CN103718654A - 辐射源和用于光刻设备的方法和器件制造方法 - Google Patents

Abstract

用于通过LPP（激光产生等离子体）或DLP（双激光等离子体）从熔融的燃料液滴的束流产生EUV的辐射源具有布置成提供燃料(314)液滴的束流的燃料液滴产生装置和配置成汽化燃料的所述液滴中的至少一些以产生辐射的至少一个激光器。燃料液滴产生装置包括：喷嘴(301)、馈送室和贮液器(303)，其中泵送装置布置成将熔融状态下的燃料流从贮液器通过馈送室供给并作为液滴的束流排出喷嘴。馈送室具有与填充有液体的驱动腔(310)接触的外表面，并且液体布置成能够被驱动以由振动器(311)震荡，其中该震荡可以通过液体从馈送室的外表面传输至馈送室内的熔融燃料。该布置允许振荡驱动喷嘴馈送室以控制燃料束流破碎成液滴，而不需要振动器和燃料喷嘴馈送室之间的直接接触。这可以减少通过接触失效从振动器至馈送室的传输损失，并且可以允许在冷却位置远程定位振动器用于有效操作。

Description

辐射源和用于光刻设备的方法和器件制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年8月5日递交的美国临时申请61/515，716的权益，其在此通过引用全文并入。

技术领域

本发明涉及EUV辐射源、光刻设备以及用于制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上，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（ICs）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将要在所述IC的单层上形成的电路图案。这种图案可以被转移到衬底（例如硅晶片）上的目标部分（例如包括部分管芯、一个或若干个管芯）上。通常，图案转移是通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料（抗蚀剂）的层上。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻的目标部分的网络。

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。

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：

$k_1*\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{NA}}---\left(1\right)$

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，k₁是依赖于过程的调节因子，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（1）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k₁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辐射是具有在5-20nm范围内波长的电磁辐射，例如在13-14nm范围内，例如在5-10nm范围内，例如6.7nm或6.8nm。可能的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或基于通过电子存储环提供的同步加速器辐射的源。

可以通过使用等离子体来产生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的源收集器模块。例如可以通过引导激光束至诸如合适材料（例如锡）的颗粒或液滴或者合适气体或蒸汽（例如氙气或锂蒸汽）的束流等燃料来产生等离子体。所形成的等离子体发出输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用辐射收集器来收集。

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包围结构或腔，布置成提供真空环境以支持等离子体。这种辐射系统通常被称为激光产生的等离子体（LPP）源。

当熔融的燃料液滴被用作产生用于生成辐射的等离子体的燃料时，还可以设置第二激光器以在第一激光束之前预热燃料液滴并入射到液滴上以便产生等离子体并随后产生辐射。使用这种方法的LPP源可以被称为双激光脉冲（DLP）源。

燃料液滴产生装置可以布置成提供熔融燃料的液滴束流至辐射源的等离子体形成位置。

发明内容

燃料液滴产生装置可以包括喷嘴，通过喷嘴在压强下驱动熔融燃料从喷嘴喷射作为液滴束流。从喷嘴发出的液体束流的自然破碎（break-up）是已知的瑞利破碎。瑞利频率与喷嘴的液滴产生速率对应，与喷嘴处燃料的平均速度和喷嘴的直径相关，如下面的等式（2）表示的：

虽然燃料束流的瑞利破碎可以在不需要激发的情况下发生，但是诸如压电致动器等振动器可以用以通过调节或震荡喷嘴处的熔融燃料的压强来控制瑞利破碎。调节喷嘴内压强可以调节离开喷嘴的液体燃料的排出速度，并使液体燃料的束流在离开喷嘴之后直接以受控制的方式破碎为液滴。

如果通过振动器应用的震荡频率充分接近喷嘴的瑞利频率，则形成燃料液滴，液滴分离的距离通过自燃料喷嘴的平均排出速度和振动器施加的震荡频率确定。如果通过振动器施加的震荡频率远低于瑞利频率，则取代所形成的燃料液滴的周期束流，可以产生燃料云。所产生的燃料云可以包括一组以相对高的速度行进的液滴和一组以相对低的速度行进的液滴（这两个速度是相对于排出喷嘴的燃料束流的平均速度而言的）。这些云可以结合一起形成单一的燃料液滴。以此方式，可以通过将比瑞利频率低得多的震荡频率施加至振动器来产生燃料液滴的周期束流。液滴之间的间隔仍然通过平均排出速度和震荡频率控制：液滴之间的间隔随着震荡频率减小而增大。

压电换能器可以用作振动器以将震荡施加至喷嘴。例如，在喷嘴是用作布置成将从连接至其近端的燃料贮液器供给的燃料馈送至在其远端形成为限流部的喷嘴的燃料馈送室的毛细管的形式的情况下，压电振动器可以是粘结或粘附在毛细管的外表面上的套筒或套管的形式。使用诸如熔融锡等熔融燃料意味着用以将振动器粘结或粘附至毛细管外表面的粘附剂或粘结剂应该是在燃料供给装置的操作温度条件下不会丧失粘结性的粘附剂或粘结剂。

在延伸的应用中，振动器和馈送室外表面（例如毛细管的外表面）之间的粘结性可能丧失，由此导致振动器和馈送室内的熔融燃料之间的传递系数或透过率的损失（即差的声学耦合）。

此外，因为与馈送室的外壁直接接触，可以让压电振动器处于熔融燃料的温度或刚刚低于熔融燃料的温度的温度，并且这可以意味着压电振动器在它们的居里温度之上的温度条件下操作，这导致低的效率。

不具压电性质的振动器可能不能够在将燃料保持在熔融状态下所需的高温条件下有效地操作。

除此之外，本发明的实施例的一方面是为了提供用在光刻辐射源中的用于产生燃料液滴束流的设备和方法，和用于控制这种束流中的燃料液滴尺寸和分离的设备和方法，其解决或克服上面提出的问题中的至少部分。具体地，本发明的实施例的一个方面是提供可以用以引起在喷嘴处供给的燃料的震荡激励，其中这样的设备和方法提供现有技术的设备和方法的替代物，并且能够有效控制排出喷嘴的熔融燃料的束流的破碎。

在说明书中，术语“包括”或“包含”意味着包括具体的部件，但是不是排除其他部件的存在。术语“基本上由...构成”或“实质上由...构成”表示包括特定的成分但排除其他成分，但作为杂质存在的材料、用以提供所述成分的过程中导致的不可避免的材料以外的其他成分和加入用于实现本发明技术效果以外的目的的成分除外。

在任何合适的时候，使用术语“包括”或“包含”也可以用以包括“基本上由...构成”或“实质上由...构成”的意义，并且还可以认为包括“由...构成”的意义。

此处给出的可选的和/或优选的特征在任何合适的情况下可以单独使用或彼此组合使用，并且尤其根据所附的权利要求所述的那样组合使用。此处列出的本发明的每个方面的可选的和/或优选的特征在合适的情况下也可以应用于本发明任何其他方面。

本发明的一方面提供辐射源，所述辐射源包括：燃料液滴产生装置，布置成提供燃料液滴的束流；和至少一个激光器，配置成汽化所述燃料液滴中的至少一些，由此产生辐射，其中燃料液滴产生装置包括：喷嘴、馈送室、贮液器和泵送装置。泵送装置布置成将熔融状态下的燃料流从贮液器通过馈送室供给并作为液滴的束流排出喷嘴，其中所述馈送室具有与驱动腔接触的外表面，其中驱动腔填充有液体并且液体布置成能够被驱动以经受由可操作地连接至驱动腔的振动器进行的震荡，其中所述震荡能够通过液体从馈送室的外表面被传递至馈送室中的所述熔融燃料。

本发明的一方面提供一种光刻设备，所述光刻设备包括上述的辐射源，布置成产生辐射束，并且还包括：照射系统，构造成调节辐射束；支撑装置，构造成支撑图案形成装置，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，构造成保持衬底；和投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上。

本发明的一方面提供一种方法，包括：从喷嘴发射燃料液滴束流并使用激光器汽化燃料液滴中的至少一些以产生辐射，其中从贮液器通过馈送室泵送熔融燃料并通过喷嘴作为液滴束流排出，其中馈送室具有与填充有液体的第一腔接触的外表面；并且其中，驱动第一腔以经受由振动器进行的震荡，该震荡通过液体并通过馈送室外表面传递至馈送室中的燃料。

上述根据本发明的一方面的辐射源尤其适于实现上述本发明的一方面的方法。

根据上述一方面的辐射源以及用于本发明的其他方面的辐射源，包括燃料液滴产生装置，布置成提供燃料液滴束流。至少一个激光器配置成汽化所述燃料液滴中的至少一些，由此通过本发明的第一方面的辐射源产生辐射。

应该理解，此处所述的燃料液滴产生装置形成本发明的第一方面的辐射源的部分，其在其自身的权利方面可以独立地看做本发明的一个方面。因此，本发明的一方面提供燃料液滴产生装置，用于提供用于辐射源的燃料液滴的束流，其中燃料液滴产生装置包括喷嘴、馈送室、贮液器和泵送装置，所述泵送装置布置成将熔融状态下的燃料流从贮液器通过馈送室供给并作为液滴的束流排出喷嘴，其中所述馈送室具有与驱动腔接触的外表面，其中驱动腔填充有液体并且该液体布置成能够被驱动以经受由可操作地连接至驱动腔的振动器进行的震荡，其中所述震荡能够通过液体从馈送室的外表面被传递至馈送室中的所述熔融燃料。

本发明的辐射源通常将配置成产生诸如EUV（即紫外辐射）等辐射。EUV辐射可以例如具有在5-20nm范围内的波长，例如13-14nm范围内的波长，例如5-10nm范围内的波长，例如6.7nm或6.8nm的波长。

燃料液滴产生装置可以包括喷嘴、馈送室、贮液器以及泵送装置，所述泵送装置布置成将熔融状态下的燃料流从贮液器通过馈送室供给并作为液滴的束流排出喷嘴。泵送装置可以仅是压强产生装置，其被应用至贮液器以驱使熔融状态的燃料从贮液器通过馈送室并从喷嘴的出口孔排出液滴束流。

馈送室具有与驱动腔接触的外表面。驱动腔填充有液体，并且液体布置成能够驱动以经受由操作地连接至驱动腔的振动器进行的震荡。该震荡在使用中能够传递至在馈送室中的熔融的燃料，该震荡被作为声波通过液体从馈送室的外表面传递。

馈送室可以具有第一谐振频率，驱动腔具有第二谐振频率。

驱动腔可以合适地包括调节装置，由此驱动腔的第二谐振频率是可变的。

驱动腔可以包括第一腔，第一腔直接接触馈送室的外表面，其中第一腔通过连接管的孔与第二腔流体连接，并且其中第二腔具有可操作地连接于其上的振动器，其中第一腔、第二腔以及连接管填充有液体，并且其中第一腔可驱动以经受由来自第二腔通过所述连接管经由液体的所述震荡的声学传递进行的震荡。

连接管合适地是具有一个或更多个刚性壁的管，由此声学能量可以从第二腔通过连接管传递至第一腔。

第二腔可以包括调节装置，由此驱动腔的第二谐振频率是可变的。调节装置可以例如是用于第二腔的体积调节的装置。

振动器可以合适地布置成在使用中震荡第二腔的外壁以驱动液体经受震荡。因此，第二腔内的液体被震荡并且该震荡可以作为声学能量通过连接管被传输至第一腔以驱动馈送室内的熔融燃料。

燃料液滴产生装置可以包括冷却装置，该冷却装置布置成在使用中将振动器保持在比将所述燃料保持在熔融状态所需温度更低的温度下。

例如，振动器在使用中可以被保持在100摄氏度或更低的温度下，例如大约50摄氏度或更低温度，例如大约30摄氏度或更低。

冷却装置可以包括布置成在使用中将第二腔保持在比将燃料保持在熔融状态下所需温度更低的温度下的冷却装置。冷却装置可以包括包围第二腔和振动器的冷却室。

振动器可以是压电致动器并且冷却装置可以布置成在使用中将压电致动器保持在低于压电致动器的居里温度的温度下。虽然压电致动器仍可以有效地震荡，并在高于其居里温度的温度下用作振动器，但是当在低于它们居里温度的温度下操作时，压电材料要有效得多。

振动器可以合适地是以弯曲模式驱动的压电致动器。

馈送室可以与喷嘴直接流体连接。例如，馈送室可以是毛细管并且喷嘴可以是在毛细管的远端处的狭窄部。

馈送室期望地与馈送贮液器基本上声学解耦。例如，燃料可以通过布置成将从馈送室至贮液器的声学能量传输最小化的限流部进入馈送室，例如限流部具有小于5×10^-6m²的横截面面积。

液体可以被保持在充分高于大气压的压强条件下以防止液体在使用时形成气穴现象。合适地，液体是被脱气的。例如，液体可以保持在大气压强以上0.1至5MPa压强条件下。

附图说明

下面参照附图仅通过示例描述本发明的实施例，其中相应的附图标记表示相应的部件，在附图中：

图1示意地示出用在本发明的实施例中的光刻设备；

图2是图1的设备的详细视图，包括激光产生等离子体（LPP）源收集器模块；

图3示意地示出根据本发明一个实施例的形成辐射源的一部分的燃料液滴产生装置的第一实施例，其可以形成如图1和2所示的光刻设备的部分；和

图4示出根据本发明一个实施例的形成辐射源的一部分的燃料液滴产生装置的第二实施例，其可以形成如图1和2所示的光刻设备的部分。

具体实施方式

图1示意性地示出用于根据本发明一个实施例的包括源收集器模块SO的光刻设备100。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，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（例如反射式投影系统）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，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。

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）。

这里所使用的术语“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。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。

如同照射系统，投影系统可以包括多种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型和静电型或其他类型光学部件、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。可以希望对EUV辐射使用真空，因为其他气体可以吸收大量的辐射。因而可以借助真空壁和真空泵对整个束路径提供真空环境。

如这里所示的，所述设备是是反射型的（例如，采用反射式掩模）。

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。

参照图1，照射器IL接收来自源收集器模块SO的极紫外（EUV）辐射束。用以产生EUV辐射的方法包括但不必限于将材料转换为等离子体状态，该材料具有在EUV范围内具有一个或更多个发射线的至少一种元素，例如氙、锂或锡。在通常称为激光产生等离子体（“LPP”）的一种这样的方法中，所需的等离子体可以通过使用激光束照射例如具有所需发射线元素的材料的液滴等燃料来产生。源收集器模块SO可以是包括激光器（在图1中未示出）的EUV辐射系统的一部分，用于提供用于激发燃料的激光束。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激光器提供激光束用于燃料激发时。在这种情况下，借助于包括例如合适的定向反射镜和/或束扩展装置的束传递系统，辐射束被从激光器传递至源收集器模块。激光器和燃料供给装置（即，燃料液滴产生装置）可以被看做包括EUV辐射源。

照射器IL可以包括调节器，用于调节辐射束的角度强度分布。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，例如琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置（也称为多小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。已经由图案形成装置（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和位置传感器系统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系统PS1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。可以使用掩模对准标记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。

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（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更详细地示出设备100，包括源收集器模块SO、照射系统IL以及投影系统PS。源收集器模块SO构造并布置成使得在源收集器模块SO的包围结构220内保持真空环境。

激光器LA布置成将激光能量经由激光束205沉积到由燃料供给装置或燃料液滴产生装置200提供的燃料，例如氙（Xe）、锡（Sn）或锂（Li）的燃料液滴，由此产生具有几十eV电子温度的高电离的等离子体210。在这些离子去激发和复合期间产生的高能辐射由等离子体发射，通过接近正入射收集器光学元件CO收集和聚焦。

可以设置第二激光器（未示出），第二激光器配置成在激光束205入射其上之前预热燃料。使用这种方法的LPP源可以称为双激光脉冲（DLP）源。

通过收集器光学元件CO反射的辐射被聚焦在虚源点IF。虚源点IF通常称为中间焦点，并且源收集器模块SO布置成使得中间焦点IF位于包围结构220中的开口221处或其附近。虚源点IF是用于发射辐射的等离子体210的像。

随后，辐射穿过照射系统IL。照射系统IL可以包括布置成在图案形成装置MA处提供辐射束21的期望的角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的琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24。在辐射束21在图案形成装置MA处反射时，图案化束26形成，并且图案化束26通过投影系统PS经由反射元件28、30成像到通过衬底台WT保持的衬底W。

通常在照射系统IL和投影系统PS内可以存在比示出的元件更多的元件。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。

图3示意地示出适于与本发明的多个方面一起应用的图2中示出的燃料液滴产生装置200的一个实施例。燃料液滴产生装置的该实施例包括贮液器303，其包含熔融状态的液体燃料304。例如，该燃料可以是熔融的锡。贮液器通过连接器302连接至毛细管300。毛细管300具有直接接触贮液器303内燃料液滴的近端和形成为喷嘴301的远端。在图中示出从喷嘴301喷射液滴314的周期束流（periodic stream）。

第一外壳305形成包围毛细管300的一部分的第一腔310，在第一外壳305和毛细管300之间提供流体密封连接。中空连接管306的孔309将第一腔310接合至第二腔308，第二腔308被包围在第二外壳307中以形成驱动腔316。

振动器311在本实施例中是压电致动器，所述压电致动器布置成以弯曲模式被驱动，其被牢固地连接至第二外壳307的外壁315，该外壁315因此是第二腔308的外壁315。在其他实施方式中，振动器可以具有替代的配置，例如压电致动器堆，它们彼此叠置地安装以形成多层堆叠，并且以厚度模式被驱动。这样的堆可以安装在第二腔308的外壁315和液滴产生装置（未示出）的外壳体之间。

冷却室312包围第二外壳和振动器311以及连接管306的一部分。诸如制冷单元和热交换器（未示出）等冷却装置将冷却室312内的温度保持在比燃料被保持在熔融状态所需温度低的温度。

在一个实施例中，喷嘴301在其出口处可以具有10微米的直径。本发明的实施例不限于直径为10微米的喷嘴，任何合适的喷嘴直径原则上都是可以的，例如5微米、3微米。毛细管300可以例如长50毫米，外直径为1毫米，壁厚度为0.15毫米。在此，毛细管300和喷嘴301的尺寸仅作为示例给出，而不看做是限制性的。第一腔310可以例如大约10mm至20mm长。振动器311配置成使得其可以在标记为AA的方向上以所需的调制频率震荡外壁315，由此调制由第一腔310和第二腔308以及连接管306的孔309形成的驱动腔316内的液体内的压强。

在使用过程中，液体燃料304在压强条件下被保持在贮液器303内部并被馈送至喷嘴301。这可以例如通过泵送设备（未示出）对位于贮液器300内的气体（未示出）加压使得通过气体施加压强至熔融的燃料来实现。压强的结果是燃料束流从喷嘴301发出。在没有造成由毛细管300形成的馈送室内的压强波动的震荡的情况下，从喷嘴301喷涌出的燃料束流在从喷嘴308行进一距离（该距离是例如喷嘴的直径的100-1000倍）之后将自然地破碎，由此形成液滴束流。在没有馈送室的震荡激励的情况下，以此方式产生的液滴可以具有喷嘴301的外直径的大约两倍或稍小的直径。在本示例中，在没有震荡激励情况下形成的液滴可以例如具有19微米的直径。液滴可以分离大约是喷嘴直径的4.5倍的距离。在该示例中，如果不应用激震荡激励，液滴可以分离大约45微米。燃料束流自然破碎为液滴被称为瑞利破碎（Rayleigh break-up）。瑞利频率与喷嘴301的液滴产生速率对应，与此前设定的喷嘴直径和在喷嘴处燃料的平均速度相关。

虽然在没有馈送室毛细管300内的压强震荡刺激的情况下将发生燃料液体314的束流的瑞利破碎，但是这种震荡刺激优选用以控制破碎并将其从其自然的性质修改。调节馈送室毛细管300内的压强调节液体燃料的从喷嘴301的排出速度，并在液体燃料离开喷嘴之后以控制的方式直接地使得液体燃料的束流破碎为液滴。如果所施加的震荡频率足够接近瑞利频率，则形成燃料的液滴，液滴分离一距离，该距离由离开燃料喷嘴301的平均排出速度和所施加的震荡频率确定。

如果所施加的频率显著低于瑞利频率，则不会形成一串燃料液滴，而可以形成燃料云。给定的燃料云可以包括一组以相对高的速度行进的液滴和一组以相对低的速度行进的液滴（速度是相对于燃料云的平均速度而言的）。这些液滴可以合并在一起以形成单个燃料液滴。以此方式，通过将比瑞利频率低得多的震荡频率应用至馈送室可以产生一系列的燃料液滴。因为通过平均排出速度和震荡频率控制液滴之间的间隔，因此液滴之间的间隔随着震荡频率减小而增大。

在驱动腔316内用以将震荡从振动器311传递至馈送室毛细管300的液体通常在以熔融状态提供燃料304所需的温度条件下并且在冷却室312内的温度条件下是液体。通常，冷却室内的温度可以是室温，例如大约25摄氏度，而熔融状态下燃料304可以处于例如大约240摄氏度或更高温度。在合适条件下，可以以常规方式对液体脱气，例如通过在填充驱动腔316之前通过真空抽吸来除气，或可以在驱动腔316内对液体除气。期望地，在使用时对液体加压以便最小化可能产生声学损失的气穴的风险。例如，液体可以经受超过大气压0.1至5MPa的压强。期望地，液体应该基本上表现为波导以将声学能量从第二外壳308传递至第一腔310。驱动腔内任何气泡的存在都可以降低声学传递的效率。驱动腔316中使用的合适液体是基于三联苯的流体，例如合成导热油

为了改进通过驱动腔316的馈送室毛细管300以及其中流体中的压强振动驱动的效率，振动器可以以与毛细管300的第一谐振频率对应的频率操作，其可以是其基础振动谐振频率或其谐波（即，高阶振动模式）。通过给驱动腔提供调节装置，可以调节驱动腔的第二谐振频率以与馈送室毛细管300的第一谐振频率匹配。以此方式，可以实现从振动器311至馈送室毛细管300内的熔融的燃料的优化的能量传递以在喷嘴301处给出大的速度调制，从而导致对液滴形成的更大的控制。在来自振动器311的震荡驱动频率比瑞利频率小很多时通过高速液滴与低速液滴的聚结来控制液滴形成时，这可以是尤其有效的。

在冷却室312被保持在其内部处于室温附近温度的情况下，振动器311可以是压电致动器，所述压电致动器被驱动以在低于其居里温度的温度条件下操作，由此其可以以高频操作，从而通过壁315将震荡传递给驱动腔内的液体。使用驱动腔允许振动器311相对于高温燃料室被远程定位，允许振动器在较低温度条件下操作，并且还免除保持在振动器311和馈送室毛细管300的外壁之间的直接接触的需要，其中界面将遭受接近燃料熔融温度的温度或当馈送室毛细管300可以冷却至环境温度时在维修期间遭受温度的大范围波动。相反，驱动腔316内的液体提供与馈送室毛细管300的外壁的声学接触，同时防止或减少热传递。在包围第一腔的第一外壳305和馈送室毛细管300的外壁之间的接触不必是能够传递声学能量的直接接触。

图4示意地示出适于与本发明的实施例一起使用的图2中示出的燃料液滴产生装置200的一个实施例。

燃料液滴产生装置包括燃料贮液器（未示出），其保持熔融状态（例如，熔融金属，例如熔融锡）的液体燃料通过管道414被馈送至馈送室402。管道414通过限流部（restriction）409连接至馈送室402，由此馈送室402与管道414和燃料贮液器是基本上声学隔离的。馈送室402具有喷嘴401。液滴413的周期束流被图示为从喷嘴401喷射。

第一腔405接触馈送室402的外表面403。中空连接管406的孔408将第一腔405和第二腔407连接以形成驱动腔。

振动器411在本实施例中是压电致动器，所述压电致动器布置成以弯曲模式被驱动，被牢固地连接至第二腔410的外壁412。

冷却室（本实施例中未示出）可以围绕第二腔407和振动器411以及连接管406的一部分。冷却装置，例如制冷单元和热交换器（未示出），可以将振动器411和第二腔407的温度保持在低于将燃料保持在熔融状态所需的温度的温度下。

喷嘴401可以例如在其出口处具有10微米、或5微米或3微米或任意合适值的直径。作为振动器411的压电致动器可以通过使用粘合剂或粘附剂固定至外壁412。振动器411配置成使得其可以以期望的调制频率沿标记为AA的方向震荡第二腔的外壁412，由此调节由第一腔405和第二腔410以及孔408形成的驱动腔内的液体内的压强。

在使用时，液体燃料被保持在贮液器内部并且被馈送至喷嘴，如第一实施例中设置的。作为在喷嘴401处产生的熔融燃料的压强的结果，从喷嘴发出熔融燃料的束流。

正如图3中示出的实施例，对于本实施例，来自振动器411的震荡可以通过第二腔的外壁412和通过驱动腔内的液体传递以引起馈送室的外表面403震荡，由此引起馈送室402内的熔融燃料中的震荡压强波动。

调节馈送室402内的压强能够调节离开喷嘴401的液体燃料的排出速度，并引起液体燃料的束流在离开喷嘴之后以受控制的方式直接破碎为液滴，如此前描述的第一实施例中介绍的那样。如果所施加的震荡频率充分靠近瑞利频率，则形成燃料的液滴，液滴分离的距离通过离开燃料喷嘴401的平均排出速度和通过所施加的震荡频率确定。如果所施加的频率比瑞利频率明显低，则可以形成燃料云而不是一串燃料液滴。给出的燃料云可以包括一组以相对于高的速度行进的液滴和一组以相对低的速度行进的液滴（这两个速度是相对于燃料云的平均速度而言的）。它们可以聚结在一起形成单一燃料液滴。以此方式，可以通过将比瑞利频率明显低的震荡频率施加至馈送室来产生一串燃料液滴。因为在这些条件下液滴之间的间隔也通过平均排出速度和震荡频率控制，因此液滴之间的间隔随着震荡频率的减小而增大。

如图3中示出的燃料液滴产生装置200的实施例中给出的示例和特征也可以应用于图4中示出的实施例。

虽然本文具体参考光刻设备在制造集成电路中的应用，但是应该理解，这里所述的光刻设备可以具有其他应用，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（LCD）、薄膜磁头、LED、光子器件等。本领域技术人员将会认识到，在这样替换的应用情形中，任何使用的术语“晶片”或“管芯”可以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。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层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。

虽然上面已经具体参考本发明的实施例应用于光学光刻术的情形，但是应该认识到，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、压强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”可以表示不同类型的光学构件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的以及静电的光学构件。

这里使用的术语“EUV辐射”可以看做包含具有5-20nm范围内的波长，例如13-14nm范围内的波长或例如5-10nm范围内的波长，例如6.7nm或6.8nm。

虽然上面已经描述了本发明的具体实施例，但是应该认识到，本发明可以以上述不同的方式实施。上面的说明书是为了说明，而不是限制。因此，本领域技术人员应当理解，在不脱离权利要求的范围情况下可以作出本发明的修改。

应该理解，虽然在说明书中使用了例如“优选”、“优选地”或“优选的”、“更优选”等措辞表示所描述的特征可以是期望的，然而在所附权利要求限定的本发明范围内可以想到不必有该特征并且实施例可以没有该特征。对于权利要求，期望的是，当措辞“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一部分或至少部分”用以修饰特征时，除非权利要求中存在具体声称的相反的情况，这种措辞并不限制权利要求仅具有一个这样的特征。当使用表达“至少部分”和/或“部分”时，除非有相反的说明，该对象可以包括对象的部分和/或全部。

Claims (18)

1.一种辐射源，包括：

燃料液滴产生装置，布置成提供燃料液滴的束流，所述燃料液滴产生装置包括：

喷嘴，

馈送室，所述馈送室具有与驱动腔接触的外表面，其中当驱动腔填充有液体并且液体布置成能够被驱动以经受可操作地连接至驱动腔的振动器进行的震荡时，所述震荡能够被通过液体从馈送室的外表面传递至馈送室中的所述熔融燃料；

贮液器，和

泵，布置成将熔融状态下的燃料流从贮液器通过馈送室供给并作为液滴的束流排出喷嘴；和

至少一个激光器，配置成汽化所述燃料液滴中的至少一些以产生辐射。

2.如权利要求1所述辐射源，其中馈送室具有第一谐振频率并且其中驱动腔具有第二谐振频率。

3.如权利要求1或2所述辐射源，其中驱动腔包括调节装置，使得驱动腔的第二谐振频率是可变的。

4.如权利要求1或2所述辐射源，其中驱动腔包括与馈送室的外表面直接接触的第一腔，其中第一腔与第二腔通过连接管的孔流体连接，并且其中第二腔具有可操作地连接于其上的振动器，其中第一腔、第二腔以及连接管填充有液体，并且其中第一腔能够被驱动以经受由所述震荡从第二腔通过所述连接管、经由液体的声学传递进行的震荡。

5.如权利要求4所述辐射源，其中第二腔包括调节装置，由此驱动腔的第二谐振频率是可变的。

6.如权利要求4或5所述辐射源，其中振动器布置成在使用时使第二腔的外壁震荡以驱动液体经受震荡。

7.如前述权利要求中任一项所述的辐射源，其中燃料液滴产生装置包括冷却装置，所述冷却装置布置成在使用时保持振动器处于低于保持所述燃料处于熔融状态所需温度的温度条件下。

8.如权利要求4-7中任一项所述的辐射源，其中燃料液滴产生装置包括冷却装置，所述冷却装置布置成在使用时保持第二腔和振动器处于低于保持燃料处于熔融状态所需温度的温度条件下。

9.如权利要求8所述辐射源，其中冷却装置是包围第二腔和振动器的冷却室。

10.如权利要求7-9中任一项所述的辐射源，其中振动器是压电致动器，并且其中冷却装置布置成在使用时将压电致动器保持在低于压电致动器的居里温度的温度下。

11.如前述权利要求中任一项所述的辐射源，其中馈送室与喷嘴直接流体连接。

12.如权利要求11所述的辐射源，其中馈送室是毛细管并且喷嘴是在毛细管的远端处的狭窄部。

13.如前述权利要求中任一项所述的辐射源，其中馈送室与馈送贮液器是基本上声学解耦的。

14.如权利要求13所述的辐射源，其中燃料通过横截面面积小于5×10^-6m²的限流部进入馈送室。

15.如前述权利要求中任一项所述的辐射源，其中液体被保持在超过大气压的足够的压强条件下，以在使用时抑制液体的气穴现象。

16.一种光刻设备，包括：

如权利要求1-15中任一项所述的辐射源，布置成产生辐射束；

照射系统，构造成调节辐射束；

支撑装置，构造成支撑图案形成装置，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，构造成保持衬底；和

投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上。

17.一种燃料液滴产生装置，用于提供用于辐射源的燃料液滴的束流，所述燃料液滴产生装置包括：

喷嘴；

馈送室，具有与驱动腔接触的外表面，驱动腔配置成填充有液体，所述液体布置成能够被驱动以经受由可操作地连接至驱动腔的振动器进行的震荡，所述震荡能够从馈送室的外表面通过液体传递至馈送室内的所述熔融燃料；

贮液器；和

泵，布置成将熔融状态的燃料流从贮液器通过馈送室供给并作为液滴的束流排出喷嘴。

18.一种方法，包括：

将熔融的燃料从贮液器通过馈送室泵送并通过喷嘴排出，馈送室具有与填充有液体的第一腔接触的外表面；

驱动第一腔以经受由振动器进行的震荡，该震荡通过液体并通过馈送室的外表面传递至馈送室中的燃料；

从喷嘴发射燃料液滴的束流；和

用激光汽化燃料液滴中的至少一些以产生辐射。

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