TW200307490A - Linear filament array sheet for EUV production - Google Patents

Description

200307490 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於雷射電發超紫外線（EUV )輻射源， 尤其是相關於產生低溫目標材料薄片或低溫目標材料的緊 密間隔燈絲之線性陣列的雷射電漿EUV輻射源，此處的 燈絲片或陣列具有對應於提供想要的變換效率之雷射點尺 寸的寬度及對應於雷射/目標交互作用深度之厚度。 【先前技術】 典型上藉由精於本技藝之人士所瞭解的照相平版印刷 處理在基體上構圖微電子積體電路，此處由傳播通過掩模 的光束界定電路元件。因爲照相平版印刷處理技術的情況 及積體電路變得更加發展，所以電路元件變得較小且更緊 密間隔在一起。因爲電路元件變得較小，所以需要利用產 生具有較短波長及較高頻率的光束之照相平版印刷光源。 換句話說，當光源的波長減短時，照相平版印刷處理增加 的結果使可界定較小的積體電路元件。當今照相平版印刷 光源的趨勢係發展產生在超紫外線（EUV )或軟性X射線 波長（13-14 nm )的光。 在該技術中有產生EUV輻射的各種裝置。其中一最 普及的EUV輻射源是雷射電漿，使用氣體，典型上是氙 ，當作雷射電漿目標材料的氣體凝結源。其他氣體，諸如 氪等，及氣體化合亦爲眾所周知的雷射目標材料。在依據 雷射產生電漿（LPP )的已知EUV輻射源中，氣體典型上 -4- (2) 200307490 低溫冷卻到液體狀態，然後強制通過噴嘴到 續液體流或燈絲。在真空環境中之液體目標 蒸汽壓力使目標材料可快速凝固。需要室溫 卻目標材料，因爲他們不會在EUV光學上 他們產生必須自真空室排出的微量副產品。 ，噴嘴被攪動，使得目標材料自噴嘴放出當 徑（5 0 - 1 0 0 // m )及預設微滴間隔之液體微济 某些設計在轉動的基體上利用凝固低溫 因爲殘餘物及重複率限制，所以此不適用製 以高功率的雷射光束，典型上來自 Nd : 照射目標流，加熱目標材料產生輻射EUV 漿。雷射光束被傳送到目標區當作具有想要 波。爲了提供足夠產生電漿的熱，在目標區 須具有某種強度。 最好EUV源具有良好的變換效率。變 光束能量變換成可回復的EUV輻射之量測 供良好的變換效率，在目標區的雷射光束點 須大於在每一雷射光束脈波中電漿延伸的距 了目標可截斷所有雷射能量，目標尺寸必須 寸。就目標是微滴或圓柱形燈絲而言，提供 的理想雷射點尺寸爲數値等級大於雷射光束 材料（5-10// m深）交互作用產生電漿之深 微滴或燈絲的尺寸增加時，因爲到微滴或燈 互作用深度限制，更多的目標材料未被使用 真空室當作連 材料的低溫及 氣體的低溫冷 凝結，及因爲 在某些設計中 作具有某種直 Ϊ流。 材料片，但是 造EUV源。 YAG雷射， 輻射之高溫電 頻率的雷射脈 中雷射光束必 換效率爲雷射 。其顯示出提 尺寸的直徑必 離。而且，爲 大於雷射點尺 良好變換效率 進入並與目標 度。因此，當 絲內的雷射交 或未被蒸發。 - 5- (3) (3)200307490 必須在真空室產生EUV _射。在目標材料已接觸雷 射光束之後’剩下的目標材料以氣相被泵唧到該室外。因 此’因爲系統大量流動限制，所以僅增加提供理想變換效 率之雷射點尺寸的微滴或燈絲尺寸是無用的。例如，就 5 00 // m目標微滴及7 5 0 mJ雷射脈波而言，只使用大量微 滴的0.2 %製造E U V輻射，留下剩餘9 9 . δ %的大量微滴當 作必須被排出該室外的殘餘物。系統的真空泵爲低溫目標 材料到該室的總流量設定實用的上限。 【發明內容】 根據本發明的原理，揭示EUV輻射源，可產生具有 符合良好變換效率的雷射點尺寸之寬度及符合雷射光束/ 目標交互作用深度之厚度的液體目標材料之燈絲流動片或 線性陣列。在一實施例中，EUV源包括裝有加壓低溫液 體目標材料，諸如液態氙等，的儲存器。儲存器又包括緊 密間隔孔的陣列。液體目標材料被強制通過孔到真空室中 當作目標材料的緊密間隔液體流燈絲。液體流凝固形成凝 固目標燈絲。雷射光束被導向真空室的目標區照射燈絲片 °在目標區的雷射光束寬度覆蓋大部分燈絲的陣列寬度以 提供®變換效率。在另一實施例中，以產生具有理想寬度 及厚胃之目標材料的凝固片之拉長槽孔取代孔。 _ T面連同附圖的說明及附錄於後的申請專利範圍將 可更明白本發明的其他目的、優點、及特徵。 (4) (4)200307490 【實施方式】 旨在EUV輻射源的下面本發明實施例的討論本質上 僅爲示範性，並無意用於限制本發明或其應用或使用。 圖1爲結合LPP EUV輻射源12之目標材料儲存器1〇 的正面圖。源12的其他部分，諸如EUV收集光學、目標 雷射、聚焦光學等並未圖示在此圖中，因爲就暸解本發明 而言並不需要他們。一如精於本技藝之人士所明白的，源 1 2的這些各種其他部分可以是適合本文討論的型式之 EUV源的任何裝置。儲存器10裝有在適當壓力下的適當 低溫冷卻EUV目標材料，諸如液態氙等。作爲源1 2的各 種部分，在儲存器1 〇中的組件，諸如冷凝器、過濾器等 可以是適合本文所討論的目的之任何裝置。 儲存器1 〇包括成配置成一排之緊密間隔孔1 6的線性 陣列14，如圖示。自孔16放出儲存器1 0中的液體目標 材料當作到與EUV源1 2結合的真空室內之緊密間隔圓柱 形目標燈絲2〇。圖2爲圖示自儲存器10放出的燈絲20 之源1 2的俯視圖及圖3爲其側視圖。燈絲20在該室中維 持他們的間隔以界定其間的間隙2 2。圖3圖示由來自目 標區28的雷射26之雷射光束24照射燈絲20以產生放出 EUV輻射32之電漿30。目標區28相當於雷射點尺寸。 由爲照相平版印刷目的等而聚焦的聚光光學（未圖示）收 集EUV輻射3 2。因爲目標材料被低溫冷卻並放出到真空 環境中，所以在燈絲2 〇到達目標區2 8並由雷射光束2 4 照射以形成產生EUV輻射3 2的電漿之前，液體目標材料 (5) (5)200307490 快速凝固變成緊密間隔凝固燈絲的陣列。 因爲燈絲組合成有效設置目標材料的薄片3 6，所以 目標區28之雷射光束24的點尺寸可被增加超過技術中所 知的EUV輻射源中使用的雷射光束點尺寸。另外，可製 ~ 造直徑非常小的孔1 6，使得燈絲2 0的直徑可最有效進行 、 雷射光束24的交互作用深度。因此，留下較少的需要由 源1 2的真空系統自真空室排出之未蒸發目標材料當作副 產品。 在一實施例中，有二十五個直徑爲1 0 // m的孔1 6， 孔1 6之間的間隔爲1 〇 // m。然而，需強調的是此僅當作 無限制的例子，其他尺寸同樣可適用其他設計及應用。薄 片36因此寬度大約爲500//m及厚度大約爲10//m。雷 射光束2 4是圓柱形的並具有大約3 0 0 // m的直徑。因此 ，由雷射光束24照射薄片3 6的寬度之明顯部位。使雷射 光束24的點尺寸小於薄片36的寬度以使雷射光束24的 指向方向變化可當作環境擾亂等的結果。 鲁 圖4爲由雷射光束24照射之目標區28中的三燈絲 20之剖面圖。當雷射光束24加熱燈絲20時，自此產生 的電漿3 0開始自燈絲2 0外延，如圖示，及塡滿燈絲2 0 之間的間隙22。因此，較少雷射光束能量自間隙22損失 ° 為 設置圓柱形燈絲的線性陣列當作EUV源中的目標材 .， 料已顯示可有效使雷射點尺寸可在目標區被增加，及因此 無需反向產生自真空室去除副產品的能力，就可增加 -8- (6) (6)200307490 EUV產生的變換效率。在另一實施例中，可用槽孔取代 孔1 6的陣列1 4以達成相同或近似的結果。圖5爲根據本 發明的另一實施例’結合E U V輻射源4 4的儲存器4 2之 正面圖及圖6爲其俯視圖。明顯地，已由細長槽孔4 6取 代孔1 6的陣列1 4。槽孔46產生以上述方式由雷射光束 照射在目標區5 0之目標材料的凝固片4 8。在另一實施例 中，可用尺寸與本文所討論一致的噴嘴或分散尖端取代槽 孔4 6 〇 在此實施例中，薄片48沒有雷射光束可傳播通過的 間隙。然而，更多需要自真空室被排出當作未使用的副產 品之目標材料被製造。槽孔46的厚度可以是1 0 // m及長 度爲500/zm以設置相同尺寸的薄片當作薄片36。在本發 明的範圍中亦可設置其他尺寸的槽孔46。 上述討論僅揭示及說明本發明的實施例。自此種討論 及附圖及申請專利範圍，精於本技藝之人士將明白在不違 背下面申請專利範圍中所界定的本發明之範圍及精神之下 ，可做各種改變、修正、及變化。 【圖式簡單說明】 圖1爲根據本發明的實施例，具有目標材料孔的線性 陣列之EUV輻射源的正面圖； 圖2爲放出一片目標燈絲之圖1的EUV輻射源之俯 視圖； 圖3爲圖2的EUV輻射源及目標燈絲之側視圖； -9 - (7) 200307490 圖4爲產生電漿之圖2的EUV輻射源之一些燈絲的 橫剖面圖； 圖5爲根據本發明的另一實施例，使用目標材料槽孔 之EUV輻射源的正面圖； 圖6爲放出一片低溫目標材料之圖5的輻射源 之俯視圖。

【主要元件對照表】 10 儲 12 超 14 線 16 孔 20 .燈 22 間 24 雷 26 雷 28 巨 3 0 電 32 超 36 薄 42 儲 44 超 46 槽 48 凝 存器 紫外線輻射源 性陣列 絲 隙 射光束 射 標區 漿 紫外線輻射 片 存器 紫外線輻射源 孔 固片

一1〇- (8)200307490 50 目標區

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Claims (1)

1. (1) (1)200307490 拾、申請專利範圍 1 ·種用以產生E U V輕射之超紫外線（E U V ) $畐射源 ，該輻射源包含： 儲存器’裝有在壓力下的目標材料，該儲存器包括緊 密間隔孔的陣列，該儲存器放出目標材料通過孔以設置目 標材料的複數分離燈絲流；及 雷射源’放出雷射光束’該雷射光束撞擊目標區的至 少一些燈絲流以形成放出EUV輻射的電獎。 2.如申請專利範圍第1項之輻射源，其中每一孔自勺直 徑是1 0 // m，及以1 0 // m與鄰近孔隔開。 3 .如申請專利範圍第1項之輻射源，其中目標材料是 液態氣。 4.如申§靑專利fe圍第1項之射源，其中儲存器放出 燈絲流到真空室內’及其中燈絲流是到達目標區之前就凝 固的液體流。 5 .如申請專利範圍第1項之輻射源，其中複數孔是2 5 孔。 6. 如申請專利範圍第1項之輻射源，其中孔是圓形及 燈絲流是圓柱形。 7. —種用以產生EUV輻射之超紫外線（EUV)輻射源 ，該輻射源包含： 儲存器’裝有在壓力下的目標材料，該儲存器包括細 長槽孔，該儲存器放出目標材料通過槽孔以設置目標材料 的薄片；及 -12- (2) (2)200307490 雷射源’放出雷射光束’該雷射光束照射目標區的目 標材料片以形成放出EUV輻射的電漿。 8 ·如申§靑專利範圍第7項之輻射源，其中目標材料是 液態氙。 9. 如申請專利範圍第7項之輻射源，其中儲存器放出 目標材料片到真空室內’及其中目標材料片是到達目標區 之前就凝固的液體片。 10. 如申請專利範圍第7項之輻射源，其中槽孔的長 度是500/zm及寬度是lOym。 11. 一種用以產生euv輻射之超紫外線（EUV)輻射 源’該輻射源包含： 儲存器’裝有在壓力下的目標材料，該儲存器包括至 少一開口，該儲存器放出目標材料通過開口成爲目標材料 的薄片；及 雷射源，放出雷射光束，該雷射光束撞擊目標區的目 標材料片以形成放出EUV輻射的電獎。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之輻射源，其中至少一開 口疋複數圓形孔，0亥等孔放出目標材料成爲界定薄片的複 數分離圓柱形燈絲流。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之輻射源，其中每一孔的 直徑是1 0 // m，及以1 0 // m與鄰近孔隔開。 1 4 .如申請專利範圍第1 2項之輻射源，其中複數孔是 25孔。 1 5 .如申g靑專利範圍第1 1項之輻射源，其中至少一開 -13- (3) 200307490 口是細長槽孔。 16. 如申請專利範圍第 度是5 00 /zm及寬度是1〇// 17. 如申請專利範圍第 是液態氣。 1 8 .如申請專利範圍第 出目標材料片到真空室內， 區之前就凝固的液體片。 15項之幅射源，其中槽孔的長 m ° 11項之幅射源’其中目標材料 11項之輻射源，其中儲存器放 及其中目標材料片是到達目標

   19.一種產生超紫外線（EUV)輻射源的方法，包含 低溫冷卻目標材料； 經由用以設置目標材料薄片的至少一開口，放出目標 材料到真空室內；及 利用雷射光束如射目標材料薄片以產生放出EUV輻 射的電漿。 2 0 .如申專利車B圍弟1 9項之方法，其中至少—*開口 是複數圓形孔’該等孔放出目標材料成爲界定薄片的複數 分離圓柱形燈絲流。 21.如申請專利範圍第20項之方法，其中該孔的直 徑是1 0 μ m，及以1 0 μ m彼此隔開。 22·如申請專利範圍第20項之方法，其中具有25孔 2 3 .如申請專利範圍第1 9項之方法，其中至少一開 口是細長槽孔。 -14- (4)200307490 24.如申請專利範圍第23項之方法，其中槽孔的長 度是500μιη及寬度是ΙΟμιη。

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