專利名稱：具有改進氣體分布的碎片抑制系統(tǒng)的制作方法
具有艦氣體分布的碎片抑制系統(tǒng)本發(fā)明涉及一種碎片抑制(debris mitigation)系統(tǒng)，尤其是用在用于EUV 輻射和/或軟X射線的輻射單元中的系統(tǒng)，包括碎片抑制(debns mitigation)單元，該單元具有幾個允許直路輻射的通道，以及一個或幾個用于緩沖氣體的氣 體供應(yīng)的進給管道(feedppe)，所述氣體供應(yīng)提供給所述碎片抑制單元。本發(fā)明 還涉及一種碎片抑制單元，尤其涉及可以在這樣一種碎片抑制系統(tǒng)中使用的箔 捕獲裝置(foiltop:)。本發(fā)明的碎片抑制系統(tǒng)尤其適用于發(fā)出波長范圍約為lnm至20nrn的極端 紫外(EUV， extreme ultraviolet)輻射或軟X射線的輻射單元。 一個典型的應(yīng)用 領(lǐng)域是制造具有僅僅幾個納米大小的結(jié)構(gòu)的集成電路所需的EUV-平版印刷術(shù)。用于EUV平版印刷術(shù)的EUV-輻射單元包括作為關(guān)鍵元件的^I寸EUV輻 射的輻射源，以及用于^t模結(jié)構(gòu)投影至晶片襯底上的照明光學裝置。在EUV 平版印刷術(shù)的情況下，由于針對這一波長區(qū)域的有效透射光學部件未知，因此 光學部件采用反光鏡。所需的EUV輻射由等離子放電產(chǎn)生，形，射單元的輻 1中源。然而，這樣一種等離子除了產(chǎn)生EUV輻射外，還刻寸出育g夠沉積在照明 光學裝置的光學表面上的帶電或不帶電粒子。根據(jù)EUV輻射源種類的不同，這 些粒子可以包括中性原子、離子、不同化學相容性的團簇或微滴。EUV輻身中源 發(fā)射的這些不希望的顆粒物的總量稱為碎片(debns)。在EUV輻射單元中，靠 近輻針源的集光鏡(collector mirror)主要受這些碎片的污染。為了使污染最小 化，在這類輻射單元中的輻射源和光學部件特別是集光鏡之間使用碎片抑制系 統(tǒng)。一種碎片抑制的己知方法是在EUV輻lt源和集光鏡之間提供緩沖氣體。碎 片粒子為原子或離子時，由于與氣體原子碰撞而 減慢并偏離它們原來的運 動方向。緩沖氣體具有足夠高的密度時，碎片粒子可以完全被阻擋在去往集光 鏡的路上。如果碎片還包含可凝結(jié)物，如金屬原子或金屬微滴，則在EUV輻射 源和集光鏡之間使用附加的碎片抑制單元。這樣一種碎片抑制單元包括具有用于輻射直接通往集光鏡的通道的結(jié)構(gòu)，其中碎片物主要冷凝在該結(jié)構(gòu)的壁上， 因而不會到達集光鏡上。已知的碎片抑制單元包括若干薄層，這些薄層可平行地、同心式或以蜂巢結(jié)構(gòu)形成方式設(shè)置，參見如WO 01/01736 Al。這種碎片抑制單元也稱為箔捕獲 裝置(foiltrap)。WO 03/034153 Al公開了一種碎片抑制系統(tǒng)的實施方式，其中箔捕獲體 被中部區(qū)間分隔成兩個部分。緩沖氣體充入該中部區(qū)間。由于這一結(jié)構(gòu)，等離 子產(chǎn)生的區(qū)域以及包含集光鏡的區(qū)域可以維持低壓，而位于中部區(qū)間的緩沖氣 體可以被提供較高的壓力，以便有效減慢碎片粒子的速度。US 6，586,757 B2給出了被中部區(qū)間隔開的碎片抑制單元的另一個例子。在 該例中，緩沖氣體從集光鏡一側(cè)提供，并通過中部區(qū)間的開口抽出。從而，位 于集光鏡一側(cè)的緩沖氣體壓力高于箔捕獲裝置的這個中部區(qū)間的氣體壓力。為了有效抑制碎片粒子，需要緩沖氣體的壓力在幾厘米相互作用間距上約 為10至lOOpa (冷壓)。氣體原子的原子量應(yīng)與要阻擋的原子或離子的原子量相 近，以保證有效的動量傳遞。在實踐中，碎片抑制系統(tǒng)的大多數(shù)已知方法不能 達到戰(zhàn)用于有效抑制碎片所需的高壓。本發(fā)明的一個目的是提供一種碎片抑制系統(tǒng)，尤其是用于Mt EUV輻射或 軟X射線的輻射單元的系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供增強的碎片抑制性能。這一目的Mil依照權(quán)利要求1所述的碎片抑制系統(tǒng)而達到。權(quán)利要求11涉 及一種可用于目前的碎片抑制系統(tǒng)的碎片抑制單元的一個實施方式。碎片抑制 系統(tǒng)的有益實施方式是從屬權(quán)利要求限定的主題，或在以下描述中公開。本發(fā)明中的碎片抑制系統(tǒng)包括碎片抑制單元，特別是箔捕獲裝置，所述碎 片抑制單元具有幾個允許輻射直接通過該抑制單元的自由通道，以及一個或幾 個用于緩沖氣體的氣體供應(yīng)的進給管道(feed P1pe)，所述氣體供應(yīng)提供給所述 碎片抑制單元。碎片抑制單元具有至少一個延伸分布幾個通道的內(nèi)部空間，所 述內(nèi)部空間優(yōu)選地與所M道垂直，其中所述進給管道向所述空間開口。內(nèi)部 空間優(yōu)選地延伸分布抑制單元的所有通道。在本發(fā)明中，緩沖氣體直接供應(yīng)至碎片抑制單元的所述一個或幾個內(nèi)部空 間，這樣，與外部空間相比，緩沖氣條該碎片抑制單元中具有最大壓力。從而可能維持該緩沖氣體有效抑制箔捕獲裝置中的碎片所需的足夠高的壓力，同 時維持輻射單元(例如EUV輻射單元)中的輻躭源和光學部件區(qū)域中所需的低 壓。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，緩沖氣體壓力p和互作用長度d的乘積必須維持在至少100至200Pa*cm (在300K的常溫下)，以保證有效地減緩或停止從EUV輻射等離子 源劃寸的碎片粒子。壓力p和互作用長度d的這個乘積可以M本碎片抑制系 統(tǒng)達到，而不會對等離子的產(chǎn)生形成負面影響。除了所述至少一個內(nèi)部空間，本系統(tǒng)的碎片抑制單元優(yōu)選地構(gòu)造為現(xiàn)有技 術(shù)中已知的通常的箔捕獲裝置，特別是具有中心軸的箔捕獲裝置，箔片從該中 心軸徑向延伸。根據(jù)本發(fā)明，在這樣一種箔捕獲裝置中，內(nèi)部空間通過單個箔 片上的開口簡單地形成。緩沖氣體可從外部或M31該箔捕獲裝置的中心軸供應(yīng)。 在后一種情況下，進給管道形成該中心軸，并且具有足夠的從中心軸伸展至內(nèi) 部空間的開口或支管(sidetube)。如果這樣一種箔捕獲裝置關(guān)于中心軸對稱設(shè)計，那么也能使箔捕獲裝置繞 中心軸旋轉(zhuǎn)。由于旋轉(zhuǎn)，使得不能被緩沖氣體阻擋的團簇或微滴與箔捕獲^g 的箔片碰撞并凝結(jié)在那里。以箔捕獲裝置的旋轉(zhuǎn)和所述內(nèi)部空間相結(jié)合，其中 緩沖氣體直接提供給該內(nèi)部空間，提供了一種非常有效的碎片抑制系統(tǒng)。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很明顯，本發(fā)明中的碎片抑制系統(tǒng)不僅僅可以 應(yīng)用于本說明書中主要描述的EUV輻射單元，也可用于可能需要碎片抑制的任 何其他應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語"包含"不排除其他元件或步驟，"一 種"也不排除復數(shù)。同時權(quán)利要求書中的任何參考標記也不應(yīng)認為是限制這些 權(quán)利要求的保護范圍。結(jié)合下述一些示例實施例中的附圖，說明本碎片抑制系統(tǒng)以及相應(yīng)的碎片抑制單元，而不限制權(quán)利要求的保護范圍。所述附圖為

圖1為 一種已知的碎片抑制系統(tǒng)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的碎片抑制系統(tǒng)的第一種實施方式的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的碎片抑制系統(tǒng)的第二種和第三種實施方式的示意圖；圖4為圖3的碎片抑制系統(tǒng)沿中心軸方向的示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的碎片抑制系統(tǒng)的第四種和第五種實施方式的示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的碎片抑制系統(tǒng)的兩個另外的實施方式的示意圖; 圖7為根據(jù)本發(fā)明的碎片抑制系統(tǒng)的另一個實施方式的示意亂圖8示出圖7碎片抑制系統(tǒng)的碎片抑制單元的箔片結(jié)構(gòu)示例。圖1給出了本領(lǐng)域已知的在EUV輻射單元中，具有箔捕獲裝置的碎片抑制 系統(tǒng)的示意圖。該圖和下面大部分示意圖均給出了 EUV等離子源2作為劃寸出 EUV輻射的輻射源，所述EUV輻射用集光鏡(collectormiiTor) 3收集和聚焦。 光軸用附圖標記1表示，EUV輻射的一個4樣性輻射路徑用附圖標記8表示， 碎片?？痙ebns particle)的一個代表性路徑用附圖標記9表示。碎片抑制系統(tǒng)包括位于EUV等離子源2和集光鏡3之間的箔捕獲裝置n 。 箔捕獲裝置11包括多個從箔捕獲裝置11的中心軸10沿徑向伸展的單個箔片。 這可以從圖1右側(cè)的表示沿中心軸10方向的視圖看出。旨布置具有圍繞光軸 1的旋轉(zhuǎn)對稱性(rotational symmetry )。圖1中的碎片抑制系統(tǒng)還包括進給管道(feed pipe)5以M出口孔6供應(yīng)緩 沖氣體7。這些進給管道5被設(shè)置為向箔捕獲裝置11和集光鏡3中的空間以及 箔捕獲裝置11和EUV等離子源2之間的空間提供緩沖氣體。但是，對于這樣一種布置，不能在EUV等離子源2—側(cè)達到有效阻止碎片 粒子所需的緩沖氣體最大密度。原因是ffl31如錫放電法(tin discharge)操作的 EUV等離子源2只有在緩沖氣體最大壓為1Pa氬氣的量級下才能有效工作。更 高的壓力下EUV輻射效率顯著降低。因此，如上所述的緩沖氣體壓力p和互作 用長度d所需的條件在這樣一種布置中不能達到。在集光鏡3 —側(cè)，由于與箔 捕獲裝置的流阻相比，集光鏡的流阻很低，因此必須提供具有甚高氣流的緩沖 氣體以獲得箔捕獲裝置中所需的高壓。由于所有可用的緩沖氣體吸收EUV輻 射，這樣一種高氣流會導致EUV輻射的顯著弱化，而這是不允許的。圖2給出了根據(jù)本發(fā)明的碎片抑制系統(tǒng)的一種代表性實施方式。該碎片抑 制系統(tǒng)的箔捕獲裝置11包括內(nèi)部空間4，緩沖氣體7從進給管道5直接供應(yīng)至 內(nèi)部空間4。為此，進給管道5延伸至該內(nèi)部空間4。緩沖氣體7從而在箔捕獲 裝置內(nèi)部具有最大的氣體密度。這使得碎片在相對較低的氣流下得到最大抑制。 因此，在EUV等離子源2區(qū)域和集光鏡3區(qū)域可以同時獲得相對樹氐的氣壓條 件。圖3給出了以相似示意圖表示的本發(fā)明碎片抑制系統(tǒng)的另外二種實施方 式。在這種情況下，內(nèi)部空間4 ffiil可以具有不同橫截面的環(huán)形氣流管道14形成，這可以例如通過比較圖3a和3b看出來。環(huán)形氣流管道14M31箔捕獲^2 11的箔片中的大量的切口 (cutout)形成。緩沖氣體可以在氣流管道14中沿環(huán) 繞方向(方位角度方向)容易地流動。這在箔捕獲裝置ll體內(nèi)產(chǎn)生所需的均勻 的氣體分布以及在箔捕獲裝置ll中產(chǎn)生最大的氣壓。在這些實施方式中氣體管 道5直接延伸至內(nèi)部空間4。圖4是圖3的實施方式沿中心軸10方向的正視圖。在該圖中，給出了從中 心軸10延徑向伸展的箔捕獲裝置11上的單個箔片。進給 5的出口部分被 設(shè)置為使緩沖氣體7沿同一環(huán)形方向流出并流入氣流管道14中，這在該圖中由 其內(nèi)部和外部的分界線12、 13表示。圖5以示意圖方式給出了本發(fā)明碎片抑制系統(tǒng)的另外兩種實施方式。內(nèi)部 空間4與圖3中所示例子相同的方式形成。圖5中的兩個實施方式給出了氣流 ■ 14的兩種不同橫截面。圖5和圖3中的實施方式的不同在于進給管道5的 布置。在本實施方式中，進給管道5的一部分形成箔捕獲裝置11的中心軸IO, 并且具有一個或幾個延伸至氣流管道14的支管。在這樣一種實施方式中，由于 進給管道5與箔捕獲裝置11 一起旋轉(zhuǎn)，使得箔捕獲裝置11可以繞中心軸10旋 轉(zhuǎn)。這樣的旋轉(zhuǎn)用圖6的實施方式中的箭頭表示。在這些實施方式中，內(nèi)部空 間4延伸至中心軸10，從而不需要圖5中所示的進給管道5的支管。緩沖氣體 7 M中心進給管道5中的出口孑L直接i^A內(nèi)部空間4。與圖5所示實施方式相 比，這具有如下優(yōu)點，即不會出現(xiàn)由于支管的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的不希望的不平衡。而 且，在輻射光路上沒有氣管干擾。該實施方式還具有抑制單元易于制造的優(yōu)點。 圖6還給出了內(nèi)部空間4的形狀的另外兩個示例。圖7給出了另一個實施方式，其中環(huán)形氣流管道18通過內(nèi)部空間形成的單 一連接通道17與中心軸10的進給管道5相連。這可由具有不同切口形狀的箔 捕獲裝置ll的不同類型的箔片實現(xiàn)，如圖7a和7b中可以看出的。由于內(nèi)部空 間，即氣流管道18和連接通道17，占據(jù)了較少的對于碎片物凝結(jié)所需的箔片表 面，因lLtilil這樣一禾中實施方式獲得了一種改進的碎片抑制。圖8中以不同視圖給出了圖7實施方式中箔片上不同的切口或開口。圖8a給出了箔捕獲裝置ll的兩個相鄰箔片19，箔片19具有開口，所述開口形自于氣體方位(azimuth)分布的環(huán)形氣流管道18。圖8b給出了具有開口的連續(xù) 的箔片16，所述開口用于從中心軸10沿徑向給環(huán)形氣流管道18的供應(yīng)氣流。 圖8c給出了連續(xù)的箔片19，其中開口再次僅僅形成環(huán)形氣流管道18。繼續(xù)這 種方式，形成整個箔捕獲裝置ll。附圖標記列表 1光軸2 EUV等離子源3 集光鏡(collector mirror) 4用于緩沖氣體的內(nèi)部空間 5 進給Wit(feedpipe)6出口孑L7緩沖氣體8輻射路徑9碎片粒子路徑10箔捕獲裝置的中心軸11箔捕獲裝置12外部分界線13內(nèi)部分界線14氣流til16具有用于徑向氣體供應(yīng)的開口的箔片 17連接鵬 18環(huán)形氣流，19具有用于環(huán)形氣體供應(yīng)的開口的箔片
權(quán)利要求
1.碎片抑制系統(tǒng)，包括一種碎片抑制單元(11)，尤其是箔捕獲裝置，所述碎片抑制單元(11)具有幾個允許直路輻射的通道，以及一個或幾個用于向所述碎片抑制單元(11)提供緩沖氣體(7)的氣體供應(yīng)的進給管道(5)，其中所述碎片抑制單元(11)具有至少一個延伸分布幾個所述通道的內(nèi)部空間(4，14，18)，并且其中所述進給管道(5)向所述空間(4，14，18)開口。
2. 如禾又利要求1所述的碎片抑制系統(tǒng)，其特征在于所述空間(4， 14， 18) 形成氣流通道(14， 18)，其集成在所述碎片抑制單元(11)中。
3. 如權(quán)利要求1所述的碎片抑制系統(tǒng)，其特征在于所述碎片抑制單元(ll) 具有相對于中心軸(10)的基本上旋轉(zhuǎn)對稱性，其中所述空間(4， 14, 18)繞 所述中心軸(10)沿環(huán)形方向伸展。
4. 如權(quán)利要求3所述的碎片抑制系統(tǒng)，其特征在于所艦給難(5)的出 口部分設(shè)置為，使得對于所有的進給，(5)，提供的緩沖氣體7沿同一環(huán)形 方向流入所述空間(4， 14， 18)。
5. 如權(quán)利要求3所述的碎片抑制系統(tǒng)，其特征在于所述一個進給管道(5) ^^f述幾個進給Wil (5)中的第一^括形^^述碎片抑制單元(11)的所述中心軸(10)的第一部分，禾口 形成一個或幾個從所述中心軸(10)伸展到所述空間(4， 14， 18)的支管 的第二部分。
6. 如權(quán)利要求3所述的碎片抑制系統(tǒng)，其特征在于所述一個進給管道(5) 或所述幾個進給管道(5)中的第一個形成所述中心軸(10)，并且具有一個或 幾個向所述空間(4， 14， 18)開口的出口孔(6)，所述空間(4， 14， 18)伸 展到所述中心軸(10)。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的碎片抑制系統(tǒng)，其特征在于，形成的所述第一 個進給管道(5)的所述支管或所述出口孔(6)，構(gòu)成為將緩沖氣體(7)從中 心軸(10)供應(yīng)到所述空間(4， 14， 18)，以及所述幾個進給WM (5)的第二 個被設(shè)置為沿朝向中心軸(10)的方向?qū)⒕彌_氣體(7)提供到所述空間(4， 14， 18)。
8. 如權(quán)利要求6所述的碎片抑制系統(tǒng)，其特征在于所述空間(4， 14， 18) 形成環(huán)形管道(14， 18)以及沿徑向伸展并且連接所述-一個或幾個出口孔(6)到所述環(huán)形，(14， 18)的連接管道(17)。
9. 如權(quán)利要求3所述的碎片抑制系統(tǒng)，其特征在于所述碎片抑制單元(ll) 以可繞所述中心軸(10)旋轉(zhuǎn)的方式安裝。
10. 如權(quán)利要求3、 5或6所述的碎片抑制系統(tǒng)，其特征在于所述碎片抑制 單元(11)為包括幾個從所述中心軸(10)徑向伸展的箔片(19， 16)的箔捕 獲裝置，并且所述內(nèi)部空間(4， 14， 18)由所述箔片(19， 16)中的開口形成。
11. 碎片抑制單元，特別是用于根據(jù)以上權(quán)利要求之一的碎片抑制系統(tǒng)的碎 片抑制單元，所述碎片抑制單元(11)具有幾個允許直路輻射的通道，以及延 伸分布幾個所述通道的內(nèi)部空間(4， 14， 18)。
12. 如權(quán)利要求11所述的碎片抑制單元，其特征在于，其包括幾個從中心 軸(10)沿徑向延伸的箔片(19， 16)，其中所述箔片(19， 16)具有形成所述 內(nèi)部空間(4， 14， 18)的開口，所述內(nèi)部空間(4， 14， 18)垂直于所述箔片 (19， 16)延伸。
13. 如權(quán)利要求12所述的碎片抑制單元，其特征在于所述幵口形成圍繞所 述中心軸(10)以環(huán)形方向延伸的氣流髓(14， 18)。
14. 如權(quán)利要求12所述的碎片抑制單元，其特征在于，所述開口形成環(huán)形 通道(14， 18)和連接通道(17)，連接通道(17)沿徑向延伸并且連接的出口 孔(6)用于中心軸(10)中的緩沖氣體(7)至所述環(huán)形管道(14， 18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碎片抑制系統(tǒng)，尤其是用在用于EUV輻射和/或X射線的輻射單元中的系統(tǒng)。該碎片抑制系統(tǒng)包括一種箔捕獲裝置(11)，所述箔捕獲裝置(11)具有多個允許直路輻射的通道，以及一個或幾個用于緩沖氣體(7)的氣體供應(yīng)的進給管道(5)，所述氣體供應(yīng)提供給所述箔捕獲裝置。該箔捕獲裝置具有至少一個延伸分布幾個所述通道的內(nèi)部空間(14)，其中所述進給管道向該空間開口。本碎片抑制系統(tǒng)能有效地抑制碎片。
文檔編號G03F7/20GK101218543SQ200680021245
公開日2008年7月9日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月14日
發(fā)明者G·H·德拉, T·克盧肯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司