TW201433216A - 用以調整雷射光束脈衝時序以調節極端紫外光劑量之方法 - Google Patents

用以調整雷射光束脈衝時序以調節極端紫外光劑量之方法 Download PDF

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Abstract

本文描述的是藉由調整所發射雷射光束脈衝時序來控制來自雷射產生電漿極端紫外光系統之能量劑量輸出的方法的實施例。在頻閃發射期間，調整脈衝時序來以雷射輻照微滴直至已達成目標EUV劑量。一旦累積EUV達到該劑量目標，即調整脈衝時序以便在該封包剩餘部分期間不以雷射輻照微滴，且由此防止該封包之此等部分期間的額外EUV光產生。在一連續爆發模式中，調整脈衝時序來輻照微滴直至累積爆發誤差達到或超過一閾值爆發誤差。若累積爆發誤差達到或超過該閾值爆發誤差，即調整下一脈衝時序以便不輻照下一微滴。因此，本文所述之實施例操縱脈衝時序調整來獲得一恆定所要劑量目標，該所要劑量目標可更精確地匹配下游劑量調配要求。

Description

用以調整雷射光束脈衝時序以調節極端紫外光劑量之方法
本發明大體而言係關於用於光微影術之雷射技術，且更特定而言，係關於雷射發射期間的EUV劑量控制。
半導體工業持續地使微影技術得到發展，該技術能夠印刷愈來愈小的積體電路尺寸。通常將極端紫外(「EUV」)光(有時亦稱為軟x射線)定義為波長在10nm與110nm之間的電磁輻射。通常認為EUV微影術包括波長在10nm至14nm範圍內之EUV光，且該微影術係用以在諸如矽晶圓之基板中產生極小的特徵(例如亞32nm特徵)。此等系統必須為高度可靠的且提供成本有效的產出量及合理的製程寬容度。
用以產生EUV光之方法包括但不必限於，將材料轉化為電漿狀態，該材料具有一或多個元素(例如氙、鋰、錫、銦、銻、碲、鋁等)並在EUV範圍內具有一或多個發射線。在一個此種方法中，可藉由在輻照位點處使用雷射光束輻照目標材料來產生通常稱為雷射產生電漿(「LPP」)的 所要電漿，該目標材料諸如具有所要線發射元素之材料微滴、材料流或材料叢集。
線發射元素可為純的形式或合金形式(例如在所要溫度下為液體之合金)，或可與諸如液體之另一材料混合或以該另一材料分散。將此目標材料及雷射光束同時輸送至LPP EUV源電漿室內的一所要輻照位點(例如主焦點)來用於電漿起始會帶來對調整時序及控制的挑戰。具體而言，雷射光束必需聚焦於目標材料將經過的位置上，且受時序調整以便在該目標材料通過該位置時與其相交，從而適當地撞擊該目標以獲得良好的電漿及因此良好的EUV光。
微滴產生器固持目標材料並將該目標材料擠壓成微滴，該等微滴沿主焦點之x軸行進以便與正沿該主焦點之z軸行進的雷射光束相交。理想地，微滴經靶向以便通過主焦點。當雷射光束在主焦點處撞擊微滴時，EUV光輸出在理論上為最大的。然而，事實上，隨時間推移在各次爆發中達成最大EUV輸出光是非常困難的，因為藉由輻照一微滴所產生之能量與藉由輻照另一微滴所產生之能量會隨機變化。
因此，最大EUV光輸出有時可實現，但並非總能實現。此輸出可變性對於EUV光之下游利用而言成為問題。例如，若於微影術掃描器下游使用可變EUV光，則晶圓可受不均勻地處理，從而造成對自該等晶圓切割的晶粒之品質控制的弱化(diminution)。因此，可能需要以非最大 EUV來換取較大可靠性。
在整個晶圓晶粒曝光期間，頻閃模式以短暫曝光來產生EUV。雖然此爆發模式可有益於對EUV能量劑量之控制，但卻需要一種方法來以更大可靠性產生適於下游目(亦即更精確地控制EUV能量劑量)的可接受程度的EUV能量輸出。
在一實施例中，提供一種調節在一EUV光源之頻閃發射期間所產生之能量劑量的方法，該EUV光源經組配來在一或多個封包內產生一能量劑量目標，該方法包含：(a)藉由一雷射控制器來設定用於一當前封包之一劑量伺服值；(b)藉由該雷射控制器調整一觸發之時序，以便使一雷射光束發射脈衝來在該當前封包期間輻照一微滴；(c)藉由一感測器來感測藉由輻照該微滴所產生的EUV能量；(d)藉由該雷射控制器將該經感測的EUV能量，與在該當前封包期間藉由輻照一或多個先前微滴所產生的EUV能量相累積；(e)當該當前封包內的該累積EUV能量小於基於該能量劑量目標及一累積劑量誤差之一經調整劑量目標時，重複步驟(b)、(c)以及(d)；以及(f)藉由該雷射控制器調開(mistiming)該觸發之時序，以便使雷射光束發射脈衝而在該當前封包期間不輻照另一微滴。
另一實施例為該方法，其進一步包含：(g)藉由該雷射控制器計算該當前封包之一劑量誤差；(h)藉由該雷射控制器將該當前封包之該劑量誤差與一或多個先前封包 之一劑量誤差累積；(i)藉由該雷射控制器基於該能量劑量目標及該累積劑量誤差來計算用於下一封包的一新調整劑量目標；以及(j)藉由該雷射控制器計算用於該下一封包的一新劑量伺服值。
又一實施例為一種系統，其用以調節在一EUV光源之頻閃爆發-發射期間所產生之能量劑量，該EUV光源經組配來在一或多個封包內產生一能量劑量目標，該系統包含：一驅動雷射，其經組配來在接收到一觸發時使一雷射光束發射脈衝；一感測器，其經組配來感測藉由輻照一微滴所產生的EUV能量；以及一控制器，其經組配來：(a)設定用於一當前封包之一劑量伺服值；(b)調整該觸發之時序，以便使該雷射光束發射脈衝來在該當前封包期間輻照一微滴；(c)將藉由輻照該微滴所產生的經感測EUV能量，與在該當前封包期間藉由輻照一或多個先前微滴所產生的EUV能量相累積；(d)當該當前封包內之該累積EUV能量小於基於該能量劑量目標及一累積劑量誤差之一經調整劑量目標時，重複步驟(b)及(c)；以及(e)調開該觸發之時序，以便使該雷射光束發射脈衝而在該當前封包期間不輻照另一微滴。
另一實施例為該系統，其中該控制器進一步經組配來：(f)計算該當前封包之一劑量誤差；(g)將該當前封包之該劑量誤差與一或多個先前封包之一劑量誤差相累積；(h)基於該能量劑量目標及該累積劑量誤差來計算用於下一封包的一新調整劑量目標；以及(i)計算用於該下一封包的 一新劑量伺服值。
一種調節在一EUV光源之連續爆發模式期間所產生之能量劑量的方法，該方法包含：(a)使具有一預定能量劑量目標之一爆發開始；(b)藉由該雷射控制器調整一觸發之時序，以便使一雷射光束發射脈衝來在該爆發期間輻照一微滴；(c)感測藉由該微滴所產生的EUV能量；(d)藉由該雷射控制器基於該經感測的EUV能量及該能量劑量目標來計算該微滴之一當前劑量誤差；(e)藉由該雷射控制器將基於該當前劑量誤差之一爆發誤差與在該爆發期間針對一或多個先前微滴所計算之一累計爆發誤差(running burst error)累積；(e)當該爆發未結束且該經累積爆發誤差未達到或未超過一閾值爆發誤差時，對下一微滴重複步驟(b)至(e)；(f)當該爆發未結束且該累積爆發誤差達到或超過該閾值爆發誤差時，藉由該雷射控制器調開該觸發之時序，以便使該雷射光束發射脈衝而不輻照該下一微滴；以及(g)重複步驟(c)至(g)直至該爆發結束。
一種用以調節在一EUV光源之連續爆發發射期間所產生之能量劑量的系統，該EUV光源經組配來產生一能量劑量目標，該系統包含：一驅動雷射，其經組配來在接收到一觸發時使一雷射光束發射脈衝；一感測器，其經組配來感測藉由輻照一微滴所產生的EUV能量；以及一控制器，其經組配來：(a)調整該觸發之時序，以便使一雷射光束發射脈衝來在該爆發期間輻照一微滴；(b)基於該經感測的EUV能量及該能量劑量目標來計算該微滴之一當前劑 量誤差；(c)將基於該當前劑量誤差之一爆發誤差，與在該爆發期間針對一或多個先前微滴所計算之一累計爆發誤差相累積；(d)當該爆發未結束且該累積爆發誤差未達到或未超過一閾值爆發誤差時，對下一微滴重複步驟(a)至(c)；(e)當該爆發未結束且該經累積爆發誤差達到或超過該閾值爆發誤差時，調開該觸發之時序以便使該雷射光束發射脈衝而不輻照該下一微滴；以及(f)重複步驟(b)至步驟(e)直至該爆發結束。
100‧‧‧LPP EUV系統/EUV系統
101‧‧‧驅動雷射
102‧‧‧雷射光束
103‧‧‧光束輸送系統
104‧‧‧聚焦光學元件
105‧‧‧主焦點
106‧‧‧微滴產生器
107‧‧‧微滴
108‧‧‧橢圓形收集器
109‧‧‧中間聚焦部
110‧‧‧LPP EUV源電漿室/微滴捕獲器
202‧‧‧電漿
401‧‧‧對準微滴脈衝發射
402‧‧‧偏離微滴脈衝發射
501‧‧‧能量輸出感測器/感測器
502‧‧‧雷射控制器/邏輯控制器
601~611‧‧‧步驟
801‧‧‧較大對準微滴脈衝發射
802‧‧‧較大偏離微滴脈衝發射
901~908‧‧‧步驟
1001‧‧‧對準微滴之脈衝
1002‧‧‧偏離微滴之脈衝
1003‧‧‧劑量目標
1004‧‧‧恆定的劑量調配
圖1為例示典型LPP EUV系統之一些組件的示意圖。
圖2為例示用以輻照微滴的雷射脈衝發射的示意圖。
圖3為例示用以避免輻照微滴的經錯誤時序調整的雷射脈衝發射的示意圖。
圖4為根據一實施例的在用以輻照微滴的雷射脈衝發射之時期期間及在用以避免輻照微滴的經錯誤時序調整的雷射脈衝發射之時期期間隨時間推移所產生之能量的圖表。
圖5為根據一實施例的描繪EUV光之劑量控制中所涉及的EUV系統組件的方塊圖。
圖6為根據一實施例的藉由雷射光束脈衝時序調整來控制頻閃EUV劑量之方法的流程圖。
圖7為展示根據一實施例的在使用雷射光束脈衝 時序調整來控制EUV劑量的情況下、在2秒爆發內所達成之能量劑量目標附近之百分比變化的資料圖。
圖8展示根據一實施例的在使用雷射光束脈衝時序調整來控制EUV劑量的情況下、在2秒爆發內所產生之封包EUV能量(上圖面)及脈衝計數(下圖面)。
圖9為根據一實施例的在連續爆發發射期間調整雷射光束脈衝時序來控制EUV劑量之方法的流程圖。
圖10展示根據一實施例的在使用雷射光束脈衝時序調整來控制EUV劑量的情況下、在連續爆發發射期間所產生之EUV能量(上圖面)及能量劑量(下圖面)。
如上所論述，藉由EUV系統之能量(光)輸出可用於許多應用中之下游，該等應用例如半導體微影術。在典型情形中，EUV輸出可以頻閃爆發方式傳遞至微影掃描器，以便輻照連續晶圓上之光阻劑。在不具有主振盪器之雷射系統(亦即，「NOMO」系統)中，能量之此類頻閃爆發藉由控制RF泵功率來將雷射在「打開」與「關閉」狀態之間切換而達成。因此，傳遞用以下游劑量調配之能量的量藉由此RF功率泵送作用來控制。
MOPA雷射系統(亦即，具有主振盪器及功率放大器之系統，包括具有預脈衝組態之該等系統，即「MOPA+PP系統」)能夠自脈衝雷射源產生相較NOMO系統而言更高的功率輸出，且因此較佳用於一些下游應用。然而，由於雷射脈衝發射期間MOPA系統的雷射起動動力學(例如溫度 依懶性振盪)及/或驅動雷射組件(例如反射鏡及/或透鏡)的熱不穩定性，MOPA系統中之下游劑量調配不如NOMO系統中容易控制。簡言之，觀察到的是，MOPA+PP系統不能夠在緊接將RF信號接通至功率放大器之後的一段時間中產生足夠穩定的EUV位準。因此，使MOPA+PP雷射系統在「打開」與「關閉」狀態之間循環不為用以控制用於下游應用之EUV劑量調配的尤其實際或有效的方式。
如本文關於各種實施例所描述，雷射起動問題可替代地藉由使雷射連續發射脈衝來避免，亦即，藉由保持雷射系統「打開」(亦即，將RF信號閘維持在連續「打開」狀態)。不同於將雷射在「打開」與「關閉」狀態之間切換，能量輸出位準可經由用以調整雷射光束脈衝時序之程序來控制，以便一些(但並非所有)脈衝在主焦點處輻照微滴。藉由調節由雷射光束脈衝輻照之微滴的數量，可將輸出能量劑量維持在所要(且穩定)的劑量目標位準下。
更具體而言，將驅動雷射(例如MOPA)切換為「打開」以便發射長(例如2秒)的脈衝爆發，然後切換為「關閉」歷時一短時期，然後切換為「打開」以發射長的脈衝爆發，等等。在長爆發內，可將驅動雷射時序調整以便頻閃地發射，亦即，以便連續地發射短的微小爆發(或「封包」))，每一爆發具有預定數目之快速脈衝。在每一封包期間，調整脈衝時序來在主焦點中以雷射輻照微滴，且由此產生EUV能量，直至已達成EUV之劑量目標。一旦封包內所產生的EUV能量達到劑量目標，即將調整脈衝時序來發射， 以便在該封包剩餘部分期間不以雷射輻照該等微滴，且由此防止該封包之該等部分期間額外EUV光的產生。以封包至封包為基礎(亦即，在封包之間)，自先前封包所計算的劑量調配誤差(亦即，所達成之劑量與劑量目標之間的差異)用以對用於下一封包之劑量目標進行微調。
或者，可將驅動雷射(例如MOPA)時序調整來在長的脈衝爆發全程進行連續發射(亦即，以連續爆發模式發射)。在每一爆發期間，調整脈衝時序來在主焦點中以雷射輻照微滴，且由此產生EUV能量，只要在該等爆發內所累積之劑量誤差(亦即，所獲得的EUV能量與所要能量劑量目標之偏差)未達到或未超過可接受誤差位準。一旦針對該爆發之累積劑量誤差(「累積爆發誤差」)達到或超過可接受誤差位準，即調整下一脈衝時序來發射以便不以雷射輻照微滴，且由此驅使該累積爆發誤差返回至可接受位準。當針對爆發之劑量誤差處於可接受位準下時，即再次調整下一脈衝時序來在主焦點中以雷射輻照微滴，且由此產生EUV能量。
因此，本文所述之方法調制脈衝時序以便獲得所要劑量目標。例如，若脈衝以50,000脈衝/秒之速率發射，且所有脈衝均對準微滴發射(fired on-droplet)，即將達成35瓦特之平均封包輸出。然而，若劑量目標僅為30瓦特，則本文所述之方法提供將所達成之劑量限制於此30瓦特之方式(即使在60,000脈衝/秒之脈衝速率下亦如此)。
圖1例示典型LPP EUV系統100之一些組件。諸如 CO2雷射之驅動雷射101產生雷射光束102，該雷射光束通過光束輸送系統103且穿過聚焦光學元件104。聚焦光學元件104具有位於LPP EUV源電漿室110內輻照位點處的主焦點105。微滴產生器106產生並彈射適當目標材料之微滴107，該等微滴在輻照位點處受雷射光束102撞擊時產生發射EUV光之電漿。EUV光由橢圓形收集器108收集，該橢圓形收集器將來自電漿之EUV光聚焦在中間聚焦部109處，以便將所產生之EUV光輸送至例如微影系統。中間聚焦部109通常將位於含有將要曝露至EUV光之晶圓舟的掃描器(未圖示)內，其中該舟的一部分含有當前正受穿過中間聚焦部109之光輻照的晶圓。在一些實施例中，可存在多個驅動雷射101，該等驅動雷射之光束全部會聚在聚焦光學元件104上。一種類型的LPP EUV光源可使用CO2雷射及硒化鋅(ZnSe)透鏡，該透鏡具有抗反射塗層及約6吋至8吋之通光孔徑。
來自LPP EUV系統之能量輸出係基於雷射光束102可聚焦在由微滴產生器106產生的微滴107上及可隨時間推移而維持聚焦在該微滴上之程度而變化。若微滴在受雷射光束102撞擊時係定位在主焦點105中，即自EUV系統100輸出最佳能量。微滴之此種定位允許橢圓形收集器108收集來自所產生電漿的最大量的EUV光以用於輸送至例如微影系統。當微滴在行進至主焦點105期間自微滴產生器106傳遞穿過雷射幕時，感測器(未圖示，例如窄視場(NF)攝影機)感測該等微滴且將微滴至微滴反饋提供至EUV系 統100，該微滴至微滴反饋係用以調整微滴產生器106，以便將微滴107重新對準至主焦點105(亦即，「對準目標」)。
當以頻閃或連續爆發模式發射驅動雷射101時，EUV系統100根據此項技術中已知的技術使用閉合迴路(微滴至微滴)反饋來維持微滴107獲相當好地對準。然而，不管微滴維持成對準目標之程度如何，在封包期間所產生的總能量可由於每一經輻照微滴所產生之能量的量的隨機波動而變化。此等隨機波動致使維持恆定的劑量目標輸出變得困難。然而，維持輸出能量之恆定位準對下游目的而言為重要的。若不能維持輸出能量之恆定位準，則在例如微影掃描器內輸出能量之下游使用對矽晶圓圖案化產生負面影響。
如現將參照圖2、圖3以及圖4所述，藉由調整微滴到達主焦點處與雷射到達主焦點處之間的時序，可將爆發發射期間所產生之能量維持在可靠的恆定位準下。圖2及圖3示意性地例示當調整雷射之時序來發射脈衝以便分別輻照微滴(亦即，「對準微滴」發射脈衝)以及避免輻照微滴(「偏離微滴」發射脈衝)時，微滴107在爆發發射期間的定向。圖4為描繪在雷射發射脈衝來輻照微滴之時期期間及在調開雷射發射脈衝時序來避免輻照微滴之時期期間，隨時間推移所產生之能量的圖表。
首先參照圖2，當調整雷射之時序來對準微滴發射脈衝(「對準微滴脈衝發射」)時，雷射光束102之脈衝在主焦點105處撞擊微滴107，蒸發微滴107之目標材料，且在 主焦點105處產生電漿202。自電漿202所發射的EUV能量由橢圓形收集器108收集且反射至中間聚焦部109上，該EUV能量傳遞至該中間聚焦部中或由例如微影系統使用。如圖4中所示，在對準微滴脈衝發射401叢集期間所產生的EUV能量平均而言大約為中值能量值(此處，大約.45mJ)，但由於針對每一微滴所產生的能量的隨機波動而高度可變。此可變性可驅使自任何給定封包所獲得的能量劑量遠離所要恆定EUV劑量目標，且由此對下游操作產生負面影響。
現參照圖3，當調開雷射脈衝發射時序以偏離微滴發射脈衝(「偏離微滴脈衝發射」)時，雷射光束102之脈衝通過微滴之間的主焦點105，以便不蒸發微滴之目標材料，且在主焦點105處不產生電漿。在MOPA+PP系統中，調整觸發之時序來發射脈衝可提前或延遲，以使得雷射光束102通過主焦點105而不撞擊微滴107。因此，如圖4中所示，在脈衝發射偏離微滴402時產生極少或不產生EUV能量。
本文所述用於頻閃發射之方法的實施例以封包內之脈衝至脈衝為基礎來判定是否已達成當前封包之所要能量劑量目標。因此，在封包內之微滴經雷射輻照之後，計算用於該封包之總能量劑量且與所要能量劑量目標相比較。若尚未達成所要能量劑量目標，即針對下一脈衝調整驅動雷射之觸發之時序，以便對下一微滴進行對準微滴雷射輻照。若已達成所要能量劑量目標，即針對下一脈衝調開驅動雷射之觸發之時序，以便對下一微滴進行偏離微滴 雷射輻照，從而使得在當前封包內不產生額外的能量。在封包之間(亦即，以封包至封包為基礎)，自當前封包所計算之劑量誤差與來自先前封包之劑量誤差相累積，且用作「伺服值(servo)」來對用於下一封包之劑量目標進行微調。
圖5之方塊圖展示根據一實施例的所產生EUV光之劑量控制中所涉及的EUV系統組件。雷射控制器502調整驅動雷射101之觸發之時序來對準微滴發射脈衝，以使得該等微滴在經輻照時產生發射EUV能量之電漿。所收集EUV能量的量藉由能量輸出感測器501以脈衝至脈衝為基礎來感測且傳遞至雷射收集器502，該雷射收集器將當前封包期間所產生的總EUV能量之累計總數(running total)累積。感測器501為LPP EUV源電漿室110內之感測器，例如，以相對於雷射光束102為90°來定位的EUV側感測器；或為掃描器內之感測器，其量測通過中間聚焦部109的能量。當所累積EUV等於或最低限度地超過劑量目標時，雷射收集器502調開驅動雷射101之觸發之定時，以使得驅動雷射101偏離微滴發射脈衝，從而避免產生額外的EUV能量。驅動雷射101繼續針對當前封包的剩餘部分偏離微滴發射脈衝。在當前封包完成時，雷射控制器502計算當前封包之劑量誤差，且將該劑量誤差與來自先前封包之劑量誤差相累積。然後，收集器502基於該累積劑量誤差調整劑量目標，該累積達成之EUV能量在下一封包期間與該劑量目標相比較。
本文所揭示用於頻閃脈衝發射之雷射光束脈衝時序調整之方法的實施例藉由在封包內偏離微滴發射脈衝 的某一部分來調節平均EUV。例如，當脈衝能量增加時，對準微滴發射之脈衝的數目(脈衝計數)減少以便維持相同的平均EUV。隨時間推移，可更好地理解所產生的EUV能量的隨機波動，以便可調整封包大小來將偏離微滴之雷射輻照時間最小化。
現參照圖6，呈現根據一實施例的調整雷射光束脈衝時序以控制頻閃EUV劑量之方法的流程圖。在起始以下步驟之前，將要在爆發之每一封包內達成之EUV能量的劑量目標(亦即將要調節封包能量所至的設定點)及封包大小(亦即每一封包內的脈衝總數)係藉由使用者輸入或藉由系統決定。
封包大小較佳經選擇以便為最小封包大小，從而允許對EUV能量劑量進行控制。若封包大小太小(例如1個或2個微滴)，則可能不能調開足夠微滴之脈衝發射時序來充分控制EUV能量劑量。若封包大小太大(例如1000個微滴)，則不可控制之誤差會在封包全程累積(例如如圖4中所示)，從而導致對所產生的用於下游劑量調配之EUV的量控制不良。因此，理想地選擇封包大小以便可調制脈衝時序，但僅針對處於封包後端處之微滴進行調制。例如，若可平均使用40微滴達成足夠劑量，則50滴之封包大小可為適當的(此將允許對最後10微滴進行脈衝時序調開)。
在步驟601中，雷射控制器502設定用於當前封包之劑量伺服值。劑量伺服值為一調節因子，劑量目標根據先前封包所產生的劑量能量藉由該調節因子而增加或減 少。換言之，藉由劑量伺服值來對所要劑量目標進行微調，該劑量伺服值藉由來自先前封包之誤差而決定(如本文其他處所論述)。在一實施例中，針對第一封包將劑量伺服值設定為0。
一旦伺服值已設定，封包之雷射脈衝的發射即可開始。步驟602至607以脈衝至脈衝為基礎來執行，換言之，針對封包之每一脈衝來執行。
在步驟602中，雷射控制器502調整觸發之時序來使驅動雷射101對準微滴發射脈衝，以便雷射光束102在主焦點105中輻照微滴107。
在步驟603中，感測器501感測已藉由步驟602中微滴107之輻照產生多少EUV能量。
在步驟604中，雷射控制器502藉由將步驟603之所感測EUV能量與自封包之第一脈衝以來(換言之，自步驟601以來)所產生EUV之累計總數相加來累積EUV能量。
在步驟605中，雷射控制器502判定步驟604之所累積EUV能量等於或最低限度地大於經調整劑量目標。經調整劑量目標為劑量目標與步驟601之劑量伺服值的總和。由於各種原因，所累積EUV能量可最低限度地大於經調整劑量目標，該等原因例如由於藉由每一經輻照微滴所產生之EUV的隨機波動，及/或因為由每一經輻照微滴所產生之能量(即使不存在隨機波動)不為恆定不變值。若所累積EUV能量不大於或等於步驟601之經調整劑量目標，則雷射控制器502返回至步驟602，以便觸發另一對準微滴脈衝且 重複步驟603、步驟604以及步驟605。
若所累積EUV能量大於或等於經調整劑量目標，即在步驟606中，雷射控制器502調開觸發之時序來使驅動雷射101偏離微滴發射脈衝，以使得雷射光束102在主焦點105中不輻照微滴107。調開時序之觸發可相對於用於對準微滴脈衝發射之下一觸發的時序在時間上延遲或提前，換言之，若步驟604之所累積EUV能量不大於或等於經調整劑量目標，即相對於用於對準微滴脈衝發射之下一觸發的時序在時間上延遲或提前。
在步驟607中，雷射控制器502判定封包是否完成，換言之，由驅動雷射101所發射之脈衝的數目是否等於封包大小。若雷射控制器502判定封包未完成，雷射控制器502即返回至步驟606來觸發另一偏離微滴脈衝。
若雷射控制器502判定封包完成，即在下一封包開始之前執行步驟608至步驟611以及另一步驟601。
在步驟608中。雷射控制器502計算封包之劑量誤差。劑量誤差係定義為劑量目標減去封包中所累積之EUV能量。在數學上，劑量誤差 封包 =劑量目標-ΣEUV 封包 。
在步驟609中，雷射控制器502將來自封包之劑量誤差與來自先前封包之劑量誤差相累積。
在步驟610中，雷射控制器502使用步驟609中所計算之累積劑量誤差來計算新的劑量伺服值。在一實施例中，新劑量伺服值計算為 先前伺服值+(增量*累積劑量誤差)
其中先前劑量伺服值為步驟601中所設定之劑量伺服值。增量較佳為1.0。增量可在0.01與100之間的範圍中。
在步驟611中，雷射控制器502將累積EUV重新設定為零以便為下一封包做準備且返回至步驟601，其中將新劑量伺服值設定為用於下一封包之劑量伺服值。
重要的是，封包以規則頻率重複。換言之，不管封包內有多少脈衝在主焦點105處撞擊微滴，在封包中發射一定數目之脈衝之後，封包在設定時間開始。然而，因為撞擊封包內微滴之脈衝的數目基於已藉由先前微滴之輻照產生之能量的量而改變，所以撞擊封包內之微滴的最後一脈衝可在不同封包之間不同。
此外，因為封包具有設定數目之脈衝，所以儘管在圖中未展示，但應理解的是，若在步驟602至步驟605之循環期間已達到設定數目之脈衝，則封包可結束而無需調開觸發之時序來使雷射偏離微滴發射脈衝(例如，若用於封包之經累積EUV能量未達到或超過用於封包之經調整劑量目標)。具體來說，若在步驟604中累積封包之EUV能量之後，雷射控制器502判定封包完成(亦即，若由驅動雷射101所發射之脈衝的數目等於封包大小)，則雷射控制器502不返回至步驟602來調整另一觸發之時序以使驅動雷射101對準微滴發射脈衝，而取而代之在下一封包開始之前執行步驟608至步驟611。因此，雷射控制器502計算封包之劑量誤差(步驟608)，將來自該封包之劑量誤差與來自先前封包之 劑量誤差相累積(步驟609)，使用步驟609中所計算之經累積劑量誤差來計算新劑量伺服值(步驟610)，且在返回至步驟601之前將經累積EUV重新設定為零以便為下一封包做準備，其中新劑量伺服值經設定為用於下一封包之劑量伺服值(步驟611)。
圖7及圖8為展示使用用以控制EUV劑量之雷射光束脈衝時序調整方法之一實施例在2秒爆發內所產生之資料的時間對準圖。圖7展示在2秒爆發內所達成之能量劑量目標附近的百分比變化。如藉由圖中所見的在劑量目標附近所繪製的百分比劑量能量變化所指示，由脈衝時序調整所控制之封包劑量調配在劑量目標之±0.5%內(亦即，在圖中0±0.5%範圍內)良好地達成。
圖8的上圖面展示在2秒爆發內所產生之封包EUV。如圖中所見，能量隨時間推移維持在劑量目標下(此處大約為20mJ)，且穩定地維持在劑量目標±0.5%範圍內。圖8的下圖面展示在2秒爆發中之對應的脈衝計數。每一菱形表示在單一封包內對準微滴脈衝數目之計數(「脈衝計數」)。具有較大對準微滴脈衝發射801及具有較大偏離微滴脈衝發射802(且因此具有較低脈衝計數)之示例性封包EUV能量(上圖面)及封包脈衝計數(下圖面)藉由箭頭指示。如箭頭所指示，取決於所產生的EUV能量之隨機波動，可需要較少脈衝來達成恆定EUV能量。
如應用於連續爆發發射，本文所述之方法的實施例以每一爆發內脈衝至脈衝為基礎來判定每一微滴之劑量 誤差(亦即，有多少所獲得EUV能量偏離所要能量劑量目標)。劑量誤差隨爆發進展而累積。因此，在爆發內之微滴經雷射輻照之後，計算該微滴之劑量誤差且與該爆發內先前微滴之劑量誤差相累積。若該爆發之累積劑量誤差(亦即，「累積爆發誤差」)達到或超過可接受之爆發誤差位準(亦即，「閾值爆發誤差」)，即調開驅動雷射之觸發之時序以發出下一脈衝，以便偏離微滴雷射輻照下一微滴且不產生額外能量。因為不產生額外能量，所以下一微滴之劑量誤差具有足夠量值來驅使累積爆發誤差返回至可接受位準(亦即，在閾值爆發誤差以下)。當累積爆發誤差小於閾值爆發誤差時，調整驅動雷射之觸發之時序以發出下一脈衝，以便對準微滴雷射輻照下一微滴來產生額外EUV能量。
現參照圖9，呈現根據一實施例的在連續爆發發射期間調整雷射光束脈衝時序以控制EUV劑量之方法的流程圖。在起始以下步驟之前，將要在每一爆發內達成之EUV能量的劑量目標(亦即，將要調節爆發能量所至的設定點)及閾值爆發誤差(亦即，爆發誤差之可接受位準)係藉由使用者輸入或藉由系統決定。
一旦劑量目標已設定，即在步驟901中可開始一爆發之雷射脈衝的發射。步驟902至步驟908之程序以脈衝至脈衝為基礎來執行，換言之，針對爆發之每一脈衝來執行。
在步驟902中，雷射控制器502調整觸發之時序來使驅動雷射101對準微滴發射脈衝，以便雷射光束102在主 焦點105中輻照當前微滴107。
在步驟903中，感測器501感測已藉由步驟902中當前微滴107之輻照產生多少EUV能量。
在步驟904中。雷射控制器502計算當前微滴107之當前劑量誤差。當前劑量誤差係定義為藉由當前微滴107之輻照所產生(及在步驟903中所感測)之EUV能量減去劑量目標。在數學上，當前劑量誤差=EUV 當前微滴 -劑量目標。
在步驟905中，雷射控制器502藉由將步驟904中所計算之當前劑量誤差與自爆發之第一脈衝以來(換言之，自步驟901以來)所累積之劑量誤差的累計總數相加來累積爆發誤差。藉由一增量來調整當前劑量誤差，該增量可在0.01與100之間的範圍中，但較佳為1。在一實施例中，累積爆發誤差計算為累計爆發誤差+(增量*當前劑量誤差)
其中累計爆發誤差為自爆發內先前微滴所累積之劑量誤差的累計總數。換言之，累計爆發誤差係步驟905中針對先前微滴107所判定之累積爆發誤差。在當前微滴為爆發中之第一微滴時，將累計爆發誤差設定為0。
在步驟906中，雷射控制器502判定爆發是否結束。若雷射控制器502判定爆發結束，雷射控制器502即退出脈衝時序調整方法及/或返回至步驟901以開始另一爆發。
若在步驟906中，雷射控制器502判定爆發未結 束，則在步驟907中，雷射控制器502判定步驟905之累積爆發誤差是否達到或超過爆發誤差閾值。爆發誤差閾值係藉由使用者輸入或藉由系統決定。爆發誤差閾值較佳為零，但可大於或小於零。
若雷射控制器502在步驟907中判定累積爆發誤差未達到或未超過爆發誤差閾值，雷射控制器502即返回至步驟902，以便調整觸發之時序來使驅動雷射101對準微滴發射脈衝，從而使得雷射光束102在主焦點105中輻照下一微滴107。
若雷射控制器502在步驟907中判定累積爆發誤差達到或超過爆發誤差閾值，則在步驟908中，雷射控制器502調開觸發之時序來使驅動雷射101偏離微滴發射脈衝，從而使得雷射光束102在主焦點105中不輻照下一微滴107。錯誤時序調整之觸發可經發射以使得雷射脈衝到達主焦點處早於或晚於液滴之到達。
在針對下一微滴107調開觸發之時序以便使驅動雷射101偏離微滴發射脈衝之後，雷射控制器502返回至步驟903來感測已藉由當前微滴107之輻照產生多少EUV能量，且隨後在步驟904中計算下一微滴107之當前劑量誤差。因為由於脈衝之錯誤時序調整未產生用於下一微滴107之EUV，所以針對下一微滴107所計算之當前劑量誤差與劑量目標量值相等但正負號相反。例如，若劑量目標為1.75mJ，則所計算之當前劑量誤差將為-1.75mJ或100%，相對於在經輻照微滴之劑量目標附近的誤差而言，該數值非常高 (通常遠小於40%)。因此，當雷射控制器502在步驟905中藉由將下一微滴107之相對大的當前劑量誤差與累計爆發誤差相加來累積爆發誤差時，該累積爆發誤差相對於先前微滴107之累積爆發誤差而言通常減少。假設邏輯控制器502在步驟906中判定爆發未結束，邏輯控制器502即在步驟907中判定累積爆發誤差是否達到或超過爆發誤差閾值。若雷射控制器502判定累積爆發誤差現在未達到或超過爆發誤差閾值，雷射控制器502即返回至步驟902，以便調整觸發之時序來使驅動雷射101對準微滴發射脈衝，從而使得雷射光束102在主焦點105中輻照另一微滴107(其現在變成當前微滴107)，且自此步驟起重複圖9之程序。若雷射控制器502判定累積爆發誤差再次達到或超過爆發誤差閾值，則在步驟908中，雷射控制器502調開觸發之時序來使驅動雷射101偏離微滴發射脈衝，從而使得雷射光束102在主焦點105中不輻照下一微滴107，且隨後再次返回至步驟903來感測已產生多少EUV能量。然後，自此點起重複圖9之程序。
在另一實施例中，步驟904之當前劑量誤差替代地定義為劑量目標減去藉由當前微滴107之輻照所產生(及步驟903中所感測)之EUV能量。在數學上，當前劑量誤差=劑量目標-EUV 當前微滴 。
在此實施例中，負增量(而不是以上實施例之正增量)用以在步驟905中在計算累積爆發誤差期間調整當前劑量誤差。該增量可在-0.01與-100之間的範圍中，但較佳為-1。
熟習此項技術者將認識到，直覺上可能不太令人滿意之其他實施例亦為可能的(但非較佳)，只要該方法之各態樣內在一致地滿足以下目的即可：以脈衝至脈衝為基礎將爆發全程之累積爆發誤差與可接受爆發誤差的閾值相比較以便判定是否藉由調開下一脈衝時序來控制能量產生。明確而言，在計算累積爆發誤差時(步驟905)，計算當前劑量誤差(步驟904)之數學方法及應用於當前劑量誤差之增量應彼此保持一致且與判定規則結果保持一致，該判定規則結果係自累積爆發誤差與閾值爆發誤差之比較得出(步驟907)。
圖10展示根據一實施例的在使用雷射光束脈衝時序調整來控制EUV劑量的情況下、在連續爆發發射期間所產生之時間對準EUV能量(上圖面)及能量劑量(下圖面)的滑動視窗。如在上圖面中可見，雖然大部分脈衝係對準微滴發射(例如對準微滴之脈衝1001)，但是許多脈衝係偏離微滴發射(如藉由產生0mJ EUV之脈衝所指示，例如偏離微滴之脈衝1002)以便控制誤差在劑量目標1003附近(在圖中約為1.75mJ)。因此，如下圖面中所示，恆定的劑量調配1004在1.75mJ附近達成，且如藉由參考數字1005所指示，良好地保持在劑量目標1003±0.5%範圍內。
理想地，咸信若目標條件正確且驅動雷射具有足夠效能，則本文所述之雷射光束脈衝時序調整方法之實施例可將劑量能量維持在劑量目標±0.5%範圍內。
一般技藝人士將認識到，雷射脈衝之錯誤時序調 整可經由此項技術中已知的各種機構來實現。例如，驅動雷射可經發射以使得雷射脈衝到達主焦點處早於或晚於微滴之到達。或者，可改變系統光閘(例如電光調變器或聲光調變器)之時序以便允許足以接種放大器的低位準連續波之光通過，且減少該系統之增益。較佳實施例係將光閘提早關閉，且由此將雷射光束相對於微滴提前。
如此項技術中所知，MOPA+PP雷射系統發射預脈衝及主脈衝兩種脈衝。熟習此項技術者應認識到：主脈衝及預脈衝二者用以在雷射對準微滴發射脈衝時雷射輻照微滴，且主脈衝及預脈衝二者均不用以在雷射偏離微滴發射脈衝時雷射輻照微滴。
以上已參照若干實施例闡述所揭示之方法及裝置。根據此揭示案，熟習此項技術者將明白其他實施例。使用不同於以上實施例中所描述組態的組態，或結合不同於以上所描述元件的元件可容易地實施所描述方法及裝置之某些態樣。
此外，亦應瞭解的是，可以包括製程、裝置或系統之眾多方式來實施所描述方法及裝置。本文所描述之方法可經由用於指導處理器執行此類方法之程式指令來實施，且此類指令係記錄在電腦可讀儲存媒體上，諸如硬碟驅動機、軟碟、諸如光碟(compact disc,CD)或數位多樣化光碟(DVD)之光碟(optical disc)、快閃記憶體等等，或經由光學或電子通訊連結發送程式指令之電腦網路。應注意，可改變本文所描述方法之步驟的次序且仍然在本揭示案的 範圍之內。
應理解的是，所給出實例係僅用於說明性目的且可擴展至使用不同慣例及技術之其他實行方案及實施例。雖然描述了許多實施例，但是不欲將本揭示案限於本文所揭示之實施例。相反，意欲涵蓋對熟習此項技術者而言明顯的所有替代方案、修改以及等效物。
在前述說明書中，參照本發明之具體實施例來描述本發明，但熟習此項技術者應認識到，本發明不限於該等具體實施例。上述本發明之各種特徵及態樣可單獨或聯合使用。此外，可以本文所述之該等環境及應用以外的任何數目的環境及應用來利用本發明而不脫離本說明書之更廣泛的精神及範疇。因此，本說明書及圖式應視為說明性的而非限制性的。應瞭解的是，如本文所使用，「包含」、「包括」以及「具有」等詞具體而言意欲解讀為開放式技術用詞。
101‧‧‧驅動雷射
501‧‧‧能量輸出感測器/感測器
502‧‧‧雷射控制器/邏輯控制器

Claims (16)

  1. 一種調節在一EUV光源之頻閃發射期間所產生之一能量劑量的方法，該EUV光源經組配來在一或多個封包內產生一能量劑量目標，該方法包含：(a)藉由一雷射控制器來設定用於一當前封包之一劑量伺服值；(b)藉由該雷射控制器調整一觸發之時序，以便使一雷射光束發射脈衝來在該當前封包期間輻照一微滴；(c)感測藉由輻照該微滴所產生的EUV能量；(d)藉由該雷射控制器來將該經感測的EUV能量，與在該當前封包期間藉由輻照一或多個先前微滴所產生的EUV能量相累積；(e)當該當前封包內的該累積EUV能量小於一基於該能量劑量目標及一累積劑量誤差的經調整劑量目標時，重複步驟(b)、步驟(c)以及步驟(d)；以及(f)藉由該雷射控制器調開(mistiming)該觸發之時序，以便使該雷射光束發射脈衝而在該當前封包期間不輻照另一微滴。
  2. 如請求項1之方法，其中該經調整劑量目標等於該劑量目標加上該劑量伺服值。
  3. 如請求項1之方法，其進一步包含：(g)藉由該雷射控制器來計算該當前封包之一劑量誤差； (h)藉由該雷射控制器將該當前封包之該劑量誤差與一或多個先前封包之一劑量誤差相累積；(i)藉由該雷射控制器以基於該能量劑量目標及該累積劑量誤差來計算用於下一封包的一新調整劑量目標；(j)藉由該雷射控制器計算用於該下一封包的一新劑量伺服值；以及(k)對該下一封包重複步驟(a)至(j)，其中用於該下一封包之經調整劑量目標為該新調整劑量目標，且其中用於該下一封包之劑量伺服值為該新劑量伺服值。
  4. 如請求項3之方法，其中該當前封包之該劑量誤差等於用於該當前封包之該劑量目標減去用於該當前封包之該累積EUV能量。
  5. 如請求項3之方法，其中該累積劑量誤差包含該當前封包之該劑量誤差及一或多個先前封包之該劑量誤差。
  6. 一種用以調節在一EUV光源之頻閃爆發發射期間所產生之一能量劑量的系統，該EUV光源經組配來在一或多個封包內產生一能量劑量目標，該系統包含：一驅動雷射，其經組配來在接收到一觸發時使一雷射光束發射脈衝；一感測器，其經組配來感測藉由輻照一微滴所產生的EUV能量；以及一控制器，其經組配來：(a)設定用於一當前封包之一劑量伺服值； (b)調整該觸發之時序，以便使該雷射光束發射脈衝來在該當前封包期間輻照一微滴；(c)將藉由輻照該微滴所產生的經感測EUV能量，與在該當前封包期間藉由輻照一或多個先前微滴所產生的EUV能量相累積；(d)當該當前封包內之該累積EUV能量小於一基於該能量劑量目標及一累積劑量誤差的經調整劑量目標時，重複步驟(b)及步驟(c)；以及(e)調開該觸發之時序，以便使該雷射光束發射脈衝而在該當前封包期間不輻照另一微滴。
  7. 如請求項6之系統，其中該經調整劑量目標等於該劑量目標加上該劑量伺服值。
  8. 如請求項6之系統，其中該控制器進一步經組配來：(f)計算該當前封包之一劑量誤差；(g)將該當前封包之該劑量誤差與一或多個先前封包之一劑量誤差相累積；(h)基於該能量劑量目標及該累積劑量誤差來計算用於下一封包的一新調整劑量目標；(i)計算用於該下一封包之一新劑量伺服值；以及(j)對該下一封包重複步驟(a)至(i)，其中用於該下一封包之經調整劑量目標為該新調整劑量目標，且其中用於該下一封包之劑量伺服值為該新劑量伺服值。
  9. 如請求項8之系統，其中該當前封包之該劑量誤差等於該當前封包之該劑量目標減去該當前封包之該累積EUV能量。
  10. 如請求項8之系統，其中該累積劑量誤差包含該當前封包之該劑量誤差及一或多個先前封包之該劑量誤差。
  11. 一種調節在一EUV光源之連續爆發模式期間所產生的一能量劑量的方法，該方法包含：(a)使具有一預定能量劑量目標之一爆發開始；(b)藉由該雷射控制器調整一觸發之時序，以便使一雷射光束發射脈衝來在該爆發期間輻照一微滴；(c)感測由該微滴所產生的EUV能量；(d)藉由該雷射控制器以基於該經感測的EUV能量及該能量劑量目標來計算該微滴之一當前劑量誤差；(e)藉由該雷射控制器將基於該當前劑量誤差之一爆發誤差，與在該爆發期間針對一或多個先前微滴所計算之一累計爆發誤差(running burst error)相累積；(f)當該爆發未結束且該累積爆發誤差未達到或未超過一閾值爆發誤差時，對下一微滴重複步驟(b)至(e)；(g)當該爆發未結束且該累積爆發誤差達到或超過該閾值爆發誤差時，藉由該雷射控制器調開該觸發之時序，以便使該雷射光束發射脈衝而不輻照該下一微滴；以及(h)重複步驟(c)至(g)直至該爆發結束。
  12. 如請求項11之方法，其中該當前劑量誤差為該經感測的EUV能量與該能量劑量目標之間的差。
  13. 如請求項12之方法，其中該累積爆發誤差等於累計爆發誤差+(增量*劑量誤差)。
  14. 一種用以調節在一EUV光源之連續爆發發射期間所產生之一能量劑量的系統，該EUV光源經組配來產生一能量劑量目標，該系統包含：一驅動雷射，其經組配來在接收到一觸發時使一雷射光束發射脈衝；一感測器，其經組配來感測藉由輻照一微滴所產生的EUV能量；以及一控制器，其經組配來：(a)調整該觸發之時序，以便使該雷射光束發射脈衝來在該爆發期間輻照一微滴；(b)基於該經感測的EUV能量及該能量劑量目標來計算該微滴之一當前劑量誤差；(c)將基於該當前劑量誤差之一爆發誤差，與在該爆發期間針對一或多個先前微滴所計算之一累計爆發誤差相累積；(d)當該爆發未結束且該累積爆發誤差未達到或未超過一閾值爆發誤差時，對下一微滴重複步驟(a)至(c)；(e)當該爆發未結束且該累積爆發誤差達到或超過一閾值爆發誤差時，調開該觸發之時序，以便使該雷射光束發射脈衝而不輻照該下一微滴；以及 (f)重複步驟(b)至(e)直至該爆發結束。
  15. 如請求項14之系統，其中該當前劑量誤差為該經感測的EUV能量與該能量劑量目標之間的差。
  16. 如請求項15之系統，其中該累積爆發誤差等於累計爆發誤差+(增量*劑量誤差)。
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