[发明专利]用于延长目标材料递送系统寿命的装置和方法

说明书

公开了一种用于生成EUV辐射的系统，在系统中通过如下控制流过液滴生成器中的喷嘴的孔口320中的目标材料的电流：提供针对电流的交替的较低阻抗路径和/或通过限制施加到液滴生成器的驱动信号的高频分量。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年10月29日提交的美国申请62/752,116的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及用于等离子体生成极紫外(“EUV”)辐射的装置和方法，等离子体通过对容器中的目标材料进行放电或激光烧蚀而产生。在这样的应用中，光学元件例如被用于收集和引导辐射，以用于使用在半导体光刻和检查中。

背景技术

极紫外辐射，例如具有约50nm或更短波长的电磁辐射(有时也被称为软X射线)，并且包括约13.5nm波长的辐射，可用于光刻工艺中以在诸如硅晶片之类的衬底中生成小特征。

用于生成EUV辐射的方法包括将目标材料转换成等离子体状态。目标材料优选地包括至少一种元素，例如氙、锂或锡，并且具有在电磁光谱的EUV部分中的一个或多个发射线。目标材料可以是固体、液体或气体。一种技术涉及生成目标材料液滴流并用一个或多个激光辐射脉冲辐照至少一些液滴。这样的源通过将激光能量耦合到具有至少一个EUV发射元素的目标材料中来生成EUV辐射，从而产生电子温度为几十eV的高度电离的等离子体。

一种用于生成液滴的技术涉及熔化诸如锡的目标材料，然后在高压下迫使其穿过相对较小直径的孔口(诸如具有约0.5μm至约30μm的直径的孔口)，以产生液滴速度为约30m/s至约150m/s范围内的液滴流。在大多数条件下，在被称为瑞利破裂的过程中，离开孔口的流中的不稳定性会致使流分裂成液滴。这些液滴可能具有变化的速度，并且可能会相互结合以聚集成更大的液滴。

在这里考虑的EUV生成过程中，期望控制分解/聚集过程。例如，为了使液滴与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施加到连续流上。通过以与脉冲激光的重复频率相同的频率(或其更高的谐波)施加干扰，可使液滴与激光脉冲同步。例如，可以通过将电可致动元件(诸如压电材料)耦合到流并以周期性波形驱动电可致动元件而将干扰施加到流。在一个实施例中，电可致动元件的直径将收缩和膨胀(以纳米级)。尺寸上的这种变化被机械地耦合到限定腔体的结构上，该腔体诸如是经历直径的对应收缩和膨胀的管或毛细管。在腔体内的目标材料的柱(例如熔融锡)的直径也收缩和膨胀(并在长度上也膨胀和收缩)，以在喷嘴出口处引起流中的速度扰动。

如本文所使用的，术语“电可致动元件”及其衍生词意指当经受电压、电场、磁场或其组合时经历尺寸变化的材料或结构，包括但不限于压电材料、电致伸缩材料和磁致伸缩材料。使用电可致动元件来控制液滴流的装置和方法被公开于例如2009年1月15日公开的标题为“Laser Produced Plasma EUV Light Source Having a Droplet StreamProduced Using a Modulated Disturbance Wave”的美国专利申请公开号2009/0014668A1中以及2013年8月20日公布的标题为“Droplet Generator with ActuatorInduced Nozzle Cleaning”的美国专利号8,513,629中，其全部内容通过引用整体并入本文。

因此，液滴生成器的任务是将适当尺寸的液滴放置在将用于产生EUV的主要焦点上。液滴必须在一定空间和时间稳定性标准内到达主要焦点，也就是说，位置和定时在可接受的裕度内是可重复的。它们还必须以给定的频率和速度到达。此外，液滴必须完全聚集，这意味着液滴必须是单分散的(大小均匀)并达到给定的驱动频率。例如，液滴流应该没有同轴的“卫星”液滴，也就是说，目标材料的较小液滴未能聚集成主液滴。液滴生成器性能随时间变化的事实使得满足这些标准变得很复杂。例如，当液滴生成器的性能变化时，可能产生在液滴到达主要焦点时尚未完全聚集的液滴。最终，液滴生成器的性能将下降到必须将液滴生成器离线进行维护或更换的程度。