例中，确定直流偏压电路1545中的哪些电压被最佳化是基于校准数据及/或历史数据，上述数据与作为各种参数中的变化的函数的波前相差中的变化相关。
在各种实施例中，选择性可拆卸的可变形镜是使用回馈回路来控制，该回馈回路使用例如作为回馈参数的在极紫外辐射中的变化。在另一实施例中，如由液滴检测模块(droplet detection module；DDM)量测的靶材液滴的位置及/或轨迹经用作用于控制选择性可拆卸的可变形镜的回馈参数。在其他实施例中，取决于所需结果可使用其他参数。
图10A及图10B图示根据本揭露的实施例的极紫外数据分析装置。图10A为执行上述顺列回馈/最佳化制程的计算机系统的示意图。上述实施例可使用计算机硬件及在该计算机硬件上执行的计算机程序来实现。在图10A中，计算机系统900具有计算机901，该计算机包括光盘只读记忆体(例如，CD-ROM或DVD-ROM)驱动器905及磁盘驱动器906、键盘902、鼠标903，及监视器904。
图10B为图示计算机系统900的内部配置的图。在图10B中，除了光盘驱动器905及磁盘驱动器906之外，计算机901具有：一或多个处理器911，诸如微处理单元(microprocessing unit；MPU)；ROM 912，其中储存诸如启动程序的程序；随机存取记忆体(randomaccess memory；RAM)913，连接至MPU 911并且其中暂时地储存应用程序的命令且提供了临时储存区域；硬盘914，其中储存应用程序、系统程序及数据；及总线915，连接MPU 911、ROM912等等。应注意，计算机901可包括用于提供连接至LAN的网络卡(未图示)。
用于使计算机系统900执行上述实施例中的极紫外数据分析装置的功能的程序可储存于光盘921或磁盘922中，该光盘921或磁盘922插入于光盘驱动器905或磁盘驱动器906中，并且随后传输至硬盘914。或者，程序可经由网络(未图示)传输至计算机901并且储存于硬盘914中。在执行时，程序经载入至RAM 913中。程序可从光盘921或磁盘922载入，或者直接从网络载入。
程序不一定必须包括例如操作系统(operating system；OS)或第三方程序以使计算机901执行在前述实施例中的极紫外数据分析装置的功能。程序可仅包括用于在受控模式下调用适当功能(模块)并且获得所需结果的命令部分。
在一些实施例中，在程序中，由程序实现的功能不包括可仅由硬件实现的功能。例如，在获取信息的获取单元或在输出信息的输出单元中，可仅由硬件(诸如网络接口)实现的功能不包括在由上述程序实现的功能中。此外，执行程序的计算机可为单个计算机或可为多个计算机。
此外，在一些实施例中，用于实现顺列回馈/最佳化装置的功能的程序的全部或一部分为用于极紫外参数最佳化制程的另一程序的一部分。此外，在一些实施例中，用于实现顺列回馈/最佳化装置的功能的程序的全部或一部分是由ROM实现，该ROM由例如半导体装置组成。
图11图示根据本揭露的实施例的控制具有回馈控制回路的选择性可拆卸的可变形镜组件1500的方法2000的流程图。方法包括，在S2010处，提供安置在激发激光的路径中的选择性可拆卸的可变形镜。在激发激光的路径中的一或多个镜可用选择性可拆卸的可变形镜组件1500替代。在S2020处，方法亦包括量测来自激发激光的在预脉冲与主脉冲之间的时间延迟。靶材液滴反射及/或散射入射于其上的主脉冲MP的一部分。在S2030处，经反射及/或散射的光是例如通过能量检测器检测。在S2040处，决定是否经检测的光的能量量测中的变化(亦即，归因于靶材液滴与激光的预脉冲之间的相对位置)是否在图3中所示的操作410的窗口之内。在其中光是使光电二极管检测的实施例中，决定是基于当控制器接收靶材液滴与来自光电二极管的激光的预脉冲之间的相对位置时由光电二极管产生的电流及/或电压的值。在一些实施例中，能量检测器包括当能量量测中的经检测的变化不在操作410的窗口之内时，经程序化以产生预定信号的逻辑电路。若经检测的光的能量量测中的变化不在操作410的窗口之内，则在S2050处，选择性可拆卸的可变形镜组件1500的可配置参数经自动地调整以增加或减少靶材液滴的能量量测中的变化，以便最终使经检测的光的能量量测中的变化在操作410的窗口之内。
本揭露的实施例通过实现顺列控制，而不是各种元件的手动重排来提供对极紫外微影系统的增加的工具可用性。另外，选择性可拆卸的可变形镜的使用通过提供较好的最佳化激光束轮廓来实现对波长的调整及光学相差的校正。通过利用靶材液滴实现对光束(预脉冲及主脉冲)的最佳同步化，来自极紫外能量的变化的剂量误差得以最小化，并且提高了转换效率，从而提高了工具的成本效率。此外，因为选择性可拆卸的可变形镜实现了对光束轮廓及/或光束路径的校正，所以可以确保整个靶材液滴被适当地加热，从而降低了污染并且增加了收集镜的寿命。
根据本揭露的实施例的一态样，极紫外(EUV)辐射产生装置包含液滴产生器、激发激光、选择性可拆卸的可变形镜，及控制器。液滴产生器用以产生靶材液滴。激发激光用以使用激发脉冲加热靶材液滴以将靶材液滴转换为电浆。选择性可拆卸的可变形镜经安置在激发激光的路径中。控制器用以通过基于回馈参数控制选择性可拆卸的可变形镜来调整激发激光的参数。在一些实施例中，回馈参数是选自于以下各者组成的群组：从加热靶材液滴产生的极紫外能量的变化、靶材液滴的位置及/或轨迹、激发激光的焦点位置、在激发激光的预脉冲与激发激光的主脉冲之间的时间延迟、激光功率、连续预脉冲之间的时间延迟、连续主脉冲之间的时间延迟、在焦点处的激发的宽度，及上述各者的组合。在一些实施例中，控制器进一步用以基于历史数据决定待调整的参数，该历史数据与作为参数变化的函数的极紫外能量中的变化相关。在一些实施例中，控制器亦用以控制选择性可拆卸的可变形镜，以基于由至少一个先前脉冲产生的波前轮廓中的变化来改变预脉冲及主脉冲的一者或两者的极紫外波前。在一些实施例中，选择性可拆卸的可变形镜具有范围从约13cm至约17cm的直径。在一些实施例中，选择性可拆卸的可变形镜经划分为隔离的可变形区域。在一些实施例中，隔离的可变形区域的每一者相对于初始倾斜角包括范围从-2.0mrad至+2.0mrad的可调整倾斜角。在一些实施例中，隔离的可变形区域的每一者亦由范围从约1Vdc至约200Vdc的电压控制。在一些实施例中，隔离的可变形区域的每一者是由压电晶体制成。
根据本揭露的实施例的另一态样，控制极紫外(EUV)辐射源的回馈系统的方法包括提供安置在激发激光的路径中的选择性可拆卸的可变形镜。方法包括量测来自激发激光的在预脉冲与主脉冲之间的时间延迟。方法亦包括由能量检测器执行对极紫外能量中的变化的能量量测，该能量变化是当靶材液滴转换为电浆时产生。随后，方法包括确定是否能量量测的变化在操作窗口之内。回应于不在能量量测的变化的操作窗口之内的能量量测的变化，方法包括自动地调整选择性可拆卸的可变形镜的可配置参数以将能量量测中的变化设定在操作窗口之内。在一些实施例中，能量量测量测预脉冲与主脉冲的的光束大小及在预脉冲与主脉冲之间的空间分离的至少一者。在一些实施例中，选择性可拆卸的可变形镜相对于初始倾斜角将范围从-2.0mrad至+2.0mrad的可调整倾斜角调整至选择性可拆卸的可变形镜的隔离的可变形区域的每一者。在一些实施例中，选择性可拆卸的可变形镜亦将范围从约1Vdc至约200Vdc的电压调整至选择性可拆卸的可变形镜。在一些实施例中，方法进一步包括使用脉冲时序调变电压的幅度。在一些实施例中，方法进一步包括使用脉冲时序模块调变电压脉冲的频率。在一些实施例中，回馈系统基于新的能量量测信息产生通知，该能量量测信息指示能量量测是在可接受的能量量测范围之内。
根据本揭露的实施例的又一态样，极紫外(EUV)辐射产生装置包括液滴产生器、光束传输系统、波前相差检测器，及耦接至波前相差检测器的控制器。液滴产生器用以产生靶材液滴。光束传输系统包括辐射源及选择性可拆卸的可变形镜。辐射源用以调整在预定位置处的在预脉冲与主脉冲之间的时间延迟。波前相差检测器用以量测当靶材液滴由激发激光转换为电浆时产生的极紫外波前中的变化。耦接至波前相差检测器的控制器经程序化以确定在波前相差检测器处检测的辐射的波前量测中的变化是否在操作窗口之内。回应于确定在波前量测中的经检测的变化不在操作窗口之内，控制器自动地调整选择性可拆卸的可变形镜的可配置参数。在一些实施例中，控制器用以产生预脉冲及主脉冲的一者或两者的波前轮廓。在一些实施例中，控制器亦用以控制选择性可拆卸的可变形镜，以基于由至少一个先前脉冲产生的波前轮廓中的变化来改变预脉冲及主脉冲的一者或两者的极紫外波前。在一些实施例中，控制器进一步用以基于历史数据决定待调整的预脉冲及主脉冲的一者或两者的波前轮廓，该历史数据与作为参数变化的函数的极紫外能量中的变化相关。
应将理解，在本揭露的实施例中并非必须论述所有优点，没有特定优点对于所有实施例或实例是需要的，并且其他实施例或实例可以提供不同的优点。
前述内容概括了若干实施例或实例的特征，以便熟悉该项技术者可较佳地理解本揭露的实施例的态样。熟悉该项技术者应理解，其可轻易地使用本揭露的实施例内容作为用于设计或修改其他制程及结构的基础，这些其他制程及结构用于实现本揭露介绍的实施例或实例的相同目的及/或达成相同优点。熟悉该项技术者亦应了解，这些同等构造不背离本揭露的实施例的精神及范畴，且在不背离本揭露的实施例的精神及范畴的情况下，熟悉该项技术者可以进行各种改变、替代及更改。

Claims (1)

1.一种极紫外(EUV)辐射产生装置，其特征在于，包含：
一液滴产生器，用以产生靶材液滴；
一激发激光，用以使用激发脉冲加热所述靶材液滴以将所述靶材液滴转换为电浆；
一选择性可拆卸的可变形镜，经安置在该激发激光的一路径中；以及
一控制器，用以通过基于一回馈参数控制该选择性可拆卸的可变形镜来调整该激发激光的参数。
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