提高euv和/或軟x射線燈的轉換效率的方法及相應裝置的製作方法

2023-10-04 17:02:24 1

專利名稱：提高euv和/或軟x射線燈的轉換效率的方法及相應裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及提高遠紫外線(EUV)禾口/或歡射線燈的轉換效率的方法，其 中發射EUV輻射和/或^射線的放電等離子體在由放電空間中的已蒸發液態材 料形成的氣態介質中產生，所述液態材料被設置在放電空間中的一個表面上， 並且在能量束的作用下至少部分蒸發。本發明還涉及一種用於藉助電致放電產 ^EUV輻射和/或^射線的裝置，所述，包括至少兩個電極，所述電極被 設置成彼此相隔一距離以便允許在戶皿電極之間的放電空間的氣M質中形成 等離子體；用於將液態材料施加到所述放電空間的一，面上的設備；以及能
量束設備，其適於將能量束引導至所述表面上，戶;M能量束i妙;M施加的液態
材料至少部分蒸發，從而形卿脫氣M質。
背景技術：
^EUV刻蝕領域中尤其需要發射EUV輻射和/或^射線的輻射源。這種輻 射是從由脈衝電流產生的高溫等離子體中發出的。迄今為止已知的最大功率的 EUV燈是用金屬蒸汽進行工作的以便產生所要求的等離子體。在WO 2005/025280 A2中示出了這種EUV燈的一個例子。在這種已知的EUV燈中，金 屬蒸汽由施加到電極之間的放電空間中的一，面上並且在肯讀束、尤其雷射 束的作用下至少部條發的金屬劍七物產生。^thEUV燈的一個雌實施例中， 兩個電極以可轉動的方式安裝，從而形j^燈的操作期間被轉動的電極輪。該 電極輪在轉動過程中、MA具有金屬船七物的容器中。脈衝雷射束ltt接弓l至其 中一個電極的所述表面上以從所施加的金屬熔化物上產生金屬蒸汽，並且激發 電致放電。金屬蒸^M31/LkA至大約10kA的電》縱行加熱，以便激^^f需要的 離子化階段，並且發出所需波長的輻射。
已知的EUV和/或^X射線燈的^問題是將所供應的電能轉換為具有所需 小帶寬的EUV輻射和/或軟射線的效割艮低。尤雜用於半導體lik的光刻領 域，需要約13.5nm的具有2M帶寬的EUV輻射。 發明內容本發明的目的是掛共一種提^EUV和/或lfcX射線燈的轉換效率的方法以及 用於以提高的轉換效率產4EUV和/^X射線輻射的，或燈。
該目的通31^又利要求1和6所述的方法和，來實現。M法和裝置的有 利實施例為從屬權利要求的主題，並且在以下描述禾卩用於實施本發明的實例中 得到描述。
在本發明中，發射EUV輻射和/^X射線的放電等離子體在由放電空間中 的已蒸發液態材料形成的氣M質中產生，其中所述液態材料被設置在放電空 間的一個表面上，並且在能量束、尤其雷射束的作用下至少部分蒸發。該方法 的牛寺徵在於由其質量數比液態材料的化學元素小的化學元素構成的氣體M 至少一個噴嘴以受弓l導的方^M部被供應到所述放電空間和/或通向放電空間的 供13^射5±的液態材料，以便減小^^M放電空間中的已蒸發液態材料的密度。
艦{頓不產生非常多輻射的元素來減小已蒸發液態材料、雌金屬船七
物的密度，能,teuv和/或^x射線燈的轉換效率。這些在下文中M以熔
化的錫為液態材料，也叫做燃料，的實例 行解釋。通過用錫作EUV燈中的 燃料，會嫩產生約13.5nm的2。/o帶寬的EUV輻射。然而，錫蒸汽等離子的齡 鄉i飽括106難的譜線。因此，該等離子體也^t所需要的EUV輻射不作貢 獻的波長範圍內進行鄉。另外，所產生的輻射中的相當一部分不會離開等離 子體，而是被吸收在該等離子體內部。3 處於較長波長的輻射具有相對大的 貢獻，其中戶腿較長波長落在可I細於收集或偏轉EUV輻射的普通光學元件利 用的帶寬之外。然而，通過添加根據本發明的氣體，燃料的一部分1鈔萬供應的 氣體的較輕元素所代替。這M^了燃料對EUV輻射的吸收，因此提高了等離子 體的效率。通皿種方式，等離子體的總輻射損失可被減小，這將導致得到較 高的等離子術顯度。更高溫的等離子體產生更多的處於EUV和/或^X射線燈所 需要的較短波長的輻射。
然而，不能將附加氣體供應至膽UV燈的齡真空室，因為例如作為首選氣 體的氧氣會明顯減小這種燈的昂貴的光學器件的壽命。為了避免這種問題，根 據本方法，僅在局部通過至少一個噴嘴以受弓l導的方式將氣體供應到放電空間 和/M向放電空間的供/^射處的液態材料。由於誕放電空間局部施加氣體， 可以避免更多數量的氣體擴散到燈的光學部件上。儘管如此，所供應的氣體減 小了等離子體中的燃1 度，從而使燈的轉換效率更高。噴嘴可被設置成直接將氣體供應到放電空間或者將氣體供應到液態材料以便氣體被這種液態材料傳 送到放電空間。在後一種情況下，氣體f鵬擇成被溶解到液態材料中或者可與 液態材料結合。
基於EUV和/或^X射線輻射所需要的波長範圍，進一雜酌體和液態材 料(燃料)以便在此波長範圍內轉換效率發生所需要的增長。這意味著必須使 用燃料和氣體的不同組合以便在不同的波長範圍內提高燈的轉換效率。原則上， 可以使用元素周期表的第一Sm三排的氣體。
所提出的，包括至少兩個電極，這些電極被設置在真空室中並且彼此
相隔一距離以便允許在戶;M電極之間的氣態介質中產生等離子體；用於將液態
材料施加至嗷電空間中的一賴面上的設備；以及能量束設備，其適於將能量
束引導至戶;M表面上，以便至少部分蒸^M^被施加的液態材料，從而產生所
述氣M質。該體的特徵在於至少一個用於供應氣體的噴嘴被設置在該裝
置中以便以受弓i導的方式將戶;M氣體局部供應至倣電空間禾n/鋼向放電空間的 供1^射5±的液態材料，從而減小在放電空間中的已蒸發液態材料的密度。
如WO 2005/025280 A2中所公開的，ICT在該，和所提出的方法的優 選實施例中，並且配有一個或多個用於供應氣體的噴嘴，其中戶脫文獻以參考 的方式並M文中。
在本說明書和權利要求書中，詞語"包括"不排除其他元素或步驟，並且 4頓"一個"並不排出多個。權禾腰求中的任何參考標己也將不被解釋為對這 些^5l利要求的範圍的限制。


在下文中參考附圖描述了本方法和裝置的一個實例，並且不應1 釋自 權禾腰求的範圍的限制。這些圖示出了根據本發明的EUV燈的示意圖。
具體實施例方式
這些圖示出了所提出的燈的示意圖，並且也指出了本方法的原理。EUV燈 包蹄置在真空室內的兩個電極l、 2。碟形的電極l、 2以可糊的方式安裝， 即它們在操作期間圍繞旋轉軸3轉動。在轉動過程中，電極l、 2部分臥相應 的容器4、 5中。這些容器4、 5中的每一^W金屬糊七物6，在本例中為液態 錫。金屬燃七物6鵬在約300。C的溫度，即略高於錫的熔點23(TC。容器4、 5 中的金屬倒七物通過與這些容器相連的加熱設備或冷卻設備(未在圖中示出)維持在± 作驢上。在轉動過程中，電極l、 2的表面被液態材料浸溼，從 而在戶脫電極上形臓態金屬膜。電極上的液態金屬層的厚度可M舌販(未
在圖中示出)進行控制。電極的電流m金屬m物6刺共應，其Mi^色^
線與電容器組7相連。
雷射脈衝9在兩個電極之間的最窄點的，被聚焦於電極1、2中的一個上， 如圖所示。因此，電極l、 2上的金屬膜的一部分蒸發並且±真補電極間隙。這導 致在這個點上發生擊穿放電，並且引棘自電容器組7的非常高的電流。該電 流將金屬蒸汽鵬料加熱M^夠高的鵬，以使得後者被離子化，並且在電極1、 2之間的放電空間內的箍縮等離子體8中鄉所需要的EUV輻射。
極小的噴嘴10被設置在第一電極1附近以便將由其質量數小於錫的化學元 素構成的氣體ll供應給電極l的表面上的液態錫薄膜。在本實例中，所供應的 氣體是氧氣，期每電極輪上的錫氧化以便氧氣結束於該箍縮中。3M^種方式， 燈的總氧氣負載較小，並且氧化錫僅出現在電極上。雖然在本實例中僅示出了 一個噴嘴10，但是也可以以同樣的方式將兩個或更多噴嘴設置在第一和第二電 極1、 2附近。噴嘴10被方爐蹈一常靠近電極輪表面，例如相距10mm，少， 以避免氧氣擴離釘的其他部件上。
初步實驗證實在操作期間添加少量氧氣使燈的轉換效率從2.0%提高到 2.3%。參考f奪號列表 1第一電極
2 第二電極 3旋轉軸
4 第一容器
5 第二容器 G錫靴物 7 電容器組
8箍縮等離子體
9 雷射脈衝 10氣體噴嘴 11氣體
權利要求
1、一種提高EUV和/或軟X射線燈的轉換效率的方法，其中發射EUV輻射和/或軟X射線的放電等離子體(8)在由放電空間中的已蒸發液態材料形成的氣態介質中產生，所述液態材料被設置在放電空間中的一個表面上，並且在能量束(9)的作用下至少部分蒸發，其特徵在於由其質量數比液態材料的化學元素小的化學元素構成的氣體(11)通過至少一個噴嘴(10)以受引導的方式被局部供應到所述放電空間和/或通向所述放電空間的供應路徑上的液態材料，以便減小在所述放電空間中的已蒸發液態材料的密度。
2、 如權利要求1戶，的方法，期寺徵在於戶，液態材料^M至少一個雷射脈衝蒸發的。
3、 如權利要求1臓的方法，其特徵在於臓液態材料是金屬靴物， 尤其是綴謝七物。
4、 如權利要求3戶，的方法，其特徵在於戶，氣體(11)是氧氣。
5、 如權利要求l-4中任一項戶誠的方法，其特徵在於戶腿液態材料是ilil至少一個旋轉輪供應到放電空間，並且戶脫至少一個噴嘴(10)被設置成以受弓l導的方式將戶誠氣體(11)供應到柳腐液態材料覆蓋的旋轉輪表面。
6、 一種用於藉助電致放電產4EUV輻射和/或^射線的裝置，包括至少兩個電極(i， 2)，所述電極被設置成彼此相隔一距離以便允許在戶;M電極(i，2)之間的放電空間的氣M質中產生等離子體(8);用於將液態材料施加至斷述放電空間中的一，面上的設備；以及能量束設備，其適於將肖遣束(9)引 導至戶，表面上，從而^^M施加的液態材料至少部分蒸發，因此形成戶，氣 絲質，其特徵在於至少一個用於供應氣體(11)的噴嘴(10)被設置在該^g中以便以受引導的方式將戶;f^氣體(ii)局部供應到所述放電空間和/或通向放電空間的供應路^h的液態材料，以便減小在戶，放電空間中的已蒸發液態材料的密度。
7、 如權利要求6戶腿的體，^tr徵在於戶腿用於施加液態材料的設備 適於將液態材料施加到戶腿電極(1， 2)的一^^面上。
8、 如權禾腰求7戶脫的體，其特徵在於戶腿電極(1， 2)被設計成可 轉動的輪子，其可 作過程中被轉動。
9、 如權利要求8戶脫的體，其特徵在於戶脫電極(1， 2)在轉動的同日^1A^液態材料的容器(4， 5)中。
全文摘要
本發明涉及提高EUV和/或軟X射線燈的轉換效率的方法，其中發射EUV輻射和/或軟X射線的放電等離子體(8)在由放電空間中的已蒸發液態材料形成的氣態介質中產生，所述液態材料被設置在所述放電空間中的一個表面上，並且在能量束(9)的作用下至少部分蒸發。本發明還涉及相應的用於產生EUV輻射和/或軟X射線的裝置。在該方法中，由其質量數小於液態材料的化學元素的化學元素構成的氣體(11)通過至少一個噴嘴(10)以受引導的方式被供應到所述放電空間和/或通向放電空間的供應路徑上的液態材料，以便減小在所述放電空間中的已蒸發液態材料的密度。藉助本方法和相應的裝置能夠提高燈的轉換效率。
文檔編號H05G2/00GK101444148SQ200780017732
公開日2009年5月27日 申請日期2007年5月8日 優先權日2006年5月16日
發明者D·M·沃德雷芬格, J·瓊克斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司