[发明专利]用于在EUV光源中减少来自源材料的污染的装置和方法

说明书

公开了一种用于生成极紫外辐射的源和方法，其中通过如下来阻止熔融目标材料的喷溅：通过耗费可进入熔融目标材料沉积物，并通过引入与氢自由基反应的活性气体而在其中产生氢气泡的氢自由基的数目。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年10月22日提交的、标题为“APPARATUS FOR AND METHOD OFREDUCING CONTAMINATION FROM SOURCE MATERIAL IN AN EUV LIGHT SOURCE”的美国专利申请号62/748,735的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及用于从等离子体中生成极紫外(“EUV”)辐射的装置和方法，该等离子体通过对容器中的源或目标材料进行放电或激光烧蚀而被创建。在这样的应用中，例如使用光学元件来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

在光刻工艺中可以使用极紫外辐射(例如，具有波长约为50nm或更小的电磁辐射(有时也称为软x射线)，并且包括波长约为13.5nm的辐射)在诸如硅晶片的衬底中产生极小的特征。

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具有在电磁光谱的EUV部分中的一个或多个发射线的至少一种元素，例如氙、锂或锡。目标材料可以是固体、液体或气体。在常常被称为激光产生等离子体(“LPP”)的一种这样的方法中，所需要的等离子体可以通过使用激光光束辐照具有所需要的线发射元素的目标材料而被产生。

一种LPP技术涉及生成目标材料液滴流，并且利用一个或多个激光辐射脉冲辐照至少一些液滴。这样的LPP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，从而创建电子温度为几十eV的高度电离的等离子体。

对于该过程，通常在密封容器例如真空腔室中产生等离子体，并且使用各种类型的量测装备来监测所得到的EUV辐射。除了生成EUV辐射之外，被用于生成等离子体的过程通常还在等离子体腔室中生成不希望的副产物，这些副产物可以包括带外辐射、高能离子和碎片，例如残余目标材料的原子和/或团块/微液滴。

能量辐射从等离子体在所有方向上发射。在一种常见布置中，近法向入射镜(通常被称为“收集器镜”或简称为“收集器”)被定位为将辐射的至少一部分收集、引导并且在一些布置中聚焦到中间位置。然后，所收集的辐射可以从中间位置被中继到一组光学器件、标线片、检测器，并且最终中继到硅晶片。

在光谱的EUV部分中，通常认为有必要将反射光学器件用于包括收集器、照射器和投影光学器件盒的系统中的光学元件。这些反射光学器件可以被实现为如上所述的法向入射光学器件或掠射入射光学器件。在所涉及的波长处，收集器被有利地被实现为多层镜(“MLM”)。顾名思义，该MLM通常由基础或衬底上方的交替的材料层(MLM堆叠)组成。即使系统光学器件未被实现为MLM，系统光学器件也可以被配置作为涂层光学元件。

光学元件并且尤其是收集器必须与等离子体一起放置在容器内以收集和重新引导EUV辐射。腔室内的环境对光学元件不利并且因此限制了其使用寿命，例如由于降低反射率。环境内的光学元件可能会被暴露给目标材料的高能离子或颗粒。目标材料的颗粒(其基本上是来自激光汽化过程的碎片)会污染光学元件的暴露的表面。目标材料的颗粒还会对MLM表面造成物理损坏和局部加热。

在一些系统中，在真空腔室中使用压力在大约0.5到大约3mbar范围内的H₂气体作为用于碎片减少的缓冲气体。在没有气体的情况下，在真空压力处，将难以充分保护收集器免受从辐照区域喷射的目标材料碎片的伤害。氢对于具有大约13.5nm的波长的EUV辐射是相对透明的，并且因此比其他候选气体(诸如He、Ar或在约13.5nm处展现出更高吸收率的其他气体)更优选。