Способ и устройство для создания плотного тумана из микрометровых и субмикрометровых капель

 

Данное изобретение относится к способу и устройству для создания плотного тумана из микрометровых и субмикрометровых капель и может быть применено для генерирования излучения в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра, который применяется, в частности, в литографии. Согласно изобретению, находящуюся под давлением жидкость (4) нагнетают в форсунку (10) с очень небольшим диаметром, открытую в вакуумную камеру. Излучение (42) генерируют посредством фокусирования лазерного излучения (36) на плотном тумане (23). Техническим результатом изобретения является простота и надежность. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Данное изобретение относится к способу и устройству для создания плотного тумана из микрометровых и субмикрометровых капель.

Настоящее изобретение можно применять для генерирования излучения в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра, называемого "СУФ"-излучением, то есть излучения с длиной волны, заключенной внутри диапазона между 8 и 25 нм.

Создаваемое согласно настоящему изобретению СУФ-излучение имеет много применений, в частности, в материаловедении, микрометрии и особенно в литографии для изготовления интегральных схем со сверхбольшой степенью интеграции (СБИС).

Другие применения включают осаждение на поверхности агрегатов, в основном - крупных и горячих агрегатов и реже мелких и холодных агрегатов, создаваемых всеми устройствами, известными из уровня техники.

Из уровня техники известны способы создания СУФ-излучения, например, способы, состоящие в использовании лазерного луча для облучения размещенной в вакууме мишени.

Когда облучение лазерным лучом осуществляют достаточно интенсивно, то мишень сильно ионизируется. Таким образом, создают плазму, в которой большое число частиц, возбужденных и/или ионизированных электромагнитным полем под действием лазерного луча и столкновений с другими частицами, теряют возбуждение или рекомбинируются с испусканием света в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра.

Известно множество мишеней, способных обеспечивать эффективное протекание подобного высокочастотного преобразования для создания максимально интенсивного СУФ-излучения.

Для осуществления литографической печати интегральных схем необходимо использовать мишень, которую можно облучать лазерным лучом для создания излучения в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра и которая является совместимой с промышленным оборудованием, используемым в литографии при промышленном применении. Этот тип мишени и соответствующее устройство должны удовлетворять следующим требованиям:

- количество и размер осколков, образуемых при взаимодействии мишени и лазерного луча, должны быть минимальными для исключения повреждения очень дорогой оптики литографических устройств;

- должна обеспечиваться возможность подачи материала, из которого выполнена мишень, постоянно или в импульсном режиме с высокой частотой, например, порядка 1 кГц, чтобы могло происходить постоянное обновление мишени за счет этого материала;

- поскольку лазер сфокусирован на мишени, то количество облучаемого материала должно быть достаточно большим для обеспечения образования интенсивного излучения в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра, что обуславливает два требования к мишени: во-первых, размеры этой мишени не должны быть малыми, во-вторых, средняя плотность мишени должна быть достаточно большой;

- мишень должна находиться в вакууме, в зоне, в которой давление составляет, например, порядка 10^-2 Па, причем насосные средства, используемые для обеспечения такого давления, не должны создавать вибраций;

- перенос энергии между лазером и мишенью должен быть эффективным для обеспечения высокой эффективности преобразования;

- устройство для обновления материала мишени должно быть надежным в течение длительного времени, для этого, в частности, взаимодействие между лазером и мишенью должно иметь место на достаточно большом расстоянии от данного устройства для предотвращения преждевременного износа устройства за счет соударений с ионами, выбрасываемыми из плазмы, так как это приводит к образованию твердых осколков, возникающих вследствие эрозии форсунки.

Генерирование СУФ-излучения посредством облучения плотной струи ксеноновых агрегатов, на которой сфокусирован луч, излучаемый наносекундным лазером, раскрыто в документе [1], который, так же как другие источники, указан в конце данного описания.

Следует отметить, что эти ксеноновые агрегаты являются субмикрометровыми зернами и они получаются путем конденсации ксенона во время адиабатического расширения через форсунку в вакуумной камере.

Облучение этих агрегатов лазерным лучом в ближнем инфракрасном или в ближнем ультрафиолетовом диапазоне спектра создает плазму, которая излучает электромагнитные волны более высокой энергии в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра. Способ взаимодействия между лазером и мишенью, обусловливающий эффективность такого процесса преобразования, является особенно важным в случае облучения струи ксеноновых агрегатов.

В данном процессе поглощается большое количество лазерного света, что способствует образованию плазмы посредством нагревания агрегатов. Эффективность процесса преобразования обуславливается очень небольшими размерами агрегатов (менее 0,1 мкм), что способствует почти полному проникновению лазерного света в каждый агрегат.

Кроме того, локальная плотность атомов в каждом агрегате является очень высокой, так что в процессе преобразования участвует большое количество атомов. Кроме того, большое количество агрегатов, содержащих достаточно большое среднее количество атомов, внутри зоны фокусирования лазерного луча, приводит к очень сильному излучению в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра.

Другим преимуществом такого источника СУФ-излучения, основанного на облучении струи агрегатов наносекундным лазером, является почти полное отсутствие осколков материала, или, другими словами, быстрых фрагментов материала, излучаемых облучаемой струей, поскольку такие обломки могли бы повреждать оптику, предназначенную для собирания СУФ-излучения.

Вместе с тем большое количество осколков материала может создаваться за счет эрозии форсунки, когда она расположена слишком близко к зоне облучения. Информация, приведенная в документах [1] и [7], раскрывает, что облучаемая зона должна быть расположена на небольшом расстоянии от форсунки (1-2 мм), что приводит к образованию большого количества осколков вследствие эрозии форсунки.

Использование струи, которая создает обновляемую мишень, делает возможной работу с высокой частотой (порядка 1 кГц и выше), что подходит для литографических устройств для изготовления схем со сверхбольшой степенью интеграции (СБИС).

Использование ксенона в качестве агрегатного газа дает наилучшие результаты для излучения в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра, поскольку ксенон является газом, который (а) обеспечивает наивысшую степень конденсации и тем самым создает достаточно большой размер агрегатов, и (b) имеет большое число лучей излучения внутри представляющего интерес диапазона спектра.

Кроме того, зона взаимодействия между лазерным лучом и струей агрегатов является небольшой, так что можно сжимать максимальное количество СУФ-излучения при минимальных оптических аберрациях.

Однако источник СУФ-излучения, описанный в документе [1], имеет ряд ограничений и недостатков, а именно:

- расширительную форсунку необходимо сильно охлаждать, что требует использования значительных криогенных средств,

- надежность устройства генерирования агрегатов при охлаждении форсунки снижается из-за наличия большого градиента температур между охлаждаемым концом форсунки и механизмом перемещения импульсного клапана, на котором происходит местное повышение температуры;

- работа на высоких частотах (порядка 1 кГц) требует больших потоков газа, для чего необходимо использовать очень мощные насосные средства, которые могут вызывать вибрацию, нежелательную для выравнивания оптики литографического устройства, содержащего генерирование агрегатов;

- в случае использования ксенона, необходимо использовать средства для улавливания газа для минимизации стоимости процесса, что может быть неприемлемым в промышленных установках;

- процесс генерирования СУФ-излучения должен происходить внутри небольшой зоны с диаметром менее 1 мм, то есть, все то, что задействовано в процессе, является лишь небольшой частью газа внутри струи. Согласно документу [1], фиг.5 и документу [7], фиг.5, плотность агрегатов резко уменьшается с увеличением расстояния от форсунки. Поэтому возбуждение лазерным лучом должно происходить в непосредственной близости от форсунки, что приводит к сильной эрозии этой форсунки (которая обычно выполнена из металла) за счет столкновения с ионами, выходящими из плазмы. Эрозия форсунки значительно сокращает ее срок службы и надежность источника СУФ-излучения и создает большое количество осколков, которые могут повреждать оптику и маску литографического устройства.

В документе [2] раскрыт источник СУФ-излучения, в котором в качестве мишени используется струя микрокристаллов льда. Она состоит из последовательности микрокристаллов с очень высокой частотой повторения, в которой каждый микрокристалл имеет диаметр в несколько десятков микронов.

Эти микрокристаллы являются слишком большими для полного проникновения возбуждающего лазерного луча, в противоположность ксеноновым агрегатам. Уменьшение диаметра каждого микрокристалла могло бы повысить проницаемость, однако эффективность падает, поскольку в плазме уменьшается количество излучателей СУФ-фотонов.

Поэтому технология, описанная в документе [2], не удовлетворяет требованиям к источнику достаточно интенсивного СУФ-излучения.

В документе [3] описан другой источник СУФ-излучения, основанный на облучении непрерывной микроструи жидкого азота. Этот тип мишени также имеет недостаток, заключающийся в том, что она не содержит достаточно материала для обеспечения достаточно большого количества потенциальных СУФ-излучателей. Это обусловлено его относительно небольшим диаметром (около 10 мкм) струи жидкого азота.

Кроме того, источники, описанные в документах [2] и [3], являются не очень стабильными по интенсивности. В случае, описанном в документе [2], трудно облучать каждый микрокристалл одинаковым образом из-за проблемы синхронизации с лазером. В случае, описанном в документе [3], колебания интенсивности СУФ-излучения обусловлены нестабильностью непрерывной струи азота.

В документе [4] также описан источник СУФ-излучения, основанный на облучении газовой струи, которая увлекает с собой микрочастицы, например, металлические микрочастицы. Эта технология, аналогично технологии с использованием ксеноновых агрегатов, обеспечивает хорошую стабильность СУФ-излучения, однако имеет намного меньшую плотность частиц. В результате вырабатывается значительно меньше СУФ-излучения. Кроме того, несущий газ не участвует, непосредственно в генерировании СУФ-излучения. Поэтому имеется большое количество избыточного газа высокой частоты, который необходимо откачивать, что приводит к нежелательной вибрации, так же как в случае струи ксеноновых агрегатов.

В документах [5] и [6] упоминается об излучении рентгеновских лучей агрегатами, например, агрегатами криптона, ксенона или аргона.

В основу настоящего изобретения положена задача создать способ и устройство, образующие технологию для генерирования СУФ-излучения, которые бы имели почти все преимущества указанных выше известных технологий и были бы свободны от описанных ограничений и недостатков этих известных технологий.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе согласно изобретению используют мишень, состоящую из плотного тумана из микрометровых и субмикрометровых капель жидкости. Эффективность преобразования этой мишени в области сверхультрафиолетового диапазона спектра больше или аналогична эффективности преобразования, обеспечиваемой с помощью известных технологий.

В целом данное изобретение относится к способу и устройству для создания плотного тумана из капель жидкости, при этом этот способ и это устройство можно использовать, в частности, для генерирования СУФ-излучения. Предложенные способ и устройство являются очень надежными и очень простыми, что существенно для промышленного применения.

В частности, задачей данного изобретения является создание способа образования тумана, состоящего из капель жидкости, при этом этот способ характеризуется тем, что жидкость нагнетают под давлением примерно от 5×10 ⁵ до 10⁷ Па и нагнетаемую таким образом жидкость впрыскивают в форсунку с диаметром в диапазоне от 20 мкм до 1 мм, которая из-за этого открывается в камеру, в которой давление меньше или равно 10^-2 Па, за счет чего образуется плотный туман из капель жидкости на выходе из форсунки, при этом размер капель составляет порядка 10-30 мкм, и этот плотный туман расположен вблизи и вдоль центральной линии форсунки, причем средняя плотность тумана больше или равна 10²⁰ молекул/см ³.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа согласно настоящему изобретению форсунку подогревают. При создании плотного тумана поглощается тепло, которое обычно компенсируют путем подвода тепла. Количество подводимого тепла может быть снижено за счет использования криогенной жидкости (сжиженного газа).

Кроме того, предпочтительно подавать в форсунку количество тепла, большее чем количество тепла, поглощаемое при создании плотного тумана, для улучшения равномерности распределения капель жидкости в пространстве.

На полученном таким образом плотном тумане можно фокусировать лазерный луч, при этом этот лазерный луч способен взаимодействовать с плотным туманом для генерирования излучения в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра.

Лазерный луч предпочтительно фокусируют на плотном тумане на расстоянии от форсунки в диапазоне от около 1 мм до около 10 мм.

Вместе с тем, не выходя за рамки объема настоящего изобретения, для фокусировки лазерного луча можно использовать большее расстояние от форсунки вплоть до нескольких сантиметров.

Генерируемое излучение в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра можно использовать для облучения подложки, на которую нанесен фоторезисторный слой.

Положенная в основу данного изобретения задача решается также за счет того, что предложено устройство для создания тумана, состоящего из капель жидкости, при этом это устройство характеризуется тем, что содержит:

- резервуар, предназначенный для содержания жидкости;

- средство нагнетания содержащейся в резервуаре жидкости путем воздействия на нее давления примерно от 5×10⁵ до 10⁷ Па;

- соединенную с резервуаром форсунку с диаметром от 20 мкм до 1 мм;

- соединенную с форсункой вакуумную камеру;

- насосное средство для создания в этой камере давления, меньшего или равного 10^-2 Па, причем устройство выполнено с возможностью создания плотного тумана из капель жидкости в вакуумной камере на выходе из форсунки с размером капель порядка 10-30 мкм, и этот плотный туман расположен вблизи и вдоль центральной оси форсунки.

Согласно одному из конкретных вариантов осуществления устройства согласно изобретению, это устройство также содержит средство для подогрева форсунки.

Средство нагнетания содержит, например, средство для впрыска сжатого газа в резервуар.

Согласно конкретному варианту осуществления устройства по настоящему изобретению форсунка снабжена импульсным средством для создания плотного тумана в форме импульсов.

В устройстве согласно изобретению можно, например, использовать в качестве жидкости воду.

Данное изобретение относится также к источнику излучения в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра, при этом устройство содержит:

- устройство согласно изобретению для создания плотного тумана,

- средство для создания лазерного луча, обеспечивающее взаимодействие луча с плотным туманом, созданным с помощью устройства, и

- средство для фокусирования лазерного луча на созданном плотном тумане.

Данное изобретение относится также к литографическому устройству для обработки полупроводниковых подложек, которое содержит:

- средство для размещения полупроводниковой подложки, на которую нанесен фоторезисторный слой, который подлежит облучению в соответствии с заданным узором,

- маску, содержащую заданный узор в увеличенном виде,

- источник излучения в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра,

- оптическое средство для передачи излучения на маску, при этом маска создает изображение в увеличенном виде, и

- оптическое средство для уменьшения этого изображения и проектирования уменьшенного изображения на фоторезисторный слой, при этом источник излучения в этом устройстве является источником излучения, согласно настоящему изобретению.

Настоящее изобретение будет понятно специалисту в данной области из приведенного ниже описания конкретных неограничивающих примеров выполнения, приведенных только в иллюстративных целях и не имеющих ограничительного характера, со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей, на которых:

фиг.1 изображает конкретный вариант выполнения устройства для создания плотного тумана из капель, согласно настоящему изобретению;

фиг.2 - форсунку, образующую часть устройства по фиг.1; и

фиг.3 - вариант литографического устройства, согласно настоящему изобретению.

Устройство А для создания тумана, согласно настоящему изобретению, показано схематично на фиг.1. Часть устройства схематично показана на фиг.2. Устройство А содержит резервуар 2, который выполнен с возможностью содержания жидкости 4, которую используют для создания плотного тумана из микрометровых и субмикрометровых капель.

Устройство А также содержит средство нагнетания содержащейся в резервуаре 2 жидкости 4. Это средство нагнетания схематично обозначено стрелкой 6 на фиг.1 и в описываемом примере выполнено с возможностью направления в резервуар сжатого газа.

Этот сжатый газ, подаваемый из соответствующего средства, не изображенного на фиг.1, является инертным газом, таким как, например, воздух, азот или аргон.

Давление газа, действующего на жидкость, устанавливают в диапазоне от 5×10⁵ до 10 ⁷ Па.

Сжатый газ направляют в верхнюю часть резервуара 2 через трубку 8.

Устройство А, согласно изобретению, также содержит форсунку 10, которая соединена с дном резервуара 2 через трубку 12. Эта форсунка 10 изготовлена, например, из металла, керамики или кварца.

На фиг.1 и 2 форсунка 10 показана в вертикальном положении, однако возможна любая другая ее ориентация. В зависимости от конструктивных потребностей, она может быть, например, расположена горизонтально.

В нижней части 14 форсунки 10 образовано отверстие 16, которое может иметь цилиндрическую, коническую или экспоненциальную форму.

Диаметр верхнего конца 18 этого отверстия 16 выбран в диапазоне от 20 мкм до 1 мм. Этот диаметр называют "диаметром форсунки".

Форсунка 10 выполнена с возможностью открываться в вакуумную камеру 20. Эта вакуумная камера 20 снабжена насосным средством 22, способным создавать давление, равное около 10^-2 Па.

При работе устройства А жидкость, например, вода, подаваемая в форсунку 10, с силой выбрасывается через отверстие 16 в форсунке 10 в вакуумную камеру 20, за счет чего в этой вакуумной камере 20 образуется туман 23 высокой плотности, или плотный туман из микрометровых и субмикрометровых частиц или капель жидкости.

Диаметры этих частиц или капель составляют порядка от 10 до 30 мкм.

Туман 23 расположен вдоль центральной оси Х форсунки, которая также является центральной осью отверстия 16 в форсунке 10.

В устройстве А, согласно настоящему изобретению, показанном на фиг.1 и 2, нет необходимости в охлаждении форсунки 10 для получения плотного и сильно направленного тумана 23.

Предпочтительно предусмотреть средство 24 подогрева форсунки. В показанном на фиг.2 примере, это средство 24 подогрева содержит нагревательную ленту 26, которая намотана в образованной в нижней части 14 форсунки 10 круговой канавке 28, ось которой совпадает с центральной осью Х форсунки.

В устройстве А также может быть предусмотрено не изображенное на фигуре средство создания электрического тока, проходящего через нагревательную ленту 26.

Нагревание форсунки 10 может улучшать равномерность образования капель жидкости и обеспечивать компенсацию тепла, поглощенного жидкостью во время образования плотного тумана. В частности, эта улучшенная равномерность повышает эффективность взаимодействия между лазерным лучом и каплями в конкретном способе использования образованного плотного тумана, который будет описан ниже и относится к генерированию СУФ-излучения с использованием этого взаимодействия.

Например, можно использовать средство 24 подогрева для нагревания форсунки 10 до температуры, меньшей или равной 300°С.

Размер капель жидкости, содержащихся в плотном тумане 23, зависит от температуры форсунки 10 и геометрических размеров и конструктивных особенностей этой форсунки (в частности, от формы отверстия 16 в форсунке).

Эти параметры предпочтительно оптимизировать в зависимости от свойств используемой жидкости, например, ее вязкости, давления пара и точки кипения этой жидкости.

Если, например, используется вода, то предпочтительно использовать резервуар 2 и трубку 12, изготовленные из алюминия или нержавеющей стали или покрытые изнутри тефлоном (состав, продаваемый под этой торговой маркой), с целью предотвращения внутренней коррозии резервуара 2 и трубки 12.

В рамках настоящего изобретения можно создавать плотный непрерывный туман из капель жидкости или импульсный туман.

Например, импульсный туман можно создавать посредством размещения внутри форсунки 10 поршня 30, при этом конец поршня 30 направлен к отверстию 16 и выполнен с возможностью периодического закрывания отверстия 16, а также размещения внутри форсунки 10 обозначенного стрелкой 32 на фиг.2 средства, которое может быть выполнено специалистами в данной области техники для приведения в режим колебаний поршня 30 вдоль центральной оси Х форсунки.

Например, это колебательное средство может быть электромагнитным или пьезоэлектрическим.

Импульсная частота поршня 30 может быть порядка 20 Гц, однако ее можно увеличить до 1 кГц с использованием техники для приведения в режим колебаний, известной для специалистов в данной области техники.

Туман 23 из микрометровых и субмикрометровых капель по своим свойствам близок к струе очень больших агрегатов, однако имеет намного более ярко выраженную направленность.

Например, в случае использования воды, половинный угол α расхождения (см. фиг.2) тумана 23 составляет порядка 1°.

Для применения изобретения для генерирования СУФ-излучения можно обеспечить взаимодействие лазерного луча возбуждения на расстоянии D от форсунки 10 и тем самым предотвратить эрозию этой форсунки плазмой, возникающей в результате взаимодействия между жидкостью (водой) и лазерным лучом.

Это расстояние D показано на фиг.2. Это расстояние является расстоянием между нижним концом 14 форсунки 10 и центральной осью Y лазерного луча, сфокусированного на плотном тумане 23.

Расстояние D можно выбрать в диапазоне от 2 до 10 мм.

Кроме того, капли жидкости, впрыснутые в вакуумную камеру 20, могут проходить почти полностью через зону фокусирования лазерного луча, тем самым значительно сокращая количество материала, не участвующего в генерировании СУФ-излучения.

Строгая локализация тумана 23 из капель воды также обеспечивается использованием насосного средства 22 криогенного типа.

Следует отметить, что насосное средство 22 соединено с внутренним пространством вакуумной камеры 20 через отверстие, которое расположено противоположно нижнему концу 14 форсунки 10 и через которое геометрически проходит центральная ось X.

Используемые согласно настоящему изобретению криогенные насосные средства являются недорогими и очень эффективными, а также не создают вибраций.

С целью обеспечения непрерывного действия устройства образующийся лед можно затем удалять из вакуумной камеры 20 с помощью различных методов, например, с использованием включающего воздушный шлюз устройства (не изображено).

Ниже приводится описание применения плотного тумана 23 из капель жидкости для генерирования СУФ-излучения. Для генерирования СУФ-излучения полученный туман 23 возбуждают лазерным облучением, например, так, как описано в документе [1].

Например, используют наносекундный лазер 34 типа Nd:YAG или эксимерного типа с длительностью импульсов между 0,1 нс и 100 нс и энергией в импульсе более 10 мДж.

Луч 36, выдаваемый лазером 34, фокусируют на тумане 23 с использованием линзы 38 или зеркала для получения лазерной освещенности на этом тумане между 10¹⁰ и 10¹⁴ Вт/см².

В описываемом примере лазерный луч 36 входит в вакуумную камеру 20 через установленный на стенке вакуумной камеры порт 40, прозрачный для этого лазерного луча.

Испускаемое каплями жидкости интенсивное СУФ-излучение на фиг.1 обозначено направленными в разные стороны стрелками 42. Однако наибольшее количество излучения в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра образует полусфера плазмы, расположенная напротив лазерного луча.

На одной или нескольких стенках камеры 20 предусмотрены одно или несколько портов (не изображены) для отвода образуемого СУФ-излучения для его использования.

Для применения СУФ-излучения для нанолитографии предпочтительно, если длина волны СУФ-излучения, испускаемого туманом 23, находится внутри диапазона между 10 и 14 нм, который является оптимальным диапазоном длин волн отражательной оптики, предусмотренной для этой нанолитографии. Возможно также использовать другие близкие к этому диапазону значения длин волн.

Например, такие длины волн можно получать с использованием воды в качестве жидкости для генерирования излучения кислородного перехода О ⁵⁺ls²2p^-ls²4d, который расположен на 13 нм.

Следует отметить, что вода имеет преимущество, заключающееся в том, что она недорогая. В противоположность ксенону она не требует устройства для организации повторного использования.

Однако можно использовать другие жидкости, смеси жидкостей или жидкие растворы с целью оптимизации генерирования СУФ-излучения с длиной волны в диапазоне между 10 и 14 нм или ближе к другой длине волны, если это необходимо.

Плотный туман из микрометровых и субмикрометровых капель жидкости, полученный в вакууме, согласно изобретению, имеет преимущества струи ксеноновых агрегатов (степень взаимодействия тумана и лазера, вызывающего поглощение, близка к 1, и отсутствуют твердые осколки, которые могут повреждать оптику обработки СУФ-излучения).

Однако используемое для создания этого плотного тумана устройство согласно настоящему изобретению является более простым и более надежным, чем устройство, используемое для создания ксеноновых агрегатов.

Согласно документу [1] в принципе возможно создание струи из агрегатов воды, однако техника создания такой струи была бы сложной, поскольку для этого было бы необходимо воду газифицировать и сохранять в газообразном состоянии до адиабатического расширения с помощью форсунки.

Кроме того, было бы необходимо использовать криогенное охлаждение форсунки, так же как в случае использования ксенона, для создания больших агрегатов. Получение достаточно больших агрегатов воды с использованием этой техники было бы очень сложным.

На фиг.3 схематично показано использование для нанолитографии СУФ-излучения, полученного с помощью устройства, согласно настоящему изобретению.

Показанное схематично на фиг.3 нанолитографическое устройство содержит устройство 44 для генерирования СУФ-излучения, аналогичное источнику СУФ-излучения, описанному применительно к фиг.1.

Показанное на фиг.3 нанолитографическое устройство содержит также опору 46 для подлежащей обработке полупроводниковой подложки 48, которая покрыта фоторезисторным слоем 50, который подлежит облучению в соответствии с заданным узором.

Устройство по фиг.3 также содержит:

- маску 52, включающую заданный узор в увеличенном виде;

- оптику 54, выполненную с возможностью преобразования выходящего из устройства 44 СУФ-излучения 43 и доставки этого излучения 43 к маске 52, которая затем обеспечивает изображение узора в увеличенном виде;

- оптику 56, выполненную с возможностью уменьшения этого увеличенного изображения и проектирования уменьшенного изображения на фоторезисторный слой 50.

Опора 46, маска 52 и оптика 54 и 56 расположены в вакуумной камере (не изображена), которая предпочтительно является вакуумной камерой, в которой создается СУФ-излучение 43.

В данном описании делались ссылки на следующие документы:

1. US-A-5577092.

2. US-A-5577091.

3. PCT/SE97/00697.

4. ЕР-А-0858249.

5. McPherson et al., "Multiphoton-induced X-ray emission and amplification from clusters". Applied Physics B57, 1993, с.667-347.

6. McPherson et al., "Multiphoton-induced X-ray emission from Kr clusters on M-Shell (-100Δ) and L-Shell (~6Δ) transitions". Physical review letters, vol.72, No.12, 1994, с.1810-1813.

7. Kubiak et al., "Scale-up of a cluster jet laser plasma source for extreme ultraviolet Lithography", SPIE Conference on Emerging Lithographic Technologies III, март 1999, с. 669-678.

Формула изобретения

1. Способ создания тумана (23), состоящего из капель жидкости (4), отличающийся тем, что жидкость (4) нагнетают под давлением от 5×10⁵ до 10⁷ Па в форсунку (10) диаметром от 20 мкм до 1 мм, открытую в зону с давлением, меньшим или равным 10^-2 Па, и создают в зоне выхода из форсунки (10) плотный туман (23) из капель жидкости размером от 10 мкм до 30 мкм при средней плотности тумана, большей или равной 10 ²⁰ молекул/см³, который локализован вдоль центральной оси (X) форсунки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что форсунку (10) нагревают.

3. Способ по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что лазерный луч (36) фокусируют на полученном плотном тумане (23), обеспечивая взаимодействие его с плотным туманом и генерацию излучения (42) в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что лазерный луч (36) фокусируют на плотном тумане (23) на расстоянии (D) от форсунки (10), равном 1-10мм.

5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что излучение (42), генерируемое в сверхультрафиолетовом диапазоне спектра, используют для освещения подложки (48), на которую нанесен фоторезисторный слой.

6. Устройство (А) для создания тумана (23), состоящего из капель жидкости (4), отличающееся тем, что оно включает - резервуар (2), который содержит жидкость (4), форсунку (10) диаметром от 20 мкм до 1 мм, соединенную с резервуаром, средство (6) нагнетания жидкости, содержащейся в резервуаре, в форсунку путем воздействия давлением величиной от 5×10⁵ до 10⁷ Па, вакуумную камеру (20), включающую форсунку, и насосное средство (22) для образования в вакуумной камере давления, меньшего или равного 10^-2 Па, и создания плотного тумана (23) из капель жидкости в вакуумной камере на выходе из форсунки (10) с размером капель от 10 мкм до 30 мкм при средней плотности тумана, большей или равной 10 ²⁰ молекул/см³, локализованного вдоль центральной оси (X) форсунки.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что дополнительно включает средство (24) нагревания форсунки (10).

8. Устройство по любому из пп.6 и 7, отличающееся тем, что средство (6) нагнетания содержит средство для впрыска сжатого газа в резервуар (2).

9. Устройство по любому из пп.6-8, отличающееся тем, что форсунка (10) снабжена импульсным средством (30) для создания плотного тумана в форме импульсов.

10. Устройство по любому из пп.6-9, в котором жидкость (4) является водой.

РИСУНКИ