TWI770256B

TWI770256B - 微影設備以及微影方法

Info

Publication number: TWI770256B
Application number: TW107129654A
Authority: TW
Inventors: 張俊霖; 張漢龍; 傅中其; 劉柏村; 陳立銳; 鄭博中
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2022-07-11
Also published as: TW202009607A

Abstract

一種微影設備，包括一激發腔、一標的發射器、一主雷射發射器、以及一雷射真空裝置。標的發射器用以朝向激發腔內之一激發區域發射一標的。主雷射發射器用以發射一主脈衝雷射至激發區域內之標的。雷射真空裝置用以發射一真空雷射至至激發腔內，且以於激發腔內形成一真空通道。雷射真空裝置發射真空雷射之後，標的發射器發射標的通過真空通道進入激發區域。

Description

微影設備以及微影方法

本揭露主要關於一種半導體設備及方法，尤指一種微影設備及方法。

半導體裝置已使用於多種電子上的應用，例如個人電腦、手機、數位相機、以及其他電子設備。半導體裝置基本上依序經由沈積絕緣層或介電層、導電層、以及半導體層之材料至一晶圓、以及使用微影技術圖案化多種材料層來形成電路組件以及元件於其上而被製造。許多積體電路一般製造於一單一晶圓，且晶圓上個別的晶粒於積體電路之間沿著一切割線被切割分離。舉例而言，個別的晶粒基本上被分別的封裝於一多晶片模組或是其他類型的封裝。

由於半導體製程的尺寸之小型化的要求，於微影設備中採用了極紫外線作為曝光製程中的光源，以使晶圓上之光阻形成適用於小於20nm半導體製程的圖案。

然而，雖然目前使用極紫外線作為曝光製程中之光源的微影設備符合了其使用之目的，但尚未滿足許多其他方面的要求。因此，需要提供微影設備的改進方案。

本揭露提供了一種微影設備，包括一激發腔、一標的發射器、一主雷射發射器、以及一雷射真空裝置。標的發射器用以朝向激發腔內之一激發區域發射一標的。主雷射發射器用以發射一主脈衝雷射至激發區域內之標的。雷射真空裝置用以發射一真空雷射至激發腔內，且以於激發腔內形成一真空通道。雷射真空裝置發射真空雷射之後，標的發射器發射標的通過真空通道進入激發區域。

本揭露提供了一種微影設備，包括一雷射真空裝置以及一標的發射器。雷射真空裝置用以大致沿一第一方向發射一真空雷射至一激發腔內，以於激發腔內形成一真空通道。標的發射器用以沿第一方向發射一標的，其中標的通過真空通道至一激發區域。

本揭露提供了一種微影方法包括，經由一雷射真空裝置發射一真空雷射至一激發腔內，以使激發腔內形成一真空通道；於發射真空雷射後，經由一標的發射器發射一標的，且標的經由真空通道至一激發區域；以及經由一主雷射發射器發射一主脈衝雷射至激發區域內之標的。

1‧‧‧微影設備

10‧‧‧光源裝置

20‧‧‧曝光腔

30‧‧‧照明裝置

40‧‧‧光罩裝置

41‧‧‧光罩座

50‧‧‧光學投影裝置

51‧‧‧反射鏡

60‧‧‧晶圓座

A10‧‧‧激發腔

A11‧‧‧光線通道

A20‧‧‧標的發射器

A30‧‧‧標的回收器

A50‧‧‧光線聚集器

A51‧‧‧通孔

A60‧‧‧預雷射發射器

A70‧‧‧主雷射發射器

A80‧‧‧雷射供應裝置

A81‧‧‧種子雷射產生器

A82‧‧‧功率放大器

A90‧‧‧雷射真空裝置

B1‧‧‧反射鏡

C1‧‧‧第一焦點

C2‧‧‧第二焦點

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

E1‧‧‧標的

G1‧‧‧氣體

G2‧‧‧電子

G3‧‧‧離子

L1‧‧‧預脈衝雷射

L2‧‧‧主脈衝雷射

L3‧‧‧真空雷射

M1‧‧‧光罩

M11‧‧‧基材

M12‧‧‧圖案層

P1‧‧‧第一間隔時間

P2‧‧‧第二間隔時間

P3‧‧‧第三間隔時間

S1‧‧‧震波

T1‧‧‧第一時間

T2‧‧‧第二時間

T3‧‧‧第三時間

T4‧‧‧第四時間

W1‧‧‧晶圓

W11‧‧‧光阻層

Z1‧‧‧激發區域

Z2‧‧‧聚光區域

Z3‧‧‧傳送區域

Z4‧‧‧真空通道

第1圖為根據本揭露之一些實施例之微影設備的示意圖。

第2圖為根據本揭露之一些實施例之微影方法的步驟流程圖。

第3圖為根據本揭露之一些實施例之微影方法的時間圖。

第4A圖以及第4B圖為根據本揭露之一些實施例之微影設備於微影方法中之一中間階段的示意圖。

以下之說明提供了許多不同的實施例、或是例子，用來實施本發明之不同特徵。以下特定例子所描述的元件和排列方式，僅用來精簡的表達本揭露，其僅作為例子，而並非用以限制本發明。例如，第一特徵在一第二特徵上或上方的結構之描述包括了第一和第二特徵之間直接接觸，或是以另一特徵設置於第一和第二特徵之間，以致於第一和第二特徵並不是直接接觸。

本說明書之第一以及第二等詞彙，僅作為清楚解釋之目的，並非用以對應於以及限制專利範圍。此外，第一特徵以及第二特徵等詞彙，並非限定是相同或是不同之特徵。

於此使用之空間上相關的詞彙，例如上方或下方等，僅用以簡易描述圖式上之一元件或一特徵相對於另一元件或特徵之關係。除了圖式上描述的方位外，包括於不同之方位使用或是操作之裝置。圖式中之形狀、尺寸、厚度、以及傾斜之角度可能為了清楚說明之目的而未依照比例繪製或是被簡化，僅提供說明之用。

第1圖為根據本揭露之一些實施例之微影設備1的示意圖。微影設備1用以對一晶圓W1實施一微影製程。微影製程可包括光阻塗佈製程、軟烤製程、曝光製程、顯影製程、硬烤製程、以及其他適合的製程。

於本實施例中，微影設備1可為一曝光設備，用以針對一晶圓W1實施一曝光製程。微影設備1可包括一光源裝置10、一曝光腔20、一照明裝置30、一光罩裝置40、一光學投影裝置50、以及一晶圓座60。微影設備1可包括所有上述之裝置，但只要達到微影設備1使用上之目的，可不需包括所有上述之裝置。

微影設備1不應限制於本揭露所描述之裝置。微影設備1可包括其他合適之裝置，例如塗佈裝置、軟烤裝置、顯影裝置、及/或硬烤裝置等，以使得微影設備1能實施完整之微影製程至晶圓W1。

光源裝置10用以產生光線至照明裝置30。上述之光線可為極紫外線(EUV light)。於本實施例中，上述極紫外線的波長範圍可定義為10nm至120nm的範圍之間。於一些實施例中，上述之極紫外線的波長可延伸至軟x-ray(soft x-ray)波段為3nm至20nm的範圍之間。因此，光源裝置10可為一極紫外線光源裝置。然而，光源裝置10不應被限制於用以產生極紫外線。光源裝置10可用以發射任何之來自激發於標的E1之任何波長與強度之光子。

曝光腔20設置於光源裝置10之一側。在一些實施例中，照明裝置30、光罩裝置40、光學投影裝置50、以及晶圓座60可設置於曝光腔20內。然而，由於氣體分子會吸收極紫外線，因此曝光腔20內部可保持真空，以防止極紫外線損耗。

照明裝置30用以將光源裝置10所提供之光線(極紫外線)導向至設置於光源裝置10之一光罩M1。照明裝置30可包括一或多個光學元件，例如至少一個透鏡、至少一個反射鏡、及/或至少一個折射鏡。光源裝置10所發射之光線經由照明裝置30折射、反射、及/或聚光後導向至光罩M1或光罩裝置40。

光罩裝置40用以固持一光罩(mask、photomask、或reticle)M1。於一些實施例中，光罩裝置40可用以移動光罩M1以使由照明裝置30所發射之光線導向至光罩M1之不同區域。於一些實施例中，光罩裝置40可包括一光罩座41，用以固持光罩M1。光罩座41可為一靜電座(electrostatic chuck,e-chuck)。

於一些實施例中，光罩M1可為一反射式光罩(reflective mask)M1。於一例子中，光罩M1可包括一基材(substrate)M11。基材M11之材料可為低熱膨脹材料(low thermal expansion material,LTEM)或是熔融石英(fused quartz)。於一些實施例中，低熱膨脹材料包括摻雜SiO₂之TiO₂或是其他具有低熱膨脹性質之其他適合之材料。

於一些實施例中，光罩M1可包括一多層複反射層，設置於基材M11上，且用以反射光線或極紫外線。多層複反射層包括多個薄膜對(film pairs)，例如鉬-矽(molybdenum-silicon,Mo/Si)薄膜對，其中於每一薄膜對中，一層鉬設置於另一層矽之上或是下。於一些實施例中，薄膜對可為鉬-鈹(molybdenum-beryllium,Mo/Be)薄膜對，或是其他能夠對紫外線進行高反射之適合的材料。

光罩M1可更包括一圖案層M12，設置於基材M11上。經過圖案化之圖案層M12可用以定義一層積體電路(integrated circuit,IC)。當由照明裝置30所發射之光線(極紫外線)照射至圖案層M12後，可形成一圖案化光線。

於一些實施例中，圖案層M12可為一吸收層。吸收層可包括TaBN(tantalum boron nitride)，用以吸收光線或極紫外線。於一些實施例中，光罩M1可為一極紫外線相偏移光罩M1(EUV phase shift mask)，圖案層M12可為一反射層。

光學投影裝置(projection optics device,or projection optics box,POB)50設置於光罩M1以及晶圓座60之間，用以將光罩M1的圖案形成於晶圓W1上。於一些實施例中，光學投影裝置50可包括多個光學元件，例如至少一個透鏡、至少一個反射鏡、及/或至少一個折射鏡。光罩M1所發射之光線攜帶了定義於光罩M1上之圖案的影像，且經由光學投影裝置50折射、反射、及/或聚光後導向至晶圓W1或晶圓座60。

於本實施例中，光學投影裝置50包括多個反射鏡51，用以反射光線(或極紫外線)。光罩M1所發射之光線經由光學投影裝置50反射及聚光後導向至晶圓W1或晶圓座60。

晶圓座60設置於光罩M1之下方。於本實施例中，晶圓座60設置於光學投影裝置50之下方。晶圓座60用以固持晶圓W1。晶圓座60可為一靜電座(electrostatic chuck,e-chuck)。

晶圓W1可由矽或其他半導體材料所製成。於一些實施例中，晶圓W1可由複合半導體(compound semiconductor)材料所製成，例如碳化矽(silicon carbide,SiC)、砷化鎵(gallium arsenic,GaAs)、砷化銦(indium arsenide,InAs)、或是磷化銦(indium phosphide,InP)。於一些實施例中，晶圓W1可由合金半導體(alloy semiconductor)所製成，例如矽鍺(silicon germanium,SiGe)、矽碳化矽(silicon germanium carbide,SiGeC)、砷化鎵磷化物(gallium arsenic phosphide,GaAsP)、或是磷化銦鎵(gallium indium phosphide,GaInP)。於一些實施例中，晶圓W1可為一絕緣層上矽(silicon-on-insulator,SOI)或是一絕緣層上矽上鍺(germanium-on-insulator,GOI)基材。

此外，晶圓W1可具有多種裝置元件(device element)。舉例而言，形成於晶圓W1上之裝置元件可包括電晶體(transistor)、二極體(diode)、及/或其他適合的元件。多種不同之製程可用以形成上述之裝置元件。例如，沉積製程、蝕刻製程、植入製程、微影製程、及/或其他合適的製程。

於一些實施例中，晶圓W1塗布了光阻層W11，其可對於光線(或紫外光)產生化學反應。當經由光學投影裝置50所發射之圖案化光線照射至光阻層W11，可使得光阻層W11被圖案化。

光源裝置10可使用雙脈衝雷射激發電漿(dual-pulse laser produced plasma,dual-pulse LPP)機構來使標的E1產生電漿，並由電漿出發出極紫外線。光源裝置10可包括一激發腔A10、一標的發射器A20、一標的回收器A30、一光線聚集器A50、一預雷射發射器A60、一主雷射發射器A70、一雷射供應裝置A80、以及一雷射真空裝置A90。

光源裝置10可包括所有上述之裝置，但只要達到光源裝置10使用上之目的，可不需包括所有上述之裝置。光源裝置10不應限制於本揭露所描述之裝置，可包括其他合適之元件。

激發腔A10可位於曝光腔20之一側。激發腔A10可經由一光線通道A11與曝光腔20連接。由於氣體分子會吸收極紫外線，因此激發腔A10內部可保持真空，以防止極紫外線損耗。

需注意的是，於一些實施例中，於激發腔A10內部填充氫氣等氣體後，再經由真空幫浦將激發腔A10內抽成真空狀態。此時，激發腔A10內會殘留少量之氣體。於一些實施例中，激發腔A10內之氣壓可約小於或等於0.001大氣壓。

標的發射器A20設置於激發腔A10上，可用以產生多個標的(target)E1。於本實施例中，標的發射器A20可位於激發腔A10內。標的發射器A20可沿一第一方向D1朝向激發腔A10內之一激發區域Z1發射標的E1，且上述標的E1通過標的發射器A20與激發區域Z1之間之一傳送區域Z3。

標的E1可為液態或是固態。於本實施例中，標的E1可為液態，且可為錫滴(tin droplet)。於一些實施例中，標的E1之材質可為包括液態材質之錫，例如包括錫、鋰(lithium,Li)、以及氙(xenon,Xe)之共晶合金(eutectic alloy)。於一些實施例中，標的E1的直徑約為20μm至40μm的範圍之間。於本實施例中，標的E1的直徑可約為30μm。於一些實施例中，標的發射器A20可以每秒50公尺以上的速度射出標的E1。於本實施例中，標的發射器A20可以約每秒70公尺至90公尺的速度射出標的E1。

標的發射器A20發射標的E1頻率可為約40kHz至300kHz的範圍之間。換句話說，標的發射器A20可於約每3.3微秒至25微秒的範圍之間發射一標的E1。於一些實施例中，標的發射器A20發射標的E1頻率在50kHz至80kHz的範圍之間。

於一些實施例中，標的發射器A20產生標的E1頻率可為約60kHz至300kHz的範圍之間。換句話說，標的發射器A20可於約每3.3微秒至16.7微秒的範圍之間發射一標的E1。於本實施例中，標的發射器A20產生標的E1頻率可為約100kHz。換句話說，標的發射器A20可約每10微秒發射一標的E1。

標的回收器A30設置於激發腔A10上，用以回收由標的發射器A20所射出之標的E1。於本實施例中，標的回收器A30位於激發腔A10內。標的回收器A30與標的發射器A20可為於激發腔A10之兩相對側。於本實施例中，激發區域Z1位於標的回收器A30與標的發射器A20之間。

光線聚集器(light collector)A50位於激發腔A10內，用以將極紫外線聚集於一聚光區域Z2。於一些實施例中，聚光區域Z2位於照明裝置30。光線聚集器A50用以反射極紫外線，並將極紫外線經由光線通道A11傳送至曝光腔20內之照明裝置30。

於本實施例中，光線聚集器A50可為一橢圓拋物面。光線聚集器A50可塗布反光層，用以反射極紫外線。光線聚集器A50可具一通孔A51，用以讓預雷射發射器A60以及主雷射發射器A70所發出之預脈衝雷射L1以及主脈衝雷射L2通過。於一些實施例中，通孔A51之直徑約為10cm至20cm的範圍之間。

於本實施例中，光線聚集器A50可為例如一橢圓鏡片，其具有位於激發區域Z1之一第一焦點C1以及位於聚光區域Z2內之一第二焦點C2。當標的E1於第一焦點C1經由主雷射發射器A70所發出之主脈衝雷射L2照射後激發極紫外光時，極紫外光可經由光線聚集器A50反射至第二焦點C2。由於第二焦點C2可位於聚光區域Z2內之照明裝置30，因此於本實施例中可藉由光線聚集器A50將極紫外光聚集於照明裝置30。

於一些實施例中，第二焦點C2可位於激發腔A10或是光線通道A11內，於第二焦點C2之紫外光線可經由適當之光學元件，例如折射鏡或是反射鏡等傳送至照明裝置30。

需注意的是，只要能將標的E1所激發出之紫外光聚集於一區域，光線聚集器A50之形狀或結構並不予以限制。舉例而言，光線聚集器A50可為拋物線狀。

預雷射發射器A60設置於激發腔A10之一側。於本實施例中，預雷射發射器A60可位於激發腔A10內。預雷射發射器A60可用以產生一預脈衝雷射(pre-pulse laser)L1至激發區域Z1內之標的E1。預脈衝雷射L1經由通孔A51穿過光線聚集器A50並照射至激發區域Z1。

於本實施例中，預雷射發射器A60可沿一第二方向D2發射預脈衝雷射L1。上述之第二方向D2可垂直於第一方向D1。在某些實施例中，預雷射發射器A60發射預脈衝雷射L1之頻率可與標的發射器A20發射標的E1的頻率相同。

於一些實施例中，預脈衝雷射L1之功率約為1kW至4kW的範圍之間。於本實施例中，預脈衝雷射L1之功率可約為2kW。

於一些實施例中，預雷射發射器A60可為一二氧化碳(carbon dioxide,CO₂)雷射發射器。於另一實施例中，預雷射發射器A60可為一摻釹釔鋁石榴石(neodymium-doped yttrium aluminum garnet,Nd：YAG)雷射發射器。

主雷射發射器A70設置於激發腔A10之一側。於本實施例中，主雷射發射器A70可位於激發腔A10內。主雷射發射器A70可用以產生一主脈衝雷射(main-pulse laser)L2至激發區域Z1內之標的E1。主脈衝雷射L2可經由相同之通孔A51穿過光線聚集器A50並照射至激發區域Z1。

於一些實施例中，主雷射發射器A70可沿第二方向D2發射主脈衝雷射L2。換句話說，主脈衝雷射L2可平行於預脈衝雷射L1。預脈衝雷射L1以及主脈衝雷射L2之間的距離可約為1μm。

於一些實施例中，主脈衝雷射L2之功率約為18kW至40kW的範圍之間。於本實施例中，主脈衝雷射L2之功率可約為30kW。主脈衝雷射L2之功率大於預脈衝雷射L1之功率。於一些實施例中，主脈衝雷射L2之功率大於預脈衝雷射L1之功率的8倍至30倍。

在一些實施例中，主雷射發射器A70發射主脈衝雷射L2之頻率可與標的發射器A20發射標的E1的頻率相同。於一些實施例中，主雷射發射器A70可為二氧化碳雷射發射器。

於一些實施例中，預脈衝雷射L1比主脈衝雷射L2具有較小之光斑尺寸(spot size)。於一些實施例中，預脈衝雷射L1之光斑尺寸約為250μm至350μm的範圍之間。主脈衝雷射L2之光斑尺寸約為300μm至600μm的範圍之間。

預脈衝雷射L1可具有2kW之功率，且主脈衝雷射L2可具有約30kW之功率。於一些實施例中，預脈衝雷射L1與主脈衝雷射L2之功率的總和高於20kW，例如，可為32kW。然而，應當理解的是，本揭露之實施例具有許多變化和修改，不應予以限制。

如第1圖所示，預脈衝雷射L1可用以改變標的E1之狀態。當預脈衝雷射L1於激發區域Z1內照射至標的E1後，預脈衝雷射L1可加熱標的E1，以使得液滴狀之標的E1形成霧狀之標的E1。當主脈衝雷射L2照射至激發區域Z1內之霧狀之標的E1時，可激發霧狀之標的E1成為電漿，並使得電漿產生極紫外線。

雷射供應裝置A80設置於光源裝置10之一側，用以供應雷射於主雷射發射器A70。雷射供應裝置A80可包括一種子雷射產生器A81、以及多個功率放大器A82。種子雷射產生器A81可提供雷射至功率放大器A82。當種子雷射產生器A81所提供的雷射通過功率放大器A82後增加了雷射之功率。

舉例而言，種子雷射產生器A81所產生之雷射之功率為1W。經過多個功率放大器A82之後，雷射之功率為30kW。

於一些實施例中，雷射供應裝置A80可供應雷射至預雷射發射器A60及/或雷射真空裝置A90。於一些實施例中，預雷射發射器A60以及雷射真空裝置A90之雷射可經由其他合適之雷射供應裝置提供。

雷射真空裝置A90設置於激發腔A10上，用以產生一真空雷射L3至激發腔A10內，且通過傳送區域Z3。激發腔A10內之真空雷射L3可大致沿第一方向D1傳遞。於本實施例中，真空雷射L3經由一反射鏡B1反射至激發腔A10內。於一些實施例中，雷射真空裝置A90位於標的發射器A20之一側，且真空雷射L3可不經由反射鏡B1而直接照射激發腔A10內。

真空雷射L3穿過激發區域Z1以及傳送區域Z3後可將激發區域Z1以及傳送區域Z3內氣體離子化後形成一真空通道Z4(如第4B圖所示)。真空通道Z4涵蓋標的E1之行進路線。換句話說，於真空通道Z4內，標的E1之行進路徑的氣壓(或氣體密度)小於真空雷射L3通過真空通道Z4形成前的氣壓(或氣體密度)。

於一些實施例中，雷射真空裝置A90為一二氧化碳雷射發射器。於另一實施例中，預雷射發射器A60可為一摻釹釔鋁石榴石雷射發射器。

於一些實施例中，雷射真空裝置A90發射真空雷射L3之頻率可與標的發射器A20發射標的E1的頻率相同。於一些實施例中，真空雷射L3之光斑尺寸約為100μm或小於100μm。真空雷射L3之功率為100W至500W的範圍之間，於本實施例中，真空雷射L3之功率約為200W。

於本實施例中，真空雷射L3之功率小於預脈衝雷射L1之功率以及主脈衝雷射L2之功率，此外真空雷射L3之光強度大於10^8(W/cm2)。因此，當真空雷射L3照射於標的E1時，不會使標的E1產生霧化或形成電漿，且可形成真空通道Z4。

第2圖為根據本揭露之一些實施例之微影方法的步驟流程圖。第3圖為根據本揭露之一些實施例之微影方法的時間圖。可理解的是，於下列各實施例之方法中的各步驟中，可於各步驟之前、之後以及其間增加額外的步驟，且於前述的一些步驟可被置換、刪除或是移動。

於步驟S101中，安裝一光罩M1於光罩座41。在一些實施例中，光罩M1可用於實施一極紫外線微影曝光製程。光罩M1可包括積體電路圖案，用以形成於晶圓W1。於步驟S103中，將一晶圓W1設置於一晶圓座60上。晶圓W1上可塗布一光阻層W11。

步驟S105中，雷射真空裝置A90每經過一第一間隔時間P1發射一真空雷射L3至激發腔A10內且通過激發區域Z1及傳送區域Z3。於本實施例中，上述第一間隔時間P1可為10微秒。於一些實施例中，上述第一間隔時間P1可約為3.3微秒至25微秒的範圍之間。於一些實施例中，上述第一間隔時間P1可約為3.3微秒至16.7微秒的範圍之間。

第4A圖以及第4B圖為根據本揭露之一些實施例之微影設備1於微影方法之一中間階段的示意圖。如第1圖及第4A圖所示，當真空雷射L3尚未發射前，氣體G1分布於激發腔A10內內。此時，激發區域Z1以及傳送區域Z2內之氣壓(或氣體密度)與激發腔A10內之氣壓(或氣體密度)相等。舉例而言，激發腔A10內內之氣壓可約小於或等於0.001大氣壓。

此外，當標的E1成為電漿時，會使激發腔A10內之氣體G1產生一震波S1。震波S1經由第一焦點C1向外擴散至激發腔A10之壁面以及光學投影裝置50等處，且可進入激發區域Z1以及傳送區域Z2內。此時，若有標的E1於激發區域Z1以及傳送區域Z2內行進，則震波S1會對標的E1的行進路徑造成影響，進而會使得一些標的E1無法或是精準地於激發區域Z1內被預脈衝雷射L1及/或主脈衝雷射L2擊中。

當標的E1無法或是精準地被主脈衝雷射L2擊中，則會造成極紫外線的量變少，進而造成晶圓W1不正確地被曝光。當晶圓W1不正確地被曝光時，可能需要重新進行曝光製程，進而減少了晶圓W1之產能。嚴重時，可能需要報廢晶圓W1。

如第1圖、第4A圖及第4B圖所示，當真空雷射L3發射後，真空雷射L3游離氣體G1形成有正負電荷的電漿態。於一些實施例中，氣體G1形成電子G2以及離子G3。此時，電子G2以及離子G3朝者遠離真空雷射L3之方向移動。此外，由於電子G2遠離真空雷射L3之移動速度較離子G3快，因此藉由電子G2對於離子G3之引力可進一步加快離子G3遠離真空雷射L3之移動速度，進而暫時形成了真空通道Z4。之後，當電子G2與離子G3結合後會恢復成氣體G1之中性氣體，並且部分之氣體G1會填充真空通道Z4。

於本實施例中之真空通道Z4定義為真空通道Z4內之氣壓(或氣體密度)小於激發腔A10內之平均氣壓(或氣體密度)。舉例而言，真空通道Z4內之氣壓可小於0.0001大氣壓，激發腔A10內之平均氣壓可小於0.001大氣壓。換句話說，真空通道Z4內之氣壓可小於真空雷射L3發前或是激發腔A10內之平均氣壓(或氣體密度)的十倍。

步驟S107中，標的發射器A20每經過第一間隔時間P1發射一標的E1，且標的E1經由真空通道Z4到達激發區域Z1。於一些實施例，雷射真空裝置A90於一第一時間T1發射真空雷射L3，標的發射器A20於一第二時間T2發射標的E1。第二時間T2晚於第一時間T1。舉例而言，第二時間T2與第一時間T1之時間差可小於1微秒。

如第1圖及第4B圖所示，當標的發射器A20發射標的E1時，由於傳送區域Z3內形成了真空通道Z4，因此標的E1可經由真空通道Z4到達激發區域Z1。

於本實施例中，由於經由真空雷射L3照射後所產生之真空通道Z4內的氣壓(或氣體密度)較小，因此真空通道Z4內之震波S1被大幅衰減，進而減少震波S1影響標的E1行進路線的程度。預脈衝雷射L1以及主脈衝雷射L2可較為準確地擊中標的E1。此外，於本實施例中，由於標的發射器A20可不需要等待震波S1消散後再發射標的E1，可增加標的發射器A20發射標的E1的頻率、預雷射發射器A60發射預脈衝雷射L1的頻率、以及主雷射發射器A70發射主脈衝雷射L2的頻率，進而可增加極紫外線的量，以減少晶圓W1所需之曝光時間。

於一些實施例中，當微影設備1不包括雷射真空裝置A90時，標的發射器A20發射標的E1的頻率可為50kHz。而於一些實施例中，藉由雷射真空裝置A90所發射之真空雷射L3，標的發射器A20發射標的E1的頻率可增加至80kHz、90kHz、或100kHz。

步驟S109中，預雷射發射器A60每經過上述第一間隔時間P1發射一預脈衝雷射L1至激發區域Z1，並照射一標的E1。標的E1經由預脈衝雷射L1可形成霧化之標的E1。

於一些實施例，預雷射發射器A60於一第三時間T3發射。第三時間T3晚於第二時間T2。

步驟S111中，主雷射發射器A70每經過上述第一間隔時間P1發射一主脈衝雷射L2至激發區域Z1，並照射一標的E1。標的E1經由主脈衝雷射L2可形成電漿，並發射極紫外線。

於一些實施例，預雷射發射器A60於一第四時間T4發射。第四時間T4晚於第三時間T3。舉例而言，第四時間T4與第三時間T3之時間差可小於1微秒。

於一些實施例中，主雷射發射器A70於標的發射器A20發射標的E1之第二間隔時間P2發射主脈衝雷射L2。第二間隔時間P2可為3微秒至22微秒的範圍之間。於本實施例中，第三間隔時間P3可約為7微秒。

於一些實施例中，雷射真空裝置A90於主雷射發射器A70發射主脈衝雷射L2後之第三間隔時間P3發射真空雷射L3。第三間隔時間P3可為2微秒至20微秒的範圍之間。於本實施例中，第三間隔時間P3可約為3微秒。

舉例而言，當微影設備1不包括雷射真空裝置A90時，第三間隔時間P3大於8微秒。藉由雷射真空裝置A90所發射之真空雷射L3，第三間隔時間P3可小於7微秒。於一些實施例中，第三間隔時間P3可約為3微秒至5微秒的範圍之間。

於步驟S113中，極紫外線依序經由光線聚集器A50以及照明裝置30導向至光罩M1，並形成一圖案化光線。圖案化光線依序照射至一晶圓W1之光阻之多個區域，藉以完成一微影製程之曝光製程。

綜上所述，本揭露實施例之微影設備使用了雷射真空裝置以於標的之行進路線上先形成一真空通道，以大幅降低標的之行進路線受到主脈衝雷射照射至標的時所產生震波的影響，進而可增加了主雷射發射器擊中標的精準度。

於一些實施例中，主雷射發射器發射主脈衝雷射之頻率、標的發射器發射標的的頻率、以及雷射真空裝置發射真空雷射的頻率相同。

於一些實施例中，微影設備更包括一預雷射發射器，用以發射一預脈衝雷射至激發區域內之標的，其中標的發射器發射標的之後，預脈衝雷射以及主雷射發射器依序發射預脈衝雷射以及主脈衝雷射。

於一些實施例中，預雷射發射器發射預脈衝雷射之頻率與雷射真空裝置發射真空雷射的頻率相同。

於一些實施例中，真空雷射之功率小於預脈衝雷射之功率以及主脈衝雷射之功率。

於一些實施例中，標的發射器沿一第一方向發射標的，雷射真空裝置大致沿第一方向發射真空雷射，且主雷射發射器沿一第二方向發射主脈衝雷射，其中第一方向不同於第二方向。

本揭露提供了一種微影設備，包括一雷射真空裝置以及一標的發射器。雷射真空裝置用以大致沿一第一方向發射一真空雷射至於一激發腔內，以於激發腔內形成一真空通道。標的發射器用以沿第一方向發射一標的，其中標的通過真空通道至一激發區域。

於一些實施例中，於主脈衝雷射照射至激發區域內之標的之前，經由一預雷射發射器發射一預脈衝雷射至激發區域內之標的。真空雷射之功率小於預脈衝雷射之功率以及主脈衝雷射之功率。

於一些實施例中，真空雷射離子化激發腔內之氣體以形成真空通道。

上述已揭露之特徵能以任何適當方式與一或多個已揭露之實施例相互組合、修飾、置換或轉用，並不限定於特定之實施例。

本發明雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考而非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本發明之範圍，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。