[发明专利]用于控制液滴形成的装置和方法

说明书

用于控制用于生成EUV辐射的液滴形成的装置和方法，包括产生指向辐照区域和液滴源的激光束的装置。该液滴源包括具有喷嘴的毛细管和用于在该毛细管中的液体源材料中产生干扰的电致动元件。该液滴源产生流，该流破碎为液滴，当它们朝着该辐照区域前进时，该液滴进而聚结为更大的液滴。该电致动元件由与控制所述液滴生成/聚结过程的该液滴源的至少一个谐振相关联的波形驱动。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年5月6日提交的名称为APPARATUS FOR AND METHOD OFCONTROLLING DROPLET FORMATION(用于控制液滴形成的装置和方法)的美国申请号为62/843,712的优先权，该申请通过引用全部并入本文。

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创建等离子体来提供EUV光。在一种应用中，EUV光可以被收集，并且用于光刻工艺以生产半导体集成电路。

背景技术

图案化的EUV光束可以被用于曝光涂有抗蚀剂的衬底，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大约5nm-100nm范围内的电磁辐射。光刻感兴趣的一种特定波长是13.5nm。

产生EUV光的方法包括但不一定限于将源材料转换为等离子态，该等离子态具有在EUV范围内具有发射谱线的化学元素。这些元素可以包括但不限于氙、锂和锡。

在一种这样的方法中，通常称为激光产生等离子体(“LPP”)，期望的等离子体可以通过用激光束照射源材料(例如以液滴、流或导线的形式)来产生。在另一方法中，通常称为放电产生等离子体(“DPP”)，所需的等离子体可以通过在一对电极之间放置具有适当发射谱线的源材料并且使电极之间发生放电来生成。

用于生成液滴的一种技术涉及熔化诸如锡等源材料，然后在高压下迫使它通过孔口，诸如直径为大约0.5μm至大约30μm的孔口，以产生导致液滴具有在大约30m/s至大约150m/s范围内的液滴速度的流。在大多数条件下，在称为瑞利破碎的过程中，离开孔口的流中自然发生的不稳定性(例如噪声)会导致流破碎为液滴。这些液滴可能具有不同的速度，并且可以在飞行中彼此组合以聚结为更大的液滴。

在此处考虑的EUV生成工艺中，期望控制破碎/聚结过程。例如，为了使液滴与LPP驱动激光器的光学脉冲同步，振幅超过随机噪声振幅的重复干扰可以被施加到连续流。通过以与脉冲激光的重复速率或其较高谐波相同的频率施加干扰，液滴可以与激光脉冲同步。例如，可以通过将电致动元件(诸如压电材料)耦合至流并且以周期波形驱动电致动元件来将干扰施加于流。在一个实施例中，电致动元件的直径会收缩和扩展(在纳米量级上)。这种尺寸变化被机械地耦合至毛细管，该毛细管经历对应的直径收缩和扩展。毛细管内部的液体源材料(例如熔融锡)柱也在直径上收缩和扩展(以及在长度上扩展和收缩)，以在喷嘴出口处的流中引起速度扰动。

如本文使用的，术语“电致动元件”及其派生词是指当经受电压、电场、磁场或其组合时会发生尺寸变化的材料或结构，并且包括但不限于压电材料、电致伸缩材料和磁致伸缩材料。用于使用电致动元件来控制液滴流的装置和方法在例如名称为“Laser ProducedPlasma EUV Light Source Having a Droplet Stream Produced Using a ModulatedDisturbance Wave(具有使用调制干扰波产生的液滴流的激光产生等离子体EUV光源)”并且于2009年1月15日公开的美国专利申请公开号为2009/0014668A1的美国专利申请以及名称为“Droplet Generator with Actuator Induced Nozzle Cleaning(具有致动器引起的喷嘴清理的液滴生成器)”并且于2013年8月20日授权的美国专利号为8,513,629的美国专利中公开，两者均通过引用全部并入本文。

发明内容