CN101687102A - 激光产生的等离子体euv光源 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种等离子体产生系统，该系统具有靶材料微滴源(比如锡微滴)和激光器(比如脉冲式二氧化碳激光器)，激光器产生的光束照射在照射区域处的微滴，等离子体产生EUV辐射。对于该设备，上述微滴源可以包括从一孔出射的流体以及在该流体中产生扰动的子系统，这种扰动产生了具有不同初始速度的微滴，从而使至少一些相邻的微滴对在到达上述照射区域之前就合并到一起了。在一个实现方式中，上述扰动可以包括频率调制的扰动波形，在另一个实现方式中，上述扰动可以包括振幅调制的扰动波形。

Description

激光产生的等离子体EUV光源
本申请要求2007年7月13日提交的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUVLIGHT SOURCE HAVING A DROPLET STREAM PRODUCED USING AMODULATED DISTURBANCE WAVE”的美国专利申请11/827,803的优先权。本申请还涉及到下列文献：2006年2月21日提交的题为“LASER PRODUCEDPLASMA EUV LIGHT SOURCE WITH PRE-PULSE”的共同待批的美国专利申请11/358,988(代理人案卷号2005-0085-01)；2005年2月25日提交的题为“METHODAND APPARATUS FOR EUV PLASMA SOURCE TARGET DELIVERY”的共同待批的美国专利申请11/067,124(代理人案卷号2004-0008-01)；2005年6月29日提交的题为“LPP EUV PLASMA SOURCE MATERIAL TARGET DELIVERYSYSTEM”的共同待批的美国专利申请11/174,443(代理人案卷号2005-0003-01)；共同待批的题为“SOURCE MATERIAL DISPENSER FOR EUV LIGHT SOURCE”的美国专利申请(代理人案卷号2005-0102-01)；2006年2月21日提交的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHT SOURCE”的共同待批的美国专利申请11/358,992(代理人案卷号2005-0081-01)；2005年6月29日提交的题为“LPPEUV LIGHT SOURCE DRIVE LASER SYSTEM”的共同待批的美国专利申请11/174,299(代理人案卷号2005-0044-01)；2006年4月17日提交的题为“ALTERNATIVE FUELS FOR EUV LIGHT SOURCE”的共同待批的美国专利申请11/406,216(代理人案卷号2006-0003-01)；2006年10月13日提交的题为“DRIVELASER DELIVERY SYSTEMS FOR EUV LIGHT SOURCE”的共同待批的美国专利申请11/580,414(代理人案卷号2006-0025-01)；2006年12月22日提交的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV IGHT SOURCE”的共同待批的美国专利申请11/644,153(代理人案卷号2006-006-01)；2006年8月16日提交的题为“EUVOPTICS”的共同待批的美国专利申请11/505,177(代理人案卷号2006-0027-01)；2006年6月14日提交的题为“DRIVE LASER FOR EUV LIGHT SOURCE”的共同待批的美国专利申请11/452,558(代理人案卷号2006-0001-01)；2005年8月9日授权给Webb等人的题为“LONG DELAY AND HIGH TIS PULSE STRETCHER”的共同待批的美国专利6,928,093；2006年3月31日提交的题为“CONFOCALPULSE STRETCHER”的美国专利申请11/394,512(代理人案卷号2004-0144-01)；2005年5月26日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS FOR IMPLEMENTINGAN INTERACTION BETWEEN A LASER SHAPED AS A LINE BEAM AND AFILM DEPOSITED ON A SUBSTRATE”的美国专利申请11/138,001(代理人案卷号2004-0128-01)；2002年5月7日提交的题为“LASER LITHOGRAPHY LIGHTSOURCE WITH BEAM DELIVERY”的美国专利申请10/141,216，现在已授权即美国专利6,693,939；2003年9月23日授权给Knowles等人的题为“VERY NARROWBAND，TWO CHAMBER，HIGH REP RATE GAS DISCHARGE LASER SYSTEM”的美国专利6,625,191；美国专利申请10/012,002(代理人案卷号2001-0090-01)，2003年4月15日授权给Ness等人的题为“INJECTION SEEDED LASER WITHPRECISE TIMING CONTROL”美国专利6,549,551；美国专利申请09/848,043(代理人案卷号2001-0020-01)；2003年5月20日授权给Myers等人的题为“VERYNARROW BAND，TWO CHAMBER，HIGH REP RATE GAS DISCHARGE LASERSYSTEM”的美国专利6,567,450；美国专利申请09/943,343(代理人案卷号2001-0084-01)；2006年8月25日提交的题为“SOURCE MATERIALCOLLECTION UNIT FOR A LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHTSOURCE”的共同待批的美国专利申请11/509,925(代理人案卷号2005-0086-01)；上述文献的全部内容引用在此作为参考。
技术领域
本申请涉及极远紫外(“EUV”)光源，这种光源从靶材料所产生的等离子体中产生EUV光，该EUV光被收集并引导至中间区域以便于光刻扫描器/步进器在EUV光源腔室之外加以利用。
背景技术
极远紫外光(比如波长在50nm左右或更小的电磁辐射，有时候也被称为软X射线，也包括波长约13.5nm的光)可以用于光刻工艺，以在基片(比如硅晶片)中产生极小的特征。
产生EUV光的方法包括，但并不必然限于，将材料转换成具有至少一种元素的等离子态(比如氙、锂或锡)，在EUV范围内有一条或多条发射线。在一种这样的方法中，通常使用术语“激光产生的等离子体”(“LPP”)，通过使用激光束照射具有所需线-发射元素的靶材料，可以产生所需的等离子体。
一种特定的LPP技术包括：用一个或多个前脉冲以及接下来的主脉冲，照射靶材料微滴。在这一方面，二氧化碳激光器作为驱动激光器在LLP工艺中产生主脉冲，可以呈现出某些优势。对于某些靶材料(比如熔融的锡微滴)而言，尤其如此。例如，一个优势可以包括：能够产生相对高的转换效率，例如，输出EUV带内功率与驱动激光器输入功率之比。
从更理论化的角度看，LPP光源通过将激光能量沉积到源元素(比如氙、锡或锂)中，从而产生其电子温度达到几十个电子伏特的高度离子化的等离子体，进而产生EUV辐射。在这些离子的去激活和复合期间所产生的能量辐射是从该等离子体向所有的方向发射的。在一个普通的装置中，接近正入射的镜子(通常被称为“收集镜子”)在离该等离子体一段距离处放置，用于收集、引导(在某些装置中，还用于聚焦)该光线使其到达中间位置(例如焦点)。然后，所收集的光从该中间位置被传递到一组扫描光学设备，并最终到达晶片。从更定量的角度来看，一种目前正开发的其目的是在上述中间位置处产生约100W的装置预期会使用脉冲聚焦式10-12kW二氧化碳驱动激光器，该激光器与微滴产生器同步，每秒连续照射大约40,000-100,000个锡微滴。为此，需要以相对高的重复频率(例如，40-100kHz或更大)产生稳定的微滴流并且将这些微滴以高准确度传递到照射位置，还需要在相对长的时间周期内使定时与定位保持良好的可重复性(即“不稳定性”非常小)。
对于典型的LPP设置而言，靶材料微滴被产生，然后，在真空腔室中穿行，到达辐射位置，被聚焦的激光束照射。除了产生EUV辐射以外，这些等离子体工艺通常也会在等离子体腔室中产生不想要的副产品(比如碎片)，这些副产品有可能破坏各种等离子体腔室光学元件或使其工作效率下降。这些碎片可能包括高能离子以及等离子体形成过程中散射的碎片，例如源材料的原子和/或块和/或微滴。为此，通常期望使用所谓的“质量受限的”源材料微滴，以减少或消除碎片的形成。使用“质量受限的”微滴也可以减少源材料的消耗。各种用于实现质量受限的微滴的技术可以包括稀释源材料和/或使用相对小的微滴。例如，目前预期使用小至10-50μm的微滴。
除了其对真空腔室中的光学元件的影响以外，等离子体副产品也可能对靠近照射位置的微滴(即微滴流中后面的微滴)产生不利的影响。在某些情况下，微滴与等离子体副产品之间的相互作用可能使这些微滴的EUV输出下降。在这一方面，2005年2月15日授权给Shields且题为“DROPLET TARGET DELIVERY METHODFOR HIGH PULSE-RATE LASER-PLASMA EXTREME ULTRAVIOLET LIGHTSOURCE”的美国专利6,855,943(下文中称为‘943专利)揭示了一种技术，其中，只有微滴流中的某些微滴(比如每隔两个微滴)被照射，以产生脉冲的EUV光输出。如上述‘943专利所揭示的那样，未参与的微滴(所谓的缓冲微滴)有利地遮住了下一个参与的微滴使其不受辐射位置处所产生的等离子体影响。然而，与不使用缓冲微滴的情况相比，使用缓冲微滴会增大源材料的消耗和/或真空腔室的污染，和/或会需要以更高的频率(比如高出2倍或更多倍)来产生微滴。另一方面，如果微滴之间的间距可以增大，则缓冲微滴的使用量可以减小或者不用。由此，在为LPP EUV光源设计微滴产生器时，微滴大小、间距和定时一致性(即不稳定性)往往是先要考虑的因素。
一种用于产生微滴的技术包括使靶材料(比如锡)熔化，然后，迫使其在高压之下穿过直径相对小(比如5-30μm)的孔。在大多数情况下，在从上述孔出射的流中，自然发生的不稳定性(比如噪声)可以使该流分解成微滴。为了使这些微滴与LPP驱动激光器的光学脉冲同步，其振幅超过随机噪声的振幅的重复性扰动可以被加到这种连续的流上。通过以与脉冲激光器的重复频率相同的频率(或其更高的谐波)来施加扰动，可以使上述微滴与激光脉冲同步。在过去，通常是通过用单一频率的波形(比如正弦波形、三角波形、方波或其等价波形)来驱动电可致动元件(比如压电材料)从而施加上述扰动的。
在本文中，术语“电可致动元件”及其衍生的术语是指在经受电压、电场、磁场或其组合时会经历尺寸变化的材料或结构，并且包括但不限于压电材料、电致伸缩材料和磁致伸缩材料。
通常，对于施加单一频率、非调制波形扰动的情况，微滴之间的间距会随着扰动频率的减小而增大(即保持压力、孔直径等其它因素不变)。然而，如题为“DropFormation From A Vibrating Orifice Generator Driven By Modulated ElectricalSignals”的文献(G.Brenn和U.Lackermeier，Phys.Fluids 9，3658，1997年，其内容引用在此作为参考)所揭示的那样，对于低于约0.3υ/(πd)的扰动频率而言(其中υ是流速度，d是连续的液体流的直径)，对于每一个扰动周期而言可以产生不止一个微滴。由此，对于流速度约为50m/s的10μm液体喷射而言，计算出的频率最小值(低于该最小值时每个周期可以产生不止一个液滴)约为480kHz(注意到，目前可以预计，40-100kHz的微滴重复频率以及约30-50m/s的速度对于LPP EUV工艺而言可能是合适的)。最终结果是，对于施加单一频率、非调制波形扰动的情况而言，微滴之间的间距是受到根本限制的并且无法超过约3.33πd。如上所述，合适的做法是，在微滴流中使相邻微滴之间的距离足够大，以减小/消除来自等离子体的碎片对正靠近的微滴的影响。此外，因为对间距的限制正比于流直径并因此正比于微滴大小，所以这种限制在那些需要相对小、质量受限的微滴的应用(比如LPP EUV光源)中就特别严格。
考虑到上述内容，申请人揭示了一种激光产生的等离子体EUV光源及其使用方法，这种光源具有用调制的扰动波形产生的微滴流。
发明内容
在一个方面中，揭示了一种设备，该设备包括等离子体产生系统，该系统具有靶材料微滴源(比如锡)和激光器(比如脉冲式二氧化碳激光器)，激光器产生的光束照射在照射区域处的微滴，该等离子体产生EUV辐射。对于该设备，上述微滴源可以包括从一孔出射的流体以及在该流体中产生扰动的子系统，这种扰动产生了具有不同初始速度的微滴，从而使至少一些相邻的微滴对在到达上述照射区域之前就合并到一起了。
对于这一方面，初始微滴与合并微滴之比可以是2、3、4或更大，在某些情况下可以是10或更大。在一个实施方式中，上述子系统可以包括信号发生器和电可致动元件(比如至少一个压电晶体)，在特定的实施方式中，上述子系统可以包括毛细管，并且通过震动(比如挤压)该毛细管就可以在上述流体中产生上述扰动。在一个实现方式中，上述扰动可以包括频率调制的扰动波形，在另一个实现方式中，上述扰动可以包括振幅调制的扰动波形。
在这一方面的实现方式中，上述扰动可以包括具有载波频率的载波以及具有含载波频率次谐波的频率的调制波。在这一方面的特定实现方式中，上述激光器可以是具有一脉冲重复频率的脉冲式激光器，上述扰动可以包括其调制频率等于脉冲重复频率的调制扰动波形。
在另一个方面中，揭示了一种设备，该设备包括等离子体产生系统，该系统包括靶材料微滴源和激光器，激光器产生的光束照射在照射区域处的微滴，等离子体产生EUV辐射。对于这一方面，上述微滴源可以包括从一孔出射的流体以及在该流体中产生扰动的子系统，该扰动包括至少两个特征频率。
在另一个方面中，揭示了一种设备，该设备可以包括：用于迫使流体穿过一孔的装置；用于对流体进行操作以产生第一微滴和第二微滴的装置，第一微滴具有与第二微滴不同的初始速度，从而使第一和第二微滴在到达照射区域之前合并到一起；以及用于照射在照射区域处的微滴以形成等离子体的装置。在一个实现方式中，上述用于对流体进行操作的装置可以产生第三微滴，该第三微滴具有一初始速度以使第一、第二和第三微滴在到达照射区域之前合并到一起。在一个实施方式中，上述用于对流体进行操作的装置可以包括一个电可致动元件，在另一个实施方式中，上述用于对流体进行操作的装置可以包括多个电可致动元件。
附图说明
图1示出了激光产生的等离子体EUV光源的简化示意图；
图2示出了简化的微滴源的示意图；
图2A-2D示出了若干种不同的技术，用于使电可致动元件与流体相耦合从而在从一孔出射的流中产生扰动；
图3示出了单一频率、非调制扰动波形所产生的微滴的图案；
图4示出了振幅调制扰动波形所产生的微滴的图案；
图5示出了频率调制扰动波形所产生的微滴的图案；
图6示出了针对单一频率非调制波形扰动以及若干种频率调制波形扰动而获得的锡微滴的照片；
图7示出了可使用调制波形扰动实现的微滴图案，其中，微滴对到达照射区域，从而允许一个微滴遮住后面的微滴对使它们不受等离子体碎片影响；以及
图8示出了可使用调制波形扰动实现的微滴图案，其中，微滴对到达照射区域，第一微滴将光反射到自引导激光系统中以启动放电，该放电照射第二微滴以产生EUV发射等离子体。
具体实施方式
参照图1，示出了EUV光源的示意图，比如根据一实施方式的一个方面的激光产生的等离子体EUV光源20。如图1所示，并且下文会进一步详述，LPP光源20可以包括系统22，用于产生一系列光脉冲并将这些光脉冲传递到腔室26中。如下文详述的那样，每一个光脉冲可以沿着光束路径从系统22前进到腔室26中，以照射在照射区域28处的各个靶微滴。
适合用作图1所示设备22的激光器可以包括脉冲式激光器，例如，脉冲式气体放电二氧化碳激光器，这种激光器产生9.3μm或10.6μm的辐射，是用DC或RF激励的，以相对高的功率(比如10kW或更高)运行，脉冲重复频率很高(比如50kHz或更大)。在一个特定的实现方式中，上述激光器可以是轴向流动RF泵浦的二氧化碳激光器，该激光器具有含多级放大的MOPA配置，还具有由Q开关主振荡器(MO)启动的种子脉冲，其能量低且重复频率高，例如，能够以100kHz运行。来自MO的激光脉冲接下来被放大、定形并被聚焦，再进入LPP腔室。连续泵浦的二氧化碳放大器可以被用于上述系统22。例如，2005年6月29日提交的题为“LPP EUV LIGHT SOURCE DRIVE LASERSYSTEM”的共同待批的美国专利申请11/174,299(代理人案卷号2005-0044-01)揭示了具有振荡器和三个放大器的合适的二氧化碳激光器(O-PA1-PA2-PA3配置)，该申请的全部内容引用在此作为参考。或者，上述激光器可以被配置成所谓的“自瞄准”激光器系统，其中，微滴用作该光学腔的一个镜子。在某些“自瞄准”装置中，主振荡器可以不是必需的。2006年10月13日提交的题为“DRIVE LASER DELIVERY SYSTEMS FOR EUV LIGHT SOURCE”的共同待批的美国专利申请11/580,414(代理人案卷号2006-0025-01)揭示了自瞄准激光器系统，该申请的全部内容引用在此作为参考。
根据具体应用，其它类型的激光器也可能是合适的，例如，以高功率和高脉冲重复频率运行的受激准分子或分子氟激光器。各种合适的示例包括：固态激光器，比如具有光纤或盘片形的活性介质；MOPA配置的受激准分子激光器系统，比如美国专利6,625,191、6,549,551和6,567,450所示的；具有一个或多个腔室的受激准分子激光器，比如振荡腔室和一个或多个放大腔室(这些放大腔室并行或串行放置)；主振荡器/功率振荡器(MOPO)装置；功率振荡器/功率放大器(POPA)装置；或用于活化一个或多个受激准分子或分子氟放大器或振荡器腔室的固态激光器。其它设计也是可能的。
如图1所示，EUV光源20也可以包括靶材料传递系统24，例如，将靶材料的微滴传递到腔室26的内部，再到照射区域28，在此处这些微滴将与一个或多个光脉冲相互作用(例如，与一个或多个前脉冲相互作用，再之后与一个或多个主脉冲相互作用)，最终产生等离子体并产生EUV发射。靶材料可以包括但并不必然限于含锡、锂、氙或其组合的材料。EUV发射元素(例如，锡、锂、氙等)的形式可以是液体微滴和/或液体微滴内所包含的固体粒子。例如，元素锡在使用时可以是纯锡、锡化合物(比如SnBr4，SnBr2，SnH4)、锡合金(比如锡镓合金、锡铟合金、锡铟镓合金)或它们的组合。根据所使用的材料，上述靶材料可以在各种温度下被传递到照射区域28，这包括室温或接近室温(比如锡合金、SnBr4)、高温(比如纯锡)、低于室温的温度(比如SnH4)，在某些情况下，还可以是相对易挥发的(比如SnBr4)。2006年4月17日提交的题为“ALTERNATIVE FUELS FOR EUVLIGHT SOURCE”的共同待批的美国专利申请11/406,216(代理人案卷号2006-0003-01)揭示了关于在LPP EUV源中使用这些材料的更多细节，该申请的内容引用在此作为参考。
继续参照图1，EUV光源20也可以包括光学设备30，例如，截头椭圆体形式的集光镜，该镜子具有钼层和硅层交替排列的分级多层涂层。图1示出了光学设备30可以具有一孔径，以允许系统22所产生的光脉冲穿过，并到达照射区域28。如图所示，光学设备30可以是椭球面镜，其第一焦点在照射区域28之内或附近，第二焦点则在所谓的中间区域40处，此处EUV光可能从EUV光源20中输出并且输入到利用EUV光的设备(例如，集成电路光刻工具，未示出)。应该理解，可以使用其它光学设备替代上述椭球面镜来收集并引导光，使其到达中间区域以便于接下来传递到使用EUV光的设备，例如，上述光学设备可以是抛物线形，或者可以被配置成将具有环形横截面的光束传递到中间区域，请参照2006年8月16日提交的题为“EUV OPTICS”的共同待批的美国专利申请11/505,177(代理人案卷号2006-0027-01)，该申请的内容全部引用在此作为参考。
继续参照图1，EUV光源20也可以包括EUV控制器60，EUV控制器60也可以包括点火控制系统65，用于触发系统22中的一个或多个灯和/或激光器，由此产生用于传递到腔室26中的光脉冲。EUV光源20也可以包括微滴位置检测系统，该系统可以包括一个或多个微滴成像器70，这些成像器提供了用于指示一个或多个微滴的位置(比如相对于照射区域28的位置)的输出。上述成像器70可以将这种输出提供给微滴位置检测反馈系统62，例如，该系统可以计算微滴位置和轨迹，据此可以计算微滴误差(例如，逐个微滴地计算或平均计算)。然后，该微滴误差可以作为输入被提供给控制器60，控制器60可以将位置、方向和/或定时校正信号提供给系统22，以控制源定时电路和/或控制光束位置和定形系统，从而改变正被传递到腔室26中的照射区域28的光脉冲的位置和/或光焦度。
EUV光源20可以包括一个或多个EUV度量仪器，用于测量由源20所产生的EUV光的各种性质。这些性质可以包括强度(比如总强度或特定光谱带之内的强度)、光谱带宽、偏振、光束位置、指向等等。对于EUV光源20而言，这些仪器可以被配置成：在下游工具(比如光刻扫描器)在线时工作，例如，对EUV输出的一部分进行采样，例如，使用拾取镜或对“未收集的”EUV光进行采样；和/或在下游工具(比如光刻扫描器)离线时工作，例如，测量EUV光源20的整个EUV输出。
如图1所示，EUV光源20可以包括微滴控制系统90，该微滴控制系统90可响应于来自控制器60的信号(在某些实现方式中，该信号可以包括上述的微滴误差或从中导出的某一数量)操作，以修正来自微滴源92的靶材料的释放点和/或修正微滴形成定时，从而校正到达所期望的照射区域28的微滴的误差和/或使微滴的产生与脉冲式激光系统22同步。
图2示意性地示出了简化的微滴源92的各组件。如图所示，微滴源92可以包括存储槽94，用于保存压力之下的流体(例如，熔融的锡)。如图所示，存储槽94可以具有一孔98，从而允许受压的流体98流过该孔，建立连续的流100，随后，该流100分解成多个微滴102a、102b。
继续参照图2，微滴源92还包括：用于在流体中产生扰动的子系统，该子系统具有电可致动元件104，该元件104可操作地耦合到流体98；以及信号发生器106，用于驱动电可致动元件104。图2A-2D示出了一个或多个电可致动元件可操作地耦合到上述流体从而产生微滴的各种方式。先看图2A，示出了一种装置，其中，在压力之下迫使流体从存储槽108流过管子110(比如毛细管，其内直径大约0.5-0.8mm且其长度大约10-50mm)，产生从管子110的孔114出射的连续的流112，随后，该流112分解成微滴116a、116b。如图所示，电可致动元件118耦合到上述管子。例如，电可致动元件可以耦合到管子110以使管子110偏移并扰动该流112。图2B示出了相似的装置，该装置具有存储槽120、管子122以及一对电可致动元件124、126，每一个电可致动元件耦合到管子122以使管子122按各自的频率发生偏移。图2C示出了另一个变体，其中，板128被置于存储槽130中且是可移动的，以迫使流体穿过孔132从而产生流134，该流134随后分解成微滴136a、136b。如图所示，可以将力施加到板128上，并且可以将一个或多个电可致动元件138耦合到该板，以扰动该流134。应该理解，图2C所示实施方式也可以使用毛细管。图2D示出了另一个变体，其中，在压力之下迫使流体从存储槽140流过管子142，从而产生从管子142的孔146出射的连续的流144，该流144随后分解成微滴148a、148b。如图所示，电可致动元件150(例如，它具有环形的形状)可以环绕着管子142而放置。当被驱动时，电可致动元件150可以选择性地挤压管子142以扰动该流144。应该理解，可以使用两个或多个电可致动元件按各自的频率选择性地挤压管子142。
关于各种微滴投放器配置及其相关优点的更多细节可以在下列文献中找到：2006年2月21日提交的题为“LASER PRODUCED PLASMA EUV LIGHTSOURCE WITH PRE-PULSE”的共同待批的美国专利申请11/358,988(代理人案卷号2005-0085-01)；2005年2月25日提交的题为“METHOD ANDAPPARATUS FOR EUV PLASMA SOURCE TARGET DELIVERY”的共同待批的美国专利申请11/067,124(代理人案卷号2004-0008-01)；2005年6月29日提交的题为“LPP EUV PLASMA SOURCE MATERIAL TARGET DELIVERYSYSTEM”的共同待批的美国专利申请11/174,443(代理人案卷号2005-0003-01)；上述文献的全部内容引用在此作为参考。
图3示出了从单一频率正弦波扰动波形202得到的微滴图案200(扰动频率在0.3υ/(πd)之上)。可以看出，扰动波形的每一个周期产生一个微滴，所得的微滴按一个扰动波形波长间隔排列着。图3还示出了这些微滴并不合并到一起，相反，每个微滴都具有相同的初始速度。
图4示出了起初从振幅调制扰动波形302中得到的微滴图案300，然而，波形302与上述扰动波形202的不同之处在于它不限于在0.3υ/(πd)之上的扰动频率。可以看出，振幅调制波形扰动302包括两个特征频率，相对大的频率(比如载波频率)对应于波长λc，相对小的频率(比如调制频率)对应于波长λm。对于图4所示具体的扰动波形示例而言，调制频率是载波频率次谐波，特别是，调制频率是载波频率的三分之一。通过使用该波形，图4示出了载波波长λc所对应的扰动波形的每一个周期产生一个微滴，所得的微滴最初是按一个载波波长λc间隔排列的。图4还示出了多个微滴合并到一起，从而产生较大的微滴304的流，调制波长λm所对应的扰动波长的每一个周期具有一个较大的微滴。还可以看出，所得的合并的微滴是按一个调制波长λm而间隔排列的。箭头306a、306b示出了初始的相对速度分量，这些速度分量是调制波形扰动302赋予这些微滴的，并且导致了微滴合并。
图5示出了起初从频率调制扰动波形402中得到的微滴图案400，波形402与上述扰动波形302的相似之处在于它不限于在0.3υ/(πd)之上的扰动频率。可以看出，频率调制波形扰动402包括两个特征频率，相对大的频率(比如载波频率)对应于波长λc，相对小的频率(比如调制频率)对应于波长λm。对于图5所示具体的扰动波形示例而言，调制频率是载波频率次谐波，特别是，调制频率大约是载波频率的三分之一。通过使用该波形，图5示出了载波波长λc所对应的扰动波形的每一个周期产生一个微滴，所得的微滴最初是按一个载波波长λc间隔排列的。图5还示出了多个微滴合并到一起，从而产生较大的微滴44的流，调制波长λm所对应的扰动波长的每一个周期具有一个较大的微滴。还可以看出，所得的合并的微滴是按一个调制波长λm而间隔排列的。像振幅调制扰动(即图4)那样，频率调制波形扰动402将初始的相对速度分量赋予这些微滴，并且导致了微滴合并。
尽管图4和5示出并讨论了具有两个特征频率的实施方式，其中图4示出了具有两个特征频率的振幅调制扰动且图5示出了具有两个频率的频率调制扰动，但是应该理解，可以使用多于两个的特征频率，并且该调制可以是角度调制(即频率或相位调制)、振幅调制或它们的组合。
图6示出了使用与图2D相似的装置获得的锡微滴的照片，其中，孔直径约为70μm且流速度约为30m/s，分别对应于下列波形扰动：频率为100kHz的单一频率非调制波形扰动(最上面的照片)；频率调制波形扰动，其载波频率是100kHz，调制频率是10kHz且调制深度相对较强(从最上面起第2个照片)；频率调制波形扰动，其载波频率是100kHz，调制频率是10kHz且调制深度相对较弱(从最上面起第3个照片)；频率调制波形扰动，其载波频率是100kHz，调制频率是15kHz(从最上面起第4个照片)；频率调制波形扰动，其载波频率是100kHz，调制频率是20kHz(最底下的照片)。
这些照片表明了可以产生按大约3.14mm间隔排列的直径约为265μm的锡微滴，若使用单一频率非调制波形扰动，则无法以这样的微滴大小和重复频率实现这样的间隔。
使用上述微滴照片进行的测量表明定时不稳定性约为调制周期的0.14％，这与使用单一频率非调制波形扰动在相似条件下观察到的不稳定性相比显著小了很多。这一效果是通过使各个微滴的不稳定性在大量微滴合并后取平均而实现的。
图7示出了使用调制的(比如多频)扰动波形产生的微滴图案600(参照从最上面起第4个照片)。如图所示，离孔604的距离是选定的。如图所示，在该微滴图案中，微滴对到达照射区域，当被激光22’照射时，微滴608a产生EUV发射等离子体，而微滴608b则遮住后续的微滴对610使它们不受等离子体碎片影响。
图8示出了可使用调制多频率扰动波形实现的微滴图案700，其中，微滴对到达照射区域，第一微滴702a将光反射到自引导激光系统704中以启动激光振荡从而输出激光束，该激光束照射第二微滴702b以产生EUV发射等离子体。
2006年10月13日提交的题为“DRIVE LASER DELIVERY SYSTEMS FOR EUVLIGHT SOURCE”的共同待批的美国专利申请11/580,414(代理人案卷号2006-0025-01)更完整地揭示了自瞄准激光器系统704，请特别参照图5，该申请的全部内容引用在此作为参考。尽管下文描述了与专利申请11/580,414的图5相对应的激光器系统704，但是应该理解，这一描述同样适用于专利申请11/580,414中所揭示的其它自引导激光器(即图6-16)。
继续参照图8，可以看出，自引导激光器系统704可以包括光放大器706a、706b、706c。例如，光放大器706可以是连续波泵浦多腔二氧化碳激光放大器，用于放大波长是10.6μm的光，并且具有相对高的双道增益(例如，约为1,000,000的双道增益)。如进一步所示，放大器706可以包括串联排列的一系列放大器腔室706a-c，每一个腔室具有其自己的活性介质和激励源(比如电极)。
在使用过程中，靶材料的第一微滴702a被置于一轨迹上，该轨迹穿过光束路径710或在其附近并且延伸穿过放大器706。来自放大器706的自发发射的光子可以被微滴散射，一些被散射的光子可以被置于路径710上，其中它们穿过放大器706。如图所示，光学设备708可以被放置成接收来自放大器706的在路径710上的光子，并且引导它们返回穿过放大器706以便接下来与第二微滴702b相互作用，以产生EUV光发射等离子体。对于这种装置，光学设备708可以是平整的镜子、弯曲的镜子、相位共轭镜子或角形反射器。光学元件714(比如透镜)可以被放置成对来自微滴的、要进入放大器706的光进行准直，并且将来自放大器706的光聚焦到微滴。可选的光学延迟器716可以被用于使第一和第二微滴到达照射区域的时刻之间有所需的时间延迟。使用不同的微滴来建立光学振荡器并产生EUV发射等离子体的优点在于，微滴的尺寸可以针对其具体的功能进行单独地优化(即反射对等离子体产生)。
尽管本申请为满足35U.S.C.§112而详细描述和示出的特定实施方式完全能够实现上述一个或多个目的、解决诸多问题或实现上述实施方式的目标，但是本领域技术人员应该理解，上述实施方式仅仅是示例性的，示出并展示了本申请所宽泛预期的主题。权利要求书中所提及的单数形式的元素并不意味着也并不应该被解释成“一个且仅一个”，除非另有说明，而是应该解释成“一个或多个”。与上述实施方式中的任何元素等价的所有结构和功能，不管是目前已知的还是以后会被本领域技术人员了解的，都被明确地包括在本申请中并且被包括在本申请的权利要求书中。说明书和/或权利要求书中所使用的术语若在本申请中给出明确的含义，则该术语就具有该含义，而不管任何字典或其它通常使用的含义。说明书中作为实施方式而讨论的设备或方法并不旨在且并不必然用于解决本申请中所讨论的每一个问题，因为它将要被本申请的权利要求书包括。本申请中没有任何元件、组件、或方法步骤旨在被公之于众，不管该元件、组件或方法步骤是否在权利要求书中明确提及。权利要求书中没有任何元素将根据35U.S.C.§112的第六段的规定进行解释，除非该元素在提及时明确使用了“用于……的装置”这样的表述或者在方法权利要求中该元素是作为“步骤”而非“动作”被提及的。

Claims (20)

1.一种设备，包括：
等离子体产生系统，所述等离子体产生系统包括靶材料微滴源以及激光器，激光器所产生的光束用于照射位于照射区域处的微滴，等离子体用于产生EUV辐射，其中，微滴源包括从一孔出射的流体以及在该流体中产生扰动的子系统，这种扰动用于产生具有不同初始速度的微滴，从而使至少一些相邻的微滴对在到达所述照射区域之前合并到一起。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，
初始的微滴与合并的微滴之比大于2。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，
所述子系统包括信号发生器和电可致动元件。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述扰动包括频率调制扰动波形。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述扰动包括振幅调制扰动波形。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述靶材料包括锡。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述子系统包括毛细管，所述扰动是通过挤压所述毛细管而在所述流体中产生的。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，
所述激光器包括增益介质，所述增益介质包括二氧化碳。
9.如权利要求3所述的设备，其特征在于，
所述电可致动元件包括至少一个压电晶体。
10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述扰动包括具有载波频率的载波以及具有含载波频率次谐波的频率的调制波。
11.如权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述激光器是具有脉冲重复频率的脉冲式激光器，所述扰动包括其调制频率等于所述脉冲重复频率的调制扰动波形。
12.一种设备，包括：
等离子体产生系统，所述等离子体产生系统包括靶材料微滴源以及激光器，激光器所产生的光束用于照射位于照射区域处的微滴，等离子体用于产生EUV辐射，其中，微滴源包括从一孔出射的流体以及在该流体中产生扰动的子系统，所述扰动包括至少两个特征频率。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，
所述子系统包括信号发生器和电可致动元件。
14.如权利要求12所述的设备，其特征在于，
所述扰动包括频率调制扰动波形。
15.如权利要求12所述的设备，其特征在于，
所述扰动包括振幅调制扰动波形。
16.如权利要求12所述的设备，其特征在于，
所述扰动包括具有载波频率的载波以及具有含载波频率次谐波的频率的调制波。
17.如权利要求12所述的设备，其特征在于，
所述激光器是具有脉冲重复频率的脉冲式激光器，所述扰动包括其调制频率等于所述脉冲重复频率的调制扰动波形。
18.一种设备，包括：
用于迫使流体穿过一孔的装置；
用于对所述流体进行操作以产生第一微滴和第二微滴的装置，第一微滴具有与第二微滴不同的初始速度，从而使第一和第二微滴在到达照射区域之前合并到一起；以及
用于照射位于所述照射区域处的微滴以形成等离子体的装置。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，
用于对所述流体进行操作的装置产生第三微滴，该第三微滴具有一初始速度以使第一、第二和第三微滴在到达所述照射区域之前合并到一起。
20.如权利要求18所述的设备，其特征在于，
用于对所述流体进行操作的装置包括多个电可致动元件。
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