[发明专利]用于产生电磁辐射的辐射源和用于产生电磁辐射的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于产生诸如极紫外辐射等电磁辐射的辐射源。

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。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。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在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案成像到衬底(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，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也能够以通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。

在光刻设备中，能够成像到晶片上的特征的尺寸某种程度上受到投影辐射的波长的限制。为了制造具有更高密度器件以及更高运行速度的集成电路，期望能够成像更小的特征。虽然大多数目前的光刻设备采用由汞灯或受激准分子激光器产生的紫外光，但是已经提出使用大约13nm的更短波长辐射。这种辐射被称为极紫外，也被称为XUV或EUV辐射。简称“XUV”通常指的是十分之几纳米到几十纳米的波长范围，结合软X射线和真空紫外(UV)范围，而术语“EUV”通常与光刻术一起使用(EUVL)并且指的是从大约5到20nm的辐射带，也就是XUV范围的一部分。

XUV辐射的辐射源可以是放电等离子体辐射源，其中等离子体通过在阳极和阴极之间的物质(例如气体或蒸汽)中的放电产生，并且在其中通过(脉冲)电流流过等离子体的欧姆加热产生高温放电等离子体。由于电流流过等离子体产生的磁场带来的等离子体压缩可以用于在放电轴线上产生高温、高密度等离子体(箍缩效应)。所存储的电能被直接转换成等离子体温度以及短波长辐射。箍缩可以实现等离子体在放电轴线上具有相当高的温度和密度，从而提供极高的存储电能到热等离子体能和由此到XUV辐射的转换效率。等离子体放电装置的结构和操作，例如等离子体焦点、Z箍缩、中空阴极以及毛细管放电源，可以变化，但是几乎在这些类型中的每一种类型中，由放电装置的电流产生的磁场驱动所述压缩。

存储电能转换成等离子体温度的高的比率会在阳极和阴极上产生非常高的热负荷。这会引起阳极和/或阴极变形或甚至融化，这不利地限制了辐射源的最大功率。

所述物质可以使用所述阳极和所述阴极以液态形式提供。阳极和/或阴极可以可旋转地安装在源的框架上，并且部分地浸入在包含有液态金属(例如锡)的储液装置中。使用激光从阳极和阴极的表面上蒸发液体。浸入到浴器中的阳极和/或阴极的一部分可以通过储液装置进行适当地冷却，从而减少阳极和/或阴极易受到由等离子体的温度造成的热负荷的损害。

这样的辐射源的缺点在于，放电的重复频率受到轮的转速的限制，因为激光蒸发的锡不得不通过来自储液装置或来自其他形式的锡供给装置的锡进行替换。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种用于产生电磁辐射的辐射源。所述辐射源包括阳极、阴极和放电空间。所述阳极和所述阴极配置用以在所述放电空间中的物质内产生放电以形成等离子体，以便产生电磁辐射。所述辐射源还包括燃料供给装置，所述燃料供给装置构造并布置成将所述物质的至少一种成分供给到所述放电空间附近的位置。所述燃料供给装置设置在离开所述阳极和所述阴极一定距离的位置处。所述辐射源还包括另一供给装置，所述另一供给装置构造并布置用以在所述阳极和/或阴极上或附近产生和/或保持冷却和/或保护层。

根据本发明的一方面，提供一种用于光刻设备的模块。所述模块包括辐射源，所述辐射源构造并布置用以产生电磁辐射。所述辐射源包括阳极、阴极和放电空间。所述阳极和所述阴极配置用以在所述放电空间中的物质内产生放电以形成等离子体，以便产生电磁辐射。所述辐射源还包括燃料供给装置，所述燃料供给装置构造并布置成将所述物质的至少一种成分供给到所述放电空间附近的位置处。所述燃料供给装置设置在离开所述阳极和所述阴极一定距离的位置处。所述辐射源还包括另一供给装置，所述另一供给装置构造并布置用以在所述阳极和/或阴极上或附近产生和/或保持冷却和/或保护层。所述模块还包括收集装置，所述收集装置构造并布置用以将所述电磁辐射聚焦在焦点上。