TW201328436A - 輻射源及微影裝置及元件之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於自一放電產生電漿產生一輻射光束之輻射源，其被稱作EUV DPP源。放電電極將一熔融金屬層提供於該等放電電極之放電表面上，且一雷射自該熔融燃料層產生經汽化金屬。自該經汽化熔融金屬產生一電漿以提供EUV輻射。一第二電漿激發源自鄰近於該等放電電極之一惰性氣體(例如，氬氣)產生一清潔電漿。藉由在藉由經由停止該燃料之汽化而停止該第一電漿及/或停止該放電來中斷該EUV輻射時切換至該第二電漿，維持該等放電電極之濕潤，使得可在一中斷之後重新起始EUV輻射，而無需進行耗時清潔。

Description

輻射源及微影裝置及元件之製造方法
本發明係關於一種輻射源(諸如，EUV輻射源)、用於操作該源之方法，以及用於製造使用該輻射源之元件之微影裝置及方法。
本申請案主張2011年11月15日申請且全文以引用之方式併入本文中之美國臨時申請案61/559,904的權利。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)製造中。在彼情況下，圖案化元件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。
微影被廣泛地認為是在IC以及其他元件及/或結構之製造中之關鍵步驟中的一者。然而，隨著使用微影所製造之特徵之尺寸變得愈來愈小，微影正變為用於使能夠製造小型IC或其他元件及/或結構之更具決定性之因素。
圖案印刷極限之理論估計可由瑞立(Rayleigh)解析度準則給出，如方程式(1)所示： 其中λ為所使用之輻射之波長，NA為用以印刷圖案之投影系統之數值孔徑，k1為程序相依調整因數(亦被稱為瑞立常數)，且CD為經印刷特徵之特徵大小(或臨界尺寸)。自方程式(1)可見，可以三種方式來獲得特徵之最小可印刷大小之縮減：藉由縮短曝光波長λ、藉由增加數值孔徑NA，或藉由減低k1之值。
為了縮短曝光波長且因此縮減最小可印刷大小，已提議使用極紫外線(EUV)輻射源。EUV輻射為具有在5奈米至20奈米之範圍內(例如，在13奈米至14奈米之範圍內)之波長的電磁輻射。已進一步提議可使用具有小於10奈米(例如，在5奈米至10奈米之範圍內，諸如，6.7奈米或6.8奈米)之波長之EUV輻射。此輻射被稱為極紫外線輻射或軟x射線輻射。舉例而言，可能之源包括雷射產生電漿源、放電電漿源，或基於由電子儲存環提供之同步加速器輻射之源。
可使用電漿來產生EUV輻射。用於產生EUV輻射之輻射系統可包括用於激發燃料以提供電漿之雷射，及用於含有電漿之源收集器裝置。可(例如)藉由將雷射光束引導於燃料(諸如，合適材料(例如，錫)之粒子，或合適氣體或蒸汽(諸如，Xe氣體或Li蒸汽)串流)處來創製電漿。所得電漿發射輸出輻射(例如，EUV輻射)，該輻射係使用輻射收集器予以收集。輻射收集器可為鏡面式正入射輻射收集器，其接收輻射且將輻射聚焦成光束。源收集器裝置可包括經配置以提供真空環境來支援電漿之圍封結構或腔室。此輻射 系統通常被稱為雷射產生電漿(LPP)源。
放電產生電漿(DPP)輻射源自藉由放電形成之電漿產生輻射(諸如，極紫外線輻射(EUV))，且尤其涉及燃料之高溫汽化以藉由朝向經汽化燃料引導激發光束來產生輻射。 電漿通常係由放電電極自經汽化燃料而產生，且產生所要輻射。如本文所使用，術語汽化被認為亦包括氣化，且在汽化之後的燃料可呈氣體(例如，達個別原子)及/或蒸汽(包含小的小滴)之形式。
為了產生在EUV波長下具有高強度之輻射，所使用之燃料可為(例如)鋰或錫。
可將固體或熔融金屬供應至電漿產生電極之放電表面且藉由用諸如雷射光束之激發光束進行輻照予以汽化，藉以，隨後可在放電表面之間藉由橫越該等電極之高電壓放電來產生高溫電漿。
在一合適配置中，經配置用於旋轉之放電電極(例如，圓盤、輪、圓柱或類似結構)係以相互間隔方式配置於經調整至經界定壓力之放電區中。通常，放電區中之壓力將為諸如氬氣之惰性氣體之2帕斯卡或更小。熔融燃料被固持於通常具有處於適當位置以使該燃料維持於熔融狀態之溫度控制系統之儲集器中。放電電極經配置成使得每一電極之一部分被浸潤於儲集器中之熔融金屬中，使得隨著放電電極旋轉，自儲集器牽引熔融金屬薄層且將熔融金屬薄層牽引至放電電極之旋轉表面上。來自雷射源之雷射光束聚焦於熔融金屬薄層上以使熔融金屬薄層汽化。在熔融金 屬因此被汽化的情況下，藉由橫越電極而施加高電壓來產生放電，且形成電漿。由放電電流對電漿之加熱及激發使電漿達到高溫，且自高溫電漿發射EUV輻射。舉例而言，EP-A-2211594中揭示此配置。
放電電極之旋轉允許在放電電極表面處提供用於電漿之燃料之新鮮供應。又，因為經受激發(雷射)光束且產生放電的電極表面之部分隨著電極旋轉而變化，所以相比於在使用靜態電極時之相同效應，電極表面處之熱尖峰及磨損縮減。
對於諸如上文所闡明之DPP輻射源，當出於操作原因(諸如，為了維護一部件可由輻射源形成之微影裝置)而中斷輻射之產生時會出現問題。
在使用時，產生輻射之電漿亦用以維持電極及儲集器上之清潔表面，但此維持係以產生碎屑粒子為代價，碎屑粒子係作為輻射產生之不理想副產物而產生。在輻射產生之任何中斷期間，需要使燃料金屬維持於熔融狀態，且維持電極旋轉，使得在中斷輻射產生的同時電極表面維持熔融金屬層。然而，此情形可導致熔融金屬之濕潤特性之降級，及/或放電電極表面之降級，且在中斷歷時較長時期(比如，30分鐘或更長)之後，熔融金屬可不再適當地濕潤電極表面。此情形可在放電發生於未濕潤區處的情況下潛在地引起對電極表面之損害，且因此，一種途徑係在中斷之後執行長久清潔操作，該清潔操作涉及在起動輻射產生 之前對電極表面進行移除及去污。此清潔操作可需要接取放電電極來移除放電電極以用於清潔，諸如，用於氧化物移除，且此情形可在可再次安全地產生輻射之前需要幾個小時之進一步延遲。此延遲係由於對在重新開始EUV產生之前冷卻裝置、使操作腔室達到大氣壓力、敞開腔室、交換放電電極、重新密封及抽空腔室且重新加熱系統之要求。或者，在中斷期間可在低位準下繼續放電及揮發之操作，但此情形可在中斷期間導致連續碎屑粒子產生，且仍可不足以提供足夠連續濕潤來准許在無對電極表面之損害之風險的情況下重新起始全EUV功率。
需要提供一種用於在輻射產生之中斷期間縮減電極表面及熔融燃料表面之清潔度及濕潤特性之損失、維持或改良該等特性的方式，其處理或解決先前技術中之問題中至少一些，諸如，上文所闡明之彼等問題。亦需要提供一種用於允許在中斷之後進行快速起動之方式，其貫穿中斷時期不會產生碎屑燃料粒子。
本發明之一個目標尤其係提供允許在已中斷輻射產生之後快速地重新起始用於DPP輻射源之能量輻射而無輻射源之實質降級的裝置及方法。
貫穿本說明書，術語「包含」意謂包括所指定之組份，但不應排除其他組份之存在。術語「基本上由......組成」意謂包括所指定之組份，但排除其他組份，惟作為雜質而存在之材料、由於用以提供該等組份之程序而存在之不可避免材料及為了除了達成本發明之技術效應以外之目的而 添加之組份除外。
無論何時適當，術語「包含」之使用亦可被視為包括「基本上由......組成」之涵義，且亦可被視為包括「由......組成」之涵義。
如本文所闡明之選用及/或較佳特徵可個別地或在適當時彼此組合地且特別是以如隨附申請專利範圍中所闡明之組合予以使用。用於本文所闡明之本發明之每一態樣的選用及/或較佳特徵亦在適當時適用於本發明之任何其他態樣。
根據本發明之一態樣，提供一種用於產生一輻射光束之輻射源，該輻射源包含：一儲集器，其經組態以固持一熔融金屬；放電電極，其經組態以將一熔融金屬層自該熔融金屬提供於該等放電電極之放電表面上；一激發光束源，其經組態以產生經組態以自該熔融金屬層產生經汽化金屬之一激發光束；及一第一電漿產生器，其經組態以藉由該等放電電極之該等放電表面之間的放電而自該經汽化金屬產生一第一電漿，該第一電漿在該輻射源用以產生輻射時產生輻射；其中該輻射源進一步包含一第二電漿產生器，該第二電漿產生器經組態以使用鄰近於該等放電電極之該等放電表面之一第二電漿激發源而在鄰近於該等放電表面之一惰性氣體中產生一清潔電漿。
根據本發明之一態樣，提供一種用於操作一輻射源之方 法，該輻射源包含：一儲集器，其經組態以固持一熔融金屬；放電電極，其經配置以將一熔融金屬層自該熔融金屬提供於該等放電電極之放電表面上；一激發光束源，其經配置以產生經配置以自該熔融金屬層產生經汽化金屬之一激發光束；一第一電漿產生器，其經配置以藉由該等放電電極之該等放電表面之間的放電而自該經汽化金屬產生一第一電漿，該第一電漿在該輻射源用以產生輻射時產生輻射；及一第二電漿產生器，其經配置以在鄰近於該等放電表面之一惰性氣體中產生一清潔電漿，第二電漿激發源經定位成鄰近於該等放電電極之該等放電表面，其中該方法包含：中斷由該第一電漿進行之該輻射產生；及起始該第二清潔電漿之產生。
根據本發明之一態樣，提供一種元件製造方法，該元件製造方法包含將一經圖案化輻射光束投影至一基板上，其中該輻射光束係由根據本發明之一態樣之一輻射源產生。
根據本發明之一態樣，提供一種微影裝置，該微影裝置包含：一照明系統，其經組態以調節一輻射光束；一支撐件，其經建構以支撐一圖案化元件，該圖案化元件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其經建構以固持一基板；及一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至 該基板之一目標部分上；其中該照明系統包含經配置以產生該輻射光束的根據本發明之一態樣之一輻射源。
根據本發明之一態樣，提供一種微影投影裝置，該微影投影裝置經配置以使用一輻射光束將一圖案自一圖案化元件投影至一基板上，其中照明系統包含經配置以產生該輻射光束的根據本發明之一態樣之一輻射源。
根據本發明之一態樣之該輻射源包含一儲集器，該儲集器經配置以固持一熔融金屬。合適地，此儲集器在其上部表面處敞開且係用該輻射源之一腔室予以定位。放電電極經配置以將一熔融金屬層自該熔融金屬提供於該等放電電極之放電表面上。
該輻射源包括一激發光束源，該激發光束源經配置以產生經配置以自該熔融金屬層產生經汽化金屬之一激發光束。通常，該激發光束源可為產生一雷射光束之一雷射，該雷射光束可通過包含透鏡及/或鏡面之一聚焦配置而聚焦至該熔融金屬層上。
一第一電漿產生器經配置以藉由該等放電電極之該等放電表面之間的放電而自該經汽化金屬產生一第一電漿。舉例而言，該第一電漿產生器可為一高電壓產生器，其中高電壓係橫越該等電極而施加。藉由穿過該經汽化金屬燃料的在該等放電電極之該等放電表面之間的一放電而產生之此電漿產生該第一電漿，該第一電漿在使用時又產生所需輻射光束。當需要諸如EUV輻射之輻射時，所使用之該金 屬可為諸如鋰或錫之一合適金屬，較佳地為錫。
本發明之該輻射源進一步包含一第二電漿產生器，該第二電漿產生器經配置以使用鄰近於(例如，經定位成處於或可經定位成接近於)該等放電電極之該等放電表面之一第二電漿激發源而在鄰近於該等放電表面之一惰性氣體中產生一清潔電漿。
清潔電漿「鄰近於」放電表面意謂：清潔電漿在使用時接觸放電表面及放電表面上之熔融金屬層。第二電漿源「接近於」放電表面意謂：第二電漿激發源經定位成或可經定位成處於一位置，使得該源在使用時不接觸放電表面或熔融金屬層，但足夠靠近而使得自該源所產生之清潔電漿在被產生時在使用時浸洗放電電極之間的間隙處之放電表面及熔融金屬層。通常，此情形將要求使第二電漿產生源定位成或可定位成與放電電極之間的間隙處之放電表面相隔小於10毫米(比如，小於5毫米)之距離。
惰性氣體可為任何合適惰性氣體，但較佳地為氬氣。當清潔電漿正被形成時，惰性氣體合適地在0.5帕斯卡或更大(諸如，2帕斯卡或更大)之壓力下存在於鄰近於放電電極之區中。合適地，可使用2帕斯卡或更小之氣體壓力。
放電電極合適地為經配置用於圍繞各別旋轉軸線之旋轉之一對相互間隔電極，比如，該等電極之間的間隙為10毫米或更小，諸如，5毫米或更小，其中每一放電電極之一部分被浸潤於熔融金屬中，其中放電電極經配置以藉由圍繞旋轉軸線之旋轉而將熔融金屬層提供於放電表面上。通 常，旋轉軸線可實質上平行於儲集器中之熔融金屬之自由表面，使得隨著放電電極圍繞其各別軸線而旋轉，自該自由表面牽引熔融金屬。舉例而言，放電電極之形狀可為輪狀或圓盤狀或圓柱狀，其中其外部表面充當放電表面。通常，放電電極將由諸如鎢或其類似者之合適導電金屬形成。將最容易橫越放電電極之間的間隙而進行放電，在該間隙中使燃料揮發且產生第一電漿。
第二電漿產生器可為用於自惰性氣體產生清潔電漿之任何合適產生器，例如，高電壓DC或AC源，其中第二電漿激發源(一對電極)可操作地連接至第二電漿產生器。詳言之，第二電漿產生器可為射頻(RF)產生器，且第二電漿激發源可為可操作地連接至RF產生器之RF天線。
第二電漿激發源可經配置以自遠離於放電電極之遠端部位可部署(亦即，可定位)至接近於放電電極之清潔部位。舉例而言，第二電漿源可位於經配置以在遠端部位與清潔部位之間移動第二電漿源之機器人臂之遠側末端處。
本發明之輻射源可進一步包含一控制器，該控制器經配置以在中斷由第一電漿進行之輻射產生之後起始該第二清潔電漿之產生。該控制器亦可經配置以在重新起始第一激發電漿之產生之前終止清潔電漿之產生。該控制器可包含一計算構件，諸如，經配置以執行一程式來提供用以可操作地控制輻射源之控制信號之電腦或微處理器。
通常，將藉由停止放電電極之間的放電及/或藉由(例如)經由中斷、停止或重新引導激發光束而使激發光束停止照 射於熔融金屬層上以便停止熔融金屬之揮發來達成輻射產生自第一電漿之中斷。合適地，在中斷期間將暫停放電及揮發兩者。
用於操作根據本發明之輻射源的本發明之方法包含在由第一電漿進行之輻射產生之中斷之後起始第二清潔電漿之產生。該方法通常亦可包含在第一激發電漿之產生之重新起始之前終止清潔電漿之產生。
惰性氣體可為在第一電漿產生器正產生第一電漿的同時存在之惰性氣體。換言之，在第一電漿正產生輻射的同時，惰性氣體可已經出於其他目的而用於或存在於輻射源中。舉例而言，為吾人所知的是使用氣簾以使諸如DPP源之輻射源中之熔融高速離子或中性原子/分子偏轉，且惰性氣體可為與出於此目的而使用之氣體相同的氣體。
在起始第二清潔電漿之產生之前，可在鄰近於放電電極之區中自初始壓力增加惰性氣體之壓力。在已停止清潔電漿之後，且在重新起始使用第一電漿之輻射產生之前、期間或之後，可縮減惰性氣體之壓力，例如，縮減回至如在清潔步驟之前所使用之初始壓力。合適地，所使用之惰性氣體可為氬氣。
可在藉由中斷放電來中斷輻射產生之後將第二電漿激發源自遠離於放電電極之遠端部位部署至接近於放電電極之清潔部位，且可在重新起始輻射產生之前將第二電漿激發源重新部署至遠端部位。
在清潔電漿之產生期間可量測第二電漿激發源之電特性 且將其用作對清潔電漿之監視。舉例而言，測定電特性可為第二電漿激發源之阻抗，或可為由第二輻射源遞送之功率。測定電特性可用以提供回饋信號以用於(例如)經由上文所描述之控制器而控制由第二電漿產生器供應至第二電漿激發源之功率。
現在將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部件。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的包括源收集器裝置SO之微影裝置100。
該裝置包含：- 照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，EUV輻射)；- 支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化元件(例如，光罩或比例光罩)MA，且連接至經組態以準確地定位該圖案化元件之第一定位器PM；- 基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至經組態以準確地定位該基板之第二定位器PW；及- 投影系統(例如，反射投影系統)PS，其經組態以將由圖案化元件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其 他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構MT以取決於圖案化元件MA之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，該圖案化元件是否被固持於真空環境中)的方式來固持該圖案化元件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化元件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構可確保圖案化元件(例如)相對於投影系統處於所要位置。
術語「圖案化元件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中創製圖案的任何元件。被賦予至輻射光束之圖案可對應於目標部分中所創製之元件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化元件可為透射的或反射的。圖案化元件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
類似於照明系統，投影系統可包括適於所使用之曝光輻射或適於諸如真空之使用之其他因素的各種類型之光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。可需要將真空用於EUV輻射， 此係因為其他氣體可能吸收過多輻射。因此，可憑藉真空壁及真空泵而將真空環境提供至整個光束路徑。
如此處所描繪，裝置為反射類型(例如，使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
參看圖1，照明器IL自源收集器裝置SO接收極紫外線輻射光束。用以產生EUV光之方法包括(但未必限於)用在EUV範圍內之一或多種發射譜線將具有至少一元素(例如，氙、鋰或錫)之材料轉換成電漿狀態。在一種此類方法(常常被稱為雷射產生電漿「LPP」)中，可藉由用雷射光束來輻照燃料(諸如，具有所需譜線發射元素之材料的小滴、串流或叢集)而產生所需電漿。源收集器裝置SO可為包括雷射(圖1中未繪示)之EUV輻射系統之部件，該雷射用於提供激發燃料之雷射光束。所得電漿發射輸出輻射，例如，EUV輻射，該輻射係使用安置於源收集器裝置中之輻射收集器予以收集。舉例而言，當使用CO2雷射以提供用於燃料激發之雷射光束時，雷射及源收集器裝置可為分離實體。
在此等狀況下，不認為雷射形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統而自雷射傳遞至源收集器裝置。在其他狀況 下，舉例而言，當源為放電產生電漿EUV產生器(常常被稱作DPP源)時，源可為源收集器裝置之整體部件。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如，琢面化場鏡面元件及琢面化光瞳鏡面元件。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化元件(例如，光罩)MA上，且係由該圖案化元件圖案化。在自圖案化元件(例如，光罩)MA反射之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器PS2(例如，干涉量測元件、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器PM及另一位置感測器PS1可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化元件(例如，光罩)MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化元件(例如，光罩)MA及基板W。
所描繪裝置可用於以下模式中至少一者中：
1.步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩 台)MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。
2.掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構(例如，光罩台)MT之速度及方向。
3.另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化元件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在一掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化元件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化元件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。
圖2更詳細地展示裝置100，其包括源收集器裝置SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器裝置SO經建構及配置成使得可將真空環境維持於源收集器裝置SO之圍封結構220中。可藉由放電產生電漿源形成EUV輻射發射電漿210。可藉由氣體或蒸汽(例如，Xe氣體、Li蒸汽或Sn蒸汽)產生EUV輻射，其中創製極熱電漿210以發射在電磁光 譜之EUV範圍內之輻射。藉由(例如)造成至少部分離子化電漿之放電來創製極熱電漿210。為了輻射之有效率產生，可需要為(例如)10帕斯卡之分壓之Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他合適氣體或蒸汽。在一實施例中，提供受激發錫(Sn)電漿以產生EUV輻射。
由熱電漿210發射之輻射係經由定位於源腔室211中之開口中或後方的選用氣體障壁或污染物截留器230(在一些狀況下，亦被稱作污染物障壁或箔片截留器)而自源腔室211傳遞至收集器腔室212中。污染物截留器230可包括通道結構。污染截留器230亦可包括氣體障壁，或氣體障壁與通道結構之組合。如在此項技術中所知，本文進一步所指示之污染物截留器或污染物障壁230至少包括通道結構。
收集器腔室212可包括可為所謂掠入射收集器之輻射收集器CO。輻射收集器CO具有上游輻射收集器側251及下游輻射收集器側252。橫穿收集器CO之輻射可自光柵光譜濾光器240反射以聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常被稱作中間焦點，且源收集器裝置經配置成使得中間焦點IF位於圍封結構220中之開口221處或附近。虛擬源點IF為輻射發射電漿210之影像。
隨後，輻射橫穿照明系統IL，照明系統IL可包括琢面化場鏡面元件22及琢面化光瞳鏡面元件24，琢面化場鏡面元件22及琢面化光瞳鏡面元件24經配置以提供在圖案化元件MA處輻射光束21之所要角分佈，以及在圖案化元件MA處輻射強度之所要均一性。在由支撐結構MT固持之圖案化 元件MA處輻射光束21之反射後，隨即形成經圖案化光束26，且由投影系統PS將經圖案化光束26經由反射器件28、30而成像至由晶圓載物台或基板台WT固持之基板W上。
比所示器件多之器件通常可存在於照明光學件單元IL及投影系統PS中。取決於微影裝置之類型，可視情況存在光柵光譜濾光器240。另外，可存在比諸圖所示之鏡面多的鏡面，例如，在投影系統PS中可存在比圖2所示之反射器件多1至6個的額外反射器件。
如圖2所說明，收集器光學件CO被描繪為具有掠入射反射器253、254及255之巢套式收集器，僅僅作為收集器(或收集器鏡面)之實例。掠入射反射器253、254及255經安置成圍繞光軸O軸向地對稱，且此類型之收集器光學件CO係較佳地結合放電產生電漿源(常常被稱為DPP源)予以使用。
或者，源收集器裝置SO可為如圖3所示之LPP輻射系統之部件。雷射LA經配置以將雷射能量沈積至諸如氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)之燃料中，從而創製具有數十電子伏特之電子溫度之高度離子化電漿210。在此等離子之去激發及再結合期間所產生之高能輻射係自電漿發射、由近正入射收集器光學件CO收集，且聚焦至圍封結構220中之開口221上。
轉至圖4，此圖展示根據本發明之一態樣的輻射源之示意性表示。該圖展示經配置以由馬達42圍繞輪軸41而旋轉之一對圓盤狀放電電極40的平面圖。放電電極40浸漬至被 固持於儲集器(圖中未繪示)中之熔融錫之自由表面中且各自在展示該表示之頁面之平面外朝向檢視者而旋轉，其中放電電極40彼此最靠近，以便自儲集器中之熔融錫拉出錫層43且拉動至放電電極40之相鄰緣邊上。
雷射44經配置以引導經聚焦雷射光束45通過透鏡46以照射於放電電極40中之一者之緣邊處的熔融錫層上。第一電漿產生器係橫越該對電極而連接以在該對電極之間提供高電壓，從而導致在放電電極40之間的間隙區中自由於經聚焦雷射光束45至熔融錫層43上之照射而形成之經汽化錫產生第一電漿47。
充當第二電漿激發源之RF天線48係以實線形式被展示於遠離於經形成有第一電漿47之區且遠離於放電電極之遠端部位49R處，且亦係使用虛線被展示為位於接近於放電電極之位置48C處，其中箭頭展示RF天線如何(例如)藉由機器人臂(圖中未繪示)而可位於該2個位置之間。RF天線48可操作地連接至第二電漿產生器(圖中未繪示)，對於此實例，第二電漿產生器為射頻(RF)產生器。RF天線被示意性地展示。實務上，為了使由第二電漿激發源產生之清潔電漿清潔兩個電極，可合適地塑形第二電漿激發源，或例如，可使用一對電漿激發源，一個電漿激發源用於清潔每一電極。
圖5之流程圖中闡明如圖4所示之裝置之使用。在使用DPP輻射源以產生EUV輻射期間，自第一電漿47產生EUV輻射，其中經聚焦雷射光束45使放電電極40之緣邊處之熔 融錫汽化且其中第一電漿產生器連接於該對放電電極40之間以提供放電電極40之放電表面之間的放電，從而產生第一電漿47。在對裝置進行此操作以產生EUV輻射期間，使在放電電極40附近(亦即，鄰近於放電電極40)之氬氣壓力維持於0.5帕斯卡或更小。
當有必要中斷EUV輻射之產生以便(例如)進行對使用輻射源之微影裝置之維護時，藉由停止放電電極40之間的放電且藉由經由切斷雷射44而中斷經聚焦雷射光束45至熔融錫層43上之照射來中斷EUV輻射。
隨後，將第二電漿源(RF天線48)自遠離於放電電極40之位置48R移動至接近於該等放電電極之位置48C。在此時，在鄰近於放電電極40之區中增加固持所示裝置(該圖中未繪示)之腔室內之氬氣壓力以達到2帕斯卡之壓力。維持放電電極40之連續旋轉，亦維持儲集器中之熔融錫之溫度，以便使該錫維持於熔融狀態且以便維持存在於旋轉放電電極40之緣邊上之熔融錫層43。
接著致動第二電漿產生器(其為可操作地連接至RF天線48之射頻產生器(圖中未繪示))，以便在鄰近於旋轉放電電極40之區中產生清潔電漿且在EUV輻射產生之引入正在進行的同時維持清潔電漿之存在。
當需要重新起始EUV輻射產生時，藉由切斷第二電漿產生器來停止清潔電漿之產生且將氬氣壓力縮減回至其小於0.5帕斯卡之原始值。接著藉由經由接通雷射44而重新開始用經聚焦雷射光束45對熔融錫層43進行激發來重新起始 EUV輻射之產生，且藉由使用連接於放電電極40之間的第一電漿產生器而開始放電電極40之間的放電來重新產生電漿47。
如上文所闡明的本發明之輻射源及使用方法提供數個有利特徵。
第二電漿激發源48可經配置以自遠離於放電電極之遠端部位48R可部署(亦即，可定位)至接近於放電電極40之清潔部位48C會允許在必要時產生清潔電漿，而在正產生輻射的同時不干涉第一電漿47。接近於放電電極40之第二電漿激發源48之存在可在用於輻射產生之輻射源之正常操作期間以其他方式干涉第一電漿之產生。
當在輻射產生之中斷期間暫停放電及揮發兩者時，應在中斷輻射產生的同時縮減或消除不理想碎屑粒子之產生，從而有助於防止沈積物積聚於輻射源內之表面上或形成可使用輻射源之任何微影裝置之部件的諸如鏡面及光學件之表面上。
當在第一電漿產生器正產生第一電漿的同時已經存在惰性氣體時，此情形促進實行本發明。可能已經提供該氣體以用於裝置中，例如，用作氣簾以使熔融碎屑粒子偏轉。此情形簡化本發明至諸如現有DPP EUV輻射源之現有裝置中之併入，此係因為現有惰性氣體供應件亦可用以提供用於清潔電漿之氣體。
如已經解釋，在起始第二清潔電漿之產生之前，可在鄰近於放電電極40之區中自初始壓力增加惰性氣體之壓力。 在已停止清潔電漿之後，且在重新起始使用第一電漿之輻射產生之前、期間或之後，可縮減惰性氣體之壓力，例如，縮減回至如在清潔步驟之前所使用之初始壓力。此情形提供如下優點：在正產生輻射的同時存在於輻射源內之氣體壓力可保持於最小值，以便縮減由於該氣體之存在而引起的對該輻射之不當吸附，同時可在中斷輻射產生的同時使用給出由第二清潔電漿進行之較好清潔之較高氣體壓力。此情形由於氣體針對EUV輻射之高吸收率而特別有用於EUV輻射源。
合適地，可在輻射源之操作期間或在清潔電漿處於操作中的同時之中斷期間使惰性氣體壓力維持於2帕斯卡或更小，諸如，自0.5帕斯卡至2帕斯卡。在中斷期間使用較高氣體壓力的情況下，選擇足以提供清潔電漿但足夠低以避免對輻射之實質吸收之壓力會避免在縮減惰性氣體壓力的同時引起表面污染之任何風險。
當在清潔電漿之產生期間量測第二電漿激發源之電特性且將其用作對清潔電漿之監視時，可監視清潔操作之有效性以確保直至已適當地清潔放電電極才重新起始輻射產生。測定電特性可用以提供回饋信號以用於(例如)經由控制器而控制由第二電漿產生器供應至第二電漿激發源之功率，以確保清潔電漿適當地而不過度地強力。舉例而言，取決於電極表面之氧化程度，可需要不同的清潔電漿功率。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使 用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，例如，以便創製多層IC，使得本文所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化元件中之構形(topography)界定創製於基板上之圖案。可將圖案化元件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化元件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以 與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，可在EUV輻射產生之引入期間使用氬氣之恆定壓力而非增加氬氣之壓力來進行本發明之輻射源之操作。舉例而言，第二電漿激發源48可固定於接近於放電電極40之間的間隙之位置中，而非可部署於遠離於放電電極40之48R之位置與接近於放電電極40之48C之位置之間。以上描述意欲為說明性的而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
可認為術語「EUV輻射」涵蓋具有在5奈米至20奈米之範圍內(例如，在13奈米至14奈米之範圍內，例如，在5奈米至10奈米之範圍內，諸如，6.7奈米或6.8奈米)之波長的電磁輻射。
應理解，雖然在該描述中諸如「較佳的」、「較佳地」或「更佳的」之詞語之使用間接表明如此描述之特徵可能理想，但其仍然可能不必要，且可能將缺乏此特徵之實施例預料為在如附加申請專利範圍中所界定的本發明之範疇內。關於申請專利範圍，吾人希望，當將諸如「一」、「至少一」或「至少一部分」之詞語用於一特徵前方時，不存在將申請專利範圍限於僅一個此類特徵之意圖，除非在申請專利範圍中予以特定相反地陳述。當使用語言「至少一部分」及/或「一部分」時，該項目可包括一部分及/或整個項目，除非予以特定相反地陳述。
21‧‧‧輻射光束
22‧‧‧琢面化場鏡面元件
24‧‧‧琢面化光瞳鏡面元件
26‧‧‧經圖案化光束
28‧‧‧反射器件
30‧‧‧反射器件
40‧‧‧圓盤狀放電電極/旋轉放電電極
41‧‧‧輪軸
42‧‧‧馬達
43‧‧‧熔融錫層
44‧‧‧雷射
45‧‧‧經聚焦雷射光束
46‧‧‧透鏡
47‧‧‧第一電漿
48C‧‧‧位置/清潔部位
48R‧‧‧位置/遠端部位
100‧‧‧微影裝置
210‧‧‧極紫外線輻射發射電漿/極熱電漿/高度離子化電漿
211‧‧‧源腔室
212‧‧‧收集器腔室
220‧‧‧圍封結構
221‧‧‧開口
230‧‧‧氣體障壁/污染物截留器/污染截留器/污染物障壁
240‧‧‧光柵光譜濾光器
251‧‧‧上游輻射收集器側
252‧‧‧下游輻射收集器側
253‧‧‧掠入射反射器
254‧‧‧掠入射反射器
255‧‧‧掠入射反射器
B‧‧‧輻射光束
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧輻射收集器/近正入射收集器光學件
IF‧‧‧虛擬源點/中間焦點
IL‧‧‧照明系統/照明器
LA‧‧‧雷射
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化元件
MT‧‧‧支撐結構
O‧‧‧光軸
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影系統
PS1‧‧‧位置感測器
PS2‧‧‧位置感測器
PW‧‧‧第二定位器
SO‧‧‧源收集器裝置
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；圖2為裝置100之更詳細視圖；圖3為圖1及圖2之裝置之源收集器裝置SO的更詳細視圖；圖4描繪根據本發明之一實施例的DPP輻射源之示意性平面圖；及圖5展示描繪根據本發明之一態樣的操作DPP輻射源之方法之實施例之步驟的示意性流程圖。
40‧‧‧圓盤狀放電電極/旋轉放電電極
41‧‧‧輪軸
42‧‧‧馬達
43‧‧‧熔融錫層
44‧‧‧雷射
45‧‧‧經聚焦雷射光束
46‧‧‧透鏡
47‧‧‧第一電漿
48C‧‧‧位置/清潔部位
48R‧‧‧位置/遠端部位

Claims (15)

  1. 一種用於產生一輻射光束之輻射源，其包含：一儲集器，其經組態以固持一熔融金屬；放電電極，其經組態以將一熔融金屬層自該熔融金屬提供於該等放電電極之放電表面上；一激發光束源，其經組態以產生經組態以自該熔融金屬層產生經汽化金屬之一激發光束；及一第一電漿產生器，其經組態以藉由該等放電電極之該等放電表面之間的放電而自該經汽化金屬產生一第一電漿，該第一電漿在該輻射源用以產生輻射時產生輻射；其中該輻射源進一步包含一第二電漿產生器，該第二電漿產生器經組態以使用鄰近於該等放電電極之該等放電表面之一第二電漿激發源而在鄰近於該等放電表面之一惰性氣體中產生一清潔電漿。
  2. 如請求項1之輻射源，其中該等放電電極包含經組態以圍繞各別旋轉軸線而旋轉之一對相互間隔電極，其中每一放電電極之一部分被浸潤於該熔融金屬中，該等放電電極經組態以藉由圍繞該等旋轉軸線之旋轉而將該熔融金屬層提供於該等放電表面上。
  3. 如請求項1或2之輻射源，其中該激發光束源為一雷射。
  4. 如請求項1或2之輻射源，其中該第二電漿產生器為一射頻(RF)產生器，且該第二電漿激發源為一RF天線。
  5. 如請求項1或2之輻射源，其中該第二電漿激發源經組態 以自遠離於該等放電電極之一部位可部署至鄰近於該等放電電極之一清潔部位。
  6. 如請求項1或2之輻射源，其進一步包含一控制器，該控制器經組態以在中斷由該第一電漿進行之輻射產生之後起始該第二清潔電漿之產生。
  7. 一種用於操作一輻射源之方法，該輻射源包含：一儲集器，其經組態以固持一熔融金屬；放電電極，其經配置以將一熔融金屬層自該熔融金屬提供於該等放電電極之放電表面上；一激發光束源，其經配置以產生經配置以自該熔融金屬層產生經汽化金屬之一激發光束；一第一電漿產生器，其經配置以藉由該等放電電極之該等放電表面之間的放電而自該經汽化金屬產生一第一電漿，該第一電漿在該輻射源用以產生輻射時產生輻射；及一第二電漿產生器，其經配置以在鄰近於該等放電表面之一惰性氣體中產生一清潔電漿，第二電漿激發源經定位成鄰近於該等放電電極之該等放電表面，其中該方法包含：中斷由該第一電漿進行之該輻射產生；及起始該第二清潔電漿之產生。
  8. 如請求項7之方法，其中在該第一電漿產生器正產生該第一電漿的同時提供該惰性氣體。
  9. 如請求項8之方法，其中在起始該第二清潔電漿之產生之前在鄰近於該等放電電極之一區中自一初始壓力增加惰性氣體之壓力。
  10. 如請求項7至9中任一項之方法，其中該惰性氣體為氬氣。
  11. 如請求項7至9中任一項之方法，其中在藉由中斷該放電來中斷該輻射產生之後將該第二電漿激發源自遠離於該等放電電極之一遠端部位定位至接近於該等放電電極之一清潔部位，且其中在重新起始輻射產生之前將該第二電漿激發源重新部署至該遠端部位。
  12. 如請求項7至9中任一項之方法，其中在產生該清潔電漿期間量測該第二電漿激發源之一電特性且將其用作對該清潔電漿之一監視。
  13. 一種元件製造方法，其包含將一經圖案化輻射光束投影至一基板上，其中該輻射光束係由一如請求項1至6中任一項之輻射源產生。
  14. 一種元件製造方法，其包含將一經圖案化輻射光束投影至一基板上，其中該輻射光束係使用一輻射源予以產生，該輻射源包含：一儲集器，其經配置以固持一熔融金屬；放電電極，其經配置以將一熔融金屬層自該熔融金屬提供於該等放電電極之放電表面上；一激發光束源，其經配置以產生經配置以自該熔融金屬層產生經汽化金屬之一激發光束；一第一電漿產生器，其經配置以藉由該等放電電極之該等放電表面之間的放電而自該經汽化金屬產生一第一電漿，該第一電漿在該輻射源用以產生輻射時產生輻 射；及一第二電漿產生器，其經配置以使用經定位成或可經定位成接近於該等放電電極之該等放電表面之一第二電漿激發源而在鄰近於該等放電表面之一惰性氣體中產生一清潔電漿；其中該輻射源係根據如請求項7至12中任一項之方法而操作。
  15. 一種微影投影裝置，其經配置以使用一輻射光束將一圖案自一圖案化元件投影至一基板上，其中照明系統包含經配置以產生該輻射光束的如請求項1至6中任一項之輻射源。
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