[发明专利]激光产生等离子体EUV光源中的源材料输送的设备和方法

说明书

本发明涉及激光产生等离子体EUV光源中的源材料输送的设备和方法。公开了气体被引起与源材料的流动平行地流动以形成气体罩的装置和方法。气体罩可以保护源材料的流动以免被气体的横流破坏。气体罩还可以通过使源材料的辐照期间所形成的等离子体泡变形使得等离子体泡不会太接近物理罩来限制源材料所通过的物理罩的发热并且限制源材料在物理罩上的积聚。装置和方法还公开用于建立气体的附加横穿流动，使得气体罩不会引起用于收集源材料的辐照期间所生成的光的光学器件的源材料污染。

本申请是申请日为2014年11月6日、申请号为201480065547.8、发明名称为“激光产生等离子体EUV光源中的源材料输送的设备和方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及极紫外(“EUV”)光源，其从由靶材料创建并且被收集并导向至中间区域的等离子体提供EUV光用于例如通过光刻扫描器/步进器的在EUV光源室外侧的利用。

背景技术

极紫外(“EUV”)光、例如具有约50nm或更小的波长(有时也称作软x射线)并且包含处于大约13.5nm的波长的光的电磁辐射可以被用在光刻工艺中以在诸如硅晶片等的衬底中产生极小特征。在这里和其他地方，应该理解的是，术语“光”被用于涵盖电磁辐射，无论它是否在光谱的可见部分内。

用于生成EUV光的方法包含将源材料从液体状态转换成等离子体状态。源材料优选地包含具有在光谱的EUV部分中的一个或多个发射线的至少一个元素、例如氙、锂或锡。在一个这样的方法中，经常称为激光产生等离子体(“LPP”)的所要求的等离子体可以通过使用激光束辐照具有所要求的线发射元素的源材料而产生。

一个LPP技术牵涉到生成源材料微滴的流和用激光辐照微滴中的至少一些。在更多的理论术语中，LPP光源通过将激光能量沉积到具有诸如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)等的至少一个EUV发射元素的源材料内而生成EUV辐射，创建了具有几十电子伏特的电子温度的高度电离的等离子体。

在这些离子的去激发和复合期间生成的高能辐射被从等离子体在所有方向上发射。在一个常见布置中，接近法线入射反射镜(称作收集器或收集器反射镜的EUV光学器件的示例)被定位成将光收集、导向(并且在一些布置中聚焦)至中间部位。所收集的光可以接着被从中间部位中继到一组扫描器光学器件并且最终到晶片。

在一些LPP系统中，各微滴由多个光脉冲顺次地照射。在一些情况中，各微滴可以被暴露于所谓的“预脉冲”并接着暴露于所谓的“主脉冲”。然而，需要领会的是，预脉冲的使用是任选的、可以使用一个以上的预脉冲、可以使用一个以上的主脉冲并且预脉冲和主脉冲的功能可以在某种程度上重叠。

就数量而言，具有在中间部位产生大约100W的目标的当前正在开发的一个布置预期脉冲的聚焦10kW-12kW CO₂驱动激光器的使用，该激光器与微滴发生器同步以顺次地辐照每秒大约10,000至200,000锡微滴。为此目的，存在有以相对高的重复率(例如，10kHz至200kHz或更大)产生微滴的稳定流并且以跨越相对长的时间段在定时和位置方面的高精确度和良好的可重复性将微滴输送至辐照现场的需要。

对于LPP光源，可能期望在室中使用一个或多个气体，用于离子停止、碎屑减轻、光学器件清洁和/或热控制。在一些情况中，这些气体可以是流动的，例如，以使诸如蒸气和/或微粒等的等离子体生成的碎屑在期望的方向上移动、使热朝向室出口移动等等。在一些情况中，这些流动可以在LPP等离子体产生期间发生。例如，参见2010年3月2日授权的美国专利号7,671,349，该专利的整个内容特此通过引用合并于此。其他设定可能会要求非流动的、即静态或接近静态的气体的使用。这些气体的存在、无论是静态的还是流动的和/或LPP等离子体的创建/存在可能会在各微滴行进至辐照现场时更改/影响各微滴，不利地影响微滴的位置稳定性。这可能会降低剂量性能并因此降低输出功率。