CN109799683B - 在微影曝光制程中产生光的方法及光源 - Google Patents

Abstract

本公开部分实施例提供一种在一微影曝光制程中产生光的方法及光源。上述方法包括利用一燃料标靶产生器产生多个标靶。上述方法还包括测量标靶的一者通过在一移动路径上的两个检测位置的一时间。上述方法也包括利用一激光产生器激发一标靶，以产生发出光的等离子体。另外，上述方法包括当所测量的时间相异于一既定数值时，根据所测量的时间，调整燃料标靶产生器或激光产生器的至少一参数。

Description

在微影曝光制程中产生光的方法及光源

技术领域

本发明部分实施例涉及一种半导体晶圆加工方法及设备，特别涉及一种在微影(光刻)曝光制程中产生光的方法及产生光的光源。

背景技术

半导体集成电路工业已历经蓬勃发展的阶段。集成电路材料及设计在技术上的进步使得每一代生产的集成电路变得比先前生产的集成电路更小且其电路也变得更复杂。在集成电路发展的进程中，功能性密度(例如：每一个芯片区域中内连接装置的数目)已经普遍增加，而几何尺寸(例如：制程中所能创造出最小的元件(或线路))则是普遍下降。这种微缩化的过程通常可通过增加生产效率及降低相关支出提供许多利益。

举例来说，对于使用较高分辨率的微影制程的需求成长。一种微影技术被称为极紫外光微影技术(extreme ultraviolet lithography，EUVL)，这种技术利用了使用波长范围约在1-100纳米的极紫外光的扫描器。一些极紫外光扫描器提供了四倍缩小投影印刷(reduction projection printing)，类似于一些光学扫描器，差异仅在于极紫外光扫描器使用了反射式而非折射式光学系统，也就是使用了反射镜而非透镜。

虽然现有的产生极紫外光的方法及装置已经可足以应付其需求，然而仍未全面满足。因此，仍需要一种从输入能量增加能源转换效率予离子化的解决方案。

发明内容

本发明部分实施例提供一种在一微影曝光制程中产生光的方法。上述方法包括利用一燃料标靶产生器产生多个标靶。上述方法还包括测量所述多个标靶的一者通过在一移动路径上的两个检测位置的一时间。上述方法也包括利用一激光产生器激发一标靶，以产生发出光的等离子体。另外，上述方法包括当所测量的该时间相异于一既定数值时，根据所测量的该时间，调整该燃料标靶产生器或该激光产生器的至少一参数。

本发明部分实施例提供一种在一微影曝光制程中产生光的方法。上述方法包括利用一燃料标靶产生器产生多个标靶。上述方法包括还包括检测所述多个标靶的一流速。上述方法包括也包括当所检测的该流速相异于一既定数值时，根据所检测的该流速调整所述多个标靶的该流速。另外，上述方法包括对所述多个标靶照射至少一激光，以产生发出该光的等离子体。

本发明部分实施例提供一种在一微影系统内产生光的光源。上述光源包括配置用于产生沿一移动路径的多个标靶的一燃料标靶产生器。上述光源还包括配置用于测量所述多个标靶的一者通过两个检测位置的一时间的一监控装置。上述光源也包括配置用于产生至少一激光的一激光产生器，以允许所述多个标靶转变成等离子体。另外，上述光源包括一控制器。控制器是当所测量的该时间相异于一既定数值时，根据所测量的该时间，调整该燃料标靶产生器的一参数。

附图说明

图1显示根据一些实施例的微影系统的示意图。

图2显示根据一些实施例的光源的示意图。

图3显示根据一些实施例中当燃料标靶产生器产生标靶时的光源的部分的示意图。

图4显示根据一些实施例用于产生光的方法的流程图。

图5显示根据一实施例的检测器的检测结果的图表。

图6显示根据部分实施例的微影系统中的光源的示意图。

附图标记说明：

10～微影系统

12～光源

13～控制器

14～照明器

16～光罩平台

18～光罩

20～投影光学模块

22～半导体晶圆

24～基板平台

26～气体供应模块

30～燃料标靶产生器

31～容器

32～气体供应器

33～泵送气体

34～喷嘴

35～致动器

40～第一激光源

42～预脉冲激光

44～窗口

50～第二激光源

52～主要脉冲激光

54～窗口

60～激光产生等离子体收集器

70～监测装置

71～换能器

711～第一光发射器

712～第二光发射器

72～检测器

721～前表面

82～标靶

85～路径

90～方法

91-98～操作

D～距离

DP1～检测位置(第一检测位置)DP2～检测位置(第二检测位置)

L1～第一光束

L2～第二光束

LG～激光产生器

LP1～照射位置(第一照射位置)

LP2～照射位置(第二照射位置)

P～液滴间距

具体实施方式

以下公开内容提供许多不同的实施例或较佳范例以实施本公开的不同特征。当然，本公开也可以许多不同形式实施，而不局限于以下所述的实施例。以下公开内容配合附图详细叙述各个构件及其排列方式的特定范例，为了简化说明，使公开得以更透彻且完整，以将本公开的范围完整地传达予同领域熟悉此技术者。

在下文中所使用的空间相关用词，例如“在……下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，是为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中示出的方位之外，这些空间相关用词也意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，而在此所使用的空间相关用词也可依此相同解释。

必须了解的是，未特别图示或描述的元件可以本领域技术人士所熟知的各种形式存在。此外，若实施例中叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的情况，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使得上述第一特征与第二特征未直接接触的情况。

以下不同实施例中可能重复使用相同的元件标号及/或文字，这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。在附图中，结构的形状或厚度可能扩大，以简化或便于标示。

本发明所描述的先进光微影制程，方法和材料可用于许多应用，包括鳍式场效应晶体管(FinFET)。举例而言，本发明内容适合图案化鳍片以在特征之间产生相对紧密的间隔。另外，可以根据本发明公开内容加工用于形成鳍式场效应晶体管的鳍片的隔离物。

图1显示根据一些实施例的微影系统10的示意图。一般而言，微影系统10也可为可执行微影曝光制程的一扫描器，且此微影曝光制程具有个别的放射源以及曝光模式。

根据一些实施例，微影系统10包括一光源12、一照明器14、一光罩平台16、一光罩18、一投影光学模块(或投影光学盒模块(projection optics box，POB))20、以及一基板平台24。微影系统10的元件可被添加或省略，本发明实施例不被所述实施例所限制。

光源12是配置来产生波长范围约在1纳米与100纳米之间的放射线(radians)。在一个特定的例子中，光源12产生一波长集中在约13.5纳米的极紫外光光线。相应地，光源12也称为极紫外光光源。然而，应当理解的是，光源12并不限定于发出极紫外光光线。光源12可以被利用来从激发靶材施行任何高强度光子的放射(high-intensity photonemission)。

在各种实施例中，照明器14包含各种折射式光学元件，例如单一透镜或具有多重透镜(波域片)的透镜系统，或可替代地为包含各种反射式光学元件(符合极紫外微影系统使用)，例如单一反射镜或具有多重反射镜的反射镜系统，借此将光线由光源12导向一光罩平台16上，特别是导向一固定于光罩平台16上的光罩18。于本实施例中，反射式光学系统被使用于光源12产生极紫外光波长范围中的光线的位置。

光罩平台16是配置来固定光罩18。在一些实施例中，光罩平台16包含了一静电吸盘(e-chuck)来固定光罩18。这是因为气体分子吸收了极紫外光光线，且用于极紫外光微影图案化(EUV lithography patterning)的微影系统维持在一个真空的环境下以避免极紫外光的强度损失。于本发明实施例中，光罩、光掩模、以及光盘等用语可互换使用。

于本实施例中，光罩18为一反射式光罩。光罩18的一种示范性结构包含具有合适材料的一基板，前述合适材料例如一低热膨胀材料(low thermal expansion material，LTEM)或熔凝石英(fused quartz)。在各种例子中，低热膨胀材料包含掺杂有二氧化硅的二氧化钛，或者其他低热膨胀的合适材料。光罩18包含有多个沉积在基板上的反射多层(reflective multiple layers(ML))。

这种多层包含多个薄膜对，如钼-硅薄膜对(例如是每一个薄膜对中具有一钼层在一硅层的上面或下面)。另外，这种多层可包含钼-铍薄膜对，或者是其余可配置来高度反射极紫外光的合适材料。光罩18还可包含一用以保护的覆盖层，如钌(Ru)，其设置在前述多层上。光罩18还包含一吸收层，如氮化钽硼(tantalum boron nitride，TaBN)层，其沉积在前述多层上。吸收层被图案化以定义出集成电路的一层体。或者，另一反射层可沉积在前述多层上，并被图案化以定义出一集成电路的层，从而形成一极紫外光相位偏移遮罩(EUVphase shift mask)。

投影光学模块(或投影光学盒模块)20是配置来将光罩18的图案映像(imaging)至一半导体晶圆22上，其中前述半导体晶圆22固定于微影系统10的基板平台24上。在一些实施例中，投影光学盒模块20具有折射式光学系统(例如给紫外线微影系统使用的)、或者替代地在各种实施例中具有反射式光学系统(例如给极紫外微影系统使用的)。从光罩18导引来的光线被投影光学盒模块20所收集，且前述光线带有定义在光罩上的图案的映像(image)。照明器14与投影光学盒模块20两者合称为微影系统10的光学模块。

于本实施例中，半导体晶圆22可由硅或其他半导体材料制成。可选的或附加的，半导体晶圆22可包含其他元素半导体材料，例如锗。在一些实施例中，半导体晶圆22由复合半导体制成，例如碳化硅(silicon carbide，SiC)、砷化钾(gallium arsenic，GaAs)、砷化铟(indium arsenide，InAs)、或磷化铟(indium phosphide，InP)。在一些实施例中，半导体晶圆22由合金半导体制成，例如硅锗(silicon germanium，SiGe)、硅锗碳(silicongermanium carbide，SiGeC)、砷磷化镓(gallium arsenic phosphide，GaAsP)、或磷化铟镓(gallium indium phosphide，GaInP)。在一些实施例中，半导体晶圆22可为绝缘层上覆硅(silicon-on-insulator，SOI)或绝缘层上覆锗(germanium-on-insulator，GOI)基板。

此外，半导体晶圆22可具有各种装置元件。所述装置元件举例来说是形成于半导体晶圆22中，包括晶体管(例如金属氧化物半导体场效晶体管(metal oxidesemiconductor field effect transistors，MOSFET)、互补式金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)晶体管、双极性接面型晶体管(bipolar junction transistors，BJT)、高压晶体管(high voltage transistors)、高频晶体管(high-frequency transistors)、P通道及/或N通道场效晶体管(p-channel and/orn-channel field-effect transistors，PFETs/NFETs)等)、二极管、及/或其他合适的元件。可执行各种制程来形成装置元件，例如沉积、蚀刻、植入、光刻、退火、及/或其他合适的制程。在一些实施例中，半导体晶圆22上涂有感光于本实施例的极紫外光光线的一光阻(光刻胶)层。包含前述元件的各种元件被整合在一起且可操作来执行微影曝光制程。

微影系统10可进一步包含其他模块、或者是整合于(或耦合于)其他模块。于本实施例中，微影系统10包含一气体供应模块26，其被设计来提供氢气给光源12。氢气可帮助降低在光源12的污染。

图2显示根据一些实施例的光源12的示意图。光源12使用了一双脉冲激光产生等离子体(laser produced plasma，LPP)机构来生成等离子体，且进一步地由等离子体生成极紫外光光线。

在一些实施例中，光源12包括一控制器13、一燃料标靶产生器30、一激光产生器LG、以及一激光产生等离子体收集器60。光源12的前述元件可被置于真空中。应当理解的是，光源12的元件可增加或省略，本发明实施例不被所述实施例所限制。

燃料标靶产生器30配置以产生多个标靶82。在部分实施例中，燃料标靶产生器30包括用于容纳标靶材料(未图示)的容器31和气体供应器32。气体供应器32连接到容器31，并被配置成将泵送气体33供应到容器31中。泵送气体33增加容器31中的压力，以迫使容置在容器31中标靶材料离开燃料标靶产生器30并驱动标靶82的流动。

在部分实施例中，来自燃料标靶产生器30的标靶82的流速是燃料标靶产生器30中泵送气体33的压力的函数。例如，当容器31中的泵送气体33的压力增加时，标靶82流动得更快，并且当容器31中的泵送气体33的压力降低时，标靶82流动得更慢。

在部分实施例中，燃料标靶产生器30还包括喷嘴34及致动器35。喷嘴34连接到容器31用于分配标靶82，致动器35围绕喷嘴。致动器35，例如包括压电材料。致动器35根据来自控制器13的控制信号在喷嘴34上施加力，以在一预定模式下供应标靶82。

例如，控制器13以给定的频率向致动器35提供电压，使致动器35在接收电压时按压喷嘴34，并且在未接收到电压时停止按压喷嘴34。如此一来，喷嘴34可将多个微液滴形式的标靶82供应到激发区81中。在部分其他实施例中，两个相邻标靶82之间的液滴间距和/或直径的控制是与供应至致动器35的电压频率相关。

在一个实施例中，标靶82是锡(Sn)液滴。在一特定实施例中，标靶82各自具有约30微米(μm)的直径。在一特定实施例中，标靶82以大约50千赫兹(kHz)的速率产生并且以大约70米每秒(m/s)的速度被导入光源12中的激发区81。其他材料也可用于标靶82，诸如含锡液体材料(如：含锡、锂(Li)和氙(Xe)的共晶合金)。标靶82可以为固态或液态。

激光产生器LG配置以产生至少一个激光以允许标靶82转换成等离子体。在部分实施例中，激光产生器LG包括第一激光源40和第二激光源50。第一激光源40是配置来产生预脉冲激光42。第二激光源40是配置来产生主要脉冲激光52。预脉冲激光42用来加热(或预热)标靶82，以产生一低密度的标靶雾，此低密度的标靶雾接着再被主要脉冲激光52照射，产生更多的极紫外光光线放射。

于一实施例中，第一激光源40为一二氧化碳激光源。于另一实施例中，第一激光源40为一掺钕的钇铝石榴石(neodymium-doped yttrium aluminum garnet(Nd:YAG))激光源。于一实施例中，第二激光源50为一二氧化碳激光源。

在本实施例中，预脉冲激光42相较于主要脉冲激光52具有较低强度且较小的光点大小。在各种实施例中，预脉冲激光42具有约为100微米或小于100微米的光点尺寸，且主要脉冲激光52具有约为200至300微米的光点尺寸，例如225微米。预脉冲激光42和主要脉冲激光52被生成为具有一定的驱动功率以满足晶圆的批量生产(volume production)，例如每小时125片晶圆的生产量。举例而言，预脉冲激光42配备了约2千瓦的驱动功率，且主要脉冲激光52配备了约19千瓦的驱动功率。于各种实施例中，预脉冲激光42与主要脉冲激光52的总驱动功率至少为20千瓦，例如为27千瓦。然而，应当理解的是，许多变动和修改可以在本公开的实施例中进行。

预脉冲激光42和主要脉冲激光52被分别地导向穿过窗口(或透镜)44和54后进入激发区81并至设位于照射位置(第一照射位置)LP1与照射位置(第二照射位置)LP2的标靶82。窗口44和54采用了可让个别激光光束穿透的合适材质。由燃料标靶产生器30提供的标靶82的激发方法于后描述。

监测装置70配置以监测由燃料标靶产生器30供应的标靶82的状况。监测装置70包括换能器71和检测器72。换能器71配置为产生用于监视标靶82的状况的一个或多个检测信号，并且检测器72配置为接收由标靶82反射的检测信号。

在部分实施例中，如图3所示，换能器71包括两个光发射器，诸如第一光发射器711和第二光发射器712。第一光发射器711在标靶82的供应时间持续产生第一光束L1。第二光发射器712在标靶82的供应时间持续产生第二光束L2。第一光发射器711和第二光发射器712是配置使得检测位置(第一检测位置)DP1和检测位置(第二检测位置)DP2分别受第一光束L1和第二光束L2照射。第一光束L1和第二光束L2可以分别包括沿直线或曲线顺序布置的多个光束。在其他部分实施例中，第一光发射器711和第二光发射器712各自发出一单一光束至第一检测位置DP1和第二检测位置DP2。

在部分实施例中，第一检测位置DP1和第二检测位置DP2排列在标靶82移动的路径85上。第一检测位置DP1和第二检测位置DP2间隔距离D。距离D小于两个相邻标靶82之间的液滴间距P。距离D与液滴间距P之间的比率可以介于约0.1至约0.9之间。距离D与液滴间距P之间的比率可以介于约0.3至约0.5之间。第一光束L1和第二光束L2可以分别包括沿直线或曲线顺序排列的多个光束。在部分其他实施例中，第一光发射器711和第二光发射器712持续发出一单一光束。

第一光发射器711和第二光发射器712可以发射诸如具有约1070nm波长的激光的放射线。由第一光发射器711和第二光发射器712发射的放射线的驱动功率远小于预脉冲激光42和主要脉冲激光52的驱动功率。来自第一光发射器711和来自第二光发射器712的放射线可以不同或相同。例如，从第一光发射器711发射的放射线的波长比来自第二光发射器712的放射线的波长高，以提高检测精度。

检测器72与换能器71相邻排列，以在个别标靶82通过第一检测位置DP1和第二检测位置DP2时接收从第一检测位置DP1和第二检测位置DP2反射的光。在部分实施例中，用于接收信号的检测器72的前表面721不平行于移动路径85并且朝向燃料标靶产生器30。前表面721可以相对于移动路径85，使被反射的第一光束L1和被反射的第二光束L2垂直地投射在前表面721上。如此一来，可最大化第一光束L1和第二光束L2的检测强度，亦可最小化受预脉冲激光42和主要脉冲激光52影响所产生的噪声。

通过记录检测从第一检测位置DP1反射的光的时间并且通过记录检测到从第二检测位置DP2反射的光的时间，可以得到单个标靶82通过第一检测位置DP1和第二检测位置DP2的时间。在部分实施例中，检测器72电性连接到控制器13。检测器72将测量结果发送到控制器13用于进一步处理。

应当理解的是，上述实施例中虽然仅排列一个检测器72用于检测反射光，但是可以对本公开的实施例进行许多变化和修改。部分其他实施例中，两个检测器72被采用以接收从第一检测位置DP1和第二检测位置DP2反射的光。

另外，虽然图3中所示的实施例是使用光学信号(例如激光)来测量标靶传递的时间，但也可以使用其他技术来测量时间。例如，监视装置70可以包括照相机和图像分析器。照相机用于在通过第一检测位置DP1和第二检测位置DP2时捕捉标靶82的图像。单个标靶通过第一检测位置DP1和第二检测位置DP2的时间可以利用图像分析仪对所记录的图像进行分析而测量得到。

控制器13是配置来控制一或多个光源12的元件。在一些实施例中，控制器13是配置来驱动燃料标靶产生器30产生标靶82。另外，控制器13是配置来驱动第一激光源40和第二激光源50射出预脉冲激光42和主要脉冲激光52。在一些实施例中，预脉冲激光42和主要脉冲激光52受控制器13所控制而与标靶82的产生相关联，以使预脉冲激光42和主要脉冲激光52依序击中各个标靶82。并且，控制器13是配置来控制从气体供应器32供应至燃料标靶产生器30的泵送气体91，以改变标靶82自燃料标靶产生器30流出的流速。

控制器13可以是一计算机系统。在一个示例中，计算机系统包括能够与网络通信的网络通信设备或网络计算设备(例如，移动电话，手提电脑，个人电脑，网络服务器等)。根据本公开的实施例，计算机系统经由处理器执行特定操作，处理器执行包含在系统存储器组件中的一个或多个指令的一个或多个序列。

处理器可以包括信号处理器(digital signal processor，DSP)，微控制器(MCU)和中央处理单元(CPU)。系统存储器组件可以包括用于存储要由处理器执行的数据和/或指令的随机存取存储器(RAM)或另一动态存储设备或只读存储器(ROM)或其他静态存储设备。例如，系统存储器组件可以存储标靶的流速的既定数值，单个标靶通过两个检测位置的时间的既定数值，或者用于激光源的参数的可接受范围产生器。

图4显示根据一些实施例，用于产生光的方法90的流程图。为了说明，流程图会伴随着图1至图3、及图5的附图来叙述。在不同的实施例中，一些所述的步骤可以被替换或去除。

方法90包括操作91，其中多个标靶82通过迫使标靶材料离开燃料标靶产生器30而生成。在部分实施例中，图2所示的燃料标靶产生器30是配置用于产生标靶82。燃料标靶产生器30根据加工配方(processing recipe)产生具有适当材料、适当尺寸、适当频率和适当流速和方向的标靶82。

方法90还包括操作92，其中测量多个标靶82之一通过第一检测位置DP1和第二检测位置DP2的时间。在部分实施例中，操作92由监视装置70执行。如图3所示，来自换能器71的第一光束L1和第二光束L2分别在第一检测位置DP1和第二检测位置DP2上持续照射。

当多个标靶82之一在时间点t1经过第一检测位置DP1时，第一光束L1被标靶82反射并由检测器72检测。另外，当标靶82(如虚线所示)在时间点t2通过第二检测位置DP2时，第二光束L2被标靶82反射并由检测器72检测。

图5显示一实施例中检测器72的检测结果的图表。时间点t1与时间点t2之间的时间Δt可以通过将时间点t2减去时间点t1来测得。在部分实施例中，来自预脉冲激光42或主要脉冲激光52的辐射也由检测器72检测，并在时间点t3产生信号。此类噪声可以通过将检测器72适当放置或通过滤波技术来忽略具有小于I_min的强度的信号。

方法90还包括操作93，计算标靶82的流速。在部分实施例中，发送与时间Δt相关的数据至控制器13。控制器13将距离D(图3)除以所测量的时间Δt来计算标靶82的流速。接着，方法90继续至操作94，其中控制器13判断所算出的流速是否相异于预定加工配方的一既定数值。

当所算出的流速与预定加工配方的既定数值相同时，方法继续至操作95。在操作95中，激发标靶82以产生光。下方进一步说明一些实施例中用于激发标靶82的一方法。

首先，使用第一激光源40产生预脉冲激光42以扩展第一照射位置LP1处的标靶82。在受预脉冲激光42照射之前，标靶82具有圆形形状。在标靶82受预脉冲激光42照射之后，预脉冲激光42的一部分转换为动能以将标靶82变形为具有扁平形状的扩展标靶83，如图2所示。

接着，使用第二激光源50产生主要脉冲射束52以激发第二照射位置LP2处的扩展标靶83。主要脉冲射束52将扩散标靶83加热到预设温度。在此预设温度下，扩展标靶83中的标靶材料80释放其电子并变成发射光84的等离子体。

在部分实施例中，第一激光源40配置以在探测器72接收第一光束L1的时间间隔之后产生预脉冲激光42。由于标靶82以期望流速移动，并且由于第一检测位置DP1和第一照射位置LP1之间的一中间距离是固定的，因此可以通过将中间距离除以期望流速而获得一时间间隔。如此一来，当标靶82到达第一照射位置LP1时，标靶82可以被预脉冲激光42精确照射。

另一方面，当所计算的流速不同于预定加工配方的预设值时，方法90继续至操作96。在操作96中，调整激光产生器LG的参数。在部分实施例中，预脉冲激光42和主要脉冲激光52的点火时间或点火频率是由控制器13根据计算出的流速进行调整，进而在标靶一到达第一照射位置LP1和第二照射位置LP2时准确照射标靶82。

举例而言，当所算得的流速大于预定加工配方的既定数值时，即表示更多的标靶将通过第一照射位置LP1和第二照射位置LP2，而增加发射频率可以允许大部分的标靶82受到预脉冲激光42和主要脉冲激光52所照射。相反的，当所算得的流速小于预定加工配方的既定数值时，减少发射频率可以允许大部分的标靶82受到预脉冲激光42和主要脉冲激光52所照射。

在部分实施例中，在第一检测位置DP1与第二检测位置DP2之间的距离D固定的情况下，省略执行操作93，并且所测量的时间是与关连于一加工配方中的期望时间的既定数值进行比较。得注意的是，上述期望数值可以为一特定值、一数值范围或多个数值范围。

方法90还包括操作97，其中监视激光产生器LG的操作状态以确定激光产生器LG的调整是否在超出可接受范围。在部分实施例中，控制器13设定上限点火频率和下限点火频率。当与测得流速相关的期望点火频率在上限点火频率与下限点火之间的可接受范围内时，控制器13开始调整激光产生器LG，并且方法90继续至操作95。

另一方面，当与测得流速相关的期望的点火频率超出上限点火频率与下限点火频率之间的可接受范围时，控制器13可能不调整激光产生器LG到期望的点火频率，进而调整燃料标靶产生器30的至少一个参数(操作98)。这是因为使用高于上限发射频率的激光照射标靶82可能导致光源受碎片污染，而使用低于下限发射频率的激光照射标靶82可能导致光84的功率下降。

在部分实施例中，在操作98中，改变燃料标靶产生器30中的泵送气体33的压力，以对应调整来自燃料标靶产生器30的标靶82的流速。用于决定改变泵送气体33的压力的方法可以包括计算所测得的流速或所测量的时间与既定数值之间的差值。并且，上述方法还包括将计算出的差值与查找表(未示出)进行比较以决定所需增加或减少的压力量。

在部分其他实施例中，改变供应到致动器35的电压的频率，以对应调整用于产生标靶82的频率。通过调整燃料标靶产生器30的参数，预脉冲激光42和主要脉冲激光52可以以适当的角度和能量照射标靶82，以改善标靶转换至光的能量效率。

应当理解的是，虽然操作98在操作96和97之后执行，但本公开的实施例并不局限于此。在部分其他实施例中，省略操作96和97，并且当流速不同于既定数值时，操作98在操作94之后立即启动。或者，操作96和操作98可以同时执行。意即，通过同时调整激光产生器LG和燃料标靶产生器30的参数，调整标靶82的状态至期望的模式。

在部分其他实施例中，如果燃料标靶产生器30的调节参数超出可接受范围，则由控制器13发出警告信号。警告信号发送至燃料标靶产生器30以停止标靶82的供应。此外，警告信号触发警报设备(例如：图中未示出的警告灯或警告钟)的操作以呼叫人员执行维护程序。

方法90可以在微影曝光制程开始之前执行。或者，方法90可以在由微影系统10加工既定数量的半导体晶圆后周期性的执行。或者，方法90可以在微影曝光制程时间执行。

图6显示根据部分实施例的微影系统中的光源12a的示意图。在图6所示的实施例中，与图2所示类似的元件施予相同的标号，并且其特征不再重复以求简洁。光源12a和光源12之间的差异包括光源12a包括两个监测装置70。额外增加的监测装置70是配置以检测扩展标靶83的状况。

在部分实施例中，额外增加的监测装置70除了检测扩展标靶83的流速外更检测扩展标靶的其他参数。例如，通过计算由额外增加的监测装置70接收反射光束的持续时间，以检测扩展标靶83的长度。利用此类关于扩展标靶83的附加信息，主要脉冲激光52可以更精确照射扩展标靶83，以实现更高的功率转换。

本公开多个实施例提供在微影曝光制程中产生光的方法。光源的参数是根据标靶在微影曝光制程进行中的信息进行调整。于是，光转换效率进而提升，并且微影系统受碎片(debris)污染的状况也因此减少。

本发明部分实施例提供一种在一微影曝光制程中产生光的方法。上述方法包括利用一燃料标靶产生器产生多个标靶。上述方法还包括测量标靶的一者通过在一移动路径上的两个检测位置的一时间。上述方法也包括利用一激光产生器激发一标靶，以产生发出光的等离子体。另外，上述方法包括当所测量的时间相异于一既定数值时，根据所测量的时间，调整燃料标靶产生器或激光产生器的至少一参数。

在上述实施例中，测量时间的操作包括照射一第一光束以及一第二光束至两个检测位置；当标靶的一者通过两个检测位置时，接收自标靶所反射的光；以及测量自检测位置的一者检测反射光的时间点与自检测位置检测的另一者反射光的时间点之间的时间。

在上述实施例中，自燃料标靶产生器所产生的标靶以一液滴间距分离，并且在两个检测位置之间的一距离是小于液滴间距。

在上述实施例中，利用激光产生器激发标靶的操作包括照射一预脉冲激光在标靶以扩展标靶。并且，两个检测位置是位于燃料标靶产生器以及一照射位置之间，照射位置为预脉冲激光对焦的位置。

在上述实施例中，激发标靶以产生等离子体的操作包括：在一第一照射位置上，对标靶照射一预脉冲激光以扩展标靶；在一第二照射位置上，对已扩展的标靶照射一主要脉冲激光，以产生等离子体；两个检测位置位于第一照射位置与第二照射位置之间。

在上述实施例中，根据所测量的时间对燃料标靶产生器进行调整的参数包括自燃料标靶产生器所产生的标靶的一流速。

在上述实施例中，根据所测量的时间对激光产生器而进行调整的参数包括用于照射标靶的一激光的产生频率。

本发明部分实施例提供一种在一微影曝光制程中产生光的方法。上述方法包括利用一燃料标靶产生器产生多个标靶。上述方法包括还包括检测标靶的一流速。上述方法包括也包括当所检测的流速相异于一既定数值时，根据所检测的流速调整标靶的流速。另外，上述方法包括对标靶照射至少一激光，以产生发出光的等离子体。

在上述实施例中，检测标靶的流速的操作包括：分别照射一第一光束以及一第二光束至在一移动路径上的一第一检测位置及一第二检测位置；当标靶的一者通过两个检测位置时，接收自标靶所反射的光；测量自第一检测位置检测反射光的时间与自第二检测位置检测反射光的时间的一时间差；以及将位于第一检测位置与第二检测位置之间的一距离除上所测量的时间差，以决定流速。

在上述实施例中，上述方法还包括将一中间距离除上所检测的流速以计算一时间间隔，其中中间距离位于第一检测位置与一照射位置之间，在照射位置标靶为激光所照射。激光是在检测到标靶在第一检测位置所反射的光之后的时间间隔而驱动。

在上述实施例中，自燃料标靶产生器所供应的标靶以一液滴间距分离，并且在第一检测位置与第二检测位置之间的一距离是小于液滴间距。

在上述实施例中，对标靶照射至少一激光的操作包括对标靶照射一预脉冲激光以扩展标靶；以及对已扩展的标靶照射一主要脉冲激光，以产生发出光的等离子体。标靶的流速是在标靶通过预脉冲激光扩展之前进行检测。或者，标靶的流速是在标靶通过预脉冲激光扩展之后并在标靶受主要脉冲激光照射以前进行检测。

本发明部分实施例提供一种在一微影系统内产生光的光源。上述光源包括配置用于产生沿一移动路径的多个标靶的一燃料标靶产生器。上述光源还包括配置用于测量标靶的一者通过两个检测位置的一时间的一监控装置。上述光源也包括配置用于产生至少一激光的一激光产生器，以允许标靶转变成等离子体。另外，上述光源包括一控制器。控制器是当所测量的时间相异于一既定数值时，根据所测量的时间，调整燃料标靶产生器的一参数。

在上述实施例中，激光产生器包括：一第一激光源，配置用于产生一预脉冲激光以在一第一照射位置扩展标靶；以及一第二激光源，较第一激光源远离燃料标靶产生器放置，并配置用于产生一主要脉冲激光以在一第二照射位置激发已扩展的标靶。两个检测位置位于燃料标靶产生器以及第一照射位置之间。或者，两个检测位置位于第一照射位置与第二照射位置之间。

在上述实施例中，光源还包括：一第一光发射器及一第二光发射器，配置以在标靶到达两个检测位置时受来自第一光发射器与第二光发射器所发出的光所照射；以及一检测器，配置用于接收当标靶通过两个检测位置时，由标靶所反射的光。时间是以检测来自两个检测位置的光的时间差所决定。

在上述实施例中，气体供应器配置用于供应一泵送气体进入至燃料标靶产生器以产生标靶，并且燃料标靶产生器根据时间所调整的参数包括在燃料标靶产生器内泵送气体的压力。

在上述实施例中，激光产生器包括：一第一激光源，配置用于产生一预脉冲激光以扩展标靶；以及一第二激光源，较第一激光源远离燃料标靶产生器放置，并配置用于产生一主要脉冲激光以激发已扩展的标靶。控制器更配置用于根据所测量的时间来控制第一激光源或第二激光源的发射时间。

以上虽然详细描述了实施例及它们的优势，但应该理解，在不背离所附权利要求限定的本公开的构思和范围的情况下，对本公开可作出各种变化、替代和修改。此外，本申请的范围不旨在限制于说明书中所述的制程、机器、制造、物质组成、工具、方法和步骤的特定实施例。作为本领域的普通技术人员将容易地从本公开中理解，根据本公开，可以利用现有的或今后将被开发的、执行与在本公开所述的对应实施例基本相同的功能或实现基本相同的结果的制程、机器、制造、物质组成、工具、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将这些制程、机器、制造、物质组成、工具、方法或步骤包括它们的范围内。此外，每一个权利要求构成一个单独的实施例，且不同权利要求和实施例的组合都在本公开的范围内。

Claims (19)

1.一种在微影曝光制程中产生光的方法，包括：

利用一燃料标靶产生器产生多个标靶；

利用一第一监控装置测量所述多个标靶的一者通过在一移动路径上的两个检测位置的一时间；

利用一激光产生器激发一标靶，以产生发出光的等离子体，其中利用该激光产生器激发所述多个标靶的操作包括照射一预脉冲激光在所述多个标靶以扩展所述多个标靶；

利用一第二监控装置在该第一监控装置测量该时间之后检测多个扩展标靶的状态；

当所测量的该时间相异于一既定数值时，根据所测量的该时间以及所述多个扩展标靶的状态，调整该激光产生器的至少一参数；

其中该第一监控装置包含一第一换能器以及一第一检测器，该第一换能器配置以产生一检测信号至所述多个标靶的一者，该第一检测器配置以接收由所述多个标靶的该者反射的该检测信号，并且该第一换能器以及该第一检测器位于该移动路径的相同侧；

其中该第一监控装置以及该第二监控装置沿着一第一方向排列，并且该第一方向平行于该移动路径。

2.如权利要求1所述的在微影曝光制程中产生光的方法，其中测量该时间的操作包括：

照射一第一光束以及一第二光束至该两个检测位置；

当所述多个标靶的一者通过该两个检测位置时，接收自该标靶所反射的光；以及

测量自该检测位置的一者检测反射光的时间点与自该检测位置检测的另一者反射光的时间点之间的时间。

3.如权利要求1所述的在微影曝光制程中产生光的方法，其中自该燃料标靶产生器所产生的所述多个标靶以一液滴间距分离，并且在该两个检测位置之间的一距离是小于该液滴间距。

4.如权利要求1所述的在微影曝光制程中产生光的方法，其中，该两个检测位置是位于该燃料标靶产生器以及一照射位置之间，该照射位置为该预脉冲激光对焦的位置。

5.如权利要求1所述的在微影曝光制程中产生光的方法，其中该预脉冲激光在一第一照射位置上照射所述多个标靶以扩展所述多个标靶，并且激发所述多个标靶以产生等离子体的操作还包括：

在一第二照射位置上，对已扩展的所述多个标靶照射一主要脉冲激光，以产生该等离子体；

其中该两个检测位置位于该第一照射位置与该第二照射位置之间。

6.如权利要求1所述的在微影曝光制程中产生光的方法，其中根据所测量的该时间对该燃料标靶产生器进行调整的该参数包括自该燃料标靶产生器所产生的所述多个标靶的一流速。

7.如权利要求1所述的在微影曝光制程中产生光的方法，其中根据所测量的该时间对该激光产生器而进行调整的该参数包括用于照射所述多个标靶的一激光的产生频率。

8.一种在微影曝光制程中产生光的方法，包括：

利用一燃料标靶产生器产生多个标靶；

利用一第一监控装置检测所述多个标靶的一流速；

当所检测的该流速相异于一既定数值时，根据所检测的该流速调整所述多个标靶的该流速；

利用一激光产生器对所述多个标靶照射至少一激光，以产生发出该光的等离子体，其中利用该激光产生器对所述多个标靶照射所述至少一激光的操作包括对所述多个标靶照射一预脉冲激光以扩展所述多个标靶；

利用一第二监控装置在该第一监控装置检测该流速之后检测多个扩展标靶的状态；以及

根据所检测的该流速以及所述多个扩展标靶的状态，调整该激光产生器的一参数；

其中检测该标靶的该流速的操作包括：

通过该第一监控装置的一换能器分别照射一第一光束以及一第二光束至在一移动路径上的一第一检测位置及一第二检测位置，其中该换能器包括一第一光发射器以及一第二光发射器，分别发出该第一光束以及该第二光束；

当所述多个标靶的一者通过该两个检测位置时，利用该第一监控装置的一检测器接收自该标靶所反射的光；

测量自该第一检测位置检测反射光的时间与自该第二检测位置检测反射光的时间的一时间差；以及

将位于该第一检测位置与该第二检测位置之间的一距离除上所测量的该时间差，以决定该流速；

其中该换能器以及该检测器位于该移动路径的相同侧；

其中该第一监控装置以及该第二监控装置沿着一第一方向排列，并且该第一方向平行于该移动路径。

9.如权利要求8所述的在微影曝光制程中产生光的方法，还包括：

将一中间距离除上所检测的该流速以计算一时间间隔，其中该中间距离位于该第一检测位置与一照射位置之间，在该照射位置所述多个标靶为该激光所照射；

其中该激光是在检测到该标靶在该第一检测位置所反射的光之后的该时间间隔而驱动。

10.如权利要求8所述的在微影曝光制程中产生光的方法，其中自该燃料标靶产生器所供应的所述多个标靶以一液滴间距分离，并且在该第一检测位置与该第二检测位置之间的该距离是小于该液滴间距。

11.如权利要求8所述的在微影曝光制程中产生光的方法，其中对所述多个标靶照射至少一激光的操作还包括：

对已扩展的所述多个标靶照射一主要脉冲激光，以产生发出光的该等离子体；

其中所述多个标靶的流速是在所述多个标靶通过该预脉冲激光扩展之前进行检测。

12.如权利要求8所述的在微影曝光制程中产生光的方法，其中照射至少一激光在所述多个标靶的操作还包括：

对已扩展的所述多个标靶照射一主要脉冲激光，以产生发出光的该等离子体；

其中所述多个标靶的流速是在所述多个标靶通过该预脉冲激光扩展之后并在所述多个标靶受该主要脉冲激光照射以前进行检测。

13.一种在一微影系统内产生光的光源，包括：

一燃料标靶产生器，配置用于产生沿一移动路径的多个标靶；

一第一监控装置，配置用于测量所述多个标靶的一者通过两个检测位置的一时间；

一激光产生器，配置用于产生一预脉冲激光以扩展所述多个标靶以及产生至少一激光，以允许所述多个标靶转变成等离子体；

一第二监控装置，配置用于在该第一监控装置检测该时间之后检测多个扩展标靶的长度；以及

一控制器，配置用于当所测量的该时间相异于一既定数值时，根据所测量的该时间以及所述多个扩展标靶的长度，调整该燃料标靶产生器以及该激光产生器的一参数；

其中该第一监控装置包含一第一换能器以及一第一检测器，该第一换能器配置以产生一检测信号至所述多个标靶的一者，该第一检测器配置以接收由所述多个标靶的该者反射的该检测信号，并且该第一换能器以及该第一检测器位于该移动路径的相同侧；

其中该第一监控装置以及该第二监控装置沿着一第一方向排列，并且该第一方向平行于该移动路径。

14.如权利要求13所述的光源，其中该两个检测位置之间的距离小于所述多个标靶中相邻二者之间的一液滴间距。

15.如权利要求13所述的光源，其中该激光产生器包括：

一第一激光源，配置用于产生该预脉冲激光以在一第一照射位置扩展所述多个标靶；

其中该两个检测位置是位于该燃料标靶产生器以及该第一照射位置之间。

16.如权利要求13所述的光源，其中该激光产生器包括：

一第一激光源，配置用于产生该预脉冲激光以在一第一照射位置扩展所述多个标靶；

一第二激光源，较该第一激光源远离该燃料标靶产生器放置，并配置用于产生一主要脉冲激光以在一第二照射位置激发已扩展的所述多个标靶；

其中该两个检测位置位于该第一照射位置与该第二照射位置之间。

17.如权利要求13所述的光源，其中，

该第一换能器包含一第一光发射器及一第二光发射器，是配置以在所述多个标靶到达该两个检测位置时受来自该第一光发射器与该第二光发射器所发出的光所照射；

其中该第一检测器，配置用于接收当所述多个标靶通过该两个检测位置时，由所述多个标靶所反射的光；

其中该时间是以检测来自该两个检测位置的光的时间差所决定。

18.如权利要求13所述的光源，还包括一气体供应器，该气体供应器配置用于供应一泵送气体进入至该燃料标靶产生器以产生所述多个标靶；

其中该燃料标靶产生器根据该时间所调整的参数包括在该燃料标靶产生器内该泵送气体的压力。

19.如权利要求13所述的光源，其中该激光产生器包括：

一第一激光源，配置用于产生该预脉冲激光以扩展所述多个标靶；以及

一第二激光源，较该第一激光源远离该燃料标靶产生器放置，并配置用于产生一主要脉冲激光以激发已扩展的所述多个标靶；

其中该控制器更配置用于根据所测量的时间来控制该第一激光源或该第二激光源的发射时间。

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