专利名称:辐射源、光刻设备以及器件制造方法
技术领域：
本发明涉及辐射源，尤其是用于光刻的辐射源，光刻设备以及用于制造器件的方法。
背景技术：
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。光刻设备可用于例如集成电路(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待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到 衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现图案的转移。通常，单一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。
光刻术被广泛认为是制造集成电路(IC)和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着使用光刻术形成的特征的尺寸变得越来越小，对于实现微型的将要制造的IC或其他器件和/或结构来说，光刻技术正变成更加关键的因素。
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⑴所示
CD^k,(I)
1 NA
其中λ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是随工艺而变化的调节因子，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(I)知道，特征的最小可印刷尺寸减小可以由三种途径获得通过缩短曝光波长λ、通过增大数值孔径NA或通过减小Ic1的值。
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辐射是具有10-20nm范围内波长的电磁辐射，例如在13-14nm范围内波长的电磁辐射。还提出，可以使用小于IOnm波长的EUV辐射，例如在5-lOnm范围内的波长，例如6. 7nm或6. 8nm波长。这种辐射被称为极紫外辐射或软x射线辐射。可用的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或来自电子存储环的同步加速器辐射。
通过使用等离子体可以产生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产生等离子体的激光器，和用于容装等离子体的源收集器模块。例如通过将激光束引导到燃料，例如合适材料(例如锡)的颗粒或合适气体或蒸汽的束(例如氙气或锂蒸汽)可以产生等离子体。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。辐射收集器可以是镜像式正入射辐射收集器，其接收辐射并将辐射聚焦为束。源收集器模块可以包括包围结构或室，其布置成提供真空环境以支持等离子体。这种辐射系统通常称为激光产生等离子体(LPP)源。
在通常的激光产生的等离子体源中，通过具有足够能量的脉冲激光束照射燃料(例如锡)的液滴，使得液滴在氢气气体环境中转变为等离子体。氢气气体环境处于相对低的压强，例如20-30mbar，并且布置成从液滴发生器朝向液滴捕捉器流动以便稳定液滴的传输并在燃料转化为等离子体时帮助限制燃料。然而，等离子体的形成可以导致形成极大量的(大约IO7)小的锡微粒碎片，典型尺寸大约为200nm。这种碎片沿所有方向发射，并且其相当大的部分朝向中间焦点行进，随后进入照射系统中。在照射系统中，锡可以沉积在反射镜上。沉积在反射镜上的任何锡可以导致反射率的显著的损失，另一方面损坏多层涂层。这种沉积的锡难以去除。
发明内容
提供一种辐射源装置，其中现有技术的问题被消除或解决，尤其地，其中进入光刻设备的照射系统中的微粒碎片的量被减少。
根据一方面，提供一种用于将极紫外辐射束供给至光刻设备的辐射源装置，所述辐射源装置包括真空室，包围辐射产生元件；辐射收集器，布置成收集由辐射产生元件发射的辐射并将辐射形成为方向朝向中间焦点的辐射束；和碎片抑制装置，布置在中间焦点附近并连接至气体源，碎片抑制装置包括喷嘴，所述喷嘴布置成引导由所述源供给的气体成为朝向辐射产生元件或辐射收集器流动的气流，所述气流充分偏转或阻滞朝向中间焦点移动的微粒碎片。
根据另一方面，提供一种辐射源装置，包括真空室，包围辐射产生元件；辐射收集器，布置成收集由辐射产生元件发射的辐射并将所收集的辐射形成为方向朝向中间焦点的辐射束；和碎片抑制装置，布置在中间焦点附近并连接至气体源，碎片抑制装置包括喷嘴，所述喷嘴布置成引导由所述源供给的气体成为朝向辐射产生元件或辐射收集器流动的气流，所述气流充分偏转或阻滞朝向中间焦点移动的微粒碎片。
中间焦点可以位于真空室内的孔处或其附近。真空室可以具有围绕孔的锥体形的壁部分。喷嘴可以是环形的并且可以定位成围绕辐射束。碎片抑制装置可以包括围绕辐射束布置的多个喷嘴。所述多个喷嘴可以由3、4、5或6个喷嘴构成。
碎片抑制装置还可以包括碎片捕获装置，碎片捕获装置布置成收集被气流偏转的碎片。碎片收集装置可以包括布置成收集碎片的多个板。所述板可以布置在中间焦点之前的被辐射束穿过的真空室的区域内，所述板布置成大体平行于辐射束传播的方向。多个板可以位于真空室的未被辐射束穿过的区域内，并且可以布置成大体垂直于辐射束的传播方向。多个板可以安装在真空室的壁上。碎片捕获装置可以包括多个形成在真空室的壁上的腔。
由气体源供给的气体的压强和喷嘴的形状可以选择为使得离开喷嘴的气体流量大于或等于大约每分钟10标准升(Slm)。气体源内的气体压强和喷嘴的形状可以选择成使得离开喷嘴的气体的流量小于或等于大约15slm。由气体源供给的气体的压强和喷嘴的形状可以布置成使得真空室的被投影束穿过的区域内的气体速度大于大约500m/s，期望大于大约 1000m/s。[0018]碎片抑制装置还可以包括加热器，所述加热器配置成提供热至喷嘴之后的被辐射束穿过的下游区域。加热器优选配置成将下游区域内的气体温度加热至300至1000°C范围内，更优选是400至800°C范围内，甚至更优选为500至700°C范围内。碎片抑制装置还可以包括气体出口，气体出口布置成比喷嘴更远离收集器。所述气体可以选自氢、氘、氚以及氦。辐射产生元件可以是等离子体源，例如激光产生的等离子体源。激光产生的等离子体源可以包括布置成产生燃料的液滴的液滴产生装置和布置成照射液滴的激光装置。液滴发生器可以布置成产生锡液滴。
根据本发明另一实施例，提供一种光刻设备，例如用于将图案化的束投影到衬底上的光刻设备，所述设备包括真空室，包围辐射产生元件；辐射收集器，布置成收集由辐射产生元件发射的辐射并将辐射形成为方向朝向中间焦点的辐射束；碎片抑制装置，布置在中间焦点附近并连接至气体源，碎片抑制装置包括喷嘴，所述喷嘴布置成将由所述源供给的气体引导成为朝向辐射产生元件或辐射收集器流动的气流；和照射系统，所述照射系 统定位在中间焦点之后并且布置成将辐射束调节并引导到图案形成装置上，所述气流足以偏转或阻滞移动朝向中间焦点的微粒碎片。
根据本发明一个实施例中，真空室具有第一孔和围绕第一孔的第一锥体形壁部分；照射系统容纳在第二真空室内，所述第二真空室具有第二孔和围绕第二孔的第二锥体形壁部分；和第一和第二锥体形壁部分连接在一起以将真空室连接至第二真空室并允许辐射束传播至照射系统。喷嘴可以设置在第一锥体形壁部分中。气体出口可以设置在第二锥体形壁部分中。加热器可以设置在比喷嘴更远离收集器的第一和第二锥体形壁部分中的至少一个中。颈部可以通过第一和第二锥体形壁部分形成，在颈部处，第一和第二锥体连接。
根据本发明另一实施例，提供一种使用光刻设备的器件制造方法，所述方法包括使用辐射源来产生辐射；收集所述辐射并引导辐射至中间焦点以形成辐射束；使用图案形成装置将图案赋予辐射束；将图案化的辐射束投影到衬底上；和将来自位于中间焦点附近的喷嘴的氢气流朝向源引导，所述气流充分偏转或阻滞朝向中间焦点移动的微粒碎片。
本发明的其他特征和优点以及本发明的不同实施例的结构和操作在下文中详细地参照附图进行描述。要注意的是本发明不限于这里所说的具体实施例。这些实施例在此给出仅是为了示例目的。在这里包含的教导的基础上本领域技术人员将清楚其他的实施方式。
在此并入并形成说明书一部分的附图示出本发明，并且与说明书一起进一步用于解释本发明的原理，以允许本领域技术人员形成并使用本发明。
图I示意地示出根据本发明一个实施例的一种光刻设备；
图2示出根据本发明一个实施例的图I中的设备的更详细的视图；
图3示出根据本发明一个实施例的图I和2中的设备中的源收集器模块SO的更详细的视图；
图4示出用于解释通过本发明实施例解决的问题的示意图；
图5示出根据本发明一个实施例的操作原理的示意图；
图6至10是本发明的不同的实施例的多个部分的示意性剖视图；[0030]图11和12示出表示颗粒停止能力(particle stopping power)随气体流速、压强以及颗粒停止区域的长度而变化的图表。
图13和14是本发明不同实施例的多个部分的示意性剖视图。
结合附图和下文中给出的说明书，本发明的特征和优点将变得更加清楚，在附图中相同的附图字符一直表示对应的元件。在附图中，相同的附图标号通常表示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。
具体实施方式
本说明书公开一个或多个实施例，其中并入了本发明的特征。所公开的实施例仅给出本发明的示例。本发明的范围不限于这些公开的实施例。本发明由所附的权利要求
来限定。
所述的实施例以及在本说明书中对于“一个实施例”、“一种实施例”、“示例性实施例”等的提及，表明所述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括该特定的特征、结构或特性。另外，这种措辞不一定引用同一实施例。进而，当特定的特征、结构或特性结合实施例进行描述时，不论是否有明确的说明都应当理解，以本领域技术人员的知识结合其它实施例，也能够实现这种特征、结构或特性。
然而，在详细描述这些实施例之前，给出可以应用本发明的实施例的示例环境是有益的。
图I不意性地不出一种光刻设备100,包括根据本发明一个实施例的源收集器模块S0。所述设备包括照射系统(照射器)IL,配置用于调节辐射束B (例如，极紫外(EUV)辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)MA并与配置用于精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台)WT，构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如折射式投影系统)PS，所述投影系统PS配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C (例如包括一根或更多根管芯)上。
所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，以引导、成形、或控制辐射。
所述支撑结构MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置MA。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。
术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。被赋予辐射束的图案可以与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
与照射系统类似，投影系统可以包括多种类型的光学部件。对于EUV辐射期望使用真空，因为其他的气体可能会吸收太多的辐射。因此可以借助真空壁和真空泵提供真空环境至整个束路径。
如这里所示，所述设备是反射型的(例如，采用反射型掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。
参照图1，所述照射器IL接收从源收集器模块SO发出的极紫外(EUV)辐射束。用于产生EUV辐射的方法包括但不必限于将材料转化为等离子体状态，所述材料具有至少一种元素，例如氙、锂或锡，在EUV范围内具有一个或更多个发射线。在一种这样的方法中，通常称为激光产生的等离子体(“LPP”)的所需要的等离子体通过用激光束照射例如具有所需发射线元素的材料的液滴、束或簇团的燃料来产生。源收集器模块SO可以是包括用于提供用于激发燃料的激光束的激光器(在图I中未示出)的EUV辐射系统的部分。所形成的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用设置在源收集器模块中的辐射收集器收集。激光器和源收集器模块可以是分立的实体(例如当使用CO2激光器提供用于燃料激发的激光束时)。
在这种情况下，不会将该激光器考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统的帮助，将所述辐射束从激光器传到所述源收集器模块。在其它情况下，所述源可以是所述源收集器模块的组成部分(例如当所述源是放电产生的等离子体EUV生成器时，通常称为DPP源)。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和ο-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如多小面或琢面场反射镜装置和光瞳反射镜装置。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。在已经从图案形成装置(例如掩模)ΜΑ反射之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器PS2 (例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器PSl用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如掩模)ΜΑ。可以使用掩模对准标记Μ1、Μ2和衬底对准标记Ρ1、Ρ2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。
可以将所述设备用于以下模式中的至少一种中
I.在步进模式中，在将支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。
2.在扫描模式中，在对支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如掩模台)MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。
3.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(掩模台)MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
图2更详细地示出设备100，包括源收集器模块S0、照射系统IL以及投影系统PS。源收集器模块SO构造并布置成使得可以在源收集器模块SO的包围结构220内保持真空环境。可以通过放电产生的等离子体源形成发射的EUV辐射等离子体210。EUV辐射可以通过气体或蒸汽，例如氙气、锂蒸汽或锡蒸汽产生，其中产生极高温的等离子体210以发射在电磁谱的EUV范围内的辐射。通过例如放电引起至少部分电离的等离子体产生极高温的等离子体210。为了有效地产生辐射，可能需要例如IOPa分压的氙、锂、锡蒸汽或任何其他合适的气体或蒸汽。在一个实施例中，提供被激发的锡(Sn)的等离子体以产生EUV辐射。
由高温等离子体210发射的辐射从源室211经由定位在源室211中的开口内或后面的可选的气体阻挡件或污染物阱230 (在某些情况下也称为污染物阻挡件或翼片阱)而传递进入收集器室212。污染物讲230可以包括通道结构(channel structure)。污染物阱230还可以包括气体阻挡件或气体阻挡件和通道结构的组合。这里示出的污染物阱或污染物阻挡件230还至少包括通道结构，如本领域技术人员了解的。
收集器室211可以包括辐射收集器CO，其可以是所谓的掠入射收集器。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。经过收集器CO的辐射可以反射离开光栅光谱滤光片240，以聚焦在虚源点IF。虚源点IF通常还也称为中间焦点，并且源收集器模块布置成使得中间焦点IF位于包封结构220内的开口 221处或其附近。虚源点IF是发射辐射的等离子体210的像。
随后，福射穿过照射系统IL,其可以包括琢面场反射镜(facetted field mirror)装置22和琢面光瞳反射镜(facetted pupil mirror)装置24,所述琢面场反射镜(facetted field mirror)装置 22 和琢面光瞳反射镜(facetted pupil mirror)装置 24布置成在图案形成装置MA处提供辐射束21的期望的角度分布，以及在图案形成装置MA处提供期望的辐射强度均匀性。在辐射束21在被由支撑结构MT保持的图案形成装置MA反射之后形成图案化的束26，图案化的束26通过投影系统PS经由反射元件28、30被成像到由晶片台或衬底台WT保持的衬底W上。
通常在照射光学单元IL和投影系统PS内存在比图示出的元件更多的元件。光栅光谱滤光器240可以是可选的，这依赖于光刻设备的类型。此外，可以存在比图中示出的反射镜更多的反射镜，例如在投影系统PS内可以存在比图2中示出的反射元件多1-6个附加的反射元件。
如图2所示，收集器光学元件CO被图示为具有掠入射反射器253、254以及255的嵌套状收集器，其仅作为收集器(或收集器反射镜)的一个示例。掠入射反射器253、254以及255围绕光轴O轴向对称地设置并且这种类型的收集器CO与放电产生的等离子体源(通常称为DPP源)组合使用。
替代地，源收集器模块SO可以是如图3所示的LPP辐射系统的一部分。激光器LA布置成将激光能量沉积到例如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)等燃料上，由此产生具有几十电子伏特的电子温度的高度电离的等离子体210。在这些离子的去激发和再复合期间产生的高能辐射从等离子体发射，通过附近的正入射收集器光学元件CO收集并聚焦到包封结构220内的开口 221上。
在EUV光刻设备中，源模块、照射系统和投影系统以及任何其他被投影束穿过的部件通常设置有低压(例如20-30mbar)氢环境，因为氢具有低的EUV辐射吸收系数，并且还有助于清洁掉设备的部件上的任何碳和锡沉淀物。然而，其他气体，例如氦气，可以作为替代物使用，在这种情况下替代的保护性化合物可能是合适的。
图4是激光产生等离子体源的示意图，其图示出这种源的问题，通过本发明的实施例该问题被解决。在这种源中，液滴发生器40发射熔融的燃料的液滴41，例如锡(Sn)，其可以例如直径为大约20-50 μ m。这些液滴沿着已知的轨迹下落，并且可以被夹杂入由液滴发生器附近的源(未示出)发射的氢气的气流中并且通过液滴捕捉器(未示出)附近的出口去除。在沿液滴的路径的预定点处，脉冲CO2激光束42被引导到每个液滴上。激光束的脉冲布置成具有足够的能量以从每个锡液滴产生等离子体。等离子体发射EUV辐射，其通过收集器光学元件CO收集，并被引导朝向中间焦点IF。等离子体还发射大量的小的微粒碎片43 (大约每个液滴IO7个颗粒)，一定比例的小微粒碎片43朝向中间焦点行进并且随后能进入光刻设备或扫描器的剩余部分。颗粒还可以通过间接路径，被例如源锥体229的壁或源模块中的另一表面偏转而进入光刻设备的其他部分。颗粒43尺寸通常为大约100-200nm。
图5示出本发明一个实施例的操作原理，其目标在于至少部分解决上面提到的问题。光刻设备的照射系统和辐射源容装在真空室内。为了连接这些真空室并允许辐射束从源传到照射模块，各个真空室设置有锥体形突出部，其与狭窄的颈部310相接。这些可以分别称为源锥体229和扫描器锥体300，但是不必是精确的锥体形状。由收集器光学元件CO形成的中间焦点位于由源锥体和扫描器锥体的接合部形成的颈部处或其附近。因此源锥体和扫描器锥体可以采用任何便利地最小化真空室的体积而不会显著地阻碍辐射束的形状。因此，因为结构或制造原因可能产生任何与靠近地围绕辐射束的会聚和发散部分的理想锥体的偏差。
根据本发明一个实施例，一个或更多个开口(例如喷嘴或狭缝)设置在中间焦点处或中间焦点附近的源锥体上的便利位置处。所述一个或更多个开口布置成产生朝向源或收集器光学元件CO的高速气流330，即高速气流330迎着束或沿辐射束的传播方向的相反方向。在一个实施例中，该气体是H2，但也可以使用例如氘、氚或氦。气流可以足以引起行进朝向中间焦点IF的锡颗粒43转回(轨迹a)或偏转至源锥体229的壁(轨迹b)。
图6更详细地示出本发明的实际的实施方式的相关部分。正如此处可以清楚地看到的，源锥体229和扫描器锥体300在颈部310处交接，颈部310位于辐射束B的中间焦点处。狭缝320设置在扫描器锥体229的壁内以产生朝向源模块的气流330。气体从气体源350被供给至狭缝320。狭缝320可以是围绕源锥体229的完整的环形狭缝或围绕源锥体229布置的多个离散的开口。这种多个开口(例如3至6个)中的每一个可以是狭缝或圆形喷嘴。流出狭缝320的气流流量可以在大约3至大约70slm(每分钟标准升)范围内，期望从大约10至大约15slm(每分钟标准升)。已经发现大约3slm的流量在典型的大约IOOPa的源压强下足以阻止速度达到120米/秒的平均直径200nm的锡颗粒。在相同条件下大约IOslm的流量阻止速度达到300m/s的200nm颗粒。提高流量增大被阻止的颗粒的尺寸和速度。然而，在大约15slm流量以上，气体至照射系统IL的泄漏加重并且必须改善其真空系统以处理增大的气流。
在一个实施例中，喷嘴320靠近中间焦点。在一个实施例中，喷嘴320和中间焦点所在的颈部310之间的距离在大约5mm至大约50mm的范围内，例如10mm。在一个实施例中，喷嘴320的几何形状使得其具有最狭窄的部分322，在该最狭窄部分，气流速度等于气体中的声速。在最狭窄部分322之后，喷嘴向外张开，使得进入扫描器锥体229的气流是超音速的。在另一实施例中，喷嘴的最狭窄部分在出口处。在那种情况下，气流处于声速。期望气流在源锥体内尽可能高。在一个实施例中，喷嘴开口 320和扫描器锥体229之间的接 合部321是平滑的，以便避免气流中的任何紊流或不稳定。
图7示出本发明的另一实施例的相关部分，所述另一实施例与上述的第一实施例类似，下面所提到的除外。在该实施例中，在扫描器锥体229的内表面上设置一系列的腔340。这些腔有效地捕获被气流330偏转进入扫描器锥体229的壁的颗粒，如图轨迹c所示。所述腔用作阻止这种颗粒反弹离开扫描器锥体壁并改善本发明的颗粒偏转效果。腔340可以通过对扫描器锥体壁的内表面成形而形成，或通过连接多个部件(例如板)至扫描器锥体壁而形成。
图8示出本发明的还一实施例的相关部分，其可以类似于上述的第一实施例，下面所提到的除外。在该实施例中，多个板360设置在投影束B穿过的区域内的扫描器锥体229的内部。板360布置成大体平行于束B的传播方向。虽然在图8中示出为彼此平行，但是在实际应用中它们布置成径直地指向中间焦点。换句话说，板360可以布置成使得如果它们被延伸则它们将在中间焦点处相交。板360布置成使得被气流330偏转而仅稍微离开朝向中间焦点的直的路线的颗粒d将入射到板360的一个上并粘附到板上。板360及其支撑结构可以布置成最小化投影束B的吸收。
图9示出本发明的又一实施例的相关部分，其与上述的第一实施例或第二实施例类似，下面提到的内容除外。在该实施例中，加热器370设置在喷嘴320下游的扫描器锥体300和/或源锥体229的部分上。加热器370有效地加热位于喷嘴320的下游的扫描器锥体和/或源锥体的内部的任何气体。在该区域内的气体可以被加热至大约300°C至大约1000°C的温度。在一实施例中，气体被加热至大约400°C至大约800°C的温度。在还一实施例中，气体被加热至大约500°C至大约700°C的温度。通过加热中间焦点的区域内的气体，在该区域内的流阻被提高。因而这减少了朝向中间焦点流回而不是朝向源和收集器的期望的方向的由喷嘴320发射的气体的量。通过最小化返回的气流331，由喷嘴320发射的气体偏转颗粒的效率被提高。
图10示出本发明再一实施例的相关部分，其可以与上述的第一、第二以及第三实施例类似，下面提到的除外。在该实施例中，气体出口 380设置在颈部310下游的扫描器锥体300中。气体出口 380用于去除进入扫描器锥体的气流331的至少一部分，因而防止容纳在照射模块真空室中的气体的不期望的增加。气体出口 380可以连接至真空泵(未示出)。在一个实施例中，气体出口 380定位成尽可能靠近颈部310，使得气流331处于相对高的压强并因此更容易被去除。
发明人已经确定，较高的气体流量、较高的压力、以及阻塞气流的增加程度，单独地或组合地，有助于增加本发明的实施例的颗粒阻止能力。这在 图11和12中示出。
图11示出本发明的一个实施例在40mm长度上、在IOOPa的压强、500m/s气体流速条件下的停止能力。Y轴表示进入气流的颗粒的初始速度VI (单位m/s), X轴表示颗粒的直径d。等值线给出气体流动区域的末端处的颗粒速度。因而可以看到，直径200nm并且初始速度达到120m/s的颗粒将被阻止。
图12是在120mm长度上、在135Pa的压强、1000m/s气体流速条件下的一个实施例的相同意义的曲线图。在此处，可以看到，初始速度达到315nm的200nm粒子被停止。
图13中示出具有碎片抑制装置的本发明的一个高级的实施例，其提供用以偏转碎片的高气流的较大区域。在该实施例中，第二喷嘴323设置在源锥体229的侧壁内，并且连接至气体供给装置(未示出)，例如与喷嘴230相同的气体供给装置。第二喷嘴323可以，与喷嘴320类似，是单个环形喷嘴，其围绕源锥体229完整地延伸，或是围绕源锥体229间隔开的多个离散的喷嘴或狭缝。在该装置的使用中，气体由第二喷嘴323发射，以便朝向辐射产生元件或辐射收集器以足够的速度流动以阻滞和/或偏转由源等离子体发射的碎片。
第二喷嘴323形成围绕由喷嘴320形成的偏转区域Zl的第二偏转区域Z2。由喷嘴320和323形成的气流区域在某些情况下可以结合以形成单个的高速气流区域。在一个实施例中，这种单个高速气流区域可以大于由独立地操作的每个喷嘴产生的气流区域总和。通过提供附加的高速气流区域和/或扩展高速气流区域，可以防止具有较大的初始速度的颗粒到达中间焦点IF。
在一个实施例中，喷嘴323位于扫描器锥体229的直径是在第一喷嘴320的位置处的扫描器锥体的直径的大约两倍的位置处。在一个实施例中，流过第二喷嘴323的气体流量至少是流过第一喷嘴320的气体流量的大约两倍。在一个实施例中，第三喷嘴(未示出)设置在扫描器锥体直径再次为两倍的位置处并且在使用时以第二喷嘴323的气流的至少两倍发射气流。
图14还示出具有碎片抑制装置的另一高级的实施例，其提供用以偏转或阻滞碎片的高速气流的更大区域。在该实施例中，第二喷嘴324和第三喷嘴325设置在辐射产生元件和/或辐射收集器与第一喷嘴320之间的源锥体内。第二喷嘴324和第三喷嘴325可以是围绕或接近围绕源锥体的单个环形狭缝。替代地，第二喷嘴324和第三喷嘴325中任一个或两者可以具体化为围绕扫描器锥体间隔开的多个离散的喷嘴或狭缝。
第二和第三喷嘴324、325被连接至一个或多个气体源，例如与连接至喷嘴320的气体源相同的气体源，以便在使用时朝向辐射产生元件或辐射收集器发射高速气流。该高速气流阻滞或偏转朝向中间焦点IF前进的碎片颗粒。如图14所示，第二喷嘴324形成高速气体的第二区域Z2，第三喷嘴325形成高速气体的第三区域Z3，其补充由喷嘴320形成的高速气体区域Zl的偏转和阻滞效果。在一个实施例中，高速气体区域Zl、Z2以及Z3可以合并以形成一个或更多个较大的高速气体区域。
再者，如图14所示，第二喷嘴324和第三喷嘴325从源锥体226的侧壁向内突出。第二喷嘴324和第三喷嘴325的侧壁327形成阻挡板，其可以防止颗粒朝向中间焦点IF反弹离开扫描器锥体229的壁，如图14的下部中的颗粒轨迹e所示。附加地，在喷嘴之间形成再循环区域Z4。在再循环区域Z4中，气体倾向于循环。循环气体可以进一步阻滞和捕获进入该区域的颗粒，由此阻止它们到达中间焦点和通入扫描器锥体。应该说明的是，第二喷嘴324和第三喷嘴325不凸出到扫描器锥体中投影束的最外界限(如虚线328所示)那么远。在一个实施例中，经过连续的喷嘴320、324、325的气体流量以与在相应的喷嘴位置处的源锥体直径的平方成比例地增大。
在一个实施例中，在跨过垂直于源锥体229的轴线的平面，例如虚线329指示的平面，产生均匀的气体速度分布。
应该认识到，图7至10、13以及14中的多个实施例的附加的特征在本发明的一个 实施例中可以根据需要以任何期望的组合方式组合以提供期望的性能。
虽然本专利详述了光刻设备在制造IC中的应用，但是应该理解到，这里描述的方法和设备可以有其它的应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该看到，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另夕卜，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层1C，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
虽然上面详述了本发明的实施例在光学光刻的应用，应该注意到，本发明可以有其它的应用，例如压印光刻，并且只要情况允许，不局限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
在允许的情况下，术语“透镜”可以认为是多种类型的光学元件中的任何一种或组合，包括折射型、反射型、磁性、电磁或静电型光学部件。
应该认识到，具体实施例部分而不是
发明内容
和摘要部分用于解释权利要求
。
发明内容
和摘要部分可以列出一个或多个但不是本发明的发明人所构思的全部示例的实施例，因而不能限制本发明和所附的权利要求
。
上面借助示出本发明的具体功能以及其关系的实现的功能构造块描述了本发明。这些功能构造块的边界在说明书中为了方便被任意地限定。只要适当地执行具体的功能及其关系就可以限定替代的边界。
前面的具体实施例的描述将充分地展示本发明的一般属性，以致于在不需要过多实验、不脱离本发明的总体构思的情况下通过应用本领域的知识就可以容易地针对不同的应用修改和/或适应这些实施例。因此，基于此处的教导和启示这些适应和修改在所公开的实施例的等价物的意图和范围内。应该理解，此处的术语或措辞是为了描述而不是为了 限制，使得本说明书的术语或措辞由本领域技术人员根据所述教导和启示进行解释。
本发明的范围和覆盖度应该不限于上述示例性实施例的任一个，而应该仅用权利要求
及其等价物限定。
权利要求
1.一种用于将极紫外辐射束供给至光刻设备的辐射源装置，所述辐射源装置包括 真空室，包围辐射产生元件； 辐射收集器，布置成收集由辐射产生元件发射的辐射并将辐射形成为方向朝向中间焦点的辐射束；和 碎片抑制装置，布置在中间焦点附近并连接至气体源，所述碎片抑制装置包括喷嘴，所述喷嘴布置成引导由所述源供给的气体成为朝向辐射产生元件或辐射收集器的气流，所述气流充分偏转或阻滞朝向中间焦点移动的微粒碎片。
2.一种辐射源装置，包括 真空室，包围辐射产生元件； 辐射收集器，布置成收集由辐射产生元件发射的辐射并将所收集的辐射形成为方向朝向中间焦点的辐射束；和 碎片抑制装置，布置在中间焦点附近并连接至气体源，所述碎片抑制装置包括喷嘴，所述喷嘴布置成引导由所述源供给的气体成为朝向辐射产生元件或辐射收集器的气流，所述气流充分偏转或阻滞朝向中间焦点移动的微粒碎片。
3.如权利要求
I或2所述的辐射源，其中碎片抑制装置包括围绕辐射束布置的多个喷嘴。
4.如权利要求
I或2或3所述的辐射源，其中碎片抑制装置包括在平行于辐射束的方向上间隔分开的多个喷嘴。
5.如权利要求
4所述的辐射源，其中喷嘴中的第一个布置成以第一气体流量发射气体，喷嘴中的第二个布置成以第二气体流量发射气体，喷嘴中的第二个比喷嘴中的第一个更远离中间焦点并且第二气体流量大于第一气体流量。
6.如前述权利要求
中任一项所述的辐射源，其中所述喷嘴或一喷嘴从真空室的壁向内突出。
7.如前述权利要求
中任一项所述的辐射源，其中碎片抑制装置还包括碎片捕获装置，所述碎片捕获装置布置成收集被气流偏转的碎片。
8.如前述权利要求
中任一项所述的辐射源，其中气体源内的气体压强和喷嘴的形状被选择成使得喷嘴内的气体速度约等于气体中的音速。
9.如前述权利要求
中任一项所述的辐射源，其中由气体源提供的气体的压强和喷嘴的形状被选择成使得离开喷嘴的气体的速度是超音速的。
10.如前述权利要求
中任一项所述的辐射源，其中碎片抑制装置还包括加热器，所述加热器配置成将热提供至在喷嘴之后的被辐射束穿过的下游区域。
11.一种光刻设备，布置成将图案形成装置的图像投影到衬底上，所述光刻设备包括如权利要求
1-10中任一项所述的辐射源，其布置成用辐射束照射图案形成装置。
12.—种光刻设备,包括 辐射源装置，所述辐射源装置包括 真空室，包围辐射产生元件， 辐射收集器，布置成收集由辐射产生元件发射的辐射并将所收集的辐射形成为方向朝向中间焦点的辐射束，和 碎片抑制装置，布置在中间焦点附近并连接至气体源，所述碎片抑制装置包括喷嘴，所述喷嘴布置成引导由所述源供给的气体成为朝向辐射产生元件或辐射收集器的气流，所述气流充分偏转或阻滞朝向中间焦点移动的微粒碎片； 图案形成装置，配置成将辐射束图案化； 投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到衬底上。
13.一种光刻设备，所述设备包括 真空室，包围辐射产生元件； 辐射收集器，布置成收集由辐射产生元件发射的辐射并将所收集的辐射形成为方向朝向中间焦点的辐射束；和 碎片抑制装置，布置在中间焦点附近并连接至气体源，所述碎片抑制装置包括喷嘴，所述喷嘴布置成引导由所述源供给的气体成为朝向辐射产生元件或辐射收集器的气流，所述气流充分偏转或阻滞朝向中间焦点移动的微粒碎片；和 照射系统，定位在中间焦点之后并且布置成调节辐射束和引导辐射束到图案形成装置上。
14.如权利要求
32所述的光刻设备，其中 真空室具有第一孔和围绕第一孔的第一锥体形的壁部分； 照射系统，容纳在第二真空室内，所述第二真空室具有第二孔和围绕第二孔的第二锥体形的壁部分；和 第一和第二锥体形壁部分连接在一起以将真空室连接至第二真空室并允许辐射束传播至照射系统。
15.一种使用光刻设备制造器件的方法，所述方法包括 使用辐射源产生辐射； 收集所述辐射并将其引导至中间焦点以形成辐射束； 使用图案形成装置将图案赋予辐射束； 将图案化的辐射束投影到衬底上； 将来自位于中间焦点附近的喷嘴的氢气流朝向源引导，所述气流充分地偏转或阻滞朝向中间焦点移动的微粒碎片。
专利摘要
一种用于产生极紫外辐射束用于光刻设备的辐射源具有碎片抑制装置，碎片抑制装置包括布置在辐射束的中间焦点(IF)处或其附近的喷嘴。喷嘴用作朝向辐射源或收集器光学元件引导气流(330)，以便偏转由辐射源发射的微粒碎片(43)。
文档编号G21K1/08GKCN102782582SQ201180012640
公开日2012年11月14日 申请日期2011年1月31日
发明者A·亚库宁, D·兰贝特斯基, E·鲁普斯特拉, V·班尼恩 申请人:Asml荷兰有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan