CN107710031A - 用于极紫外源的可变半径反射镜二向色分束器模块 - Google Patents
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Abstract
一种激光产生等离子体极紫外激光源，包括至少一个可变半径反射镜。至少一个可变半径反射镜用于调整主脉冲的在与预脉冲焦面相距指定距离处的光束直径，其中预脉冲将微滴辐射成靶微滴并且主脉冲将靶微滴辐射成等离子体状态以生成极紫外辐射。
Description
本申请根据35 USC 119(e)要求2014年12月16日在美国专利局提交的美国申请号为62/092,493、题为“Variable Radius Mirror Dichroic Beam Splitter Module forExtreme Ultraviolet Source(用于极紫外源的可变半径反射镜二向色分束器模块)”的共同拥有的临时专利申请的优先权，并且该申请通过引用并入本文。
技术领域
所公开的实施例涉及光学系统和激光源，并且特别地涉及调整激光源的光学器件。
背景技术
开发用于半导体光刻的EUV(极紫外)辐射的高效且可靠的源是活跃的研究领域。在一个途径中，诸如CO2激光器等的激光源辐照锡(Sn)微滴，使得各微滴被加热成等离子体状态。由锡等离子体生成的辐射包括处于约13.5nm的波长的辐射。处于其他波长的辐射可以被过滤掉，由此提供EUV源，使得各种光刻步骤可以在13.5nm波长处执行。这样的源被称为LPP(激光产生等离子体)EUV辐射源。
图1是图示出LPP EUV辐射源100的部件中的一些的简化图。微滴发生器102提供由辐射的预脉冲辐照的熔融锡的液滴，用预脉冲106内的锡微滴104图形地指示。需理解的是，实施例不限于锡作为被辐照的材料。预脉冲106使锡微滴成形并膨胀成靶，使得靶可以更好地吸收辐射的主脉冲的能量，其中主脉冲将锡加热至等离子体状态，或者如果预脉冲106足以将锡的一些或所有加热成等离子体状态则进一步使锡转换成等离子体状态。
例如，在通过预脉冲106成形之后的锡微滴104用锡靶108表示，示出为相对于参考坐标系110的z轴倾斜的扁平盘。锡靶108在主脉冲112内被示出，以图形地表示锡靶108的辐照。收集器114将由锡等离子体生成的EUV辐射聚焦到一些中间焦点，在这些中间焦点处EUV辐射被提供给光刻工具(未示出)。
在图1的特定示例中，预脉冲106由称为预脉冲激光器116的激光振荡器生成。预脉冲激光器116的输出通过一个或多个反射镜120和一个或多个二向色分裂器122被提供给一个或多个功率放大器118。预脉冲112由称为主脉冲激光器124的激光振荡器生成。主脉冲激光器124的输出也被提供给一个或多个功率放大器118。
在图1的特定示例中，预脉冲激光器116的波长与主脉冲激光器124的波长不同，其中一个或多个二向色分裂器122允许将预脉冲激光器116和主脉冲激光器124的输出恰当输送到一个或多个功率放大器118。预脉冲106和主脉冲112通过收集器114中的开口被分别引导至锡微滴104和锡靶108。锡靶108相对于z轴的倾斜有助于减轻主脉冲112反射离开锡靶108和通过收集器114的开口回到一个或多个功率放大器118。功率放大器118的输出的一部分被反射离开分裂器115并且到功率计117，使得可以测量功率放大器118的输出。
为了减轻对由锡等离子体生成的EUV辐射的吸收，锡微滴的辐照发生在被保持处于低压力的室119中，其中低压力可以称为真空。于是，诸如最终聚焦模块121等的用于将预脉冲106和主脉冲112提供给锡的一些模块在真空内使用，并因此被示出在室119内。其他模块可以在普通大气压力下使用。室119中的窗口123用作室119与处于普通大气压力的其他模块之间的光学接口，使得提供给最终聚焦模块121的预脉冲106和主脉冲112可以由在普通大气压力下操作的模块生成。
为了便于说明，在室119外的用于使预脉冲106和主脉冲112聚焦和转向的模块被一起合并为光束转向与聚焦模块126。可以使用一个或多个激光振荡器的其他结构和布置将预脉冲106和主脉冲112提供给锡。例如，可以在预脉冲106和主脉冲112的生成中使用单个种子激光器并未图示出对于EUV辐射的生成重要的所有部件。例如，图1中未示出的是从室119排出气体的泵、用于激光振荡器的控制单元和用于减轻来自被辐照的锡的碎屑的影响的模块。
光束转向与聚焦模块126包括通过箭头129以扩展形式示出的二向色分裂器模块128。标记“MP”指代主脉冲并且标记“PP”指代预脉冲。两个二向色分裂器130和132允许预脉冲106通过二向色分裂器模块128朝向微滴104。二向色分裂器130、反射镜134、反射镜136和二向色分裂器132的组合将主脉冲112朝向锡靶108反射。反射镜136相对于二向色分裂器132的相对定向使主脉冲112在与预脉冲106的方向不同的方向上转向。反射镜134和136中的一个或两者可以是弯曲的，使得主脉冲112的聚焦在与预脉冲106的焦平面不同的焦面中，以考虑锡靶108相对于锡微滴104的位移。
光束转向与聚焦模块126包括最终聚焦量测模块131。预脉冲106和主脉冲112的少量部分被反射离开窗口123并且通过反射镜133被引导至最终聚焦量测模块131，使得可以执行预脉冲106和主脉冲112的各种量测和诊断功能。包括在最终聚焦量测模块131中的是波前传感器135以测量主脉冲112的波前中的各个点处的强度和相位。光束转向与聚焦模块126可以包括其他光学器件，但是为了简单起见，仅图示出二向色分裂器模块128、最终聚焦量测模块131和反射镜133。
图2详细叙述图1的锡微滴104和锡靶108的图。可能期望辐照锡微滴104和锡靶108，使得高效利用辐照功率，并且使得所得到的等离子体的温度接近某个指定最佳温度，以便维持期望的转换效率。转换效率可以被限定为由锡等离子体生成的EUV辐射能量与生成主脉冲112所需的能量的比率。
可预见的是，为了使转换效率维持处于某个指定水平，主脉冲112应该以某个指定恒定(或者几乎恒定)辐照度辐照锡靶108。结果，可预见的是，在锡微滴108的位置处的主脉冲112的光束直径应该与锡微滴108呈现给主脉冲112的表面区域相当，其中辐照度处于某个指定水平。(在某个位置处的光束直径也可以称为在该位置处的焦散的直径或者简称为焦散。)于是，可以被视作与预脉冲106的束腰交叉的平面的预脉冲焦面202可能与锡微滴104被辐照所在的位置不一致。类似地，可以被视作与主脉冲112的束腰交叉的平面的主脉冲焦面204可能与锡靶108被辐照所在的位置不一致。
如图2中图示出的，从锡微滴104被辐照的地方到锡靶108被辐照的地方存在有沿着x轴线的位移Δx。位移Δx可以随时间而变化，并且可以取决于锡微滴104的大小及其沿着x轴的下降的速度。锡微滴104可以由从微滴发生器102发射的多个较小微滴形成，其中这些较小微滴中的一个或多个结合成锡微滴104。从锡微滴104被辐照的地方到锡靶108被辐照的地方也存在有沿着z轴线的位移Δz。位移Δz部分归因于辐照和加热锡微滴104，并且可以取决于锡微滴104的大小及其下降的速度，位移Δz可以随时间而变化。
图2是理想化的，其中光束被图示为具有与锡微滴104和锡靶108的大小完美匹配的有限轮廓。在实践中，光束具有辐照度的大部分被锡微滴104或锡靶108拦截的轮廓。
由通过辐照锡靶108形成的锡等离子体产生的EUV辐射功率可以取决于许多变量，其中的一些可以包括锡微滴104和锡靶108的大小以及锡微滴生成的速率。于是，位移Δx和Δz可以取决于LPP EUV辐射源100的功率操作节点，使得预脉冲焦面202和主脉冲焦面204的位置可能需要取决于功率操作节点而调整。然而，调整光学器件以重新定位焦面对于目前可用的LPP EUV源可能是昂贵且耗时的。
附图说明
在附图的多个图中通过示例而非限制的方式图示出本发明，并且附图中类似的附图标记指代相似的元件，且其中：
图1图示出极紫外辐射源的各种部件。
图2更详细地图示出图1的极紫外辐射源的一部分。
图3图示出根据实施例的光束转向与聚焦模块。
图4图示出用于设置根据实施例的可变半径反射镜的流程图。
图5图示出针对某个指定光学模型和VRM的校准曲线和表格。
图6图示出微调可变半径反射镜的曲率半径。
图7图示出用于设置根据实施例的两个可变半径反射镜的流程图。
图8图示出针对某个指定光学模型和两个VRM的表格和一族校准曲线。
图9A示出针对410微米的分离距离的到CO2驱动激光器的前向功率、被拒绝的(或反射的)功率以及所产生的UV生成的示例图表。
图9B示出针对495微米的分离距离的到CO2驱动激光器的前向功率、被拒绝的(或反射的)功率以及所产生的UV生成的示例图表。
图10A和图10B是示出根据本发明的实施例的用于确定用于EUV生成的最佳靶大小的过程。
发明内容
在一个或多个实施例中，本发明涉及一种极紫外辐射源，包括：微滴发生器，用于提供微滴；至少一个激光源，至少一个激光源用于提供预脉冲以辐照微滴以便提供靶微滴，预脉冲具有预脉冲焦面，并且至少一个激光源用于提供主脉冲以将靶微滴辐照成等离子体状态，主脉冲具有主脉冲焦面；二向色分裂器模块，用于使预脉冲和主脉冲聚焦，二向色分裂器模块包括至少一个可变半径反射镜；以及控制器，被耦合至至少一个可变半径反射镜，以调整至少一个可变半径反射镜的曲率半径，从而调整预脉冲的焦面与主脉冲的焦面之间的距离。
在另一实施例中，本发明涉及一种用于将激光束提供给EUV光生成室的方法，包括：使预脉冲朝向室传播通过二向色分裂器模块，预脉冲具有在室内的焦面，二向色分裂器模块包括第一二向色分裂器、第二二向色分裂器和具有曲率半径的可变半径反射镜；使主脉冲朝向室传播通过二向色分裂器模块，使主脉冲传播通过二向色分裂器模块包括用可变半径反射镜使主脉冲反射和用第二二向色分裂器使主脉冲朝向室反射，主脉冲具有在与预脉冲焦面相距指定距离处的光束直径；测量主脉冲以对于指示可变半径反射镜的曲率半径的一组值提供指示在指定距离处的光束直径的一组值；以及在存储器中存储指示了指示光束直径的一组值和指示可变半径反射镜的曲率半径的一组值的数据结构，数据结构提供指示光束直径的一组值到指示可变半径反射镜的曲率半径的一组值的一对一映射。
在又一实施例中，本发明涉及一种用于将激光束提供给EUV光生成室的方法，包括：使预脉冲朝向室传播通过二向色分裂器模块，预脉冲具有在室内的焦面，二向色分裂器模块包括第一二向色分裂器、第二二向色分裂器、具有第一曲率半径的第一可变半径反射镜和具有第二曲率半径的第二可变半径反射镜；使主脉冲朝向室传播通过二向色分裂器模块，使主脉冲传播通过二向色分裂器模块包括用第一二向色分裂器使主脉冲反射、用第一可变半径反射镜和第二可变半径反射镜使主脉冲反射以及用第二二向色分裂器使主脉冲朝向室反射，主脉冲具有在与预脉冲焦面相距指定距离处的光束直径；测量主脉冲以对于指示第一可变半径反射镜的第一曲率半径的一族成组的值提供指示在指定距离处的光束直径的一族成组的值，指示光束直径的每组值和指示第一曲率半径的每组值通过指示第二可变半径反射镜的第二曲率半径的一组值来索引；以及在存储器中存储指示了指示光束直径的一族成组的值和指示第一可变半径反射镜的第一曲率半径的一族成组的值的数据结构。
具体实施方式
现在将参照如附图中所图示的其几个实施例详细地描述本发明。在以下描述中，陈述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践。在其他实例中，未详细描述公知的过程步骤和/或结构以免不必要地使本发明模糊不清。
在下面的描述中，术语“一些实施例”的范围不是如此地受限以致意味着超过一个的实施例，而是，范围可以包括一个实施例、超过一个的实施例或者也许所有实施例。
可能期望在若干功率节点处(诸如例如在80W、125W和350W功率节点处)操作LPPEUV辐射源，其中转换效率在各功率节点处被维持处于指定值或接近指定值。在特定功率节点处操作可以通过在使锡靶108的辐照度维持处于某个指定值的同时恰当地调整锡靶108的大小(其取决于锡微滴104的大小)和恰当地调整主脉冲112的功率和脉冲形状来实现。然而，如相对于图2所讨论的，锡靶108的相对位置取决于其大小和操作功率节点。
此外，在一些应用中有时可能期望随着减小的主脉冲在减小的功率节点处操作LPP EUV辐射源。例如，可能存在有LPP EUV辐射源经历自发激光、展现出有关用于CO2主脉冲激光器的射频生成的问题或者展现出在冷却效率上的降低的时间段。对于一些实施例，期望LPP EUV辐射源满足一定的峰值和平均值主脉冲辐照度要求。为了降低不稳定性，还期望减轻主脉冲112离开锡靶108并且回到一个或多个功率放大器118内的反射。
鉴于上述问题，期望实施例以经济且鲁棒性的高效方式调整主脉冲焦面204和主脉冲112的光束直径(或焦散)。
图3图示出根据实施例的二向色分裂器模块302。和以前一样，二向色分裂器130和132允许主脉冲与预脉冲的分离，但是反射镜304和306中的一个或两者是可变半径反射镜。在图3的特定实施例中，反射镜304和306中的每一个被图示为可变半径反射镜(VRM)。对于其他实施例，反射镜304和306中的仅一个可以是VRM。例如，在实施例中，反射镜306可以是VRM并且反射镜304可以是固定的反射镜。实施例不限于特定类型的VRM，但是作为示例，VRM可从总部设在宾夕法尼亚州萨克森堡市的II-VI股份有限公司的II-VI红外部门获得。
在图3的实施例中，致动器308通过施加压力调整反射镜304的曲率半径。致动器308可以包括用于准许诸如水等的流体进入的通道，其中水压力确定用于反射镜304的曲率半径。类似的说明适用于反射镜306及其对应的致动器310。致动器308和310由控制器312控制。可以包括传感器(未示出)以与反射镜304和反射镜306一起向控制器312提供反馈。控制器312可以包括在软件程序的控制下的计算机。
使反射镜304和306中的一个或两者的曲率半径变化提供了以高效且成本效益的方式使预脉冲焦面202和主脉冲焦面204中的一个或两者的位置变化。如先前所讨论的，使光束聚焦的位置变化在提高转换效率稳定性和实施各种功率节点上是实用的。此外，使预脉冲焦面202和主脉冲焦面204的轴向分离变化可以帮助减轻激光辐射被反射离开锡靶108和回到一个或多个功率放大器118中，由此有助于提高EUV稳定性。
图4图示出用于设置VRM的曲率半径(为了简单起见可以在图4中将其简称为“VRM的半径”)的流程图。首先，步骤402、404和406如下地使用以生成校准表格(或曲线)，其中校准表格提供VRM的半径与在某个指定标称辐照位置处的主脉冲的光束直径(焦散)之间的关系。在步骤402中，将可以是反射镜304或者是反射镜306的VRM的曲率半径设置为某个标称值。在步骤404中，在没有辐照锡微滴的情况下操作图4中称为驱动激光器的主脉冲激光器124。例如，可以在步骤404期间关闭微滴发生器102，或者可以将锡微滴充分远离标称辐照位置引导。在步骤406中，使用波前传感器135连同用于最终聚焦模块121的适当的光学模块来获得在相对于预脉冲焦面202的某个指定辐照位置处的主脉冲112光束直径。例如，该位置可以被指定为与预脉冲焦面202相距150微米的距离。
在步骤408中利用VRM的半径的不同值执行步骤402、404和406多次以生成校准表格。一旦生成了校准表格，就在VRM的半径的值与主脉冲112的在与预脉冲焦面202相距某个指定距离处的所得到的光束直径之间获得映射。如果LPP EUV辐射源100将操作于某个期望的功率节点处，那么与期望的功率节点相关联的主脉冲的光束直径与校准表格一起使用以提供VRM的半径的初始值。
计算与期望的功率节点相关联的主脉冲光束截面直径可以通过在没有辐照锡的情况下操作LPP EUV辐射源100并通过使用功率计117测量功率放大器118的输出的峰值功率来执行。在知道主脉冲激光器124的占空比和主脉冲112的脉冲持续时间的情况下，可以基于与期望的功率节点相关联的某个已知辐照度来计算光束直径。例如，如果通过实验知道I0GW/cm2的辐照度提供某一期望的功率节点，那么期望的截面直径可以被视作截面面积等于峰值功率除以I0GW/cm2的那个直径。该计算可以在LPP EUV辐射源100的现场操作之前执行。特别地，可以针对各种功率节点执行多个计算，其中计算结果被存储在查找表格中以提供针对各个功率节点的期望的光束直径。
一旦校准表格可用，就可以在步骤410中针对期望的功率节点获得VRM的半径的初始值。为了微调该初始值，在步骤412中在没有辐照锡的情况下操作LPP EUV辐射源100，并且测量主脉冲的直径。基于测得的直径和期望的直径，在步骤414中调整VRM的半径。
更具体而言，校准表格曲线提供根据指示VRM中的一个或两者的曲率半径的变量变化的在主脉冲112的在与预脉冲焦面202相距某个指定距离(例如，150微米)处的截面直径。该变量可以是表示施加至VRM以设置其曲率半径的压力的归一化压力。作为另一示例，变量可以是由控制器312提供给致动器308的电压。或者，变量可以是存储在控制器312内的寄存器中的某个无量纲数，其中存在有寄存器值到VRM中的一个的曲率半径的一对一映射。
图5图示出对于某个指定光学模式和VRM的理想化数据结构或校准曲线500，其中水压力被施加至VRM以设置其曲率半径。图5中的x轴是归一化压力并且图5中的y轴提供主脉冲光束截面直径。例如，如果对于某个功率节点主脉冲光束112的期望的直径是300微米，那么由x坐标501指示的值提供期望的归一化压力。校准曲线500可以用数据结构表示，诸如例如将一组归一化压力值(或指示压力值的某个变量)与在与预脉冲焦面202相距某个指定距离处的光束直径(或指示光束直径的某个变量)映射的查找表格。
光束的期望的直径是根据期望的功率节点变化的。表格(或其他数据结构)可以存储辐射度到期望的主脉冲光束直径的映射。例如，对于I0GW/cm2的辐射度的表格502中的条目指示了主脉冲光束的直径的300微米的大小。在实践中表格502和校准曲线500可以组合成一个表格(或其他数据结构)，以提供辐照度(或功率节点)到指示了VRM的曲率的某个变量的映射。
以与VRM相关联的曲率半径或压力的各种值执行步骤402至422实质上造成校准曲线500和表格502。一旦对于主脉冲截面直径的某个期望的值通过校准曲线500直接或间接提供了曲率半径以获得期望的功率节点，就可以如图4的步骤424中所指示的那样微调曲率半径。图6的流程图图示出用于微调VRM的曲率半径的图4的步骤424。在图6的示例中，感兴趣的变量是与VRM相关联的归一化压力，但是如上面所讨论的，该变量可以代替地是由控制器312提供的信号或无纲量变量，其中存在有在这样的信号或无纲量变量与曲率半径之间的一对一映射。
参见图6，步骤602指示从某个期望的主脉冲截面直径D获得初始归一化压力P。例如，对于某个期望的功率节点，可以访问表格502和校准曲线500以获得归一化压力的初始值。使用该归一化压力设置VRM的曲率半径，在没有辐照靶微滴的情况下操作LPP EUV辐射源100，并且与适当的光学模型结合地使用波前传感器135以获得主脉冲的测得直径。该动作用步骤604表示，其中M{P}表示利用归一化压力P的上述测量，并且DM表示测得的直径。
步骤606提供校正值Δ，其中函数f表示从光束直径值上的差D-DM到校正Δ的映射。例如，映射可以是简单的乘法，其中校正Δ与差D-DM乘以归一化压力对于光束直径(在期望的光束直径D处估计的)的导数成比例，其中比例常数可以选取成小于一以避免过冲校正。也就是，导数可以从校准曲线500估计出。
在步骤608中，执行微调，其中校正Δ被添加至归一化压力的当前值，以提供归一化压力的新值。接着可以利用归一化压力的新值如用箭头610指示地重复图6中的步骤。
对于一些实施例，反射镜304和306两者可以是VRM。对于这样的实施例，可以修改图4中呈现的流程图以提供一族校准曲线或表格，其中族中的各曲线或表格根据施加至反射镜304和306中的一个的压力(或指示曲率半径的其他变量)来索引。
例如，图7提供了根据实施例的流程图。在步骤702中，为反射镜304和306中的一个(称为VRM1)设置第一曲率半径r1，并且为反射镜304和306中的另一个(称为VRM2)设置第二曲率半径r2。图7中的步骤404和406与图4中相同。步骤704类似于步骤408，除了在生成校准曲线或表格时使曲率半径中的一个(比方说r2)保持固定而使曲率半径中的另一个(比方说r2)变化。这造成通过r2索引的校准曲线或表格。例如，所得到的数据结构可以被指示为表格(r2)。在步骤706中使曲率半径r2变化并且再次执行步骤404、406和704(但是对于曲率半径r2的新值)。重复该循环生成了一族表格，其中每个表格根据r2索引。也就是，对于各个r2生成表示一族表格的表(r2)的数据结构。
图8呈现用于对于某个指定光学模型和两个VRM的一族四个校准曲线801、802、803和804的数据结构800，其中水压力被施加至VRM以设置其曲率半径。图8中的x轴是施加至在图7中称为VRM1的反射镜304和306中的一个的归一化压力。图8中的y轴提供主脉冲光束截面直径。类似于图5，如果对于某个功率节点主脉冲光束112的期望直径是300微米，那么用x坐标801x、802x、803x和804x指示的一组值提供了一组归一化压力。从该组归一化压力中，为图7中称为VRM2的反射镜304和306中的第二个选取压力。所选取的压力的特定值可以取决于对于所公开的实施例不重要的因素和考虑。例如，可以选取这一组压力中的压力的最小值。或者，可以选取压力以使施加至VRM的压力上的差的绝对值最小化。
这一族校准曲线800和选取这一组压力之中的压力的方式可以通单个数据结构表示，诸如例如将一组归一化压力值(或指示压力值的某个变量)与在与预脉冲焦面202相距某个指定距离处的光束直径映射的查找表格。如参照图5所讨论的，光束的期望直径根据期望的功率节点变化。表格(或其他数据结构)可以存储辐照度的到期望的主脉冲光束直径的映射。例如，用于I0GW/cm2的辐照度的表格806中的条目指示了主脉冲光束的直径的300微米的大小。在实践中表格806和这一族校准曲线800连同用于从这一组压力中选择期望压力的方法可以组合成一个表格(或其他数据结构)以提供辐照度(或功率节点)到指示VRM的曲率半径的二元组的映射。
可以如相对于图6所讨论地执行针对两个VRM的情况的微调，其中将图6应用于VRM中的一个。
曲线801、802、803和804中的每一个可以具有不同的一组坐标。也就是，用于r1(或指示曲率半径的压力)的这一组值可以对于不同曲线是变化的。那么，在该情况中，存在有用于主脉冲直径的一族成组的值和用于r1(或例如压力)的一族成组的值，其中用于主脉冲直径的一族成组的值中的每组和用于r1(或例如压力)的一族成组的值中的每组通过r2的值来索引。对于一些实施例，用于r1(或例如压力)的一族成组的值可以是一族用于r1(或例如压力)的确切一个组的值。也就是，每个曲线801、802、803和804具有相同的一族坐标。
在以上讨论中，r1和r2的值可以用诸如压力等的指示曲率半径的其他量来代替，并且光束直径的值可以用指示光束直径的值的其他量来代替。于是，图8中的每个曲线(或用于每个曲线的代表性数据结构)代表着从指示主脉冲光束的一组值到指示可变半径反射镜中的一个的曲率半径的一组值的一对一映射。每个一对一映射通过指示可变半径反射镜中的另一个的曲率半径的值来索引。
在以上讨论中，已经对预脉冲或主脉冲做出了引用。需理解的是，在实践中，生成了多个预脉冲和多个主脉冲。于是，取决于上下文，对预脉冲的引用可以指代在某些特定时间实例处的预脉冲的序列中的多个预脉冲中的任何一个，其中每个时间实例指代特定预脉冲。类似的说明适用于主脉冲。
图4至图8中图示出的步骤中的一些或所有可以通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个可编程处理器或其组合来执行。例如，在图3的实施例中，微处理器320被示出为控制器312的一部分，并且可以访问存储在存储器322中的指令和数据。于是，存储器322可以被看作用于存储当由微处理器320执行时执行图4中图示出的步骤中的一些或所有的指令的非瞬态存储介质。结合图5所讨论的表格可以被存储在存储器322中。
在实施例中，预脉冲焦面被保持固定而主脉冲焦面可原位移动。在另一实施例中，主脉冲焦面是固定的而预脉冲焦面可原位移动。在又一实施例中，预脉冲焦面和主脉冲焦面两者都可以是可原位移动的。
图9A和图9B分别示出针对410微米和495微米的两个分离距离的到CO2驱动激光器的前向功率、被拒绝的(或反射的)功率以及所产生的UV生成的两个示例图表。图9A和图9B被示出以说明如下事实：预脉冲焦面与主脉冲焦面之间的分离距离影响EUV生成和/或EUV稳定性并因此可以用作控制手段。在本发明的上下文中，预脉冲焦面与主脉冲焦面之间的该分离距离可以通过更改二向色分裂器模块中的VRM的曲率来调制或更改。
如可以看出的，在图9B中的495微米的分离距离处，图9B的线902的反向耦合功率(即，反射功率)在x轴上的z＝0附近相对于在410微米处的反向耦合功率(图9A的线904)减小。事实上，在495微米的分离距离处，反向耦合功率线902的峰值910在峰值EUV产生912的左边，暗示着相对于在410微米分离处的EUV稳定性在495微米分离处的提高了的EUV稳定性。
在一个或多个实施例中，EUV光发生系统可以经受在各种分离距离处的测试运行。在各分离距离处，监测反射的功率和/或EUV光。这样的数据通知对于EUV生成和/或EUV稳定性的最佳分离距离。在产生期间，可以采用这样的数据来选择最佳分离距离，以获得例如期望的EUV生成和/或EUV稳定性。
一般来说，恒定辐照度模型确定对于最佳辐照度的主脉冲焦散大小(直径)，并且选择靶大小以匹配。然而对于一些EUV系统和/或靶材料组成，可能存在有对于任何给定CO2功率/峰值功率的最佳靶大小。例如，最佳CE(转换效率)可能更喜欢大的靶，以更高效地利用进来的CO2光子(归因于燃料-例如锡原子-暴露于典型地相对于锡原子处于过多量的CO2光子的暴露燃料上的增加)。
然而，归因于例如可能阻止等离子体达到用于期望的发射(例如，13.5nm)的理想温度的热传输效应，可能无法无限地增加靶大小。备选地或另外地，如果过度地增加靶大小，则靶材料可能会变得太薄。此外，该最佳靶大小可以随着CO2功率/峰值功率改变而改变。最大靶可能不总是对于最佳CE的最期望的靶。一些EUV系统可以支持一定的靶大小，作为替代或另外的考虑。
在这些情况中，VRM可以用来调谐主脉冲焦散以匹配该最佳靶大小，以便实现最佳转换效率。此外，VRM可以用来设置主脉冲焦面与预脉冲焦面之间的轴向分离距离，以如与图10A和图10B所讨论地使EUV稳定性优化。
图10A示出根据本发明的实施例的用于确定用于给定EUV系统中的EUV生成的最佳靶大小的过程。在执行校准(见例如图4)之后，可以使用图10A的过程来确定最佳靶大小。
一般来说，最佳靶大小已知在给定范围内(其可以从现场经验、从专家意见或从理论推测获得)。最佳靶大小的确切值没有必要启动图10A的过程，只要可以估计出两个锚固点(最小可接受的靶大小和最大可接受的靶大小)。在示例中，在100微米与400微米之间的靶直径的范围往往对用于盘形靶的EUV生成是有用的。
步骤1002至1008将迭代遍可能的靶大小的范围中的每个靶大小，并针对所考虑的每个靶大小测量EUV功率和/转换效率(和诸如被拒绝的功率等的如果期望的话的其他参数)。一旦进行测量，就可以(基于某个预先限定的准则)确定最佳EUV功率/转换效率/被拒绝的功率点，并接着将对应的靶大小视为用于该系统的EUV生成的最佳靶大小。
在步骤1002中，选择初始靶大小。该初始靶大小仅仅是开始，并且可以是最小靶大小或者可以是最大靶大小，或者是某个其他靶大小。方法接着针对该靶大小使用步骤1004至1008来测量最佳EUV功率和/或CE转换比率。
在布置1004中，将主脉冲焦散直径设置为匹配被迭代(即，在该迭代中当前被考虑)的靶大小。在实践中，经常(但不是要求)主脉冲焦散直径比靶大小直径稍大(例如，在直径上大大约0-20％、优选大大约10％)。例如，如果所考虑的靶大小在直径上是100微米，那么主脉冲焦散可以例如在直径上是100微米与110微米之间。
接着将该焦散直径大小与图5的校准曲线(该校准曲线通过图4的过程确定)或类似的校准表格进行比较，以确定用于设置VRM所采用的参数。这样的参数可以表示例如如前面所讨论的水压力。
在步骤1006中，还调谐预脉冲激光能量以实现靶大小。例如，可以增加或减小预脉冲激光能量以实现所考虑的靶大小。
在步骤1008中，可以在系统使用在步骤1004和1006中获取的参数操作的同时针对所考虑的靶大小测量EUV功率和CE转换能量。
此后，改变靶大小并且针对新的靶大小再次(用线1010表示)迭代步骤1004至1008。迭代可以在一些实施例中执行直到可以测试范围中的所有靶大小，或者可以在其他实施例中执行直到对于EUV功率找到局部最大值。这是因为EUV功率往往是EUV生成中的主导的期望参数。然而，有可能诸如EUV稳定性(通过例如检查被拒绝的功率确定的)或CE因素等的其他考虑可能是附加或替代的考虑。EUV功率/CE转换/EUV稳定性的最佳组合可以由例如制造商或客户预先限定，或者可以在给定EUV功率/CE转换/EUV稳定性的不同测量组合的情况下由工艺工程师来选择。
应该领会的是，在迭代遍靶大小以找到用于EUV生成的最佳靶大小时，靶大小上的改变可以是线性的(例如，逐步地最小到最大或最大到最小)，或者可以在一些实施例中是根据一定的搜索类型算法(例如，二进制搜索)的改变来找到EUV功率和CE转换的局部最大值。
图10B示出根据实施例的用于一旦迭代遍多个靶大小时选择用于EUV生成的最佳靶大小以便测量EUV功率/CE比率的技术。在图10的示例中，EUV功率(单位瓦)相对于靶大小和转换效率(单位％)相对于靶大小的曲线图在单个曲线图中被叠加。在该示例中，选择了EUV功率曲线1054中的最大点1052并且将对应的350微米直径的靶大小视为用于EUV生成的最佳靶大小。在350微米处，CE值(线1056)在图10B的示例中碰巧也几乎被最大化。在该示例中，EUV功率是主导考虑，所以350微米被视为最佳靶大小，因为它使EUV功率最大化并且几乎使CE最大化。
虽然已经就若干优选实施例而言描述了本发明，但是存在有落入本发明的范围内的更改、置换和等同物。应当理解本发明还涵盖这些更改、置换和等同物。还应当注意，存在有实施本发明的方法和设备的许多替代方式。虽然本文提供了各种实施例，但是这些实施例旨在说明性的而不是对本发明的限制。
Claims (22)
1.一种极紫外辐射源，包括：
微滴发生器，用于提供微滴；
至少一个激光源，所述至少一个激光源用于提供预脉冲以辐照所述微滴以便创建靶微滴，所述预脉冲与预脉冲焦面相关联，并且所述至少一个激光源用于提供主脉冲以将所述靶微滴辐照成等离子体状态，所述主脉冲与主脉冲焦面相关联；
二向色分裂器模块，用于使所述预脉冲和所述主脉冲聚焦，所述二向色分裂器模块包括至少一个可变半径反射镜；以及
控制器，被耦合至所述至少一个可变半径反射镜，以调整所述至少一个可变半径反射镜的曲率半径，从而调整所述预脉冲焦面与所述主脉冲的所述主脉冲焦面之间的距离。
2.根据权利要求1所述的极紫外辐射源，所述控制器进一步基于所述主脉冲的在与所述预脉冲焦面相距指定距离处的光束直径的期望值来将所述至少一个可变半径反射镜的所述曲率半径设置为初始值。
3.根据权利要求2所述的极紫外辐射源，所述控制器进一步：
基于设置为所述初始值的所述曲率半径来操作所述至少一个激光源，以提供所述主脉冲；
用波前传感器测量所述主脉冲，以提供与所述主脉冲的在与所述预脉冲焦面相距所述指定距离处的所述光束直径对应的测得值；以及
基于所述初始值和所述测得值来调整所述至少一个可变半径反射镜的所述曲率半径。
4.根据权利要求2所述的极紫外辐射源，其中设置所述至少一个可变半径反射镜的所述曲率半径包括设置施加至所述至少一个可变半径反射镜的流体的压力。
5.根据权利要求1所述的极紫外辐射源，所述至少一个激光源包括：
第一激光源，用于提供所述预脉冲；以及
第二激光源，用于提供所述主脉冲。
6.根据权利要求1所述的极紫外辐射源，所述二向色分裂器模块进一步包括：
第一二向色分裂器，用于将所述主脉冲反射至所述至少一个可变半径反射镜；以及
第二二向色分裂器，用于在所述主脉冲已经被所述至少一个可变半径反射镜反射之后将所述主脉冲朝向所述靶微滴反射。
7.一种用于将激光束提供给室的方法，所述室被配置用于生成EUV光，所述方法包括：
使预脉冲朝向所述室传播通过二向色分裂器模块，所述预脉冲具有在所述室内的预脉冲焦面，所述二向色分裂器模块包括第一二向色分裂器、第二二向色分裂器和具有曲率半径的可变半径反射镜；
使主脉冲朝向所述室传播通过所述二向色分裂器模块，使所述主脉冲传播通过所述二向色分裂器模块包括用所述可变半径反射镜使所述主脉冲反射和用所述第二二向色分裂器使所述主脉冲朝向所述室反射，所述主脉冲具有在与所述预脉冲焦面相距指定距离处的光束直径；
测量所述主脉冲以对于指示所述可变半径反射镜的所述曲率半径的一组值提供指示在所述指定距离处的所述光束直径的一组值；和
在存储器中存储指示了指示所述光束直径的所述一组值和指示所述可变半径反射镜的所述曲率半径的所述一组值的数据结构，所述数据结构提供指示所述光束直径的所述一组值到指示所述可变半径反射镜的所述曲率半径的所述一组值的一对一映射。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
基于所述数据结构将所述可变半径反射镜的所述曲率半径设置为初始值。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
基于所述光束直径的期望值将所述可变半径反射镜的所述曲率半径设置为所述初始值。
10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
基于在将所述室中的靶微滴转换成等离子体状态以提供极紫外辐射时的期望的功率节点，将所述可变半径反射镜的所述曲率半径设置为所述初始值。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
将在各个时间实例处的所述主脉冲提供给所述室中的多个靶微滴，所述各个时间实例发生在设置所述可变半径反射镜的所述曲率半径之后。
12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
用波前传感器测量所述主脉冲，以提供与所述主脉冲的在与所述预脉冲焦面相距所述指定距离处的所述光束直径对应的测得值；以及
基于所述曲率半径的所述初始值和所述测得值来调整所述至少一个可变半径反射镜的所述曲率半径。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
将在各个时间实例处的所述主脉冲提供给所述室中的多个靶微滴，所述各个时间实例发生在调整所述至少一个可变半径反射镜的所述曲率半径之后。
14.一种用于将激光束提供给室的方法，所述室被配置用于生成EUV光，所述方法包括：
使预脉冲朝向所述室传播通过二向色分裂器模块，所述预脉冲具有在所述室内的预脉冲焦面，所述二向色分裂器模块包括第一二向色分裂器、第二二向色分裂器、具有第一曲率半径的第一可变半径反射镜和具有第二曲率半径的第二可变半径反射镜；
使主脉冲朝向所述室传播通过所述二向色分裂器模块，使所述主脉冲传播通过所述二向色分裂器模块包括用所述第一二向色分裂器使所述主脉冲反射、用所述第一可变半径反射镜和所述第二可变半径反射镜使所述主脉冲反射、以及用所述第二二向色分裂器使所述主脉冲朝向所述室反射，所述主脉冲具有在与所述预脉冲焦面相距指定距离处的光束直径；
测量所述主脉冲以对于指示所述第一可变半径反射镜的所述第一曲率半径的一族成组的值提供指示在所述指定距离处的所述光束直径的一族成组的值，指示所述光束直径的每组值和指示所述第一曲率半径的每组值通过指示所述第二可变半径反射镜的所述第二曲率半径的一组值来索引；以及
在存储器中存储指示了指示所述光束直径的所述一族成组的值和指示所述第一可变半径反射镜的所述第一曲率半径的所述一族成组的值的数据结构。
15.根据权利要求14所述的方法，其中指示所述第一可变半径反射镜的所述第一曲率半径的所述一族成组的值由指示所述第一可变半径反射镜的所述第一曲率半径的一组值构成。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述数据结构指示一族一对一映射，所述一族一对一映射中的每个一对一映射在指示所述光束直径的所述一族成组的值中的一组值与指示所述第一可变半径反射镜的所述第一曲率半径的所述一族成组的值中的一组值之间，每个一对一映射通过指示所述第二可变半径反射镜的所述第二曲率半径的所述一组值来索引。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
基于所述数据结构将所述第一可变半径反射镜的所述第一曲率半径设置为第一初始值；以及
基于所述数据结构将所述第二可变半径反射镜的所述第二曲率半径设置为第二初始值。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
基于所述光束直径的期望值将所述第一可变半径反射镜的所述第一曲率半径设置为所述第一初始值；以及
基于所述光束直径的所述期望值将所述第二可变半径反射镜的所述第二曲率半径设置为所述第二初始值。
19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
基于在将所述室中的靶微滴转换成等离子体状态以提供极紫外辐射时的期望的功率节点，将所述第一可变半径反射镜的所述第一曲率半径设置为所述第一初始值并且将所述第二可变半径反射镜的所述第二曲率半径设置为所述第二初始值。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：
将在各个时间实例处的所述主脉冲提供给所述室中的多个靶微滴，所述各个时间实例发生在设置所述第一可变半径反射镜的所述第一曲率半径之后。
21.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
用波前传感器测量所述主脉冲，以提供与所述主脉冲的在与所述预脉冲焦面相距所述指定距离处的所述光束直径对应的测得值；以及
基于所述曲率半径的所述第一初始值和所述测得值来调整所述第一可变半径反射镜的所述第一曲率半径。
22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：
将在各个时间实例处的所述主脉冲提供给所述室中的多个靶微滴，所述各个时间实例发生在调整所述第一可变半径反射镜的所述第一曲率半径之后。
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