遠(yuǎn)紫外光刻收集器污染減少的制作方法
【專利摘要】遠(yuǎn)紫外(EUV)輻射源模塊包括目標(biāo)液滴發(fā)生器、第一激光源和第二激光源。目標(biāo)液滴發(fā)生器配置為生成多個(gè)目標(biāo)液滴。第一激光源配置為生成多個(gè)第一激光脈沖，第一激光脈沖在相應(yīng)的激發(fā)位置處加熱目標(biāo)液滴，從而生成多個(gè)目標(biāo)羽流。目標(biāo)液滴的至少一個(gè)在與其他目標(biāo)液滴不同的激發(fā)位置處被加熱。第二激光源配置為生成多個(gè)第二激光脈沖，第二激光脈沖加熱目標(biāo)羽流，從而生成發(fā)射EUV輻射的等離子體。本發(fā)明的實(shí)施例還涉及遠(yuǎn)紫外光刻收集器污染減少。
【專利說明】遠(yuǎn)紫外光刻收集器污染減少
[0001]優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)
[0002]本申請(qǐng)要求2015 年 4 月 30 日提交的標(biāo)題為“Extreme Ultrav1let LithographyCollector Contaminat1n Reduct1n”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第62/155，111號(hào)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實(shí)施例涉及遠(yuǎn)紫外光刻，更具體地，涉及遠(yuǎn)紫外光刻收集器污染減少。
【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了指數(shù)增長(zhǎng)。IC材料和設(shè)計(jì)中的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)產(chǎn)生了多代1C，其中，每一代IC都具有比前一代更小和更復(fù)雜的電路。在IC演化的過程中，功能密度(即，每芯片面積的互連器件的數(shù)量)通常已經(jīng)增大，而幾何尺寸(即，使用制造工藝可以產(chǎn)生的最小組件(或線))已經(jīng)減小。這種按比例縮小工藝通常通過提高生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本來提供益處。這些按比例縮小也已經(jīng)增大了 IC處理和制造的復(fù)雜度。
[0005]例如，實(shí)施更高分辨率的光刻工藝的需求增長(zhǎng)。一種光刻技術(shù)是遠(yuǎn)紫外光刻(EUVL)。EUVL采用使用遠(yuǎn)紫外(EUV)區(qū)的光的掃描儀，遠(yuǎn)紫外區(qū)具有約1-1OOnm的波長(zhǎng)。一些EUV掃描儀提供類似于一些光學(xué)掃描儀的4X縮小投影印刷，除了 EUV掃描儀使用反射光學(xué)而不是折射光學(xué)之外，即，反射鏡而不是透鏡。一種類型的EUV光源是激光等離子體(LPP)。LPP技術(shù)通過將高功率激光束聚焦在小錫液滴目標(biāo)上以形成發(fā)射EUV輻射的高度電離的等離子體而產(chǎn)生EUV光，EUV輻射具有13.5nm的最大發(fā)射的峰。然后EUV光由LPP收集器收集并且通過光學(xué)組件朝著光刻目標(biāo)(例如，晶圓)反射。由于顆粒、離子、輻射的碰撞和更嚴(yán)重的錫沉積，LPP收集器經(jīng)受損壞和退化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種遠(yuǎn)紫外(EUV)輻射源模塊，包括:目標(biāo)液滴發(fā)生器，配置為生成多個(gè)目標(biāo)液滴；第一激光源，配置為生成多個(gè)第一激光脈沖，所述第一激光脈沖加熱所述目標(biāo)液滴，從而生成多個(gè)目標(biāo)羽流，其中，所述目標(biāo)液滴的至少一個(gè)在與其他目標(biāo)液滴不同的激發(fā)位置處被加熱；以及第二激光源，配置為生成多個(gè)第二激光脈沖，所述第二激光脈沖加熱所述目標(biāo)羽流，從而生成發(fā)射EUV輻射的等離子體。
[0007]本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種EUV光刻系統(tǒng)，包括:輻射源，其中，所述輻射源包括:目標(biāo)液滴發(fā)生器，配置為生成多個(gè)目標(biāo)液滴；第一激光源，配置為生成多個(gè)第一激光脈沖，所述第一激光脈沖加熱所述目標(biāo)液滴，從而生成多個(gè)目標(biāo)羽流，其中，所述目標(biāo)液滴的至少一個(gè)在與其他目標(biāo)液滴不同的激發(fā)位置處被加熱；第二激光源，配置為生成多個(gè)第二激光脈沖，所述第二激光脈沖加熱所述目標(biāo)羽流，從而生成發(fā)射EUV輻射的等離子體；和收集器，配置為收集和反射所述EUV輻射；掩模工作臺(tái)，配置為固定EUV掩模；晶圓工作臺(tái)，配置為固定半導(dǎo)體晶圓；以及光學(xué)模塊，設(shè)計(jì)為導(dǎo)向來自所述輻射源的所述EUV輻射以將限定在所述EUV掩模上的集成電路(IC)圖案成像至所述半導(dǎo)體晶圓。
[0008]本發(fā)明的又一實(shí)施例提供了一種用于圖案化目標(biāo)的遠(yuǎn)紫外(EUV)光刻工藝，包括:將半導(dǎo)體晶圓裝載至EUV光刻系統(tǒng)，所述EUV光刻系統(tǒng)包括:輻射源，所述輻射源包括:目標(biāo)液滴發(fā)生器，配置為生成多個(gè)目標(biāo)液滴；第一激光源，配置為生成多個(gè)第一激光脈沖，所述第一激光脈沖加熱所述目標(biāo)液滴，從而生成多個(gè)目標(biāo)羽流；第二激光源，配置為生成多個(gè)第二激光脈沖，所述第二激光脈沖加熱所述目標(biāo)羽流，從而生成發(fā)射EUV輻射的等離子體；和收集器，配置為收集和反射所述EUV輻射；掩模工作臺(tái)，保持EUV掩模；晶圓工作臺(tái)，配置為固定所述半導(dǎo)體晶圓；以及光學(xué)模塊，設(shè)計(jì)為導(dǎo)向來自所述輻射源的所述EUV輻射以將限定在所述EUV掩模上的IC圖案成像至所述半導(dǎo)體晶圓；編程所述輻射源，使得所述目標(biāo)液滴和所述第一激光脈沖的生成與正常時(shí)序大體同步，但是所述第一激光脈沖的至少一個(gè)在與所述正常時(shí)序不同的時(shí)序處生成；以及通過所述EUV輻射曝光所述半導(dǎo)體晶圓。
【附圖說明】
[0009]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件未按比例繪制并且僅用于說明的目的。實(shí)際上，為了清楚的討論，各個(gè)部件的尺寸可以任意地增大或減小。
[0010]圖1是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的具有激光等離子體(LPP)EUV輻射源的EUV光刻系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖2是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的圖1的EUV光刻系統(tǒng)中的EUV輻射源的圖解視圖。
[0012]圖3示出了撞擊目標(biāo)液滴的不同激發(fā)位置的預(yù)脈沖激光，目標(biāo)液滴可以配置在圖2的EUV輻射源中。
[0013]圖4是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的圖1的EUV光刻系統(tǒng)中的EUV輻射源的圖解視圖。
[0014]圖5示出了根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的通過圖4的EUV輻射源的激光預(yù)脈沖的不同配置。
[0015]圖6是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的光刻工藝的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗Ｏ旅婷枋隽私M件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字符。該重復(fù)是為了簡(jiǎn)單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。
[0017]而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，以描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一個(gè)(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，而本文使用的空間相對(duì)描述符可以同樣地作相應(yīng)的解釋。
[0018]本發(fā)明通常涉及遠(yuǎn)紫外(EUV)光刻系統(tǒng)和方法。更具體地，涉及用于減輕激光等離子體(LPP)EUV輻射源中的收集器上的污染的裝置和方法。收集器(也稱為L(zhǎng)PP收集器或EUV收集器)是LPP EUV輻射源的重要組件。它收集和反射EUV輻射并且有助于整體EUV轉(zhuǎn)換效率。然而，由于顆粒、離子、輻射的碰撞和碎片沉積，收集器經(jīng)受損壞和退化。本發(fā)明的目標(biāo)針對(duì)減少LPP收集器上的碎片沉積，從而增加其使用壽命。
[0019]圖1是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的光刻系統(tǒng)10的示意圖和圖解視圖。光刻系統(tǒng)10也可以一般地稱為掃描儀，該掃描儀可用于以相應(yīng)的輻射源和曝光模式實(shí)施光刻曝光工藝。在本實(shí)施例中，光刻系統(tǒng)10是設(shè)計(jì)為通過EUV光(或EUV輻射)曝光光刻膠層的遠(yuǎn)紫外(EUV)光刻系統(tǒng)。光刻膠層是對(duì)EUV光敏感的材料。EUV光刻系統(tǒng)10采用輻射源12以生成EUV光，諸如具有介于約Inm和約10nm的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的EUV光。在一個(gè)特定實(shí)例中，輻射源12生成波長(zhǎng)集中在約13.5nm的EUV光。因此，輻射源12也稱為EUV輻射源12。在本實(shí)施例中，EUV輻射源12利用雙脈沖激光等離子體(LPP)的機(jī)制以生成EUV輻射，這將在后面進(jìn)一步描述。
[0020]光刻系統(tǒng)10也采用照明器14。在各個(gè)實(shí)施例中，照明器14包括各種折射光學(xué)組件，諸如單個(gè)透鏡或具有多個(gè)透鏡(波帶片)的透鏡系統(tǒng)，或可選地反射光學(xué)組件(用于EUV光刻系統(tǒng))，諸如單個(gè)反射鏡或具有多個(gè)反射鏡的反射鏡系統(tǒng)以將光從輻射源12導(dǎo)向至掩模工作臺(tái)16上，特別地是固定在掩模工作臺(tái)16上的掩模18。在本實(shí)施例中，其中輻射源12生成EUV波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，照明器14采用反射光學(xué)組件。
[0021]光刻系統(tǒng)10也包括配置為固定掩模18的掩模工作臺(tái)16。在一些實(shí)施例中，掩模工作臺(tái)16包括靜電卡盤(e-卡盤)以固定掩模18。這是因?yàn)闅怏w分子吸收EUV光，并且用于EUV光刻圖案化的光刻系統(tǒng)保持在真空環(huán)境中以避免EUV強(qiáng)度損失。在本發(fā)明中，掩模、光掩模和中間掩模的術(shù)語(yǔ)可以互換使用。在本發(fā)明中，光刻系統(tǒng)10是EUV光刻系統(tǒng)，并且掩模18是反射掩模。掩模18的一個(gè)示例性結(jié)構(gòu)包括具有合適的材料的襯底，諸如低熱膨脹材料(LTEM)或熔融石英。在各個(gè)實(shí)例中，LETM包括T12摻雜的S12或具有低熱膨脹的其他合適的材料。掩模18包括沉積在襯底上的多個(gè)反射多層(ML)。ML包括多個(gè)膜對(duì)，諸如鉬-硅(Mo/Si)膜對(duì)(例如，在每個(gè)膜對(duì)中，鉬層位于硅層之上或之下)?？蛇x地，ML可以包括鉬-鈹(Mo/Be)膜對(duì)或可配置為高度反射EUV光的其他合適的材料。掩模18還可以包括設(shè)置在ML上用于保護(hù)的諸如釕(Ru)的覆蓋層。掩模18還包括設(shè)置在ML上方的吸收層，諸如氮化鉭硼(TaBN)層。圖案化吸收層以限定集成電路(IC)的層?？蛇x地，另一反射層可以沉積在ML上方并且被圖案化以限定集成電路的層，從而形成EUV相移掩模。
[0022]光刻系統(tǒng)10也包括用于將掩模18的圖案成像在半導(dǎo)體襯底22上的投影光學(xué)模塊(或投影光學(xué)盒(POB)) 20，半導(dǎo)體襯底22固定在光刻系統(tǒng)10的襯底工作臺(tái)24上。在各個(gè)實(shí)施例中，POB 20具有折射光學(xué)組件(諸如用于UV光刻系統(tǒng))或可選地反射光學(xué)組件(諸如用于EUV光刻系統(tǒng))。從掩模18導(dǎo)向的光攜帶限定在掩模上的圖案的圖像，該光由POB 20收集。照明器14和POB 20共同稱為光刻系統(tǒng)10的光學(xué)模塊。
[0023]在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底22是半導(dǎo)體晶圓，諸如娃晶圓或?qū)⒈粓D案化的其他類型的晶圓。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底22涂布有對(duì)EUV光敏感的光刻膠層。包括上述那些的各種組件集成在一起并且可用于實(shí)施光刻曝光工藝。
[0024]光刻系統(tǒng)10還可以包括其他模塊或與其他模塊集成(或連接)。在本實(shí)施例中，光刻系統(tǒng)10包括設(shè)計(jì)為將氫氣提供至福射源12的氣體供應(yīng)模塊26。氫氣幫助減少福射源12中的污染。
[0025]圖2示出根據(jù)一些實(shí)施例的輻射源12的圖解視圖。輻射源12采用雙脈沖激光等離子體(LPP)機(jī)制以生成等離子體和由等離子體進(jìn)一步生成EUV光。
[0026]參照?qǐng)D2，輻射源12包括目標(biāo)液滴發(fā)生器30、第一激光源40、第二激光源50和LPP收集器36。目標(biāo)液滴發(fā)生器30生成多個(gè)目標(biāo)液滴32。在實(shí)施例中，目標(biāo)液滴32是錫(Sn)液滴。在實(shí)施例中，每個(gè)錫液滴32具有約30微米(μ m)的直徑。在實(shí)施例中，錫液滴32以約50千赫(kHz)的頻率生成并且以約70米每秒(m/s)的速度引入到輻射源12中的激發(fā)區(qū)31。其他材料也可以用于目標(biāo)液滴32，例如，含錫液體材料，諸如包含錫、鋰(Li)和氙(Xe)的共晶合金。
[0027]第一激光源40產(chǎn)生激光脈沖42。第二激光源50產(chǎn)生激光脈沖52。在本實(shí)施例中，激光脈沖42具有比激光脈沖52小的強(qiáng)度和小的光斑尺寸。激光脈沖42用于加熱(或預(yù)熱)目標(biāo)液滴32以產(chǎn)生低密度目標(biāo)羽流34，目標(biāo)羽流34隨后被激光脈沖52加熱(或重新加熱)，從而生成EUV光的增大的發(fā)射。在本發(fā)明中，激光脈沖42也稱為預(yù)脈沖，并且激光脈沖52是主脈沖。在各個(gè)實(shí)施例中，預(yù)脈沖42具有約100 μ m或更小的光斑尺寸，并且主脈沖52具有約200-300 μ m的光斑尺寸，諸如225 μ m。激光脈沖42和52生成為具有特定驅(qū)動(dòng)功率以實(shí)現(xiàn)晶圓批量生產(chǎn)，諸如每小時(shí)125個(gè)晶圓的生產(chǎn)量。在實(shí)施例中，第一激光脈沖42配備有約2千瓦(kW)驅(qū)動(dòng)功率，而第二激光脈沖52配備有約19kW驅(qū)動(dòng)功率。在各個(gè)實(shí)施例中，第一激光脈沖42和第二激光脈沖52的總驅(qū)動(dòng)功率為至少20kW，諸如27kW。在實(shí)施例中，第一激光源40是二氧化碳(CO2)激光源。在另一實(shí)施例中，第一激光源40是釹摻雜的釔鋁柘榴石(Nd = YAG)激光源。在實(shí)施例中，第二激光源50是0)2激光源。
[0028]預(yù)脈沖42和主脈沖52通過窗口(或透鏡)44和54分別導(dǎo)向至激發(fā)區(qū)31內(nèi)。窗口 44和54采用對(duì)相應(yīng)的激光束基本上透明的合適的材料。預(yù)脈沖42和主脈沖52的生成與目標(biāo)液滴32的生成同步。當(dāng)目標(biāo)液滴32移動(dòng)通過激發(fā)區(qū)31時(shí)，預(yù)脈沖42加熱目標(biāo)液滴32并且將它們轉(zhuǎn)化成低密度目標(biāo)羽流34。控制預(yù)脈沖42和主脈沖52之間的延遲以允許目標(biāo)羽流34形成和擴(kuò)展至最佳尺寸和幾何結(jié)構(gòu)。當(dāng)主脈沖52加熱目標(biāo)羽流34時(shí)，生成高溫等離子體。等離子體發(fā)射EUV輻射38，EUV輻射38由收集器36收集。收集器36還反射和聚焦EUV輻射38以用于光刻曝光工藝。在實(shí)施例中，液滴捕集器(未示出)安裝在與目標(biāo)液滴發(fā)生器30相對(duì)的位置處。液滴捕集器用于捕集過量的目標(biāo)液滴32。例如，一些目標(biāo)液滴32可能由激光脈沖42和52故意地錯(cuò)過。
[0029]收集器36設(shè)計(jì)為具有適當(dāng)?shù)耐繉硬牧虾托螤睿米饔糜贓UV收集、反射和聚焦的反射鏡。在一些實(shí)施例中，收集器36設(shè)計(jì)為具有橢圓幾何結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，收集器36的涂層材料類似于EUV掩模18的反射多層。在一些實(shí)例中，收集器36的涂層材料包括ML(諸如多個(gè)Mo/Si膜對(duì))并且還可以包括涂布在ML上的覆蓋層(諸如Ru)以基本上反射EUV光。在一些實(shí)施例中，收集器36還可以包括設(shè)計(jì)為有效散射導(dǎo)向在收集器36上的激光束的光柵結(jié)構(gòu)。例如，氮化硅層涂布在收集器36上并且被圖案化為具有光柵結(jié)構(gòu)。
[0030]在EUV光刻系統(tǒng)中，諸如EUV光刻系統(tǒng)10，EUV轉(zhuǎn)換效率是關(guān)鍵因素。由此，預(yù)脈沖42和主脈沖52以適當(dāng)?shù)慕嵌葘?dǎo)向目標(biāo)液滴32和目標(biāo)羽流34以用于最佳EUV轉(zhuǎn)換效率。例如，預(yù)脈沖42可以對(duì)準(zhǔn)以離位幾度(例如，5度)的角度與目標(biāo)液滴32相互作用。主脈沖52也與目標(biāo)羽流34適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)以用于最大轉(zhuǎn)換效率。
[0031]EUV光刻系統(tǒng)10中的另一因素是收集器36的使用壽命。在以上工藝期間，收集器36的反射表面經(jīng)受各種顆粒、離子和輻射的碰撞。隨著時(shí)間的進(jìn)行，由于顆粒累積、離子損壞、氧化、起泡等，收集器36的反射率退化。其中，顆粒(例如，錫碎片)沉積是主要因素。
[0032]減小收集器36的污染的一種方法是將氫氣引入激發(fā)區(qū)31內(nèi)和收集器36的反射表面附近的空間內(nèi)。在實(shí)施例中，通過氣體供應(yīng)模塊26 (圖1)提供氫氣。氫氣具有對(duì)EUV輻射的較少的吸收。到達(dá)收集器36的涂層表面(以及窗口 44和54)的氫氣與錫化學(xué)反應(yīng)以形成錫烷(SnH4),EUV生成工藝本身的氣體副產(chǎn)物。然后錫烷被抽出、丟棄?？梢钥蛇x地或額外地使用其他合適的氣體。然而，使用氫氣流不完全防止污染。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)觀察到，錫沉積趨于在收集器36上的特定斑點(diǎn)處發(fā)生，諸如圖2中的斑點(diǎn)37。這可以解釋如下。預(yù)脈沖42在特定位置處激發(fā)目標(biāo)液滴32 (稱為激發(fā)位置)。因此，通常為煎餅形狀的目標(biāo)羽流34定向?yàn)樘囟ǚ较?。由目?biāo)羽流34的特定定向生成的碎片在收集器表面上的特定斑點(diǎn)37處濺射相對(duì)較厚的錫碎片。在斑點(diǎn)37處的錫沉積的速率超出通過氫氣流的錫去除的速率，即使氫氣流可能足以保護(hù)收集器36的其他區(qū)域。結(jié)果，錫碎片在收集器36的特定斑點(diǎn)37處的反射表面上累積，從而產(chǎn)生低收集器反射率和顯著減小的收集器使用壽命。在以下部分中，公開了方法和裝置以進(jìn)一步減小錫污染。
[0033]參照?qǐng)D3，其中示出了目標(biāo)液滴32上的激發(fā)位置和產(chǎn)生的目標(biāo)羽流34的定向之間的相關(guān)性。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在不同的位置(相對(duì)于正常位置)處加熱目標(biāo)液滴32，可以控制產(chǎn)生的目標(biāo)羽流34的定向。例如，當(dāng)預(yù)脈沖42B在目標(biāo)液滴32B的中心處(激發(fā)位置60B約處于正常位置處)加熱目標(biāo)液滴32B時(shí)，產(chǎn)生的目標(biāo)羽流34B橫向定向(它的頭和尾處于正常位置)。當(dāng)預(yù)脈沖42A在目標(biāo)液滴32A的中心之上(激發(fā)位置60A位于60B之上)加熱目標(biāo)液滴32A時(shí)，產(chǎn)生的目標(biāo)羽流34A頭朝下并且尾向上定向。當(dāng)預(yù)脈沖42C在目標(biāo)滴32C的中心之下(激發(fā)位置60C位于60B之下)加熱目標(biāo)液滴32C時(shí)，產(chǎn)生的目標(biāo)羽流34C頭朝上并且尾向下定向。當(dāng)然，如本文中使用的“上”、“下”、“之上”和“之下”是相對(duì)的并且為了便于描述。
[0034]以上構(gòu)思用于和體現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面構(gòu)建的EUV輻射源12A(圖4)中。參照?qǐng)D4，EUV輻射源12A類似于EUV輻射源12。一個(gè)差別是EUV輻射源12A產(chǎn)生多重定向的目標(biāo)羽流34。換句話說，不是所有的目標(biāo)羽流34都定向?yàn)橄嗤姆较?。至少一個(gè)目標(biāo)羽流34A與其他目標(biāo)羽流34不同地定向。結(jié)果，當(dāng)主脈沖52加熱目標(biāo)羽流34A時(shí)，由此生成的顆粒(例如，錫碎片)趨于以與由目標(biāo)羽流34生成的那些不同的方向落下。這具有使顆?！吧㈤_”的作用，從而限制了收集器36上的任何特定斑點(diǎn)處的顆粒沉積的速率。結(jié)合該技術(shù)與氣流清洗方法，本發(fā)明的實(shí)施例能夠進(jìn)一步降低收集器36上的污染。
[0035]在實(shí)施例中，通過協(xié)調(diào)目標(biāo)液滴發(fā)生器30和第一激光源40使得預(yù)脈沖42在不同的激發(fā)位置處加熱目標(biāo)液滴32來生成多重定向的目標(biāo)羽流34。在實(shí)施例中，目標(biāo)液滴32以固定頻率(例如，50kHz)生成并且以固定的速度(例如，70m/s)移動(dòng)通過激發(fā)區(qū)31。第一激光源40是時(shí)控的，使得預(yù)脈沖42與目標(biāo)液滴32大體同步，但是至少一個(gè)預(yù)脈沖42在比正常時(shí)序更早或更遲的時(shí)序生成。這在圖5中進(jìn)一步示出。
[0036]參照?qǐng)D5，在實(shí)施例中，目標(biāo)液滴32 —次一個(gè)地生成，并且一連串的目標(biāo)液滴32移動(dòng)通過激發(fā)區(qū)31。如圖所示，第一目標(biāo)液滴在時(shí)間O處進(jìn)入激發(fā)區(qū)(相對(duì)來說)，第二目標(biāo)液滴在時(shí)間“t”，時(shí)間t是兩個(gè)目標(biāo)液滴之間的正常延遲，第三目標(biāo)液滴在時(shí)間“2t”，以此類推。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，第一激光源40配置為與目標(biāo)液滴大體同步地生成預(yù)脈沖42。圖5中示出了三個(gè)場(chǎng)景。
[0037]在場(chǎng)景A中，預(yù)脈沖42與目標(biāo)液滴32完全同步，并且兩個(gè)預(yù)脈沖42之間的延遲也是“t”。所有預(yù)脈沖42在相同的激發(fā)位置處加熱相應(yīng)的目標(biāo)液滴32。當(dāng)然，激發(fā)位置可以處于正常位置或離位。然而，產(chǎn)生的目標(biāo)羽流34是均勻地定向的(見圖3)。
[0038]在場(chǎng)景B中，預(yù)脈沖42與目標(biāo)液滴32大體同步，但是一個(gè)預(yù)脈沖42D比正常時(shí)序早生成時(shí)間AU。當(dāng)預(yù)脈沖42D加熱相應(yīng)的目標(biāo)液滴時(shí)，產(chǎn)生的目標(biāo)羽流將與其他目標(biāo)羽流不同地定向(見圖3)。
[0039]在場(chǎng)景C中，預(yù)脈沖42與目標(biāo)液滴32大體同步，但是一個(gè)預(yù)脈沖42E比正常時(shí)序遲生成時(shí)間At2。當(dāng)預(yù)脈沖42E加熱相應(yīng)的目標(biāo)液滴時(shí)，產(chǎn)生的目標(biāo)羽流將與其他目標(biāo)羽流不同地定向(見圖3)。
[0040]在實(shí)施例中，Δ tl和Δ t2的范圍由目標(biāo)液滴32的尺寸限制。它們可以受到目標(biāo)羽流34期望定向的范圍的進(jìn)一步限制，Atl和At2的范圍最終影響EUV輻射源12(和12A)的轉(zhuǎn)換效率。在實(shí)施例中，Atl和At2的范圍均限制于小于約100納秒(ns)。在實(shí)施例中，一些預(yù)脈沖42特意地配置在范圍之外，使得它們不加熱目標(biāo)液滴32。相應(yīng)的目標(biāo)液滴32也不被主脈沖52加熱，并且被保留用于EUV劑量邊緣的目的。這些目標(biāo)液滴32可以由以上描述的目標(biāo)液滴捕集器收集。
[0041]在實(shí)施例中，第二激光源50配置為與第一激光源40完全同步，即，在預(yù)脈沖42和相應(yīng)的主脈沖52之間存在固定的時(shí)間延遲。例如，如果第一激光源40配置為生成如場(chǎng)景B中所示的預(yù)脈沖42，則第二激光源50配置為使得與預(yù)脈沖42D相應(yīng)的主脈沖也比正常時(shí)序早生成AU。這確保主脈沖52適當(dāng)?shù)丶訜崮繕?biāo)羽流。
[0042]在實(shí)施例中，通過激光源40和50外部的一個(gè)或多個(gè)時(shí)序發(fā)生器控制生成預(yù)脈沖42和主脈沖52的時(shí)序。在另一實(shí)施例中，這樣的時(shí)序控制器內(nèi)置于(集成于)激光源40和50。
[0043]在實(shí)施例中，可以通過將延遲Atl和At2分級(jí)在它們的相應(yīng)的范圍內(nèi)來識(shí)別各個(gè)可接受的激發(fā)位置。在每個(gè)梯級(jí)中，可以實(shí)施驗(yàn)收測(cè)試。驗(yàn)收測(cè)試可以考慮諸如EUV轉(zhuǎn)換效率、碎片沉積的量、碎片沉積的尺寸和方向等的測(cè)量。在可接受的激發(fā)位置中，一些可以共同地選擇用于EUV光刻系統(tǒng)10。用于選擇多個(gè)激發(fā)位置的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是整體EUV轉(zhuǎn)換效率是可接受的(即使它可能不是最大的)并且收集器36的污染是足夠低的。在實(shí)施例中，選擇的激發(fā)位置與預(yù)脈沖42和主脈沖52的時(shí)序直接相關(guān)。
[0044]圖6是根據(jù)一些實(shí)施例構(gòu)建的由EUV光刻系統(tǒng)10實(shí)施的EUV光刻工藝的方法100的流程圖?？梢栽诜椒?00之前、期間和之后提供額外的操作，并且對(duì)于方法的額外的實(shí)施例，可以替換、消除或移動(dòng)描述的一些操作。方法100是實(shí)例，并且不旨在將本發(fā)明限制于權(quán)利要求中明確列舉的。
[0045]方法100包括操作102，操作102將諸如掩模18的EUV掩模裝載到可用于實(shí)施EUV光刻曝光工藝的光刻系統(tǒng)10。掩模18包括將轉(zhuǎn)印至諸如晶圓22的半導(dǎo)體襯底的IC圖案。操作102還可以包括多個(gè)步驟，諸如將掩模18固定在掩模工作臺(tái)16上以及實(shí)施對(duì)準(zhǔn)。
[0046]方法100包括操作104，操作104將晶圓22裝載到光刻系統(tǒng)10。晶圓22涂布有光刻膠層。在本實(shí)施例中，光刻膠層對(duì)來自光刻系統(tǒng)10的輻射源12的EUV輻射敏感。
[0047]方法100包括操作106，操作106編程EUV輻射源12以產(chǎn)生多重定向的目標(biāo)羽流。操作106包括配置目標(biāo)液滴發(fā)生器30，配置第一激光源40和配置第二激光源50。目標(biāo)液滴發(fā)生器30配置為生成具有適當(dāng)?shù)牟牧?、適當(dāng)?shù)某叽?、適當(dāng)?shù)念l率和適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)速度和方向的目標(biāo)液滴32。第一激光源40配置為與目標(biāo)液滴32的生成大體同步地生成預(yù)脈沖42。然而，一些預(yù)脈沖42在時(shí)間上延遲或提前，使得它們將在不同的激發(fā)位置處加熱相應(yīng)的目標(biāo)液滴32。第二激光源50配置為與第一激光源40同步。在每個(gè)預(yù)脈沖42和相應(yīng)的主脈沖52之間存在適當(dāng)?shù)难舆t。
[0048]方法100包括操作108，在光刻系統(tǒng)10對(duì)晶圓22實(shí)施光刻曝光工藝。在操作108中，目標(biāo)液滴發(fā)生器30和激光源40與50導(dǎo)通并且根據(jù)操作106中的配置操作。產(chǎn)生的目標(biāo)羽流34具有多種定向。由于主脈沖52加熱多重定向的目標(biāo)羽流34，生成等離子體，等離子體發(fā)射EUV輻射。同時(shí)，碎片(例如，錫碎片)散開，不累積在收集器36的特定位置處。在實(shí)施例中，方法100還包括在收集器36的表面附近引入氫氣流。氫氣流有效地從收集器36的表面去除錫碎片。
[0049]在操作108期間，由輻射源12生成的EUV輻射照射在掩模18上(通過照明器14)，并且進(jìn)一步投射在涂布在晶圓22上的光刻膠層上(通過POB 20)，從而在光刻膠層上形成潛像。在一些實(shí)施例中，以掃描模式實(shí)施光刻曝光工藝。
[0050]方法100可以包括其他操作以完成光刻工藝。例如，方法100可以包括操作110，顯影曝光的光刻膠層以形成具有限定在其上的多個(gè)開口的光刻膠圖案。特別地，在操作108中的光刻曝光工藝之后，晶圓22轉(zhuǎn)移出光刻系統(tǒng)10至顯影單元以對(duì)光刻膠層實(shí)施顯影工藝。方法100還可以包括其他操作，諸如多個(gè)烘烤步驟。作為一個(gè)實(shí)例，方法100可以包括操作108和110之間的曝光后烘烤(PEB)步驟。
[0051]方法100還可以包括其他操作，諸如操作112，通過光刻膠圖案的開口對(duì)晶圓實(shí)施制造工藝。在一個(gè)實(shí)例中，制造工藝包括將光刻膠圖案用作蝕刻掩模，對(duì)晶圓22的蝕刻工藝。在另一實(shí)例中，制造工藝包括將光刻膠圖案用作注入掩模，對(duì)晶圓22的離子注入工藝。
[0052]雖然不旨在限制，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了制造半導(dǎo)體器件的許多益處。例如，本發(fā)明的實(shí)施例提供了有效地生成EUV輻射同時(shí)保持LPP收集器的使用壽命的裝置和方法。本發(fā)明的實(shí)施例可以在現(xiàn)有的EUV光刻系統(tǒng)中實(shí)施或集成到現(xiàn)有的EUV光刻系統(tǒng)中。
[0053]在一個(gè)示例性方面，本發(fā)明針對(duì)遠(yuǎn)紫外(EUV)輻射源模塊。EUV輻射源模塊包括目標(biāo)液滴發(fā)生器、第一激光源和第二激光源。目標(biāo)液滴發(fā)生器配置為生成多個(gè)目標(biāo)液滴。第一激光源配置為生成多個(gè)第一激光脈沖，第一激光脈沖加熱目標(biāo)液滴，從而生成多個(gè)目標(biāo)羽流，其中，目標(biāo)液滴的至少一個(gè)在與其他目標(biāo)液滴不同的激發(fā)位置處被加熱。第二激光源配置為生成多個(gè)第二激光脈沖，第二激光脈沖加熱目標(biāo)羽流，從而生成發(fā)射EUV輻射的等咼子體。
[0054]在上述EUV輻射源模塊中，還包括:收集器，配置為收集和反射所述EUV輻射。
[0055]在上述EUV輻射源模塊中，其中:所述目標(biāo)液滴發(fā)生器配置為一次一個(gè)地生成所述目標(biāo)液滴；以及所述第一激光源配置為一次一個(gè)地生成所述第一激光脈沖，所述第一激光脈沖與所述目標(biāo)液滴的生成大體同步，其中，所述第一激光脈沖的至少一個(gè)比正常時(shí)序更早地生成。
[0056]在上述EUV輻射源模塊中，其中:所述目標(biāo)液滴發(fā)生器配置為一次一個(gè)地生成所述目標(biāo)液滴；以及所述第一激光源配置為一次一個(gè)地生成所述第一激光脈沖，所述第一激光脈沖與所述目標(biāo)液滴的生成大體同步，其中，所述第一激光脈沖的至少一個(gè)比正常時(shí)序更遲地生成。
[0057]在上述EUV輻射源模塊中，其中，所述第一激光源和所述第二激光源是同步的，使得在每個(gè)所述第一激光脈沖和相應(yīng)的一個(gè)所述第二激光脈沖之間存在固定的時(shí)間延遲。
[0058]在上述EUV輻射源模塊中，其中，所述第一激光源和所述第二激光源配置為使得所述目標(biāo)液滴的至少一個(gè)不被所述第一激光源或所述第二激光源加熱。
[0059]在上述EUV輻射源模塊中，其中，所述目標(biāo)液滴包括錫(Sn)。
[0060]在上述EUV輻射源模塊中，其中，所述第一激光脈沖和所述第二激光脈沖的驅(qū)動(dòng)功率為至少20kW。
[0061]在上述EUV輻射源模塊中，其中，所述第一激光脈沖和所述第二激光脈沖的至少一個(gè)是CO2激光。
[0062]在另一不例性方面，本發(fā)明針對(duì)一種EUV光刻系統(tǒng)。EUV光刻系統(tǒng)包括福射源、掩模工作臺(tái)、晶圓工作臺(tái)和光學(xué)模塊。輻射源包括目標(biāo)液滴發(fā)生器、第一激光源、第二激光源和收集器。目標(biāo)液滴發(fā)生器配置為生成多個(gè)目標(biāo)液滴。第一激光源配置為生成多個(gè)第一激光脈沖，第一激光脈沖加熱目標(biāo)液滴，從而生成多個(gè)目標(biāo)羽流，其中，目標(biāo)液滴的至少一個(gè)在與其他目標(biāo)液滴不同的激發(fā)位置處被加熱。第二激光源配置為生成多個(gè)第二激光脈沖，第二激光脈沖加熱目標(biāo)羽流，從而生成發(fā)射EUV輻射的等離子體。收集器配置為收集和反射EUV輻射。掩模工作臺(tái)配置為固定EUV掩模。晶圓工作臺(tái)配置為固定半導(dǎo)體晶圓。光學(xué)模塊設(shè)計(jì)為導(dǎo)向來自輻射源的EUV輻射以將限定在EUV掩模上的集成電路(IC)圖案成像至半導(dǎo)體晶圓。
[0063]在上述EUV光刻系統(tǒng)中，其中，所述輻射源配置為使得所述目標(biāo)液滴和所述第一激光脈沖的生成與正常時(shí)序大體同步，但是所述第一激光脈沖的至少一個(gè)在與所述正常時(shí)序不同的時(shí)序處生成。
[0064]在上述EUV光刻系統(tǒng)中，其中，所述輻射源配置為使得所述目標(biāo)液滴和所述第一激光脈沖的生成與正常時(shí)序大體同步，但是所述第一激光脈沖的至少一個(gè)在與所述正常時(shí)序不同的時(shí)序處生成，所述第一激光脈沖的至少一個(gè)比所述正常時(shí)序更早地生成。
[0065]在上述EUV光刻系統(tǒng)中，其中，所述輻射源配置為使得所述目標(biāo)液滴和所述第一激光脈沖的生成與正常時(shí)序大體同步，但是所述第一激光脈沖的至少一個(gè)在與所述正常時(shí)序不同的時(shí)序處生成，所述第一激光脈沖的至少一個(gè)比所述正常時(shí)序更遲地生成。
[0066]在上述EUV光刻系統(tǒng)中，其中，所述第一激光源和所述第二激光源是同步的，使得在每個(gè)所述第一激光脈沖和相應(yīng)的一個(gè)所述第二激光脈沖之間存在固定的時(shí)間延遲。
[0067]在上述EUV光刻系統(tǒng)中，其中，所述目標(biāo)液滴包括錫(Sn)或含錫材料。
[0068]在上述EUV光刻系統(tǒng)中，其中，所述第一激光脈沖和所述第二激光脈沖的至少一個(gè)是0)2激光。
[0069]在上述EUV光刻系統(tǒng)中，還包括:氣體供應(yīng)器，配置為將氫氣引入至所述收集器的反射表面附近的空間內(nèi)。
[0070]在另一示例性方面，本發(fā)明針對(duì)用于圖案化目標(biāo)的一種遠(yuǎn)紫外(EUV)光刻工藝。EUV光刻工藝包括將半導(dǎo)體晶圓裝載至EUV光刻系統(tǒng)。EUV光刻系統(tǒng)包括生成EUV輻射的輻射源、保持EUV掩模的掩模工作臺(tái)、配置為固定半導(dǎo)體晶圓的晶圓工作臺(tái)以及設(shè)計(jì)為導(dǎo)向來自輻射源的EUV輻射以將限定在EUV掩模上的IC圖案成像至半導(dǎo)體晶圓的光學(xué)模塊。輻射源包括目標(biāo)液滴發(fā)生器、第一激光源、第二激光源和收集器。目標(biāo)液滴發(fā)生器配置為生成多個(gè)目標(biāo)液滴。第一激光源配置為生成多個(gè)第一激光脈沖，第一激光脈沖加熱目標(biāo)液滴，從而生成多個(gè)目標(biāo)羽流。第二激光源配置為生成多個(gè)第二激光脈沖，第二激光脈沖加熱目標(biāo)羽流，從而生成發(fā)射EUV輻射的等離子體。收集器配置為收集和反射EUV輻射。EUV光刻工藝還包括編程輻射源，使得目標(biāo)液滴和第一激光脈沖的生成與正常時(shí)序大體同步，但是第一激光脈沖的至少一個(gè)在與正常時(shí)序不同的時(shí)間處生成。EUV光刻工藝還包括通過EUV福射曝光半導(dǎo)體晶圓。
[0071]在上述EUV光刻工藝中，還包括:編程所述輻射源，使得所述第一激光脈沖和所述第二激光脈沖的生成是同步的。
[0072]在上述EUV光刻工藝中，還包括:將氫氣流引入至所述收集器的反射表面附近的空間內(nèi)。
[0073]上面概述了若干實(shí)施例的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)施與本文所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢(shì)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文中他們可以做出多種變化、替換以及改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種遠(yuǎn)紫外(EUV)輻射源模塊，包括: 目標(biāo)液滴發(fā)生器，配置為生成多個(gè)目標(biāo)液滴； 第一激光源，配置為生成多個(gè)第一激光脈沖，所述第一激光脈沖加熱所述目標(biāo)液滴，從而生成多個(gè)目標(biāo)羽流，其中，所述目標(biāo)液滴的至少一個(gè)在與其他目標(biāo)液滴不同的激發(fā)位置處被加熱；以及 第二激光源，配置為生成多個(gè)第二激光脈沖，所述第二激光脈沖加熱所述目標(biāo)羽流，從而生成發(fā)射EUV福射的等咼子體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV輻射源模塊，還包括: 收集器，配置為收集和反射所述EUV輻射。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV輻射源模塊，其中: 所述目標(biāo)液滴發(fā)生器配置為一次一個(gè)地生成所述目標(biāo)液滴；以及所述第一激光源配置為一次一個(gè)地生成所述第一激光脈沖，所述第一激光脈沖與所述目標(biāo)液滴的生成大體同步，其中，所述第一激光脈沖的至少一個(gè)比正常時(shí)序更早地生成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV輻射源模塊，其中: 所述目標(biāo)液滴發(fā)生器配置為一次一個(gè)地生成所述目標(biāo)液滴；以及所述第一激光源配置為一次一個(gè)地生成所述第一激光脈沖，所述第一激光脈沖與所述目標(biāo)液滴的生成大體同步，其中，所述第一激光脈沖的至少一個(gè)比正常時(shí)序更遲地生成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV輻射源模塊，其中，所述第一激光源和所述第二激光源是同步的，使得在每個(gè)所述第一激光脈沖和相應(yīng)的一個(gè)所述第二激光脈沖之間存在固定的時(shí)間延遲。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV輻射源模塊，其中，所述第一激光源和所述第二激光源配置為使得所述目標(biāo)液滴的至少一個(gè)不被所述第一激光源或所述第二激光源加熱。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV輻射源模塊，其中，所述目標(biāo)液滴包括錫(Sn)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV輻射源模塊，其中，所述第一激光脈沖和所述第二激光脈沖的驅(qū)動(dòng)功率為至少20kW。9.一種EUV光刻系統(tǒng)，包括: 輻射源，其中，所述輻射源包括: 目標(biāo)液滴發(fā)生器，配置為生成多個(gè)目標(biāo)液滴； 第一激光源，配置為生成多個(gè)第一激光脈沖，所述第一激光脈沖加熱所述目標(biāo)液滴，從而生成多個(gè)目標(biāo)羽流，其中，所述目標(biāo)液滴的至少一個(gè)在與其他目標(biāo)液滴不同的激發(fā)位置處被加熱； 第二激光源，配置為生成多個(gè)第二激光脈沖，所述第二激光脈沖加熱所述目標(biāo)羽流，從而生成發(fā)射EUV輻射的等離子體；和 收集器，配置為收集和反射所述EUV輻射； 掩模工作臺(tái)，配置為固定EUV掩模； 晶圓工作臺(tái)，配置為固定半導(dǎo)體晶圓；以及 光學(xué)模塊，設(shè)計(jì)為導(dǎo)向來自所述輻射源的所述EUV輻射以將限定在所述EUV掩模上的集成電路(IC)圖案成像至所述半導(dǎo)體晶圓。10.一種用于圖案化目標(biāo)的遠(yuǎn)紫外(EUV)光刻工藝，包括: 將半導(dǎo)體晶圓裝載至EUV光刻系統(tǒng)，所述EUV光刻系統(tǒng)包括: 輻射源，所述輻射源包括: 目標(biāo)液滴發(fā)生器，配置為生成多個(gè)目標(biāo)液滴； 第一激光源，配置為生成多個(gè)第一激光脈沖，所述第一激光脈沖加熱所述目標(biāo)液滴，從而生成多個(gè)目標(biāo)羽流； 第二激光源，配置為生成多個(gè)第二激光脈沖，所述第二激光脈沖加熱所述目標(biāo)羽流，從而生成發(fā)射EUV輻射的等離子體；和 收集器，配置為收集和反射所述EUV輻射； 掩模工作臺(tái)，保持EUV掩模； 晶圓工作臺(tái)，配置為固定所述半導(dǎo)體晶圓；以及 光學(xué)模塊，設(shè)計(jì)為導(dǎo)向來自所述輻射源的所述EUV輻射以將限定在所述EUV掩模上的IC圖案成像至所述半導(dǎo)體晶圓； 編程所述輻射源，使得所述目標(biāo)液滴和所述第一激光脈沖的生成與正常時(shí)序大體同步，但是所述第一激光脈沖的至少一個(gè)在與所述正常時(shí)序不同的時(shí)序處生成；以及通過所述EUV輻射曝光所述半導(dǎo)體晶圓。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK106094441SQ201510800502
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日
【發(fā)明人】盧彥丞, 陳政宏, 吳善德, 陳子祥
【申請(qǐng)人】臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司