CN110232982A - 用于极紫外光源的标靶 - Google Patents

用于极紫外光源的标靶 Download PDF

Info

Publication number
CN110232982A
CN110232982A CN201910265448.9A CN201910265448A CN110232982A CN 110232982 A CN110232982 A CN 110232982A CN 201910265448 A CN201910265448 A CN 201910265448A CN 110232982 A CN110232982 A CN 110232982A
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
target material
light beam
pulse
amplification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910265448.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110232982B (zh
Inventor
陶业争
R·J·拉法克
I·V·弗梅科夫
D·J·W·布朗
D·J·戈利驰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASML Netherlands BV
Original Assignee
ASML Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASML Netherlands BV filed Critical ASML Netherlands BV
Priority to CN201910265448.9A priority Critical patent/CN110232982B/zh
Publication of CN110232982A publication Critical patent/CN110232982A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110232982B publication Critical patent/CN110232982B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—Production of X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/008—Production of X-ray radiation generated from plasma involving an energy-carrying beam in the process of plasma generation
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K5/00—Irradiation devices
    • G21K5/02—Irradiation devices having no beam-forming means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—Production of X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003—Production of X-ray radiation generated from plasma the plasma being generated from a material in a liquid or gas state
    • H05G2/005—Production of X-ray radiation generated from plasma the plasma being generated from a material in a liquid or gas state containing a metal as principal radiation generating component

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

用于形成标靶和用于产生极紫外光的技术包括：朝向标靶位置释放初始标靶材料，标靶材料包括当转换为等离子体时发射极紫外(EUV)光的材料；引导第一放大光束朝向初始标靶材料，第一放大光束具有足以由初始标靶材料形成标靶材料块件的汇集的能量，每个块件小于初始标靶材料并且空间分布遍布半球形体积；以及引导第二放大光束朝向块件汇集以将标靶材料的块件转换为发射EUV光的等离子体。

Description

用于极紫外光源的标靶
本申请是于2014年02月20日提交的、申请号为201480014220.8、发明名称为“用于极紫外光源的标靶”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
所公开的主题涉及一种用于极紫外(EUV)光源的标靶。
背景技术
极紫外(EUV)光源，例如具有约50nm或更小波长(有时也称作软x射线)以及包括在约13nm波长的电磁辐射，可以用于光刻工艺以在例如硅晶片之类的衬底中产生极小的特征。
用于产生EUV光的方法包括但不必限于：采用EUV范围中的幅射线将具有例如氙、锂或锡元素的材料转换为等离子体状态。在通常称作激光产生等离子体(LPP)的一个这种方法中，等离子体可以通过采用可以称作驱动激光的放大光束照射形式例如为材料的微滴、平板、条带、流束或簇而产生。对于该过程，等离子体通常产生在密封容器中，例如真空腔室中，并且使用各种类型测量仪器设备而被监控。
发明内容
在一个总体方面中，一种方法包括：将初始标靶材料朝向标靶位置释放，标靶材料包括当转换成等离子体时发射极紫外(EUV)光的材料；将第一放大光束引导朝向初始标靶材料，第一放大光束具有足以由初始标靶材料形成标靶材料的块片(piece)的汇集(collection)的能量，每个块片小于初始标靶材料并且空间分布遍及半球形体积；以及将第二放大光束引导朝向块片的汇集以将标靶材料的块片转换为发射EUV光的等离子体。
实施方式可以包括以下特征的一个或多个。
EUV光可以沿所有方向从半球形体积发射。
EUV光可以各向同性地从半球形体积发射。
初始标靶材料可以包括金属，并且块片的汇集可以包括金属的块片。金属可以是锡。
半球形体积可以沿着与第二放大光束的传播方向平行的方向限定纵轴，以及沿着于第二放大光束传播方向垂直的方向限定横轴，并且朝向块片的汇集引导第二放大光束可以包括沿着纵轴穿透进入半球形体积中。块片的汇集中大多数块片可以转换为等离子体。
第一放大光束可以是具有150ps的持续时间和1μm波长的光脉冲。
第一放大光束可以是具有小于150ps的持续时间和1μm波长的光脉冲。
第一放大光束可以包括在时间上相互分离的两个光脉冲。两个脉冲可以包括第一光脉冲和第二光脉冲，第一光脉冲具有1ns至10ns的持续时间，并且第二光脉冲具有小于1ns的持续时间。
第一和第二放大光束可以是脉冲的光束。
第一放大光束可以具有不足以将标靶材料转换为等离子体的能量，并且第二放大光束具有足以将标靶材料转换为等离子体的能量。
标靶材料的块片的密度可以沿着与第二放大光束传播方向平行的方向而增大。
在半球形体积中标靶材料的块片可以具有1－10μm的直径。
在另一总体方面中，一种用于极紫外(EUV)光源的标靶系统包括：分布遍布半球形体积的标靶材料的块片，标靶材料包括当转换为等离子体时发射EUV光的材料；以及平面表面，与半球形体积相邻并且限定半球形体积的前边界，前边界被定位以面对放大光束的源。半球形体积背离放大光束的源。
实施方式可以包括以下特征的一个或多个。半球形体积可以沿垂直于放大光束传播方向的方向具有截面直径，并且截面直径的最大值可以在平面表面处。
半球形体积中标靶材料的块片的密度可以沿着平行于放大光束传播方向的方向而增大。
至少一些块片可以是相互物理地分隔的单独的块片。
可以采用具有足以将标靶材料的单独的块片转换为等离子体的能量的放大光束来照射半球形体积，并且半球形标靶可以沿所有方向发射EUV光。
标靶材料微滴可以是从喷嘴释放的标靶材料微滴流束的一部分，并且标靶系统也可以包括与标靶材料微滴分隔并且在标靶材料微滴之后从喷嘴释放的第二标靶材料微滴。标靶系统也可以包括喷嘴。
放大光束的源可以是接收标靶材料微滴的腔室中的开口。
在另一总体方面中，极紫外(EUV)光源包括产生光脉冲的第一光源；产生放大光束的第二光源；标靶材料递送系统；耦合至标靶材料递送系统的腔室；以及控向系统，将放大光束在从标靶材料递送系统接收标靶材料微滴的腔室中朝向标靶位置控向放大光束，标靶材料微滴包括在转换为等离子体之后发射EUV光的材料。当由光脉冲照射时，标靶材料微滴形成标靶，标靶包括具有遍布体积的标靶材料块片的半球形体积，以及位于半球形体积和第二光源之间的平面表面。
实施方式可以包括以下特征。光脉冲可以是持续时间150ps或更少。
如上所述任何技术的实施方式可以包括，一种方法，一种工艺，一种标靶，一种用于产生半球形标靶的组件，一种用于产生半球形标靶的装置，一种用于改进现有EUV光源的套装或预装配系统，或者一种设备。一个或多个实施方式的细节列出在以下附图和说明书中。其他特征从说明书和附图以及从权利要求而明确。
附图说明
图1A是用于EUV光源的示例性半球形标靶的透视图。
图1B是图1A的示例性半球形标靶的侧视图。
图1C是图1A的示例性半球形标靶的沿着线1C-1C的正截面图。
图1D是根据图1A的半球形标靶内位置的示例性密度的绘图。
图2A是示例性激光产生等离子体极紫外光源的框图。
图2B是可以用于图2A的光源的驱动激光系统的示例的框图。
图3A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平面图。
图3B和图3C是图3A的EUV光源的真空腔室的在两个不同时刻的顶视图。
图3D是图3A的EUV光源的部分侧面透视图。
图3E是沿着线3E-3E获取的图3D的EUV光源的剖视平面图。
图4是用于形成半球形标靶的示例性工艺的流程图。
图5是用于将标靶材料微滴转换为半球形标靶的示例性波形的绘图。
图6A-图6D是通过与图5波形交互而转换为半球形标靶的标靶材料微滴的侧视图。
图7A和图7B是根据空间位置的示例性密度分布的绘图。
图8A和图8B是标靶尺寸的绘图，其示出了根据时间的半球形标靶的空间范围。
图9是用于将标靶材料微滴转换为半球形标靶的另一示例性波形的绘图。
图10A－图10E是通过与图9波形交互而转换为半球形标靶的标靶材料微滴的侧视图。
图11A－图11C是根据空间位置的示例性密度分布的绘图。
具体实施方式
参照图1A，示出了示例性标靶5的透视图。标靶5的半球形和稍微倾斜的密度分布使得标靶5提供了额外的EUV光，增大的转换效率，并且EUV光从标靶沿所有方向径向向外发射。半球形可以是球体的一半或者球体的任何其他部分。然而，半球形可以采取其他形式。例如，半球形可以是部分的扁圆或扁长的球体。
标靶5可以用于激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)光源中。标靶5包括当在等离子体状态时发射EUV光的标靶材料。标靶材料可以是包括标靶物质和诸如非标靶颗粒的杂质的标靶混合物。标靶物质是转换为等离子体状态在EUV范围内具有幅射线的物质。标靶物质可以例如是，液体或熔化金属的微滴，液体流束的一部分，固体颗粒或簇，包含在液体微滴内的固体颗粒，标靶材料的泡沫，或者包含在液体流束一部分内的固体颗粒。标靶物质可以例如是，水，锡，锂，氙，或当转换为等离子体状态时具有在EUV范围内幅射线的任何材料。例如，标靶物质可以是元素锡，其可以用作纯锡(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，或这些合金的任意组合。此外，在其中不存在杂质的情形中，标靶材料仅包括标靶物质。以下讨论提供了其中标靶材料是由熔化金属制成的标靶材料微滴的示例。在这些示例中，标靶材料称作标靶材料微滴。然而，标靶材料可以采取其他形式。
采用足够能量的放大光束(“主脉冲”或“主光束”)照射标靶材料，这将标靶材料转换为等离子体，由此使得标靶5发射EUV光。图1B是标靶5的侧视图。图1C是沿着图1A的线1C-1C获取的标靶5的前截面图。
标靶5是分布在半球形体积10中的标靶材料的块片20的汇集。通过采用(时间上)超前主脉冲的一个或多个辐射脉冲(“预脉冲”)照射标靶材料以将标靶材料转换为标靶材料的块片的汇集来形成标靶5。预脉冲入射在标靶材料的表面上，并且预脉冲的初始前沿与标靶材料之间的交互可以在标靶材料的表面处产生等离子体(并非必须发射EUV光)。预脉冲继续入射在所产生的等离子体上，并且在类似于预脉冲的在时间上的持续时间、约150皮秒(ps)的时间段期间由等离子体吸收。所产生的等离子体随着时间流逝而膨胀。膨胀的等离子体与标靶材料的剩余部分之间的交互可以产生冲击波，冲击波可以非均匀地作用于标靶材料上，其中标靶材料的中心接收冲击波的冲击。冲击波可以使得标靶材料的中心部分断裂为沿三个维度膨胀的颗粒。然而，因为中心部分也经受了沿与膨胀的等离子体相反方向的力，因此替代于球体，可以形成半球形颗粒。
在汇集中标靶材料的块片20可以是非离子化的标靶材料的片段或块片。也即，当主脉冲照射标靶5时，标靶材料的块片20并未处于等离子体状态。标靶材料的块片20或片段可以例如是纳米或微米颗粒的薄雾，熔化金属的分立块片或片段，或者原子蒸汽云。标靶材料的块片20是分布在半球形体积中材料的小块(bit)，但是标靶材料的块片20并未形成为填充了半球形体积的单个块片。在标靶材料的块片20之间可以存在空隙。标靶材料的块片20也可以包括非标靶材料，诸如杂质，其并未转换为发射EUV光的等离子体。标靶材料的块片20称作颗粒20。单个颗粒20可以直径为1－10μm。颗粒20可以相互分离。一些或所有颗粒20可以与其他颗粒物理接触。
半球形体积10具有限定了半球形体积10的前边界的平面表面12，以及沿方向“z”远离平面延伸的半球形部分14。当用于EUV光源中时，平面表面12的法线15面向沿“z”方向传播的入射放大光束18。平面表面12可以垂直于入射放大光束18的传播方向，如图1A和图1B中所示，或者平面表面12可以相对于入射光束18成角度。
也参照图1D，颗粒20分布在半球形体积10中，其中示例性密度梯度25在标靶5的平面表面12处具有最小值。密度梯度25是根据半球形体积10内的位置的单位体积中颗粒的密度的度量。密度梯度25沿主脉冲传播方向(“z”)在标靶5内增大，并且最大密度在标靶5的与平面表面12侧边相对的侧边上。平面表面12处最小密度的布置以及颗粒20密度的逐步增大导致由标靶5吸收更多主脉冲，由此产生了更多EUV光并且为使用标靶5的光源提供了更高的转换效率(CE)。有效地，这意味着由主光源向标靶5提供了足够的能量以有效地离子化标靶5以产生离子化气体。在平面表面12处或附近具有最小密度，可以以至少两种方式提高由标靶5对主光束的吸收。
首先，标靶5的最小密度低于作为标靶材料的连续块片的标靶(诸如由熔化锡制成的标靶材料微滴，或者熔化锡的盘形标靶)的密度。其次，密度梯度25将标靶5的最低密度部分放置在平面表面12处，这是放大光束18进入标靶5处的平面。因为颗粒20的密度沿“z”方向增大，大多数或所有放大光束18在光束18到达并且从标靶5内高密度区域反射之前由更靠近平面表面12的颗粒20所吸收。因此，与更靠近放大光束18照射点的具有高密度区域的标靶相比，标靶5吸收了放大光束18中更高部分的能量。被吸收的光束18用于通过离子化将颗粒20转换为等离子体。因此，密度梯度25也使得产生了更多EUV光。
其次，标靶5向主脉冲呈现了更大面积或体积的颗粒，从而使得在颗粒20和主脉冲之间的交互增强。参照图1B和图1C，标靶5限定了长度30和截面宽度32。长度30是半球部分14延伸所沿的“z”方向的距离。长度30比作为标靶材料的连续块件的标靶中类似长度更长，因为半球形体积10沿“z”方向具有更长的范围。标靶材料的连续块件是沿放大光束18传播方向具有均匀或近似均匀密度的块件。额外地，由于梯度25，因此放大光束18沿“z”方向进一步传播进入标靶5中，而反射保持为低。相对较长的长度30提供了更长的等离子体标尺长度。对于标靶5的等离子体标尺长度可以例如是200μm，其可以是对于由标靶材料的连续块件制成的盘形标靶的等离子体标尺长度的值的两倍。更长的等离子体标尺长度允许由标靶5吸收更多的放大光束18。
截面宽度32是标靶5的平面表面12的宽度。当使用在主脉冲之前1000ns出现的预脉冲产生标靶5并且预脉冲具有150ps持续时间和1μm波长时，截面交互宽度32可以例如约200μm。当采用50ns持续时间的CO2激光脉冲产生标靶5时，截面交互宽度32可以约300μm。光或辐射的脉冲具有一定时间量的在时间上的持续时间，在该持续时间期间单个脉冲具有脉冲最大强度的50％或更大的强度。持续时间也可以称作在半最大值处的全宽度(FWHM)。
类似于长度30，截面宽度32大于在由标靶材料的连续、接合的块件制成的标靶(诸如由接合的熔化金属制成的标靶材料微滴)中的类似尺寸。因为交互长度30和交互宽度32均比其他标靶相对较大，标靶5也具有更大的EUV发光体积。发光体积是其中分布了颗粒20并且可以由放大光束18照射的体积。例如，标靶5可以具有两倍于熔化金属的盘形标靶的发光体积。标靶5的更大发光体积导致产生了更大量的EUV光和更高的转换效率(CE)，因为标靶5中标靶材料(颗粒20)的更高部分呈现至并且由放大光束18照射并且随后转换为等离子体。
此外，标靶5并不具有在背面4的壁或高密度区域，该壁或高密度区域可以防止沿主脉冲传播方向发射EUV光。因此，标靶5沿所有方向径向向外地发射EUV，从而允许汇集更多的EUV光并且进一步提高汇集效率。此外，径向各向同性的EUV光或基本上各向同性的EUV光可以通过减小工具所需的校准量而对使用由标靶5发射EUV光的光刻工具(未示出)提供改进的性能。例如，如果未校正，EUV强度的不希望的空间变化可以引起由光刻工具所成像晶片的过曝。标靶5可以通过沿所有方向均匀地发射EUV光而减小该校准问题。此外，因为EUV光是径向均匀的，因此光刻工具内或光刻工具上游的对准误差和对准波动也不会引起强度变化。
图2A、图2B和图3A-图3C示出了其中可以使用标靶5的示例性LPP EUV光源。
参照图2A，通过采用沿着光束路径朝向标靶混合物114前进的放大光束110而在标靶位置105处照射标靶混合物114来形成LPP EUV光源100。也称作照射位置的标靶位置105在真空腔室130的内部107内。当放大光束110照射标靶混合物114时，标靶混合物114内的标靶材料转换为等离子体状态，其具有用于产生EUV光106的、在EUV范围内的幅射线的元素。所产生的等离子体具有取决于标靶混合物114内标靶材料组分的某些特性。这些特性可以包括由等离子体产生的EUV光的波长，以及从等离子体释放的碎片的类型和数量。
光源100也包括标靶材料递送系统125，其递送、控制并引导形式为液体微滴、液体流束、固体颗粒或簇、包含在液体微滴内固体颗粒或包含在液体流束内固体颗粒的标靶混合物114。标靶混合物114也可以包括诸如非标靶颗粒之类的杂质。标靶混合物114由标靶材料递送系统125递送进入腔室130的内部107中并且至标靶位置105。
光源100包括驱动激光系统115，其产生在激光系统115的增益媒介内的粒子数反转所致的放大光束110。光源100包括在激光系统115和标靶位置105之间的光束递送系统，光束递送系统包括光束输送系统120和聚焦组件122。光束输送系统120从激光系统115接收放大光束110，并且根据需要控向和修改放大光束110，并且将放大光束110输出至聚焦组件122。聚焦组件122接收放大光束110，并且将光束110聚焦至标靶位置105。
在一些实施方式中，激光系统115可以包括用于提供一个或多个主脉冲并且在一些情形中用于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/或灯具。每个光学放大器包括能够在高增益下光学放大所需波长的增益媒介，激励源，以及内部光学元件。光学放大器可以具有或不具有激光镜面或形成激光腔的其他反馈装置。因此，激光系统115产生因激光放大器增益媒介中粒子数反转所致的放大光束110，即便没有激光腔。此外，激光系统115可以产生放大光束110，以向激光系统115提供足够的反馈，如果存在激光腔，则放大光束是相干激光束。术语“放大光束”包括以下项中的一个或多个：来自激光系统115的仅放大但是并非必须是相干激光振荡的光，以及来自激光系统115的(在振荡器中增益媒介外部或内)放大并且也是相干激光振荡的光。
激光系统115中的光学放大器可以包括作为增益媒介的、包括CO2的填充气体，并且填充气体可以放大在约9100和约11000nm之间的(并且特别地在约10.6μm，增益大于或等于1000)波长的光。在一些示例中，光学放大器放大10.59μm的波长的光。用于激光系统115的合适的放大器和激光器可以包括脉冲激光装置，例如脉冲气体放电CO2激光装置，其采用DC或工作在例如10kW或更高相对高功率以及例如50kHz或更大的高脉冲重复率的RF激励来产生约9300nm或约10600nm的辐射。激光系统115中光学放大器可以也包括诸如水之类的冷却系统，当在更高功率下操作激光系统115时可以使用诸如水之类的冷却系统。
图2B示出了示例性驱动激光系统180的框图。驱动激光系统180可以用作源100中的驱动激光系统115。驱动激光系统180包括三个功率放大器181、182和183。功率放大器181、182和183的任何或所有功率放大器可以包括内部光学元件(未示出)。功率放大器181、182和183均包括在其中当采用外部电源或光源泵浦时发生放大的增益媒介。
光184从功率放大器181穿过输出窗口185而发射并且反射离开弯曲镜面186。在反射之后，光184穿过空间滤波器187，反射离开弯曲镜面188，并且穿过输入窗口189进入功率放大器182。光184在功率放大器182中放大，并且穿过输出窗口190作为光191而反射出功率放大器182。采用折叠镜面192朝向放大器183引导光191，并且穿过输入窗口193进入放大器183。放大器183放大了光191，并且引导光191穿过输出窗口194作为输出光束195而离开放大器183。折叠镜面196引导输出光束195向上(离开页面)并且朝向光束输送系统120。
空间滤波器187限定了开孔197，其可以例如是光184所穿过的圆形开口。弯曲镜面186和188可以例如是分别具有约1.7m和2.3m焦距的离轴抛物镜面。空间滤波器187可以定位成使得开孔197与驱动激光系统180的焦点重合。图2B的示例示出了三个功率放大器。然而，可以使用更多或更少的功率放大器。
返回参照图2A，光源100包括聚光镜135，具有开孔140以允许放大光束110穿过并且到达标靶位置105。聚光镜135可以例如是具有在标靶位置105处的主焦点和在中间位置145(也称作中间焦点)处副焦点的椭圆镜，在中间位置处EUV光可以从光源100输出并且可以输入至例如集成电路光束定位系统工具(未示出)。光源100也可以包括开放端部的中空圆锥罩盖150(例如气锥体)，其从聚光镜135朝向标靶位置105成锥形以减小进入聚焦组件122和/或光束输送系统120的所产生等离子体碎片的量，而同时允许放大光束110到达标靶位置105。为此目的，可以在罩盖中提供朝向标靶位置105引导的气流。
光源100也可以包括连接至微滴位置检测反馈系统156、激光控制系统157和光束控制系统158的主控制器155。光源100也可以包括一个或多个标靶或微滴成像器160，其提供指示了例如相对于标靶位置105的微滴位置的输出，并且将该输出提供至微滴位置检测反馈系统156，其可以例如计算微滴位置和轨迹，由此可以逐滴或者平均地计算微滴位置误差。微滴位置检测反馈系统156因此将微滴位置误差作为输入提供至主控制器155。主控制器155可以因此提供激光位置、方向和时序校正信号例如至可以用于例如控制激光定时电路的激光控制系统157，和/或提供至光束控制系统158以控制放大光束位置和光束输送系统120的形状，以在腔室130内改变光束焦点的位置和/或光焦度。
标靶材料输送系统125包括标靶材料输送控制系统126，其可响应于来自主控制器155的信号例如以修改当由标靶材料提供设备127所释放时微滴的释放点，从而校正微滴到达所需标靶位置105处的误差。
额外地，光源100可以包括光源检测器165，其测量一个或多个EUV光参数，包括但不限于脉冲能量、根据波长的能量分布、特定波段内的能量、特定波段之外的能量、EUV强度的角分布和/或平均功率。光源检测器165产生反馈信号以由主控制器155所使用。反馈信号可以例如指示诸如激光脉冲的时序和焦点之类的参数，以适当地在正确位置和时间截断微滴以用于高效和有效的EUV光产生。
光源100也可以包括引导激光器175，其可以用于对准光源100的各个区段或者帮助将放大光束110控向至标靶位置105。连同引导激光器175，光源100包括放置在聚焦组件122内的度量系统124以对来自引导激光器175的一部分光和放大光束110取样。在其他实施方式中，度量系统124放置在光束输送系统120内。度量系统124可以包括对光的子集取样或重新引导的光学元件，该光学元件由可以承受控向激光束和放大光束110的功率的任何材料制成。光束分析系统由度量系统124和主控制器155形成，这是因为主控制器155分析了来自引导激光器175的取样光并且使用该信息以通过光束控制系统158调整了在聚焦组件122内的部件。
因此，概括而言，光源100产生了沿着光束路径引导的放大光束110以在标靶位置105处照射标靶混合物114，从而将混合物114内的标靶材料转换为发射EUV范围内光的等离子体。放大光束110工作在特定波长下(也称作源波长)，该特定波长其基于激光系统115的设计和特性而确定。额外地，放大光束110可以是当标靶材料提供足够反馈返回至激光系统115中以产生相干激光时或者如果驱动激光系统115包括合适的光学反馈以形成激光腔时的激光束。
参照图3A，示出了示例性光学成像系统300的俯视平面图。光学成像系统300包括向光刻工具310提供EUV光的LPP EUV光源305。光源305可以类似于图2A和图2B的光源100的一些或所有部件和/或包括图2A和图2B的光源100的一些或所有部件。如下所述，可以在光源305中使用标靶5以增大由光源305所发射光的量。
光源305包括驱动激光系统315，光学元件322，预脉冲源324，聚焦组件326，真空腔室340，以及EUV汇集光学元件346。EUV汇集光学元件346将通过转换标靶5为等离子体所发射的EUV光引导至光刻工具310。EUV汇集光学元件346可以是镜面135(图2A)。
也参照图3B－图3E，光源305也包括产生了标靶材料流束348的标靶材料递送设备347。标靶材料流束348可以包括以任何形式的标靶材料，诸如液体微滴、液体流束、固体颗粒或簇、包含在液体微滴内的固体颗粒或者包含在液体流束内的固体颗粒。在如下讨论中，标靶材料流束348包括标靶材料微滴348。在其他示例中，标靶材料流束可以包括其他形式的标靶材料。
标靶材料微滴从标靶材料递送设备347沿着“x”方向行进至真空腔室340中的标靶位置342。驱动激光系统315产生了放大光束316。放大光束316可以类似于图1A－图1C的放大光束18，或者图2A和图2B的放大光束110，并且可以称作主脉冲或主光束。放大光束316具有足够能量以将标靶5中颗粒20转换为发射EUV光的等离子体。
在一些实施方式中，驱动激光系统315可以是双级主振荡器和功率放大器(MOPA)系统，其使用主振荡器和功率放大器内的二氧化碳(CO2)放大器，并且放大光束316可以是由MOPA产生的130ns持续时间、10.6μm波长CO2的激光光脉冲。在其他实施方式中，放大光束316可以是具有小于50ns持续时间的CO2激光光脉冲。
预脉冲源324发射辐射脉冲317。预脉冲源324可以例如是Q开关Nd:YAG激光器，并且辐射脉冲317可以是来自Nd:YAG激光器的脉冲。辐射脉冲317可以具有例如10ns的持续时间和1.06μm的波长。
在图3A中所示的示例中，驱动激光系统315和预脉冲源324是分立的源。在其他实施方式中，它们可以是相同源的一部分。例如，辐射脉冲317和放大光束316可以均由驱动激光系统315产生。在该实施方式中，驱动激光系统315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波长的放大光束，而另一个种子激光器子系统可以产生具有10.59μm波长的放大光束。这两个波长可以来自CO2激光器的不同线路。来自两个种子激光器子系统的放大光束均在相同功率放大器链中放大，并且随后角分散以到达腔室340内不同位置。在一个示例中，具有10.26μm波长的放大光束用作预脉冲317，而具有10.59μm波长的放大光束用作放大光束316。在其他示例中，可以产生不同波长的CO2激光器的其他线路可以用于产生两个放大光束(一个为辐射脉冲317，而另一个为放大光束316)。
再次返回参照图3A，光学元件322引导放大光束316和辐射脉冲317从预脉冲源324至腔室340。光学元件322是可以沿着类似路径引导放大光束316和辐射脉冲317并且将放大光束316和辐射脉冲317输送至腔室340的任何元件。在图3A所示的示例中，光学元件322是接收放大光束316并且朝向腔室340反射的二向色分束器。光学元件322接收辐射脉冲317并且将脉冲朝向腔室340传输。二向色分束器具有反射了放大光束316的波长并且传输辐射脉冲317的波长的涂层。二向色分束器可以例如由金刚石制成。
在其他实施方式中，光学元件322是限定了开孔(未示出)的镜面。在该实施方式中，放大光束316从镜表面反射并且引导朝向腔室340，并且辐射脉冲穿过开孔并且朝向腔室340传播。
在另外其他实施方式中，楔形光学元件(例如棱镜)可以用于将主脉冲316、预脉冲317和预脉冲318根据它们的波长划分为不同的角。楔形光学元件可以此外用于光学元件322，或者其可以用作光学元件322。楔形光学元件可以正好位于聚焦组件326的上游(沿z方向)。
额外地，辐射脉冲317可以以其他方式输送至腔室340。例如，脉冲317可以穿过光纤，其输送脉冲317和318至腔室340和/或聚焦组件326而并未使用光学元件322或其他引导元件。在这些实施方式中，光线可以使得辐射脉冲317通过形成在腔室340壁中的开口而直接至腔室340的内部。
不论放大光束316以及辐射脉冲317和318如何朝向腔室340引导，放大光束316都被引导至腔室340中的标靶位置342。辐射脉冲317引导至位置341。位置341沿x方向与标靶位置342偏移。
来自驱动激光系统315的放大光束316由光学元件322反射并且传播通过聚焦组件326。聚焦组件326将放大光束316聚焦至标靶位置342上。来自预脉冲源324的辐射脉冲317穿过光学元件322并且穿过聚焦组件216至腔室340。辐射脉冲317沿相对于标靶位置342的“-x”方向传播至腔室340中的位置341。位置342与位置341之间的位移允许辐射脉冲317照射标靶材料微滴以在标靶5到达标靶位置342之前将微滴转换为半球形标靶5而基本上并未离子化标靶5。以此方式，半球形标靶5可以是在标靶5进入标靶位置342之前时刻处形成的预成型标靶。
更详细地并且也参照图3B和图3C，标靶位置342是腔室340内侧的位置，其接收了放大光束316以及在标靶材料微滴流束348中的微滴。标靶位置342也是定位为最大化输送至EUV汇集光学元件346的EUV光量的位置。例如，标靶位置342可以是EUV汇集光学元件346的焦点。图3B和图3C分别示出了在时刻t1和t2处腔室340的顶视图，其中时刻＝t1发生在时刻＝t2之前。在图3B和图3C所示的示例中，放大光束316和辐射脉冲束317发生在不同时刻并且朝向腔室340内不同位置而引导。
流束348沿“x”方向从标靶材料供给设备347向标靶位置342行进。标靶材料微滴流束348包括标靶材料微滴348a、348b和348c。在时刻＝t1处(图3B)，标靶材料微滴348a和348b沿“x”方向从标靶材料供给设备347行进至标靶位置342。辐射脉冲束317在位置341处在时刻“t1”照射标靶材料微滴348a，其沿“-x”方向从标靶位置342偏移。辐射脉冲束317将标靶材料微滴348b转换为半球标靶5。在时刻＝t2处(图3C)，放大光束316照射标靶5并且将标靶材料的颗粒20转换为EUV光。
参照图4，示出了用于产生半球形标靶5的示例性方法400。可以使用标靶材料供给设备127(图2A)或标靶材料供给设备347(图3B－图3E)执行方法400。
朝向标靶位置释放初始标靶材料(410)。也参照图3B和图3C，标靶材料微滴348a从标靶材料供给设备347释放并且朝向标靶位置342行进。初始标靶材料是作为微滴从标靶材料供给设备347出现或释放的标靶材料微滴。初始标靶材料微滴是并未由预脉冲转换或改变的微滴。初始标靶材料微滴可以是熔化金属的接合球体或基本上球形块件，其可以视作标靶材料的连续块件。在时刻“t1”之前的标靶材料微滴348a在该示例中是初始标靶材料的示例。
第一放大光束朝向初始标靶材料引导以产生分布在半球形体积中的标靶材料块件的汇集(420)而基本上并未离子化初始标靶材料。标靶材料块件的汇集可以是颗粒20(图1A-图1C)，分布在半球形体积10中。第一放大光束可以是从源324发射的脉冲光束(图3A、图3D和图3E)。第一放大光束可以称作“预脉冲”。第一放大光束是具有足以将标靶材料微滴348a从作为熔化标靶材料的连续或接合片段或块件的微滴转换为标靶5的能量和/或脉冲持续时间的光脉冲，标靶5是颗粒20的半球形分布。
第一放大光束可以例如是具有130ns持续时间和1μm波长的光脉冲。在另一示例中，第一放大光束可以是具有150ps持续时间、1μm波长、10毫焦(mJ)能量、60μm焦斑和2×1012W/cm2强度的光脉冲。可以选择第一放大光束的能量、波长和/或持续时间以将标靶材料微滴转换为半球形标靶5。在一些实施方式中，第一放大光束包括多于一个脉冲。例如，第一放大光束可以包括时间上相互间隔并且具有不同能量和持续时间的两个脉冲。图9示出了其中第一放大光束包括多于一个脉冲的示例。此外，第一放大光束可以是单个脉冲，其具有用于提供与由多个预脉冲获得的类似效果的形状(根据时间的能量或强度)。第二放大光束具有足够的能量以将标靶材料微滴转换为块件的汇集。
第二放大光束朝向块件的汇集引导以将颗粒20转换为发射EUV光的等离子体(430)。第二放大光束可以称作“主脉冲”。图3A的放大光束316是第二放大光束的示例。放大光束316具有足够的能量以将标靶5的颗粒20的所有或大多数转换为发射EUV光的等离子体。
参照图5，示出了可以用于将标靶材料微滴转换为半球形标靶的波形500的示例。图5示出了波形500的根据时间的幅度。波形500示出了在EUV光源工作的单个周期中照射特定标靶材料微滴的放大光束的汇集的代表。工作周期是发射EUV光的脉冲或脉冲群的周期。波形500也可以称作激光链500或脉冲链500。在波形500中，放大光束的汇集包括预脉冲502和主脉冲504。
预脉冲502开始于时刻t＝0，并且主脉冲504开始于时刻t＝1000ns。换言之，主脉冲504发生在预脉冲502之后1000ns。在波形500中，预脉冲502可以具有1.0μm的波长、150ps的持续时间、10mJ的能量、直径60μm的焦斑和2×1012W/cm2的强度。这是波形500的一个实施方式的示例。可以使用其他参数值，并且预脉冲502的参数值与该示例相比可以改变5倍。例如，在一些实施方式中，预脉冲502可以具有5－20ps的持续时间和1－20mJ的能量。主脉冲504可以具有5－11μm的波长、15－200ns的脉冲持续时间、50－300μm的焦斑尺寸以及3×109至8×1010W/cm2的强度。例如，主脉冲504可以具有10.59μm波长和130ns的脉冲持续时间。在另一示例中，主脉冲可以具有10.59μm波长和50ns或更小的脉冲持续时间。
除了时刻t＝0和t＝1000ns之外，时刻t1－t4也示出在时间轴上。时刻t1紧接在预脉冲502发生之前。时刻t2在预脉冲502结束之后并且在主脉冲504开始之前。时刻t3紧接在主脉冲504之前发生，并且时刻t4发生在主脉冲504之后。时刻t1－t4在以下讨论中用于相对于图6A－图6D描述使用波形500将标靶材料微滴转换为半球形标靶。
尽管波形500示出为时间上连续的波形，构成波形500的预脉冲502和主脉冲504可以由不同源产生。例如，预脉冲502可以是由预脉冲源324产生的光脉冲，以及主脉冲504可以由驱动激光系统315产生。当预脉冲502和主脉冲504由相对于腔室340(图3A)处于不同位置的分立源产生时，预脉冲502和主脉冲504可以采用光学元件322引导至腔室340。
也参照图6A－图6D，示出了将标靶材料微滴610转换为半球形标靶614的、在标靶材料微滴610和波形500之间的交互。标靶供给设备620从孔口624释放标靶材料微滴622的流束。标靶材料微滴622沿“x”方向朝向标靶位置626行进。图6A－图6D分别示出了在时刻t＝t1、t＝t2、t＝t3和t＝t4处的标靶供给设备620和微滴流束622。图5也示出了相对于波形500的时刻t＝t1至t＝t4。
参照图6A，预脉冲502接近标靶材料微滴610。标靶材料微滴610是标靶材料的微滴。标靶材料可以是熔化金属，诸如熔化的锡。标靶材料微滴610是沿“z”方向(波形500的传播方向)具有均匀密度的标靶材料的连续片段或块件。标靶材料微滴的截面尺寸可以例如在20－40μm之间。图7A示出了标靶材料微滴610的密度，作为沿着“z”方向位置的函数。如图7A中所示，与自由空间相比，标靶材料微滴610展示了至波形500的密度陡增。
预脉冲502和标靶材料微滴610之间的交互形成了设置在几何分布中的标靶材料块件612的汇集。标靶材料612的块件分布在半球形体积中，从平面表面613沿“x”和“z”方向向外延伸。标靶材料块件612可以是纳米或微米颗粒的薄雾，分立的熔化金属块件，或原子蒸汽云。标靶材料块件可以直径为1－10μm。
预脉冲502和标靶材料微滴610之间交互的目的是形成比主脉冲504的直径更大的空间范围的标靶而基本上并未离子化标靶。以此方式，与较小标靶相比，所产生的标靶向主脉冲呈现了更多标靶材料并且可以使用主脉冲504中更多能量。标靶材料块件612具有比在x-y和x-z平面中标靶材料微滴610的范围更大的在x-y和x-z平面中的空间范围。
随着时间流逝，块件612的汇集沿“x”方向朝向标靶位置626行进。当朝向标靶位置626移动时块件612的汇集也沿“x”和“z”方向膨胀。空间膨胀量取决于预脉冲502的持续时间和强度，以及允许块件612汇集膨胀的时间量。块件612的汇集的密度随着时间流逝而减小，因为块件扩散展开。较低的密度通常允许入射光束由体积中更多材料所吸收，并且高密度可以防止或减少所吸收光的量以及所产生EUV光的量。光无法穿过或者替代于被反射而被吸收的高密度壁是“临界密度”。然而，由材料的最有效稀释可以发生在临界密度附近但是在其之下。因此，有益的是，通过在足够长以允许块件613的汇集空间膨胀、但是长度不足以使得块件密度降低至激光吸收效率降低的有限时间段之上允许块件614的汇集膨胀而形成标靶614。有限时间段可以是预脉冲502和主脉冲504之间的时间，并且可以例如约1000ns。
也参照图8A和图8B，示出了针对两个不同预脉冲的在预脉冲照射标靶材料微滴之后根据时间的块件612的汇集的空间膨胀的示例，图8A示出了对于类似于预脉冲502的预脉冲的示例。预脉冲照射标靶材料微滴之后的时间可以称作延迟时间。图8A示出了当预脉冲具有1.0μm波长、150ps持续时间、10mJ能量、直径60μm的焦斑和2×1012W/cm2强度时，根据延迟时间的块件612汇集的尺寸。图8B示出了当预脉冲具有1.0μm波长、150ps持续时间、5mJ能量、直径60μm焦斑和1×1012W/cm2强度时，根据延迟时间的块件612汇集的尺寸。图8A与图8B相比，示出了当由图8A的更强大和更强烈预脉冲所照射时块件612的汇集沿垂直方向(x/y)更快速膨胀。
再次参照图6C，在时刻t＝t3处示出了标靶材料微滴610以及微滴622的流束。在时刻t＝t3处，标靶材料块件612的汇集已经膨胀为半球形标靶614并且到达标靶位置626。主脉冲504接近半球形标靶614。
图7B示出了正好在主脉冲504到达标靶614之前半球形标靶614的密度。密度表示为密度梯度705，其是标靶614中颗粒612的根据沿“z”方向的位置的密度，其中z＝0为平面表面613。如所示，密度在平面表面613处最小，并且沿“z”方向增大。因为密度在平面表面613处最小，并且最小密度低于标靶材料微滴610的密度，与标靶材料微滴610相比，主脉冲504相对容易地进入标靶614(吸收了较少主脉冲504)。
当主光束504行进在标靶614中时，颗粒612吸收了主光束504中能量并且转换为发射EUV光的等离子体。标靶614的密度沿传播“z”方向增大，并且可以增大至主光束504无法穿透并且替代地被反射的量。标靶614中具有该密度的位置是临界表面(未示出)。然而，因为标靶614的密度初始相对较低，在到达临界表面之前由颗粒615吸收了主光束504的大部分、大多数或全部。因此，密度梯度提供了促进EUV光产生的标靶。
额外地，因为半球形标靶614并不具有高密度的壁，因此EUV光618沿所有方向从标靶614径向地发射。这不同于盘形标靶或具有较高密度的其他标靶，其中主脉冲和标靶之间的交互产生了等离子体和冲击波，冲击波沿主脉冲504传播方向将作为密集标靶材料的一些标靶吹掉。吹掉的材料减少了可用于转换为等离子体的材料量，并且也吸收了沿前(“z”)方向发射的一些EUV光。结果，遍布2π弧度发射EUV光，并且仅一半EUV光可用于汇集。
然而，半球形标靶614允许沿所有方向(2π弧度)汇集EUV光。在主脉冲504照射半球形标靶614之后，在半球形标靶614中留下了可忽略的标靶材料或者没有留下标靶材料，并且EUV光618能够沿所有方向径向地逃离半球形标靶614。有效地，存在非常少的物质以阻挡或吸收EUV光618并且防止其逃离。在一些实施方式中，EUV光618可以沿所有方向是各向同性的(均匀强度)。
因此，半球形标靶614通过允许沿前方向产生的EUV光619逃离半球形标靶614而提供了额外的EUV光。因为半球形标靶614沿所有方向发射EUV光，与仅使用遍布2π弧度发光的标靶的光源相比，使用半球形标靶614的光源可以具有增大的转换效率(CE)。例如，当遍布2π弧度测量时，采用具有130ns持续时间的MOPA CO2主脉冲照射的半球形标靶可以具有3.2％的转换效率，意味着CO2主脉冲的3.2％转换为EUV光。当采用具有50ns持续时间的MOPA CO2主脉冲照射半球形标靶时，基于对遍布2π弧度发射EUV光的测量，转换效率是5％。当遍布4π弧度测量EUV光时，转换效率翻倍，因为从标靶发射的EUV光的量翻倍。因此，对于两个主脉冲的转换效率分别变为6.4％和10％。
在图6A－图6D的示例中，具有在预脉冲502和主脉冲504之间的1000ns延迟时间的波形500用于将标靶材料微滴610转换为半球形标靶614。然而，具有其他延迟时间的其他波形可以用于转换。例如，在预脉冲502和主脉冲504之间的延迟可以在200ns和1600ns之间。更长的延迟时间提供了具有更大空间范围(体积)和更低标靶材料密度的标靶。更短延迟时间提供了具有更小空间范围(体积)和更高标靶材料密度的标靶。
图9示出了另一示例性波形900，当施加至标靶材料微滴时将标靶材料微滴转换为半球形标靶。波形900包括第一预脉冲902，第二预脉冲904，和主脉冲906。第一预脉冲902和第二预脉冲904可以共同地视作第一放大光束，以及主脉冲906可以视作第二放大光束。第一预脉冲902发生在时刻t＝0，第二预脉冲904在200ns之后发生在时刻t＝200ns，以及主脉冲906在第一预脉冲902之后1200ns发生在时刻t＝1200ns。
在图9的示例中，第一预脉冲502具有1－10ns的持续时间，并且第二预脉冲504具有小于1ns的持续时间。例如，第二预脉冲504可以是150ps。第一预脉冲502和第二预脉冲504可以具有1μm的波长。主脉冲506可以是来自CO2激光器的具有10.6μm波长和130ns或50ns持续时间的脉冲。
图10A－图10D示出了与标靶材料微滴1010的交互以将标靶材料微滴1010转换为半球形标靶1018的波形900。图10A－图10D分别示出了时刻t＝t1至t4。在图9上相对于波形900而示出时刻t＝t1至t4。时刻t＝t1正好发生在第一预脉冲502之前，以及时刻t＝t2正好发生在第二预脉冲504之前。时刻t＝t3正好发生在主脉冲506之前，以及时刻t＝t4正好发生在主脉冲506之前。
参照图10A，标靶材料供给设备1020释放标靶材料微滴的流束1022。流束1022从标靶材料供给设备1020行进至标靶位置1026。流束1022包括标靶材料微滴1010和1011。第一预脉冲502接近并且冲击标靶材料微滴1010。标靶材料微滴的截面尺寸可以例如在20－40μm之间。也参照图11A，标靶材料微滴1010的密度分布1100沿预脉冲502的传播“z”方向是均匀的，并且标靶材料微滴1010展现对预脉冲502的陡峭密度转变。
第一预脉冲502和标靶材料微滴1010之间的交互在面向入射第一脉冲902的标靶材料微滴1010的侧面上产生了短尺度卷流1012(图10B)。卷流1012可以是形成在标靶材料微滴1010表面上或者与其相邻的标靶材料的颗粒云。当标靶材料微滴1010朝向标靶位置1026行进时，标靶材料微滴1010可以沿垂直“x”方向增大尺寸并且沿“z”方向减小尺寸。卷流1012和标靶材料微滴1010一起可以视作中间标靶1014。中间标靶1014接收第二预脉冲504。
也参照图11B，在时刻t＝t2处，中间标靶1014具有密度分布1102。密度分布包括对应于作为卷流1012的中间标靶1014一部分的密度梯度1105。密度梯度1105在位置1013(图10B)处最小，在此第二预脉冲504初始地与卷流1012交互。密度梯度1105沿方向“z”增大，直至卷流1012结束并且到达标靶材料1010。因此，第一预脉冲502用于产生初始密度梯度，其包括比标靶材料微滴1010中存在的更低的密度，由此使得中间标靶1014比标靶材料微滴1010更容易吸收第二预脉冲504。
第二预脉冲504照射中间标靶1014并且产生了标靶材料块件的汇集1015。中间标靶1014与第二预脉冲504之间的交互产生了块件的汇集1015，如图10C中所示。随着时间流逝，标靶材料块件的汇集1015继续沿“x”方向朝向标靶位置1026行进。标靶材料块件汇集1015形成了体积，并且当块件随着时间流逝而膨胀时体积增大。参照图10D，块件汇集在第二预脉冲502照射中间标靶1014之后膨胀1000ns，并且膨胀的块件汇集形成了半球形标靶1018。半球形标靶1018在时刻t＝t4进入标靶位置1016。半球形标靶1018具有在接收主脉冲506的平面1019处最小的密度，并且沿“z”方向增大。
图11C中示出了正好在主脉冲506照射标靶1018之前时刻的半球形标靶1018的密度分布1110。半球形标靶1018具有平缓的梯度，在接收主脉冲506的平面1019处具有最小值。因此，类似于半球形标靶614，半球形标靶1018容易吸收主脉冲506并且沿所有方向发射EUV光1030。与半球形标靶614相比，标靶1018的最大密度较低并且梯度较不陡峭。
其他实施方式在以下权利要求的范围内。例如，标靶的形状可以从具有圆化表面的半球形而改变。半球形标靶5的半球形部分14可以具有平坦而非圆化的一个或多个侧面。除了分散遍布半球形标靶5之外或备选地，颗粒20可以分散在半球形标靶5的表面上。

Claims (20)

1.一种极紫外(EUV)光源，包括：
第一源，产生光脉冲；
第二源，产生放大光束；
标靶材料递送系统；
腔室，耦合到所述标靶材料递送系统；以及
控向系统，朝向所述腔室中的标靶位置引导所述放大光束，所述标靶位置从所述标靶材料递送系统接收标靶材料液滴，所述标靶材料液滴包括在被转换成等离子体之后发射EUV光的材料，其中
所述标靶材料液滴在被所述光脉冲撞击时形成标靶，所述标靶包括半球形体积和位于所述半球形体积与所述第二源之间的平面表面，所述半球形体积具有遍及所述体积的标靶材料块，其中所述光脉冲的持续时间为150ps或更小。
2.根据权利要求1所述的EUV光源，其中所述光脉冲具有约1微米(μm)的波长。
3.根据权利要求1所述的EUV光源，其中所述半球形体积包括具有圆周的圆形部分和遍及由所述圆周限定的区域而延伸的平坦部分。
4.一种方法，包括：
朝向标靶位置释放初始标靶材料，所述标靶材料包括当被转换成等离子体时发射极紫外(EUV)光的材料；
朝向所述初始标靶材料引导第一放大光束，所述第一放大光束具有足以从所述初始标靶材料形成标靶材料块的汇集的能量，每个块小于所述初始标靶材料并且遍及半球形体积而被空间分布；以及
朝向所述块的汇集引导第二放大光束，以将所述标靶材料块转换成发射EUV光的等离子体，其中所述第一放大光束包括持续时间为150皮秒(ps)或更小的并且波长为约1微米(μm)的光脉冲。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二放大光束发生在所述第一放大光束之后200至1600ns。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述半球形体积包括具有圆周的圆形部分和遍及由所述圆周限定的区域而延伸的平坦部分。
7.一种方法，包括：
提供标靶，所述标靶包括当处于等离子体状态时发射极紫外(EUV)光的标靶材料；
朝向所述标靶引导第一放大光束，以引起所述第一放大光束与所述标靶之间的相互作用，所述相互作用形成第一等离子体和所述标靶的剩余部分；以及
允许所述第一等离子体在所述标靶的所述剩余部分的表面处膨胀，以将所述标靶的所述剩余部分转变为块的汇集，所述块的汇集包括所述标靶材料的块并且沿着所述第一放大光束的传播方向延伸，其中所述块的汇集的密度沿着与第二放大光束的传播方向平行的方向增大。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
朝向所述块的汇集引导第二放大光束，所述第二放大光束具有足以将所述标靶材料的块转换成发射EUV光的等离子体的能量。
9.一种方法，包括：
提供标靶；
朝向所述标靶引导第一放大光束，以引起所述标靶与所述第一放大光束之间的相互作用，所述标靶与所述第一放大光束之间的所述相互作用形成第一等离子体和所述标靶的剩余部分；
允许所述第一等离子体膨胀，以从所述剩余部分形成块的汇集，所述块的汇集沿着所述第一放大光束的传播方向延伸；以及
朝向所述块的汇集引导第二放大光束，所述第二放大光束具有足以将所述块的汇集中的至少一些块转换成发射EUV光的等离子体的能量，其中
所述块的汇集包括当处于等离子体状态时发射EUV光的标靶材料的颗粒雾。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述块的汇集形成半球形体积。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述半球形体积包括平坦部分和圆形部分，并且所述第二放大光束在与所述圆形部分相互作用之前与所述平坦部分相互作用。
12.一种极紫外(EUV)光源，包括：
固态激光器，被配置为产生辐射脉冲，由所述固态激光器产生的辐射脉冲包括至少第一辐射脉冲；
第二光源，被配置为产生辐射脉冲，由所述第二光源产生的辐射脉冲包括至少第二辐射脉冲，所述第二辐射脉冲具有比所述第一辐射脉冲更大的强度；
真空室，被配置为在所述真空室的内部中接收标靶材料，所述标靶材料包括在被转换成等离子体时发射EUV光的材料；以及
光学元件，被配置为将所述第一辐射脉冲和所述第二辐射脉冲朝向所述真空室的所述内部分别引导至所述真空室的所述内部中的第一位置和所述真空室的所述内部中的不同的第二位置，在所述真空室的所述内部中的所述第一位置和所述第二位置沿着与所述第一辐射脉冲和所述第二辐射脉冲在所述真空室的所述内部中的传播方向不同的方向。
13.根据权利要求12所述的EUV光源，其中由所述固态激光器产生的所述第一辐射脉冲具有第一波长，并且由所述第二光源产生的所述第二辐射脉冲具有第二波长，所述第一波长和所述第二波长是不同的。
14.根据权利要求13所述的EUV光源，其中所述第一辐射脉冲具有约1微米(μm)的波长，并且所述第二辐射脉冲具有约10.6μm的波长。
15.根据权利要求12所述的EUV光源，其中所述第一辐射脉冲具有5至20皮秒(ps)的持续时间。
16.根据权利要求12所述的EUV光源，其中所述第一辐射脉冲具有150ps或更小的持续时间。
17.根据权利要求12所述的EUV光源，其中所述光学元件被配置为发射所述第一辐射脉冲或所述第二辐射脉冲。
18.根据权利要求12所述的EUV光源，其中所述标靶材料包括标靶材料液滴，并且所述EUV光源进一步包括标靶材料递送系统，所述标靶材料递送系统被配置为将所述标靶材料液滴递送至所述真空室的所述内部。
19.一种光刻系统，包括：
光刻工具，被配置为处理晶片；以及
极紫外(EUV)光源，包括：
真空室，被配置为在所述真空室的内部中接收标靶材料，所述标靶材料包括在被转换成等离子体时发射EUV光的材料；
光学元件，在所述真空室的所述内部中，所述光学元件被定位为将EUV光引导至所述光刻工具；
第一光源，被配置为产生辐射脉冲，由所述第一光源产生的辐射脉冲包括至少第一辐射脉冲，所述第一辐射脉冲在第一光束路径上传播到所述真空室的所述内部中的第一位置；以及
第二光源，被配置为产生辐射脉冲，由所述第二光源产生的辐射脉冲包括至少第二辐射脉冲，所述第二辐射脉冲具有比所述第一辐射脉冲更大的强度，并且所述第二辐射脉冲在第二光束路径上传播到所述真空室的所述内部中的第二位置，在所述真空室的所述内部中的所述第一位置和所述第二位置是沿着与所述第一辐射脉冲和所述第二辐射脉冲在所述真空室的所述内部中的传播方向不同的方向的不同位置。
20.根据权利要求19所述的光刻系统，其中所述第一光源包括固态激光器。
CN201910265448.9A 2013-03-14 2014-02-20 用于极紫外光源的标靶 Active CN110232982B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910265448.9A CN110232982B (zh) 2013-03-14 2014-02-20 用于极紫外光源的标靶

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/830,380 2013-03-14
US13/830,380 US8791440B1 (en) 2013-03-14 2013-03-14 Target for extreme ultraviolet light source
CN201910265448.9A CN110232982B (zh) 2013-03-14 2014-02-20 用于极紫外光源的标靶
PCT/US2014/017496 WO2014143522A1 (en) 2013-03-14 2014-02-20 Target for extreme ultraviolet light source
CN201480014220.8A CN105190776B (zh) 2013-03-14 2014-02-20 用于极紫外光源的标靶

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480014220.8A Division CN105190776B (zh) 2013-03-14 2014-02-20 用于极紫外光源的标靶

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110232982A true CN110232982A (zh) 2019-09-13
CN110232982B CN110232982B (zh) 2023-10-17

Family

ID=51212095

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480014220.8A Active CN105190776B (zh) 2013-03-14 2014-02-20 用于极紫外光源的标靶
CN201910265448.9A Active CN110232982B (zh) 2013-03-14 2014-02-20 用于极紫外光源的标靶

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480014220.8A Active CN105190776B (zh) 2013-03-14 2014-02-20 用于极紫外光源的标靶

Country Status (6)

Country Link
US (4) US8791440B1 (zh)
JP (3) JP6471142B2 (zh)
KR (2) KR102341104B1 (zh)
CN (2) CN105190776B (zh)
TW (2) TWI603162B (zh)
WO (1) WO2014143522A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013004258A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Gigaphoton Inc 極端紫外光生成装置及び極端紫外光の生成方法
US20150264791A1 (en) * 2012-08-01 2015-09-17 Asml Netherlands B.V. Method and Apparatus for Generating Radiation
WO2014120985A1 (en) * 2013-01-30 2014-08-07 Kla-Tencor Corporation Euv light source using cryogenic droplet targets in mask inspection
US8791440B1 (en) * 2013-03-14 2014-07-29 Asml Netherlands B.V. Target for extreme ultraviolet light source
JP6513025B2 (ja) * 2013-09-17 2019-05-15 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
US9338870B2 (en) * 2013-12-30 2016-05-10 Asml Netherlands B.V. Extreme ultraviolet light source
CN105940349B (zh) * 2014-01-27 2020-01-17 Asml荷兰有限公司 辐射源
US9451683B1 (en) * 2015-07-14 2016-09-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Solution for EUV power increment at wafer level
US9713240B2 (en) 2015-08-12 2017-07-18 Asml Netherlands B.V. Stabilizing EUV light power in an extreme ultraviolet light source
US9820368B2 (en) 2015-08-12 2017-11-14 Asml Netherlands B.V. Target expansion rate control in an extreme ultraviolet light source
US20170311429A1 (en) * 2016-04-25 2017-10-26 Asml Netherlands B.V. Reducing the effect of plasma on an object in an extreme ultraviolet light source
WO2018029759A1 (ja) * 2016-08-08 2018-02-15 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成方法
US10401704B2 (en) * 2016-11-11 2019-09-03 Asml Netherlands B.V. Compensating for a physical effect in an optical system
CN106885632B (zh) * 2017-03-03 2019-01-29 北京振兴计量测试研究所 一种真空紫外光谱辐射计校准方法及装置
US10299361B2 (en) * 2017-03-24 2019-05-21 Asml Netherlands B.V. Optical pulse generation for an extreme ultraviolet light source
US11153959B2 (en) * 2018-08-17 2021-10-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and method for generating extreme ultraviolet radiation
JP6822693B2 (ja) 2019-03-27 2021-01-27 日本電気株式会社 音声出力装置、音声出力方法および音声出力プログラム
CN111490437A (zh) * 2019-04-15 2020-08-04 中国科学院物理研究所 利用激光与天线靶作用诱导频率可控微波辐射的装置和方法
JP7261683B2 (ja) * 2019-07-23 2023-04-20 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム及び電子デバイスの製造方法
KR102447685B1 (ko) * 2020-07-22 2022-09-27 포항공과대학교 산학협력단 특정 파장대의 광원을 발생시키기 위한 장치 및 방법
JP7561043B2 (ja) 2021-01-20 2024-10-03 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成システム、及び電子デバイスの製造方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1492394A2 (en) * 2003-06-26 2004-12-29 Northrop Grumman Corporation Laser-produced plasma EUV light source with pre-pulse enhancement
US20050129177A1 (en) * 2002-05-13 2005-06-16 Magnus Berglund Method and arrangement for producing radiation
US20060215712A1 (en) * 2005-03-24 2006-09-28 Xtreme Technologies Gmbh Method and arrangement for the efficient generation of short-wavelength radiation based on a laser-generated plasma
JP2006332552A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Osaka Univ 極端紫外光源用ターゲット
US20080087847A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-17 Cymer, Inc. Drive laser delivery systems for EUV light source
US20080149862A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 Cymer, Inc. Laser produced plasma EUV light source
US20100090133A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-15 Akira Endo Extreme ultraviolet light source apparatus and method of generating extreme ultraviolet light
US20100181503A1 (en) * 2008-12-16 2010-07-22 Tatsuya Yanagida Extreme ultraviolet light source apparatus
WO2011102277A1 (ja) * 2010-02-19 2011-08-25 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置及び極端紫外光の発生方法
US20120305811A1 (en) * 2010-03-29 2012-12-06 Osamu Wakabayashi Extreme ultraviolet light generation system
WO2012173266A1 (en) * 2011-06-15 2012-12-20 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light generation system

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI246872B (en) * 1999-12-17 2006-01-01 Asml Netherlands Bv Radiation source for use in lithographic projection apparatus
US7916388B2 (en) 2007-12-20 2011-03-29 Cymer, Inc. Drive laser for EUV light source
US20060255298A1 (en) 2005-02-25 2006-11-16 Cymer, Inc. Laser produced plasma EUV light source with pre-pulse
US8654438B2 (en) 2010-06-24 2014-02-18 Cymer, Llc Master oscillator-power amplifier drive laser with pre-pulse for EUV light source
US7262423B2 (en) * 2005-12-02 2007-08-28 Asml Netherlands B.V. Radiation system and lithographic apparatus
JP5156192B2 (ja) * 2006-01-24 2013-03-06 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置
US8536549B2 (en) 2006-04-12 2013-09-17 The Regents Of The University Of California Light source employing laser-produced plasma
NL1032674C2 (nl) * 2006-10-13 2008-04-15 Stichting Fund Ond Material Stralingsbron voor elektromagnetische straling met een golflengte in het extreem ultraviolet (XUV) golflengtegebied.
JP2008153396A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Nikon Corp 照度均一化装置、露光装置、露光方法および半導体デバイスの製造方法
JP5358060B2 (ja) * 2007-02-20 2013-12-04 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置
DE102008002403A1 (de) * 2008-06-12 2009-12-17 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren zum Herstellen einer Mehrlagen-Beschichtung, optisches Element und optische Anordnung
NL1036803A (nl) * 2008-09-09 2010-03-15 Asml Netherlands Bv Radiation system and lithographic apparatus.
JP5833806B2 (ja) * 2008-09-19 2015-12-16 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置、極端紫外光源装置用レーザ光源装置及び極端紫外光源装置用レーザ光源の調整方法
JP5426317B2 (ja) * 2008-10-23 2014-02-26 ギガフォトン株式会社 極端紫外光光源装置
JP5368261B2 (ja) * 2008-11-06 2013-12-18 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置、極端紫外光源装置の制御方法
JP5312959B2 (ja) 2009-01-09 2013-10-09 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置
CN101515105B (zh) * 2009-03-26 2010-07-21 上海交通大学 基于超声波调制的准相位匹配高次谐波装置
JP5603135B2 (ja) * 2009-05-21 2014-10-08 ギガフォトン株式会社 チャンバ装置におけるターゲット軌道を計測及び制御する装置及び方法
JP5612579B2 (ja) * 2009-07-29 2014-10-22 ギガフォトン株式会社 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
US9113540B2 (en) 2010-02-19 2015-08-18 Gigaphoton Inc. System and method for generating extreme ultraviolet light
US9265136B2 (en) 2010-02-19 2016-02-16 Gigaphoton Inc. System and method for generating extreme ultraviolet light
JP2013004258A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Gigaphoton Inc 極端紫外光生成装置及び極端紫外光の生成方法
US9072152B2 (en) * 2010-03-29 2015-06-30 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light generation system utilizing a variation value formula for the intensity
JP5802410B2 (ja) * 2010-03-29 2015-10-28 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
JP5765759B2 (ja) * 2010-03-29 2015-08-19 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置および方法
US8462425B2 (en) 2010-10-18 2013-06-11 Cymer, Inc. Oscillator-amplifier drive laser with seed protection for an EUV light source
JP2012199512A (ja) * 2011-03-10 2012-10-18 Gigaphoton Inc 極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成方法
US8604452B2 (en) 2011-03-17 2013-12-10 Cymer, Llc Drive laser delivery systems for EUV light source
JP2012212641A (ja) * 2011-03-23 2012-11-01 Gigaphoton Inc 極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成方法
JP2012216768A (ja) * 2011-03-30 2012-11-08 Gigaphoton Inc レーザシステム、極端紫外光生成システム、およびレーザ光生成方法
US9516730B2 (en) * 2011-06-08 2016-12-06 Asml Netherlands B.V. Systems and methods for buffer gas flow stabilization in a laser produced plasma light source
WO2013029906A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 Asml Netherlands B.V. Radiation source
JP5932306B2 (ja) * 2011-11-16 2016-06-08 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置
JP2013140771A (ja) * 2011-12-09 2013-07-18 Gigaphoton Inc ターゲット供給装置
JP2013251100A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Gigaphoton Inc 極紫外光生成装置及び極紫外光生成方法
US8791440B1 (en) * 2013-03-14 2014-07-29 Asml Netherlands B.V. Target for extreme ultraviolet light source
US8872143B2 (en) * 2013-03-14 2014-10-28 Asml Netherlands B.V. Target for laser produced plasma extreme ultraviolet light source
CN103257531A (zh) * 2013-04-25 2013-08-21 华中科技大学 一种用于激光等离子体极紫外光源的空腔液体锡靶发生器

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050129177A1 (en) * 2002-05-13 2005-06-16 Magnus Berglund Method and arrangement for producing radiation
CN1663326A (zh) * 2002-05-13 2005-08-31 杰特克公司 用于产生辐射的方法和装置
EP1492394A2 (en) * 2003-06-26 2004-12-29 Northrop Grumman Corporation Laser-produced plasma EUV light source with pre-pulse enhancement
US20040264512A1 (en) * 2003-06-26 2004-12-30 Northrop Grumman Corporation Laser-produced plasma EUV light source with pre-pulse enhancement
US20060215712A1 (en) * 2005-03-24 2006-09-28 Xtreme Technologies Gmbh Method and arrangement for the efficient generation of short-wavelength radiation based on a laser-generated plasma
JP2006332552A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Osaka Univ 極端紫外光源用ターゲット
US20080087847A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-17 Cymer, Inc. Drive laser delivery systems for EUV light source
US20080149862A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 Cymer, Inc. Laser produced plasma EUV light source
US20100090133A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-15 Akira Endo Extreme ultraviolet light source apparatus and method of generating extreme ultraviolet light
US20100181503A1 (en) * 2008-12-16 2010-07-22 Tatsuya Yanagida Extreme ultraviolet light source apparatus
WO2011102277A1 (ja) * 2010-02-19 2011-08-25 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置及び極端紫外光の発生方法
US20120305811A1 (en) * 2010-03-29 2012-12-06 Osamu Wakabayashi Extreme ultraviolet light generation system
WO2012173266A1 (en) * 2011-06-15 2012-12-20 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light generation system

Also Published As

Publication number Publication date
TWI603162B (zh) 2017-10-21
US20150076374A1 (en) 2015-03-19
KR20150129750A (ko) 2015-11-20
US8791440B1 (en) 2014-07-29
CN110232982B (zh) 2023-10-17
JP6685438B2 (ja) 2020-04-22
US9462668B2 (en) 2016-10-04
US9155179B2 (en) 2015-10-06
JP6471142B2 (ja) 2019-02-13
TW201441770A (zh) 2014-11-01
JP2020106866A (ja) 2020-07-09
JP2016518674A (ja) 2016-06-23
JP2019061289A (ja) 2019-04-18
KR102216594B1 (ko) 2021-02-17
CN105190776B (zh) 2019-05-03
US20140299791A1 (en) 2014-10-09
US8912514B2 (en) 2014-12-16
JP6944010B2 (ja) 2021-10-06
US20160029471A1 (en) 2016-01-28
TWI636342B (zh) 2018-09-21
TW201802618A (zh) 2018-01-16
WO2014143522A1 (en) 2014-09-18
CN105190776A (zh) 2015-12-23
KR102341104B1 (ko) 2021-12-20
KR20210018977A (ko) 2021-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105190776B (zh) 用于极紫外光源的标靶
JP6799645B2 (ja) レーザ生成プラズマ極端紫外線光源のターゲット
US10064261B2 (en) Extreme ultraviolet light source
CN105935007B (zh) 极紫外光源
JP2016512913A (ja) 極端紫外線光源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TG01 Patent term adjustment