TWI557516B - 用於輻射源之輻射導管 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種輻射源及一種微影裝置。
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,圖案化器件(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。
微影被廣泛地認為在IC以及其他器件及/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或其他器件及/或結構之更具決定性之因素。
圖案印刷極限之理論估計可藉由瑞立(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,k 1為程序相依調整因數(亦被稱作瑞立常數),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k 1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,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。可能之源包括(例如)雷射產生電漿源、放電電漿源,或基於藉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輻射之輻射源可接收激發燃料以提供電漿之雷射光束。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)之串流)處來創製電漿。所得電漿發射輸出輻射(例如,EUV輻射),其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。輻射源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作雷射產生電漿(LPP)源。
除了發射EUV輻射以外,電漿亦可發射紅外線輻射。紅外線輻射可造成微影裝置之組件之加熱,此情形可造成彼等組件失效。
可能需要提供一種輻射源,其中以未藉由先前技術揭示
之方式來處理紅外線輻射。
根據本發明之一第一態樣,提供一種輻射源,該輻射源包含經組態以將燃料遞送至一電漿發射部位以藉由一雷射光束進行汽化以形成一電漿之一燃料供應件,且進一步包含經組態以收集藉由該電漿發射之EUV輻射且將該EUV輻射引導朝向一中間焦點之一收集器,該收集器進一步包含經組態以繞射藉由該電漿發射之紅外線輻射之一繞射光柵,其中該輻射源進一步包含位於該中間焦點之前的一輻射導管,該輻射導管包含藉由一向內漸狹本體而連接至一出口孔隙之一入口孔隙,該輻射導管包含一內部部分及一外部部分,該內部部分相比於該外部部分較靠近該中間焦點,其中該內部部分經組態以將入射繞射紅外線輻射反射朝向該外部部分。
該內部部分可包含一反射結構且該外部部分可包含一吸收結構。
該內部部分可包含複數個面,該複數個面經定向成使得其將入射繞射紅外線輻射反射朝向該外部部分。
該複數個面可經定向成使得其將第一階入射繞射紅外線輻射反射朝向該外部部分。
該複數個面中至少一些可相對於該輻射導管之一錐角對向小於70°之一角度。
該複數個面中至少一些可相對於該輻射導管之一錐角對向61°或61°以下之一角度。
該複數個面可在實質上橫向於該輻射源之一光軸之一方
向上圍繞該輻射導管之內部而延伸。
該複數個面可具有大體上環形形狀。
該外部部分可包含遠離該中間焦點成角度之複數個隆脊。
該外部部分可包含一第一吸收結構及一第二吸收結構。
該第二吸收結構可包含複數個面,該複數個面經組態以接收自該輻射導管之該內部部分所反射之紅外線輻射且將彼紅外線輻射反射橫越該輻射導管。
該外部部分可包含複數個面,該複數個面經組態以接收自該輻射導管之該內部部分所反射之紅外線輻射且將彼紅外線輻射反射橫越該輻射導管。
該第二吸收結構可具有一鋸齒形式。
該第一吸收結構可包含遠離該中間焦點成角度之複數個隆脊。
該第二吸收結構可包括面,該等面彼此實質上垂直且經定向成使得其逆向反射已行進橫越該輻射導管之紅外線輻射。該等面可經定向成使得其逆向反射實質上垂直於該輻射導管之該光軸之紅外線輻射。
該紅外線輻射可具有大約10.6微米之一波長。
根據本發明之一第二態樣,提供一種輻射源,該輻射源包含經組態以將燃料遞送至一電漿發射部位以藉由一雷射光束進行汽化以形成一電漿之一燃料供應件,且進一步包含經組態以收集藉由該電漿發射之EUV輻射且將該EUV輻射引導朝向一中間焦點之一收集器,該收集器進一步包含
經組態以繞射藉由該電漿發射之紅外線輻射之一繞射光柵,其中該輻射源進一步包含位於該中間焦點之前的一輻射導管,該輻射導管包含藉由一向內漸狹本體而連接至一出口孔隙之一入口孔隙,該輻射導管包含一內部部分及一外部部分,該內部部分相比於該外部部分較靠近該中間焦點,其中該內部部分包含一反射結構且該外部部分包含一吸收結構。
根據本發明之一第三態樣,提供一種微影裝置,該微影裝置包含根據本發明之第一態樣或本發明之第二態樣之一輻射源,且進一步包含: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器件,該圖案化器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。
該微影裝置可進一步包含一雷射,該雷射經組態以產生汽化燃料小滴以形成該電漿之該雷射光束。
本發明之不同態樣之特徵可彼此組合。
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輻射源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器件(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器件之第一定位器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,其經組態以將藉由圖案化器件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以取決於圖案化器件MA之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如,該圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持該圖案化器件。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器件。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器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。
術語「圖案化器件」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器件。被賦予至輻射光束之圖案可對應於目標部分中所創製之器件(諸如,積體電路)中之特
定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、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。傾斜鏡面在藉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。可能需要將真空用於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SO接收極紫外線(EUV)輻射光束。用以產生EUV輻射之方法包括(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(通常被稱作雷射產生電漿(「LPP」))中,可藉由用雷射光束來輻照燃料而產生所需電漿。燃料可(例如)為具有所需譜線發射元素之材料之小滴、串流或叢集。源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),其係使用位於源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,雷射及源可為分離實體。在此等狀況下,可認為雷射不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。在其他狀況下,舉例而言,當源為放電產生電漿EUV產生器(通常被稱作DPP源)時,源可為源之整體部件。
照明器IL可包含經組態以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)。此外,照明器IL可包含各種其他組件,諸如,琢面化場鏡面器件及琢面化光瞳鏡面器件。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上之圖案化器件(例如,光罩)MA上,且係藉由該圖案化器件而圖案化。在自圖案化器件(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,干涉量測器件、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,可使用第一定位器PM及另一位置感測器PS1以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件(例如,光罩)MA。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(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.在步進模式中,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.在掃描模式中,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.在另一模式中,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器件,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器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(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SO、照明系統IL及投影系統PS。源SO經建構及配置成使得可將真空環境維持於源SO之圍封結構220中。
雷射LA經配置以經由雷射光束205而將雷射能量沈積至自燃料供應件200遞送至電漿形成部位210之燃料小滴(諸如,氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li))中。雷射光束205汽化燃料小滴且藉此在電漿形成部位210處產生電漿。電漿可具有數十電子伏特之電子溫度。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、藉由收集器CO(例如,近正入射收集器)收集及聚焦。
藉由收集器CO反射之輻射聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常被稱作中間焦點,且源SO可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器件22及琢面化光瞳鏡面器件24,琢面化場鏡面器件22及琢面化光瞳鏡面器件24經配置以提供在圖案化器件MA處輻射光束21之所要角分佈,以及在圖案化器件MA處
輻射強度之所要均一性。在圖案化器件MA處輻射光束21之反射後,隨即形成經圖案化光束26,且藉由投影系統PS將經圖案化光束26經由反射元件28、30而成像至藉由基板台WT固持之基板W上。
比所示元件多之元件通常可存在於照明系統IL及投影系統PS中。另外,可存在比諸圖所示之鏡面多之鏡面,例如,在投影系統PS中可存在比圖2所示之反射元件多1至6個的額外反射元件。
源SO可包括輻射導管300,藉由收集器CO形成之EUV輻射光束在其到達中間焦點IF之前傳遞通過輻射導管300。下文描述輻射導管300,其經組態以吸收紅外線輻射。
輻射導管300可包含自在中間焦點IF之遠側之入口孔隙向內漸狹至在該中間焦點之近側之出口孔隙的本體。輻射導管300可為圓錐形或實質上圓錐形,或可具有某一其他合適形狀。輻射導管300可具有實質上圓形橫截面,或可具有某一其他合適橫截面形狀。輻射導管300之漸狹可使得藉由收集器CO聚焦朝向中間焦點IF之EUV輻射無阻礙地傳遞通過該輻射導管。輻射導管300之漸狹可使得其他輻射(特別是未聚焦朝向中間焦點IF之輻射)入射於該輻射導管之本體上。此其他輻射可(例如)為紅外線輻射。紅外線輻射可為藉由雷射LA發射且未藉由燃料小滴吸收而是自燃料小滴散射或反射之輻射。此輻射可藉由收集器CO繞射朝向輻射導管300(如下文進一步所描述)。可能需要防止或縮減繞射紅外線輻射自源SO至照明器IL中之傳遞,此係
因為紅外線輻射可造成對鏡面器件22、24(或對照明器中之其他組件)之損害。
圖3中更詳細地示意性地展示源SO之部件。圖3展示電漿形成部位210、中間焦點IF、收集器CO及輻射導管300。輻射導管300位於中間焦點IF之前(例如,鄰近於該中間焦點)。輻射導管300之出口孔隙可位於中間焦點IF之平面中,或可經定位成遠離該中間焦點(如圖3示意性地所說明)。收集器CO可(例如)為近正入射收集器。收集器CO可具有包含橢圓之部分之形狀,橢圓之第一焦點為電漿形成部位210且橢圓之第二焦點為中間焦點IF。圖3所示之收集器CO僅僅為示意性說明且不意欲描繪具有其屬性之橢圓形形狀。
藉由電漿形成部位210處之電漿發射之EUV輻射係藉由兩個射線B示意性地表示。此等射線行進至收集器CO,收集器CO將該等射線反射朝向中間焦點IF。因此,收集器CO聚焦EUV輻射且將EUV輻射通過中間焦點IF而引導至照明系統IL中。
收集器CO之表面具備繞射光柵302。繞射光柵302為經組態以繞射紅外線輻射之振幅二元光柵(amplitude binary grating)。舉例而言,繞射光柵302可經組態以繞射具有大約10.6微米之波長之紅外線輻射(此波長可為雷射光束205(見圖2)之波長)。繞射光柵302可(例如)具有大約1毫米之週期,且因此可提供具有大約10微米之波長之紅外線輻射的強繞射。因為繞射光柵302之週期比EUV輻射之波長
(其可(例如)為大約13.5奈米)大許多數量級,所以該繞射光柵不繞射EUV輻射。
繞射光柵302造成紅外線輻射被繞射。紅外線輻射之第一繞射階及第三繞射階在圖3中被示意性地展示為射線,射線被標註為+1及-1(第一階繞射)以及+3及-3(第三階繞射)。繞射光柵302之振幅二元性質係使得其僅產生呈奇數階之繞射,而不產生呈偶數階之繞射。儘管射線+1、-1、+3、-3入射於輻射導管300上且因此不到達中間焦點IF之平面,但該等射線係以點線延續,使得可說明其在該中間焦點之平面中之位置。如圖示意性地所示,紅外線輻射在中間焦點IF處形成環圖案304。
輻射導管300包含內部部分306及外部部分308,該內部部分相比於該外部部分經定位成較靠近中間焦點IF。輻射導管300之內部部分306經組態以將入射繞射紅外線輻射反射朝向該輻射導管之外部部分308。輻射導管300之外部部分308經組態以吸收紅外線輻射。因此,舉例而言,入射於輻射導管300之內部部分306上之-1繞射階紅外線輻射之實質比例反射至該輻射導管之外部部分308。此紅外線輻射接著在輻射導管300之外部部分308處經歷多次反射,使得該紅外線輻射之實質比例在該輻射導管之外部部分處被吸收。相似地,-3繞射階紅外線輻射及+1繞射階紅外線輻射之實質比例自輻射導管300之內部部分306反射至該輻射導管之外部部分308。再次,此紅外線輻射接著在輻射導管300之外部部分308處經歷多次反射,使得該紅外線輻射
之實質比例在該輻射導管之外部部分處被吸收。在此實施例中,+3繞射階紅外線輻射不入射於輻射導管300之內部部分306上,而是入射於該輻射導管之外部部分308上(在此實施例中)。+3繞射階紅外線輻射在輻射導管300之外部部分308處經歷多次反射,使得該紅外線輻射之實質比例在該輻射導管之外部部分處被吸收。
儘管圖3中展示僅第一繞射階及第三繞射階,但可藉由提供於收集器CO上之繞射光柵302產生其他繞射階。此等其他繞射階亦可入射於輻射導管上。在一實施例中,繞射紅外線輻射之大約80%可呈第一繞射階,繞射紅外線輻射之大約9%可呈第二繞射階,且繞射紅外線輻射之大約6%可呈第三繞射階。基於紅外線輻射之波長、繞射光柵之週期及沿著光軸OA自收集器CO至中間焦點平面之距離,可使用簡單三角學來計算在不存在輻射導管300時在中間焦點IF之平面處將看到之繞射環之半徑。
圖4示意性地比較根據本發明之一實施例的輻射導管與先前技術之輻射導管。圖4a示意性地展示先前技術之輻射導管400連同收集器CO。收集器CO具備繞射光柵302,繞射光柵302經組態成使得自電漿形成部位210所發射之紅外線輻射藉由該收集器繞射。繞射紅外線輻射未藉由收集器CO引導至中間焦點IF,而是入射於輻射導管400上。紅外線輻射自輻射導管400之壁經歷多次反射,其造成紅外線輻射沿著該輻射導管而行進。因此,紅外線輻射沿著輻射導管400而傳遞且傳遞出該輻射導管之出口孔隙。因此,
紅外線輻射可傳遞至微影裝置之照明器中。此情形出於上文進一步所解釋之原因而不良。
圖4b中示意性地展示本發明之實施例的輻射導管300連同收集器CO。與圖3及圖4a所示之收集器一樣,收集器CO具備繞射光柵302,繞射光柵302經組態成使得自電漿形成部位210所發射之紅外線輻射藉由該收集器繞射。繞射紅外線輻射入射於輻射導管300之內部部分306上。如圖4b示意性地所表示,紅外線輻射係自輻射導管300之內部部分306反射,且傳遞至該輻射導管之外部部分308。紅外線輻射在輻射導管300之外部部分308內經歷多次反射。紅外線輻射之實質比例係由於此等多次反射而藉由輻射導管300之外部部分308吸收。在輻射導管300之外部部分308中給定紅外線輻射射線之反射次數可大於10、可大於20且可大於30。
藉由比較本發明之實施例的輻射導管300與先前技術之輻射導管400可看出,本發明之實施例可縮減傳遞出該輻射導管之出口孔隙之紅外線輻射之量。因此,可縮減傳遞至微影裝置100之照明器IL中之紅外線輻射之量。此外,紅外線輻射之實質量係藉由輻射導管300之外部部分308吸收。此情形使自紅外線輻射轉移至輻射導管之熱散開。與此對比,在先前技術之輻射導管400中,紅外線輻射可隨著其變得較靠近該輻射導管之出口孔隙而經歷更多反射。此情形將趨向於集中自紅外線輻射轉移至靠近中間焦點IF的輻射導管400之部分的熱。結果,輻射導管400之此部分
可加熱至極高溫度。此情形可造成對輻射導管400之損害。
第二輻射導管301可連接至輻射導管300,該第二輻射導管自中間焦點IF向外漸狹且延伸至微影裝置之照明器中。在此實施例中,第二輻射導管301具有位於中間焦點IF之平面中之入口孔隙且向外漸狹至位於照明器中之出口孔隙。第二輻射導管301不係必需的。
藉由比較圖3與圖4b可看出,輻射導管300之出口孔隙可鄰近於中間焦點平面IF(如圖3所示),或可位於該中間焦點平面中(如圖4所示)。在兩種狀況下,輻射導管300可位於中間焦點平面IF之前。
輻射導管300之內部部分306相比於該輻射導管之外部部分308可由針對紅外線輻射具有較低吸收係數之材料形成。舉例而言,輻射導管300之內部部分306可由銅形成,銅可針對紅外線輻射具有大約3%之吸收係數。舉例而言,輻射導管300之外部部分308可由不鏽鋼形成,不鏽鋼可針對紅外線輻射具有大約15%之吸收係數。儘管輻射導管300之內部部分306之主要目的係將紅外線輻射反射朝向該輻射導管之外部部分308,但內部部分306將吸收一些紅外線輻射,此係因為其具有非零吸收係數。儘管輻射導管300之外部部分308之主要目的係吸收紅外線輻射,但因為其具有大約15%之吸收係數,所以將在該輻射導管之外部部分中發生紅外線輻射之多重反射。能量將在此等反射中每一者期間自紅外線輻射轉移至輻射導管300之外部部分
308。結果,紅外線輻射之能量之實質比例可轉移至輻射導管300之外部部分308。一些紅外線輻射可傳遞出輻射導管300且返回傳遞至源SO中。此紅外線輻射可藉由源SO之圍封結構220(見圖2)吸收。
在一實施例中,進入輻射導管300之紅外線輻射之大約30%可藉由該輻射導管之內部部分306吸收,且大約30%可藉由該輻射導管之外部部分308吸收。進入輻射導管300之紅外線輻射之大約33%可離開該輻射導管而返回傳遞至源SO中且可藉由圍封結構220吸收。進入輻射導管300之紅外線輻射之大約7%可傳遞通過中間焦點IF且傳遞至照明器IL中。
假如輻射導管之內部部分針對紅外線輻射具有相對低吸收係數(例如,3%),則藉由輻射導管之內部部分306吸收之紅外線輻射之量可似乎高。此相對高量起因於如下事實:繞射紅外線輻射之大多數處於第一繞射階,且此第一繞射階最初入射於輻射導管之內部部分306上。
圖5更詳細地示意性地展示根據本發明之一實施例的輻射導管300。在圖5中可看出,輻射導管300之內部部分306包含第一週期性結構310。因為第一週期性結構經組態以將紅外線輻射反射朝向輻射導管之外部部分308,所以第一週期性結構在下文被稱為反射結構310。儘管圖5中展示反射結構310之僅四個週期,但此情形僅僅為示意性說明,且實務上,可提供該反射結構之四個以上週期。舉例而言,可提供反射結構310之十個或十個以上週期。反射
結構310並不必需係週期性的。
輻射導管300之外部部分308包含第二結構312。因為第二結構經組態以吸收紅外線輻射,所以第二結構在下文被稱為吸收結構312。儘管圖5中展示吸收結構312之僅七個隆脊,但此情形僅僅為示意性說明,且實務上,可提供該吸收結構之七個以上隆脊。舉例而言,可提供吸收結構312之十個或十個以上隆脊,或二十個或二十個以上隆脊。隆脊可具有相等厚度及相等分離度,使得其係週期性的。或者,隆脊可具有不同厚度及/或不同分離度。
吸收結構312經組態成使得已自反射結構310所反射之紅外線輻射射線通常將在其離開輻射導管300之前在吸收結構312內經歷複數次反射。吸收結構312可採取複數個隆脊314之形式。隆脊314可遠離中間焦點IF成角度。隆脊可在隆脊之間界定空間316。紅外線輻射可進入空間316且可在該空間中經歷多次反射。隆脊可(例如)相對於光軸OA對向大約60°之角度。2011年1月25日申請之美國臨時申請案第61/435,846號中描述吸收結構之一實例,該申請案係以引用之方式併入本文中。
如上文所提到,反射結構310經組態成使得入射於其上之紅外線輻射將反射朝向吸收結構312。反射結構310包含一系列面318,面318經定向成使得其將入射紅外線輻射反射朝向吸收結構312。面318係藉由連接部分320連接。
反射結構310不提供入射紅外線輻射之完全(亦即,100%)反射。相似地,吸收結構312不提供入射紅外線輻射
之完全(亦即,100%)吸收。反射結構310可反射入射於其上之繞射紅外線輻射之50%以上。吸收結構312可吸收藉由反射結構310反射至吸收結構312上之紅外線輻射之50%以上。
儘管反射結構310在上文進一步被稱為週期性的,但該反射結構並不必需係週期性的。可在反射結構之不同面318之間提供不同分離度。
儘管面318在圖5中為二維,但應瞭解,圖5僅僅為三維物件之示意性表示。面318在實質上橫向於光軸OA之方向上圍繞輻射導管之內部而延伸。面318可具有大體上環形形狀。
圖6展示反射結構310之單一面318及單一連接部分320。圖6中亦展示表示輻射導管300之錐角之點線322。參看圖5,點線322觸碰輻射導管300之結構之最內部末端。輻射導管300之錐角經選擇成允許在所要立體角內藉由收集器CO收集及聚焦之EUV輻射無阻礙地通過該輻射導管而傳遞至中間焦點IF。在一實施例中,輻射導管300之錐角α可相對於源之光軸OA為大約14°。
如上文關於圖3進一步所描述,藉由收集器CO繞射之紅外線輻射將入射於輻射導管300上。自圖3應瞭解,供給定紅外線輻射繞射階入射於輻射導管300上的沿著該輻射導管之位置將變化。舉例而言,-1繞射階最靠近中間焦點IF入射於輻射導管300上。-3繞射階較遠離中間焦點IF入射於輻射導管300上,且+1繞射階及+3繞射階較遠離中間焦
點順次地入射。在知道紅外線輻射之波長(例如,10.6微米)的實施例中,可針對任何給定收集器CO及收集器繞射光柵302來計算中間焦點IF處之繞射環圖案之大小。因此,對於輻射導管300之給定定向及位置,可計算供紅外線輻射繞射階入射於該輻射導管上的部位。相似地,亦可計算當紅外線輻射繞射階入射於輻射導管300上時紅外線輻射繞射階之定向。此情形允許執行判定輻射導管300之面318之定向的計算,該等定向將入射紅外線輻射引導朝向吸收結構312(或將入射紅外線輻射之實質比例引導朝向該吸收結構)。儘管可能不可得到允許執行此計算之分析方程式,但可以習知方式使用模型化軟體來執行該計算。
面318之效能部分地取決於其定向。參看圖6,指示相對於輻射導管之定向藉由面318對向之角度θ。若角度θ小(例如,大約20°),則面318不將入射紅外線輻射之顯著量反射朝向輻射導管300之外部部分308。取而代之,紅外線輻射將保持於輻射導管之內部部分306中。此情形可造成輻射導管之內部部分306的不良量之加熱,此係因為紅外線輻射之大比例將保持於該內部部分中。相反地,若角度θ太大(例如,大約75°),則面318不將入射紅外線輻射反射朝向輻射導管300之外部部分308,而是將入射紅外線輻射反射出該輻射導管。一般而言,若角度θ具有中間值,則一些紅外線輻射將保持於輻射導管300之內部部分306內,一些紅外線輻射將反射至外部部分308,且一些輻射將反射出該輻射導管。輻射在此三種可能性之間被劃分之程度
將取決於角度θ。
在一實施例中,角度θ可依據與中間焦點IF之平面相隔之距離而變化。圖7中展示可使用之角變化之實例。自圖7可看出,在靠近中間焦點IF之平面的情況下,角度θ以大約59.5°而恆定。隨著與中間焦點IF之平面相隔之距離增加,角度θ以減低速率而增加,從而上升至大約69°之最大角度。在與中間焦點IF之平面相隔大約55毫米處發生此最大角度。隨著與中間焦點IF之平面相隔之距離進一步增加,角度θ減低且在與該中間焦點之平面相隔100毫米之距離處下降至大約67°(在此實施例中,此距離為輻射導管之內部部分306之末端)。
圖7所示之角度θ或類似角度可(例如)用於相對於源之光軸OA對向大約14°之角度α的輻射導管300。輻射導管300可(例如)具有長度介於80毫米與100毫米之間的內部部分,且可(例如)具有長度介於300毫米與400毫米之間的外部部分。輻射導管300之入口孔隙可具有大約400毫米之直徑,且該輻射導管之出口可具有大約6毫米之直徑。若圖7所示之角度θ用於具有此等屬性之輻射導管300,則反射結構310之面318可將紅外線輻射引導朝向在輻射導管之入口孔隙處或之前的輻射導管之外部部分308之部件。
實務上,歸因於製造容許度、表面粗糙度及在微影裝置之操作期間Sn之沈積,面318將不提供入射紅外線輻射之完全反射。因此,入射紅外線輻射可遍及一角度範圍而自該等面反射。因此,紅外線輻射所行進之路徑可偏離將在
面318被完美地製造時所行進之路徑。出於此原因,可限制自使角度θ依據與中間焦點IF之平面相隔之距離而變化所獲得的益處。
在一實施例中,角度θ可恆定(亦即,不會依據與中間焦點IF之平面相隔之距離而變化)。角度θ可(例如)小於70°、小於65°,或等於或小於60°。小於65°(或等於或小於60°)之角度可有益,此在於:其可提供入射紅外線輻射直接地反射出輻射導管300之縮減機率。角度θ可(例如)大於50°,或大於55°。當輻射導管300相對於光軸OA對向大約14°之角度α時,此等角範圍可適用。若輻射導管300相對於光軸OA對向經修改角度α,則此情形可將對應修改應用於角度θ。使角度θ依據與中間焦點IF之平面相隔之距離保持恆定的益處在於:輻射導管300可較易於被製造(可能難以製造角度θ變化的反射結構310)。
反射結構310之面318之定向可(例如)經選擇成使得對於給定源幾何學,+1繞射階紅外線輻射及-1繞射階紅外線輻射之大多數藉由反射結構310反射至輻射導管之外部部分308。反射結構310之面318之定向可基於紅外線輻射之平均入射角予以選擇。
再次參看圖6,相對於輻射導管之錐角322藉由面318對向之角度θ可為60°。連接部分320可垂直於面318。在此狀況下,連接部分320可相對於輻射導管之錐角322對向30°之角度φ。連接部分320並不必需垂直於面318(儘管此垂直可允許執行該面之所要角度之直接計算)。連接部分320可
相對於面318對向某一其他角度。
面318可(例如)具有大約2毫米之長度,或可具有任何其他合適長度。連接部分320可(例如)具有大約3.5毫米之長度,或可具有任何其他合適長度。
輻射導管300之外部部分308可(例如)為該輻射導管之內部部分306的至少兩倍長。輻射導管300之外部部分308可(例如)為該輻射導管之內部部分的至少四倍長。
圖8中示意性地展示本發明之一替代實施例。本發明之替代實施例對應於圖5所示之實施例,惟輻射導管300a之外部部分308包含兩個不同吸收結構312a、313而非單一吸收結構除外。第一吸收結構312a提供於輻射導管300a之外部部分308之外部部件處。此第一吸收結構312a可對應於上文結合圖5所描述之吸收結構312。第一吸收結構312a可包含遠離中間焦點IF成角度之複數個隆脊,該等隆脊界定紅外線輻射可進入之空間。隆脊可(例如)相對於光軸OA對向大約60°之角度。
第二吸收結構313可包含複數個面,該複數個面經定向成使得其接收已自內部部分306所反射之紅外線輻射且將紅外線輻射反射橫越輻射導管。舉例而言,第二吸收結構313之面可經定向成使得其接收已自內部部分306所反射之紅外線輻射且在實質上垂直於光軸OA之方向上反射此光。第二吸收結構313可經組態以造成反射紅外線輻射橫越輻射導管之多次交叉(例如,10次或10次以上交叉、20次或20次以上交叉,或30次或30次以上交叉)。在此等交
叉中每一者之後,紅外線輻射可入射於第二吸收結構313上之不同部位處。結果,熱可自紅外線輻射轉移至第二吸收結構313上之多種不同部位,藉此使熱橫越該第二吸收結構而散開。此情形可提供熱負荷不聚焦於吸收結構中之特定部位處之益處(藉此縮減可由局域化熱負荷造成之材料應力)。
第二吸收結構313可具有鋸齒形式,且可包含以第一角度而定向之複數個反射面330,複數個反射面330與以第二角度而定向之複數個反射面332交替。以第一角度而定向之反射面330長於以第二角度而定向之反射面332且在下文被稱為長面330。以第二角度而定向之反射面332在下文被稱為短面332。
圖9中展示長面330及短面332。短面332經定向成使得自輻射導管300a(見圖8)之內部部分306所反射之輻射入射於該短面上,且使得彼輻射藉由該短面反射橫越該輻射導管。長面330實質上垂直於短面332,且結果,該長面與該短面之組合充當在入射於該長面或該短面上之前已行進橫越輻射導管之輻射(例如,實質上垂直於光軸OA之輻射)之逆向反射器。因此,長面330及短面332經組態以引導紅外線輻射,使得紅外線輻射進行橫越輻射導管之多次傳遞。每當紅外線輻射自面330、332反射時,能量自紅外線輻射轉移至輻射導管,且因此,紅外線輻射橫越輻射導管之多次傳遞允許輻射導管自紅外線輻射吸收能量。
在一實施例中,長面330可相對於輻射導管之錐度322對
向大約17°之角度θ。短面332可相對於輻射導管之錐度322對向大約73°之角度φ。短面332可相對於長面330對向90°之角度。舉例而言,當輻射導管300(見圖5)之內部部分306之面318相對於該輻射導管之錐度322以61°而定向時,可利用此實施例。
第二吸收結構313可具有面330、332,面330、332具有經設計成促進紅外線輻射橫越輻射導管之多次交叉之定向。在考量自輻射導管300之內部部分306反射朝向第二吸收結構313之紅外線輻射之定向的情況下,可使用幾何學來判定短面332之定向。可相對於短面332以直角提供長面330,以允許一長面與一短面之組合充當已行進橫越輻射導管之入射輻射之逆向反射器。
長面330可(例如)為幾毫米長。
短面332可(例如)相對於輻射導管之錐度322對向小於80°之角度φ。短面332可(例如)相對於輻射導管之錐度322對向大於65°之角度φ。如上文所解釋,角度φ可經選擇成使得短面332將自內部部分306所接收之輻射引導橫越輻射導管。
在使用上文所描述之幾何考慮的情況下,可藉由輻射導管300上之入射紅外線輻射之入射角(考量該輻射導管之錐角)完全地判定內部部分306之面318之定向及外部部分308之短面332之定向。
儘管圖8中展示第二吸收結構313之僅四個週期,但該第二吸收結構可具有任何合適數目個週期。舉例而言,第二
吸收結構可具有十個或十個以上週期,且可具有二十個或二十個以上週期。
當使用圖8所示之類型之輻射導管300a時,該輻射導管之內部部分306之面之定向可經定向成使得其將繞射紅外線輻射反射朝向第二吸收結構313,而非朝向第一吸收結構312a。第一吸收結構312a可在紅外線輻射已自第二吸收結構313反射之後接收紅外線輻射。當紅外線輻射到達第一吸收結構312a時紅外線輻射之強度將小於在紅外線輻射已自內部部分306直接地反射至該第一吸收結構之狀況下之強度。此情形可有益,此係因為其可縮減施加至第一吸收結構312a之熱負荷,且藉此可避免在該第一吸收結構處出現熱問題(該第一吸收結構之形式可造成熱集中於該結構內之特定部位處,此係因為其趨向於捕獲輻射,使得輻射在局域化區域中經歷若干反射)。
在一實施例中,可自輻射導管省略第一吸收結構312a。在此狀況下,輻射導管可包含具有反射結構之內部部分306,及具有第二吸收結構313之外部部分。
如上文進一步所提到,藉由本發明之實施例提供之益處在於:該等實施例縮減靠近中間焦點IF之平面藉由紅外線輻射轉移至輻射導管之熱量。起因於此部位處之縮減熱轉移之繼起益處在於:可使用具有較低容量之冷卻裝置以冷卻輻射導管300、300a。
另外繼起益處在於:較少熱轉移至可經提供有動態氣鎖之部位。動態氣鎖可包含經組態以將氣體引導至源SO(見
圖2)中之一或多個氣體源,氣流經組態以禁止污染自該源傳遞至照明器IL。縮減動態氣鎖之溫度可增加其有效性,且因此可縮減為了使用氣流來獲得所要程度之污染抑制所需要之泵容量。
除了吸收自輻射導管300、300a之內部部分306反射至外部部分308之紅外線輻射以外,吸收結構312、312a、313亦可吸收已自收集器直接地傳遞至該輻射導管之紅外線輻射。此外,吸收結構312、312a、313亦可吸收尚未藉由收集器聚焦朝向中間焦點IF之EUV輻射。
輻射導管300可充當源中之紅外線輻射之散熱片。
輻射導管可藉由主動冷卻系統冷卻。主動冷卻系統可(例如)包含以水為基礎之冷卻系統。
反射結構310之面318之定向可(例如)經選擇成使得對於給定源幾何學,+1繞射階紅外線輻射及-1繞射階紅外線輻射之大多數藉由反射結構310反射至輻射導管之外部部分308。
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,可將本文中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。
在一實施例中,可與源SO分離地提供雷射LA。雷射LA可連接至源SO,使得該源接收藉由該雷射發射之雷射光束。
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。
術語「EUV輻射」可被認為涵蓋具有在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。
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,本發明可採取如下形式:電腦程式,其含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列;或資料儲存媒體(例如,半導體記憶體、磁碟或光碟),其具有儲存於其中之此電腦程式。以上描述意欲為說明性而非限制性的。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。
21‧‧‧輻射光束
22‧‧‧琢面化場鏡面器件
24‧‧‧琢面化光瞳鏡面器件
26‧‧‧經圖案化光束
28‧‧‧反射元件
30‧‧‧反射元件
100‧‧‧微影裝置
200‧‧‧燃料供應件
205‧‧‧雷射光束
210‧‧‧電漿形成部位
220‧‧‧圍封結構
221‧‧‧開口
300‧‧‧輻射導管
300a‧‧‧輻射導管
301‧‧‧第二輻射導管
302‧‧‧繞射光柵
304‧‧‧環圖案
306‧‧‧內部部分
308‧‧‧外部部分
310‧‧‧第一週期性結構/反射結構
312‧‧‧第二結構/吸收結構
312a‧‧‧第一吸收結構
313‧‧‧第二吸收結構
314‧‧‧隆脊
316‧‧‧空間
318‧‧‧面
320‧‧‧連接部分
322‧‧‧錐角/錐度
330‧‧‧反射面/長面
332‧‧‧反射面/短面
400‧‧‧輻射導管
B‧‧‧輻射光束/射線
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧收集器
IF‧‧‧虛擬源點/中間焦點/中間焦點平面
IL‧‧‧照明系統/照明器
LA‧‧‧雷射
M1‧‧‧圖案化器件對準標記
M2‧‧‧圖案化器件對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧支撐結構
OA‧‧‧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‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置;圖2更詳細地示意性地描繪圖1之微影裝置;圖3示意性地描繪可形成微影裝置之部件的輻射源之部件;圖4示意性地描繪先前技術之輻射源及微影裝置之輻射源;圖5示意性地描繪根據本發明之一實施例的輻射源之輻射導管;圖6示意性地描繪圖5之輻射導管之部件;圖7為描繪輻射導管之部件之面之角度的曲線圖;圖8示意性地描繪根據本發明之一替代實施例的輻射源之輻射導管;及圖9示意性地描繪圖8之輻射導管之部件。
300‧‧‧輻射導管
306‧‧‧內部部分
308‧‧‧外部部分
310‧‧‧第一週期性結構/反射結構
312‧‧‧第二結構/吸收結構
314‧‧‧隆脊
316‧‧‧空間
318‧‧‧面
320‧‧‧連接部分
322‧‧‧錐角/錐度
IF‧‧‧虛擬源點/中間焦點/中間焦點平面
OA‧‧‧光軸
Claims (13)
- 一種輻射源(radiation source),其包含:一燃料供應件(fuel supply),其經組態以將燃料遞送至一電漿發射部位以藉由一雷射光束進行汽化(vaporization)以形成一電漿;一收集器(collector),其經組態以收集藉由該電漿發射之EUV輻射且將該EUV輻射引導朝向一中間焦點(intermediate focus),該收集器包含經組態以繞射藉由該電漿發射之紅外線輻射之一繞射光柵;及一輻射導管(radiation conduit),其位於該收集器與該中間焦點之間,該輻射導管包含藉由一向內漸狹本體(inwardly tapering)而連接至一出口孔隙之一入口孔隙,該輻射導管包含一內部部分及一外部部分,該內部部分相比於該外部部分較靠近該中間焦點,其中該內部部分經組態以將入射之繞射紅外線輻射反射朝向該外部部分。
- 如請求項1之輻射源,其中該內部部分包含一反射結構且該外部部分包含一吸收結構。
- 如請求項1之輻射源,其中該內部部分包含複數個面,該複數個面經定向成使得其將入射繞射紅外線輻射反射朝向該外部部分。
- 如請求項3之輻射源,其中該複數個面經定向成使得其將第一階入射繞射紅外線輻射反射朝向該外部部分。
- 如請求項3之輻射源,其中該複數個面中至少一些相對 於該輻射導管之一錐角對向小於70°之一角度。
- 如請求項4之輻射源,其中該複數個面中至少一些相對於該輻射導管之一錐角對向61°或61°以下之一角度。
- 如請求項3之輻射源,其中該複數個面在實質上橫向於該輻射源之一光軸之一方向上圍繞該輻射導管之內部而延伸。
- 如請求項1之輻射源,其中該外部部分包含遠離該中間焦點成角度之複數個隆脊。
- 如請求項1之輻射源,其中該外部部分包含一第一吸收結構及一第二吸收結構。
- 如請求項9之輻射源,其中該第二吸收結構包含複數個面,該複數個面經組態以接收自該輻射導管之該內部部分所反射之紅外線輻射且將彼紅外線輻射反射橫越該輻射導管。
- 如請求項9之輻射源,其中該第二吸收結構具有一鋸齒形式。
- 如請求項11之輻射源,其中該第二吸收結構包括面,該等面彼此實質上垂直且經定向以逆向反射(retro-reflect)已行進橫越該輻射導管之紅外線輻射。
- 如請求項9之輻射源,其中該第一吸收結構包含遠離該中間焦點成角度之複數個隆脊。
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