[发明专利]在超紫外光源中气体喷射控制的护罩喷嘴

说明书

本发明一般涉及半导体光刻技术及设备，更具体来说，涉及超紫外(EUV)光刻技术。

近来电子线路小型化趋势是由对于更小的轻型电子设备如移动电话、个人数字助理装置(PDA’S)和便携式计算机等的需求所推动的。光学投影平印是一种光刻技术，其中光线通过照相机透镜折射到掩模的半导体晶片上使一个特定层形成图案。这种光刻技术目前用于高容量制造具有0.18微米尺寸或更宽的电路刻线的电路。但是，目前的光投影平印技术不能生产带有很小特征的电路，这是由于对光线聚焦能力的基本物理局限性的缘故。较小的电路特征需要更短波长的光源。

半导体技术中新出现的下一代光刻(NGL)技术是超紫外(EUV)光刻技术，这是一种用于制造更小、更强的集成电路的选进技术。在EUV光刻技术中，波长很短的紫外(UV)线的强大光束从电路设计图案反射并通过反光镜折射穿过照相机透镜进入硅晶片。

实用EUV光源的一种选用技术是产生激光的等离子体(LPP)。在LPP EUV光源中，目标材料是由高功率激光照射以产生很高温度的等离子体，这种等离子体辐射需要的超紫外线。本发明涉及一种光源，其中一种可冷凝气体(蒸汽)穿过一喷嘴组件以产生一种含有许多小滴以及未冷凝气体的射流或喷射。上述许多小滴共同地用作激光的靶子。

本发明实现的技术优点在于气体喷嘴具有一个壳体，该壳体上带有气流的副通道，它限制流过主通道的气体的侧向膨胀。在一个实施例中，超紫外光源的气体喷嘴包括一个壳体，该壳体具有一条主通道，该主通道适于连接于一个主气源并排除第一气体/微滴流。该壳体也包括一条邻近于主通道的副通道，它适于连接于一个副气源，并适于排除第二气体流。第二气体流使主通道排出的第一气体/微滴流成形。

本发明也涉及一种超紫外光源的气体喷嘴系统，包括一个主气源、一个副气源和一个壳体。该壳体包括一条主通道，该主通道连接于主气源并适于排除第一气体/微滴流。该壳体还包括一条接近于主通道的副通道，它连接于副气源。壳体副通道适于排出第二气体流，以便使壳体主通道排出的第一气体/微滴流成形。

本发明还涉及一种将激光能转变成超紫外能的方法，该方法包括以下步骤：从一个喷嘴排出气体，以及用激光照射排出的气体以产生发射超紫外线的等离子体。该喷嘴包括一个壳体，该壳体具有一条主通道和一条接近于主通道的副通道。主通道连接于主气源，副通道连接于副气源。第一气体/微滴流从主通道排出，第二气体流从副通道排出，其中第二气体流使第一气体/微滴流成形。

本发明的优点包括，能够在一个比现有技术的喷射更远的距离上用激光照射从主通道排出的流，又不致发生性能上的损失，而在现有技术中由于排出的流的扩散会产生这种性能损失。这样就可以显著减小所产生的高温等离子体对喷嘴的损伤，从而延长喷嘴寿命，节约更换成本。另外，也可降低用于更换被喷嘴腐蚀副产物污染的聚光装置的费用。聚光装置的寿命也进一步增加，这是由于副罩气流用于直接阻挡一些从等离子体发出的很快的原子或离子，否则它们会冲击在聚光装置上，将其侵蚀。另外，本发明的喷嘴与现有技术相比较阻挡较少的超紫外线，以免达到聚光装置。

现在对照以下构成本说明书一部分的附图进行详细描述。

图1是现有技术的具有单一通道的超紫外线光刻气体喷嘴的横剖图；

图2是本发明的超紫外线光刻气体喷嘴的横剖图，该喷嘴具有一条连接于主气源的主通道和一条连接于副气源的环形副通道；

图3是本发明的超紫外线光刻气体喷嘴的前视立体图；

图4是本发明气体喷嘴的一个实施例的立体图；

图5是图4所示实施例的侧视图，它具有一个连接于一个套筒组件和冷却套的喷嘴组件；

图6表示本发明的设有主通道的喷嘴组件；

图7表示本发明的设有副通道的套筒组件；以及

图8是本发明的构成发出气体的主通道和副通道的管状构件的横剖图。

在各附图中采用相同的数字和符号代表类似的构件，除非另有标识。

激光照射的气体射流是用于产生下一代半导体光刻设备的超紫外线的装置的主要选择对象。在图1中表示现有技术中在超紫外线光刻技术中使用的气体喷嘴10。喷嘴10只有一条用于排出气体的通道12。当气体离开喷嘴出口时气体迅速侧向膨胀，如标号14所示。当用于超紫外线光刻技术时，高功率激光聚焦在排出的气体上以产生发射超紫外线的高温等离子体，上述侧向膨胀会引发问题。