TWI649629B - 用以在雷射產生電漿極紫外線（ｅｕｖ）光源中遞送源材料之裝置及方法 - Google Patents

用以在雷射產生電漿極紫外線（ｅｕｖ）光源中遞送源材料之裝置及方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭露一種使氣體平行於一源材料流而流動以形成一氣體護罩的裝置及方法。該氣體護罩可保護源材料流不被一交叉氣流中斷。該氣體護罩亦可限制該源材料通過之一實體護罩的加熱且藉由使在照射該源材料時形成之一電漿泡變形使得該電漿泡不會太靠近該實體護罩來限制源材料堆積在該實體護罩上。本發明亦揭露一種用以產生另一橫向氣流使得該氣體護罩不會造成源材料污染被用來聚集在照射該源材料時產生之光之一光學件的裝置及方法。

Description

用以在雷射產生電漿極紫外線(EUV)光源中遞送源材料之裝置及方法
本發明係有關於極紫外線(“EUV”)光源，其由一電漿提供極紫外線光，且該電漿係，例如，藉由一微影掃描器/步進器由一靶材產生並且被聚集且引導至在該極紫外線光源腔室外之一供使用的中間區域。
極紫外線(“EUV”)光，例如，具有大約等於或小於50nm之波長，且包括在一大約13.5nm之波長之光的電磁輻射(有時亦稱為一軟x射線)，可被使用光刻程序中以便在例如矽晶圓之基材中產生極小特徵。在此及其他地方，應了解的是不論它是否在該光譜之可見光部份內，均使用該用語「光」包含電磁輻射。
用以產生極紫外線光之方法包括將一源材料由一液態轉變成一電漿狀態。該源材料宜包括少一元素，例如氙、鋰或錫，且在該光譜之極紫外線部份中具有一或多發射線。在經常被稱為雷射引發電漿(“LPP”)之一如此方法中，藉由使用一雷射光束照射具有所需線發射元素之一源 材料，可產生所需電漿。
一雷射引發電漿方法包含產生一源材料液滴流及以雷射光照射該等液滴。以更理論之方式來說，使雷射能量進入具有例如氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)之至少一極紫外線發射元素中，產生具有數10eV之電子溫度之高度離子化電漿，藉此可產生雷射引發電漿光源。
在這些離子之去激化及重組時產生之電磁輻射係以全方向由該電漿發射。在一般配置中，一近垂直入射鏡(被稱為一聚光器或聚光鏡之一極紫外線光學件的一例)係定位成聚集、引導(且在某些配置中，聚焦)該光至一中間位置。接著可將該聚集之光由該中間位置中繼至一組掃描器光學件且最後到達一晶圓。
在某些雷射引發電漿系統中，接著藉由多數光脈衝依序照射各液滴。在某些情形中，將各液滴暴露於一所謂「預脈衝」且接著暴露於一所謂「主脈衝」。但是，應了解的是使用一預脈衝是選擇的，可使用一以上預脈衝，可使用一以上主脈衝，且該預脈衝及該主脈衝之功能可有某種程度之重疊。
就定量而言，目前以在該中間位置產生大約100W為目標而發展之一配置企圖使用與一液滴產生器同步之一脈衝式聚焦之10至12kW CO2驅動雷射以依序地照射每秒大約10,000至200,000錫液滴。為達此目的，需要以一非常高重複率(例如等於或大於10至200kHz)產生一穩定之液滴流且在非常長的一段時間內在時序及位置方面以 一非常高準確性及良好重複性將該等液滴遞送至一照射點。
就雷射引發電漿光源而言，需要在該腔室中使用用以離子停止、減少殘餘物、清潔光學件及/或熱控制之一或多種氣體。在某些情形中，這些氣體可流動，例如，以使如蒸氣及/或微粒子之電漿產生殘餘物以一所欲方向移動、使熱向一腔室出口移動等。在某些情形中，這些流動會在雷射引發電漿產生電漿時發生。例如，請參見2010年3月2日領證之美國專利第7,671,349號，其全部內容在此加入作為參考。其他設置會要求使用非流動，即，靜態或幾近靜態之氣體。不論是靜態或流動之這些氣體之存在及/或該雷射引發電漿產生/存在電漿會在各液滴移動至該照射區域時改變/影響各液滴而不利地影響液滴位置之穩定性。這會減少劑量效能及因此輸出功率。
在其全部內容在此加入作為參考之2011年1月18日領證之美國專利第7,872,245號中，揭露當該等液滴由一液滴釋放點移動至一照射區域時，使用一管包圍該液滴路徑之一部份。如其中所述，該管係設置成屏蔽及保護一極紫外線光學件不受，例如在液滴產生器開始與停止時，由在該液滴釋放點與該照射區域間之所欲路徑脫離之液滴/靶材的影響。
其全部內容在此加入作為參考之2012年9月11日領證之美國專利第8,263,953號揭露一種配置，其中氣體以一方向向該液滴流流動且一護罩沿該流之一部份定 位，該護罩具有一屏蔽液滴不受該流動影響之第一護罩部份。
由上述可知，申請人揭露用以在一雷射引發電漿極紫外線光源中保護靶材遞送之系統及方法，及對應之使用方法。
以下提出一或多數實施例之一簡化概要以提供該等實施例之一基本了解。這概要不是所有預期實施例之廣泛概述，且不是意圖要表明所有實施例之關鍵或重要元件，也不是要界限任一或所有實施例之範圍。其唯一目的係以一簡化形式提出一或多數實施例之某些觀念作為在稍後提出之更詳細說明的一序言。
依據本發明之一方面，提供一種使氣體平行於一源材料流流動以形成一氣體護罩的裝置及方法。該氣體護罩可保護源材料流不被一交叉氣流中斷。該氣體護罩亦可限制該源材料通過之一實體護罩的加熱，且藉由在照射該源材料時所形成之一電漿泡變形，使得該電漿泡不會太靠近該實體護罩來限制源材料堆積在該實體護罩上。本發明亦揭露一種用以產生另一橫向氣流使得該氣體護罩不會造成源材料污染被用來聚集在照射該源材料時產生之光之一光學件的裝置及方法。
在另一方面，提供一種裝置，其包括：一腔室；一源材料遞送系統，具有一源材料釋放點且配置成將一源材料流沿在該源材料釋放點與在該腔室內之一照射區域 間之一路徑遞送至該照射區域；及一第一氣體遞送系統，係配置成使氣體沿該路徑之至少一部份在該腔室中流動。該源材料遞送系統可包括由該源材料釋放點延伸且平行該路徑至一實體護罩端之一實體護罩以保護該流之至少一部份，且該第一氣體遞送系統可配置成使氣體沿在該實體護罩端與該照射區域間之該路徑之至少一部份流動。該第一氣體遞送系統使氣體沿該路徑之至少一部份在該腔室中流動之流速可大到足以使得形成在該照射區域四周之一電漿泡在照射該流中之源材料時被迫遠離該實體護罩端。該第一氣體遞送系統可配置成使氣體在該腔室中沿該路徑之至少一部份在該實體護罩內且離開該實體護罩端向該照射區域流動。該實體護罩可具有平行於該路徑之一長度且該第一氣體遞送系統可配置成使氣體在該腔室中在該實體護罩外且平行於該實體護罩之長度並且向該照射區域流動。
該裝置可包括例如一聚光器之一極紫外線光學件及一第二氣體遞送系統，該第二氣體遞送系統配置成使氣體由該極紫外線光學件之方向朝向該流流動。該第一氣體遞送系統使氣體沿該路徑之至少一部份在該腔室中流動之流速可大到足以使得來自該第二氣體遞送系統之該氣流不會阻止該流通過該照射區域。該氣體遞送系統可配置成使氣體流過該極紫外線光學件中之一中心孔。
該裝置亦可包括一第二氣體遞送系統，該第二氣體遞送系統包括一氣體遞送線，且該氣體遞送線係配置 成靠近面對該照射區域的該極紫外線光學件之一實質徑向對稱表面且實質徑向地延伸在該極紫外線光學件中之一中心孔與該極紫外線光學件之一外緣間之一距離的至少一部份。該第二氣體遞送系統可包括一第一氣體遞送線，該第一氣體遞送線係配置成靠近面對該照射區域的該極紫外線光學件之一實質徑向對稱表面且以實質平行於該路徑之一方向實質徑向地延伸在該極紫外線光學件中之一中心孔與該極紫外線光學件之一外緣間之一距離的至少一部份，用以在一徑向線中沿遠離該極紫外線光學件表面之一方向排出氣體。該第二氣體遞送系統亦可包括一第二氣體遞送線，該第二氣體遞送線係配置成靠近面對該照射區域的該極紫外線光學件之一實質徑向對稱表面且以實質平行於該路徑且與來自該中心孔之方向徑向相反而與該第一氣體遞送線不同之一方向實質徑向地延伸在該極紫外線光學件中之一中心孔與該極紫外線光學件之一外緣間之一距離的至少一部份。
依據另一方面，提供一種裝置，其包括一腔室，且該腔室內具有一照射區域；一極紫外線光學件，具有一中心孔；一第一氣體遞送系統，係與該腔室之一內部流體地連通且配置成使氣體通過該中心孔且向該流流動；一源材料遞送系統，具有在該腔室內之一源材料釋放點且配置成將一源材料流沿在該源材料釋放點與該照射區域間之一路徑遞送至該照射區域，該源材料遞送系統包括由該源材料釋放點延伸且平行該路徑至一實體護罩端之一實體 護罩以保護該流之至少一部份；及一第二氣體遞送系統，係與該腔室之內部流體地連通且配置成使氣體沿該路徑之至少一部份在該腔室中流動。該裝置可更包括一第一氣體遞送線，該第一氣體遞送線係配置成靠近面對該照射區域的該極紫外線光學件之一實質徑向對稱表面且以實質平行於該路徑之一方向實質徑向地延伸在該極紫外線光學件中之一中心孔與該極紫外線光學件之一外緣間之一距離的至少一部份，用以在一徑向線中沿遠離該極紫外線光學件表面之一方向排出氣體。
依據又一方面，提供一種方法，其包括沿在一腔室中之一源材料釋放點與在該腔室中之一照射區域間之一路徑導引一源材料流及使氣體沿該路徑之至少一部份在該腔室中流動的步驟。該源材料遞送系統可包括由該源材料釋放點延伸且平行該路徑至一實體護罩端之一實體護罩以保護該流之至少一部份，且該流動步驟可包括使氣體沿在該實體護罩端與該照射區域間之路徑之至少一部份流動。該方法可另外包括照射該源材料使一電漿泡形成之一步驟且該流動步驟可包括使氣體以大到足以使得該電漿泡被迫遠離該實體護罩端之一流速流動。
該流動步驟亦可包括使氣體在該腔室中沿該路徑之至少一部份在該實體護罩內且離開該實體護罩端向該照射區域流動。該實體護罩可具有平行於該路徑之一長度且該流動步驟可包括使氣體在該腔室中在該實體護罩外且平行於該實體護罩之長度並且向該照射區域流動。
該方法可更包括使氣體由一極紫外線光學件且向該路徑之方向流動之與該流動步驟同時進行之一步驟。該流動步驟可接著包括使氣體以大到足以使得由一極紫外線光學件且向該路徑之方向的氣流不會阻止該源材料通過該照射區域的一流速流動。該方法亦可包括使氣體通過一氣體遞送線流入該腔室，且該氣體遞送線係配置成靠近面對一照射區域的該極紫外線光學件之一實質徑向對稱表面且實質徑向地延伸在該極紫外線光學件中之一中心孔與該極紫外線光學件之一外緣間之一距離的至少一部份。
20‧‧‧光源
22‧‧‧系統；聚焦總成
24‧‧‧靶材遞送系統
26‧‧‧腔室
28‧‧‧照射區域
30‧‧‧極紫外線光學件
32‧‧‧中心孔
34‧‧‧外周緣
40‧‧‧中間點；中間焦點
50‧‧‧積體電路微影工具
52‧‧‧矽晶圓工作件
60‧‧‧極紫外線控制器
62‧‧‧液滴位置偵測回饋系統
65‧‧‧發射控制系統
70‧‧‧成像器
80‧‧‧液滴控制系統
82,92‧‧‧源材料分配器
84‧‧‧護罩
86,88‧‧‧埠
94‧‧‧儲槽
96‧‧‧流體
98‧‧‧孔口
100‧‧‧連續流
102,102a,102b‧‧‧液滴
104‧‧‧可電致動元件
106‧‧‧信號產生器
150‧‧‧圓錐護罩；圓錐構件
300‧‧‧極紫外線反射光學件；極紫外線光學鏡
310‧‧‧系統遞送靶材
314‧‧‧照射區域；照射位置
315‧‧‧轉向機構
316‧‧‧管
318‧‧‧專用容器
320‧‧‧護罩
321‧‧‧側向護罩開口
322‧‧‧實心護罩端
323‧‧‧箭號
324‧‧‧彎曲區域
326a,b‧‧‧平坦延伸部
350a,b,c‧‧‧箭號
352‧‧‧氣體源
354‧‧‧窗部
710‧‧‧所欲軌跡
730‧‧‧箭號
740‧‧‧偏轉軌跡
800‧‧‧主要電漿
810‧‧‧電漿球或泡
830‧‧‧間隙；交互作用區域
910‧‧‧氣體護罩
911‧‧‧通道
940‧‧‧充氣室
950‧‧‧埠；噴嘴陣列
960‧‧‧插入物
960,970‧‧‧氣體傳導管
965,975‧‧‧噴嘴
915,974‧‧‧氣體供應線
916,976‧‧‧氣體源
980‧‧‧水平遮蔽部
P‧‧‧壓力
圖1顯示一雷射引發電漿極紫外線光源之一實施例的示意非依比例繪製圖。
圖2顯示一源材料分配器之簡化示意圖。
圖3顯示一簡化圖，顯示沿一液滴流之一部份定位之一護罩，且該護罩在垂直於該液滴流路徑方向之一平面中部份地包圍該流以增加液滴位置之穩定性。
圖4顯示一護罩之立體圖，該護罩係安裝在遞送靶材之一系統上且定位成由此向該照射區域延伸。
圖5顯示當沿圖4中之線5-5觀看時成形為一部份環之實施例的截面圖，且該部份環具有一彎曲區域及平坦延伸部。
圖6顯示一護罩相對於來自在一腔室中之一氣體源之氣流的適當方位。
圖7係來自一極紫外線光學件之方向之氣流如何可中斷在一雷射引發電漿極紫外線光源中之一液滴流的圖。
圖8係顯示一電漿泡防止在一雷射引發電漿極紫外線光源中藉由來自一極紫外線光學件之方向之氣流所產生之一液滴流中斷的圖。
圖9係顯示一氣體護罩防止在一雷射引發電漿極紫外線光源中藉由來自一極紫外線光學件之方向之氣流所產生之一液滴流中斷的圖。
圖10係顯示一氣體護罩防止在一雷射引發電漿極紫外線光源中加熱實體護罩及在一實體護罩上累積源材料的圖。
圖11係用以引導氣流至一實體護罩內以在一雷射引發電漿極紫外線光源中形成一氣體護罩之一可能噴嘴配置的橫截面圖。
圖12係用以引導氣流至一實體護罩外以在一雷射引發電漿極紫外線光源中形成一氣體護罩之另一可能噴嘴配置的橫截面圖。
圖13係在一雷射引發電漿極紫外線光源中另一可能實體護罩的圖。
圖14係在一雷射引發電漿極紫外線光源中另一可能實體護罩。
圖15係用以當在一雷射引發電漿極紫外線光源中使用一氣體護罩時引導氣流以防止一極紫外線光學件之 殘餘物污染之一可能配置的側橫截面圖。
圖16係圖15之配置的平面圖。
以下參照圖式說明各種實施例，其中全部使用類似符號表示類似元件。在以下說明中，為了說明，提出多數特定細節以促進一或多數實施例之徹底了解。但是，在某些或所有情形中顯而易見的是下述任一實施例可在不採用下述特定設計細節之情形下實施。在其他情形中，以方塊圖形式顯示之習知結構及裝置以便說明一或多數實施例。
請先參閱圖1，顯示一極紫外線光源，例如，一雷射引發電漿極紫外線光源20之一實施例的一示意圖。如圖1所示，且如以下進一步詳細所述，該雷射引發電漿光源20可包括用以產生一連串光脈衝及遞送該等光脈衝進入一腔室26的一系統22。如以下所述，各光脈衝可沿一光束路徑由該系統22進入該腔室26以將各靶液滴照射在一照射區域28上。應注意的是在此所使用之照射區域係一用以產生源材料照射之區域，且係有時甚至在當未真正發生照射時之一照射區域。
適合用於圖1所示之22中的雷射可包括脈衝雷射裝置，例如，一脈衝式氣體放電CO2雷射裝置，且該脈衝式氣體放電CO2雷射裝置係，例如，以DC或RF激發產生在9.3μm或10.6μm之輻射，且以，例如，等於或大於10kW之相對高功率及，例如，等於或大於50kHz之高脈衝重複 率操作。在一特殊實施例中，該雷射可為一軸流RF-泵送CO2雷射，該軸流RF激升CO2雷射具有具複數放大階段之一振盪器-放大器組態(例如主振盪器/功率放大器(MOPA)或功率振盪器/功率放大器(POPA))且具有藉由一Q開關式振盪器以相對低能量及高重複率啟動，例如，可採100kHz操作之一種種脈衝(seed pulse)。接著，可在到達該照射區域28之前，由該振盪器，放大、成形及/或聚焦該雷射脈衝。連續激升CO2放大器可被用於該系統22。例如，具有一振盪器及三放大器(O-PA1-PA2-PA3組態)之一適當CO2雷射裝置係揭露在2008年10月21日領證之美國專利第7,439,530號中，且其全部內容在此加入作為參考。或者，該雷射可組配成為一所謂「自動瞄準」雷射系統，其中該液滴作為光學共振腔之一鏡。在某些「自動瞄準」配置中，可不需要一振盪器。自動瞄準雷射系統係在2009年2月17日領證之美國專利第7,491,954號中揭露及主張，且其全部內容在此加入作為參考。
依據應用不同，其他種類之雷射亦可是適當的，例如，以高功率及高脈衝重複率操作之準分子或分子氟雷射。其他例子包括，例如，具有一光纖、桿、板塊或碟形主動介質之一固態雷射，且具有例如一振盪器腔室及一或多數放大腔室(該等放大腔室並聯或串聯)、一主振盪器/功率振盪器(MOPO)配置、一主振盪器/功率環放大器(MOPRA)配置之其他雷射架構，或以一或多數準分子、分子氟或CO2放大器或振盪器腔室種晶之一固態雷射亦是適 當的。其他設計亦是適當的。
如圖1進一步所示，該極紫外線光源20亦可包括靶材遞送系統24，且該靶材遞送系統24將一靶材之液滴遞送進入一腔室26內部而到達該照射區域28，其中該等液滴將與例如零、一或多數預脈衝且接著一或多數主脈衝之一或多數光脈衝互相作用，以便在最後產生一電漿且產生一極紫外線發射。該靶材可包括，但不一定限於，包括錫、鋰、氙或其組合之一材料。該極紫外線發射元件，例如，錫、鋰、氙等，可為液態液滴及/或包含在液態液滴內之固態粒子的形態。例如，可使用該元素錫作為純錫，作為一錫化合物，例如SnBr4、SnBr2、SnH4，作為一錫合金，例如，錫鎵合金、錫銦合金、錫銦鎵合金、或其組合。依據所使用之金屬，該靶材可以包括室溫或接近室溫(例如，錫合金、SnBr4)，以一高溫(例如，純錫)或以在室溫以下之溫度(例如，SnH4)的各種不同溫度存在該照射區域28，且在某些情形中，可比較具有揮發性，例如SnBr4。關於在一雷射引發電漿極紫外線光源中使用這些材料之更多細節係揭露在2008年12月16日領證之美國專利第7,465,946號中，且其全部內容在此加入作為參考。在某些情形中，一電荷可放在該源材料上以允許該源材料可被轉向或遠離該照射區域28。
請繼續參閱圖1，該光源20亦可包括一或多數極紫外線光學元件，例如極紫外線光學件30。該極紫外線光學件30可為一垂直入射反射器形態之一聚光器，例如，以 一多層鏡(MLM)，即，具有在各界面沈積另外之薄障壁層以有效地阻擋熱致層間擴散且塗佈有一Mo/Si多層的一SiC基板作為實施例。亦可使用其他基板材料，例如Al或Si。極紫外線光學件30可呈長橢圓形式，附帶有一孔允許雷射光通過並到達照射區域28。該極紫外線光學件30可，例如，呈在該照射區域28具有一第一焦點且在一所謂中間點40(亦稱為中間焦點40)具有一第二焦點之一橢圓形，其中該極紫外線光可由該極紫外線光源20輸出且輸入至，例如，使用例如該光之一積體電路微影工具50，以便以一習知方式加工一矽晶圓工作件52。接著以一習知方式另外加工該矽晶圓工作件52以獲得一積體電路裝置。
該光源20亦可包括一具開口端之中空圓錐護罩150(例如，一氣錐)，該圓錐護罩150由該極紫外線光學件30向照射區域28漸縮以減少進入該聚焦總成22及/或一光束傳送系統同時讓該放大光束到達該照射區域28。為達此目的，可在朝向該照射區域28之該護罩150中提供例如H2之一氣流。
請繼續參閱圖1，該極紫外線光源20亦可包括一極紫外線控制器60，該極紫外線控制器60亦可包括用以致動在該系統22中之一或多數燈及/或雷射裝置的一發射控制系統65，以藉此產生用以遞送進入該腔室26之光脈衝。該極紫外線光源20亦可包括一液滴位置偵測系統，該液滴位置偵測系統可包括一或多數成像器70，例如，用以使用CCD及/或背光頻閃照明及/或提供例如相對於該照射區域 28之一或多數液滴之時序及/或位置之輸出表示之光幕捕捉影像的(多數)系統。該(等)成像器70可提供這輸出至一液滴位置偵測回饋系統62，該液滴位置偵測回饋系統62可，例如，計算一液滴位置及軌跡，且由此可以逐滴為條件，或以一平均方式計算一液滴誤差。接著可提供該液滴位置誤差作為至該控制器60之一輸出，該輸出可，例如，提供一位置、方向及/或時序修正信號至該系統22以控制一源時序電路及/或控制一光束位置及成形系統，例如，改變在該腔室26中被遞送至該照射區域28之該等光脈衝的軌跡及/或焦度。其他細節係揭露在，請參見例如，在2006年8月8日領證之美國專利第7,087,914號及在2007年1月16日領證之美國專利第7,164,144號中，且各專利之全部內容在此加入作為參考。
該極紫外線光源20可包括用以測量由該光源20產生之極紫外線光之各種性質的一或多數極紫外線計量儀器。這些性質可包括，例如，強度(例如總強度或在一特定光譜頻帶內之強度)，光譜頻寬、偏振、光束位置、指向等。對該極紫外線光源20而言，該(等)儀器可組配成當該下游工具，例如，光刻掃描器，上線時，例如，藉由例如使用一檢拾鏡或取樣「未被聚集」極紫外線光取樣該極紫外線輸出之一部份來操作，及/或可當該下游工具，例如，光刻掃描器，離線時，例如，藉由測量該極紫外線光源20之全部極紫外線輸出來操作。
如圖1進一步所示，該極紫外線光源20可包括可 依據來自該控制器60之一信號(在某些實施例中可包括上述液滴誤差，或由此導出之某些量)操作之一液滴控制系統80，以例如，修改來自一源材料分配器82之靶材的釋放點及/或修改液滴形成時間，以便修正到達該所欲照射區域28之液滴的誤差，及/或使液滴之產生與該脈衝雷射系統22同步。
圖1亦示意地顯示該極紫外線光源20可包括用以增加液滴位置穩定性之一護罩84，即，在此使用之用語「液滴位置穩定性」及其衍生語表示當各液滴移動通過在一液滴釋放點與一照射區域間之某些或全部距離時，在一液滴與一後續液滴間之路徑之變化的一度量。適合用於該極紫外線光源20中之護罩的例子包括，但不一定限於，揭露在上述美國專利第8,263,953號中者。
圖1亦示意地顯示例如H2、氫基、He、Ar、HBr、HCl或其組合之一或多數氣體可透過埠86導入該腔室26，且使用埠88由此排出。這些氣體可被用於該腔室26中，例如，用以使由該雷射引發電漿之電漿所產生之快速移動離子減速以保護附近光學件；用以包括但不限於，將蒸氣及其他殘餘物吹離一光學件或其他組件之殘餘物排除；光學件清潔，例如蝕刻或化學地改變已沈積在一光學件或組件上之一材料；及/或熱控制，例如由一特定光學件/組件移除熱，或由該腔室大致移除熱。在某些情形中，這些氣體可流動，例如，以便以一所欲方向移動電漿產生之殘餘物，例如蒸氣及/或微粒子；使熱向一腔室出口移動等。在 某些情形中，這些流動會在雷射引發電漿產生電漿時產生。其他設置會要求使用非流動，即，靜態或幾近靜態之氣體。在此使用之用語「靜態氣體」表示在不與一主動泵流體地連通之一容積中的一氣體。在某些實施例中，氣體可在雷射引發電漿產生電漿時為靜態且可在雷射引發電漿產生電漿期間之間流動，例如流動可只在多叢極紫外線光輸出之間發生。不論是靜態或流動之這些氣體之存在及/或該雷射引發電漿產生/存在電漿會在各液滴移動至該照射區域時改變/影響各液滴而不利地影響液滴位置之穩定性。這會減少劑量效能及因此輸出功率。在2010年3月2日領證之美國專利第7,671,349號、2011年1月18日領證之美國專利第7,872,245號、2010年2月20日領證之美國專利第7,655,925號及2005年12月6日領證之美國專利第6,972,421號中可找到關於在一雷射引發電漿電漿腔室中使用氣體之進一步細節，且各專利之全部內容在此加入作為參考。
圖2以示意形式顯示一簡化源材料分配器92之組件，該源材料分配器92可使用於某些或全部在此所述之實施例中。如圖所示，該源材料分配器92可包括一導管，在此情形中所示的是在壓力P下保持例如一熔融錫之一流體96的一儲槽94。圖中亦顯示的是，該儲槽94可形成有一孔口98，該孔口98容許該加壓流體96可流過該孔口而產生一連續流100，且該連續流100接著破碎成多數液滴102a、102b。該孔口98界定該源材料分配器92之一釋放點，但是所屬技術領域中具有通常知識者可輕易了解的是這不是 一數學意義之點，而是表示該源材料離開該源材料分配器92之位置。
請繼續參閱圖2，該源材料分配器92更包括在該流體中產生一擾動且具有與該流體98可操作地耦合之一可電致動元件104的一子系統及驅動該可電致動元件104之一信號產生器106。在一設置中，一流體被迫在一壓力下由一儲槽流過具有一相當小直徑及一大約10至50mm之長度的一導管，例如，毛細管，因此產生離開該導管之一孔口的一連續流，而該連續流接著破碎成多數液滴且具有例如一環狀或管狀之一可電致動元件可定位成環繞該管。當被驅動時，該可電致動元件可選擇地擠壓該導管以擾動該流。
在2011年1月18日領證之美國專利第7,872,245號；2011年3月1日領證之美國專利第7,897,947號；在2006年2月21日申請，名稱為「具有預脈衝之雷射引發電漿極紫外線光源(LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE WITH PRE-PULSE)」，且在2006年11月16日公開為US2006/0255298A-1之美國專利申請案第11/358,988號；2008年7月29日領證之美國專利第7,405,416號；及2008年5月13日領證之美國專利第7,372,056號中可找到關於各種液滴分配器組態及其相關優點之更多細節，且各專利及申請案之全部內容在此加入作為參考。
以下請參閱圖3，所顯示之一裝置具有一極紫外線反射光學件300，例如具有呈一旋轉橢圓形態且具有分 層多層塗層之一反射表面之近垂直入射極紫外線光學鏡，而該塗層具有鉬及矽之交錯層，且在某些情形中，一或多數高溫擴散層、平滑層、蓋層及/或蝕刻停止層。圖3亦顯示該裝置可包括一系統遞送靶材310，例如，一靶材液滴之流，該系統具有一靶材釋放點。亦可提供用以將該靶材照射在用以產生一主要電漿之一照射區域314而產生一極紫外線發射的產生一雷射光束之一系統(請參見圖1)。如圖3所示，該源材料分配器92可安裝在一轉向機構315上，且該轉向機構315可使該源材料分配器92以不同方向傾斜以相對於該極紫外線光學鏡300之焦點調整該等液滴位置，且亦可使該液滴產生器以小增量沿該流軸移動。在該源材料分配器92與該照射區域28之間的線界定通過該照射區域28之一路徑之第一部份。如圖3中進一步所示，未被用來產生電漿之液滴及暴露於該雷射照射之材料可移動某些距離超過該照射區域且被一擋器截取，而在所示情形中之擋器包括一結構，例如，長管316(具有圓形、長橢圓形、橢圓形、矩形、正方形等之橫截面)。更詳而言之，長管316可定位成接收已通過該照射區域314之靶材且防止接收之材料飛濺及到到該反射光學件。在某些情形中，該飛濺之效應可藉由使用具有一相當大縱橫比L/W，例如大於約3之一管減少或甚至防止，其中L係該管長度且寬度係垂直於L之最大內管尺寸。當撞擊該管316之內壁時，該靶材液滴喪失其速度且該靶材可接著被收集中在如圖所示之一專用容器318中。
圖3亦顯示可沿該液滴流之一部份定位一實體護罩320且該實體護罩320在垂直於該路徑之一平面中部份地環繞該流以增加液滴位置穩定性。該護罩320在它是一實心護罩之意義上是實體的，即，相對於由例如以下更詳細說明之氣體護罩之一氣體構成的一護罩，由一實心材料構成之一護罩。
圖4顯示該實體護罩320之立體圖。如圖所示，該實體護罩320可安裝在系統遞送靶材310上且定位成由此向該照射區域延伸。圖4顯示該護罩可形成有以箭號323之方向延伸的一側向護罩開口321。該實體護罩320在該箭號323之方向上呈長形且延伸進入該腔室26(未顯示在圖4中)最遠之部份界定一實心護罩端322。圖5顯示一實體護罩320之截面圖。如圖所示，該護罩320可成形為一部份環，包括具有一彎曲區域324及平坦延伸部326a、326b之一“U，形橫截面。例如，該實體護罩320可由鉬或不鏽鋼(例如，316不鏽鋼)製成且可由該液滴流輸出孔口延伸大約30mm。
圖6顯示一實體護罩320相對於來自該腔室26中之一氣體源352之一氣流的一適當方位(以箭號350a、350b、350c表示)。如在這實施例中所示，氣體流過該極紫外線光學件30中之一孔且流向照射位置314。亦可看到的是來自雷射系統22之光透過一窗部354且透過該極紫外線光學件30中之孔通入該腔室26且到達該照射位置314。如上所述，可提供一圓錐構件150以如圖所示地引導氣流通 過該極紫外線光學件30中之孔。圖6顯示該實體護罩320可定向成使該側向護罩開口位於該氣流之下游。
在如上所述地使用一H2錐形流的系統中，該H2錐形流會改變該等液滴102之軌跡且破壞其穩定性。這顯示在圖7中。在圖7中，液滴被釋放在其所欲軌跡710上。一實體護罩320藉由保護該等液滴102不受如箭號730所示之H2錐形流影響而協助該液滴102維持該所欲軌跡710。一旦該等液滴102離開該實體護罩320後，它們便暴露在該H2錐形流中。接著該H2錐形流可以如該等箭號130所示之流動方向使該等液滴102偏離該所欲軌跡720而到達一偏轉軌跡740。雖然為了簡化圖7顯示這程序為直線，所屬技術領域中具有通常知識者應了解的是該H2錐形流將在各個別液滴102上會有不同的效果，致使該H2錐形流將以不可預測之方式改變該等液滴102之軌跡。
請參閱圖8，一旦一主要電漿800已在該照射區域中被激發後，一電漿球或泡810將形成而環繞它。這電漿泡810可在某種程度上保護該等液滴102不受該H2錐形流(如箭號820所示)影響且減少如圖所示之偏轉。但是，圖8亦顯示即使在該電漿泡810形成後，該H2錐形流亦會改變液滴軌跡。在圖8中，在該實體護罩320之端部與該電漿泡810間之間隙830係可在該H2錐形流與該液滴102之間產生一動態穩定交互作用之一交互作用區域。
使用延伸成較靠近該電漿泡810之具有較大長度的實體護罩可減少該交互作用區域830之寬度且保護較 靠近該電漿泡810之液滴102。這可改善該液滴位置之動態穩定性且因此該極紫外線用量。但是，增加該實體護罩長度仍有困難。例如，增加該實體護罩之長度(即，平行於在該實體護罩內之液滴軌跡的尺寸)增加在構成該實體護罩之材料的熱應力。增加該實體護罩之長度亦會產生被導向該極紫外線光學件之另外殘餘物。
如圖9所示，為在不需要增加該實體護罩320之長度的情形下保護較靠近該電漿泡810之液滴102，在一實施例中，該配置包括提供一氣體護罩910。該氣體護罩910係配置成保持在該實體護罩320與該電漿泡810間之實體空間(交互作用區域)中之液滴102且減少或消除在該等液滴102與該H2錐形流間之交互作用。
該氣體護罩910可由例如H2之任何適當氣體形成。它最好是藉由沿所欲液滴軌跡710產生一高速氫流而產生。沿該所欲液滴軌跡740之高速氫流中斷來自該極紫外線光學件錐體之橫交氫流，即，該H2錐形流，且沿所欲之液滴移動方向提供一致之力。
沿該液滴軸之流動與在該照射區域以穩定狀態產生電漿泡810之觀察到之電漿物理現象合作地作用。該中斷之H2錐形流(如箭號930所示)被迫環繞該電漿泡810且環繞該氣體護罩910。該電漿泡810與該護罩流之組合提供保護而防止伴隨液滴側向位移(推出)及該橫交H2錐形流之變化的動態不穩定性。
如圖9所示，該氣體護罩910可在某種程度上使 該電漿泡810變形。這效應可加以利用使得該電漿泡810不會膨脹而太靠近該實體護罩320。如上所述，如果該實體護罩320變得太靠近該電漿泡810，該實體護罩320會變得過熱。該實體護罩320亦會累積過量之源材料，例如，錫在其表面上。這累積之錫可接著由該實體護罩320之表面傳播至該極紫外線光學件30(未圖示)且因此污染該極紫外線光學件30。又，一旦該電漿泡810到達該實體護罩320，該實體護罩320之冷卻變成不足。
該氣體護罩910亦可減少這效應。在該實體護罩320內或外以向該主要電漿800之方向的流動將該電漿泡810推離該實體護罩320，因此減少該實體護罩320之加熱及錫向該實體護罩320之通量。這顯示在圖10中。最佳地，構成該實體護罩320之氣體之流速係足以維持該電漿泡810在距離該實體護罩端322一預定距離處。
在一較佳實施例中，該H2流速可在每分鐘大約1至大約20標準升(slm)之範圍內，但是亦可使用較低或較高之流速。又，該流動可透過多數小噴射流遞送。
該氣體護罩910可藉由用以沿該液滴所欲軌跡產生高速流之任何適當配置來產生。例如，該實體護罩320可具有來自在支持該極紫外線光學件30之一總成之基底附件的多數氣體供應線，且一噴嘴結構可附加在該實體護罩320之內部。該噴嘴總成係顯示在圖11中，其中沿該實體護罩320之長軸(垂直於圖面)流動的氣體透過一埠950被導入一充氣室940。該充氣室940之形狀係藉由該實體護罩 320之一內表面及在該實體護罩320中之插入物960來界定。如圖可見，在一較佳實施例中，該插入物960係以藉由一中心圓部份接合之兩橫向翼片實質鏡像對稱。其他形狀亦是可能的。
圖11顯示用於該氣體護罩910之氣體係透過該實體護罩320之內部供應。亦可透過該實體護罩320之外部供應用於該氣體護罩910之氣體。該配置係顯示在圖12中，其中該實體護罩320之外部(即，面向該極紫外線光學件流之側)係以一噴嘴陣列950供應。在該噴嘴陣列中之噴嘴係定位成以該實體護罩320之一對稱線實質地對稱。該噴嘴陣列950被導向成將該氣流導向成平行於該所欲液滴軌跡。
在圖12與13之實施例中，該實體護罩320係配置成一“U”或“C”形，且一開口側遠離該錐形流。亦可以沒有一開口側之一封閉組態配置該實體護罩320。該實施例係顯示在圖13中，其中該實體護罩係配置成為一中空圓柱體。在圖13之實施例中，用於該氣體護罩901係透過該中空圓柱體之內部通過與該等液滴102橫交之相同通道供應。圖14亦顯示組配成為一中空圓柱體之一實體護罩320，但是其中用於該氣體護罩910之氣體係透過在該等圓柱體壁中之多數通道911或環繞該圓柱體之一外套供應。
所屬技術領域中具有通常知識者可輕易了解的是可使用其他組態。噴嘴及埠之數目及其位置可改變。亦可使用一或多數內與外噴嘴之一組合。
該氣體護罩910會使殘餘物及其他污染物衝擊該極紫外線光學件30。為減少這效應，一或多數徑向延伸氣體傳導管可安裝在面對該照射區域28之該極紫外線光學件30之表面附近。圖15顯示具有兩氣體傳導管960、970之一配置，但是可只使用一或使用二以上氣體傳導管。如圖所示，該等氣體傳導管960、970宜安裝在由該實體護罩320所產生之該極紫外線光學件30之一水平遮蔽部980的陰影中。該等氣體傳導管960、970包括配置成使H2如垂直箭號所示地流向該實體護罩320或遠離該極紫外線光學件30之孔口或噴嘴965、975(未顯示在圖15中，但可在圖16中看到)。該等氣體傳導管960、970係利用來自用以由一氣體源976供應氣體之一氣體供應線974供應。通過該等氣體傳導管960、970之流速可在每分鐘大約1至大約20標準升(slm)之範圍內，但是亦可使用較低或較高之流速。一較高流速將會提供較大之保護。該等氣體傳導管960、970可以相同速度送入氣體或可以不同速度送入氣體。圖15亦顯示用以由一氣體源916供應氣體至在該實體護罩320內之該噴嘴(未圖示)以形成該氣體護罩910的一氣體供應線915。
如圖16中更清楚所見，該等氣體傳導管960、970係以一相對輻條狀構態配置在極紫外線光學件30前方以使H2流動及保持污染物遠離該極紫外線光學件30。該等氣體傳導管960、970係靠近面對該照射區域28之該極紫外線光學件30之一實質徑向對稱表面且實質徑向地延伸在該 極紫外線光學件30中一中心孔32與該極紫外線光學件30之一外周緣34間之一距離的一部份。以一對稱結構配置在該孔兩側在該極紫外線光學件30中之管對於主動沖洗或保持該流對稱是較佳的。又，就通過該實體護罩320之氣流可將殘餘物吹向該極紫外線光學件30之相對側而言，在該極紫外線光學件30之側的氣體傳導管可用以減少這效應。
以上說明包括一或多數實施例之例子。當然，不可能說明組件或方法之每一可能組合以便說明前述實施例，但是所屬技術領域中具有通常知識者可了解各種實施例之其他組合及置換是可能的。因此，所述實施例意圖包含落在附加申請專利範圍之精神與範疇內之所有改變、修改及變化。此外，就在該詳細說明或申請專利範圍中使用該用語「包括」而言，如同「包含」在一申請專利範圍中作為一過渡用語使用時所解釋地，該用語意圖以類似於該用語“包含”之方式為內含的。此外，雖然所述態樣及/或實施例之元件可採單數描述或請求，其亦可為複數，除非對於單數的限制係有明確敘述。另外，任何態樣及/或實施例之整體或一部份可與任何其他態樣及/或實施例之整體或一部份一同使用，除非有另外敘述。

Claims (20)

  1. 一種源材料遞送裝置，包含：一腔室；一EUV源材料遞送系統，其具有一源材料釋放點且適於將一源材料流沿著介於該源材料釋放點與在該腔室內之一照射區域間之一路徑遞送至該照射區域中之一電漿泡(plasma bubble)，該源材料遞送系統包括由該源材料釋放點延伸且平行於該路徑至一實體護罩端(solid shroud end)以保護該源材料流之至少一部份之一實體護罩；及一間隙，其係界定於該實體護罩端與該電漿泡之間，該間隙藉由來自一第一氣體遞送系統之氣體而維持在一預定寬度，該第一氣體遞送系統係適於使該氣體沿介於該實體護罩端與該照射區域間之該路徑之至少一部份在該腔室中流動。
  2. 如請求項1之裝置，其中該第一氣體遞送系統係適於使氣體在該腔室中沿著該路徑之至少一部份在該實體護罩內且從該實體護罩端朝向該照射區域流動。
  3. 如請求項1之裝置，其中該實體護罩具有平行於該路徑之一長度，且該第一氣體遞送系統係適於使氣體在該腔室中於該實體護罩之外且平行於該實體護罩之該長度並朝向該照射區域流動。
  4. 如請求項1之裝置，更包含一極紫外線(EUV)光學件及 一第二氣體遞送系統，該第二氣體遞送系統係適於使氣體由該極紫外線光學件之方向並朝向該源材料流流動。
  5. 如請求項4之裝置，其中該第一氣體遞送系統使氣體在該腔室中沿著該路徑之至少一部份流動之一流速係大到足以使得流動自該第二氣體遞送系統之該氣體不會使該源材料流實質地偏離該路徑。
  6. 如請求項4之裝置，其中該極紫外線光學件包含一聚光鏡。
  7. 如請求項4之裝置，其中該第二氣體遞送系統係適於使氣體流過該極紫外線光學件中之一中心孔。
  8. 如請求項4之裝置，其中該第二氣體遞送系統包含一氣體遞送線，且該氣體遞送線係配置成靠近面對該照射區域的該極紫外線光學件之一實質徑向對稱表面，且實質徑向地延伸在該極紫外線光學件中之一中心孔與該極紫外線光學件之一外周緣間之一距離的至少一部份，該氣體遞送線具有用於導引氣體實質垂質地遠離該極紫外線光學件之該表面之孔口(orifices)。
  9. 如請求項4之裝置，其中該第二氣體遞送系統包含一第一氣體遞送線，該第一氣體遞送線係配置成靠近面對該照射區域的該極紫外線光學件之一實質徑向對稱表面，該第一氣體遞送線以實質平行於該路徑之一方向實質徑向地延伸在該極紫外線光學件中之一中心孔與該極紫外線光學件之一外周緣間之一距離的至少一部 份，該第一氣體遞送線具有沿著其長度配置之用以在遠離該極紫外線光學件表面之一方向排出氣體之孔口。
  10. 如請求項9之裝置，其中該第二氣體遞送系統亦包含一第二氣體遞送線，該第二氣體遞送線係配置成靠近面對該照射區域的該極紫外線光學件之一實質徑向對稱表面，且以實質平行於該路徑且與來自該中心孔之方向徑向相反而與該第一氣體遞送線不同之一方向，實質徑向地延伸在該極紫外線光學件中之一中心孔與該極紫外線光學件之一外周緣間之一距離的至少一部份。
  11. 如請求項8之裝置，其中該氣體遞送線係經定位於靠近由該實體護罩遮蔽之該極紫外線光學件之該表面之一部分。
  12. 一種源材料遞送裝置，包含：一腔室，且該腔室內具有一照射區域；一極紫外線(EUV)光學件，其具有一中心孔(central aperture)；一第一氣體遞送系統，其係與該腔室之一內部流體地連通且適於使氣體通過該中心孔且朝向該照射區域流動；一源材料遞送系統，其具有在該腔室內之一源材料釋放點且適於將該源材料流沿著介於該源材料釋放點與該照射區域間之一路徑遞送至該照射區域，該源 材料遞送系統包含由該源材料釋放點延伸且平行於該路徑以保護該源材料流之至少一部份的一實體護罩；及一第二氣體遞送系統，其係與該腔室之該內部流體地連通且適於使氣體在該腔室中沿著該路徑之至少一部份流動並流進界定於該實體護罩端與該電漿泡間之一間隙，該間隙藉由來自該第二氣體遞送系統之氣體而維持在一預定寬度。
  13. 如請求項12之裝置，更包含一第一氣體遞送線，該第一氣體遞送線係配置成靠近面對該照射區域的該極紫外線光學件之一實質徑向對稱表面，該第一氣體遞送線以實質平行於該路徑之一方向在該極紫外線光學件中之一中心孔與該極紫外線光學件之一外緣間之一距離的至少一部份實質徑向地延伸，該第一氣體遞送線具有沿著其長度配置之用以在遠離該極紫外線光學件表面之一方向排出氣體之孔口。
  14. 如請求項13之裝置，其中該第一氣體遞送線係經定位於靠近由該實體護罩遮蔽之該極紫外線光學件之該表面之一部分。
  15. 一種源材料遞送方法，包含以下步驟：沿著在一腔室中之一源材料釋放點與在該腔室中之一照射區域間通過一實體護罩之一路徑導引一EUV源材料流；及使氣體沿著該路徑之至少一部份流動並使氣體在 自該實體護罩之一端至形成於該照射區域之一電漿之方向中流進界定於該實體護罩之該端與該電漿泡間之一間隙以將該間隙維持在一預定寬度。
  16. 如請求項15之方法，其中流動步驟包含使氣體在該腔室中沿著該路徑之至少一部份在該實體護罩內且從該實體護罩端朝向該照射區域流動。
  17. 如請求項15之方法，其中該實體護罩具有平行於該路徑之一長度，且其中流動步驟包含使氣體在該腔室中於該實體護罩外且平行於該實體護罩之該長度並且朝向該照射區域流動。
  18. 如請求項15之方法，更包含使氣體由一極紫外線光學件之方向且朝向該路徑流動之與該流動步驟同時進行之一步驟。
  19. 如請求項18之方法，其中流動步驟包含使氣體以大到足以使得流動自一極紫外線光學件之方向且朝向該路徑的氣流不會阻止該源材料通過該照射區域的一流速來流動。
  20. 如請求項18之方法，更包含使氣體沿著一氣體遞送線之一長度流入該腔室，且該氣體遞送線係配置成靠近面對一照射區域的該極紫外線光學件之一實質徑向對稱表面，該氣體遞送線在該極紫外線光學件中之一中心孔與該極紫外線光學件之一外周緣間之一距離的至少一部份實質徑向地延伸，該氣體遞送線在實質垂質地遠離該表面之一方向中排出氣體。
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