TW201918797A - 燃料標靶產生器 - Google Patents

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張漢龍
陳立銳
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台灣積體電路製造股份有限公司
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Abstract

本揭露部分實施例提供一種燃料標靶產生器。上述燃料標靶產生器包括一緩衝腔體，配置用於接收一標靶燃料。上述燃料標靶產生器更包括一儲存腔體，連結至緩衝腔體並配置用於接收來自緩衝腔體的標靶燃料。上述燃料標靶產生器也包括一閥構件，配置用於控制標靶燃料從緩衝腔體到儲存腔體的流動。另外，上述燃料標靶產生器包括一噴嘴，連結至儲存腔體並配置用於供應標靶燃料。

Description

燃料標靶產生器
本發明部分實施例是關於一種燃料標靶產生器，特別是關於一種在微影曝光系統中產生液滴的燃料標靶產生器。
半導體積體電路工業已歷經蓬勃發展的階段。積體電路材料及設計在技術上的進步使得每一代生產的積體電路變得比先前生產的積體電路更小且其電路也變得更複雜。在積體電路發展的進程中，功能性密度（例如：每一個晶片區域中內連接裝置的數目）已經普遍增加，而幾何尺寸（例如：製程中所能創造出最小的元件（或線路））則是普遍下降。這種微縮化的過程通常可藉由增加生產效率及降低相關支出提供許多利益。
舉例來說，對於使用較高解析度的微影製程的需求成長。一種微影技術係稱為極紫外微影技術(extreme ultraviolet lithography, EUVL)，EUVL使用具有約800nm波長的極紫外（EUV）區域的光的掃描儀。一種EUV光源是雷射產生電漿（laser-produced plasma，LPP）。LPP技術通過將高功率雷射聚焦到小型燃料液滴上來產生EUV光，以形成高電離電漿以發射EUV輻射，最大發射峰值為13.5nm。然後EUV光被收集器收集並由光學元件反射到微影曝光物體，例如晶圓。
雖然現有之產生極紫外光的方法及裝置已經可足以應付其需求，然而仍未全面滿足。因此，仍需要一種從輸入能量增加能源轉換效率予離子化的解決方案。
本揭露部分實施例提供一種燃料標靶產生器。上述燃料標靶產生器包括一緩衝腔體，配置用於接收一標靶燃料。上述燃料標靶產生器更包括一儲存腔體，連結至緩衝腔體並配置用於接收來自緩衝腔體的標靶燃料。上述燃料標靶產生器也包括一閥構件，配置用於控制標靶燃料從緩衝腔體到儲存腔體的流動。另外，上述燃料標靶產生器包括一噴嘴，連結至儲存腔體並配置用於供應標靶燃料。
本揭露另一實施例提供一種微影曝光系統。上述微影曝光系統包括一燃料標靶產生器。燃料標靶產生器包括一緩衝腔體、一儲存腔體及一噴嘴依序排列以導引標靶燃料的流動。緩衝腔體選擇性連結至儲存腔體。上述微影曝光系統更包括一雷射產生器配置用於產生用於撞擊由燃料標靶產生器所產生的標靶燃料。上述微影曝光系統也包括一控制器。控制器配置用於控制儲存腔體與緩衝腔體具有相同氣壓。並且控制器配置用於控制從緩衝腔體到儲存腔體的標靶燃料的流動。
本揭露另一實施例提供一種在微影曝光系統產生輻射光的方法。上述方法包括在儲存腔體中產生一個既定氣壓，以經由噴嘴供應在儲存腔體中的第一批次標靶燃料。上述方法更包括使用雷射照射來自噴嘴的標靶燃料以產生輻射光。上述方法也包括增加緩衝腔體中的氣壓至既定氣壓，緩衝腔體中儲存第二批次標靶燃料。另外，上述方法更包括在緩衝腔體中產生既定氣壓後，啟動標靶燃料從緩衝腔體到儲存腔體的流動。
以下揭露內容提供許多不同的實施例或較佳範例以實施本案的不同特徵。當然，本揭露也可以許多不同形式實施，而不局限於以下所述之實施例。以下揭露內容配合圖式詳細敘述各個構件及其排列方式的特定範例，係為了簡化說明，使揭露得以更透徹且完整，以將本揭露之範圍完整地傳達予同領域熟悉此技術者。
在下文中所使用的空間相關用詞，例如“在…下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個（些）元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位之外，這些空間相關用詞也意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位（旋轉90度或其他方位），而在此所使用的空間相關用詞也可依此相同解釋。
必須了解的是，未特別圖示或描述之元件可以本領域技術人士所熟知之各種形式存在。此外，若實施例中敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的情況，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使得上述第一特徵與第二特徵未直接接觸的情況。
以下不同實施例中可能重複使用相同的元件標號及/或文字，這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。在圖式中，結構的形狀或厚度可能擴大，以簡化或便於標示。
本揭露所描述的先進微影製程，方法和材料可用於許多應用，包括鰭式場效應電晶體（FinFET）。舉例而言，本揭露內容適合圖案化鰭片以在特徵之間產生相對緊密的間隔。另外，可以根據本揭露揭露內容加工用於形成鰭式場效應電晶體的鰭片的隔離物。
第1圖顯示根據部分實施例之微影系統10的示意圖。一般而言，微影系統10也可為可執行微影曝光製程的一掃描器，且此微影曝光製程具有個別的放射源以及曝光模式。
根據部分實施例，微影系統10包括一光源12、一照明器14、一光罩平台16、一投影光學模組(或投影光學盒模組(projection optics box, POB))20、以及一基板平台24。微影系統10的元件可被添加或省略，本發明實施例不被所述實施例所限制。
光源12是配置來產生波長範圍約在1奈米與100奈米之間的放射線(radians)。在一個特定的例子中，光源12產生一波長集中在約13.5奈米的極紫外光光線。相應地，光源12也稱為極紫外光光源。然而，應當理解的是，光源12並不限定於發出極紫外光光線。光源12可以被利用來從激發靶材施行任何高強度光子的放射(high-intensity photon emission)。
在各種實施例中，照明器14包含各種折射式光學元件，例如單一透鏡或具有多重透鏡(波域片)的透鏡系統，或可替代地為包含各種反射式光學元件(符合極紫外微影系統使用)，例如單一反射鏡或具有多重反射鏡的反射鏡系統，藉以將光線由光源12導向一光罩平台16上，特別是導向一固定於光罩平台16上的一光罩18。於本實施例中，反射式光學系統被使用於光源12產生極紫外光波長範圍中之光線的位置。
光罩平台16是配置來固定光罩18。在部分實施例中，光罩平台16包含了一靜電吸盤(e-chuck)來固定光罩18。這是因為氣體分子吸收了極紫外光光線，且用於極紫外微影圖案化(EUV lithography patterning)的微影系統係維持在一個真空的環境下以避免極紫外光的強度損失。於本發明實施例中，光罩、光掩模、以及光盤等用語可互換使用。
於本實施例中，光罩18為一反射式光罩。光罩18的一種示範性結構包含具有合適材料的一基板，前述合適材料例如一低熱膨脹材料(low thermal expansion material, LTEM)或熔凝石英(fused quartz)。在各種例子中，低熱膨脹材料包含摻雜有二氧化矽的二氧化鈦，或者其他低熱膨脹的合適材料。光罩18包含有多個沉積在基板上的反射多層(reflective multiple layers(ML))。
此種多層包含複數薄膜對，如鉬-矽薄膜對(例如是每一個薄膜對中具有一鉬層在一矽層的上面或下面)。另外，此種多層可包含鉬-鈹薄膜對，或者是其餘可配置來高度反射極紫外光的合適材料。光罩18更可包含一用以保護之覆蓋層，如釕(Ru)，其係設置在前述多層上。光罩18更包含一吸收層，如氮化鉭硼(tantalum boron nitride, TaBN)層，其係沉積在前述多層上。吸收層係被圖案化以定義出積體電路之一層體。或者，另一反射層可沉積在前述多層上，並被圖案化以定義出一積體電路之層，從而形成一極紫外光相位偏移遮罩(EUV phase shift mask)。
投影光學模組(或投影光學盒模組)20是配置來將光罩18的圖案映像(imaging)至一半導體晶圓22上，其中前述半導體晶圓22係固定於微影系統10的基板平台24上。在部分實施例中，投影光學盒模組20具有折射式光學系統(例如給紫外線微影系統使用的)、或者替代地在各種實施例中具有反射式光學系統(例如給極紫外微影系統使用的)。從光罩18導引來的光線被投影光學盒模組20所收集，且前述光線帶有定義在光罩上之圖案的映像(image)。照明器14與投影光學盒模組20兩者合稱為微影系統10的光學模組。
於本實施例中，半導體晶圓22可由矽或其他半導體材料製成。可選的或附加的，半導體晶圓22可包含其他元素半導體材料，例如鍺。在部分實施例中，半導體晶圓22由化合物半導體製成，例如碳化矽(silicon carbide, SiC)、砷化鉀(gallium arsenic, GaAs)、砷化銦(indium arsenide, InAs)、或磷化銦(indium phosphide, InP)。在部分實施例中，半導體晶圓22由合金半導體製成，例如矽鍺(silicon germanium, SiGe)、矽鍺碳(silicon germanium carbide, SiGeC)、砷磷化鎵(gallium arsenic phosphide, GaAsP)、或磷化銦鎵(gallium indium phosphide, GaInP)。在部分實施例中，半導體晶圓22可為絕緣層上覆矽(silicon-on-insulator, SOI)或絕緣層上覆鍺(germanium-on- insulator, GOI)基板。
此外，半導體晶圓22可具有各種裝置元件。所述裝置元件舉例來說是形成於半導體晶圓22中，包括電晶體(例如金屬氧化物半導體場效電晶體(metal oxide semiconductor field effect transistors, MOSFET)、互補式金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)電晶體、雙極性接面型電晶體(bipolar junction transistors, BJT)、高壓電晶體(high voltage transistors)、高頻電晶體(high-frequency transistors)、P通道及/或N通道場效電晶體(p-channel and/or n-channel field-effect transistors, PFETs/NFETs)等)、二極體、及/或其他合適的元件。可執行各種製程來形成裝置元件，例如沉積、蝕刻、植入、光刻、退火、及/或其他合適的製程。在部分實施例中，半導體晶圓22上塗有感光於本實施例的極紫外光光線之一光阻層。包含前述元件的各種元件係被整合在一起且可操作來執行微影曝光製程。
微影系統10可進一步包含其他模組、或者是整合於(或耦合於)其他模組。於本實施例中，微影系統10包含一氣體供應模組26，其係設計來提供氫氣給光源12。氫氣可幫助降低在光源12的汙染。
第2圖顯示根據部分實施例之光源12的示意圖。光源12使用了一雙脈衝雷射產生電漿(laser produced plasma, LPP)機構來生成電漿，且進一步地由電漿生成極紫外光光線。在部分實施例中，光源12包括一控制器13、一燃料標靶產生器30、一雷射產生器90、一雷射產生電漿收集器60、一監測裝置70、以及一燃料源85。光源12的前述元件可被置於真空中。應當理解的是，光源12的元件可增加或省略，本發明實施例不被所述實施例所限制。
燃料標靶產生器30配置成產生標靶燃料80的多個液滴82進入激發區81。在一個實施例中，標靶燃料80包括錫（Sn）。在一個實施例中，液滴82各自具有約30微米（μm）的直徑。在一個實施例中，液滴82以約50千赫茲（kHz）的速率產生，並以約70米/秒（m / s）的速度進入光源12中的激發區81。其他材料也可用於標靶燃料80，例如含錫液體材料，例如含錫，鋰（Li）和氙（Xe）的共晶合金(eutectic alloy)。在燃料標靶產生器30中接收的標靶燃料80可以處於液態。燃料標靶產生器30的結構特徵將結合第3圖更詳細地描述。
雷射產生器90配置以產生至少一個雷射以允許液滴82轉換成電漿。在部分實施例中，雷射產生器90包括第一雷射源91和第二雷射源95。第一雷射源91是配置來產生預脈衝雷射92。第二雷射源95是配置來產生主要脈衝雷射96。預脈衝雷射92係用來加熱(或預熱)液滴82，以使液滴82成為擴張液滴83，擴張液滴83接著再被主要脈衝雷射96照射，產生更多的極紫外光光線放射。於一實施例中，第一雷射源91為一二氧化碳雷射源。於另一實施例中，第一雷射源91為一摻釹的釔鋁石榴石(neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd:YAG))雷射源。於一實施例中，第二雷射源95為一二氧化碳雷射源。
在本實施例中，預脈衝雷射92相較於主要脈衝雷射96具有較低強度且較小的光點大小。在各種實施例中，預脈衝雷射92具有約為100微米或小於100微米的光點尺寸，且主要脈衝雷射96具有約為200至300微米的光點尺寸，例如225微米。預脈衝雷射92和主要脈衝雷射96被生成為具有一定的驅動功率以滿足晶圓的批量生產(volume production)，例如每小時125片晶圓的生產量。舉例而言，預脈衝雷射92配備了約2千瓦的驅動功率，且主要脈衝雷射96配備了約19千瓦的驅動功率。於各種實施例中，預脈衝雷射92與主要脈衝雷射96的總驅動功率至少為20千瓦，例如為27千瓦。然而，應當理解的是，許多變動和修改可以在本揭露的實施例中進行。
預脈衝雷射92和主要脈衝雷射96被分別地導向穿過窗口(或透鏡)93和97後進入激發區81並投射至照射位置（第一照射位置）LP1與照射位置（第二照射位置）LP2的液滴82。窗口93和97採用了可讓個別雷射光束穿透的合適材質。由燃料標靶產生器30提供之液滴82的激發方法於後描述。
監測裝置70配置以監測由燃料標靶產生器30供應的液滴82的狀況。監測裝置70包括液滴狀況偵測器71和分析器73。監測裝置70配置以監測由燃料標靶產生器30提供的液滴82的狀況。在部分實施例中，監測裝置70包括液滴狀況偵測器71和分析器73。液滴狀況偵測器71可以包括影像感測器，例如：電荷耦合裝置、CCD（Charge-coupled Device）、或互補金屬氧化物半導體感測器、CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）感測器等。液滴狀況偵測器71產生包括液滴82的影像或影像的監視影像，並將監視影像發送到分析器73。
分析器73被配置以分析由液滴狀況偵測器71產生的訊號，並根據分析結果將檢測訊號輸出到控制器13。例如，分析器73包括影像分析器。分析器73接收與從液滴狀況偵測器71發送的影像相關聯的數據，並對激發區81中的液滴82的影像執行影像分析處理。接著，分析器73發送與分析控制器13有關的數據。上述分析可包括流體軌跡誤差或位置誤差。
應當理解的是，雖然僅使用一個監測裝置70監測液滴82，但是可以對本揭露的實施例進行許多變化和修改。在部分其他實施例中，使用二個監測裝置70監測液滴82。監測裝置70其中之一用於監測未被預脈衝雷射92擊中的液滴82的狀況。監測裝置70的另一個用於監測已經被預脈衝雷射92擊中的液滴82。
控制器13是配置來控制一或多個光源12的元件。在部分實施例中，控制器13是配置來驅動燃料標靶產生器30產生液滴82（此流程將在關於第4圖顯示的方法S10的說明中詳述）。另外，控制器13是配置來驅動第一雷射源91和第二雷射源95射出預脈衝雷射92和主要脈衝雷射96。在部分實施例中，預脈衝雷射92和主要脈衝雷射96受控制器13所控制而與液滴82的產生相關聯，以使預脈衝雷射92和主要脈衝雷射96依序擊中各個液滴82。
控制器13可以是一計算機系統。在一個示例中，計算機系統包括能夠與網路通信的網路通信設備或網絡計算設備（例如，行動電話，手提電腦，個人電腦，網路服務器等）。根據本揭露的實施例，計算機系統經由處理器執行特定操作，處理器執行包含在系統記憶體組件中的一個或多個指令的一個或多個序列。
處理器可以包括訊號處理器（digital signal processor，DSP），微控制器（MCU）和中央處理單元（CPU）。系統記憶體組件可以包括用於儲存要由處理器執行的數據和/或指令的隨機存取記憶體（RAM）或另一動態儲存設備或只讀記憶體（ROM）或其他靜態儲存設備。例如，系統記憶體組件可以儲存液滴的流速的既定數值，單個液滴通過二個檢測位置的時間的既定數值，或者用於雷射源的參數的可接受範圍產生器。
燃料標靶產生器30的結構特徵說明如下：
第3圖顯示根據部分實施例中連接到燃料源85和控制器13的燃料標靶產生器30的示意圖。部分實施例中，燃料標靶產生器30包括用於容納標靶燃料80的殼體31。殼體31沿著第一延伸軸線L1從第一端311延伸到第二端312。儲存腔體32位於殼體31的第一端311附近，緩衝腔體33位於殼體31的第二端312附近。儲存腔體32和緩衝腔體33沿著第一延伸軸線L1配置並且經由通道34彼此連通。
部分實施例中，殼體31包括一燃料出口36和一燃料入口37。燃料出口36穿過殼體31的第一端11並與儲存腔體32連通以排放保留在儲存腔體32中的標靶燃料80。燃料入口37穿過殼體31的第二端312並與緩衝腔體33連通，以便將標靶燃料80從燃料源85供應進入緩衝腔體33。然而，應該理解的是可以對本公開的實施例進行許多變化和修改。燃料入口36和燃料出口37可位於殼體31的任何其它合適位置，只要燃料入口36和燃料出口37分別與儲存腔體32和緩衝腔體33連通即可。
除了燃料出口36和燃料入口37之外，在部分實施例中，殼體31還包括進氣埠38和進氣埠39。進氣埠38與儲存腔體32連通，進氣埠39與緩衝腔體33連通。進氣埠38和39可以為管狀結構。進氣埠38和39允許來自調控器加壓氣體（下方將進一步描述）進入儲存腔體32和緩衝腔體33或排除在儲存腔體32和緩衝腔體33內部的氣體。
部分實施例中，燃料標靶產生器30更包括一閥構件35，以控制標靶燃料80從緩衝腔體33朝儲存腔體32的流動。閥構件35可包括連接到通道34的一氣動閥或一電磁閥。通道34連接緩衝腔體33至儲存腔體32。閥構件35可以電性連接到控制器13並且根據控制從控制器13所發送的訊號進行操控。
部分實施例中，燃料標靶產生器30更包括一噴嘴50，用於以液滴82的形式從儲存腔體32供應標靶燃料。部分實施例中，噴嘴50包括一過濾器51、一前端件52和一液滴驅動元件53。過濾器51配置以從儲存腔體32中除去標靶燃料80中的雜質。在一實施例中，一過濾通道510形成在過濾器51中。過濾通道510的一端連接到燃料出口36，以從儲存腔體32接收標靶燃料80。此外，過濾通道510的另一端連接到前端件52以供應標靶燃料。在部分實施例中，一多孔膜（圖中未示出）放置在過濾通道510中作為燃料過濾器以去除雜質。
前端件52可以具有管狀結構並且連接到過濾通道510。液滴驅動元件53圍繞前端件52。液滴驅動元件53可以包括壓電材料並且電性連接到控制器13。液滴驅動元件53根據由控制器13發出的控制訊號在前端件52上產生壓縮壓力，以在一預定模式供應液滴82（第2圖）。
舉例而言，控制器13以特定頻率向致動器36提供電壓。液滴驅動元件53在接收電壓時按壓前端件52並且在沒有電壓時停止按壓。如此一來，前端件52可以將處於微液滴形式的多個液滴82（第2圖）供應到激發區81（第2圖）。在部分其他實施例中，兩個相鄰液滴82之間的液滴間距和/或液滴82的直徑是被控制為供應到液滴驅動元件53的電壓的頻率的函數。
部分實施例中，噴嘴50（包括過濾通道510和前端件52）沿著與第一延伸軸線L1不平行的第二延伸軸線L2延伸。第一延伸軸線L1和第二延伸軸線L2之間形成的角度α1大於0。在部分實施例中，角度α1在約160度至約170度的範圍內。
部分實施例中，燃料標靶產生器30更包括一調控器40。調控器40配置用於控制儲存腔體32和緩衝腔體33中的至少一個環境因子（例如，氣壓和溫度）。在調控器40用於控制儲存腔體32和緩衝腔體33中的氣壓的情況下，調控器40包括一氣體來源41、兩條氣體管線42和43、以及兩個流量控制構件44和45。氣體來源41通過氣體管線42和進氣埠38將諸如氬氣的加壓氣體供應到儲存腔體32中，以控制儲存腔體32中的氣壓。此外，氣體來源41經由氣體管線43和進氣埠39供應加壓氣體進入緩衝腔體33，以控制緩衝腔體33中的氣壓。
二個流量控制構件44和45連接到氣體管路42和43，以控制氣體管路42和43中的氣體的流動。二個流量控制構件44和45電性連接到控制器13，並根據來自控制器13的控制訊號而操作。二個流量控制構件44和45可包括泵和/或閥（圖中未示出）。流量控制構件44和45可進行操作以控制儲存腔體32和緩衝腔體33處的氣壓高於一預定氣壓，以迫使標靶燃料80流出儲存腔體32。為了方便說明，流量控制構件44稱作下游流量控制構件，流量控制構件45稱作上游流量控制構件。
在調控器40用於控制儲存腔體32和緩衝腔體33的溫度的情況下，調控器40包括多個加熱器（例如：多個下游加熱器46和多個上游加熱器47）。下游加熱器46連接到殼體31的外壁310中對應於儲存腔體32的一段部。多個上游加熱器47連接到殼體31的外壁310中對應於緩衝腔體33的一段部。多個下游加熱器46和多個上游加熱器47電性連接到控制器13並且根據來自控制器的控制訊號而操作。多個下游加熱器47和多個上游加熱器47可以包括加熱線圈並且被操作以在高於預定溫度（例如：250℃）的溫度下加熱儲存腔體32和緩衝腔體33，使標靶燃料保持流動狀態。
部分實施例中，調控器40更包括多個氣壓偵測器（例如：氣壓偵測器48和49）。氣壓偵測器48和49用於檢測儲存腔體32或緩衝腔體33中的氣壓。具體而言，氣壓偵測器48位於儲存腔體32中以檢測儲存腔體32中的氣壓，並且氣壓偵測器49位於緩衝腔體33中以檢測緩衝腔體33中的氣壓。在部分替代實施例中，氣壓偵測器48和49連接到氣體管路42和43，以檢測氣體管路42和43中的氣壓。在部分替代實施例中，氣壓偵測器48和49省略設置，儲存腔體32和緩衝腔體33中的氣壓由下游流量控制構件44和上游流量控制構件45精確控制，而不需要檢測儲存腔體32或緩衝腔體33中的氣壓。
第4圖顯示根據部分實施例，在微影曝光製成中用於產生光的方法S10的流程圖。為了說明，流程圖會伴隨著第2圖至第5-8圖、及第5圖的圖式來敘述。在不同的實施例中，一些所述的步驟可以被替換或去除。
方法S10包括操作S11。在操作S11中在儲存腔體32中形成一既定氣壓，以便經由噴嘴50供應儲存於儲存腔體32中的標靶燃料。部分實施例中，如第5圖所示，一批次的標靶燃料80儲存在儲存腔體32中。為了供應標靶燃料80，控制器13發出控制訊號至下游流量控制構件44以驅動加壓氣體G（例如：氫氣或氬氣）流入儲存腔體32。
加壓氣體G增加儲存腔體32中的氣壓，以迫使儲存腔體32中所儲存的標靶燃料80以液滴82的形式離開燃料標靶產生器30。部分實施例中，來自燃料標靶產生器30的液滴82的流速是加壓氣體G在燃料標靶產生器30中的壓力的函數。舉例而言，當儲存腔體32中的加壓氣體G的壓力增加時，液滴82流速增加；並且，當儲存腔體32中的加壓氣體G的壓力減小時，液滴82流速降低。
部分實施例中，在標靶燃料80供給期間，監測標靶燃料80的液滴82的至少一個條件，並根據監測結果產生檢測訊號。舉例而言，監控裝置70（第2圖）的液滴狀態檢測器71產生標靶燃料80的液滴82的圖像或影片，並將與圖像或影片相關的數據發送到分析器73。分析器73分析圖像或影片並向控制器13產生檢測訊號。檢測訊號可包括液滴82的流速。
接著，分析檢測訊號以確定檢測訊號是否不同於既定加工參數的預設值。舉例而言，在產生與液滴82的流速相關的數據的情況中，將所計算得出的流速與流速的預設值進行比較。當所計算得出的流速與既定加工參數的預設值不同時，控制器13根據所計算得出的流速調節供應到儲存腔體32的加壓氣體G，以準確地修改液滴82的流速，直到檢測到的液滴82的流速與既定流速相同為止。
方法S10包括操作S12。在操作S12中，激發來自噴嘴50的液滴82以產生輻射光。在部分實施例中用於激發液滴82的一種方法說明如下。
首先，如第2圖所示，第一雷射源91產生預脈衝雷射92，以在第一發光位置LP1處擴展液滴82成為擴張液滴83。在被預脈衝雷射92照射之前，液滴82具有圓形形狀。液滴82在經由預脈衝雷射92照射之後，預脈衝雷射92的一部分轉換成動能，以將液滴82轉換成具有薄餅形狀的擴張掖滴83。
接著，第二雷射源95產生主要雷射脈衝96，以在第二發光位置LP2處激發擴張掖滴83。主要雷射脈衝96將擴張掖滴83加熱到預設溫度。在預設溫度下，擴張掖滴83中的標靶燃料80脫落其電子並成為發光的電漿84。
方法S10包括操作S13。在操作S13中，將一批次的標靶燃料80供應到緩衝腔體33中。如第6圖所示，在執行操作S11執行一段時間之後，儲存腔體32中的標靶燃料80的存量減少。為了將另一批次的標靶燃料80填充到儲存腔體32中，在儲存腔體32中的標靶燃料80用盡之前執行操作S13。向緩衝腔體33供應標靶燃料80之前，提前破除緩衝腔體33中的真空以調整其中的壓力至大氣氣壓。接著，從燃料源85經由燃料入口37輸入標靶燃料80到緩衝腔體33中。
在標靶燃料80輸入至緩衝腔體33的供應結束時，將緩衝腔體33與周圍環境阻隔並密封。緩衝腔體33中的標靶燃料80的頂部可以與燃料入口37隔開大於約6cm的距離。在部分其他實施例中，省略操作S13。標靶燃料80已經儲存在緩衝腔體33中。省略執行操作S13的實施例將在第9圖和10所示的實施例中描述。
部分實施例中，當標靶燃料80儲存在緩衝腔體33中時，加熱器47可加熱緩衝腔體33至既定溫度（例如：250℃下加熱），以保持標靶燃料處於流體狀態。加熱器47可在標靶燃料80自燃料入口37供應之後進行操作以加熱緩衝腔體33。或者，加熱器47可在標靶燃料80自燃料入口37供應之前進行操作以加熱緩衝腔體33。部分實施例中，在操作S13執行之前，緩衝腔體33中留有一些標靶燃料80。於是，在標靶燃料80自燃料入口37供應之前加熱緩衝腔體33，將可溶化殘餘在緩衝腔體33中的標靶燃料80，以促進殘餘的標靶燃料80以及自燃料入口37新供應的標靶燃料80之間的混合。
方法S10更包括操作S14。在操作S14中，將已儲存標靶燃料80的緩衝腔體33中的氣壓增加到既定氣壓。部分實施例中，如第7圖所示，當操作S13結束時，控制器13向上游流量控制構件45發出控制訊號，以啟動加壓氣體G（例如：氬氣）的流動，進而增加緩衝腔體33中的氣壓至與儲存腔體32中的氣壓相同的既定氣壓。
部分實施例中，儲存腔體32中的氣壓是動態調節的，以保持液滴82的流速符合預設值。為了確保緩衝腔體33具有與儲存腔體32相同的氣壓，氣壓偵測器48用於即時檢測儲存腔體32中的氣壓並根據在儲存腔體32中檢測到的氣壓發回檢測訊號至控制器13。控制器13根據於來自氣壓偵測器48的檢測訊號，向上游流量控制構件45發出控制訊號，進而增加緩衝腔體33中的氣壓，使緩衝腔體33與儲存腔體32具有相同氣壓。在部分其他實施例中，並未對儲存腔體32中的氣壓進行檢測。控制器13根據下游流量控制構件44的即時加工參數向上游流量控制構件45發出控制訊號。
方法S10更包括操作S15。在操作S15中，驅動標靶燃料80從緩衝腔體33流動至儲存腔體32。部分實施例中，一旦儲存腔體32和緩衝腔體33的壓力平衡建立時，操作S15即開始進行。舉例而言，如第8圖所示，氣壓偵測器49檢測緩衝腔體33中的氣壓，氣壓偵測器49根據緩衝腔體33中的氣壓回送檢測訊號至控制器13。
接著，控制器13將來自氣壓偵測器49的檢測訊息與來自氣壓偵測器48的檢測訊號進行比較。當該比較的結果指出儲存腔體32和緩衝腔體33中的氣壓相等時，控制器13發出控制訊號以打開閥構件35並啟動標靶燃料80從緩衝腔體33流動至儲存腔體32。於是，儲存腔體32填充有另一批次的標靶燃料80，並且噴嘴50對標靶燃料80的供應將不會中斷。
在部分替代實施例中，即使儲存腔體32和緩衝腔體33的壓力已經確認達到平衡，也不會驅動標靶燃料80從緩衝腔體33到儲存腔體32的流動，並延後一段時間直到另一個程序結束。舉例而言，標靶燃料80從緩衝腔體33到儲存腔體32的流動直到緩衝腔體33的溫度升高到既定溫度才進行驅動。亦即，儲存在腔體32和緩衝腔體33中的標靶燃料80被加熱到既定溫度之後，才驅動標靶燃料80從緩衝腔體33到儲存腔體32的流動。在另一示例中，在加工參數顯示儲存腔體32中的標靶燃料80已用完或已接近用完時，才驅動標靶燃料80從緩衝腔體33到儲存腔體32的流動。
部分實施例中，在操作S15中，調節緩衝腔體33中的氣壓，以便控制標靶燃料從緩衝腔體33到儲存腔體32的流動的流速。舉例而言，在建立儲存腔體32和緩衝腔體33之間的壓力平衡之後，緩衝腔體33中的氣壓繼續增加。緩衝腔體33中的氣壓可以增加至儲存腔體32中的氣壓的特定比率，以加快供給至儲存腔體的標靶燃料的流速。如此一來，則可減少重新填充儲存腔體32所需的時間。
部分實施例中，在執行操作S15一段時間後，終止操作S15。部分實施例中，當操作S15終止時，停止標靶燃料從緩衝腔體到儲存腔體的流動。接著，排出緩衝腔體33中的氣體並降低到既定氣壓以下，並且再從燃料源85填充另一批次的標靶燃料80到緩衝腔體33中。上述既定時間可以根據一歷史數據而決定。歷史數據顯示將所有標靶燃料80從緩衝腔體33移動至儲存腔體32所需的時間。
第9圖顯示根據部分實施例的燃料標靶產生器30a的方塊圖。在此實施例中，與第3圖中所示類似的元件將標記相同或類似的符號，並且其特徵將不再描述以簡化說明。燃料標靶產生器30a和燃料標靶產生器30之間的差異包括燃料標靶產生器30a包括兩個緩衝腔體33a。
部分實施例中，兩個緩衝腔體33a經由兩個通道34a連接到儲存腔體32，並且兩個流量控制構件35a連接到兩個通道34a以控制來自兩個緩衝腔體33a的標靶燃料80的流動。另外，兩個緩衝腔體33a經由兩個燃料入口37連接到燃料源85。為清楚說明，在第9圖的頂部示出的緩衝腔體33a稱作第一緩衝腔體。在第9圖的底部所示的緩衝腔體33a稱作第二緩衝腔體。
在操作過程中，第一和第二緩衝腔體交替用於將標靶燃料80供給儲存腔體32。舉例而言，在第一緩衝腔體供給標靶燃料80至儲存腔體32，另一批次的標靶燃料80則重新填充到第二緩衝腔體中。在第一緩衝腔體中的標靶燃料80用盡之後，第二緩衝腔體即供應標靶燃料80。同時，另一批次的標靶燃料80則自燃料源85填充到第一緩衝腔中。如此一來，標靶燃料80可以持續供應到儲存腔體32，而不需等待標靶燃料80填充到緩衝腔體中以及改變緩衝腔體的氣壓所需的時間。
第10圖顯示根據部分實施例的燃料標靶產生器30b的方塊圖。在此實施例中，與第3圖中所示類似的元件將標記相同或類似的符號，並且其特徵將不再描述以簡化說明。燃料標靶產生器30b和燃料標靶產生器30之間的差異包括燃料標靶產生器30b包括多個緩衝腔體33b。
部分實施例中，多個緩衝腔體33b依序排列，並且儲存腔體32一次連接到多個緩衝腔體33b中的其中一個。多個緩衝腔體33b可以沿著第10圖中所示的箭頭D1所示的方向移動。舉例而言，多個緩衝腔體33b位於一旋轉板（未示出）上，並且當旋轉板旋轉時，儲存腔體32即連接至另一緩衝腔體33b。
在操作過程中，每一緩衝腔體33b皆預先填充有標靶燃料80，並且緩衝腔體33b其中之一者連接到儲存腔體32以供應標靶燃料80至儲存腔體32。一旦目前使用的緩衝腔體33b中的標靶燃料80用盡時，連接另一個緩衝腔體33b至儲存腔體32以繼續供應標靶燃料80。如此一來，可以持續供應標靶燃料80至儲存腔體32，而不需等待標靶燃料80填充到緩衝腔體中所需的時間。另外，由於多個緩衝腔體33b全部預先填充有標靶燃料80，因此用於填充緩衝腔體的燃料源則可省略設置。
第11圖顯示根據部分實施例的燃料標靶產生器30c的剖面圖。在此實施例中，與第3圖中所示類似的元件將標記相同或類似的符號，並且其特徵將不再描述以簡化說明。燃料標靶產生器30b和燃料標靶產生器30之間的差異包括燃料標靶產生器30c省略設置氣體入口37以及燃料標靶產生器30c更包括一蓋體313。蓋體313連接到殼體31的第二端312。蓋體313可藉由合適的連接元件314（例如：鉸鏈結構314）連接到殼體31，使蓋體313可以相對於殼體31在閉合位置（以實線示出）和開啟位置（以虛線示出）之間移動。在開啟位置，固態的標靶燃料80c可以插入緩衝腔體33中。
此外，燃料標靶產生器30c和燃料標靶產生器30之間的差異包括燃料標靶產生器30的通道34替換為通道34c，並且閥構件替換為閥構件35c。通道34c的寬度與緩衝腔體33和儲存腔體32的寬度相同。閥構件35c可包括一閂。閥構件35配置用於控制標靶燃料80c從緩衝腔體33到儲存腔體32的移動。
在操作過程中，蓋體313設置在關閉位置，並且閥體35c關閉。當儲存腔體32中的標靶燃料80耗盡時，打開閥構件35c以使固體標靶燃料80c移入儲存腔體32，並在儲存腔體32中熔化固體標靶燃料80c並可進行使用。固態標靶燃料80c可以在緩衝腔體33中預熱至低於熔點的溫度，進而減少在儲存腔體32熔化標靶燃料80c所需時間。然而，應該理解，可以對本公開的實施例進行許多變化和修改。緩衝腔體33中的固體標靶燃料80c可以在移動到儲存腔體32之前即熔化為液態。在標靶燃料80c移入儲存腔體32之後，閥構件35關閉，並且蓋體313設置在開啟位置，以允許另一個新的固體標靶燃料80c插入緩衝腔體33。
上述實施例提供一種用於在微影曝光製程中產生輻射光的方法。儲存腔體在先前儲存的標靶燃料耗盡之前用另一批次的標準燃料進行再填充，故可持續進行藉由雷射激發標靶燃料的液滴並發出輻射光以曝光半導體晶圓上的光阻層的程序。如此一來，由於微影曝光系統不需要頻繁的停機時間來進行維護或修理，微影曝光系統的產量即可增加。
本揭露部分實施例提供一種燃料標靶產生器。上述燃料標靶產生器包括一緩衝腔體，配置用於接收一標靶燃料。上述燃料標靶產生器更包括一儲存腔體，連結至緩衝腔體並配置用於接收來自緩衝腔體的標靶燃料。上述燃料標靶產生器也包括一閥構件，配置用於控制標靶燃料從緩衝腔體到儲存腔體的流動。另外，上述燃料標靶產生器包括一噴嘴，連結至儲存腔體並配置用於供應標靶燃料。
在上述實施例中，燃料標靶產生器更包括複數個加熱器連接至緩衝腔體的外壁以及儲存腔體的外壁。加熱器配置用於控制緩衝腔體與儲存腔體具有相同溫度。
在上述實施例中，燃料標靶產生器更包括一氣體來源，與緩衝腔體以及儲存腔體連結；以及二個氣壓偵測器，各自連結至緩衝腔體與儲存腔體並配置用於偵測在緩衝腔體以及儲存腔體內的氣壓。氣體來源根據由二個氣壓偵測器所偵測的氣壓，供應氣體進入緩衝腔體與儲存腔體，以控制緩衝腔體與儲存腔體具有相同氣壓。
在上述實施例中，燃料標靶產生器更包括一燃料源連結至緩衝腔體以供應標靶燃料至緩衝腔體。
在上述實施例中，緩衝腔體與儲存腔體沿第一軸線配置，並且噴嘴沿一第二軸線延伸。第一軸線與第二軸線相交的角度介於約160度至約170度之間。
在上述實施例中，閥構件包括一氣動閥或電磁閥。
在上述實施例中，燃料標靶產生器更包括一氣壓偵測器連接至緩衝腔體以偵測緩衝腔體內的氣壓。
本揭露另一實施例提供一種微影曝光系統。上述微影曝光系統包括一燃料標靶產生器。燃料標靶產生器包括一緩衝腔體、一儲存腔體及一噴嘴依序排列以導引標靶燃料的流動。緩衝腔體選擇性連結至儲存腔體。上述微影曝光系統更包括一雷射產生器配置用於產生用於撞擊(hit)由燃料標靶產生器所產生的標靶燃料。上述微影曝光系統也包括一控制器。控制器配置用於控制儲存腔體與緩衝腔體具有相同氣壓。控制器亦配置用於控制從緩衝腔體到儲存腔體的標靶燃料的流動。
在上述實施例中，燃料標靶產生器更包括一上游流量控制構件以及一下游流量控制構件各自連結至緩衝腔體與儲存腔體。控制器驅動上游流量控制構件以及下游流量控制構件以加壓氣體進入緩衝腔體與儲存腔體，並在緩衝腔體與儲存腔體內產生既定氣壓。
在上述實施例中，燃料標靶產生器更包括一上游加熱器以及一下游加熱器各自連結至緩衝腔體與儲存腔體。控制器驅動上游加熱器以及下游加熱器加熱緩衝腔體與儲存腔體以維持緩衝腔體與儲存腔體內的標靶燃料具有一既定溫度。
在上述實施例中，燃料標靶產生器更包括一燃料源連結至緩衝腔體以供應標靶燃料至緩衝腔體。
在上述實施例中，緩衝腔體與儲存腔體沿第一軸線配置，並且噴嘴沿一第二軸線延伸。第一軸線與第二軸線相交的角度介於約160度至約170度之間。
在上述實施例中，其中燃料標靶產生器更包括一閥構件連結在緩衝腔體與儲存腔體之間。控制器藉由轉動閥構件而連結緩衝腔體至儲存腔體，以允許標靶燃料從緩衝腔體流動至儲存腔體。
在上述實施例中，燃料標靶產生器更包括一氣壓偵測器。氣壓偵測器連結至緩衝腔體以偵測緩衝腔體內的氣壓。
本揭露另一實施例提供一種在微影曝光系統產生輻射光的方法。上述方法包括在儲存腔體中產生一個既定氣壓，以經由噴嘴供應在儲存腔體中的第一批次標靶燃料。上述方法更包括使用雷射照射來自噴嘴的標靶燃料以產生輻射光。上述方法也包括增加緩衝腔體中的氣壓至既定氣壓，緩衝腔體中儲存第二批次標靶燃料。另外，上述方法更包括在緩衝腔體中產生既定氣壓後，啟動標靶燃料從緩衝腔體到儲存腔體的流動。
在上述實施例中，上述方法包括加熱儲存腔體和緩衝腔體，以保持儲存腔體和緩衝腔體中的標靶燃料處於流體狀態。
在上述實施例中，在啟動標靶燃料從緩衝腔體到儲存腔體的流動之前，加熱儲存在儲存腔體和緩衝腔體的標靶燃料至相同溫度。
在上述實施例中，上述方法包括停止標靶燃料從緩衝腔體到儲存腔體的流動；降低緩衝腔體的氣壓至既定氣壓之下；以及自一燃料源供應第三批次的標靶燃料進入緩衝腔體。
在上述實施例中，從緩衝腔體到儲存腔體的標靶燃料在一第一軸線上流動，並且經由噴嘴供應的標靶燃料在一第二軸線上流動。第一軸線與第二軸線相交的角度介於約160度至約170度之間
在上述實施例中，緩衝腔體中的氣壓是在來自儲存腔體內的標靶燃料供應時進行增加。
以上雖然詳細描述了實施例及它們的優勢，但應該理解，在不背離所附申請專利範圍限定的本揭露的精神和範圍的情況下，對本揭露可作出各種變化、替代和修改。此外，本申請的範圍不旨在限制於說明書中所述的製程、機器、製造、物質組成、工具、方法和步驟的特定實施例。作為本領域的普通技術人員將容易地從本揭露中理解，根據本揭露，可以利用現有的或今後將被開發的、執行與在本揭露所述的對應實施例基本相同的功能或實現基本相同的結果的製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟。因此，所附申請專利範圍旨在將這些製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟包括它們的範圍內。此外，每一個申請專利範圍構成一個單獨的實施例，且不同申請專利範圍和實施例的組合都在本揭露的範圍內。
10‧‧‧微影系統
12‧‧‧光源
13‧‧‧控制器
14‧‧‧照明器
16‧‧‧光罩平台
18‧‧‧光罩
20‧‧‧投影光學模組
22‧‧‧半導體晶圓
24‧‧‧基板平台
26‧‧‧氣體供應模組
30、30a、30b、30c‧‧‧燃料標靶產生器
31‧‧‧殼體
310‧‧‧外壁
311‧‧‧第一端
312‧‧‧第二端
313‧‧‧蓋體
314‧‧‧連接元件
32‧‧‧儲存腔體
33、33a、33b‧‧‧緩衝腔體
34、34a、34c‧‧‧通道
35、35c‧‧‧閥構件
35a‧‧‧流量控制構件
36‧‧‧燃料出口
37‧‧‧燃料入口
38‧‧‧進氣埠
39‧‧‧進氣埠
40‧‧‧調控器
41‧‧‧氣體來源
42、43‧‧‧氣體管線
44‧‧‧流量控制構件（下游流量控制構件）
45‧‧‧流量控制構件（上游流量控制構件）
46‧‧‧加熱器（下游加熱器）
47‧‧‧加熱器（上游加熱器）
48、49‧‧‧氣壓偵測器
50‧‧‧噴嘴
51‧‧‧過濾器
510‧‧‧過濾通道
52‧‧‧前端件
53‧‧‧液滴驅動元件
60‧‧‧雷射產生電漿收集器
70‧‧‧監測裝置
71‧‧‧液滴狀況偵測器
73‧‧‧分析器
80‧‧‧標靶燃料
81‧‧‧激發區
82‧‧‧液滴
83‧‧‧擴張液滴
85‧‧‧燃料源
90‧‧‧雷射產生器
91‧‧‧第一雷射源
92‧‧‧預脈衝雷射
93‧‧‧窗口
95‧‧‧第二雷射源
96‧‧‧主要脈衝雷射
97‧‧‧窗口
D1‧‧‧箭頭
G‧‧‧加壓氣體
L1‧‧‧第一延伸軸線
L2‧‧‧第二延伸軸線
LP1‧‧‧照射位置（第一照射位置）
LP2‧‧‧照射位置（第二照射位置）
S10‧‧‧方法
S11-S15‧‧‧操作
根據以下的詳細說明並配合所附圖式做完整揭露。應注意的是，根據本產業的一般作業，圖式並未必按照比例繪製。事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸，以做清楚的說明： 第1圖顯示根據部分實施例之微影系統的示意圖。 第2圖顯示根據部分實施例之光源的示意圖。 第3圖顯示根據部分實施例中連接到燃料源和控制器的燃料標靶產生器的示意圖。 第4圖顯示根據部分實施例在微影曝光製成中用於產生光的方法的流程圖。 第5圖顯示根據部分實施例一標靶燃料產生器的部份構件的剖面圖，其中標靶燃料藉由一儲存腔體產生。 第6圖顯示根據部分實施例一標靶燃料產生器的部份構件的剖面圖，其中標靶燃料藉由一儲存腔體產生一既定時間，並且緩衝腔體填充一批次的標靶燃料。 第7圖顯示根據部分實施例一標靶燃料產生器的部份構件的剖面圖，其中標靶燃料從緩衝腔體流動至儲存腔體。 第8圖顯示根據部分實施例一標靶燃料產生器的部份構件的剖面圖，其中儲存腔體田中有標靶燃料並且緩衝腔體內的標靶燃料用盡。 第9圖顯示根據部分實施例的燃料標靶產生器的方塊圖。 第10圖顯示根據部分實施例的燃料標靶產生器的方塊圖。 第11圖顯示根據部分實施例的燃料標靶產生器的剖面圖。

Claims (1)

  1. 一種燃料標靶產生器，包括： 一緩衝腔體，配置用於接收一標靶燃料； 一儲存腔體，連結至該緩衝腔體並配置用於接收來自該緩衝腔體的該標靶燃料； 一閥構件，配置用於控制該標靶燃料從該緩衝腔體到該儲存腔體的流動；以及 一噴嘴，連結至該儲存腔體並配置用於供應該標靶燃料。
TW107134732A 2017-11-08 2018-10-02 燃料標靶產生器 TW201918797A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762583052P 2017-11-08 2017-11-08
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