CN111788868A - 辐射源 - Google Patents

Abstract

描述了一种激光产生等离子体类型的辐射源(SO)。所述辐射源(SO)包括液滴发生器(3a)，所述液滴发生器(3a)被配置成提供燃料液滴(60)。所述辐射源(SO)包括激光系统(1)，所述激光系统(1)被配置成提供前置脉冲和主脉冲。所述前置脉冲能够被操作以调节所述燃料液滴(60)以供接收主脉冲。所述主脉冲能够被操作以将调节后的燃料液滴(60)转换成等离子体。所述辐射源(SO)包括感测系统(16)，所述感测系统(16)被配置用于感测所述燃料液滴(60)的空间质量分布的振荡的特性。所述辐射源(SO)包括控制系统(44)，所述控制系统(44)能够被操作以在所感测的特性的控制下调整所述前置脉冲的偏振。所述前置脉冲的偏振可以影响调节后的燃料液滴(60)的空间质量分布。

Description

辐射源

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月28日提交的欧洲申请18159200.7的优先权，所述申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种辐射源，所述辐射源可以例如但非排它性地被用于为光刻设备供应辐射。

背景技术

光刻设备是一种构造成将所期望的图案施加到衬底上的机器。例如，光刻设备可以被用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)处的图案投影到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定了可以形成在衬底上的特征的最小大小。使用极紫外(EUV)辐射(具有在4至20nm范围内的波长，例如6.7nm或13.5nm)的光刻设备可以被用于在衬底上形成与使用例如具有193nm波长的辐射的光刻设备相比更小的特征。

一些光刻设备可以包括激光产生等离子体类型的辐射源。这种类型的辐射源可以包括液滴发生器，所述液滴发生器被配置成提供燃料液滴。所述辐射源可以被配置成提供用于与所述燃料液滴相互作用的前置脉冲(pre-pulse)和主脉冲。所述前置脉冲可以调节所述燃料液滴以接收主脉冲。然后，所述主脉冲可以将调节后的燃料液滴转换成等离子体以产生辐射(例如，EUV辐射)。EUV辐射的生成效率可以取决于调节后的燃料液滴的性质。

发明内容

根据一方面或一实施例，提供激光产生等离子体(LPP)类型的辐射源。所述辐射源包括液滴发生器，所述液滴发生器被配置成提供燃料液滴。所述辐射源包括激光系统，所述激光系统被配置成向燃料液滴提供第一激光辐射和第二激光辐射。所述第一激光辐射是能够操作的，以调节所述燃料液滴用于接收所述第二激光辐射。所述第二激光辐射能够被操作以将调节后的燃料液滴转换成等离子体。所述辐射源包括感测系统，所述感测系统被配置成感测所述燃料液滴的空间质量分布的振荡的特性。所述辐射源包括控制系统，所述控制系统能够被操作以在所感测的特性的控制下调整所述第一激光辐射的偏振。所述第一激光辐射可以包括一个或更多个前置脉冲。所述第二激光辐射可以包括主脉冲。

所述燃料液滴的空间质量分布可能由于若干因素而振荡。所述燃料液滴的空间质量分布可以取决于所述燃料液滴的性质。诸如质量、密度、速度和燃料类型之类的性质可以影响所述燃料液滴的空间质量分布。所述燃料液滴的空间质量分布还可以受到当所述第二激光辐射与前一燃料液滴相互作用时所释放的能量的影响。所释放的能量可以呈冲击波的形式。所释放的能量可能导致所述燃料液滴具有不理想或不期望的空间质量分布。如果调节后的燃料液滴的空间质量分布是不理想的或不期望的，则等离子体形成过程可能被不利地影响。

已经认识到，所述第一激光辐射的偏振可以影响所述燃料液滴的空间质量分布。通过控制所述偏振，可以调节所述燃料液滴使得所述第二激光辐射与调节后的燃料液滴之间的相互作用可以被优化或改善。因此，可以使用调节后的燃料液滴来产生最优LPP或改善后的LPP。例如，与如果所述燃料液滴没有被理想地或没有被期望地调节的情况相比，最优LPP或改善的LPP可以产生具有较高效率的辐射。

所述感测系统可以被配置成感测所述燃料液滴在与所述第一激光辐射的传播轴线垂直的平面上的几何投影。所述感测系统可以被配置成感测在第一方向上具有较小尺寸且在与所述第一方向不同的第二方向上具有较大尺寸的几何投影。响应于所感测的特性，所述控制系统可以调整所述第一激光辐射的偏振，使得所述第一激光辐射包括具有第一量值的第一电场矢量和具有比所述第一量值更小的第二量值的第二电场矢量，所述第一电场矢量平行于所述第一方向，所述第二电场矢量平行于所述第二方向。

所述控制系统可以能够被操作以响应于所感测的特性来调整所述第一量值与所述第二量值之间的比率。

所述控制系统可以能够被操作以调整所述第一激光辐射的偏振，使得所述第一激光辐射具有椭圆偏振，所述椭圆偏振的长轴被定向成平行于所述第一方向。

所述感测系统可以包括传感器，所述传感器被配置用于捕获所述燃料液滴的一个或更多个图像。

所述感测系统可以包括处理器，所述处理器可以被配置用于根据所述一个或更多个图像来确定代表所述特性的信息。

所述处理器可以被配置成根据代表所述特性的信息来预测当所述第一激光辐射与所述燃料液滴相互作用时所述燃料液滴的空间质量分布。

所述感测系统还可以包括照射系统，所述照射系统被配置用于利用照射辐射来照射所述燃料液滴以获得代表所述特性的信息。

所述特性可以表示以下中的至少一种：所述空间质量分布的振荡的振幅、频率和相位。

所述辐射源还可以包括用于调整所述第一激光辐射的偏振的至少一个可调节的偏振元件。

所述控制系统可以能够被操作以响应于所感测的特性来调整所述至少一个可调节的偏振元件。

根据一方面或一实施例，提供一种光刻系统。所述光刻系统可以包括根据本文中描述的任一方面或实施例所述的辐射源。所述光刻系统可以包括光刻设备，所述光刻设备被配置成使用由所述辐射源提供的辐射将图案成像到衬底上。

根据一方面或一实施例，提供一种方法。所述方法包括提供燃料液滴。所述方法包括使用激光系统提供第一激光辐射和第二激光辐射。所述方法包括利用感测系统来感测所述燃料液滴的空间质量分布的振荡的特性。所述方法包括利用控制系统以在所感测的特性的控制下调整所述第一激光辐射的偏振。所述方法包括利用所述第一激光辐射调节所述燃料液滴以用于接收所述第二激光辐射。所述方法包括利用所述第二激光辐射将调节后的燃料液滴转换成等离子体。

所述方法可以包括：感测所述燃料液滴在与所述第一激光辐射的传播轴线垂直的平面上的几何投影，所述几何投影在第一方向上具有较小的尺寸并且在与所述第一方向不同的第二方向上具有较大的尺寸。响应于所感测的特性，所述方法可以包括：调整所述第一激光辐射的偏振，使得所述第一激光辐射包括具有第一量值的第一电场矢量和具有比第一量值更小的第二量值的第二电场矢量，所述第一电场矢量平行于所述第一方向，所述第二电场矢量平行于所述第二方向。

所述方法可以包括：响应于所感测的特性来调整所述第一量值与所述第二量值之间的比率。

所述方法可以包括：调整所述偏振，使得所述第一激光辐射具有椭圆偏振，所述椭圆偏振的长轴被定向成平行于所述第一方向。

所述方法可以包括：捕获所述燃料液滴的一个或更多个图像。所述方法可以包括：根据所述一个或更多个图像来确定代表所述特性的信息。

所述方法可以包括：根据代表所述特性的信息来预测当所述第一激光辐射与所述燃料液滴相互作用时所述燃料液滴的空间质量分布。

所述方法可以包括：利用照射辐射来照射所述燃料液滴以用于获得代表所述特性的信息。

所述方法可以包括：利用至少一个可调节的偏振元件来调节所述第一激光辐射的偏振。

所述方法可以包括：响应于所感测的特性来调整所述至少一个可调节的偏振元件。

所述方法可以包括：提供本文中描述的任何辐射源。所述方法可以包括：使用由所述辐射源提供的辐射将图案成像到衬底上。

本文中描述的任一方面或实施例的至少一个特征可以替换本文中描述的任一方面或实施例的任何对应的特征。本文中描述的任一方面或实施例的至少一个特征可以与本文中描述的任一其它方面或实施例相结合。

附图说明

现在将参考随附的示意性附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

-图1描绘了根据本发明的实施例的光刻系统，包括光刻设备和辐射源。

-图2是图1的辐射源的部分的示意图；

-图3是图1的辐射源的部分的另一示意图；以及

-图4示意性地图示了对于在图1至图3的辐射源中所使用的燃料液滴的空间质量分布进行的偏转控制的影响。

具体实施方式

图1示出了包括辐射源SO和光刻设备LA的光刻系统。辐射源SO被配置成产生EUV辐射束B并且向光刻设备LA供应所述EUV辐射束B。光刻设备LA包括照射系统IL、配置成支撑图案形成装置MA(例如掩模)的支撑结构MT、投影系统PS、以及配置成支撑衬底W的衬底台WT。

所述照射系统IL被配置成在所述EUV辐射束B入射到图案形成装置MA上之前调节所述EUV辐射束B。此外，所述照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。所述琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11一起为所述EUV辐射束B提供期望的横截面形状和期望的强度分布。除了所述琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11以外、或代替所述琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11，照射系统IL可以包括其它反射镜或装置。

在如此调节之后，所述EUV辐射束B与所述图案形成装置MA相互作用。由于这种相互作用，产生经图案化的EUV辐射束B'。所述投影系统PS被配置成将所述经图案化的EUV辐射束B'投影到所述衬底W上。为此，所述投影系统PS可以包括多个反射镜13、14，所述反射镜被配置成将所述经图案化的EUV辐射束B'投影到由所述衬底台WT保持的衬底W上。所述投影系统PS可以对所述经图案化的EUV辐射束B'施加缩小因子，因而形成其特征小于所述图案形成装置MA上的对应特征的图像。例如，可以施加4或8的缩小因子。虽然所述投影系统PS在图1中被图示为仅具有两个反射镜13、14，但是所述投影系统PS可以包括任意数目的反射镜(例如，六个或八个反射镜)。

所述衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，所述光刻设备LA将由所述经图案化的EUV辐射束B'所形成的图像与先前在所述衬底W上所形成的图案对准。

可以在位于所述照射系统IL和/或所述投影系统PS中的所述辐射源SO中提供相对真空，即，处于远低于大气压的压力下的少量气体(例如氢气)。

图1所示的辐射源SO属于例如可以被称为激光产生等离子体(LPP)源的类型。激光系统1(其可以例如包括CO₂激光器)被布置成经由激光束2将能量沉淀到燃料中，所述燃料诸如从例如燃料发射器3提供的锡(Sn)。虽然在下文描述中提到锡，但是可以使用任何合适的燃料。所述燃料可以例如呈液体形式，并且可以例如是金属或合金。燃料发射器3可以包括喷嘴，所述喷嘴被配置成沿朝向等离子体形成区4的轨迹引导例如呈液滴形式的锡。所述激光束2在所述等离子体形成区4处被入射到液滴上。激光能量沉积到液滴中，在所述等离子体形成区4处产生等离子体7。在利用所述等离子体的离子对电子进行去激励和重组期间，从所述等离子体7发射包括EUV辐射的辐射。

为了调节所述燃料液滴以用于接收产生所述等离子体的激光辐射，所述燃料液滴首先由在主脉冲之前的一个或更多个激光脉冲调节。这些调节脉冲被称为前置脉冲。所述一个或更多个前置脉冲用于调节所述燃料液滴，以接收将调节后的燃料液滴转换成等离子体的激光脉冲。将所述燃料液滴转换成等离子体的激光脉冲被称为主脉冲。所述一个或更多个前置脉冲通过对所述燃料液滴进行成形，例如将所述燃料液滴成形为薄烤饼或雾的形状，来调节所述燃料液滴。这种调节改善了所述主脉冲的电磁辐射的吸收。因此，除了主脉冲激光系统之外，所述激光系统1还包括前置脉冲激光系统。例如，所述前置脉冲激光系统包括被配置用于产生具有约1微米波长的前置脉冲的YAG激光器，并且所述主脉冲激光器包括被配置用于产生约10微米的主脉冲的CO₂激光器。替代地，所述前置脉冲激光系统包括被配置用于产生具有约1微米波长的前置脉冲的YAG激光器，并且所述主脉冲激光器包括被配置用于产生约1微米的主脉冲的YAG激光器。由于本发明涉及前置脉冲，因此将理解，在偏振的情境下在下文提及所述激光系统1的情况下，意指所述前置脉冲激光系统。

来自所述等离子体的EUV辐射由收集器5收集和聚焦。收集器5包括例如近正入射辐射收集器5(有时更通常地指的是正入射辐射收集器)。收集器5可以具有多层反射镜结构，所述多层反射镜结构被布置成反射EUV辐射(例如，具有诸如13.5nm的期望的波长的EUV辐射)。收集器5可以具有椭圆形配置，所述椭圆形配置具有两个焦点。所述焦点中的第一焦点可以位于所述等离子体形成区4处，并且所述焦点中的第二焦点可以位于中间焦点6处，如下文论述的。

所述激光系统1可以与所述辐射源SO在空间上分开。在这种情况下，所述激光束2可以借助于束传输系统(未示出)从激光系统1传递到辐射源SO，所述束传输系统包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器、和/或其它光学器件。所述激光系统1、所述辐射系统SO和所述束传输系统可以一起被认为是辐射系统。在一个实施例，所述激光系统1包括用于产生前置脉冲的YAG激光器和用于产生主脉冲的CO₂激光器。不同的束传输系统可以被用于传输所述前置脉冲和所述主脉冲。将理解，其它激光系统可以被用于提供所述前置脉冲和所述主脉冲。例如，相同类型的激光系统可以被用于提供所述主脉冲和前置脉冲(例如，传输波长为10微米的主脉冲和前置脉冲的两个CO₂激光器，或传输主脉冲和前置脉冲的两个YAG激光器，等等)。

由所述收集器5反射的辐射形成所述EUV辐射束B。所述EUV辐射束B被聚焦在中间焦点6处，以在呈现在所述等离子体形成区4处的所述等离子体的所述中间焦点6处形成图像。所述中间焦点6处的图像用作用于所述照射系统IL的虚拟辐射源。所述辐射源SO被布置成使得所述中间焦点6位于所述辐射源SO的围封结构9中的开口8处或附近。

所述辐射源SO还包括传感器18，所述传感器18用于感测由所述燃料发射器3所提供的燃料液滴的空间质量分布。所述辐射源SO还包括元件38，诸如普克尔斯盒(Pockelscell)，所述元件38能够被操作以改变由所述激光系统1提供的前置脉冲的偏振。所述辐射源SO还包括控制系统44，所述控制系统44能够被操作以基于来源于由所述传感器18所感测的空间质量分布的信息而使所述元件38改变所述前置脉冲的偏振。在下文中提供所述传感器18、元件38和控制系统44的更多细节。

图2是包括所述围封结构9的所述辐射源SO的部分的示意图。如先前指出的，所述辐射源SO包括燃料发射器3。在此实施例中，所述燃料发射器3呈液滴发生器3a的形式，所述液滴发生器3a被配置成提供燃料液滴流。在所述流中的单独的液滴已经由单独的附图标记60、60'和60”指示。所述燃料液滴遵循朝向所述等离子体形成区4的轨迹。所述燃料液滴的轨迹对应于图2中描绘的X方向。为了方便起见，在图2和图3中使用笛卡儿坐标，并且所述笛卡儿坐标并非旨在暗示辐射源SO必须具有特定方向。燃料液滴的空间质量分布可能振荡，即，当沿所述轨迹移动时由于振动而改变其形状。所述燃料液滴的性质(诸如质量、密度、速度和燃料类型)会影响所述燃料液滴的振荡。当燃料液滴到达所述等离子体形成区4时，使用主脉冲将所述燃料液滴转换成所述等离子体7。靠近所述等离子体形成区4的所述燃料液滴60'的空间质量分布可以受到例如在先前的燃料液滴60”转换成等离子体期间伴随着能量释放而产生的压力波的影响。当被这样的压力波冲击时，所述燃料液滴60'的空间质量分布开始振荡，这是由于(除了其它事情之外)惯性效应、以及液滴的表面张力的恢复效应。

在此实施例中，在所述燃料液滴60'具有与球形质量分布不同的空间质量分布的时刻，描绘靠近所述等离子体形成区4的所述燃料液滴60'。等离子体形成过程可以取决于当调节后的燃料液滴60'到达所述等离子体形成区4并且被主脉冲击中时所述燃料液滴60'所呈现的空间质量分布。这些液滴的后续多个液滴之间的距离确定了压力波是否影响接下来将要被转换成等离子体的正在接近的液滴的空间质量分布、以及(如果是这样的话)压力波如何影响接下来将要被转换成等离子体的正在接近的液滴的空间质量分布。进而，由液滴到达所述等离子体形成区4的速率、以及由液滴的速度，来确定这种液滴间距离。在燃料液滴输送速率为50kHz且燃料液滴速度为70m/s的一个实施例中，多于1.5mm的液滴到液滴的间距在一些情况下可以确保冲击波在其到达正在接近的燃料液滴之前消散。如果所述输送速率增加(且由此所述间距降至低于1.5mm)，则所述冲击波可能不利地影响正在接近的燃料液滴的形状。然而，取决于所述冲击波的强度和所述燃料液滴之间的所述间距，所述冲击波可能影响正在接近的燃料液滴的形状。因此，控制所述前置脉冲的偏振可以有助于确保调节后的燃料液滴具有用于接收所述主脉冲的最优空间质量分布。在上面的实施例中，如果所述液滴到液滴的间距小于1.5mm，则控制所述前置脉冲的偏振可以有助于确保调节后的燃料液滴的空间质量分布是最优的。

所述辐射源SO包括感测系统16，所述感测系统16被配置成感测所述燃料液滴60'的空间质量分布的振荡的特性。所述特性可以表示以下中的至少一种：所述空间质量分布的振荡的振幅、频率和相位。所述感测系统16包括传感器18，所述传感器18被配置用于捕获所述燃料液滴60'的一个或更多个图像。所述感测系统16包括处理器20，所述处理器20被配置用于根据所述一个或更多个图像来确定代表所述特性的信息。

所述感测系统16包括照射系统22，所述照射系统22被配置成利用照射辐射24来照射所述燃料液滴60'以用于获得代表所述特性的信息。例如，所述照射辐射24被提供为呈用于照射所述燃料液滴60'的激光辐射板26的形式。在示出的实施例中，成像系统28被提供用于将由燃料液滴60'散射和/或反射的照射辐射30成像到所述传感器18上。关于所述特性的信息可以通过分析由所述传感器18产生的信号来获得。所述处理器20被配置成分析由所述传感器18产生的所述信号。这种信息可以被用于预测稍后刚好在所述前置脉冲与这种燃料液滴60'相互作用之前、所述燃料液滴60'在所述等离子体形成区4处所呈现的空间质量分布。替代地或另外，关于所述液滴60'的振荡的这种信息可以被用于预测位于所述液滴60'上游的多个液滴中的特定一个液滴(例如，液滴60)刚好在被所述前置脉冲冲击之前、在所述特定液滴到达所述等离子体形成区4处时呈何种空间质量分布。所述激光板26可以具有适当的激光板大小，使得当所述燃料液滴60'移动通过所述激光板26时所述振荡可以被检测到。所述照射辐射24的参数可以被选择成允许进行对所述振荡的检测。所述激光板26可以呈具有一束腰的另外的激光束的形式，在一个方向上所述束腰比在另一垂直的方向上的束腰更大。在此实施例中，较大的束腰被定向成大致平行于X方向，而较小的束腰被定向成与垂直于X方向和Y方向两者的Z方向平行，参见图3的示图。

在直径为30μm的燃料液滴的示例中，所述激光板26在Z方向上的束宽可以在介于10μm至100μm的范围内，但是将理解，可以使用不同的束宽。在Z方向上的这个束宽可以被选择以确保当所述燃料液滴穿过所述激光板26时整个燃料液滴被照射。在此实施例中，所述激光板26在X方向上上的束宽可以在介于50μm至1mm的范围内。将理解，可以选择任何适当的束宽以使得当所述燃料液滴传递穿过所述激光板26时能够进行所述振荡的检测。在此实施例中，所述照射辐射24的波长可以处于UV(紫外)、可见或近红外范围内。

在一个实施例中，所述燃料液滴具有大约70kHz的固有振动模式。对于具有在X方向上束宽为1mm且燃料液滴速度为70m/s的示例激光板26，所述燃料液滴在穿过所述激光板26时可以振荡一次。所述感测系统16可以被适当地配置成感测所述特性。例如，所述传感器18可以被配置用于检测所述燃料液滴的多个振荡。在一个实施例中，可以设置具有足够高帧率的传感器18来捕获在一个或更多个所捕获的图像上的各个振荡。在一示例中，所述燃料液滴的振荡频率为大约70kHz(例如，对于30μm直径的锡燃料液滴)。在另一实施例中，所述传感器18可以捕获一个图像，其中能跨越整个图像上检测所述振荡，例如，作为空间亮度变化的轨迹。

图3是当沿由图2描绘的X方向观察时所述辐射源SO的示意图。所述激光系统1被配置成提供所述前置脉冲。所述前置脉冲沿激光束路径32被传输到所述围封结构9中。所述前置脉冲是能够被操作的以调节燃料液滴用于接收所述主脉冲。在图3中没有描绘所述燃料液滴的所述调节。然而，关于图4来进一步详细描述所述调节。在此实施例中，使用聚焦系统34(典型地通过一个或更多个反射镜来实施)将所述前置脉冲聚焦到所述燃料液滴上。

在此实施例中，所述前置脉冲的所述激光束路径32包括第一偏振元件36、第二偏振元件38和第三偏振元件40。所述第一偏振元件36包括半波片，所述半波片被配置用于调节所述前置脉冲的偏振方向以供由所述第二偏振元件38接收。所述第二偏振元件38包括被配置用于调整所述前置脉冲的偏振的可调节的偏振元件。在此实施例中，所述可调节的偏振元件包括普克尔斯盒38。如已知的，普克尔斯盒是能够被操作的以在由施加至所述普克尔斯盒的控制电压所确定的角度上对线性偏振辐射的偏振方向进行旋转。在此实施例中，所述普克尔斯盒38从所述第一偏振元件36接收所述前置脉冲的所述线性偏振辐射。普克尔斯盒可以响应于被以电子方式致动而产生快速的偏振改变。所述辐射源SO包括控制系统44，所述控制系统44被配置成以电子方式致动所述普克尔斯盒38以改变所述偏振。将理解，可以用任何适当的方式来控制所述偏振。例如，所述第二偏振元件可以包括以下中的一种或更多种：波片、普克尔斯盒、法拉第旋转器，等等。

所述控制系统44是能够被操作的以在对由所述感测系统16所感测的特性的控制下调整所述前置脉冲的偏振。在此实施例中，所述控制系统44是能够被操作的以响应于所感测的特性来调整所述第二偏振元件38(在此实施例中，所述普克尔斯盒)。所述控制系统44包括所述处理器20。由所述传感器18产生的所述一个或更多个图像被所述处理器20分析以确定穿越所述激光板26的所述燃料液滴的空间质量分布的振荡的特性。代表所述特性的信息可以被所述控制系统44使用来以电子方式致动所述普克尔斯盒38。

所述第三偏振元件40包括四分之一波片。所述四分之一波片被配置用于将从所述第二偏振元件38接收的所述线性偏振辐射转换成椭圆偏振辐射。所述线性偏振辐射的偏振方向已经由第二偏振元件38旋转的角度，确定了椭圆度、和代表所述前置脉冲退出所述第三偏振元件40的偏振的椭圆的方向。例如，将所述四分之一波片相对于线性偏振前置脉冲适当地对准可以产生圆偏振前置脉冲或椭圆偏振前置脉冲。所述偏振元件36、38、40中的一个或更多个偏振元件可以被调节以控制所述前置脉冲的偏振。例如，上述的所述半波片和/或所述四分之一波片可以绕与所述前置脉冲的传播方向平行的轴线旋转，例如出于校准目的。所述控制系统44可以被配置成调整所述偏振元件36、38、40中的一个或更多个偏振元件。

在实施例中，所述普克尔斯盒38可以被用于提供与所述燃料液滴60传输速率相对应的快速偏振改变，即，提供液滴到液滴基础上(即逐个液滴基础上)的改变。因此，对所述第一偏振元件36或所述第三偏振元件40进行任何调整以改变所述偏振可能是不必要的。然而，所述第一偏振元件36和所述第三偏振元件40可以在需要时提供在所述前置脉冲的偏振上的粗调或粗略控制。

将理解，可以使用任意数目和配置的偏振元件以任何适当的方式来改变所述前置脉冲的偏振。例如，可能需要仅一个或两个(或任何其它数目个)偏振元件来调整所述偏振。

在实施例中，所述前置脉冲可以被控制为具有以下中的一种：线性偏振、圆偏振和椭圆偏振。

在一些实施例中，在由多个前置脉冲调节多个燃料液滴期间的时间段内，可以大致不改变所述燃料液滴的特性。如果所述燃料液滴中的每个燃料液滴在所述时间段内被预测为具有相同的空间质量分布，则可能不必需调整所述多个前置脉冲的偏振。在这种情况下，可能不需要改变所述前置脉冲的偏振，直到确定了所述前置脉冲的偏振对于调整所述燃料液滴来说不再是最优的。如果所述燃料液滴中的每个燃料液滴在所述时间段内将具有相同的空间质量分布，则所述前置脉冲的偏振可以被适当地调整使得以相同偏振的多个前置脉冲调节多个燃料液滴。然后可以维持所述多个前置脉冲的偏振持续所述时间段。例如，所述多个前置脉冲的偏振可以被维持为相同的，直到确定了所述偏振需要被调节以针对所述燃料液滴的所预测的空间质量分布的改变进行校正。

然而，在一些实施例中，所述空间质量分布可以对于每个燃料液滴而基本上改变。如果所述多个燃料液滴当由它们的多个前置脉冲加以冲击时具有不同的空间质量分布，则调整所述多个前置脉冲的偏振以供单独地调节每个燃料液滴可以为所述燃料液滴中的每个燃料液滴提供最优调节。

所述感测系统16可以被配置成感测所述多个燃料液滴的空间质量分布的振荡，以便确定所述多个燃料液滴的行为与前次测量中多个燃料液滴的行为相比较的改变。所述感测系统16可以感测每个燃料液滴，例如以预测每个燃料液滴在被所述前置脉冲冲击时所呈现的空间质量分布。替代地，所述感测系统16可以不感测每个燃料液滴的振荡。作为替代，所述感测系统16可以周期性地工作或在预定时间段内工作，例如以确定基于对在前一时间段内所产生的燃料液滴的测量而被预测到的行为是否对于在后一时间段期间所产生的燃料液滴的行为仍然有效以便具有相同的空间质量分布。

所述处理器20可以被配置成使用燃料液滴的空间质量分布的振荡的所感测的特性来预测所述燃料液滴在所述等离子体形成区4处的空间质量分布。所述处理器20可以将所述燃料液滴的所预测的空间质量分布与理想的或期望的空间质量分布进行比较。所述处理器20可以被配置成确定所预测的空间质量分布与理想的或期望的空间质量分布之间的差异。如果所述差异等于或大于阈值，则所述处理器20可以被配置成确定所述前置脉冲的将会导致所述差异低于上述阈值的偏振。替代地或另外地，所述处理器20可以使所述控制系统44设置所述偏振元件36、38、40中的至少一个偏振元件，使得所述前置脉冲的偏振可能导致低于所述阈值的差异。将理解，可以用任何适当的方式来配置所述处理器20，以确定所预测的空间质量分布和确定偏振以施加至所述前置脉冲。

所述前置脉冲的偏振可以被用于影响所述燃料液滴在所述等离子体形成区4处的空间质量分布。通过控制所述偏振，可以调节所述燃料液滴使得所述主脉冲与调节后的燃料液滴之间的相互作用可以被优化或改善。因此，可以使用调节后的燃料液滴来产生最优LPP或改善后的LPP。例如，与如果所述燃料液滴尚未被理想地或期望地调节的情况相比，最优LPP或改善后的LPP可以产生具有较高效率的辐射。

图4示意性地图示了对于所述燃料液滴60”的空间质量分布进行的偏转控制的影响。图4的第一列46描绘了所述燃料液滴60”空间质量分布的示例。图4的第二列48描绘了所述前置脉冲的被用于调节所述燃料液滴60”的偏振。由所述前置脉冲进行的所述调节使所述燃料液滴60”膨胀。图4的第三列50描绘了在被调节(准备用于由主脉冲转换成等离子体)之后燃料液滴6”的膨胀后的空间质量分布。

在图4的行A列46中，所述燃料液滴60”具有对称的空间质量分布。这是当前置脉冲被入射到所述燃料液滴60”上时所述燃料液滴60”的空间质量分布，如图2所描绘的。因此，列46指的是当所述前置脉冲与所述燃料液滴60”相互作用时所述燃料液滴60”的所预测的空间质量分布。在此实施例中，所述燃料液滴60”在与所述前置脉冲的传播轴线垂直的平面上的几何投影在第一方向52和第二方向54上具有相同的尺寸。所述传播轴线对应于图3的所述激光束路径32。因而，图4中的所述燃料液滴60”的视图对应于图2至图3中的X-Y平面。所述燃料液滴60”的对称性对由所述感测系统16感测的特性具有对应影响。

如由列48所描绘的，圆偏振前置脉冲被用于调节所述燃料液滴60”。如列50所描绘的，所述燃料液滴60”的空间质量分布在膨胀之后保持对称。将理解，所述燃料液滴60”在被调节之前的位置(参见列46)与所述燃料液滴60”在被调节以供接收所述主激光脉冲之后的位置(参见列50)稍微不同。所述燃料液滴60”在调节之前和调节之后的各自的定位依赖于其速度。然而，图2没有描绘所述燃料液滴60”在调节之前和调节之后的定位方面的这种差异。

在此实施例中，所述前置脉冲和主脉冲与所述燃料液滴60”在大约相同的位置处相互作用。当所述燃料液滴60”移动时，所述前置脉冲和主脉冲与所述燃料液滴60”在不同时间处相互作用。因而，在不同时间处的所述相互作用意味着所述前置脉冲和主脉冲与所述燃料液滴60”在相对于所述燃料液滴60”的中心的稍有不同的位置处相互作用。在此实施例中，所述前置脉冲和主脉冲各自具有大约相同的焦点。在其它实施例中，所述前置脉冲和主脉冲可以在不同位置处被传输至所述燃料液滴60”(即，所述激光前置脉冲和激光主脉冲可以具有间隔开的焦点)。

所述圆偏振前置脉冲是由沿第一方向52的第一电场矢量和沿第二方向54的第二电场矢量来定义的。所述第一电场矢量和第二电场矢量对于圆偏振具有相等的量值。所述第一方向52和第二方向54彼此垂直。所述圆偏振前置脉冲与所述燃料液滴60”之间的相互作用可能导致所述燃料液滴在所述第一方向52和第二方向54两者上以相等速率膨胀。对于初始球形的燃料液滴，圆偏振前置脉冲可能使所述燃料液滴膨胀以具有球形空间质量分布。如果所述感测系统16预测到当所述前置脉冲被入射到所述燃料液滴60”上时所述燃料液滴将具有球形空间质量分布，则可以提供圆偏振前置脉冲。因此，可以使用对称的调节后的燃料液滴60”来产生最优LPP或改善后的LPP。

在图4的行B中，当所述前置脉冲被入射到所述燃料液滴60”上时所述燃料液滴60”具有椭圆形的空间质量分布。在此实施例中，所述燃料液滴60”在与所述前置脉冲的传播轴线垂直的平面上的几何投影在第一方向52上具有较小的尺寸并且在第二方向54上具有较大的尺寸。所述传播轴线对应于图3的所述激光束路径32。因而，图4中的所述燃料液滴60”的视图对应于图2至图3中的X-Y平面。

如图4的行B图示的，所述燃料液滴60”的质量在空间上沿所述第二方向54分布的距离比沿所述第一方向54分布的距离更大。所述燃料液滴60”的椭圆形形状对由所述感测系统16感测的特性具有对应影响。在此实施例中，圆偏振前置脉冲被用于调节所述燃料液滴60”。然而，所述前置脉冲与所述燃料液滴60”之间的相互作用可能导致所述燃料液滴60”在所述第一方向52和第二方向54上以不同速率膨胀。由于惯性，沿所述第二方向54的质量比沿所述第一方向52的质量具有更大的移动阻力。当正在被调节时，所述燃料液滴60”沿所述第一方向52膨胀的速率相比于沿所述第二方向54的膨胀速率更快。结果，调节后的燃料液滴60”在所述第一方向52上具有较大的尺寸并且在所述第二方向54上具有较小的尺寸。调节后的燃料液滴60”可能被认为是不理想的或不期望的，因为其具有与球状分布偏离的空间质量分布。如果调节后的燃料液滴60”的空间质量分布是不理想的或不期望的，则等离子体形成过程可能被不利地影响。

在一个实施例，所述燃料液滴60”通过1微米的皮秒或低纳秒(例如5ns或更短)前置脉冲来调节。将理解，可以使用其它脉冲持续时间(例如，飞秒，等等，或其它波长)。所得到的所述燃料液滴60”的膨胀被理解为是由在所述燃料液滴60”的中心中产生膨胀腔的冲击波所导致。在球形燃料液滴60”的情况下，所述腔的膨胀在与所述激光束路径32正交的平面中可以是各向同性的。相反，在非球形燃料液滴60”中引起的空化可能导致在与所述激光束路径32正交的平面中的非各向同性的膨胀。所述非球形燃料液滴60”中的腔膨胀被认为引起所述燃料液滴60”在所述燃料液滴60”具有较低惯性质量的方向上以更快的速率膨胀。在行B的实施例中，由于沿所述第一方向52和第二方向54的所述惯性质量的差异，所述燃料液滴60”沿所述第一方向52比沿所述第二方向54以更大的速度膨胀。

在图4的行C中，当所述前置脉冲被入射到所述燃料液滴60”上时所述燃料液滴60”具有非球形空间质量分布。在此实施例中，所述感测系统16感测所述燃料液滴60'的空间质量分布的振荡的特性(由图2描绘)。然后，所述处理器20预测当所述前置脉冲被入射到所述燃料液滴60”上时所述燃料液滴60”的空间质量分布。响应于所感测的特性，所述控制系统44调整所述前置脉冲的偏振。基于当所述前置脉冲被入射到所述燃料液滴60”上时所述燃料液滴60”的所预测的空间质量分布来确定所述前置脉冲的偏振。

图4的列48行C描绘所述前置脉冲的偏振，包括圆偏振与线性偏振的组合。所述组合可以被认为是椭圆偏振。所述前置脉冲包括与第一方向52平行的第一量值的第一电场矢量。所述前置脉冲包括与第二方向54平行的比第一量值更小的第二量值的第二电场矢量。所述控制系统44能够被操作以响应于所感测的特性来调整所述第一量值与所述第二量值之间的比率。可以利用由图3描绘的所述普克尔斯盒38来改变所述前置脉冲的偏振，从而调整所述比率。在此实施例中，所述第一量值与第二量值之间的比率被选择为使得所述前置脉冲具有椭圆偏振，所述椭圆偏振的长轴被定向成平行于所述第一方向52。

应相信，所述前置脉冲的电场矢量限制所述燃料液滴60”在与具有最大量值的电场矢量平行的方向上的膨胀速率。通过将具有最大量值的电场矢量对准成平行于与所述燃料液滴60”的较小尺寸对应的方向，所述电场用于限制所述燃料液滴60”在所述方向上的膨胀速率。使用偏振控制来限制所述膨胀速率可以取决于某一方向的惯性质量来补偿或抵消所述膨胀速率。在由行C描绘的实施例中，所述椭圆偏振前置脉冲的第一电场矢量的量值大于所述第二电场矢量的量值。所述第一电场矢量被对准成平行于所述第一方向52。

所述第一电场矢量与第二电场矢量之间的比率可以影响所述燃料液滴在所述第一方向52和第二方向54上的膨胀速率。所述第一电场矢量的较大的量值可以限制在所述第一方向52上的膨胀速率。相反，所述第二电场矢量的相对较小的量值可以不将膨胀速率限制至与所述第二方向54相同的程度。所述燃料液滴60”的所预测的空间质量分布可以被用于确定所述第一电场矢量与第二电场矢量的量值之间的比率。对于球形空间质量分布，所述第一电场矢量和第二电场矢量的量值可以被选择为相等的。因此，所述前置脉冲可以具有圆偏振，如行A所描绘的。对于非球形空间质量分布，可以根据不同尺寸的燃料液滴60”的量值来选择所述第一电场矢量和第二电场矢量的量值。所述前置脉冲可以具有椭圆偏振，所述椭圆偏振的长轴被选择为平行于所述第一方向52，如行C所描绘的。

为了进一步图示所述前置脉冲的偏振对调节后的燃料液滴60”的空间质量分布的影响，描述了线性偏振前置脉冲与球形燃料液滴60”之间的相互作用(如列46行A所描绘的)。在行D描绘的实施例中，所述前置脉冲具有线性偏振，所述线性偏振的第一电场矢量被对准成平行于所述第一方向52。换句话说，与所述第二方向54对准的所述第二电场矢量有效地具有零量值、或具有比所述第一电场矢量小得多的量值。当所述前置脉冲被入射到所述燃料液滴60”时所述燃料液滴60”具有球形空间质量分布。所述前置脉冲的所述第一电场矢量限制在所述第一方向52上的膨胀。然而，所述燃料液滴60”在所述第二方向54上以更大的速率膨胀。因此，当被调节时所述燃料液滴60”膨胀成具有椭圆形空间质量分布。

因此，基于当所述前置脉冲被入射到所述燃料液滴上并且调节所述燃料液滴60”时所述燃料液滴60”的所预测的空间质量分布，所述控制系统44可以确定针对所述前置脉冲的适当的偏振。

在一个实施例，所述感测系统16可以被用于确定所述特性以校准所述控制系统44。所述特性指的是所述燃料液滴60的振荡的振幅、频率和/或相位。所述振荡的频率和相位取决于所述液滴发生器3a的配置和所述燃料液滴60的物理性质。其它因素也可以影响所述振荡的频率和相位。然而，所述振荡的振幅可能特别受到由所述等离子体7所释放的能量的影响。利用由所述感测系统16(如图2所描绘的)所感测的所述燃料液滴60'的空间质量分布来确定所述特性(例如，振幅、频率和/或相位)。然后，所述特性被用于预测当所述前置脉冲与所述燃料液滴60”相互作用时所述燃料液滴60”的空间质量分布。所述燃料液滴中的每个燃料液滴都可以被认为具有相同的特性，使得每个燃料液滴在与所述前置脉冲相互作用时被认为具有相同的空间质量分布。然后，所述控制系统44可以调整所述偏振，使得每个前置脉冲具有相同的偏振以用于调节所述燃料液滴。因此，在一个实施例，所述控制系统44可以不需要分别针对每个燃料液滴而不断地调整所述前置脉冲的偏振。

在另一实施例中，所述感测系统16可以提供与每个燃料液滴的特性(例如，所述振荡的振幅、频率和/或相位，如上文所解释的)有关的信息。所述信息可以由所述处理器20处理以预测当所述前置脉冲被入射到每个燃料液滴上时所述燃料液滴的空间质量分布。然后，所述控制系统44可以调整所述普克尔斯盒38以控制所述前置脉冲的偏振来用于调节每个燃料液滴。因此，所述控制系统44可以能够提供理想的或最佳地偏振的前置脉冲以调节每个燃料液滴，使得所述主脉冲与调节后的燃料液滴之间的相互作用可以被优化或改善。如果由等离子体形成过程所释放的能量发生变化，使得分别针对每个燃料液滴来改变所述特性，则针对每个前置脉冲提供不同的偏振可以适当地控制所述燃料液滴调节过程。

将理解，所述感测系统16可以采取任何适当的形式。在所描绘的实施例中，所述感测系统16包括用于产生激光板26的照射系统24。将理解，可以使用任何适当的激光板尺寸。在另一实施例中，可以提供替代的感测系统16。例如，所述感测系统16可以包括影相术(shadowgraphy)系统，所述影相术系统被配置用于使用由受照射的燃料液滴投影的阴影来感测所述特性。

将理解，可以用任何适当的方式来配置所述激光系统1。所述激光系统1可以被配置成提供具有任何适当的波长、脉冲数、脉冲持续时间、脉冲能量等等的第一激光辐射和第二激光辐射。在一个实施例中，所述前置脉冲具有1微米的波长、15ps的脉冲持续时间、4mJ的脉冲能量、大于30μm的束宽(例如，对于30μm直径的燃料液滴60)。在另一实施例中，所述前置脉冲的波长可以大约为10μm。

虽然在本文中可以具体提及光刻设备在IC制造中的使用，但是应该理解，本文中描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括集成光学系统的制造、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头，等等。

在情境允许的情况下，可以用硬件、固件、软件或其任何组合来实施本发明的实施例。本发明的实施例也可以被实施为存储在机器可读介质上的能够由一个或更多个处理器读取和执行的指令。机器可读介质可以包括用于储存或传输呈机器(例如，计算装置)可读的形式的信息的任何机构。例如，机器可读磁存储介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁存储介质；光存储介质；闪速存储装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。另外，在本文中可以将固件、软件、例程、指令描述为执行某些动作。然而，应理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这些动作实际上是由计算装置，处理器，控制器，或执行固件、软件、例程、指令等的其它装置产生的，并且这样做可以使致动器或其它装置与实体世界相互作用。

虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是将理解，可以以与所描述的不同的方式来实践本发明。上文的描述旨在是示例性的而非限制性的。因此，本领域的技术人员将明白，在不背离下文阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的发明进行修改。

Claims (21)

1.一种激光产生等离子体类型的辐射源，包括：

液滴发生器，所述液滴发生器被配置成提供燃料液滴；

激光系统，所述激光系统被配置成提供第一激光辐射和第二激光辐射，其中所述第一激光辐射能够被操作以调节所述燃料液滴以供接收所述第二激光辐射，并且其中所述第二激光辐射能够被操作以将调节后的燃料液滴转换成等离子体；

感测系统，所述感测系统被配置成感测所述燃料液滴的空间质量分布的振荡的特性；以及

控制系统，所述控制系统能够被操作以在所感测的特性的控制下调整所述第一激光辐射的偏振。

2.根据权利要求1所述的辐射源，其中：

所述感测系统被配置成感测所述燃料液滴在与所述第一激光辐射的传播轴线垂直的平面上的几何投影，所述几何投影在第一方向上具有较小的尺寸并且在与所述第一方向不同的第二方向上具有较大的尺寸；以及

响应于所感测的特性，所述控制系统调整所述第一激光辐射的偏振，使得所述第一激光辐射包括具有第一量值的第一电场矢量和具有比所述第一量值更小的第二量值的第二电场矢量，所述第一电场矢量平行于所述第一方向，所述第二电场矢量平行于所述第二方向。

3.根据权利要求2所述的辐射源，其中，所述控制系统能够被操作以响应于所感测的特性来调整所述第一量值与所述第二量值之间的比率。

4.根据权利要求2或3所述的辐射源，其中，所述控制系统能够被操作以调整所述偏振，使得所述第一激光辐射具有椭圆偏振，所述椭圆偏振的长轴被定向成平行于所述第一方向。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的辐射源，其中，所述感测系统包括：

传感器，所述传感器被配置用于捕获所述燃料液滴的一个或更多个图像；和

处理器，所述处理器被配置用于根据所述一个或更多个图像来确定代表所述特性的信息。

6.根据权利要求5所述的辐射源，其中，所述处理器被配置成根据代表所述特性的信息来预测当所述第一激光辐射与所述燃料液滴相互作用时所述燃料液滴的空间质量分布。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中，所述感测系统还包括照射系统，所述照射系统被配置用于利用照射辐射来照射所述燃料液滴以获得代表所述特性的信息。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的辐射源，其中，所述特性代表以下中的至少一种：所述空间质量分布的振荡的振幅、频率和相位。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的辐射源，还包括用于调整所述第一激光辐射的偏振的至少一个可调节的偏振元件。

10.根据权利要求9所述的辐射源，其中，所述控制系统能够被操作以响应于所感测的特性来调整所述至少一个可调节的偏振元件。

11.一种光刻系统，包括：

根据权利要求1至10中任一项所述的辐射源；和

光刻设备，所述光刻设备被配置成使用由所述辐射源提供的辐射将图案成像到衬底上。

12.一种方法，包括：

提供燃料液滴；

使用激光系统来提供第一激光辐射和第二激光辐射；

利用感测系统来感测所述燃料液滴的空间质量分布的振荡的特性；以及

利用控制系统以在所感测的特性的控制下调整所述第一激光辐射的偏振；

利用所述第一激光辐射调节所述燃料液滴以用于接收所述第二激光辐射；以及

利用所述第二激光辐射将调节后的燃料液滴转换成等离子体。

13.根据权利要求12所述的方法，包括：

感测所述燃料液滴在与所述第一激光辐射的传播轴线垂直的平面上的几何投影，所述几何投影在第一方向上具有较小的尺寸并且在与所述第一方向不同的第二方向上具有较大的尺寸；和

响应于所感测的特性，调整所述第一激光辐射的偏振，使得所述第一激光辐射包括具有第一量值的第一电场矢量和具有比第一量值更小的第二量值的第二电场矢量，所述第一电场矢量平行于所述第一方向，所述第二电场矢量平行于所述第二方向。

14.根据权利要求13所述的方法，包括：响应于所感测的特性来调整所述第一量值与所述第二量值之间的比率。

15.根据权利要求13或14所述的方法，包括：调整所述偏振，使得所述第一激光辐射具有椭圆偏振，所述椭圆偏振的长轴被定向成平行于所述第一方向。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，包括：

捕获所述燃料液滴的一个或更多个图像；和

根据所述一个或更多个图像来确定代表所述特性的信息。

17.根据权利要求16所述的方法，包括：根据代表所述特性的信息来预测当所述第一激光辐射与所述燃料液滴相互作用时所述燃料液滴的空间质量分布。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，包括：利用照射辐射来照射所述燃料液滴以用于获得代表所述特性的信息。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，包括：利用至少一个可调节的偏振元件来调节所述第一激光辐射的偏振。

20.根据权利要求19所述的方法，包括：响应于所感测的特性来调节所述至少一个可调节的偏振元件。

21.根据权利要求12至20中任一项所述的方法，包括：

提供根据权利要求1至10中任一项所述的辐射源；和

使用由所述辐射源提供的辐射将图案成像到衬底上。

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