TWI791646B

TWI791646B - 極紫外線輻射源、極紫外線輻射源模組、極紫外線微影系統與極紫外線微影的方法

Info

Publication number: TWI791646B
Application number: TW107137115A
Authority: TW
Inventors: 許峻嘉; 謝劼; 簡上傑; 陳立銳; 鄭博中; 傅中其; 劉柏村
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2023-02-11
Also published as: US20210068241A1; TW201925923A; US11224115B2; US10842009B2; US20190166680A1; CN109839804A; US20190289706A1; US10314154B1

Abstract

一種極紫外線輻射源模組，包含一目標液滴產生器，配置於產生複數個目標液滴；一第一雷射光源，配置於產生複數個第一雷射脈衝，第一雷射脈衝加熱目標液滴以產生複數個目標雲霧團；一第二雷射光源，配置於產生複數個第二雷射脈衝，第二雷射脈衝加熱目標雲霧團以產生一電漿發射極紫外線輻射；一第三和雷射光源及一第四雷射光源，分別配置於產生一第一雷射光束和一第二雷射光束，第一雷射光束和一第二雷射光束被引導至目標雲霧團的一行進路徑上，且第一雷射光束和一第二雷射光束基本上平行；以及一監視器，配置於接收由目標雲霧團反射的第一雷射光束和一第二雷射光束。

Description

極紫外線輻射源、極紫外線輻射源模組、極紫外線微影系統與極紫外線微影的方法

本發明之一實施例係關於一種極紫外線輻射源模組及極紫外線微影系統與其方法。

半導體積體電路(integrated circuit，IC)產業經歷了指數級的增長。IC材料和設計方面的技術進步產生了數個世代IC，其中每世代都具有比上一代更小和更複雜的電路。在IC演變的過程中，功能密度(即，每一晶圓面積的互連裝置的數量)通常地增加，而幾何尺寸(即，可使用製造製程產生的最小元件(或線)則為減小。這種縮小過程通常藉由提高生產效率和降低相關成本帶來益處。而這種縮小過程也增加了IC的處理和製造的複雜性。

舉例而言，執行更高解析度之微影製程的需求增加。一種微影技術是極紫外線微影(extreme ultraviolet lithography，EUVL)。EUVL採使用極紫外線(extreme ultraviolet，EUV)區域中的光的掃描儀，其具有約1-100nm的波長。一些EUV掃描儀提供4X縮小投影印刷，其係類似於一些光學掃描儀，除了EUV掃描儀使用反射而非折射光學之外，即反射鏡而非透鏡。一種類型的EUV光源，係為雷射光產生電漿(laser-produced plasma，LPP)。LPP技術藉由將高功率之雷射光束聚焦到複數個小錫滴上(small tin droplets)形成高度電離的電漿，產生約13.5nm的EUV輻射，進而產生EUV光。之後，EUV光由LPP收集器收集並由光學器件朝向例如晶圓之微影目標反射。由於微粒、離子、輻射的影響以及最嚴重的錫沉積，LPP收集器受到損壞和退化。本發明之一實施例目的係提高LPP EUV輻射源的效率並減少對LPP收集器的損害。

一種極紫外線輻射源模組，包括：一目標液滴產生器，配置於產生複數個目標液滴；一第一雷射光源，配置於產生複數個第一雷射脈衝，第一雷射脈衝加熱前述目標液滴以產生複數個目標雲霧團；一第二雷射光源，配置於產生複數個第二雷射脈衝，第二雷射脈衝加熱前述目標雲霧團以產生一電漿發射極紫外線輻射；一第三和雷射光源及一第四雷射光源，分別配置於產生一第一雷射光束和一第二雷射光束，第一雷射光束和一第二雷射光束被引導至前述目標雲霧團的一行進路徑上，其中第一雷射光束和一第二雷射光束基本上平行；以及一監視器，配置於接收由前述目標雲霧團所反射的第一雷射光束和一第二雷射光束。

10:微影系統

12:輻射源(極紫外線輻射源模組)

14:照明器

16:光罩台

18:光罩

20:投影光學模組

22:半導體基板(或晶圓)

24:基板台

30:目標液滴產生器

31:激發區域

32:目標液滴

34:目標雲霧團

36:雷射光產生電漿收集器(LPP收集器)

38:極紫外線輻射(EUV輻射)

40:第一雷射光源

42:雷射脈衝(預脈衝；第一雷射脈衝)

44:窗口(或透鏡)

50:第二雷射光源

52:雷射脈衝(主脈衝；第二雷射脈衝)

54:窗口(或透鏡)

60:第一雷射光束產生器

61:雷射光源(第三雷射光源)

62:雷射光束(第一雷射光束)

63:雷射光源(第四雷射光源)

64:雷射光束(第二雷射光束)

70:第一雷射光束監視器(監視器)

72、74:反射的雷射光束

80:第二雷射光束產生器

82:雷射光束

84:反射的雷射光束

86:第二雷射光束監視器(監視器)

90:控制器

100、200:方法

102、104、106、108、110、112、114、116:操作

202、204、206、208、209、210、212:操作

A、B:位置

d₁:距離

P:方向

｜AB｜、｜AC｜、｜BC｜:距離

、

、

:速度

t₁、t₂、△t:時間

α、θ:角度

根據以下的詳細說明並配合所附圖式可以更加理解本發明實施例。應注意的是，根據本產業的標準慣例，圖示中的各種部件並未必按照比例繪製。事實上，可能任意的放大或縮小各種部件的尺寸，以做清楚的說明。

第1圖係表示根據一些實施例構造之具有雷射產生電漿(LPP)EUV輻射源的EUV微影系統的示意圖。

第2圖係表示根據一些實施例構造之EUV微影系統中的EUV輻射源的示意圖。

第3圖係表示根據一些實施例構造之用於監測目標雲霧團速度的機制示意圖。

第4圖係表示根據一些實施例之用於計算目標雲霧團的速度的示意圖。

第5圖係表示根據一些實施例構造之用於控制LPP EUV輻射源之方法的流程圖。

第6圖係表示根據一些實施例構造的微影製程的流程圖。

下文提供多個不同之實施例或示範例，以實現本發明實施例的不同特徵。為了能簡化本案說明書，下文將敘述元件與配置的多個具體例子。當然，這些例子僅為示範例而並不被限制於此。舉例來說，在說明書中，第一特徵在第二特徵上方或在第二特徵之上的構成可包括第一與第二特徵是以直接接觸方式來形成的實施例，也可包括在第一與第二特徵之間形成其他特徵而使第一與第二特徵無法直接接觸的實施例。此外，本說明書在不同示範例中可能重複使用參考數字以及/或字母。此重複是為了說明書的簡潔與清楚，其本身並非指定在所討論的不同實施例以及/或配置之間的關係。

此外，空間相對術語(Spatially Relative Terms)，例如“向...下面”、“在...之下”、“低於”、“在...之上”、“上面的”等等類似術語，在這裡係出於描述簡便而用來描述一元件或特征相對於其它元件或特征的如圖中所示的關係。裝置可定向在其他方位(旋轉90度或在其它方位)，因此這裡使用的空間相對描述詞據此解釋。此外，當用“約”，“近似”等描述數字或數字範圍時，該術語旨在包括在所述數字的+/- 10%範圍內的數字，除非另有說明。例如，術語“約5nm”包括4.5nm至5.5nm的尺寸範圍。

本發明之一實施例一般地涉及了極紫外線(extreme ultraviolet，EUV)微影系統和方法。更具體地，本發明之一實施例涉及用於提高雷射產生電漿(LPP)EUV輻射源的效率，和減輕LPP EUV輻射源中的LPP收集器上的污染的設備和方法。在現有EUV微影系統面臨的一個挑戰，是產生EUV輻射的低效率，其直接地影響晶圓的產量。本發明之一實施例的目的是最佳化LPP EUV輻射源的參數，以便提高它們的EUV轉換效率。另一個挑戰是LPP收集器或EUV收集器的退化。LPP收集器收集並反射EUV輻射，並有助於整體EUV轉換效率。然而，由於微粒、離子、輻射和粉塵沉積的影響，使其受到損壞與退化。因此，本發明之一實施例的另一個目的是減少粉塵沉積到LPP收集器上，藉此增加使用的壽命。

第1圖係表示根據一些實施例構造之一微影系統10的示意圖。微影系統10也可統稱為掃描器(scanner)，其可操作以利用相應的輻射源與曝光模式執行微影曝光製程。在本實施例中，微影系統10為一極紫外線(EUV)微影系統，其係被設計成藉由EUV光(或EUV輻射)曝光一光阻層。光阻層是對EUV光敏感的材料。因為氣體分子會吸收EUV光，所以微影系統10係保持在真空環境中以避免EUV強度損失。EUV微影系統10採用一輻射源12來產生一EUV輻射38，其波長範圍例如在約1nm和約100nm之間的EUV光。在一特定示例中，前述輻射源12產生具有以約13.5nm為中心的波長的EUV輻射38。因此，輻射源12也被稱為EUV輻射源12。在本實施例中，EUV輻射源12利用雙脈衝雷射產生電漿(laser-produced plasma，LPP)的機制來產生EUV輻射38，此將於後面詳述。

前述系統10亦採用一照明器14。在各種實施例中，前述照明器14包含複數個反射光學件，例如單反射鏡或具有多個反射鏡的反射鏡系統，以便將來自輻射源12的EUV輻射38引導至一光罩台16，特別是固定在光罩台16上的一光罩18。光罩台16包含在微影系統10中。

在一些實施例中，前述光罩台16包含用於固定光罩18的靜電夾盤(電子夾盤)。在本揭露中，關於術語光罩(mask)、光掩模(photomask)與掩模(reticle)可互換使用。在本實施例中，光罩18係為反射光罩。光罩18的一個示例性結構包含具有低熱膨脹材料(low thermal expansion material，LTEM)的一基板。在各種示例中，LTEM包含TiO₂摻雜的SiO₂，或具有低熱膨脹的其他合適材料。光罩18包含沉積在基板上的一反射多層(reflective multi-layers，ML)。ML包含複數個膜對，例如鉬-矽(Mo/Si)膜對(例如，每個膜對中鉬層在矽層上方或下方)。或者，ML可包含鉬-鈹(Mo/Be)膜對，或可配置為高度反射EUV光的其他合適材料。光罩18還可以包含設置在ML上用於保護的一覆蓋層，例如釕(Ru)。光罩18還包含沉積在ML上的一吸收層，例如氮化鉭(TaBN)層。吸收層係被圖案化以定義積體電路(IC)層。或者，可在ML上沉積另一反射層，並將其圖案化以定義積體電路層，從而形成EUV相位移光罩。

前述微影系統10還包括一投影光學模組(或投影光學盒(projection optics box，POB))20，用於將光罩18的圖案成像到固定在微影系統10的一基板台24上的一半導體基板22上。在各種實施例中，POB 20具有反射光學件(例如用於EUV微影系統)。從光罩18引導的光，在光罩18上定義之圖案的圖像，係由POB 20所收集。照明器14和POB 20統稱為微影系統10的一光學模組。

在本實施例中，前述半導體基板22係為一半導體晶圓，例如矽晶圓或其他類型之待圖案化的晶圓。在本實施例中，半導體基板22塗佈有對EUV光敏感的一光阻層。包含上述之各種組件係為積體地在一起並可操作以執行微影曝光製程。

微影系統10亦可包括其他模組或與其他積體(或與其耦合)之模組。例如，微影系統10可包括一氣體供應模組，其係被設計成向輻射源12提供氫氣。氫氣有助於減少輻射源12中的污染。

第2圖表示出了根據一些實施例的輻射源12。輻射源12採用雙脈衝雷射光產生電漿(LPP)機制來產生電漿，並進一步從電漿產生EUV輻射。

參照第2圖，輻射源(或EUV源或稱極紫外線(EUV)輻射源模組)12包含一目標液滴產生器30、一第一雷射光源40、一第二雷射光源50、一LPP收集器36、一第一雷射光束產生器60，一第一雷射光束監視器70、一第二雷射光束產生器80、一第二雷射光束監視器86與一控制器90。以下將進一步描述前述輻射源12的元件。

前述目標液滴產生器30配置成產生複數個目標液滴32。在一實施例中，目標液滴32是錫(Sn)液滴，即具有錫或含錫材料的液滴，例如含錫的共晶合金，如鋰(Li)和氙(Xe)。在一實施例中，複數個目標液滴32各自具有約30微米(μm)的直徑。在一實施例中，目標液滴32以約50千赫茲(kHz)的速率產生，並以約70米/秒(m/s)的速度被引入至輻射源12中的一激發區域31。

前述第一雷射光源40係配置為產生複數個雷射脈衝42。第二雷射光源50係配置為產生複數個雷射脈衝52。在本實施例中，雷射脈衝42具有比雷射脈衝52更小的強度和更小的光點尺寸。因此，雷射脈衝42也稱為預脈衝，雷射脈衝52則稱為主脈衝。預脈衝42用於加熱(或預熱)目標液滴32以產生複數個低密度目標雲霧團34，其隨後由相應的主脈衝52加熱(或再加熱)，從而使EUV輻射38的發射增加。在本實施例中，當由預脈衝42產生的目標雲霧團34被主脈衝52加熱時，主脈衝52被稱為“對應”預脈衝42。EUV輻射38由收集器36進一步地反射並聚焦EUV輻射38以用於微影曝光製程，如第3圖中所示。在一實施例中，一液滴捕集器(未示出)係安裝在目標液滴產生器30的對面。前述液滴捕集器用於捕獲過量的目標液滴32。例如，兩個雷射脈衝42和52可能故意地錯過一些目標液滴32。

前述收集器36被設計成帶有適當的塗層材料和形狀，作為收集、反射和聚焦EUV的反射鏡。在一些實施例中，收集器36被設計成具有橢圓形的幾何形狀。在一些實施例中，收集器36的塗層材料類似於EUV光罩18的反射多層。在一些示例中，收集器36的塗層材料包含ML(例如複數個Mo/Si膜對)，並可進一步地包含塗佈在ML上的一覆蓋層(例如Ru)，以大致上地反射EUV輻射38。在一些實施例中，收集器36還可以包含一光柵結構，光柵結構係被設計成有效地散射朝向收集器的雷射光束與雷射脈衝。例如，在收集器36上塗佈氮化矽層並將其圖案化以具有光柵圖案。在EUV微影系統10(第1圖)中的一個考慮因素是收集器36的可用壽命。在EUV產成過程期間，收集器36的反射表面受到各種微粒、離子和輻射的衝擊。隨著時間的推移，收集器36的反射率由於微粒積聚、離子損壞、氧化、起泡等而降低。其中，微粒(例如，錫碎片)沉積是主要因素。本揭露的方法和設備係有助於減少收集器36表面上的錫碎屑。

在各種實施例中，前述預脈衝42具有約100μm或更小的光點尺寸，且主脈衝52具有約200μm-300μm的光點尺寸，例如225μm。雷射脈衝42和52係被產生以具有某些驅動功率以實現晶圓量產，例如每小時125個晶圓的產量。在一個實施例中，預脈衝42配有大約2千瓦(kW)的驅動功率，且主脈衝52配有大約19kW的驅動功率。在各種實施例中，雷射脈衝42和52的總驅動功率為至少20kW，例如27kW。在一實施例中，第一雷射光源40是二氧化碳(CO₂)雷射光源。在另一實施例中，第一雷射光源40是釹摻雜的釔鋁石榴石(neodymium-doped yttrium aluminum garnet，Nd：YAG)雷射光源。在一實施例中，第二雷射光源50是CO₂雷射光源。

預脈衝42和主脈衝52分別通過窗口(或透鏡)44和54而引導至激發區域31中。前述窗口44和54採用對各自的雷射脈衝基本上透明的合適材料。預脈衝42和主脈衝52以適當的角度朝向目標液滴32和目標雲霧團34，以獲得最佳的EUV轉換效率。例如，預脈衝42可以偏離正常幾度的角度(例如，5度)對準目標液滴32與其相互作用。主脈衝52也與目標雲霧團34適當地對準，以獲得最大的EUV轉換效率。

前述預脈衝42和主脈衝52的產生與目標液滴32的產生同步。在一實施例中，上述同步係藉由利用第二雷射光束產生器80和雷射光束監視器86來實現。第二雷射光束產生器80被配置成產生一雷射光束82，其被引導至目標液滴32的行進路徑。當目標液滴32沿著路徑移動時，雷射光束82被目標液滴32反射，且監視器86接收反射的雷射光束84，且監視器86向控制器90通知目標液滴32的存在。之後，控制器90通知雷射光源40以引發用於產生預脈衝42的觸發。在一實施例中，雷射光束監視器86可直接地通知雷射光源40而不涉及控制器90。

當前述目標液滴32移動通過激發區域31時(如第3圖所示，其中目標液滴32沿X方向移動)，預脈衝42加熱目標液滴32(沿Z方向)並且將它們轉換成低密度目標雲霧團34。在第3圖中，X方向和Z方向是垂直的。在一替代的實施例中，X方向和Z方向可以是非垂直的，例如，具有85度的內夾角。預脈衝42和主脈衝52之間的延遲由控制器90控制，以允許目標雲霧團34形成和擴展。使用本實施例的方法和裝置可以調節延遲，使得當主脈衝52加熱目標雲霧團34時，目標雲霧團34擴展到最佳尺寸和幾何形狀。如果目標雲霧團34太小(在目標尺寸下)，則主脈衝52可能無法將它們完全轉換成EUV照射電漿，從而降低EUV轉換效率。如果目標雲霧團34太大，則主脈衝52可能遺漏一些部分並且成為LPP收集器36上的污染物。此外，預脈衝42的能階(確定目標雲霧團的速度沿Z方向的速度)亦由控制器90適當地控制，使得目標雲霧團34到達主脈衝52的適當區域。如果目標雲霧團34僅被主脈衝52部分加熱，那麼不僅降低EUV轉換效率，且過量的錫碎屑也會沉積在收集器36上。

在本實施例中，第一雷射光束產生器60和雷射光束監視器70被配置為監視目標雲霧團34沿Z方向的速度。控制器90利用監測的速度來調節預脈衝42的能階、主脈衝52的能階、預脈衝42與相應的主脈衝52之間的延遲、雷射光源40和50的其他參數或其組合。藉由最佳化上述參數中的一或多個，可提高EUV源12的EUV轉換效率和收集器36的壽命。

參見第3圖，在本實施例中，第一雷射光束產生器60包含配置成產生一雷射光束62(第一雷射光束)的一雷射光源61(第三雷射光源)和配置成產生一雷射光束64(第二雷射光束)的一雷射光源63(第四雷射光源)。當接近為直線時，雷射光束62和64兩者彼此平行並有一距離d₁，此距離d₁係以兩個雷射光束62和64所在的同一平面上沿著與兩個雷射光束62和64垂直的方向測量之。當考慮雷射光束62和64的光點尺寸和散射效果時，上述近似值可沿著各個雷射光束的中心軸而獲得。第一和第二雷射光束62和64可具有相同或不同的波長。此外，第一和第二雷射光束62和64可處於可見光帶或不可見光帶中，例如紅外線或近紅外線。在一些實施例中，在參考第3圖之以下討論的分析，雷射光束62和64是基本上彼此平行的，即，它們是被認為平行的。

第3圖顯示出了目標液滴32在進入並通過激發區域31(第2圖)時在不同時間和位置處的位置。當目標液滴32從目標液滴產生器30釋放時，目標液滴32以初始速度

移動。速度

係沿第1圖中的X方向。在一實施例中，速度

的大小約為70m/s，其可被測量和確定。在目標液滴32被預脈衝42擊中之後，其速度在方向和幅度上都作改變。目標液滴32之新的速度

是速度

與由預脈衝42引起的速度

的組合。速度

沿Z方向。在本實施例中，Z方向垂直於X方向。

雷射光束62和64被引導到目標雲霧團34行進路徑上。當雷射光束62撞擊目標雲霧團34時(在位置A和時間t₁)，雷射光束62被反射為雷射光束72(反射的第一雷射光束)。當雷射光束64撞擊目標雲霧團34時(在位置B和時間t₂)，雷射光束被反射為雷射光束74(反射的第二雷射光束)。在本實施例中，雷射光束62和64的能階被配置成足夠低，使它們不會引起目標雲霧團34的速度有任何的變化，且足夠高以使得反射的雷射光束72和74可被雷射光束監視器70檢測到。雷射光束監視器70接收反射的雷射光束72和74，其計算目標雲霧團34從位置A行進到位置B的時間△t=t₂-t₁。在一實施例中，監視器70計算時間△t係使用實際接收反射雷射光束72和74的時間作為近似值。此近似是足夠準確的，因為在給定的雷射光束72和74之速度的情況下，反射的雷射光束72和74行進的不同路徑在計算中可忽略不計。

之後，前述控制器90使用時間△t與諸如前述距離d1、雷射光束62和64與X方向之間的角度及速度

的大小之其他資訊來計算速度

的大小。此將於之後第4圖進一步說明。

控制器90使用速度

的大小(即，目標雲霧團34沿Z方向的速度

)來調整EUV源12中的各種參數。舉例而言，控制器90可使用它來調整預脈衝42和相應的主脈衝52之間的延遲。在一實施例中，可根據經驗值(例如，從過去獲得的)設置預脈衝42和對應的主脈衝52之間的一初始延遲。之後，使用計算出的速度

來及時調整延遲，以便在適當的時間產生(或觸發)主脈衝52，以使EUV轉換效率最大化。又例如，控制器90可使用計算出的速度

來調節預脈衝42的能階，以便最佳化速度

。為了進一步說明，可藉由實驗確定目標雲霧團34沿Z方向的最佳或接近最佳的速度，並將其設置在控制器90中作為預定速度或預定速度範圍。如果計算出的速度

大於預定速度，則控制器90會通知雷射光源40降低預脈衝42中的能階，其隨後降低目標雲霧團34沿Z方向的速度。如果計算的速度

小於預定速度，則控制器90會通知雷射光源40增加預脈衝42中的能階，其隨後沿Z方向增加目標雲霧團34的速度。這將使目標雲霧團34的速度

保持在預定範圍內，以最大化EUV轉換效率並減少LPP收集器36上的污染。

前述監視器70被配置為區分由不同目標雲霧團34反射的雷射光束72和74。這避免了檢測混疊(detection aliasing)，其中由不同目標雲霧團34反射的雷射光束用於計算時間△t。在一實施例中，兩個雷射光束72和74具有不同的波長。或者，兩個雷射光束72和74具有相同的波長。監視器70可使用雷射光束72和74的波長(或複數個波長)以及其他訊息以避免檢測混疊。例如，目標液滴產生器30可以配置成以遠大於估計的時間△t的間隔產生目標液滴32。之後，監視器70可利用這樣的訊息來適當地去除混疊，例如，藉由去除超出範圍之所計算的時間△t。

第4圖示出了用於計算一示例中的速度

的示意圖。在本實施例中，速度

沿X方向，速度

沿垂直於X方向的Z方向，速度

則沿與X方向形成一角度α的一方向P。

從時間t₁到時間t₂，目標雲霧團34沿X方向行進一距離｜AC｜與沿Z方向行進一距離｜BC｜，產生｜沿著P方向的一總距離｜AB｜(忽略重力和包括施加到目標雲霧團34上的雷射光束62的其他力)。此外，雷射光束62和64係為平行且兩者之間有一距離d₁，並與X方向形成一角度θ。從以下等式(2)和(3)：

可以推導出：

從等式(4)可以推導出：

從等式(1)和(5)，可以推導出：

當參數v ₁,d ₁和θ為已知時，通過測量時間△t(例如，藉由雷射光束監視器70)，可以根據等式(6)計算速度v ₃。在一實施例中，速度v ₁可由雷射光源40確定或預先設置。例如，在一實施例中，速度v ₁可設置為大約70m/s。距離d₁和角度θ可藉由配置雷射光源61和63來確定。在一實施例中，角度θ設置為0度，其中雷射光束62/64沿X方向行進。在另一實施例中，角度θ設定為180度，其中雷射光束62/64沿X方向的反向行進。在上述任一實施例中，等式(6)可簡化為：

在X和Z方向不垂直的系統中，預脈衝42亦沿X方向向目標雲霧團34提供速度分量。在這樣的系統中，仍然可使用等式(7)，且可能需要調整等式(6)以考慮預脈衝42沿X方向的貢獻。在一些實施例中，雷射光束62和64基本上彼此平行，即，它們在激發區域31中的非平行角度對於上述之分析可忽略不計。

藉由前述所揭露之包含第一雷射光束產生器60、雷射光束監視器70和控制器90的系統，EUV源12能夠控制雷射光源40和50中的各種參數，從而最佳化EUV轉換效率並使LPP收集器36上的污染最小化。

第5圖示出了根據本實施例之用於產生EUV輻射的方法100。可在方法100之前、期間和之後提供附加之操作，並可作替換、刪除或移動所描述的一些操作以用於此方法的其他實施例。方法100係為一示例，除了在申請專利範圍中明確記載的內容之外，本發明實施例並不限於此。下面結合EUV源12描述方法100，如第2和3圖所示。

在操作102中，前述方法100例如使用目標液滴產生器30(第2圖)來產生複數個目標液滴。目標液滴可包含含錫之材料，且以一預定速度(例如約70m/s)及沿一第一方向引入至激發區域。

在操作104中，前述方法100藉由複數個第一雷射脈衝加熱目標液滴以產生複數個目標雲霧團。例如，第一雷射脈衝可由第一雷射光源40產生(第2圖)。

在操作106中，前述方法100通過複數個第二雷射脈衝加熱目標雲霧團以產生EUV照射電漿。例如，前述第二雷射脈衝可由第二雷射光源50產生(第2圖)。

在操作108中，前述方法100將第一和第二雷射光束導向目標雲霧團。例如，前述第一和第二雷射光束可由第一雷射光束產生器60產生(第2和3圖)。在本實施例中，第一和第二雷射光束相互平行或基本上平行，並沿一第二方向指向。在一實施例中，第一和第二方向是平行的(即，它們形成0°或180°的角度)。在另一實施例中，第一和第二方向形成大於0°且小於180°的角度。

在操作110中，前述方法100在第一和第二雷射光束被目標雲霧團反射之後，接收第一和第二雷射光束。例如，反射的第一和第二雷射光束可由雷射光束監視器70接收(第2和3圖)。

在操作112中，前述方法100計算反射的第一雷射光束和反射的第二雷射光束之間的一延遲。例如，延遲可由雷射光束監視器70或控制器90計算(第2和3圖)。

在操作114中，前述方法100沿著第一雷射脈衝行進的方向計算目標雲霧團的速度。例如，前述方法100可使用一組數據來計算目標雲霧團的速度，前述數據包含目標液滴沿第一方向的速度、第一和第二雷射光束之間的距離、第一和第二方向之間的角度，以及反射的第一和第二雷射光束之間的延遲。舉例而言，前述方法100可使用上述等式(6)或(7)來計算目標雲霧團的速度。

在操作116中，前述方法100基於所計算的目標雲霧團的速度來調整第一和第二雷射光源中的一或複數個參數。例如，當計算出的目標雲霧團的速度大於(小於)預定的期望速度時，方法100可減小(增加)第一雷射脈衝中的能階。又例如，方法100可基於所計算的目標雲霧團的速度來調整第一雷射脈衝和對應之第二雷射脈衝之間的延遲。

第6圖係根據一些實施例構造之由EUV微影系統10實現之EUV微影製程的方法200的流程圖。可在方法200之前、期間與之後提供附加操作，並可替換、刪除或移動所描述之一些操作，以用於該方法的其他實施例。方法200係為一示例，這並非希望在限制本揭露超出明確地記載在申請專利範圍中的內容。

前述方法200包括操作202，其將諸如光罩18的EUV光罩加載到微影系統10，其可操作以執行EUV微影曝光製程。光罩18包含要轉移到半導體基板(例如晶圓22)的IC圖案。操作202更可包含各種步驟，例如將光罩18固定在光罩台16上並進行對準。

前述方法200包括將晶圓22加載到微影系統10的操作204。晶圓22塗佈有一光阻層。在本實施例中，光阻層對來自微影系統10的輻射源12的EUV輻射感光。

前述方法200包括配置EUV輻射源12的操作206。操作206包含配置目標液滴產生器30，配置第一雷射光源40、配置第二雷射光源50、配置第一雷射光束產生器60、配置雷射光監視器70與配置控制器90。目標液滴產生器30配置為產生具有適當材料、適當尺寸、適當速率和適當移動速度和方向的目標液滴32。第一雷射光源40配置為產生預脈衝42。第二雷射光源50配置為在相應的預脈衝42之後的既定時間產生主脈衝52。第一雷射光束產生器60配置為產生兩個雷射光62和64，兩者相互平行或基本上平行。雷射光束監視器70配置為在雷射光束62和64被目標雲霧團反射之後接收雷射光束62和64，並計算反射雷射光束72和74之間的延遲。控制器90配置為計算目標雲霧團的速度，其速度係使用反射雷射光束72和74之間的延遲以及其他資訊。控制器90可被配置為具有目標雲霧團之期望速度的預定範圍。

前述方法200包括藉由對微影系統10中的晶圓22執行微影曝光製程的操作208。在操作208中，開始目標液滴產生器30和雷射光源40和50並且根據操作208進行操作。預脈衝42加熱目標液滴32以產生目標雲霧團34。主脈衝52加熱目標雲霧團34，目標雲霧團34產生發射EUV輻射的電漿。在操作208期間，由輻射源12產生的EUV輻射在光罩18上照射(藉由照明器14)，並進一步投射在塗佈在晶圓22上的光阻層上(藉由POB 20)，從而形成光阻層上的潛像(latent image)。在一些實施例中，微影曝光過程以掃描模式實現。

前述方法200包括操作209，其控制EUV輻射源12以藉由監測目標雲霧團的速度來最佳化EUV轉換效率。在操作209期間，第一和第二雷射光束62和64朝向目標雲霧團34。雷射光束監視器70接收反射的第一和第二雷射光束72和74，並計算反射雷射光束72和74之間的延遲。控制器90使用反射雷射光束72 和74之間的延遲以及其他資訊計算目標雲霧團的速度。第一雷射光源40可基於所計算的目標雲霧團的速度，來調整預脈衝42的能階。第二雷射光源50可基於所計算的目標雲霧團的速度，來調整主脈衝52和對應的預脈衝42之間的延遲。操作209確保目標雲霧團34在被主脈衝52加熱時具有最佳形狀和尺寸，從而提高EUV轉換效率並減少LPP收集器36上的碎屑量。在本實施例中，操作208和209是同時進行的。

前述方法200可包括完成微影製程的其他操作。舉例而言，方法200可包括使曝光的光阻層顯影以形成於其上之複數個定義的開口的光阻圖案的操作210。具體而言，在操作208中的微影曝光製程之後，將晶圓22從微影系統10轉移到顯影單元以對光阻層執行顯影製程。方法200亦可包括其他操作，例如各種烘烤步驟。舉例而言，方法200可包括在操作208和210之間的曝光後烘烤(post-exposure baking，PEB)的步驟。

前述方法200可以進一步包括其他操作，例如操作212，通過光阻圖案的開口以對晶圓進行一製造製程。在一示例中，製造製程包含對晶圓22使用光阻圖案作為蝕刻光罩的一蝕刻製程。在另一示例中，製造製程包含對晶圓22使用光阻圖案作為一佈植遮罩的一離子佈植製程(ion implantation process)。

儘管並非希望進行限制，但是本揭露之一個或多個實施例為半導體裝置的製造提供了許多益處。例如，本揭露之實施例提供用於增加EUV轉換效率同時減少LPP收集器上的污染的裝置和方法。可將本揭露的實施例實現或集成至現有的EUV微影系統中。

在一個示例性的觀點，本揭露涉及一種紫外線(EUV)輻射源模組。EUV輻射源模組包含一目標液滴產生器，其配置成產生複數個目標液滴；一第一雷射光源，被配置為產生複數個第一雷射脈衝，其加熱目標液滴以產生複數個目標雲霧團；一第二雷射光源，被配置為產生複數個第二雷射脈衝，其加熱目標雲霧團以產生電漿發射EUV輻射；一第三和一第四雷射光源，分別用於產生一第一和一第二雷射光束，它們被引導到目標雲霧團的行進路徑上，其中第一和第二雷射光束基本上為平行；一監視器，被配置為接收由目標雲霧團反射的第一和第二雷射光束。

於一實施例中，EUV輻射源模組還包含一控制器，其被配置為當監視器接收到第二雷射光束時，基於包含第一和第二雷射光束之間的距離以及第一和第二雷射光束之間的延遲之一組數據，來調整第一和第二雷射光源的至少一個參數。在另一實施例中，前述數據還包含第一和第二雷射光束的行進方向與目標液滴的另一行進方向之間的角度。在另一實施例中，前述數據還包含目標液滴的速度。在另一實施例中，其中角度被配置為0度或180度。在一些實施例中，至少一個參數包含第一雷射脈衝的能階。在一些實施例中，前述至少一個參數包含數個第一雷射脈衝的其中之一與數個第二雷射脈衝的相應其中之一之間的延遲，前述第二雷射脈衝加熱由前述數個第一雷射脈衝的其中之一所產生的一目標雲霧團。

在一實施例中，EUV輻射源模組還包含一收集器，其被配置為收集和反射EUV輻射。在一個實施例中，EUV輻射源模組還包含一第五雷射光源，其配置成產生一第三雷射光束，第三雷射光束係被引導到目標液滴的行進路徑上；以及另一監視器，被配置為接收由目標液滴反射的第三雷射光束。

在另一示例性的觀點，本揭露涉及一種紫外線(EUV)微影系統。EUV微影系統包括一輻射源。輻射源包含一目標液滴產生器，其配置成產生複數個目標液滴；一第一雷射光源，被配置為產生複數個第一雷射脈衝，其加熱目標液滴以產生複數個目標雲霧團；一第二雷射光源，被配置為產生複數個第二雷射脈衝，其加熱目標雲霧團以產生電漿發射EUV輻射；一第三和一第四雷射光源，分別用於產生第一和第二雷射光束，它們被引導到目標雲霧團的行進路徑上，其中第一和第二雷射光束係為平行的；一監視器，被配置為接收由目標雲霧團反射的第一和第二雷射光束；一收集器，用於收集和反射EUV輻射。EUV微影系統亦包括一光罩台，其被配置為固定一EUV光罩；一晶圓台，用於固定一半導體晶圓；一個或複數個光學模組，被配置為引導來自輻射源的EUV輻射，以將EUV光罩上之定義的一積體電路(IC)圖案成像至半導體晶圓上。

於一實施例中，EUV微影系統還包括一控制器，控制器被配置為計算沿著第一雷射光脈衝行進的方向之目標雲霧團的一第一速度。在另一實施例中，控制器還被配置為基於一組數據計算第一速度，前述數據集包含第一和第二雷射光束之間的距離以及當由監視器接收時第一和第二雷射光束之間的延遲。在另一實施例中，前述組數據還包括第一和第二雷射光束的行進方向與目標液滴的另一行進方向之間的角度。在另一實施例中，控制器還被配置為至少基於第一速度調節第一雷射脈衝的能階。於又一實施例中，控制器被配置為調節數個第一雷射脈衝其中之一與數個第二雷射脈衝中的相應一個之間的一延遲，第二雷射脈衝加熱由數個第一雷射脈衝其中之一所產生的一目標雲霧團。

在又一示例性的觀點，本揭露涉及一種用於極紫外線(EUV)微影的方法。前述方法包括產生一目標液滴；藉由使用一第一雷射光源產生的一第一雷射脈衝加熱目標液滴以產生一目標雲霧團；將第一和第二雷射光束引導到目標雲霧團的行進路徑上，其中第一和第二雷射光束為平行；接收由目標雲霧團反射的第一和第二雷射光束；藉由一第二雷射光源產生的一第二雷射脈衝加熱目標雲霧團，產生EUV輻射電漿。

在一實施例中，前述方法還包括計算第一雷射光束被目標雲霧團反射的時間與第二雷射光束被目標雲霧團反射的時間之間的一延遲。在另一實施例中，前述方法更包括計算沿著第一雷射脈衝行進方向之目標雲霧團的第一速度。在另一實施例中，前述方法更包括調整第一雷射光源的一能階。又一實施例中，前述方法更包括調整第一雷射光源和第二雷射光源之間的一觸發延遲。

前述內文概述了許多實施例的特徵，使本技術領域中具有通常知識者可以從各個方面更佳地了解本發明實施例。本技術領域中具有通常知識者應可理解，且可輕易地以本發明實施例為基礎來設計或修飾其他製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到與在此介紹的實施例等相同之優點。本技術領域中具有通常知識者也應了解這些相等的結構並未背離本發明實施例的發明精神與範圍。在不背離本發明實施例的發明精神與範圍之前提下，可對本發明實施例進行各種改變、置換或修改。