TW469756B - Plasma focus high energy photon source - Google Patents

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A7 B7 4 69 75 6 五、發明說明（1 ) 本案為美國專利申請案第09/268,243號，申請日1999 年3月15曰及美國專利申請案第09/093,416號，申請日1998 年6月8日（筚案為第〇8/854,507號申請案之部份連續案，今 曰為美國專利第5,763,930號）之部份連續索《本發明係關 高能光子源及特別係關高度可靠之X光及高能紫外光源β 發明背景 半導體產業持續發展光刻技術，其可印刷不斷縮小的 積體電路維度。此等系統必須具有高度可信度，具有成本 效益的產量以及合理的製程寬容度。積體電路製造業目前 由采G線（436毫微米）及I線（365毫微米）曝光光源改成248毫 微米及193毫微米準分子雷射光源。此種變遷係由於需要 有更高的光刻術解析度而焦深的損失減至最低因而促成此 種改變。 積體電路產業的需求很快即將超越193毫微米曝光光 源的解析度能力，因此需要有一種於比193毫微米顯著更 短波長的可靠曝光光源。準分子雷射線存在於157毫微米 ，但具有於此種波長的足夠透射且夠高光學品質的光學材 料難以獲得。因此，可能需要全反射成像系統。一種全反 射光學系統需要比透射系統更小的數值孔徑。由於數值孔 徑較小造成的解析度損失唯有藉由以大因數縮小波長來彌 補。如此，若欲將光刻術的解析度改進至超過193毫微米 或157毫微米所能達成的解析度’則要求光源係於10毫微 米之範圍。 高能紫外光及X光光源的業界現況利用使用雷射束、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） T---Γ---------------.--訂---------線-^ (請先Mtt背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財JL-局員Η消費合作杜印製 A7 —-_E_—_ 玉、發明說明（2 ) 電子或其它粒子撞擊各種起材產生的電漿。曾經使用固趙 靶’但溶蝕固體靶產生的碎屑對意囷供生產線操作用的系 統的各個組件造成有害影響。提議的碎屑問題解決之道係 使用冷床液想或冷冻氣艘乾，故碎屑將不會链出於光學設 備上。但，並無任何系統證實可實際用於生產線作業。 多年來也眾所周知X光及高能紫外輻射可於電漿夾斷 作業產生。於電漿夾斷中，電流通過呈若干可能配置之一 的電漿，因此經由電流流動形成磁場加速電漿的電子及離 子以足夠能量進入微小容積而致使外部電子實質上由離子 剝脫’結果產生X光及高能紫外輻射•多種由聚焦或失斷 電漿產生的高能輻射之先前技術說明於下列專利案： •J.M. Dawson，「X光產生器」，美國專利第3,961，197 號，1976年6月1曰。 •T.G. Roberts等人，「強力致能電子束輔助X光產生器 」，美國專利第3,969,628號· 1976年7月13曰。 •J.H. Lee，「圓内旋轉線夾緊裝置」，美國專利第 4,042,848號，1977年 8 月 16 曰。 •L. Cartz等人，「雷射束電漿夾斷X光系統」，美國專 利第4,504,964號，1985年3月12曰。 •A. Weiss等人，「電漿夾斷X光裝置」，美國專利第 4,536,884號，1985 年 8 月 20 日。 •8.1*811^511，「又光源」，美國專利第4,538,291號，1985 年8月27曰。 •A. Weiss等人，「X光光刻術系統」，美國專利第 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----- - --------裝！---- 訂---------線 (請先閱讀背面之注帝？事項再填寫本頁) 4 6 9 75 6 a： B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3 ) 4,618,971 號，1986年 10月 21 曰。 •A. Weiss等人，「電漿夾斷X光方法」，美國專利第 4,633,492號，1986年 12月 30 日。 •I. Okada，Y. Saitoh，「X光源及X光光刻術方法」， 美國專利第4,635,282號，1987年1月6曰。 •R.P. Gupta等人’「多重真空弦導出電漿夾斷X光源」 ，美國專利第4,751,273號，1988年6月14曰。 •R.P. Gupta等人，「氣體放電導入環形電漿夾斷X光源 」，美國專利第4,752,946號，1988年6月21曰。 •J.C. Riordan ’ J.S. Peariman，「用於X光源之濾波裝 置」，美國專利第4,837,794號，1989年6月6曰。 •D.A. Hammer，D.H. Kalantar，「使用 X失斷X光源之 微影光刻術之方法及裝置」，美國專利第5,〗02,776號，1992 年4月7曰。 •M.W. McGeoch，「電漿X光源j，美國專利第5,504,795 號，1996年4月2曰。 典型先前技術電漿聚焦裝置可產生大量適合用於近X 光光刻術之輻射，但受限於重複率，原因在於每一脈衝需 要大電能，且内部組件壽命短。此等系統儲存的電能需求 係在1千焦至100千焦之範圍》重複率典型不超過每秒數個 脈衝。 需要有生產線上可靠且簡單的系統來產生高能子外及 X光輻射，其可以高重複率操作且避免先前技術之碎屑形 成關聯的問題。 ^---«ΤΙΙΙΜΊ — J — —^ ^il — {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> ϋ ί 訂-----

4— I 線< 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 6 經濟部智慧財產局曼-X消.f合作—印製 A7 ______B7___ 五、發明說明（4 ) 發明概述 本發明提供高能光子源。一對電漿夾斷電極受制於真 空腔室。腔室含有加工氣體，其包括貴緩衝氣體及選用於 提供預定譜線的活性氣體。脈衝電源提供電脈衝，於夠高 電壓足夠形成電極間的放電來產生極高溫、高密度電漿夾 斷於加工氣體’提供於活性氣體譜線的輻射。外部反射譜 線集極導向器收集_電漿夾斷產生的輻射且導引輻射於預 定方向。較佳具體實施例中，活性氣艘為鋰蒸氣，而緩衝 氣趙為氦氣’輻射集極係以具有高擦掠入射反射率的材料 製成或塗布。上選反射器材料為鉬、纪、釕、錢' 金或鎮 其它較佳具體實施例中，緩衝氣體為氬氣，鋰氣體係 經由於沿同轴電極配置的中心電極軸線上一孔内設置固體 或液體鋰氣化產生。較佳具雔實施例中，碎屑係收集於雜 形巢套碎屑收集器，且表面對準由夹斷位置延伸出的光線 ，且導引朝向輻射集極導向器。錐形巢套碎屑收集器及輻 射集極導向器係維持於約400eC之溫度範圍，該溫度係高 於鋰熔點但實質上低於鎢熔點。鎢及鋰蒸氣將收集於碎肩 收集器上’但鋰將由碎屑收集器及集極導向器蒸發去除， 而鎮將永久性殘留於碎屑收集器上，因此不會被收集於輕 射集極導向器上因而劣化輻射集極導向器的反射率。反射 輻射集極導向器及錐形巢套碎屑收集器可共同製造成為一 個部件，或可為彼此對準及對準夹斷位置的分開部件。 較佳具體實施例中，設置一獨特腔室窗，該窗設計成 — — — — — — — — — — — — — ---I — — II — 111 — I — ί琦先閱讀背面之注意事項再填寫本s>

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 469 756 a； Β7 五、發明說明（5 ) 可透射EUV光而反射低能光包括可見光。窗較佳為直徑小 ，由極薄材料例如矽或鈹安裝組成因而提供入射光束擦掠 入射角約10度。 申請人說明由申請人及其同仁足夠的緻密電漿聚焦 (DPF)原型裝置做為極端紫外光（EUV)光刻術光源係採用 全固態脈衝電源驅動》使用來自真空光罩光譜儀組合使用 矽光電二極體測量結果，申請人發現於鉬/矽鏡反射譜帶 以内之輻射有實質量可使用雙重游離鋰的13.5毫微米發光 光線產生。此種原型DPF將每個脈衝25焦耳儲存電能轉成 約0.76焦耳譜帶内13.5毫微米輻射發射成4π球面度。此種 裝置的脈衝重複率性能已經研究至高達200赫資料電源供 應器極限。高達此重複率並未發現每脈衝的UEV輸出顯著 降低。於200赫，脈衝至脈衝能穩定度測量值為σ= 6%且 未見損失脈衝。此種原型DPF裝置的電路及操作連同若干 較佳修改的說明呈現，意圖用以改良穩定性、效果及性能 〇 本發明提供一種EUV光刻術的實施例，EUV光刻術用 於可靠高亮度EUV光源，帶有發射特性良好匹g己|§/梦或 鉬/鈹鏡面系統的反射譜帶。由於提出的全反射EUV光刻 術工具為基於裂隙掃描系統，故本發明提供具有高度重複 率能力的EUV光源。 圖式之簡單說明 第1圓為高能光子源略圖表示本發明之較佳具體實施 例β 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)A4規格<210 χ 297公爱〉 8 τ--Jil—Λ------( '我--------訂---------線- (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（6 ) 第2圖為三維電漿夾斷裝置帶有盤形電極之略圖。 第3圈為本發明之第三較佳具體實施例之略圖。 第4圖為本發明之較佳具體實施例之較佳電路圖-第5圖為由申請人及其同仁建立之原型單元之略圖。 第6困為由原型單元產生脈衝形狀。 第7圖顯示由拋物面集極產生的EUV光束部份。 第8圏顯示13.5毫擞米鋰峰相對於MoSi塗層的反射率 〇 第9囷顯示巢套錐形碎屑收集器。 第10圚顯示用於反射可見光及透射EUV光之薄鈹窗。 第11圖為圖表顯示各種材料對13.5毫微米紫外輻射之 反射率。 較佳具體實施例之詳細說明 第一較佳具體實施例 高能紫外光源之簡化圖示於第1圊。主要組件為電漿 失斷單元2，高能光子集極4及中空光管6»電漿夾斷光源 包含同軸電極8，係由低電感脈衝電源電路10供電》本較 佳具體實施例之脈衝電源電路為高電壓能量有效電路，可 以1000赫速率對同轴電極8提供於1千伏至2千伏範圍之約5 微秒脈衝。 小量加工氣想，例如氛氣及链蒸氣混合氣體存在於電 極8基底附近，如第1圖所示。於各高電壓脈衝，由於前置 游離或自行崩潰，介於同轴電極8之内電極與外電極間發 生突崩崩潰。突崩過程發生於緩衝氣體游離氣體且於電極 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） nlnlllnln — — — —— — I— > — —— — — 1! rlt先閱讀背面之注专？事項再填鸾本 4 6 9 75 6 A7 _________ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（7 ) 基底介於一電極間產生導電電裝。一旦存在有導電電漿， 電流流經内電極舆外電極間^本較佳具體實施例中，内電 極係於高正電壓，外電極係於地電壓，電流將由内電極流 至外電極’如此電子將流向中心而陽離子將流離中心。此 種電流流動產生磁場’磁場作用於移動的電荷載子加速其 遠離同抽電極8基底。 當電漿到達中心電極末端時’電漿上的電力及磁力夾 斷電漿至環繞一點11的「焦點」，點11係沿中心電極中線 且距中心電極端點一段短距離，電漿的壓力和溫度快速升 高到達極高溫’某些情況下甚至遠高於太陽表面溫度！電 極維度與電路的總電腦較佳調整為最理想來與電漿產生預 定的黑體溫度。為了產生13毫微米範圍的輻射，要求約1〇〇 電子伏特的黑體溫度。通常，用於特定同軸配置，溫度將 隨著電脈衝電壓的增高而升高。輻射典型中於軸向方向略 為不規則而於徑向方向略為高斯狀。典型光源的徑向維度 為100-300微米及長度約4毫米。 大半技術參考文獻說明的先前技術電漿夾斷單元中， 輻射點於各方向發射輻射，光譜近似黑體·加工氣體的鋰 的用途係縮窄來自輻射點的輻射光譜* 裡蒸氣 雙重游離鋰具有電子變遷於13.5毫微米，且於氦緩衝 氣體做為輻射來源原子。雙重游離鋰為絕佳選擇，理由有 二。第一理由為鋰的熔點低及蒸氣壓高。由輻射點射出的 鋰藉由單純加熱表面至高於180°C即可避免鋰鍍敷於腔室 <請先閲讀背面之it意事項再填寫本頁) 装 訂----- 線f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 * 297公« ) 10 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（8 ) 壁及收集光學裝置上。然後氣相鋰可使用標準渦輪分子粟 送技術連同氦緩衝氣體由腔室泵送出。且鋰單純藉冷卻氣 體而容易由氦氣分離》 塗布材料可用於13_5毫微米提供良好反射。第8圊顯 示鋰峰於已公開的MoSi反射率關係》 使用短做為來源原子的第三優點為未游離鐘具有對 13.5毫微米轄射的低吸收截面積》此外，任何由賴射點射 出的游離鋰皆容易使用中等電場掃除》剩餘未游離鋰實質 上可透射13.5毫微米輻射。目前最普遍提議的13毫微米範 圍來源係使用雷射融蝕冷凍氙喷射。此種系統於次一脈衝 前實質上必須捕捉全部被喷射的氙，原因在於氙於13毫微 米的吸收截面積大故。 輻射集極 於輻射點產生的輻射係一致發射入完整4π球面度《需 要某型收集光學裝置來捕捉此種輻射且將輻射導向光刻術 工具。先前提議的13毫微米光源提示之收集光學裝置係基 於使用多層電介質塗布銳。使用多層電介質鏡可於大角度 範圍達成高收集效牟*任何可產生碎屑的輻射源將塗布此 等電介質鏡且劣化其反射率，如此降低來自光源的收集輸 出。較佳系統將有電極溶蝕問題，如此隨著時間的經過劣 化位在輻射點附近的任何電介質鏡。 若干材料可用於13.5毫微米紫外光之小擦掠入射角的 高反射率。其中數幅線圖顯示於第11圖。最佳選擇包括紹 、铑及鎢。集極可由此等材料製造，但較佳施用成為基材 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公；g ) 11 — — —— — — — — — — — —— *11 — — — — — « — —— — III (請先Batl背面之注意事項再填寫本頁) 4 6 9 75 6 Λ. A/ B7 五、發明說明（9 ) 結構材料例如媒上的塗層。此種錐形截面可藉電链錄於活 動心轴上準備。 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 為了製.造可接受大錐角的集極，若干錐形載面可彼此 巢套。各錐形裁面採用多於一次輻射反射來重新導向輻射 錐形截面於預定方向。設計最接近擦掠入射的收集作業將 產生最可忍受溶蝕電材料沉積的集極^鏡面，例如此種鏡 面的擦掠入射反射率強烈根據銳面表面粗度決定β對表面 粗度的關係隨著入射角趨近於擦掠入射減低β估計可收集 且導引於至少25度實心角發射的13毫微米輻射。較佳導引 輻射至光管的集極顯示於第1，2及3圖》 鎢電極_集極之鎢塗層 選擇外部反射集極材料之較佳方法為集極上的塗布材 料同電極材料。鎢為一種相當有展望的候選者，原因在於 鎢具有做為電極的性能，且其於13毫微米的折射指數實際 為0.945。對電極及鏡面塗層使用相同材料可減少當溶姓 電極材料鍍於收集鏡面上時鏡面反射率的減低。 銀電極及塗層 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*J^ 銀亦為電極及塗層的絕佳選擇，原因在於銀於13毫微 米也具有低折射指數，且具有高導熱性因此可做更高重複 率作業。 錐形巢套碎屑收集器 另一較佳具體實施例中，集極導向器藉碎屑收集器保 護表面不受氣化電極材料污染，碎屑收集器於鎢蒸氣到達 集極導向器5前收集全部鎢蒸氣。第9圖顯示錐形巢套碎屑 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格<210 * 297公爱） 經 濟 部 智 慧」 財 產 局 員 工 消 -費 合 作 杜 印 製 A7 B7 五、發明說明（10 ) 收集器5用於收集由電漿失斷形成的碎屑。碎屑收集器5包 含巢套錐形截面，表面對準由夾斷位置中心延伸出的光線 且導引朝向集極導向器4» 收集的碎屑包括來自鎢電極的氣化鎢及氣化鋰。碎屑 收集器附著於或構成輻射集極導向器4的一部份。二收集 器皆由鍍鎳基材製成。輻射集極導向器4塗布鉬或铑獲得 極高反射率。較佳二收集器被加熱至約4〇〇乞，且實質上 高於鋰熔點但實質低於鎢熔點。鋰及鎢蒸氣將收集於碎屑 收集器5表面上’但链將會蒸發去除至裡收集於集極導向 器4的程度’很快隨後也蒸發去除。鎮一旦收集於碎屑收 集器5將永久停留於該處β 第7圊顯示申請人設計的收集器之光學特色。收集器 包含5個巢套擦掠入射拋物面反射鏡，但附圖僅顯示$個反 射鏡中的3個。2個内側反射鏡未顯示出。本圖中收集角為 約0.4球面度》如後述，集極表面經塗布及加熱以防链沉 積。此種設計產生平行光束。其它較佳設計例如第1，3及 10圖所示將聚焦光束。集極將塗布以於13.5毫微米波長範 圍具有高擦掠入射反射率之材料《其中二種材料為鈀及釕 〇 光管 要緊地須維持沉積材料遠離光刻術工具的照明光學裝 置。因此，光管6較佳進一步確保此種分隔。光管6為中空 光管，及内面上也採用實質上全然外部反射•主要收集光 學裝置設計成可縮小收集輻射的錐角來匹配中空光管的接 本紙張尺度適用中因國家標準（CNS>A4規格（210 * 297公釐） 13 --------------裝--- <請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) Ή · 線 4 6 9 75 6 a? _ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（11 ) 受角。此種構想顯示於第1圖。 此光刻術工具的電介質鏡面可妥善保護避免任何電極 碎屑’原因在於鎢、銀或鋰原子必須對抗緩衝氣體向下流 經中空光管才能擴散至上游，如第1圈所示。 脈衝電源單元 較佳脈衝電源單元10為固態高頻高電壓脈衝電源單元 ，利用固態扳機及磁性開關電路，例如美國專利5,142,166 所述脈衝電源單元。此等單元極為可靠，可連續操作而無 需維修長達數月或數十億次脈衝β美國專利5,142,166之 教示併述於此以供參考。 第4囷顯示提供脈衝電源的簡化電路。較佳具體實施 例包括直流電源供應器40，其為用於準分子雷射之該型指 令諧振充電電源供應器。C0為一組離貨架電容器具有合併 電容65微法’尖峰電容器(^亦為一組離貨架電容器具有合 併電容65微法。可飽和電桿器42具有飽和驅動電桿約1.5 nH。扳機44為IGBT。二極體46及電感器48形成類似美國 專利第5,729,562號所述的能量回收電路，允許由於脈衝 反射回的電能於次一脈衝前儲存於CD上。 系統一第一較佳具體實施例 如此，如第1圖所示’第一較佳具體實施例中，氦氣 及鋰蒸氣的加工混合氣體進給同轴電極來自脈衝電源 單元10的電脈衝形成敏密電漿聚焦於11，於足夠高溫及高 壓來雙重游離加工氣體的理原子而產生於約13.5毫微米波 長的紫外輻射。 <锖先wlt背面之注意事項再填寫本頁》 Λ 訂----

a— ϋ n I 線f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 14 經濟部智慧財產局具工消费合作杜印製 Α7 Β7 五、發明說明（12 ) 此光收集於總外反射集極4且導引入中空光管6，於此 處光被進一步導向光刻術工具（圊中未顯示）。放電腔室1 使用渦輪抽取幫浦12維持於約4托耳的真空。加工氣體的 若干氦氣於氦分離器14分離且用以沖洗光管，如第1圈顯 示於16。光管内氦氣氣壓較佳匹配光刻術工具需求.光刻 術工具典型係維持於低壓或真空。加工氣體溫度以熱交換 器20維持於預定溫度，氣體使用靜電濾清器22清潔。氣體 進給同軸電極空間，如第1圈所示。 原型單元 申請人及其同仁建立且測試的原型電漿失斷單元之略 圖顯示於第5圖《主要元件為C!電容器座，C0電容器座1 GB 丁開關，可飽和電感器42,真空容器3及同軸電極8。 測試結果 第6圊顯示申請人使用第5圊所示單元測得典型脈衝形 狀。申請人記錄一段8微秒時間於13.5毫微米之C|電壓、q 電流及強度。此型脈衝之積分能為約0.8焦。脈衝寬度（於 FWHM)為約280毫微秒。崩潰前之q電壓略小於1千伏。 本原型具體實施例可於高達200赫的脈衝速率操作。 測得於200赫之平均合規頻帶13.5毫微米輻射於4π球面度 為15 2瓦。於〗σ之能量穩定度為约6 %。申請人估計使用 第1圖所示集極4可將3.2 %能量導引至有用的13.5毫微米 光束。 第二較佳電漿失斷單元 第二較佳電漿失斷單元顯示於第2圖。此單元類似美 本紙張尺度適用中國固家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） 15 — — — — — — — — — — — —— * — — — — — — — allill — ι— <請先Μΐι背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 9 75 6 a: _ Β7 五、發明說明（η ) 國專利第4,042,848號所述電漿夾斷裝置。此單元包含二 外盤形電極30及32及一内盤形電極36»夾斷係由三方向產 生’如第4,042,848號專利案所述且示於第2囷。夹斷始於 接近電極周邊且朝向中心前進，輻射點係沿對稱轴發展且 位在内電極中心，如第2圈顯示於34。輻射可如第1圖之具 體實施例說明之方式收集及導向。但，可捕捉由單元二邊 射出的二方向輻射，如第2圊所示。又，經由定位電介質 鏡於38，最初反射至左方的輻射有相當百分比將會經由輻 射點反射回。如此將刺激輻射朝向右邊。 第三較佳具體實施例 第三較佳具體實施例將參照第3圊說明。本具體實施 例類似第一較佳具體實施例β但本具體實施例之緩衝氣想 為氬氣。氦氣具有期望性質，可透射13毫微米輻射，但具 有非期望性質為原子量小。低原子量迫使必須於2·4托耳 之背景壓力操作系統。氦氣小原子量的另一缺點為電極長 度要求匹配加速距離與電子驅動電路的時序。由於氦氣輕 ’電極必須比期望長度更長，因此於尖峰電流流經驅動電 路的同時’氦氣落出電極末端之外。 較重的原子例如氬氣對指定壓力而言具有比氦氣更低 的透射’但因其原子量較高故可於較低壓產生穩定失斷。 氬氣的較低操作壓力大於補償氬氣吸收性質的增高。此外 ，由於原子量較高故所需電極長度短。電極較短的優點有 二。第一，使用較短電極時造成電路電感下降。較低電感 使驅動電路更有效，因而減少所需電泵送能。較短電極的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱> 16 ：---Τ---^---:1(-3^--------訂---------線·f (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 -杜 印 製 五、發明說明（Η ) 第二優點為由電極梢端至底部的導熱路徑長度縮短《賦予 電極的熱能大半發生於梢端，電極的傳導冷卻主要發生於 底部（也發生輻射冷卻）。電極較短結果導致由熱梢端至冷 底部順其長度之較小溫降。每一脈衝之泵送能減小以及冷 卻路徑改良允許系統以更高重複率操作。重複率提高可直 接增加系統的平均光輸出功率。藉由增加重複速率擴大輸 出功率（與增高每脈衝能相對）為對光刻術光源平均輸出功 率之最佳方法。 本較佳具體實施例中，鋰未如第一及第二具體實施例 呈氣態注入腔室内部。反而固想裡置於中心電極中央孔洞 内’如第3圊所示。來自電極的熱將鋰調成至其氣化溫度 。皆由相對電極的熱梢端調成鋰高度，可控制接近電極梢 端的鋰分壓。一種較佳方法顯示於第3圖。設置機轉來相 對於電極梢端調整固態經棒梢端。較佳系統係垂直設置， 故同軸電極8之開放邊為頂’故任何熔融鋰將僅弄污中心 電極頂端附近。光束於垂直方向直接射出，如第5圓所示( 另一辦法係加熱電極至超過鋰熔點之溫度，故鋰係呈液雜 添加）。 低至電極中心的孔提供另一項重大優點。由於電漿夹 斷係接近中心電極梢端中央形成，大量能量係於此區散逸 。接近此點的電極材料將脫落且最終止於加壓容器内部其 它表面上。採用有個中孔的電極可大減溶蝕材料的出現。 此外’申請人的經驗顯示此區存在有鋰蒸氣可進一步減慢 電極材料的溶蝕速率。bellows或其它適當密封材料需用 本紙張尺度適用中國國家標準規格（210 X 297公釐） 17 -------------裝-------- 訂·丨— u .^1 n 1 I 線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 69 75 6 Α7 Β7 五、發明說明（丨5) 來維持電極設備進入腔室位置的良好密封。完全裝載固體 經的更換用電極製造容易且償廉且容易更換腔室》 小真空腔室窗 夾斷產生極大量可見光，可見先必須與EUV光分離。 又’需要有一窗來額外確定光刻術光學裝置未被鋥或鎢污 染。本發明產生的極端紫外光東被固«物質高度吸收。因 此對光束設置窗是一大挑戰工作。申請人偏好採用的窗解 決之道係利用將透射EUV而反射可見光的極薄的金屬箔。 申請人偏好窗為鈹箔（約0.2至0·5微米）相對於入射光束者 以入射角約10度傾斜。使用此種配置，幾乎全部可見光皆 被反射而約50至80%EUV被透射。當然此種薄窗不太強勒 β因此’申請人使用極小直徑窗，且光束通過小窗聚焦。 較佳鈹箔窗的直徑為約1.0毫米。必須考慮加熱小窗，且 為了獲得高重複率需要特殊冷卻窗* 某種設計中，此元件可單純設計為分束器，如此可簡 化設計，原因在於跨該箔的光學元件並無壓差。 第10圏顯示較佳具體實施例，其中輻射集極4藉輻射 延伸部4Α延伸而經由0·5微米厚、1毫米直徑鈹窗7聚焦光 束9。 前置游離 申請人實驗顯示可未前置游離獲得良好結果，但利用 前置游離可改善性能。第5囷所示原型單元包含直流驅動 電化間隙預游離器來前置游離電極間的氣體》申請人使用 改良之前置游離技術將可大為改善能量穩定素質且改良其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1、-^.--------訂_丨丨丨丨丨—線-s. 經濟部智¾財產局員工消費合作社印製 lg A7 B7 五、發明說明（l6 ) 它性能參數。前置游離是一種由申請人及其他人撤底開發 的技術用來改良準分子雷射性能。較佳前置游離技術包括 1) 直流驅動電化間隙 2) 射頻傳動電化間隙 3) 射頻傳動表面放電 4) 電暈放電 5) 尖峰電路组合前置游離 此等技術詳細說明於準分子雷射相關科學文獻且為眾 所周知。 須了解前文說明及具體實施例僅供舉例說明少數可代 表本發明之原理之應用的多種可能特定具體實施例中少數 例。例如’替代循環加工氣體，較佳單純捕集鋰及排出氦 氣。也可使用其它電極且塗布鎢及銀以外的組合。例如， 銅或翻電極及塗層為可操作。其它產生電漿夹斷的技術可 取代所述特定具體實施例·若干其它技術述於本案背景節 所述專利案’其說明内容併述於此以供參考。多種產生高 頻高電壓電脈衝之方法可取得且可利用。替代之道係將光 管維持於室溫’當鋰或鎢試圊向下延光管長度前進時冷凍 出經及鶴。此種冷;東出的構想進一步減少到達光刻術工具 使用的光學組件的碎屑量，原因在於衝擊時原子將永久性 附著於光管壁。電極材料沉積於光刻術工具的光學裝置可 藉下述方式防止，經由設計集極光學裝置可經由一次放電 腔室的孔口再度成像輻射點，以及使用差異泵送配置達成 本紙張尺度適用ΐ國國家標準（CNbk4規格⑵GU97公爱） 锖 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 S I裝 頁 訂 經濟部智慧財產局具工消#合作啦印製 19 4 6 9 75 6 Α7 __Β7 五、發明說明（Π) 。氦氣或氬氣可由第二腔室經由孔口供給第一腔室。此種 方案顯示也可有效防止材料沉積於銅蒸氣雷射的輸出窗。 氣化理可用以替代鋰β單元也可做為靜態填裝系統操作， 加工氣體未流經電極。當然，可達成極寬廣的重複率範圍 ’由每秒單一脈衝至約每秒5脈衝至每秒數百或數千脈衝 。若有所需’調整固態鋰的調整機構可修改成為中心電極 梢端位置也可調整來因應梢端的被溶蝕。 除前述電極配置外多種其它電極配置亦屬可能β例如 ，外側電極可為錐形而非圓柱形，顯示為較大直徑朝向夹 斷處。又，若干具體實施例卡經由允許内側電極凸起超出 外側電極末端而改良性能。可使用業界眾所周知的火星塞 或其它前置游離器進行。另_較佳替代例係對外電極利用 一桿陣列排列形成概略圓柱形或錐形。此種辦法由於促成 電感穩定效果’有助於維持沿電極轴對中的對稱性夾斷β 如此，讀者須藉隨附之申請專利範圍及其法定相當廢 圍而非藉列舉之實例來決定本發明之範圍。 ：---^ — — -----------訂---------線·^ {請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 本紙張尺度適用中國因家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） A7 五、發明說明（is ) 經 濟 部 智， 慧. 財 產 局 1 工 消 費 合 作 .社 印 製 元件標號對照 2...電漿夹斷單元 3…真空容器 4...高能光子集極 4A…集極延伸部 5...碎屑收集器 6...光管 7…窗 8...同軸電極 9...光束 10...脈衝電源電路 11…焦點 12...渦輪抽取幫浦 14...氦分離器 16…清洗光管 20…熱交換器 22...靜電濾清器 30-2...外盤形電極 34…輻射點 36...内盤形電極 38...電介質鏡 4 0…直流電源供應Is 42...可飽和電感器 44…扳機 46...二極體 48...電感器 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 21

Claims (1)

1. 469 75 6 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 L 一種高能光子源，包含： A. 一真空腔室， B. 至少二電極位於真空腔室内部且界定一放電區 ’以及配置成當放電時可於夾斷位置產生高頻電漿失 斷， C. 一加工氣想包含一活性氣艘及一緩衝氣想，該 緩衝氣體為贵氣，該活性氣髏係選擇可提供至少一谱 線之光， D. —加工氣嫌供應系統用於供應一加工氣想給放 電區， E. —脈衝電源用以提供電脈衝及電壓夠高而可介 於至少一對電極間產生放電， F. —外部反射輻射集極導向器用以收集於電敢夾 斷產生的輻射以及導引該輻射於預定方向。 2. 如申請專利範圍第1項之高能光子源，進一步包含一雜 形巢套碎屑收集器，具有表面對準由夾斷位置朝向輪 射集極導向器伸展的光線。 3. 如申請專利範圍第2項之高能光子源，其中該錐形巢套 碎屑收集器係製造成為輻射集極導向器之一部份。 4. 如申請專利範圍第2項之高能光子源，其中該活性氣體 為一種金屬蒸氣，該金屬介定一種點，以及進一步包 含一加熱裝置來維持輻射及集極碎肩收集器於超過金 屬熔點之溫度。 5·如申請專利範圍第4項之高能光子源，其中該金属為經 請- 先 閱 讀、 背 5 - ί 事 項. 再 填今 % 本. 頁 裝 訂 經濟部智慧財Α局工消費合作社印製 22 C 經濟郜智从'^4.局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 ______D8 六、申請專利範圍 〇 6·如申請專利範圍第1項之高能光子源，其中該脈衝電源 可程式規刻而提供至少5赫頻率之電脈衝。 7. 如申请專利範圍第1項之高能光子源，其中該活性氣體 係藉加熱固想材料產生》 8. 如申請專利範圍第3項之高能光子源，丨中該固體材料 為固體鐘》 9·如申請專利範圍第4項之高能光子源，其中該固體鋰係 位在二電極之一。 10. 如申凊專利範圍第8項之高能光子源，其中二電極係同 軸配置因而界定一中心電極，該電極界定一轴線及一 中央梢端’且該固體链係沿拍線設置。 11. 如申請專利範圍第10項之高能光子源，進一步包含一 位置調整裝置可相對中心電極梢端調整鋰。 12. 如申請專利範圍第1項之高能光子源’其十該活性氣體 為链蒸氣。 13 ·如申凊專利犯圍第1項之高能光子源，其中該活性氣體 為氩化理。 14.如申請專利範圍第1項之高能光子源，其進一步包含一 光管配置成可透射由集極導向器收集且導向的輕射。 15 ’如申請專利範圍第1項之高能光子源，其中該等電極係 由電極材料組成，及集極導向器係塗布以相同的電極 材料。 16·如申請專利範圍第15項之高能光子源，其中該電極材 本&張尺度適用中®ΒΙ家料（CNS ) A4“（ 21GX297公着) ---- ---------装------ΐτ------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 23 >9 75β Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 經濟部智蒽財是局員工消費合作社印製 料為鎢6 17. 如申請專利範圍第15項之高能光子源，其中該電極材 料為銀β 18, 如申請專利範圍第1項之高能光子源，其中該緩衝氣體為良。 19·如申請專利範圍第1項之高能光子源，其中該緩衝器體 為氣。 20‘如申請專利範圍第1項之高能光子源，其中該緩衝氣艘 為氣61 21. 如申請專利範圍第1項之高能光子源，其中該至少二電 極為三盤形電極界定二外電極及一内電極，該二内電 極於操作期間具有與内電極相反極性. 22. 如申請專利範圍第1項之高能光子源，其中該二電極係 同軸配置來界定一中心電極其界定一轴線及一外電極 係由桿陣列組成。 23_如申請專利範圍第22項之高能光子源，其中該桿陣 係配置成形成概略®柱形。 24. 如申請專利範圍第22項之高能光子源，其中該桿陣 係排列成概略®錐形。 25. 如申§青專利範圍第1項之高能光子源，其進一步包含— 前置游離器用以游離該加工氣體。 2 6 _如申請專利範圍第2 5項之高能光子源，其中該前置游 離器為直流電化間隙游離器。 27.如申請專利範圍第25項之高能光子源，其中該前置游 列 列 請 先 讀， 背 φ·二， 注 意 1- 再 祭一.. !裝 頁 訂 24 AS B8 C8 D8 經..*v邓智矣財是局員工消費合作社印製 申請專利範圍 離器為射頻驅動電化間隙。 28. 如申請專利範圍第26項之高能光子源，其中該前置游 離器為射頻驅動表面放電β 29. 如申請專利範圍第26項之高能光子源，其中該前置游 離器為電暈放電。 30. 如申請專利範圍第25項之高能光子源，其中該前置游 離器包含一尖峰電路。 31. 如申請專利範圍第丨項之高能光子源，其進_步包含_ 真空腔示窗用以透射極端紫外輻射及反射可見光。 32. 如申請專利範圍第3〖項之高能光子源，其中該窗係由 —片厚度小於1微米之固定材料組成。 33·如申請專利範圍第3丨項之高能光子源，其中該材料係 選自由鈹及矽組成的材料組群。 34. 如申請專利範圍第31項之高能光子源，其進一步包含 一聚焦裝置用以聚焦該輻射於該窗* 35. 如申請專利範圍第1項之高能光子源，其進_步_分束 器用以透射極端紫外光及反射可見光。 36. 如申請專利範圍第35項之高能光子源，其中該窗係由 一片厚度小於1微米之固定材料組成。 37. 如申請專利範圍第35項之高能光子源，其中該材料係 選自由鈹及矽組成的材料組群。 ( CNS ) A4^ ( 210X297^ 裝 訂 線 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁> 25