TW202309992A - 極紫外微影方法 - Google Patents

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Abstract

在微影裝置的直接焦點附近提供超音波氣體噴射頭，以便使由微影製程產生的錫碎屑遠離掃描儀側且朝向碎屑收集器件偏轉。氣體噴射頭可以定位在各種有用的定向上，具有可調的氣流速度及氣體密度，以便防止多至近100%的錫碎屑遷移至掃描儀側上的倍縮光罩。

Description

減輕污染的方法和裝置
無
一種用於半導體製造的生長技術為極紫外(extreme ultraviolet，EUV)微影術。EUV採用使用電磁輻射的EUV光譜中的光的掃描儀，該EUV光譜包含約1奈米(nm)至約100 nm的波長。許多EUV掃描儀仍然利用投影打印，類似於各種早期的光學掃描儀，除了EUV掃描儀用反射而非折射光學器件(亦即，用反射鏡而非透鏡)來實現。
EUV微影術採用雷射生成電漿(laser-produced plasma，LPP)，其發射EUV光。LPP藉由將來自二氧化碳(CO 2)雷射及其類似者的高功率雷射束聚焦至錫(Sn)的小燃料液滴靶上以便將其轉變為高度電離的電漿狀態而產生。該LPP發射具有約13.5 nm或更小的峰值最大發射的EUV光。隨後，EUV光由收集器收集且由光學器件朝向微影曝光對象(諸如半導體晶圓)反射。在製程中產生錫碎屑，這些碎屑可以對EUV裝置的效能及效率產生不利影響。
無
以下揭露內容提供了用於實施所提供的主題的不同特徵的許多不同的實施例或實例。下文描述元件及配置的特定實例以簡化本揭露。當然，這些特定實例僅為實例，而不旨在進行限制。例如，在以下描述中第一特徵在第二特徵上方或上的形成可以包含第一特徵及第二特徵直接接觸地形成的實施例，且亦可以包含額外特徵可以形成於第一特徵與第二特徵之間以使得第一特徵及第二特徵可以不直接接觸的實施例。另外，本揭露可以在各種實例中重複附圖標記及/或字母。此重複係出於簡單及清楚的目的，且其本身並不指示所論述的各種實施例及/或組態之間的關係。
另外，為了便於描述，本文中可以使用空間相對術語(諸如「在...之下」、「在...下方」、「底部」、「在...上方」、「上部」及其類似者)，以描述如圖式中所圖示的一個部件或特徵與另一部件或特徵的關係。除了在圖式中所描繪的定向之外，空間相對術語亦旨在涵蓋器件在使用或操作中的不同定向。裝置/器件可以以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)，且因此可以相應地解釋本文中所使用的空間相對描述詞。此外，術語「由……製成」可以意謂「包括」或「由……組成」。在本揭露中，除非另有描述，否則短語「A、B及C中的一者」意謂「A、B及/或C」(A，B，C，A及B，A及C，B及C，或A、B及C)，而不意謂來自A的一個元素、來自B的一個元素及來自C的一個元素。
另外，為了便於描述，本文中可以使用空間相對術語(諸如「在...之下」、「在...下方」、「底部」、「在...上方」、「上部」及其類似者)，以描述如圖式中所說明的一個部件或特徵與另一部件或特徵的關係。除了在圖式中所描繪的定向之外，空間相對術語亦旨在涵蓋器件在使用或操作中的不同定向。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)，且因此可以相應地解釋本文中所使用的空間相對描述詞。
如本文中所使用，術語「光學器件」意在廣義地解釋為包含但不一定限於反射及/或透射及/或作用於入射光的一個或多個元件，且包含但不限於一個或多個透鏡、視窗、過濾器、楔形物、稜鏡、棱柵、光柵、傳輸纖維、標準具、漫射器、均質器、偵測器及其他儀器元件、孔、旋轉三稜鏡及鏡，包含多層鏡、近法向入射鏡、掠入射鏡、鏡面反射器、漫反射器及其組合。此外，除非另有說明，否則如本文中所使用的術語「光學器件」意在僅限於僅在一個或多個特定波長範圍內(諸如在EUV輸出光波長、輻照雷射波長、適用於測量的波長或任何其他特定波長下)操作的元件。
在本揭露中，術語罩幕、光罩及倍縮光罩可互換使用。在本實施例中，罩幕為反射罩幕。罩幕的一個實施例包含具有合適材料(諸如低熱膨脹材料或熔融石英)的基板。在各種實例中，材料包含摻雜TiO 2的SiO 2或具有低熱膨脹的其他合適材料。罩幕包含沈積在基板上的多個反射層(reflective layer，ML)。多個層包含複數個膜對，諸如鉬矽(Mo/Si)膜對(例如每一膜對中的矽層上方或下方的鉬層)。替代地，多個層可包含鉬鈹(Mo/Be)膜對或可組態以高度反射EUV光的其他合適材料。罩幕可以進一步包含設置在ML上以用於保護的封蓋層，諸如釕(Ru)。罩幕進一步包含沈積在多個層上方的吸收層，諸如氮化鉭硼(TaBN)層。吸收層被圖案化以限定積體電路(integrated circuit，IC)的層。替代地，另一反射層可以沈積在多個層上方且被圖案化以限定積體電路的層，從而形成EUV相轉移罩幕。
在本實施例中，半導體基板為半導體晶圓，諸如矽晶圓或待圖案化的其他類型的晶圓。在本實施例中，半導體基板塗佈有對EUV光敏感的光阻層。包含上文所描述的那些元件的各種元件被整合在一起且可操作以執行各種微影曝光製程。微影系統可以進一步包含其他模組或與其他模組整合(或耦接)。
微影系統本質上為光投影系統。光通過構成將被印刷在工件上的圖案的藍圖的『罩幕』或『倍縮光罩』投影。藍圖比晶圓或晶片上的預期圖案大四倍。用在光中編碼的圖案，系統的光學器件收縮且將圖案聚焦至塗佈有光阻劑的矽晶圓上。在印刷圖案之後，系統稍微移動晶圓且在晶圓上製作另一拷貝。重複該製程，直至晶圓被覆蓋在圖案中，從而完成最終半導體器件的一層。為製作整個微晶片，該製程將重複一百次或更多次，從而將圖案擱置在圖案的頂部上。待印刷的特徵的大小因層而異，這意謂不同類型的微影系統用於不同的層，自針對最小特徵的最新一代EUV系統至針對最大特徵的較舊的深紫外(deep ultraviolet，DUV)系統。
第1A圖為EUV微影系統10的示意及圖解視圖。EUV微影系統10包含用以產生EUV光的EUV輻射源裝置100 (在本文中參考其有時被稱為「源側」或其相關部分中的一者或多者)、曝光工具300 (諸如掃描儀)及激發雷射源裝置200。如第1A圖中所示出，在一些實施例中，EUV輻射源裝置100及曝光工具300安裝在潔淨室的主樓層(main floor，MF)上，而激發雷射源裝置200安裝在位於主樓層下方的基底樓層(base floor，BF)中。EUV輻射源裝置100及曝光工具300中的每一者分別經由擋板DP1及DP2置放在基座板PP1及PP2上方。EUV輻射源裝置100及曝光工具300由耦合機構彼此耦合，該耦合機構可以包含聚焦單元(未示出)。
EUV微影系統10被設計成將光阻層曝光於EUV光(或EUV輻射)。光阻層為對EUV光敏感的材料。EUV微影系統10採用EUV輻射源裝置100來產生EUV光，該EUV光具有範圍介於約1奈米(nm)與約100 nm之間的波長。在一個特定實例中，EUV輻射源裝置100產生具有以約13.5 nm為中心的波長的EUV光。在各種實施例中，EUV輻射源裝置100利用LPP來產生EUV輻射。
如第1A圖中所示出，EUV輻射源裝置100包含由腔室105封閉的靶液滴產生器115及LPP收集器110。靶液滴產生器115產生複數個靶液滴116。在一些實施例中，靶液滴116為錫(Sn)液滴。在一些實施例中，靶液滴116具有約30微米(μm)的直徑。在一些實施例中，靶液滴116以約50個液滴/秒的速率產生且以約70米/秒(m/s或mps)的速度引入激發區106中。其他材料亦可用於靶液滴116，例如液體材料，諸如含有Sn及鋰(Li)的共晶合金。
當靶液滴116移動通過激發區106時，雷射光的預脈衝(未示出)首先加熱靶液滴116且將其變換為較低密度靶羽。隨後，雷射光的主脈衝232通過視窗或透鏡(未示出)被引導至激發區106中以將靶羽變換為LLP。視窗或透鏡由對雷射的預脈衝及主脈衝232基本上透明的合適材料構成。預脈衝及主脈衝232的產生與靶液滴116的產生同步。在各種實施例中，預熱雷射脈衝具有約100 μm或更小的光斑大小，且主雷射脈衝具有約200 μm至300 μm的光斑大小。控制預脈衝與主脈衝232之間的延遲以允許靶羽形成且擴展至最佳大小及幾何形狀。當主脈衝232加熱靶羽時，產生高溫LPP。LPP發射EUV輻射，該EUV輻射由LPP收集器110的一個或多個鏡收集。更特定而言，LPP收集器110具有反射表面，該反射表面反射及聚焦用於微影曝光製程的EUV輻射。在一些實施例中，液滴捕集器120安裝在靶液滴產生器115對面。例如，當一個或多個靶液滴116被預脈衝或主脈衝232有意或以其他方式遺漏時，液滴捕集器120用於捕集過量的靶液滴116。
LPP收集器110包含合適的塗層材料及形狀以用作用於EUV收集、反射及聚焦的鏡。在一些實施例中，LPP收集器110被設計成具有橢圓體幾何形狀。在一些實施例中，收集器110的塗層材料類似於EUV罩幕的反射多層。在一些實例中，LPP收集器110的塗層材料包含多個層，諸如複數個鉬/係(Mo/Si)膜對，且可以進一步包含塗佈在多個層上以基本上反射EUV光的封蓋層(諸如釕(Ru))。
主脈衝232由激發雷射源裝置200產生。在一些實施例中，激發雷射源裝置200包含預熱雷射及主雷射。預熱雷射產生用於加熱或預加熱靶液滴116以便產生低密度靶羽的預脈衝，該靶羽隨後由主脈衝232加熱(或再加熱)，從而產生增加的EUV光發射。
激發雷射源裝置200可以包含雷射產生器210、雷射導引光學器件220及聚焦裝置230。在一些實施例中，雷射產生器210包含二氧化碳(CO 2)雷射源或摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)雷射源。由雷射產生器210產生的雷射光231由雷射導引光學器件220導引且由聚焦裝置230聚焦成激發雷射的主脈衝232，且隨後通過一個或多個孔(諸如上述視窗或透鏡)引入EUV輻射源裝置100中。
在此EUV輻射源裝置100中，由主脈衝232產生的LPP產生實體碎屑，諸如液滴116的離子、氣體及原子，以及期望的EUV光。在微影系統10的操作中，LPP收集器110上存在這種碎屑的積累，且此實體碎屑離開腔室105且進入曝光工具300 (掃描儀側)以及激發雷射源裝置200。
在各種實施例中，通過LPP收集器110中的孔自第一緩衝氣體供應器130供應緩衝氣體，雷射的主脈衝232通過該孔遞送至錫液滴116。在一些實施例中，緩衝氣體為氫氣(H 2)、氦氣(He)、氬氣(Ar)、氮氣(N 2)或另一惰性氣體。在某些實施例中，使用H 2，此係由於由緩衝氣體的電離產生的H自由基亦可用於清洗目的。緩衝氣體亦可以通過一個或多個第二緩衝氣體供應器135朝向LPP收集器110及/或在LPP收集器110的邊緣周圍提供。另外，且如下文更詳細地描述，腔室105包含一個或多個氣體出口140，以使得緩衝氣體被排放至腔室105外部。
氫氣對EUV輻射具有低吸收。到達LPP收集器110的塗層表面的氫氣與靶液滴116的金屬發生化學反應，從而形成氫化物，例如金屬氫化物。當Sn用作靶液滴116時，形成作為EUV產生製程的氣態副產物的錫烷(SnH 4)。隨後通過出口140泵出氣態SnH 4。然而，難以自腔室中排出所有氣態SnH 4且防止Sn碎屑及SnH 4進入曝光工具300及激發雷射源裝置200。為捕獲Sn、SnH 4或其他碎屑，在腔室105中採用一個或多個碎屑收集機構或器件150。在各種實施例中，控制器500控制EUV微影系統10及/或其在第1A圖中所示出且在上文關於第1A圖所描述的一個或多個元件。
如第1B圖中所示出，曝光工具300 (在本文中參考其有時被稱為「掃描儀側」或其相關部分中的一者或多者)包含各種反射光學元件，諸如凸面/凹面/平面鏡、包含罩幕載物台(即倍縮光罩載物台)的罩幕固持機構310及晶圓固持機構320 (即晶圓載物台)。由EUV輻射源裝置100產生且在中間焦點160處聚焦的EUV輻射由反射光學元件305導引至緊固在倍縮光罩載物台310 (在本文中亦稱為罩幕載物台)上的罩幕(未示出)上。在一些實施例中，距中間焦點160及設置在掃描儀側中的倍縮光罩的距離為大約2米。在一些實施例中，倍縮光罩大小為大約152 mm乘152 mm。在一些實施例中，倍縮光罩載物台310包含靜電卡盤或『電子卡盤』(未示出)以緊固罩幕。由罩幕圖案化的EUV光用於處理支撐在晶圓載物台320上的晶圓。因為氣體分子吸收EUV光，所以用於EUV微影圖案化的微影系統10的腔室及區域維持在真空或低壓環境中以避免EUV強度損失。在各種實施例中，控制器500控制如第1B圖中所示出且關於第1B圖所描述的EUV微影系統10的一個或多個元件。
第1C圖示出EUV輻射源裝置100的腔室105的進一步細節，其中圖示LPP收集器110、緩衝氣體供應器130、第二緩衝氣體供應器135、氣體出口140及中間焦點160的關係。雷射的主脈衝232通過LPP收集器110被引導至激發區106，在該激發區106中該主脈衝232輻照靶羽以形成LPP。LPP發射EUV光，該EUV光由LPP收集器110收集且隨後通過中間焦點160朝向曝光工具300引導，以用於如前所述地圖案化晶圓。在各種實施例中，控制器500控制如第1C圖中所示出且關於第1C圖所描述的EUV微影系統10的一個或多個元件。
在EUV微影系統10的各種實施例中，源側的壓力高於掃描儀側的壓力。這係因為源側使用氫氣來強制自其中移除空氣中的Sn碎屑，而掃描儀側維持在接近真空中以便避免EUV光的強度減弱(被空氣分子吸收)或干擾在其中執行的半導體製造操作。在各種實施例中，中間焦點160設置在源側及掃描儀側的接合點或交叉點處。當產生EUV光或輻射時，用於形成LPP的每一錫液滴的質量的至少50%不蒸發，而係變成直徑範圍介於30 nm至100 nm的眾多錫奈米粒子。不利的係，奈米粒子亦在與由源側產生的光相同的大體方向上通過中間焦點160自源側流動至掃描儀側。歸因於源側於掃描儀側之間的壓力差，這些奈米粒子獲得高動量。Sn奈米粒子進入中間焦點160的動量極大。在速度(speed/velocity)為100 m/s或更高的情況下，這些奈米粒子獲得大約3.67*10 -16m*kg/s的標稱動量。在一些實施例中，歸因於壓力差而遷移至掃描儀側的奈米粒子落在倍縮光罩及晶圓上，從而不利地導致由微影裝置10執行的半導體製造操作中的更高的缺陷發生率。
已經觀察到，沒有足夠的時間藉由單獨使用電磁(electromagnetic，EM)場或其類似者來使Sn奈米粒子偏轉。這係歸因於奈米粒子碎屑產生與奈米粒子到達中間焦點160處之間的時間短。任何EM場的強度亦必須受到限制，以使得其不干擾微影裝置10的其他元件的操作，這使得其單獨對具有高動量的奈米粒子為無效的。然而，本揭露的發明人已經發現，在各種實施例中，藉由使用高密度且高速的氣流(單獨或與低級EM場結合)來使這些奈米粒子偏轉可以防止錫奈米粒子飛至倍縮光罩上。
第2A圖為根據一些實施例的以第一定向設置在中間焦點160處或附近的氣體噴射頭170的圖。在一些實施例中，氣體噴射頭170為超音波氣體噴射頭，其產生具有可以超過383 m/s的超音速的速度的氣流180。在一些實施例中，氣流180的速度基本上介於300 m/s與1200 m/s之間。在一些實施例中，氣流180的速度維持在大約800至1000 m/s。在一些實施例中，氣流180的速度為固定的。在其他實施例中，氣流180的速度可由控制器500調整或由調整機構480手動調整。在一些實施例中，調整機構480為可以手動轉動或設置至期望位置的旋鈕，諸如調諧旋鈕。在一些實施例中，馬達(未示出)回應於調整機構480或控制器500以相應地調整氣體噴射頭170的速度。
如第2A圖中所示出，由源側產生的奈米粒子400在撞擊在掃描儀側上之前進入中間焦點160，且在各種實施例中，平均而言，在與由源側產生的光的大體方向相同的大體方向上流動，該光通過中間焦點160朝向掃描儀側被引導。在一些實施例中，氣體噴射頭170設置成使得其不阻擋進入掃描儀側的光。在各種實施例中，氣體噴射頭170被定位成使得氣流180靠近掃描儀側及中間焦點160的交叉點處，以便使自中間焦點進入掃描儀側的奈米粒子400偏轉。在各種實施例中，氣體噴射頭被定向成使得氣流180與離開中間焦點160的光及奈米粒子400的流動的方向基本垂直(即，成90±2度)。在一些實施例中，氣體噴射頭170的該定向為固定的。在其他實施例中，該定向在兩個方向上至多可調整20度，以使得氣流180可以在光及奈米粒子400的流動的方向的70度與110度之間調整。
在氣體噴射頭170的定向垂直於流動的方向的實施例中，奈米粒子400可以自流動的方向偏轉至多大約76度。在各種實施例中，奈米粒子400被允許進入掃描儀側，但由氣流180立即偏轉遠離設置在其中的倍縮光罩。在各種實施例中，奈米粒子400朝向碎屑收集器190偏轉。在一些實施例中，碎屑收集器190包括埠、過濾器及容器或其類似者以收集及固持奈米粒子碎屑。在一些實施例中，碎屑收集器190包含用於將奈米粒子400吸引至碎屑收集器190的內部中的真空腔室(未示出)。在一些實施例中，碎屑收集器190完全設置在掃描儀側內。
第2B圖為根據一些實施例的以第二定向設置的氣體噴射頭的圖。在一些實施例中，氣體噴射頭170具有與奈米粒子400的流動的方向成大約120度(例如120±5度)的固定定向。在這些實施例中，奈米粒子400可以自流動的方向偏轉大約105度，即返回至源側。在其他實施例中，該定向在兩個方向上至多可調整20度，以使得氣流180可以在光及奈米粒子400的流動的方向的100度與140度之間調整。在一些實施例中，該定向防止已經進入中間焦點160的奈米粒子400穿過掃描儀側。在一些實施例中，奈米粒子400朝向設置在接近於中間焦點160的源側中的碎屑收集器190偏轉。在一些實施例中，出口140充當碎屑收集器190。在一些實施例中，奈米粒子400朝向源側中的碎屑收集機構或器件150偏轉。在一些實施例中，氣體噴射頭170完全設置在掃描儀側中，但被定位成使得氣流180的至少一部分設置在中間焦點160內。在一些實施例中，氣流180的全部設置在中間焦點160內。在各種實施例中，氣體噴射頭170的定向可以自奈米粒子400進入中間焦點160的流動的方向在大約100度至140度之間改變。在這些實施例中，氣體噴射頭170的定向可以由調整機構480或控制器500調整。
第3A圖為根據一些實施例的氣體噴射頭170的外部視圖。在各種實施例中，氣體噴射頭170的長度為大約14釐米(cm)。在一些實施例中，氣體噴射頭170包含用於產生氣流180的噴嘴175。在一些實施例中，噴嘴175具有用於引導氣流180的單個開口。在一些實施例中，噴嘴175包含多個噴嘴。在一些實施例中，噴嘴175包含兩個或更多個氣體噴射頭170。在一些實施例中，兩個或更多個氣體噴射頭170串聯配置。
第3B圖為根據一些實施例的氣體噴射頭170的內部元件的圖。在一些實施例中，氣體噴射頭170為超快氣閥。在各種實施例中，氣體噴射頭170藉由將快速的高電流(即1千安(kA))脈衝驅動至電磁線圈中來操作。鋁飛板172被壓靠在該線圈上且被其中感應的渦流排斥。飛板172由螺旋彈簧171支撐。飛板172的運動與由脈衝激發的鐘擺相當。在各種實施例中，飛板172在100 μs內向後移動1 mm，隨後在600 μs內返回其座。在一些實施例中，飛板172具有密封閥面的長短柱，噴嘴175附接至該閥面。該短柱使閥座174與噴嘴175的喉部之間的體積最小化，這允許來自噴嘴175的氣體的快速上升時間。第3B圖示出氣體噴射頭170的橫截面圖及照片。飛板172由螺旋彈簧174支撐且壓靠在螺旋纏繞線圈173上。在各種實施例中，25 mm直徑的螺旋線圈173由3 mm寬的銅帶纏繞且由薄Kapton帶絕緣。在各種實施例中，飛板172具有長的中空口鼻部，該長的中空口鼻部密封靠近噴嘴175的底座的4 mm直徑的O形環(未示出)。在一些實施例中，口鼻部被製成中空的以最小化飛板172的質量。在各種實施例中，在(磁場強度=6H)線圈中具有140 μs半週期的350 V的充電電壓、2 kA的電流給予0.07牛頓-秒(Ns)的脈衝給9克(g)鋁飛板172以便產生超音波氣流180。
在各種實施例中，氣體噴射頭170耦接至合適的超音波噴嘴175以產生明確限定的氣流180。在一些實施例中，兩種類型的超音波Laval噴嘴可用於耦接至氣體噴射頭170以產生合適的氣流180。第一設計為「特性方法」設計，其中求解雙曲線方程以給出沿著噴嘴175的內部膨脹各處的無衝擊輪廓。第二設計為「直」噴嘴，其中超音波區部為自喉部至噴嘴175的出口的簡單錐形膨脹。直噴嘴設計更易於製造且用於各種實施例中。
第4A圖為根據一些實施例的操作氣體噴射頭170的外部元件的圖。噴嘴175、氣流180、調整機構480及控制器500以先前描述的方式操作。在各種實施例中，背壓供應器440提供供氣體噴射頭170使用以產生氣流180的氣體。多種氣體可由背壓供應器440供應以產生氣流180，諸如H 2、N 2 、He、Ar或另一惰性氣體。在各種實施例中，使用H 2，此係由於其吸收最少量的EUV光，且因此吸收由在微影裝置10的掃描儀側中執行的半導體製造操作所使用的最少光。有利地，H 2已經被供應至系統10的其他元件，諸如源側，以使得不需要進行大的修改來適應使用氫氣的氣體噴射頭170。
在各種實施例中，氣流180的尺寸為距噴嘴175長10 mm乘寬1 mm乘高3 mm。在一些實施例中，氣流180的尺寸為固定的。在其他實施例中，氣流的一個或多個尺寸為可調整的。在一些實施例中，控制器500調整氣流180的一個或多個尺寸的大小。在一些實施例中，調整機構480用於手動調整氣流180的一個或多個尺寸。在一些實施例中，由噴嘴175產生的具有足夠密度以使奈米粒子碎屑偏轉的氣流180的長度介於約1 mm與約20 mm之間。在一些實施例中，氣流180的寬度介於約1 mm與約5 mm之間。在一些實施例中，氣流180的高度介於約1 mm與約10 mm之間。在各種實施例中，調整機構480或控制器500可用於改變氣流180的一個或多個附加特性，諸如氣流180的密度、由背壓供應器440供應的氣體的背壓及氣流180的溫度。
第4B圖為顯示根據一些實施例的由氣體噴射頭170產生的氣流180的分佈特性的曲線圖450。為提供足夠的偏轉力來對抗奈米粒子400的流動及動量，已經確定10 -18g/cm 3與10 -21g/cm 3之間的大分子氣體密度對於使在源側上產生的幾乎所有錫碎屑偏轉為有用的，從而防止由微影系統10在掃描儀側中執行的半導體製造製程中的缺陷。在一些實施例中，沿著噴嘴175的長度的氣體密度維持在基本上1.2× 10 -19g/cm 3與1.7 × 10 -19g/cm 3之間，如曲線圖450中所示出。在該氣體密度下，來自H 2-Sn碰撞的Sn奈米粒自偏轉動量足夠大以提供接近100%的奈米粒子偏轉，只要Sn動量不大於3.42×10 -14kgm/s即可。根據一些實施例，使用高密度氫分子氣流180使Sn奈米粒子400偏轉在使用EUV微影裝置10的大批量製造中維持可接受的缺陷控制。歸因於對由裝置10產生的EUV光的低干擾，且因為在各種實施例中源側已經使用H 2氣體，所以可以容易地排出氫氣而不會干擾半導體製造操作。
第5A圖及第5B圖圖示根據本揭露的各種實施例的用於控制系統10及其元件的電腦系統500。第5A圖為控制第1A圖的系統10的電腦系統500的示意圖。在一些實施例中，電腦系統500被程式化以啟動用於監測腔室元件、晶圓固持工具或由此產生的空氣污染的污染程度的製程且提供需要清洗的警報。在一些實施例中，半導體器件的製造回應於此警報而停止。如第5A圖中所示出，電腦系統500設置有電腦501、鍵盤502、滑鼠503 (或其他類似的輸入器件)及監視器504，該電腦501包含光碟唯讀記憶體(例如CD-ROM或DVD-ROM)驅動器505及磁碟驅動器506。
第5B圖為示出電腦系統500的內部組態的圖。在第5B圖中，除了光碟驅動器505及磁碟驅動器506之外，電腦501亦設置有：一個或多個處理器511，諸如微處理器單元(micro-processor unit，MPU)或中央處理單元(central processing unit，CPU)；唯讀記憶體(read-only memory, ROM) 512，儲存程式(諸如啟動程式)；隨機存取記憶體(random access memory，RAM) 513，連接至處理器511且其中臨時儲存應用程式的命令且提供臨時電子儲存區域；硬碟514，其中儲存應用程式、系統程式及資料；及資料通訊匯流排515，連接處理器511、ROM 512及其類似者。注意，電腦501可以包含用於提供與電腦網路的連接的網卡(未示出)，該電腦網路諸如區域網路(local area network，LAN)、廣域網路(wide area network，WAN)或任何其他用於傳達由電腦系統500及系統10使用的資料的有用電腦網路。在各種實施例中，控制器500經由無線或硬連線連接與系統10及其元件通訊。
用於使電腦系統500執行用於控制第1A圖的系統10及其元件的製程及/或執行根據本文中所揭露的實施例的製造半導體器件的方法的製程的程式儲存在光碟521或磁碟522中，該光碟521或磁碟522插入光碟驅動器505或磁碟驅動器506中且傳輸給硬碟514。替代地，程式經由網路(未示出)傳輸給電腦系統500且儲存在硬碟514中。在執行時，將程式加載至RAM 513中。在各種實施例中，程式自光碟521或磁碟522加載，或直接自網路加載。
儲存的程式不一定必須包含例如操作系統(operating system，OS)或第三方程式以使電腦501執行本文中所揭露的方法。在一些實施例中，程式可以僅包含命令部分以在受控模式下調用適當的功能(模組)且獲得期望的結果。在本文中所描述的各種實施例中，控制器500與微影系統10通訊以控制其各種功能。
在各種實施例中，控制器500耦接至系統10。控制器500用以向那些系統元件提供控制資料且自那些系統元件接收製程及/或狀態資料。例如，控制器500包括微處理器、記憶體(例如揮發性或非揮發性記憶體)及數位I/O埠，該數位I/O埠能夠產生足以將輸入傳達及激活至處理系統100以及監測來自系統10的輸出的控制電壓。此外，利用儲存在記憶體中的程式來根據製程配方控制微影系統10的上述元件。此外，控制器500用以分析製程及/或狀態資料，將製程及/或狀態資料與靶製程及/或狀態資料進行比較，且使用比較來改變製程及/或控制系統元件。此外，控制器500用以分析製程及/或狀態資料，將製程及/或狀態資料與歷史製程及/或狀態資料進行比較，且使用比較來預測、防止及/或宣告故障或警報。
第6圖為描繪根據一些實施例的奈米粒子減輕製程600的流程圖，該奈米粒子減輕製程600在各種實施例中由控制器500執行。在一些實施例中，當微影製程由系統10開始(操作602)時，氣體噴射頭170被激活(操作604)以便防止錫奈米粒子碎屑自源側遷移至掃描儀側。在一些實施例中，奈米粒子400由氣體噴射頭170產生的氣流180偏轉至碎屑收集器190中(操作606)。在一些實施例中，氣體噴射頭170被定位成基本垂直於奈米粒子400的流動且碎屑收集器190可以被完全設置在系統10的掃描儀側內。在附加實施例中，一些或所有奈米粒子400被偏轉回源側氣流，該源側氣流至少部分地進入中間焦點160及供應側的接合處。在這些實施例中，奈米粒子400可以被偏轉至設置在源側中及產生的光的路徑之外的碎屑收集器190。在其他實施例中，偏轉的奈米粒子400及來自氣流180的氣體通過排氣埠140及/或設置在源側中的碎屑收集機構或器件150部分或完全移除(操作608)。一旦微影系統10閒置(操作610)，出於維護、清洗的目的或每當半導體製造製程暫停或結束時，在各種實施例中氣體噴射頭170亦被停用(操作612)。
在各種實施例中，藉由將氣體噴射頭170至少部分地安裝在微影系統10的掃描儀側內且接近於中間焦點160，錫奈米粒子碎屑在掃描儀側中使用脈衝高密度超音波氫氣偏轉遠離倍縮光罩。與沒有如此配備的微影系統10相比，這導致優越的缺陷效能。在錫奈米粒子400具有小於3.42×10 -14kgm/s的動量的情況下，幾乎100%的錫奈米粒子400被防止污染掃描儀側。該解決方案為可行的，此係因為氣體噴射頭170可以串聯安裝而不會干擾由源側產生的光，且僅需要標稱的附加電力及氣體供應。
根據各種實施例，極紫外(extreme ultra violet，EUV)微影方法包含在EUV微影裝置的光源側中產生EUV光且藉由使用設置在掃描儀側及中間焦點的界面處的氣體噴射頭產生氣流來使奈米粒子偏轉遠離倍縮光罩。在各種實施例中，裝置包含光源側及掃描儀側。在各種實施例中，在產生EUV光期間產生的EUV光及奈米粒子穿過中間焦點且在朝向掃描儀側且遠離光源側的方向上流動。在一些實施例中，氣流為超音波氣流。在一些實施例中，關於氣流調整氣體噴射頭的定向以便最大化奈米粒子的偏轉。在一些實施例中，使用控制器來調整氣體噴射頭。在一些實施例中，噴嘴定位在基本垂直於遠離光源側的方向的固定定向處。在一些實施例中，噴嘴的定向與遠離光源側的方向介於70度與110度之間。在一些實施例中，噴嘴定位在與遠離光源側的方向基本上120度的固定定向處。在一些實施例中，噴嘴的定向與遠離光源側的方向介於100度與140度之間。在一些實施例中，由氣體噴射頭產生的氣流的長度在中間焦點處介於1毫米與20毫米之間。在一些實施例中，由氣體噴射頭產生的氣流的寬度在中間焦點處介於1毫米與5毫米之間。在一些實施例中，由氣體噴射頭產生的氣流的高度在中間焦點處介於1毫米與10毫米之間。在一些實施例中，方法進一步包含使用碎屑收集器收集由氣體噴射頭偏轉的奈米粒子。在一些實施例中，氣體噴射頭設置在接近於界面的掃描儀側，以使其不阻擋光。
根據各種實施例，一種用於極紫外微影術的裝置具有產生光及奈米粒子碎屑的源側、接收光且將光引導至倍縮光罩的掃描器側、設置在源側及掃描器側的接合處的中間焦點及設置在中間焦點與倍縮光罩之間的氣體噴射頭。在各種實施例中，氣體噴射頭產生氣流以使奈米粒子碎屑偏轉。在一些實施例中，氣體噴射頭設置成接近於中間焦點且氣流僅出現在掃描儀側中。在一些實施例中，氣體噴射頭設置成接近於中間焦點且氣流至少部分地出現在中間焦點內。在一些實施例中，氣流可在300 m/s與1200 m/s的速度之間調整。
根據各種實施例，一種極紫外微影裝置的操作方法包含：在極紫外微影裝置的源側中產生雷射生成電漿及奈米粒子；將來自LPP的光引導至中間焦點；使用接近於中間焦點的氣體噴射頭產生氣流；及使用氣流使進入中間焦點的奈米粒子偏轉。在一些實施例中，碎屑收集器設置在源側中。在一些實施例中，氣流使用氫氣產生。在一些實施例中，氣流具有介於300 m/s與1200 m/s之間的固定或可調整速度。
前述概述若干實施例或實例的特徵，以使得熟習此項技術者可以較佳地理解本揭露的態樣。熟習此項技術者應當瞭解，其可以容易地將本揭露用作設計或修改其他製程及結構的基礎，以供實現本文中所引入的實施例或實例的相同目的及/或達成相同優點。熟習此項技術者亦應該認識到，這類等效構造不脫離本揭露的精神及範疇，且在不脫離本揭露的精神及範疇的情況下，熟習此項技術者可以進行各種改變、取代及變更。
10:系統 100:輻射源裝置 105:腔室 106:激發區 110:收集器 115:靶液滴產生器 116:靶液滴 120:液滴捕集器 130:第一緩衝氣體供應器 135:第二緩衝氣體供應器 140:氣體出口 150:碎屑收集機構或器件 160:中間焦點 170:氣體噴射頭 171:螺旋彈簧 172:鋁飛板 173:螺旋纏繞線圈 174:閥座 175:噴嘴 180:氣流 190:碎屑收集器 200:激發雷射源裝置 210:雷射產生器 220:雷射導引光學器件 230:聚焦裝置 231:雷射光 232:主脈衝 300:曝光工具 305:反射光學元件 310:罩幕固持機構 320:晶圓固持機構 400:奈米粒子 440:背壓供應器 450:曲線圖 480:調整機構 500:控制器 501:電腦 502:鍵盤 503:滑鼠 504:監視器 505:光碟驅動器 506:磁碟驅動器 511:處理器 512:唯讀記憶體 513:隨機存取記憶體 514:硬碟 515:資料通訊匯流排 521:光碟 522:磁碟 600:奈米粒子減輕製程 602、604、606、608、610、612:操作 DP1、DP2:擋板 PP1、PP2:基座板
當結合隨附圖式閱讀時，根據以下詳細描述最佳地理解本揭露。需要強調的係，根據行業中的標準實踐，各種特徵未按比例繪製且僅出於說明目的而使用。實務上，為論述清楚起見，各種特徵的尺寸可以任意增加或減小。 第1A圖為根據一些實施例的微影裝置的圖。 第1B圖及第1C圖為根據一些實施例的雷射及光學器件元件的圖。 第2A圖為根據一些實施例的以第一定向設置的氣體噴射頭的圖。 第2B圖為根據一些實施例的以第二定向設置的氣體噴射頭的圖。 第3A圖為根據一些實施例的氣體噴射頭的外部視圖。 第3B圖為根據一些實施例的氣體噴射頭的內部元件的圖。 第4A圖為根據一些實施例的結合氣體噴射頭使用的外部元件的圖。 第4B圖為根據一些實施例的氣流的氣體分佈的圖。 第5A圖及第5B圖為根據一些實施例的控制器的圖。 第6圖為描繪根據一些實施例的奈米粒子減輕製程的流程圖。
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
600:奈米粒子減輕製程
602、604、606、608、610、612:操作

Claims (20)

  1. 一種極紫外微影方法，包括以下步驟： 在一極紫外微影裝置的一光源側中產生一極紫外光，其中該裝置包含該光源側及一掃描儀側； 其中在該產生極紫外光期間產生的極紫外光及多個奈米粒子穿過一中間焦點且在朝向該掃描儀側且遠離該光源側的一方向上流動， 其中該極紫外光被引導至該掃描儀側中的一倍縮光罩；及 藉由使用設置在該掃描儀側及該中間焦點的一界面處的一氣體噴射頭產生一氣流來使該些奈米粒子偏轉遠離該倍縮光罩。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該氣流為一超音波氣流。
  3. 如請求項1所述之方法，進一步包括調整該氣體噴射頭相對於該氣流的一定向以便最大化該些奈米粒子的偏轉之步驟。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該調整該氣體噴射頭的該定向之步驟包括使用一控制器之步驟。
  5. 如請求項1所述之方法，其中一噴嘴定位在基本垂直於遠離該光源側的該方向的一固定定向處。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該噴嘴的該定向與遠離該光源側的該方向介於70度與110度之間。
  7. 如請求項1所述之方法，其中一噴嘴定位在與遠離該光源側的該方向基本上120度的一固定定向處。
  8. 如請求項7所述之方法，其中該噴嘴的該定向與遠離該光源側的該方向介於100度與140度之間。
  9. 如請求項1所述之方法，其中由該氣體噴射頭產生的該氣流的一長度在該中間焦點處介於1毫米與20毫米之間。
  10. 如請求項1所述之方法，其中由該氣體噴射頭產生的該氣流的一寬度在該中間焦點處介於1毫米與5毫米之間。
  11. 如請求項1所述之方法，其中由該氣體噴射頭產生的該氣流的一高度在該中間焦點處介於1毫米與10毫米之間。
  12. 如請求項1所述之方法，進一步包括使用一碎屑收集器收集由該氣體噴射頭偏轉的該些奈米粒子。
  13. 如請求項1所述之方法，其中該氣體噴射頭設置在接近於該界面的該掃描儀側，以使其不阻擋該光。
  14. 一種用於極紫外微影術的裝置，包括： 一源側，產生光及奈米粒子碎屑， 一掃描儀側，接收該光且將該光引導至一倍縮光罩； 一中間焦點，設置在該源側及該掃描儀側的一接合處； 一氣體噴射頭，設置在該中間焦點與該倍縮光罩之間，其中該氣體噴射頭產生一氣流以使該奈米粒子碎屑偏轉；及 一碎屑捕集器，用以捕集該偏轉的奈米粒子碎屑。
  15. 如請求項14所述之裝置，其中該氣體噴射頭設置成接近於該中間焦點且該氣流僅出現在該掃描儀側中。
  16. 如請求項14所述之裝置，其中該氣體噴射頭設置成接近於該中間焦點且該氣流至少部分地出現在該中間焦點內。
  17. 如請求項14所述之裝置，進一步包括用以在300米/秒與1200米/秒之間調整該氣流的一速度的一調整機構。
  18. 一種方法，包括以下步驟： 在一極紫外微影裝置的一源側中產生一雷射生成電漿及多個奈米粒子； 將來自雷射生成電漿的光引導至一中間焦點； 使用接近於該中間焦點的一氣體噴射頭產生一氣流；及 使用該氣流使進入該中間焦點的多個奈米粒子偏轉。
  19. 如請求項18所述之方法，進一步包括以下步驟： 使該些奈米粒子朝向設置在該源側中的一碎屑收集器件偏轉。
  20. 如請求項18所述之方法，其中該氣流包括具有介於300米/秒與1200米/秒之間的一速度的一氫氣。
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