CN103765997A - 用于器件制造的光刻设备的辐射源以及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于通过LPP（激光产生等离子体）或（双激光等离子体）由熔融金属燃料液滴束流产生EUV的辐射源，具有：燃料液滴生成装置，配置成提供燃料液滴束流；和至少一个激光器，配置成蒸发所述燃料液滴中的至少一些，由此产生辐射。所述燃料液滴生成装置包括喷嘴、燃料供给线和贮液器，其中泵送装置配置成通过燃料供给线由贮液器供给熔融金属燃料流并将其作为液滴束流从喷嘴排出。燃料液滴生成装置包括燃料供给线中的可更换过滤器组件，配置成在使用中过滤熔融金属燃料，以阻止喷嘴被燃料中的固体颗粒杂质堵塞。

Description

用于器件制造的光刻设备的辐射源以及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年9月2日递交的美国临时申请61/530,802的权益，其在此通过引用全文并入。

技术领域

本发明涉及一种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）制造过程中。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，光刻术越来越成为允许制造微型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：

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

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）可知，特征的最小可印刷尺寸的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辐射是波长在5-20nm范围内的辐射，例如在13-14nm范围内的辐射，或例如在5-10nm范围内的辐射，例如6.7nm或6.8nm。可用的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或基于由电子存储环提供的同步加速器辐射的源。

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。例如可以通过引导激光束至燃料（诸如合适材料（例如锡）的颗粒或合适气体或蒸汽（例如氙气或锂蒸汽）的束流）来产生等离子体。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，所述包围结构或腔布置用以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。

当熔融金属燃料液滴被用作产生用于生成辐射的等离子体的燃料时，还可以提供第二激光器以在第一激光束入射到液滴以便产生等离子体且随后产生辐射之前预热燃料液滴。使用这种方法的LPP源可以称为双激光脉冲（DLP）源。

燃料液滴生成装置可以布置成提供熔融金属燃料的液滴束流至辐射源的等离子体形成位置。

发明内容

燃料液滴生成装置可以包括喷嘴，熔融金属燃料，通常是诸如锡等熔融金属，在压力下被驱使从喷嘴喷射为液滴的束流。燃料通常将从燃料供给线在入口孔处进入喷嘴，通过喷嘴的出口孔排出。

从喷嘴排出的液体束流的自然的破碎是已知的瑞利破碎。瑞利频率与喷嘴的液滴生成速率对应，与喷嘴处燃料的平均速度和喷嘴的直径相关：

虽然燃料束流的瑞利破碎可以在没有激发的情况下发生，但是可以使用例如压电致动器等振动器通过在喷嘴处调制或振荡熔融金属燃料的压力来控制瑞利破碎。调制喷嘴内的压力可以调制离开喷嘴的液体燃料的排出速度，并使得液体燃料的束流在离开喷嘴之后以受控的方式直接破碎成液滴。

如果从燃料供给线供给至喷嘴的入口孔的熔融金属燃料的供给中存在固体颗粒杂质，用于生成燃料液滴的喷嘴容易在出口孔处堵塞。尤其地，喷嘴的出口孔，通常具有小的横截面面积，可能被这种固体颗粒杂质堵塞。通过将例如多孔的、烧结的（金属或陶瓷）过滤器（熔点高于熔融金属的燃料的金属或陶瓷）等过滤器定位在将熔融金属燃料供给至喷嘴入口孔的燃料供给线中，这种过滤器可以用于过滤掉固体颗粒杂质。然而，这种多孔的、烧结的金属过滤器容易从过滤器自身脱离颗粒并且这些从过滤器自身脱离的颗粒，也就是金属或陶瓷的颗粒，可以堵塞喷嘴的出口孔。存在以下风险，即当更换过滤器时金属或陶瓷颗粒可能会从这种烧结的过滤器脱离。

在使用燃料液滴生成装置时，可能需要更换喷嘴和/或过滤器。这个过程可能导致由烧结的微粒过滤器的侵蚀产生固体颗粒杂质且该固体颗粒杂质被沉积在燃料液滴生成装置内部的风险，并且这些杂质随后可能导致喷嘴的堵塞。

本发明的一个目的尤其在于，提供用于过滤用于生成在光刻辐射源中使用的燃料液滴的束流的熔融金属燃料的设备和方法，其解决或克服上面给出的问题的至少部分。尤其地，本发明的目的在于提供可以在减小随后的喷嘴堵塞风险的情况下用以方便更换燃料液滴生成装置中的过滤器和/或喷嘴的设备和方法。

在整个说明书中，术语“包括”或“包含”意味着包括指定的部件但是不排除其他部件的存在。术语“基本上由...构成”表示包括指定部件但是不排除其他部件，除了作为杂质存在的材料，由于用以提供这些部件的过程而产生的不可避免的材料以及为除实现本发明的技术效果以外的目的而增加的部件。

在合适的时候，使用术语“包括”或“包含”也可以认为是包括“基本上由...构成”的含义，并且也可以认为是包括“由...构成”的含义。

此处给出的可选的和/或优选的特征在合适的情况下可以单独使用或彼此组合使用，并且尤其地在权利要求中组合使用。用于此处给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还可以应用于本发明的任意其他方面。

本发明的第一方面提供辐射源，包括：燃料液滴生成装置，布置成提供燃料液滴束流；至少一个激光器，配置成将所述燃料液滴中的至少一些蒸发，由此产生辐射，所述燃料液滴生成装置包括喷嘴、燃料供给线、贮液器以及泵装置，所述泵装置布置成通过燃料供给线从贮液器供给熔融金属燃料流并作为液滴束流从喷嘴排出。

其中，燃料液滴生成装置包括燃料供给线中的可更换过滤器组件，所述可更换过滤器组件配置成在使用中过滤所述熔融金属燃料，

该可更换过滤器组件包括具有相反的第一面和第二面的刚性支撑板，设有一个或更多个通道，每个通道从第一面中的相应的第一孔口延伸通过第二面中相应的第二孔口，并且该刚性支撑板用于支撑过滤器隔膜，所述过滤器隔膜在第一面上并且在第一面的每个第一孔口上延伸，且

其中，过滤器隔膜包括其中相互间隔开的孔洞，其中每个第一孔口与多个孔洞对准以在多个孔洞和相应的通道之间提供流体连接。

设备的第二方面提供一种光刻设备，包括本发明第一方面的辐射源，所述辐射源布置成生成辐射束，并且所述光刻设备还包括：照射系统，配置成调节该辐射束；支撑结构，构造成支撑图案形成装置，该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；以及投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上。

应该理解，此处所述的燃料液滴生成装置形成本发明第一方面的辐射源的一部分，其在其本身的权利方面可以被独立看作本发明的一方面。

因此，本发明的第三方面提供一种燃料液滴生成装置，用于在辐射源中使为器件光刻提供燃料液滴的束流，燃料液滴生成装置包括喷嘴、燃料供给线、贮液器以及泵送装置，所述泵送装置布置成通过燃料供给线由贮液器供给熔融金属燃料流并将熔融金属燃料流从喷嘴排出作为液滴束流，

其中燃料液滴生成装置具有在燃料供给线中的过滤器组件，过滤器组件配置成在使用中过滤所述熔融金属燃料，

该过滤器组件包括具有相反的第一和第二面的刚性支撑板，设有一个或更多个通道，每个通道从第一面中的相应的第一孔口延伸通过在第二面中相应的第二孔口，和

该过滤器组件支撑过滤器隔膜，所述过滤器隔膜结合至第一面并且在第一面的每个第一孔口上延伸，

其中过滤器隔膜包括其中相互间隔开的孔洞，其中每个第一孔口与多个孔洞对准以在多个孔洞和相应的通道之间提供流体连接。

本发明的第四方面提供一种用于燃料液滴生成装置的过滤熔融金属燃料供给的方法，该燃料液滴生成装置用于提供熔融金属燃料液滴的束流以通过激光激发提供辐射源用于器件光刻，燃料液滴生成装置包括喷嘴、燃料供给线、贮液器以及泵送装置，所述泵送装置布置成通过燃料供给线由贮液器供给熔融金属燃料流并将熔融金属燃料流作为液滴束流从喷嘴排出，

所述方法包括：将可更换过滤器组件插入并保持在燃料供给线中，所述可更换过滤器组件布置成在使用中过滤熔融金属燃料，可更换过滤器组件包括具有相反的第一和第二面的刚性支撑板，设有一个或更多个通道，每个通道从第一面中的相应的第一孔口延伸通过第二面中相应的第二孔口，和

将过滤器隔膜支撑在第一面上并且使其在第一面的每个第一孔口上延伸，

其中过滤器隔膜包括其中相互间隔开的孔洞，其中每个第一孔口与多个孔洞对准以在多个孔洞和相应的通道之间提供流体连接。

本发明的辐射源通常将配置成生成例如EUV（极紫外辐射）等辐射。EUV辐射可以例如具有5-20nm范围内的波长，例如13-14nm范围内，例如5-10nm范围的波长，例如6.7nm或6.8nm。

燃料液滴生成装置包括：喷嘴；燃料供给线；贮液器；以及泵送装置，所述泵送装置配置成通过燃料供给线由贮液器供给熔融金属燃料流并将熔融金属燃料流作为液滴束流从喷嘴排出。泵送装置可以简单地是应用于贮液器的压力生成装置以驱使熔融状态的燃料从贮液器通过馈送腔并且从喷嘴的出口孔排出液滴束流。可以使用任何其他合适的泵送装置，例如齿轮泵等。

燃料液滴生成装置具有燃料供给线中的可更换过滤器组件，可更换过滤器组件配置成在使用中过滤熔融金属燃料。通常，熔融燃料可以是熔融的锡。

可更换过滤器组件包括具有相反的第一和第二面的刚性支撑板，设有一个或更多个通道，每个通道从第一面中的相应的第一孔口延伸通过第二面中相应的第二孔口，并且该刚性支撑板用于支撑过滤器隔膜，所述过滤器隔膜在第一面上并且在第一面的每个第一孔口上延伸。过滤器隔膜包括其中相互间隔开的孔洞，其中在刚性支撑板的第一面中的每个第一孔口与过滤器隔膜中的多个孔洞对准以在多个孔洞和相应的通道之间提供流体连接。这使得在使用中熔融燃料能够流过该通道和孔洞，其中孔洞通过阻止金属燃料中的具有大于最大孔洞宽度的宽度的固体颗粒污染物通过孔洞到达喷嘴而用作过滤器。

合适地，孔洞可以具有小于喷嘴出口孔的最小宽度的最大宽度，由此被允许通过孔洞的颗粒物应该也通过喷嘴出口孔而不会引起堵塞。通常，孔洞和出口孔可以具有圆形横截面，使得宽度将等于直径。因此，孔洞的直径可以小于喷嘴出口孔的直径。由此处的横截面的“最大宽度”表示跨过横截面延伸同时还通过横截面区域形心的最长直线。

燃料液滴生成装置可以包括具有喷嘴的可更换喷嘴组件，和用于将喷嘴组件连接至燃料供给线的连接装置，由此喷嘴与燃料供给线流体连接，其中过滤器组件在使用中被保持在连接装置中。连接装置可以包括一起用作连接装置的燃料线和燃料喷嘴的相互接合连接部分。

在一个合适的布置中，连接装置可以适于在使用中将过滤器组件可释放地保持在燃料供给线和喷嘴组件的入口孔之间。

在另一合适布置中，可更换喷嘴可以适于在使用中将过滤器组件可释放地保持在燃料供给线和喷嘴组件的入口孔之间。

在另一合适布置中，过滤器组件可以被结合至喷嘴组件的入口孔，由此可更换喷嘴和过滤器组件形成一体部件。

过滤器组件的刚性支撑板可以是硅晶片，例如半导体材料的晶片，例如硅晶片。通常，刚性支撑板可以是单晶半导体晶片，例如单晶硅晶片。

过滤器隔膜可以是能够结合至刚性支撑板的第一面的任何合适材料，而且是能够通过例如外延生长、氧化或化学气相沉积生长到刚性支撑板的第一面的材料。例如，如果刚性支撑板是由硅制成的，则隔膜可以合适地是如硅、铝或氮化硅隔膜。优选地，刚性支撑板是由硅制成的且隔膜是由氮化硅制成的。

第一孔口可以合适地具有100μm的最大宽度并且孔洞可以合适地具有3μm的最大宽度。刚性支撑板的厚度提供给过滤器组件强度和刚性，并且可以例如从100μm至1000μm，例如从200μm至600μm，比如300μm至500μm，例如380μm。支撑在刚性支撑板的第一面上的过滤器隔膜可以薄得多，例如，厚度为0.1至5μm。

整个过滤器组件可以涂覆有在所述熔融金属燃料（例如熔融的锡）中不溶解的材料层。例如，整个过滤器组件，包括第二面和孔口的内壁，可以涂覆有氮化硅的薄层。该层厚度可以小于1μm，例如小于0.5μm，或小于0.2μm。

合适地，在洁净室条件下执行可更换过滤器组件的插入。由洁净室条件，其表示环境具有低水平的空气传播的颗粒。通常，这是由每立方米空气中指定尺寸的颗粒数量来规定。洁净室条件表示，至少是ISO6（每立方米中直径大于或等于1μm的颗粒少于8320个），优选至少是ISO5（每立方米中这种颗粒少于832个），更优选是至少ISO4（每立方米中这种颗粒少于83个）。

当过滤器组件结合至喷嘴组件的入口孔并由此可更换喷嘴和过滤器组件形成一体部件时，可以在洁净室条件下实施过滤器组件至喷嘴的入口孔的结合并且具有被结合的过滤器组件的喷嘴组件在插入之前可以被合适地存储在密封包装内。这样的结合可以通过合适的结合手段，例如热结合、阳极键合或粘结实现。

合适地，过滤器组件可以由MEMS制造工艺（微电机械系统制造）形成。这通常涉及例如传统地被用于制造集成电路的技术，其应用于所谓的微机加工的机械装置的制造。例如，可以在洁净室条件下通过蚀刻晶片，例如半导体晶片来形成刚性支撑板。例如，可以通过将隔膜层生长（例如，外延生长、化学气相沉积或通过氧化）到刚性支撑板的第一表面上并通过在洁净室条件下蚀刻隔膜层，例如以在过滤器隔膜中形成孔洞来形成过滤器隔膜。

可以通过使用图案化的抗蚀剂或掩模层以控制蚀刻过程来采用例如化学湿式蚀刻等蚀刻技术。可以采用各向同性或各向异性蚀刻，例如使用如反应离子蚀刻等干蚀刻。一种能够在刚性支撑板中提供基本上均匀宽度的通道的合适技术是所谓的DRIE蚀刻（深反应离子蚀刻），例如当刚性支撑板是由硅制成的时候。例如将SF₆/氧蚀刻与使用C₄F₈沉积的交替侧壁钝化结合来执行硅的蚀刻。

本发明的其他特征和优点以及本发明不同实施例的结构和操作将在下文中参照附图进行描述。应当注意，本发明不限于这里所描述的具体实施例。在这里给出的这些实施例仅是出于示例性用途。基于这里包含的教导，其他的实施例对本领域技术人员将是显而易见的。

附图说明

现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：

图1示意地示出根据本发明一个实施例的光刻设备；

图2是包括LPP源收集器模块的图1中的设备的更详细视图；

图3A至3C示意地示出根据本发明的形成辐射源的一部分的过滤器组件的第一实施例，其可以形成如图1和2所示的光刻设备的一部分；

图4A至4C示意地示出根据本发明的形成辐射源的一部分的过滤器组件的第二实施例，其可以形成如图1和2所示的光刻设备的一部分；

图5示意地示出通过根据本发明的流体液滴生成装置的一个实施例的一部分的剖视图。该图示出燃料供给线和喷嘴组件之间的连接布置。

本发明的特征和优点在结合附图通过下文给出的详细说明将变得更加清楚，其中在整个说明书中相同的附图标记表示对应的元件。在附图中，相同的附图标记总体上表示功能类似和/或结构类似的元件。元件首次出现的附图通过相应的附图标记最左边的数字表示。

具体实施方式

本说明书公开一个或更多个包括本发明的特征的实施例。这些公开的实施例仅给出本发明的示例。本发明的范围不限于公开的实施例。本发明通过权利要求限定。

所述的实施例以及在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等表明，描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可不必包括特定的特征、结构或特性。而且，这些措辞不必指的是同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，应该理解，在本领域技术人员的知识范围内可以结合不管是否明确示出的其他实施例来实现这样的特征、结构或特性。

图1示意地示出了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。所述光刻设备包括：

-照射系统（照射器）IL，其配置成调节辐射束B（例如EUV辐射）；

-支撑结构（例如掩模台）MT，其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，其构造用于保持衬底（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，其配置成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。

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。

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他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，以便沿不同的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、静电型或其它类型的光学部件，或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用真空之类的其他因素所适合的。可以希望将真空环境用于EUV辐射，因为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在整个束路径上提供真空环境。

如图所示，设备是反射型的（例如采用反射式掩模）。

光刻设备可以是具有两个（双台）或更多个衬底台（和/或两个或更多个掩模台）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的台用于曝光。

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。用以产生EUV光的方法包括但不必受限于将材料转换成具有至少一种具有在EUV范围中的一个或更多个发射线的元素（例如氙、锂或锡）的等离子体状态。在一种这样的方法（通常称为激光产生的等离子体（“LPP”））中，所期望的等离子体可以通过用激光束照射燃料（例如材料的液滴）产生，该材料具有所需的线发射元素。该源收集器模块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，所述激光器用于提供激光束以激发该燃料。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内的辐射收集器收集。

激光器和源收集器模块可以是分立的实体（例如当CO₂激光器被用于提供用于燃料激发的激光束时）。在这种情况下，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源收集器模块。激光器和燃料供给装置（即，燃料液滴生成装置）可以被看作包括EUV辐射源。

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。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。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。在已经被图案形成装置（例如，掩模）MA反射后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束B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。

所示出的设备可以用于下列模式中的至少一种：

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，使得可以对不同的目标部分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，通常可以采用脉冲辐射源，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构造并布置成使得可以在源收集器模块SO的包围结构220中保持真空环境。

激光器LA布置成经由激光束205将激光能量沉积到由燃料供给装置或燃料液滴生成装置200提供的例如锡（Sn）或锂（Li）的燃料液滴等燃料，由此生成具有几十eV电子温度的高度离子化的等离子体210。在这些离子的去激发和复合期间产生的高能辐射由等离子体发射，通过近正入射辐射收集器光学元件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入射燃料上之前预热燃料。使用这种方法的LPP源可以称为双激光脉冲（DLP）源。

由收集器光学元件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被形成，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上。

在照射系统IL和投影系统PS中通常可以存在比图示的元件更多的元件。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中可以存在除图2中示出的元件以外的1-6个附加的反射元件。

图3A至3C示意地示出用于本发明的过滤器组件的第一实施例。图3A示出在顶部的刚性支撑板300的第二面和下面的用于支撑过滤器隔膜304的第一面的俯视透视图。图3B示出从上面观察的、通过刚性支撑板300的第二面中的第二孔口303通道301的放大视图。图3C示出通过通道301和刚性支撑板300的一部分的侧向剖视图。

在该第一实施例中，仅有通过刚性支撑板300从第一面中的孔口302至第二面中的孔口303的单个通道301。在过滤器隔膜304中有孔洞305并且在隔膜304的延伸跨过刚性支撑板300的第一面中的孔口302的部分中存在这样间隔开的多个孔洞。

对于该第一实施例，刚性支撑板是单晶硅晶片，具有380μm的厚度，其中刚性支撑板300的盘的直径为3mm。刚性支撑板的第一面中的第一孔口的尺寸是90μm×90μm，具有位于过滤器隔膜304中的孔洞305，该孔洞305延伸跨过第一孔口302，具有0.8μm的直径并以5μm的节距相互间隔。过滤器隔膜层304的厚度是1.5μm。此处的直径仅是示例，并且不是特别关键的，因而可以根据特定应用进行调整。

隔膜层304由氮化硅层形成，其通过在蚀刻通道301或孔洞305之前低压化学气相沉积到单晶硅晶片的第一面上被生长。通过使用蚀刻剂各向异性地湿式蚀刻硅以在刚性支撑板中形成通道301，氮化硅层304对于所述蚀刻剂是抗蚀性的。这允许在过滤器隔膜304仍然延伸跨过第一孔口302、基本上是不被蚀刻的情况下形成通道301。孔洞305随后被蚀刻到过滤器隔膜304中。

在图示的实施例中，孔口的形状是方形的，但是可以使用单晶硅晶片的其他方向为通道301提供不同的形貌。例如，<100>硅面可以用于提供方形孔口或<110>面用于矩形孔口，例如狭缝。狭缝形式的孔口的优点在于，狭缝可以在不过分损失刚性支撑板的强度的情况下相互更靠近地间隔开。

在第二孔口303通过使用具有开口的掩模从第二面执行的各向异性湿式蚀刻对于在图示的实施例中使用的<100>硅面得到通道301的倒置的截顶锥形形状。

虽然在本实施例中仅存在一个通道301，但是在所设置的单个过滤器组件内可以形成多个通道，这些通道的相互充分地远离，使得支撑板300的结构刚性没有被过分地妥协。对于图示的结构，多个通道可以具有例如2mm的节距。

图4A至4C示意地示出与本发明一起使用的过滤器组件的第二实施例。图4A示出俯视透视图，其中刚性支撑板300的第二面在上面，用于支撑过滤器隔膜304的第一面在下面。图4B示出从上面观察的、通过刚性支撑板300的第二面中的第二孔口303的通道301的放大图。图4C给出通过通道301和刚性支撑板300的部分的侧向剖视图。

在该第二实施例中，多个通道301通过刚性支撑板300从第一面中的孔口302至第二面中的相应的孔口303。孔洞305存在于过滤器隔膜304中，与第一孔口302对准，并且在延伸跨过刚性支撑板300的第一面中的每个孔口302的隔膜304中存在多个这样间隔开的孔洞。

对于该第二实施例，刚性支撑版也是硅晶片，具有380μm的厚度，其中刚性支撑板300的盘的直径为3mm。刚性支撑板的第一面中的圆形第一孔口的尺寸为：直径40μm，以80μm的节距相互间隔开，在延伸跨过每个第一孔口302的过滤器隔膜304中具有孔洞305，所述孔洞305具有1.5μm的直径并且相互以5μm的节距间隔开。隔膜的厚度还是1μm。对于第一实施例，尺寸不是特别关键，并且可以根据具体应用变化，例如用于将过滤器组件的尺寸与燃料供给线或喷嘴组件的入口孔的横截面面积匹配。

隔膜层304是氮化硅层，其在蚀刻通道301或孔洞305之前被生长到硅晶片的第一面上。通道301通过DRIE蚀刻技术被形成在刚性支撑板300中，如前面说明的。氮化硅层304对DRIE蚀刻具有抗蚀性。这允许在过滤器隔膜304仍然延伸跨过第一孔口302而基本上不被蚀刻的情况下形成通道301。孔洞305随后被蚀刻到过滤器隔膜304中。通过使用在第二孔口303处具有开口的掩模从第二面执行的DRIE蚀刻导致形成通道301，该通道301具有基本上与刚性支撑板300的第二面和第一面垂直的侧壁。

与第一实施例相比，替代各向异性湿式蚀刻使用的DRIE蚀刻过程允许通道301在不过分损失刚性支撑板的强度的情况下更加靠近地挤在一起。这提供潜在的优点，即过滤器组件在具有用于实现熔融金属燃料的过滤的大量孔洞305的情况下仍然能够经受其两侧上的高的压力差。

过滤器隔膜可以是能够结合至刚性支撑板的第一面的合适的材料，并且合适地是能够通过诸如外延生长、化学气相沉积、氧化等生长而被提供到刚性支撑板的第一面上。这消除了当过滤器隔膜可以在合适位置上生长时对结合的任何要求，因而可以被自然地结合至刚性支撑板300的第一面。例如，如果刚性支撑板300是由硅形成的，则隔膜可以合适地是如硅石的层，铝层或氮化硅层。优选地，刚性支撑板是由硅制成的，隔膜是由氮化硅制成的，因为这些材料可以方便地独立地被蚀刻以提供过滤器组件。

过滤器隔膜304中的这种相对小直径的孔洞意味着，优选隔膜304的厚度小于孔洞的直径，使得可以使用简单的蚀刻技术以形成孔洞。然而，这可以导致过滤器隔膜是相对脆的。本发明的过滤器组件的布置允许具有如2μm或更小直径的孔洞的相对薄的隔膜通过支撑板支撑在通道的第一孔口上，使得在使用期间经受跨过隔膜每部分的压力差的过滤器隔膜的每部分面积充分小，使得可以在隔膜不破裂的情况下跨过每部分形成的力可以被维持。

使用MEMS制造技术允许在洁净室条件下制造这样的结构，使得与常规过滤器相关的颗粒污染的风险，尤其是本身存在的金属颗粒，可以被避免或减少。

刚性支撑板300应该被设计成经受因为在使用期间跨过滤器组件的压降而导致在使用期间过滤熔融金属燃料的过程中出现的力，并且因此为通道选定的相互间隔应该允许此情形。使用诸如DRIE等各向同性蚀刻制造平行壁通道允许比使用湿式蚀刻实现通道的更靠近的间隔，由此允许对于特定尺寸的过滤器组件的更大比例的过滤面积。

整个过滤器组件可以涂覆有不溶解于熔融金属燃料的材料层，例如氮化硅薄层。该层厚度可以小于1μm，例如小于0.5μm。该层能够耐受被例如熔融锡等熔融金属燃料分解，并且在已经蚀刻过滤器组件以提供通道和隆冬之后可以被方便地沉积，例如通过等离子体沉积或化学气相沉积。这种布置还导致其本身在洁净室条件下制造。

图5示意地示出适用于与本发明一起使用的燃料液滴生成装置200的第一实施例的一部分的示意性剖视图。燃料液滴生成装置的该第一实施例包括燃料供给线500和连接装置502，连接装置502在图中示出为被紧固至燃料线的端部。连接装置502延伸至喷嘴组件，其中燃料沿如图所示的方向A流动。喷嘴组件的其余部分在图中没有示出。燃料线的远端是带有螺纹的，并且带有螺纹的环形帽504将收集器保持在合适位置，被螺纹连接到燃料线的远端上并夹持连接装置的肩部503。

在连接装置502的近端保持刚性支撑板300和过滤器隔膜304的过滤器组件，其中通道301被对准以使得从燃料供给线500通过连接装置502流动的熔融的燃料501通过具有首先已经通过过滤器隔膜304的通道301。密封505，例如设计成耐受熔融金属燃料的溶解的聚酰亚胺密封，将过滤器组件300都密封到连接装置502的近端。

因此，对于该实施例，过滤器组件被保持在连接装置中。通过前面的说明，落入本发明范围的其他的修改实施方式是显而易见的。例如，特别合适的布置具有结合至连接装置端部的过滤器组件300、304，并且连接装置和过滤器组件形成一体替换的喷嘴组件的一部分。使用这样的布置，当喷嘴被堵塞或磨损时，或者当过滤器堵塞时，包括过滤器的整个喷嘴组件可以作为一体组件被更换，由此避免对于可能导致固体颗粒杂质的污染风险的密封操作的需要。

这种包括结合的过滤器组件的替换的喷嘴组件可以在洁净室条件下制造，随后以密封包装的形式被输送以使用，这又使在更换喷嘴组件时颗粒污染的风险最小化。

对于典型的喷嘴，所述喷嘴可以例如在其出口孔处具有10微米的直径，或5微米或3微米或任何合适的值的直径。因此，孔洞305的直径可以被选择成小于喷嘴直径，例如，直径为喷嘴出口孔的最小直径的50%至90%，使得可以导致喷嘴堵塞的尺寸的固体颗粒杂质被过滤器组件捕获。

设备的第二方面提供一种光刻设备，包括布置成生成辐射束的本发明第一方面的辐射源，并且还包括：照射系统，所述照射系统配置成调节该辐射束；支撑结构，构造成支撑图案形成装置，该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；以及投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上。

虽然本说明书详述了光刻设备在制造IC中的应用，但是应该理解到，这里描述的光刻设备可以有其他应用，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，可以将这里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。

虽然上面详述了本发明的实施例在光学光刻术中的应用，但是，应该注意到，本发明可以有其它的应用，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，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的形貌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。

在情况允许时，术语“透镜”可以表示不同类型的光学部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部件。

术语“EUV辐射”可以看作包含波长在5-20nm范围内的电磁辐射，例如在13-14nm范围内，或例如在5-10nm范围内，例如6.7或6.8nm的辐射。

尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。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，可以对本发明进行修改。

应该理解，在本说明书中使用的例如“优选”、“优选地”、“优选的”或“更优选的”等词语表示所述的特征可以是期望的或想要的，但是它并不是必须的并且没有所述特征的实施例也可以认为是在本发明权利要求限定的范围中。与权利要求相关的是，当使用“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一部分”来描述特征时，只要没有在权利要求中特地相反地指出，就不是为了将权利要求限制为仅一个这样的特征。当使用“至少一部分”和/或“一部分”的表述，则在没有特别地相反的描述时该表述可以包括特征的一部分和/或特征的全部。

Claims (20)

1.一种辐射源，具有燃料液滴生成装置和至少一个激光器，所述燃料液滴生成装置配置成提供燃料液滴束流，所述至少一个激光器配置成将所述燃料液滴中的至少一些蒸发，由此产生辐射，所述燃料液滴生成装置包括：

喷嘴；

燃料供给线；

贮液器；

泵送装置，配置成通过燃料供给线由贮液器供给熔融金属燃料流并将熔融金属燃料流作为液滴束流从喷嘴排出；和

燃料供给线中的可更换过滤器组件，配置成在使用中过滤所述熔融金属燃料，该可更换过滤器组件包括具有相反的第一面和第二面的刚性支撑板，设有一个或更多个通道，每个通道从第一面中的相应的第一孔口延伸通过第二面中相应的第二孔口，并且该刚性支撑板用于支撑过滤器隔膜，所述过滤器隔膜在第一面上并且在第一面的每个第一孔口上延伸，

其中过滤器隔膜包括其中相互间隔开的孔洞，其中每个第一孔口与多个孔洞对准以在多个孔洞和相应的通道之间提供流体连接。

2.如权利要求1所述的辐射源，其中燃料液滴生成装置包括：

包括喷嘴的可更换喷嘴组件；和

连接装置，用于将喷嘴组件连接至燃料供给线，由此喷嘴与燃料供给线流体连接，其中过滤器组件在使用中被保持在连接装置中。

3.如权利要求1或2所述的辐射源，其中连接装置适于在使用中将过滤器组件可释放地保持在燃料供给线和喷嘴组件的入口孔之间。

4.如权利要求1或2所述的辐射源，其中可更换喷嘴适于在使用中将过滤器组件可释放地保持在燃料供给线和喷嘴组件的入口孔之间。

5.如权利要求1或2所述的辐射源，其中过滤器组件被结合至喷嘴组件的入口孔，由此可更换喷嘴和过滤器组件形成一体部件。

6.如前述权利要求任一项所述的辐射源，其中刚性支撑板是硅晶片。

7.如前述权利要求任一项所述的辐射源，其中过滤器隔膜是氮化硅隔膜。

8.如前述权利要求任一项所述的辐射源，其中第一孔口具有100μm的最大宽度并且孔洞具有3μm的最大宽度。

9.如前述权利要求任一项所述的辐射源，其中过滤器组件涂覆有不能溶解在所述熔融金属燃料中的材料的层。

10.一种光刻设备，包括：

前述权利要求任一项所述的辐射源；

照射系统，配置成调节该辐射束；

支撑结构，构造成支撑图案形成装置，该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；以及

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。

11.一种燃料液滴生成装置，用在辐射源中为器件光刻提供燃料液滴的束流，所述燃料液滴生成装置包括喷嘴、燃料供给线、贮液器以及泵送装置，所述泵送装置布置成通过燃料供给线由贮液器供给熔融金属燃料流并将熔融金属燃料流作为液滴束流从喷嘴排出，

其中燃料液滴生成装置具有在燃料供给线中的过滤器组件，所述过滤器组件布置成在使用中过滤所述熔融金属燃料，

所述过滤器组件包括具有相反的第一面和第二面的刚性支撑板，设有一个或更多个通道，每个通道从第一面中的相应的第一孔口延伸通过第二面中相应的第二孔口，并且

所述刚性支撑板用于支撑过滤器隔膜，所述过滤器隔膜结合至第一面并且在第一面的每个第一孔口上延伸，

其中过滤器隔膜包括其中相互间隔开的孔洞，其中每个第一孔口与多个孔洞对准以在多个孔洞和相应的通道之间提供流体连接。

12.一种用于过滤燃料液滴生成装置的熔融金属燃料供给的方法，该燃料液滴生成装置用于提供熔融金属燃料液滴的束流，以通过激光激发提供用于器件光刻的辐射源，所述燃料液滴生成装置包括喷嘴、燃料供给线、贮液器以及泵送装置，所述泵送装置布置成通过燃料供给线由贮液器供给熔融金属燃料流并将熔融金属燃料流作为液滴束流从喷嘴排出，所述方法包括：

将可更换过滤器组件插入并保持在燃料供给线中，布置成在使用中过滤熔融金属燃料，

所述可更换过滤器组件包括具有相反的第一和第二面的刚性支撑板，设有一个或更多个通道，每个通道从第一面中的相应的第一孔口延伸通过第二面中相应的第二孔口，和

将过滤器隔膜支撑在第一面上并且使其在第一面的每个第一孔口上延伸，

其中过滤器隔膜包括其中相互间隔开的孔洞，其中每个第一孔口与多个孔洞对准以在多个孔洞和相应的通道之间提供流体连接。

13.根据权利要求12所述的方法，其中在洁净室条件下执行可更换过滤器组件的插入。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中燃料液滴生成装置包括可更换喷嘴组件和连接装置，所述可更换喷嘴组件包括喷嘴，所述连接装置用于将喷嘴组件连接至燃料供给线，由此喷嘴与燃料供给线流体连接，其中过滤器组件在使用中被保持在连接装置中。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述连接装置适于在使用中将过滤器组件可释放地保持在喷嘴组件的入口孔和燃料供给线之间。

16.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中可更换喷嘴适于在使用中将过滤器组件可释放地保持在喷嘴组件的入口孔和燃料供给线之间。

17.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中过滤器组件结合至喷嘴组件的入口孔，由此可更换喷嘴和过滤器组件形成一体部件。

18.根据权利要求17所述的方法，其中过滤器组件在洁净室条件下结合至喷嘴入口孔并且在插入之前被存储在密封包装中。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，其中通过在洁净室条件下蚀刻晶片形成刚性支撑板。

20.根据权利要求19所述的方法，其中通过将隔膜层生长到第一面上并在洁净室条件下蚀刻隔膜层来形成过滤器隔膜。

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