CN102256429A - 用于euv光源的集光器 - Google Patents

Abstract

揭示一种从EUV光源EUV集光器反射表面去除碎片的方法与设备，反射表面含第一材料，碎片含第二材料和/或第二材料的化合物。该系统与方法包括一受控的溅射离子源，该溅射离子源包括含溅射离子材料原子的气体；和一把溅射离子材料的原子激发成电离态的激发机构，电离态被选成具有围绕选定能量峰的分布，对第二材料具有高的溅射概率，而对第一材料具有极低的溅射概率。激发机构包括一RF或微波感应机构。气体保持于部分决定选定能量峰的压力，激发机构产生溅射离子材料的离子流入量，从反射器表面形成第二材料的原子溅射密度，它等于或超过第二材料等离子体碎片原子的流入速率。对指定的反射表面期望寿命选择溅射速率。反射表面可被覆盖。集光器包括椭圆镜与包含径向延伸沟道的碎片屏。第一材料是钼，第二材料为锂，离子材料为氦，系统具有从反射表面蒸发第二材料的加热器，激发机构在点火时刻之间连接反射表面，反射表面有阻挡层。集光器是组合了掠入射角反射器壳体的球面镜，通过对反射器壳体上的多层堆选用层材料，壳体可用作光谱滤波器。溅射可结合加热，后者去除锂，前者去除锂化合物，可用等离子体生成的离子作溅射而不用受激的气体原子。

Description

用于EUV光源的集光器

本申请是国际申请号为PCT/US2004/010972、国际申请日为2004年4月7日、中国国家申请号为200480009342.4、题为“用于EUV光源的集光器”的申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及为诸如半导体集成电路石印术曝光源等应用生成EUV(软X射线)光的领域，尤其涉及用于这类器件的集光器。

相关申请

本申请是2003年4月8日提交的美国流水号为10/409,254的部分继续申请，其内容通过引用包括在这里。

发明背景

半导体集成电路制造的临界尺寸越来越小那样的应用要求从生成远紫外(DUV)光变为生成极远紫外(EUV)光，也称为软X射线光。对于以有效的能级生成这类光的设备与方法，为在主要元件置换之间的可以接受的使用寿命内能实现合适的EUV石印术工具(如步进扫描仪或扫描仪)的处理量，有各种建议方案。

有些建议利用被引入和/或辐射的锂生成以波长为13.5nm为中心的光而形成等离子体，而等离子体把锂原子激发到衰变造成大部分EUV光子的状态，EUV光子的能量分布集中于13.5nm。该等离子体可用固态或液态锂源附近稠密的等离子体聚焦电极通过电气放电形成，例如像以下文献所讨论的那样：2003年7月1日颁发给Melynchuk等人的题为Plasma Focus Light Source With ActiveBuffer Gas Control的美国专利NO.6,586,757；以上引用的于2003年4月8日提交的专利申请流水号10/409,254；2003年5月20日颁发给Rauch等人的题为Plasma Focus Light Source With Tandem Ellipsoidal Mirror Units的美国专利N0.6,566,668；和2003年5月20日颁发给Partlo等人的题为Plasma Focus Light Source With Improved Pulse Power System的美国专利NO.6,566,667，它们都已转让给本申请的受让人，里面引用的诸申请、专利和其他文献及其揭示内容都通过引用包括在这里，其他代表性的专利或公开的申请，例如发明人Amemlya等人在2002年1月24日出版的题为X-Ray ExposureApparatus的美国公开的申请NO.2002-0009176A1，其内容也通过引用包括在这里。此外，正如以下专利和公开的申请所述(其揭示内容都通过引用包括在这里)，通过用聚焦于靶的激光辐射靶，例如液态金属如锂的液滴或含金属如液滴内锂的靶的另一材料滴(液体或固体形式)，可形成等离子体：2001年9月4日颁发给Kondo等人的题为Method and Apparatus for Soft X-RayGeneration的美国专利NO.6,285,743；2002年12月10日颁发给Bisschops的题为Method of Generating Extremely Short-Wave Radiation……的美国专利NO.6,493,423；发明人Richardson在2002年10月3日发布的题为EUV，XUVand X-Ray Wavelength Sources Created from Laser Plasma……的美国发布的申请2002-0141536A1；2002年4月23日颁发给Richardson等人的题为Laser Plasma Source for Extreme Ultraviolet Lithography Using WaterDroplet Target的美国专利NO.6,377,651；和2001年10月23日颁发给Foster等人的题为Shaped Source of X-Ray，Extreme Ultraviolet and UltravioletRadiation的美国专利N0.6,307,913。

由于从这种等离子体的产生和最后从该等离子体产生的EUV光，期望在所需带宽内产生的EUV光能总量相当大，例如100瓦/cm²，故必须保证EUV光的汇集效率尽量要高。另还要求该效率不明显劣化，即能在相当长的操作时间内，例如以极高的脉冲重复速率(4KHZ和以上)操作一年，保持这种高效率，有效占空因数达100％。为满足在说明本发明有关EUV光源集光器所提到的这些目标，遇到了许多挑战。

实际设计中要解决的一些问题包括：运用由交替的钼(Mo或Moly)与硅(Si)层组成的多层镜对多层入射法角反射镜诸层通过钌(Ru)外涂层作Li扩散以及对主和/或辅集光器寿命的影响；Li与Si之间的化学反应和对主和/或辅集光器寿命的影响；激光器为形成等离子体而产生的点火辐射例如KrF受激准分子激光器的248nm辐射的带外辐射散射要小，以在深UV抗蚀剂类转入石印术EUV范围的条件下避免影响抗蚀剂曝光，而从靶散射的这种带外光会极有效地使抗蚀剂曝光；向中间焦点提供100W输出光能；主辅集光器的寿命至少为5G个脉冲；以给定的源例如给定的靶、靶滴或液滴内靶或其他靶实现要求的转换效率，在升高的操作温度和中心波长接近13.5mm的带外辐射下保持所需多层镜的使用寿命。

众所周知，对EUV的有关波长，例如在5nm与20nm之间，围绕11.3nm或13.0～13.5nm，可运用多层反射法构成反射正入射(NIR)镜。正如以下文献所讨论过的那样，这类反射镜的特性取决于某些或全部有关层的成分、数量。次序、结晶度、表面粗糙度、相互扩散、周期与厚度比、退火量等，还有是否使用扩散阻挡层、阻挡层的材料与厚度及其对被该阻挡层分离的诸层成分的影响：Braun等人的“Multi-Component Euv Multi-layer mirrors，Proc.SPIE5037(2003)(Braun)”；Feigl等人的“Heat resistance of EUV multi-layermirrors for long-time applications”，Microelectronic Engineering 57-58，p.3-8(2001)(Feigl)；根据2002年5月1日提交的(Barbee)申请流水号10/847.744而在2002年5月28日颁发给小Barbee等人的题为MultilayerFilms with Sharp，Stable Interfaces for Use in EUV and Soft X-RayApplication的美国专利NO.6,396,900；和根据1993年4月14日提交的申请流水号45,763而于1994年7月7日颁发给Itoh等人的题为Multilayer FilmReflector for Soft X-Rays的美国专利NO.5,319,695(要求对1992年4月21日提交的(Itoh)日本申请的优先权)。

Itoh讨论了不同X射线折射率的材料，比如交替淀积在衬底上的而形成多层膜的硅(Si)与钼(Mo)，该多层膜包括硅钼层和形成在每一对相邻层之间的氢化界面层。Barbee讨论了一薄层置于两界面(Mo/Si与Si/Mo界面)上的第三化合物，例如碳化硼(B₄C)。该第三层包括碳化硼和其他碳硼基化合物，具有在EUV与软X射线波长吸收低的特征。因此，包含交替的Mo与Si层的多层膜在每层之间包括一薄层碳化硼(如B₄C)和/或硼基化合物的夹层。该夹层改变了表面(界面)化学特性，如对于防止或减少相互扩散的Mo/Si而言，可增强反射率，提高热稳定性，产生这些期望的效应。Barbee还讨论了第三层从Mo/Si界面到Si/Mo界面的厚度的变化。而且Barbee还讨论了Mo/Si界面的锐度比Si/Mo界面的锐度差约2.5倍的事实，但因在Mo/Si界面内淀积了B₄C夹层，这种界面锐度与Si/Mo界面锐度不相上下。Braun讨论了用碳阻挡层减少Mo-Si边界相互扩散的方法，以便改善热稳定性和降低内应力，同时提高了反射率。Braun指出，在改变Mo/Si边界与Si/Mo边界的厚度时，Mo-Si边界一般在界面形成MoSi₂，而且含碳的阻挡层可影响Mo和/或Si层的形态。此外，Braun还指出了阻挡层形成对无阻挡层Mo-Si的界面的界面粗糙度的影响。据Braun报道，应用Mo/SiC多层，在λ＝13.3nm下的反射率为70.1％。还讨论了与Mo/Si/C多层相比，即使用退火法，也用B₄C减小内应力的情况，这影响到对曲面镜使用这种多层镜的能力。Braun还讨论了多层结构中夹层衬度比(contrast)、碰撞反射率与吸收之间的折衷方法，使得NbSi层在Nb中具有较低的吸收，但衬度比也较低，而Ru/Si具有较高的衬度比，但在Ru层中的吸收也较高，二者的效能都差于Mo/Si多层堆。Braun还讨论了应用Mo/Si/Ag或Mo/Si/Ru三层的理论上的实用性，它们在理论上具有较高的反射率，但由于Ag层中的空洞在期望的厚度和Mo/Si/C/Ru多层堆在λ＝13.5nm的计算最佳反射率下，其厚度在Mo层中受约束以防止在Mo层中结晶，故Ag实施例不能实现理论上的反射率。不过Braun也发现，该Mo/Si/C/Ru多层堆达不到理论上计算的反射率期望值，或许是Mo层初始淀积表面粗糙度通过堆向上分布的缘故。Feigl讨论了温度升高到500℃对Mo/Si与Mo/Mo₂C/Si/Mo₂C多层堆的结构稳定性的影响，包括使用了超薄的Mo₂C阻挡层。Feigl指出，由于Mo与Si在高于200℃的温度退火，该阻挡层防止了MoSi_x相互扩散层的形成，而且Mo/Mo₂C/Si/Mo₂C与Mo₂C/Si系统在高达600℃时保持稳定。前一系统具有超薄的Mo₂C阻挡层(也提出过MoSi₂，但未试验)，后一系统通过在多层系统中用Mo₂C代替Mo而构成。据Feigl称，通过600℃，Mo₂C/Si系统的反射率保持在0.8以上，而Mo/Mo₂C/Si/Mo₂C系统在该温度下则缩小到略低于0.7，在400℃下甚至降为约0.7。

本申请的申请人对阻挡层提出了另一些材料，并对用于EUV场合的多层堆提出了其他可能的改进。

发明内容

提出了一种从EUV光源内EUV集光器反射表面去除碎片的方法与设备，它包括的反射表面含第一材料，碎片包括第二材料和/或第二材料的化合物，该系统与方法包括一受控溅射离子源，而该溅射离子源包括含溅射离子材料原子的气体；和将溅射离子材料原子激发成电离态的激发机构，电离态被选成具有围绕被选能量峰的分布，对第二材料具有高的溅射概率，对第一材料具有极低的溅射概率。激发机构包括一RF或微波感应机构。气体保持于部分决定被选能量峰的压力，激发机构形成溅射离子材料的离子流入量，造成从反射器表面形成的第二材料的原子溅射密度等于或超过第二材料等离子体碎片原子的流入速率。可对指定的反射表面的期望寿命选择溅射速率。该反射表面可以被覆盖。集光器包括一块椭圆形反射镜和一个碎片屏，后者包括径向延伸的沟道。第一材料是钼，第二材料为锂，离子材料为氦。该系统具有从反射表面蒸发第二材料的加热器。激发机构在点火时间之间连接反射表面。反射表面有阻挡层。集光器是一块组合了掠入射角反射器壳体的球面镜，通过对反射器壳体上多层堆选择层材料，可以当作光谱滤波器。溅射可以结合加热，后者去除锂，前者去除锂化合物，溅射可运用等离子体产生的离子而不用激发的气体原子。

附图简介

图1示出本发明一个方面激光生成等离子体EUV光源整个广义概念的示意图；

图1A示意示出本发明一实施例一个方面的系统控制器的操作；

图2A示出根据本发明一实施例从辐射点火点朝集光器一实施例看到的本发明的一个方面的EUV集光器实施例的侧视图；

图2B示出图2A实施例沿图2A直线2B的截面图；

图3示出本发明一个方面的法向入射角集光器的一替代实施例；

图4示出本发明一个方面的法向入射角集光器碎片管理系统的示意图；

图5a～c示出按本发明一实施例一个方面的对集光器反射镜准备RF和/或DC集光器清除信号/电流的时序；

图6a与6b示出本发明诸实施例诸方面有关掠入射角集光器的截面示意图；

图7示出在5°入射角指定适用波长下各种反射表面的掠入射角反射率曲线；

图8示出在15°指定适用波长下各种反射表面的掠入射角反射率曲线；

图9示出本发明一个方面的集光器替代实施例的示意图；

图10示出每一液滴计算的锂原子数与液滴直径的关系，有助于示明本发明一实施例的一个方面；

图11示出计算的锂原子流到镜面的流入量与镜半径的关系，有助于示明本发明一实施例的一个方面；

图12示出计算的所需锂厚度溅射速率与镜直径的关系，有助于示明本发明一实施例一个方面；

图13示出为使300对多层涂布镜具有一年寿命所需的钼与锂溅射之比与镜半径的关系，有助于示明本发明一实施例一个方面；

图14示出氦离子对锂、硅和钼的溅射产量，有助于示明本发明一实施例一个方面；

图15示出归一化氦离子能量与锂、硅和钼的溅射产量，有助于示明本发明一实施例一个方面；

图16示出氦离子和电流密度与锂、硅和钼的溅射产量，有助于本发明一实施例一个方面；

图17示出锂、硅和钼的总氦离子溅射速率，有助于示明本发明一实施例一个方面；

图18示出归一化锂离子能量与锂和钼的溅射产量，有助于示明本发明一实施例一个方面；

图19示出辐射功率密度与黑体温度的关系，有助于示明本发明一实施例一个方面；

图20示出本发明一实施例一个方面的示意图；

图21A与B示出本发明一实施例诸方面关于氦和氩缓冲气体的制动功率(stopping power)对锡与锂两种离子的实验结果；和

图22A-E示出本发明一实施例诸方面进一步考查氦和氩缓冲气体的停止功率对锂与锡的结果。

较佳实施例的详细描述

参照图1，该图示出一EUV光源例如本发明一个方面的激光生成等离子体EUV光源的总体广义概念示意图。光源20含脉冲激光系统22，比如气体放电激光器，受激准分子气体放电激光器、工作于大功率和高脉冲重复频率的KrF或ArF激光器，还可以是美国专利NO，6,625,191，6,549,551和6,567,450所示的MOPA配置型激光系统。激光器也可以是固态激光器，如YAG激光器。光源20还包括靶提供系统24，比如提供液滴，固体颗粒或含在液滴里的固体颗粒形式的靶。靶提供系统24把靶送入腔26内部的辐射位置28，另被称为点火位置或点火球测试点。下面更详细地描述靶提供系统24的诸实施例。

如下面更详细讨论的那样，激光脉冲从脉冲激光系统22通过腔26的窗口(未示出)沿激光光轴55送到辐射位置，经适当聚焦，与到达的靶提供系统24产生的靶一起产生点火或火球，形成具有一定特征的X射线(或软X射线(EUV))释放等离子体，包括产生的X射线的波长，点火期间或点火后等离子体释放碎片的种类与数量，视靶材料而定。

该光源还包括一集光器30，比如截椭圆形的反射器，具有使激光进入点火位置28的孔径。下面更详细描述集光系统诸实施例。集光器30是一椭圆镜，第一焦点在点火位置28，第二焦点在所谓的中间点40(也称为中间焦点40)，EUV光在此从光源输出并输入集成电路石印工具(未示出)。系统20还包括一靶位检测系统42。脉冲系统22包括主振功率放大器(MOPA)配置式双腔气体放电激光系统，具有振荡器激光系统44和放大器激光系统48，前者配有磁性反应器切换脉冲压缩与时序电路50，后者配有磁性反应器切换式脉冲压缩与时序电路52，以及振荡器激光系统44的脉冲功率时序监视系统54和放大器激光系统48的脉冲功率时序监视系统56。脉冲功率系统包括的功率用于产生YAG激光器输出的激光。系统20还包括EUV光源控制器系统60，它还包括靶位检测反馈系统62和点燃控制系统65以及激光束定位系统66。

靶位检测系统包括多个相对靶滴位置比如相对点火位置提供输入的液滴成像器70、72与74，并将这些输入供给靶位检测反馈系统，后者能计算靶位与轨迹，由此算出靶误差，若根据液滴算法在液滴上没有误差，则通常将靶位和轨迹作为输入供给系统控制器60，而后者把激光位置与方向校正信号送到激光束定位系统66，该激光束定位系统就能控制激光位置与方向变化器68的位置与方向，将激光束的焦点改变到不同的点火点28。

成像器72沿成像线75对准靶滴94从靶提供机构92到期望点火位置28的期望轨迹线，而成像器74和76沿相交的成像线76与78对准，成像器76与78则沿期望点火位置28前面的线路在某一点80与期望的轨迹线独自相交。

根据来自系统控制器60的信号，靶供控系统90可修正靶提供机构92释放的靶滴94的释放点，纠正靶滴到达期望点火位置28的误差。

位于中间焦点40或附近的EUV光源监测器100还对系统控制器60作反馈，反馈指示诸如激光脉冲的时序与焦点，以在正确的地点与时刻合适的截取靶滴，有效地产生LPPEUV光。

现参照图1A，该图更详细的示出图1所示的控制器系统60和有关的监控系统62、64和66。控制器接收多个位置信号134、136，来自靶位检测反馈系统的轨迹信号136，与系统时钟116通过时钟总线115提供给诸系统元件系统时钟信号相关。控制器60具有能在系统时间某一点计算靶实际位置的到达前跟踪与计时系统110，在某一系统时间计算靶滴落实际轨迹的靶轨迹计算系统112，以及计算与出现点火某一期望时空点作比较的时空误差信号的辐射位置时空误差计算系统114。

于是，控制器60向点燃控制系统64提供时间误差信号140，向激光束定位系统66提供空间误差信号138，点燃控制系统计算谐振充电器启动信号122并把它供给振荡器激光器44磁性反应器切换式脉冲压缩与时序电路50的谐振充电器部分118，而且把谐振充电器启动信号供给PA磁性反应器切换式脉冲压缩与时序电路52的谐振充电部分120，两信号可以是同一信号，还向振荡器激光器44磁性反应器切换式脉冲压缩与时序电路50的压缩电路部分126提供触发信号130，向放大器激光系统48磁性反应器切换式脉冲压缩与时序电路52的压缩电路部分128提供触发信号132，这些触发信号可能不是同一信号，可分别对振荡器激光器系统与放大器激光系统根据时间误差信号140和来自光偏离检测装置54与56的输入部分算出。

空间误差信号供给激光束位置与方向控制系统66，后者向激光束定位器提供点燃点信号和瞄准线信号，激光束定位器对激光器定位，通过改变激光系统放大器48在点燃时的任一或二者的输出位置和对准激光输出束方向，可改变点火位置28的焦点。

现参照图2A与2B，两图分别示出集光器30向集光镜150里看的示意侧视图和对称旋转集光镜150结构沿图2A中剖视线2B的截面图(尽管该截面图沿图2A中任一半径轴都一样)。

如图2A所示，在观看镜时，椭圆集光镜150的截面为圆形，可以是集光镜最大伸展的截面，在图1A中示成几乎为椭圆镜150的焦点28，因而不阻止靶滴到达设计成位于焦点28的点火点。但应理解，集光镜还可进一步伸向中间焦点，合适的镜孔(未示出)可让靶滴通过到达焦点。椭圆镜还具有在图2A中示成圆形的孔径152，让通过聚焦光学元件156聚焦的LPP激光束154通过镜150送到希望位于椭圆镜焦点的点火点28。孔径152还可在要求内对通常呈矩形的束分布作进一步修整，为校正激光束154在点火位置上的焦点，束光路的任何修改都取决于所用的控制系统的类型。

图2A与2B还示出了本发明一实施例一个方面的碎片屏180。碎片屏180由多块钼箔制作的薄板182构成，薄板从期望的点火位置向外径向延伸，通过碎片屏180形成窄平面径向延伸沟道184。图2A极简单，不按比例，实践中沟道做成尽量浅。较佳地，把箔板182做成甚至比沟道184还薄，只是阻挡聚集在点火位置28上激光束155对靶滴94点火所形成的等离子体发射的少量X线。

在图2B的截面中，可看出碎片屏180内沟道182的作用。在图2b中可看出单条径向沟道，在任一集光器30截面中，也可通过集光镜150对称旋转的转轴和碎片屏180的沟道内的碎片屏180看到同一径向沟道。由点火位置28发出而从点火位置28向外径向传播的每条EUV光线190(和其它光能)将在碎片屏180内通过各自的沟道182，如图2b所示，希望的话，沟道可一直延伸到集光镜150反射表面。在光线190以任一入射角撞击椭圆镜150表面后，由于反射的光线192聚集于图1所示的中间焦点40，光线190将在同一沟道180内被反射回来。

现参照图3，图中示出本发明一实施例一个方面的替代实施例。在该例中，为简化而未示出碎片屏180，如下面详述的那样，该例可以运用或不运用碎片屏，也可以是图2A与2B所示的单块椭圆集光镜。该例增设一块辅集光器反射镜200，它包括一球面镜202的截面，其中心位于点火位置28，即椭圆镜150的焦点，其孔径210让光从集光镜150通到中间焦点40(图1所示)。集光镜150的作用如以上参照图2A与2B相对从点火点28发送到集光镜150的光线190所作的讨论一样。从点火位置28发射离开集光镜150的光线204撞击球面镜202的截面，将通过椭圆集光镜132的焦点反射回来而传到椭圆集光镜150，好像从椭圆镜150的焦点28发出一样，因而还被聚集到中间焦点40。显然，有或没有相对图2A与2B所述的碎片屏180，都会出现这种情况。

现参照图4，该图示出本发明一实施例的碎片管理的另一个方面。图4示出连接电流源比如DC电压源220的集光镜150。该电流源是本发明的一个实施例，其中电流将反射器保持于所选的蒸发淀积锂的温度。从第一集光镜去除锂的另一种理念，是应用氦离子或氢离子溅射法。如在以Mo/Si层制作的EUV多层镜中，这类离子在保持低能量(＜50eV)时的低质量，会对钼层和/或硅层导致极低的溅射产量。

现参照图4，图中示出本发明一实施例一个方面的碎片清除结构。如图4所示，可将电流源比如DC电压源220接至集光镜150，例如镜150的金属，比如铝或镍底层(未示出)。这样可将镜150加热到高于组成EUV光源腔26里的内容物的环绕气体如氦气温度的高温。根据本发明诸代替实施例，还有其它的反射器加热法，例如利用来自容器26内加热灯泡(未示出)的辐射热。

碎片清除的另一个方面，可像图4那样从RF频率电压源230和图4中腔26内标为232的天线引入RF。实际上该RF如同图4所示的DC一样，可以接至镜150或金属底层(未示出)，其中暗屏(未示出)由合适的导电材料构制并接地电位，可形成在集光镜150背面上，用绝缘体比如气隙与镜150分开，而来自DC源220的DC电位也接镜150。

如图5a-c所示，对于在时刻t1、t2、t3的指定的定期LPP点火，在t1、t2、t3出现点火的时间内，可用DC电压代替Rf，而对于点火时间任一侧的短时间，若在下一次点火期间不完全通过下一个出现的DC电位，则这些时刻之间的RF至少直接在点火之后。图中还示出，在各次点火时间内，来自源220的DC可能是正电位，也许与来自RF源230的连续电压共存，而且可能是这些正脉冲之间的负电位。

一方面，加给集光镜150的电压意味着蒸发金属碎片，例如等离子体在锂的靶滴在点火期间和点火之后发射的锂或其它靶金属材料。同时被蒸发的有金属元素K、Fe、Na等，它们因锂靶滴自身的杂质而出现，且在点火后同样淀积在集光镜150表面上。

RF旨在集光镜150表面附近形成受激He原子的局部电离等离子体，使局部等离子体中这些受激离子撞击集光镜150上的锂原子或锂化合物，把它们溅离镜表面。本发明该实施例试图在蒸发机构与溅射机构之间保持平衡，例如若RF＜500W功率(在13.65MH_Z下，联邦条例对RF频率溅射作出的规定)，镜温度应保持在某一期望温度或附近，若RF增大到在13.65MH_Z下＞500W，温度则相应降低。

现参照图6A与6B，图中示出本发明涉及其它集光镜结构的诸实施例诸方面。如图6A与6B所示，集光器225包括多个嵌套壳体，形成由椭圆与抛物面反射壳体比如图6A中抛物面壳体230与240和椭圆壳体250与260构成的不同截面。椭圆壳体230与240包括各自的第一抛物面反射表面233、242和第二抛物面反射表面234、244。椭圆截面250与260包括椭圆反射表面252与262。图6B示出另一实施例，有两个附加的抛物面壳体截面232与236，截面232包括第一与第二抛物面反射表面231与234，截面236包括第一、第二和第三抛物面反射表面237、238与239。

每个反射壳体230、240、250和260都排列成在它们之间在与通常对准集光器225反射壳体焦点的转轴310成11～55°的球面内反射100％的从点火点21发出的光，壳体230、240、250和260通常也绕转轴310对称。例如在图6A示出的实施例中，在刚才提到的球面部分内，几乎所有的光都进入壳体230、240、250和260中的至少一个。在抛物面壳体截面230和240情况下，所有光线入射在第一反射表面223、242上，或者是朝中间焦点40反射，或者还离开各自的第二反射表面234、244而反射到中间焦点。在椭圆壳体截面250、260的情况下，进入每一这种壳体250、260的所有光线都被反射到中间焦点，因为由反射表面252、262形成的每个椭圆，其第一焦点位于点火点28，第二焦点位于中间焦点40。

根据各反射表面233、234、242、244、252与262的材料、特定射线的入射角和指定壳体截面230、240、250与260中的反射次数，将出现某一平均反射效率，另根据壳体结构，一定百分比的有效光线将进入每个截面230、240、250和260，因而如图6a所示，19％的光在壳体截面230内反射聚焦，平均总效率为65％，17％的光在壳体截面240内反射聚焦，平均总效率为75％，43％的光在壳体截面250内反射，平均总效率为80％，而21％的光在壳体截面260内反射聚焦，平均总效率为91％。

图6b示出另一实施例，它增设了两个以上的抛物面壳体截面232、236。这些增设的截面可从转轴收集高达85％的光，而且至少一个增设截面具有第一、第二和第三反射表面237、238与239。由图6b可见，从光源或点火点发出的光线290只是进入抛物面反射壳体截面236，并作为光线292只是进入抛物面反射壳体截面236，并作为光线292反射到第二反射表面238，然后作为光线294反射到第三反射表面239，再形成聚焦光线296。同样地，光线300只在壳体开口另一端进入抛物面反射器壳体236，而且反射离开第一反射表面237作为光线320，反射离开第二反射表面237作为光线304，再反射离开第三反射表面的最后一端作为聚焦光线306。在抛物面壳体截面之一例如截面240的情况下，光线280只进入该截面240，并且反射离开第一抛物面反射表面242作为光线282，反射离开第二抛物面反射表面的最后一端作为聚焦光线283，而另一条光线284只进入截面240，反射离开第二反射表面244作为聚焦光线286。在椭圆壳体截面250的情况下，发自点火点的光线308只进入壳体截面250，并反射离开椭圆反射表面252作为聚焦光线309，而光线318只在相对一侧进入壳体截面250作为光线308，并被反射为聚焦光线319。

现参照图7和8，图示的掠入射角反射率曲线适用于：(1)单层钌反射表面，(2)Mo/Si双层堆，其Mo/Si的单层Mo厚14nm，单层Si厚4nm，和(3)10节的多层Mo/Si堆，节距9.4nm，Mo/Si厚度比22.5∶1，有40个多层堆，每堆的掠入射角为5°与15°。在各Mo/Si反射器中，采用了钼衬底。在光谱纯度是输出光指标一部分的情况下，可在图6A与6B的实施例中利用嵌套壳体集光器的反射特性改进所选中心波长附近的反射率，把集光器调到某一波长，具有一些指定的带宽扩展。

图9示出本发明一实施例的诸方面。该例中，集光组件330包括一部分球面镜反射表面332，可以是正入射角多层堆，把点火点28产生的光反射到嵌套椭圆壳体集光器334中三个嵌套椭圆壳体截面336、338和340中的一个。壳体截面336、338和340各自具有位于各壳体360、362、364内侧的反射表面366、368、369。如图9所示，壳体截面336接收来自球面镜332的边缘截面370的光，截面338接收来自球面镜332中间截面的光，而截面340接收来自球面镜332中心部分反射的光。

壳体截面336、338和340涂布多层Mo/Si而不是通常推荐的单层厚的Ru。根据本发明一实施例诸方面，反射出现二次，例如对于具有椭圆反射表面的壳体，在掠射角为5～15°时，一次反射来自球面镜，另一次反射出现在各壳体内，从图7和8可以看出。比如假设期望的波带为13.5，这样能明显减少大量带外EUV辐射。例如Wolter型结构的Ru镜在掠入射角为5°和15°时，对13.5nm和11nm保持了充分的反射性，而如图7和8所示，有掠入射角反射涂层的Mo/Si堆的选择性强得多，尤其在15°附近。

上述实施例虽然不具备本领域建议的光栅光谱纯度滤波器的空间纯度，但与本领域提出的光栅滤波器等其它方法相比，在反射率和维持带内EUV辐射方面具有显著的优点。

根据本发明诸实施例诸方面，锂LPP EUV光源能应用液态锂的固体流或锂滴源。对于滴源，可以算出每一滴的原子数，而对于固体流，可以假定只有聚焦束内的材料才在点火时构成液滴，尽管按碎片的观点来看，若在聚焦激光束能量分布的边缘用较低能量激光辐射来撞击，固体流中的相邻材料也会形成碎片。

由于希望滴源具有与聚焦束匹配的液滴尺寸，所以认为靶源的两种类型具有滴径d_doplet给出的同样液滴尺寸。因此，液滴容积为；

(公式1)

计算每滴原子数要根据锂密度及其原子量。液滴质量为：

M_液滴＝V_液滴ρ_锂    (公式2)

式中ρ_锂＝0.535g/cm³为锂密度，因而：

M_液滴＝0.280d³ _液滴    (公式3)

其中滴径以厘米计，最后质量以克计，然后将液滴质量除以锂原子质量并正确换算单位，给出液滴里的原子数：

(公式4)

式中M_锂原子＝6.941amu，即

N_原子＝2.43×10²²·d³ _液滴    (公式5)

其中滴径以厘米计。将滴径由厘米转换成微米，得：

N_原子＝2.43×10¹⁰·d³ _液滴    (公式6)

图10示出每滴原子数与液滴尺寸的关系，还示出了单个40mj脉冲所含的13.5nm光子数。该40mj脉冲实例假定对4π球面度的转换效率为10％和400mj激光脉冲。每个脉冲的13.5nm光子数为：

(公式7)

其中13.5nm光子能量为91.6eV。40mj脉冲得出的光子数为2.72×10¹⁵。例如，50μm液滴对每一13.5nm光子拥有一个锂原子。通常，可假设每个发射元件发出多个光子，这一假设允许使用小于50μm的滴径。由于集光器光学元件上锂使用率与锂淀积速率定为滴径的三次方，故较小的滴径很重要。

根据本发明一实施例一可能的方面，假定不存在锂回收，则锂年用量为每年的脉冲数乘上每个脉冲的用量。举例说，假定重复频率为RR，占空因数为DD，则得出的质量用量为：

每年质量＝M_液滴·RR·60秒/分钟·60分钟/小时·24小时/天·365天/年·DC

(公式8)

即

每年质量＝8.83×10^-6·d³ _液滴·RR·DC    (公式9)

其中滴径以微米计，最后质量以克计。例如，不回收锂的系统以6KH_Z运行，滴径为50μm，工作占空因数为100％，全年要耗用6,622克即12.3升锂容积。同样条件下，25μm滴径只耗用828克即1.5升锂。

假定锂滴被激光脉冲加热后均匀地沿所有方向扩展，原子通量将按离激光-液滴互作用点(点火位置)距离的平方而落下。每秒种从互作用点发出的原子数为每滴原子数乘上重复频率：

总原子发射＝2.43×10¹⁰·d³ _液滴·RR    (公式10)

其中滴径的微米计，RR是激光重复频率(Hz)。

通过表面以点火位置为中心的虚球面的原子通量(原子/cm²)为总原子发射除以表面积(厘米)：

(公式11)

最后通量单位为原子/cm²s。对若干滴径，即(1)25μm、(2)55μm、(3)100μm和(4)200μm，假定重复频率为6KH_Z，占空因数为100％，图11示出了锂流到镜面上的速率与镜半径的关系。

为保持高的镜反射率，镜面上的锂流入量可被入射氦离子造成的锂溅射速率超出。此外，对于长的镜使用寿命，由同样氦离子造成的钼溅射速率必须比锂溅射速率慢许多量级。

为实现多层涂布集光镜一年的使用寿命，通过假定使用有300个层对的多层对，可以算出第一与第二金属如钼对锂所需的溅射速率比，因而消蚀了前200个层对，仍可留下有效的100对，即仍然保持着高反射率。同时还假定硅层的溅射速率比第一金属钼层的溅射速率高得多，因此对镜寿命的影响可以略而不计。

一般的EUV镜包括一对钼硅层，钼层为2.76nm厚，因而在该镜寿终前，牺牲消蚀的200对给出552nm的钼消蚀。对一年的有效寿命，钼溅射速率必须低于552nm/年，即1.75×10^-5nm/秒。

以每cm²每秒的原子来表示的锂溅射速率(等于上面导出的锂流入速率)由单层锂厚度转换到nm/秒，经适当的单位转换，按其质量密度与原子量得出的锂原子数密度如下：

(公式12)

式中ρ_锂＝0.535g/cm³，M_锂原子＝6.941amu。锂得出的原子数密度为4.64×10²²原子/cm3。若该锂原子数按边长1cm的立方体排列，那么沿边缘每cm的原子数将是原子数密度的立方根，即3.58×10⁷原子/cm。于是在单层内，每cm²的原子数为沿边缘每cm的原子数平方：1.28×10¹⁵原子/cm².

每秒通过溅射去除的锂原子数必须与公式11给定的流入速率相符，因此，每秒去除的单层数等于流入速率除以单层内每cm²的原子数。厚度去除速率为单层去除速率乘上单层厚度，即

(公式13)

对锂使用以下值；

锂厚度去除速率＝2.17×10^-16·锂流入速率(原子/cm²s)(公式14)

最后的单位是nm/秒。在同样的1-4液滴尺寸、重复频率与占空因数下，图11所示的锂流入速率转换成图12所示的要求的锂厚度溅射速率。

该结果对小尺寸液滴和大的镜半径强调了该要求，否则无法实现要求的溅射速率。

对一年的集光器寿命，可将锂要求的厚度溅射速率与钼的最大允许厚度溅射速率作一比较。在同样的1-4滴尺寸、重复频率与占空因数下，图13示出了在图12中被分成最大允许钼溅射速率的数据，即1.75×10^-5nm/秒。问题在于要求形成比锂溅射速率小4个或4个以上数量级的钼溅射速率。如在W.Eckstein于2002年6月24日发表的“Calculated Sputtering，Reflectionand Rang Values”[出处？]论文中，讨论了氦离子撞击时的锂与钼的溅射产量。图14示出了该溅射产量数据与离子能量的关系和硅的数据，离子能量为：(3)锂进入Mo，Eth＝52.7eV，(2)氦进入硅，Eth＝10.1eV，和(1)氦进入Li。可以看出，合理选用氦离子能量，可得出合格的锂溅射产量，基本上无钼溅射产量。但会出现一个问题，即无法正确地控制入射的离子能量，就是说，入射氦离子能谱不是增量函数。在确定锂与钼的差分溅射时，必须评估离子能量的扩散。

在RF感应(RFI)等离子体文献中有若干实例，正如J.Hopwood在“IonBombardment Energy Distributions in a Radio Frequency InductionPlasma”，Applied Physics Letters，Vol.62，No.9(March1，1993)，pp940-942中讨论的那样，这些实例形成的离子能量分布为高斯形状，FWHM为2.5eV。

合理选择电场强度与氦压力，可调整离子能量分布的峰值。把峰离子能量选为20eV，氦离子对锂具有高的溅射产量，但其能量安全地低于钼溅射阈值能量。图15示出了中心位于20eV且FWHM为2.5eV的归一化离子能量分布曲线(1为对数标度，2为线性标度)，还示出了锂(3)、硅(4)和钼(5)的溅射产量。可以看出，能量超过钼溅射阈值的氦离子极少。在这些条件下测定钼的溅射速率，要求计算保持锂原子镜面清洁所需的氦离子流入量。由于氦离子能量分布大部分落在接近恒定的锂溅射产量区内，故能假设恒定的溅射产量为每个离子0.2原子。

(公式15)

因此，对图11的各种条件，氦离子密度必须是图示锂流入量密度值的5倍。

公式15表达的氦离子流入量可被视为最起码的最小值，假设锂不完全均匀地淀积。此时，为保证不形成锂岛屿，要求更高的总溅射速率。另一方面，其它研究者证明，从LPP等离子体喷出的材料会传向激光源，因此通过编排该系统，使激光从远离集光器的方向或通过集光镜孔径照射锂滴，让大多数碎片不撞击集光镜。所以，可从撞击镜的理论上的总量中减少对镜的总锂负载。

知道了氦离子总通量并设定峰位于20eV、FWHM为2.5eV的高斯能量分布，则归一化高斯分布的积分为

其中σ²给出了与FWHM相关的分布的方差：

${\mathrm{\σ}}^2=\frac{\left({\mathrm{FWHM}}^2\right)}{4\ln \left(4\right)}$ (公式16)

于是归一化高斯的积分为

因而氦离子的最大电流密度为：

(公式17)

假定液滴为25μm，镜半径为10cm，为溅射全部1.88×10¹⁵锂原子/cm²s，最大氦电流密度必须是3.38×10¹⁵离子/cm²s/eV。图16以对数标度绘出了该氦电流密度分布(1)、硅溅射密度(2)和锂溅射密度(3)，还示出了根据经验确定的锂(4)、硅(5)和钼(6)的溅射产量，以及这些函数与离子电流密度的乘积。分析得出的令人惊奇的优点表明，钼最大溅射密度为3.5×10^-205原子/cm²s/eV(图中未示出)，小得让人难以置信。其实最大硅溅射密度比锂还要小三个量级以上。

这些溅射密度对所有氦离子能量的积分，给出了总溅射速率。这些积分在图17中分别对锂示为虚线曲线(1)、对硅示为虚线曲线(2)。积分的锂溅射密度为1.88×10¹⁵原子/cm²s，匹配锂流入速率；积分的硅溅射密度为9.17×10¹⁰原子/cm²s；积分的钼溅射密度为1.16×10^-205原子/cm²s。因此，钼与锂之间的差分溅射速率如此之低，要求用很少层数的集光镜，比先前设想的300个基本对镜少得多。在这些条件下并假设这种溅射产量模型，单个钼层可持续用一年以上。在点火点与主集光镜或辅集光镜之间应用碎片屏，甚至还可改善这一性能，而从这些结果来看，还可全部取消碎片屏，至少对锂靶是如此。由上述可知，尤其对锂靶来说，这种碎片从EUV光学元件激励的等离子体感应电离溅射，甚至可使用其它靶类比如活动带或其它类型的活动的固体靶系统。氦离子溅射法经安排，能以足够的速率从集光镜去除锂原子，同时以足够低的速率溅射钼，使用寿命远远大于一年。

在讨论的本发明该实施例中，还必须考虑用锂离子对钼溅射，因为未到达光学元件表面的点火等离子体将存在锂离子形成的碎片，但它对溅射的等离子体有用，并以类似于氦离子的能量分布向镜面加速。该文献还提供了有关锂和带锂离子钼的溅射产量的数据。图18对锂以曲线1示出该数据，Eth＝36.3eV，还示出与氦离子采用的同样的归一化锂离子能量分布。为根据锂计算钼溅射密度，必须知道总锂离子离子流入量。与这种氦的计算(公式15)不同，总锂流入量并不清楚，保守的选择是LPP点火等离子体所产生的总锂原子流入量。利用公式17并假定液滴为25μm，镜半径为10cm，则1.88×10¹⁵锂离子/cm²s将入射于该镜，而最大锂离子电流密度为7.06×10¹⁵锂离子/cm²s/eV，再假设入射离子能量扩散为2.5eV FWHM，在乘上钼溅射产量并对所有离子能量积分后得出的总钼溅射密度为2.54×10^-48原子/cm²s，这比氦离子的总钼溅射密度高得多，但仍然远远低于一年有效寿命所需的速率。

利用公式12和13，可将带锂离子的钼溅射密度转换成厚度损失速率。对于钼：

ρ_鉬＝10.2g/cm³

M_鉬原子＝95.94amu＝1.59×10^-22g

鉬原子数密度＝6.40×10²²原子/cm³

鉬单层厚度＝2.50×10^-8cm＝0.250nm

鉬单层原子密度＝1.59×10¹⁵原子/cm²

因此，钼受锂原子撞击时的溅射厚度速率为3.99×10^-64nm/秒，即1.25×10^-56nm/年。由此得出结论，即使运用钼的锂溅射，仍可实现氦离子溅射对EUV光学元件作溅射等离子体电离清洁的上述优良结果。

附加的有利结果是重新考虑了先前提出的在多层镜上应用钌覆盖层。曾经提出过用钌覆盖层防止Mo/Si堆中第一硅层的EUV辅助氧化。多层镜一般用硅层终结而不用钼层，因为钼层一暴露于室内空气就会迅速氧化。在关于EUV光学元件的溅射等离子体清洁的上述分析之前，申请人研究了用硅终结的多层镜，希望第一层硅受蚀而露出第一层钼或钌覆盖层，以在采用该法时避免氧化，如果采用那个方法的话。钼极慢的腐蚀速率和同样期望的钌低的腐蚀速率，可以用钌覆盖层来延长镜的有效寿命。这样不会损失第一层硅，不用担心溅射的硅原子会造成损伤，而且露出的钼层没有氧化问题。运用锂与氦的钌溅射产量有待于测定，尽管希望与钼一样，因为钌具有比钼更高的原子质量。

假设产生的每一氦离子都撞击集光镜，便能算出在光学元件表面处或附近形成期望的溅射等离子体所需的最小RF功率，虽然会低估所需的RF功率，但将给出某一量级的估值。撞击集光镜的每个氦离子要求24.5eV作电离，而根据本发明一实施例的上述实例，在到达集光镜时，其平均动能必须达20eV。这两个能量值乘上所需的氦离子流入量，由公式15得出9.40×10¹⁵离子/cm²s，给出该等离子体功率。把能量单位由eV转换成J，给出最小等离子体功率密度为66.9mW/cm²。乘上半径为10cm镜的表面积的一半628cm²，得出最小总等离子体功率为42W。保守地假设只有1％的等离子体功率被实际应用，则算出的所需等离子体功率为4.2kW，尤其考虑到耗散该功率的面积极大，故是可以接受的。这样估算的等离子体功率与先前假设的在6KH_zLPP激光功率400mJ/脉冲相比，激光功率为2.4kW，再假设集光镜对着π球面度，它被曝露于该激光功率的一半，即1.2kW。来自LPP的热负载与等离子体清除的热负载相同。两功率之和为5.4kW，在镜上形成8.6W/cm²的功率密度。申请人认为，沿镜背面或在接地屏与镜之间设置水道，很容易冷却曝露于10W/cm²或更小功率密度的集光镜。

根据Stefan辐射定律，若等离子体功率有效度更接近10％，则镜上的总功率密度只有2.6W/cm²，能辐射冷却该镜。该定律指出，在温度T时，黑体每平方米辐射的功率为：

P＝5.67×10^-12·T⁴    (公式18)

式中温度单位是K，得到的功率密度为W/cm2，在图19中给出。辐射此全部入射功率要求500℃以上的温度，故为避免损伤多层堆，要求积极地冷却集光镜。

现参照图20，图中示出本发明一实施例的示意设备与方法，用于修复受损的EUV光学元件，例如那些因在反射表面淀积了碳和/或碳基分子等材料而丧失了反射性的光学元件，这些材料可能来自进入EUV等离子体腔的污物或来自溅射或者从涂布在EUV设备中反射表面的多层反射堆诸层的光子去除。由图20可见，光化清除设备400包括一腔体，里面装有保持集光器作清除的集光器保持夹具402，还包括一光子能量源，例如DUV光源410。安排集光器保持夹具402和光源410，让光源410发出的光模拟点光源在集光器焦点比如上述点火位置28发出的光，使集光器404好像被来自靶点火位置的光辐射一样。

根据本发明一实施例，腔401先用氮冲洗，而氮通过N₂阀送入该腔，再用排气阀抽离腔401，接着引入含气体分子F₂或NF₃的氟。然后集光器404受光源辐射，比如来自按MOPA配置的40W大功率193nm、KrF受激准分子激光器(脉冲重复频率4KH_Z)的DUV光，λ为160～300nm。这样能促进生成气相的氟基碳材料CF₄，再在第二次氮冲洗时经排气阀420从腔401抽出。

KrF DUV光源可用市售的如KrC1DUV灯的EUV灯代替。

申请人估计，EUV光学元件比如集光器反射表面上的3.5nm厚的碳原子淀积物，可将反射率降低5％，而10nm淀积物可降低14％。通过用选择浓度的氟和上面引用的DUV光等级作选定时间的处理，可望从集光器光学元件反射表面去除如此厚度等级的淀积物。处理时还可补充氟供应，用气流控制阀(未示出)维持氟在清除过程中的期望的浓度。

根据本发明一实施例一个方面，申请人在此还提议在多层反射镜堆里使用其它类型的阻挡材料，以改进Mo/Si反射堆的热稳定性与反射率，如优化13.5nmEUV光反射率。为增进与Mo/Si和MoSi₂兼容的极薄的1nm阻挡层的光滑度，保持对13.5nm光合适的透明度，申请人建议使用互扩散阻挡层，包括选自ZrC、NbC、SiC的碳化物，选自ZrB₂、NbB₂的硼化物，选自ZrSi₂，NbSi₂的二硅化物，以及氮化物BN、ZrN、NbN与Si₃N₄。此类层还可包括钇、钪、锶化合物和/或此类纯金属。其中碳化物与硼化物因能与这类材料形成更光滑的扩散阻挡层，故更优选。

根据本发明一实施例诸方面，申请人研究了MoSi₂/Si、Mo₂C/Si、Mo/C/Si/C与Mo/X/Si/X等多层堆，前两种是用MoSi₂或Mo₂C代替通常用于一般Mo/Si镜涂层的Mo的MLM，没有互扩散阻挡层。后两种有所谓的互扩散阻挡层，其中C指碳，X指一合适材料，包括其它化合物，如把上述的硼化物、二硅化物与氮化物用作X材料。在本发明诸实施例的应用中，申请人认为氮化物是目前诸优选实施例适用的互扩散阻挡层。在Y.Ishii等人的论文“Heat resistance ofMo/Si.MoSi₂/Si.and Mo₅Si₃/Si Multilayer soft x-ray mirrors”(J.Appl.Phys.78，(1995)p.5227)中，描述了Mo₂Si/Si。

氦对EUV高度透明，适用于透射率为90％作为象征的缓冲气体。根据有效溅射所需的几毫乇的分压，氦缓冲气体的透射率近100％。一种可能的集光器多层表面包括300对而不是一般的90对涂层。额外的对并不比90对镜改善多少反射率，但在顶层蚀去后在需要时可用这些额外层代替。有了300对镜，锂与镜之间的溅射速率差异就无须高得让单个镜层一次连用数月。第三种是可以保持的有利于镜腐蚀的额外的210层对。

在LPP容器中生成的LiH、LiOH、Li₂CO₃等锂化合物，熔点可以超过600℃，因此不能从镜中蒸发掉。在某些情况下，甚至会在淀积于镜面的锂上形成结皮层，不过能被含电离的氦原子的溅射离子等离子体极有效地溅射，或者被高速锂离子和原子(撞击反射表面的等离子体射出)形式的锂本身溅射。

在现代化淀积与蚀刻机中，通常采用的溅射速率要求优于锂淀积，在EUV光源中远远高于文献所提出的速率，这至少是用组合法保持锂离开镜面的部分理由。根据本发明一实施例一个方面，申请人设法用蒸发方法去除大部分锂，同时用极快的溅射速率去除淀积在镜面的不可避免的锂与碳化合物。然而，甚至撞击至少主辅反射表面的极快的溅射等离子体也具有同样优良的碳与其它锂化合物去除特性。应用这种超过照射器反射表面和投射反射表面内中间焦点的想法，也可证明有利于去除碰巧到达石印工具反射表面的碎片。在石印工具中，由于淀积速率较小，热负载与溅射速率可以很低。

溅射的锂与锂化合物和从等离子体中射出而不汇集于反射表面的锂，在EUV光源容器所包含的指形冷冻器(cold finger)(未示出)中被捕获，指形冷冻器取冷水冷却的片或板的形式从容器内壁伸出，偏离集光器到中间焦点的光路。

在锡作为光源元件时，可以使用室温下为蒸气的金属水化物SnH₄和在锡基LPP源中清洁集光器的氢等离子体。氢的透射率高达13.5nm，形成的SnH₄可被抽出，不像锂那样陷入冷指。

申请人检查了氦、氩对锡、锂离子的制动功率，结果示于图21A与B。两图的数据一样，只是标度不一。线条500、502与503为锡离光源等离子体分别为96.5cm、61cm和32.5cm的距离测量，实线为氦缓冲剂，虚线为氟缓冲剂。线条506为锂。若使用压力与距离乘积标度，这三组锡数据将接近落在相互之间的顶部。

申请人还断定，对一给定的气体压力，氩的制动功率比氦至少高10倍。而且，锂与锡相比，制动用缓冲气体少得多。标定到LPP集光器的实际工作距离(～10cm)时，对锡而言，即便用氩，所需的缓冲压力也要求在10mT范围内。因氙与锡的原子质量相近，故申请人期望氙LPP所需的缓冲压力也在10mT范围内。对于氙与锡，如此高的缓冲气压力会出现EUV自吸收问题。但对锂不是这样，因为缓冲压力要求较低且锂的EUV吸收较低二种原因。

继续察看缓冲剂对LPP产生的快离子的制动功率，比如用法拉第筒(Faraday cup)在不同增高的缓冲气压力下通过已知的孔径尺寸以已知的距离收集和测量离子，法拉第杯信号减弱，给出离子制动功率的量度。锡与锂的结果示于下面的图22A-E。图22A与22B分别对锡和锂示出原始法拉第筒信号与时间的关系。图22C与D中，分别对锡和锂用飞行时间绘出这些信号与离子能量的关系。在图22E中，绘出了这些曲线下面的面积与缓冲气的压力×距离的积的关系，下面曲线(1)为锡，上面曲线(2)为锂。

分析结果令申请人深感惊奇，对两种元素而言，最后的图表明，锡与锂二者的法拉第筒信号与缓冲气P×D之积的关系相近。申请人以为，这可解释为该分析并未真正测量被法拉第筒捕获的离子损失，而是测量了被缓冲气体中和的离子，所谓的被离子捕获的电子。若离子被中和，就不记录在法拉第筒里。这可解释成因为锡具有比锂较大的电子捕获截面，尤其是锡离子高度带电，电离了7～11次，而锂至多电离3次。图22E所示的制动功率结果被认为高估了缓冲气制动功率，因为它不比这些曲线预测的值更佳。

把观测的制动功率值当作上限，可以计算把集光镜寿命延长到100b脉冲所需的氩缓冲气压力。从EUV LLC建造的工程测试架(ETS)得出的结果着手，据报道，按照氙LPP和12cm的集光器距离，每15M脉冲腐蚀一个多层镜对，并假设在去除10个层对之前，多层镜的反射率无明显劣化，与100B脉冲的要求相比，该ETS集光镜的寿命为150M脉冲。由此得出结论，腐蚀速率必须减小666倍。在图22E的曲线上，要实现这一减小倍数，要求P×D的乘积约为500mT×cm。工作距离如为12cm，得出要求42mT的氩压力。由此还得出结论，即锂比氙是更佳的靶，因为对氙LPP而言，由于捕获在氩缓冲气体里的氙的强烈EUV吸收，42mT的缓冲压力不很令人满意。但对锂，这一缓冲压力量对锂吸收不成问题。根据集光镜表面的蒸气压力与SnH₄的演变速率，锡也令人满意。因此，相对大的缓冲气压力似乎是个要求，由此得出结论，氙不是好靶，锡是好靶，而锂似乎最佳。

申请人还断定，即使加热集光器反射表面的有效性受到这样的事实影响，即在实现公布的蒸气压力值之前，被蒸发的材料要有一定厚度，比如50A，约10个单层，即锂等材料更难直接蒸离镜面，而镜面上如此厚的锂的透射率约为95％和90％，二次通过，使镜上的这种层在13.5nm下不会明显损伤整个CE。此外，这种“无蒸发”锂层实际上是有利的，因为它能防止集光镜遭受高速锂原子与离子的猛攻。该锂层代替多层镜的钼层被溅射。氙因为是气体，并不形成这种保护层，而锡层因其EUV吸收极高，只透射52％。

对于约1KeV的离子能量(高于该能级，溅射速率趋饱和)，假定锂对钼的溅射产量远远小于氙对钼的溅射产量：

氙溅射钼的速率比锂高18倍。不改变其它事项，单单这种差别就可给出2.7B脉冲的集光器寿命。锂的“无蒸发”稳态薄层可提供余下的溅射速率的37倍减小。即便不是这样，以～100个额外牺牲层对制造镜的EUVLLC设想，也可将寿命延长10倍而达到27B脉冲，再结合较低的锂腐蚀，集光器寿命可达到100B脉冲。

申请人还考察了集光镜的静电保护有效性。该理念曾在文献中提出，即在源LPP与集光镜之间生成一电场，使高能离子向镜运行时必须登上某一势阱。该势阱可以做得很深，足以使离子到达镜之前释放其所有的功能。其实它们在打转，把填充物送回到该势阱，决不到达镜。但申请人发现，通过容器对集光镜布设电气连接来试图这样做是无效的，因为靶偏压在对激光器加脉冲时就接近跌到零，这被断定为要用高的峰电流保持该偏压且要求大的引线的结果，这样就会沿引线电感跌落所有的电压。为解决这个问题，申请人在真空容器里装了电容器，在接地与靶板之间构成低电感汇流条操作。通过在靶上面和周围设置接地铜片，测量电感。先把电容器充电到低压，然后将铜片对靶按压作放电，申请人测出了环形电压波形，推导出电感量，结果是104nH，具有697ns半周期放电波形。该放电周期比激光脉冲和后续EUV放射长得多，一开始引起人们关注，在离子生成并离开等离子体区时(～20ns)的临界周期内能否保持偏压。但申请人断定，这种短时标无关紧要。重要的是以比离子从靶到镜的运行时间短的时标保持或重建靶偏压。按目前的几何尺寸，离子运行时间为2.5μs，故电路半周期为0.7μs就行了。

申请人在测试该装置时惊奇地发现，全部0.47μF电容以几乎与用铜片作电感测量期间完全一样的时标耗去了其-1000V电位。申请人断定，激光脉冲启动了靶板与容器壁之间的放电。这种放电在电容器的高压端子与接地之间构成回路，因而电容器耗用如同在它们之间安装了一块铜片。显然，在激光脉冲持续期间和刚刚过去后展现的事件就是在靶点生成了等离子体，而该等离子体在整个容器内辐射出大量硬性UV与EUV辐射。大多数这些光子的能量都高于容器内金属的逸出功，故在所有的金属表面生成光电子，这些光子的能量足以电离容器内存在的任何气体原子。此时把氩用作缓冲气体，它便于被LPP产生的硬UV与EUV辐射电离。最后，在LPP中形成电子与离子，向外流入容器。只有这些离子被吸引到偏置的靶板，它们撞击靶板而生成二次电子。实际上在两块相互之间保持某一电位的金属板之间形成放电，似乎该装置是一激光触发的放电开关。

仍然存在某种形成有效静电排斥力的可能性，不过有一点复杂，且不是真正的静电。设想对偏压施加脉冲，使它在初始的激光脉冲之后才出现。只是在几百个ns内，大多数电子才与容器壁碰撞，当然辐射将起作用。此时可加一偏压，排斥或吸引离子离开集光镜。

本领域的技术人员显然明白，本发明以上引用的诸较佳实施例及其诸方面并无排他性，在不违背本申请揭示的发明精神与范围的情况下，可对以上引用的诸实施例作出其它修正与补充。因此，所附权利要求并不限于以上揭示的诸实施例与方面，而是以权利要求的范围与精神包括了列举的诸要点及其等效内容。例如，其它靶材和多层反射涂布金属可能具有与上述类似的关系，可通过被光学元件反射表面附近形成的溅射等离子体感应的离子溅射作连续清洁，而这些离子不一定是氦，也可以是氢、氮或氧等。而且，反射表面的加热机构可以是指向该反射表面的加热灯泡。本领域的技术人员都知道诸如此类的变化与补充。

Claims (15)

1.一种修复EUV光源集光器的方法，集光器包括被碎片沾污的反射表面，所述方法包括：

在包含有气体碳氧化剂的清洁腔内在紫外光源辐射下以光化法清洁集光器反射表面。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

用实际上为点光源辐射的光源执行辐射步骤，点光源位置基本上对应于集光器正常使用时的EUV光源等离子点火点。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述紫外光源是DUV光源。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体碳氧化剂包括分子F2。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体碳氧化剂包括NF3。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光化法清洁是使用波长在160-300nm范围内的光来进行的。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外光源是DUV灯。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括冲洗所述清洁腔以抽出气相的氟基碳材料。

9.一种用于修复EUV光源集光器的装置，集光器包括被碎片沾污的反射表面，所述方法装置：

清洁腔；

紫外线光源；以及

气体碳氧化剂源，用于在清洁腔内在所述紫外光源辐射下以光化法清洁所述集光器反射表面。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述紫外光源产生波长在160-300nm的范围内的光。

11.一种形成EUV反射表面的多层反射Mo/Si堆涂膜，包括：

Mo/Si堆中的含碳化物的互扩散阻挡层，碳化物选自SiC、ZrC和NbC组。

12.一种形成EUV反射表面的多层反射Mo/Si堆涂膜，包括：

Mo/Si堆中的含硼化物的互扩散阻挡层，硼化物选自ZrB₂与NbB₂组。

13.一种形成EUV反射表面的多层反射Mo/Si堆涂膜，包括：

Mo/Si堆中的含二硅化物的互扩散阻挡层，二硅化物选自ZrS₂与NbSi₂组。

14.一种形成EUV反射表面的多层反射Mo/Si堆涂膜，包括：

Mo/Si堆中的含氮化物的互扩散阻挡层，氮化物选自ZrN、NbN、ScN与Si₃N₄组。

15.如权利要求11-14所述的涂膜，其特征在于，所述互扩散阻挡层具有1nm的厚度。

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