TWI588616B - 輻射源與微影裝置 - Google Patents

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丹東尼斯 帝朵勒 懷慕斯 坎班
喬漢 夫德克 迪卡蔓
威爾柏 杰恩 梅斯特羅姆
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Ａｓｍｌ荷蘭公司
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Description

輻射源與微影裝置 相關申請案之交叉參考
本申請案主張2012年3月7日申請且全文以引用方式併入本文中之美國臨時申請案61/607,745的權利。
本發明係關於一種輻射源及一種微影裝置。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)製造中。在彼情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。
微影被廣泛地認為是在IC以及其他器件及/或結構之製造中之關鍵步驟中的一者。然而，隨著使用微影所製造之特徵之尺寸變得愈來愈小，微影正變為用於使能夠製造小型IC或其他器件及/或結構之更具決定性之因素。
圖案印刷極限之理論估計可藉由瑞立(Rayleigh)解析度準則給出，如方程式(1)所示：
其中λ為所使用輻射之波長，NA為用以印刷圖案之投影系統之數值孔徑，k 1為程序相依調整因數(亦被稱為瑞立常數)，且CD為經印刷特徵之特徵大小(或臨界尺寸)。自方程式(1)可見，可以三種方式來獲得特徵之最小可印刷大小之縮減：藉由縮短曝光波長λ、藉由增加數值孔徑NA，或藉由減低k 1之值。
為了縮短曝光波長且因此縮減最小可印刷大小，已提議使用極紫外線(EUV)輻射源。EUV輻射為具有在5奈米至20奈米之範圍內(例如，在13奈米至14奈米之範圍內，例如，在5奈米至10奈米之範圍內，諸如，6.7奈米或6.8奈米)之波長的電磁輻射。舉例而言，可能之源包括雷射產生電漿源、放電電漿源，或基於由電子儲存環提供之同步加速器輻射之源。
可使用電漿來產生EUV輻射。用於產生EUV輻射之輻射系統可包括用於激發燃料以提供電漿之雷射，及用於含有電漿之源收集器模組。可(例如)藉由將雷射光束引導於燃料(諸如，合適材料(例如，錫)之小滴，或合適氣體或蒸汽(諸如，Xe氣體或Li蒸汽)之串流)處來創製電漿。所得電漿發射輸出輻射，例如，EUV輻射，該輻射係使用輻射收集器予以收集。輻射收集器可為鏡面式正入射輻射收集器，其接收輻射且將輻射聚焦成光束。源收集器模組可包括經配置以提供真空環境以支援電漿之圍封結構或腔室。此輻射系統通常被稱為雷射產生電漿(LPP)源。
產生EUV輻射之另一已知方法被稱為雙雷射脈動(dual laser pulsing,DLP)。在DLP方法中，藉由Nd：YAG雷射預加熱小滴以造成小滴(例如，錫小滴)分解成蒸汽及小粒子，接著藉由CO2雷射將蒸汽及小粒子加熱至極高溫度。
在諸如LPP及DLP方法之已知方法中，必須產生小滴串流。小滴可被產生為連續串流或以脈衝形式被產生。
舉例而言，在尤其用於LPP方法中之一已知方法中，使經加熱容器填充有熔融錫，熔融錫自該容器經由過濾器及壓電致動器而傳遞至毛細管。連續射流自毛細管之末端流出，其速度係由壓電致動器調變。在行程期間，此射流分解成小的小滴，且歸因於經調變速度，此等較小的小滴合併成以較大距離而隔開之較大的小滴。
根據本發明，提供一種監視一輻射源燃料小滴串流產生器之操作之方法，該輻射源燃料小滴串流產生器包含一含燃料毛細管及附接至該毛細管之一壓電致動器，該方法包含分析包含該含燃料毛細管及該壓電致動器之一系統之諧振頻譜。
在本發明之一實施例中，該方法包含偵測該諧振頻譜之改變。舉例而言，該頻譜之此等改變可起因於傳輸至該燃料小滴串流產生器之振動、該毛細管之一出口噴嘴之至少部分阻擋(例如，阻塞)、對該毛細管之損害(例如，該毛細管之斷裂)，或該致動器至該噴嘴之該附接之一強度改變。
在本發明之另一實施例中，該方法包含在該壓電致動器之一驅動電路中取樣一信號。可在該致動器之驅動側上或在該致動器之共同側上取樣該信號。
可間歇地(例如，按排程或按需求)或可連續地分析該諧振頻譜。
根據本發明之一態樣，提供一種輻射源燃料小滴串流產生器，該輻射源燃料小滴串流產生器包含：一毛細管，其用於含有燃料；一壓電致動器，其環繞且緊固至該毛細管；一電路，其經組態以驅動該致動器；及一分析器，其經組態以分析包含該含燃料毛細管及該壓電致動器之一系統之諧振頻譜。
較佳地，該分析器包含經組態以在該驅動電路中取樣信號之一取樣器。該取樣器可包含一頻率回應分析器，且該取樣器可位於該驅動電路之一驅動側中或可位於該驅動電路之一共同側中。
根據本發明之另一態樣，提供一種微影裝置，該微影裝置包含：一輻射源燃料小滴串流產生器，其包含用於含有燃料之一毛細管、附接至該毛細管之一壓電致動器、經組態以驅動該致動器之一電路，及經組態以分析包含該含燃料毛細管及該壓電致動器之一系統之諧振頻譜的一分析器；一輻射產生器，其經組態以自一燃料小滴串流產生輻射；且該微影裝置進一步包含：一照明系統，其經組態以調節一輻射光束；一支撐件，其經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其經建構以固持一基板；及一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上。
根據本發明之又一態樣，提供一種器件製造方法，該器件製造方法包含：藉由一燃料小滴產生器來產生一燃料小滴串流，該燃料小滴產生器包含經組態以含有燃料之一毛細管、附接至該毛細管之一壓電致動器、經組態以驅動該致動器之一電路，及經組態以分析包含該含燃料毛細管及該壓電致動器之一系統之諧振頻譜的一分析器；自該燃料小滴串流產生輻射；及將一經圖案化輻射光束通過一投影系統中之一開口而投影至一基板上。
下文參看隨附圖式來詳細地描述另外特徵及優點，以及各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文所描述之特定實施例。本文僅出於說明性目的而呈現此等實施例。基於本文所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將顯而易見。
21‧‧‧輻射光束
22‧‧‧琢面化場鏡面器件
24‧‧‧琢面化光瞳鏡面器件
26‧‧‧經圖案化光束
28‧‧‧反射元件
30‧‧‧反射元件
100‧‧‧微影裝置
200‧‧‧燃料小滴串流產生器
205‧‧‧雷射光束
210‧‧‧高度離子化電漿/輻射發射電漿
211‧‧‧電漿形成部位
220‧‧‧圍封結構
221‧‧‧開口
300‧‧‧儲集器/燃料供應器
302‧‧‧燃料液體/液體燃料
304‧‧‧毛細管
306‧‧‧壓電致動器
308‧‧‧噴嘴
310‧‧‧燃料小滴發射器
400‧‧‧電極
401‧‧‧電極
500‧‧‧壓電致動器
501‧‧‧控制器
502‧‧‧脈衝放大器電壓源
503‧‧‧脈衝放大器
504‧‧‧頻率回應分析器
505‧‧‧電壓探針
B‧‧‧輻射光束
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧近正入射輻射收集器
IF‧‧‧虛擬源點/中間焦點
IL‧‧‧照明系統/照明器
LA‧‧‧雷射/雷射源
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧支撐結構
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影系統
PS1‧‧‧位置感測系統
PS2‧‧‧位置感測系統
PW‧‧‧第二定位器
R‧‧‧電阻器
SO‧‧‧源收集器模組
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
現在將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部件，且在該等圖式中：圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；圖2為圖1之裝置的更詳細視圖；圖3示意性地描繪可形成圖1及圖2所示之微影裝置之部件的燃料小滴發射器；圖4更詳細地示意性地展示環繞毛細管之壓電材料；及圖5(a)及圖5(b)分別示意性地描繪(a)獲得頻率回應資訊之第一方法，及(b)獲得頻率回應資訊之第二方法。
下文參看隨附圖式來描述實施例。在該等圖式中，類似元件符號通常指代等同或功能上相似元件。另外，一元件符號之最左側數位通常識別該元件符號第一次出現之圖式。
應注意，本說明書中對「一實施例」、「一實例實施例」等等之參考指示所描述實施例可包括一特定特徵、結構或特性，但並非每一實施例可必要地包括該特定特徵、結構或特性。此外，此等片語未必指代同一實施例。另外，當結合一實施例來描述一特定特徵、結構或特性時，應建議，無論是否予以明確地描述，結合其他實施例來實現此特徵、結構或特性皆係在熟習此項技術者之認識範圍內。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置100。該微影裝置包括根據本發明之一實施例的EUV輻射源。該裝置包含：- 照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，EUV輻射)；- 支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩或比例光罩)MA，且連接至經組態以準確地定位該圖案化器件之第一定位器PM； - 基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至經組態以準確地定位該基板之第二定位器PW；及- 投影系統(例如，反射投影系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構MT以取決於圖案化器件MA之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，該圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持該圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。
術語「圖案化器件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中創製圖案的任何器件。被賦予至輻射光束之圖案可對應於目標部分中所創製之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
類似於照明系統，投影系統可包括適於所使用之曝光輻射或適 於諸如真空之使用之其他因素的各種類型之光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。可需要將真空用於EUV輻射，此係因為其他氣體可吸收過多輻射。因此，可憑藉真空壁及真空泵而將真空環境提供至整個光束路徑。
如此處所描繪，裝置為反射類型(例如，使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
參看圖1，照明器IL自源收集器模組SO接收極紫外線(EUV)輻射光束。用以產生EUV輻射之方法包括(但未必限於)用在EUV範圍內之一或多種發射譜線將具有至少一元素(例如，氙、鋰或錫)之材料轉換成電漿狀態。在一種此類方法(常常被稱為雷射產生電漿(「LPP」))中，可藉由用雷射光束來輻照燃料(諸如，具有所需譜線發射元素之材料小滴)而產生所需電漿。源收集器模組SO可為包括雷射(圖1中未繪示)之EUV輻射源之部件，該雷射用於提供激發燃料之雷射光束。所得電漿發射輸出輻射，例如，EUV輻射，該輻射係使用安置於源收集器模組中之輻射收集器予以收集。
舉例而言，當使用CO2雷射以提供用於燃料激發之雷射光束時，雷射與源收集器模組可為分離實體。在此等狀況下，輻射光束係憑藉包含(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統而自雷射傳遞至源收集器模組。可認為雷射及燃料供應器包含EUV輻射源。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如，琢面化場鏡面器件及琢面化光瞳鏡面器 件。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係由該圖案化器件圖案化。在自圖案化器件(例如，光罩)MA反射之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測系統PS2(例如，使用干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器PM及另一位置感測系統PS1可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件(例如，光罩)MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩)MA及基板W。
所描繪裝置可用於以下模式中至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構(例如，光罩台)MT之速度及方向。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在一掃描期間 之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。
圖2更詳細地展示微影裝置100，其包括源收集器模組SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器模組SO經建構及配置成使得可將真空環境維持於該源收集器模組之圍封結構220中。
雷射LA經配置以經由雷射光束205而將雷射能量沈積至自燃料小滴串流產生器200提供之燃料(諸如，氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li))中。此情形在電漿形成部位211處創製具有數十電子伏特之電子溫度之高度離子化電漿210。在此等離子之去激發及再結合期間產生的高能輻射係自電漿予以發射、由近正入射輻射收集器CO收集及聚焦。雷射LA及燃料小滴串流產生器200可一起被視為包含EUV輻射源。EUV輻射源可被稱作雷射產生電漿(LPP)源。
可提供第二雷射(圖中未繪示)，第二雷射經組態以在雷射光束205入射於燃料上之前預加熱燃料。使用此途徑之LPP源可被稱作雙雷射脈動(DLP)源。
由輻射收集器CO反射之輻射聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常被稱作中間焦點，且源收集器模組SO經配置成使得中間焦點IF位於圍封結構220中之開口221處或附近。虛擬源點IF為輻射發射電漿210之影像。
隨後，輻射橫穿照明系統IL，照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件22及琢面化光瞳鏡面器件24，琢面化場鏡面器件22及琢面化光瞳鏡面器件24經配置以提供在圖案化器件MA處輻射光束21之所要角分佈，以及在圖案化器件MA處輻射強度之所要均一性。在由支撐結構 MT固持之圖案化器件MA處輻射光束21之反射後，隨即形成經圖案化光束26，且由投影系統PS將經圖案化光束26經由反射元件28、30而成像至由晶圓載物台或基板台WT固持之基板W上。
通常，比所示元件多之元件可存在於照明系統IL及投影系統PS中。此外，可存在比諸圖所示之鏡面多的鏡面，舉例而言，在投影系統PS中可存在比圖2所示之反射元件多1至6個的額外反射元件。值得注意的源收集器模組SO之一個特徵為：雷射源成角度，此意謂供應至雷射源LA之燃料小滴串流應實質上水平以避免燃料小滴撞擊收集器CO。
圖3示意性地展示燃料小滴串流產生器之燃料小滴發射器310。燃料小滴發射器310包含儲集器300，儲集器300含有燃料液體302(例如，液體錫)。儲集器300連接至毛細管304，毛細管304係由壓電致動器306包圍。在壓電致動器306與毛細管304之間提供堅固連接(例如，使用合適黏結材料，諸如，高溫黏接劑)，使得振動可自該壓電致動器行進至該毛細管。毛細管304具有面對儲集器300而敞開之一個末端，且在另一末端處具備噴嘴308，燃料材料係在箭頭A之方向上自噴嘴308噴出。通常，毛細管可被定義為特別用以輸送流體之中空狹長本體，其具有足夠小以便使毛細管作用發揮顯著功用之橫截面。
在一實施例中，噴嘴308可具有3微米至5微米之最小內徑。舉例而言，毛細管304之長度可為25毫米，其中內徑為0.7毫米且壁厚度為0.15毫米。舉例而言，壓電致動器306之長度可為大約10毫米，且壓電致動器306可使用高溫黏接劑(亦即，在燃料供應器300之操作溫度下不會使黏接鬆動之黏接劑)而固定至毛細管304。當然應理解，此等尺寸僅係例示性的。黏接劑層應儘可能地薄以便確保壓電致動器與毛細管之間的良好機械耦接，且可能地，黏接劑可含有陶瓷粒子以增加其玻璃溫度且改良聲傳輸。具有驅動電子件(圖中未繪示)之壓電致動 器306經組態成使得其可以所要調變頻率擠壓毛細管304，藉此調變該毛細管內之壓力，其效應為：串流之速率可以下文將更詳細地描述之方式而變化。
圖4更詳細地展示環繞玻璃毛細管304之壓電致動器306。壓電致動器306經組態為壓電陶瓷材料管。該陶瓷管之內部表面具備一個電極400，且該陶瓷管之外部表面具備另一電極401。當將一調變信號施加至此等電極時，陶瓷管將徑向地收縮及膨脹，因此對毛細管及在毛細管內之燃料施加徑向壓力。
在使用時，使液體燃料302保持於儲集器300內部之壓力。舉例而言，此情形可藉由如下方式達成：加壓力於亦位於儲集器300中之氣體(圖中未繪示)，使得由該氣體將壓力施加至液體燃料。由於該壓力，燃料串流自噴嘴308流出。在不存在壓電致動器306的情況下，串流將在自噴嘴308行進一距離(該距離為(例如)該噴嘴之直徑的100倍至1000倍)之後自然地破裂，藉此形成小滴串流。此破裂被稱作瑞立破裂(Rayleigh break-up)。當發生瑞立破裂時，形成燃料小滴，其中直徑為噴嘴308之直徑之大約兩倍或稍微小於噴嘴308之直徑之大約兩倍，且分離度為該噴嘴之直徑之大約4.5倍。儘管在不致動壓電致動器306的情況下將發生燃料液體串流之瑞立破裂，但壓電致動器306可用以藉由調變毛細管304內部之壓力來控制瑞立破裂。藉由調變毛細管內部之壓力，燃料自噴嘴之出射速度得以調變，且串流直接在離開噴嘴之後以受控制方式破裂。在大約為瑞立破裂頻率之頻率下，形成單獨的小滴，該等小滴係以受到平均出射速度及外加頻率控制之距離而隔開。在比瑞立頻率低得多之頻率下，以相對於平均射流速度之交替高速小滴及低速小滴之雲狀物形成單獨小的小滴。高速小滴追上低速小滴且在與噴嘴相隔之某距離處合併成大的小滴，其被隔開達對應大的小滴間距離。
當前設計具有數個問題。小滴之間的距離必須儘可能地大，其中需要給定體積及速度，此情形導致許多極小的小滴聚結。為了導引思考，進行以下估計。為了終結於以1毫米而隔開的直徑為20微米(體積為4.19 pl)、速度為100 m/s、速率為100 kHz之小滴，體積流率Q必須為：Q=小滴體積*頻率=4.19 pl*100 kHz=4.19*10-10 m3/s
必須促使此體積流率以規定小滴速度通過噴嘴(半徑為r)：πr2=Q/速度
自該方程式可見，r=1.155微米(直徑為2.31微米，基本小滴大小為44 fl)。此值極小且使系統極傾於存在任何污染。噴嘴實際上為針對在錫浴中周圍流動之任何粒子之最終篩網。儘管出於源之適當操作而當前指定1毫米之小滴距離，但甚至更大的距離係較佳的。此意謂較小噴嘴，此係因為導致較大的小滴間間隔之唯一參數為速度。為了自較小的小滴之雲狀物產生大的小滴，吾人需要約100個小的小滴之聚結，且小滴串流(例如，出自真空腔室內部之氣流以避免光學路徑中之鏡面及其他部件之污染)之任何干擾可干擾聚結程序。主要關注係關於壓電致動器對射流之調變的效應。此效應愈小，則聚結程序花費的時間愈長，且為完全聚結所需要的自噴嘴起所量測之距離愈長。
用於小滴形成之驅動頻率(約100 kHz)遠低於瑞立破裂之自然頻率。此意謂：為了促進較接近於噴嘴之破裂，必須產生較高頻率，且可藉由將塊狀脈衝(block pulse)而非正弦信號施加至壓電致動器來進行。塊狀脈衝將含有在較高頻率下具有減低振幅之泛音(overtone)，但此等高頻分量到達毛細管且影響小滴形成之程度將取決於數個因素，包括毛細管之物理特性、儲集器及毛細管內之燃料，及壓電致動器至毛細管之黏結。
因此應理解，毛細管/壓電致動器系統(包括毛細管內之燃料)之 物理特性對於小滴產生器之適當運行具決定性，且存在可有害地影響小滴產生器之效能之數個可能問題，諸如，由污染物對毛細管及/或噴嘴之阻塞、對毛細管之斷裂或其他實體損害，及毛細管與壓電致動器之間的黏結之弱化。驅動壓電致動器之電力及控制電子件之效能的疵點亦將對小滴形成有影響。亦應瞭解，燃料小滴發射器位於微影裝置內之高真空中，且因此，一旦燃料小滴發射器處於適當位置，其就不能被容易地檢測。
在本發明之實施例中，可藉由取樣信號且分析包含壓電致動器、毛細管及在毛細管內之燃料之系統的頻譜而在遠端監視小滴產生器之效能。
圖5(a)展示此情形可如何進行之第一實施例。圖5(a)示意性地展示壓電致動器500及用於該壓電致動器之控制器501。控制器501將輸出提供至脈衝放大器電壓源502，脈衝放大器電壓源502又將信號發送至脈衝放大器503以便產生脈衝以驅動壓電致動器500。在此實施例中，使用頻率回應分析器504，頻率回應分析器504在此實施例中使用電壓探針505橫越壓電致動器500取樣信號。圖5(a)之右上角中展示該信號之實例。該信號之基本形狀將為如由控制器501、電壓源502及脈衝放大器503施加之脈衝，但該脈衝之形狀將藉由包含壓電致動器、毛細管及在毛細管內之燃料之系統的諧振特性予以修改。此情形可被看出係藉由當信號在高條件與低條件之間切換時該信號之波動予以表示。
圖5(b)展示一替代實施例，其中在信號被施加至壓電致動器之後藉由量測橫越位於壓電致動器與接地之間的電阻器R之電壓來偵測該信號。圖5(a)之實施例確實允許研究脈衝之形狀，但此情形之不利方面為：因為該脈衝具有比藉由系統之諧振引入之變化大得多的量值，所以可難以識別彼等諧振峰值且信號之放大係不可能的。與此對比， 在圖5(b)之實施例中，脈衝已被移除(如圖5(b)之右上部中之示意性信號標繪圖所示)，此情形允許放大經取樣信號，使得可提取更多細節及資訊。
在圖5(a)及圖5(b)中，展示經取樣信號之示意性類比標繪圖，且原則上可顯示此類比標繪圖，但實務上將更有用的是使用數位信號分析器來分析脈衝之形狀，該數位信號分析器能夠判定信號內之分量且準確地量測諧振峰值。以此方式而獲得之資料可儲存於電腦中，且可藉由該電腦而與過去歷史資料進行比較或與針對彼燃料小滴產生器之預期資料進行比較，以便判定系統之諧振頻率何時已改變。在一些實施例中，電腦可經組態以在諧振頻率之改變已超出預定程度時發出警報。電腦亦可經組態以(例如)藉由改變外加脈衝而改變壓電致動器之操作條件，以校正任何此等改變。
應理解，在任一實施例中，可連續地或按規則排程或僅僅在需要時按需求來取樣及分析信號。
應注意，鑒於包含壓電致動器、毛細管及在毛細管內之燃料之聲學系統的複雜性，可根據檢查單一頻譜而獲得很少有用資訊。將更實務有用的是尋找頻譜之改變，此係因為任何此改變將為系統已發生可需要調查之某事項的指示。舉例而言，毛細管之斷裂可縮減毛細管之有效長度(在聲學方面)，此情形將具有增加諧振頻率之效應。以下內容為對系統之改變(在此狀況下，毛細管之小阻塞)可如何被偵測為諧振頻率之改變的實例。
毛細管中之流體可被視為四分之一波長諧振器。基本頻率及泛音係藉由如下方程式給出：
其中c為針對毛細管之可撓性而校正的流體中之聲速，且L為毛 細管中之流體柱之長度。此等表達係近似的，此係因為存在對噴嘴之大小之弱相依性，但其可出於本發明之考慮而被忽視。對於聲速為1500 m/s(在Sn中之聲速為2500 m/s，但由於毛細管之可撓性而縮減)且毛細管之長度為25毫米的圖3所示之類型之小滴產生器，基本頻率將處於15 kHz且第一泛音將處於45 kHz。
阻塞之效應可被估計如下。考慮長度為L且橫截面為A之管，其中一個末端敞開且另一末端係藉由長度為L 1且橫截面為A 1之孔幾乎封閉。應理解，此情形類似於具有噴嘴之毛細管。為了得知諧振頻率，有必要考慮經受給定邊界條件之波方程式的解：
其中p表示相對於外界之過多壓力，z為沿著管之軸線之座標，t為時間，c為經校正聲速，且ρ為密度。此情形導致特性方程式：
僅當ω為此超越方程式(transcendental equation)之根時才得知波方程式之非零解。在橫截面等於零之狀況下，擷取四分之一波長解。當橫截面極小時，
作為一實例，考慮附接至長度為25毫米且內徑為0.5毫米之管的長度為0.1毫米且半徑為2微米之噴嘴。則相對於四分之一λ解之相對改變為0.162%。如上文所計算，主音頻率(keynote frequency)等於15 kHz，因此，頻率改變為24 Hz以上。假設噴嘴沿著其內部表面已被阻塞剛好一微米的0.1，則與標準解之偏差等於0.146%，為22 Hz。稍微阻塞情形與非阻塞情形之間的諧振頻率之差為2 Hz，其為可被容易偵 測之值。更多為此情形，此係因為：在低頻率下，聲學系統幾乎不會被阻尼(熔融錫具有1.8 mPas之低黏度)。
應理解，至少在本發明之較佳形式方面，本發明能夠偵測可起因於數個原因的系統之聲學屬性改變，該等原因包括(例如)噴嘴之阻塞、毛細管之斷裂，或壓電致動器至毛細管之夾持之任何性質改變(例如，由於黏接劑之屬性降級)。本發明亦可能夠偵測系統中之振動，該等振動起源於微影裝置之其他部件中之振動且可不利地影響小滴產生器之效能。
應理解，根據已發生的系統之諧振頻率改變可能並非立即明顯的，亦即，是否存在噴嘴之阻塞、毛細管之斷裂或某其他事件，但應清楚，已發生應被調查之某事項且應檢查小滴產生器。及時地且遍及一使用時期，實驗證據及經驗可指示出諧振頻率之特定移位類型指示特定問題類型。取樣信號以分析諧振頻率可偶然地或按排程而進行，或其可連續地進行，在此狀況下，若該等諧振頻率中任一者偏離達大於預定量，則可產生警報。
本發明之實施例亦可用以藉由比較該頻譜與預期頻譜而確認出新小滴產生器在被安裝時正適當地工作。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭、LED、太陽能電池、光子器件，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應 用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，例如，以便創製多層IC，使得本文所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
500‧‧‧壓電致動器
501‧‧‧控制器
502‧‧‧脈衝放大器電壓源
503‧‧‧脈衝放大器
504‧‧‧頻率回應分析器
505‧‧‧電壓探針
R‧‧‧電阻器

Claims (20)

  1. 一種監視一輻射源燃料小滴串流產生器(radiation source fuel droplet stream generator)之操作之方法，該輻射源燃料小滴串流產生器包含彼此經耦接之一毛細管(capillary)及一壓電致動器(piezo-electric actuator)，該方法包含：使用該毛細管來含(contain)一燃料；在該輻射源燃料小滴串流產生器使用經耦接之該毛細管及該壓電致動器來操作之期間，分析經耦接之該毛細管及該壓電致動器之一諧振頻譜(resonance frequency spectrum)。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含偵測對應至經耦接之該毛細管及該壓電致動器的一性質之一改變的該諧振頻譜之一改變。
  3. 如請求項1之方法，其進一步包含基於經分析之該諧振頻譜來偵測該毛細管及該壓電致動器的一性質之一改變，其對應該輻射源燃料小滴串流產生器之振動。
  4. 如請求項1之方法，其進一步包含基於經分析之該諧振頻譜來偵測該毛細管及該壓電致動器的一性質之一改變，其對應該毛細管之一出口噴嘴之至少部分阻擋(blockage)。
  5. 如請求項1之方法，其進一步包含基於經分析之該諧振頻譜來偵測該毛細管及該壓電致動器的一性質之一改變，其對應該毛細管之損害。
  6. 如請求項1之方法，其進一步包含基於經分析之該諧振頻譜來偵測該毛細管及該壓電致動器的一性質之一改變，其對應該壓電致動器及該毛細管之間之耦接強度改變。
  7. 如請求項1之方法，其進一步包含在該輻射源燃料小滴串流產生器操作之期間，在該壓電致動器之一驅動電路中取樣一信號。
  8. 如請求項7之方法，其中於該驅動電路之一驅動側上取樣該信號。
  9. 如請求項7之方法，其中於該驅動電路之一共同側上取樣該信號。
  10. 如請求項1之方法，其進一步包含間歇地分析該諧振頻譜。
  11. 如請求項1之方法，其進一步包含連續地分析該諧振頻譜。
  12. 一種輻射源燃料小滴串流產生器，其包含：一毛細管，其經組態以含有燃料；一壓電致動器，其耦接至該毛細管；一驅動電路，其經組態以驅動該壓電致動器；及一分析器，其經組態以在該輻射源燃料小滴串流產生器使用經耦接之該毛細管及該壓電致動器來操作之期間，分析經耦接之該毛細管及該壓電致動器之一諧振頻譜。
  13. 如請求項12之輻射源燃料小滴串流產生器，其中該分析器係進一步組態以在該驅動電路中取樣一信號。
  14. 如請求項12之輻射源燃料小滴串流產生器，其中該分析器包含一頻率回應分析器。
  15. 如請求項12之輻射源燃料小滴串流產生器，其中該分析器位於該驅動電路之一驅動側上。
  16. 如請求項12之輻射源燃料小滴串流產生器，其中該分析器位於該驅動電路之一共同側上。
  17. 一種微影投影裝置(lithographic projection apparatus)，其包含：一輻射源產生器，其經組態以自一輻射源燃料小滴串流產生輻射，該輻射源產生器包含；一毛細管，其經組態以含有燃料；一壓電致動器，其耦接至該毛細管；一電路，其經組態以驅動該壓電致動器；及 一分析器，其經組態以在該輻射源燃料小滴串流產生器使用經耦接之該毛細管及該壓電致動器來操作之期間，分析經耦接之該毛細管及該壓電致動器之一諧振頻譜；一光學器件，其經組態以聚焦(focus)該輻射成一輻射光束；一照明系統(illumination system)，其經組態以調節該輻射光束；一支撐件，其經組態以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予(imparting)一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其經組態以固持一基板；及一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上。
  18. 如請求項17之微影投影裝置，其進一步包含基於經分析的該諧振頻譜來偵測經耦接之該毛細管及該壓電致動器的一性質之一改變，其對應至少下列之一者：該輻射源產生器之振動；該毛細管之一出口噴嘴之至少部分阻擋；該毛細管之損害；及該壓電致動器及該毛細管之間之耦接強度改變。
  19. 一種器件製造方法，其包含：使用具有彼此耦接之一毛細管及一壓電致動器的一燃料小滴產生器來產生一燃料小滴串流；使用該毛細管以含有燃料；使用一電路驅動該壓電致動器；在該輻射源燃料小滴串流產生器使用經耦接之該毛細管及該壓電致動器來操作之期間，分析包含經耦接之該毛細管及該壓 電致動器之一系統之一諧振頻譜；自該燃料小滴串流產生輻射；及將一經圖案化輻射光束通過一投影系統中之一開口而投影至一基板上。
  20. 如請求項19之器件製造方法，其進一步包含在該燃料小滴產生器的操作期間，在該電路中取樣一信號。
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