辐射收集器、辐射源以及光刻设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年4月17日递交的美国临时申请61/812, 961的权益，并且其 通过引用全文并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种辐射收集器、辐射源以及光刻设备。
【背景技术】
[0004] 光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。光 刻设备可用于例如集成电路（IC)的制造过程中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模 或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案 转移到衬底（例如，硅晶片）上的目标部分（例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯）上。 通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料（抗蚀剂）层上而实现图案的转移。 通常，单一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。
[0005] 光刻术被广泛地看作制造IC和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着 通过使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻术越来越成为允许制造微型IC或 其他器件和/或结构的更加关键的因素。
[0006] 图案印刷的极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式（1)所 示：
[0008] 其中λ是所用辐射的波长，NA是用以印刷图案的投影系统的数值孔径，Ic1是依赖 于过程的调节因子，也称为瑞利常数，CD是所印刷的特征的特征尺寸（或临界尺寸）。由等 式（1)可知，特征的最小可印刷尺寸的减小可以由三种途径获得：通过缩短曝光波长λ、通 过增大数值孔径NA或通过减小Ic1的值。
[0009] 为了缩短曝光波长并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外（EUV)辐射 源。EUV辐射是波长在5-20nm范围内的电磁辐射，例如波长在13-14nm范围内的电磁辐射。 这样的辐射被称为极紫外辐射或者软X射线辐射。可用的源包括例如激光产生的等离子体 源、放电等离子体源或基于由电子存储环提供的同步加速器辐射的源。
[0010] EUV辐射可以使用等离子体产生。用于产生EUV辐射的辐射源可以激发燃料以产 生发射EUV辐射的等离子体。等离子体例如可通过引导激光束到达燃料而形成，燃料例如 为合适材料（例如，锡）的液滴或者合适的气体或蒸汽流，例如氙气或锂蒸汽。等离子体发 射的EUV辐射被使用辐射收集器收集，该辐射收集器接收EUV辐射并且将EUV辐射聚焦成 光束。该辐射源可以包括被设置为为等离子体提供真空环境的封闭壳体或腔室。以这种方 式使用激光束的辐射源通常被称为激光产生等离子体（LPP)源。在替代的辐射源中，等离 子体通过在燃料（例如锡）所位于的间隙上放电产生。这种辐射源通常被称为放电产生等 离子体（DPP)源。
【发明内容】
[0011] 可能期望提供一种相对于现有技术是新颖的并且是创新的辐射收集器。
[0012] 根据本发明的一方面，提供了一种辐射收集器，包括：多个反射表面，其中所述多 个反射表面中的每个反射表面与多个椭圆面中的一个椭圆面的一部分重合；其中所述多个 椭圆面具有共同的第一焦点和第二焦点；所述多个反射表面中的每个反射表面与所述多个 椭圆面中不同的椭圆面重合；其中，所述多个反射表面被配置为接收源自第一焦点的辐射， 并且向第二焦点反射辐射。
[0013] 辐射收集器可以为正入射收集器。辐射收集器可以具有用于反射EUV辐射的多层 结构。
[0014] 本发明的优点在于其允许辐射收集器的构造方面的一些设计灵活性。
[0015] 反射表面可以围绕所述福射收集器的光轴布置。
[0016] 反射表面可以绕光轴周向地延伸。
[0017] 所述多个反射表面可以通过一个或多个中间表面连接。所述多个反射表面的一部 分也可以只通过一个或多个中间表面连接，而其余的反射表面可以通过诸如框架或支撑件 等连接装置连接，而不通过中间表面彼此连接。此外，多个反射表面可以仅通过这种连接装 置都连接在一起。
[0018] 每个中间表面可以被设置为基本上平行于从第一焦点到相应的中间表面的方向。
[0019] 中间表面可以在反射表面后面被底切（undercut)。
[0020] 在所述一个或多个中间表面中的至少一个中可以设置一个或多个孔（即，开口）。
[0021] 所述多个反射表面的内反射表面可以与所述多个椭圆面的内椭圆面重合。
[0022] 所述多个反射表面中的每个反射表面距离光轴的距离可以随与每个反射表面重 合的椭圆面的尺寸增大。
[0023] 所述辐射收集器可以被配置为使得设置有沿光轴的可用长度，在该可用长度中可 以在辐射收集器与第一和第二焦点之间（即，在辐射收集器与第一焦点之间或在辐射收集 器与第二焦点之间）定位污染物阱。
[0024] 所述污染物阱可以为旋转的翼片阱。提供其中可以设置旋转的翼片阱的可用长度 是有利的，因为它使入射到辐射收集器上的污染物的量降低（相比不存在旋转的翼片阱的 情况）。
[0025] 所述多个反射表面可以具有使所述辐射收集器作为针对红外线辐射或具有给定 波长的另一种辐射的衍射光栅的长度。
[0026] 反射表面可以每个都具有0. 1-5_范围内的长度，例如约Imm的长度。
[0027] 中间表面可以每个都具有约为COS 0 (Tl + 的长度，其中η是整数，λ IR是红 外线辐射的波长，其中辐射收集器作为针对该红外线辐射的波长的衍射光栅，并且Θ是红 外线辐射在辐射收集器的反射表面上的入射角。
[0028] 中间表面可以每个都具有0.1 -Imm范围内的长度，例如约0. 5_的长度。
[0029] 所述多个反射表面可以包括多于10个的反射表面，优选地多于50个反射表面，甚 至更优选地多于100个反射表面，以及最优选地多于200个反射表面。
[0030] 每个中间表面可以被设置为基本上平行于从第二焦点到中间表面的方向。
[0031] 内反射表面可以与外椭圆面重合，其中内反射表面是多个反射表面中最接近光轴 的反射表面，并且外椭圆面是多个椭圆面中最大的椭圆面。
[0032] 所述多个反射表面中的每个反射表面距离光轴的距离可以随与每个反射表面重 合的椭圆面的尺寸减小。
[0033] 根据本发明的第二方面，提供了一种包括辐射收集器的辐射源，所述辐射收集器 包括：多个反射表面，其中所述多个反射表面中的每个反射表面与多个椭圆面中的一个椭 圆面的一部分重合；其中所述多个椭圆面具有共同的第一焦点和第二焦点；所述多个反射 表面中的每个反射表面与所述多个椭圆面中不同的椭圆面重合；其中，所述多个反射表面 被配置为接收源自第一焦点的辐射，并且向第二焦点反射辐射。
[0034] 所述多个反射表面可以通过一个或多个中间表面连接，并且其中在所述一个或多 个中间表面中设置一个或多个孔。
[0035] 辐射源还可以包括被配置为通过一个或多个孔传递气体的气体源。
[0036] 污染物阱可以定位在第一焦点和辐射收集器之间。
[0037] 污染物阱可以为旋转的翼片阱。
[0038] 本发明第一方面的特征可以与本发明第二方面的特征组合。
[0039] 根据本发明的第三方面，提供了一种光刻设备，其被设置为将EUV辐射从辐射源 投影到衬底上，其中辐射源包括辐射收集器，所述辐射收集器包括：多个反射表面，其中所 述多个反射表面中的每个反射表面与多个椭圆面中的一个椭圆面的一部分重合；其中所述 多个椭圆面具有共同的第一焦点和第二焦点；所述多个反射表面中的每个反射表面与所述 多个椭圆面中不同的椭圆面重合；其中，所述多个反射表面被配置为接收源自第一焦点的 辐射，并且向第二焦点反射辐射。
[0040] 根据本发明的第四方面，提供了一种被配置为冷却反射器的冷却系统，所述冷却 系统包括：多孔结构，所述多孔结构与辐射收集器热接触，其中所述多孔结构被配置为接收 液相状态的冷却剂；冷凝器，所述冷凝器被配置为从所述多孔结构接收蒸汽相状态的冷却 剂，冷凝所述冷却剂，由此使所述冷却剂经历转化为液相状态的相变并输出液相状态的冷 凝的冷却剂以进入所述多孔结构。
[0041] 所述多孔结构可以包括毛细结构延伸穿过的材料。
[0042] 所述多孔结构可以包括金属。
[0043] 所述金属可以包括铜。
[0044] 所述冷却系统可以被配置为使得冷却剂通过毛细作用被分配通过所述多孔结构。
[0045] 所述冷却剂可以包括甲醇。
[0046] 所述冷却系统还可以包括非多孔片，所述非多孔片被配置为相对反射器密封所述 多孔结构。
[0047] 所述非多孔片可以包括非多孔的铜板。
[0048] 冷却系统可以被配置为冷却形成光刻设备一部分的反射器。
[0049] 冷却系统可以被配置为冷却用于光刻设备的辐射源的辐射收集器。
[0050] 根据本发明的第五方面，提供了一种包括根据第四方面的冷却系统和反射器的设 备，其中冷却系统被配置为冷却反射器。
[0051] 反射器可以包括基板，并且其中冷却系统可以被配置为接触所述基板。
[0052] 所述基板可以包括铜。
[0053] 所述基板可以包括Al Si-40。
[0054] 基板的距离多孔层最远的表面可以设置有平滑层，所述平滑层被配置为提供平滑 表面。
[0055] 所述平滑层可以包括磷酸镍。
[0056] 所述反射器可以形成光刻设备的一部分。
[0057] 反射器可以包括根据第一方面所述的辐射收集器。
[0058] 本发明第三方面的特征可以与本发明第一和/或第二方面的特征组合。
[0059] 第四方面的特征可以与本发明第一、第二或第三方面的特征组合。
[0060] 下面参考随附的附图详细描述本发明的进一步的特点和优点以及本发明的各个 实施例的结构和操作。应当注意，本发明不限于本文所描述的具体实施例。本文所呈现的 这些实施例仅用于说明性的目的。基于本文所包含的教导，附加的实施例对本领域技术人 员来说将是显而易见的。
【附图说明】
[0061] 现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中：
[0062] 图1示意地示出了根据本发明的实施例的光刻设备；
[0063] 图2为光刻设备的更详细视图；
[0064] 图3为包括辐射收集器14的辐射源SO的示意图；
[0065] 图4为图3的辐射收集器的正视图；
[0066] 图5为被图3和4的辐射收集器反射、入射到远场位置的辐射的示意图；
[0067] 图6a为从图3和4的辐射收集器反射的、入射到图5的线C-D上的辐射的强度的 示意性图形；
[0068] 图6b为当辐射收集器包含像差时，从图3和4的辐射收集器反射的、入射到图5 的线C-D上的辐射的强度的示意性图形；
[0069] 图7为包括辐射收集器141的辐射源SO的示意图，其中辐射收集器141包括六个 反射表面；
[0070] 图8为从图7的辐射收集器反射的入射到线C-D上的辐射的强度的示意性图形； [0071 ]图9为包括辐射收集器的替代实施例的辐射源SO的示意图；
[0072] 图IOa为根据本发明的实施例的辐射收集器的一部分的示意图；
[0073] 图IOb为现有技术的辐射收集器的一部分的示意图；
[0074] 图IOc为根据本发明的替代实施例的辐射收集器的一部分的示意图；以及
[0075] 图11为被配置为冷却辐射收集器的冷却系统的示意图。
[0076] 参考下面阐述的详细说明并结合附图，本发明的特点和优点将更加明显。在附图 中，相似的参考标记通常表示相同的、功能相似的