[发明专利]辐射源和光刻设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年9月2日递交的美国临时申请61/530，741的权益，其在此通过引用全文并入。

技术领域

本发明涉及辐射源和光刻设备。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上，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（ICs）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将要在所述IC的单层上形成的电路图案。这种图案可以被转移到衬底（例如硅晶片）上的目标部分（例如包括部分管芯、一个或若干个管芯）上。通常，图案转移是通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料（抗蚀剂）的层上来实现的。通常，单个衬底将包含被连续形成图案的相邻的目标部分的网络。

光刻术被广泛地看作制造IC和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着通过使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻术正变成允许制造微型IC或其他器件和/或结构的更加关键的因素。

图案印刷的极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式（1）所示：

CD=k1*λNA---(1)]]>

其中λ是所用辐射的波长，NA是用以印刷图案的投影系统的数值孔径，k₁是依赖于过程的调节因子，也称为瑞利常数，CD是所印刷的特征的特征尺寸（或临界尺寸）。由等式（1）知道，特征的最小可印刷尺寸减小可以由三种途径获得：通过缩短曝光波长λ、通过增大数值孔径NA或通过减小k₁的值。

为了缩短曝光波长，并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外（EUV）辐射源。EUV辐射是具有在5-20nm范围内波长的电磁辐射，例如在13-14nm范围内，例如在5-10nm范围内，例如6.7nm或6.8nm。可能的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或基于通过电子存储环提供的同步加速器辐射的源。

可以通过使用等离子体来产生EUV辐射。用于产生EUV辐射的辐射系统可以包括用于激发燃料以提供等离子体的激光器和用于容纳等离子体的源收集器模块。例如可以通过引导激光束至诸如合适材料（例如锡）的液滴或者合适气体或蒸汽（例如氙气或锂蒸汽）的束流等燃料来产生等离子体。所形成的等离子体发出输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用辐射收集器来收集。辐射收集器可以是反射镜式正入射辐射收集器，其接收辐射并将辐射聚焦成束。源收集器模块可以包括包围结构或腔室，布置成提供真空环境以支持等离子体。这种辐射系统通常被称为激光产生的等离子体（LPP）源。

用脉冲激光束一致地且精确地撞击一系列移动的液滴是困难的。例如，一些大体积的EUV辐射源可能需要具有大约20-50μm的直径并以大约50-100m/s的速度移动的液滴的照射。

通过上面的想法，已经提供多种系统和方法用于有效地传送和聚焦激光束至EUV辐射源中的选定位置。

US7491954描述了一种EUV辐射源，其包括光学增益介质和透镜，透镜布置成将由光学增益介质产生的辐射引导到燃料材料的液滴。光学增益介质和透镜布置成使得光学增益介质在燃料材料的液滴处于预定位置时产生激光辐射，由此引起燃料材料的液滴产生用于发射EUV辐射的等离子体。因为光学增益介质通过在预定位置处的燃料材料的液滴的存在而触发，因此不需要种子激光器触发光学增益介质的操作。

在US7491954中描述的这些类型的系统的相关问题在于，因为发射激光的过程由通过燃料材料的液滴反射光子使得光线被反射到其自身而开始，因此建立的模式强烈依赖于初始触发过程并被限制在初始触发过程周围。这又引起下面的问题：由于腔仅被局部使用，导致增益介质中饱和效应限制可用的绝对功率；并且，移动的燃料材料的液滴飞出激光照射返回的初始触发位置，从而导致下一次的反射比理想的弱，这导致不期望的不对称模式的产生。

发明内容

期望提供一种辐射源和光刻设备，其相对于现有的辐射源是新颖的并且具有创新性的。