CN105935007B - 极紫外光源 - Google Patents

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Abstract

在靶位置处提供靶材料，靶材料包括当被转换成等离子体时发射极紫外光的材料，并且靶材料沿着第一方向在第一限度内和沿着第二方向在第二限度内延伸；将放大光束沿着传播方向朝向靶位置引导；和使放大光束聚焦在焦平面中，其中靶位置在焦平面之外并且放大光束与靶材料之间的相互作用将靶材料的至少一部分转换成发射EUV光的等离子体。

Description

极紫外光源
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年1月22日提交的美国临时申请61/930,392和2014年9月17日提交的美国临时申请14/489,411的优先权，这些申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
所公开的主题涉及极紫外光源。
背景技术
极紫外(“EUV”)光、例如具有约50nm或更小(有时也称作软x射线)的波长并且包含处于大约13nm的波长的光的电磁辐射可以在光刻工艺中被使用，以在例如硅晶片的衬底中产生极小的特征。
用以产生EUV光的方法包括但不限于转换具有有着在等离子体状态下处于EUV范围内的发射线的元素(例如氙、锂或锡)的材料。在一种这样的方法中，经常称为激光产生等离子体(“LPP”)的所要求的等离子体可以通过用可称作驱动激光的放大光束辐照例如呈材料的微滴、板、带、流或簇的形式的靶材料而产生。对于该过程，等离子体典型地在密封的容器、例如真空室中产生，并且使用各种类型的量测设备进行监测。
发明内容
在一个总体方面中，一种减少极紫外(EUV)光系统中的背向反射的方法包括：提供靶材料，该靶材料包括当被转换成等离子体时发射极紫外光的材料并且使沿着传播方向传播的光在第一方向上反射；修改靶材料的几何分布以形成经修改的靶，经修改的靶包括使沿着传播方向传播的光在不同于第一方向的第二方向上反射的光学反射表面；和将来自光源的放大光束沿着传播方向朝向经修改的靶的反射表面引导，放大光束将经修改的靶的至少一部分转换成发射EUV光的等离子体并产生放大光束的在第二方向上行进的反射，以由此将反射引导远离源。
实施可以包括以下特征中的一个或多个。可以将放大光束聚焦在焦平面处，并且经修改的靶可以在焦平面之外。将放大光束聚焦在焦平面处可以包括在区域中形成放大光束的束腰，并且经修改的靶可以在区域之外。将放大光束聚焦在焦平面处可以包括在区域中形成放大光束的束腰，并且经修改的靶可以与束腰重叠。
提供靶材料可以包括使第一辐射束与靶材料的实例相互作用以形成靶材料，靶材料可以占据在第一维度上大于由靶材料的实例占据的体积并且在第二维度上较小的体积。修改靶材料的几何分布可以包括允许延迟时间在使光束与靶材料相互作用之后消逝，经修改的靶在延迟时间期间移动至靶位置并相对于传播方向倾斜。
在一些实施中，修改靶材料的几何分布可以包括将第一辐射束沿着与放大光束的传播方向不同的第一传播方向朝向靶材料引导，相互作用引起靶材料在正交于第一传播方向的方向上扩张并引起靶材料相对于放大光束的传播方向倾斜。
经修改的靶可以包括具有基本平面表面的熔融金属的盘状体积。基本平面表面可以与传播方向形成0度与90度之间的角度。基本平面表面可以与传播方向形成35度与45度之间的角度。
修改靶材料的几何分布可以包括使靶材料与光束相互作用以形成经修改的靶。
在另一总体方面中，一种生成极紫外(EUV)光的方法包括：在靶位置处提供靶材料，靶材料包括当被转换成等离子体时发射极紫外光的材料，并且靶材料沿着第一方向在第一限度内延伸并且沿着第二方向在第二限度内延伸；将放大光束沿着传播方向朝向靶位置引导；和使放大光束聚焦在焦平面中，放大光束在沿着传播方向并与焦平面重叠的位置处在焦点中并且放大光束在沿着传播方向并在焦平面之外的位置处在焦点外；和在靶材料在焦平面之外并且处于放大光束在焦点外的位置时，使放大光束与靶材料相互作用，靶材料之间的相互作用将靶材料的至少一部分转换成发射EUV光的等离子体。
实施可以包括以下特征中的一个或多个。靶材料的第二限度可以大于靶材料的第一限度，并且第二方向和传播方向可以形成非零角度。
第二方向可以在传播方向与垂直于传播方向的方向之间。第二方向可以相对于传播方向形成35度与45度之间的角度。
在靶位置处提供靶材料可以包括在初始位置处提供初始靶材料和允许时间消逝，初始靶材料在时间期间从初始位置行进至靶位置。
在靶位置处提供靶材料可以包括：在初始位置处提供初始靶材料，初始靶材料包括中心区域和相对于中心区域的至少两个侧边；和将第一辐射束朝向初始靶材料的一部分引导，一部分位于初始靶材料的仅一个侧边上。
可以通过允许时间在第一辐射束与初始靶材料之间的相互作用之后消逝而生成靶材料，其中在消逝的时间期间，初始靶材料的尺寸在至少一个维度上增加并且在至少一个维度上减小，并且初始靶材料相对于第一辐射束的传播方向倾斜。
初始靶材料的侧边可以包括初始靶材料的外边缘。初始靶材料的一个侧边可以是初始靶材料的包括初始靶材料的中心区域的部分。初始靶材料可以包括靶材料微滴。
生成靶材料可以进一步包括：在第一辐射束之后并且在靶材料被提供在靶位置处之前，将第二辐射束朝向靶材料引导。
靶材料可以包括靶材料的连续区段。
整个靶材料可以是在焦平面之外。
在另一总体方面中，一种极紫外(EUV)光源包括：真空室，其包括接收第一辐射束的初始靶位置和接收放大光束的靶位置；靶材料传递系统，被配置成将靶材料提供至初始靶位置，靶材料包括当被转换成等离子体时发射EUV光的材料；源，被配置成产生第一辐射束和放大光束，放大光束包括足以将靶材料的至少一部分转换成发射EUV光的等离子体的能量；和光学转向系统，被配置成将放大光束朝向靶位置引导并且使放大光束聚焦在焦平面处，其中第一辐射束具有足以引起靶材料的几何分布上的改变以形成经修改的靶的能量，靶位置接收经修改的靶，和靶位置在焦平面之外。
实施可以包括以下特征中的一个或多个。第一辐射束可以是脉冲激光束的至少一个脉冲，并且源可以包括产生脉冲激光束的第一激光源和产生放大光束的与第一源分离的第二源。第一辐射脉冲可以在光束路径上传播。
源可以包括种子激光器。EUV光源还包括：至少一个光学放大器；和在光学放大器与种子激光器之间的隔离件，其中至少一个光学放大器和隔离件在放大光束传播所沿着的光束路径上。
以上所描述的技术中的任一个的实施可以包括用于激光产生等离子体EUV光源的靶、EUV光源、减少或消除激光产生等离子体EUV光源中使用的驱动激光器中的背向反射的方法、产生EUV光的方法、用于使EUV光源改型的系统、方法、过程、装置、存储在计算机可读介质上的可执行指令或设备。一个或多个实施的细节被陈述在附图和以下描述中。其他特征将从描述和附图并且从权利要求中显而易见。
附图说明
图1是示例性激光产生等离子体极紫外光(EUV)源的框图。
图2A是示例性靶的侧向截面图。
图2B是图2A的靶的前视截面图。
图2C是图2A的靶的示例性倾斜的图示。
图2D是靶的另一示例性倾斜的图示。
图3A至图3D是与放大光束相互作用的图2A的靶的侧向截面图。
图4A至图4D是用于EUV系统的示例性光源的框图。
图5是根据靶倾斜变化的功率的示例性绘图。
图6是根据靶倾斜变化的能量的示例性绘图。
图7是用于产生EUV光的示例性过程的流程图。
图8A示出被转换成靶的示例性初始靶。
图8B是作为能量对时间示出的用于生成图8A的靶的示例性波形的绘图。
图8C示出图8A的初始靶和靶的侧视图。
图9A示出被转换成靶的另一示例性初始靶。
图9B是作为能量对时间示出的用于生成图9A的靶的示例性波形的绘图。
图9C示出图9A的初始靶和靶的侧视图。
图10示出正被转换成靶的另一示例性初始靶的侧视图。
图11是另一激光产生等离子体极紫外(EUV)光源和耦合至EUV光源的光刻工具的俯视图。
图12是示例性激光产生等离子体极紫外光(EUV)源的框图。
图13是与放大光束相互作用的另一示例性靶的侧视图。
具体实施方式
公开了用于增加极紫外(EUV)光产生的转换效率的技术。如下面更详细地讨论的，靶材料或者包括当转换成等离子体时发射EUV光的靶材料的靶相对于即将到来的放大光束被以如下方式定位：增加靶的被转换成等离子体并发射EUV光的部分和/或增加所产生的EUV光的总体量。
参见图1，光学放大器系统106形成被用于驱动激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)光源100的光源105(也称作驱动源或驱动激光器)的至少一部分。光学放大器系统106包括至少一个光学放大器使得光源105产生被提供至靶位置130的放大光束110。靶位置130从靶材料供给系统115接收诸如锡等的靶材料120，并且放大光束110与靶材料120之间的相互作用产生发射EUV光或辐射150的等离子体。光收集器155收集EUV光150作为收集的EUV光160并且将其朝向诸如光刻工具等的光学设备165引导。
放大光束110通过光束传递系统140被朝向靶位置130引导。光束传递系统140可以包括光学部件135和将放大光束110聚焦在聚焦区域145中的聚焦组件142。部件135可以包括通过折射和/或反射对放大光束110进行引导的诸如透镜和/或反射镜等的光学元件。部件135还可以包括控制和/或移动部件135元件。例如，部件135可以包括可控制以引起光束传递系统140的光学元件移动的致动器。
聚焦组件142将放大光束110聚焦使得光束110的直径在聚焦区域145中处于最小值。换言之，聚焦组件142引起放大光束110中的辐射随着它在方向112上朝向聚焦区域145传播而会聚。在不存在靶的情况下，放大光束110中的辐射随着光束110在方向112上远离聚焦区域145传播而发散。
如下面所讨论的，靶120相对于放大光束110和聚焦组件142被定位以增加靶120的被转换成等离子体的部分，由此增加转换效率和/或所产生的EUV光的量。
另外地或备选地，靶材料120的空间分布可以被修改以增加靶材料120的在与放大光束110交叉的方向上的尺寸。例如，靶材料120可以被从微滴扩张成具有相对于方向112垂直或倾斜的面的平盘。以该方式增加靶材料120的尺寸可以增加靶材料120的被暴露于放大光束110的部分，从而增加了针对给定量的靶材料120所产生的EUV光的量。在一些实施中，靶的材料性质可以被修改以增加对放大光束110的吸收。
参见图2A，示出了示例性靶220的侧向截面图(沿着方向x观察)。靶220可以在系统100中被用作靶材料120。靶220在接收放大光束210的靶区230之内。靶220包括当被转换成等离子体时发射EUV光的靶材料(诸如例如锡)。放大光束210具有足以将靶220的至少一部分转换成等离子体的能量。
示例性靶220是椭球体(三维椭圆)。换言之，靶220占据了近似被限定为作为椭圆的三维模拟的表面的内部的体积。然而，靶220可以具有其他形式。例如，靶220可以占据具有球体的所有或一部分的形状的体积，或者靶220可以占据任意形状的体积，诸如不具有明确限定的边缘的云状形式。对于缺乏明确限定的边缘的靶220，包含构成靶的材料的例如90％、95％或更多的体积可以被当作靶220。靶220可以是不对称的。
另外，靶220可以具有靶材料的任何空间分布并且可以包括非靶材料。靶220可以是颗粒和/或碎片的系统、本质上是连续且同质材料的扩展的对象、颗粒的集合、包括离子和/或电子的预等离子体、包括熔融金属、预等离子体和颗粒的连续区段的材料的空间分布和/或熔融金属的区段。靶220的成分可以具有任何空间分布。例如，靶220可以在一个或多个方向上是均质的。在一些实施中，靶220的成分被集中在靶220的特定部分中并且靶具有质量的不均匀分布。
图2A中示出的靶220的侧向截面是有着具有等于跨越整个椭圆的最大距离的长度的主轴线和垂直于主轴线的辅轴线的椭圆。靶220具有沿着方向221延伸的第一限度222，和沿着垂直于方向221的方向223延伸的第二限度224。对于示例靶220，限度222和方向221是辅轴线的长度和方向，并且限度224和方向223是主轴线的长度和方向。
还参见图2B，示出了在方向221上看时的靶220的前视截面图。靶220具有有着在方向223上延伸并具有限度224的主轴线的成椭圆形状的前视截面。靶220的前视截面具有在方向225上的在第三维度上的限度226。方向225垂直于方向221和223。
参见图2A，靶220的限度224相对于放大光束210的传播方向212倾斜。还参见图2C，限度224的方向223与放大光束210的传播方向212形成角度227。角度227是在放大光束210在方向212上行进并撞击在靶220上时相对于放大光束210测量的。角度227可以是0度至90度。在图2A和图2C中，靶220被朝向放大光束210倾斜。在其中靶220远离放大光束210倾斜的示例中，诸如图2D中示意性所示，角度227在0度与-90度之间。
如上面所讨论的，靶220可以具有除椭球体之外的其他形式。对于占据体积的靶来说，靶的形状可以被认为是三维形式。形式可以用分别沿着三个相互正交的方向221、223、225延伸的三个限度222、224、226来描述。限度222、224、226的长度可以是在对应于方向221、223、225中的一个的特定方向上的从形式的一个边缘到形式的另一侧上的边缘的横跨形式的最长长度。限度222、224、226和方向221、223、225可以从靶220的视觉检查来确定或估计。靶220的视觉检查可以通过例如在靶220离开靶材料传递系统115并行进至靶位置130(图1)时使靶220成像而发生。
在一些实施中，方向221、223、225可以被认为是通过靶220的质心并对应于针对靶220的惯性主轴的相互正交的轴线。靶220的质心是靶220的质量的相对位置是零时的在空间中的点。换言之，质心是构成靶220的材料的平均位置。质心不必与靶220的几何中心重合，但是当靶是同质且对称的体积时可以重合。
靶220的质心可以被表达为作为靶220中的质量的空间分布的不平衡的量度的惯性积的函数。惯性积可以被表达为矩阵或张量。对于三维对象来说，存在着惯性积为零的通过质心的三个相互正交的轴线。也就是，惯性积沿着如下方向存在：其中质量在沿着该方向延伸的矢量的任一侧上被均等地平衡。惯性积的方向可以被称作三维对象的惯性主轴。方向221、223、225可以是针对靶220的惯性主轴。在该实施中，方向221、223、225是针对靶220的惯性积的惯性张量或矩阵的特征值。限度222、224、226可以从惯性积的惯性张量或矩阵的特征值来确定。
在一些实施中，靶220可以被近似视作二维对象。当靶220是二维时，靶220可以用两个正交的主轴和沿着主轴的方向的两个限度进行建模。备选地或另外地，至于三维靶，对于二维靶的限度和方向可以凭借视觉检查来确定。
参见图3A至图3D，示出了正用放大光束210进行辐照的靶材料220的侧视图(沿着x方向观察)。放大光束210沿着方向212传播并且被聚焦在垂直于方向212的焦平面246处。放大光束210在焦平面246处具有光束直径“d”。在该示例中，放大光束210的光束直径“d”和截面的面积在焦平面246处处于最小值，并且放大光束110的辐照度(每单位面积的功率)在平面246处处于最大值。
放大光束210可以被近似为高斯光束，其具有有着半径“w”的光束直径，半径“w”在平面246处处于最小值并形成束腰“w0”。放大光束210可以被近似成具有焦深“b”，其用等式(1)给出：
其中λ是放大光束210的波长，并且量ZR是瑞利长度(Rayleighrange)。
在图3A中示出的示例中，靶220被以限度224垂直于方向212并与平面246重合的状态定位。换言之，靶220在放大光束210的焦点处。当放大光束210与靶220相互作用时，靶220的一部分被转换成等离子体并产生反射301。反射301可以是放大光束210的从靶220的反射和/或来自通过辐照靶220所产生的等离子体的反射。反射301在与方向212相反的方向上远离靶220传播。因为靶220以限度224垂直于方向212的状态处于焦平面246处，所以反射301追踪放大光束210达到靶220所遵循的路径并因此可以被背向引导到光学放大器系统106中。
在图3B中示出的示例中，靶220相对于方向212倾斜，其中限度224的方向223与方向212形成角度327。靶220当它被定位、移动或被引起移动至相对于传播方向212的斜坡位置时是倾斜的。靶220的一部分与焦平面246重合，并且靶220在焦深b内。当放大光束210与靶220相互作用时，靶220的一部分被转换成等离子体并产生反射307。反射307相对于方向212以角度327远离靶220传播。因此，反射307在与反射301的方向不同的方向上远离靶220传播并因此不太可能被背向引导到光学放大器系统106中。
除了改变反射的放大光束210的方向之外，与将靶220定向在焦平面246处并垂直于即将到来的放大光束210相比，使靶220倾斜引起了靶220中的更多被暴露于放大光束210。例如，靶220的倾斜引起了图3A中示出的布置中的在放大光束210之外的靶部分310a和310b在放大光束210的路径上。
此外，在一些实施中，使靶220相对于放大光束210的传播方向倾斜可以使放大光束210暴露于靶220的具有比当限度224垂直于方向212时更有利的密度分布的部分。在一些靶中(诸如关于图9A至图9C讨论的靶920)，密度分布沿着限度222增加。较低密度材料更容易转换成等离子体。当具有沿着限度222增加的密度的靶相对于方向212倾斜时，暴露于放大光束210的低密度材料的体积被增加，从而造成靶的更大部分被转换成等离子体并且发射EUV光。
参见图3C至图3D，靶220也可以被放置在与焦平面246相距的距离262处。距离262在方向212上或在与方向212相反的方向上从焦平面246延伸。换言之，靶220可以被放置在焦平面246的上游(如图3C和图3D中所示)或者在焦平面246的下游。距离262可以使得没有靶220与焦平面246重合。在一些实施中，一些或整个靶220可以在焦深b之外。距离262可以是如近似为高斯光束的放大光束110的瑞利长度(ZR)的例如2倍至3倍。在一些示例中，距离262可以是1毫米(mm)或更大。
如上面所讨论的，放大光束210在从聚焦组件242传播至焦平面246的时候会聚。因此，当靶220被放置在与焦平面246相距距离262处时靶220中的更多被暴露于放大光束210。另外，当靶220被远离焦平面246放置时，放大光束110从靶220的反射没有被沿着放大光束210传播所在的相同路径背向成像，因为反射以不同的方式传播通过聚焦组件242。
图3D示出被放置在与焦平面246相距距离262处的靶220，其中限度224相对于方向212以角度328倾斜。使靶220相对于放大光束210的传播方向212倾斜也将放大光束210的反射314远离放大光束210传播所沿着的路径引导。
因此，虽然当靶处于焦平面246时发生靶220上的最高辐照度(每单位面积的功率)，这典型地被预期导致靶220的成为等离子体的转换的最大化，但将靶220定位在焦平面246之外和/或处于限度224相对于放大光束210成角度的状态可以通过使靶220中的更多暴露于放大光束210来将靶220的更大部分转换成等离子体。另外，并且如图4A至图4D、图5和图6中所讨论的，使靶220倾斜和/或远离焦平面246放置还将反射远离放大光束210的诸如光源105等的光源引导，这可以造成产生更多功率的光源。
图4A至图4D是产生辐照靶220的放大光束410的示例性系统400的框图。系统包括产生放大光束410的光源(或驱动激光器系统)405和聚焦光学器件442。放大光束410在方向412上传播并且通过聚焦光学器件442被聚焦至焦平面446。
图4A至图4D示出靶220的相对于焦平面446和方向412的不同定向和位置。靶220的定向和/或位置影响进入光源405的反射的量。特别地，使靶220倾斜和/或远离焦平面446移动可以增加由系统400产生的功率的量，因此将更多功率传递至靶220。靶220上的更多功率以引起在生成的EUV光的量上的相应增加。
在该示例中，光源405包括光发生器402和包括两个光学放大器406a、406b的“链”的光学放大器系统406。光发生器402可以是例如激光器、诸如主振荡器等的种子激光器或者灯。光学放大器406a、406b包含在来自光发生器402的光束408传播所沿着的光束路径407上的增益介质(未示出)。当增益介质被激发时，增益介质将光子提供至光束408，使光束408放大以产生放大光束410。
光源405还包括隔离件409。隔离件409可以是空间滤波器或者其他几何型滤波器，诸如具有中心在光束路径407上的孔径的针孔。针孔阻挡孔径之外的光。因为这种类型的隔离件仅使落入孔径内的光通过，所以它具有作为其用于使光通过或拒绝光的准则的光传播所处的角度(例如，向后反射传播所处的角度)。作为结果，使靶200倾斜以使向后反射成角度和/或使靶220远离焦平面移动以改变向后反射的在它们被聚焦光学器件442收集之后的角度可以提供利用这种类型的隔离件的长处的技术。
隔离件409可以有助于隔离或保护放大器406a和光发生器402免受从靶位置430发出的反射的损害。虽然图4A至图4D中示出的示例性光源405包括具有在两个放大器406a、406b之间被定位在光束路径407上的隔离件409的两个放大器406a、406b，但其他实施可以包括不同的配置。例如，光源405可以包括更少的或更多的光学放大器和/或附加隔离件。隔离件可以以任何布置在放大器与光发生器402之中被放置在光束路径407上。
在图4A中示出的布置中，靶220被以限度224与焦平面446重合的状态放置。因为靶220在放大光束410的焦点处，所以靶220和/或所产生的等离子体使放大光束410沿着放大光束410所遵循的路径背向反射，反射通过聚焦光学器件442被准直并进入放大器406b，在那里反射可以通过增益介质被放大。反射被用虚线示出并且可以被称作“向后行进的”光束，因为它在光源405中在与光束408行进所在方向大体相反的方向上行进。
反射背向行进到光源405中直到达到阻挡进一步传播的孔径或滤波器。因为反射沿着光束路径407传播，所以反射可以达到并且很可能通过隔离件409，并进入放大器406a和光发生器402。放大反射提取存储在光学放大器405的增益介质中的能量并减少光学放大器406a、406b中的增益介质可以提供至随后的向前行进的光束的光子的量。在一些情况中，向后传播的能量可能超过光学放大器链的第一部件(例如，在放大器406a中或附近的部件)中的光学材料的损坏阈值并损坏那里的部件。以该方式，反射可以降低光源405的功率输出。
参见图4B，靶220在焦平面446与聚焦光学器件442之间被远离焦平面446定位，其中限度224垂直于放大光束410的传播方向定向。以该布置，从靶220的反射不遵循放大光束410达到靶所遵循的路径。而是，反射继续会聚并在达到最小值之后接着发散。虽然反射中的一些可以进入聚焦光学器件442内，但进入的量可能小于图4A中示出的场景。此外，反射的进入聚焦光学器件442内的部分没有以使得会引起聚焦光学器件442将反射准直并将反射引导到光束路径407上的角度进入聚焦光学器件442。另外，因为反射没有精确地沿着光束路径407行进，所以没有阻挡向前行进的光束408的孔径和滤波器可能阻挡反射，进一步减少了达到光源405的部件的反射的量。
参见图4C，靶220被定位成与焦平面446部分重合，并且限度224与放大光束410的传播方向产生角度。放大光束410辐照靶220并产生等离子体和反射。反射成角度地远离靶220传播。因此，反射没有遵循放大光束410所遵循的路径。与图4A中的情况相比，少量的反射光进入放大器406b。在一些实施中，没有反射光进入放大器406b。
图4D示出其中靶220相对于放大光束410的传播方向倾斜并被定位在聚焦光学器件442与焦平面446之间的示例。从放大光束410与靶220的相互作用产生的反射以相对于与方向412相反的方向的角度传播。作为结果，很少或没有反射进入光源405。
图5是对于被定位在放大光束的焦点处的靶的在功率与靶角度之间的示例性关系的绘图500。靶角度是限度224相对于放大光束210的传播方向212之间的角度。虽然其他靶可以被用于产生用于与绘图500类似的绘图的数据，但图5是关于图4A至图4D中示出的系统400进行的讨论。
绘图500包括曲线501、502、503。曲线501表示当放大光束410辐照靶220时产生的EUV功率的量。曲线502表示在放大光束朝向靶220行进时测量的放大光束410的功率。曲线503表示产生自使放大光束410反射的靶220的反向行进的光束的功率的功率。
所产生的EUV功率在当靶220相对于放大光束410的传播方向被倾斜大约+/-35-45度的角度时具有极大值。在一些实施中，所产生的EUV功率在当靶220相对于放大光束410的传播方向被倾斜大约+/-25-45度的角度时具有极大值。所产生的EUV功率在处于0度倾斜角度(这样的位置的示例被示出的图4A中)时具有极小值。反向行进的光束的功率在当靶220被以处于0度倾斜角度的状态定位时是最大值。这是因为进入光学放大器系统406的反射的放大光束的量在当靶220被以限度224垂直于放大光束210的传播方向的状态布置时最大。另外，前向光束(放大光束210)的功率在当靶倾斜角度为0度时处于最大值。
如上面所讨论的，反向行进的光束可以消耗产生放大光束410的光学放大器406a、406b的增益介质，这进而导致放大光束410的功率上的降低。因此，向前行进的光束(放大光束410)的功率在当向后行进的光束的功率具有最小值时具有最大值。EUV功率在当放大光束410具有最大值时具有最大值，这是因为可用于将靶220转换成发射EUV的等离子体的附加功率。
图6示出根据靶角度的变化实验测得的EUV功率的图表600。为获得图表600中示出的数据，布置了对EUV光敏感的传感器以收集从由靶(诸如靶220)生成的等离子体所发射的EUV光，并且将传感器的输出平均以确定测得的EUV功率值。传感器被布置在靶倾斜的方向上以使“探照(searchlighting)”的影响最小化。当从靶220产生的等离子体将更多EUV光朝向更加灵敏的传感器发射而朝向具有较低灵敏度的传感器发射较少或没有EUV光时，会发生探照。
靶尺寸是在178微米(μm)与236微米之间。靶是相对于放大光束的传播方向在0度与+/-40度之间倾斜。在示出的示例中，靶使用在主脉冲之前撞击初始靶的预脉冲光束而被倾斜。倾斜的角度是通过预脉冲与放大光束之间的时间确定的，其中较大倾斜角度随着预脉冲与放大光束之间的时间增加而获得。放大光束对于各倾斜角度和靶尺寸具有相同的参数(传播方向、能量、波长)。曲线601被拟合至所收集的数据。曲线601示出从倾斜靶与从法线入射靶相比产生了多20％至25％的EUV光。
参见图7，示出了用于生成EUV光的示例性过程700的流程图。过程700也可以被用于将靶120相对于光源105定位以减少到光源105内的背向反射。将靶120提供在靶位置130处(710)。靶具有沿着第一方向的第一限度和沿着第二方向的第二限度。靶包括当被转换成等离子体时发射EUV光的靶材料。将放大光束沿着传播方向朝向靶位置引导(720)。
图8A至图8C、图9A至图9C和图10示出了将靶提供在靶位置处(710)和将放大光束朝向靶位置引导(720)的示例。图11示出用于采用预脉冲作为靶形成的一部分的实施的示例系统配置。
图8A至图8C示出将靶820提供至靶位置830的示例。参见图8A和图8B，示例性波形802将初始靶818变换成靶820。初始靶818和靶820包括当凭借用放大光束810的辐照被转换成等离子体(图8C)时发射EUV光860的靶材料。
靶材料可以是包括靶物质和诸如非靶颗粒等的杂质的靶混合物。靶物质是被转换成等离子体状态时具有在EUV范围内的发射线的物质。靶物质可以是例如液体或熔融金属的微滴、液体流的一部分、固体颗粒或簇、被包含在液体微滴内的固体颗粒、靶材料的泡沫或者被包含在液体流的一部分内的固体颗粒。靶物质可以例如是水、锡、锂、氙或者当被转换成等离子体状态时具有在EUV范围内的发射线的任何材料。例如，靶物质可以是元素锡，它可以作为纯锡(Sn)；作为锡化合物、例如SnBr4、SnBr2、SnH4；作为锡合金、例如锡-镓合金、锡-铟合金、锡-铟-镓合金或这些合金的任何组合被使用。此外，在没有杂质的情形中靶材料仅包括靶物质。下面的讨论提供了初始靶818是由熔融金属制成的微滴的示例。然而，初始靶818可以采取其他形式。
图8A和图8C示出初始靶818在物理上变换成靶820并接着发射EUV光860时所在的时间周期801。初始靶818凭借与在时间上根据波形802传递的辐射的相互作用而被变换。图8B是跨越图8A的时间周期的作为时间的函数的在波形802上的能量的绘图。与初始靶818相比，靶820具有有着在“y”方向上较大并在“z”方向上较小的限度的侧向截面。另外，靶820相对于“z”方向(将靶820的至少一部分转换成等离子体的放大光束810的传播方向812)倾斜。
波形802包括辐射的脉冲806(预脉冲806)的表示。预脉冲806可以是具有用以作用于初始靶818上的足够的能量的任何类型的脉冲辐射，但是预脉冲806未将靶材料转换成等离子体。第一预脉冲806的撞击的力可以使初始靶818变形成更接近盘的形状，该盘在大约1-3微秒(μs)之后扩张成熔融金属的盘状片。放大光束810可以被称作主光束或主脉冲。放大光束810具有用以将靶820中的靶材料转换成发生EUV光的等离子体的足够的能量。
预脉冲806和放大光束810通过延迟时间811在时间上分开，其中放大光束810在预脉冲806之后的时间t2处发生。预脉冲806在时间t＝t1处发生并且具有脉冲持续时间815。脉冲持续时间可以用脉冲具有脉冲的最大强度的至少一半的强度时的时间量的半极大处全宽度表示。然而，其他指标也可以被用于确定脉冲持续时间。
在讨论将靶820提供至靶位置830的技术之前，提供包括了预脉冲806的辐射的脉冲与初始靶818的相互作用的讨论。
当激光脉冲撞击(撞击)金属靶材料微滴时，脉冲的前缘遇到(与之相互作用)作为反射金属的微滴的表面。初始靶818使脉冲的前缘中的大部分的能量反射并吸收很少的能量。被吸收的少量将微滴的表面加热，使表面蒸发并烧蚀。从微滴的表面蒸发的靶材料形成接近表面的电子和离子的云。随着辐射的脉冲继续撞击在靶材料微滴上，激光脉冲的电场可以引起云中的电子移动。移动的电子与附近的离子碰撞，从而凭借以与云中的电子和离子的密度的乘积大致成正比的速率进行的动能的传输将离子加热。凭借使电子移动撞击离子和离子的加热的组合，云吸收脉冲。
随着云被暴露于激光脉冲的后来的部分，云中的电子继续移动并与离子碰撞，并且云中的离子继续变热。电子散开并将热传输至靶材料微滴(或者位于云之下的块状材料)的表面，使靶材料微滴的表面进一步蒸发。云中的电子密度在最接近靶材料微滴的表面的云的一部分中增加。云可以达到其中电子的密度增加使得云的一部分使激光脉冲反射而不是将其吸收的点。
还参见图8C，初始靶818被提供在初始靶位置831处。初始靶818可以通过例如使靶材料从靶材料传递系统115(图1)释放而被提供在初始靶位置831处。在示出的示例中，预脉冲806撞击初始靶818、使初始靶818变换，并且经变换的初始靶随时间的推移漂移到靶位置830中。
预脉冲806的在初始靶818上的力引起初始靶818在物理上变换成靶材料的几何分布852。几何分布852可以是没有被离子化的材料(不是等离子体的材料)。几何分布852可以是例如液体或熔融金属的盘、不具有空隙或显著间隙的靶材料的连续区段、微米颗粒或纳米颗粒的雾或者原子蒸气的云。几何分布852在延迟时间811期间进一步扩张并变成靶820。使初始靶818展开可以具有三种效果。
首先，与初始靶818相比，通过与预脉冲806的相互作用生成的靶820具有将较大面积呈现给即将到来的辐射的脉冲(诸如放大光束810)的形式。靶820具有大于在初始靶818的“y”方向上的截面直径的在“y”方向上的截面直径。另外，靶820可以具有与初始靶818相比在放大光束810的传播方向(812或“z”)上较薄的厚度。靶820的相对薄度允许放大光束辐照靶818中的更多的靶材料。
第二，使初始靶818在空间上展开可以使在由放大光束810产生的等离子体的加热期间的过高材料密度的区域的发生最小化。这样的过高材料密度的区域可能阻挡所生成的EUV光。如果等离子体密度遍及用激光脉冲辐照的区域都是高的，则激光脉冲的吸收被限于该区域的首次接收激光脉冲的部分。由该吸收生成的热可能会与块状靶材料相距太遥远，以至于不能使靶材料表面的蒸发和加热的过程维持足够长以在放大光束810的有限持续时间期间利用(蒸发)有意义的量的块状靶材料。
在该区域具有高电子密度的实例中，光脉冲在达到其中电子密度如此高以致光脉冲被反射所在的“临界表面”之前仅穿透进入该区域内的路途的一小部分。光脉冲不能行进到该区域的这些部分中并且从这些区域中的靶材料生成很少的EUV光。高等离子体密度的区域还可以阻挡从该区域的确实发射EUV光的部分反射的EUV光。结果，从该区域发射的EUV光的总量少于如果该区域缺乏高等离子体密度的部分的话应该的量。这样，使初始靶818展开成靶820的较大体积意味着入射的光束在被反射之前达到靶820中的更多的材料。这可以增加所产生的EUV光的量。
第三，预脉冲806与初始靶818的相互作用引起靶820相对于放大光束810的传播方向以角度827倾斜地到达靶位置830。预脉冲806具有当它与初始靶818相互作用时的光束宽度。初始靶818具有质心819，并且预脉冲806撞击初始靶818使得预脉冲806中的能量的大部分落在质心819的一个侧边上。预脉冲806将力施加至初始靶818，并且因为力是在质心819的一个侧边上，所以初始靶818沿着与如果预脉冲806在质心819处撞击初始靶818的话靶应该沿着的轴线不同的一组轴线扩张。初始靶818沿着它被预脉冲806击中时所来自的方向变平。因此，偏离中心或远离质心819撞击初始靶818产生了倾斜。例如，当预脉冲806与远离质心819的初始靶818相互作用时，初始靶818不沿着y轴线扩张并且而是在朝向靶位置830移动的同时沿着相对于y轴线以角度841倾斜的轴线y’扩张。因此，在已经消逝的时间周期之后，初始靶818已变换成靶820，其占据扩张的体积并且相对于放大光束810的传播方向以角度827被倾斜。
图8C示出靶820的侧向截面。靶820具有沿着方向821的限度822和沿着正交于方向821的方向823的限度824。限度824大于限度822，并且限度824与放大光束810的传播方向812形成角度827。靶820可以被放置成使得靶820的一部分在放大光束810的焦平面中，或者靶820可以被放置远离焦平面。在一些实施中，放大光束810可以近似为高斯光束，并且靶820可以被放置在放大光束810的焦深之外。
在图8C中示出的示例中，预脉冲806的强度的大部分在质心819的上方撞击初始靶818，从而引起初始靶818中的质量远离预脉冲806倾斜。然而，在其他示例中，预脉冲806可以被施加在质心819的下方，从而引起靶820朝向放大光束810的传播方向812倾斜。在图8C中示出的示例中，初始靶818在“-y”方向上漂移通过初始靶位置831。因此，预脉冲806入射在其上的初始靶818的部分可以利用预脉冲806的定时来控制。例如，使预脉冲806在比图8C中示出的示例更早的时间释放(即，增加图8B的延迟时间811)引起预脉冲806撞击初始靶818的较低部分。
预脉冲806可以是可作用于初始靶818上以形成靶820的任何类型的辐射。例如，预脉冲806可以是由激光器生成的脉冲光束。预脉冲806可以具有1μm至10μm的波长。预脉冲806的持续时间815可以是例如20纳秒(ns)至70ns、小于1ns、300皮秒(ps)、在100ps与300ps之间、在10ps与50ps之间或者在10ps与100ps之间。预脉冲806的能量可以是例如15毫焦耳(mJ)至60mJ。当预脉冲806具有1ns或更小的持续时间时，预脉冲806的能量可以是2mJ。延迟时间811可以是例如1微秒(μs)至3μs。
虽然波形802被示出为根据时间变化的单个波形，但可以通过不同的源产生波形802的各个部分。此外，虽然预脉冲806被示出为在方向812上传播，但这并不一定是该情况。预脉冲806可以在另一方向上传播并且仍然引起初始靶818倾斜。例如，预脉冲806可以在相对于z方向呈角度827的方向上传播。当预脉冲806在该方向上行进并在质心819处撞击初始靶818时，初始靶818沿着y’轴线扩张并倾斜。因此，在一些实施中，初始靶818可以通过在中心上或者在质心819处撞击初始靶818而相对于放大光束810的传播方向倾斜。以该方式撞击初始靶818引起初始靶818沿着垂直于预脉冲806传播所在方向的方向变平或扩张，因此使初始靶818相对于z轴线成角度或倾斜。另外，在其他示例中，预脉冲806可以在其他方向(例如，到图8C的页面中并沿着x轴线)上传播并引起初始靶818相对于z轴线变平和倾斜。
如上面所讨论的，预脉冲806的在初始靶818上的撞击使初始靶818变形。在其中初始靶818是熔融金属的微滴的实施中，撞击使初始靶818变换成类似于盘的形状，该盘跨越延迟时间811扩张成靶820。靶820到达靶位置830。
虽然图8C图示出其中初始靶818跨越延迟811扩张成靶的实施，但在其他实施中，靶820通过将预脉冲806和初始靶818的空间位置相对于彼此进行调整并且在无需使用延迟811的情况下被沿着正交于预脉冲806的传播方向的方向倾斜和扩张。在该实施中，预脉冲806和初始靶818的空间位置相对于彼此被调整。归因于该空间偏移，预脉冲806与初始靶818之间的相互作用引起初始靶818在正交于预脉冲806的传播方向的方向上倾斜。例如，预脉冲806可以传播到图8C的页面中以使初始靶818相对于放大光束810的传播方向扩张并倾斜。
因此，并再次参见图7的过程700，图8A至图8C公开了将靶提供至靶位置的示例。将靶提供至靶位置的另一示例被示出在图9A至图9C中。与图8A至图8C的示例相比，与9A至图9C的示例使用多个预脉冲将初始靶918变换成靶920。美国申请号13/830,461中公开了用多个预脉冲辐照靶材料的技术的示例，该申请的内容通过应用合并于此。
参见图9A和图9B，示例性波形902使初始靶918变换成靶920。下面的讨论提供了其中初始靶918是由熔融金属制成的靶材料微滴的示例。然而，初始靶918可以采取其他形式。
图9A和图9C示出跨越时间周期901在物理上变换成中间靶917并随后变换成靶920的初始靶918。初始靶918凭借与根据波形902在时间上被传递的辐射的相互作用而变换。图9B是跨越图9A的时间周期根据时间变化的在波形902上的能量的绘图。与初始靶918和中间靶917相比，靶920吸收更多的放大光束910(图9C)并将放大光束910中的能量的更大部分转换成EUV光960。
波形902是随时间推移与初始靶918及其修改形式相互作用的能量的表示。虽然波形902被示出为根据时间变化的单个波形，但可以通过不同的源产生波形902的各个部分。波形902包括第一辐射脉冲906(第一预脉冲906)的表示和第二辐射脉冲907(第二预脉冲907)的表示。第一预脉冲906和第二预脉冲907可以是具有用以分别作用于初始靶918和中间靶917上的足够的能量的任何类型的脉冲辐射。第一和第二预脉冲906、907未将靶材料转换成等离子体。
第一预脉冲906在时间t＝t1处发生并具有脉冲持续时间915，并且第二预脉冲907在时间t＝t2处发生并具有脉冲持续时间914。脉冲持续时间915可以用脉冲具有脉冲的最大强度的至少一半的强度时的时间量的半极大处全宽度表示。然而，其他指标也可以被用于确定脉冲持续时间915。时间t1和t2通过第一延迟时间911分开，其中第二预脉冲907在第一预脉冲906之后发生。
波形902还示出放大光束910的表示。放大光束910可以被称作主光束或主脉冲。放大光束910具有用以将靶920中的靶材料转换成发射EUV光960的等离子体的足够的能量。第二预脉冲907和放大光束910在时间上通过第二延迟时间913分开，其中放大光束910在第二预脉冲907之后发生并且第二预脉冲907在第一预脉冲906之后发生。
图9A至图9C的示例将两个预脉冲施加至靶材料微滴以形成靶920。类似于图8A至图8B的示例，第一预脉冲906被朝向初始靶位置931引导并形成变成中间靶917的靶材料的几何分布。第一预脉冲906和初始靶918的相互作用使初始靶918扩张成中间靶917，其占据了比初始靶918更大的体积。第一预脉冲906还偏离初始靶918的质心919辐照初始靶918，并引起初始靶918开始倾斜。第二预脉冲907使中间靶917变换成靶920。
第二预脉冲907撞击在中间靶917上。中间靶917和第二预脉冲907之间的相互作用在放大光束910到达之前形成靶920。第二预脉冲907具有足以改变中间靶917的与辐射的吸收有关的性质的能量。换言之，用第二预脉冲907撞击中间靶917改变被更改的微滴的吸收诸如光等的辐射的能力。
在一个示例中，中间靶917是与初始靶918相比沿着入射的辐射的脉冲的传播方向较薄的熔融锡的盘。该中间靶917与初始靶918相比更容易破裂成靶材料的碎块，并且使中间靶917破碎可以需要较小量的能量。在该示例中，第二预脉冲907使中间靶917变换成靶材料的碎片的云，碎片一起或共同具有与初始靶918相比在即将到来的辐射的脉冲的路径中的靶材料的较大表面面积。较大表面面积提供更多靶材料用于与放大光束910相互作用并且可以导致靶材料的增加的离子化和因此的增加的EUV光生成。
在另一示例中，中间靶917再次是比靶材料微滴薄且宽的熔融锡的盘。在该示例中，第二预脉冲907辐照中间靶917并在接收第二辐射脉冲的中间靶的表面附近生成电子和离子(预等离子体)的云。预等离子体是用于增强入射光(诸如预脉冲907或放大光束910)的吸收的等离子体。虽然预等离子体可以在一些实例中发射小量的EUV光，但所发射的EUV光不是由整个靶920所发射的波长或量的。通过在中间靶917的表面处产生电子和离子的云，第二预脉冲907更改中间靶917的至少一部分的电子密度和/或离子密度。预等离子体被允许跨越延迟时间913扩张，并且扩张的预等离子体和块状靶材料形成靶920继续倾斜并且以相对于放大光束910的传播方向倾斜的状态漂移到靶位置930中。另外，预等离子体的密度分布可以在预脉冲907的传播方向上增加。因此，因为预等离子体在达到靶位置930之前继续倾斜，所以与靶920垂直于放大光束910的传播方向912的情况相比，放大光束910与预等离子体的相对低密度部分的更大部分相互作用。
因此，靶920可以是空间上靠近于块状靶材料的预等离子体。在一些实施中，靶920是靶材料的碎块或雾的体积。在另一些的实施中，靶920是靠近遍及半球状体积分布的靶材料的颗粒的集合形成的预等离子体。
第一预脉冲906可以是可作用于初始靶918上以形成靶920的任何类型的辐射。例如，第一预脉冲906可以是由激光器生成的脉冲光束。第一预脉冲906可以具有1μm至10.6μm的波长。第一预脉冲906的持续时间915可以是例如20纳秒(ns)至70ns、小于1ns、300皮秒(ps)、在100ps与300ps之间、在10ps与50ps之间或者在10ps与100ps之间。第一预脉冲906的能量可以是例如15毫焦耳(mJ)至60mJ之间。当预脉冲806具有1ns或更小的持续时间时，预脉冲806的能量可以例如是2mJ。
第二预脉冲907可以具有至少1ns的持续时间和1mJ至10mJ的能量。例如，第二预脉冲907可以具有10ns的持续时间和5mJ的能量。辐射的第二预脉冲907可以具有1μm至10.6μm的波长。例如，第二预脉冲907可以具有1.06μm的波长。与直接施加至初始靶918的第一预脉冲906相比，第二预脉冲907的能量可以较低和/或脉冲持续时间可以更长。延迟时间913可以是例如10ns至100ns或1ns至200ns。在其中第二预脉冲907形成预等离子体的实施例中，第二预脉冲907与放大光束910之间的延迟时间913可以是长到足以允许预等离子体扩张的时间。
在一些实施中，第一预脉冲906的脉冲持续时间915和第二预脉冲907的第二脉冲持续时间914是1ns或更大。使用大于1ns的两个预脉冲允许靶920使用在没有使用生成皮秒(ps)或更短的脉冲的激光器的情况下所生成的辐射的脉冲来产生。发射ns持续时间脉冲并具有相对高的重复率(50kHz至100kHz)的激光器可以比发射ps脉冲的那些更容易获得。用以生成预脉冲906和907的较高重复率ns脉冲发生激光器的使用允许了使用靶920的EUV光源具有较高的总体系统重复率。
如上面所讨论的，第一预脉冲906的在初始靶918上的撞击可以使初始靶918变形成类似于盘的形状，在其中初始靶918是熔融金属的微滴的实施例中，盘跨越延迟时间911扩张成熔融金属的盘状片。第二预脉冲907改变中间靶917的吸收特性以形成比初始靶918更容易吸收辐射的靶920。靶920具有限度922和大于并垂直于限度922的限度924。靶920相对于放大光束910的传播方向912倾斜，其中限度924沿着其延伸的方向与方向912形成角度。靶位置930可以与放大光束910的焦平面(未示出)重合或在其之外。
因此，并且再次参见图7的过程700，图9A至图9C公开了将靶提供至靶位置的示例。
虽然在图9A至图9C的示例中使用了两个预脉冲906和907，但附加的预脉冲可以被用于进一步调节初始靶918以形成靶920。
将靶提供至靶位置的另一示例被示出在图10中。在图8A至图8C和图9A至图9C的示例中，靶相对于放大光束的传播方向倾斜，并且靶可以与放大光束的焦平面部分重合或者靶可以在焦平面或焦深之外。在图10的示例中，靶1020被提供至靶位置1030。靶1020相对于放大光束810的传播方向不倾斜，并且靶1020在放大光束810的焦平面846之外。
波形802(图8A)可以被用于生成靶1020。预脉冲806撞击初始靶1018。预脉冲806用在初始靶1018的质心1019的两个侧边上相等的强度辐照初始靶1018。因此，预脉冲806不引起初始靶1018倾斜。然而，预脉冲806引起初始靶1018在空间上扩张成中间靶1052。在延迟时间811期间，中间靶1052继续扩张并漂移到靶位置1030中。因此，靶1020被提供至靶位置1030。
靶1020具有沿着方向1021的限度1022。方向1021平行于放大光束810的传播方向。靶1020还具有在方向1023上的限度1024。方向1023垂直于传播方向812。在示出的示例中，限度1024大于限度1022。靶1020的相对于放大光束810的这样的布置可以提高转换效率。增加的效率是归因于：靶1020的相对薄度，这可以造成放大光束810能够在达到“临界表面”之前辐照靶1020的在方向812上的更大部分；和在方向1023上的相对宽度，这可以造成靶1020占据放大光束810的宽度的大部分或所有。这样，靶1020的形状辅助了放大光束810中的能量的有效使用。
放大光束810被聚焦至焦平面846，并且靶1020在焦平面846的下游的一定距离1031处。距离1031可以例如小于瑞利长度，或者比瑞利长度大2至3倍。在一些实施中，距离1031可以是1mm。靶位置1030可以在焦平面846的上游。
放大光束810与靶1020相互作用并将靶1020的至少一部分转换成EUV光。
参见图11，示出了示例性光学成像系统1100的俯视图。光学成像系统1100包括将EUV光提供至光刻工具1170的LPP EUV光源1102。光源1102可以类似于图1的光源100，和/或包括图1的光源100的部件中的一些或所有。
系统1100包括诸如驱动激光器系统1105等的光源、光学元件1122、预脉冲源1143、聚焦组件1142和真空室1140。驱动激光器系统1105产生放大光束1110。放大光束1110具有足以将靶1120中的靶材料转换成发射EUV光的等离子体的能量。上面所讨论的靶中的任一个可以被用作靶1120。
预脉冲源1143发射辐射的脉冲1117。辐射的脉冲可以作为预脉冲806(图8A至图8C、图10)或作为预脉冲906和/或907(图9A至图9C)使用。预脉冲源1143可以是例如以50kHz重复率操作的Q开关Nd:YAG激光器，并且辐射的脉冲1117可以是来自具有1.06μm的波长的Nd:YAG激光器的脉冲。预脉冲源1143的重复率指示出预脉冲源1143多久产生辐射的脉冲。对于预脉冲源1143具有50kHz重复率的示例，每20微秒(μs)发射辐射的脉冲1117。
其他源可以被用作预脉冲源1143。例如，预脉冲源324可以是除Nd:YAG外的任何掺杂稀土的固态激光器，诸如掺杂铒的光纤(Er:玻璃)激光器。在另一示例中，预脉冲源可以是产生具有10.6μm的波长的脉冲的二氧化碳激光器。预脉冲源1143可以是产生具有用于上面所讨论的预脉冲的能量和波长的光脉冲的任何其他辐射或光源。
光学元件1122将放大光束1110和来自预脉冲源1143的辐射的脉冲1117引导至室1140。光学元件1122是可以将放大光束1110和辐射的脉冲1117沿着类似或相同路径引导的任何元件。在图11中示出的示例中，光学元件1122是接收放大光束1110并将其朝向室1140反射的二色分光镜。光学元件1122接收辐射的脉冲1117并将脉冲朝向室1140传送。二色分光镜具有反射放大光束1110的波长(多个)并传送辐射的脉冲1117的波长(多个)的涂层。二色分光镜可以由例如金刚石制成。
在其他实施中，光学元件1122是限定了孔径(未示出)的反射镜。在该实施中，放大光束1110被从反射镜表面反射并朝向室1140引导，并且辐射的脉冲穿过孔径并朝向室1140传播。
在另一些实施例中，楔状光学器件(例如，棱镜)可以被用于使主脉冲1110和预脉冲1117根据它们的波长分成不同的角度。楔状光学器件可以被另外用于光学元件1122，或者它可以被用作光学元件1122。楔状光学器件可以被定位在聚光组件1142的正上游(在“-z”方向上)。
另外，脉冲1117可以被以其他方式传递至室1140。例如，脉冲1117可以在不使用光学元件1122或其他引导元件的情况下行进通过聚焦组件1142和/或将脉冲1117传递至室1140的光纤。在这些实施中，纤维将辐射的脉冲1117通过形成在室1140的壁中的开口直接带到室1140的内部。
放大光束1110被从光学元件1122反射并传播通过聚焦组件1142。聚焦组件1142将放大光束1110聚焦在可以与或可以不与靶位置1130重合的焦平面处。辐射的脉冲1117穿过光学元件1122并且通过聚焦组件1142被引导至室1140。放大光束1110和辐射的脉冲1117被沿着“x”方向引导到室1140中的不同位置并且在不同时间到达室1140中。
在图11中示出的示例中，单个框表示预脉冲源1143。然而，预脉冲源1143可以是单个光源或多个光源。例如，两个单独的源可以被用于生成多个预脉冲(诸如图9A至图9C的预脉冲906和907)。两个单独的源可以是产生具有不同波长和能量的辐射的脉冲的不同类型的源。例如，预脉冲中的一个可以具有10.6μm的波长并且由CO2激光器生成，并且另一个预脉冲可以具有1.06μm的波长并且由掺杂稀土的固态激光器生成。
在一些实施中，预脉冲1117和放大光束1110可以通过相同的源生成。例如，辐射的预脉冲1117可以由驱动激光器系统1105生成。在该示例中，驱动激光器系统可以包括两个CO2种子激光器子系统和一个放大器。种子激光器子系统中的一个可以产生具有10.26μm的波长的放大光束，并且另一个种子激光器子系统可以产生具有10.59μm的波长的放大光束。这两个波长可以来自CO2激光器的不同线。在其他示例中，CO2激光器的其他线可以被用于生成两个放大光束。来自两个种子激光器子系统的两个放大光束在相同功率放大器链中被放大并接着被成角度地分散以达到室1140内的不同位置。具有10.26μm的波长的放大光束可以被用作预脉冲1117，并且具有10.59μm的波长的放大光束可以被用作放大光束1110。在诸如图9A至图9C的示例等的采用多个预脉冲的实施中，可以使用三个种子激光器，其中的一个被用于生成放大光束110、第一预脉冲和单独的第二预脉冲中的每一个。
放大光束1110和辐射的预脉冲1117可以全部在相同光学放大器中被放大。例如，三个或更多功率放大器可以被用于使放大光束1110和预脉冲1117放大。
参见图12，在一些实施中，极紫外光系统100是包括诸如真空室1200、一个或多个控制器1280、一个或多个致动系统1281和引导激光器1282等的其他部件的系统的一部分。
真空室1200可以是单个整体结构或者它可以设立有容纳特定部件的子室。真空室1200至少是部分刚性的外壳，空气和其他气体通过真空泵被从外壳中去除，从而造成室1200内的低压力环境。室1200的壁可以由适合真空使用(可以承受较低压力)的任何合适的金属或合金制成。
靶材料传递系统115将靶材料120传递至靶位置130。在靶位置的靶材料120可以呈液体微滴、液体流、固体颗粒或簇、被包含在液体微滴内的固体颗粒或被包含在液体流内的固体颗粒的形式。靶材料120可以包括例如水、锡、锂、氙或者当被转换成等离子体状态时具有在EUV范围内的发射线的任何材料。例如，元素锡可以作为纯锡(Sn)、作为锡化合物(例如SnBr4、SnBr2、SnH4)、作为锡合金(例如锡-镓合金、锡-铟合金、锡-铟-镓合金或这些合金的任何组合)被使用。靶材料120可以包括涂覆有以上元素中的一种(诸如锡)的导线。如果靶材料120处于固态，则它可以具有诸如环、球或立方体等的任何合适的形状。靶材料120可以通过靶材料传递系统115被传递到室1200的内部并且至靶位置130。靶位置130也可以被称作辐照部位，其为靶材料120与放大光束110在光学上相互作用以产生等离子体所在的地方。
驱动激光器系统105可以包括用于提供一个或多个主脉冲并且在一些情况中提供一个或多个预脉冲的一个或多个光学放大器、激光器和/或灯。各光学放大器包括能够以高增益将期望的波长在光学上放大的增益介质、激发源和内部光学器件。光学放大器可以具有或可以不具有激光反射镜或形成激光腔的其他反馈器件。因此，即使如果没有激光腔，驱动激光器系统105也归因于激光放大器的增益介质中的粒子数反转而产生放大光束110。此外，如果存在有用以提供足够的反馈至驱动激光器系统105的激光腔，则驱动激光器系统105可以产生作为相干激光束的放大光束110。术语“放大光束”涵盖以下中的一个或多个：仅仅被放大但不一定是相干激光振荡的来自驱动激光器系统105的光，和被放大并且也是相干激光振荡的来自驱动激光器系统105的光。
驱动激光器系统105中的光学放大器可以包括包含CO2的填充气体作为增益介质，并且可以以大于或等于1000的增益将处于大约9100nm与大约11000nm之间的并且特别是处于大约10600nm的波长的光进行放大。用于在驱动激光器系统105中使用的合适的放大器和激光器可以包括脉冲的激光器装置，例如，例如用DC或RF激发产生处于大约9300nm或大约10600nm的辐射、以相对高的功率(例如10kW或更高)和高脉冲重复率(例如50kHz或更大)进行操作的脉冲的气体放电CO2激光器装置。驱动激光器系统105中的光学放大器也可以包括可以在以较高功率操作驱动激光器系统105时使用的诸如水等的冷却系统。
光收集器155可以是具有孔径1240以允许放大光束110穿过并达到聚焦区域145的收集器反射镜1255。收集器反射镜1255可以是例如具有在靶位置130或聚焦区域145处的第一焦点和在EUV光160可以被从极紫外光系统中输出并可以被输入到光学设备165所在的中间位置1261(也称为中间焦点)处的第二焦点的椭圆面反射镜。
一个或多个控制器1280被连接至诸如例如微滴位置检测反馈系统、激光器控制系统和光束控制系统等的一个或多个致动系统或诊断系统，和一个或多个靶或微滴成像器。靶成像器提供指示出微滴的例如相对于靶位置130的位置的输出并将该输出提供至微滴位置检测反馈系统，微滴位置检测反馈系统可以例如计算出微滴位置和轨迹，从微滴位置和轨迹可以或者在逐滴的基础上或者平均地计算出微滴位置误差。微滴位置检测反馈系统由此将微滴位置误差作为输入提供至控制器1280。控制器1280可以因此将激光器位置、方向和定时校正信号提供至例如可以例如被用于控制激光器定时电路的激光器控制系统和/或至光束控制系统以控制放大光束位置和光束输送系统的成形以改变光束焦斑在室1200内的位置和/或焦度。
靶材料传递系统115包括靶材料传递控制系统，其可响应于来自控制器1280的信号操作，例如以修改由内部传递机构释放的微滴的释放点以校正在微滴到达期望靶位置130中的误差。
另外，极紫外光系统可以包括光源检测器，其测量一个或多个EUV光参数，包括但不限于脉冲能量、作为波长的函数的能量分布、特定波长频带内的能量、特定波长频带外的能量、以及EUV密度的角分布和/或平均功率。光源检测器生成用于由控制器1280使用的反馈信号。反馈信号可以例如指示出在诸如激光脉冲的定时和焦点等的参数上的误差，以在用于有效且高效的EUV光产生的正确的地方和时间恰当地拦截微滴。
在一些实施中，驱动激光器系统105具有主控振荡器/功率放大器(MOPA)配置，其有着多级放大并且具有由以低能量和高重复率、例如能够100kHz操作的Q开关主控振荡器(MO)引发的种子脉冲。从MO出来，激光脉冲可以例如用RF泵浦快速轴流CO2放大器被放大以产生沿着光束路径行进的放大光束110。
虽然可以使用三个光学放大器，但少到一个放大器是可以的并且可以在该实施中使用超过三个的放大器。在一些实施中，CO2放大器中的每一个可以是具有通过内部反射镜被折叠的10米放大器长度的RF泵浦轴流CO2激光器立方体。
在辐照部位，由聚焦组件142适当地聚焦的放大光束110可以被用于产生具有取决于靶材料120的组成的某些特性的等离子体。这些特性可以包括由等离子体产生的EUV光160的波长和从等离子体释放的碎屑的类型和量。放大光束110使靶材料120蒸发，并且将蒸发的靶材料加热至电子摆脱(等离子体状态)时的临界温度，留下了离子，其被进一步加热直到它们开始发射具有在极紫外范围内的波长的光子。
其他实施在以下权利要求的范围内。
例如，虽然图8A至图8C和图9A至图9C的示例示出使用预脉冲来引发初始靶的倾斜，但倾斜的靶可以用不采用预脉冲的其他技术被传递至靶位置830、930。例如，如图13中所示，包括当转换成等离子体时发射EUV光的靶材料的盘状靶1320被预先形成并通过用造成盘状靶1320以相对于在靶位置1330中接收的放大光束1310倾斜的状态移动通过靶位置1310的力释放盘状靶1320而被提供至靶位置1330。
虽然作为图4A至图4D中的隔离件409示出并讨论了几何型隔离件(针孔)，但在一些实施中，隔离件409可以是基于偏振、波长和/或强度阻挡或衰减光的滤波器。例如，隔离件409可以是四分之一波片或饱和吸收器。与诸如针孔等的几何隔离件不一样，基于偏振、波长和/或强度的隔离件的性能不直接取决于达到隔离件的光传播所处的角度。然而，调整靶220的远离焦平面的位置和/或相对于放大光束的传播方向倾斜也可以提高这些隔离件的性能。例如，这些隔离件一般是热敏感的，并且它们的性能可以通过减少入射在这些隔离件上的反射光的量而被提高。

Claims (26)

1.一种减少极紫外(EUV)光系统中的背向反射的方法，所述方法包括：
提供靶材料，所述靶材料包括当被转换成等离子体时发射极紫外光的材料并且使沿着传播方向传播的光在第一方向上反射；
修改所述靶材料的几何分布以形成经修改的靶，所述经修改的靶包括使沿着所述传播方向传播的光在不同于所述第一方向的第二方向上反射的光学反射表面；和
将来自光源的放大光束沿着所述传播方向朝向所述经修改的靶的所述反射表面引导，所述放大光束将所述经修改的靶的至少一部分转换成发射EUV光的等离子体并产生所述放大光束的在所述第二方向上行进的反射，以由此将所述反射引导远离所述光源，其中引导所述放大光束包括将所述放大光束聚焦在焦平面处，并且其中所述经修改的靶在所述焦平面之外。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述放大光束聚焦在焦平面处包括在区域中形成所述放大光束的束腰，并且所述经修改的靶在所述区域之外。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
提供靶材料包括使第一辐射束与初始靶材料相互作用以形成所述靶材料，所述靶材料占据在第一维度上大于由所述初始靶材料占据的体积并且在第二维度上较小的体积；和
修改所述靶材料的几何分布包括允许延迟时间在使所述第一辐射束与所述靶材料相互作用之后消逝，所述经修改的靶在所述延迟时间期间移动至靶位置并相对于所述传播方向倾斜。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
修改所述靶材料的几何分布包括将第一辐射束沿着与所述放大光束的所述传播方向不同的第一传播方向朝向所述靶材料引导，相互作用引起所述靶材料在正交于所述第一传播方向的方向上扩张并引起所述靶材料相对于所述放大光束的所述传播方向倾斜。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述经修改的靶包括具有基本平面表面的熔融金属的盘状体积。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述基本平面表面与所述传播方向形成0度与90度之间的角度。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述基本平面表面与所述传播方向形成35度与45度之间的角度。
8.根据权利要求1所述的方法，其中修改所述靶材料的所述几何分布包括使所述靶材料与第一辐射束相互作用以形成所述经修改的靶，所述第一辐射束与所述放大光束分离。
9.一种生成极紫外(EUV)光的方法，所述方法包括：
在靶位置处提供靶材料，所述靶材料包括当被转换成等离子体时发射极紫外光的材料，并且所述靶材料沿着第一方向在第一限度内延伸并且沿着第二方向在第二限度内延伸；
将放大光束沿着传播方向朝向所述靶位置引导；
使所述放大光束聚焦在焦平面中，所述放大光束在沿着所述传播方向并与所述焦平面重叠的位置处在焦点中并且所述放大光束在沿着所述传播方向并在所述焦平面之外的位置处在焦点外；和
在所述靶材料在所述焦平面之外并且处于所述放大光束在焦点外的位置时，使所述放大光束与所述靶材料相互作用，所述放大光束与所述靶材料之间的所述相互作用将所述靶材料的至少一部分转换成发射EUV光的等离子体，其中所述靶材料在所述相互作用发生时包括使沿着所述传播方向传播的光在不同于所述传播方向的方向上反射的光学反射表面。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述靶材料的所述第二限度大于所述靶材料的所述第一限度，并且所述第二方向和所述传播方向形成非零角度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二方向在所述传播方向与垂直于所述传播方向的方向之间。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二方向相对于所述传播方向形成25度与45度之间的角度。
13.根据权利要求9所述的方法，其中在所述靶位置处提供所述靶材料包括：
在初始位置处提供初始靶材料；和
允许时间消逝，所述初始靶材料在所述时间期间从所述初始位置行进至所述靶位置。
14.根据权利要求9所述的方法，其中在所述靶位置处提供所述靶材料包括：
在初始位置处提供初始靶材料，所述初始靶材料包括中心区域和相对于所述中心区域的至少两个侧边；和
将第一辐射束朝向所述初始靶材料的一部分引导，所述一部分位于所述初始靶材料的仅一个侧边上。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括通过允许时间在所述第一辐射束与所述初始靶材料之间的相互作用之后消逝而修改所述靶材料，其中，
在所消逝的时间期间，所述初始靶材料的尺寸在至少一个维度上增加并且在至少一个维度上减小，并且所述初始靶材料相对于所述第一辐射束的传播方向倾斜。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述初始靶材料的所述侧边包括所述初始靶材料的外边缘。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述初始靶材料的所述一个侧边是所述初始靶材料的包括所述初始靶材料的所述中心区域的部分。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述初始靶材料包括靶材料微滴。
19.根据权利要求14所述的方法，其中提供所述靶材料进一步包括：
在所述第一辐射束之后并且在所述靶材料被提供在所述靶位置处之前，将第二辐射束朝向所述靶材料引导。
20.根据权利要求14所述的方法，其中所述靶材料包括靶材料的连续区段。
21.根据权利要求9所述的方法，其中整个靶材料是在所述焦平面之外。
22.一种极紫外(EUV)光源，包括：
真空室，其包括接收第一辐射束的初始靶位置和接收放大光束的靶位置；
靶材料传递系统，被配置成将靶材料提供至所述初始靶位置，所述靶材料包括当被转换成等离子体时发射EUV光的材料；
源，被配置成产生第一辐射束和放大光束，所述放大光束包括足以将所述靶材料的至少一部分转换成发射EUV光的等离子体的能量；和
光学转向系统，被配置成将所述放大光束朝向所述靶位置引导并且使所述放大光束聚焦在焦平面处，其中
所述第一辐射束具有足以引起所述靶材料的几何分布上的改变以形成经修改的靶的能量，所述经修改的靶包括使沿着所述放大光束的传播方向传播的光在不同于所述放大光束的所述传播方向的方向上反射的光学反射表面，
所述靶位置接收所述经修改的靶，和
所述靶位置在所述焦平面之外。
23.根据权利要求22所述的EUV光源，其中所述第一辐射束是脉冲激光束的至少一个脉冲，并且所述源包括产生所述脉冲激光束的第一激光源和产生所述放大光束的与所述第一激光源分离的第二源。
24.根据权利要求22所述的EUV光源，其中所述源包括种子激光器。
25.根据权利要求24所述的EUV光源，进一步包括：
至少一个光学放大器；和
在所述光学放大器与所述种子激光器之间的隔离件，其中所述至少一个光学放大器和所述隔离件在所述放大光束传播所沿着的光束路径上。
26.根据权利要求25所述的EUV光源，其中第一辐射束在所述光束路径上传播。
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