TW202201136A - 光蝕刻系統以及液滴控制方法 - Google Patents

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Abstract

一種光蝕刻系統利用錫液滴來產生用於光蝕刻製程的極紫外輻射。該光蝕刻系統用一雷射器照射該些液滴。該些液滴變為通電且發射極紫外輻射。一收集器將該極紫外輻射朝向一光蝕刻靶反射。該光蝕刻系統藉由使用一充電電極在該些液滴內產生一淨電荷且藉由在一相對電極內施加一電場來使該些液滴減速，來減少該些錫液滴到該接收器上的回濺。

Description

極紫外光蝕刻製程之液滴噴塗控制方法
本揭露係關於光蝕刻製程領域。更特定而言，本揭露係關於極紫外光蝕刻製程。
存在對提高電子裝置中的計算能力的不斷需求，該些電子裝置包括智慧型手機、平板電腦、桌上型電腦、膝上型電腦及許多其他種類的電子裝置。積體電路為此等電子裝置提供計算能力。提高積體電路中的計算能力的一種方式係增加電晶體及其他積體電路特徵之數目，該些積體電路特徵可被包括用於半導體基板之給定區域。
積體電路晶粒上的特徵部分地藉助於光蝕刻製程來產生。傳統光蝕刻技術包括產生描畫要在積體電路晶粒上形成的特徵之形狀的遮罩。光蝕刻光源穿過遮罩照射積體電路晶粒。經由對積體電路晶粒的光蝕刻可產生的特徵之大小在下端上部分地受到由光蝕刻光源產生的光之波長的限制。更小的光波長可產生更小的特徵大小。
由於極紫外光之波長相對短，所以極紫外光用於產生特別小的特徵。例如，極紫外光通常藉由用雷射束照射所選擇之材料之液滴來產生。來自雷射的能量致使液滴進入電漿狀態。在電漿狀態下，液滴發射極紫外光。極紫外光朝向具有橢圓形或抛物面形表面的收集器行進。收集器將極紫外光反射到光蝕刻靶上。
無
在以下描述中，描述了用於積體電路晶粒內的各種層及結構的許多厚度及材料。針對各種實施例以實例方式給出具體尺寸及材料。根據本揭露，熟習此項技術者將認識到，在不脫離本揭露之範疇的情況下，在許多情況下可使用其他尺寸及材料。
以下揭露提供許多不同的實施例或實例以用於實施所描述之主題之不同特徵。在下面描述組件及配置之具體實例以簡化本說明書。當然，此等組件及配置僅僅係實例，且並不意欲進行限制。例如，在隨後的描述中，在第二特徵之上或在其上形成第一特徵可包括將第一特徵與第二特徵形成為直接接觸的實施例，且亦可包括可在第一特徵與第二特徵之間形成附加特徵以使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可在各種實例中重複參考標號及/或字母。此重複係為了簡單及清楚之目的，且本身並不決定所討論之各種實施例及/或組態之間的關係。
另外，為便於描述，在本文中可使用空間相對術語(諸如「在......之下」、「在......下方」、「下部」、「在......上方」、「上部」及類似者)來描述如圖中所例示之一個元件或特徵與另一個(另一些)元件或特徵之關係。除了圖中所描繪之定向之外，空間相對術語意欲涵蓋裝置在使用中或操作中的不同定向。可以其他方式來定向設備(旋轉90度或以其他定向)，且同樣可相應地解釋本文所使用之空間相對描述詞。
在以下描述中，闡述某些特定細節以便提供對本揭露之各種實施例的透徹理解。然而，熟習此項技術者將理解，本揭露可在沒有此等具體細節的情況下實踐。在其他情況下，為了避免不必要地混淆對本揭露之實施例的描述，未詳細描述與電子部件及製造技術相關聯的公知結構。
除非上下文另外要求，否則在之後的說明書及申請專利範圍全篇中，字詞「包含(comprise)」及其變體(諸如「comprises」及「comprising」)應以開放式、包括性意義解釋，亦即，解釋為「包括但不限於」。
諸如第一、第二及第三的序數的使用不一定隱示次序之排序意義，而是僅可在動作或結構之多種情況之間進行區分。
在此說明書全篇中對「一個實施例」或「一實施例」之參考意指，結合該實施例所描述之特定特徵、結構或特性包括於至少一個實施例中。因此，片語「在一個實施例中」或「在一實施例中」在此說明書全篇中各個地方之出現不一定全部涉及同一實施例。此外，可在一或多個實施例中以任何適合方式組合特定特徵、結構或特性。
如本說明書及隨附申請專利範圍中所使用，除非文中內容另外清楚地指示，否則單數形式「一」、「一個」及「該」包括複數提及物。亦應注意，除非文中內容另外明確指示，否則術語「或」通常在其包括「及/或」的意義上加以使用。
第1圖係根據一個實施例的光蝕刻系統100之方塊圖。光蝕刻系統100包括雷射器102、光蝕刻靶104、收集器106、液滴產生器108、液滴接收器110、充電電極112及控制系統114。液滴接收器110包括液滴池116、反電極118及液滴感測器120。光蝕刻系統100之組件協作以減少來自液滴到收集器106上的回濺。
液滴產生器108產生且輸出複數個液滴的一流。在一個實例中，液滴可包括液體(熔融)錫。在不脫離本揭露之範疇的情況下，可將其他材料用於液滴。液滴以高速度變化率朝向液滴接收器110移動。光蝕刻系統100利用液滴來產生用於光蝕刻製程的極紫外光。極紫外光通常對應於波長在5 nm與125 nm之間的光。
雷射器102輸出雷射束。雷射束聚焦於液滴在其自液滴產生器108到液滴接收器110的道路上穿過的點。特定而言，雷射器102輸出雷射脈衝。每個雷射脈衝由液滴接收。當液滴接收到雷射脈衝時，來自雷射脈衝的能量自液滴產生高能電漿。高能電漿輸出極紫外輻射。
在一個實施例中，由電漿輸出的輻射在許多方向上隨機散射。光蝕刻系統100利用收集器106來收集來自電漿液滴的散射極紫外輻射，且將極紫外輻射朝向光蝕刻靶104或朝向將把極紫外輻射引導到光蝕刻靶104的設備反射。
在一個實施例中，收集器106包括孔隙。來自雷射器102的雷射脈衝穿過孔隙朝向複數個液滴的一流。這使得收集器106能夠定位在雷射器102與光蝕刻靶104之間。
在雷射器102已照射液滴之後，液滴以一軌跡繼續朝向液滴接收器110。液滴接收器110將液滴接收到液滴池116中。液滴池116收集液滴。液滴可自液滴池116排放且進行再使用或處置。
可能的是，來自液滴的一些回濺可落在收集器106上。這是因為液滴以高速行進。液滴之高速可導致飛濺。此飛濺或回濺可朝向收集器106往回行進。
收集器106上的液滴回濺可對光蝕刻系統100具有不利效果。例如，回濺可導致收集器106之不均勻表面。若收集器106之表面不平或以其他方式不均勻，則收集器106可不將極紫外輻射朝向光蝕刻靶104反射。亦為可能的是，反射器106上的回濺累積將致使收集器106變得實質上不反射。在此等情況中之任一種中，光蝕刻系統100不能有效地用極紫外輻射照射光蝕刻靶104。
光蝕刻系統100利用充電電極112及反電極118來減少收集器106上的回濺。向充電電極112及反電極118施加電壓。如下面將更詳細地描述，施加到充電電極112及反電極118的電壓可輔助減少液滴到收集器106上的回濺。
在一個實施例中，向充電電極112施加電壓。充電電極112經定位成使得由液滴產生器108輸出的液滴在其朝向液滴接收器110行進時鄰近充電電極112通過。因為高電壓被施加到充電電極112，所以當液滴鄰近充電電極112通過時，液滴中的自由電荷被吸引到充電電極112。結果使液滴獲得淨電荷。具體而言，液滴具有極性與施加到充電電極112的電壓之極性相反的淨電荷。
在一個實施例中，液滴處於電漿狀態促進給予液滴電荷。在電漿狀態下，價電子自其原子釋放出來，從而使得電子能夠自由移動。處於電漿狀態的帶電粒子之個別導電率使得自由電荷能夠被吸引到充電電極112。
在一個實施例中，充電電極112具有正電壓。液滴中的自由電子被吸引到充電電極112。結果由於電子之數目少於液滴中的質子，所以液滴具有淨電荷。因此，在一個實例中，充電電極112產生帶正電的液滴。
在一個實施例中，反電極118攜帶具有與充電電極112上的電壓或淨電荷相同極性的電壓或淨電荷。因此，當帶電液滴接近反電極118時，帶電液滴受到排斥電磁力。排斥電磁力使液滴速度降低。因為液滴速度降低，所以液滴產生較少回濺或不產生回濺。
在一個實施例中，向反電極118施加比充電電極112高的電壓。這是因為在充電電極112已對液滴充電之後，當帶電液滴朝向液滴接收器110移動且超過充電電極112時，充電電極112與帶電液滴之間的靜電力可使液滴加速。因此，反電極118可具有比充電電極112上的電壓或淨電荷高的電壓或淨電荷。以此方式，反電極118可使帶電液滴減速至比充電電極112可使帶電液滴加速還大的程度。
在一個實施例中，光蝕刻系統100包括液滴感測器120。液滴感測器120感測在液滴被接收到液滴池116中時的液滴速率。可利用液滴速率之此測量來校正或微調施加到充電電極112及反電極118的電壓。液滴感測器120產生指示在液滴穿過液滴接收器110時的液滴速率的感測器信號。
控制系統114耦合到液滴感測器120。控制系統114自液滴感測器120接收感測器信號。控制系統114處理感測器信號。控制系統114可基於來自液滴感測器120的感測器信號來判定液滴是否充分減速。
控制系統114耦合到充電電極112及反電極118。控制系統114可控制施加到充電電極112及反電極118的電壓。具體而言，控制系統114可基於自液滴感測器120接收的感測器信號來控制施加到充電電極112及反電極118的電壓。若感測器信號指示在液滴被接收到液滴池116中時液滴速率仍然太高，則控制系統114可調整施加到充電電極112及/或反電極118的電壓。
使液滴變慢的主要力是反電極118與液滴之間的排斥電磁力。電磁力是由施加到反電極118的電壓和液滴所攜帶的淨電荷所致。電磁力是排斥性的，因為液滴所攜帶的淨電荷與施加到反電極118的電壓具有相同的極性。當帶電液滴接近反電極118時，排斥力使液滴變慢。
決定電磁力強度的主要因素是液滴所攜帶的淨電荷之量值及施加到反電極118的電壓之量值。這些量值中之任一者的增加都會導致更大的排斥電磁力。液滴所攜帶的淨電荷主要由施加到充電電極112的電壓之量值決定。向充電電極112施加更高的電壓將導致液滴上的更高淨電荷。因此，施加到充電電極112及反電極118的電壓中之任一者的增加都將導致更大的液滴減速。因此，控制系統114可藉由增加充電電極112及反電極118中之任一者或二者上的電壓來調整液滴速率。
在一個實施例中，反電極118包括定位在液滴接收器110中的多個反電極118。多個反電極沿著液滴穿過液滴接收器的行進路徑配置。更靠近充電電極的反電極118攜帶比更遠離充電電極112的反電極低的電壓，但所有反電極118都攜帶與充電電極112相同的電壓極性。反電極118之增加的電壓確保液滴將在其行進穿過液滴接收器110時繼續減速。
在一個實施例中，液滴接收器110具有導電殼或主體。液滴接收器之導電殼可充當反電極118。可對導電殼施加電壓，以使液滴在其穿過液滴接收器時減速。導電殼可具有電荷梯度，使得導電殼所攜帶的電荷或電壓之量值隨著離充電電極112的距離的增加而增加。因此，液滴接收器110可包括能動態充電的導電殼用以充當反電極。
在一個實施例中，控制系統114藉由增加反電極118相對於充電電極112的電壓來調整液滴速率。在液滴穿過充電電極112之後，液滴將受到由充電電極112與已帶電液滴之間的排斥靜電力所造成的加速。因此，降低液滴速率的有效方式是相對於充電電極112增加施加到反電極118的電壓。這將確保液滴在其接近反電極時所受到的減速大於液滴在遠離充電電極112行進時所受到的加速。然而，控制系統114可藉由調整施加到充電電極112及反電極118中之任一者或二者的電壓來降低液滴速率。
在一個實例中，控制系統114可增加施加到充電電極112的電壓，以便向滴液給予更大的淨電荷。控制系統114可向反電極118增加施加的對應電壓。在一些實施例中，控制系統可向反電極118增加施加比充電電極112大的電壓。在一些實施例中，控制系統114可向充電電極112及反電極118二者增加施加相同的電壓。在一些實施例中，控制系統114可調整反電極118及充電電極112中之僅一者的電壓。在一些實施例中，控制系統114可增加充電電極112及反電極118中之一者上的電壓，且降低充電電極112及反電極118中之另一者上的電壓。
減少回濺的另一種可能的方式是增加液滴之溫度。隨著溫度的增加，液滴可有效地變得更黏。更黏的液滴在撞擊液滴接收器110之背面區域時可不會回濺得太多。
如本文所使用，施加到充電電極的電壓稱為第一電壓。施加到反電極118的電壓稱為第二電壓。第一電壓及第二電壓可以是或者不是相同值。
在一個實施例中，控制系統114包括或者耦合到電源。電源向充電電極112及反電極118供應電壓。控制系統114可控制由電源供應給充電電極112及反電極118的電壓。
在一個實施例中，控制系統114耦合到液滴產生器108。控制系統114可向液滴產生器108或液滴產生器108之一部分施加電壓。例如，在一個實施例中，控制系統114可向液滴產生器108施加地電壓，以便在液滴與充電電極112之間產生初始電壓降。
控制系統114、液滴感測器120、充電電極112及反電極118充當反饋迴路。反饋迴路控制液滴速率。更具體而言，反饋迴路測量且調整液滴速率以減少或消去液滴在收集器106上的回濺。
在一個實施例中，控制系統114利用機器學習來準確地調整液滴速率。因此，控制系統114可包括機器學習模型，機器學習模型可經訓練以響應於由液滴感測器120所提供的感測器信號來調整施加到充電電極112及反電極118的電壓，以便準確地達成所期望之液滴速率。
在一個實施例中，機器學習模型包括決策樹模型。決策樹模型接收有關液滴、充電電極及反電極的輸入資料。在一個實例中，輸入資料可包括液滴之質量、液滴之溫度、液滴速率之當前值、液滴速率之先前值、充電電極112上的電壓之當前值、反電極118上的電壓之當前值、充電電極112上的電壓之先前值及反電極118上的電壓之先前值。液滴速率之先前值可對應於在由控制系統114所進行的最近電壓調整之前的液滴速率。充電電極112上的電壓之先前值可對應於在由控制系統114所進行的最近電壓調整之前的充電電極112上的電荷值。反電極118上的電壓之先前值可對應於在由控制系統114所進行的最近電壓調整之前的反電極上的電荷值。輸入資料可作為一向量或具有表示以上所描述之值的資料值的一系列向量提供給決策樹模型。
在一個實施例中，決策樹模型包括複數個決策節點。每個決策節點包括決策規則。決策節點處的決策規則應用於輸入值中之一或多個。例如，一或多個決策節點可應用有關液滴之當前速率的規則。一或多個決策節點可將有關液滴之先前速率的規則應用於各種類型的輸入資料。在一個實例中，第一決策節點應用如下規則：若當前速率在所選擇之範圍內，則沿循第一路徑到下一決策節點的路徑，否則，沿循第二路徑到下一決策節點的路徑。下一些節點可應用有關例如液滴之先前速率或液滴之當前質量的規則。
每個決策節點可包括二或更多個決策路徑，每個決策路徑通向另一個決策節點。決策節點之最後一層決定控制系統要採取的動作(若有的話)。因此，各種輸入資料欄位之值決定決策樹將行進穿過的路徑，直到輸入資料到達複數個可能的最終決策或分類中之一者為止。各種可能的最終決策或分類可包括：增加充電電極112上的電壓；增加反電極118上的電壓；降低充電電極112上的電壓；降低反電極118上的電壓；增加充電電極112及反電極118二者上的電壓；降低充電電極112及反電極118二者上的電壓；增加充電電極112上的電壓且降低反電極118上的電壓；降低充電電極112上的電壓且增加反電極118上的電壓；增加液滴之溫度；降低液滴之溫度；及完全不進行任何調整。該最終決策或分類決定控制系統114將採取的動作。當最終決策或分類包括對充電電極112及反電極118中之一或二者上的電壓的調整時，最終決策或分類對應於電壓調整資料。控制系統114根據電壓調整資料來調整電壓。
在一個實施例中，用非監督式機器學習過程來訓練決策樹模型。在非監督式機器學習過程期間，決策樹模型被給定指令以調整光蝕刻系統100之參數，以便將液滴速率調整或維持在所選擇之速率範圍內或低於所選擇之速率臨限值。在非監督式機器學習過程期間，機器學習模型設定決策節點之數目及決策規則。液滴穿過充電電極112進入液滴接收器110中。測量液滴速率，且將各種其他輸入資料提供給決策樹。根據最終決策及過程重複來調整各種電壓。在整個機器學習過程中，在迭代中調整決策節點、通路、決策規則及最終決策，直到控制系統114能夠可靠地達成且維持所選擇之液滴速率。以此方式，決策樹學習可將液滴速率維持在所要範圍內的算法。
存在可達成所要之液滴速率結果的潛在的非常大數目的決策節點及規則組合(即，算法)。最終選擇的算法由機器學習過程及專家提供給決策樹模型的初始參數決定。初始參數可包括初始決策節點及決策規則。在替代實施例中，機器學習過程可包括監督式機器學習過程，其利用來自液滴速率、電極電壓及調整之過去測量的訓練集。
在一個實施例中，機器學習模型包括以類神經網路為基礎的算法。以類神經網路為基礎的算法可包括複數個類神經網路中之任何一個，該些類神經網路包括但不限於遞歸類神經網路、卷積類神經網路、深度卷積類神經網路及前饋類神經網路。到類神經網路的輸入可包括相同類型的以上關於決策樹網路所描述之輸入資料。類神經網路包括具有加權神經元的一系列類神經層，該些加權神經元共同基於輸入資料來判定控制系統114要採取的複數個可能動作中之一個。機器學習過程可包括監督式機器學習過程、深度學習過程或非監督式機器學習過程。在不脫離本揭露之範疇的情況下，可利用除了以上所描述之那些之外的類型的機器學習模型來控制液滴速率。
在一個實施例中，控制系統114不利用機器學習模型。相反，控制系統114可執行簡單算法，該簡單算法基於以上關於機器學習模型所描述之輸入資料之類型來判定應進行什麼調整。算法可由人類專家來定義且編程到控制系統114中。根據本揭露，熟習此項技術者將認識到，在不脫離本揭露之範疇的情況下，可利用許多類型的算法來達成所選擇之液滴速率。
第2圖係根據一實施例的光蝕刻系統200之圖解。光蝕刻系統100包括雷射器102、光蝕刻靶104、收集器106、液滴產生器108、液滴接收器110、充電電極112及控制系統114。
液滴產生器108產生且輸出液滴124之流。液滴124可包括如先前所描述之錫。液滴124以高速度變化率朝向液滴接收器110移動。
雷射器102定位在收集器106後面。雷射器102輸出雷射光132之脈衝。雷射光132之脈衝聚焦於液滴124在其自液滴產生器108到液滴接收器110的道路上經由所穿過的點。雷射光132之每個脈衝由液滴124接收。當液滴124接收到雷射光132之脈衝時，來自雷射脈衝的能量自液滴124產生高能電漿。高能電漿輸出極紫外輻射134。
在一個實施例中，雷射器102是二氧化碳(CO2 )雷射器。CO2 雷射器發射具有定中心於約9.4 µm或10.6 µm的波長的輻射或雷射光132。在不脫離本揭露之範疇的情況下，雷射器102可包括除了二氧化碳雷射器之外的雷射器102，且可輸出具有除了以上所描述之那些之外的波長的輻射。
在一個實施例中，液滴產生器108每秒產生介於40,000與60,000之間個液滴。液滴124具有介於70 m/s與90 m/s之間的初始速度。液滴124具有介於10 µm與200 µm之間的直徑。在不脫離本揭露之範疇的情況下，液滴產生器108每秒可產生與以上所描述的不同數目的液滴124。在不脫離本揭露之範疇的情況下，液滴產生器108亦可產生具有與以上所描述的那些不同的初始速度及直徑。
在一個實施例中，雷射器102用兩個脈衝照射每個液滴124。第一脈衝致使液滴124變平成類似圓盤的形狀。第二脈衝致使液滴124形成高溫電漿。第二脈衝顯著比第一脈衝更強。對雷射器102及液滴產生器108進行校正，使得雷射器102發射成對脈衝以使得每個液滴124用一對脈衝照射。例如，若液滴產生器108每秒輸出50,000個液滴124，則雷射器102將每秒輸出50,000對脈衝。在不脫離本揭露之範疇的情況下，雷射器102可以除了以上所描述的之外的方式照射液滴124。例如，雷射器102可用單個脈衝或者用多於兩個脈衝照射每個液滴124。
在一個實施例中，液滴124是錫。當錫液滴124轉化為電漿時，錫液滴124輸出具有定中心於10 nm與15 nm之間的波長的極紫外輻射134。更特定而言，在一個實施例中，錫電漿放射13.5 nm的特徵波長。此等波長對應於極紫外輻射134。在不脫離本揭露之範疇的情況下，可將除了錫之外的材料用於液滴124。在不脫離本揭露之範疇的情況下，此類其他材料可產生具有除了以上所描述的那些之外的波長的極紫外輻射134。
在一個實施例中，由液滴124輸出的極紫外輻射134在許多方向上隨機散射。光蝕刻系統100利用收集器106來收集來自電漿的散射極紫外輻射134，且將極紫外輻射134朝向光蝕刻靶104輸出。
在一個實施例中，收集器106是抛物面鏡或橢圓鏡。散射極紫外輻射134由抛物面鏡或橢圓鏡收集且以一軌跡朝向光蝕刻靶104反射。
在一個實施例中，收集器106包括空隙135。雷射光132之脈衝自雷射器102穿過空隙135朝向液滴124之流。這使得收集器106能夠定位在雷射器102與光蝕刻靶104之間。
在雷射器102已照射液滴124之後，液滴124以一軌跡繼續朝向液滴接收器110。特定而言，液滴124進入液滴接收器110中的開口126，且穿過內部通道128朝向位於內部通道128之背端處的液滴池116行進。液滴池116收集液滴124。液滴接收器110可進一步包括對液滴池116進行排放的排泄口(未展示出)。液滴124可進行再使用或處置。
為了減少或消去來自液滴124的回濺，光蝕刻系統100包括圓環狀、扁平環形或任意環式充電電極112。充電電極112經定位成使得液滴124穿過圓環狀充電電極112之中心。充電電極112定位在照射液滴124的位置的下游及液滴接收器110的上游。
充電電極112耦合到控制系統114。控制系統114向或致使向充電電極112施加電壓。在一個實施例中，施加到充電電極112的電壓介於100 V與40,000 V之間，但在不脫離本揭露之範疇的情況下，可向充電電極112施加其他電壓。電壓值可經選擇以達到將自由電子自液滴124吸引到充電電極112的目的。充電電極112上的更高電壓將自每個液滴124吸引更大數目的電子。自液滴124吸引到的電子數目越大，液滴124上的淨正電荷越大。淨正電荷越大，經由反電極118可達成的速率降低越大。充電電極112亦可攜帶淨正電荷，使得充電電極112在充電電極112附近產生電場。
液滴接收器110包括外部罩殼130。外部罩殼130封裝內部通道128。反電極118鄰近於內部通道128之背端被定位在外部罩殼130中。反電極118包括杯形，使得反電極118圍繞內部通道128之背端。在不脫離本揭露之範疇的情況下，反電極118可包括其他形狀及位置。
反電極118耦合到控制系統114。控制系統114向或致使向反電極118施加電壓。在一個實施例中，反電極118攜帶具有與充電電極112上的電壓或淨電荷相同極性的電壓或淨電荷。因此，當帶電液滴124接近反電極118時，帶電液滴124經受排斥電磁力。排斥電磁力使液滴124速度降低。因為液滴124速度降低，所以液滴124產生很少回濺或不產生回濺。
在一個實施例中，向反電極118施加比充電電極112高的電壓。這是因為在充電電極112已對液滴124充電之後，當帶電液滴124朝向液滴接收器110移動超過充電電極112時，充電電極112與帶電液滴124之間的電磁力可使液滴124加速。因此，反電極118可具有比充電電極112上的電壓或淨電荷高的電壓或淨電荷。以此方式，反電極118可使帶電液滴124減速至比充電電極112可使帶電液滴124加速大的程度。
在一個實施例中，施加到反電極118的電壓介於1000 V與60,000 V之間，但在不脫離本揭露之範疇的情況下，可向充電電極112施加其他電壓。
液滴感測器120定位在內部通道128之背端內或鄰近於背端處。在第2圖之實例中，液滴感測器120包括雷射感測器，雷射感測器感測在液滴124接近液滴池116時的液滴124之速度或速率。雷射感測器可包括雷射器102及感測器接收器。雷射器102朝向感測器接收器輸出雷射束。當液滴124穿過雷射束時，雷射束被中斷，使得感測器接收器在與液滴124完全穿過雷射束所要之時間相對應的歷時內不接收雷射束。若已知或估計出液滴124之大小，則可基於中斷歷時來計算或估計液滴124之速率或速度。
感測器接收器可將指示液滴124之速率或速度的感測器信號傳遞到控制系統114。感測器信號可包括數位或類比信號。感測器信號可包括明確指示液滴124速率的資料。替代地，感測器信號可包括指示中斷且由此指示速率的類比波形。在不脫離本揭露之範疇的情況下，可使用用於感測器信號的其他方案。在不脫離本揭露之範疇的情況下，可使用其他類型的液滴感測器120。
控制系統114自液滴感測器120接收感測器信號。控制系統114處理感測器信號。控制系統114可基於來自液滴感測器120的感測器信號來判定液滴124是否充分減速。
控制系統114可包括一或多個控制器或處理器。控制系統114可包括一或多個計算機記憶體，一或多個計算機記憶體可存儲指令及資料。控制器或處理器可執行指令且處理資料。
控制系統114可基於自液滴感測器120接收的感測器信號來控制施加到充電電極112及反電極118的電壓。若感測器信號指示在液滴124被接收到液滴池116中時液滴124速率太高，則控制系統114可調整施加到充電電極112及/或反電極118的電壓。
在一個實施例中，控制系統114可採取步驟以藉由增加施加到充電電極112及反電極118的電壓來降低液滴124速率。在一個實例中，控制系統114可增加施加到充電電極112的電壓，以便向滴液給予更大的淨電荷。控制系統114可向反電極118增加施加對應的電壓。在一些情況下，控制系統114可向反電極118增加施加比充電電極112大的電壓。在一些情況下，控制系統114可向充電電極112及反電極118二者增加施加相同的電壓。在一些情況下，控制系統114可調整反電極118及充電電極112中之僅一者的電壓。在一些情況下，控制系統114可增加充電電極112或反電極118中之一者上的電壓。控制系統114可增加充電電極112及反電極118中之另一者上的電壓。第2圖之控制系統114可利用與以上關於第1圖所描述的那些相同類型的動作。
在一個實施例中，控制系統114包括或者耦合到電源。電源向充電電極112及反電極118供應電壓。控制系統114可控制由電源供應到充電電極112及反電極118的電壓。
在一個實施例中，控制系統114耦合到液滴產生器108。控制系統114可向液滴產生器108或液滴產生器108之一部分施加電壓。例如，在一個實施例中，控制系統114可向液滴產生器108施加地電壓，以便在液滴124與充電電極112之間產生初始電壓降。替代地，控制系統114使用另一個地電壓或參考電壓。
在一個實施例中，控制系統114可利用機器學習模型150或其他類型的算法來達成所要之液滴速率，該些機器學習模型150或其他類型的算法包括但不限於以上關於第1圖所描述的機器學習模型150及算法。
第3圖係根據一實施例的用於控制光蝕刻製程中的液滴124回濺之過程300的功能流程圖。過程300由包括機器學習模型150的控制系統114來執行。
在步驟302處，機器學習模型150利用關於第1圖及第2圖所描述之任何組件及過程自液滴感測器120接收感測器資料。感測器資料可包括由液滴感測器120提供的感測器信號。替代地，感測器資料可包括自液滴感測器120所提供的感測器信號導出的資料。因此，自液滴感測器120接收感測器資料可包括接收自液滴感測器120的感測器信號導出的感測器資料。
在步驟304處，機器學習模型150利用關於第1圖及第2圖所描述之任何組件或過程來分析感測器資料。機器學習模型150可包括在監督式機器學習模型150的情況下已用機器學習過程訓練的模型。監督式機器學習過程可訓練機器學習模型150以產生將導致所要之液滴124速率以便減少回濺的電壓調整資料。監督式機器學習過程可訓練機器學習模型150以基於感測器資料來產生電壓調整資料。因此，監督式機器學習過程可利用包括所測量之回濺及感測器資料的訓練集資料。替代地，機器學習模型150可包括非監督式機器學習模型150。在不脫離本揭露之範疇的情況下，可利用用於機器學習模型150的其他機器學習模型150及過程。機器學習模型150可包括但不限於以上關於第1圖所描述之類型的機器學習模型150。
在步驟306處，機器學習模型150基於感測器資料來產生電壓調整資料。電壓調整資料指示應對施加到充電電極112及反電極的電壓中之任一者或二者作出調整。電壓調整資料亦可指示不應對電壓作出調整。
在步驟308處，若電壓調整資料指示應作出電壓調整，則過程進行至步驟310。在步驟310處，控制系統114基於電壓調整資料來調整施加到充電電極112及/或反電極118的電壓。自步驟310起，過程返回至步驟302。
在步驟308處，若電壓調整資料指示不應調整電壓，則過程返回至步驟302。
藉由利用機器學習模型150，控制系統114可在迭代中調整施加到反電極118及充電電極112的電壓。過程重複其本身，直到液滴124速率在可接受範圍內為止。此後，過程重複其本身以將液滴124速率維持在可接受範圍內。以此方式，控制系統114可操作以減少液滴124到收集器106上的回濺。
第4圖係根據一實施例的用於減少光蝕刻系統100中的液滴124回濺之方法400。在步驟402處，方法400包括自液滴產生器輸出複數個液滴的一流之步驟。液滴產生器之一個實例是第1圖或第2圖之液滴產生器108。在步驟404處，方法400包括用雷射器照射液滴之步驟。雷射器之一個實例是第1圖或第2圖之雷射器102。在步驟406處，方法400包括將液滴接收在液滴接收器中之步驟。液滴接收器之一個實例是第1圖或第2圖之液滴接收器110。在步驟408處，方法400包括在液滴接收器上游在液滴中產生淨電荷之步驟。在步驟410處，方法400包括藉由在液滴接收器內產生電場來降低液滴在液滴接收器內之速率之步驟。
第5圖係根據一實施例的用於減少光蝕刻系統中的液滴回濺之方法500。在步驟502處，方法500包括用液滴產生器輸出複數個液滴之步驟。液滴產生器之一個實例是第1圖或第2圖之液滴產生器108。在步驟504處，方法500包括藉由用雷射器照射液滴來產生極紫外輻射之步驟。雷射器之一個實例是第1圖或第2圖之雷射器102。在步驟506處，方法500包括藉由向鄰近於液滴之路徑定位的充電電極施加第一電壓來在液滴中誘導淨電荷之步驟。充電電極之一個實例是第1圖或第2圖之充電電極112。在步驟508處，方法500包括藉由向定位在充電電極下游的反電極施加第二電壓來降低液滴速率之步驟。反電極之一個實例是第1圖或第2圖之反電極118。
在一個實施例中，一種光蝕刻系統包括一液滴產生器，該液滴產生器配置以輸出一複數個液滴的一流；及一液滴接收器，該液滴接收器經定位以接收該些液滴。該系統包括一雷射器，該雷射器配置以照射該些液滴；及一收集器，該收集器配置以自該些液滴接收極紫外輻射且反射該極紫外輻射以用於光蝕刻製程。該系統包括一充電電極，該充電電極定位在該液滴產生器與該液滴接收器之間。該系統包括一反電極，該反電極相對於該些液滴之一行進方向定位在該充電電極下游。該系統包括一控制系統，該控制系統配置以向該充電電極施加一第一電壓且向該反電極施加一第二電壓。該第一電壓經選擇以在該些液滴鄰近於該充電電極經由時向該些液滴給予一淨電荷。該第二電壓經選擇以在該些液滴鄰近於該反電極經由時使該些液滴減速。
在一個實施例中，一種方法包括以下步驟：自一液滴產生器輸出一複數個液滴的一流；用一雷射器照射該些液滴；及將該些液滴接收在一液滴接收器中。該方法包括以下步驟：在該液滴接收器上游在該些液滴中產生一淨電荷；及藉由在該液滴接收器內產生一電場來降低該些液滴在該液滴接收器內之一速率。
在一個實施例中，一種方法包括以下步驟：用一液滴產生器輸出複數個液滴；及藉由用一雷射器照射該些液滴來產生極紫外輻射。該方法包括以下步驟：藉由向鄰近於該些液滴之一路徑定位的一充電電極施加一第一電壓來在該些液滴中誘導一淨電荷；及藉由向定位在該充電電極下游的一反電極施加一第二電壓來降低該些液滴之一速率。
可組合以上所描述之各種實施例來提供另外的實施例。必要時，可修改該等實施例之態樣以採用各種專利、申請案及公開案之構想來提供其他實施例。
可根據以上詳細描述對實施例進行此等及其他改變。一般而言，在以下申請專利範圍中，所使用之術語不應理解為將申請專利範圍限於在說明書及申請專利範圍中所揭示的特定實施例，而應理解為包括所有可能的實施例以及此類申請專利範圍所授權之等效物之完整範疇。因此，申請專利範圍不受本揭露限制。
100:光蝕刻系統 102:雷射器 104:光蝕刻靶 106:收集器 108:液滴產生器 110:液滴接收器 112:充電電極 114:控制系統 116:液滴池 118:反電極 120:液滴感測器 124:液滴 126:開口 128:內部通道 130:外部罩殼 132:雷射光 134:極紫外輻射 135:空隙 150:機器學習模型 302,304,306,308,310,402,404,406,408,410, 502,504,506,508:步驟
第1圖係根據一個實施例的光蝕刻系統之方塊圖。 第2圖係根據另一個實施例的光蝕刻系統之方塊圖。 第3圖係用於減少光蝕刻系統中的回濺之過程的功能流程圖。 第4圖係根據一實施例的用於減少光蝕刻系統中的回濺之方法。 第5圖係根據一個實施例的用於減少光蝕刻系統中的回濺之方法。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:光蝕刻系統
102:雷射器
104:光蝕刻靶
106:收集器
108:液滴產生器
110:液滴接收器
112:充電電極
114:控制系統
116:液滴池
118:反電極
120:液滴感測器

Claims (20)

  1. 一種光蝕刻系統，包含： 一液滴產生器，配置以輸出一複數個液滴的一流； 一液滴接收器，定位以接收該些液滴； 一雷射器，配置以照射該些液滴； 一收集器，配置以自該些液滴接收一極紫外輻射且反射該極紫外輻射以用於一光蝕刻製程； 一充電電極，定位在該液滴產生器與該液滴接收器之間； 一反電極，相對於該些液滴之一行進方向定位在該充電電極下游；以及 一控制系統，配置以向該充電電極施加一第一電壓且向該反電極施加一第二電壓，該第一電壓經選擇以在該些液滴鄰近通過該充電電極時向該些液滴給予一淨電荷，該第二電壓經選擇以在該些液滴鄰近通過該反電極時使該些液滴減速。
  2. 如請求項1所述之光蝕刻系統，其中該第一電壓及該第二電壓具有一相同極性。
  3. 如請求項2所述之光蝕刻系統，其中該第二電壓具有比該第一電壓大的一量值。
  4. 如請求項1所述之光蝕刻系統，進一步包含：一液滴感測器，配置以產生指示該些液滴在該液滴接收器內之一速率的複數個感測器信號。
  5. 如請求項4所述之光蝕刻系統，其中該控制系統用以接收該些感測器信號且響應於該些感測器信號來調整該第一電壓及該第二電壓中之一或二者。
  6. 如請求項5所述之光蝕刻系統，其中該控制系統包括一機器學習模型，該機器學習模型分析該些感測器信號且基於該些感測器信號來輸出複數個電壓調整資料。
  7. 如請求項6所述之光蝕刻系統，其中該控制系統基於該些電壓調整資料來調整該第一電壓及該第二電壓中之一或二者。
  8. 如請求項7所述之光蝕刻系統，其中該機器學習模型包括一類神經網路。
  9. 如請求項7所述之光蝕刻系統，其中該機器學習模型包括一決策樹模型。
  10. 一種方法，包含： 自一液滴產生器輸出一複數個液滴的一流； 用一雷射器照射該些液滴； 將該些液滴接收在一液滴接收器中； 在該液滴接收器上游在該些液滴中產生一淨電荷；以及 藉由在該液滴接收器內產生一電場來降低該些液滴在該液滴接收器內之一速率。
  11. 如請求項10所述之方法，其中在該些液滴中產生該淨電荷包括向定位在該液滴接收器上游的一充電電極施加一第一電壓。
  12. 如請求項11所述之方法，其中產生該電場包括向一反電極施加一第二電壓。
  13. 如請求項12所述之方法，進一步包含： 產生指示該些液滴在該液滴接收器內之一速率的複數個感測器信號； 將該些感測器信號傳遞到一控制系統；以及 用該控制系統基於該些感測器信號來調整該第一電壓及該第二電壓中之一或二者。
  14. 如請求項13所述之方法，進一步包含： 將該些感測器信號或自該些感測器信號導出的複數個資料傳遞到一機器學習模型； 用該機器學習模型分析該些感測器信號或自該些感測器信號導出的該些資料； 用該機器學習模型至少部分地基於該些感測器信號來產生複數個電壓調整資料；以及 基於該些感測器信號來調整該第一電壓及該第二電壓中之一或二者。
  15. 如請求項14所述之方法，進一步包含至少部分地基於該些液滴之一質量來產生該些電壓調整資料。
  16. 如請求項14所述之方法，進一步包含至少部分地基於該些液滴之一先前速率來產生該些電壓調整資料。
  17. 如請求項12所述之方法，進一步包含藉由用該雷射器照射該些液滴來自該些液滴產生一極紫外輻射。
  18. 如請求項17所述之方法，進一步包含用該極紫外輻射執行一光蝕刻製程。
  19. 一種方法，包含： 用一液滴產生器輸出複數個液滴； 藉由一雷射器照射該些液滴來產生一極紫外輻射； 藉由向定位在鄰近於該些液滴之一路徑的一充電電極施加一第一電壓來在該些液滴中誘導一淨電荷；以及 藉由向定位在該充電電極下游的一反電極施加一第二電壓來降低該些液滴之一速率。
  20. 如請求項19所述之方法，進一步包含： 產生指示該些液滴在該液滴接收器內之一速率的複數個感測器信號； 將該些感測器信號傳遞到一控制系統；以及 用該控制系統基於該些感測器信號來調整該第一電壓及該第二電壓中之一或二者。
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