CN102119365B - 辐射源、光刻设备和器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种光刻设备(1)，包括：辐射源(SO)，被配置成产生极紫外辐射，所述辐射源(SO)包括：腔(210)，在所述腔中产生等离子体(225)；收集器反射镜(270)，被配置以反射由所述等离子体(225)发射的辐射；和碎片减缓系统(230)，所述碎片减缓系统(230)包括：气体供给系统(235)，被配置以朝向所述等离子体供给第一气流(240)，所述第一气流(240)被选择以将由所述等离子体(225)产生的碎片热能化；和多个气体岐管(247)，被布置在靠近所述收集器反射镜(270)的位置处，所述气体岐管被配置成将第二气流(250)供给到所述腔(210)内，所述第二气流(250)被朝向所述等离子体(225)引导，以防止被热能化的碎片沉积到所述收集器反射镜(270)上。

Description

辐射源、光刻设备和器件制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年8月14日申请的美国临时申请61/136,144的权益，通过参考将其全部内容并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种光刻设备和一种用于产生极紫外辐射的方法。
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。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在该例子中，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在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或多个管芯的一部分)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及扫描器，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、同时平行或反向平行于该方向同步扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。
通过如等式(1)中所示出的分辨率的瑞利准则来给出图案印刷的极限的理论估计：
CD = k 1 * λ NA PS - - - ( 1 )
其中，λ是所使用的辐射的波长，NAPS是用于印制图案的投影系统的数值孔径，k1是依赖于工艺的调整因子，也称为瑞利常数，CD是被印刷的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。从等式(1)可以得出，可以以三种方式实现减小特征的最小可印刷尺寸：通过缩短曝光波长λ、通过增加数值孔径NAPS或通过减小k1的值。
为了缩短曝光波长，并因此使最小可印刷尺寸减小，已经提出使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射源被配置以输出约13nm的辐射波长。因此，EUV辐射源可以构成朝向获得小的特征印刷的非常重要的一步。这样的辐射用术语“极紫外”或“软x射线”来表示，可能的源例如包括激光产生等离子体源、放电等离子体源或来自电子储存环的同步加速器辐射。
EUV辐射源典型地是等离子体源，例如是激光产生等离子体或放电源。在使用等离子体源时，污染物颗粒被产生作为EUV辐射的副产物。通常，这样的污染物颗粒是不被期望的，这是因为它们可能造成对光刻设备的部件，位于等离子体源的附近的大部分可见的反射镜，的损害。
发明内容
期望减缓由污染物颗粒引起的损坏。
在本发明的一个方面中，提供了一种光刻设备，包括：辐射源，被配置成产生极紫外辐射，所述辐射源包括：腔，在所述腔中产生等离子体；收集器反射镜，被配置以反射由所述等离子体发射的辐射；和碎片减缓系统，所述碎片减缓系统包括：气体供给系统，被配置以朝向所述等离子体供给第一气流，所述第一气流被选择以将由所述等离子体产生的碎片热能化；和多个气体岐管，所述多个气体岐管被布置在靠近所述收集器反射镜的位置处，所述气体岐管被配置成将第二气流供给到所述腔内，所述第二气流被朝向所述等离子体引导，以防止被热能化的碎片沉积到所述收集器反射镜上。所述碎片可以包括高能离子。另外所述碎片可以包括Sn离子。
在本发明的另一方面中，提供了一种被配置成产生极紫外辐射的辐射源，所述辐射源包括：腔，在所述腔中产生等离子体；收集器反射镜，被配置以反射由所述等离子体发射的辐射；和碎片减缓系统，所述碎片减缓系统包括：气体供给系统，被配置以朝向所述等离子体供给第一气流，所述第一气流被选择以将由所述等离子体产生的碎片热能化；和多个气体岐管，所述多个气体岐管被布置在靠近所述收集器反射镜的位置处，所述气体岐管被配置成将第二气流供给到所述腔内，所述第二气流被朝向所述等离子体引导，以防止被热能化的碎片沉积到所述收集器反射镜上。
在本发明的又一方面中，提供了一种防止由等离子体产生的碎片沉积到光刻设备中的等离子体辐射源的收集器反射镜上的方法，所述方法包括以下步骤：朝向所述等离子体供给第一气流，所述第一气流被配置成将由所述等离子体产生的碎片热能化；和朝向所述等离子体供给第二气流，以防止由所述等离子体产生的被热能化的碎片沉积到所述收集器反射镜上，所述第二气流被用靠近所述收集器反射镜布置的多个气体岐管供给。
在本发明的一实施例中，提供了一种器件制造方法，包括以下步骤：产生发射极紫外辐射的等离子体；用收集器反射镜收集所述极紫外辐射；将所述极紫外辐射转换成辐射束；对所述辐射束进行图案化；将所述辐射束投影到衬底的目标部分上；和防止由所述等离子体产生的碎片沉积到所述收集器反射镜上，所述防止步骤包括：朝向所述等离子体供给第一气流，所述第一气流被配置成将由所述等离子体产生的碎片热能化；和朝向所述等离子体供给第二气流，以防止由所述等离子体产生的被热能化的碎片沉积到所述收集器反射镜上，所述第二气流被用靠近所述收集器反射镜布置的多个气体岐管供给。
附图说明
下面仅通过示例的方式，参考示意性附图对本发明的实施例进行描述，其中示意性附图中相应的参考标记表示相应的部件，在附图中：
图1示意性地示出根据本发明的实施例的光刻设备；
图2示意性地示出根据图1的光刻投影设备中的EUV照射系统和投影光学装置的侧视图；
图3示出根据本发明的实施例的辐射源和正入射收集器；
图4示出根据本发明的实施例的辐射源和施瓦兹希尔(Schwarzschild)类型的正入射收集器；
图5示出根据本发明的实施例的包括碎片减缓系统的辐射源；
图6显示根据本发明的实施例的收集器反射镜的正视图；和
图7示出根据本发明的实施例的包括碎片减缓系统的辐射源。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的一个实施例的光刻设备1。所述设备1包括：照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如，UV辐射或极紫外(EUV)辐射)。图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT，被配置用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置用于根据确定的参数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，被配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连。投影系统(例如折射式投影透镜系统)PL被配置用于将图案化的辐射束B投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。
所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
图案形成装置支撑件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。所述图案形成装置支撑件可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述图案形成装置支撑件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)。
此处使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以被认为是与更上位的术语“图案形成装置”同义。
如在此处使用的术语“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。应当注意，被赋予辐射束的图案可以不与在衬底的目标部分上的期望图案完全对应，例如如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，被赋予辐射束的图案可以将与在目标部分上的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。
如此处使用的术语“投影系统”可以广义地解释成包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。此处使用的任何术语“投影透镜”可以被考虑成与更上位的术语“投影系统”同义。
如这里所示的，所述设备是反射型的(例如，采用反射式掩模)。替代地，所述设备可以是透射型的(例如，采用透射式掩模)。
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。
光刻设备还可以是至少一部分衬底可以被相对高折射率的液体(例如水)覆盖、以便填充投影系统和衬底之间的空间的类型。浸没液体还可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如在掩模和投影系统之间。在本领域中公知，浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。如在此处所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底的结构必须浸没在液体中，而是在曝光期间液体例如位于投影系统和衬底之间。
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源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BD(未在图1中示出)的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括配置用于调整所述辐射束的角强度分布的调整装置AD(未在图1中示出)。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σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO(未在图1中示出)。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入射到保持在图案形成装置支撑件(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。已经被图案形成装置(例如掩模)MA反射之后，所述辐射束B通过投影系统PL，所述投影系统PL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IF2(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，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和位置传感器IF1(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)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)MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中。这些公知为划线对齐标记。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置(例如掩模)MA上的情况下，所述图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所述设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将图案形成装置支撑件(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。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对图案形成装置支撑件(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相对于图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT的速度和方向可以通过所述投影系统PL的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的图案形成装置支撑件(例如掩模台)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更详细地显示出投影设备1，包括辐射系统42、照射光学装置单元44以及投影系统PL。辐射系统42包括可以通过放电等离子体形成的辐射源SO。EUV辐射可以由气体或蒸汽(诸如Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽)来产生，其中非常热的等离子体被产生以发射在电磁频谱的EUV范围内的辐射。非常热的等离子体通过使得放电的部分电离的等离子体在光轴O上被破坏，来产生非常热的等离子体。该源可以被称为放电产生等离子体(LPP)源。分压为10Pa的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其它的适合的气体或蒸汽对于有效地产生辐射来说，可能是需要的。由辐射源SO发射出的辐射从源腔47经由被定位在源腔47的开口中或后面的气体阻挡构件结构或污染物阱49传递到收集器腔48中。气体阻挡构件结构/污染物阱49包括诸如例如在美国专利6,614,505和6,359,969中详细描述的通道结构。
收集器腔48包括辐射收集器50，该辐射收集器50可以由掠入射收集器形成。经过收集器50的辐射被反射离开光栅光谱滤光片51，以被聚焦在收集器腔48的孔阑处的虚源点52处。来自收集器腔48的辐射束56被在照射光学装置单元44中经由正入射反射器53、54反射到定位在图案形成装置支撑件(例如掩模版或掩模台)MT上的图案形成装置(例如掩模版或掩模)上。形成了图案化的束57，该束57被在投影系统PL中经由反射元件58、59成像到晶片平台或衬底台WT上。通常可以在照射光学装置单元44和投影系统PL中设置比图示的元件更多的元件。
辐射收集器50可以是如在欧洲专利申请03077675.1中所描述的收集器，其通过参考被并入本文中。
可替代地，在另外的实施例中，辐射收集器是被配置成将收集的辐射聚焦到辐射束发射孔阑中的收集器、具有与源一致的第一焦点和与辐射束发射孔阑一致的第二焦点的收集器、正入射收集器、具有单一的基本上椭圆形辐射收集表面截面的收集器以及具有两个辐射收集表面的Schwarzschild型收集器中的一个或更多个收集器。
另外，在另一实施例中，辐射源SO可以是包括光源的激光产生等离子体(LPP)源，该光源被配置成将预定波长的相干光束聚焦到燃料上。
例如，图3显示辐射系统42的实施例的横截面视图，该辐射系统42包括正入射收集器70。收集器70具有椭圆形配置，具有两个自然的椭圆焦点F1、F2。具体地，正入射收集器包括具有单个辐射收集表面70s的收集器，该辐射收集表面70s具有椭圆形截面的几何构型。或者说，椭圆形辐射收集表面截面沿着虚椭圆(其一部分由图中点线E示出)延伸。
如由本领域技术人员所能理解的，在收集器反射镜70是椭圆(即包括沿着椭圆延伸的反射表面70s)的情形中，它将来自一个焦点F1的辐射聚焦到另一焦点F2上。焦点位于椭圆的长轴上且在距离椭圆的中心的距离f＝(a2-b2)l/2处，其中2a和2b分别是长轴和短轴的长度。在图1中显示的实施例包括LPP辐射源SO的情形中，收集器可以是单个椭圆形反射镜，如图3所示，其中光源SO被定位在一个焦点(F1)上，中间焦点IF被建立在反射镜的另一焦点(F2)上。由图中的线r示出从位于第一焦点(F1)上的辐射源朝向反射表面70s发射的辐射和被所述表面朝向第二焦点F2反射的反射辐射。例如，根据一实施例，上述的中间焦点IF可以位于光刻设备的收集器和照射系统IL(参见图1、2)之间，或如果期望的话位于照射系统IL中。
图4示意性地显示根据本发明的实施例的辐射源单元42′的横截面视图，该辐射源单元42′包括收集器170。在这种情形下，所述收集器包括两个正入射收集器部分170a、170b，每一部分170a、170b优选地(但不是必须的)具有基本上椭圆形的辐射收集表面截面。具体地，图4的实施例包括Schwarzschild收集器设计，其优选地由两个反射镜170a、170b构成。源SO可以位于第一焦点F1处。例如，第一收集器反射镜部分170a可以具有凹反射表面(例如具有椭圆形状或抛物线形状)，其被配置成朝向第二收集器反射镜部分170b(尤其是朝向第二焦点F2)聚焦从第一焦点F1发射的辐射。第二反射镜部分170b可以被配置成朝向另一焦点IF(例如中间焦点)聚焦被由第一反射镜部分170a朝向第二焦点F2引导的辐射。第一反射镜部分170a包括孔阑172，辐射(由第二反射镜170b反射的辐射)可以经由该孔阑172被朝向另一焦点IF传递。例如，图4的实施例可能有利于与DPP辐射源结合使用。
辐射收集器70可以被配置成收集由所述源产生的辐射，和将收集的辐射聚焦至辐射系统42的辐射束发射孔阑60的下游。
例如，源SO可以被配置成发射发散辐射，收集器70可以被布置以反射所述发散辐射，用于提供朝向发射孔阑60会聚的会聚辐射束(如图3和4)。具体地，收集器70可以将所述辐射聚焦到系统的光轴O上的焦点IF(参见图2)上，其焦点IF位于发射孔阑60中。
发射孔阑60可以是圆形孔阑，或具有另一形状(例如椭圆形、方形或另一形状)。发射孔阑60优选地很小，例如具有小于约10cm的直径，优选地小于1cm(在横向于辐射传递方向T的方向上所测量的，例如在孔阑60具有圆形横截面的情形中是在径向方向上)。优选地，光轴OX在中心处延伸通过孔阑60，然而，这不是必须的。
在使用激光产生等离子体(LPP)源或放电产生等离子体(DPP)源时，大量的碎片可以以快速离子和/或中性颗粒(例如锡)的形式产生。这样的碎片可以引起图2-4中显示的收集器反射镜50、70、170的急剧的反射性损失。如果未被保护，收集器反射镜50、70、170的寿命可能短至几分钟，而目标是几个月。
为了减缓在收集器反射镜50、70和170上的由颗粒辐射引起的损害，提出了在等离子体周围使用气体帘幕(gas curtain)。在一实施例中，气体帘幕与由等离子体产生的碎片的佩克莱特(Peclet)型抑制结合使用，用于偏转包括快速离子(例如锡离子)的颗粒。Peclet效应将流的水平对流速率描述成其的扩散(通常是热扩散)速率。在热扩散的情形中，它等于雷诺(Reynolds)数和普朗特(Prandtl)数的乘积；在质量分散的情形中，它等于Reynolds数和施密特(Schmidt)数的乘积。如本领域中已知的，水平对流是物质的运输机制或移动流体的固有的性质。
现在参考图5，这一图显示根据本发明的实施例的等离子体源200的横截面。等离子体源200包括等离子体腔210，该等离子体腔210包含在约100Pa的压强下的氢气气体环境。腔210还包括喷嘴215和收集器反射镜270，该喷嘴215被配置成允许辐射束220从其中穿过。如此处所显示，所述源是激光产生等离子体源。由辐射源(图6中未显示的)产生的辐射束220(例如激光束)被配置成点燃燃料(例如锡)以产生等离子体225。所述等离子体发射包括极紫外辐射的辐射束，该辐射束由收集器反射镜270收集和反射。
等离子体源还包括碎片减缓系统230，该碎片减缓系统230包括一个或更多的气体出口235，所述气体出口235被配置成在使用中朝向等离子体225供给气流240。气流240被沿着基本上垂直于辐射束220的传播方向的方向引导。气流240用作气体帘幕，该气体帘幕被配置成对由等离子体225产生的离子(例如锡离子)进行热能化。在一实施例中，所述气流包括氩气，且具有约90Pa的压强。可以设想，氩气的压强可以，依赖于所述源的几何构型，是较高的或较低的。
如图5所示，碎片减缓系统230还包括气体供给系统245，所述气体供给系统245适合于朝向等离子体225供给气流250。气流250通过使用Peclet效应有效地防止由等离子体225(例如锡离子)产生的碎片沉积到收集器反射镜270上。在一实施例中，气流250包括氢气。
单独使用氢气供给系统245可能不足以有效地保护收集器反射镜270。实际上，高能离子可能由于氢气和离子(例如锡离子)之间的每一碰撞的有限的动量转移，而不能被氢气250的气体逆流完全阻止。结果，非常期望在净化这些离子以使之远离收集器反射镜270之前，首先对由等离子体225产生的高能离子进行热能化。尤其期望使用能够产生具有在约3-7keV的范围内的能量的离子的激光产生等离子体(LLP)源进行离子的热能化。为了比较，放电产生等离子体(DPP)源产生具有约100keV的能量的离子。因此，DPP源中的2Pa*m的氢气流可能足以有效地阻止由等离子体225产生的离子化的颗粒。
由于氩气相对于氢气具有更高的质量，用气体帘幕240进行高能离子的热能化更加快速。在被热能化之后，通过由于氢气流250引起的Peclet效应有效地防止高能离子到达收集器反射镜270。通过收集器腔中的氢气压强和通过气流250保持由气体出口235供给的氩气。结果，极紫外损失仅受限于出口区域。在出口区域外面的气体成分(constituency)未被显著地改变。
现在参考图6，这一附图显示了根据本发明的实施例的气体供给系统245。气体供给系统245布置在靠近收集器反射镜270的位置。气体供给系统245可以包括多个气体歧管247，所述歧管247定位在喷嘴215的相对侧上且基本上沿着反射镜270的长度延伸。喷嘴215限定了孔阑216，所述孔阑216允许点燃燃料的激光辐射束从其中穿过。每一歧管247包括供给氢气流250的多个气体出口246。所述歧管的气体出口被设定尺寸且被布置以朝向等离子体225引导氢气流。应当理解，出口246和歧管247的数量可以依赖于等离子体源的尺寸而变化。
在一实施例中，所述歧管的直径与收集器反射镜270的表面相比相对小，使得基本上由等离子体发射的所有辐射被反射镜收集和反射。如图6可见，多个歧管247被布置在靠近收集器反射镜270的位置处。在一实施例中，所述歧管可以连接至收集器反射镜270的表面。可替代地，所述歧管可以被设置在距离反射镜的表面的小的距离处，例如在几毫米或几厘米的范围内。
所述歧管247被定位在腔210中，使得气体出口246被朝向等离子体225定向。在等离子体的产生期间，可以通过歧管247连续地供给气流250。对于图5和6中的腔配置，由等离子体产生的碎片(例如锡离子)基本上不能到达收集器反射镜270的表面。具体地，由于Peclet效应，碎片流被气流240热能化，且之后被氢气流250抑制。气体收集系统可以布置在腔210中，用于收集由等离子体产生的碎片。
虽然图6中的歧管247被配置用于供给氢气，但是应当理解，可以在本发明的另一实施例中使用另一气体或气体的混合物。另外，设想可以使用各种其它布置来防止气(例如氩气)流240在腔210中的混合。例如在一实施例中，气流240可以被以比氢气小的压强供给。在另一实施例中，气流240可以是超音速的。泵也可以被设置在源200的底部的等离子体225的下游，用于收集气流240。
图7显示根据本发明的实施例的包括碎片减缓系统231的辐射源。碎片减缓系统231的操作原理基本上与图5中描述的操作原理相同。碎片减缓系统231适合于与气体供给系统245一起使用，该气体供给系统245被配置成防止由等离子体225产生的碎片到达收集器反射镜270。碎片减缓系统231包括气体出口236，该气体出口236朝向等离子体225供给气流241。气流241包含被选择以热能化由等离子体225产生的离子的气体。可以之后通过使用Peclet效应，由气体供给系统245产生的气流(例如氢气流)250来抑制热能化的离子。在本发明的一实施例中，由气体出口236供给的气体是氩气。氩气可以被以约90Pa的压强供给。氢气气体环境的压强为约100Pa。
在图7的实施例中，气流241基本上被朝向等离子体225引导。为了防止气流241在收集器和源腔210的体积内扩散，气流可以是超音速的。
应当理解，可以在本发明的其它实施例中对气体出口246的数量进行实质上的改变。例如，多个气体出口246可以被布置在源腔210的周围，以确保的高能离子的适当的热能化。在一实施例中，气体出口246可以被设置在收集器反射镜270内。可替代地，气体出口246可以被设置成类似于图6中的歧管247的多个气体歧管的形式。另外，气体收集系统(未在图7中显示)可以设置在腔210的下游且在沿着气流246的方向的一个或更多的适合位置处，用于收集气流246。
尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，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(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，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它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层IC，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。
尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情形中使用本发明的实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，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。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发明可以以与上述不同的形式实现。例如，本发明可以采取包含用于描述上述公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。
以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对所描述的本发明进行修改。
本发明不限于光刻设备的应用或用在实施例中所描述的光刻设备中。另外，附图通常仅包括理解本发明所必需的元件和特征。除此之外，光刻设备的附图是示意性的而不是成比例的。本发明不限于在示意性附图中显示的这些元件(例如在示意性附图中画出的反射镜的数量)。另外，本发明不限于在图1和2中描述的光刻设备。本领域技术人员将理解，上述的实施例可以被结合。另外，本发明不限于保护源SO免受例如Sn的影响，而且保护其它源免受其它粒子的影响。

Claims (15)

1.一种光刻设备，包括：
辐射源，被配置成产生极紫外辐射，所述辐射源包括：
腔，在所述腔中产生等离子体；
收集器反射镜，被配置以反射由所述等离子体发射的辐射；和
碎片减缓系统，包括：
气体供给系统，被配置以朝向所述等离子体供给第一气流，所述第一气流被选择以热能化由所述等离子体产生的碎片；和
多个气体岐管，被布置在靠近所述收集器反射镜的位置处，所述气体岐管被配置成将第二气流供给到所述腔内，所述第二气流被朝向所述等离子体引导，以防止热能化的碎片沉积到所述收集器反射镜上。
2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述碎片被通过使用佩克莱特效应来抑制。
3.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述辐射源是激光产生等离子体源或放电产生等离子体源。
4.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述腔包含氢气。
5.根据权利要求4所述的光刻设备，其中所述氢气的压强是约100Pa。
6.根据权利要求1所述的光刻设备，其中在所述第二气流中的气体是氢气。
7.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体岐管包括多个气体出口。
8.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述第一气流中的气体是氩气。
9.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述第一气流中的气体具有小于所述第二气流中的气体的压强的压强。
10.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述第一气流形成围绕所述等离子体的气体帘幕。
11.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述第一气流是超音速的。
12.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述气体供给系统包括被布置于靠近所述收集器反射镜处的一个或更多的出口。
13.一种辐射源，被配置成产生极紫外辐射，所述辐射源包括：
腔，在所述腔中产生等离子体；
收集器反射镜，被配置以反射由所述等离子体发射的辐射；和
碎片减缓系统，包括：
气体供给系统，被配置以朝向所述等离子体供给第一气流，所述第一气流被选择以将由所述等离子体产生的碎片热能化；和
多个气体岐管，被布置在靠近所述收集器反射镜的位置处，所述气体岐管被配置成将第二气流供给到所述腔内，所述第二气流被朝向所述等离子体引导，以防止被热能化的碎片沉积到所述收集器反射镜上。
14.一种防止由等离子体产生的碎片沉积到光刻设备中的等离子体辐射源的收集器反射镜上的方法，所述方法包括以下步骤：
朝向所述等离子体供给第一气流，所述第一气流被配置成将由所述等离子体产生的碎片热能化；和
朝向所述等离子体供给第二气流，以防止由所述等离子体产生的被热能化的碎片沉积到所述收集器反射镜上，所述第二气流被用靠近所述收集器反射镜布置的多个气体岐管供给。
15.一种器件制造方法，包括以下步骤：
产生发射极紫外辐射的等离子体；
用收集器反射镜收集所述极紫外辐射；
将所述极紫外辐射转换成辐射束；
对所述辐射束进行图案化；
将所述辐射束投影到衬底的目标部分上；和
防止由所述等离子体产生的碎片沉积到所述收集器反射镜上，所述防止步骤包括：
朝向所述等离子体供给第一气流，所述第一气流被配置成将由所述等离子体产生的碎片热能化；和
朝向所述等离子体供给第二气流，以防止由所述等离子体产生的被热能化的碎片沉积到所述收集器反射镜上，所述第二气流被用靠近所述收集器反射镜布置的多个气体岐管供给。
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