CN110612482B - 激光产生的等离子体源 - Google Patents

Abstract

一种用于激光产生的等离子体源的种子激光器模块，该种子激光器模块包括：脉冲激光源，被配置为以脉冲重复率发射源辐射脉冲；子系统，被配置为提供电信号；电光调制器，被耦合到子系统，并且被配置为接收源辐射脉冲并且在电信号的控制下发射整形后的辐射脉冲；以及其中电信号包括与源辐射脉冲同相的处于脉冲重复率的选通脉冲、以及在选通脉冲中的连续选通脉冲之间的一个或多个次级脉冲。

Description

激光产生的等离子体源

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月10日提交的EP申请17170322.6的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于激光产生的等离子体源(例如，用于光刻装置或计量装置)的种子激光器。

背景技术

光刻装置是将期望图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。光刻装置可以用于例如制造集成电路(IC)。在该实例中，图案化设备(可替代地，称为掩模或分划板(reticle))可以用于生成要形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以被转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括裸片的一部分、一个裸片或几个裸片)上。图案的转移通常经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。一般而言，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。

半导体行业不断寻求开发能够印刷越来越小的集成电路尺寸的光刻技术。远紫外线(“EUV”)光(有时也称为软X射线)通常定义为波长介于10纳米(nm)和120纳米(nm)之间的电磁辐射，其中预期在将来使用更短的波长。EUV光刻技术目前通常被认为包括波长在10nm至14nm范围内的EUV光，并且用于在诸如硅晶片的衬底上产生极小的特征，例如，低于32nm的特征。

在撰写时，商业上最成功的产生EUV光的方法是由具有一种或多种元素(例如，氙、锂、锡、铟、锑、碲、铝等)的材料产生等离子体，这些元素在EUV范围内具有一个或多个发射谱线。在一种这样的方法(通常称为激光产生的等离子体(“LPP”))中，可以通过在辐照位置处用激光束辐照靶材料(诸如具有所需谱线发射元素的液滴、流或材料簇)来产生所需等离子体。谱线发射元素可以是纯的形式或合金形式，例如，在期望温度下为液态的合金，或者可以与诸如液体的另一材料混合或分散。

在一些现有技术的LPP系统中，通过单独的激光脉冲辐照液滴流中的每个液滴以从每个液滴形成等离子体。可替代地，已经公开了一些现有技术的系统，其中通过一个以上的光脉冲依序照射每个液滴。在一些情况下，每个液滴可能被暴露在所谓的“预脉冲”下，以加热、膨胀、气化、汽化和/或电离靶材料和/或生成弱等离子体，然后被暴露在所谓的“主脉冲”下，以生成强等离子体，并且将大部分或所有受预脉冲影响的材料转换为等离子体，从而产生EUV光发射。应当领会，可以使用一个以上的预脉冲并且可以使用一个以上的主脉冲，并且预脉冲和主脉冲的功能可以在某种程度上重叠。

由于LPP系统中的EUV输出功率通常随辐照靶材料的驱动激光功率而缩放，所以在一些情况下，采用包括相对低功率的振荡器或“种子激光器”以及用于放大来自种子激光器的脉冲的一个或多个放大器的布置也可能被认为是理想的。大放大器的使用允许使用低功率的稳定种子激光器，同时仍提供用于LPP工艺的相对较高功率的脉冲。

通过引用并入本文的美国专利申请公开文本US2014/0203194描述了用于LPP系统的激光源，其中用于产生等离子体的主脉冲之前是“基底(pedestal)”。基底在主脉冲之前约400ns开始，并且射束强度上升到主脉冲的峰值强度的1％到10％。发现基底的存在会增加LPP源的EUV输出功率。在US2014/0203194中，使用光学快门(例如，包括普克尔斯盒(Pockels cell)和两个偏振器)和/或可饱和吸收器来控制基底。给定实现高功率源所需的高脉冲重复率，则难以控制基底能量。

发明内容

本发明旨在提供改进的激光产生的等离子体源，例如，该等离子体源用于与光刻设备制造过程和/或计量装置一起使用。在第一方面中，本发明提供了一种用于激光产生的等离子体源的种子激光器模块，该种子激光器模块包括：脉冲激光源，被配置为以脉冲重复率发射源辐射脉冲；子系统，被配置为提供电信号；以及电光调制器，被耦合到子系统，并且被配置为接收源辐射脉冲并且在电信号的控制下发射整形后的辐射脉冲；其中电信号包括与源辐射脉冲同相的处于脉冲重复率的选通脉冲、以及在选通脉冲中连续选通脉冲之间的一个或多个次级脉冲。

在第二方面中，本发明提供一种用于激光产生的等离子体源的种子激光器模块，该种子激光器模块包括：脉冲激光源，被配置为以脉冲重复率发射源辐射脉冲；子系统，被配置为提供电信号；电光调制器，被耦合到子系统并且包括电光晶体，该电光晶体被配置为接收源辐射脉冲并且在电信号的控制下发射整形后的辐射脉冲；以及声学设备，被配置为向电光晶体施加声学信号。

在第三方面中，本发明提供了一种用于激光产生的等离子体源的驱动激光器设备，该驱动激光器设备包括：如上所述的种子激光器模块；以及放大器，被配置为放大整形后的辐射脉冲以形成驱动辐射脉冲。

在第四方面中，本发明提供了一种激光产生的等离子体源，其包括：如上所述的驱动激光器设备；靶材料递送系统，被配置为将靶材料递送到目标位置以由驱动辐射脉冲辐照，从而形成等离子体；以及辐射收集器，被配置为收集由等离子体发射的辐射。

附图说明

现在，参考附图通过示例对本发明的实施例进行描述，其中

图1是LPP EUV光源的一个实施例的部件中的一些部件的简化示意图；

图2是可以用于LPP EUV系统的种子激光器模块的部件中的一些部件的简化示意图；

图3是可以用于LPP EUV系统的另一种子激光器模块的部件中的一些部件的简化示意图；

图4是主脉冲强度与时间的关系图，其以插图放大的方式示出了基底部分；

图5是根据本发明的实施例的具有两个电光设备的种子激光器模块的部件中的一些部件的简化示意图；

图6是示出了本发明的实施例的脉冲的定时的图；

图7是根据本发明的实施例的具有两个电光设备的另一种子激光器模块的部件中的一些部件的简化示意图；

图8是根据本发明的实施例的具有一个电光设备的另一种子激光器模块的部件中的一些部件的简化示意图；

图9是处于OFF配置的图8的种子激光器模块的简化示意图；以及

图10是根据本发明的实施例的具有两个电光设备的另一种子激光器模块的部件中的一些部件的简化示意图。

具体实施方式

图1是LPP EUV光源10的一个实施例的部件中的一些部件的简化示意图。如图1所示，EUV光源10包括激光源12，以用于生成激光脉冲射束，并且从激光源12沿着一个或多个射束路径递送射束并且进入等离子体腔室14，以在辐照位置16处照射诸如液滴的相应目标。

此外，如图1所示，EUV光源10还可以包括靶材料递送系统26，靶材料递送系统26例如将靶材料的液滴递送到等离子体腔室14的内部中到达辐照位置16，其中液滴将与一个或多个激光脉冲相互作用，以最终产生等离子体并且生成EUV发射。在现有技术中已经提出了各种靶材料递送系统，并且它们的相对优点对于本领域技术人员将是显而易见的。

如上所述，靶材料是EUV发射元件，该EUV发射元件可以包括但不限于包括锡、锂、氙或其组合的材料。靶材料可以是液滴、雾和/或包含在液滴内的固体颗粒的形式。例如，元素锡可以作为纯锡、作为诸如SnBr₄、SnBr₂、SnH₄的锡化合物、作为例如锡-镓合金、锡-铟合金或锡-铟-镓合金的锡合金、或其组合的靶材料存在。根据所使用的材料，可以在包括室温或接近室温的各种温度(例如，锡合金或SnBr₄)、在高于室温的温度(例如，纯锡)或低于室温的温度(例如，SnH₄)的不同温度下将靶材料呈现到辐照位置16。在一些情况中，这些化合物可能是相对易挥发的，诸如SnBr₄。除锡之外，EUV发射元件的类似合金和化合物、以及此类材料与上述材料的相对优点对本领域技术人员而言是显而易见的。

返回图1，EUV光源10还可以包括光学元件18，诸如近正入射聚集器反射镜，其具有以长椭球形(即，围绕其主轴线旋转的椭圆形)为形式的反射表面，使得光学元件18在辐照位置16内或附近具有第一焦点，并且在所谓的中间区域20处具有第二焦点，其中EUV光可以从EUV光源10输出，并且输入到利用EUV光的设备(诸如集成电路光刻工具，也称为“扫描仪”(未示出))。如图1所示，光学元件18形成有孔，以允许由激光源12生成的激光脉冲穿过并且到达辐照位置16。

光学元件18应当具有适当的表面，以用于收集EUV光并且将其引导至中间区域20，以便随后将其递送到利用EUV光的设备。例如，光学元件18可以具有梯度多层涂层，该多层涂层具有钼和硅的交替层，并且在一些情况下，光学元件18可以具有一个或多个高温扩散阻挡层、平滑层、覆盖层和/或蚀刻停止层。

本领域技术人员应当领会，除了长椭球反射镜以外的光学元件也可以用作光学元件18。例如，光学元件18可以备选地是围绕其主轴线旋转的抛物面反射器，或者可以被配置为将具有环形横截面的射束递送到中间位置。在其他实施例中，光学元件18可以利用除本文所述的那些之外的涂层和层。本领域技术人员能够在特定情况下为光学元件18选择合适的形状和成分。

如图1所示，EUV光源10可以包括聚焦单元22，聚焦单元22包括一个或多个光学元件，以用于将激光射束聚焦到辐照位置16处的焦点。EUV光源10还可以包括在激光源12与聚焦单元22之间的、具有一个或多个光学元件的射束调节单元24，以用于扩展、控制和/或整形激光射束和/或整形激光脉冲。各种聚焦单元和射束调节单元在本领域中是已知的，并且可以由本领域技术人员进行适当选择。

如上所述，在一些情况下，激光源12包括一个或多个种子激光器和一个或多个放大器。种子激光器生成激光脉冲，然后将激光脉冲放大以成为激光射束，该激光射束在辐照位置16处辐照靶材料以形成产生EUV发射的等离子体。

本领域技术人员应当领会，若干种类型的种子激光器可以用于生成预脉冲和主脉冲。例如，可以使用传统上被称为“主振荡器功率放大器”(“MOPA”)配置的常规双腔室横向流激光源。可替代地，功率放大器可以包括快速轴向流激光器。单个激光源可以同时产生预脉冲和主脉冲。可替代地，在通常被称为MOPA+PP激光器的情况下，单独的种子激光器可以用来产生预脉冲(PP)和主脉冲。

通常用于EUV系统的一些实施例的一种类型的种子激光器是CO₂激光器，而其他实施例可以使用YAG(钇铝石榴石)激光器。如果存在两个种子激光器，则它们的类型可以不同；然而，例如，YAG激光器将需要同与CO₂激光器一起使用的放大器或放大器链不同的放大器或放大器链。本领域技术人员应当领会，还存在除了CO₂和YAG激光器以外的其他类型的激光器以及除了MOPA和MOPA+PP激光器之外的其他配置，并且能够确定哪种类型和配置的激光器适合于所需应用。

返回图1，EUV能量检测器28检测在等离子体腔室14中生成的EUV功率量。EUV能量检测器28包括等离子体腔室14内的传感器，例如，相对于激光射束成90°角定位的EUV侧传感器，或扫描仪内测量通过中间焦点20的能量的传感器。EUV能量检测器包括例如光电二极管，并且通常是本领域技术人员已知的。如本领域技术人员所熟悉的，通过在辐照液滴的时间跨度上对由EUV能量检测器28提供的EUV功率信号进行积分，计算出由液滴和激光脉冲的撞击所生成的EUV能量。

EUV控制器29被配置为基于由一个或多个先前脉冲生成的EUV的量来确定下一激光脉冲的强度。EUV控制器经由EUV能量检测器28获得从先前脉冲生成的EUV的量的测量结果。EUV控制器29使用以下描述的算法来确定后续激光脉冲的目标强度。目标强度基于等离子体腔室14中的激光脉冲之间持久存在的等离子体的、所确定的稳定性。等离子体越稳定，则后续激光脉冲的强度可以越高，直到已知极限。如果等离子体不太稳定或不稳定，则EUV控制器29可以降低后续激光脉冲的强度。

EUV控制器29可以以本领域技术人员已知的多种方式来实现，这些方式包括但不限于实现为具有处理器的计算设备，该处理器访问能够存储用于执行所描述的模块的功能的可执行指令的存储器。该计算设备可以包括一个或多个输入和输出部件，该一个或多个输入和输出部件包括用于经由网络(例如，互联网)或其他形式的通信与其他计算设备进行通信的部件。EUV控制器29包括以计算逻辑或可执行代码(诸如软件)体现的一个或多个模块。

脉冲致动器(未示出)致动激光源12以在辐照位置16处激发激光脉冲。致动器可以是电、机械和/或光学部件，并且通常是本领域技术人员已知的。

如上所述，激光源12可以包括种子激光器模块和一个或多个放大器级。图2中图示了种子激光器模块30的示例。种子激光器模块30包括两个种子激光器，即，预脉冲种子激光器32和主脉冲种子激光器34。本领域技术人员应当领会，在使用包含两个种子激光器的这种实施例的情况下，可以首先通过来自预脉冲种子激光器32的一个或多个脉冲、然后通过来自主脉冲种子激光器34的一个或多个脉冲来辐照靶材料。

种子激光器模块30被示为具有“折叠”布置，而非将部件布置成直线。实际上，这种布置是典型的，以便限制模块的尺寸。为此，由预脉冲种子激光器32和主脉冲种子激光器34的激光脉冲产生的射束通过多个光学部件36引导到所需射束路径上。依据所需的特定配置，光学部件36可以是诸如透镜、滤光片、棱镜、反射镜、光栅、或可以用于沿所需方向引导射束的任何其他元件的元件。在一些情况下，光学部件36还可以执行其他功能，诸如更改穿过的射束的偏振。

如本领域技术人员已知的，种子激光器包含光学部件，诸如输出耦合器、偏振器、后反光镜、光栅、声光调制(AOM)开关等。在这些光学部件中，种子激光器32和34包含Q开关AOM，Q开关AOM用于形成巨脉冲并且产生脉冲输出射束。如本领域中已知的，Q开关AOM控制从种子激光器释放脉冲的定时。

在图2的实施例中，来自每个种子激光器的射束首先穿过电光调制器38(EOM)。EOM38与种子激光器一起用作脉冲整形单元，以将由种子激光器生成的脉冲修整为持续时间较短以及上升时间和/或下降时间较快的脉冲。因为脉冲与目标之间的相互作用时间较短并且因为脉冲的不需要的部分不会耗尽放大器增益，所以脉冲持续时间较短和上升时间和/或下降时间相对较快可能会增加EUV输出和光源效率。虽然示出了两个单独的脉冲整形单元(EOM 38)，但是可替代地，可以使用公共脉冲整形单元来修整预脉冲种子和主脉冲种子。

在本文中所描述的一些实施例中，EUV控制器29可以通过调整EOM 38相对于种子激光器内的Q-开关AOM的定时来控制激光脉冲的强度。在实施例中，通过改变Q开关AOM触发或EOM触发相对于激光激发触发的延迟来调整定时，该延迟基于液滴何时到达等离子体腔室中的检测线激光(a detection line laser)。

在其他实施例中，EUV控制器29可以通过改变施加到EOM38的EOM晶体上的电压来控制激光脉冲的强度。可以用于这种晶体的一种材料是碲化镉(CdTe)；EOM中还使用了其他材料。当向晶体施加高电压HV(约5,000伏或5千伏或5kV)时，光能够通过EOM 38。当没有向EOM 38施加电压时，激光脉冲不会通过EOM 38。为了控制通过的脉冲的强度，与所需强度成比例地调整高压HV。如此，为了生成强度更高的激光脉冲，施加到晶体的高压HV被增加，并且为了生成强度更低的激光脉冲，施加到晶体的高压HV被减小。

返回图2，来自种子激光器的射束然后穿过声光调制器(AOM)40和42。如下文所解释的，AOM 40和42充当“开关”或“快门”，该“开关”或“快门”操作以使来自靶材料的激光脉冲的任何反射转向，而不会到达系统的易损部分，诸如(多个)EOM和种子激光器。因此，AOM40和42防止任何反射引起对易损部分的损坏。在本文中所示的实施例中，来自每个种子激光器的射束穿过两个AOM；然而，在一些实施例中，来自每个种子激光器的射束可以仅在每个路径上通过单个AOM。

在一些实施例中，为了调整激光脉冲的强度，可以操纵AOM40和42。通过将射频(RF)功率施加到粘合到AOM内的晶体的换能器，可以打开和关闭AOM 40和42。激光脉冲的强度与所施加的RF功率的量成比例。因此，为了增加激光脉冲的强度，施加更多的RF功率，并且为了减小激光脉冲的强度，施加更少的RF功率。

在通过AOM 40和42之后，两个射束通过射束组合器44进行“组合”。由于来自每个种子激光器的脉冲在不同时间生成，所以这实际上意味着将两个在时间上分开的射束放置在公共射束路径46上，以供进一步处理和使用。

在放置在公共射束路径上之后，来自种子激光器中的一个种子激光器的射束(再者，一次只会有一个)穿过射束延迟单元48，如本领域中已知的。接下来，引导射束通过前置放大器50，然后通过射束扩展器52。此后，射束通过薄膜偏振器54，然后通过光学部件56向前引导，再者，该光学部件56是引导射束到达LPP EUV系统的下一级并且还可以执行其他功能的元件。射束通常从光学部件56传递到一个或多个光学放大器和其他部件，如本领域中已知的。

适用于预脉冲种子激光器和主脉冲种子激光器的各种波长可调谐种子激光器在本领域中是已知的。例如，在一个实施例中，种子激光器可以是CO₂激光器，CO₂激光器具有处于低于大气压力(例如，0.05至0.2个大气压)下的包括CO₂的密封填充气体，并且通过射频放电来泵浦。在一些实施例中，光栅可以用来帮助限定种子激光器的光学腔，并且可以旋转光栅以将种子激光器调谐到选定旋转线。

图3是种子脉冲生成系统60的一个实施例的简化框图。与种子激光器模块30一样，种子脉冲生成系统60生成种子脉冲，对种子脉冲进行整形，并且放大种子脉冲。然而，种子脉冲生成系统60包括两个前置放大器74和84，而非图2的种子激光器模块30的一个前置放大器50。第二前置放大器的添加以及第二前置放大器所提供的附加增益可能导致位于种子脉冲生成系统60之外的功率放大器自身发出激光的可能性更高，从而引起前向激光脉冲的调制，并且在种子脉冲生成系统60中对前置放大器74和84进行增益剥离。已经观察到在功率放大器中产生的自发激光为具有持续几微秒的宽泛持续时间的脉冲。为了减弱增加第二前置放大器的这些影响，图3的种子脉冲生成系统60包括位于图2的种子激光器模块30的元件之间的附加隔离级，以防止反射光到达种子激光器以及第二前置放大器。种子脉冲生成系统60的隔离级可以被添加到图2的种子激光器模块30或在图2的种子激光器模块30内实现。

在图3中，尽管种子激光器62被描绘为单个单元，但是其产生如结合图2的预脉冲种子激光器32和主脉冲种子激光器34所描述的射束。再者，种子脉冲生成系统60可以包括一个以上的种子激光器62。EOM 64如上文结合图2的EOM 38所描述的那样对脉冲进行整形。

第一隔离级66位于EOM 64与第一前置放大器74之间。第一隔离级66包括第一AOM68、延迟设备70和第二AOM 72；再者，延迟设备70具有射束折叠光学布置。类似于图2的AOM40和42以及延迟线41，第一隔离级66操作以使来自靶材料的激光脉冲的任何反射转向，而不会到达种子激光器62。如本文中所进一步详细描述的，隔离级66提供了对已穿过第一前置放大器74的放大后的脉冲的、改进的隔离。

如图2所示，为了放大由种子激光器62生成的种子脉冲，使种子脉冲穿过两个或更多个前置放大器，而非仅穿过一个前置放大器。通过使用多于一个的前置放大器，种子脉冲可以分级放大，这具有若干个益处。使用单个增益较小的单独的放大器防止放大器的自发激光。将隔离级与多个前置放大器一起使用后的另一益处是在增益很高以至于即使在使99％的反射光转向后，反射光的1％仍然足够强烈以损坏种子激光器62之前，可以在放大的过程中使反射光转向。

第一前置放大器74之后是第二隔离级76，第二隔离级76包括第一AOM 78、延迟设备80、以及第二AOM 82。第二隔离级76能够使源自除了第一隔离级之外的LPP EUV系统的其他部分的反射光转向。由于针对行进到辐照位置的脉冲，第二隔离级76之后是第二前置放大器84，所以到达第二隔离级76的所有反射光也将被第二前置放大器84放大。

虽然未描绘，但是在射束被引导到LPP EUV生成系统的其他元件之前，第二前置放大器84之后可以有另一隔离级。在第二前置放大器84放大反射光之前，这样的另一隔离级可以使从LPP EUV系统中的其他部件到达的反射光转向。

实验已经确定，利用在将靶材料激发成等离子体的主辐射脉冲之前紧接着存在少量附加辐射，所生成的所需EUV辐射的量被增加。这种附加辐射被称为基底。在图4中示出了包括基底的主脉冲的结构的示例，其是靶材料的辐照点处的辐射功率与时间的曲线图。在该示例中，主脉冲在1μs的时间索引处具有峰值，其峰值功率为15MW。仅在放大插图中可见的基底Pd具有高达约400ns的持续时间和约0.03MW的功率(即，小于主脉冲的峰值功率的1％)。基底的曲线形状可以是功率的缓慢上升(或斜坡上升)，可能紧接在主脉冲的峰值之前达到稳定。

产生最佳EUV输出的基底的确切持续时间、曲线形状以及功率水平可以根据经验确定，并且可以根据靶材料的类型和/或将靶材料递送到目标点的方式而变化。基底的最佳参数可能会随着时间的推移并且在源模块之间变化。本发明旨在提供用于控制基底的改进途径。在实施例中，可以通过增加很少的硬件或不增加附加硬件(特别是在射束路径上没有附加元件)的情况下来实现基底控制。

图5更详细地描绘了用于主脉冲的电光调制器38。种子激光器34主要输出偏振辐射，例如，水平偏振辐射。第一偏振器381用于清理种子激光器的偏振，并且拒绝不希望的偏振状态(例如，竖直偏振)的任何辐射。然后，水平偏振辐射入射到第一电光晶体382上。电光晶体382是设有电极的双折射晶体，并且被配置为使得如果通过高电压源386施加合适电压，则入射辐射的偏振状态旋转90°。因此，水平偏振的入射辐射被转换为竖直偏振辐射，并且作为竖直偏振辐射发射。如果没有施加电压，则入射辐射的偏振不受影响。第二偏振器383相对于第一偏振器381成90°取向，因此如果向第一电光晶体382施加电压，则通过辐射；并且如果没有施加电压，则阻挡辐射。

第二电光晶体384与第一电光晶体382类似，并且同样被配置为仅在通过高电压源386施加合适电压时旋转通过该第二电光晶体384的辐射的偏振状态。第三偏振器385相对于第二偏振器383成90°取向，因此如果向第二电光晶体382施加电压，则通过辐射；如果没有施加电压，则阻挡辐射。因此，当高电压源386未向电光晶体施加选通脉冲时，使用两个电光晶体和三个偏振器提供了两个隔离级，并且减少了辐射泄漏。第一偏振器381、第二偏振器383、以及第三偏振器385可以是薄膜偏振器。

施加到电光晶体的选通脉冲的定时和形状确定由种子激光器模块输出并且随后放大的脉冲的定时和形状。种子激光器34可以是脉冲激光器，并且因此选通电脉冲与种子激光器34所输出的辐射脉冲同步。

本发明人已经确定，产生基底的有效方式是允许辐射通过电光调制器38的受控泄漏。

根据本发明的实施例，通过在选通脉冲GP之间向电光调制器的(多个)晶体施加附加电压脉冲(本文中称为次级脉冲)来实现辐射从种子激光器34通过电光调制器38的受控泄漏。这如图6所示。

图6的顶部曲线图图示了种子激光器34根据时间输出的辐射功率。第二曲线图图示了常规选通脉冲GP，该常规选通脉冲GP用于控制传递到驱动激光器的放大级的辐射脉冲的形状。标记为A的第三行图示了根据本发明实施例的第一选项。在第一选项中，由高电压源输出的脉冲的频率加倍，使得在选通脉冲GP之间向电光晶体施加次级脉冲SP。可以很容易地实现使高电压脉冲加倍的频率，例如，通过对供应给高电压源的定时信号的频率加倍。还可以将选通脉冲的频率增加更大的倍数，例如，3或4，从而增加基底。

尽管在向电光晶体382、384施加次级脉冲SP时，种子激光器34没有或只有相对较少的辐射输出，但是次级脉冲会在电光晶体382、384的表面上产生或增加残留电荷，这在种子脉冲的开始时引起足够的辐射泄漏以产生基底。次级脉冲和选通脉冲的频率很高，例如，50kHz，使得如由次级脉冲生成的电光晶体上的所有电荷没有足够的时间在次级脉冲之后和下一选通脉冲之前耗尽。

在图6的第四曲线图(其标记为B)中描绘了根据本发明的第一实施例的第二选项。在第二选项中，控制次级脉冲SP的幅度A和/或持续时间d以控制电光晶体上的残余电荷的量，并且从而控制基底的大小和/或形状。还可以控制次级脉冲SP相对于选通脉冲GP的定时。

在图6的第五曲线图(其标记为C)中描绘了根据本发明的第一实施例的第三选项。在第三选项中，在每对连续的选通脉冲GP之间提供了多个次级脉冲SP1、SP2。控制次级脉冲SP1、SP2的幅度A1、A2和/或持续时间d1、d2，以控制施加到电光晶体的残余电荷的量，并且从而控制基底的大小和/或形状。还可以控制次级脉冲SP1、SP2相对于选通脉冲GP的定时。每个选通脉冲循环可以提供两个以上的次级脉冲。

图7中描绘了本发明的第二实施例。与第一实施例的部分相同的第二实施例的部分用相同的附图标记表示，并且为了简洁起见不再赘述。在第二实施例中，高电压源387被配置为除了选通脉冲之外还向电光晶体382、384施加DC偏置电压。DC偏置电压可以小于选通脉冲的峰值电压的约20％。例如，如果选通脉冲的峰值电压约为5,000V或更高，则DC偏置电压可能小于约1,000V。电光晶体中的特定一个电光晶体处的DC偏置会在电光晶体中产生电场，其又产生最终影响基底的电荷分布。因而，控制DC偏置电压以优化EUV辐射的输出。

图8和图9描绘了本发明的第三实施例，其分别示出了处于ON状态和OFF状态的使用单个电光晶体的电光调制器。与先前实施例的部分相同的第三实施例的部分用相同的附图标记表示，并且为了简洁起见不再赘述。

在图8所示的ON状态下，第一偏振器381从种子激光器34的输出中选择水平偏振状态，并且将其传递给电光晶体382。当向电光晶体382施加足够的电压时(例如，通过选通脉冲或次级脉冲)，辐射的偏振状态旋转为竖直，并且因此辐射通过第二偏振器383，该第二偏振器383传递竖直偏振状态。

在图9所示的OFF状态下，电光晶体382不会旋转辐射的偏振状态，因此辐射被第二偏振器383阻挡。如之前的实施例一样，足以产生基底的受控辐射泄露量可以由电光晶体382上的残余电荷引起。该残余电荷可以通过施加如第一实施例中一样的次级脉冲或如第二实施例中的一样的偏置电压而引起。

在仅具有一个电光晶体的电光调制器中，一定辐射量可以泄漏通过第二偏振器383，第二偏振器383可能不是100％选择性的(例如，通过未对准)。这种泄漏将有助于形成基底，并且在确定由向电光晶体施加残余电荷而产生的受控泄漏时要考虑到这种泄漏。

图10中描绘了第四实施例。与先前实施例的那些部分相同的第四实施例的部分用相同的附图标记表示，并且为了简洁起见不再赘述。在第四实施例中，提供了致动器388以旋转偏振器中的一个或多个偏振器，例如，第二偏振器383。通过选择性地旋转偏振器383，即使当电光晶体382、384没有被激励时，也可以实现受控辐射泄漏。通过一起旋转第一偏振器和第三偏振器，可以实现类似的效果。致动器允许对基底进行实时控制，然而在一些情况下，这可能不是必需的，而可以使用机械调整器。受控辐射泄漏可以根据需要产生基底。

在第五实施例中，通过向电光晶体施加机械力来产生电光晶体中的电场。众所周知，电光晶体通常也是压电式的。机械力可以由例如压电致动器或另一形式的致动器施加。理想地，机械力具有被选择为在电光晶体中引起共振振动的频率。

在本发明的实施例中，可以以反馈模式或前馈模式或它们的组合来执行用于形成基底的辐射泄漏的控制。期望在用于源模块或光刻装置的EUV辐射功率的测量的基础上来执行辐射泄漏的反馈控制。

在本发明的其他实施例中，提供了激光产生的等离子体源，该激光产生的等离子体源包括如上文所指定的种子激光器模块，还包括传感器，该传感器被配置为提供指示由辐射收集器收集的预定波长的辐射的特性的传感器信号，其中子系统被配置为在传感器信号的控制下提供电信号，以便能够控制种子激光器模块以响应于来自传感器的测量结果而调整整形后的辐射脉冲的基底部分的强度。可替代地或与受控电信号组合，传感器信号可以用于控制声学设备，该声学设备确定电光调制器的电光晶体上的残余电荷。可替代地或与受控电信号或声学设备的控制相结合，传感器信号可以用于控制调整器，该调整器被配置为旋转电光调制器的偏振器中的一个或多个偏振器。

尽管上文已经描述了本发明的特定实施例，但是应当领会，本发明可以不同于所描述的方式来实践。

实施例可以包括计算机程序，该计算机程序包含一个或多个机器可读指令序列，该一个或多个机器可读指令序列被配置为指令如图1所描绘的各种装置来执行测量和优化步骤并且如上所述地控制后续曝光过程。该计算机程序可以例如在图1的激光控制单元LACU或监视控制系统SCS或者两者的组合内执行。还可以提供其中存储有计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。

本发明的广度和范围不应由上述示例性实施例中的任一示例性实施例限制，而应当仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (16)

1.一种用于激光产生的等离子体源的种子激光器模块，所述种子激光器模块包括：

脉冲激光源，被配置为以脉冲重复率发射源辐射脉冲；

子系统，被配置为提供电信号；以及

电光调制器，被耦合到所述子系统，并且被配置为接收所述源辐射脉冲，并且在所述电信号的控制下发射整形后的辐射脉冲；

其中所述电信号包括与所述源辐射脉冲同相的处于所述脉冲重复率的选通脉冲、以及在所述选通脉冲中的连续选通脉冲之间的一个或多个次级脉冲，以引起辐射泄漏来产生基底。

2.根据权利要求1所述的种子激光器模块，其中所述次级脉冲与所述源辐射脉冲异相180°。

3.根据权利要求1所述的种子激光器模块，其中所述次级脉冲的频率是所述脉冲重复率的N倍，其中N是大于或等于2的整数。

4.根据权利要求1、2或3所述的种子激光器模块，其中所述子系统包括被配置为供应所述选通脉冲的第一源、以及被配置为供应所述一个或多个次级脉冲的第二源。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的种子激光器模块，还包括脉冲控制器，所述脉冲控制器被配置为控制以下各项中的至少一项：所述一个或多个次级脉冲中的特定次级脉冲的幅度；所述一个或多个次级脉冲中的特定次级脉冲的持续时间；以及所述一个或多个次级脉冲中的特定次级脉冲相对于所述选通脉冲中的相关选通脉冲的相位。

6.一种用于激光产生的等离子体源的种子激光器模块，所述种子激光器模块包括：

脉冲激光源，被配置为以脉冲重复率发射源辐射脉冲；

子系统，被配置为提供电信号；以及

电光调制器，被耦合到所述子系统，并且包括电光晶体，所述电光晶体被配置为接收所述源辐射脉冲，并且在所述电信号的控制下发射整形后的辐射脉冲；

其中所述电信号包括与所述源辐射脉冲同相的处于所述脉冲重复率的选通脉冲、以及DC偏置电压，以引起辐射泄漏来产生基底。

7.一种用于激光产生的等离子体源的种子激光器模块，所述种子激光器模块包括：

脉冲激光源，被配置为以脉冲重复率发射源辐射脉冲；

子系统，被配置为提供电信号；

电光调制器，被耦合到所述子系统，并且包括电光晶体，所述电光晶体被配置为接收所述源辐射脉冲，并且在所述电信号的控制下发射整形后的辐射脉冲；以及

声学设备，被配置为向所述电光晶体施加声学信号，以引起辐射泄漏来产生基底。

8.根据权利要求7所述的种子激光器模块，其中所述声学设备包括机械地被耦合到所述晶体的换能器。

9.一种用于激光产生的等离子体源的种子激光器模块，所述种子激光器模块包括：

脉冲激光源，被配置为以脉冲重复率发射源辐射脉冲；

子系统，被配置为提供电信号；

电光调制器，被耦合到所述子系统，并且被配置为接收所述源辐射脉冲，并且在所述电信号的控制下发射整形后的辐射脉冲，所述电光调制器包括偏振器；以及

调整器，被配置为旋转所述偏振器，以引起辐射泄漏来产生基底。

10.根据权利要求9所述的种子激光器模块，其中所述电光调制器从所述脉冲激光源开始依次包括第一偏振器、具有可控双折射的第一晶体、与所述第一偏振器正交取向的第二偏振器、具有可控双折射的第二晶体、以及与所述第一偏振器平行取向的第三偏振器；以及

其中所述调整器被配置为旋转所述第二偏振器。

11.根据权利要求9所述的种子激光器模块，其中所述电光调制器从所述脉冲激光源开始依次包括第一偏振器、具有可控双折射的第一晶体、与所述第一偏振器正交取向的第二偏振器、具有可控双折射的第二晶体、以及与所述第一偏振器平行取向的第三偏振器；以及

其中所述调整器被配置为旋转所述第一偏振器和所述第三偏振器。

12.根据权利要求9、10或11所述的种子激光器模块，其中所述调整器包括致动器。

13.一种用于激光产生的等离子体源的驱动激光器设备，所述驱动激光器设备包括：

根据前述权利要求中的任一项所述的种子激光器模块；以及

放大器，被配置为放大所述整形后的辐射脉冲以形成驱动辐射脉冲。

14.根据权利要求13所述的驱动激光器设备，还包括：预脉冲种子激光器模块，被配置为在由所述种子激光器模块输出的所述整形后的辐射脉冲之前，输出预脉冲种子脉冲。

15.一种激光产生的等离子体源，包括：

根据权利要求13或14所述的驱动激光器设备；

靶材料递送系统，被配置为将靶材料递送到目标位置以由所述驱动辐射脉冲辐照，从而形成等离子体；以及

辐射收集器，被配置为收集由所述等离子体发射的辐射。

16.根据权利要求15所述的激光产生的等离子体源，还包括：传感器，所述传感器被配置为提供指示由所述辐射收集器收集的预定波长的辐射的特性的传感器信号，其中所述子系统被配置为在所述传感器信号的控制下提供所述电信号；以及控制设备，被配置为控制所述种子激光器模块，以响应于所述传感器的测量而调整所述整形后的辐射脉冲的基底部分的强度。

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