TW202013091A - 產生極紫外輻射之裝置 - Google Patents

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鄭博中
陳立銳
簡上傑
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Abstract

一種產生極紫外(EXTREME ULTRAVIOLET；EUV)輻射之裝置，其包含液滴產生器、激發雷射源、能量檢測器以及回授控制器。液滴產生器係配置以產生目標液滴。激發雷射源係配置以產生預脈衝和主脈衝，以藉由加熱來將目標液滴轉換為電漿。能量檢測器係配置以量測當目標液滴被轉換為電漿時所產生之極紫外能量的偏差。回授控制器係配置以基於極紫外能量的偏差來調整透過激發雷射源所產生之後續預脈衝和主脈衝間的時間延遲，極紫外能量的偏差係透過給定主脈衝來產生。

Description

產生極紫外輻射之裝置
本揭露之實施方式是有關於一種產生極紫外輻射之裝置。
對計算能力的需求呈指數成長，這種計算能力的增加可以通過增加半導體積體電路(integrated circuits(ICs))的功能密度，即每個晶片上互連裝置的數目來實現。隨著功能密度的增加，晶片上各個裝置的尺寸會減小。積體電路中元件尺寸的減少已被半導體製造技術，例如微影(lithography)的進步所滿足。
舉例來說，用於微影的輻射波長已經從紫外光減小到深紫外光(deepultraviolet(DUV))，再到最近的極紫外光範圍。元件尺寸的進一步減小需要微影的解析度的進一步改善，其可使用極紫外光微影(EUV lithography(EUVL))來實現。極紫外光微影採用波長約1到100奈米(nm)的輻射。
一種產生極紫外輻射的方法為雷射產生電漿(laser-produced plasma；LPP)。在一基於雷射產生電漿 的極紫外光源中，一高功率雷射光束聚焦在小的摻錫液滴標靶(tin droplet targets)上來形成高度離子化電漿，其可以發出峰值波長在約13.5納米的極紫外光輻射。由雷射產生電漿產生的極紫外光輻射的強度取決於通過高功率雷射從目標液滴(target droplets)產生電漿的效率。將高功率雷射的脈衝與液滴標靶的產生和移動同步化可以提高基於極紫外輻射源的雷射產生電漿的效率。
本揭露提出一種產生極紫外(EUV)輻射之裝置，其包含液滴產生器、激發雷射源、能量檢測器以及回授控制器。液滴產生器係配置以產生目標液滴。激發雷射源係配置以產生預脈衝和主脈衝，以透過加熱來將目標液滴轉換為電漿。能量檢測器係配置以量測當液滴被轉換為電漿時所產生之極紫外能量中的偏差。回授控制器係配置以基於極紫外能量的偏差來調整透過激發雷射源所產生之後續預脈衝和主脈衝間的時間延遲，極紫外能量的偏差係透過給定主脈衝來產生。
100‧‧‧極紫外輻射源
105‧‧‧腔室
115‧‧‧目標液滴產生器
110‧‧‧電漿收集器
200‧‧‧曝光工具
300‧‧‧激發雷射源
305‧‧‧激發雷射組合裝置
310‧‧‧雷射產生器
320‧‧‧雷射導引光學元件
330‧‧‧聚焦裝置
900‧‧‧能量檢測器
905‧‧‧致動器
920‧‧‧能量檢測器模組
940‧‧‧控制器
950‧‧‧最終聚焦量測模組
955‧‧‧輻射源
960‧‧‧時序與能量控制模組
965‧‧‧時間延遲控制器
975‧‧‧可操縱鏡控制器
977‧‧‧鏡子
1000‧‧‧方法
S1010-S1040‧‧‧步驟
A‧‧‧方向
A1‧‧‧光學軸
BF‧‧‧底層
DP‧‧‧液滴
DG‧‧‧液滴產生器
DMP1、DMP2‧‧‧阻尼器
DP1、DP2、DP3‧‧‧目標液滴
EUV‧‧‧極紫外輻射
FB‧‧‧回授
L‧‧‧光線
LR1‧‧‧雷射光
LR2‧‧‧激發雷射
M130-M150‧‧‧鏡子
MF‧‧‧主層
MP‧‧‧主脈衝
MPPPx、MPPPy、MPPPz‧‧‧間隔
OMX、OMY、OMZ、OMR‧‧‧對準偏移
PP‧‧‧預脈衝
PP1、PP2‧‧‧基座板
R‧‧‧光線
TC‧‧‧錫捕集器
Td‧‧‧時間延遲
ZE‧‧‧激發區域
從以下結合所附圖式所做的詳細描述，可對本揭露的實施例之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或減少。
[圖1]係繪示根據本揭露一些實施例所建構之具有雷射產生電漿(LPP)之極紫外光微影系統的示意圖。
[圖2A]、[圖2B]、[圖2C]、[圖2D]、[圖2E]以及[圖2F]係繪示利用預脈衝分別在X-Z平面和X-Y平面之目標液滴的移動。
[圖3A]係繪示由光束漂移所造成之在X和Y方向上撞擊的預脈衝焦點和主脈衝焦點間的距離偏差。
[圖3B]和[圖3C]係圖表式地繪示在X和Y方向上撞擊的預脈衝焦點和主脈衝焦點間的距離偏差的效果。
[圖4]係以圖表式地繪示出調整預脈衝撞擊液滴之位置與主脈衝撞擊液滴之位置兩者間距離的效果。
[圖5]係繪示根據本揭露之一些實施例之產生極紫外輻射之裝置的示意圖。
[圖6]係繪示根據本揭露之一實施例之極紫外光源之激發雷射/能量檢測器系統之控制方法的流程示意圖。
[圖7]係繪示根據本揭露之一實施例之用以量測極紫外光源中主脈衝、子脈衝以及目標液滴能量量測之偏差的裝置。
以下的揭露提供了許多不同的實施例或例子，以實施所提供標的的不同特徵。以下描述之構件與安排的特定例子，以簡化本揭露之實施例。當然，這些僅僅是例子而不是用以限制本揭露之實施例。例如，在說明中，第一特徵 形成在第二特徵之上方或之上，這可能包含第一特徵與第二特徵以直接接觸的方式形成的實施例，這也可以包含額外特徵可能形成在第一特徵與第二特徵之間的實施例，這使得第一特徵與第二特徵可能沒有直接接觸。此外，本揭露之實施例可能會在各種例子中重複參考數字及/或文字。此重複是為了簡明與清晰的目的，但本身並非用以指定所討論的各種實施例及/或架構之間的關係。
再者，在此可能會使用空間相對用語，例如「底下(beneath)」、「下方(below)」、「較低(lower)」、「上方(above)」、「較高(upper)」等等，以方便說明如圖式所繪示之一元件或一特徵與另一(另一些)元件或特徵之關係。這些空間上相對的用語除了涵蓋在圖式中所繪示的方向，也欲涵蓋裝置在使用或操作中不同的方向。設備可能以不同方式定位(例如旋轉90度或在其他方位上)，而在此所使用的空間上相對的描述同樣也可以有相對應的解釋。另外，用語“由…製成可表示“包含”或“由…組成”。
本揭露之實施例大體是有關於極紫外(EUV)光微影系統與方法。特別是有關於一種控制使用於極紫外光源中的激發雷射的裝置與方法，此極紫外光源是基於雷射產生電漿(LPP)。激發雷射加熱雷射產生電漿腔室中的金屬(例如，錫)目標液滴，以將液滴離子化為發出極紫外輻射之電漿。為了最佳化目標液滴的加熱，目標液滴必須與來自激發雷射之激發脈衝在同一時間到達激發雷射的焦點。如此，觸發來自激發雷射之激發脈衝的脈衝時間與目標液滴之間的 同步有助於雷射產生電漿極紫外輻射源的效率和穩定性。本揭露之實施例的一目的是導向控制激發雷射來提供最佳的的目標液滴加熱。
圖1係繪示根據本揭露一些實施例之極紫外光微影系統的示意圖，此極紫外光微影系統具有基於雷射產生電漿之極紫外輻射源。極紫外光微影系統包含可產生極紫外輻射之極紫外輻射源100、曝光工具200，例如腔室、以及激發雷射源300。如圖1所示，在一些實施例中，極紫外輻射源100和曝光工具200被安裝在潔淨室的主層MF上，而激發雷射源300被安裝在位於主層MF下方的底層BF上。極紫外輻射源100和曝光工具200中的每一者係分別透過阻尼器DMP1和DMP2來放置於基座板(pedestal plate)PP1和PP2上。極紫外輻射源100和曝光工具200係藉由耦合機構來彼此耦合，此耦合機構包含聚焦單元。
此微影系統為設計來利用極紫外光(亦可與此處所謂的極紫外輻射互換)曝光光阻層的極紫外光微影系統。光阻層為對極紫外光敏感的材料。此極紫外光微影系統採用極紫外輻射源100來產生極紫外光，例如具有波長範圍在約1奈米與約10奈米之間的極紫外光。在一特定的例子中，極紫外輻射源100產生具有中心在約1.5奈米之波長的極紫外光。在本實施例中，極紫外輻射源100利用雷射產生電漿(LPP)的機制來產生極紫外輻射。
曝光工具200包含各種不同的反射光學元件，例如凸面/凹面/平面鏡，包含罩幕平台(mask stage)之罩幕 固持機構、以及晶圓固持機構。極紫外輻射源100所產生的極紫外輻射係藉由反射光學元件來引導至固定於罩幕平台上的罩幕上。在一些實施例中，罩幕平台包含靜電吸盤(e-chuck)來固定罩幕。因為氣體分子吸收極紫外光，用來進行極紫外光微影圖案化之微影系統係維持於真空或低壓環境以避免極紫外光強度損失。
在本揭露之實施例中，罩幕(mask)、光罩(photomask)及倍縮光罩(reticle)等用語可以互換使用。在本實施例中，罩幕是反射式罩幕。在一實施例中，罩幕包含具有合適材料的基板，例如低熱膨脹材料或熔融石英。在各種不同的例子中，此材料包括摻TiO2的SiO2或具有低熱膨脹的其他合適材料。此罩幕包含沉積在基板上的反射多層(multiple reflective layers(ML))。反射多層包含多個膜對(film pairs)，例如鉬(molybdenum)-矽(Mo/Si)膜對(例如，在每一膜對中，鉬層在矽層之上或之下)。或者，反射多層可包括鉬-鈹(Mo/Be)膜對或其他配置成可高度反射極紫外光的合適材料。罩幕可更包含覆蓋層，例如釕(Ru)，設置於反射多層上以提供保護。罩幕更包含吸收層，例如沉積在反射多層上方的鉭氮化硼(TaBN)層。吸收層被圖案化以定義積體電路(IC)層。或者，另一反射層可被沉積在反射多層上方並被圖案化以定義積體電路層，從而形成極紫外光相位偏移(phase shift)罩幕。
曝光工具200包含投影光學模組，以圖像轉化(imaging)罩幕的圖案至半導體基材上，此半導體基材固定 於曝光工具200之基材平台上，且具有塗佈於其上之光阻。投影光學模組大體包含反射光學元件。由罩幕引導的極紫外輻射(極紫外光)，攜帶罩幕上定義的圖案影像，且由投影光學模組所收集，藉以形成影像於光阻上。
在本揭露不同的實施例中，半導體基材為半導體晶圓，例如矽晶圓或其他可被圖案化的晶圓。在目前的實施例中，半導體晶圓被塗佈對極紫外光敏感的光阻層。包含以上所述之不同元件被整合在一起，且操作來進行微影曝光製程。
微影系統可更包含其他模組或與其他模組一起整合(或連接在一起)。
如圖1所示，極紫外輻射源100包含目標液滴產生器115和雷射產生電漿收集器110，其係包含於腔室105中，目標液滴產生器115產生多個液滴DP，其係透過噴嘴117而被供應至腔室105中。在一些實施例中，目標液滴為錫(Sn)、鋰(Li)或錫和鋰的合金。在一些實施例中，每一目標液滴DP具有範圍從約10微米(um)至約100微米的直徑。例如，在一實施例中，目標液滴DP為錫液滴，每一目標液滴DP具有約10微米、約25微米、約50微米或位於這些值之間的任何直徑。在一些實施例中，目標液滴DP係透過噴嘴117以範圍從約50液滴每秒(即噴射頻率約50赫茲(Hz))至約50000液滴每秒(即噴射頻率約50千赫茲(kHz))的速率來提供。例如，在一實施例中，目標液滴DP係以約50赫茲、約100赫茲、約500赫茲、約1000赫茲、約10千赫茲、約25 千赫茲、約50千赫茲或位於這些頻率之間的任何噴射頻率來提供。在不同的實施例中，目標液滴DP係透過噴嘴117來噴射，且以範圍從約10公尺每秒(m/s)至約100公尺每秒的速度來噴射至激發區域ZE。例如，在一實施例中，目標液滴DP具有約10公尺每秒、約25公尺每秒、約50公尺每秒、約75公尺每秒、約100公尺每秒或位於這些速度之間的任何速度。
由激發雷射源300所產生之激發雷射LR2為脈衝雷射。此雷射脈衝LR2係由激發雷射源300所產生。激發雷射源300可包含雷射產生器310、雷射導引光學元件320以及聚焦裝置330。在一些實施例中，雷射源310包含之二氧化碳(CO2)或釹參雜的釔鋁石榴石(neodymium-doped yttrium aluminum Yttrium aluminum garnet garnet(Nd：YAG))雷射源，其具有紅外線區域之電磁光譜的波長。例如，在一實施例中，雷射源310具有9.4微米或10.6微米之波長。由雷射產生器300產生之雷射光LR1係由雷射導引光學元件320所導引，且藉由聚焦裝置330來聚焦至激發雷射LR2，然後引入至極紫外輻射源100。
在一些實施例中，激發雷射LR2包含預熱雷射以及主雷射。在這樣的實施例中，預熱雷射脈衝(可與此處所謂的“預脈衝”互換)係用以加熱(或預熱)給定的目標液滴來產生具有多個較小液滴的低密度標靶羽流(plume)，其係接著被來自主雷射之脈衝所加熱(或再加熱)，而產生增強的極紫外光發射。
在各種不同的實施例中，預熱雷射脈衝具有約100微米或更低的光斑尺寸，且主雷射脈衝具有範圍在約150微米至約300微米的光斑尺寸。在一些實施例中，預熱雷射和主雷射脈衝具有範圍從約10奈秒(ns)至約50奈秒的脈衝持續時間，而脈衝頻率之範圍從約1千赫茲至約100千赫茲。在各種不同的實施例中，預熱雷射和主雷射具有範圍從約1千瓦(kW)至約50千瓦的平均功率。在一實施例中，激發雷射LR2的脈衝頻率係與目標液滴DP之噴出頻率相匹配。
雷射光LR2係透過窗口(或透鏡)而被導向至激發區域ZE。窗口採用對雷射光束是實質透明的合適材料。雷射脈衝的產生係與目標液滴DP透過噴嘴117的噴出同步。當目標液滴移動穿過激發區域時，預脈衝對目標液滴加熱，並將其轉換為低密度標靶羽流。預脈衝與主脈衝之間的延遲被控制來允許標靶羽流形成和擴展至最佳尺寸和幾何。在各種不同的實施例中，預脈衝和主脈衝具有相同的脈衝持續時間和峰值功率。當主脈衝加熱標靶羽流時，產生了高溫度電漿。此電漿發出極紫外輻射EUV，其係由收集鏡110所收集。收集器110更為了透過曝光工具200所進行之微影曝光製程來反射和聚焦極紫外輻射。
圖2A係繪示目標液滴於預脈衝PP和主脈衝MP之間的軌跡。如圖2A所示，目標液滴DP係接續被預脈衝PP和主脈衝MP照射。當目標液滴DP沿著X軸的方向“A”從圖2A之右方至左方行進時，目標液滴DP被暴露於預脈衝 PP，而預脈衝PP對目標液滴DP加熱，導致目標液滴DP擴展、氣化、蒸發以及離子化，然後產生弱電漿。後續的主脈衝MP產生強電漿，並轉換目標液滴DP材料為產生極紫外光放射之電漿。預脈衝PP和主脈衝MP之間具有時間延遲Td。在一些實施例中，時間延遲Td之範圍從2500奈秒至3500奈秒。在一些實施例中，入射至目標液滴DP之預脈衝PP具有橢圓的剖面形狀。預脈衝PP的橢圓形狀提供不相等的雷射輻射橫越整個目標液滴DP的表面。此不相等的分佈提供不相等的溫度和壓力分佈橫越整個目標液滴DP，其係輪流以非圓形對稱之方式來導致目標液滴擴展。作為擴展的結果，目標液滴擴展而形成大體為橢圓形的目標液滴DP1，如圖2A所示。
激發區域ZE的位置和參數係例如，舉例而言，雷射功率、主脈衝和預脈衝之間的時間延遲、預脈衝和/或主脈衝的焦點可於建立極紫外輻射源100時決定。在各種不同的實施例中，在晶圓曝光的期間，可利用回授機制來接著調整激發區域ZE的實際位置和上述之參數。然而，因為各種不同的因素，例如，舉例而言，輻射源中機械性或電性的漂移、液滴產生器的不穩定性、以及腔室環境的改變，這些參數會隨著時間改變。
圖2B係繪示x軸上之對準偏移(misalignment)OMX的例示性光學幾何。OMX係以液滴與預脈衝之焦點間在x軸上的距離來定義。類似地，圖2C係繪示y軸上之對準偏移OMY的例示性光學幾何。OMY係以 液滴與預脈衝之焦點間在y軸上的距離來定義。在一些實施例中，在Y軸上之對準偏移OMY的光學幾何係位於從-20微米至35微米之間的範圍中。圖2D更繪示z軸上之對準偏移OMZ的例示性光學幾何。類似於OMX和OMY，OMZ係以液滴與預脈衝之焦點間在z軸上的距離來定義。圖2E係繪示半徑上之對準偏移OMR的例示性光學幾何。x軸在液滴產生器115之液滴的運動方向上。z軸係沿著收集鏡110之光學軸A1。y軸係垂直於x軸和z軸。
如圖2F所示，目標液滴DP係由液滴產生器DG射出，且於一方向行進至錫捕集器TC。當這樣的機械性和/或電性漂移發生在輻射源中時，預脈衝雷射PP使得目標液滴DP在有關於預脈衝雷射光束的入射方向上以一角度在一方向上擴展。此引出了目標液滴DP2，其係擴展而形成類足球狀，如圖2C所示。在這樣的實施例中，預脈衝PP與主脈衝MP之間的空間間隔，間隔MPPP，係以預脈衝PP的焦點與主脈衝MP的焦點間的距離來定義，其為由x,y及z部分所貢獻的三維向量。舉例而言，如圖2F所示，MPPPx為間隔MPPP沿著x軸的距離，而MPPPz為間隔MPPP沿著z軸的距離。
圖3A係繪示在x軸和y軸上預脈衝PP與主脈衝MP間的空間間隔的偏差，間隔MPPP，其係由幅射源中之機械性和/或電性漂移所導致。舉例而言，在目標液滴DP藉由預脈衝加熱後，目標液滴行進的軌跡可由預脈衝PP給予目標液滴DP的能量來決定。如此，參數上的偏差，例如， 舉例而言，預脈衝撞擊目標液滴的位置、預脈衝的能量以及預脈衝聚焦的漂移會造成液滴軌跡的偏差。圖3A係繪示因極紫外輻射源100中的機械性和/或電性漂移，隨著時間改變的間隔MPPP偏差。由於液滴從預脈衝所接受之能量變化，此漂移造成預脈衝和主脈衝之間液滴軌跡的改變。
在如圖3B和3C所示的一些例子中，極紫外輻射源的機械性和/或電性漂移改變主脈衝MP的軌跡，造成主脈衝MP部分地錯過目標液滴DP3。因此，一些已加熱的錫液滴可被轉換為電漿，而其他的液滴則成為碎片散射在腔室附近，如圖3B所示。碎片會汙染腔室中包含收集鏡的各種不同表面。再者，電漿的數量因光學對準偏移而減少，所以由對準偏移之脈衝所產生的極紫外能量也會減少，造成微影曝光的劑量錯誤。
圖4係繪示利用一些實施例中所提供之回授機制的示意圖。回授機制可改變預脈衝與主脈衝之間的時間延遲，藉此來調整液滴DP撞擊預脈衝和主脈衝的地點。如本文他處所討論，目標液滴軌跡的改變造成相應主脈衝所產生之極紫外能量的改變。如此，由給定主脈衝所產生之極紫外能量的量可用來調整預脈衝和/或主脈衝聚焦的漂移。
圖5係繪示根據本揭露之一些實施例產生極紫外輻射之裝置的例示性示意圖。在一些實施例中，預脈衝PP與主脈衝MP之間的空間間隔，間隔MPPP，係由能量檢測器所量測。在一些實施例中，由主脈衝所產生之極紫外能量的偏差係用以作為回授FB來調整後續預脈衝與主脈衝之 間的時間延遲。在一些實施例中，提供最終聚焦量測(final focus metrology；FFM)模組950於預脈衝和主脈衝的最終聚焦處。最終聚焦量測模組950包含複數個鏡子M130、M140、M150，例如，如圖5所示，且量測源所產生的極紫外能量偏差。在一些實施例中，最終聚焦量測模組950之訊號係用以作為調整後續預脈衝與主脈衝之間的時間延遲的回授。在一些實施例中，回授可伴隨致動器905來控制腔室105之鏡子的其中一者，例如，舉例而言，在雷射撞擊目標液滴之前，光學路徑中的最後一個鏡子M150。
一些實施例中所提供之回授機制可更基於後續能量量測資訊來送出通知，此能量量測資訊可指示能量量測係位於可接受的能量量測範圍中。在一些實施例中，此通知包含預脈衝與主脈衝之間的空間間隔。在一些實施例中，此通知亦包含預脈衝與主脈衝之間的時間延遲。在一些實施例中，此通知亦包含可操縱鏡的角度，此可操縱鏡係耦合至輻射源。在一些實施例中，基於此通知的產生，此回授更送出通知至與可操縱鏡控制器相關的第一外部裝置以及與時間延遲控制器相關之第二外部裝置。
圖6係繪示根據本揭露一實施例之以極紫外源之回授系統來控制能量檢測器900之方法1000的流程示意圖。此方法包含，於S1010中，量測激發雷射之預脈衝與主脈衝間的時間延遲，MPPP時間延遲。在一些實施例中，由能量檢測器900所決定之x軸中的MPPP，MPPPx，具有範圍從約110微米至約220微米之間隔，或者具有範圍從約 119微米至約161微米之間隔。在一些實施例中，由能量檢測器900所決定之y軸中的MPPP，MPPPy，具有範圍從約-25微米至約25微米之間隔。Y軸係垂直於x軸，一軸係沿著液滴的運動方向且垂直於z軸，一軸係沿著收集鏡110的光學軸。
如本文他處所討論，目標液滴反射和/或散射主脈衝MP入射於其上之一部分。在S1020中，檢測被反射和/或散射之光線，例如藉由能量檢測器900，其係為極紫外光二極體。
在S1030中，決定被檢測之光線的能量量測的偏差(例如，目標液滴與雷射之預脈衝的相對位置)是否位於可接受範圍內。在一些實施例中，由能量檢測器900所量測之目標液滴與雷射預脈衝之相對位置的多個能量量測指出範圍從約-20微米至約20微米的間隔。在利用光二極體檢測光線的實施例中，上述之決定係基於當控制器從光二極體接收目標液滴與雷射預脈衝之相對位置時的光二極體之電流和/或電壓值。在一些實施例中，能量檢測器900包含邏輯電路，其被編程來於能量量測中所測得之偏差未位於可接受範圍內時產生預設訊號。例如，當能量量測中所測得之偏差小於某個閾值時，產生訊號。能量量測之偏差的閾值係例如為，雷射和目標液滴之相對位置所預期的能量量測最小偏差，其可適當地與電漿閃光區別。在一些實施例中，雷射和目標液滴之相對位置所預期的能量量測最小偏差係基於最大距離之能量量測平均偏差來決定。在一些實施例中，所預 期的能量量測最小偏差係例如為，小於最大距離決定之能量量測平均偏差的一個標準差或兩個標準差。
如果被檢測之光線的能量量測偏差未位於可接受範圍內，在S1040中，激發雷射之可設定參數係自動地調整來增加或減少液滴之能量量測偏差，以使被檢測之光線的能量量測偏差最終可回到可接受範圍內。
在各種不同的實施例中，激發雷射的可設定參數包含，例如激發雷射之光源(例如，雷射)的輸入電壓和/或電流、激發雷射的延遲時間、以及激發雷射的傾斜和/或角度值。在一些實施例中，可設定參數係利用被編程來控制激發雷射之各種不同參數的控制器來進行調整。例如，在一實施例中，此控制器被耦接至時間延遲控制器來控制預脈衝與主脈衝間的時間和/或控制對應激發雷射PP和MP之鏡子，例如，如圖5所示之M150的傾斜/角度的機制。在這樣的實施例中，控制器係耦接至能量檢測器900，以於被檢測之光線的能量量測偏差未位於可接受範圍內時，相應能量檢測器900所產生之預設訊號來調整時間延遲長度和/或激發雷射PP及MP對應之鏡子M150的傾斜。
在一些實施例中，控制器包含被編程來接收能量檢測器900之訊號的邏輯電路，且根據所接收的訊號來傳送控制訊號至激發雷射之一或多個元件，以自動地調整一或多個激發雷射之可設定參數。
在一些實施例中，亦提供鏡子控制器，以基於最終聚焦量測模組950的訊號來調整預脈衝和主脈衝聚焦 的位置。圖4係以圖表式地繪示出調整預脈衝撞擊液滴之位置與主脈衝撞擊液滴之位置兩者間距離的效果。
圖7係繪示根據本揭露一實施例之極紫外輻射源中進行液滴能量量測之裝置的示意圖。在一實施例中，此裝置包含激發雷射組合裝置305、能量檢測器模組920、控制器940以及處理器950。
在各種不同的實施例中，激發雷射組合裝置305包含配置以提供預脈衝PP和主脈衝MP之輻射源955、時間延遲控制器965以及可操縱鏡控制器975。可操縱鏡控制器975控制鏡子977的傾斜角度。在各種不同的實施例中，可操縱鏡控制器975為耦接至激發雷射組合裝置305之鏡子的致動器905(請參照圖5)，且移動鏡子977來改變光線(或輻射)L入射至目標液滴DP的入射角度，藉此來改變目標液滴反射和/或散射光線R至能量檢測器模組920的量。在一些實施例中，可操縱鏡控制器975包含壓電致動器905。
時間延遲控制器965控制預脈衝PP與主脈衝MP間的時間延遲。例如，當控制器940決定能量檢測器模組920之被檢測光線的能量量測偏差係小於可接受範圍，如圖3C所示，控制器940控制時間延遲控制器965來提供較短的時間延遲於預脈衝PP與主脈衝MP間，藉以允許目標液滴DP適當的曝光以及測得之能量量測偏差的增加。在這樣的實施例中，被控制器940所調整之激發雷射組合裝置305之一可設定參數為曝光目標液滴之光線L路徑上的時間延遲。
本領域技術人員注意到，雖然圖7所繪示之可操 縱鏡控制器975和自動時間延遲965係與輻射源955分離，但在一些實施例中，可操縱鏡控制器975和自動時間延遲965可與輻射源955一起整合來形成單一激發雷射組合裝置305。在這樣的實施例中，控制器940與激發雷射組合裝置305之間的耦接可適當地修改來完成與此處揭露相同的結果。
如此，控制器940設定在能量檢測器模組920上所檢測到之光線的能量量測偏差，來使目標液滴的穩定曝光持續一段時間。一目標液滴之曝光與緊接的前一個標的液滴所產生之極紫外光峰值檢測間的時間差提供如於本文他處所討論之x和y軸的能量量測，其中目標液滴在x和y軸上於位置P和激發區域ZE之間行進。電漿之反射或散射光線的精確量測對於吉紫外輻射的穩定產生是重要的，因為其允許液滴和激發脈衝到達激發區域的同步。在一實施例中，當控制器940設定測得之能量量測偏差時，時序與能量控制模組960量測反射或散射電漿光線的能量。
在本揭露中，藉由自動地最佳化液滴照射/檢測模組，可能改善目標液滴之能量量測以及改善激發脈衝與目標液滴之間的同步。如此，可能改善基於雷射產生電漿之極紫外光源的穩定性和效率。
可理解的是，在本文中不需討論所有的優點，在所有的實施例和例子中無需特定優點，且其他實施例和例子可以提供不同的優點。
根據本揭露之一方面，產生極紫外(EUV)輻射 之裝置包含液滴產生器、激發雷射源、能量檢測器以及回授控制器。液滴產生器係配置以產生目標液滴。激發雷射源係配置以產生預脈衝和主脈衝，以透過加熱來將自標液滴轉換為電漿。能量檢測器係配置以量測當液滴被轉換為電漿時所產生之極紫外能量中的偏差。回授控制器係配置以基於極紫外能量的偏差來調整透過激發雷射源所產生之後續預脈衝和主脈衝間的時間延遲，極紫外能量的偏差係透過給定主脈衝來產生。在一些實施例中，此裝置更包含致動器，其係配以操縱激發雷射來改變預脈衝和子脈衝兩者或其中之一者的焦點。在一些實施例中，回授控制器係配置以控制致動器來基於極紫外能量的偏差而改變預脈衝和子脈衝兩者或其中之一者的焦點，極紫外能量的偏差係透過前一個主脈衝來產生。在一些實施例中，致動器連接至可操縱鏡。在一些實施例中，激發雷射源係配置以具有範圍從2500奈秒至3500奈秒的時間延遲。在一些實施例中，激發雷射源包含預脈衝與主脈衝之間的空間間隔，此空間間隔在x軸上具有從約119微米至約161微米的範圍。在這樣的實施例中，x軸為沿著液滴從液滴產生器離開的軸線。在一些實施例中，激發雷射源包含預脈衝與主脈衝之間的空間間隔，此空間間隔在y軸上具有從約-20微米至約20微米的範圍。前述範圍中的操作改善激發雷射照射目標液滴的精確度。在這樣的實施例中，y軸為垂直於液滴離開液滴產生器之方向且平行於收集鏡平面的軸線。
根據本揭露之另一方面，控制極紫外(EUV)輻 射源回授系統之方法包含量測來至激發雷射之預脈衝和主脈衝之間的時間延遲。此方法包含利用能量檢測器來對極紫外能量中的偏差進行能量量測，極紫外能量中的偏差係於液滴被轉換為電漿時所產生。此方法亦包含決定被檢測之光線的能量量測的偏差是否位於可接受範圍內。對應被檢測之光線的能量量測的偏差未位於可接受範圍內的情況，激發雷射的可設定參數係自動地調整來將被檢測之光線的能量量測的偏差設定至可接受範圍內。在一些實施例中，此方法更包含利用回授系統基於新的能量量測資訊來產生通知，此能量量測資訊指示能量量測係位於可接受的能量量測範圍中。在一些實施例中，此通知包含預脈衝與主脈衝之間的空間間隔。在一些實施例中，此通知亦包含預脈衝與主脈衝之間的時間延遲。在一些實施例中，此通知亦包含可操縱鏡的角度，此可操縱鏡係耦合至輻射源。在一些實施例中，基於此通知的產生，此回授更送出通知至與可操縱鏡控制器相關的第一外部裝置以及與時間延遲控制器相關之第二外部裝置。
根據本揭露之再一方面，產生極紫外(EUV)輻射之裝置包含液滴產生器、最終聚焦模組、能量檢測器以及控制器。液滴產生器係配置以產生目標液滴。最終聚焦模組包含配置以在一預設位置調整預脈衝和主脈衝間之時間延遲的輻射源、以及可操縱鏡。能量檢測器係配置以量測當液滴被轉換為電漿時所產生之極紫外能量中的偏差。控制器係耦接至能量檢測器，且被編程來利用能量檢測器決定輻射能量量測中的偏差是否位於可接受範圍內。為回應決定被檢測 之能量量測偏差未位於可接受範圍內的判斷，控制器亦被編程來自動地調整激發雷射的可設定參數。在一些實施例中，此裝置更包含致動器，其係配置以控制預脈衝和子脈衝兩者或其中之一者的焦點。在一些實施例中，控制器係配置以控制致動器來基於極紫外能量的偏差而改變預脈衝和子脈衝兩者或其中之一者的焦點，極紫外能量的偏差係透過前一個主脈衝來產生。在一些實施例中，致動器係配置以控制可操縱鏡。在一些實施例中，致動器為壓電致動器。在一些實施例中，可操縱鏡為雷射撞擊目標液滴之前，光學路徑中的最後一個鏡子。在一些實施例中，可操縱鏡可在3個軸向上調整。
可理解的是，在本文中不需討論所有的優點，在所有的實施例和例子中無需特定優點，且其他實施例和例子可以提供不同的優點。
以上概述了數個實施例的特徵，因此熟習此技藝者可以更了解本揭露的態樣。熟習此技藝者應了解到，其可輕易地把本揭露當作基礎來設計或修改其他的製程與結構，藉此實現和在此所介紹的這些實施例相同的目標及/或達到相同的優點。熟習此技藝者也應可明白，這些等效的建構並未脫離本揭露的精神與範圍，並且他們可以在不脫離本揭露精神與範圍的前提下做各種的改變、替換與變動。
100‧‧‧極紫外輻射源
115‧‧‧目標液滴產生器
105‧‧‧腔室
110‧‧‧電漿收集器
200‧‧‧曝光工具
300‧‧‧激發雷射源
310‧‧‧雷射產生器
320‧‧‧雷射導引光學元件
330‧‧‧聚焦裝置
A1‧‧‧光學軸
BF‧‧‧底層
DMP1、DMP2‧‧‧阻尼器
DP‧‧‧液滴
EUV‧‧‧極紫外輻射
LR1‧‧‧雷射光
LR2‧‧‧激發雷射
MF‧‧‧主層
PP1、PP2‧‧‧基座
ZE‧‧‧激發區域

Claims (1)

  1. 一種產生極紫外輻射之裝置，包含：一液滴產生器，配置以產生複數個目標液滴；一激發雷射源，配置以產生一預脈衝和一主脈衝，以透過加熱來將該些目標液滴轉換為電漿；一能量檢測器，配置以量測當該些液滴被轉換為電漿時所產生之極紫外能量中的一偏差；以及一回授控制器，配置以基於極紫外能量的該偏差來調整透過該激發雷射源所產生之一後續預脈衝和一後續主脈衝間的時間延遲，極紫外能量的該偏差係透過一給定主脈衝來產生。
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