專利名稱：獲得遠(yuǎn)紫外輻射的方法和遠(yuǎn)紫外輻射源,及其在光刻中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及獲得也稱為“EUV輻射”的遠(yuǎn)紫外輻射的方法，以及遠(yuǎn)紫外輻射源。
這涉及波長(zhǎng)包含在8納米到25納米區(qū)域的輻射。
本發(fā)明有許多應(yīng)用，尤其在材料科學(xué)、顯微術(shù)、特別在光刻術(shù)。
本發(fā)明也涉及應(yīng)用EUV輻射源的光刻設(shè)備，本發(fā)明的目標(biāo)。
這樣的輻射的應(yīng)用允許降低集成電路的蝕刻間距，并且能制造極高集成度的集成電路。
現(xiàn)有技術(shù)狀況回顧光刻設(shè)備是用于根據(jù)預(yù)定設(shè)計(jì)(《圖形》)對(duì)樣品曝光。該樣品通常包含一半導(dǎo)體襯底，其上涂復(fù)光敏樹(shù)脂層(《光致抗蝕劑層》)，該層用于根據(jù)預(yù)定設(shè)計(jì)曝光。
光刻設(shè)備包含—曝光用的輻射源，—掩模，其上復(fù)制具有放大倍數(shù)至少為4的應(yīng)曝光的圖形—樣品支架，和—允許一方面在源和掩模之間，另一方面在掩模和樣品之間傳遞輻射的光學(xué)系統(tǒng)。
人們主要知道產(chǎn)生強(qiáng)EUV輻射的兩種技術(shù)。兩者都建立于收集光子的基礎(chǔ)上，這些光子是通過(guò)由激光裝置產(chǎn)生的熱以及不很密的等離子體自發(fā)發(fā)射的微觀過(guò)程產(chǎn)生的。
第一技術(shù)用具有功率接近1KW的YAG激光器照射的氙束。實(shí)際上，如果很好選擇在真空(《Vacuum》)中的氣體特性和膨脹條件，則在束內(nèi)通過(guò)多種物體彼此作用自然產(chǎn)生集聚體(《clusters》)(原子團(tuán))。這些是宏觀粒子，它們可以包含高達(dá)一百萬(wàn)原子，并且顯示足夠高的密度(約為固體密度0.1)，為了吸收激光束，并因此從周圍氣體加熱原子，這些周圍氣體隨后可以通過(guò)熒光發(fā)射光子。
因此得到的EUV輻射或軟X射線輻射被合適的光學(xué)裝置收集，借助多個(gè)中間的光學(xué)裝置空間成形，隨后它照射掩模。使用的中間光學(xué)裝置是多層鏡，該多層鏡在所研究的EUV波長(zhǎng)附近(例如具有交替的Mo和Si層為13.4nm，用交替的Mo和Be層為11.2nm)顯示高但狹窄的反射系數(shù)峰(取決于考慮的多層，具有傳輸帶寬從2-5％)，第二技術(shù)使用具有高原子序數(shù)的等離子體電暈放電，該電暈放電通過(guò)由KrF激光器發(fā)射的、并有強(qiáng)度接近1012W/cm2的激光束和從大厚度(至少20μm)的固體靶彼此作用得到的。
這在

圖1內(nèi)概略示出，其中，可以看到該固體靶2，其中，激光束6通過(guò)合適的光學(xué)裝置8聚焦在固體靶的面4上。在圖1，也看到通過(guò)聚焦激光束與靶材料的彼此作用產(chǎn)生的EUV輻射10。該輻射從稱為《前面》的面4發(fā)射的，并且被合適的光學(xué)收集裝置12回收。
在上述的例子中，這些光學(xué)收集裝置12位于面向前面4，它們包含一孔14，用于讓聚焦激光束通過(guò)，并收集EUV輻射10，以便為了利用該EUV輻射把它發(fā)送到其它光學(xué)裝置(未示出)。為了接近于13.4nm的發(fā)射，看來(lái)最適合于這類源的材料是錸。用該材料得到的變換系數(shù)(發(fā)射的輻射能和入射能之比)，在圍繞13.4nm波長(zhǎng)的2％傳輸帶寬的情況下，可以甚至達(dá)到0.85％。
然而，這樣一種EUV輻射源的能量是不夠的，因?yàn)樵谏鲜鰧?shí)驗(yàn)情況下激光能只是1焦耳到幾焦耳的量級(jí)。
但是，尤其是光子收集效率低(10％的量級(jí))，并且這最終導(dǎo)致產(chǎn)額(可利用的光子/激光能量)太低。此外，靶的膨脹顯著，因此為了在激光束與靶彼此作用期間保持發(fā)射的粒子遠(yuǎn)離收集的光學(xué)裝置，必須設(shè)計(jì)專門(mén)裝置。
上述困難是由于使用的物理過(guò)程的特性所引起的，即通過(guò)從熱而非極密的介質(zhì)產(chǎn)生的熒光的發(fā)射。事實(shí)上，如果通過(guò)包含一個(gè)光子(輻射機(jī)構(gòu))或一個(gè)電子(碰撞機(jī)構(gòu))起作用的一個(gè)過(guò)程，在一個(gè)原子或多荷離子內(nèi)的一個(gè)束縛電子被激發(fā)，則發(fā)現(xiàn)該原子或該離子再處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)。隨后可能通過(guò)發(fā)射一個(gè)或多個(gè)光子去激發(fā)。
為了獲得具有準(zhǔn)確波長(zhǎng)(接近躍遷寬度內(nèi))的一個(gè)光子，因此它足夠產(chǎn)生合適的多荷離子，其中，存在與所要求的光子能量匹配的能量躍遷。必須注意，當(dāng)光子通過(guò)自發(fā)發(fā)射而發(fā)射時(shí)，沒(méi)有任何偏愛(ài)方向，得到各向同性發(fā)射。
適于產(chǎn)生大量激發(fā)多荷離子的最佳技術(shù)之一，應(yīng)用大功率激光束與高密度介質(zhì)之間的彼此作用。實(shí)際上，如果大功率激光束與固體(或準(zhǔn)固體)靶彼此作用，則激光束伴隨的電磁波在介質(zhì)內(nèi)傳播，直到所謂截止密度為止(該密度與λ2成反比，其中λ是激光波長(zhǎng))，并且它經(jīng)過(guò)多個(gè)微觀過(guò)程把其能量傳遞給該介質(zhì)。
隨后，這些束縛電子，可能從原子中抽出，并被激光產(chǎn)生的電場(chǎng)加速，得到足夠的動(dòng)能，以致也抽出其它的束縛電子。因此產(chǎn)生多荷離子，介質(zhì)的溫度迅速上升到使其達(dá)到極限值(幾十萬(wàn)度，甚至百萬(wàn)度)，并且可能發(fā)生導(dǎo)致光子發(fā)射的微觀過(guò)程。實(shí)際上，在激光場(chǎng)的作用下，介質(zhì)變?yōu)橛啥嗪呻x子、電子和光子形成的等離子體。
除了特殊的密度，溫度和/或輻射場(chǎng)條件之外，各種上述粒子并不彼此處于平衡。這在相當(dāng)于激光電磁波傳播并與介質(zhì)強(qiáng)烈彼此作用的等離子電暈內(nèi)明顯地觀察到。該電暈的特征為低物質(zhì)密度(小于固體密度的1‰)和高溫。在電暈內(nèi)一個(gè)發(fā)射的電子在其內(nèi)再被吸附的可能是極小的。據(jù)稱該電暈在光學(xué)上是極薄的。
發(fā)射的光子離開(kāi)等離子區(qū)，隨后可以用于不同的目的，例如，用于通過(guò)光譜測(cè)量診斷介質(zhì)的熱動(dòng)力學(xué)條件或用于光刻。
我們?cè)賮?lái)檢查眾知的EUV輻射源的一些缺點(diǎn)。
這些源有效率問(wèn)題無(wú)論在整個(gè)時(shí)間和空間上，在由激光產(chǎn)生的電暈內(nèi)遇到強(qiáng)烈變化的熱動(dòng)力學(xué)條件(密度、溫度、自由電子數(shù))。
接近10nm來(lái)自電暈輻射的特征發(fā)射譜是異常復(fù)雜的，并且包含由原子發(fā)射或從電荷的不同態(tài)產(chǎn)生的大量發(fā)射線。如果選擇具有非常狹窄的頻帶(2％的量級(jí))準(zhǔn)確的譜線，則可以看到作為輻射由等離子體發(fā)射的大部分能量落在該頻帶之外，并因此損失。
因而(產(chǎn)生的和使用的EUV能量/使用的激光能量)效率強(qiáng)烈減小。此外《寄生的》輻射各向同性地發(fā)射。尤其是，在收集有用光子的立體角內(nèi)，并因此朝向用于收集這些光子的光學(xué)裝置。
至于收集EUV輻射，因?yàn)橛蓢娚洚a(chǎn)生的光子是各向同性的，所以必須提供合適的光學(xué)收集裝置。通常，通過(guò)元光學(xué)收集極(一般總共6只)并置得到的傘形光學(xué)收集器。為了其立體角最大，這些收集極應(yīng)顯示大的表面積，并應(yīng)盡可能放置于接近發(fā)射EUV輻射的等離子區(qū)。
在物質(zhì)上這是非常困難的(尤其在應(yīng)用氙聚集體的情況下，由于存在噴咀和氙回收系統(tǒng))，并且根據(jù)收集器的壽命和實(shí)現(xiàn)氙回收系統(tǒng)，這也引起問(wèn)題，因此，該收集器必須處于遠(yuǎn)離EUV輻射源，然而收集角將減小(除非建立巨大的收集器，對(duì)此價(jià)格過(guò)高。)因此這導(dǎo)致效率損失。
在應(yīng)用固體靶的情況下，其中，EUV輻射通過(guò)該靶的前面發(fā)射，也提出同樣的問(wèn)題。然而，在這種情況下，即使對(duì)中等激光照射，由激光產(chǎn)生的等離子體電暈具有大的膨脹速度(高于106cm/S)。因此物質(zhì)的粒子可能污染并損傷使用的各光學(xué)系統(tǒng)，從而冒降低這些光學(xué)系統(tǒng)的反射特性的危險(xiǎn)，因而冒降低到達(dá)應(yīng)曝光光敏樹(shù)脂層光子數(shù)的危險(xiǎn)。需要設(shè)計(jì)特殊的裝置用于消除這些粒子或碎片。
此外，通過(guò)從熱和并非密的等離子區(qū)來(lái)的熒光產(chǎn)生的發(fā)射沒(méi)有一個(gè)偏愛(ài)方向，特殊的光學(xué)裝置必須嵌在收集器和掩模之間，以便空間上形成輻射場(chǎng)。這些特殊的光學(xué)裝置包含多層鏡，并因此導(dǎo)致光子損失。它們也是價(jià)格增補(bǔ)和光學(xué)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)困難的原因。
應(yīng)用通過(guò)前面發(fā)射EUV輻射的厚固體靶的EUV輻射源，而該面接收該聚焦激光束，因此也有各種缺點(diǎn)，即發(fā)射碎片和各向同性的EUV發(fā)射，該發(fā)射因此有大的角度發(fā)散。其結(jié)果，尤其是應(yīng)用這樣一種源的光刻設(shè)備不是非常有效的。
本發(fā)明的說(shuō)明本發(fā)明的目的是通過(guò)提供各向異性的EUV輻射源來(lái)克服上述缺點(diǎn)。該EUV輻射(例如用于光刻設(shè)備之中)是通過(guò)合適厚度的固體靶的背面發(fā)射，而激光束聚焦在該靶的前面上。
這樣一種各向異性源提供EUV輻射束的有用部分增加，并且簡(jiǎn)化用于收集該輻射的光學(xué)裝置。
特別地，本發(fā)明的目的是提供得到遠(yuǎn)紫外輻射的方法，據(jù)此，至少用一個(gè)固體靶，具有第1面和第2面，其中，該靶通過(guò)與激光束的彼此作用可以發(fā)射遠(yuǎn)紫外輻射，并且該激光束聚焦在靶的第1面上，該方法的特征為，該靶包含通過(guò)與激光束彼此作用可以發(fā)射遠(yuǎn)紫外輻射度的材料，并且靶的厚度處在從約0.05μm到約5μm的范圍，其中，該靶可以從該靶的第2面各向異性地發(fā)射遠(yuǎn)紫外輻射部分，其中為了利用這部分，收集和傳輸該遠(yuǎn)紫外輻射部分。
最好在靶內(nèi)包含材料的原子序數(shù)屬于從29到92的原子序數(shù)組。
根據(jù)作為本發(fā)明目的的源的具體實(shí)施例，該源包含多個(gè)彼此牢固固定的多個(gè)靶，該源還包含使這多個(gè)靶移動(dòng)的裝置，以便這些靶連續(xù)地接收激光束。
該源還包含固定靶并可以使激光束按這些靶方向通過(guò)的支撐裝置，其中提供移動(dòng)裝置，用于使這些支撐裝置移動(dòng)、并因此使這些靶移動(dòng)。
這些支撐裝置可以吸收由接收激光束的每一靶的第1面發(fā)射的輻射，并再發(fā)射這些輻射朝向這些靶。
根據(jù)本發(fā)明的目的的源的第1具體實(shí)施例，這些支撐裝置包含一個(gè)面向每一個(gè)靶的孔，其中該孔通過(guò)彼此大體平行并垂直該靶的兩壁定界。
根據(jù)第2具體實(shí)施例，這些支撐裝置包含面向每一靶的孔，其中，該孔通過(guò)朝向靶、并彼此隔開(kāi)的兩壁定界。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，該源還包含固定的輔助裝置，該裝置可以讓激光束按靶方向通過(guò)，以便吸收由該靶的第1面發(fā)射的輻射，并把這些輻射朝向該靶再發(fā)射。
本發(fā)明的目的也提供包含以下部件的光刻設(shè)備，即—用于樣品的支架，該樣品應(yīng)當(dāng)根據(jù)預(yù)定圖形曝光，—按照本發(fā)明的遠(yuǎn)紫外源，—包含以放大形式的預(yù)定圖形的掩模，—用于收集和傳輸從源的靶第2面來(lái)的遠(yuǎn)紫外輻射部分到掩模的光學(xué)裝置，其中由此掩?？商峁┓糯笮问降膱D形圖像，和—用于減少該圖像和把減小的圖像投射到樣品的光學(xué)裝置。該樣品可包含其上涂復(fù)了光敏樹(shù)脂層的半導(dǎo)體襯底，該層應(yīng)當(dāng)根據(jù)預(yù)定圖形曝光。
附圖的簡(jiǎn)短描述為了純碎提供信息和非限制性的目的，在閱讀了以下所示的實(shí)施例的描述，參考以下附圖，將更好了解本發(fā)明，這些附圖為·圖1是眾知的EUV輻射源的概略圖，并且它已經(jīng)描述過(guò)了，·圖2是按照本發(fā)明利用EUV輻射源的(作為本發(fā)明的目的的)光刻設(shè)備的具體實(shí)施例的概略圖，·圖3是形成(在本發(fā)明可利用的)一組靶的帶的概略透視圖，
·圖4和5是本發(fā)明的EUV輻射源的概略透視和部分圖，和·圖6是本發(fā)明另一EUV輻射源的概略透視和部分圖。
具體實(shí)施例的詳細(xì)描述通過(guò)固體靶和激光束彼此作用產(chǎn)生的等離子區(qū)包含幾個(gè)區(qū)域。當(dāng)然存在稱作<電暈>的彼此作用區(qū)，但是也以連續(xù)的和簡(jiǎn)化的方式存在—稱作<導(dǎo)電區(qū)>的區(qū)域，其中激光束未穿透并且其演變進(jìn)程受熱、電子、輻射傳導(dǎo)的控制，其中通過(guò)電暈的離子發(fā)射的光子部分是按靶的冷和密的方向發(fā)射，并且—吸附和再發(fā)射區(qū)，其中來(lái)自電暈或?qū)щ妳^(qū)的高能光子被密和冷的物質(zhì)吸附，因此它們對(duì)加熱這些物質(zhì)并由此對(duì)較低能量的光子的發(fā)射有貢獻(xiàn)。
后者形成輻射波，該波在介質(zhì)內(nèi)具有偏愛(ài)的傳播方向，沿著溫度梯度，如果靶不太厚，該波可能通過(guò)靶的背面激發(fā)靶，該面與激光束起作用的面幾何上彼此對(duì)置。在背面的轉(zhuǎn)換效率(在包含所有波長(zhǎng)的輻射能對(duì)入射激光能量之比)可能接近30％。
從靶的背面來(lái)的這種發(fā)射的特征為，因?yàn)閷?duì)光子發(fā)射有責(zé)任的區(qū)域的溫度和密度條件是極不同的，所以其光譜分布是與從前面來(lái)的極不相同。發(fā)射的輻射自然具有角分布，即使具有理想的平面靶；該輻射是非各向同性的。
此外，背面的特征膨脹速度是比前面低幾個(gè)量級(jí)，因此能量的主要部分是以輻射的形式。
這便是為什么本發(fā)明通過(guò)具有合適厚度的固體靶的背面發(fā)射的EUV輻射，而在靶的前面上我們聚焦激光束。按此方式我們得到各向異性的EUV輻射并且把物質(zhì)碎片減少到最小。
為了產(chǎn)生EUV輻射，靶最好包含原子序數(shù)Z為28≤Z≤92的材料。
靶也可以用通過(guò)與激光束彼此作用產(chǎn)生只有合適光譜特性的EUV輻射的其它材料其可能與這種材料混合或與這種材料相關(guān)的材料。
此外也可以具有低原子序數(shù)的一種或多種其它材料任意組合用于濾掉寄生輻射。
最好包含產(chǎn)生EUV輻射的材料或活性元素的靶厚度在0.1μm和5μm之間。
為了獲得背面的有效發(fā)射而材料并未太顯著膨脹，最好使靶最佳化。
為了在所希望的波長(zhǎng)范圍，例如從10nm到20nm的范圍，在背面為最佳EUV轉(zhuǎn)換得到在靶內(nèi)要求的動(dòng)力學(xué)條件，激光特性也適合(尤其是提供的光脈沖的持續(xù)時(shí)間和短暫的形狀，其波長(zhǎng)和強(qiáng)度)。
在圖2示出在光刻的特殊應(yīng)用例的EUV輻射源(本發(fā)明的目的)的一個(gè)具體實(shí)施例。
在圖2我們看到以示意圖的方式的光刻設(shè)備，它包含一個(gè)半導(dǎo)體襯底18，例如硅襯底的支架16，在襯底上涂復(fù)了按照預(yù)定圖形曝光的光敏樹(shù)脂層20。
除了按照本發(fā)明的EUV輻射源22之外，本設(shè)備包含—包含以放大形式圖形的掩模24，—用于收集和傳輸由源所包含的固體靶28背面提供的EUV輻射部分到掩模24的光學(xué)裝置26，其中掩模提供以放大形式的該圖形的圖像，和一用于減小該圖像并把該減小的圖像投射到光敏樹(shù)脂層20上的光學(xué)裝置。
該靶是例如由銀、銅、釤或錸的材料制成，它具有小的厚度(例如1μm量級(jí))。
為了產(chǎn)生用于光敏樹(shù)脂曝光用的EUV輻射，把由脈沖激光器35發(fā)射的脈沖束34經(jīng)光學(xué)聚焦裝置32聚焦在靶的稱為《前面》的第1面30，隨后該靶從其與前面30對(duì)置的背面37發(fā)射各向異性的EUV輻射36。
規(guī)定源22、收集器26、掩模24、光學(xué)裝置29和承受襯底20的支架16放置在外殼(未示出)內(nèi)，其中建立了低壓強(qiáng)。通過(guò)合適的窗孔(未示出)激光束發(fā)送到該外殼內(nèi)。
在圖2的例子中，光學(xué)收集裝置26由面向靶28的背面放置的光學(xué)收集器構(gòu)成，提供該光學(xué)收集器用于收集由背面各向異性發(fā)射的EUV輻射，并用于使該輻射成形，并把它發(fā)送到掩模24。
因此在圖2的裝置內(nèi)并不要求在收集器26和掩模24之間提供其它光學(xué)裝置，由此簡(jiǎn)化了光刻設(shè)備的光學(xué)裝置。
可以看到具有小厚度的靶28以其前面30固定到支架38上，該支架配有一孔40，用于使聚焦的激光束34通過(guò)，以便到達(dá)該前面。
實(shí)際上，因?yàn)閱蝹€(gè)激光脈沖局部地?fù)p傷具有小厚度的靶，不能兩次把激光束發(fā)送到靶的同一點(diǎn)上。這便是為什么支架38配備移動(dòng)裝置(在圖2未示出)，它可以使靶的不同區(qū)域相繼地暴露在聚焦激光束下。
這通過(guò)圖3概略地說(shuō)明，其中，看到具有小厚度(例如，1μm)的固體靶是以固定在柔性支架44上帶的形式，該支架，例如是由塑料制成并且提供縱向孔46，以便讓聚焦束34通過(guò)。
靶支架作為整體形成柔性的復(fù)合材料帶，該帶未從第1線框架纏繞，而是繞在第2線框架50上，該線框架50能由合適裝置(未示出)旋轉(zhuǎn)，以便移動(dòng)面對(duì)聚焦束的靶，該聚焦束包含相繼到達(dá)靶的不同區(qū)域的脈沖。隨后可考慮把幾個(gè)靶安裝在一起。
在變形例(未圖示)里，還可以應(yīng)用塑料柔性帶作為靶支架，并把幾個(gè)靶按規(guī)則的間隔固定在支架上，其中，在面向每一靶的支架里提供一孔，以便讓聚焦束通過(guò)。
最好用帶52(圖4)，例如銅、銀、釤或錸帶來(lái)取代塑料帶用作為靶支架，可以吸收在聚焦束34的沖擊下靶的前面42發(fā)射的輻射，并按該靶的方向(靶是可以隨著帶52移動(dòng)的)再發(fā)射這些輻射。例如，該帶52具有5μm到10μm量級(jí)的厚度。
讓聚焦在靶上的激光束34通過(guò)的縱向孔可以被彼此大體平行并垂直于靶的兩壁54和56(如圖4所看到的那樣)定界。
然而，為了更好的吸收由靶前面發(fā)射的輻射，并且為了靶前面更好的再發(fā)射朝向靶，最好對(duì)孔定界的兩壁朝向靶，并且彼如隔開(kāi)，如圖5所看到的那樣，其中，這兩壁是基準(zhǔn)壁55和57。
在如圖6所示的另一例子，靶42固定在(參考圖3描繪類型的)可動(dòng)支架44上。然而，在圖6的例子內(nèi)，EUV輻射源包含一個(gè)相對(duì)于聚焦激光束固定的、并位于面向靶前面的部件58。
這部件包含一個(gè)讓激光束通過(guò)的孔，該激光束聚焦在該靶的前面以及由該部件提供的孔上，其向外張開(kāi)朝向靶，并因此包含相對(duì)于該靶傾斜的兩壁60和62，朝向靶，并彼此隔開(kāi)。
隨后，由靶42的前面發(fā)射的輻射64被這些壁60和62吸收，并且按靶的前面方向再發(fā)射。
由靶的背面發(fā)射的EUV輻射36因此更強(qiáng)烈。
當(dāng)然，應(yīng)用通過(guò)從厚度7μm的鋁片形成的靶背面來(lái)的X射線發(fā)射的X射線源和通過(guò)功率密度3×1013/cm2的激光束照射的靶的前面可以從H.Hirose等的文章Prog.Crystal Growth and Charact.，Vol.33，1996，P227-280獲悉。
然而，必須注意，作為本發(fā)明的目的的方法和源應(yīng)用小厚度的靶，其范圍從約0.05μm到約5μm，其中，該靶最好是由比鋁原子序數(shù)大得多的原子序數(shù)Z的材料制作，因?yàn)閆最好大于等于28(或小于等于92)。
準(zhǔn)確說(shuō)，用于形成本發(fā)明的靶的優(yōu)選材料是Z＝50的錫(tin)。
然而，在本發(fā)明可能應(yīng)用具有極薄厚度(小于等于1μm)的靶在塑料襯底(例如具有1μm厚度CH2(聚乙烯))襯底上形成，其中該靶(最好為錫)的背面—發(fā)射使用的EUV輻射的面—安置于襯底上。也可以在該靶的前面形成具有厚度小于1000(即100nm)的金膜層。
返回前述的文章，必須指出，正如文內(nèi)所示，通過(guò)具有最高功率密度小于3×1013W/cm2的激光輻射照射其前面時(shí)，不能考慮具有厚度7μm的鋁靶用于通過(guò)其背面發(fā)射，這尤其在微光刻領(lǐng)域，其中，上述考慮的最高功率密度例如接近1012W/cm2。
也必須注意以下所述如果激光彼此作用發(fā)生在具有低原子序數(shù)Z的材料鋁(Z＝13)，則通過(guò)熱電子傳導(dǎo)發(fā)生在電暈內(nèi)吸收的激光能量轉(zhuǎn)移(在激光作用的側(cè)面；前面)到冷和密區(qū)(即到背面)。即使靶相當(dāng)厚(如在前述文章中提供的那樣)，也并不能完全保證實(shí)現(xiàn)在背面的各向異性發(fā)射。
另一方面，在高Z材料的情況下，輻射傳導(dǎo)是《控制》是在靶的內(nèi)部和背部的調(diào)理。使本發(fā)明令人感興趣的各向異性直接與背面該輻射波的輸出連系起來(lái)，因此與厚度選擇連系起來(lái)，關(guān)于厚度的最佳值將在以下給出。
另一方面，通過(guò)激光照射的靶里的溫度和電子密度的特征分布根據(jù)材料是否具有低或高的原子序數(shù)以及根據(jù)使用的靶厚是極其不同的。
一種分析模型可以求出允許在背面的變換系數(shù)X最佳的最佳厚度Eo。Eo與靶材料的原子序數(shù)、材料的原子量A，在介質(zhì)內(nèi)的溫度(≤°K)，(本身與用W/cm2表示的吸收的激光通量α有關(guān))，激光波長(zhǎng)λ(cm)，脈沖持續(xù)時(shí)間Dt(秒)和質(zhì)量密度ρ(g/cm3)的關(guān)系通過(guò)下述公式表示，Eo(cm)＝26.22(A/Z)0.5×T0.5×Dt/α，
其中α＝ρ×λ2×(1+0.946(A/Z)0.5)，溫度(°K)是與 和λ4/3成正比。
對(duì)于可利用的低激光能量(小于1J)，這通常是在本發(fā)明用于光刻的范疇里所要求的，因?yàn)闉榱嗽诠饷魳?shù)脂的水平上產(chǎn)生足夠的統(tǒng)計(jì)要求非常高的頻率(大于1kHz)，(因此確保達(dá)到曝光閾值)，并且對(duì)于給定的發(fā)射表面積(通過(guò)與使用的光學(xué)系統(tǒng)最佳耦合設(shè)置的)(例如接近300μm直徑)，在靶上入射的激光通量是低的。納秒級(jí)，在1.06μm，它不超過(guò)1012W/cm2。此外，今天基于100PS脈沖串制造具有這些頻率的激光器實(shí)際上是不可想象的。
在這些條件下，上述模型給出30ev的值作為平均溫度，如果所有能量被吸收，則該溫度可能達(dá)到。
在這些條件下，對(duì)鋁，使背面轉(zhuǎn)換率X最佳的厚度為0.15μm，這遠(yuǎn)離前述文章給出的值。此外，用鋁一類具有低原子序數(shù)的材料，通過(guò)靶背面發(fā)射的輻射事先并未顯示任何角度特征它大體上是各向同性的；因此可認(rèn)為前面和背面是等值的。
用金作例，我們發(fā)現(xiàn)在同樣的條件下永遠(yuǎn)小于0.1μm。
返回參考在CH2(聚乙烯)襯底上形成錫靶的早期給出的例子，給出下述技術(shù)條件聚乙烯，可能放置在錫薄片的背面，金可能放置在該片的前面，兩者用于限制，在被輻射波加熱前通過(guò)錫形成的發(fā)射材料的膨脹，以便光子更好地《穿透》靶的令人感興趣的區(qū)域。稍許加熱的、在背面的聚乙烯對(duì)輻射是透明的，也限制膨脹，并因此只有微不足道的物質(zhì)碎片的發(fā)射。
權(quán)利要求
1.獲得遠(yuǎn)紫外輻射的方法，據(jù)此，至少利用具有第1面和第2面的一個(gè)固體靶(28，42)，該靶通過(guò)與激光束(34)彼此作用可以發(fā)射遠(yuǎn)紫外輻射，該激光束聚焦在靶的第1面上，其特征在于，靶(28，42)包含通過(guò)與激光束彼此作用可以發(fā)射遠(yuǎn)紫外輻射的材料；以及靶的厚度在約0.05μm到約5μm的范圍，其中靶可以從該靶的第2面(37)各向異性地發(fā)射遠(yuǎn)紫外輻射部分(36)；以及這遠(yuǎn)紫外輻射部分被收集和傳輸，以便利用它。
2.一種遠(yuǎn)紫外輻射源，其中該源至少包含具有第1和第2面的一個(gè)固體靶(28，43)，該靶可以通過(guò)與聚焦在靶的第1面(30)上的激光束(34)彼此作用發(fā)射遠(yuǎn)紫外輻射，其中該源的特征在于，靶(28，42)包含可以通過(guò)與激光束彼此作用發(fā)射遠(yuǎn)紫外輻射的材料；以及靶的厚度處于從約0.05μm到5μm的范圍，靶可以從靶的第2面(37)各向異性地發(fā)射遠(yuǎn)紫外輻射部分(36)；以及這遠(yuǎn)紫輻射部分被收集和傳輸，以便利用它。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的源，其中包含在靶內(nèi)的材料的原子序數(shù)屬于從28到92的原子序數(shù)組。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3任一所述的源，它包含多個(gè)彼此牢固固定的靶(42)，其中源還包含用于使這多個(gè)靶移動(dòng)，以便這些靶連續(xù)接收激光束(34)的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的源，它還包含固定靶(42)并可以使激光束按這些靶方向通過(guò)的支撐裝置(38，44，52)，其中提供使這些支撐裝置并因此使靶移動(dòng)的移動(dòng)裝置(48，50)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的源，其中支撐裝置(52)可以吸收由每個(gè)靶的第1面發(fā)射的輻射，該靶的第1面接收激光束并把這些輻射再朝向靶發(fā)射。
7.根據(jù)權(quán)利要求5和6任一所述的源，其中，支撐裝置包含面向每個(gè)靶的孔(40，46)，其中該孔由大體彼此平行并垂直靶的兩壁(54，56)定界。
8.根據(jù)權(quán)利要求5和6任一所述的源，其中，支撐裝置包含面向每個(gè)靶的孔，其中該孔由朝向靶并彼此隔離的兩壁(55，57)定界。
9.根據(jù)權(quán)利要求2到5任一所述的源，它還包含固定的輔助裝置(58)，為吸收由該靶第1面發(fā)射的輻射并把這些輻射朝向該靶再發(fā)射，該輔助裝置讓激光束(34)按靶的方向通過(guò)。
10.一種光刻設(shè)備，包含—被指定按照預(yù)定圖形曝光的樣品支架(16)，—根據(jù)權(quán)利2到9任一所述的遠(yuǎn)紫外輻射源(22)，—包含以放大形式的預(yù)定圖形的掩模(24)，—用于收集從源的靶的第2面輻射的遠(yuǎn)紫外輻射部分并把它傳輸?shù)窖谀５墓鈱W(xué)裝置(26)，其中掩模因此可以提供以放大形式的圖形圖像，和—用于減小圖像并把該減小圖像投射到樣品上的光學(xué)裝置(29)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光刻設(shè)備，其中，樣品包含其上涂復(fù)了按預(yù)定圖形曝光的光敏樹(shù)脂層(20)的半導(dǎo)體襯底(18)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明,至少用一個(gè)固體靶(28),通過(guò)與聚焦在靶的第1面(30)的激光束的彼此作用,該靶發(fā)射遠(yuǎn)紫輻射。該靶從對(duì)置面37出發(fā)可以發(fā)射輻射部分,并且這部分被收集和傳輸。
文檔編號(hào)H01L21/027GK1390435SQ0081567
公開(kāi)日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2000年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月15日
發(fā)明者D·巴博諾, R·馬莫雷特, L·博內(nèi) 申請(qǐng)人:法國(guó)原子能委員會(huì)