源收集器设备、光刻设备和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年4月5日申请的美国临时申请61/809, 027的权益。在此将 该临时申请的全文通过引用并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种源收集器设备，尤其是用于光刻设备中的源收集器设备，以及一 种用于削弱燃料液滴流中的伴生液滴（satellitedroplet)的潜在的负面影响的方法和设 备。
【背景技术】
[0004] 光刻设备是一种将所需图案应用到衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻 设备用在集成电路（IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案 形成装置用于生成对应于IC的单层的电路图案。可以将该图案成像到衬底（例如，硅晶片） 上的目标部分（例如，包括一部分、一个或多个管芯）上，所述衬底具有辐射敏感材料（抗 蚀剂）层。通常，单个的衬底将包含被连续曝光的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备 包括：所谓的步进机，在步进机中通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一 个目标部分；和所谓的扫描器，在所述扫描器中通过辐射束沿给定方向（"扫描"方向）扫 描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步地扫描所述衬底来辐射每一个目 标部分。也可能通过将图案压印（imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转 移到衬底上。
[0005] 光刻术被广泛地看作制造IC和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着 通过使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻术正变成允许制造微型IC或其他 器件和/或结构的更加关键的因素。
[0006] 图案印刷的极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式（1)所 示：
[0008] 其中X是所用辐射的波长，NA是用以印刷图案的投影系统的数值孔径，Ic1是依赖 于工艺的调节因子，也称为瑞利常数，CD是所印刷的特征的特征尺寸（或临界尺寸）。由等 式⑴知道，特征的最小可印刷尺寸的减小可以由三种途径实现：通过缩短曝光波长A、通 过增大数值孔径NA或通过减小Ic1的值。
[0009] 为了缩短曝光波长并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外（EUV)辐射 源。EUV辐射是波长在5-20nm范围内的电磁辐射，例如波长在13-14nm范围内，例如波长在 5-10nm范围内，例如6. 7nm或6. 8nm的波长。可用的源包括例如激光产生的等离子体源、放 电等离子体源以及基于由电子存储环提供的同步加速器辐射的源。
[0010] 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用于激 发燃料以提供等离子体的激光器和用于容纳等离子体的源收集器模块。等离子体可以例如 通过引导激光束至燃料来产生，燃料例如可以是合适的材料（例如锡）的液滴，或合适的气 体或蒸汽的流，例如氙气或锂蒸汽。所形成的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其通 过使用辐射收集器收集。辐射收集器可以是反射镜式正入射辐射收集器，其接收辐射并将 辐射聚焦成束。源收集器模块可以包括布置成提供支持等离子体的真空环境的包围结构或 腔。这样的系统典型地被称作激光产生等离子体（LPP)源。
[0011] 燃料液滴借助于燃料液滴生成器来生成。例如，燃料液滴可以在压电元件的控制 下从毛细管发出。为了优化性能，燃料液滴融合成用于形成等离子体的合适或正确尺寸的 液滴是重要的，而且，一个已知的问题是小液滴的伴生也可能由于非优化的液滴融合而形 成。典型地，燃料液滴可以具有大约30微米的直径，而伴生的液滴可以具有大约6nm的直 径。这些尺寸当然可能变化，但是可以给出规则的燃料液滴和不期望的伴生液滴的相对尺 寸的指示。这种伴生液滴的存在可能干扰EUV辐射的生成，并可能降低EUV源的性能。存 在这种伴生液滴的另外的缺陷是如果EUV源包括主振荡器功率（MOPA)配置的激光器，则伴 生的液滴可能通过液滴之间的激发造成不期望的EUV生成。
[0012] 为了最小化伴生液滴的形成，燃料液滴生成器的操作参数应当被仔细地控制。然 而，发现，在操作过程中调整燃料液滴生成器的必要参数是非常耗时的过程。而且，调整燃 料液滴生成器的参数的需要仅仅在性能衰减已经发生和晶片已经由于不充分的曝光而被 浪费时可能是显而易见的。
【发明内容】
[0013] 根据本发明的一个方面，提供了一种源收集器设备，例如构造成用在光刻设备中 的源收集器设备，所述源收集器设备包括：燃料液滴生成器，配置成生成从所述燃料液滴生 成器的出口朝向等离子体形成部位引导的燃料液滴流；以及气体供给装置，配置成提供朝 向所述燃料液滴流引导的气体流，例如氢气流，借助于该气体流，伴生液滴被偏转出所述燃 料液滴流。
[0014] 在本发明的实施例中，所述源收集器设备还包括护罩，所述护罩基本上平行于所 述燃料液滴流延伸，且其中所述气体流从设置在所述护罩中或所述护罩附近的出口延伸。
[0015] 所述气体流可以形成为单个气体流或可以由多个独立气体流形成。优选地，所述 气体流位于一平面中，且所述燃料液滴流基本上垂直于所述平面。
[0016] 在本发明的优选实施例中，所述气体流被配置成使得在使用中，任何伴生液滴被 偏转成使得在使用中它们不穿过用于从燃料液滴生成等离子体的激光束。
[0017] 在本发明的优选实施例中，所述源收集器设备还包括检测设备，所述检测设备被 构造和布置用于检测燃料液滴在燃料液滴流中的融合。所述检测设备可以例如是光学检测 设备或电磁检测设备。
[0018] 在本发明的优选实施例中，检测设备形成为所述护罩的一部分。例如，所述检测设 备可以包括布置在燃料流的第一侧上的多个光源和布置在燃料流的相反的第二侧上的多 个对应的检测器。替代地，所述检测设备可以包括布置在燃料流周围的第一电磁传感器和 第二电磁传感器。传感器可以形成为所述护罩的一部分。
[0019] 根据本发明的另一方面，提供一种源收集器设备，例如构造成用在光刻设备中的 源收集器设备，该源收集器设备包括：燃料液滴生成器，配置成生成从所述燃料液滴生成器 的出口朝向等离子体形成部位引导的燃料液滴流；护罩，所述护罩构造和布置用于保护燃 料液滴流，所述源收集器设备还包括检测设备，所述检测设备被构造和布置用于在燃料液 滴流沿着所述护罩通过时检测燃料液滴在燃料液滴流中的融合。
[0020] 在本发明的优选实施例中，所述检测设备容纳在所述护罩中。
[0021] 在本发明的优选实施例中，所述检测设备是光学检测设备或电磁检测设备。例如， 所述检测设备可以包括布置在燃料流的第一侧上的多个光源和布置在燃料流的相反的第 二侧上的多个对应的检测器。在另一实施例中，所述检测设备可以包括布置在燃料流周围 的第一电磁传感器和第二电磁传感器。
[0022] 根据本发明的另一方面，提供一种光刻设备，包括如上所述的源收集器设备，且所 述光刻设备还包括：照射系统，其配置成调节辐射束；支撑结构，其构造用于支撑图案形成 装置，所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束以形成图案化的辐射 束；衬底台，其构造用于保持衬底；和投影系统，其配置成用于将图案化的辐射束投影到衬 底的目标部分上。
[0023] 根据本发明的另一方面，提供一种从源收集器设备的燃料液滴流中去除伴生液滴 的方法，所述燃料液滴流沿着第一方向延伸，所述方法包括：将气体流朝向所述燃料液滴流 引导以将在第二方向上相对于燃料液滴的差异速度赋予所述伴生液滴。
[0024] 根据本发明的另一方