[發明專利]用于產生EUV輻射或軟X射線的方法和設備

有效

• 申請號: 200980129700.8
• 申請日: 2009-07-21
• 公開（公告）號: CN102119583A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: J.W.內夫;D.M.沃德雷萬格;P.青克
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H05G2/00
• 分類號: H05G2/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 龔海軍;劉鵬

技術領域

本發明涉及一種用于借助于電操作放電產生光學輻射，尤其是EUV輻射或軟x射線的方法和設備，其中在放電空間中的至少兩個電極之間的氣體介質中點燃等離子體，所述等離子體發射要產生的所述輻射，并且其中所述氣體介質至少部分地從液態材料產生，所述液態材料施加到在所述放電空間中移動的表面，并且至少部分地通過一個或若干脈沖能量束蒸發。主要在EUV光刻和計量領域中需要這種發射尤其是近似1nm和20nm之間的波長范圍內的EUV輻射或軟x射線的基于放電的光源。

背景技術

在上述種類的光源中，輻射從脈沖電流產生的熱等離子體發射。非常強大的EUV輻射生成設備利用金屬蒸氣操作以產生所需的等離子體。這種設備的實例示于WO?2005/025280A2中。在該已知的EUV輻射生成設備中，從施加到放電空間中的表面并且至少部分地被脈沖能量束（尤其是激光束）蒸發的金屬熔體產生金屬蒸氣。在該設備的優選的實施例中，可旋轉地安裝兩個電極，其形成在設備的操作期間旋轉的電極輪。這些電極輪在旋轉期間浸入具有金屬熔體的容器中。脈沖激光束被直接定向到電極之一的表面以便從所施加的金屬熔體產生金屬蒸氣。該蒸發導致連接到充電的電容器組的所述兩個電極之間的短路，從而點燃放電。得到的電流加熱金屬蒸氣，使得希望的離子化階段被激發并且從箍縮等離子體發射希望的波長的輻射。

利用這種產生EUV輻射的技術，可能出現放電區域的空間波動，這些空間波動由于箍縮等離子體的放電體積小而不能忽略。此外，EUV或軟x射線發射體積的幾何形狀通常不適應使用該EUV輻射或軟x射線的光學系統，所述光學系統在例如EUV光刻的情況下經常包括用于將EUV輻射引導到分劃板(reticle)和晶片的圓形孔。因此，在這樣的應用中，不可以有效地使用EUV輻射或軟x射線。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于借助于電操作放電產生光學輻射，尤其是EUV輻射或軟x射線的方法和設備，其一方面允許更有效地使用所產生的光學輻射，并且另一方面實現設備的更高的輸出功率。

這個目的是利用依照權利要求1和9的設備和方法來實現的。所述方法和設備的有利實施例是從屬權利要求的主題并且進一步在說明書的以下部分中加以描述。

在所提出的方法中，在放電空間中的至少兩個電極之間的氣體介質中點燃等離子體，所述等離子體發射要產生的輻射。所述氣體介質至少部分地從液態材料產生，尤其是從金屬熔體產生，所述液態材料施加到在放電空間中移動的表面，并且至少部分地通過一個或若干脈沖能量束蒸發，所述脈沖能量束可以例如為離子束或電子束，并且在優選實施例中為激光束。脈沖能量束的脈沖被定向到所述表面上相對于所述表面的移動方向的至少兩個不同的側向位置。

相應的設備包括：至少兩個電極，其設置在放電空間中，彼此相距一定距離，該距離允許在電極之間的氣體介質中點燃等離子體；用于將液態材料施加到在所述放電空間中移動的表面的設備；以及能量束設備，其適于將一個或若干脈沖能量束定向到所述表面上，至少部分地蒸發所述施加的液態材料，并且由此產生至少一部分所述氣體介質。能量束設備被設計成在相對于所述表面的移動方向的至少兩個不同側向位置處將所述脈沖能量束的脈沖施加到所述表面上。所提出的設備可以像通過引用合并于此的WO2005/025280A2中描述的設備那樣以其他方式構造。

所提出的方法和設備的主要方面是施加能量束脈沖以點燃不是僅在相對于移動表面的移動方向的一個側向位置處而是在相對于所述移動方向的不同側向位置或地點處的等離子體或放電。在本說明書中，術語側向表示垂直于該表面的移動方向的該表面上的方向。利用該技術，放電體積在其中該體積通常只有小的擴展的方向上展開。由于與施加僅僅單個脈沖相比，放電云或體積的空間波動并不變化，因而利用所提出的方法和設備，放電體積的相對波動更小。此外，通過在移動表面上適當地分布能量束脈沖的沖擊點，可以以正確的方式對作為放電體積的光發射體積成形以便最佳地使該光發射體積適應光學系統（例如光刻掃描儀的光學系統）的接受區域，從而允許更有效地使用所產生的輻射。所提出的方法和設備的另一優點是能夠增大光輸出功率，即所產生的光學輻射的功率。在如本說明書的引言部分中描述的已知EUV輻射生成設備中，光輸出功率是有限的，因為脈沖到脈沖的間隔必須適應移動表面的移動速度，從而保持移動表面上的沖擊點之間的距離以蒸發液態材料。通過在相對于移動方向的不同側向位置處施加脈沖，可以在相同的時間間隔和表面移動速度下施加更高數量的脈沖，同時保持所需的距離。