高亮度光线的产生方法与流程

本发明实施例涉及半导体制造技术领域，具体而言，涉及一种光线的产生方法，且特别涉及一种高亮度光线的产生方法。

背景技术：

半导体集成电路(IC)产业呈指数成长，在集成电路材料以及设计上的技术进步下产生了多个世代的集成电路，且其中每一世代较前一世代具有更小更复杂的电路。在集成电路发展的过程中，当几何尺寸(也就是制程中所能产出的最小元件或者线路)缩小时，功能密度(也就是每一芯片区域所具有的互连装置的数目)通常会增加。一般而言，这种尺寸缩小的制程可增加生产效率以及降低相关成本。这种尺寸缩小的制程也会增加制造与生产集成电路的复杂度。

举例来说，对于使用较高分辨率的光刻制程的需求成长。一种光刻技术是称为极紫外光刻技术(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。

一种极紫外光光源称为激光产生等离子体(laser-produced plasma,LPP)。激光产生等离子体技术是通过将一高功率激光光束聚焦在微小的燃料液滴标靶(fuel droplet targets)上形成高度离子化等离子体来产生极紫外光，前述高度离子化等离子体会在波长为13.5纳米时发出具有最大发射量的峰值的极紫外光射线。这种极紫外光接着被收集器所收集，并通过光学系统反射至要进行光刻制程的标的物，例如晶圆。

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。

技术实现要素：

本发明实施例包括一种高亮度光线的产生方法。前述方法包括将气态材料引入标靶材料中；将标靶材料供应至燃料标靶产生器中；通过推进具有气态材料的标靶材料离开燃料标靶产生器而产生标靶；扩展标靶中的气态材料以转换标靶为标靶雾；以及将主要脉冲激光聚焦于标靶雾上以产生放射高亮度光线的等离子体。

本发明实施例亦包括一种高亮度光线的产生方法。前述方法包括通过燃料标靶产生器投递标靶；将标靶扩展为标靶雾，其中标靶包括气态材料；以及将主要脉冲激光聚焦于标靶雾上以产生放射高亮度光线的等离子体。

本发明实施例又包括一种高亮度光源。前述高亮度光源包括一燃料标靶产生器，配置来产生包含气态材料的多个标靶；一预脉冲激光；一主要脉冲激光，其相较于预脉冲激光具有更高的能量；以及一控制器，配置来射击预脉冲激光和主要脉冲激光以按序击中标靶。

附图说明

图1是表示根据一些实施例具有高亮度光源的光刻系统的示意图。

图2是表示根据一些实施例，图1的光刻系统中的高亮度光源的示意图。

图3是表示根据一些实施例，连接至离子束注入器的燃料标靶产生器的剖视图，前述离子束注入器用以将离子注入容纳在燃料标靶产生器中的标靶材料中。

图4是表示根据一些实施例的燃料标靶产生器的剖视图。

图5是表示根据一些实施例，用于光刻制程的方法的流程图。

图6是表示根据一些实施例，通过连续地照射预脉冲激光和主要脉冲激光在包含气体的标靶上而产生高亮度光线的方法的多个阶段的示意图。

图7是表示根据一些实施例，通过连续地照射预脉冲激光、热流和主要脉冲激光在包含气体的标靶上而产生高亮度光线的方法的多个阶段示意图。

图8是表示根据一些实施例，连接至储存槽的燃料标靶产生器的剖视图。

图9是表示根据一些实施例，连接至储存槽的燃料标靶产生器的剖视图。

图10是表示根据一些实施例，用于光刻制程的方法的流程图。

图11是表示根据一些实施例，一高亮度光源的示意图。

附图标记说明：

5 气态材料

10 光刻系统

12、12a、12b、12c、12d 高亮度光源

13 控制器

14 照明器

16 掩模平台

18 掩模

20 投影光学模块(投影光学盒)

22 半导体晶圆

24 基板平台

26 气体供应模块

30、30a 燃料标靶产生器

31 贮存器

32 盖体

33 管体

34 喷嘴

35 过滤器

36 压电致动器

37 充电电路

38 入口

39 混合元件

40 第一激光源

42 预脉冲激光

44 窗口

46 激光产生等离子体收集器(收集器)

50 第二激光源

52 主要脉冲激光

54 窗口

60 热量装置

62 热流

65 离子物种喷射器

67 带电离子物种的束(电子束)

70 离子束产生器(离子束注入器)

71 离子源

72 高电压电源供应器

73 离子束

74 质量分析器

75 离子束

80 标靶材料

81 激发区

82 标靶

83 标靶雾

84 等离子体

85 标靶雾

90、90c 储存槽

92、92c 管路

93c 入口

94c 混合元件

100 方法

110、120、130、140、150、160 操作

141、142、143、144、145、146、147、148 图

200 方法

210、220、230、240、250、260、270 操作

311 侧壁

312 底部壁面

321 气体入口

322 抽取气体

323 气体排出口

324 气体

371 电极

372 电源供应器

D 轨迹方向

S 物质

具体实施方式

以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本公开的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本公开书叙述了一第一特征形成于一第二特征的上或上方，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实施例，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，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，以下公开书不同范例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复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。

再者，为了方便描述附图中一元件或特征部件与另一(多个)元件或(多个)特征的关系，可使用空间相关用语，例如「下面」、「下方」、「之下」、「上方」、「之上」及类似的用语等。除了附图所示出的方位之外，空间相关用语涵盖装置在使用或操作中的不同方位。所述装置也可被另外定位(旋转90度或在其他方位上)，并对应地解读所使用的空间相关用语的描述。可以理解的是，在所述方法之前、期间及之后，可提供额外的操作步骤，且在某些方法实施例中，所述的某些操作步骤可被替代或省略。

当前公开内容中所描述的先进光刻制程、方法、和材料可被使用于包括鳍式场效晶体管(fin-type field effect transistors,FinFETs)的各种应用中。举例而言，鳍结构可以被图案化以在结构之间产生相对较小的间隔，而所述公开内容是适合应用于此。再者，所述公开内容可以应用在用来形成鳍式场效晶体管的鳍结构的间隙壁(spacers)的制程。

图1是表示根据一些实施例的光刻系统10的示意图。一般而言，光刻系统10也可为可执行光刻曝光制程的一扫描器，且此光刻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，光刻系统10包括一高亮度光源12、一照明器14、一掩模平台16、一掩模18、一投影光学模块(或投影光学盒(projection optics box,POB))20、以及一基板平台24。光刻系统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。

高亮度光源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，高亮度光源12产生一波长集中在约13.5纳米的极紫外光光线。相应地，高亮度光源12也称为极紫外光光源。然而，应当理解的是，高亮度光源12并不限定于发出极紫外光光线。高亮度光源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 photon emission)。

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(符合极紫外光刻系统使用)，例如单一反射镜或具有多重反射镜的反射镜系统，借此将光线由高亮度光源12导向一掩模平台16上，特别是导向一固定于掩模平台16上的掩模18。于本实施例中，反射式光学系统被使用于高亮度光源12产生极紫外光波长范围中的光线的位置。

掩模平台16是配置来固定掩模18。在一些实施例中，掩模平台16包含了一静电吸盘(e-chuck)来固定掩模18。这是因为气体分子吸收了极紫外光光线，且用于极紫外光刻图案化(EUV lithography patterning)的光刻系统是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，掩模、光掩模、以及光盘等用语可互换使用。

于本实施例中，掩模18为一反射式掩模。掩模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。掩模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。

掩模18还可包含一用以保护的覆盖层，如钌(Ru)，其是设置在前述多层上。掩模18还包含一吸收层，如氮化钽硼(tantalum boron nitride,TaBN)层，其是沉积在前述多层上。吸收层是被图案化以定义出一集成电路的层。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(EUV phase shift mask)。

投影光学模块(或投影光学盒)20是配置来将掩模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是固定于光刻系统10的基板平台24上。在一些实施例中，投影光学盒20具有折射式光学系统(例如给紫外线光刻系统使用的)、或者替代地在各种实施例中具有反射式光学系统(例如给极紫外光刻系统使用的)。从掩模18导引来的光线被投影光学盒20所收集，且前述光线带有定义在掩模上的图案的映像(image)。照明器14与投影光学盒20两者合称为光刻系统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(silicon germanium 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校晶体管(metal oxide semiconductor 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/or n-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刻胶层。包含前述元件的各种元件是被整合在一起且可操作来执行光刻曝光制程。

光刻系统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，光刻系统10包含一气体供应模块26，其是设计来提供氢气给高亮度光源12。氢气可帮助降低在高亮度光源12的污染。

图2是表示根据一些实施例的高亮度光源12的示意图。高亮度光源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，高亮度光源12包括一控制器13、一燃料标靶产生器30、一第一激光源40、一第二激光源50、以及一激光产生等离子体收集器46。高亮度光源12的前述元件可被置于真空中。应当理解的是，高亮度光源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配置来产生多个标靶82。于一实施例中，标靶82为掺锡液滴(tin(Sn)droplets)。于一实施例中，每一标靶82的直径大约为30微米。于一实施例中，标靶82是以50kHz的频率产生，且以每秒70米的速度引进到高亮度光源12内的一激发区81。其他材料亦可用于标靶82，举例而言，含锡的液体材料如包含锡、锂以及氙的共熔合金(eutectic alloy)。标靶82可为固相或液相。

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。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。预脉冲激光42是用来加热(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。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。

于一实施例中，一液滴捉捕器(未图示)相对于燃料标靶产生器30被安装。液滴捉捕器被用于捉捕过多的标靶82。举例而言，预脉冲激光42和主要脉冲激光52可能刻意地未击中一些标靶82。

在一些实施例中，高亮度光源12亦包括一热量装置60来在标靶82上产生一热流(thermal current)62。如图2所示，热量装置60在标靶82的轨迹方向D上位于预脉冲激光42和主要脉冲激光52之间。换言之，热量装置60是配置于预脉冲激光42的下游。热量装置60可为一红外线加热管(IR heating tube)。

控制器13是配置来控制一或多个高亮度光源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被控制器13控制为与标靶82的产生相关联，以使预脉冲激光42和主要脉冲激光52按序击中各个标靶82。

图3是表示根据一些实施例，连接至一离子束产生器70的燃料标靶产生器30的示意图。在一些实施例中，燃料标靶产生器30包括一贮存器31、一盖体32、一中空管体33、一喷嘴34、一过滤器35、一压电致动器36、以及一充电电路37。燃料标靶产生器30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。

贮存器31是配置来保存标靶材料80。贮存器31可包括一侧壁311和一底部壁面312。侧壁311围绕底部壁面312的外侧边缘，并延伸远离前述底部壁面312。

盖体32连接至侧壁311的顶端。盖体32为可从贮存器31拆卸的。于一些实施例中，一气体入口321和一气体排出口323形成于盖体32上。气体入口321连接至一气体流水线来将抽取气体322引入贮存器31中，例如氩气。气体排出口323连接至一气体流水线和一帮浦(未图示)，以抽出贮存器31中的气体324。

通过连接至气体入口321和气体排出口323的气体流水线中的气流，贮存器31中的压力可以被操控。举例来说，当气体322被连续地经由气体入口321提供至贮存器31，且当气体排出口323被封闭且不排出气体时，贮存器31中的压力增加。所以，贮存器31中的标靶材料80可被逼出贮存器31。

中空管体33和喷嘴34定义出一流孔(orifice)，使标靶材料80流出以形成标靶材料80的标靶82。标靶82的输出可通过致动器控制，例如压电致动器36。过滤器35可被设置在标靶材料80的流动路径中(例如管体33)以移除杂质，例如从标靶材料80移除非标靶粒子。

充电电路37是配置来将离子填充至燃料标靶产生器30中。充电电路37可包括位于贮存器31的底部壁面的一电极371。电极371连接至地面或连接至一电源供应器372。

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。在一些其他的实施例中，电极371被省略，贮存器31的底部壁面312及/或侧壁311是由导电材料制成且电性连接至地面或连接至电源供应器372。

在一些实施例中，如图3所示，高亮度光源12亦包括一离子束产生器70。离子束产生器70是配置来将离子注入容纳于贮存器31中的标靶材料80，以在标靶材料80中产生气态材料5。

在一些实施例中，离子束产生器70包括一离子源71、一高电压电源供应器72、以及一质量分析器74。离子源71耦合至高电压电源供应器72以离子化掺杂(dopant)元件(例如掺杂气体元件)，从而形成一离子束73。质量分析器74位于离子源71的下游来分析离子束73中的离子。

如此一来，包括具有合适电荷质量比(charge-to-mass ratio)的离子的离子束75可被允许通过质量分析器74的解析孔(resolving aperture)，且接着被注入容纳于贮存器31中的标靶材料80。在一些实施例中，注入标靶材料80的离子与从充电电路37来的离子相互作用，以在标靶材料80中产生气态材料5。

应注意的是，用于提供气态材料5至标靶材料80的元件的配置并不限定于前述实施例，且可以依据预计用途或设计参数变更。一些示例性的实施例将提供如下。

图4是表示根据一些实施例的一燃料标靶产生器30a的剖视图。在图4的实施例中，元件相似于图3的实施例的元件会以相同的参考符号提出，且为了简洁起见，其特征不再重述。

燃料标靶产生器30a和燃料标靶产生器30的差异包括燃料标靶产生器30a还包括一入口38和一混合元件39。入口38是配置来让物质S可投递至贮存器31的内部。入口38可连接至贮存器31的侧壁311。或者，入口38可连接至与气体入口321连接的盖体32。

在一些实施例中，入口38连接至一气体流水线。从气体流水线供给的物质S包括气体。从入口38供给的气体不同于从气体入口321来的抽取气体322。从入口38来的气体的一个例子为可包括一气体元素，例如氦、氖、氩或其组合。或者，从入口38来的气体可以包括气体分子，例如氮。或者，从入口38来的气体可以包括气体化合物，例如甲锡烷(stannane,SnH4)和六氟化氙(Xenon hexafluoride,XeF6)。

在一些其他的实施例中，入口38连接至供给固相或液相物质S的一管体。从入口38供给的固相或液相物质S可包括六氟化氙或四氟化氙(Xenon tetrafluoride,XeF4)。在一些实施例中，入口38被省略。固相或液相的物质S经由贮存器31的上方开口被引入燃料标靶产生器30a。

在一些实施例中，燃料标靶产生器30a亦包括混合元件39来促进物质S及标靶元件80的混合，以引入气态材料5作为标靶材料80。混合元件39可包括设置于贮存器31中的一转子叶片。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。

图5是表示根据一些实施例，用于极紫外光刻制程的方法100的流程图。为了说明，流程图会伴随着图1至图4的附图来叙述，前述图1至图4的附图表示了光刻系统10的示意图。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100由操作110开始，其中一极紫外光掩模被装载至可操作来执行一极紫外光刻曝光制程的光刻系统10，其中前述极紫外光掩模例如掩模18。掩模18可包括要转移至一半导体基板上的一集成电路图案(IC pattern)，前述半导体基板例如为半导体晶圆22。操作110可还包括各种步骤，例如将掩模18固定在掩模平台16上以及执行对准。

方法100由操作120继续，其中半导体晶圆22被装载至光刻系统10。半导体晶圆22涂布有一光刻胶层(resist layer)。在本实施例中，光刻胶层感光于由光刻系统10的高亮度光源12来的极紫外光射线。

方法100由操作130继续，其中标靶82通过推进具有气态材料5的标靶材料80离开燃料标靶产生器30或燃料标靶产生器30a中而产生。在一些实施例中，图3所示的燃料标靶产生器30或图4所示的燃料标靶产生器30a被配置来产生标靶82。燃料标靶产生器30或燃料标靶产生器30a被控制来产生具有合适材料、合适尺寸、合适比例、以及合适移动速度和方向的标靶82。

在一些实施例中，由燃料标靶产生器30或燃料标靶产生器30a产生的标靶82包含气态材料5，以优化能量转换效率。用于准备包含气体的标靶82的制程的操作131和132将描述如下，根据一些实施例，将描述如下。

在操作131中，标靶材料800被供给至燃料标靶产生器30或燃料标靶产生器30a中。标靶材料80可由一储存槽(未图示)供给。标靶材料80可包括锡或含锡的液体材料，例如含有锡、锂和氙的共晶合金(eutectic alloy)。

在操作132中，气态材料5被引入燃料标靶产生器30或燃料标靶产生器30a中的标靶材料80中。

在一些实施例中，气态材料5通过离子束注入器70的使用而被引入容纳于燃料标靶产生器30中的标靶材料80中。离子束注入器70产生具有掺杂气体物质的离子的离子束75，并将离子束75投射至容纳于燃料标靶产生器30中的标靶材料80。然后，掺杂气体物质的离子与从充电电路37来的相反离子相互作用以转变为气态材料5。掺杂气体物质的离子可包括一气体元素的离子，前述气体元素例如氦、氩或氖。或者，掺杂气体物质的离子可包括气体分子，例如氮、惰性气体，前述惰性气体例如氦、氩、氖、或其化合物。

在一些实施例中，气态材料5通过混合元件39的使用而被引入容纳于燃料标靶产生器30a中的标靶材料80中。气体及/或可被转换为气体的物质S经由入口38被引入燃料标靶产生器30a。然后，混合元件39在燃料标靶产生器30a中将气体及/或物质混合进标靶材料80以形成气态材料5。引入的气体可包括惰性气体，例如氦、氩、氖、氙或其组合。或者，引入的气体可包括一气体分子，例如氮或氢。或者，引入的气体可包括一气体化合物，例如甲锡烷。

在一些实施例中，被混入标靶材料80中的气体因为高温而被分解。在这个实施例中，气态材料5可包括分解的气相产物。举例而言，甲锡烷在熔融金属中被分解以产生氢(亦即气相产物)及锡。因此，在甲锡烷于高温(例如摄氏250度)被混入标靶材料80后，甲锡烷会在标靶材料80中被分解，且标靶材料80中的气态材料5包括氢和甲锡烷，如果甲锡烷未完全消耗的话。

在一些实施例中，配置来压迫标靶材料80以形成标靶雾的抽取气体322同样被混入标靶材料80中。如此一来，气态材料5包含抽取气体322。在一些实施例中，没有气体是经由入口38供给至贮存器。气态材料5是由抽取气体322构成。

方法100由操作140继续，其中标靶82中的气态材料5被扩展。在一些实施例中，第一激光源40被用来产生预脉冲激光42以在主要脉冲激光52照射镖靶82前扩展标靶82中的气态材料5。

具体而言，如图6的图141所示，在被预脉冲激光42照射之前，标靶82具有一圆形形状。然后，当标靶82被预脉冲激光42照射时，预脉冲激光42的部分会转变为动能以将标靶82转换为松饼形状的标靶雾83，如图6的图142所示。同时，预脉冲激光42的部分会转变为热能并造成标靶82中的气态材料5的延伸。因此，相较于标靶82，标靶雾83具有较低的密度。

在一些实施例中，第一激光源40是配置来产生与标靶82同步的预脉冲激光42。然而，预脉冲激光42在时间上可以被控制为延迟或提前，因此它们可以在不同的激发位置加热分别的标靶82。

方法100由操作150继续，其中主要脉冲激光52聚焦于标靶雾83上以产生极紫外光射线。在一些实施例中，第二激光源50被用来产生主要脉冲激光52以激发标靶82中的标靶材料80。具体而言，主要脉冲激光52加热标靶82中的标靶材料80至一临界温度。在前述临界温度，标靶82中的标靶材料80放出其电子并成为具有离子的等离子体84。

应注意的是，由于标靶雾83相较于使用于现有方法的标靶雾(亦即没有在其内部扩展的气态材料)具有较低的密度，故标靶雾83中的大多数标靶材料80会被主要脉冲激光52照射。

如此一来，如图6中的图143所示，即便是位于标靶雾83的后侧(亦即主要脉冲激光52投射的侧的相反侧)的标靶材料80，也可被主要脉冲激光52充分地照射。因此，如图144所示，标靶雾83中几乎所有的材料都被激发为等离子体84并发出极紫外光光线。

另外，由于标靶雾83中几乎所有的材料都被激发为等离子体84，收集器46的污染可避免或减轻，因为在收集器46上未转换成等离子体的标靶雾83材料的沉积减少。

方法100由操作160继续，其中光刻曝光制程施行在位于光刻系统10中的半导体晶圆22上。于操作160中，通过高亮度光源12或高亮度光源12a产生的极紫外光射线照射在掩模18上(通过照明器14)，且更投射于涂布在半导体晶圆22上的光刻胶层上(通过投影光学盒20)，从而在光刻胶层上形成一潜像(latent image)。在一些实施例中，光刻曝光制程以扫描模式(scan mode)实施。

在一些实施例中，通过在标靶雾被激发前投射热流于其上，标靶雾83的扩展将还被热力地引起。举例而言，如图7中的图145所示，热流62投射于被预脉冲激光42照射过的标靶雾83。热流62使得标靶雾83中的气态材料5更为扩展，并使标靶雾83变换为标靶雾85(图146)。

由于标靶雾85相较于标靶雾83具有较低的密度，当主要脉冲激光52照射标靶雾85时，标靶雾85中更多的标靶材料80被激发成等离子体86(图148)。因此，可实现更高的能量转换效率，且可避免收集器46的污染。

方法100可还包括其他的作业以完成光刻制程。举例来说，方法100可包括显影曝光的光刻胶层的作业，以形成具有多个界定在其上的开口的光刻胶图案。特别的是，在操作160中的光刻曝光制程之后，半导体晶圆22被转移至光刻系统10外的显影单元，以对光刻胶层执行显影制程。方法100可还包括其他作业，例如各种烘烤步骤。如在一个例子中，方法100包括在操作160和显影制程之间的一曝光后烘烤(post-exposure baking,PEB)步骤。

方法100可还包括其他作业，例如通过光刻胶图案的开口对半导体晶圆22实施加工制程的作业。在一个例子中，加工制程包括利用光刻胶图案作为蚀刻掩模来对半导体晶圆22进行蚀刻制程。在另一例子中，加工制程包括利用光刻胶图案作为布植掩模来对半导体晶圆22进行布植制程。

图8是表示根据一些实施例，一高亮度光源12b的部分元件的剖视图。在图8所示的实施例中，元件相似于图1至图3的实施例的元件会以相同的参考符号提出，且为了简洁起见，其特征不再重述。

高亮度光源12b和高亮度光源12的差异包括高亮度光源12b将气态材料5供给至在燃料标靶产生器30之外的标靶材料80中，以及嵌入气态材料5的燃料标靶80接着被传递至燃料标靶产生器30。

在一些实施例中，高亮度光源12b包括一储存槽90。储存槽90是配置来容纳标靶材料80。标靶材料80经由管路92被供给至燃料标靶产生器30。一帮浦或一阀门(未图示于图8中)可连接至管路92以控制标靶材料80的流量。

离子束产生器70连接储存槽90。离子束产生器70产生具有掺杂气体物质的离子的离子束75，且投射前述离子束75至容纳于储存槽90中的标靶材料80中。储存槽90可还包括相似于图3中的充电电路37的充电电路，以提供相反电荷的离子。

图9是表示根据一些实施例，一高亮度光源12c的部分元件的剖视图。在图9的实施例中，元件相似于图1至图3的实施例的元件会以相同的参考符号提出，且为了简洁起见，其特征不再重述。

高亮度光源12c和高亮度光源12的差异包括高亮度光源12c将气态材料5供给至在燃料标靶产生器30之外的标靶材料80中，以及嵌入气态材料5的燃料标靶80接着被传递至燃料标靶产生器30。

在一些实施例中，高亮度光源12c包括一储存槽90c。储存槽90c是配置来容纳标靶材料80。标靶材料80经由管路92c被供给至燃料标靶产生器30。一帮浦或一阀门(未图示于图9中)可连接至管路92c以控制标靶材料80的流量。

储存槽90c也包括一入口90c和一混合元件94c。入口93c是配置来将气体及/或可转换为气体的物质S传递至储存槽90c。混合元件94c是配置来促进物质S和标靶材料80的混合。混合元件94c可包括设置于储存槽90c中的一转子叶片。

图10是表示根据一些实施例，用于极紫外光刻制程的方法200的流程图。为了说明，流程图会伴随着图1、图2、图9、图10的附图来叙述，前述图1、图2、图9、图10的附图表示了光刻系统10的示意图。在不同的实施例中，一些所述的操作可以被替换或去除。

方法200由操作210开始，其中一极紫外光掩模被装载至可操作来执行一极紫外光刻曝光制程的光刻系统10，其中前述极紫外光掩模例如掩模18。掩模18可包括要转移至一半导体基板上的一集成电路图案，前述半导体基板例如为半导体晶圆22。操作210可还包括各种步骤，例如将掩模18固定在掩模平台16上以及执行对准。

方法200由操作220继续，其中半导体晶圆22被装载至光刻系统10。半导体晶圆22涂布有一光刻胶层。在本实施例中，光刻胶层对于由光刻系统10的高亮度光源12来的极紫外光射线感光。

方法200由操作230继续，其中具有气态材料5的标靶材料80被供给至燃料标靶产生器30。

在一些实施例中，具有气态材料5的标靶材料80是由图8所示的储存槽90供给。为了准备包含气体的标靶材料80，离子束注入器70产生具有掺杂气体物质的离子的离子束75至容纳于储存槽90的标靶材料80中。然后，掺杂气体物质的离子与从充电电路37来的相反离子相互作用以转换为气态材料5。掺杂气体物质的离子可包括气体元素的离子，前述气体元素例如氦、氩或氖。或者，掺杂气体物质的离子可包括气体分子，例如氮、惰性气体，前述惰性气体例如氦、氩、氖、或其化合物。

于一些实施例中，具有气态材料5的标靶材料80是由图9所示的储存槽90c供给。气体及/或可转换为气体的物质S经由入口93c被引入储存槽90c中。然后，混合元件94c在储存槽90c中将气体及/或物质混合进标靶材料80，以形成气态材料5。引入的气体可包括惰性气体，例如氦、氩、氖、氙或其组合。或者，引入的气体可包括一气体分子，例如氮或氢。或者，引入的气体可包括一气体化合物，例如甲锡烷。

方法200由操作240继续，其中标靶82被产生。在一些实施例中，图8或图9所示的燃料标靶产生器30是配置来产生标靶82。燃料标靶产生器30可被控制来产生具有合适材料、合适尺寸、合适比例、以及合适移动速度和方向的标靶82。

方法200由操作250继续，其中标靶82中的气态材料5被扩展。在一些实施例中，第一激光源40被用来产生预脉冲激光42以在主要脉冲激光52照射镖靶82前扩展标靶82中的气态材料5。在一些实施例中，通过在标靶被激发前投射热流于其上，标靶82的扩展将还被热力地引起。

方法由操作260继续，其中主要脉冲激光52聚焦于标靶82上以产生极紫外光射线。在一些实施例中，第二激光源50被用来产生主要脉冲激光52以激发标靶82中的标靶材料80。第二激光源50可与第一激光源40同步。

方法200由操作260继续，其中光刻曝光制程施行在位于光刻系统10中的半导体晶圆22上。于操作260中，通过高亮度光源12b或高亮度光源12c产生的极紫外光射线照射在掩模18上(通过照明器14)，且还投射于涂布在半导体晶圆22上的光刻胶层上(通过投影光学盒20)，从而在光刻胶层上形成一潜像。在一些实施例中，光刻曝光制程以扫描模式实施。

方法200可还包括其他的作业以完成光刻制程。举例来说，方法200可包括显影曝光的光刻胶层的作业，以形成具有多个界定在其上的开口的光刻胶图案。特别的是，在操作260中的光刻曝光制程之后，半导体晶圆22被转移至光刻系统10外的显影单元，以对光刻胶层执行显影制程。方法200可还包括其他作业，例如各种烘烤步骤。如在一个例子中，方法200包括在操作260和显影制程之间的一曝光后烘烤步骤。

方法200可还包括其他作业，例如通过光刻胶图案的开口对半导体晶圆22实施加工制程的作业。在一个例子中，加工制程包括利用光刻胶图案作为蚀刻掩模来对半导体晶圆22进行蚀刻制程。在另一例子中，加工制程包括利用光刻胶图案作为布植掩模来对半导体晶圆22进行布植制程。

图11是表示根据一些实施例，一高亮度光源12d的示意图。在图11的实施例中，元件相似于图2的实施例的元件会以相同的参考符号提出，且为了简洁起见，其特征不再重述。高亮度光源12d和高亮度光源12的差异包括高亮度光源12d还具有一离子物种喷射器65(ion species injector)。

离子物种喷射器65是配置来产生带电离子物种的束67。在一些实施例中，离子物种喷射器65可包括一或多个电子枪，分别配置来产生电子束67。在一些实施例中，电子枪可操作以每秒约五万或更多个电子的频率产生电子。在其他实施例中，电子枪可操作以每秒少于五万个电子的频率产生电子。离子物种喷射器65将电子束67导向与从燃料标靶产生器30来的不带电标靶82的相交位置。从电子束来的电子附着在不带电的标靶82上以产生带电的标靶82。

在一些实施例中，标靶82通过电子束67加热以产生用于光线放射的完全离子化的低密度标靶雾。电子束67可在比预脉冲激光42照射区域接近燃料标靶产生器30的区域投射至标靶82。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。电子束67可在比预脉冲激光42照射区域离燃料标靶产生器30更远的区域投射至标靶82。于一些实施例中，第一激光源40被省略。

多个实施例提供一种高亮度光线的产生方法。通过将气态材料引入标靶以及在激发前扩展包含气体的标靶雾，标靶和射线之间的互动区域将增加。因此，光线放射转换效率将提升，且由残材导致的光线放射系统的污染将减少。

根据一些实施例，提供一种高亮度产生光线的方法。前述方法包括将气态材料引入标靶材料。前述方法还包括将标靶材料供应至燃料标靶产生器中。前述方法亦包括通过推进具有气态材料的标靶材料离开燃料标靶产生器而产生标靶。另外，前述方法包括将标靶中的气态材料扩展以转换标靶为标靶雾。前述方法亦包括将主要脉冲激光聚焦于标靶雾上以产生放射高亮度光线的等离子体。

根据一些实施例，提供一种高亮度光线的产生方法。前述方法包括通过燃料标靶产生器投递标靶。前述方法还包括将标靶扩展为标靶雾。标靶包括气态材料。前述方法亦包括将主要脉冲激光聚焦于标靶雾上以产生放射高亮度光线的等离子体。

根据一些实施例，提供一种高亮度光源。前述高亮度光源包括一燃料标靶产生器。燃料标靶产生器是配置来产生包含气态材料的标靶。高亮度光源还包括一预脉冲激光。高亮度光源亦包括一主要脉冲激光，其相较于预脉冲激光具有更高的能量。另外，高亮度光源亦包括一控制器。控制器是配置来射击预脉冲激光和主要脉冲激光以按序击中标靶。

虽然本发明实施例的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明实施例的构思和范围内，当可作变动、替代与润饰。此外，本发明实施例的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本发明实施例公开内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明实施例使用。因此，本发明实施例的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明实施例的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。