延长EUV光刻系统中的光学元件的使用寿命的制作方法

文档序号:22688461发布日期:2020-10-28 12:58阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种装置,包括:

真空室;

布置在所述真空室中的反射光学元件;

气体分配系统,用于向所述真空室中添加气体,所述气体分配系统具有用于与减少气体的源连接的接口,所述减少气体通过化学反应来减少所述反射光学元件的污染;和

气体控制系统,用于控制所述气体分配系统,所述气体控制系统具有将来自所述气体的源的所述减少气体通过所述气体分配系统以调节方式引入所述真空室的内部的状态。

2.根据权利要求1所述的装置,其中所述减少气体包括含氧气体。

3.根据权利要求2所述的装置,其中所述含氧气体包括o2。

4.根据权利要求2所述的装置,其中所述含氧气体包括h2o。

5.根据权利要求2所述的装置,其中所述含氧气体包括o3。

6.根据权利要求2所述的装置,其中所述含氧气体包括co2。

7.根据权利要求2所述的装置,其中所述含氧气体包括空气。

8.根据权利要求1所述的装置,其中所述反射光学元件包括多层反射镜,所述多层反射镜包括盖层和多个下层,所述盖层被布置为保护所述下层免受损坏。

9.根据权利要求8所述的装置,其中所述盖层包括氧化物。

10.根据权利要求9所述的装置,其中所述氧化物包括金属氧化物。

11.根据权利要求8所述的装置,其中所述减少气体包括含氧气体,并且所述盖层包括氮化物。

12.根据权利要求8所述的装置,其中所述盖层包括碳化物。

13.根据权利要求1所述的装置,其中所述气体分配系统被配置为引导所述减少气体跨过所述盖层的至少一部分的流动。

14.根据权利要求1所述的装置,其中所述气体分配系统被配置为通过向含氢气体流中添加一定量的减少气体来将来自所述气体的源的所述减少气体添加到所述真空室中。

15.根据权利要求1所述的装置,其中所述气体分配系统被配置为通过将所述减少气体渗入到所述含氢气体流中来将所述减少气体添加到所述含氢气体中。

16.根据权利要求1所述的装置,其中所述气体分配系统被配置为将所述减少气体与惰性气体混合以获取包含至少0.1%的减少气体的混合物。

17.根据权利要求1所述的装置,其中所述气体分配系统被配置为将所述减少气体与惰性气体混合。

18.根据权利要求17所述的装置,其中所述减少气体包括o2,并且所述惰性气体包括氩气。

19.根据权利要求17所述的装置,其中所述减少气体包括h2o。

20.根据权利要求17所述的装置,其中所述减少气体包括co2。

21.根据权利要求17所述的装置,其中所述减少气体包括o3。

22.根据权利要求17所述的装置,其中所述减少气体包括空气。

23.根据权利要求1所述的装置,其中所述减少气体包括水蒸气。

24.根据权利要求1所述的装置,其中所述气体分配系统被配置为将所述减少气体与惰性气体混合以形成包括10-5mbar量级的惰性气体和10-7mbar量级的减少气体的混合物。

25.根据权利要求1所述的装置,其中所述反射光学元件具有盖层,并且所述气体分配系统具有至少一个出口,所述至少一个出口被布置为生成包含所述减少气体的气体跨过所述盖层的至少一部分的流动。

26.根据权利要求1所述的装置,其中所述气体控制系统被配置为连续地添加所述减少气体。

27.根据权利要求1所述的装置,其中所述气体控制系统被配置为在生成等离子体的同时在线添加所述减少气体。

28.根据权利要求1所述的装置,其中所述气体控制系统被配置为间歇地添加一定剂量的所述减少气体。

29.根据权利要求1所述的装置,还包括被布置为感测所述光学元件的反射率并且产生指示所述反射率的信号的传感器,并且其中所述气体控制系统被布置为接收所述信号并且被配置为至少部分基于所感测的反射率来控制减少气体的浓度和减少气体的成分中的至少一项。

30.根据权利要求1所述的装置,还包括被布置为感测邻近所述反射光学元件的减少气体的浓度并且产生指示减少气体的浓度的信号的传感器,并且其中所述气体控制系统被布置为接收所述信号并且至少部分基于邻近所述反射光学元件的所述减少气体的浓度来控制减少气体的浓度和减少气体的成分中的至少一项。

31.根据权利要求1所述的装置,其中所述反射光学元件是euv辐射的euv源的一部分,并且其中所述气体控制系统被配置为基于所述euv源的操作的持续时间来控制减少气体的浓度和减少气体的成分中的至少一项。

32.根据权利要求1所述的装置,其中所述反射光学元件是euv辐射的euv源的一部分,并且所述气体控制系统操作以基于由所述euv源产生的euv辐射的脉冲数来控制减少气体的浓度和减少气体的成分中的至少一项。

33.根据权利要求1所述的装置,还包括用于在所述真空室内引导气体流的多个结构,并且还包括被布置为使所述减少气体在所述结构上流动的第二气体分配系统。

34.一种装置,包括:

真空室;

布置在所述真空室中的反射光学元件;

用于向所述真空室中添加氢气的主气体分配系统;

用于向所述真空室中添加减少气体的辅气体分配系统,所述减少气体通过化学反应来减少所述反射光学元件的污染;和

用于控制所述主气体分配系统和所述辅气体分配系统的气体控制系统,所述气体控制系统具有将所述减少气体通过所述辅气体分配系统以调节方式引入所述真空室的内部的状态。

35.一种方法,包括以下步骤:

测量euv光源的操作参数,所述euv光源包括真空室和位于所述真空室内的反射光学元件;以及

至少部分基于所测量的所述操作参数来控制减少气体到所述真空室中的添加,所述减少气体通过化学反应来减少所述反射光学元件的污染。

36.根据权利要求35所述的方法,其中控制减少气体的添加的步骤包括控制所述减少气体的浓度。

37.根据权利要求35所述的方法,其中控制减少气体的添加的步骤包括控制所述减少气体的流量。

38.根据权利要求35所述的方法,其中控制减少气体的添加的步骤包括控制所述减少气体的成分。

39.根据权利要求35所述的方法,其中所述操作参数是所述光学元件的反射率。

40.根据权利要求35所述的方法,其中所述操作参数是邻近所述光学元件的所述减少气体的浓度。

41.根据权利要求35所述的方法,其中所述操作参数是所述euv光源的操作的持续时间。

42.根据权利要求35所述的方法,其中所述操作参数是自从预定义启动时间以来由所述euv光源产生的euv脉冲数。

43.一种装置,包括:

真空室;

布置在所述真空室中的反射光学元件;

气体分配系统,具有选择性地允许气体流入所述真空室中的入口;

减少气体的源,通过化学反应来减少与所述入口可选择地流体连通的所述反射光学元件的污染;

至少一个加热元件,与所述入口热连通并且被布置为将流过所述入口的气体加热到足以在所述气体流中的气体的至少一部分中生成自由基的温度;和

气体控制系统,被配置为控制所述气体分配系统和所述至少一个加热元件,所述气体控制系统具有第一状态和第二状态,在所述第一状态中,所述气体控制系统引起所述减少气体通过所述入口引入所述真空室中,在第二状态中,所述气体控制系统引起所述至少一个加热元件被激励。

44.根据权利要求43所述的装置,其中所述至少一个加热元件包括至少一个加热丝。

45.根据权利要求43所述的装置,其中所述减少气体包括含氧气体。

46.根据权利要求45所述的装置,其中所述含氧气体包括o2。

47.根据权利要求45所述的装置,其中所述含氧气体包括h2o。

48.根据权利要求45所述的装置,其中所述含氧气体包括o3。

49.根据权利要求45所述的装置,其中所述含氧气体包括co2。

50.根据权利要求45所述的装置,其中所述含氧气体包括空气。

51.根据权利要求43所述的装置,其中所述减少气体操作以流过所述反射光学元件的反射表面的至少一部分。

52.根据权利要求43所述的装置,其中所述气体分配系统操作以通过将一定量的所述减少气体添加到含氢气体流中来将来自所述气体的源的减少气体引入所述真空室中。

53.根据权利要求43所述的装置,其中所述气体分配系统被配置为通过将所述减少气体渗入到所述含氢气体流中来将来自所述气体的源的减少气体引入所述真空室中。

54.根据权利要求43所述的装置,其中所述入口包括圆锥形元件,与所述反射光学元件的中央孔同轴地并且围绕所述反射光学元件的中央孔布置。

55.根据权利要求54所述的装置,还包括围绕所述圆锥形元件的外表面周向地布置的多个加热元件。

56.根据权利要求54所述的装置,其中所述多个加热元件中的每个加热元件包括至少一个加热丝。

57.一种减少极紫外光源中的反射光学元件的反射表面的目标材料污染的方法,所述方法包括步骤:

形成跨过所述反射表面的氢气的伞状流;

在第一间隔期间,使所述伞状流中的所述氢气的至少一部分电离;

在与所述第一间隔不同的第二间隔期间,向所述伞状流中添加预定量的减少气体;以及

多次交替地重复所述电离步骤和所述添加步骤。

58.一种装置,包括:

真空室;

布置在所述真空室中的反射光学元件;

气体分配系统,具有选择性地允许气体流入所述真空室中的入口;

减少气体的源,所述减小气体通过化学反应来减少与所述入口可选择流体连通的所述反射光学元件的污染;

所述气体分配系统被配置为使包含自由基的气体的源与所述入口选择性流体连通;和

气体控制系统,被配置为控制所述气体分配系统,所述气体控制系统具有第一状态和第二状态,在所述第一状态中,所述气体控制系统引起所述减少气体通过所述入口被引入所述真空室中,在所述第二状态中,所述气体控制系统引起所述包含自由基的气体通过所述入口被引入所述真空室中。

59.根据权利要求58所述的装置,其中所述包含自由基的气体的源包括至少一个加热元件,所述至少一个加热元件与所述入口热连通并且被布置为将流过所述入口的气体流加热到足以在所述气体流中的气体的至少一部分中生成自由基以产生所述包含自由基的气体的温度。

60.根据权利要求58所述的装置,其中所述包含自由基的气体的源包括等离子体源,所述等离子体源被布置为在所述气体到达所述入口之前在所述气体中产生自由基。

61.一种减少极紫外光源中的真空室中的反射光学元件的反射表面的目标材料污染的方法,所述方法包括步骤:

(a)开始向所述真空室中流入减少气体;

(b)停止向所述真空室中流入所述减少气体;

(c)开始向所述真空室中流入包含自由基的气体;

(d)停止向所述真空室中流入所述包含自由基的气体;

其中步骤(a)-(d)被依次重复多次。

62.一种装置,包括:

真空室;

布置在所述真空室中的反射光学元件;

气体供应系统,操作以向所述真空室供应至少第一气体和第二气体,所述第二气体包括氧气;以及

控制系统,操作以控制所述气体供应系统至少部分基于所述第一气体和所述第二气体中的至少一者的在所述真空室中感测的分压来供应所述第二气体。

63.根据权利要求62所述的装置,其中所述反射光学元件包括盖层,所述盖层包括氧化物。

64.根据权利要求63所述的装置,其中所述氧化物包括金属氧化物。

65.根据权利要求62所述的装置,其中所述控制系统操作以控制所述气体供应系统至少部分基于所述第二气体的在所述真空室中感测的分压来供应所述第二气体。

66.根据权利要求62所述的装置,其中所述控制系统操作以控制所述气体供应系统至少部分基于所述第一气体的在所述真空室中感测的分压来供应所述第二气体。

67.根据权利要求62所述的装置,其中所述第二气体包括o2。

68.根据权利要求62所述的装置,其中所述第二气体包括h2o。

69.根据权利要求62所述的装置,其中所述第二气体包括h2o2。

70.根据权利要求62所述的装置,其中所述第二气体包括o3。

71.根据权利要求62所述的装置,其中所述第二气体包括co2。

72.根据权利要求62所述的装置,其中所述第二气体包括空气。

73.根据权利要求62至72中任一项所述的装置,其中所述第二气体包括惰性气体。

74.根据权利要求73所述的装置,其中所述惰性气体包括氩气。

75.根据权利要求73所述的装置,其中所述惰性气体包括氦气。

76.根据权利要求62至72中任一项所述的装置,其中所述第二气体包括与至少0.1%的含氧气体混合的惰性气体。

77.根据权利要求62所述的装置,还包括被布置为感测所述第二气体在所述真空室中的分压并且向所述控制系统生成指示所述分压的第一信号的气压传感器,并且其中所述控制系统至少部分基于所述第一信号来控制所述第二气体的供应。

78.根据权利要求77所述的装置,其中所述气压传感器直接感测所述第二气体的所述分压。

79.根据权利要求77所述的装置,其中所述气压传感器通过感测除了所述第二气体之外的至少一种气体的分压来间接地感测所述含氧气体的所述分压。

80.一种装置,包括:

真空室;

布置在所述真空室中的反射光学元件;

用于向所述真空室中添加气体的气体分配系统,所述气体分配系统包括用于与含氧气体的源连接的接口;和

气体控制系统,被配置为控制所述气体分配系统向所述真空室供应所述含氧气体,直到所述含氧气体的分压达到第一值,从而停止所述含氧气体到所述真空室的供应,直到所述含氧气体的所述分压达到小于所述第一值的第二值,并且恢复所述含氧气体到所述真空室的供应,直到所述含氧气体的所述分压达到大于所述第二值的第三值。

81.根据权利要求80所述的装置,其中所述反射光学元件包括多层反射镜,所述多层反射镜包括盖层和多个下层,所述盖层被组成和布置为保护所述下层不受损害,所述盖层包括氧化物。

82.根据权利要求81所述的装置,其中所述氧化物包括金属氧化物。

83.根据权利要求80所述的装置,其中所述第三值基本上等于所述第一值。

84.根据权利要求80所述的装置,其中所述含氧气体包括o2。

85.根据权利要求80所述的装置,其中所述含氧气体包括h2o。

86.根据权利要求80所述的装置,其中所述含氧气体包括h2o2。

87.根据权利要求80所述的装置,其中所述含氧气体包括o3。

88.根据权利要求80所述的装置,其中所述含氧气体包括co2。

89.根据权利要求80所述的装置,其中所述含氧气体包括空气。

90.根据权利要求80至89中任一项所述的装置,其中所述第二气体包括惰性气体。

91.根据权利要求90所述的装置,其中所述惰性气体包括氩气。

92.根据权利要求90所述的装置,其中所述惰性气体包括氦气。

93.根据权利要求80至92中任一项所述的装置,其中所述第二气体包括与至少0.1%的含氧气体混合的惰性气体。

94.根据权利要求80所述的装置,还包括被布置为感测所述含氧气体在所述真空室中的分压并且向所述气体控制系统生成指示所述分压的第一信号的气压传感器,并且其中所述气体控制系统至少部分基于所述第一信号来控制所述含氧气体的供应。

95.根据权利要求94所述的装置,其中所述气压传感器直接感测所述含氧气体的所述分压。

96.根据权利要求94所述的装置,其中所述气压传感器通过感测除了所述含氧气体之外的至少一种气体的分压来间接地感测所述含氧气体的所述分压。

97.根据权利要求94所述的装置,其中所述气压传感器被布置为感测接近所述反射光学元件的所述含氧气体的所述分压。

98.一种延长euv源的真空室中的反射表面的使用寿命的方法,所述方法包括步骤:

提供气体供应系统,所述气体供应系统操作以向所述真空室供应至少第一气体和第二气体,所述第二气体包括氧气;

感测所述第一气体和所述第二气体中的至少一者在所述真空室中的分压;

控制所述气体供应系统至少部分基于所感测的分压来供应所述第二气体。

99.根据权利要求98所述的方法,其中所述感测步骤包括感测所述第二气体的分压。

100.根据权利要求98所述的方法,其中所述感测步骤包括感测所述第一气体的分压。

101.根据权利要求98所述的方法,其中所述第二气体包括o2。

102.根据权利要求98所述的方法,其中所述第二气体包括h2o。

103.根据权利要求98所述的方法,其中所述第二气体包括h2o2。

104.根据权利要求98所述的方法,其中所述第二气体包括o3。

105.根据权利要求98所述的方法,其中所述第二气体包括co2。

106.根据权利要求98所述的方法,其中所述第二气体包括空气。

107.根据权利要求98至106中任一项所述的方法,其中所述第二气体包括惰性气体。

108.根据权利要求107所述的方法,其中所述惰性气体包括氩气。

109.根据权利要求107所述的方法,其中所述惰性气体包括氦气。

110.根据权利要求98至109中任一项所述的方法,其中所述第二气体包括与至少0.1%的含氧气体混合的惰性气体。

111.一种延长euv源的真空室中的反射表面的使用寿命的方法,所述方法包括步骤:

(a)向所述真空室供应含氧气体;

(b)当所述含氧气体的分压达到第一值时,停止向所述真空室供应所述含氧气体;

(c)当所述含氧气体的分压达到小于所述第一值的第二值时,向所述真空室供应更多的含氧气体;

(d)当所述含氧气体的分压达到大于所述第二值的第三值时,停止向所述真空室供应所述含氧气体;以及

(e)重复步骤(c)和(d)以将所述含氧气体的所述分压保持在所述第一值与所述第二值之间。

112.根据权利要求111所述的方法,其中所述第三值基本上等于所述第一值。

113.根据权利要求111所述的方法,其中所述含氧气体包括o2。

114.根据权利要求111所述的方法,其中所述含氧气体包括h2o。

115.根据权利要求111所述的方法,其中所述含氧气体包括h2o2。

116.根据权利要求111所述的方法,其中所述含氧气体包括o3。

117.根据权利要求111所述的方法,其中所述含氧气体包括co2。

118.根据权利要求111所述的方法,其中所述含氧气体包括空气。

119.根据权利要求111至118中任一项所述的方法,其中所述第二气体包括惰性气体。

120.根据权利要求119所述的方法,其中所述惰性气体包括氩气。

121.根据权利要求119所述的方法,其中所述惰性气体包括氦气。

122.根据权利要求111至119中任一项所述的方法,其中所述第二气体包括与至少0.1%的含氧气体混合的惰性气体。

123.根据权利要求111所述的方法,其中步骤(b)、(c)和(d)中的每个包括感测所述含氧气体在所述真空室中的分压。

124.根据权利要求111所述的方法,其中步骤(b)、(c)和(d)中的每个包括直接感测所述含氧气体在所述真空室中的分压。

125.根据权利要求111所述的方法,其中步骤(b)、(c)和(d)中的每个包括通过感测除了所述含氧气体之外的至少一种气体的分压来间接地感测所述含氧气体在所述真空室中的分压。

126.根据权利要求111所述的方法,其中步骤(b)、(c)和(d)中的每个包括感测接近所述反射表面的所述含氧气体在所述真空室中的分压。


技术总结
通过气体到包含光学元件的真空室(26)中的受控引入,减少用于生成EUV辐射的系统(SO)中的一个或多个反射光学元件的反射率的劣化。该气体可以被添加到诸如氢气的另一气体流中,或者与氢自由基的引入交替。

技术研发人员:马悦;A·T·W·肯彭;K·M·休姆勒;J·H·J·穆尔斯;J·H·罗梅斯;H·J·范德威尔;A·D·拉弗格;F·布里祖拉;R·C·怀格斯;U·P·戈梅斯;E·内达诺维斯卡;C·科科玛兹;A·D·金;R·M·杜阿尔特·罗德里格斯·努涅斯;H·A·L·范迪杰克;W·P·范德伦特;P·G·琼克斯;朱秋石;P·雅格霍比;J·S·C·韦斯特拉肯;M·H·A·里恩德斯;A·I·厄肖夫;I·V·福门科夫;刘飞;J·H·W·雅各布斯;A·S·库兹内特索夫
受保护的技术使用者:ASML荷兰有限公司
技术研发日:2019.02.28
技术公布日:2020.10.27
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