TWI766625B - 控制極紫外光微影系統的方法、用於極紫外光微影的設備及非暫時性電腦可讀取媒體 - Google Patents

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Abstract

揭示了一種控制極紫外光微影系統的方法。方法包括：利用EUV輻射照射目標液滴，偵測目標液滴反射的EUV輻射，決定偵測到的EUV輻射像差，決定對應於像差的澤尼克多項式，以及執行校正動作以減少澤尼克多項式的澤尼克係數的偏移。

Description

控制極紫外光微影系統的方法、用於極紫外光微影的設備及 非暫時性電腦可讀取媒體
本揭露是有關於一種用於極紫外光微影的設備及控制極紫外光微影系統的方法及非暫時性電腦可讀取媒體。
半導體製造中用於微影的輻射波長已自紫外光降至深紫外光(deep ultraviolet；DUV)，且最近已降至極紫外光(extreme ultraviolet；EUV)。部件尺寸的進一步減小需要進一步改良微影的解析度，此可使用極紫外光微影術(extreme ultraviolet lithography；EUVL)來實現。EUVL使用具有約1-100nm的波長的輻射。
產生EUV輻射的一種方法係雷射產生電漿(laser-produced plasma；LPP)。在基於LPP的EUV光源中，高功率雷射光束聚焦在諸如錫的金屬的小液滴目 標上，以形成高電離電漿，此高電離電漿在13.5nm處的最大峰值發射下發射EUV輻射。LPP產生的EUV輻射的強度取決於高功率雷射可自液滴目標產生電漿的效率。為了提高基於LPP的EUV輻射源的效率，需要使高功率雷射的脈衝與液滴目標的產生及運動精確同步。
一種控制極紫外光(EUV)微影系統的方法，方法包含以下步驟：利用雷射輻射照射目標液滴；偵測目標液滴反射的雷射輻射；決定偵測到的雷射輻射的像差；決定對應於像差的澤尼克多項式以及執行校正動作以減少澤尼克多項式的澤尼克係數中的至少一者的偏移。
一種用於極紫外光(EUV)微影的設備，包含：液滴產生器、EUV輻射源以及最終聚焦模組。液滴產生器產生多個目標液滴。EUV輻射源產生EUV輻射。EUV輻射源還包括激發輻射源。來自激發輻射源的激發輻射與目標液滴互動。最終聚焦模組用以：偵測目標液滴反射的激發輻射、決定偵測到的激發輻射的像差、產生澤尼克多項式、決定對應於此像差且來自於此澤尼克多項式之另外的一或多個澤尼克多項式以及執行校正動作以減少澤尼克多項式的澤尼克係數中的至少一者的偏移。
一種非暫時性電腦可讀取媒體包含儲存在記憶體中的多個電腦可讀取指令。當由電腦的處理器執行時，電腦可讀取指令指示電腦控制極紫外光(EUV)微影設備的最 終聚焦模組以執行極紫外光(EUV)微影系統的控制方法。方法包含：偵測目標液滴反射的激發輻射；決定偵測到的激發輻射的像差；產生澤尼克多項式；決定對應於像差的來自澤尼克多項式的一或多個澤尼克多項式；決定澤尼克多項式的多個澤尼克係數中的至少一者的偏移以及基於澤尼克係數的偏移，偵測激發輻射的光束輪廓的變化。
100:EUV輻射源
105:腔室
110:雷射產生電漿收集器
115:目標液滴產生器
117:噴嘴
200:曝光工具
300:激發雷射源
302:前向光束診斷器
304:返回光束診斷器
310:雷射產生器
320:雷射引導光學元件
330:聚焦設備
350:最終聚焦度量模組
410:液滴照明模組
413:傾斜控制機構
414:孔
415:輻射源
417:狹縫控制機構
420:液滴偵測模組
450:控制器
501:控制訊號
505:致動器
602:線
605:傾角
606:影像
608:影像
611:澤尼克係數
701:控制訊號
702:設定點
706:規定訊號
708:控制訊號
900:電腦系統
901:電腦
902:鍵盤
903:滑鼠
904:監視器
905:光碟機
906:磁碟機
911:處理器/MPU
912:ROM
913:RAM
914:硬碟
915:匯流排
921:光碟
922:磁碟
1000,1100,1200:方法
S1010,S1020,S1030,S1040,S1050,S1110,S1120,S1130,S1140,S1150,S1210,S1220,S1230,S1240,S1250,S1260:操作
A:方向
A1:光軸
BF:基礎地板
DG:液滴產生器
DP:目標液滴
DMP1,DMP2:阻尼器
LR1:雷射光
LR2:激發雷射
M130,M140,M150,M300,M301,M303,M310,M320,M330:鏡
MF:主地板
MP:主脈衝
PP:預脈衝
PP1,PP2:基座板
TC:錫捕集器
W10,W20,W30:窗口
ZE:激發區域
當結合隨附圖式閱讀時，將自下文的詳細描述最佳地理解本揭露。要強調的是，根據工業中的標準實務，並未按比例繪製各特徵，且各特徵僅用於說明目的。事實上，為了論述清楚，可任意增加或減小各特徵的尺寸。
第1圖係根據本揭露的一些實施例的具有基於雷射產生電漿(LPP)的EUV輻射源的EUV微影系統的示意圖。
第2A圖、第2B圖、第2C圖、第2D圖、第2E圖及第2F圖分別示意性圖示目標液滴藉由預脈衝在X-Z及X-Y平面中的運動。
第3圖示意性圖示根據實施例的在第1圖所示的EUV微影系統中使用的雷射引導光學元件及聚焦設備。
第4圖圖示按徑向度垂直排序及按方位頻率水平排序的前15個澤尼克多項式。
第5圖圖示第1圖所示的EUV微影系統的示例性示意圖。
第6圖係指示根據本揭露的實施例的藉由使用返回光 束診斷器的量測決定的第四澤尼克多項式的係數變化的圖表。
第7圖圖示根據本揭露的實施例的第5圖所示的EUV微影系統中的訊號流。
第8圖圖示包括輻射源、傾斜控制機構及狹縫控制機構的液滴照明模組。
第9A圖及第9B圖圖示根據本揭露的實施例的EUV資料分析設備。
第10圖圖示根據本揭露的實施例的控制極紫外光(EUV)微影系統的方法的流程圖。
第11圖圖示根據本揭露的實施例的控制極紫外光(EUV)微影系統的方法的流程圖。
第12圖圖示根據本揭露的實施例的控制極紫外光(EUV)微影系統的方法的流程圖。
以下揭示內容提供許多不同實施例或實例，以便實施所提供的標的之不同特徵。下文描述部件及佈置的特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且不欲為限制性。舉例而言，在下文的描述中，第一特徵形成於第二特徵上方或第二特徵上可包括以直接接觸形成第一特徵與第二特徵的實施例，且亦可包括可在第一特徵與第二特徵之間形成額外特徵以使得第一特徵與第二特徵可不處於直接接觸的實施例。另外，本揭露可在各實例中重複元件符號及/或 字母。此重複係出於簡化與清楚目的，且本身並不指示所論述的各實施例及/或配置之間的關係。
此外，為了便於描述，本文可使用空間相對性術語(諸如「之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及類似者)來描述諸圖中所圖示一個元件或特徵與另一元件(或多個元件)或特徵(或多個特徵)的關係。除了諸圖所描繪的定向外，空間相對性術語意欲包含使用或操作中元件的不同定向。設備可經其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向上)且因此可類似解讀本文所使用的空間相對性描述詞。另外，術語「由……製成」可意指「包含」或「由……組成」任一者。在本揭露中，片語「A、B及C中的一者」意指「A、B及/或C」(A、B、C、A與B、A與C、B與C，或A、B及C)，且除非另有描述，否則並不意指來自A的一個元素，來自B的一個元素及來自C的一個元素。
本揭露大體上係關於極紫外光(EUV)微影系統及方法。更具體而言，本揭露係關於用於藉由控制基於雷射產生電漿(LPP)的EUV輻射源中使用的激發雷射來改良目標控制以獲得增加的EUV能量的設備及方法。激發雷射在LPP腔室中加熱金屬(例如，錫)目標液滴，以將液滴電離為發射EUV輻射的電漿。為了增加的EUV能量，必須將大部分激發雷射入射到目標液滴上，以改良EUV輸出及轉換效率。因此，必須考慮激發雷射的形狀、激發雷射的入射角及雷射光束的輪廓，以便獲得增加的EUV能量。
現有方法考慮目標液滴與激發雷射之間的相對位置而不考慮激發雷射的形狀、激發雷射的入射角的變化(亦稱為指向誤差)及雷射光束的輪廓。因此，未偵測到由於這些問題引起的EUV能量下降。由於無法偵測到這些問題，故無法控制激發雷射控制系統及/或液滴產生器以解決這些問題，從而補償降低的EUV能量。
本揭露的實施例係針對基於雷射光束在目標液滴上的入射角及雷射光束的輪廓來控制激發雷射的相對位置(例如，行進方向)及目標液滴的位置。
第1圖係根據本揭露的一些實施例的具有基於雷射產生電漿(LPP)的EUV輻射源的EUV微影系統的示意圖。EUV微影系統包括產生EUV輻射的EUV輻射源100、諸如掃描儀的曝光工具200及激發雷射源300。如第1圖所示，在一些實施例中，EUV輻射源100及曝光工具200安裝在潔淨室的主地板MF上，而激發雷射源300安裝在主地板下方安置的基礎地板BF中。EUV輻射源100及曝光工具200中的每一者分別經由阻尼器DMP1及DMP2放置在基座板PP1及PP2上。EUV輻射源100及曝光工具200藉由耦接機構彼此耦接，耦接機構可包括聚焦單元。
微影系統係極紫外光(EUV)微影系統，設計用於藉由EUV光(在本文中亦可互換地稱為EUV輻射)曝光抗蝕劑層。抗蝕劑層係對EUV光敏感的材料。EUV微影系統使用EUV輻射源100產生EUV光，諸如具有範圍 在約1nm與約100nm之間的波長的EUV光。在一實例中，EUV輻射源100產生具有以約13.5nm為中心的波長的EUV光。在本實施例中，EUV輻射源100利用雷射產生電漿(LPP)的機構來產生EUV輻射。
曝光工具200包括諸如凸鏡/凹鏡/平鏡的各反射光學部件，包括遮罩台的遮罩保持機構，以及晶圓保持機構。藉由反射光學部件將由EUV輻射源100產生的EUV輻射引導至固定在遮罩臺上的遮罩上。在一些實施例中，遮罩台包括靜電夾盤(e夾盤)，用以固定遮罩。由於氣體分子吸收EUV光，將用於EUV微影圖案化的微影系統保持在真空或低壓環境中，以避免EUV強度損失。
在本揭露中，術語遮罩、光罩及主光罩可互換使用。在本實施例中，遮罩為反射遮罩。在一實施例中，遮罩包括具有適宜材料的基板，適宜材料諸如低熱膨脹材料或熔融石英。在各實例中，材料包括摻TiO2的SiO2，或具有低熱膨脹的其他適宜材料。遮罩包括沉積在基板上的多個反射層(ML)。ML包括複數個膜對，諸如鉬-矽(Mo/Si)膜對(例如，每個膜對中的矽層上方或下方的鉬層)。或者，ML可包括鉬-鈹(Mo/Be)膜對，或可用以高度反射EUV光的其他適宜材料。遮罩可進一步包括安置在ML上用於保護的覆蓋層，諸如釕(Ru)。遮罩進一步包括沉積在ML上方的吸收層，諸如氮化硼鉭(TaBN)層。吸收層經圖案化以界定積體電路(integrated circuit；IC)的層。或者，另一反射層可沉積在ML上方且經圖案化以界定積 體電路的層，從而形成EUV相移遮罩。
曝光工具200包括投影光學模組，用於將遮罩的圖案成像至固定在曝光工具200的基板臺上的半導體基板上，在半導體基板上塗覆有抗蝕劑。投影光學模組大體上包括反射光學元件。自遮罩導引的EUV輻射(EUV光)攜帶在遮罩上界定的圖案的影像，被投影光學模組收集，從而在抗蝕劑上形成影像。
在本揭露的各實施例中，半導體基板為半導體晶圓，諸如待圖案化的矽晶圓或其他類型的晶圓。在當前揭示的實施例中，用對EUV光敏感的抗蝕劑層塗覆半導體基板。將包括上文描述的彼等的各部件整合在一起且可操作以執行微影曝光製程。
微影系統可進一步包括其他模組或與其他模組整合(或與其他模組耦接)。
如第1圖所示，EUV輻射源100包括由腔室105包圍的目標液滴產生器115及雷射產生電漿(LPP)收集器110。目標液滴產生器115產生複數個目標液滴DP，這些目標液滴經由噴嘴117供應至腔室105中。在一些實施例中，目標液滴DP為錫(Sn)、鋰(Li)，或Sn與Li的合金。在一些實施例中，目標液滴DP各個具有自約10微米(μm)至約100μm範圍內的直徑。例如，在一實施例中，目標液滴DP為錫液滴，各個具有約10μm、約25μm、約50μm的直徑，或在這些值之間的任何直徑。在一些實施例中，目標液滴DP經由噴嘴117以每秒約50個液滴 (亦即，約50Hz的噴射頻率)至每秒約50,000個液滴(亦即，約50kHz的噴射頻率)範圍內的速率供應。例如，在一實施例中，目標液滴DP以約50Hz、約100Hz、約500Hz、約1kHz、約10kHz、約25kHz、約50kHz的噴射頻率或這些頻率之間的任何噴射頻率供應。在各實施例中，目標液滴DP經由噴嘴117噴射及以約10米/秒(m/s)至約100m/s範圍內的速度進入激發區域ZE。例如，在一實施例中，目標液滴DP具有約10m/s、約25m/s、約50m/s、約75m/s、約100m/s的速度，或這些速度之間的任何速度。目標液滴DP與激發雷射LR2的互動之後的殘餘物(剩餘物)收集在目標液滴產生器115下方安置的錫捕集器TC中。
由激發雷射源300產生的激發雷射LR2係脈衝雷射。激發雷射LR2由激發雷射源300產生。激發雷射源300包括雷射產生器310、雷射引導光學元件320及聚焦設備330。在一些實施例中，雷射產生器310包括具有在電磁光譜的紅外區域中的波長的二氧化碳(CO2)或摻釹的釔鋁石榴石(Nd：YAG)雷射源。例如，在一實施例中，雷射產生器310具有9.4μm或10.6μm的波長。由雷射產生器310產生的雷射光LR1由雷射引導光學元件320引導及藉由聚焦設備330聚焦到激發雷射LR2中，及隨後引入到EUV輻射源100中。
在一些實施例中，激發雷射LR2包括預熱雷射及主雷射。在此類實施例中，預熱雷射脈衝(在本文中可互 換地稱為「預脈衝」)用於加熱(或預熱)給定目標液滴，以產生具有多個較小液滴的低密度目標羽流，低密度目標羽流隨後由來自主雷射的脈衝加熱(或重新加熱)，從而產生EUV光的增加發射。
在各實施例中，預熱雷射脈衝具有約100μm或更小的光斑尺寸，且主雷射脈衝具有約150μm至約300μm範圍內的光斑尺寸。在一些實施例中，預熱雷射及主雷射脈衝具有自約10ns至約50ns範圍內的脈衝持續時間，以及自約1kHz至約100kHz範圍內的脈衝頻率。在各實施例中，預熱雷射及主雷射具有自約1千瓦(kW)至約50kW範圍內的平均功率。在一實施例中，激發雷射LR2的脈衝頻率與目標液滴DP的噴射頻率匹配。
將雷射光LR2導引穿過窗口(或透鏡)進入激發區域ZE。窗口採用對雷射光束實質上透明的適宜材料。雷射脈衝的產生與經由噴嘴117的目標液滴DP的噴射同步。在目標液滴移動穿過激發區域時，預脈衝加熱目標液滴及將這些目標液滴轉換為低密度目標羽流。控制預脈衝與主脈衝之間的延遲，以允許目標羽流形成及擴展為最佳尺寸及幾何形狀。在各實施例中，預脈衝與主脈衝具有相同的脈衝持續時間及峰值功率。當主脈衝加熱目標羽流時，產生高溫電漿。電漿發射EUV輻射EUV，此EUV輻射EUV由收集器110收集。收集器110進一步反射及聚焦EUV輻射，以用於經由曝光工具200執行的微影曝光製程。
第2A圖示意性圖示在被預脈衝PP照射之後目標 液滴DP相對於收集器110的運動。藉由預脈衝PP及主脈衝MP依次照射目標液滴DP。當目標液滴DP沿X軸在自液滴產生器DG至激發區域ZE的方向「A」上行進時，曝光目標液滴DP的預脈衝PP引發目標液滴DP將形狀改變為例如扁圓形，並將Z軸分量引入到X-Z平面中的行進方向上。
藉由利用雷射光束PP、MP照射目標液滴DP產生的雷射產生電漿(LPP)存在某些時序及控制問題。雷射光束PP、MP必須有時序，以便在通過目標點時與目標液滴DP相交。雷射光束PP、MP必須分別聚焦在目標液滴DP將通過的聚焦位置中的每一者上。當設置EUV輻射源100時，可決定激發區域ZE的位置及諸如例如雷射功率、主脈衝與預脈衝之間的時間延遲、預脈衝及/或主脈衝的焦點的參數。在各實施例中，隨後在晶圓曝光期間使用反饋機制來調整激發區域ZE的實際位置及前述參數。然而，這些參數可因各種因素而隨時間變化，諸如例如主脈衝MP與預脈衝PP之間的間隔、激發雷射的形狀、雷射光束的輪廓、輻射源中的機械及/或電漂移、液滴產生器的不穩定性、腔室環境的變化。
第2B圖圖示用於x軸OMX中的不良對準的示例性光學度量。OMX由液滴與預脈衝PP的焦點之間在x軸上的距離界定。類似地，第2C圖圖示用於y軸OMY中的不良對準的示例性光學度量。OMY由液滴與預脈衝PP的焦點之間在y軸上的距離界定。第2D圖進一步圖示用 於z軸OMZ中的不良對準的示例性光學度量。類似於OMX及OMY，OMZ由液滴與預脈衝PP的焦點之間在z軸上的距離界定。第2E圖圖示用於半徑OMR中的不良對準的示例性光學度量。x軸在來自目標液滴產生器115的液滴的運動方向上。z軸係沿收集器110的光軸A1(第1圖)。y軸垂直於x軸及z軸。
如第2F圖所示，目標液滴DP自目標液滴產生器115噴射，在一方向上行進至錫捕集器TC。當在輻射源中發生此類機械及/或電漂移時，預脈衝雷射PP引發目標液滴DP在相對於來自預脈衝雷射光束的入射方向成一定角度的方向上擴展。此產生了目標液滴DP2，此目標液滴已擴展為形成第2E圖所示的橄欖球形狀。在此類實施例中，預脈衝PP與主脈衝MP之間的空間間隔，MPPP間隔，界定為預脈衝PP的焦點與主脈衝MP的焦點之間的距離，此為由x、y及z部分提供的3-D向量。例如，如第2F圖所示，MPPPx為沿MPPP間隔的x軸的距離及MPPPz為沿MPPP間隔的z軸的距離。
第3圖示意性圖示根據實施例的在第1圖所示的EUV微影系統中使用的雷射引導光學元件320及聚焦設備330。如圖所示，雷射引導光學元件320包括前向光束診斷器(forward beam diagnostic；FBD)302、返回光束診斷器(return beam diagnostic；RBD)304及複數個鏡M301、M303、M300及M330。前向光束診斷器302及返回光束診斷器304包括諸如波前感測器的 裝置，用於量測光學波前的像差。一些非限制性類型的波前感測器包括夏克-哈特曼波前感測器、相移紋影技術、波前曲率感測器、角錐形波前感測器、共路徑干涉儀、傅科刀口測試、多邊剪切干涉儀、隆奇測試及剪切干涉儀。
前向光束診斷器302及返回光束診斷器304以及鏡M301、M303構成最終聚焦度量(final focus metrology；FFM)模組350。來自最終聚焦度量(FFM)模組350的訊號用作控制訊號，且可與致動器連接以控制聚焦設備330的鏡中的一者，諸如例如在雷射撞擊目標液滴DP之前光學路徑中的鏡M150。在一些實施例中，鏡M150為在雷射撞擊目標液滴DP之前的最後一個鏡。鏡M150為可轉向鏡且在3軸上為可調整的。
鏡M301、M303、M300及M330經佈置(或以其他方式用以)沿所欲方向引導入射雷射光。聚焦設備330包括複數個鏡M310、M320、M130、M140及M150。鏡M310、M320、M130、M140及M150經佈置(或以其他方式用以)沿所欲方向引導入射雷射光。聚焦設備330亦包括窗口W10、W20及W30。視窗W10與W20以及鏡M310與M320處於大氣壓力條件下的環境中。鏡M130、M140及M150處於真空中。窗口W10位於聚焦設備330的入口點處及接收來自雷射引導光學元件320的雷射光。窗口W20位於大氣壓力環境與真空之間。
前向光束診斷器302接收由雷射產生器310產生的雷射光LR1。前向光束診斷器302分析由雷射產生器 310產生的雷射光LR1。將雷射光LR1中的一些自聚焦設備330的視窗W10引導至鏡M300上。雷射光LR1自鏡M300入射在鏡M301上。雷射光LR1由鏡M301引導至前向光束診斷器302。因此，前向光束診斷器302在雷射光LR1與目標液滴DP互動之前接收雷射光LR1。前向光束診斷器302分析雷射光LR1的波前。
如圖所示，雷射光LR1通過聚焦設備330的視窗W10及視窗W20及入射在鏡M130上。鏡M130經佈置(或以其他方式配置)以使得雷射光LR1反射至鏡M140上。鏡M140經佈置(或以其他方式配置)以使得自鏡M130接收的雷射光LR1反射至鏡M150上。鏡M150經佈置(或以其他方式配置)以使得自鏡M140獲得的雷射光LR1反射至目標液滴DP上。因此，由鏡M130、M140及M150引導的雷射光由聚焦設備330聚焦到激發雷射LR2中，及隨後引入到EUV輻射源100(第1圖)。
在與目標液滴DP互動之後，激發雷射LR2分散且激發雷射LR2的返回雷射經由鏡M150、M140及M130以及視窗W20引導回到視窗W10。激發雷射LR2的返回光束自視窗W10經由視窗W30行進至鏡M310。在一些實施例中，視窗W10為菱形視窗。鏡M310經由鏡M320及M330將返回光束引導至鏡M303。使用鏡M303將返回光引導至返回光束診斷器304。返回光束診斷器304接收返回光束及分析返回光束，更具體而言，分析返回光束的光學波前。
在分析激發雷射LR2的返回光束中，返回光束診斷器304產生複數個澤尼克多項式。每個澤尼克多項式描述特定形式的表面偏差，此可擬合至特定形式的波前偏差(像差)。藉由包括複數個澤尼克多項式(通常稱為項)，波前變形可描述為所欲精確度。
第4圖圖示按徑向度垂直排序及按方位頻率水平排序的前15個澤尼克多項式。下文表1列出不同的澤尼克多項式及自每個多項式獲得的像差類型。
Figure 110110477-A0305-02-0018-3
Figure 110110477-A0305-02-0019-2
返回光束診斷器304用以量測激發雷射LR2的返回光束的接收波前(輻射)的像差，及使用澤尼克多項式量化像差。返回光束診斷器304分析所接收的波前以決定最擬合特定波前偏差的澤尼克多項式的澤尼克係數。基於澤尼克係數的偏移，可決定光束輪廓的變化。第5圖圖示第1圖所示的EUV微影系統的示例性示意圖。如圖所示，對應於光束輪廓的變化的控制訊號501由最終聚焦度量(FFM)模組350產生。如上文所論述，控制訊號501與致動器505連接，以控制聚焦設備330的鏡中的一者，諸如例如在雷射撞擊目標液滴DP之前光學路徑中的鏡M150。因此，藉由使用控制訊號501，最佳化目標控制以使EUV能量的產生最大化。
在一些實施例中，第5圖所示的反饋機制可進一步基於光束輪廓的變化發送通知。在一些實施例中，通知包括在預脈衝與主脈衝之間的空間間隔。在一些實施例中，通知亦包括在預脈衝與主脈衝之間的時間延遲。在一些實施例中，通知亦包括耦接至輻射源的可轉向鏡的角度。在一些實施例中，基於產生通知，反饋進一步發送通知至與可轉向鏡控制器關聯的第一外部裝置及與時間延遲控制器 關聯的第二外部裝置。
第6圖係指示根據本揭露的實施例的藉由使用返回光束診斷器304的量測決定的第四澤尼克多項式的澤尼克係數變化的圖表600。在第6圖所示的實施例中，返回光束診斷器304分析激發雷射LR2的返回光束的波前及決定入射到目標液滴DP上的激發雷射LR2具有散焦類型的像差，這種像差對應於第四澤尼克多項式。返回光束診斷器304決定第四澤尼克多項式的澤尼克係數611的變化(線602)。澤尼克係數611在所欲範圍內的變化被認為是可接受的，且不執行校正動作。然而，對於超出所欲範圍的變化，如線602中的傾角605所指示，採取一或更多個校正動作。校正動作包括基於控制訊號501來致動致動器505以改變鏡M150的位置。替代地或另外，可調整OMX、OMY及OMZ距離中的一者或更多者，以最小化光束輪廓的變化及從而改良激發雷射LR2與目標液滴DP之間的互動。
亦繪示分別在傾角605之前及之後由返回光束診斷器304獲得的影像606及608。如圖所示，在影像606中決定的散焦像差因校正動作而在影像608中減小。第6圖中的實例圖示根據實施例如何將第四澤尼克多項式用於偵測光學波前中的散焦像差。然而，實施例不限於此。可使用其他澤尼克多項式來偵測相應的像差，以及可採取一或更多個校正動作來減輕偵測到的像差。因此，藉由改良目標液滴與激發雷射LR2之間的互動，可使轉換效率最大 化，且可使EUV能量中的變化(波動)最小化。
第7圖圖示根據本揭露的實施例的第5圖所示的EUV微影系統中的訊號流。當設置EUV輻射源100時，可決定激發區域ZE的所欲位置及諸如例如雷射功率、主脈衝與預脈衝之間的時間延遲、預脈衝及/或主脈衝的焦點的參數，且從而界定EUV微影系統的設定點702。
將對應於參數中的一者或更多者的控制訊號701提供給EUV微影系統的一或更多個部件以控制激發區域ZE的位置。例如，調整目標液滴產生器115的位置及激發雷射LR2的軌跡中的一者或更多者以最大化目標液滴DP與激發雷射LR2之間的互動來使EUV能量的產生最大化。在一些實施例中，控制訊號701係提供給致動器505的控制訊號501，以控制聚焦設備330的鏡中的一者，諸如例如在激發雷射LR2撞擊目標液滴DP之前光學路徑中的鏡M150。
然而，這些參數可因各種因素而隨時間變化，諸如例如主脈衝MP與預脈衝PP之間的間隔、激發雷射的形狀、雷射光束的輪廓、輻射源中的機械及/或電漂移、液滴產生器的不穩定性、腔室環境的變化。
在704處分析激發雷射LR2與目標液滴DP之間的互動。目標液滴DP反射及/或散射入射到其上的光(在此情況下為激發雷射LR2)。例如在液滴偵測模組420(第1圖)處偵測反射及/或散射的光。在一些實施例中，液滴偵測模組420包括光電二極體，設計用於偵測具有來自液 滴照明模組410(第1圖)的光的波長的光。在各實施例中，液滴照明模組410為具有所欲波長的發射光的連續波雷射或脈衝雷射。
決定偵測到的光(亦即，目標液滴反射及/或散射的光)的強度是否處於可接受範圍內。在一些實施例中，此決定係基於在接收目標液滴DP反射及/或散射的光時由液滴偵測模組420的光電二極體產生的電流及/或電壓的值。在一些實施例中，液滴偵測模組420包括邏輯電路，經程式化為在偵測到的強度處於可接受範圍內時產生規定訊號706。例如，當偵測到的強度小於某一閾值時，產生規定訊號706。規定訊號706指示激發雷射LR2與目標液滴DP的相對位置。
若偵測到的光的強度不處於可接受範圍內，則調整(例如，自動調整)液滴照明模組410的參數以增加或減小照射目標液滴的光強度，以便最終使偵測到的光的強度處於可接受範圍內。
在各實施例中，液滴照明模組410的參數包括例如對液滴照明模組410中的光源(例如，雷射)的輸入電壓及/或電流，控制自液滴照明模組410射出的光量的狹縫寬度，液滴照明模組410的孔，及液滴照明模組410的角度及/或傾斜度的值。在一些實施例中，使用控制器調整參數，控制器經程式化為控制液滴照明模組410的各參數。例如，在一實施例中，將控制器耦接至控制自液滴照明模組410射出的光量的狹縫及/或控制液滴照明模組410的 傾斜度/角度的機構。在此類實施例中，將控制器耦接至液滴偵測模組420，且當偵測到的光的強度不處於可接受範圍內時，回應於由液滴偵測模組420產生的規定訊號706來調整狹縫的寬度及/或液滴照明模組410的傾斜度。在其他實施例中，將控制器耦接至致動器505及向致動器505提供控制訊號701，以控制聚焦設備330的鏡中的一者，諸如例如在雷射撞擊目標液滴DP之前光學路徑中的鏡M150。
在一些實施例中，控制器為邏輯電路，經程式化為自液滴偵測模組420接收規定訊號706，且取決於規定訊號706將控制訊號傳輸至液滴照明模組410的一或更多個部件(例如，本文別處描述的狹縫及/或傾斜控制機構)以自動調整液滴照明模組410的一或更多個參數及/或調整聚焦設備330的鏡中的一者。
簡要參看第8圖，圖示了液滴照明模組410，此液滴照明模組包括輻射源415、傾斜控制機構413及狹縫控制機構417。傾斜控制機構413(在本文中亦稱為「自動傾斜」)控制輻射源415的傾斜。在各實施例中，自動傾斜413為步進馬達，此步進馬達耦接至液滴照明模組410的輻射源415(例如，雷射)及移動輻射源415以改變光(或輻射)L入射在目標液滴DP上的入射角(且實際上改變了目標液滴DP反射及/或散射至液滴偵測模組420中的光量R)。在一些實施例中，自動傾斜413包括壓電致動器。
狹縫控制機構417(在本文中亦稱為「自動狹縫」)控制自輻射源415射出的光量。在一實施例中，狹縫或孔414安置在輻射源415與激發區域ZE之間，在激發區域ZE處照射目標液滴DP。例如，當控制器450決定在液滴偵測模組420處偵測到的光的強度低於可接受範圍時，控制器450移動狹縫控制機構417以使得在自輻射源415射出的光的路徑中提供較寬狹縫，從而允許更多光照射目標液滴DP及增加偵測到的強度。另一方面，若決定在液滴偵測模組420處偵測到的光的強度高於可接受範圍，則控制器450移動狹縫控制機構417以使得在自輻射源415射出的光的路徑中提供較窄狹縫，從而減小偵測到的強度。在此類實施例中，由控制器450調整的液滴照明模組410的參數為光L照射目標液滴DP的路徑中的孔414的寬度。
回看第7圖，規定訊號706的產生因此改變EUV微影系統的設定點702。基於設定點702的變化，相應地改變控制訊號701。因此，控制訊號701的改變致動狹縫控制機構、傾斜控制機構及/或致動器505，以引發自輻射源415射出的光量及光入射在目標液滴DP上的入射角的相應變化。
除了使EUV能量的產生最大化的上述技術之外，本揭露的實施例亦針對在激發雷射LR2與目標液滴DP之間的互動之後利用反射的光的波前的澤尼克偏移。更具體而言，實施例量測所接收的波前(輻射)的像差，及使用 澤尼克多項式量化此像差，以便獲得反射波前的澤尼克偏移。因此，在704處，返回光束診斷器304決定反射波前的澤尼克偏移及產生相應控制訊號708。在一些實施例中，控制訊號708為對應於光束輪廓的變化的控制訊號501(在第5圖中圖示)及由最終聚焦度量(FFM)模組350產生。如上文所論述，控制訊號501與致動器505連接，以控制聚焦設備330的鏡中的一者，諸如例如在雷射撞擊目標液滴DP之前光學路徑中的鏡M150。因此，最佳化目標控制以使EUV能量的產生最大化。
第9A圖及第9B圖圖示根據本揭露的實施例的EUV資料分析設備。第9A圖係電腦系統的示意圖，此電腦系統控制最終聚焦度量(FFM)模組350及返回光束診斷器304的操作，以便偵測返回影像中的一或更多個像差及執行上文所描述的一或更多個校正動作。可使用電腦硬體及電腦硬體上執行的電腦程式來實現前述實施例。在第9A圖中，電腦系統900具有電腦901，電腦901包括光碟唯讀記憶體(例如，CD-ROM或DVD-ROM)驅動器905及磁碟機906、鍵盤902、滑鼠903及監視器904。
第9B圖係圖示電腦系統900的內部配置的圖。在第9B圖中，除了光碟機905及磁碟機906之外，電腦901具有：一或更多個處理器911，諸如微處理單元(micro processing unit；MPU)；ROM 912，其中儲存諸如啟動程式的程式；隨機存取記憶體(random access memory；RAM)913，連接至MPU 911且其 中臨時儲存應用程式的命令及提供臨時儲存區域；硬碟914，其中儲存應用程式、系統程式及資料；以及匯流排915，連接MPU 911、ROM 912及類似者。應注意，電腦901可包括網卡(未圖示)，用於提供連接至LAN。
在前述實施例中用於引發電腦系統900執行EUV資料分析設備的功能的程式可儲存在光碟921或磁碟922中，光碟或磁碟插入到光碟機905或磁碟機906中，且傳輸至硬碟914。或者，程式可經由網路(未圖示)傳輸至電腦901及保存在硬碟914中。在執行時，將程式加載到RAM 913中。可自光碟921或磁碟922或者直接自網路加載程式。
在一些實施例中，在程式中，由程式實現的功能不包括僅可由硬體實現的功能。例如，在由上述程式實現的功能中不包括僅可由諸如網路介面的硬體在獲取資訊的獲取單元或輸出資訊的輸出單元中實現的功能。此外，執行程式的電腦可為單個電腦或可為多個電腦。
本揭露的實施例提供與現有系統及方法相比的眾多優點。與激發光束的X、Y及/或Z方向及/或目標液滴方向的偏移以及光束輪廓變化相關的澤尼克項用於量化光束形狀及像差的變化。藉由將此用作反饋，產生額外反饋迴路以補償返回影像的偏移誤差，而不是僅考慮相對目標位置。偵測及最小化激發雷射的入射角，使得可獲得更穩定的EUV能量。
應理解，在本文中不一定論述所有優點，對於所有 實施例或實例不需要特定優點，且其他實施例或實例可提供不同的優點。
本揭露的一實施例係根據第10圖所示的流程圖操作極紫外光(EUV)微影系統的方法1000。應理解，可在第10圖所論述的製程之前、期間及之後提供額外操作，且可針對方法的額外實施例替換或消除下文描述的操作中的一些。操作/製程的次序可為可互換的，且操作/製程中的至少一些可以不同的順序執行。可在時間上重疊或幾乎同時執行至少兩個或更多個操作/製程。
方法包括操作S1010，利用雷射輻射照射目標液滴。在操作S1020中，偵測目標液滴反射的雷射輻射。在操作S1030中，決定偵測到的雷射輻射的像差。在操作S1040中，決定對應於像差的澤尼克多項式。在操作S1050中，執行校正動作以減少澤尼克多項式的澤尼克係數中的至少一者的偏移。
本揭露的另一實施例係根據第11圖所示的流程圖操作極紫外光(EUV)微影系統的方法1100。應理解，可在第11圖所論述的製程之前、期間及之後提供額外操作，且可針對方法的額外實施例替換或消除下文描述的操作中的一些。操作/製程的次序可為可互換的，且操作/製程中的至少一些可以不同的順序執行。可在時間上重疊或幾乎同時執行至少兩個或更多個操作/製程。
方法包括操作S1110，偵測目標液滴反射的激發輻射，目標液滴由EUV微影系統的液滴產生器產生。EUV 微影系統亦包括用於產生EUV輻射的EUV輻射源，EUV輻射源包括激發輻射源。來自激發輻射源的激發輻射與目標液滴互動。在操作S1120中，決定偵測到的激發輻射的像差。在操作S1130中，產生複數個澤尼克多項式。在操作S1140中，決定對應於像差的來自複數個澤尼克多項式的一或更多個澤尼克多項式。在操作S1150中，執行校正動作以減少一或更多個澤尼克多項式的澤尼克係數中的至少一者的偏移。
本揭露的另一實施例係根據第12圖所示的流程圖操作極紫外光(EUV)微影系統的方法1200。應理解，可在第12圖所論述的製程之前、期間及之後提供額外操作，且可針對方法的額外實施例替換或消除下文描述的操作中的一些。操作/製程的次序可為可互換的，且操作/製程中的至少一些可以不同的順序執行。可在時間上重疊或幾乎同時執行至少兩個或更多個操作/製程。
方法包括操作S1210，偵測目標液滴反射的激發輻射，目標液滴由EUV微影系統的液滴產生器產生。在操作S1220中，決定偵測到的激發輻射的像差。在操作S1230中，產生複數個澤尼克多項式。在操作S1240中，決定對應於像差的來自複數個澤尼克多項式的一或更多個澤尼克多項式。在操作S1250中，決定一或更多個澤尼克多項式的澤尼克係數中的至少一者的偏移。在操作S1260中，基於澤尼克係數的偏移，偵測激發輻射的光束輪廓的變化。
根據本揭露的一個實施例，一種控制極紫外光(EUV)微影系統的方法包括：利用雷射輻射照射目標液滴，及偵測目標液滴反射的雷射輻射。方法亦包括：決定偵測到的雷射輻射的像差，決定對應於像差的澤尼克多項式，以及執行校正動作以減少澤尼克多項式的澤尼克係數中的至少一者的偏移。在一或更多個其他實施例中，校正動作包括產生控制訊號以致動EUV微影系統的一或更多個部件以調整雷射輻射與目標液滴之間的互動。在一或更多個其他實施例中，藉由改變EUV微影系統的液滴產生器的位置、改變雷射輻射的軌跡或兩者來調整雷射輻射與目標液滴之間的互動。在一或更多個其他實施例中，一或更多個部件包括致動器，且調整雷射輻射與目標液滴之間的互動包括使用致動器控制雷射輻射的焦點。在一或更多個其他實施例中，將致動器連接至可轉向鏡，且校正動作包括使用致動器調整可轉向鏡以調整雷射輻射與目標液滴之間的互動。在一或更多個其他實施例中，校正動作包括調整雷射輻射的入射角。在一或更多個其他實施例中，方法進一步包括：產生複數個澤尼克多項式，及自複數個澤尼克多項式選擇澤尼克多項式。所選擇的澤尼克多項式對應於像差。在一或更多個其他實施例中，方法進一步包括：基於澤尼克係數的偏移，偵測EUV輻射的光束輪廓的變化。在一或更多個其他實施例中，方法進一步包括：產生對應於光束輪廓的變化的控制訊號，使用控制訊號控制EUV微影系統的致動器，以及使用致動器調整EUV微影系統的可轉 向鏡以改變雷射輻射的光學路徑。在一或更多個其他實施例中，減少澤尼克係數的偏移以使得增加由雷射輻射與目標液滴的互動產生的EUV能量。在一或更多個其他實施例中，雷射輻射包括CO2雷射。
根據本揭露的另一實施例，一種用於極紫外光(EUV)微影的設備包括：液滴產生器，用以產生目標液滴；以及用於產生EUV輻射的EUV輻射源，包括激發輻射源。來自激發輻射源的激發輻射與目標液滴互動。設備亦包括最終聚焦模組，用以偵測目標液滴反射的激發輻射，決定偵測到的激發輻射的像差，產生複數個澤尼克多項式，決定對應於像差的來自複數個澤尼克多項式的一或更多個澤尼克多項式，以及執行校正動作以減少一或更多個澤尼克多項式的澤尼克係數中的至少一者的偏移。在一或更多個其他實施例中，設備進一步包括可轉向鏡。可轉向鏡係在激發輻射與目標液滴互動之前激發輻射的光學路徑中的最後一個鏡。設備亦包括致動器，用以控制可轉向鏡。最終聚焦模組進一步用以使用致動器調整可轉向鏡以調整激發輻射與目標液滴之間的互動。在一或更多個其他實施例中，可轉向鏡在3軸上為可調整的。在一或更多個其他實施例中，最終聚焦模組進一步用以基於澤尼克係數的偏移，偵測激發輻射的光束輪廓的變化。在一或更多個其他實施例中，最終聚焦模組進一步用以減少澤尼克係數的偏移，以使得增加由激發輻射與目標液滴的互動產生的EUV能量。
根據本揭露的另一實施例，一種非暫時性電腦可讀取媒體包括儲存在記憶體中的電腦可讀取指令，當由電腦的處理器執行時，這些電腦可讀取指令指示電腦控制極紫外光(EUV)微影設備的最終聚焦模組以執行方法。方法包括：偵測目標液滴反射的激發輻射，決定偵測到的激發輻射的像差，產生複數個澤尼克多項式，決定對應於像差的來自複數個澤尼克多項式的一或更多個澤尼克多項式，決定一或更多個澤尼克多項式的澤尼克係數中的至少一者的偏移，以及基於澤尼克係數的偏移，偵測激發輻射的光束輪廓的變化。在一或更多個其他實施例中，方法進一步包括：產生對應於光束輪廓的變化的控制訊號，使用控制訊號控制EUV微影系統的致動器，使用致動器調整EUV微影系統的可轉向鏡以改變激發輻射的光學路徑。在一或更多個其他實施例中，可轉向鏡係在激發輻射撞擊目標液滴之前光學路徑中的最後一個鏡。在一或更多個其他實施例中，可轉向鏡在3軸上為可調整的。
前文概述了數個實施例或實例的特徵，使得一般熟習此項技術者可更好地理解本揭露的實施例。熟習此項技術者應瞭解，可易於使用本揭露作為設計或修改其他製程及結構的基礎以便實施本文所介紹的實施例或實例的相同目的及/或實現相同優勢。熟習此項技術者亦應認識到，此類等效結構並未脫離本揭露的精神及範疇，並且可在不脫離本揭露的精神及範疇的情況下在本文中實施各種變化、取代及修改。
100:EUV輻射源
105:腔室
110:雷射產生電漿(LPP)收集器
115:目標液滴產生器
117:噴嘴
200:曝光工具
300:激發雷射源
310:雷射產生器
320:雷射引導光學元件
330:聚焦設備
410:液滴照明模組
420:液滴偵測模組
A1:光軸
BF:基礎地板
DP:目標液滴
DMP1:阻尼器
DMP2:阻尼器
LR1:雷射光
LR2:激發雷射
MF:主地板
PP1:基座板
PP2:基座板
TC:錫捕集器
ZE:激發區域

Claims (10)

  1. 一種控制一極紫外光(EUV)微影系統的方法，該方法包含以下步驟：利用一雷射輻射照射一目標液滴；偵測該目標液滴反射的該雷射輻射；決定偵測到的該雷射輻射的一像差；決定對應於該像差的一澤尼克多項式；以及執行一校正動作以減少該澤尼克多項式的複數個澤尼克係數中的至少一者的一偏移。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該校正動作進一步包括產生一控制訊號以致動該EUV微影系統的一或複數個部件以調整該雷射輻射與該目標液滴之間的一互動。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該校正動作包括調整該雷射輻射的一入射角。
  4. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：產生複數個澤尼克多項式；以及自該些澤尼克多項式選擇該澤尼克多項式，所選擇的該澤尼克多項式對應於該像差。
  5. 如請求項1所述之方法，進一步包含基於該些澤尼克係數的該偏移，偵測該EUV輻射的一光束輪廓的一變化。
  6. 如請求項5所述之方法，進一步包含：產生對應於該光束輪廓的該變化的一控制訊號；使用該控制訊號控制該EUV微影系統的一致動器；以及使用該致動器調整該EUV微影系統的一可轉向鏡以改變該雷射輻射的一光學路徑。
  7. 一種用於極紫外光(EUV)微影的設備，包含：一液滴產生器，用以產生複數個目標液滴；一EUV輻射源，用於產生EUV輻射，該EUV輻射源包括一激發輻射源，來自該激發輻射源的一激發輻射與該些目標液滴互動；以及一最終聚焦模組，用以：偵測該目標液滴反射的該激發輻射；決定偵測到的該激發輻射的一像差；產生複數個澤尼克多項式；決定對應於該像差的來自該些澤尼克多項式的一或複數個澤尼克多項式；以及執行一校正動作以減少該或該些澤尼克多項式的複數個澤尼克係數中的至少一者的一偏移。
  8. 如請求項7所述之設備，進一步包含：一可轉向鏡，該可轉向鏡係在該激發輻射與該目標液滴互動之前該激發輻射的一光學路徑中的一最後一個鏡；以及一致動器，用以控制該可轉向鏡，其中該最終聚焦模組進一步使用該致動器調整該可轉向鏡以調整該激發輻射與該目標液滴之間的一互動。
  9. 一種非暫時性電腦可讀取媒體，包含儲存在一記憶體中的複數個電腦可讀取指令，當由一電腦的一處理器執行時，該些電腦可讀取指令指示該電腦控制一極紫外光(EUV)微影設備的一最終聚焦模組以執行一方法，該方法包含：偵測一目標液滴反射的一激發輻射；決定偵測到的該激發輻射的一像差；產生複數個澤尼克多項式；決定對應於該像差的來自該些澤尼克多項式的一或複數個澤尼克多項式；決定該或該些澤尼克多項式的複數個澤尼克係數中的至少一者的一偏移；以及基於該些澤尼克係數的該偏移，偵測該激發輻射的一光束輪廓的一變化。
  10. 如請求項9所述之非暫時性電腦可讀取媒體， 其中該方法進一步包含：產生對應於該光束輪廓的該變化的一控制訊號；使用該控制訊號控制該EUV微影系統的一致動器；以及使用該致動器調整該EUV微影系統的一可轉向鏡以改變該激發輻射的一光學路徑。
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