用于光刻的辐射源和方法技术

一种适用于向光刻设备提供辐射的辐射源从等离子体(12)生成辐射，等离子体从包括气体的围闭件内的燃料(31)生成。等离子体生成初级燃料碎片，初级燃料碎片被收集为碎片接收表面((33a)、(33b))上的燃料层。碎片接收表面被加热到一定温度，以将燃料层保持为液态，并且提供液态燃料层内的降低的或者零气泡形成率，以便降低由源于从液态燃料层的气泡喷发的次级碎片对光学表面(14)的污染。附加地或者备选地，辐射源可以具有被定位和/或定向以使得垂直于碎片接收表面的基本上所有的线不与辐射源的光活性表面相交的碎片接收表面。

【技术实现步骤摘要】
用于光刻的辐射源和方法本申请是于2015年5月14日进入中国国家阶段的、申请号为201380059635.2、专利技术名称为“用于光刻的辐射源和方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。相关申请的相交引用本申请要求2012年11月15日提交的美国临时申请61/726,843和2012年12月18日提交的美国临时申请61/738,700的权益，并且其通过整体引用并入本文。
本专利技术涉及用于生成用于在用于器件制造的光刻应用中使用的辐射的方法和设备。
技术介绍
光刻设备是将期望的图案应用到衬底上(通常到衬底的目标部分上)的机器。例如，可以在集成电路(IC)的制造中使用光刻设备。在这种情况下，可以使用图案形成装置(备选地称为掩模或者掩模版)来产生将在IC的单独层上形成的电路图案。该图案可以被转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或者几个裸片的一部分)上。图案的转移通常经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料层(抗蚀剂)上。一般而言，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。光刻被广泛认为是IC和其他器件和/或结构的制造中的关键步骤之一。然而，随着使用光刻制作的特征的尺寸变得越来越小，光刻正在成为对于使微型IC或者其他器件和/或结构能够被制造的更加关键的因素。图案印刷极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利准则给出，如等式(1)所示：其中λ是所使用的辐射的波长，NA是用于印刷图案的投射系统的数值孔径，kl是依赖于工艺的调整因子，也称为瑞利常数，并且CD是所印刷的特征的特征尺寸(或者临界尺寸)。由等式(1)得出特征的最小可印刷尺寸的降低可以以三种方式获得：通过缩短曝光波长λ、通过增加数值孔径NA或者通过降低kl的值。为了缩短曝光波长并且因此降低最小可印刷尺寸，已经提出了使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是具有5-20nm范围内(例如，在13-14nm的范围内)的波长的电磁辐射。已经进一步地提出可以使用具有小于10nm的波长的EUV辐射，例如在5-10nm的范围内，诸如6.7nm或者6.8nm。这样的辐射被称为极紫外辐射或者软x射线辐射。可能的源包括例如激光产生等离子体源、放电等离子体源或者基于由电子存储环提供的同步辐射的源。可以使用等离子体产生EUV辐射。用于产生EUV辐射的辐射系统可以包括诸如激光(例如，红外激光)之类的用于激发燃料来提供等离子体的激发束和用于容纳等离子体的辐射源。例如，可以通过将激光束引导(即，发起辐射)在诸如合适的燃料材料(例如，锡)的颗粒(通常为小滴)之类的燃料处，或者诸如Xe气或者Li蒸汽之类的合适的气体流或者蒸汽流处，产生等离子体。产生的等离子体发出输出辐射，例如，EUV辐射，其使用辐射收集器被收集。辐射收集器可以是镜像垂直入射辐射收集器(有时称为近垂直入射辐射收集器)，其接收辐射并且将辐射聚焦为束。辐射收集器可以具有任何其他合适的形式，诸如掠入射收集器。辐射源可以包括围闭结构或者腔室，围闭结构或者腔室被布置为提供支撑等离子体的真空或者低压环境。这样的辐射系统通常被称为激光产生等离子体(LPP)源。在也可以使用激光作为激发束的另一系统中，辐射可以由通过使用放电形成的等离子体生成-放电产生的等离子体(DPP)源。放电产生的等离子体(DPP)辐射源从借助于放电形成的等离子体生成诸如极紫外辐射(EUV)之类的辐射，并且具体地可以涉及用于通过朝向金属燃料来引导诸如激光束之类的辐射束而生成辐射的金属燃料的高温汽化。金属，通常以熔融的形式，可以被提供给等离子体激发电极的放电表面并且借助于利用诸如激光束之类的激发束的辐射而被汽化，由此可以借助于跨电极的高电压放电从汽化金属燃料随后激发高温等离子体。DPP辐射源设备可以包括被布置为提供真空或者低压环境以支撑等离子体的围闭结构或者腔室。得到的等离子体发出输出辐射，例如，EUV辐射，输出辐射使用诸如镜像垂直入射辐射收集器之类的辐射收集器被收集，辐射收集器可以形成辐射源设备的一部分。在这样的情况下，辐射源设备可以被称为源收集器设备。如本文所使用的，术语汽化被认为也包括气化，并且汽化后的燃料可以处于气体(例如作为单独的原子)和/或蒸汽(包括小液滴)的形式。本文所使用的术语“颗粒”包括固体和液体(即，液滴)颗粒二者。等离子体的生成可以导致由来自燃料的颗粒碎片引起的辐射源的污染。例如，在液态锡被用作燃料源的地方，液体锡中的一些将被转换为等离子体，但是液态锡的颗粒可以从等离子体形成位置高速发出。这样的燃料颗粒在本文中被称为初级碎片颗粒。液态燃料颗粒可以凝固在辐射源内的其他部件上，从而影响辐射源生成辐射产生等离子体或者从等离子体提供辐射束的能力。为了降低或者阻止辐射源内的光活性表面通过初级碎片的污染，碎片接收表面可以被定位在辐射源内以偏转或者捕获这样的初级碎片颗粒。在本说明书中，术语“光学活性”仅仅用于表示具有将扮演的光学角色的表面，诸如反射镜、透镜、观察窗、传感器等，并且并不意在暗示极化辐射的光轴的修改(其在本领域中被理解为术语“光学活动”的备选含义)方面的任何光学活动。
技术实现思路
已经发现，在采用液态燃料用于辐射生成等离子体的辐射源中，燃料颗粒从位于EUV辐射源内的表面上的液态燃料层的喷射可以作为燃料碎片的次级源。这个现象在本文中被称为“喷吐(spitting)”，并且通常已经被观察到在辐射源的使用期间导致颗粒在基本上垂直于液态燃料层的外表面的方向上从液态燃料层喷射。期望消除或者减轻不管在本文中还是在其他地方表明的现有技术的至少一个问题，或者提供用于辐射源的现有设备或者方法的备选。具体地，本专利技术的一个目标尤其是降低或者防止光学活性表面由燃料颗粒的污染，燃料颗粒可以通过从液态燃料层喷吐作为次级碎片出现。本文所使用的术语“层”在此上下文中包括液态燃料的足够在体积和/或表面区域中生成喷吐的任何部分。在不希望由任何科学理论限制的情况下，现在已经意识到喷吐效应作为液态燃料层内的气泡成核的结果而出现，其中气泡起因于在液态燃料层内，气体自由基与燃料反应，并且反应产物后续分解以形成气泡。在低温下气体从液体的扩散太慢而不能防止液态燃料内的气泡的成核。据认为这样的气泡从液态燃料层的喷发导致喷吐现象。当诸如氢气之类的基团形成气体存在于辐射源的围闭件内时，这样的气体自由基被形成，自由基源于气体和等离子体和/或由等离子体生成的诸如EUV辐射之类的辐射之间的相互作用。令人惊讶地，已经意识到引起喷吐的机制可以通过增加液态燃料层的温度而被抑制，使得有可能通过将燃料层温度充分地增加到液态燃料层的熔点之上来降低或者甚至完全防止从液态燃料层喷吐。贯穿本说明书，术语“包括”或者“包括了”意指包括指定的成分但不排除其他成分的存在。术语“基本上由……构成”或者“基本上由……组成”意指包括指定的成分但是排除其他成分，除了作为杂质出现的材料、由于用于提供成分的工艺而存在的不可避免的材料和为了实现本专利技术的技术效果之外的目的添加的成分之外。通常，基本上由一组成分组成的化合物将包括按照重量少于5％、通常按照重量少于3％、或者更通常按照重量少于1％的未指定的成分。在任何适当的时候，术语“包括”或者“包括了”的使用也可以被认为包括“基本上由……构成”或者“基本上由……组成”的含义，或者可以包括“由……本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射源，所述辐射源被布置为接收激发束，以使得在使用时所述激发束入射在等离子体形成位置处的燃料上，从而导致初级碎片的发射，所述辐射源包括：碎片接收表面，被定位和/或定向以使得在使用时所述初级碎片的发射引起所述碎片接收表面的污染；以及具有光活性表面的部件；其中所述碎片接收表面和所述部件被定位和/或定向以使得垂直于所述碎片接收表面的基本上所有的线不与所述部件的所述光活性表面相交。

【技术特征摘要】
2012.11.15 US 61/726,843;2012.12.18 US 61/738,7001.一种辐射源，所述辐射源被布置为接收激发束，以使得在使用时所述激发束入射在等离子体形成位置处的燃料上，从而导致初级碎片的发射，所述辐射源包括：碎片接收表面，被定位和/或定向以使得在使用时所述初级碎片的发射引起所述碎片接收表面的污染；以及具有光活性表面的部件；其中所述碎片接收表面和所述部件被定位和/或定向以使得垂直于所述碎片接收表面的基本上所有的线不与所述部件的所述光活性表面相交。2.根据权利要求1所述的辐射源，其中所述辐射源包括用于在所述燃料向所述等离子体形成位置行进时屏蔽所述燃料的护罩；并且其中所述碎片接收表面包括所述护罩的表面的至少一部分。3.根据权利要求1至2中任一项所述的辐射源，其中所述部件包括辐射收集器，所述辐射收集器被布置为收集由所述等离子体形成位置处的等离子体发出的辐射并且由此形成辐射束。4.根据权利要求1至3中任一项所述的辐射源，其中所述部件包括传感器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的辐射源，其中所述部件包括观察窗，并且所述部件的所述光活性表面包括所述观察窗的窗口。6.根据权利要求1至5中任一项所述的辐射源，其中所述辐射源包括污染物阱，所述污染...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·G·席梅尔，M·里彭，R·吉利森，D·德格拉夫，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL