TWI778611B - 微影系統及其操作方法 - Google Patents

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TWI778611B
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Abstract

微影系統利用錫液滴產生用於微影的極紫外輻射。微影系統以雷射對液滴進行照射。液滴變成電漿且發射極紫外輻射。微影系統感測錫液滴對聚集鏡的污染並調整緩衝流體的流動以減少污染。

Description

微影系統及其操作方法
本揭露是有關於微影領域。本揭露更具體而言是有關於極紫外微影。
對包括智慧型手機、平板電腦、桌上型電腦、膝上型電腦在內的電子裝置及許多其他種類的電子裝置的計算能力的需求已持續增長。積體電路為該些電子裝置提供計算能力。提高積體電路的計算能力的一種方式是增加半導體基底的給定面積可包括的電晶體及其他積體電路特徵的數目。
積體電路晶粒上的特徵部分地借助微影來生成。傳統的微影技術包括產生罩幕，所述罩幕定義出將在積體電路晶粒上形成的特徵的圖案的輪廓。微影光源經由罩幕而對積體電路晶粒進行照射。可經由微影生成的積體電路晶粒的特徵的尺寸在下端上部分地被微影光源生成的光波長限制。較小的光波長可生成較小的特徵尺寸。
由於極紫外光的波長相對短，因此極紫外光用於生成特 別小的特徵。舉例而言，通常藉由以雷射束對所選擇的材料的液滴進行照射而生成極紫外光。來自雷射束的能量使液滴進入電漿狀態。在電漿狀態中，液滴發射極紫外光。極紫外光朝具有橢圓表面或拋物面表面的聚集器行進。聚集器將極紫外光反射至掃描器(scanner)。掃描器經由罩幕以極紫外光對目標進行照射。
本揭露的一態樣提供一種微影系統，包括：屏蔽件及聚集鏡，所述屏蔽件包括內表面，所述聚集鏡耦合至所述屏蔽件且包括折射表面。所述聚集鏡及所述屏蔽件界定極紫外輻射產生腔室。所述系統包括：流體源，被配置成容納緩衝流體；多個質量流控制器，各自被配置成自所述流體源接收所述緩衝流體；以及流體分配器。所述流體分配器包括：多個流體入口，各自耦合至所述多個質量流控制器中的相應一者且被配置成自所述多個質量流控制器中的所述相應一者接收所述緩衝流體；以及一或多個流體出口，被配置成將所述緩衝流體供應至所述極紫外輻射產生腔室中。
本揭露的另一態樣提供一種操作微影系統的方法，包括：藉由在極紫外輻射產生腔室中產生極紫外輻射來實行微影製程且使緩衝流體流動至所述極紫外輻射產生腔室中。所述方法包括：在所述極紫外輻射產生腔室中產生指示聚集鏡的污染的感測器訊號。所述方法包括：基於由經過機器學習過程訓練的分析模 型對所述感測器訊號進行的分析來調整進入所述極紫外輻射產生腔室中的所述緩衝流體的流動。
本揭露的又一態樣提供一種操作微影系統的方法，包括：自液滴產生器輸出液滴的串流且藉由以雷射對所述液滴進行照射而在極紫外輻射產生腔室中產生電漿。所述方法包括：使用聚合鏡反射極紫外輻射；經由多個質量流控制器將緩衝流體接收至流體分配器中，所述多個質量流控制器各自耦合至所述流體分配器的相應的入口；以及使所述緩衝流體自所述流體分配器流動至所述極紫外輻射產生腔室中。
100、400:微影系統
101:EUV產生腔室
102:聚集鏡
103:掃描器
104:屏蔽件
106:雷射
108:流體分配器
110、110a、110b:入口
111:內壁
112:出口
112a:出口
112b:出口
113:流體腔室
113a:第一流體腔室
113b:第二流體腔室
114:液滴產生器
115:外壁
116:液滴接收器
117:底表面
118:流體源
120、120a、120b:質量流控制器
126:中心開口
128:表面
130:表面
132:感測器
134:控制電路
136:流體管線
140:液滴
142:雷射光
146:輻射
148:緩衝流體
150:內部間隔件
154:接點
156:導向器葉片
160:帶電粒子偵測器
162:光感測器
164:透鏡
170:訓練模組
171:污染
172:訓練集資料
174:歷史EUV系統參數資料
176:污染資料
180:分析模型
182:處理資源
184:記憶體資源
186:通訊資源
190:編碼器
192:解碼器
194:電漿產生條件向量
196:資料欄位
198a:神經層
198b:神經層
198c:神經層
198d:神經層
198e:神經層
198f:神經層
20:微影系統
200:節點/神經元
202:污染資料/污染資料
204:預測電漿產生條件向量
205:資料欄位
300:微影系統
700、800、900、1000:方法
702、704、706、708、710、802、804、806、808、810、902、904、906、908、1002、1004、1006、1008、1010:動作
F(x):函數
結合附圖閱讀以下詳細說明，會最佳地理解本揭露的各個態樣。應注意，根據本行業中的標準慣例，各種特徵並非按比例繪製。事實上，為使論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。
圖1A是根據一個實施例的微影系統的側視圖。
圖1B是根據一個實施例的處於操作狀態中的圖1A所示微影系統的側視圖。
圖1C是根據一個實施例的圖1A所示微影系統的流體分配器的仰視圖。
圖1D是根據一個實施例的圖1A所示微影系統的一部分的俯視圖。
圖2是根據一個實施例的微影系統的一部分的俯視圖。
圖3A是根據一個實施例的微影系統的一部分的側視圖。
圖3B是根據一個實施例的圖3A所示微影系統的流體分配器的仰視圖。
圖4A是根據一個實施例的微影系統的側視圖。
圖4B是根據一個實施例的微影系統的側視圖。
圖4C是根據一個實施例的圖4B所示微影系統的俯視圖。
圖5是根據一個實施例的微影系統的控制系統的方塊圖。
圖6是根據一個實施例的控制系統的分析模型的方塊圖。
圖7是根據一個實施例的操作微影系統的方法的流程圖。
圖8是根據一個實施例的操作微影系統的方法的流程圖。
圖9是根據一個實施例的操作微影系統的方法的流程圖。
圖10是根據一個實施例的操作微影系統的方法的流程圖。
在以下說明中，針對積體電路晶粒內的各個層及結構闡述許多厚度及材料。藉由實例的方式給出各種實施例的具體尺寸及材料。根據本揭露，熟習此項技術者應認識到，可在不背離本揭露的範圍的條件下在許多情形中使用其他尺寸及材料。
以下揭露提供用於實施所闡述標的的不同特徵的許多不同實施例或實例。以下闡述組件及排列的具體實例以簡化本說明。當然，該些僅為實例且不旨在進行限制。舉例而言，以下說 明中將第一特徵形成於第二特徵「之上」或第二特徵「上」可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且亦可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成有附加特徵進而使得所述第一特徵與所述第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可能在各種實例中重複使用參考編號及/或字母。此種重複使用是出於簡潔及清晰的目的，而不是自身表示所論述的各種實施例及/或配置之間的關係。
此外，為易於說明，本文中可能使用例如「位於...之下(beneath)」、「位於...下方(below)」、「下部的(lower)」、「位於...上方(above)」、「上部的(upper)」等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一(其他)元件或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的定向外亦囊括裝置在使用或操作中的不同定向。裝備可具有其他定向(旋轉90度或處於其他定向)，且本文中所使用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。
在以下說明中，陳述某些具體細節以提供對本揭露各種實施例的透徹理解。然而，熟習此項技術者應理解，可在沒有該些具體細節的情況下實踐本揭露。在其他情況中，未詳細闡述與電子組件及製作技術相關聯的眾所周知的結構，以避免不必要地使本揭露實施例的說明模糊不清。
除非上下文另有要求，否則在說明書及以下申請專利範圍通篇中，字組「包括(comprise)」及其變化形式(例如「comprises」 及「comprising」)應被視為具有開放、包括性意義，即「包括但不限於」。
所使用的例如第一、第二及第三等序數詞未必暗示經過排名的次序意義，而是可僅在動作或結構的多個例子之間進行區分。
在本說明書通篇中所提及的「一個實施例」或「實施例」意指結合所述實施例闡述的特定特徵、結構或特性包括於至少一個實施例中。因此，在本說明書通篇各個地方出現的片語「在一個實施例中」或「在實施例中」未必全部指代同一實施例。此外，在一或多個實施例中，可以任何合適的方式對所述特定特徵、結構或特性進行組合。
除非內容另有清楚指示，否則在本說明書及所附申請專利範圍中所使用的單數形式「一(a、an)」及「所述(the)」包括複數所指物。亦應注意，除非內容另有清楚指示，否則用語「或(or)」一般而言是以其包括「及/或」在內的意義採用。
本揭露的實施例為極紫外輻射微影系統提供許多益處。本揭露的實施例減少極紫外微影系統的組件的污染。本揭露的實施例動態地調整進入極紫外輻射產生腔室中的緩衝流體的流動。緩衝流體幫助防止及移除極紫外輻射產生腔室的敏感組件的污染。此幫助確保微影製程具有足夠的極紫外輻射。此外，由於污染被移除及防止，極紫外輻射系統的敏感組件不必頻繁更換。敏感組件可能極其昂貴。因此，本揭露的實施例不僅會增強微影 製程的有效性，而且本揭露的實施例亦會由於組件需要更換的頻率較低而降低操作微影系統的成本。
圖1A是根據一個實施例的極紫外(extreme ultraviolet，EUV)微影系統100的側視圖。圖1A示出處於非操作狀態中的EUV微影系統100。EUV微影系統100包括聚集鏡102及屏蔽件104。聚集鏡102與屏蔽件104耦合於一起以形成EUV產生腔室101。EUV光產生於EUV產生腔室101中。EUV光自EUV產生腔室101傳遞至掃描器103。EUV光經由罩幕對掃描器103中的微影目標進行照射。
在一個實施例中，微影系統100是雷射生成電漿(laser produced plasma，LPP)EUV輻射微影系統。微影系統100包括雷射106、液滴產生器114及液滴接收器116。雷射106、聚集鏡102及液滴產生器114協作以在EUV產生腔室101內產生EUV輻射。
如將針對圖1B更詳細地闡述，液滴產生器114產生並輸出液滴的串流。在一個實例中，液滴可包括液體(熔融)錫。在不背離本揭露的範圍的條件下，可對液滴使用其他材料。液滴以高速(rate of speed)朝液滴接收器116移動。微影系統100利用液滴使用於微影製程的EUV光退化(degenerate)。極紫外光通常對應於具有介於1奈米與125奈米之間的波長的光。
微影系統100包括流體分配器108。流體分配器108包括多個入口110及多個出口112。流體分配器108包括內壁111及外壁115。內壁111及外壁115界定流體腔室113。如將針對圖1B 及其他圖更詳細地闡述，流體分配器108在入口110處接收緩衝流體，緩衝流體流經流體腔室113且經由出口112被供應至EUV產生腔室101中。緩衝流體幫助減少及移除聚集鏡102及屏蔽件104的污染。
微影系統100包括流體源118及質量流控制器120。流體源118儲存緩衝流體。質量流控制器120自流體源118接收緩衝流體並將所述緩衝流體供應至流體分配器108。在一個實施例中，每一質量流控制器120經由相應的流體管線136耦合至流體分配器108的相應的入口110。作為另外一種選擇，質量流控制器120可定位於入口110中。質量流控制器控制進入流體分配器108中的緩衝流體的流動速率。
微影系統100包括感測器132。感測器132可定位於EUV產生腔室101之外、EUV產生腔室101內或者局部地位於EUV產生腔室101內且局部地位於EUV產生腔室101外。感測器132可包括光感測器、電子感測器、電漿感測器或用於感測EUV產生腔室101內的條件的其他種類的感測器。微影系統100可包括定位於EUV產生腔室101內部及外部的各種位置處的各種類型的感測器132的陣列。
微影系統100包括控制電路134。控制電路134耦合至液滴產生器114、液滴接收器116、雷射106、流體源118及質量流控制器120。控制電路134控制微影系統100的各種組件。如以下將更詳細地闡述，控制系統134可操作微影系統100的各種組 件，以減少聚集鏡102的反射器表面128及屏蔽件104的內表面130的污染。
圖1B是根據一個實施例的處於操作狀態中的圖1A所示微影系統100的示例。在操作狀態中，液滴產生器114產生並輸出液滴140的串流。液滴可包括錫，但在不背離本揭露的範圍的條件下，可利用其他材料的液滴。液滴140以高速朝液滴接收器116移動。
在一個實施例中，液滴產生器114每秒產生介於40,000個與100,000個之間的液滴。液滴140具有介於60米/秒至200米/秒之間的初始速度。液滴具有介於10微米與200微米之間的直徑。在不背離本揭露的範圍的條件下，液滴產生器114每秒可產生與上述不同數目的液滴。在不背離本揭露的範圍的條件下，液滴產生器114亦可產生具有與上述初始速度及直徑不同的初始速度及直徑的液滴。
雷射106定位於聚集鏡102的後面。在操作期間，雷射106輸出雷射光142的脈波。雷射光142的脈波聚焦於液滴自液滴產生器114傳遞至液滴接收器116的途中所經由的點上。雷射光142的每一脈波由液滴140接收。當液滴140接收到雷射光142的脈波時，來自雷射脈波的能量自液滴140產生高能量電漿。高能量電漿輸出EUV輻射。
在一個實施例中，雷射106是二氧化碳(CO2)雷射。CO2雷射發射具有集中於9.4微米或10.6微米左右的波長的輻射 或雷射光142。在不背離本揭露的範圍的條件下，雷射106可包括除二氧化碳雷射之外的雷射且可輸出具有除上述波長之外的其他波長的輻射。
在一個實施例中，雷射106以兩個脈波對每一液滴140進行照射。第一脈波使液滴140平整化成圓盤狀形狀。第二脈波使液滴140形成高溫電漿。第二脈波明顯較第一脈波強。對雷射106及液滴產生器114進行校準，使得雷射106發射成對的脈波，進而使得以一對脈波對每一液滴140進行照射。舉例而言，若液滴產生器114每秒輸出50,000個液滴，則雷射106將每秒輸出50,000對脈波。在不背離本揭露的範圍的條件下，雷射106可以除上述方式之外的方式對液滴140進行照射。舉例而言，雷射106可以單個脈波或以多於兩個的脈波對每一液滴140進行照射。另外，此處的初級雷射(第一脈波)不僅可使液滴平整化成圓盤狀形狀，而且亦可為霧滴狀態或蒸氣狀態。
在一個實施例中，液滴140是錫。當錫液滴140被轉化成電漿時，錫液滴140輸出具有集中於10奈米與15奈米之間的波長的EUV輻射146。更具體而言，在一個實施例中，錫電漿發射具有13.5奈米的中心波長的EUV輻射。該些波長對應於EUV輻射。在不背離本揭露的範圍的條件下，可對液滴140使用除錫之外的材料。在不背離本揭露的範圍的條件下，此種其他材料可產生具有除上述波長之外的波長的EUV輻射。
在一個實施例中，由液滴輸出的輻射146在許多方向上 隨機散射。微影系統100利用聚集鏡102自電漿聚集散射EUV輻射146且朝微影目標輸出EUV輻射。
在一個實施例中，聚集鏡102是拋物面鏡或橢圓鏡。散射輻射146被具有朝掃描器103的軌跡(trajectory)的抛物面鏡或橢圓鏡聚集並反射。掃描器103利用一系列光學調節裝置(例如鏡及透鏡)將EUV輻射引導至微影罩幕。EUV輻射146自罩幕反射至微影目標上。自罩幕反射的EUV輻射146在半導體晶圓上將光阻或其他材料圖案化。出於本揭露的目的，並未示出掃描器103中的光學設備的罩幕及各種配置的具體細節。
在一個實施例中，聚集鏡102包括中心開口126。雷射光142的脈波經由中心開口126而自雷射106朝液滴140的串流行進。此使得聚集鏡102能夠定位於雷射106與微影目標之間。
由於以高的速度變化率行進的液滴140處於液體狀態或電漿狀態中，因此當液滴140被接收至液滴接收器116中時，可能存在飛濺效應(splash effect)。可能會發生一些回濺(splash back)。回濺可能會導致來自液滴140的材料落於聚集鏡102的反射表面128上或屏蔽件104的內表面130上。另外，當以雷射光142對液滴140進行照射時，可能會產生一些電漿蒸氣。電漿蒸氣最終可沈積於聚集鏡102的表面128上及屏蔽件104的內表面130上。
來自液滴140的材料在聚集鏡102的表面128上及屏蔽件104的內表面103上積聚可能會導致微影系統100的差的效能。 舉例而言，微影系統100依賴於自聚集鏡102反射至掃描器103中的充足的量的EUV輻射146。若不充足的量的EUV輻射146自聚集鏡102反射至掃描器103中，則微影系統100可能不能正確地實行微影製程。當來自液滴140的材料在聚集鏡102的反射表面128上積聚時，反射表面128的反射率降低。此可能會導致被提供至掃描器103的EUV輻射146的量不充足。此外，材料在屏蔽件104的內表面130上積聚亦可能會對微影系統100的效能具有不利影響。
微影系統100實施流體分配器108，以減少來自液滴140的材料在聚集鏡102的表面128上及屏蔽件104的內表面130上的積聚。流體分配器108將緩衝流體148分配至EUV產生腔室101中。緩衝流體148被選擇成自聚集鏡102的表面128及屏蔽件104的內表面130移除積聚的液滴材料。緩衝流體148亦被選擇成抑制來自液滴140的材料在反射表面128上及內表面130上積聚。
在一個實施例中，液滴140是錫，且緩衝流體148是氫氣。氫氣可包括H2。氫氣與錫發生反應且對積聚的來自表面128及130的錫材料進行蝕刻。因此，氫緩衝流體的一個作用是與錫發生化學反應，以自表面128及130移除錫。氫緩衝流體148的另一作用是在實體上將錫材料朝遠離表面128及130的方向載送。換言之，氫緩衝流體148的流動可在實體上將錫材料朝遠離表面128及130的方向載送。已給出其中液滴140是錫且緩衝流體148是氫氣的一個實例，在不背離本揭露的範圍的條件下，可 使用來自液滴140及其他緩衝流體148的其他材料。
與減少材料在表面128及130上的積聚相關聯的一個挑戰是緩衝流體148沿著表面128及130的各個區的流動不均勻。若緩衝流體148不沿著表面128及130的所有區域流動，則來自液滴140的材料可能會在緩衝流體未及的該些區處積聚。
為促進緩衝流體148沿著表面128及130的所有區域充分流動，流體分配器108包括多個入口110。具體而言，流體分配器108包括四或更多個入口110。入口110可沿著流體分配器108的下表面均勻地定位。眾多入口110及所述眾多入口110的均勻間距可使得緩衝流體148在出口112的所有位置處更均勻地流動。參照圖1C及圖1D可較佳地理解此種動態。
圖1C是根據一個實施例的圖1A及圖1B所示流體分配器108的仰視圖。在圖1C所示實例中，流體分配器108包括八個入口110。所述八個入口110各自自相應的流體管線136(在圖1C中未示出)接收緩衝流體148的流動。流體分配器108包括固體底表面117。固體底表面117防止流體除了經由入口110之外流動至流體分配器108的流體腔室113中。在不背離本揭露的範圍的條件下，可利用其他數目及形狀的入口110。為促進氣流在表面128及130的各個區上的均勻覆蓋，具有多個入口110可為有益的，此使得能夠達成入口110的對稱定位。
圖1D是根據一個實施例的圖1A所示流體分配器108的一部分及聚集鏡102的一部分的俯視圖。在圖1D所示實例中， 流體分配器108的頂部在內壁111與外壁115之間完全敞開。換言之，流體分配器108的頂部對應於單個連續的出口112，所述單個連續的出口112使得緩衝流體148能夠自流體腔室113流動至EUV產生腔室101中。在不背離本揭露的範圍的條件下，可利用流體分配器108的其他配置。舉例而言，流體分配器108可包括多個各別的出口112，所述多個各別的出口112藉由固體頂表面而彼此隔開。圖1D所示俯視圖亦示出液滴產生器114及液滴接收器116。圖1D所示俯視圖未示出屏蔽件104。
緩衝流體148經由入口110流動至流體分配器108的流體腔室113中。緩衝流體148經由連續的出口112自流體腔室113流動至EUV產生腔室101中。此種配置會促進緩衝流體148沿著表面128及130的所有區充分流動。
在一個實施例中，緩衝流體148自流體源118向每一流體管線136中的流動可由相應的質量流控制器120控制。可選擇性地操作每一質量流控制器120經由對應的流體管線136將緩衝流體148的所選擇的流動提供至相應的入口110。在一個實施例中，質量流控制器120各自定位於相應的入口110內。在此種情形中，流體管線136將流體自流體源118輸送至入口110。質量流控制器120控制緩衝流體148進入流體腔室113中的流動速率。
圖2是根據一個實施例的微影系統20的一部分的俯視圖。微影系統20實質上相似於圖1A至圖1D所示微影系統100，不同的是流體分配器108包括多個互斥的流體腔室113。所述互斥 的流體腔室113由內部間隔件150界定。內部間隔件150自流體分配器108的底表面117(參見圖1C)延伸至流體分配器108的頂部。每一流體腔室113經由相應的入口110接收緩衝流體148。入口110以虛線示出。
圖2所示流體分配器108包括多個出口112。每一出口112在內部間隔件150中的兩者之間延伸。因此，每一流體腔室113經由相應的出口112輸出緩衝流體148。
在一個實施例中，圖2所示流體分配器108使得能夠增強對來自流體分配器108的特定區的緩衝流體流動的控制。如以下將更詳細地陳述，控制電路134可確定緩衝流體148的流動速率應在流體分配器108的不同輸出區處有所不同。在此種情形中，控制系統134可選擇性地控制各種質量流控制器120，所述各種質量流控制器120可提供緩衝流體148經由入口110進入各別的流體腔室113中的各種流動速率。由於流體腔室113藉由內部間隔件150而彼此隔開，因此選擇性地控制質量流控制器120使得能夠選擇性地控制緩衝流體148自流體分配器108的各個部分的流動。
圖3A是根據一個實施例的微影系統300的一部分的放大剖視圖。微影系統300可實質上相似於圖1A至圖1D所示微影系統100，不同的是微影系統300的流體分配器108包括相對於圖1A至圖1D所示流體分配器108的一些附加特徵。具體而言，流體分配器108包括內部間隔件152。內部間隔件152在流體分配器 108內將第一流體腔室113a與第二流體腔室113b隔開。參照圖3B可更全面地理解內部間隔件152的設置。
圖3B是根據一個實施例的圖3A所示流體分配器108的仰視圖。圖3B示出內部間隔件152將多個入口110a與多個入口110b隔開。此外，流體腔室的分區以虛線示出，其中在視圖中分區被流體分配器108的底表面117覆蓋。因此，在一個實施例中，上述分區在內壁111與外壁115之間以圓形延伸。儘管在圖3A中未示出，然而流體分配器108亦可包括如圖2中所示的內部間隔件150。
返回至圖3A，質量流控制器120a定位於入口110a中。質量流控制器120b定位於入口110b中。每一入口110a可包括質量流控制器120a。每一入口110b可包括質量流控制器120b。在其中不存在內部間隔件150的實例中，存在單個連續的第一流體腔室113a及單個連續的第二流體腔室113b。具有質量流控制器120a的入口110a中的每一者將緩衝流體148提供至第一流體腔室113a中。具有質量流控制器120b的入口110b中的每一者將緩衝流體148提供至第二流體腔室113b中。如以下將更詳細地闡述，可選擇性地操作質量流控制器110a、110b提供緩衝流體148進入第一流體腔室113a及第二流體腔室113b的各種流動速率。入口110a、110b中的每一者可自相應的流體管線136(未示出)接收緩衝流體148。在一些實施例中，質量流控制器120a、120b定位於入口110a、110b之外。流體分配器108包括第一出口112a，第 一出口112a將緩衝流體148自第一流體腔室113a提供至EUV產生腔室101中。流體分配器108包括第二出口112b，第二出口112b將緩衝流體148自第二流體腔室113b提供至EUV產生腔室101中。
微影系統300包括導向器葉片156。導向器葉片156可旋轉地耦合至接點154。導向器葉片156可藉由接點154旋轉至各個位置。導向器葉片156可幫助沿著屏蔽件104的表面130及聚集鏡102的表面128引導緩衝流體148。如以下將更詳細地闡述，控制系統134可控制導向器葉片156的位置。因此，導向器葉片156可選擇性地影響緩衝流體148自出口112a、112b的流動。
儘管在圖3A中未示出，然而微影系統300可包括定位於流體分配器108的頂部周圍的多個導向器葉片156。可選擇性地將葉片156中的每一者控制成引導緩衝流體148的流動。在其中存在內部間隔件150的實例中，可存在多個第一流體腔室113a及多個第二流體腔室113b以及對應的第一出口112a及第二出口112b。每一對第一出口112a及第二出口112b可具有相應的導向器葉片156。導向器葉片156可具有與內部間隔件150之間的距離對應的寬度。
圖4A至圖4C是根據一個實施例的微影系統400的例示。微影系統400實質上相似於圖1A至圖1D所示微影系統100，不同的是微影系統400包括光感測器162及帶電粒子偵測器160(例如是電荷耦合裝置)的特定陣列。儘管在圖4A至圖4C中未 示出，然而微影系統400亦包括液滴產生器114及液滴接收器116。
在一個實施例中，光感測器162被定位成偵測來自電漿化液滴140的EUV輻射的側向散射。
在一個實施例中，光感測器162共同偵測EUV產生腔室101中正在產生的EUV光的當前強度水準。多個光感測器162可以各種高度在橫向上定位於屏蔽件104的外部周圍。所述多個光感測器162被配置成感測EUV光。光感測器162將感測器訊號提供至控制系統134。控制系統134可分析來自光感測器162的感測器訊號，以確定聚集鏡102的表面128及屏蔽件104的表面130的各個區的反射率。如以下將更詳細地陳述，控制系統134可利用該些分析結果來選擇性地增大緩衝流體148向上面積聚有來自液滴140的物質的表面128及表面130的區的流動。控制系統134可控制質量流控制器120、導向器葉片156及微影系統400的其他態樣，以自表面128及130移除積聚的液滴材料。
在一個實施例中，利用光感測器162偵測來自電漿化液滴的EUV輻射的湯姆森散射(Thomson scattering)。湯姆森散射現像是由於單個自由帶電粒子對電磁輻射的彈性散射而成。此可用作高溫電漿診斷技術。具體而言，可利用湯姆森散射量測確定液滴中的電離速率(ionization rate)。散射光的強度部分地基於雷射對電漿交互的程度。因此，可由散射光的強度取得電離速率。湯姆森散射強度不相依於入射光波長。因此，湯姆森散射可用於分析入射光的電場與電子密度之間的關係。光感測器162產生指 示側向散射光的強度的訊號並將所述訊號傳遞至控制系統134。
在一個實施例中，在被雷射光142的第一脈波及雷射光142的第二脈波撞擊之後，可利用由光感測器162接收的光確定液滴140的形狀。一般而言，雷射光的第一脈波將接收的液滴140平整化成扁平形狀。扁平形狀的液滴140可相對於液滴140的行進方向傾斜各種角度。液滴140的扁平形狀角度可導致液滴物質在表面130中的表面128上的特定位置處積聚。因此，控制系統134可分析由光感測器162接收的光，以確定在被雷射光142的第一脈波撞擊之後及被雷射光142的第二脈波撞擊之後液滴140的形狀及角度。
可基於由光感測器162接收的光的量來估測或計算由電漿發射的EUV光的總強度。平均而言，電漿將在任意方向上以相同的速率發射EUV光，或者在各種散射方向之間以已知關係發射極紫外光。因此，可基於由光感測器162接收的光來估測或計算EUV光的總強度。
在一個實施例中，可利用光感測器162偵測聚集鏡102的表面128的污染。在污染區域處，表面128的反射率將降低。因此，可利用定位於掃描器中的光感測器162及/或其他光感測器的子集確定聚集鏡102的表面128上的多個區域中的每一者的反射率。可利用光感測器資訊產生污染圖。污染圖指示表面128的每一區域的污染水準。控制系統134可基於自光感測器162及/或其他感測器接收的感測器訊號產生污染圖。
在一個實施例中，控制系統可調整緩衝流體流動參數，以向表面128的被污染得更嚴重的那些區提供增大的緩衝流體流動。控制系統134可基於污染圖選擇性地控制質量流控制器120及導向器葉片156增大或減小緩衝流體向表面128的各個區域上的流動。
在一個實施例中，微影系統400包括多個透鏡164。每一透鏡164被定位成將自電漿化液滴140散射的光聚焦至光感測器162上或光感測器162中。儘管透鏡164被示出為定位於EUV產生腔室101之外，然而在實踐中，透鏡164可定位於除圖4A至圖4C中所示的位置或定向之外的其他位置或定向中。
在一個實施例中，所述一或多個透鏡164耦合至聚集鏡102的邊緣(rim)。透鏡164可定位於與液滴產生器114及液滴接收器116相同的橫向平面中。來自電漿液滴的側向散射光經由該些透鏡164傳遞且聚焦至光感測器162上。
在一個實施例中，所述一或多個透鏡164可對應於EUV產生腔室101的屏蔽件104中的窗口。因此，EUV產生腔室101的屏蔽件104可包括窗口或開口。透鏡164或透鏡材料可定位於窗口或開口中。當光自電漿散射時，所述光經由窗口傳遞且到達光感測器上。定位於窗口或開口中的透鏡164可將光聚焦至光感測器162上。
在一個實施例中，光感測器162將感測器訊號提供至控制系統134。感測器訊號指示由光感測器162接收的光的強度。控 制系統134接收感測器訊號且可因應於感測器訊號調整微影系統400的參數。
在一個實施例中，控制系統134調整微影系統400的參數，以更有效地防止及移除在表面128及130上積聚的液滴物質。在一個實施例中，控制系統134調整微影系統400的參數，以更有效地產生EUV輻射。控制系統134可調整以下中的一或多者：進入各種入口110中的緩衝流體流動速率、導向器葉片156的位置、液滴速度、液滴尺寸、雷射脈波功率、雷射脈波定時、雷射脈波訓練輪廓、初始液滴溫度、EUV產生腔室內的壓力或其他參數。
在一個實施例中，調整雷射脈波的態樣可包括調整自平整化液滴140產生電漿的電漿產生脈波。利用電漿產生脈波自平整化液滴產生電漿。電漿產生脈波的定時、脈波形狀及功率可由控制系統134因應於來自光感測器162的感測器訊號進行調整。
在一個實施例中，微影系統包括帶電粒子偵測器160。產生電漿的製程使得在液滴140中產生帶電粒子。一些帶電粒子可自液滴射出或可以其他方式朝遠離液滴的方向行進。自電漿射出的帶電粒子的特性指示電漿本身的特性。帶電粒子的特性可包括帶電粒子的速度、帶電粒子的能量、帶電粒子的軌跡、每個液滴發射的帶電粒子的數目以及其他特性。
在一個實施例中，帶電粒子偵測器160耦合至控制系統134。帶電粒子偵測器160被配置成產生指示帶電粒子的參數的感 測器訊號。帶電粒子偵測器160將感測器訊號傳遞至控制系統134。
在一個實施例中，帶電粒子偵測器160的陣列定位於EUV產生腔室101內。帶電粒子偵測器160的陣列可被定位成偵測EUV產生腔室101內的各種帶電粒子軌跡。換言之，帶電粒子偵測器160可定位於遍及EUV產生腔室101的各種位置中。帶電粒子偵測器160中的每一者偵測帶電粒子對帶電粒子偵測器160的撞擊。帶電粒子偵測器160將指示帶電粒子的特性的感測器訊號傳遞至控制系統134。
圖4A將帶電粒子偵測器160示出為定位於EUV產生腔室101的外壁上。然而，帶電粒子偵測器160可定位於EUV產生腔室101內。舉例而言，帶電粒子偵測器160可定位於EUV產生腔室101的屏蔽件104的內表面130上。作為另外一種選擇，帶電粒子偵測器160可被定位、乘載或以其他方式排列於EUV產生腔室101的內部或外部中。在一個實施例中，EUV產生腔室101可包括容許帶電粒子自EUV產生腔室101的內部傳遞至帶電粒子偵測器160的開口。在一個實施例中，可包括帶電粒子透鏡，所述帶電粒子透鏡經由電磁力將帶電粒子引導至帶電粒子偵測器160中。
在一個實施例中，帶電粒子偵測器160包括被配置成偵測來自帶電粒子的撞擊的電荷耦合裝置。每當帶電粒子撞擊電荷耦合裝置時，電荷耦合裝置便會產生訊號。接著電荷耦合裝置將 感測器訊號傳遞至控制系統134。
在一個實施例中，用於偵測帶電粒子的電荷耦合裝置包括電子倍乘(electron multiplying)電荷耦合裝置。電子倍乘電荷耦合裝置是包括輸出暫存器的幀轉移(frame transfer)電荷耦合裝置。電子倍乘電荷耦合裝置可包括定位於電荷耦合裝置的感測器區域前面的螢光膜或螢光片。當帶電粒子撞擊螢光膜時，螢光膜會發射光。所述光由電荷耦合裝置感測且電荷耦合裝置對帶電粒子的撞擊進行計數。
在一個實施例中，帶電粒子偵測器可包括法拉第杯(Faraday cup)。法拉第杯是導電杯，所述導電杯被配置成偵測或捕獲真空(例如EUV產生腔室101中的真空)中的帶電粒子。法拉第杯基於由法拉第杯捕獲的帶電粒子產生電流。此電流可用於確定撞擊所述杯的帶電粒子的數目。法拉第杯可將指示由法拉第杯聚集或捕獲的帶電粒子的數目的感測器訊號提供至控制系統134。
在一個實施例中，控制系統134可因應於來自帶電粒子偵測器160的感測器訊號而調整微影系統100的參數。控制系統134可調整微影系統400的與前面針對光感測器162闡述的參數相同類別的參數。控制系統134可調整微影系統20的參數，以更有效地產生用於實行微影的EUV輻射。
在一個實施例中，控制系統134可在使脈波及/或電漿產生脈波平整化之後產生液滴140的3D模型。由於帶電粒子偵測器 160定位於遍及EUV產生腔室101及/或掃描器103的各種位置中，因此可利用來自各種帶電粒子偵測器的感測器訊號在注入帶電粒子之前產生液滴的3D模型。3D模型可指示平整化脈波之後及電漿產生脈波之前的平整化液滴的形狀。作為另外一種選擇或另外地，3D模型可指示電漿產生脈波之後的平整化液滴的形狀。控制系統134可分析3D模型，以判斷是否應調整平整化脈波、電漿產生脈波、液滴速度、液滴尺寸、初始液滴溫度或其他參數，以自液滴產生具有所選擇的形狀的電漿。3D模型可幫助預測液滴材料將在表面128及130上積聚於何處。因此，控制系統134可利用3D模型來確定如何引導緩衝流體148的流動。
在一個實施例中，控制系統134可因應於來自光感測器162及帶電粒子偵測器160的感測器訊號而調整微影系統400的參數。控制系統134可基於來自光感測器162及帶電粒子感測器160二者的感測器訊號的組合來產生平整化液滴140的模型、電漿化液滴140的模型或者電漿或液滴140的其他態樣的模型。
在一個實施例中，控制系統134利用機器學習(machine learning)來準確地調整微影系統400的參數，以避免、減少或移除在表面128及130上積聚的液滴物質。因此，控制系統134可包括機器學習模型，所述機器學習模型可被訓練成因應於自光感測器162及/或帶電粒子偵測器160接收的感測器訊號而調整緩衝流體流動、雷射脈波或液滴140的一或多個參數。
在一個實施例中，機器學習模型包括神經網路。機器學 習模型可包括一或多個基於神經網路的監督式機器學習模型。機器學習模型可包括一或多個無監督式機器學習模型。在不背離本揭露的範圍的條件下，可利用其他類型的機器學習模型來控制液滴的速度。舉例而言，控制系統134可利用除基於神經網路的機器學習模型之外的機器學習模型。
自電子倍乘類型電荷耦合裝置產生的影像由於具有不同偏轉方向的不同電子能量而可能需要後處理。所述影像可包括能量(影像上的分佈)資訊及計數(影像上的強度)資訊。因此，為恢復XY平面影像以解析原始分佈，可進行修正。藉由已知的光學規範，可估測具有特定幾何形狀的體積中的位置。
在一個實施例中，藉由記錄來自湯姆森散射現象及電子在空間中的分佈的資訊，可在多個維度中計算來自電漿的原始電子密度分佈。藉由湯姆森散射理論，亦可擷取入射光強度與電子密度分佈之間的關係。藉由分析空間中的電子分佈的關係且對三個維度中的結果進行組合，控制系統134可編製3D電漿模型。
在一個實例中，可基於側向散射光資訊來計算電漿的X-Y分佈。側向散射光資訊可由定位於聚集鏡附近的光感測器162聚集。可基於由在垂直方向上進一步遠離聚集鏡102的帶電粒子感測器160感測到的帶電粒子資料來計算電漿的Z分佈。帶電粒子感測器160中的一些帶電粒子感測器160可定位於掃描器中或掃描器附近。3D模型可對應於基於該些參數來計算電漿的X-Y分佈及Z分佈。3D模型表示電漿的品質。因此，控制系統134可基 於來自光感測器162及帶電粒子感測器160的感測器訊號產生3D電漿模型。3D模型可用於幫助辨識對預脈波雷射、電漿化雷射及液滴的調整。
圖4B是圖4A所示EUV微影系統400的例示且包括電漿化液滴140。在自雷射106接收到電漿雷射脈波之後，電漿化液滴140已被電漿化。使電漿化液滴140平整化。平整化液滴可被稱為扁平電漿(plasma pancake)。平整化液滴140相對於水平方向傾斜角度θ(Theta)。平整化液滴140的角度可影響在聚集鏡102的表面128上積聚的污染171的位置。前面闡述的電漿的3D模型指示傾斜角度θ。因此，3D模型可用於預測污染171積聚的位置。
圖4C是根據一個實施例的EUV微影系統400的俯視圖。圖4C所示俯視圖示出光感測器162及透鏡164徑向定位於聚集鏡102周圍。儘管在圖4C中未示出，然而在表面上亦可徑向排列有帶電粒子偵測器160。圖4C亦示出圖4B所示電漿化液滴140。如在圖4C所示俯視圖中所看到，前面闡述的3D模型可指示水平平面中的液滴140的形狀。圖4C亦示出在聚集鏡102的表面128上積聚的污染171。
圖5是根據一個實施例的控制系統134的方塊圖。根據一個實施例，圖5所示控制系統134被配置成控制EUV微影系統的操作。控制系統134利用機器學習來基於電漿產生參數及緩衝流體流動參數預測液滴物質積聚。
在一個實施例中，控制系統134包括分析模型180及訓 練模組170。訓練模組藉由機器學習過程訓練分析模型180。機器學習過程訓練分析模型180基於包括緩衝流體流動參數及EUV產生參數的EUV系統參數來預測液滴物質積聚。儘管訓練模組170被示出為與分析模型180隔開，然而實際上，訓練模組170可為分析模型180的一部分。
控制系統134包括或儲存訓練集資料172。訓練集資料172包括歷史EUV系統參數資料174及污染資料176。歷史EUV系統參數資料174包括眾多歷史EUV產生製程的EUV產生參數及緩衝流動參數。對於每一歷史EUV產生製程，污染資料176包括指示液滴物質在表面128及表面130的各個區處的積聚的資料。如以下將更詳細地陳述，訓練模組170利用歷史EUV系統參數資料174及污染資料176來藉由機器學習過程訓練分析模型180。
在一個實施例中，歷史EUV系統參數資料174包括與電漿產生參數及緩衝流體流動參數相關的資料。電漿產生參數可包括液滴速度、液滴尺寸、雷射脈波能量、雷射脈波定時、雷射脈波位置、電漿產生的3D模型、第一雷射脈波之後及第二雷射脈波之後的液滴形狀的模型、以及與微影製程的EUV輻射的產生相關的其他參數。緩衝流體流動參數可包括來自各別質量流控制器的流動速率、來自出口112或各別出口112的流動速率或者與緩衝流體148的流動相關的其他參數。
在一個實施例中，對於歷史EUV系統參數資料174中 的每一歷史EUV系統參數，污染資料176包括相應的標籤。每一標籤指示液滴材料在表面128及130的各個區處的積聚。
在一個實施例中，分析模型180包括神經網路。將針對神經網路闡述分析模型180的訓練。然而，在不背離本揭露的範圍的條件下，可使用其他類型的分析模型或演算法。訓練模組170利用訓練集資料172來藉由機器學習過程訓練神經網路。在訓練過程期間，神經網路自訓練集資料172接收歷史EUV系統參數資料174作為輸入。在訓練過程期間，神經網路輸出預測污染資料。對於被提供至分析模型180的每一組歷史EUV系統參數，預測污染資料預測與所述一組資料對應的污染圖。訓練過程訓練神經網路產生與每一組歷史EUV系統參數的污染資料176匹配的預測污染資料。
在一個實施例中，神經網路包括多個神經層。各種神經層包括對一或多種內部函數進行定義的神經元。內部函數基於與神經網路的每一神經層的神經元相關聯的加權值。在訓練期間，控制系統134針對每一組歷史EUV系統參數資料將預測污染資料與來自污染資料176的實際標籤進行比較。控制系統產生指示預測污染資料與污染資料176的匹配緊密程度的誤差函數。接著控制系統134調整神經網路的內部函數。由於神經網路基於內部函數產生預測污染資料，因此調整內部函數將使得針對同一組歷史EUV系統參數資料產生不同的預測污染資料。調整內部函數可得到生成較大誤差函數(與污染資料176較差地匹配)或較小誤差 函數(與污染資料176較佳地匹配)的預測污染資料。
在調整神經網路的內部函數之後，再次將歷史EUV系統參數資料174傳遞至神經網路且分析模型180再次產生預測污染資料。訓練模組170再次將預測污染資料與污染資料176進行比較。訓練模組170再次調整神經網路的內部函數。以監測誤差函數及調整神經網路的內部函數的非常眾多的迭代重複進行此過程，直至在整個訓練集中找到會得到與污染資料176匹配的預測污染資料的一組內部函數為止。
在訓練過程開始時，預測污染資料可能將不會與污染資料176非常緊密地匹配。然而，隨著訓練過程繼續進行調整神經網路的內部函數的多次迭代，誤差函數將趨向於越來越小，直至找到會得到與污染資料176匹配的預測污染資料的一組內部函數為止。匹配可基於所選擇的臨限值。舉例而言，所選擇的臨限值誤差可為5%。在此種情形中，若誤差小於5%，則預測污染資料被認為與污染資料176匹配。辨識出會得到與污染資料176匹配的預測污染資料的一組內部函數對應於訓練過程的完成。一旦訓練過程完成，神經網路便準備用於調整EUV產生參數及緩衝流體流動參數。在一個實施例中，在分析模型180已經過訓練之後，可利用分析模型180來分析EUV產生參數及緩衝流體流動參數並預測表面128及130的各個區的液滴積聚。
在一個實施例中，控制系統134包括處理資源182、記憶體資源184及通訊資源186。處理資源182可包括一或多個控制 器或處理器。處理資源182被配置成執行軟體指令、處理資料、進行微影控制決策、實行訊號處理、自記憶體讀取資料、將資料寫入至記憶體以及實行其他處理操作。處理資源182可包括位於EUV微影系統的現場或設施處的實體處理資源182。處理資源可包括遠離現場EUV微影系統或EUV微影系統所位於的設施的虛擬處理資源182。處理資源182可包括基於雲端的處理資源，所述基於雲端的處理資源包括經由一或多個雲端計算平台存取的處理器及伺服器。
在一個實施例中，記憶體資源184可包括一或多個電腦可讀取記憶體。記憶體資源184被配置成儲存與控制系統及其組件(包括但不限於分析模型180)的功能相關聯的軟體指令。記憶體資源184可儲存與控制系統134及其組件的功能相關聯的資料。所述資料可包括訓練集資料172、當前製程條件資料以及與控制系統134或其組件中的任意者的操作相關聯的任何其他資料。記憶體資源184可包括位於EUV微影系統100的現場或設施處的實體記憶體資源。記憶體資源可包括遠離EUV微影系統100的現場或設施的虛擬記憶體資源。記憶體資源184可包括經由一或多個雲端計算平台存取的基於雲端的記憶體資源。
在一個實施例中，通訊資源可包括使得控制系統134能夠與和EUV微影系統100相關聯的設備進行通訊的資源。舉例而言，通訊資源186可包括有線通訊資源及無線通訊資源，所述有線通訊資源及無線通訊資源使得控制系統134能夠接收與EUV微 影系統相關聯的感測器資料且控制EUV微影系統的設備。通訊資源186可使得控制系統134能夠控制EUV微影系統的各種組件。通訊資源186可使得控制系統134能夠與遠程系統進行通訊。通訊資源186可包括一或多個網路(例如有線網路、無線網路、網際網路或內部網路)或者可促進經由所述一或多個網路進行的通訊。通訊資源186可使得控制系統134的組件能夠彼此進行通訊。
在一個實施例中，經由處理資源182、記憶體資源184及通訊資源186來實施分析模型180。控制系統134可為具有組件及資源以及遠離彼此且遠離EUV微影系統的位置的分散式控制系統(dispersed control system)。
針對控制系統134及分析模型180闡述的組件、功能及製程可擴展至針對圖1至圖4闡述的控制系統及分析模型。
圖6是根據一個實施例的分析模型180的方塊圖。根據一個實施例，分析模型180可為圖1A至圖5所示控制系統134的一部分且可結合針對圖1至圖6闡述的系統及製程進行操作。分析模型180包括編碼器190(編碼器神經網路)及解碼器192(解碼器神經網路)。藉由機器學習過程訓練分析模型180來基於感測到的電漿及污染品質(例如由光感測器162及帶電粒子偵測器160感測到的電漿及污染品質)辨識電漿產生參數的推薦變化。圖6所示分析模型180僅為分析模型的一個實例。在不背離本揭露的條件下，可利用許多其他種類的分析模型及訓練過程。
訓練過程利用訓練集。訓練集包括歷史電漿產生條件資 料。對於特定的EUV產生製程，每一組歷史電漿產生條件資料包括平整化雷射脈波的參數、電漿化雷射脈波的參數及液滴的參數。對於每一組歷史電漿產生條件，訓練集包括自歷史電漿產生條件得到的歷史污染資料。
每一先前實行的EUV產生製程以特定的電漿產生條件進行且得到特定的污染圖案。將每一電漿資料值的電漿產生條件格式化成相應的電漿產生條件向量194。電漿產生條件向量194包括多個資料欄位196。每一資料欄位196對應於特定的製程條件。
圖6所示實例示出在訓練過程期間將被傳遞至分析模型180的編碼器190的單個電漿產生條件向量194。在圖6所示實例中，電漿產生條件向量194包括三個資料欄位196。第一資料欄位196對應於預脈波雷射設定。在實踐中，對於預脈波雷射設定可存在多個資料欄位196，一個資料欄位196用於脈波功率、脈波持續時間、脈波定時等中的每一者。第二資料欄位196對應於電漿化雷射脈波設定。在實踐中，對於包括脈波功率、脈波持續時間、脈波定時及其他因素在內的多個設定中的每一者，可存在多個資料欄位196。第三資料欄位196對應於液滴設定。在實踐中，對於包括液滴速度、液滴尺寸、液滴溫度等在內的多個液滴設定中的每一者，可存在多個資料欄位196。在不背離本揭露的範圍的條件下，每一電漿產生條件向量194可包括不同類型的電漿產生條件。僅藉由實例的方式給出圖6中所示的特定電漿產生條件。每一製 程條件由對應的資料欄位196中的數值表示。
編碼器190包括多個神經層198a至198c。每一神經層包括多個節點200。每一節點200亦可被稱為神經元(neuron)。來自第一神經層198a的每一節點200自電漿產生條件向量194接收每一資料欄位的資料值。因此，在圖6所示實例中，由於電漿產生條件向量194具有三個資料欄位，因此來自第一神經層198a的每一節點200接收三個資料值，但如上所述，在實踐中，電漿產生條件向量194可包括較3個多的資料欄位。每一神經元200包括在圖6中被標記為F(x)的相應的內部數學函數。第一神經層198a的每一節點200藉由將內部數學函數F(x)應用於來自電漿產生條件向量194的資料欄位196的資料值來產生定標值(scaler value)。以下提供關於內部數學函數F(x)的進一步細節。
在圖6所示實例中，編碼器190及解碼器192二者中的每一神經層198a至198e皆為完全連接的層。此意指每一神經層具有與後續神經層相同數目的節點。在圖6所示實例中，每一神經層198a至198e包括五個節點。然而，在不背離本揭露的範圍的條件下，編碼器190及解碼器192的神經層可包括與圖6中所示的層不同數目的層。
第二神經層198b的每一節點200接收由第一神經層198a的每一節點200產生的定標值(scalar value)。因此，在圖6所示實例中，由於在第一神經層198a中存在五個節點200，因此第二神經層198b的每一節點接收五個定標值。第二神經層198b 的每一節點200藉由將相應的內部數學函數F(x)應用於來自第一神經層198a的定標值來產生定標值。
在神經層198b與神經層198c之間可存在一或多個附加神經層。編碼器190的最終神經層198c自前一神經層(未示出)的五個節點接收五個定標值。最終神經層的輸出是預測污染資料202。在實踐中，預測污染資料可為包括許多資料欄位的向量。每一資料欄位對應於聚集器的感測污染圖的特定態樣。污染圖可指示聚集器的多個表面區中的每一者處的污染水準。污染資料向量包括指示各個表面區處的污染水準的資料欄位。
在機器學習過程期間，分析模型將預測污染資料202與實際污染資料進行比較。分析模型180產生指示預測污染資料202與實際污染資料之間的誤差或差的誤差值[。]利用誤差值來訓練編碼器190。
藉由論述內部數學函數F(x)，可更全面地理解對編碼器190的訓練。儘管所有節點200皆以內部數學函數F(x)標記，然而每一節點的數學函數F(x)是特有的。在一個實例中，每一內部數學函數具有以下形式：F(x)=x1*w1+x2*w2+...xn*w1+b.在以上方程式中，每一值x1-xn對應於自前一神經層中的節點200接收的資料值，或者在第一神經層198a的情形中，每一值x1-xn對應於來自電漿產生條件向量194的資料欄位196的相應的資料值。因此，給定節點的n等於前一神經層中的節點的數目。值w1-wn 是與來自前一層的對應的節點相關聯的定標加權值(scalar weighting value)。分析模型180選擇加權值w1-wn的值。常數b是定標偏置值且亦可乘以加權值。由節點200產生的值是基於加權值w1-wn。因此，每一節點200具有n個加權值w1-wn。儘管以上未示出，然而每一函數F(x)亦可包括激活函數。將以上方程式中陳述的總和乘以激活函數。激活函數的實例可包括線性整流(rectified linear unit，ReLU)函數、S形函數(sigmoid function)、雙曲線張力函數(hyperbolic tension function)或其他類型的激活函數。每一函數F(x)亦可包括轉移函數。
在已計算出誤差值之後，分析模型180調整各個神經層198a至198c的各個節點200的加權值w1-wn。在分析模型180調整加權值w1-wn之後，分析模型180再次將電漿產生條件向量194提供至輸入神經層198a。由於加權值對於分析模型180的各個節點200是不同的，因此預測污染資料202將不同於前一迭代中的預測污染資料202。分析模型180藉由將實際污染資料與預測污染資料202進行比較來再次產生誤差值。
分析模型180再次調整與各個節點200相關聯的加權值w1-wn。分析模型180再次處理電漿產生條件向量194且產生預測污染資料202及相關聯的誤差值。訓練過程包括以迭代調整加權值w1-wn，直至將誤差值最小化為止。
圖6示出被傳遞至編碼器190的單個電漿產生條件向量194。在實踐中，訓練過程包括經由分析模型180傳遞眾多電漿產 生條件向量194、針對每一電漿產生條件向量194產生預測污染資料202且針對每一預測污染資料產生相關聯的誤差值。訓練過程亦可包括產生聚合誤差值(aggregated error value)，所述聚合誤差值指示一批電漿產生條件向量194的所有預測污染資料的平均誤差。分析模型180在處理每一批電漿產生條件向量194之後調整加權值w1-wn。繼續進行訓練過程，直至所有電漿產生條件向量194的平均誤差小於所選擇的臨限值容差為止。當平均誤差小於所選擇的臨限值容差時，對編碼器190的訓練完成且分析模型被訓練成基於電漿產生條件準確預測污染資料。
解碼器192以與上述編碼器190相似的方式進行操作及訓練。在對解碼器192的訓練過程期間，解碼器接收與電漿產生條件向量194相關聯的污染資料。所述污染資料由解碼器192的第一神經層198d的每一節點200接收。節點200及第一神經層198d將其各自的函數F(x)應用於污染資料值且將所得定標值傳遞至下一神經層198e的節點200。在最終神經層198f處理自前一神經層(未示出)接收的定標值之後，最終神經層198f輸出預測電漿產生條件向量204。預測電漿產生條件向量204具有與電漿產生條件向量194相同的形式。預測電漿產生條件向量204的資料欄位205表示與電漿產生條件向量194的資料欄位196相同的參數或條件。
訓練過程將預測電漿產生條件向量204與電漿產生條件向量194進行比較且確定誤差值。對解碼器192的節點200的函 數F(x)的加權參數進行調整且再次將污染資料提供至解碼器192。解碼器192再次產生預測電漿產生條件向量204且確定誤差值。針對歷史電漿產生條件資料中的所有電漿產生條件向量及來自歷史電漿資料的所有歷史污染資料重複進行此過程，直至解碼器192可針對每一歷史電漿資料值產生與對應的電漿產生條件向量194匹配的預測電漿產生條件向量204為止。當預測累積誤差值低於臨限值誤差值時，訓練過程完成。
在已如上所述般對編碼器190及解碼器192進行訓練之後，分析模型180準備產生推薦電漿產生參數以減少污染，且因此改進由針對圖1至圖5闡述的EUV微影系統生成的所得EUV品質。在操作期間，分析模型接收當前電漿產生條件向量，當前電漿產生條件向量表示針對圖1至圖5闡述的EUV微影系統的當前條件或參數。編碼器190處理當前電漿產生條件向量且基於當前電漿產生條件向量產生預測將來污染資料。若預測將來污染資料小於所期望的污染資料，則利用解碼器192產生一組推薦電漿產生條件，此將得到減少的污染。具體而言，解碼器192接收反映減少的污染的污染資料。接著解碼器192基於減少的污染值產生預測電漿產生條件向量。
預測電漿產生條件向量包括某些電漿產生條件類型的推薦電漿產生條件值。舉例而言，預測電漿產生條件向量可包括各種預脈波雷射條件、電漿化雷射脈波條件及液滴條件的推薦值。該些條件可包括雷射預脈波及電漿脈波能量、雷射位置、雷 射穩定性、束尺寸、脈波持續時間、雷射波長、雷射脈波定時、液滴位置、液滴穩定性、液滴定時、電漿離子密度、電漿電子密度、電漿溫度、電漿扁平角度(plasma pancake angle)及電漿位置。
在不背離本揭露的範圍的條件下，可利用許多其他種類的分析模型、訓練過程及資料形式。
在另一實例中，污染資料202包括電漿品質資料。換言之，編碼器的輸出包括污染資料及電漿品質資料。在此種情形中，訓練過程不僅包括歷史污染資料，而且亦包括歷史電漿品質資料。歷史電漿品質資料對應於由特定歷史電漿產生條件得到的電漿化液滴的特性。如前面所闡述，可基於光感測器162及帶電粒子偵測器160的輸出來確定歷史電漿品質。訓練過程訓練編碼器190基於電漿產生條件向量194預測污染資料及電漿品質資料二者。解碼器192轉而被訓練成預測得到電漿品質資料及污染資料的電漿產生條件。此使得解碼器192能夠產生推薦電漿產生條件，此將使得污染資料得到改善及電漿品質得到改善/保持。
在另一實例中，電漿產生條件向量194可包括緩衝流體流動參數。緩衝流體流動參數可指示緩衝流體經由各種通道的流動速率以及導向器葉片的位置。在此種情形中，分析模型180可被訓練成使用上述相同的訓練原理(但在電漿條件向量194中包括緩衝流體流動資料)來建議將得到減少的污染的緩衝流體流動參數。圖7是根據一個實施例的操作微影系統的方法700的流程 圖。方法700可利用針對圖1至圖6闡述的系統、組件及製程。在動作702處，方法700包括以聚集鏡的反射率偵測液滴。聚集鏡的一個實例是圖1A所示聚集鏡102。在動作704處，方法700包括分析反射鏡的污染影像。在動作706處，方法700包括調整電漿產生條件。在動作708處，方法700包括計算用於減少污染的緩衝流體流動條件。在動作710處，方法700包括調整緩衝流體流動參數。
圖8是根據一個實施例的操作微影系統的方法800。方法800可利用針對圖1至圖7闡述的系統、組件及製程。在動作802處，方法800包括監測聚集鏡的污染影像。聚集鏡的一個實例是圖1A所示聚集鏡102。在動作804處，方法800包括將污染影像提供至分析模型。分析模型的一個實例是圖5所示分析模型180。在動作806處，方法800包括基於當前EUV產生參數、藉由分析模型預測將來時間段的污染影像。在動作808處，方法800包括藉由分析模型產生用於減少污染的新的EUV產生參數。在動作810處，方法800包括實施新的EUV產生參數。
圖9是根據實施例的減少EUV微影系統中的污染的方法900。方法900可利用針對圖1至圖8闡述的系統、組件及製程。在動作902處，方法900包括藉由在極紫外輻射產生腔室中產生極紫外輻射來實行微影製程。極紫外輻射產生腔室的一個實例是圖1A所示極紫外產生腔室101。在動作904處，方法900包括使緩衝流體流動至極紫外輻射產生腔室中。在動作906中處，方法 900包括在極紫外輻射產生腔室中產生指示聚集鏡的污染的感測器訊號。聚集鏡的一個實例是圖1A所示聚集鏡102。在動作908處，方法900包括基於由經過機器學習過程訓練的分析模型對感測器訊號進行的分析來調整進入極紫外輻射產生腔室中的緩衝流體的流動。分析模型的一個實例是圖5所示分析模型180。
圖10是根據一個實施例的減少EUV微影系統中的污染的方法1000。方法1000可利用結合圖1至圖9闡述的系統、組件及製程。在動作1002處，方法1000包括自液滴產生器輸出液滴的串流。液滴的一個實例是圖1B所示液滴140。液滴產生器的一個實例是圖1B所示液滴產生器114。在動作1004處，方法1000包括藉由以雷射對液滴進行照射而在極紫外輻射產生腔室中產生電漿。極紫外輻射產生腔室的一個實例是圖1B所示極紫外輻射產生腔室101。雷射的一個實例是圖1B所示雷射106。在動作1006處，方法1000包括使用聚集鏡反射極紫外輻射。聚集鏡的一個實例是圖1B所示聚集鏡102。在動作1008處，方法1000包括經由多個質量流控制器將緩衝流體接收至流體分配器中，所述多個質量流控制器各自耦合至流體分配器的相應的入口。流體分配器的一個實例是圖1B所示流體分配器108。質量流控制器的一個實例是圖1B所示質量流控制器120。入口的一個實例是圖1B所示入口110。在動作1010處，方法1000包括使緩衝流體自流體分配器流動至極紫外輻射產生腔室中。
本揭露的一態樣提供一種微影系統，包括屏蔽件及聚集 鏡，所述屏蔽件包括內表面，所述聚集鏡耦合至所述屏蔽件且包括折射表面。所述聚集鏡及所述屏蔽件界定極紫外輻射產生腔室。所述系統包括：流體源，被配置成容納緩衝流體；多個質量流控制器，各自被配置成自所述流體源接收所述緩衝流體；以及流體分配器。所述流體分配器包括：多個流體入口，各自耦合至所述多個質量流控制器中的相應一者且被配置成自所述多個質量流控制器中的所述相應一者接收所述緩衝流體；以及一或多個流體出口，被配置成將所述緩衝流體供應至所述極紫外輻射產生腔室中。
本揭露的另一態樣提供一種操作微影系統的方法，包括：藉由在極紫外輻射產生腔室中產生極紫外輻射來實行微影製程且使緩衝流體流動至所述極紫外輻射產生腔室中。所述方法包括：在所述極紫外輻射產生腔室中產生指示聚集鏡的污染的感測器訊號。所述方法包括：基於由經過機器學習過程訓練的分析模型對所述感測器訊號進行的分析來調整進入所述極紫外輻射產生腔室中的所述緩衝流體的流動。
在一些實施例中，所述流體分配器包括以能夠連通方式耦合於所述多個流體入口與所述一或多個流體出口之間的流體腔室。在一些實施例中，所述流體分配器包括多個所述流體出口與多個流體腔室，所述多個流體腔室彼此隔開且各自將所述多個流體入口中的相應一者耦合至所述多個出口中的相應一者。在一些實施例中，微影系統更包括多個能夠調整的導向器葉片，所述多 個能夠調整的導向器葉片各自被定位成與所述多個流體出口的相應一者相鄰且被配置成將所述緩衝流體的第一部分朝所述聚集鏡引導並將所述緩衝流體的第二部分朝所述屏蔽件的所述內表面引導。在一些實施例中，其中所述流體分配器包括：第一流體腔室，被配置成自所述多個流體入口中的第一群組接收所述緩衝流體；第一流體出口，被配置成將所述緩衝流體自所述第一流體腔室供應至所述極紫外輻射產生腔室中；第二流體腔室，被配置成自所述多個流體入口中的第二群組接收所述緩衝流體；以及第二流體出口，被配置成將所述緩衝流體自所述第二流體腔室供應至所述極紫外輻射產生腔室中。在一些實施例中，所述第一流體腔室與所述第二流體腔室同軸。在一些實施例中，所述多個質量流控制器各自定位於所述多個流體入口的相應一者中。在一些實施例中，微影系統更包括：一或多個感測器，被配置成輸出指示所述聚集鏡的所述反射表面的污染的感測器訊號；以及控制系統，被配置成接收所述感測器訊號並因應於所述感測器訊號調整進入所述極紫外輻射產生腔室中的所述緩衝流體的流動。在一些實施例中，所述控制系統包括分析模型，所述分析模型藉由機器學習過程被訓練成因應於所述聚集鏡的所述反射表面的所述污染來選擇緩衝流體流動參數。在一些實施例中，所述分析模型包括神經網路。
本揭露的又一態樣提供一種操作微影系統的方法，包括：自液滴產生器輸出液滴的串流且藉由以雷射對所述液滴進行 照射而在極紫外輻射產生腔室中產生電漿。所述方法包括：使用聚合鏡反射極紫外輻射；經由多個質量流控制器將緩衝流體接收至流體分配器中，所述多個質量流控制器各自耦合至所述流體分配器的相應的入口；以及使所述緩衝流體自所述流體分配器流動至所述極紫外輻射產生腔室中。
在一些實施例中，調整所述緩衝流體的流動包括：選擇性地調整來自多個質量流控制器的所述緩衝流體的流動速率。在一些實施例中，調整所述緩衝流體的流動包括：調整定位於流體分配器的出口處的導向器葉片，所述流體分配器將所述緩衝流體輸出至所述極紫外輻射產生腔室中。在一些實施例中，所述緩衝流體被配置成自所述聚集鏡移除積聚的碎屑。在一些實施例中，操作微影系統的方法更包括：基於所述感測器訊號產生所述聚集鏡的污染圖；以及基於所述污染圖，藉由所述分析模型選擇緩衝流體流動參數，以減少所述聚集鏡的所述污染。在一些實施例中，所述污染是由在所述極紫外輻射產生腔室內以雷射光對液滴進行照射而引起，其中將所述緩衝流體選擇成對來自所述液滴的材料進行蝕刻。在一些實施例中，所述液滴包括錫，其中所述緩衝流體包括氫氣。
本揭露的實施例為極紫外輻射微影系統提供許多益處。本揭露的實施例減少極紫外微影系統的組件的污染。本揭露的實施例動態地調整進入極紫外輻射產生腔室中的緩衝流體的流動。緩衝流體幫助防止及移除極紫外輻射產生腔室的敏感組件的 污染。此幫助確保微影製程具有足夠的極紫外輻射。此外，由於污染被移除及防止，因此極紫外輻射系統的敏感組件不必頻繁更換。敏感組件可能極其昂貴。因此，本揭露的實施例不僅會增強微影製程的有效性，而且本揭露的實施例亦會因組件需要更換的頻率較低而降低操作微影系統的成本。
在一些實施例中，操作微影系統的方法更包括：使用一或多個感測器感測所述聚集鏡的污染；以及藉由分析模型基於所述聚集鏡的所述污染選擇新的極紫外輻射產生參數及新的緩衝流體流動參數；以及藉由實施所述新的極紫外輻射產生參數及所述新的緩衝流體流動參數來減少所述聚集鏡的所述污染。在一些實施例中，操作微影系統的方法更包括：藉由機器學習過程將所述分析模型訓練成基於所述聚集鏡的所述污染來選擇所述新的極紫外輻射產生參數及所述新的緩衝流體流動參數。
可對上述各種實施例進行組合以提供進一步的實施例。若需要，可修改實施例的各個態樣，以採用各種專利、申請案及出版物的概念來提供再一步的實施例。
根據以上詳細說明，可對實施例進行該些及其他改變。一般而言，在以下申請專利範圍中，所使用的用語不應被解釋為將申請專利範圍限制於說明書及申請專利範圍中所揭露的特定實施例，而是應被解釋為包括所有可能的實施例以及此申請專利範圍被授權的等效構造的全部範圍。因此，申請專利範圍不受本揭露的限制。
100:微影系統
101:EUV產生腔室
102:聚集鏡
103:掃描器
104:屏蔽件
106:雷射
108:流體分配器
110:入口
111:內壁
112:出口
113:流體腔室
114:液滴產生器
115:外壁
116:液滴接收器
118:流體源
120:質量流控制器
126:中心開口
128:表面
130:表面
132:感測器
134:控制電路
136:流體管線

Claims (12)

  1. 一種微影系統，包括：屏蔽件，包括內表面；聚集鏡，耦合至所述屏蔽件且包括反射表面，其中所述聚集鏡及所述屏蔽件界定極紫外輻射產生腔室；流體源，被配置成容納緩衝流體；多個質量流控制器，各自被配置成自所述流體源接收所述緩衝流體；以及流體分配器，包括：多個流體入口，各自耦合至所述多個質量流控制器中的相應一者且被配置成自所述多個質量流控制器中的所述相應一者接收所述緩衝流體；以及一或多個流體出口，被配置成將所述緩衝流體供應至所述極紫外輻射產生腔室中，其中所述流體分配器具有環形輪廓且包括至少一內部分隔件以將所述流體分配器分隔成分別連通於所述極紫外輻射產生腔室的多個流體腔室。
  2. 如請求項1所述的微影系統，其中所述流體分配器包括多個所述流體出口，所述多個流體腔室各自將所述多個流體入口中的相應一者耦合至所述多個出口中的相應一者。
  3. 如請求項2所述的微影系統，更包括多個能夠調整的導向器葉片，所述多個能夠調整的導向器葉片各自被定位成與 所述多個流體出口的相應一者相鄰且被配置成將所述緩衝流體的第一部分朝所述聚集鏡引導並將所述緩衝流體的第二部分朝所述屏蔽件的所述內表面引導。
  4. 如請求項1所述的微影系統，其中所述流體分配器包括：第一流體腔室，被配置成自所述多個流體入口中的第一群組接收所述緩衝流體；第一流體出口，被配置成將所述緩衝流體自所述第一流體腔室供應至所述極紫外輻射產生腔室中；第二流體腔室，被配置成自所述多個流體入口中的第二群組接收所述緩衝流體；以及第二流體出口，被配置成將所述緩衝流體自所述第二流體腔室供應至所述極紫外輻射產生腔室中。
  5. 如請求項1所述的微影系統，其中所述多個質量流控制器各自定位於所述多個流體入口的相應一者中。
  6. 如請求項1所述的微影系統，更包括：一或多個感測器，被配置成輸出指示所述聚集鏡的所述反射表面的污染的感測器訊號；以及控制系統，被配置成接收所述感測器訊號並因應於所述感測器訊號調整進入所述極紫外輻射產生腔室中的所述緩衝流體的流動。
  7. 一種操作微影系統的方法，包括： 藉由在極紫外輻射產生腔室中產生極紫外輻射來實行微影製程；使緩衝流體流動至所述極紫外輻射產生腔室中；在所述極紫外輻射產生腔室中產生指示聚集鏡的污染的感測器訊號；以及基於由經過機器學習過程訓練的分析模型對所述感測器訊號進行的分析來調整進入所述極紫外輻射產生腔室中的所述緩衝流體的流動，其中調整所述緩衝流體的流動包括：調整流體分配器的由至少一內部間隔件隔開的多個流體腔室的流速及/或流向，所述流體分配器為環形，且所述流體分配器將所述緩衝流體輸出至所述極紫外輻射產生腔室中。
  8. 如請求項7所述的操作微影系統的方法，其中調整所述緩衝流體的流動包括：選擇性地調整來自多個質量流控制器的所述緩衝流體的流動速率。
  9. 如請求項7所述的操作微影系統的方法，其中調整所述緩衝流體的流動包括：調整定位於所述流體分配器的出口處的導向器葉片。
  10. 如請求項7所述的操作微影系統的方法，更包括：基於所述感測器訊號產生所述聚集鏡的污染圖；以及基於所述污染圖，藉由所述分析模型選擇緩衝流體流動參數，以減少所述聚集鏡的所述污染。
  11. 如請求項7所述的操作微影系統的方法，其中所述污染是由在所述極紫外輻射產生腔室內以雷射光對液滴進行照射而引起，其中將所述緩衝流體選擇成對來自所述液滴的材料進行蝕刻。
  12. 一種操作微影系統的方法，包括：自液滴產生器輸出液滴的串流；藉由以雷射對所述液滴進行照射而在極紫外輻射產生腔室中產生電漿；使用聚合鏡反射極紫外輻射；經由多個質量流控制器將緩衝流體接收至流體分配器中，所述多個質量流控制器各自耦合至所述流體分配器的相應的入口，所述流體分配器具有環形輪廓，且包括至少一內部分隔件以將所述流體分配器分隔成多個流體腔室；以及使所述緩衝流體自所述流體分配器的多個流體腔室流動至所述極紫外輻射產生腔室中。
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