CN103748967B - 用于光束对准的能量传感器 - Google Patents

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Abstract

一种设备，包括：产生沿驱动轴传播的放大光束脉冲的驱动激光系统；将放大光束脉冲朝向目标区域引导的光束传输系统；在目标区域内提供包含靶材料的目标混合物的靶材料运送系统；与横跨目标区域的主轴径向分离的两个或更多传感器，两个或更多传感器被配置成检测当放大光束脉冲与目标混合物相遇时从等离子态的靶材料发射的紫外电磁辐射的能量；以及接收来自两个或更多传感器的输出的控制器。控制器被配置成基于对所检测到的能量进行的分析估计在目标区域内目标混合物和驱动轴之间的相对径向对准。

Description

用于光束对准的能量传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年8月19日提交的题为“用于光束对准的能量传感器(ENERGYSENSORS FOR LIGHT BEAM ALIGNMENT)”的美国临时专利申请No.61/525,561、的优先权；并且要求于2011年9月30日提交的题为“用于光束对准的能量传感器(ENERGY SENSORS FORLIGHT BEAM ALIGNMENT)”的美国实用专利申请No.13/249,504的优先权，两者都通过引用而整体结合于此。
技术领域
所公开的主题涉及用来相对于远紫外光源内目标区域处的靶材料对准来自驱动激光系统的放大光束的设备。
背景
远紫外(EUV)光是波长在大约50nm或更短的电磁辐射，有时也被称为软X射线。EUV光可被用于光刻工艺以在基板(例如硅晶片)上制作极微小的特征。产生EUV光的方法包括，但不一定限于，将含有发射谱线在EUV范围内的元素(例如，氙、锂、或锡)的材料转换成等离子态。在一个这样的方法中，通常被称为激光产生等离子体(“LPP”)，所需的等离子体可通过用可被称为驱动激光的放大光束照射液滴、流、或团簇材料形式的靶材料而产生。对于这个过程，等离子体通常在密封容器(例如真空腔)中产生，并用各种类型的测量仪器进行监视。
概述
在某些总的方面，放大光束脉冲的位置是通过以下步骤相对于目标混合物的靶材料进行调整的：沿驱动轴向目标混合物所在的目标区域引导放大光束脉冲，从而将目标混合物中靶材料的至少一部分转换成发射紫外电磁辐射的等离子态；在与跨越目标区域的主轴径向分离的两个或更多位置处检测所发射的电磁辐射的能量；分析所检测到的能量；基于经分析的检测能量，估计在目标区域内目标混合物和放大光束的驱动轴之间的相对径向对准；以及相对于目标区域内的目标混合物调整放大光束的径向对准，从而调整目标区域内目标混合物和驱动轴之间的相对径向距离。
实施例可包括以下特征中的一个或多个。例如，所发射的紫外电磁辐射的能量可通过测量远紫外电磁辐射的能量来检测。所发射的紫外电磁辐射的能量可通过测量深紫外电磁辐射的能量来检测。所发射的紫外电磁辐射可以是远紫外(EUV)电磁辐射。
在目标混合物和驱动轴之间的相对径向对准可通过估计在目标区域内目标混合物和驱动轴之间的径向对准来估计。
通过调整引导和移动放大光束射向所述目标区域内的目标混合物的一个或多个光学元件的位置和角度中的一个或多个，可以相对于目标混合物调整放大光束的径向对准。引导和移动放大光束的一个或多个光学元件的位置和角度中的一个或多个可以通过调整向目标区域重定向放大光束的曲面镜的位置和角度中的一个或多个来调整。
在与主轴径向分离的两个或更多位置处的所发射电磁辐射的能量可通过测量在与主轴径向分离的四个位置处的所发射电磁辐射的能量来检测。
此方法也包括捕捉从目标混合物反射回提供放大光束的驱动激光系统的激光束的光学图像。在目标区域内目标混合物和放大光束的驱动轴之间的相对径向对准可至少部分地通过分析所捕捉的图像来估计。
在两个或更多位置处的所发射电磁辐射的能量可通过按照在放大光束脉冲重复率的量级上的重复率测量能量来检测。
放大光束的径向对准可相对于目标区域内的目标混合物调整，从而缩小目标区域内的目标混合物和驱动轴之间的相对径向距离。
所检测到的能量可通过确定在第一一个或多个位置处所取的第一组能量的第一总能量和第二一个或多个位置处所取的第二组能量的第二总能量之间的差值来进行分析，第一一个或多个位置与第二一个或多个位置不同。第一总能量可以是在第一一个或多个位置处所取的能量之和，而第二总能量可以是在第二一个或多个位置处所取的能量之和。
所检测到的能量可通过用在所有两个或更多位置处所取的全部能量的总能量对差值归一化来进行分析。
相对径向对准可通过估计在目标区域内目标混合物和放大光束驱动轴之间沿垂直于主轴的第一方向所取的径向距离来估计，。相对径向对准可通过估计在目标区域内目标混合物和放大光束驱动轴之间沿垂直于第一方向和主轴的第二方向的径向距离来估计。
在另一个总的方面，装置包括产生沿驱动轴传播的放大光束脉冲的驱动激光系统；将放大光束脉冲向目标区域引导的光束传输系统；在目标区域内提供含有靶材料的目标混合物的靶材料运送系统；与跨越目标区域的主轴径向分离的两个或更多传感器，这两个或更多传感器被配置用于检测当放大光束脉冲与目标混合物相遇时从等离子态的靶材料发射的紫外电磁辐射的能量；接收来自两个或更多传感器的输出的控制器，该控制器被配置用来分析所检测到的能量并基于分析来估计在目标区域内目标混合物和驱动轴之间的相对径向对准，并输出信号给光束传输系统来调整放大光束相对于目标区域内的目标混合物的径向对准，从而调整目标区域内目标混合物和驱动轴之间的相对径向距离。
实施例可包括如下特性中的一个或多个。例如，驱动激光系统可包括一个或多个光学放大器(每个包括能够以高增益光学地放大所需波长的增益介质)、激励源、以及内部光学器件。增益介质可包括CO2。
光束传输系统可包括将放大光束聚焦到目标区域的调焦光学元件。靶材料运送系统可包括能在目标区域内提供目标混合物的液滴的喷嘴。
此装置也可以包括能够捕捉和重定向当放大光束脉冲与目标混合物相遇时从等离子态的靶材料发射的紫外电磁辐射的至少一部分的辐射收集器。
所发射的紫外电磁辐射可包括远紫外电磁辐射。
两个或更多传感器可包括与主轴径向分离的至少四个传感器。因此，四个传感器可成角度地定位在主轴周围。
两个或更多传感器的至少一个可与主轴径向分离与其他传感器的至少一个径向分离的距离不同的距离。所有的两个或更多传感器可与主轴径向分离相同的距离；因此它们可离主轴等距。
此装置可包括被配置成用于捕获从目标混合物反射回驱动激光系统的激光束的光学图像的成像设备。控制器也可接收来自成像设备的输出并可被配置成同样基于所收到的来自成像设备的输出来估计相对径向对准。
两个或更多传感器的采样率可在驱动激光系统的脉冲重复率的量级上。
在另一个总的方面，计量系统包括与跨越目标区域的主轴径向分离的两个或更多传感器，此两个或更多传感器被配置成检测当放大光束脉冲与目标混合物相遇时从目标混合物的等离子态靶材料发射的紫外电磁辐射的能量；以及接收来自两个或更多传感器的输出的控制器。控制器被配置成分析检测到的能量并基于分析来估计在目标区域内目标混合物和放大光束的驱动轴之间的相对径向对准，且输出信号给光束传输系统来相对于目标区域内的目标混合物调整放大光束的径向对准，从而调整在目标区域内目标混合物和驱动轴之间的相对径向距离。
实施例可包括如下特性的一个或多个。例如，两个或更多传感器可包括与主轴径向分离的至少四个传感器。
两个或更多传感器的至少一个可与主轴径向分离与其他传感器的至少一个径向分离的距离不同的距离。
计量系统可包括被配置成用于捕捉从目标混合物反射回产生放大光束的驱动激光系统的激光束的光学图像的成像设备。控制器也可接收来自成像设备的输出并被配置成同样基于所收到的来自成像设备的输出来估计相对径向对准。
附图说明
图1是激光产生等离子体(LPP)远紫外(EUV)光源的框图；
图2是示出图1光源的示例性目标区域、聚光镜、能量检测器、以及靶材料供应装置的透视图；
图3是图1的光源的计量系统的框图；
图4是图3的计量系统执行的过程的流程图；
图5A-C是沿穿过聚光镜的放大光束的驱动轴所取的图2的示例性聚光镜、目标区域、能量传感器、以及靶材料供应装置的视图；
图6是总能量Etot作为沿图1和2中光源的y方向所取的光束传输系统内元件位置的函数的示例曲线图；
图7是沿图1和2中光源的y方向所取的放大光束的驱动轴和目标区域之间的相对径向对准RAy作为光束传输系统内元件位置的函数的示例曲线图；
图8是沿穿过聚光镜的放大光束的驱动轴所取的图2的示例性聚光镜、目标区域、能量传感器、以及靶材料供应装置的视图。
描述
参照图1，LPP EUV光源100通过用沿驱动轴照向目标混合物114传播的放大光束110照射位于目标区域105的目标混合物114而形成。放大光束110的驱动轴可被视为光束110的近似中心或光束110传播的大方向，因为光束110可能是不规则形状的和/或不对称的。放大光束110的驱动轴可被视为光束110的光轴。
目标区域105，也被称为照射部位，位于真空室130的内部107内。当放大光束110撞击目标混合物114时，目标混合物114内的靶材料被转变成具有发射谱线在EUV范围内的元素的等离子态。处于等离子态的目标混合物114从而发射EUV辐射，该EUV辐射由聚光镜135包络，聚光镜可以被配置为重定向所发射的EUV辐射朝向中间位置145，也被称为中间焦点。
所创建的等离子体具有依赖于目标混合物114中靶材料的组成的某些特性。这些特性可包括由等离子体所产生的EUV辐射的波长，以及由等离子体所释放的碎片的类型和数量。
光源100包括与平行于页面z方向的主轴111径向分离的两个或更多传感器170。主轴111穿越目标区域105并大致沿从聚光镜135的开口140朝目标区域105延伸的方向延伸。径向沿着垂直于目标区域105中主轴111的平面。因此，径向沿由x和y轴定义的平面延伸而两个或更多传感器170在此平面上，该平面与目标区域105中的主轴111垂直。传感器170围绕主轴111定位，但可以在距主轴111不同距离处，并且它们不需要彼此等间距。
传感器170被配置成测量当放大光束110与目标混合物114相遇时从等离子态的靶材料发射的EUV辐射的能量。这样，传感器170被配置成采样围绕光束110的上、下、左、右的能量差，从而确定光束110和目标区域105之间的位置关系。
光源100也包括主控器155，该主控器接收来自能量传感器170的输出并且至少部分地基于所收到的输出执行分析来确定放大光束110的驱动轴和目标混合物114之间的相对对准。
接下来，在进入更详细的关于能量传感器170和主控器155的细节前描述光源100的其它特征。
光源100包括靶材料运送系统125，用于运送、控制和引导液滴、液体流、固体颗粒或团簇、包含在液滴内的固体颗粒或包含在液体流内的固体颗粒形式的目标混合物114。目标混合物114包含靶材料，诸如水、锡、锂、氙、或者当被转换为等离子态时具有EUV范围内的发射谱线的任何材料。例如，靶材料可以是锡，其可以是纯锡(Sn)；锡化合物，诸如SnBr4、SnBr2、或SnH4；锡合金，诸如锡-镓合金、锡-铟合金、锡-铟-镓合金、或任何这些合金的组合。目标混合物114也可包含杂质，诸如非靶颗粒。因此，在没有杂质的情况下，目标混合物114仅由靶材料组成。目标混合物114经由靶材料运送系统125运送至真空室130的内部107并到达目标区域105。
光源100包括驱动激光系统115，其因为在激光系统115的增益介质内的粒子束反转而产生放大光束110。光源100包括在激光系统115和目标区域105之间的光束传输系统，以将来自激光系统115的光束110引导到目标区域105。光束传输系统包括光束传送系统120和聚焦组件122。光束传送系统120接收来自激光系统115的放大光束110，并按需引导和修改放大光束110并输出放大光束110到聚焦组件122。聚焦组件122接收放大光束110并将光束110聚焦到目标区域105。聚焦组件122也可引导光束110或相对于目标区域105调整光束110的位置。
在一些实施例中，激光系统115可包括一个或多个光学放大器、激光器、和/或灯泡，用于提供一个或多个主脉冲以及，在某些情况下，一个或多个预脉冲。每个光学放大器包括能够以高增益光学地放大所需波长的增益介质、激发源、以及内部光学器件。光学放大器可以具有或可以不具有激光镜或其它形成激光腔的反馈器件。因此，激光系统115由于激光放大器的增益介质内的粒子束反转(即使没有激光腔)而产生放大光束110。此外，如果存在激光腔来向激光系统115提供足够的反馈，激光系统115可产生作为相干激光束的放大光束110。术语“放大光束”包含以下中的一个或多个：仅仅被放大但不一定是相干激光震荡的来自激光系统115的光以及被放大且还是相干激光震荡(并且可被称作驱动激光束)的来自激光系统115的光。
激光系统115中的光学放大器可包括作为增益介质的充填气体，其包括CO2并可以以大于或等于1000的增益放大波长在约9100和约11000nm之间、尤其在约10600nm的光。用于激光系统115中的合适放大器和激光器可包括脉冲激光设备，例如在相对高功率(例如，10kW或更高)和高脉冲重复率(例如，50kHz的或更高)下运行、采用DC或RF激励、在约9300nm或约10600nm处产生辐射的脉冲气体放电CO2激光设备。光学系统115中的光学放大器还可包括可在以较高功率操作激光系统115时使用的冷却系统，诸如水。
聚光镜135包括开口140，以允许放大光束110穿过并到达目标区域105。聚光镜135可以是，例如，主焦点在目标区域105且次焦点在中间位置145(也称为中间焦点)的椭球面镜，其中EUV光可从光源100输出并可被输入到，例如，集成电路光刻工具(未示出)。
主控器155也与激光控制系统157以及光束控制系统158连接。主控器155可因此向激光控制系统157和光束控制系统158中的一个或多个提供激光位置、方向和定时校正信号。激光控制系统157可使用校正信号来控制激光定时电路。光束控制系统158可使用校正信号来控制放大光束的位置和光束传送系统120的整形来改变真空室130内的光束焦点的位置和/或光焦度。
光源100可包括一个或多个目标或液滴成像器160，其提供指示液滴例如相对于目标区域105的位置的输出并将此输出提供给主控器155，主控器可以例如计算液滴位置和轨迹，由此可以逐液滴地或平均地计算液滴位置误差。
靶材料运送系统125包括靶材料运送控制系统126，其可操作用于响应于来自主控器155的信号来例如修改由靶材料供应装置127释放的液滴的释放点以校正液滴到达期望目标区域105的误差。
此外，光源100可包括一个或多个光检测器165，其可用于查看从目标区域105内的目标混合物114反射的光。一个或多个光检测器165可被置于真空室130内(如图1所示)以检测来自单独的测试激光器(如朝向目标区域105的He-Ne激光器)、从目标混合物114反射的光。在其它实施例中，一个或多个光检测器165可被置于靠近驱动激光系统115来检测从目标混合物114反射回的放大光束或引导激光束(来自引导激光器175)。
光源100也可包括引导激光器175，其可用于对准光源100的各个部分或协助引导放大光束110到目标区域105。与引导激光器175相连时，光源100包括置于聚焦组件122内的采样装置124来对来自引导激光器175和放大光束110的一部分光采样。在其它实施例中，采样装置124被置于光束传送系统120中。采样装置124可包括用于采样或重定向光的子集的光学元件，这样的光学元件由能够承受引导激光束和放大光束110的功率的任何材料制成。采样装置124可包括光学传感器，其捕捉所采样光的诊断部分的图像，而且该光学传感器能输出可被主控器155用于诊断目的的图像信号。此类采样装置124的示例可以在2011年6月16日公开的美国公开No.2011/0141865中找到，该公开通过引用而整体结合于此。
计量系统至少部分地由能量传感器170和主控器155形成。计量系统也可包括采样装置124、目标成像器160、以及一个或多个光检测器165。主控器155分析来自能量传感器170的输出(并也可分析来自目标成像器160和光检测器165的输出)并使用该信息通过光束控制系统158来调整聚焦组件122或光束传送系统120内的部件，如下面的进一步讨论。
因此，总而言之，光源100产生放大光束110，该放大光束被沿驱动轴定向以照射位于目标区域105的目标混合物114，将混合物114内的靶材料转换为发射EUV范围内的光的等离子体。放大光束110在特定波长工作(即也被称为光源波长)，该波长基于激光系统115的设计和特性来确定。此外，当靶材料提供足够的反馈给激光系统115以产生相干激光时或者如果驱动激光系统115包括适当的光学反馈以形成激光腔，放大光束110可以是激光束。
参照图2，在一个示例性实施例中，光源100包括目标区域205、聚光镜235、能量传感器270、以及靶材料供应装置227。在此实施例中，能量传感器270包括4个能量传感器271、272、273、274。靶材料供应装置227可以以每秒超过10000液滴的速率在目标区域205内产生目标混合物214的液滴，且目标混合物214的液滴可以以约20米/秒的速度移动。液滴的尺寸可以在宽度上约等于或大于10μm。聚光镜235包括允许来自激光系统115的放大光束210穿过聚光镜235并贯穿目标区域205的开口240。
在此实施例中，能量传感器270与主轴211(其与z方向平行)径向地分离并成角度地围绕轴布置。即，能量传感器270可被置于垂直于主轴211的平面内并成角度地围绕主轴211安置。每个能量传感器270(特别地，传感器271、272、273、274)可被放置于距主轴211的径向距离处，并且特定传感器(例如，传感器271)距主轴211的径向距离可能与其它传感器(例如，传感器272、273、274的任一个)距主轴211的径向距离不同。每个能量传感器270可以是能够观察并测量紫外区内的电磁辐射能量的任何传感器。因此，在一些实施例中，能量传感器270是光电二极管，而在其它实施例中，能量传感器270是光电倍增管。
在用于EUV光生产之前，用主轴211上(即目标区域205处)的已知信号校准能量传感器270以确定能量传感器270的相对敏感度。校准信息被存储并被主控器155在分析时使用。由于该校准，能量传感器270不必离主轴211径向等距。
将放大光束210向目标区域205引导以与目标区域205内的靶材料214相遇，而且如果相遇时间和区域重叠足够大，光源100可产生足够的UV辐射。例如，在某些实施例中，放大光束210与靶材料214的液滴相遇的时间可以在约1-10μs之间。通常，放大光束210的驱动轴212应在距目标区域205一定径向距离内，从而在目标区域205处产生有效的EUV辐射量。但是，可能存在可接受的径向距离范围，在该范围内，驱动轴212可被定位成产生有效的EUV辐射量。光源100可被配置成将放大光束210向目标区域205瞄准。但最终，驱动轴212的对准由主控器155确定为产生至少最低EUV辐射量的驱动轴方向和角度，并且此对准可能不与主轴211或目标区域205的中心相一致。
参照图3，计量系统300用于相对目标区域205来对准驱动轴212从而产生有效的EUV辐射量。为此，计量系统300包括能量传感器170(诸如，例如，能量传感器270)，其输出被馈送到主控器155的对准控制模块305。主控器155，尤其是对准控制模块305，执行将在下面参照图4所讨论的过程，来通过发送一个或多个信号到光束控制系统158以调整光束传送系统120和聚焦组件122中一个或多个之内的元件，相对于目标区域105调整放大光束110的驱动轴位置或角度中的一个或多个。对于放大光束110的驱动轴和目标区域205之间小至1μm的偏移值而言，有效的EUV辐射量可能会大幅下降。因此，计量系统300可被用于进行0.1到50μm量级上的相对径向对准。
虽然不是必需，计量系统300可包括用于执行其它功能的其它组件。例如，计量系统300包括采样装置124，其输出图像信号，该图像信号可被主控器155的重叠控制模块310使用以计算图像信号的特征并向光束控制系统158发送信号来调谐光束传送系统120和聚焦组件122中一个或多个之内的元件，如在美国公开No.2011/0141865中更详细讨论的。
作为另一个示例，计量系统300包括激光触发控制模块315，其接收并分析来自光检测器165的输出以及可任选地接收和分析来自能量传感器170的输出，以及基于分析确定如何调整放大光束110的脉冲发射的定时。根据分析的结果，激光触发控制模块315向激光控制系统157输出信号，来调整发射时间和速率。
作为又一示例，计量系统300包括计算液滴位置和轨迹的液滴位置模块320，可以从液滴的位置和轨迹逐液滴地或平均地计算液滴位置误差。液滴位置模块320由此确定液滴位置误差。模块320的输出可因而被送入靶材料运送控制系统126，该系统可使用此输出调整目标区域105内的靶材料114的位置或方向，或调整从靶材料供应装置127输出的靶材料114的定时或速率。模块320的输出也可按照需要被送入光束控制系统158来调谐或调整在光束传送系统120和聚焦组件122中一个或多个之内的元件。
参照图4，计量系统300执行过程400来调整放大光束110相对于目标混合物114的径向对准。在对光源100初始设置之后，主控器155发送信号给激光控制系统157和光束控制系统158来将来自驱动激光系统115的放大光束110沿驱动轴向目标混合物114所在的目标区域105引导(步骤405)。目标混合物114中靶材料的至少一部分被转换为发射紫外(例如，EUV)电磁辐射的等离子态。
接下来，能量传感器170检测从等离子态的靶材料114发射的EUV电磁辐射的能量，且主控器155接收来自每个能量传感器170的输出(所感测的能量)(步骤410)。主控器155分析所感测的能量(步骤415)。在如图2所示的实施例中，能量传感器271输出所感测的能量E1，能量传感器272输出所感测的能量E2，能量传感器273输出所感测的能量E3，以及能量传感器274输出所感测的能量E4给主控器155。主控器155基于所分析的感测能量估计相对径向对准RA(步骤420)。在一个示例性实施例中，主控器155基于如下计算估计在y方向上的相对径向对准(RAy)：
还参照图6，示例性曲线图600与沿y方向所取的光束传输系统内元件的位置相关地示出取自所有能量传感器的能量的总能量Etot，其中对于如图2所示的实施例，Etot＝E1+E2+E3+E4。
还参照图7，示例性曲线图700与沿y方向所取的光束传输系统内可调整元件的位置相关地示出放大光束的驱动轴和目标区域之间的相对径向对准RAy。因为放大光束110和光束传输系统内的可调整元件相互作用，对元件的调整引起放大光束相对于目标区域横向或有角度地移动。当元件沿着y方向调整时，相对径向对准RAy沿着穿过拐点值705的路径。拐点值705表示点，在此点上放大光束在能量传感器271和272以及在能量传感器273和274之间在y方向上大体等距。放大光束在y方向上从等距值偏移时，相对径向对准RAy沿着偏离拐点值705的路径。
因此，RAy信号可被用于确定放大光束210的驱动轴212从目标区域205的偏移(其可以由主轴212代表)。例如，如图5A所示，驱动轴212更靠近能量传感器271和274，从而，RAy大于拐点值705，因此指示分别来自能量传感器271、274的能量信号E1和E4大于分别来自能量传感器272、273的能量信号E2和E3。作为另一示例，如图5B所示，驱动轴212更靠近能量传感器272和273，从而，RAy小于拐点值705，因此指示能量信号E2和E3大于能量信号E1和E4。参照图5C，驱动轴212沿y方向大体与能量传感器273和274等距并且沿y方向大体与能量传感器271和272等距。因此，RAy接近拐点值705。
如果能量传感器271、272、273、274完美地和y方向对准并被校准，使得沿主轴211的信号在能量传感器271、272、273、274的每个中提供相等能量，RAy的拐点值705趋近0。
接下来，主控器155调整放大光束相对于目标区域105的方向(步骤425)。主控器155通过确定如何调整光束传输系统中的一个或多个元件的位置从而调整放大光束110相对于目标区域105的位置和/或角度来执行此操作。主控器155然后向光束控制系统158发送信号，该光束控制系统调整与控制放大光束的位置和/或角度的一个或多个元件耦合的致动器。这样，目标混合物和放大光束的驱动轴之间的相对径向距离被调整。而且，由此，从等离子态的靶材料输出的所发射EUV电磁辐射的总能量可以得到改善。
例如，光束传输系统里的元件在沿y方向被调整时改变驱动轴212和目标区域205(其由主轴211代表)之间的相对对准。对于元件的特定位置605，总能量Etot达到最大值。因此，通过调整光束传输系统中元件的位置，目标混合物和放大光束的驱动轴之间的相对径向距离也被调整，由此增加等离子态的靶材料所发射的EUV辐射，从光源100产生更多EUV光。
可被调整的一个或多个元件可以是聚焦组件122内的最终聚焦透镜和反射镜中的一个或多个。这些元件和它们的调整的示例可以在2011年6月16日公开的美国公开No.2011/0140008中找到，该公开通过引用整体结合于此。在其它实施例中，可被调整的元件可以是聚焦组件122内的最终聚焦曲面镜。这样的元件的示例可在2006年10月5日公开的美国公开No.2006/0219957中找到，该公开通过引用整体结合于此。
作为另一示例，并参考图2，通过沿y或x方向中的一个或多个平移镜223或者通过绕x或y方向旋转镜223，可以调整曲面镜223。
可被调整的元件可以是镜子、曲面镜、透镜、或光束传送系统120或聚焦组件122中的任何其它部件。这样的元件的示例可以在美国公开No.2011/0140008中描述的光束传送系统中找到。
虽然上面的讨论提供了沿y方向调整的示例，相对径向对准可沿x方向或沿x和y两个方向调整。例如，沿x方向的相对径向对准RAx可由以下示例性方程式给出：
此外，可能还存在与如上所述的方式不同的计算在x或y方向上的相对径向对准的其它方法。与图2所示不同，能量传感器271、272、273、274可沿不同的角度位置设置，并且不限于这些角度位置。例如，能量传感器271、272、273、274可如图8所示地设置。如果仅需要知道沿一个方向上的相对径向对准，可以使用少至两个能量传感器。
上述计量系统300可实现比只使用光学数据来确定放大光束的对准的计量系统更高的采样率。例如，计量系统300可操作于目标区域的每目标混合物液滴一个样本(其中相对径向对准RA在一个样本里确定)的采样率。此外，能量传感器170的范围和灵敏度大于用于确定对准的先前光学检测器的范围和灵敏度。
通过调整相对径向对准，EUV的产量可被增加而且光源100可以比缺乏依靠能量传感器的计量系统300的现有系统更高效率地操作。
其他实施例也在所附权利要求的范围之内。

Claims (30)

1.一种调整放大光束脉冲相对于目标混合物的靶材料的位置的方法，所述方法包括：
沿驱动轴向目标混合物所在的目标区域引导所述放大光束脉冲，从而将目标混合物内靶材料的至少一部分转化为发射紫外电磁辐射的等离子态；
在与横跨目标区域的主轴径向分离的两个或更多不同位置上检测所发射的紫外电磁辐射的能量；
分析所检测的能量，分析所检测的能量包括执行使用所检测的能量的计算；
基于使用所检测的能量的所述计算，估计在目标区域内目标混合物和放大光束的驱动轴之间的相对径向对准；以及
调整放大光束相对于目标区域内目标混合物的径向对准，从而调整目标区域内目标混合物与驱动轴之间的相对径向距离。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测所发射的紫外电磁辐射的能量包括检测远紫外电磁辐射的能量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测所发射的紫外电磁辐射的能量包括检测深紫外电磁辐射的能量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，估计目标混合物和驱动轴之间的相对径向对准包括估计目标区域内目标混合物和驱动轴的径向对准。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整放大光束相对于目标混合物的径向对准包括调整用于将放大光束朝向目标区域内目标混合物引导和移动的一个或多个光学元件的位置和角度中的一个或多个。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，调整用于引导和移动放大光束的一个或多个光学元件的位置和角度中的一个或多个包括调整将放大光束朝向目标区域重定向的曲面镜的位置和角度中的一个或多个。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在与主轴径向分离的两个或更多位置上检测所发射紫外电磁辐射的能量包括在与主轴径向分离的四个位置上检测所发射紫外电磁辐射的能量。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括捕捉从目标混合物朝向提供放大光束的驱动激光系统向回反射的激光束的光学图像；
其中，估计目标区域内目标混合物和放大光束的驱动轴之间的相对径向对准也基于分析所捕捉的图像。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在两个或更多位置上检测所发射紫外电磁辐射的能量包括以放大光束的脉冲重复率的量级上的重复率检测能量。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整放大光束相对于目标区域内目标混合物的径向对准减少目标区域内目标混合物和驱动轴之间的相对径向距离。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，分析所检测的能量包括确定在第一一个或多个位置处所取的第一组能量的第一总能量和在第二一个或多个位置处所取的第二组能量的第二总能量之间的差值，第一一个或多个位置与第二一个或多个位置不同。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，第一总能量是在第一一个或多个位置处所取的能量总和，而第二总能量是在第二一个或多个位置处所取的能量总和。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，分析所检测的能量包括由在所有两个或更多位置处所取的所有能量的总能量对差值进行归一化。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，估计相对径向对准包括估计沿垂直于主轴的第一方向上所取的在目标区域内目标混合物和放大光束的驱动轴之间的径向距离。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，估计相对径向对准包括估计沿垂直于第一方向和主轴的另一方向上所取的在目标区域内目标混合物和放大光束的驱动轴之间的径向距离。
16.一种光源设备，包括：
驱动激光系统，用于产生沿驱动轴传播的放大光束脉冲；
光束传输系统，用于将放大光束脉冲朝向目标区域引导；
靶材料运送系统，用于在目标区域内提供含靶材料的目标混合物；
两个或更多传感器，在不同位置处与横跨目标区域的主轴径向分开，所述两个或更多传感器配置成检测当放大光束脉冲与目标混合物相遇时从等离子态的靶材料发射的紫外电磁辐射的能量；以及
控制器，用于接收来自所述两个或更多传感器的输出并被配置成基于使用所检测的能量的计算来估计目标区域内目标混合物和驱动轴之间的相对径向对准，且输出信号到光束传输系统来调整放大光束相对于目标区域内目标混合物的径向对准，从而调整目标区域内目标混合物和驱动轴之间的相对径向距离。
17.如权利要求16所述的光源设备，其特征在于，所述驱动激光系统包括一个或多个光学放大器，每个放大器包括能够以高增益光学地放大所期望波长的增益介质、激励源以及内部光学器件。
18.如权利要求17所述的光源设备，其特征在于，所述增益介质包括CO2。
19.如权利要求16所述的光源设备，其特征在于，所述光束传输系统包括将放大光束聚焦到目标区域的聚焦光学元件。
20.如权利要求16所述的光源设备，其特征在于，所述靶材料运送系统包括在目标区域中提供目标混合物液滴的喷嘴。
21.如权利要求16所述的光源设备，进一步包括辐射收集器，所述辐射收集器捕获并重定向当放大光束脉冲与目标混合物相遇时从等离子态的靶材料发射的紫外电磁辐射的至少一部分。
22.如权利要求16所述的光源设备，其特征在于，所发射的紫外电磁辐射包括远紫外电磁辐射。
23.如权利要求16所述的光源设备，其特征在于，所述两个或更多传感器包括与主轴径向分离的至少四个传感器。
24.如权利要求16所述的光源设备，其特征在于，所述两个或更多传感器中的至少一个与主轴径向分离的距离与其它传感器中的至少一个与主轴径向分离的距离不同。
25.如权利要求16所述的光源设备，进一步包括成像设备，所述成像设备被配置成捕捉从目标混合物朝向驱动激光系统向回反射的激光束的光学图像；
其中所述控制器也接收来自成像设备的输出并被配置成也基于所收到的来自成像设备的输出估计相对径向对准。
26.如权利要求16所述的光源设备，其特征在于，所述两个或更多传感器的采样率在驱动激光系统的脉冲重复率的量级上。
27.一种计量系统，包括：
两个或更多传感器，在不同位置处与横跨目标区域的主轴径向分离，所述两个或更多传感器被配置成检测当放大光束脉冲与目标混合物相遇时从目标混合物的等离子态的靶材料发射的紫外电磁辐射的能量；以及
控制器，用于接收来自所述两个或更多传感器的输出，并被配置成通过执行使用所检测的能量的计算来分析所检测的能量并基于所述计算估计目标区域内目标混合物和放大光束的驱动轴之间的相对径向对准，且输出信号到光束传输系统来调整放大光束相对于目标区域内目标混合物的径向对准，从而调整目标区域内目标混合物和驱动轴之间的相对径向距离。
28.如权利要求27所述的计量系统，其特征在于，所述两个或更多传感器包括与主轴径向分离的至少四个传感器。
29.如权利要求27所述的计量系统，其特征在于，所述两个或更多传感器中的至少一个与主轴径向分离的距离与其它传感器中的至少一个与主轴的径向分离的距离不同。
30.如权利要求27所述的计量系统，进一步包括成像设备，所述成像设备被配置成捕捉从目标混合物朝向产生放大光束的驱动激光系统向回反射的激光束的光学图像；
其中所述控制器也接收来自成像设备的输出并被配置成还基于所收到的来自成像设备的输出来估计相对径向对准。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9148941B2 (en) * 2013-01-22 2015-09-29 Asml Netherlands B.V. Thermal monitor for an extreme ultraviolet light source
US9000405B2 (en) * 2013-03-15 2015-04-07 Asml Netherlands B.V. Beam position control for an extreme ultraviolet light source
US9558858B2 (en) * 2013-08-14 2017-01-31 Kla-Tencor Corporation System and method for imaging a sample with a laser sustained plasma illumination output
JP6220879B2 (ja) 2013-08-27 2017-10-25 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成システム
US9271381B2 (en) * 2014-02-10 2016-02-23 Asml Netherlands B.V. Methods and apparatus for laser produced plasma EUV light source
EP3142823B1 (de) * 2014-05-13 2020-07-29 Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH Einrichtung zur überwachung der ausrichtung eines laserstrahls und euv-strahlungserzeugungsvorrichtung damit
WO2016139022A1 (en) * 2015-03-03 2016-09-09 Asml Netherlands B.V. Radiation sensor apparatus
US9927292B2 (en) 2015-04-23 2018-03-27 Asml Netherlands B.V. Beam position sensor
JP6649958B2 (ja) 2015-10-02 2020-02-19 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム
WO2017077584A1 (ja) 2015-11-03 2017-05-11 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
US9536631B1 (en) 2015-11-19 2017-01-03 Asml Netherlands B.V. Systems and methods to avoid instability conditions in a source plasma chamber
WO2017090167A1 (ja) 2015-11-26 2017-06-01 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
WO2017130346A1 (ja) * 2016-01-28 2017-08-03 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
WO2017154111A1 (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
WO2017163345A1 (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置及び極端紫外光の重心位置の制御方法
US10149375B2 (en) * 2016-09-14 2018-12-04 Asml Netherlands B.V. Target trajectory metrology in an extreme ultraviolet light source
US9778022B1 (en) 2016-09-14 2017-10-03 Asml Netherlands B.V. Determining moving properties of a target in an extreme ultraviolet light source
JP6775606B2 (ja) 2017-01-12 2020-10-28 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム
WO2018131146A1 (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム
CN110462522B (zh) * 2017-03-20 2021-10-08 Asml荷兰有限公司 光刻系统、euv辐射源、光刻扫描设备和控制系统
JP6866471B2 (ja) * 2017-03-27 2021-04-28 ギガフォトン株式会社 Ｅｕｖ光生成装置
US11266002B2 (en) 2017-10-26 2022-03-01 Asml Netherlands B.V. System for monitoring a plasma
CN111955058A (zh) * 2018-04-03 2020-11-17 Asml荷兰有限公司 光束的空间调制
CN112771999A (zh) * 2018-09-25 2021-05-07 Asml荷兰有限公司 在euv光源中用于靶量测和改变的激光系统
TWI821437B (zh) * 2018-10-26 2023-11-11 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於監控光發射之系統、ｅｕｖ光源、及控制ｅｕｖ光源之方法
TW202041103A (zh) 2019-01-30 2020-11-01 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 判定在極紫外光光源中之目標之移動性質
CN112629654A (zh) * 2020-12-11 2021-04-09 苏州瑞派宁科技有限公司 检测装置、激光等离子光源及其调节方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7439530B2 (en) 2005-06-29 2008-10-21 Cymer, Inc. LPP EUV light source drive laser system
US7598509B2 (en) 2004-11-01 2009-10-06 Cymer, Inc. Laser produced plasma EUV light source
DE10251435B3 (de) * 2002-10-30 2004-05-27 Xtreme Technologies Gmbh Strahlungsquelle zur Erzeugung von extrem ultravioletter Strahlung
US7217940B2 (en) * 2003-04-08 2007-05-15 Cymer, Inc. Collector for EUV light source
US7217941B2 (en) * 2003-04-08 2007-05-15 Cymer, Inc. Systems and methods for deflecting plasma-generated ions to prevent the ions from reaching an internal component of an EUV light source
US7164144B2 (en) * 2004-03-10 2007-01-16 Cymer Inc. EUV light source
JP4917014B2 (ja) * 2004-03-10 2012-04-18 サイマー インコーポレイテッド Ｅｕｖ光源
JP4683231B2 (ja) * 2004-06-24 2011-05-18 株式会社ニコン Ｅｕｖ光源、ｅｕｖ露光装置、及び半導体デバイスの製造方法
US8766212B2 (en) * 2006-07-19 2014-07-01 Asml Netherlands B.V. Correction of spatial instability of an EUV source by laser beam steering
US7633070B2 (en) 2006-12-18 2009-12-15 Kla-Tencor Technologies Corporation Substrate processing apparatus and method
NL1036803A (nl) * 2008-09-09 2010-03-15 Asml Netherlands Bv Radiation system and lithographic apparatus.
WO2010028899A1 (en) * 2008-09-11 2010-03-18 Asml Netherlands B.V. Radiation source and lithographic apparatus
US8138487B2 (en) 2009-04-09 2012-03-20 Cymer, Inc. System, method and apparatus for droplet catcher for prevention of backsplash in a EUV generation chamber
JP5252586B2 (ja) * 2009-04-15 2013-07-31 ウシオ電機株式会社 レーザー駆動光源
WO2011013779A1 (ja) 2009-07-29 2011-02-03 株式会社小松製作所 極端紫外光源装置、極端紫外光源装置の制御方法、およびそのプログラムを記録した記録媒体
US8173985B2 (en) 2009-12-15 2012-05-08 Cymer, Inc. Beam transport system for extreme ultraviolet light source
US8000212B2 (en) 2009-12-15 2011-08-16 Cymer, Inc. Metrology for extreme ultraviolet light source

Also Published As

Publication number Publication date
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