TW202242541A - 從極紫外光（ｅｕｖ）微影系統移除碎屑的方法 - Google Patents

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謝劼
余昇剛
簡上傑
劉恆信
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Abstract

一種方法，包含以雷射照射沉積在極紫外光(EUV)微影系統中的碎屑，控制雷射的一或多個波長或雷射的功率，以選擇性蒸發碎屑，且限制對EUV微影系統的損傷，以及移除蒸發的碎屑。

Description

從極紫外光微影系統移除碎屑的裝置和方法
無
半導體製造中微影所用的輻射之波長已從紫外光減小至深紫外光(deep ultraviolet；DUV)，且近期更減小至極紫外光(extreme ultraviolet；EUV)。進一步縮減之構件尺寸需要進一步改良之微影的解析度，且可藉由極紫外光微影(extreme ultraviolet lithography；EUVL)，來達成進一步改良之微影的解析度。EUVL使用具有約1-100 nm的波長之輻射。產生EUV輻射的一種方法是雷射生成電漿(laser-produced plasma；LPP)。在LPP型的EUV光源中，高功率雷射束聚焦在金屬的微小液滴靶材(如錫)，以形成高度離子化電漿，且此高度離子化電漿發射出於13.5 nm具有最大發射峰的EUV輻射。
對於EUVL系統，在EUV輻射源中集光鏡的反射率是重要的因子。集光鏡的反射品質直接影響反射的EUV光線之功率與波長。於鏡中具有不均勻之厚度、不均勻之表面粗糙度與不均衡反射率之複數層的低品質集光鏡降低反射的EUV光線總量，且相較於從電漿直接產生的EUV光，反射的EUV光線具有較低功率和不同的或混合的波長。集光鏡受到汙染。例如，在EUV光線生成期間，形成電漿也產生碎屑，碎屑可能沉積在集光鏡的反射表面上，而污染集光鏡的反射表面，且降低反射的EUV光線之品質。EUV集光鏡易於被累積的錫碎屑弄髒，其中錫碎屑在使用集光鏡時降低集光鏡的反射率，因此，EUV集光鏡具有有限的使用壽命。因此，由於碎屑汙染而需要更換EUV集光鏡。由於集光鏡、光源與掃描器之間的光學系統需要重新對準，每次更換弄髒的/污染的集光鏡，便損失EUVL系統數天的生產。
無
以下的揭露提供了許多不同實施方式或實施例，以實施所提供標的之不同特徵。以下所描述之構件與安排的特定實施例係用以簡化本揭露。當然這些僅為實施例，並非用以作為限制。例如，於描述中，第一特徵形成於第二特徵上或於其之上，可能包含第一特徵與第二特徵以直接接觸的方式形成的實施方式，亦可能包含額外特徵可能形成在第一特徵與第二特徵之間的實施方式，故第一特徵與第二特徵可能不會直接接觸。另外，本揭露可以在各種示例中重複元件符號及/或字母。這些重複為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或配置之間有特定的關係。
此外，在此可能會使用空間相對用語，例如「在下(beneath)」、「下方(below)」、「較低(lower)」、「上方(above)」、「較高(upper)」與類似用語，以方便說明如圖式所繪示之一構件或一特徵與另一(另一些)構件或特徵之間的關係。除了在圖中所繪示之方向外，這些空間相對用詞意欲含括元件在使用或操作中的不同方位。設備可能以不同方式定位(旋轉90度或在其他方位上)，因此可利用同樣的方式來解釋在此所使用之空間相對描述符號。此外，「係…所製(being made of)」可表示「包含(comprising)」或「由…組成(consisting of)」。在本揭露中，除非另有所述，片語「A、B與C之其中一者」代表「A、B與/或C」(A、B、C、A與B、A與C、B與C或A、B與C)，且並不代表取自A的一元件、取自B的一元件與取自C的一元件。
本揭露的實施例通常相關於極紫外光微影(extreme ultraviolet lithography；EUVL)系統及方法。更精確地，實施例係有關於清理碎屑之設備及方法，其中碎屑累積在極紫外光(extreme ultraviolet；EUV)輻射源(如EUV微影系統的中間焦點(intermediate focus；IF)罩模組(cap module))內的構件上。未清潔的中間焦點罩模組將導致較快累積錫，且將造成錫掉落(Sn fall-on)。藉由本揭露的實施例，可減少錫掉落且得到改善的EUV產率。
在雷射生成電漿(laser produced plasma；LPP)EUV輻射源中，集光鏡(也稱之為LPP集光鏡或EUV集光鏡)收集並反射EUV輻射，並提供整體的EUV轉換率。激發雷射加熱在LPP腔體內的金屬(如錫)標靶液滴，以離子化液滴成電漿，其中電漿發射EUV輻射，且EUV輻射聚焦成EUV束並入射在光罩上。在雷射-金屬交互作用期間，錫液滴可能錯失或沒有充分地與雷射束交互作用，而形成碎屑。再者，來自電漿生成製程的一些錫殘渣可變成碎屑。碎屑累積在EUV集光鏡的表面上，從而惡化EUV集光鏡的反射品質。碎屑也被收集至液滴捕獲器內，且累積在中間焦點罩模組的內表面上。由中間焦點罩模組清潔碎屑的已知工具包含具有鑿子(chisel)與刷子的工具，其中鑿子用以從中間焦點罩模組的內表面刮除碎屑，且刷子用來從中間焦點罩模組移除刮除的碎屑。然而，清理製程耗時且效率低。刮除並不能移除所有碎屑且一些碎屑遺留在中間焦點罩模組裡。刮除的一缺點是製程中產生錫顆粒雲(particle cloud)，顆粒雲可遷移至EUV微影系統的其他部分。例如，錫顆粒可遷移至曝光裝置並沉積至光罩上，且在EUV曝光期間造成光罩的損傷與/或錯誤。未清潔的中間焦點罩模組將導致錫碎屑以較快速率累積，進而將需要更頻繁地清理。因此，縮短中間焦點罩模組之清潔壽命。此外，隨著累積越來越多碎屑，碎屑進入EUV輻射的路徑且中斷進入EUV掃描器的EUV輻射。當EUV工具在曝光時，累積的碎屑也將導致錫噴濺，且將有錫掉落的風險。錫噴濺中，操作期間溫度的升高在中間焦點罩模組內熔化累積的錫，而錫移動至EUV掃描器並最終移動至光罩。因此，光罩受損。
圖1係根據本揭露的一些實施例是具有LPP型EUV輻射源的EUV微影系統之示意圖。EUV微影系統包含產生EUV輻射的EUV輻射源100(EUV光源)、曝光裝置200(如掃描器)與激發雷射源300。如圖1所示，在一些實施例中，EUV輻射源與曝光裝置200安裝在潔淨室的主層(main floor；MF)上，而激發雷射源300安裝在基座層(base floor；BF)上，其中基座層位於主層下方。每個EUV輻射源100與曝光裝置200分別經由阻尼器DMP1與DMP2放置於基柱板(pedestal plates) PP1與PP2上方。藉由耦合機構，EUV輻射源100與曝光裝置200係彼此耦合，其中耦合機構可包含聚焦單元。
微影系統是EUV微影系統，EUV微影系統設計以EUV光(在此也可交替地稱之為EUV輻射)曝光光阻層。光阻層為對EUV光敏感的材料。EUV微影系統使用EUV輻射源100，以產生EUV光，例如具有波長範圍介於約1 nm與約100 nm之間的EUV光。在一特定的例子中，EUV輻射源100產生具有波長中心位於約13.5 nm的EUV光。在本實施例中，EUV輻射源100使用LPP的機制來產生EUV輻射。
曝光裝置200包含各種反射的光學構件，諸如凸/凹/平面鏡、包含遮罩台的遮罩握持機構與晶圓握持機構。由EUV輻射源100產生的EUV輻射藉由反射的光學構件引導至遮罩上，其中遮罩固設於遮罩台上。在一些實施例中，遮罩台包含靜電吸盤(electrostatic chuck；e-chuck)以固定遮罩。因為氣體分子吸收EUV光，EUV微影圖案化所用的微影系統維持在真空或低壓環境下，以避免EUV強度減損。參照圖2詳述更多曝光裝置200。
在本揭露中，遮罩(mask)、光遮罩(photomask)與光罩(reticle)詞彙可交替地使用。在一些實施例中，遮罩是反射的遮罩。在一些實施例中，遮罩包含具有適合材料的基材(如低熱膨脹材料或熔融石英)。在各個例示中，材料包含摻雜TiO 2的SiO 2或其他具有低熱膨脹的適合材料。遮罩包含沉積在基材上的多個反射層(multiple reflective layers；ML)。ML包含複數個薄膜對(film pairs)，諸如鉬-矽(Mo/Si)薄膜對(如在每個薄膜對中鉬層在矽層上或下)。替代地，ML可包含鉬-鈹(Mo/Be)薄膜對或其他可配置以高度反射EUV光線的適合材料。遮罩更包含設置在ML上作為保護的覆蓋層(capping layer)(如釕(Ru))。遮罩更包含沉積在ML上的吸收層(如氮化鉭硼(TaBN))。圖案化吸收層，以定義出積體電路(IC)的一層。替代地，另一反射層可沉積在ML上，且被圖案化，以定義出積體電路的一層，而形成EUV相位移遮罩。
曝光裝置200包含將遮罩的圖案成像至半導體基材上的投影光學模組，其中半導體基材具有塗覆在基材上的光阻，且半導體基材固定在曝光裝置200的基材座上。投影光學模組通常包含反射光學件。直接來自遮罩的EUV輻射(EUV光)(運載遮罩上定義之圖案的影像)係由投影光學模組所收集，從而在光阻上成像。
在本揭露的各個實施例中，半導體基材是半導體晶圓(如要圖案化的矽晶圓或其他類型的晶圓)。在本揭露的實施例中，半導體基材係塗覆有對EUV光敏感的光阻層。包含前述之各個構件彼此整合在一起，且可操作以執行微影曝光製程。微影系統可更包含其他模組，或與其他模組整合(或耦合)。
如圖1所示，EUV輻射源100包含由腔體105圍住之標靶液滴產生器115與LPP集光鏡110。未交互作用的液滴DP前往液滴捕獲器85。標靶液滴產生器115產生複數個標靶液滴DP，其中複數個標靶液滴DP藉由噴嘴117供應至腔體105內。在一些實施例中，標靶液滴DP是錫、鋰或錫與鋰的合金。在一些實施例中，標靶液滴DP各自具有範圍介於約10微米(µm)至約100 µm之直徑。例如，在一實施例中，標靶液滴DP是錫滴，錫滴各自具有約10 µm、約25 µm、約50 µm的直徑，或任何在此些數值之間的直徑。在一些實施例中，標靶液滴DP藉由噴嘴117以範圍介於約每秒50液滴(即約50 Hz的噴出頻率)至約每秒50,000液滴(即約50 kHz的噴出頻率)之速率供應。例如，在一實施例中，標靶液滴DP以約50 Hz、約100 Hz、約500 Hz、約1 kHz、約10 kHz、約25 kHz、約50 kHz的噴出頻率或任何在此些頻率之間的噴出頻率來供應。在各個實施例中，以範圍由約每秒10公尺(m/s)至約100 m/s的速度，標靶液滴DP係透過噴嘴117噴出並噴至激發區ZE中。例如，在一實施例中，標靶液滴DP具有約10 m/s、約25 m/s、約50 m/s、約75 m/s、約100 m/s的速度或任何在這些速度之間的速度。
藉由激發雷射源300產生的激發雷射束LR2是脈衝束。雷射束LR2的雷射脈衝係藉由激發雷射源300所產生。激發雷射源300可包含雷射產生器310、雷射導引光學件320與聚焦設備330。在一些實施例中，雷射產生器310包含二氧化碳(CO 2)或摻釹釔鋁石榴石(neodymium-doped yttrium aluminum garnet；Nd:YAG)雷射源，且雷射源具有於電磁光譜之紅外光區域中的波長。例如，在一實施例中，雷射源310具有9.4 µm或10.6 µm的波長。由雷射源300產生的雷射光束係藉由雷射導引光學件320引導並聚焦(藉由聚焦設備330)成激發雷射束LR2，其中激發雷射束LR2係導入至EUV輻射源100中。在一些實施例中，除了CO 2與Nd:YAG雷射，藉由氣體雷射或固態雷射可生成雷射束LR2，其中氣體雷射包含準分子氣體放電雷射、氦氖雷射、氮氣雷射、橫向激發大氣(transversely excited atmospheric；TEA)雷射、氬離子雷射、銅蒸氣雷射、KrF雷射，或者ArF雷射；固態雷射包含釹玻璃(Nd:glass)雷射、摻鐿(ytterbium-doped)玻璃或陶瓷雷射，或者紅寶石雷射。
在一些實施例中，激發雷射束LR2包含預熱雷射脈衝與主雷射脈衝。在此些實施例中，預熱雷射脈衝(在此可交替地稱之為「預脈衝」)用來加熱給定的標靶液滴，以產生具有複數個較小液滴之低密度標靶羽(target plume)，其中此些較小液滴接著藉由來自主雷射(主脈衝)的脈衝加熱(或再加熱)，以相較於不使用預熱雷射脈衝時，產生增加之EUV光的發光。
在各個實施例中，預熱雷射脈衝具有約100 µm或更小的光點大小，且主雷射脈衝具有範圍由約150 µm至約300 µm的光點大小。在一些實施例中，預熱雷射與主雷射脈衝具有脈衝期(pulse-duration)與脈衝頻率，脈衝期在約10 ns至50 ns之間的範圍，且脈衝頻率在約1 kHz至100 kHz的範圍。在各個實施例中，預熱雷射與主雷射具有平均功率，平均功率在約1千瓦(kW)至約50 kW之範圍。在一實施例中，激發雷射束LR2的脈衝頻率與標靶液滴DP的噴出頻率匹配。
雷射束LR2係穿過窗口(或透鏡)導引至激發區 (zone of excitation；ZE)中。窗口採用實質對雷射束是透明的適合材料。產生的雷射脈衝與穿過噴嘴117噴出的標靶液滴DP同步化。當標靶液滴移動穿過激發區時，預脈衝加熱標靶液滴且將此些液滴轉變為低密度標靶羽。控制預脈衝與主脈衝之間的延遲，以允許標靶羽形成且擴展至最適大小和幾何。在各個實施例中，預脈衝與主脈衝具有相同脈衝期與峰值功率。當主脈衝加熱標靶羽時，產生高溫電漿。電漿發射出EUV輻射，其中EUV輻射係由集光鏡110所收集。對於藉由曝光裝置200所進行之微影曝光製程，集光鏡110(EUV集光鏡)進一步反射與聚焦EUV輻射。
由激發雷射生成脈衝(預脈衝與主脈衝之任一者或兩者)與到達激發區內之標靶液滴的一種同步方法，其是在給定位置上偵測標靶液滴的通過，且用此通過作為觸發激發脈衝(或預脈衝)的信號。在此方法中，例如假設標靶液滴的通過時間由 t o 表示、產生(並偵測)EUV輻射的時間點由 t rad 表示，以及偵測到標靶液滴通過之位置與激發區中心之間距為 d，則標靶液滴的速度 v dp 以式(1)計算：
Figure 02_image001
。由於液滴產生器預計可重複地定速供給液滴，一旦計算出 vdp，偵測到標靶液滴已通過給定位置後，以 d/v dp 的時間延遲來觸發激發脈衝，來確保激發脈衝與標靶液滴同時抵達激發區中心。在一些實施例中，標靶液滴的通過用來觸發預脈衝，接著預脈衝後之固定延遲，主脈衝係被觸發。在一些實施例中，如有需求，藉由定期量測 t rad ，定期地重新計算標靶液滴速度 v dp 的數值，且重新同步化脈衝之生成與標靶液滴之到達。
EUV輻射源100中，施加雷射所造成之電漿產生碎屑(debris)(如液滴的離子、氣體與原子)與預期的EUV輻射。必須避免材料(如碎屑)堆積在集光鏡110上，且也要避免碎屑離開腔體105與進入曝光裝置200。
如圖1所示，第一緩衝氣體供應器130供應的緩衝氣體穿過集光鏡110內的光圈，其中脈衝雷射透過光圈傳送至錫滴。在一些實施例中，緩衝氣體是H 2、He、Ar、N或其他惰性氣體。在特定的實施例中，H 2作為H自由基，其中H自由基藉由離子化緩衝氣體所生成，且H自由基可作為清潔用途。可以藉由一或多個第二緩衝氣體供應器135提供緩衝氣體至集光鏡110與/或集光鏡110的周邊邊緣。再者，腔體105包含一或多個氣體出口140，故緩衝氣體排至腔體105外。氫氣具有對EUV輻射低的吸收率。抵達集光鏡110之塗覆表面的氫氣與液滴的金屬起化學反應，而形成氫化物(如金屬氫化物)。當錫(Sn)作為液滴時，形成錫烷(SnH 4)，其中錫烷是EUV生成製程的氣相副產物。接著，藉由氣體出口140泵出氣相SnH 4。然而，難以從腔體排出所有氣相SnH 4且難以避免SnH 4進入曝光裝置200。因此，監控與/或控制EUV輻射源100中的碎屑係有益於EUVL系統的性能。
圖2係根據本揭露的一些實施例的EUVL曝光工具之示意圖。圖2的EUVL曝光工具包含曝光裝置200，其中曝光裝置200顯示以EUV光的圖案化光束曝光光阻塗覆之基材(目標基材210)。曝光裝置200是如步進機、掃描機、步進與掃描系統、直接寫入系統、使用接觸與/或鄰近(proximity)遮罩之裝置等積體電路微影工具，且曝光裝置200提供一或多個光學件205a與205b與一或多個縮小投影光學件205d與205e，其中光學件205a與205b例如以EUV光束照射圖案化光學件205c (如光罩)，以形成圖案化光束，且縮小投影光學件205d與205e用來投影圖案化光束在目標基材210上。可提供機械組件(未顯示)來產生目標基材210與圖案化光學件205c之間受控的相對動作。如進一步所示，圖2的EUVL曝光工具更包含EUV輻射源100，EUV輻射源包含在腔體105中之激發區ZE且發射EUV光的電漿羽23，其中EUV光係藉由集光鏡110收集並反射至曝光裝置200內，以照射目標基材210。
圖3係根據本揭露的一些實施例顯示透過在雷射束與金屬液滴之間的雷射-金屬交互作用下電漿生成製程的示意圖。在圖3中，噴出的金屬液滴(如噴出的錫滴DP)抵達激發區ZE，在激發區ZE錫滴DP與雷射束LR2交互作用以形成電漿。激發區ZE在高功率且高脈衝重複率之脈衝雷射束LR2的焦點上。雷射束LR2與噴出的錫滴DP交互作用，以形成在各個方向發射EUV光線24的電漿羽23，其中噴出的錫滴在EUVL系統的腔體空間內點火處。在雷射-金屬交互作用期間，錫滴DP可能錯失雷射束LR2或未充分地與雷射束LR2交互作用，而移至圖3之激發區ZE下的位置形成碎屑液滴25。此外，雷射束LR2與液滴DP之間的交互作用產生電漿羽23，且也產生衝擊波，其中電漿羽23包含活性且高度帶電粒子或如錫(Sn)離子的離子。衝擊波可推走下一個液滴DP，且引起錫滴DP與在激發區ZE之雷射束LR2的對焦處之間的空間位置錯誤/公差。有時，錯誤存在於雷射束LR2的脈衝頻率與噴出之錫滴DP的速度之間的同步化，故當朝向激發區ZE的脈衝雷射射擊時，脈衝雷射錯過一些液滴，且未抵達或已通過激發區ZE的液滴因此變成碎屑液滴25。碎屑液滴25沉積在集光鏡110的反射表面之較低的一半部分上。來自電漿生成製程的一些殘留錫變成碎屑26。如圖4A所示，碎屑液滴25係收集在液滴捕獲器85中(如錫捕獲器)，而碎屑26沉積在集光鏡110上及/或在中間焦點罩模組250上。
圖4A係根據本揭露的一些實施例顯示在電漿生成製程期間EUV輻射源100的剖視圖。EUV輻射源100包含聚焦設備330、集光鏡110、標靶液滴產生器115、光圈50與如液滴捕獲器85的排洩口，其中光圈50使雷射束LR2進入，而液滴捕獲器85(如錫捕獲器)是為了捕獲未反應錫滴(碎屑液滴25)。在一些實施例中，集光鏡110為具有覆蓋層(capping layer)之多層(multi-layered)鏡所製，其中多層鏡包含Mo/Si、La/B、La/B 4C、Ru/B 4C、Mo/B 4C、Al 2O 3/B 4C、W/C、Cr/C與Cr/Sc，且覆蓋層包含SiO 2、Ru、TiO 2與ZrO 2。取決於EUV輻射源100的腔體尺寸，集光鏡110的直徑可為約330 mm至約750 mm。在一些實施例中，集光鏡110的剖面形狀可為橢圓的或拋物線的。輻射源100也包含中間焦點罩模組250(如中間焦點罩快接模組，其係配置以提供中間焦點251給EUV輻射)。在一些實施例中，中間焦點罩模組250由銅組成。在一些實施例中，中間焦點罩模組250可額外作用以遮蔽雷射束。如所繪示，錫碎屑26沉積在中間焦點罩模組250的內表面上。
由於電漿羽23包含活性與高度帶電粒子或如錫離子之離子，且空間位置錯誤/公差可能存在於錫滴DP與雷射束LR2的對焦處之間，故生成碎屑且藉由高功率輻射可以推動碎屑至集光鏡110，造成集光鏡110的汙染。而且，由於同步化控制雷射束脈衝頻率與噴出的錫滴DP之速度，一些液滴為雷射所錯失的且變成碎屑液滴25，而一些液滴與雷射束反應。碎屑26可沉積在中間焦點罩模組250的內表面上。
實施例是針對減少已沉積在中間焦點罩模組上的錫碎屑之設備與方法。更準確地，本揭露的實施例係針對使用高頻雷射，以從中間焦點罩模組250的內表面移除錫碎屑。選擇高頻雷射，故最小化對中間焦點罩模組250之損傷。高頻雷射蒸發錫碎屑，且蒸氣係以真空抽除。為了更有效清潔中間焦點罩模組，可最佳化高頻雷射的頻率、能量與/或脈衝寬度。
本討論的目的所需，在此揭露的實施例係針對使用光纖雷射從中間焦點罩模組移除錫碎屑。然而，實施例並不限於此方式。不偏離本揭露的範疇下，其他類型的雷射也可以用來移除其他沉積在EUV微影系統的其他構件(如曝光裝置200)中的碎屑/材料。
錫與形成中間焦點罩模組250的銅所需之雷射的吸收波長相異。銅的吸收波長約 600 nm且錫的吸收波長約 350 nm。當入射光的波長小於材料的吸收波長時，材料將吸收入射光(輻射)。當入射光被吸收時，入射光將激發材料且產生物理現象(如熱能或放光)。
在一些實施例中，產生具有大於約600 nm之波長的雷射，以使雷射不被錫與銅吸收。由於雷射不被中間焦點罩模組250的銅吸收，對中間焦點罩模組250之損傷有限。
在一些實施例中，高頻雷射是脈衝形式(脈衝雷射)。如在此所用，雷射的頻率相關於每單位時間(如每秒)雷射發射/產生的脈衝數量。擇定雷射的頻率使雷射內的功率(能量)足夠高，以相對快速地加熱材料至高溫，其中雷射入射於材料上。
錫的熔點約230℃，而銅的熔點約1080℃。控制雷射的頻率(與功率)，故藉由雷射照射錫碎屑時，相對快速地加熱錫碎屑到至少230℃且小於1080℃。在一些實施例中，雷射的功率約50 W至約100 W。在其他的實施例中，雷射的功率約50 W至約60 W。在其他的實施例中，雷射的功率約60 W至約70 W。在其他的實施例中，雷射的功率約70 W至約80 W。在其他的實施例中，雷射的功率約80 W至約90 W。在其他的實施例中，雷射的功率約90 W至約100 W。在其他的實施例中，雷射的功率小於約50 W。在其他的實施例中，雷射的功率大於約100。在一些實施例中，物體加熱到至少240℃且小於1000℃。在另一實施例中，物體加熱到至少250℃且小於980℃。因此如後所述，考慮到錫和銅不同的熔點溫度，當錫熔化時，銅不會熔化。
判斷累積在中間焦點罩模組250的表面上之碎屑到達或超過特定預期數量時，進行清理操作，以移除碎屑。可在大氣壓條件下執行清理操作。在清理操作期間，以高頻雷射照射中間焦點罩模組250上的錫碎屑26。雷射相對快速地增加錫碎屑26的溫度。由於溫度快速上升，離子化錫且生成電漿。電漿快速地擴展，且快速擴展而導致的衝擊波蒸發錫碎屑26。如後所述，接著移除蒸發的錫碎屑。由於銅不熔化，在對中間焦點罩模組250最小的損害下，可以選擇性地除去錫碎屑。
確保足夠短的雷射脈衝寬度，以限制在碎屑26內的熱能累積，而限制對中間焦點罩模組250的損害。
圖4B繪示包含多個相機451的佈置，多個相機451用以拍攝中間焦點罩模組250的表面，以判斷累積在表面上的錫碎屑26之程度。圖4B繪示兩相機451，然而在其他實施例中，可以使用單一相機拍攝表面，或可以使用多於兩相機。如圖所繪示，相鄰於中間焦點罩模組250(如約在中間焦點罩模組250)處佈置相機，以圖像化中間焦點罩模組250的表面。相機451以所需的時間間隔或連續地捕捉表面的影像，且影像提供至電腦系統600(後述之圖6A與圖6B)以進行處理。電腦系統600處理此些影像，以判斷在中間焦點罩模組250之表面上錫碎屑26的累積量。當錫碎屑26達到或超過預定量時，電腦系統600控制雷射產生器(如圖5之雷射產生器)，以用高頻雷射照射中間焦點罩模組250的表面，來移除錫碎屑26。作為舉例，只要錫碎屑26不進入EUV輻射的路徑，累積的錫碎屑26係被認為可接受的，其中EUV輻射係傳送至曝光裝置200。在其他例子中，如果錫碎屑的厚度(或其他尺寸)低於預定厚度，累積的錫碎屑係被認為可接受的。在其他的實施例中，如果碎屑的累積量在預期時間週期內(如數天)，累積的錫碎屑26係被認為可接受的。直到預定的時間週期之前，假定錫掉落(Sn fall-on)的機會是最小的。例如，由於錫碎屑26的掉落的機會是最小的，在100天的操作下累積的錫碎屑26被認為可接受的。基於歷史數據，可得到預期的時間週期，其中歷史數據是基於裝置之操作、錫累積速率、錫碎屑厚度、操作溫度或類似的數據。
圖5係根據本揭露的實施例繪示佈置的雷射產生器500，以照射雷射在碎屑26上，其中碎屑26在中間焦點罩模組250的表面253上。在一些實施例中，雷射產生器500是以脈衝形式產生雷射的光纖雷射產生器。在一些實施例中，雷射的脈衝頻率約為1 kHz至約1000 kHz。在一些實施例中，雷射的脈衝頻率約為1 kHz至約500 kHz。在一些實施例中，雷射的脈衝頻率小於約1 kHz。在一些實施例中，雷射的脈衝頻率大於約1000 kHz。在一些實施例中，雷射的脈衝頻率約為500 kHz至約1000 kHz。雷射產生器500包含產生雷射束509之雷射源503，其中雷射束509提供至光纖507。在一些實施例中，雷射束提供至光纖507之前，雷射產生器500包含用來對焦雷射束之透鏡系統。在一些實施例中，雷射源503包含可以產生紅外線雷射、可見光雷射或UV雷射之固態、氣體、準分子、染料或半導體雷射。
雷射產生器500係配置以改變/調整生成的雷射束501如波長、功率與/或脈衝寬度之不同參數。例如，雷射產生器500包含一或多個調整的機制，此些機制可以根據所需調整不同參數。如圖所繪示，雷射產生器500照射雷射束501在錫碎屑26上，其中錫碎屑26在中間焦點罩模組250的表面253上。在一些實施例中，雷射產生器500係配置在中間焦點罩模組250的表面253上用雷射束501自動地或手動地掃描，以在中間焦點罩模組250的各個區域上移除累積的錫碎屑。在一些實施例中，光學件系統508(如透鏡)用來聚焦雷射束501在中間焦點罩模組250的表面253上。在一些實施例中，光學件系統508包含在雷射產生器500內。在其他實施例中，光學件系統508是在雷射產生器500的外部。在一些實施例中，雷射的光點大小約1 cm × 1 cm。在一些實施例中，可調整光點大小。
當照射時，由於錫碎屑26之溫度快速升高，錫碎屑26係被加熱且被離子化，而且生成電漿。電漿快速地擴展且快速擴展所致的衝擊波蒸發錫碎屑26。
耦合至泵浦513的真空工具511(或類似物)位於中間焦點罩模組250的表面253上且相鄰於雷射產生器500(或其他位置)，故當產生蒸發的錫505時，蒸發的錫505係可從表面被真空抽除(吸除)(箭頭所示)。在一些實施例中，泵浦513可以是或包含真空泵浦，以在微影系統內產生真空或低壓環境，其中微影系統係用於EUV微影圖案化。同時(或接近同時)操作雷射產生器500與真空工具511確保蒸發的錫之遷移係減少的，其中蒸發的錫之遷移係到中間焦點罩模組250的其他部分(或在EUVL系統中其他位置)。然而，在其他的實施例中，以所需間隔依序操作雷射產生器500與真空工具511。在一些其他實施例中，在雷射產生器500開啟前，真空工具511係開啟的(運作的)，且在雷射產生器500關閉後，關閉真空工具511。在一些實施例中，真空工具511保持開啟。在一些實施例中，雷射產生器500操作之期間，真空工具511間歇地開啟和關閉。
在一些實施例中，一或多個相機(如相機451)附加至雷射產生器500，以監控清潔操作。在一些實施例中，雷射產生器500的方向係被控制的，故入射的角度與/或雷射傳播方向可被控制，因此雷射撞擊(衝撞)沉積在中間焦點罩模組250上的錫碎屑。基於錫碎屑26之存在，可以手動地控制雷射產生器500的方向，以照射雷射在中間焦點罩模組250之表面的不同位置上。或者，基於電腦系統600處理錫碎屑26的影像所判斷的累積程度，電腦系統600自動地改變雷射產生器500的方向。
在一些實施例中，真空工具511與雷射產生器500是單一裝置。在一些實施例中，真空工具511與雷射產生器500是分開的裝置。真空工具511的位置並不限於在中間焦點罩模組250的表面253上任何特定位置。只要真空工具511能從表面吸除蒸發的錫，且限制非預期之蒸發的錫之遷移，真空工具511可設於與/或朝向所預期處。在一些實施例中，當開啟真空工具511時，真空工具511能移除所有蒸發的錫(或至少其中大部分)。在一些實施例中，開啟真空工具511約1秒-2秒。在一些實施例中，開啟真空工具511約小於1秒。在一些實施例中，開啟真空工具511約2秒-5秒。
在一些實施例中，從中間焦點罩模組250之表面253(或從EUVL系統內的其他位置)移除錫(或其他)碎屑係以維護(或類似的)操作來進行，於其期間，EUVL系統係停機的，且到達中間焦點罩模組250(或EUVL系統的其他構件)之處(如藉由拆卸輻射源100)。根據在此揭露的實施例，從輻射源移除並清潔中間焦點罩模組250(或在EUVL系統的其他構件)。在一些實施例中，雷射產生器500與真空工具511引入至EUVL系統內，以進行清潔操作，而非移除中間焦點罩模組250(或要清潔的其他構件)。然而，在其他實施例中，可臨場(in situ)進行清潔，因此降低EUVL系統的停機時間。在一些實施例中，臨場清潔包含使用CO 2雷射撞擊中間焦點罩模組250(或欲清理之其他構件)。
較已知之鑿子與刷子類型(或其他類型的)清理工具，根據本揭露實施例的清理方法提供更多之優點，且以更有效率的方式從中間焦點罩模組250移除碎屑。光纖雷射限制碎屑粒子雲的生成，因此限制輻射源與EUV掃描器與EUVL系統的其他部分的汙染。對比於先前技術，從中間焦點罩模組250移除更多碎屑，因此獲得較乾淨表面的中間焦點罩模組250。因為每次清潔中間焦點罩模組250可獲得較乾淨的表面，故較不須頻繁地清潔中間焦點罩模組250，中間焦點罩模組250的清潔壽命係被延長，且實質降低中間焦點罩模組250(或EUVL系統)的停機時間。當累積錫因中間焦點罩模組250之溫度升高而熔化時，較乾淨的中間焦點罩模組250實質降低錫噴濺之發生。錫噴濺導致錫移動至EUV掃描器，且沉積在光罩上，而造成製程錯誤。藉由降低錫噴濺，光罩的汙染有限，進而限制系統停機時間且增加產率。
圖6A與圖6B根據本揭露的一些實施例繪示控制雷射產生器500與真空工具511的設備，且此設備執行其他在此所述之任務。在圖6A中，所提供之電腦系統600具有包含光碟唯讀記憶體(如CD-ROM或DVD-ROM)驅動機605的電腦601以及磁碟機606、鍵盤602、滑鼠603與監視器604。
圖6B是顯示電腦系統600的內部組態圖。圖6B中除了光碟機605與磁碟機606以外，電腦601提供一或多個處理器，諸如微處理單元(micro procsessing unit；MPU)611、儲存如啟動程式之程式的唯讀記憶體(read only memory；ROM)612、連接至MPU 611與暫存應用程式的指令和提供暫存區的隨機存取記憶體(random access memory；RAM)613、儲存應用程式和系統程式和資料的硬碟614、連接至MPU 611和ROM 612的匯流排615與其他類似構件。留意電腦601可包含網路卡(未顯示)以供連接至區域網路(local area network；LAN)。
使電腦系統600執行揭露於前述實施例中的操作之程式可儲存於光碟621或磁碟622中且傳送至硬碟614，其中光碟621或磁碟622係被插入至光碟機605或磁碟機606中。再者，藉由網路(未顯示)可傳送程式至電腦601，且儲存程式於硬碟614中。在執行之時，程式載入至RAM 613中。從光碟621或磁碟622或直接從網路可載入程式。
本揭露的一實施例是方法，其中此方法包含以雷射照射沉積在EUV微影系統中的碎屑、控制雷射的一或多個波長或雷射的功率以選擇性蒸發碎屑且限制對EUV微影系統的損害，以及移除已蒸發的碎屑。在一些實施例中，雷射是光纖雷射。在一些實施例中，碎屑沉積在EUV微影系統的中間焦點罩模組之表面上。在一些實施例中，碎屑包含錫且控制雷射的功率，已使碎屑係加熱到至少230℃至小於1080℃的溫度。在一些實施例中，波長係控制為實質大於600 nm。在一些實施例中，從EUV微影工具真空抽除蒸發的碎屑。在一些實施例中，以雷射掃描包含碎屑之EUV微影工具的表面。在一些實施例中，於照射碎屑前，判斷碎屑的累積量，當累積量處於或超過預期數量時，停止EUV微影系統的操作，且進入在EUV微影系統內含有碎屑之位置。在一些實施例中，控制波長或功率，從而加熱碎屑以形成電漿。在一些實施例中，雷射聚焦在EUV微影系統上。
另一本揭露的實施例是方法，其中此方法包含以激發雷射照射一或多個錫液滴，以產生EUV輻射，其中一或多個錫液滴在EUV微影系統的EUV光源設備之激發區域內、偵測錫碎屑之存在，其中錫碎屑沉積在EUV光源設備之中間焦點罩模組之表面上、以脈衝雷射照射錫碎屑、控制脈衝雷射的脈衝寬度，從而蒸發錫碎屑、藉由移除蒸發的碎屑，以清理中間焦點罩模組的表面、以及曝露光罩於EUV輻射，以圖案化半導體基材。在一些實施例中，光纖雷射用來產生脈衝雷射。在一些實施例中，控制脈衝雷射的功率，以加熱錫碎屑到至少230℃至小於1080℃的溫度。在一些實施例中，控制脈衝雷射的波長大於約600 nm。在一些實施例中，從中間焦點罩模組真空抽除蒸發的碎屑。在一些實施例中，以脈衝雷射掃描中間焦點罩模組的表面。在一些實施例中，此方法更包含判定碎屑的累積量、當累積量處於或超過預期數量時，停止EUV微影系統的操作，進入在EUV微影系統內含有碎屑之位置，以脈衝雷射照射錫碎屑，以及在清潔表面後，繼續對EUV微影系統之操作。
另一本揭露的實施例依舊是碎屑清理設備，此碎屑清理設備包含耦合至光纖的雷射源。雷射源係配置以產生照射錫碎屑之脈衝雷射，錫碎屑沉積在EUV微影系統之中間焦點罩模組的表面上。光纖雷射產生器係配置以控制脈衝雷射的一或多個波長與脈衝雷射的功率，而蒸發錫碎屑。設備也包含真空工具，以移除蒸發的錫碎屑，而清理中間焦點罩模組的表面。在一些實施例中，光纖雷射產生器係更配置以控制脈衝雷射的功率，以加熱錫碎屑到至少230℃的溫度。在一些實施例中，光纖雷射產生器係更配置以控制波長大於600 nm。
前所揭露已概述數個實施例或舉例的特徵，因此熟習此技藝者可更了解本揭露之實施例的態樣。熟悉此技藝者將了解到，其可輕易地利用本揭露之實施例做為基礎，來設計或潤飾其他製程與結構，以實現與在此所介紹之實施方式相同之目的及/或達到相同的優點。熟悉此技藝者也將了解到，這類對等架構並未脫離本揭露之實施例之精神和範圍，且熟悉此技藝者可在不脫離本揭露之實施例之精神和範圍下，在此進行各種之更動、取代與修改。
100:輻射源 105:腔體 110:集光鏡 115:標靶液滴產生器 117:噴嘴 130,135:緩衝氣體供應器 140:氣體出口 200:曝光裝置 205a,205b,205c,205d,205e:光學件 210:目標基材 23:電漿羽 24:EUV光線 25:碎屑液滴 250:中間焦點罩模組 251:中間焦點 253:表面 26:碎屑 300,503:雷射源 310:雷射產生器,雷射源 320:雷射導引光學件 330:聚焦設備 451:相機 50:光圈 500:雷射產生器 501,509,LR2:雷射束 505:蒸發的錫 507:光纖 508:光學件系統 511:真空工具 513:泵浦 600:電腦系統 601:電腦 602:鍵盤 603:滑鼠 604:監視器 605:光碟唯讀記憶體驅動機,光碟機 606:磁碟機 611:微處理單元,MPU 612:唯讀記憶體,ROM 613:隨機存取記憶體,RAM 614:硬碟 615:匯流排 621:光碟 622:磁碟 85:液滴捕獲器 BF:基座層 DMP1,DMP2:阻尼器 DP:液滴,錫滴 LR1:雷射光束 MF:主層 PP1,PP2:基柱板 ZE:激發區
搭配所附圖式閱讀可對詳述如後的本揭露之態樣有最佳的了解。須注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示且僅作為繪示之目的。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸可任意地增加或減少。 圖1係根據本揭露的一些實施例之具有雷射生成電漿(laser-produced plasma；LPP)極紫外光(extreme ultraviolet；EUV)輻射源的EUV微影系統之示意圖。 圖2係根據本揭露的一些實施例之EUV微影曝光工具的示意圖。 圖3係根據本揭露的一些實施例顯示藉由雷射束與金屬液滴之間的雷射-金屬交互作用之電漿生成製程的示意圖。 圖4A係根據本揭露的一些實施例顯示在操作情境下EUV輻射源的剖面視圖。 圖4B係根據本揭露的一些實施例繪示包含用以拍攝中間焦點(intermediate focus；IF)罩模組(cap module)的表面之多個相機的佈置。 圖5係根據本揭露的實施例繪示雷射生成工具，其中雷射生成工具係放置以照射雷射在中間焦點罩模組的表面上。 圖6A與圖6B係根據本揭露的一些實施例繪示一設備，且此設備係用以控制雷射產生器與真空工具，且此設備執行在此所述之其他任務。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
250:中間焦點罩模組
253:表面
26:碎屑
500:雷射產生器
501:雷射束
503:雷射源
505:蒸發的錫
507:光纖
508:光學件系統
509:雷射束
511:真空工具
513:泵浦

Claims (20)

  1. 一種方法，包含： 以一雷射照射複數個碎屑，其中該些碎屑沉積於一極紫外光(extreme ultraviolet；EUV)微影系統內； 控制該雷射的一或多個波長或該雷射的一功率，以選擇性地蒸發該些碎屑，且限制對該極紫外光微影系統之損害；以及 移除已蒸發的該些碎屑。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該雷射為一光纖雷射。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該些碎屑沉積在該極紫外光微影系統之一中間焦點(intermediate focus；IF)罩模組的一表面上。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該些碎屑包含錫，且該方法更包含： 控制該雷射的該功率，以使該些碎屑係加熱到至少230℃ 至小於1080℃之溫度。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該波長係控制為實質大於600 nm。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該移除已蒸發的該些碎屑之操作包含從該極紫外光微影工具真空抽除已蒸發的該些碎屑。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該照射該些碎屑之操作包含以該雷射掃描含有該些碎屑之該極紫外光微影工具的一表面。
  8. 如請求項1所述之方法，其中在該照射該些碎屑之操作前，該方法包含： 判斷該些碎屑的一累積量； 當該累積量處於或超過一預期數量時，停止該極紫外光微影系統之一操作；以及 進入該極紫外光微影系統內含有該些碎屑之一位置。
  9. 如請求項1所述之方法，其中該控制該雷射的該或該些波長或該雷射的該功率之操作包含控制該或該些波長或該功率，從而加熱該些碎屑，以形成電漿。
  10. 如請求項1所述之方法，其中該用雷射照射該些碎屑之操作包含聚焦該雷射在該極紫外光微影系統上。
  11. 一種方法，包含： 以一激發雷射照射一或多個錫滴，以產生極紫外光輻射，其中該或該些錫滴在一極紫外光微影系統的一極紫外光光源設備之一激發區域內； 偵測複數個錫碎屑之存在，其中該些錫碎屑沉積在該極紫外光光源設備之一中間焦點罩模組的一表面上； 以一脈衝雷射照射該些錫碎屑； 控制該脈衝雷射的一脈衝寬度，從而蒸發該些錫碎屑； 藉由移除一蒸發的碎屑，以清理該中間焦點罩模組的該表面；以及 曝露一光罩至極紫外光輻射，以圖案化一半導體基材。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該脈衝雷射是一光纖雷射。
  13. 如請求項11所述之方法，更包含： 控制該脈衝雷射的一功率，以加熱該些錫碎屑到至少230℃ 至小於1080℃ 之溫度。
  14. 如請求項11所述之方法，更包含： 控制該脈衝雷射的一波長大於600 nm。
  15. 如請求項11所述之方法，其中該清理該中間焦點罩模組的該表面之操作包含從該中間焦點罩模組真空抽除該蒸發的碎屑。
  16. 如請求項11所述之方法，其中該照射該些錫碎屑之操作包含以該脈衝雷射掃描該中間焦點罩模組的該表面。
  17. 如請求項11所述之方法，更包含： 判斷該些錫碎屑之一累積量； 當該累積量處於或超過一預期數量時，停止該極紫外光微影系統之一操作； 進入該極紫外光微影系統內含有該些錫碎屑之一位置，以該脈衝雷射照射該些錫碎屑；以及 清理該表面後，繼續對該極紫外光微影系統之該操作。
  18. 一碎屑清理設備，包含： 耦合至一光纖的一雷射源，其中該雷射源係配置以產生照射複數個錫碎屑之一脈衝雷射，該些錫碎屑沉積在一極紫外光微影系統之一中間焦點罩模組的一表面上，且一光纖雷射產生器係配置以控制該脈衝雷射的一或多個波長與該脈衝雷射的一功率，從而蒸發該些錫碎屑；以及 一真空抽除工具，用以移除一蒸發的錫碎屑，而清理該中間焦點罩模組的該表面。
  19. 如請求項18所述之碎屑清理設備，其中該光纖雷射產生器係更配置以控制該脈衝雷射的該功率，以加熱該些錫碎屑到至少230℃。
  20. 如請求項18所述之碎屑清理設備，其中該光纖雷射產生器係更配置以控制該波長大於600 nm。
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