[发明专利]控制液滴流中的液滴的聚结的装置和方法

说明书

提供了一种用于控制被用于生成EUV辐射的液滴(102a，b)的形成的装置和方法，该装置和方法包括产生指向照射区域的激光束的部件和液滴源。液滴源(92)包括离开喷嘴(98)的流体和具有电致动元件(104)的子系统，该电致动元件(104)在流体(96)中产生干扰。液滴源产生流(100)，该流(100)分解成液滴，当液滴朝着照射区域前进时，液滴进而聚结成更大的液滴。电致动元件由控制液滴生成/聚结过程的混合波形来驱动。还公开了一种确定喷嘴的传递函数的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月12日提交的美国申请62/617,043的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本申请涉及极紫外(“EUV”)光源及其操作方法。这些光源通过从源材料中产生等离子体来提供EUV光。在一种应用中，EUV光可以被收集并且用于光刻工艺中以产生半导体集成电路。

背景技术

可以使用图案化的EUV光束来曝光涂覆有抗蚀剂的衬底，诸如硅晶片，以在衬底中产生极小的特征。极紫外光(有时也称为软X射线)通常被定义为波长在约5-100nm的范围内的电磁辐射。用于光刻的一种特定的感兴趣波长出现在13.5nm处。

用于产生EUV光的方法包括但不限于将源材料转换成等离子体状态，该源材料具有发射线在EUV范围内的化学元素。这些元素可以包括但不限于氙、锂和锡。

在通常称为激光产生等离子体(“LPP”)的一种这样的方法中，可以通过用激光束照射例如呈液滴、流或线的形式的源材料来产生期望的等离子体。在通常称为放电产生等离子体(“DPP”)的另一种方法中，通过将具有适当发射线的源材料定位在一对电极之间并且引起在电极之间发生放电，可以生成所需要的等离子体。

一种用于生成液滴的技术涉及熔融诸如锡等靶材料，并且然后在高压下迫使其穿过相对较小直径的孔口(诸如直径为约0.5μm至约30μm的孔口)，以产生液滴速度在约30m/s至约150m/s的范围内的液滴流。在大多数情况下，在被称为瑞利破裂的过程中，离开孔口的流中的自然地发生的不稳定性(例如，噪声)会导致流分解成液滴。这些液滴的速度可能会有所不同，并且这些液滴可能会相互结合以聚结成更大的液滴。

在此处考虑的EUV生成过程中，希望控制分解/聚结过程。例如，为了使液滴与LPP驱动激光器的光脉冲同步，可以将幅度超过随机噪声的幅度的重复干扰(disturbance)施加到连续流。通过以与脉冲激光的重复频率相同的频率(或更高的谐波)施加干扰，可以使液滴与激光脉冲同步。例如，通过将电致动元件(诸如压电材料)耦合到流并且以周期波形驱动电致动元件，可以将干扰施加到流。在一个实施例中，电致动元件的直径将收缩和膨胀(在纳米级)。尺寸的这种变化被机械耦合到毛细管，该毛细管经历对应的直径收缩和膨胀。毛细管内部的靶材料柱(例如，熔融锡)的直径也收缩和膨胀(并且长度膨胀和收缩)，从而在喷嘴出口处在流中引起速度扰动。

如本文中使用的，术语“电致动元件”及其派生词是指当经受电压、电场、磁场或其组合时尺寸发生变化的材料或结构，包括但不限于压电材料、电致伸缩材料和磁致伸缩材料。使用电致动元件来控制液滴流的装置和方法被公开于例如于2009年1月15日发布的题为“Laser Produced Plasma EUV Fight Source Having a Droplet Stream ProducedUsing a Modulated Disturbance Wave”的美国专利申请公开No.2009/0014668A1和于2013年8月20日发布的题为“Droplet Generator with Actuator Induced NozzleCleaning”的美国专利No.8,513,629中，这两个文献的全部内容通过引用合并于此。

然而，不仅希望使液滴与激光脉冲同步，而且还希望使液滴聚结成比在流的分解期间最初产生的液滴更大的液滴。还希望在允许控制聚结过程的条件下进行该聚结。