TW518913B

TW518913B - Radiation source, lithographic apparatus, and semiconductor device manufacturing method

Info

Publication number: TW518913B
Application number: TW090115767A
Authority: TW
Inventors: Konstantin Nikolaevit Koshelev; Frederik Bijkerk; Givi Georgievitch Zukavishvili; Evgenii Dmitreevitch Korop; Vladimir Vital Evitch Ivanov
Original assignee: Asml Netherlands Bv
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-21
Also published as: JP2002124397A; US6667484B2; DE60139532D1; KR20020003292A; US20020021430A1; USRE41362E1; US20040089819A1; US6818912B2; EP1170982A1; KR100566755B1; EP1170982B1; JP4073647B2

Description

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本發明關於一輻射源，其包括一陽極及陰極且其構造及在，極及陰極之間產生氣體或蒸氣放電以及形成工作氣或瘵氣之電漿，以便產生電磁輻射。此外，本發明關於微影投影裝置，其具有此一輻射源且包括：一輻射系統，其供應輻射投影光束；支撑構k，其支撑著打樣（patterning)機構，打樣機構根據所需之圖樣對投影光束打樣；一基板臺，其固定一基板；與一投影系統，其將打樣後光束投影至基板之目標部位。一此處所引用之術語，，打樣機構”可廣泛的解釋爲賦與入射輻射光束一打樣後之剖面，其對應著欲在基板目標部位中所形成之圖樣；術語”光閥”亦可運用於本文中。一般而言，孩圖樣係對應至目標部位中裝置之特定功能層，例如積體電路或其他裝置（參見下文）。打樣機構之範例包含：一光罩，光罩之概念在微影蝕刻中爲吾人所熟知，且光罩型式包括二元、交替相位轉換與減弱相位轉換，以及各種混合光罩型式。根據光罩上圖樣，此一光罩配置在輻射光束中可形成光罩上輻射之選擇性傳送（若爲傳送式光罩）或反射（若爲反射式光罩）。在使用光罩時，支撑構造爲一光罩臺，其確保光罩可固定在入射輻射光束中所需位置處，必要時可相對於光束移動；一可程式反射鏡陣列，此一裝置之範例爲定址式矩陣表面，其具有一黏彈性控制層及一反射表面。此一裝置之基本原則爲反射表面之定址區域將入射光線反射爲繞射光線 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公爱) 518913 A7

’未定址區域將入射光線反射爲非繞射光線。利用適當之過濾、器使該非繞射光線過濾出反射光束，之後僅留下繞射光線’此時光束之圖樣係根據定址式矩陣表面所需之圖樣。藉由適當之電子機構可完成所需之陣列定址。此反射鏡陣列之更多資訊揭示於美國第US 5,296,891及5,523，193號專利’其爲本案説明書所參考列舉者。在使用一可程式反射鏡陣列時’該支撑構造可做爲一機架或機臺，必要時其固定或活動的；與一可程式LCD陣列，此一構造之範例揭示於美國第us 5,229,872號專利，其爲本案説明書所參考列舉者。如上述 ’支撑構造可做爲一機架或機臺，必要時其固定或活動的。爲簡化之目的，本文其餘部分在某些場所之特定範例包括一光罩及光罩臺；然而，這些範例所述一般原則適用於前述打樣機構較大之範圍。微影投影裝置可運用在積體電路（ICs)之製造中，此時打樣機構根據I C之個別層產生一電路圖樣，此圖樣映射至基板（矽晶圓）一目標部位上（包括一或多個晶粒），其被覆著一層輻射感應材料（絕緣塗料）。一般而言，單晶圓含有相鄰目標部位之完整網路，其藉由投影系統在同一時間連續照射。在目前之裝置中，運用光罩臺上一光罩打樣，兩不同型式之裝置間有一間距。在一微影投影裝置中，各目標邵位藉由整個光罩圖樣一次曝光在該目標部位上而加以照射，此一裝置通常係一晶圓步進器。在另_裝置中，通常爲一步進掃描裝置，每個目標部位藉由已知參考方向中（掃本紙張尺度適用jig家鮮(CNS) M規格㈣χ 297公羞 1—：—--------- 518913 A7 ____ B7 五"、發明説明（3 ) — 描方向）投影光束漸進式掃描光罩圖樣而加以照射，此時在平行或反平行於參考方向中同步掃描基板臺。由於投影系統具有一放大係數Μ (通常< 1 )，基板臺掃描之速度V爲係數Μ乘以光罩臺掃描之速度。有關微影蚀刻裝置之更多資訊揭示於美國第US 6,046,792號專利，其爲本案説明書所參考列舉者。在利用微影投影裝置之製程中，光罩中一圖樣映射至基板上，該基板至少部份爲輻射感應材料層（絕緣塗料）所覆蓋。在此映射步驟之前，基板先經過不同之製程，例如塗底漆，絕緣塗料被覆及軟烘烤。基板在曝光後接受其他製程，例如曝光後烘烤（ΡΕΒ)，顯像，硬烘烤及映射特徵之量測與檢驗。此製程順序做爲裝置個別層，即1 c，打樣之基礎。此一打樣後之個別層將接受各種製程，例如蝕刻，離子植入（加塗料），塗金屬，氧化，化學機械式拋光等，其皆欲完成一個別層。若需要數層時’對每個個別層重複全部之製程或其變異部份。最後，裝置之陣列顯現基板（晶圓 )上，這些裝置以切開或鋸開技術彼此分離，之後個別之裝置可安、裝在一承載器上，連接至栓件等。有關這些製程之更多資訊可參見”微晶片製造··半導體製程實用手册 "Microchip Fabrication ： A Practical Guide to Semiconductor Processing，，，第三版，作者爲彼得凡瑞（Peter van Zant)， McGraw Hill Publishing Co·，於 1997 年出版 ’ ISBN 0-07-067250-4，其爲本案説明書所參考列舉者。爲簡化之目的，之後投影系統以”透鏡”表示；然而，此 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）裝訂

518913 A7 B7 五、發明説明（4 ) 術語應廣泛的解釋爲包括各種型式之投影系統，包含折射透鏡，反射透鏡及反射折射系統。輻射系統亦包含根據任一這些設計型式以導引、成像或控制輻射投影系統之元件，此元件亦可概括或單獨的表示爲透鏡’’。此外，微影蝕刻裝置具有兩或多個基板臺（及/或兩或多個光罩臺）。在所謂的”多層”裝置中，附加之機臺可平行運用，或準備之步驟可在一或多個機臺上完成，此時一或多個其他機臺係用以曝光。雙層微影蝕刻裝置揭示於美國第US 5,969,441號以及第W0 98/40791號專利，其爲本案説明書所參考列舉者。在微影蚀刻裝置中，映射至晶圓之尺寸特徵受到投影輻射波長之限制。爲製造具有高密度裝置之積體電路以及較高之操作速度，其需能夠映射較小之特徵。雖然目前大部分之微影投影裝置利用水銀燈或切割雷射所產生之紫外線，惟其宜利用波長較短約爲1 3 n m之輻射，此輻射之術語爲極限紫外線輻射，或表示爲XUV或EUV。縮寫‘XUV’通常代表波長範圍自數個十分之一至數十個nm，包含軟 (soft) x-ray及眞空UV範圍，而術語‘EUV’通常配合微影蝕刻（EUVL)使用且表示輻射波帶約爲5至20 nm，即一部分之 XUV範圍。 XUV輻射之輻射源可爲放電電漿輻射源，其中電漿由陰極與陽極之間氣體或蒸氣放電所產生，且其中高溫放電電浆藉由Ohmic加熱所產生，其利用流經電漿之（脈衝）電流。此外，流經電漿之電流所產生之磁場使電漿壓縮部分之體積，其可在放電軸線上形成高溫高密度電漿（動態收縮效應本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝訂

518913 A7 B7 五、發明説明（5 ) )。收縮電漿之動能直接轉換爲電漿溫度以及之後的短波長輻射，動態收縮使放電電漿在放電軸線上具有相當高之溫度及密度，其提供相當大之儲存電能轉換效能爲熱電漿能量及XUV輻射。在雷伯特（R· Lebert)，伯格曼（K· Bergmann)，蕭瑞爾（G. Schriever)及聶夫（W. Neff)所發表之報告‘EUVL之氣體基礎放電輻射源 ’（A gas discharge based radiation source for EUVL) ’，Sematech Workshop Monterey(1999)，中運用一中空陰極以便產生電漿，藉由中空陰極中所謂的暫態中空陰極放電（THCD)產生非常有效的自我放電方式。由雷伯特等所提出之輻射源爲一非對稱系統，其特定之陰極構造具有一軸線上小孔，且在孔後方形成一中空陰極區域。然而，中空陰極產生放電，且僅在放電軸線附近一狹小空間中形成電漿，其無法完全運用上述之動態收縮效應。此外，電漿環繞著放電或中心軸線所佔據之空間通常不易控制，且壓縮後停滯在放電軸線上無法有效的預測產生xuv輻射之準確脈衝時間。具有傳統中空陰極電漿放電輕射源之另一瑕戚爲所產生之電漿可能破壞或改變中空陰極凹孔之形狀，其原因爲該軸線上之高溫電漿具有相當高之密度。凹孔因無可避免的軸向電漿噴射而受到損壞，其限制了陰極之壽命並縮短了輻射源維修之時間間隔。此外，用以產生電漿之中空陰極適當功能係取決於凹孔尺寸與深度之間預先設定之關係，凹孔之腐蝕對電漿及XUV輻射之準確脈衝時間造成負面影本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 518913 A7 B7 五、發明説明（6 ) 響。本發明一目的係提供一輻射源，其能有效的自我激發而利用動態收縮效應形成高溫高密度之電漿，以加強電能轉換爲輕射之效能。本發明另一目的係提供一輻射源，其具有較長之維修時間間隔。本發明另一目的係提供一輻射源，其具有準確設定之 XUV輻射脈衝時間。根據本發明之輻射源，其包括一陽極及陰極且其構造及配置在陽極及陰極之間產生氣體或蒸氣放電以及形成工作氣體或蒸氣之電漿，以便產生電磁輻射，其中陰極之中空凹孔具有環繞輻射源中心軸線之環狀構造，故可造成放電。工作氣體或蒸氣包括氙，鋰蒸氣及錫蒸氣。本發明提供之放電係由環狀中空陰極在輻射源中心軸線預設距離處所產生，並具有動態收縮效應之優點。產生放電位置與中心軸線間最小之距離係對應至環狀凹孔，故其可產生初始的電漿。流經陽極與陰極間電漿之電流形成一磁場，其自對應著環狀凹孔之距離（半徑）處朝向中心軸線壓縮著電漿，故產生濃稠高溫之電漿。上述環狀凹孔所產生之電漿亦可具有較低之密度，其不會對凹孔造成損傷。在朝向中心軸線壓縮時，電漿之密度以及與環狀凹孔之間的距離皆增加，該距離可設定爲在中心軸線上電漿最終停滞階段不會使凹孔損傷或毁壞。此外，環狀中空陰極内預設距離提供一電漿開始壓縮之 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 518913 A7 B7 五、發明説明（7 ) 控制半徑，其可準確的控制陰極毀損以及產生XUV輻射脈衝之時間。再較佳具體實施例中，啓動氣體或蒸氣供應至該凹孔。此外，工作氣體或蒸氣便於供應至環繞陽極與陰極之間中心軸線之區域。該具體實施例中更能準確的控制XUV輻射脈衝之產生。中空陰極提供一有效之自我放電，其具有高重複速率隨著高複製能力之特徵，且操作基本上係自動的。爲進一步提升放電之時間測定以及最終XUV輻射脈衝之產生，根據本發明輻射源一較佳具體實施例包括一啓動電極，其係插置於凹孔中。當輕射源在自動啓動快要發生之狀態時，施加至啓動電極之電壓在凹孔中產生一電場擾動，此時自動啓動時間測定中任何不確定性因施加至啓動電極之啓動脈衝準確時間而加以消除。適當之電路可用以一電壓至該啓動電極。爲提供穩定之投影間儲存電能以及快速供給電能至陽極與陰極，輻射源具有一連接至陽極與陰極之電容器，一充電電路連接至電容器且包括另一電容器及變壓器，以便電器通該兩電容器。開關控制著該另一電容器對電容器之充電，電源對該另一電容器之充電。一電氣絕緣器將陽極與陰極分離，爲防止絕緣器因鋰蒸氣或錫蒸氣而變質，陽極與陰極間含有蒸氣之區域具有一路徑，且電氣絕緣器之構造及配置形成一空間以利蒸氣沿著該路徑凝結。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

8 、發明說明根據本發明另一概念之微影投影裝置包括： =為射系統，其提供一輻射投影光束；相:支撑構造，其支撑著打樣（Pattermng)機構，打樣機構豕尸斤需之圖樣對投影光束打樣； ~基板臺，其固定一基板；與並投影系統，其將打樣後光束投影至基板之目標部位，其中孩輕射系統包括一上述之輻射源。 f發明亦提供一裝置製造方法，其步驟包括：提供一基板，其至少部份爲輻射感應材料層所覆蓋；、、引用輻射系統產生一輻射投影光束，輻射系統包括一上述之輻射源；利用打樣機構在投影光束剖面中賦與一圖樣；與知打樣後輻射光束投影至輻射感應材料層之目標部位。雖然本文特定範例可運用於本發明製造ICs之裝置中，惟吾人須瞭解該裝置具有許多其他可能用途。舉例而言，其可用以製造整合光學系統，磁域記憶之導引及偵測圖樣，液晶顯示板，薄膜磁頭等。熟悉技藝者認知於替代運用説明本文中術語，，網線，，，，，晶圓，，或，，晶粒，，能夠以較常用之術浯光罩”，”基板·’及”目標部位”分別加以取代。本文中術語’’輻射”及”光束”涵蓋所有型式之電磁輻射，包括紫外線輻射（即波長爲365，248，193，157或126 nm)與極限紫外線輻射（XUV或Euv，即波長範圍爲5至2 〇 nm)。本發明及其優點將參照具體實施例及附圖揭示於後，其中相同之元件以相同之參數表示以及其中： -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公董) 裝訂

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圖1顯示微影投影裝置包括-根據本發明之韓射源； L、顯7F根據本發明第一具體實施例之輻射源以及 "放私，產生電漿及電漿壓縮之各種階段；圖3顯示根據本發明第二具體實施例之輕射源；圖4顯示根據本發明第三具體實施例之輻射源；圖5顯示一電路圖，其對電容器充電並提供一啓動脈衝至根據本發明第四具體實施例輻射源之啓動電極；圖6顯τπ根據本發明另一具體實施例之輻射源；與圖7詳7F圖6輻射源一部份之另一具體實施例。具體實施例1 : 圖1概要顯7F根據本發明一特定具體實施例之微影投影裝置，該裝置包括·· 一輕射系統Ex，IL，其產生XUV輻射之投影光束PB，此時輻射系統亦包括一輻射源L A ; 一第一物件臺（光罩臺）“丁，其具有一光罩托架以便固定一光罩MA(即網線），並連接至第一定位機構以便準確的相對於透鏡PL定位；一第二物件臺（基板臺）WT，其具有一基板托架以便固定一基板W(即包覆著絕緣塗料之矽晶圓），並連接至第二定位機構以便準確的相對於透鏡PL定位；與一投影系統（π透鏡”）PL，以便將光罩MA照射後之部位映射至基板W之目標部位C (包括一或多個晶粒）。如此處所述，微影投影裝置爲一反射型式（具有一反射光罩）。然而，其亦可爲傳遞型式（具有一傳遞光罩）。微影投影裝置可 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 518913 A7 _ —_B7 五、發明説明（W^' 運用另一種之打樣機構，例如上述型式之可程式反射鏡陣列。由於現今之材料無法傳送EUV(XUV)輻射，透鏡通常亦由反射元件組成。輻射源L A產生一輻射光束，輻射光束進入一照射系統（反射鏡）IL ’其直接或之後具有一橫向調整機構，例如一光束擴大器。反射鏡IL包括一調整機構，以便設定光束中強度分布之外側及/或内側徑向範圍（其分別以σ _外侧及σ -内側表示）。此外’其通常包括其他元件，例如積分器及聚光器。此時’ 射在光罩Μ Α上之光束ρ β剖面具有所需之強度分布。關於圖1需注思到輕射源L A位於微影投影裝置之罩框中 ’惟其需遠離微影投影裝置且其所產生之輕射光束在適當之導引反射鏡協助下射入微影投影裝置中。本發明申請專利範圍包括這些項目。光束PB將到達固定在光罩臺MT上之光罩MA，藉由光罩 MA選擇性的反射’光束PB通過透鏡pl而聚焦在基板w之目標邵位C。在第二定位機構及干擾儀測測量機構I f協助下，基板臺WT能準確的移動，故可在光束pb路徑中定位不同之目標部位C。同樣的，在光罩MA自光罩室取回後或在掃描過程中，第一定位機構可相對於光束PB之路徑準確的定位光罩MA。當物件臺MT移動時，基板臺wt能長衝程模組移動而初步定位以及短衝程模組移動而精確定位，其爲揭示於圖1中。然而，若使用晶圓步進器（不同於步進掃描裝置），光罩臺MT可連接至一短衝程啓動器或固定不 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 518913 五、發明説明（11 ) 動。所不裝置可用於兩不同之模式： 1 ·在步進模式中，光罩臺MT彡g/f要姓m & 早$ 肩保持固疋，整個光罩影像單次投影（即一次”閃光"）至目：j：#却彳上r 、 u尤’主位C，又後基板臺WT在 X及/或y方向中移動，故光束ΡΒ可照射到不同之目桴部位 C 〇 2.在掃描模式中，除了已知之目標部位^在單次"閃光" 中曝光之外，其餘之動作皆相同。另—種情況係鮮臺mt 可在一已知方向中（所謂的，，掃描方向"，即y方向）以速度ν 移動，故投影光束PB在光罩影像上掃描；在此同時，基板臺WT在相同或相反方向中以速度v = Mv移動，其中M爲透鏡PL之倍率，Μ通常爲1/4或1/5。此時，其可曝光相當大之目標部位C且解析度爲降低。圖2a至2e顯7F根據本發明之放電電漿輻射源，其爲圓柱狀對稱且包括陽極10及陰極20，陽極1〇及陰極2〇利用圓柱狀電器絕緣壁邵3 0連接。陽極1 〇在中心軸線a上具有孔 1 1 ’以便來自輕射源之電磁副射通過。陰極2 〇具有一環繞中心轴線A之環狀孔2 1，以及一位於孔2 1後方之較大凹孔 22。凹孔22亦具有環繞中心軸線a之環狀構造，其壁部爲陰極2 0之一部分。適當之電路（圖23至2€中未顯示）連接至陽極1 0及陰極2 0，以便在輻射源内部陽極-陰極間隙上產生一脈衝電壓V。此外，特定壓力p之適當工作氣體或蒸氣 ’例如氙或鋰蒸氣，可位於陽極及陰極之間。放電可發生在低初期壓力（p<0 5 T〇rr)及高電壓（V< 10 -14· 本紙張尺奴^國國家標準(CNy) A4規格(2ι〇χ撕公爱) 518913 A7

，狀下’與陽極-陰極間隙比較時電子平均自由路徑之故無Τ。™電離。這些條件在氣體或蒸氣密度比率E/N上爲大型電廠強度之特徵同間距之等電位線EP，其具有固定之電位差口、電離現象初期由中空陰極内之動作所控制，其在相當低疋E/N下操作並產生較小之電子平均自由路徑。來自中空陰極20以及凹孔22中啓動器氣體或蒸氣所產生之電子e射入陽極-陰極間隙，在電離化過程中形成_虛擬陽極，其由陽極擴展朝向中空陰極2G且造成靠近陰極之完整陽極電位，如圖2b所示不均句分布之等電位線EP。現在陰極20 中空凹孔22内之電場顯著的增強。一在下-階段中’電離化持續且在中空陰極内快速形成一高密度電漿區域，其位於陰極孔21後方。最後，來自此區域之強烈電子光束投影至陽極.陰極間隙巾形成最終之分類管道’如圖2b所示。此構造在放電空間中提供均勻之預電離化及分類。圖2c顯示已開始放電且在陽極·陰極間隙中產生工作氣體或蒸氣之電漿，電漿中電流自陰極2〇流至陽極1〇且在輻射源中形成方位角磁場，其磁場強度爲11。方位角磁場使電漿與圓柱狀壁部3〇分離並壓縮，如圖k所示。如圖3d所示，電漿產生動壓縮，其原因係角磁場遠大於熱電漿壓力：H2/8；r：>>nkT，爲電裝粒子密度，以波兹曼常數及τ爲電漿之絕對溫度。連接至陽極1〇及陰極電容器組合（圖2未顯示）中所儲存之電能在電漿壓縮 -15-

518913 A7 B7 五、發明説明（13 ) 過程中能最有效的轉換爲動態内爆之能量，其形成高空間穩定性之均質緊縮。在電漿壓縮之最後階段，即電漿停滯於中心或放電軸線A 上，電漿之動能完全轉換爲電漿之熱能，最終轉換爲電磁輻射，其具有相當大之XUV及EUV分布範圍。根據本發明之輻射源可在陽極-陰極間隙中工作氣體之低初期壓力下操作，以提供具有眞空環境之輻射源簡單界面，以及在放電空間中提供一較佳之預電離化。此外，低初期壓力及中空陰極之概念允許電容器組合與陽極-陰極間隙之直接電器偶合。低初期壓力受到環狀中空陰極共振半徑之補償而在放電軸線A上形成密度高之收縮電漿，由於全部之輻射能與密度平方呈一定比率，故所產生之密度係重要的。藉由環狀中空陰極與放電軸線之間較大之距離，其可形成密度較大之收縮電漿。有關圖2a至2e所示之製程亦可施加至後述本發明之具體實施例。具體實施例2 : 圖3爲根據本發明輻射源之第二具體實施例，其顯示陽極 1 0及陰極2 0之構造由電氣絕緣壁部3 0所區隔開，並連接至電容器組合4 0。輻射源之中心部位環繞著中心軸線A呈圓柱狀對稱。圖3另顯示環繞著中心軸線A之環狀陰極孔2 1及環狀陰極凹孔2 2。啓動氣體或蒸氣藉由入口 25施加至凹孔22，以便在凹孔中形成一較低壓力。在本具體實施例中，氬（A r)做爲啓動 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

裝

k 518913 五、發明説明（14 氣體，但其基本上可爲任何氣體，例如氦㈣，氖（Ne)及虱氣⑻）。氫氣最適合，其原因爲卿範圍内較低吸收。凹孔2 2内啓動裔你* $ &，』、、動巩恤做局一電子源，以便在陽極與陰 :〈間放私。在某些應用中，獨立之啓動氣體或蒸氣與工作吼體或蒸氣之任何殘餘環境壓力施配，或與其他氣體或蒸氣之任何殘餘環境壓力而充分施配於凹孔22内。陰極凹孔22環繞著工作氣體或蒸氣源6〇，其在環繞中心軸線A區域内陽極.陰極間隙中射出工作氣體或蒸氣，工作氣體或蒸氣之選取係配合其做爲電漿之光譜放射，本呈妒實施例利用鋰（Li)配合其相當長约13511111之放射線。^ (Xe)亦適用，其在電磁輻射光譜iXUV及Euv區域中具有較寬之放射光譜。另一種選擇係利用錫（Sn)取代鋰，圖中所不之鋰蒸氣源60具有一位於容器62下方之加熱器61，容益62中固態鋰藉由加熱器61轉換爲液體及蒸氣，氣化之鋰經由Laval噴嘴63射入陽極-陰極間隙。啓動電極50插置於陰極凹孔22中，電極5〇連接至適當之電路（圖3中未顯示）以便提供電位脈衝至電極而相關於圖 2 b及2 c開始放電，在圖2 b所示之狀態中，輻射源即將自動啓動。一電位脈衝施加至啓動電極5〇而在陰極凹孔22中形成一電場分布，其啓動中空陰極並產生一分類管道以及後續陰極20與陽極10之間的放電。啓動電極5〇包括一環件並連接至外側電路，該環件環繞著陰極凹孔2 2中軸線a。來自收縮電漿之輻射經由陽極1〇中一開口 11進入眞空室 70,其藉由眞空室壁部中開口71形成眞空，電漿及殘餘粒 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱) 518913 A7 B7 五、發明説明（15 ) 子亦經由開口 1 1排出。在無XUV輻射脈衝放射時，一飛輪蓋子80阻擋著粒子，以防止其接觸至投影系統PL之XUV輻射路徑中任何光學元件。具體實施例3 : 圖4顯示本發明第三具體實施例，其爲第二具體實施例之變更且防止陰極2 0之孔區域免於電漿在中心軸線A處收縮。陰極2 0與陽極1 0皆具有”帽子形狀’’構造，環狀陰極凹孔 22及孔2 1位於帽子之底邊，電漿在孔21處之放電將向上壓縮且’’環繞邊角’’朝向中心軸線A。此外，陰極2 0與陽極1 0 之位置已相互交換，陰極2 0位於構造外側且包括孔2 3以利 XUV輻射通過到達眞空室7 0。此具體實施例中啓動電極5 0 爲插置於陰極凹孔22中之針狀電極。然而，工作氣體或蒸氣及本具體實施例中鋰蒸氣之密度在陰極20環狀孔21處可能過低以形成放電及電漿。具體實施例3之輻射源構造能在環狀孔2 1中陽極-陰極間隙内產生足夠壓力之啓動氣體或蒸氣，本具體實施例中爲Ar，以便在啓動氣體中放電，所產生之啓動氣體電漿開始壓縮朝向中心軸線A，以及在某些位置處與足夠壓力之啓動氣體或蒸氣接觸產生工作氣體或蒸氣之電漿，其進一步壓縮直到停滯於中心軸線A爲止。工作氣體或蒸氣之電漿先行”環繞邊角”以形成足夠壓力之工作氣體或蒸氣。具體實施例4 : 圖5顯示根據本發明第四具體實施例之輻射源電路100，其可配合上述具體實施例運用。電路100及啓動電極50亦可 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）裝訂

▲ 518913 A7 B7 五、發明説明（16 ) 配合具有中空陰極之放電電漿輻射源加以運用，惟其宜配合環狀中空陰極之概念。電路100中一 A C電位以整流器101加以整流並施加至第一電容器組合C 1，電容器組合C 1處於電子控制開關110閉路之狀態中，開關110藉由施加一適當之脈衝而在關閉狀態下。第一電容器组合C1充電至正常電位所需之時間略短於後續XUV輻射脈衝之間的時間間隔。當第一電容器組合C 1充電時，第二電子控制開關120閉合並藉由變壓器TV1在幾個微秒時間内對第二電容器組合C2 充電至3-5kV範圍之工作電位，其儲存之能量在5-10J範圍内。第二電容器組合C2連接至輻射源之陰極與陽極，以及對應至圖3及4中所示之電容器組合40。當陰極2 0與陽極1 0之間開始放電時，電容器組合C 2停止充電，此放電動作以第二具體實施例所述方式加以啓動，其利用插置於陰極凹孔22中之啓動電極50。一電位脈衝藉由第二變壓器TV2施加至啓動電極5 0。具體實施例5 : 圖6概要顯示本發明另一具體實施例，其以一構造利用毛細作用將鋰或例如錫（S η)之其他適當之材料傳送至陽極-陰極間隙。具體實施例5對應至前述具體實施例，除了後述項目之外。其構造可爲管件90，内徑爲3 mm，管件90之一端 ***鋰溶液6 2中，並以加熱器6 1加熱至300°C或更高之溫度以形成液態鋰，之後將液態鋰吸入管件内部通道並藉由毛細作用傳送至另一端，此時位於另一端之鋰以另一加熱 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝訂

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器”加熱至約滅使链離開管件進入陽極-陰極間根據某些銳角輪廓離開管件，該輪廓通常沿著軸線A并。依管件開口之尺寸，鋰可使管件成爲一射出〇輪廓之窄縮程度大於熱銳角（餘弦）分布。角圖7顯示-多孔直桿95，其可取代圖6中管件％藉由毛切作用將鐘傳送至陽極.陰極間隙。直捍95#近陽極_陰極間隙之-端具有-儲存室96，其葱集藉由多孔直桿傳送離開链溶液62之鐘。料室96之開口 97可讓㈣開陽極爭極間隙，因開口尺寸不同，儲存室中鋰之溫度（由加熱器”加熱至約700。〇及壓力使鋰以射出方式離開開口 97，其部分銳角輪廓沿著車由線Α陡升。圖6進一步顯示陽極與陰極之間的電氣絕緣器3 〇與鋰流入陽極-陰極間隙之區域保持一段距離，鋰能夠與陽極及陰極之間的陶瓷絕緣器產生化學反應，故可腐蝕絕緣器及/或使其具電導性，此現象須加以避免。關於這點，其須防止陽極-陰極間隙中鋰蒸氣接觸絕緣器3〇，以及在鋰蒸氣接觸絕緣器3 0之前利用方法將鋰蒸氣凝結，蒐集凝結後之鋰並將之送至鋰溶液6 2。圖ό顯示陽極-陰極間隙之間加熱區域之距離，電漿在該處形成且絕緣器30提供一長度足夠之狹窄路徑15〇,沿著路徑在某些位置處之溫度爲”凝固點，，以配合所產生之氣態鋰。路徑之長度足夠且狹窄，以便在鐘蒸氣接觸路徑壁部時使其冷卻。此外，如圖6右側邊所示，路徑具有一曲線長度 15 1以增加蒸氣與壁部之間接觸之次數，如圖左側邊所示， -20- 本紙張尺度適用中國國家標準((：1^3) Α4規格(210 X 297公釐)

裝訂

518913 A7 B7 五、發明説明（18 ) 冷卻元件152可沿著路徑配置。具體實施例中路徑150以上下壁部155及156表示，其限制著軸線A，上壁部155電氣連接至陽極10 .，下壁部156電氣連接至陰極20。爲了使鋰凝結，沿著路徑之凝固點溫度約爲300°C或更低，約爲300°C之溫度使鋰保持爲液態以利蒐集及回至鋰溶液中。圖6明確的顯示其如何完成此動作，液體藉由重力沿著路徑壁部朝向鐘溶液6 2向下流動。雖然上述説明已揭示本發明特定具體實施例，惟吾人瞭解本發明亦可以其他方式具體實施，且其未限制本發明。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims

518913 第090115767號專利申請案中文申請專利範圍修正本(91年8月） A8 B8 C8 D8 補充六、申請專利範圍 1 · 一種輻射源，包括一陽極及陰極，及配置可在其間產生氣體或蒸翕^ 且陽極及陰極之構造或蒸氣放電並形成工作氣體或

著該輕射源中心軸線以利放電。根據申請專利範圍第1項之輕射源，其中該凹孔具有環繞著輻射源中心軸線之環狀構造。根據申請專利範圍第1或2項之輻射源，其中一啟動氣體供應至該凹孔。 4 ·根據申請專利範圍第3項之輻射源，其中該啟動氣體包括土）一氣體係選自乱（He) ’氣（Ne)，氯（Ar)及氫氣 (Η2)所組成之群組。 5 ·根據申請專利範圍第1或2項之ϋ射源，其中該工作氣體或备氣供應至％極及陰極之間環繞該中心轴線之區域中〇 6 .根據申請專利範圍第5項之輻射源，其中該工作氣體或蒸氣沿者該中心轴線供應。 7 ·根據_請專利範圍第1或2項之輻射源，其中該工作氣體或蒸氣包括氙。 8 .根據申請專利範圍第1項之輻射源，其中該工作氣體或蒸氣包括至少一氣體係選自鋰蒸氣及錫蒸氣所組成之群組。 9 ·根據申請專利範圍第8項之輻射源，其中該輻射源包括一拖架，一加熱器及一構造，拖架固定著包括至少為鋰本紙張尺度適用中㈣家標準(CNS) Α4規格T^U)x297公董） 518913 A8 B8 C8 D8

六、申請專利範圍及/或錫之材料，加熱器對拖架加熱以產生該材料之墓氣 ’構造將該蒸氣導引至陽極及陰極之間的空間中。 1 〇 ·根據_請專利範圍第8項之輻射源，其中該輻射源包括一拖架，一加熱器及一構造，拖架固定著包括至少為鋰及/或鍚之材料，加熱器對拖架加熱使該材料成為液體，構造利用毛細作用將該液體導引至陽極及陰極之間的空間中。 11·根據申請專利範圍第8、9或10項之輻射源，其中一電氣乡巴緣器位於該陽極及陰極之間，該蒸氣供應至陽極及陰極之間一路徑處，該電氣絕緣器之構造及配置界定一空間’其配合蒸氣沿著該路徑凝結。 1 2 ·根據申請專利範圍第1或2項之輻射源，其中一啟動電極插置於該凹孔中。 1 3 ·根據申請專利範圍第丨2項之輻射源，其中該輻射源包括一電路，其可施加一電位脈衝至該啟動電極。 1 4 ·根據申請專利範圍第丨3項之輻射源，其中該電路之變壓器具有主要及輔助線圈，主要線圈連接至該電位脈衝源 ’辅助線圈連接至該陰極及啟動電極。 1 5 ·根據申請專利範圍第1或2項之輻射源，其中該輻射源用以產生極限紫外線輻射之投影光束，其波長在5至20nm 範圍内，特別是9至16nm。 16. —種微影投影裝置，包括：一輻射系統，其提供一輻射投影光束；一支撐構造，其支撐著打樣機構，打樣機構根據所需 -2 - 本紙張尺度適用中國國家標苹(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 518913 六 1 1 A8 B8 C8 D8申請專利範圍之圖樣對投影光束打樣；一基板臺，其固定一基板；與一投影系統，其將打樣後光束投影至基板之目標部位其中該輻射系統包括一根據申請專利範圍第1至1 5項任一項之輻射源。 7. 根據申請專利範圍第1 6項之裝置，其中該支撐構造包括一光罩臺以固定一光罩。 8. —種半導體裝置製造方法，其中藉由引導電磁輻射而提供輻射之一打樣投影光束，該電磁輻射係由位於一陽極及一陰極之間一空間之氣體或蒸氣放電之後工作氣體或蒸氣之電漿所產生，陰極包括具有一洞口之一中空凹孔，該洞口實質上為一環狀構造，用以朝向打樣裝置進行放電，俾在其剖面中產生具有一圖樣之一投影光束，且該打樣後之投影光束投影至至少部分設於一基板上輻射感應材料層之一目標部分上。 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)