用于極紫外光源的標(biāo)靶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]所公開的主題涉及一種用于極紫外(EUV)光源的標(biāo)靶。
【背景技術(shù)】
[0002]極紫外(EUV)光源，例如具有約50nm或更小波長(zhǎng)(有時(shí)也稱作軟x射線)以及包括在約13nm波長(zhǎng)的電磁輻射，可以用于光刻工藝以在例如硅晶片之類的襯底中產(chǎn)生極小的特征。
[0003]用于產(chǎn)生EUV光的方法包括但不必限于:采用EUV范圍中的幅射線將具有例如氙、鋰或錫元素的材料轉(zhuǎn)換為等離子體狀態(tài)。在通常稱作激光產(chǎn)生等離子體(LPP)的一個(gè)這種方法中，等離子體可以通過(guò)采用可以稱作驅(qū)動(dòng)激光的放大光束照射形式例如為材料的微滴、平板、條帶、流束或簇而產(chǎn)生。對(duì)于該過(guò)程，等離子體通常產(chǎn)生在密封容器中，例如真空腔室中，并且使用各種類型測(cè)量?jī)x器設(shè)備而被監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)總體方面中，一種方法包括:將初始標(biāo)靶材料朝向標(biāo)靶位置釋放，標(biāo)靶材料包括當(dāng)轉(zhuǎn)換成等離子體時(shí)發(fā)射極紫外(EUV)光的材料；將第一放大光束引導(dǎo)朝向初始標(biāo)靶材料，第一放大光束具有足以由初始標(biāo)靶材料形成標(biāo)靶材料的塊片(piece)的匯集(collect1n)的能量，每個(gè)塊片小于初始標(biāo)靶材料并且空間分布遍及半球形體積；以及將第二放大光束引導(dǎo)朝向塊片的匯集以將標(biāo)靶材料的塊片轉(zhuǎn)換為發(fā)射EUV光的等離子體。
[0005]實(shí)施方式可以包括以下特征的一個(gè)或多個(gè)。
[0006]EUV光可以沿所有方向從半球形體積發(fā)射。
[0007]EUV光可以各向同性地從半球形體積發(fā)射。
[0008]初始標(biāo)靶材料可以包括金屬，并且塊片的匯集可以包括金屬的塊片。金屬可以是錫。
[0009]半球形體積可以沿著與第二放大光束的傳播方向平行的方向限定縱軸，以及沿著于第二放大光束傳播方向垂直的方向限定橫軸，并且朝向塊片的匯集引導(dǎo)第二放大光束可以包括沿著縱軸穿透進(jìn)入半球形體積中。塊片的匯集中大多數(shù)塊片可以轉(zhuǎn)換為等離子體。
[0010]第一放大光束可以是具有150ps的持續(xù)時(shí)間和I ym波長(zhǎng)的光脈沖。
[0011]第一放大光束可以是具有小于150ps的持續(xù)時(shí)間和I μ m波長(zhǎng)的光脈沖。
[0012]第一放大光束可以包括在時(shí)間上相互分離的兩個(gè)光脈沖。兩個(gè)脈沖可以包括第一光脈沖和第二光脈沖，第一光脈沖具有Ins至1ns的持續(xù)時(shí)間，并且第二光脈沖具有小于Ins的持續(xù)時(shí)間。
[0013]第一和第二放大光束可以是脈沖的光束。
[0014]第一放大光束可以具有不足以將標(biāo)靶材料轉(zhuǎn)換為等離子體的能量，并且第二放大光束具有足以將標(biāo)靶材料轉(zhuǎn)換為等離子體的能量。
[0015]標(biāo)靶材料的塊片的密度可以沿著與第二放大光束傳播方向平行的方向而增大。
[0016]在半球形體積中標(biāo)靶材料的塊片可以具有I 一 10 μ m的直徑。
[0017]在另一總體方面中，一種用于極紫外(EUV)光源的標(biāo)靶系統(tǒng)包括:分布遍布半球形體積的標(biāo)靶材料的塊片，標(biāo)靶材料包括當(dāng)轉(zhuǎn)換為等離子體時(shí)發(fā)射EUV光的材料；以及平面表面，與半球形體積相鄰并且限定半球形體積的前邊界，前邊界被定位以面對(duì)放大光束的源。半球形體積背離放大光束的源。
[0018]實(shí)施方式可以包括以下特征的一個(gè)或多個(gè)。半球形體積可以沿垂直于放大光束傳播方向的方向具有截面直徑，并且截面直徑的最大值可以在平面表面處。
[0019]半球形體積中標(biāo)靶材料的塊片的密度可以沿著平行于放大光束傳播方向的方向而增大。
[0020]至少一些塊片可以是相互物理地分隔的單獨(dú)的塊片。
[0021]可以采用具有足以將標(biāo)靶材料的單獨(dú)的塊片轉(zhuǎn)換為等離子體的能量的放大光束來(lái)照射半球形體積，并且半球形標(biāo)靶可以沿所有方向發(fā)射EUV光。
[0022]標(biāo)靶材料微滴可以是從噴嘴釋放的標(biāo)靶材料微滴流束的一部分，并且標(biāo)靶系統(tǒng)也可以包括與標(biāo)靶材料微滴分隔并且在標(biāo)靶材料微滴之后從噴嘴釋放的第二標(biāo)靶材料微滴。標(biāo)靶系統(tǒng)也可以包括噴嘴。
[0023]放大光束的源可以是接收標(biāo)靶材料微滴的腔室中的開口。
[0024]在另一總體方面中，極紫外(EUV)光源包括產(chǎn)生光脈沖的第一光源；產(chǎn)生放大光束的第二光源；標(biāo)靶材料遞送系統(tǒng)；耦合至標(biāo)靶材料遞送系統(tǒng)的腔室；以及控向系統(tǒng)，將放大光束在從標(biāo)靶材料遞送系統(tǒng)接收標(biāo)靶材料微滴的腔室中朝向標(biāo)靶位置控向放大光束，標(biāo)靶材料微滴包括在轉(zhuǎn)換為等離子體之后發(fā)射EUV光的材料。當(dāng)由光脈沖照射時(shí)，標(biāo)靶材料微滴形成標(biāo)靶，標(biāo)靶包括具有遍布體積的標(biāo)靶材料塊片的半球形體積，以及位于半球形體積和第二光源之間的平面表面。
[0025]實(shí)施方式可以包括以下特征。光脈沖可以是持續(xù)時(shí)間150ps或更少。
[0026]如上所述任何技術(shù)的實(shí)施方式可以包括，一種方法，一種工藝，一種標(biāo)靶，一種用于產(chǎn)生半球形標(biāo)靶的組件，一種用于產(chǎn)生半球形標(biāo)靶的裝置，一種用于改進(jìn)現(xiàn)有EUV光源的套裝或預(yù)裝配系統(tǒng)，或者一種設(shè)備。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)列出在以下附圖和說(shuō)明書中。其他特征從說(shuō)明書和附圖以及從權(quán)利要求而明確。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1A是用于EUV光源的示例性半球形標(biāo)靶的透視圖。
[0028]圖1B是圖1A的示例性半球形標(biāo)靶的側(cè)視圖。
[0029]圖1C是圖1A的示例性半球形標(biāo)靶的沿著線1C-1C的正截面圖。
[0030]圖1D是根據(jù)圖1A的半球形標(biāo)靶內(nèi)位置的示例性密度的繪圖。
[0031]圖2A是示例性激光產(chǎn)生等離子體極紫外光源的框圖。
[0032]圖2B是可以用于圖2A的光源的驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)的示例的框圖。
[0033]圖3A是另一激光產(chǎn)生等離子體極紫外(EUV)光源和耦合至EUV光源的光刻工具的俯視平面圖。
[0034]圖3B和圖3C是圖3A的EUV光源的真空腔室的在兩個(gè)不同時(shí)刻的頂視圖。
[0035]圖3D是圖3A的EUV光源的部分側(cè)面透視圖。
[0036]圖3E是沿著線3E-3E獲取的圖3D的EUV光源的剖視平面圖。
[0037]圖4是用于形成半球形標(biāo)靶的示例性工藝的流程圖。
[0038]圖5是用于將標(biāo)靶材料微滴轉(zhuǎn)換為半球形標(biāo)靶的示例性波形的繪圖。
[0039]圖6A-圖6D是通過(guò)與圖5波形交互而轉(zhuǎn)換為半球形標(biāo)靶的標(biāo)靶材料微滴的側(cè)視圖。
[0040]圖7A和圖7B是根據(jù)空間位置的示例性密度分布的繪圖。
[0041]圖8A和圖SB是標(biāo)靶尺寸的繪圖，其示出了根據(jù)時(shí)間的半球形標(biāo)靶的空間范圍。
[0042]圖9是用于將標(biāo)靶材料微滴轉(zhuǎn)換為半球形標(biāo)靶的另一示例性波形的繪圖。
[0043]圖1OA —圖1OE是通過(guò)與圖9波形交互而轉(zhuǎn)換為半球形標(biāo)靶的標(biāo)靶材料微滴的側(cè)視圖。
[0044]圖1lA —圖1lC是根據(jù)空間位置的示例性密度分布的繪圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]參照?qǐng)D1A，示出了示例性標(biāo)靶5的透視圖。標(biāo)靶5的半球形和稍微傾斜的密度分布使得標(biāo)靶5提供了額外的EUV光，增大的轉(zhuǎn)換效率，并且EUV光從標(biāo)靶沿所有方向徑向向外發(fā)射。半球形可以是球體的一半或者球體的任何其他部分。然而，半球形可以采取其他形式。例如，半球形可以是部分的扁圓或扁長(zhǎng)的球體。
[0046]標(biāo)靶5可以用于激光產(chǎn)生等離子體(LPP)極紫外(EUV)光源中。標(biāo)靶5包括當(dāng)在等離子體狀態(tài)時(shí)發(fā)射EUV光的標(biāo)靶材料。標(biāo)靶材料可以是包括標(biāo)靶物質(zhì)和諸如非標(biāo)靶顆粒的雜質(zhì)的標(biāo)靶混合物。標(biāo)靶物質(zhì)是轉(zhuǎn)換為等離子體狀態(tài)在EUV范圍內(nèi)具有幅射線的物質(zhì)。標(biāo)靶物質(zhì)可以例如是，液體或熔化金屬的微滴，液體流束的一部分，固體顆?；虼?，包含在液體微滴內(nèi)的固體顆粒，標(biāo)靶材料的泡沫，或者包含在液體流束一部分內(nèi)的固體顆粒。標(biāo)靶物質(zhì)可以例如是，水，錫，鋰，氙，或當(dāng)轉(zhuǎn)換為等離子體狀態(tài)時(shí)具有在EUV范圍內(nèi)幅射線的任何材料。例如，標(biāo)靶物質(zhì)可以是元素錫，其可以用作純錫(Sn);作為錫化合物，例如SnBr4, SnBr2, SnH4;作為錫合金，例如錫鎵合金、錫銦合金、錫-銦-鎵合金，或這些合金的任意組合。此外，在其中不存在雜質(zhì)的情形中，標(biāo)靶材料僅包括標(biāo)靶物質(zhì)。以下討論提供了其中標(biāo)靶材料是由熔化金屬制成的標(biāo)靶材料微滴的示例。在這些示例中，標(biāo)靶材料稱作標(biāo)靶材料微滴。然而，標(biāo)靶材料可以采取其他形式。
[0047]采用足夠能量的放大光束(“主脈沖”或“主光束”)照射標(biāo)靶材料，這將標(biāo)靶材料轉(zhuǎn)換為等離子體，由此使得標(biāo)靶5發(fā)射EUV光。圖1B是標(biāo)靶5的側(cè)視圖。圖1C是沿著圖1A的線1C-1C獲取的標(biāo)靶5的前截面圖。
[0048]標(biāo)靶5是分布在半球形體積10中的標(biāo)靶材料的塊片20的匯集。通過(guò)采用(時(shí)間上)超前主脈沖的一個(gè)或多個(gè)輻射脈沖(“預(yù)脈沖”)照射標(biāo)靶材料以將標(biāo)靶材料轉(zhuǎn)換為標(biāo)靶材料的塊片的匯集來(lái)形成標(biāo)靶5。預(yù)脈沖入射在標(biāo)靶材料的表面上，并且預(yù)脈沖的初始前沿與標(biāo)靶材料之間的交互可以在標(biāo)靶材料的表面處產(chǎn)生等離子體(并非必須發(fā)射EUV光)。預(yù)脈沖繼續(xù)入射在所產(chǎn)生的等離子體上，并且在類似于預(yù)脈沖的在時(shí)間上的持續(xù)時(shí)間、約150皮秒(ps)的時(shí)間段期間由等離子體吸收。所產(chǎn)生的等離子體隨著時(shí)間流逝而膨脹。膨脹的等離子體與標(biāo)靶材料的剩余部分之間的交互可以產(chǎn)生沖擊波，沖擊波可以非均勻地作用于標(biāo)靶材料上，其中標(biāo)靶材料的中心接收沖擊波的沖擊。沖擊波可以使得標(biāo)靶材料的中心部分?jǐn)嗔褳檠厝齻€(gè)維度膨脹的顆粒。然而，因?yàn)橹行牟糠忠步?jīng)受了沿與膨脹的等離子體相反方向的力，因此替代于球體，可以形成半球形顆粒。
[0049]在匯集中標(biāo)靶材料的塊片20可以是非離子化的標(biāo)靶材料的片段或塊片。也即，當(dāng)主脈沖照射標(biāo)靶5時(shí)，標(biāo)靶材料的塊片20并未處于等離子體狀態(tài)。標(biāo)靶材料的塊片20或片段可以例如是納米或微米顆粒的薄霧，熔化金屬的分立塊片或片段，或者原子蒸汽云。標(biāo)靶材料的塊片20是分布在半球形體積中材料的小塊(bit)，但是標(biāo)靶材料的塊片20并未形成為填充了半球形體積的單個(gè)塊片。在標(biāo)靶材料的塊片20之間可以存在空隙。標(biāo)靶材料的塊片20也可以包括非標(biāo)靶材料，諸如雜質(zhì)，其并未轉(zhuǎn)換為發(fā)射EUV光的等離子體。標(biāo)靶材料的塊片20稱作顆粒20。單個(gè)顆粒20可以直徑為I 一 10 μ m。顆粒20可以相互分離。一些或所有顆粒20可以與其他顆粒物理接觸。
[0050]半球形體積10具有限定了半球形體積10的前邊界的平面表面12，以及沿方向“z”遠(yuǎn)離平面延伸