CN114008873A - 输出光束形成设备 - Google Patents

输出光束形成设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114008873A
CN114008873A CN202080044699.5A CN202080044699A CN114008873A CN 114008873 A CN114008873 A CN 114008873A CN 202080044699 A CN202080044699 A CN 202080044699A CN 114008873 A CN114008873 A CN 114008873A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
duv
divergence
rotated
light source
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
CN202080044699.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114008873B (zh
Inventor
王昱达
R·罗基斯基
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.)
Cymer LLC
Original Assignee
Cymer LLC
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 Cymer LLC filed Critical Cymer LLC
Publication of CN114008873A publication Critical patent/CN114008873A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114008873B publication Critical patent/CN114008873B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01S3/101—Lasers provided with means to change the location from which, or the direction in which, laser radiation is emitted
    • 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
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2004—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
    • 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
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0071—Beam steering, e.g. whereby a mirror outside the cavity is present to change the beam direction
    • 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
    • H01S3/10007—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
    • H01S3/10023—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by functional association of additional optical elements, e.g. filters, gratings, reflectors
    • H01S3/1003—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by functional association of additional optical elements, e.g. filters, gratings, reflectors tunable optical elements, e.g. acousto-optic filters, tunable gratings
    • 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
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/22—Gases
    • H01S3/2207—Noble gas ions, e.g. Ar+>, Kr+>
    • 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
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/22—Gases
    • H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
    • 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
    • H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
    • H01S3/2325—Multi-pass amplifiers, e.g. regenerative amplifiers
    • H01S3/2333—Double-pass amplifiers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

一种设备包括：束路径上的分束器，该分束器被配置为接收来自深紫外(DUV)光源的光；以及在束路径上的多个第一反射光学元件。分束器被配置为将从DUV光源接收的光的一部分引导向多个第一反射光学元件；多个第一反射光学元件被配置为对光的一部分的散度进行旋转以产生经旋转的光；并且分束器被配置为将经旋转的光和从DUV光源接收的光的一部分引导到输出束路径上。

Description

输出光束形成设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年6月20日提交的题为“OUTPUT LIGHT BEAM FORMATIONAPPARATUS”的美国申请No.62/863,980和于2019年10月17日提交的题为“OUTPUT LIGHTBEAM FORMATION APPARATUS”的美国申请No.62/916,462的优先权，两者均通过引用被整体并入本文。
技术领域
本公开涉及输出光束形成设备。输出光束形成设备可以与例如深紫外光(DUV)源一起使用。
背景技术
光刻是在衬底(诸如硅晶片)上对半导体电路系统进行图案化的过程。光刻光源提供深紫外(DUV)光，该DUV光用于曝光晶片上的光刻胶。一种在光刻中使用的气体放电光源被称为准分子光源或激光器。准分子光源通常使用气体混合物，该气体混合物是一种或多种惰性气体(诸如氩气、氪气或氙气)和反应性物质(诸如氟或氯)的组合。准分子光源得名于以下事实：在适当的(提供能量的)电刺激和(气体混合物的)高压的条件下，创建被称为准分子的伪分子，它仅以通电状态存在并且产生紫外范围内的放大光。准分子光源产生波长在深紫外(DUV)范围内的光束，该光束用于在光刻设备中对半导体衬底(或晶片)进行图案化。可以使用单个气体排气室或使用多个气体排气室来构建准分子光源。气体排气室中的气体混合物可以从一个或多个气体排气室排出。
发明内容
在一个总体方面，一种设备包括：束路径上的分束器，该分束器被配置为接收来自深紫外(DUV)光源的光；以及在束路径上的多个第一反射光学元件。分束器被配置为将从DUV光源接收的光的一部分引导向多个第一反射光学元件；多个第一反射光学元件被配置为对光的一部分的散度进行旋转以产生经旋转的光；并且分束器被配置为将经旋转的光和从DUV光源接收的光的一部分引导到输出束路径上。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。该设备还可以包括束路径上的偏振元件。偏振元件可以被配置为：改变经旋转的光的偏振态，使得在输出束路径上，经旋转的光具有与从DUV光源接收的光相同的偏振态。该设备还可以包括多个第二反射光学元件，该多个第二反射光学元件在多个第一光学元件与偏振元件之间的束路径上。多个第一反射光学元件可以包括四个反射镜。多个第一反射光学元件可以被配置为将光的一部分的散度旋转90度。
从DUV光源接收的光可以具有垂直散度和的水平散度，该垂直散度具有初始垂直散度值，该水平散度具有初始水平散度值，并且在输出束路径上，经旋转的光可以具有等于初始垂直散度值的垂直散度和等于初始水平散度值的垂直散度。经旋转的光和来自DUV光源的光的另一部分可以在分束器处进行组合以形成在输出束路径上传播的输出束，输出束可以具有垂直散度值和水平散度值，该垂直散度值基于经旋转的光的垂直散度和来自DUV光源的光的其他部分的垂直散度，该水平散度值基于经旋转的光的水平散度和来自DUV光源的光的其他部分的垂直散度。输出束的水平散度值可以大于初始水平散度值，并且输出束的垂直散度值可以小于初始垂直散度值。来自DUV光源的光可以至少包括第一光脉冲，经旋转的光包括由第一光脉冲的第一部分反射形成的经旋转光脉冲，来自DUV光源的光的其他部分包括第一光脉冲中被透射的第二部分，并且输出束可以基于经旋转光脉冲的反射和其他部分。
多个第二反射光学元件可以包括两个或更多个反射镜。偏振元件可以包括半波片或相位延迟反射镜。束路径可以是由分束器、多个第一反射光学元件、多个第二反射光学元件和偏振元件限定的闭合路径。
在另一方面，深紫外(DUV)光源包括：光生成设备，该光生成设备包括至少一个排气室，该至少一个排气室被配置为容纳气态增益介质并且产生DUV光束；以及输出束形成设备，包括：束路径上的分束器，分束器被配置为接收DUV光束；束路径上的偏振元件；以及束路径上的多个第一反射光学元件。分束器被配置为将一部分DUV光束导向多个第一反射光学元件；多个第一反射光学元件被配置为对光的一部分的散度进行旋转以产生经旋转的光；波片被配置为：改变经旋转的光的偏振态，使得在输出束路径上，经旋转的光与DUV光束具有相同的偏振态；并且分束器被配置为：基于经旋转的光和DUV光束的部分，形成输出束。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。光生成设备可以包括：第一排气室，被配置为容纳第一气态增益介质并且产生DUV种子光束；以及第二排气室，被配置为容纳第二气态增益介质并且放大种子光束以形成经放大的DUV光束。输出束形成设备可以被配置为位于第一排气室和第二排气室之间，并且DUV光可以是DUV种子光束。
DUV光源还可以包括光束拉伸设备，该光束拉伸设备被配置为接收输出束。输出束形成设备可以位于光生成设备和光束拉伸设备之间。
偏振元件可以位于多个第二反射光学元件和分束器之间。
另一方面，一种用于深紫外(DUV)光源的方法包括：接收DUV光束的部分，该DUV光束的部分具有偏振态、具有初始垂直散度值的垂直散度、以及具有初始水平散度值的水平散度；对该DUV光束的部分进行旋转以形成经旋转光束，经旋转光束具有初始水平散度值的垂直散度和初始垂直散度值的水平散度；使经旋转光束通过光学延迟件；基于经旋转光束和DUV光束的另一部分，形成在输出束路径上传播的输出光束。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。在一些实施方式中，在将经旋转光束和DUV光束的另一部分进行组合之前，经旋转光束通过偏振元件，使得经旋转光束和DUV光束的其他部分在输出束路径上具有相同的偏振态。
DUV光束可以包括脉冲DUV光束，经旋转光束包括脉冲DUV光束的脉冲中的第一脉冲的反射，并且DUV光束的其他部分可以包括该脉冲中的第一脉冲的部分。
上面和本文中所描述的任何技术的实现可以包括过程、设备、系统和/或方法。在附图和以下描述中阐述了一种或多种实施方式的细节。从描述和附图以及从权利要求中，其他特征将是显而易见的。
附图说明
图1A是包括输出形成设备的系统的框图。
图1B至图1D示出了输入光束的各种视图。
图2是输出束形成设备的框图。
图3A是另一输出束形成设备的框图。
图3B是光学元件的框图。
图4A是光刻系统的框图。
图4B是可以在图4A的光刻系统中使用的投影光学系统的框图。4A。
图5是另一光刻系统的框图。
具体实施方式
参照图1A，示出了系统100的框图。系统100包括：产生输入光束102的光源101、产生输出光束111的输出束形成设备110以及接收输出光束111的光学组装190。输入光束102在输入路径105上传播。输出束在输出路径112上传播。输出束形成设备110通过调制输入光束102的散度来降低输入光束102的空间相干性。调制发散意味着旋转或以其他方式通过对输入光束102进行弯曲、折叠和/或重定向来改变最少、最低或最小散度沿其延伸的轴和/或最大、最高或最多散度沿其延伸的轴。在一些实施方式中，输出束形成设备110也维持输入光束102的偏振态，使得输出光束111具有与输入光束102相同的偏振态。
光学组装190是利用输出光束111曝光晶片以形成电子特征的深紫外(DUV)扫描仪设备(诸如图4A中所示的光刻曝光设备469)，或光学组装190是在输出光束111到达DUV扫描仪设备之前引导和/或修改输出光束111的中间光学元件。例如，光学组装190可以是在输出束形成设备110与DUV扫描仪设备之间的光学振荡器(诸如图5中所示的排气室565_2)、反射镜、透镜或脉冲拉伸器。输入光束102和输出光束111是可以表现出空间和/或时间相干性的电磁场。如果电磁场的相位在沿波前的不同位置处相同，则电磁场具有空间相干性。如果单个位置处的电磁场的相位在不同时间下周期性地相同，则光束102具有时间相干性。当光束具有空间和/或时间相干性时，光束中的波前可能会随机相互干扰以产生散斑。散斑导致光束中的空间和/或时间噪声，并且散斑可能导致在接收光束的设备(本示例中的光学组装190)处的XY平面中具有不均匀强度分布的散斑图案。散斑的存在可能导致光学组装190处的光在X-Y平面中具有不均匀的强度。这种不均匀性会导致晶片曝光不均匀。例如，斑点可能导致定义微电子特征形成的光刻胶的曝光区域的尺寸的变化，导致特征形成不当并且有缺陷。因此，对于某些应用，需要降低空间相干性。
如下面更详细讨论的，输出束形成设备110通过调制输入光束102的散度来降低输入光束102的空间相干性。散度(或光束散度)是光束直径的增加作为距束腰或距发射光束的孔径或源的距离的函数的角度度量。输入光束102在Z方向上传播。输入光束102的散度沿X-Y平面中的两个正交轴是不同的，X-Y平面是与传播方向Z正交的平面。图1B至图1D示出了输入光束102的示例的各种视图。输入光束102在两个正交平面中的散度在图1B和图1C中示出。图1B是输入光束102在X-Z平面中的截面图。图1C是输入光束102在Y-Z平面中的截面图。输入光束102在X-Z平面中的散度也称为垂直散度并且在图1B中被标记为Dv。输入光束102在Y-Z平面中的散度也称为水平散度并且在图1C中被标记为Dh。图1D示出了X-Y平面中的输入光束102。可以通过增加输入光束102的散度来降低输入光束102的空间相干性。例如，增加输入光束102沿Y轴的散度会降低水平空间相干性(沿Y轴的空间相干性)。
在图1B至图1D的示例中，输入光束102的垂直散度(Dv)大于水平散度(Dh)，并且输入光束102在X-Y平面中具有椭圆形状或轮廓。输入光束102在X-Y平面中可以具有其他轮廓。例如，输入光束102在X-Y平面中可以具有矩形形状。
输出束形成设备110通过旋转输入光束102以使得最小和最大散度沿其延伸的轴被调制来调制输入光束102的散度。例如，输出束形成设备110可以通过将输入光束102的多个连续反射部分中的每个的最小和最大散度的轴旋转90°来调制输入光束102的散度。
光束在垂直于传播方向的平面内的所有方向上具有散度。输入光束102的散度沿一个轴具有最大或最多程度，而沿另一轴具有最小或最少程度。参考图1D，输入光束102在平面X-Y中的最大散度范围或最大散度沿X轴。输入光束102的最低、最少或最小散度沿Y轴。输出束形成设备110通过在垂直于传播的平面中对最小和最大散度的轴进行旋转来对输入光束102的散度进行旋转。例如，在输出束形成设备102被配置为将输入光束102的散度旋转90°的实施方式中，输出束形成设备110折叠并且改变输入光束102的方向，使得光束102的散度被旋转90°。在该示例中，输出光束111在X-Y平面中具有椭圆形状，但是沿Y轴具有最大散度并且沿X轴具有最小散度(因此，与输入光束的散度相比旋转了90°)。以此方式，与输入光束102的散度相比，在光学组装190处的输出光束111的散度被调制。通过调制散度，在至少一个方向上降低空间相干性。
输入光束102可以具有任何偏振态或者可以是非偏振的。偏振是描述光束的电场振荡方向的参数。偏振类型和偏振方向定义了偏振状态。偏振的类型可以是线性的、圆形的、椭圆的或随机的，或者光束可以是非偏振的。线性偏振的光束具有在随时间恒定的单个平面中振荡的电场，其中偏振态指示振荡平面。对于线偏振光，振荡被限于单个平面。圆偏振光具有沿传播方向描述螺旋的电场。圆偏振光可以具有不同的正交态。例如，圆偏振光可以是右旋偏振光，其中电场顺时针旋转(从接收光的视角来看)，或可以是左旋偏振光，其中电场逆时针旋转(从接收光的视角来看)。在下面所讨论的示例中，输入光束102沿Y轴线性偏振。
参照图2，示出了输出束形成设备210的框图。输出束形成设备210是设备110(图1)的实施方式。输出束形成设备210调制输入光束202的散度以产生输出光束211。输出光束211可以被提供给光学组装，诸如光学组装190(图1)。输入光束202和输出光束211是脉冲光束。
输出束形成设备210包括分束设备213、光束旋转设备215和光束延迟设备217。分束设备213、光束旋转设备215和光束延迟设备217位于束路径216上。束路径216是封闭路径。光在分束设备213处进入和离开路径216。进入束路径216的光可以不止一次地穿过束路径216。
分束设备213是能够对输入光束202进行分裂或拆分的任何光学元件。分束设备213可以是例如分束器。分束设备213包括界面214，界面214将一些输入光束202反射到输出束路径212上并且将剩余部分透射到束路径216上。分束设备213将输入光束202分成第一部分203和第二部分204。第一部分203是输入光束202的透射部分，第二部分204是输入光束202的反射部分。在这个示例中，输入光束202是光脉冲。第一部分203和第二部分204也是光脉冲，并且各自具有由分束设备213确定的强度。例如，在分束设备213反射一半入射光并透射剩余入射光的实施方式中，第一部分203和第二部分204具有相等的脉冲能量。
分束设备213可以由在界面214处结合在一起的两个棱镜制成。反射的输入光束202的量取决于分束设备213的材料特性和构造。例如，分束设备213可以被配置为将入射光的一半反射到输出束路径212上并且将其余部分透射到束路径216上。尽管分束设备213吸收或散射的光量可忽略不计，但是在任何给定时间由分束设备213透射和反射的光的组合强度基本上等于此时入射在分束设备213上的光的强度。
光束旋转设备215是多个光学元件，其被布置为对第一部分203的光束散度进行旋转。例如，光束旋转设备215可以包括三个或四个反射光学元件(诸如反射镜)，该反射光学元件折叠和/或重新引导第一部分203以形成旋转部分203’。旋转部分203’的最大和最少(或最小)散度量相对于第一部分203的散度量进行旋转。例如，如果光束旋转设备215被配置为将第一部分203旋转90°，则经旋转的第一部分203’的水平散度等于第一部分203的垂直散度，经旋转的第一部分203’的垂直散度等于第一部分203的水平散度。光束旋转设备215可以在不止一个方向上引导部分203以形成旋转部分203’。例如，光束旋转设备215可以将第一部分203引导到页面平面之外。光束旋转设备215的实施方式在图3A中示出。
输出束形成设备210还包括光束延迟设备217。光束延迟设备217确定束路径216的长度，从而确定旋转部分203’何时到达分束设备213。光束延迟设备217是束路径216上的一个或多个光学元件。例如，光束延迟设备217可以包括多个反射光学元件，例如反射镜。如果由限定束路径216的所有光学元件(包括光束延迟设备217)引入的延迟小于输入光束脉冲202的持续时间，则旋转部分203’将与输入光束脉冲202实时部分重叠。光束延迟设备217还将旋转部分203’转向分束器设备215。
在通过光束延迟设备217后，旋转部分203’入射在分束设备213上。旋转部分203’的光中的一些光被透射通过分束设备213并且被透射到输出束路径上212。旋转部分203’的剩余部分被反射到束路径216上作为部分203_1。部分203_1再次与光束旋转设备215和光束延迟设备217相互作用以产生返回到分束器设备213的另一旋转部分203_1’。
旋转部分203_1’中的一些被透射到输出束路径212上。因为旋转部分203_1’基于旋转部分203’的反射，而旋转部分203’基于输入光束202，旋转部分203’的散度和旋转部分203_1’的散度不相同。例如，如果旋转部分203’的最大散度方向与输入光束202的最大散度方向相差90°，则旋转部分203_1’的最大散度方向与输入光束202的最大散度方向相同，等等。每个后续部分的强度取决于分束设备213的反射和透射特性而降低。输出光束211由界面214反射或透射的光形成。因此，输出光束211包括第二部分204和旋转部分203’、203_1’...203_n’的透射部分。这些组件的散度(和强度)发生变化，其效果是在输出束路径212上的组装(诸如，例如，光学组装190)接收具有经调制的散度的输出光束211。经调制的散度导致输出光束211沿至少一个方向具有较低的空间相干性。
输出束形成设备210的其他实施方式是可能的。例如，光束延迟设备217可以位于分束设备213和光束旋转设备215之间。在一些实施方式中，输出束形成设备210包括在束路径216上的偏振元件，偏振元件确保旋转部分203’的偏振与输入脉冲205相同。在另一示例中，分束设备213可以具有不同于图2所示的配置的配置。例如，分束设备214可以被布置为使得部分203由分束设备213反射输入光束202的部分形成，并且第二部分204由分束设备213透射输入光束202的部分形成。
参考图3A，示出了另一输出束形成设备310的框图。输出束形成设备310是输出束形成设备110(图1)的实施方式的另一示例。输出束形成设备310包括分束设备313、光束旋转设备315、光束延迟设备317以及限定光学路径316的波片318。波片318可以是例如半波片或相位延迟反射镜。波片318被配置为将入射光的偏振态改变为正交偏振态。例如，如果波片318上的入射光是水平线偏振的，则离开波片318的光是垂直线偏振的。光在分束设备313处进入和离开光学路径316。光学路径316是闭合路径，并且光可以不止一次地穿过光学路径316。输出束形成设备310基于输入光束302来形成输出光束311。
针对图3A的示例，X、Y和Z轴由坐标系391定义。当讨论各种组件和元件的取向时，术语轴包括远离和朝向原点的方向。例如，沿X轴延伸的元件可以在+X和–X方向上延伸。在下面所讨论的示例中，输入光束302具有水平线性偏振态(偏振矢量不沿X轴)和沿X轴比Y轴更大的光束散度。在图3A中，双头箭头表示偏振态。
输入光束302在+Z方向上传播并且入射到分束设备313上。分束设备313基于在分束设备中使用的一种或多种材料的光学特性在界面314处反射和透射光。分束设备313是能够将入射光分成反射部分和透射部分的任何设备。分束设备313被配置为在界面314处透射50％的入射光并且反射50％的入射光。分束设备313可以是例如包括被结合在一起的两个三角棱镜的非偏振立方分束器。在这个示例中，两个三角棱镜被结合的平面是界面314。
分束设备313和构成光束旋转设备315和光束延迟设备317的光学元件并不都具有相同的入射角并且可以绕X、Y或Z轴旋转。在下面的讨论中，光学元件的标称平面是靠近该光学元件的活跃表面但光学元件的活跃表面从其进行旋转的平面。还参考图3B，示出了光学元件322的框图。构成光束旋转设备315、光束延迟设备317和分束设备313的光学元件与光学元件322类似。光学元件包括活跃表面323和基部324。活跃表面323和基部324一起形成光学元件322。光学元件322可以在没有基部324的情况下被实现。活跃表面323是光学元件322与入射光相互作用的部分。在图3B的示例中，活跃表面323名义上在X-Z平面中并且在逆时针方向上绕Z轴旋转角度α。在图3B中，+Z方向是进入页面。在图3B和下面的讨论中，绕轴的旋转是从向原点看的角度给出的。
分束设备313和界面314名义上在X-Z平面中并且绕X轴顺时针旋转45°。输入光束302的部分302”通过界面314透射到输出束路径312上。部分302”形成输出光束311的部分。部分302”具有的强度为输入光束302的强度的50％。分束设备313是非偏振的。因此，部分302”的偏振态与输入光束302的偏振态相同。部分302”的散度也与输入光束302的散度相同。界面314也反射输入光束的部分作为部分302’。部分302’沿Z轴偏振，最大散度沿X轴。部分302’沿+Y方向传播到光束旋转设备315。
光束旋转设备315对部分302’的散度进行旋转。光束旋转设备315包括四个反射光学元件322a、322b、322c和322d。还参考图3B，反射光学元件322a、322b、322c、322d中的每个反射光学元件包括类似于活跃表面323的反射表面。每个反射光学元件322a至322d可以是例如具有与入射光相互作用的平坦反射表面的平面镜。反射表面323由反射输入光束302中的光的一个或多个波长的材料制成。反射表面323可以是例如涂覆的氟化钙(CaF)或熔融二氧化硅。为简单起见，图3A中的光学元件322a、322b、322c、322d上未示出单独的反射表面。然而，反射表面是光学元件322a、322b、322c、322d中与光相互作用并限定通过光束旋转设备315的束路径316的部分的部分。光学元件322a、322c和322d并且分束设备313以共面布置进行组织：光学元件322a、322c、322d中的每个光学元件具有在与分束设备313相同的XY平面中的反射表面。光学元件322b的反射表面在+Z方向上偏离那个X-Y平面。光学元件322a至322d的反射表面相对于坐标系391中的轴中的一个轴进行旋转。
光学元件322a的反射表面名义上在X-Z平面中延伸并且绕X轴顺时针旋转45°。光学元件322a的反射表面平行于分束设备313的界面314。光学元件322a的反射表面的中心与界面314的中心在同一X-Y平面中。光学元件322b的反射表面名义上在一X-Y平面中延伸，该一X-Y平面相对于包括光学元件322a和322c的反射表面的中心的X-Y平面在+Z方向上进行位移。光学元件322b的反射表面绕X轴略微旋转，使得入射在光学元件322b上的光朝向光学元件322c反射。光学元件322c靠近光学元件322a。光学元件322c的反射表面的中心与光学元件322a的反射表面的中心在同一X-Y平面中。光学元件322c的反射表面名义上在X-Y平面中延伸并且绕Y轴顺时针旋转45°。光学元件322d的反射表面的中心与反射光学元件322a和322c的中心在同一X-Y平面中。光学元件322d的反射表面名义上在X-Z平面中延伸并且绕Z轴顺时针旋转45°。
接下来讨论通过光束旋转设备315传播的部分302’的示例。在该示例中，输入光束302沿Y轴线性偏振并且沿X轴具有比沿Y轴更大的散度。
输入光束302与界面314之间的相互作用产生部分302’，部分302’是输入光束302的反射。部分302’在+Y方向上传播。部分302’沿Z轴线性偏振。在光束旋转设备315的输入处，部分302’和光束302沿X轴具有相同的散度。部分302’沿Z轴的散度与输入光束302沿Y轴的散度相同。换言之，部分302’的最大散度是沿着X轴。
在构成光束旋转设备的光学元件322a至322d中，光学元件322a最靠近分束设备313。因此，部分302’在与光学元件322b至322d相互作用之前与光学元件322a相互作用。光学元件322a在+Z方向上朝向光学元件322b对部分302’进行反射。在与光学元件322a相互作用之后，部分302’沿Y方向线性偏振。在与光学元件322a相互作用之后，部分302’的最大散度立即沿着X轴。光学元件322b在-Z方向(或以相对于Z方向的小角度)上朝向光学元件322c对部分302’进行反射。在与光学元件322b相互作用之后，部分302’的最大散度立即沿着X轴。光学元件322c沿+X方向将部分302’反射到光学元件322d。在与光学元件322c相互作用之后，部分302’的最大散度方向是沿着Z轴。因此，光学元件322c对部分302’的散度进行旋转。部分302’从光学元件322d沿-Y方向被反射。在与光学元件322d相互作用之后，部分302’的最大散度是沿着Z轴。
因此，光束旋转设备315将部分302’的散度旋转90°。在该示例中，在光束旋转设备315的输入(光学元件322a)处，部分302’在+Y方向上传播，最大散度是沿着X轴，并且最少(或最小)散度是沿着Z轴。在光束旋转设备315的输出(紧接在光学元件322d之后)处，部分302’在-Y方向传播，最大散度是沿着Z轴，最少(或最小)散度是沿着X轴。
光学元件322a至322d不是偏振元件，并且部分302’在传播通过光束旋转设备315时保持线性偏振。部分302’的偏振是相对于部分302’入射在其上的表面进行定义的。因为光学元件322a至322d的反射表面并不都具有相同的入射角，所以部分302’的偏振轴在光束旋转设备315中旋转。部分302’在光学元件322a处沿Z轴线性偏振。与光学元件322a的相互作用将偏振旋转到Y轴。光学元件322b沿-Z方向将部分302’反射回并且部分302’沿Y轴保持线性偏振。光学元件332c不对部分302’的偏振进行旋转。然而，光学元件322d将偏振从沿Y轴旋转到沿X轴。因此，光束旋转设备315也改变部分302’的轴偏振。在该示例中，光束旋转设备315将偏振从沿光束旋转设备315输入处的Z轴改变为沿光束旋转设备315输出处的X轴。
输出束形成设备310还包括延迟设备317。延迟设备317将部分302’引导回到分束设备313。延迟设备317还用于确定光学路径316的长度并且由此控制部分302’何时到达分束设备313。例如，如果部分302’(由输入光脉冲的反射形成)将与该相同光脉冲的稍后出现部分叠加，则延迟设备317被配置为使得部分302’在输入光脉冲结束之前到达分束设备313。由光学组装190接收的输出光束311是由与分束设备313相互作用的光形成的光脉冲。
延迟设备317包括反射光学元件325a和反射光学元件325b。反射光学元件325a、325b类似于反射光学元件322a至322d。每个反射光学元件325a、325b包括类似于反射表面323(图3B)的反射表面。为简单起见，光学元件325a、325b的反射表面未在图3B中示出。光学元件325a的反射表面名义上在X-Z平面中延伸并且绕Z轴逆时针旋转45°。光学元件325b的反射表面名义上在X-Z平面中延伸并且绕Z轴顺时针旋转45°。光学元件325a的反射表面与光学元件322d的反射表面正交。光学元件325b的反射表面平行于光学元件322d的反射表面。光学元件322d、325a和325b的反射表面的中心在同一X-Y平面中。光束路径316的长度可以通过调整光学元件325a和322d之间的距离和/或光学元件325a和325b之间的距离来调整。
光学元件325a位于光学元件322d与光学元件325b之间。光学元件325a相对于光学元件322d在-Y方向上并且相对于光学元件325b在+X方向上位移。光学元件325a的反射表面接收来自光学元件322d的部分302’。在与光学元件352a相互作用之前，部分302’沿X轴线性偏振，并且最大散度是沿着Z轴。光学元件325a在-X方向上将部分302’反射到光学元件325b。与光学元件325a的相互作用将部分302’的偏振旋转为沿Y轴，但不对散度进行旋转。然后部分302’与光学元件325b相互作用。光学元件325b沿+Y方向将部分302’朝向分束设备313反射。与光学元件325b的相互作用对部分302’的偏振进行旋转以沿X轴，但不对散度进行旋转。
因此，部分302’在+Y方向上以沿Z轴的最大散度和沿X轴的偏振朝向分束设备313传播。当部分302’到达界面314时，部分302’的50％在+Z方向上被反射并且反射到输出束路径312上。部分302’的反射部分被标记为311’。反射部分311’具有沿Y轴的最大散度和沿X轴的最小散度。输出部分311’和部分302’形成输出光束311。部分302”具有沿X轴的最大散度和沿Y轴的最少(或最小)散度。另一方面，输出部分311’具有沿Y轴的最大散度和沿X轴的最少(或最小)散度。输出部分311’增加沿Y轴的散度，使得与输入光束302相比，输出光束311’沿Y轴具有更大的散度，沿X轴具有更小的散度。结果，输出光束311沿Y轴具有比输入光束302更低的空间相干性，因此沿Y轴具有比输入光束302更少的噪声。这样，输出束形成设备310减少散斑并且提高系统300的性能。
在上述示例的讨论中，输入光束302在+Z方向上传播，沿Y轴线性偏振，沿X轴具有最大散度，并且沿Y轴具有最小散度。在其他示例中，输入光束可以沿着垂直于传播方向的某其他轴进行线性偏振(或者可以具有其他偏振或没有偏振)，可以沿着垂直于传播方向的某其他轴具有最大散度，并且可以沿着某其他轴具有最少的散度，该其他轴可以垂直于或可以不垂直于最大散度的轴。
部分302’中的剩余光被透射通过界面314并且保留在束路径316上。光继续在束路径316中循环并且由光束旋转设备315和光束延迟设备317操纵，如上面所讨论的，并且对输出光束311做出了额外的贡献。针对图3的示例，其中分束设备反射50％的入射光并且透射50％的入射光，输出光束311的散度由等式(1)和(2)表示：
Figure BDA0003417635530000151
Figure BDA0003417635530000152
在等式(1)和(2)中，HDi是以弧度为单位的输入光束302的水平光束散度，以及VDi是以弧度为单位的输入光束302的垂直光束散度。垂直光束散度是在坐标系391中沿X轴的光束散度。水平光束散度是在坐标系391中沿Y轴的光束散度。对于输入光束302沿X轴具有最大散度的实施方式，输出束形成设备310减小沿X轴的散度并且增加沿Y轴的散度。因此，在这些实施方式中，与输入光束302相比，输出束形成设备310降低了沿Y轴的空间相干性，并且输出光束311沿Y轴具有更低的空间相干性(和更少的散斑)。针对输入光束302沿Y轴具有最大散度并且沿X轴具有最小散度的实施方式，输出束形成设备310减小沿Y轴的散度并且增加沿X轴的散度。在这些实施方式中，输出束形成设备310降低沿X轴的空间相干性。
输出光束311的散度的调制发生与在路径316上循环的光的偏振无关。换言之，无论在路径216上循环的光的偏振状态如何，散度的调制都会发生，并且可以利用非偏振光来实现。尽管如此，对于一些应用，希望输出光束311具有特定的偏振态。在这些实施方式中，输出束形成设备310可以包括波片318。
如上所述，在与光学元件325b相互作用之后，部分302’的偏振是沿着X轴。输入光束302的偏振是沿着Y轴。即使部分302’和输入光束302不具有相同的偏振，输出束形成设备310也改变输入光束302的散度。
然而，对于一些应用，重要的是，输出光束311具有与输入光束302相同的偏振。因此，输出束形成设备310可以包括偏振元件，该偏振元件改变部分302’的偏振而不对部分302’的散度进行旋转或以其他方式改变部分302’的散度。在图3A的示例中，输出束形成设备310包括波片318以在部分302’到达分束设备313之前改变部分302’的偏振。波片318是位于束路径316上的半波片。部分302’通过半波片并且偏振旋转90°。在通过波片318后，部分302’沿Z轴偏振但散度没有改变。当部分302’到达分束设备313时，输出部分311’从界面314被反射并且偏振被旋转以沿Y轴。因此，波片318改变部分302’的偏振，使得输出部分311’和输入光束302的偏振相同，并且输出光束311具有恒定偏振。
图4A和图5分别提供了可以使用输出束形成设备110、210和/或310的DUV光源460和560的示例。输出束形成设备110、210或310可以被放置在由被标记为110的框元件所示出的位置中的任一位置处。
参照图4A和图4B，光刻系统450包括将光束441提供给光刻曝光设备469的DUV光源460，其处理由晶片保持器或台471接收的晶片470。DUV光源460包括排气室465，其包围增益介质461、阴极462a和阳极462b。增益介质461是气态增益介质。排气室465被密封，使得增益介质461保留在排气室465中并且由其容纳。图4A中仅示出了一个气体排气室465。然而，光源460可以包括多于一个的排气室，诸如图5所示。
DUV光源460还包括气体管理系统479。气体管理系统479与DUV光源460的内部478流通。气体管理系统479可以包括管理压力和/或内部478中的流体物质的装置。例如，气体管理系统479可以包括泵、风扇、过滤器和/或能够管理气体和碎屑的其他装置。气体管理系统479可以从内部478去除不需要的化学物质、元素或混合物。例如，气体管理系统479可以使用另一化学制品(以气体的形式)从内部478清除氧气，诸如，例如，氮气(N2)或氦气(He)。气体管理系统479用来去除不需要的物质的气体被称为净化气体412。虽然净化气体412在内部478中并且可以围绕排气室465，但净化气体412不穿透排气室465并且不干扰或改变增益介质461的化学成分。光束441在内部478中传播并且因此在净化气体412中传播。
光束441可以是包括在时间上彼此分离的光脉冲的脉冲光束。光刻曝光设备469包括光束441在到达晶片470之前通过的投影光学系统475和计量系统472。计量系统472可以包括例如能够捕获晶片470和/或晶片470处的光束441的图像的照相机或其他装置，或者能够捕获描述光束441的特性(诸如在x-y平面中晶片470处的光束441的强度)的数据的光学检测器。光刻曝光设备469可以是液浸系统或干式系统。光刻系统450还包括控制系统480以控制光源460和/或光刻曝光设备469。
例如通过利用光束441曝光晶片470上的辐射敏感光刻胶材料层，在晶片470上形成微电子特征。参照图4B，投影光学系统475包括狭缝476、掩模474和投影物镜，该投影物镜包括透镜系统477。透镜系统477包括一个或多个反射或折射光学元件，该一个或多个反射或折射光学元件能够与DUV范围内的光相互作用。光束441进入光学系统475并且撞击在狭缝476上，并且光束441中的至少一些通过狭缝476。在图4A和图4B的示例中，狭缝476是矩形的并且将光束441成形为细长的矩形光束。掩模474包括图案，并且该图案确定了成形光束的哪些部分被掩模474透射以及哪些部分被掩模474阻挡。图案的设计由将要在晶片470上形成的特定微电子电路设计确定。
在图4的示例中，输出束形成设备110位于光源460与光刻曝光设备469之间。输出束形成设备110接收光束441并且在光束441被提供给光刻曝光设备469之前降低其空间相干性.
参照图5，示出了光刻系统550的框图。系统550是系统450(图4A)的实施方式的示例。例如，在光刻系统550中，光源560用作光源460(图4A)。光源560产生脉冲光束541，脉冲光束541被提供给光刻曝光设备469。光刻系统550还包括控制系统580，在图5的示例中，控制系统580连接到光源560的组件以及光刻曝光设备469以控制系统550的各种操作。在其他实施方式中，控制系统580可以被实施作为两个单独的控制系统，一个控制系统用于控制光源560的各个方面，另一控制系统用于控制光刻曝光设备469。在另外其他实施方式中，可以实现各种其他控制系统580。
在图5所示的示例中，光源560是两级激光系统，包括向功率放大器(PA)568提供种子光束542的主振荡器(MO)567。可以认为MO 567和PA 568是光源560的子系统或作为光源560部分的系统。PA 568从MO 567接收种子光束542并且放大种子光束542以生成在光刻曝光设备469中使用的光束541。例如，在一些实施方式中，MO 567可以发射脉冲种子光束，每个脉冲的种子脉冲能量大约为1毫焦耳(mJ)，并且这些种子脉冲可以被PA 568放大到约10到15mJ。
MO 567包括具有两个细长电极562a_1和562b_1的排气室565_1、作为气体混合物的增益介质561_1以及用于在电极562a_1、562b_1之间循环气体混合物的风扇(未示出)。谐振器形成在排气室565_1一侧的线变窄模块586与排气室565_1第二侧的输出耦合器581之间。
排气室565_1包括第一室窗563_1和第二室窗564_1。第一腔窗563_1和第二室窗564_1位于排气室565_1的相对侧。第一室窗563_1和第二室窗564_1透射DUV范围内的光并且允许DUV光进入和离开排气室565_1。
线变窄模块586可以包括衍射光学器件，诸如精细调谐排气室565_1的光谱输出的光栅。光源560还包括接收来自输出耦合器581的输出光束的线中心分析模块584和光束耦合光学系统583。线中心分析模块584是可以用于测量或监测种子光束542的测量系统。线中心分析模块584可以被放置在光源560中的其他位置处，或者它可以被放置在光源560的输出处。
作为增益介质561_1的气体混合物可以是适合于产生应用所需的波长和带宽的光束的任何气体。对于准分子源，气体混合物561_1可以包含惰性气体(稀有气体)，诸如，例如，氩气或氪气、卤气，例如氟气或氯气以及与缓冲气体(诸如氦气)分开的氙的痕迹。气体混合物的具体示例包括发射波长约为193nm的光的氟化氩(ArF)、发射波长约为248nm的光的氟化氪(KrF)或发射波长约为351nm的光的氯化氙(XeCl)。因此，在该实施方式中，光束541和542包括DUV范围内的波长。通过向细长电极562a_1、562b_1施加电压，在高压放电中利用短(例如，纳秒)电流脉冲来泵浦准分子增益介质(气体混合物)。
PA 568包括光束耦合光学系统583，光束耦合光学系统583接收来自MO 567的种子光束542并且引导种子光束542通过排气室565_2，并且到光束转向光学元件582，光束转向光学元件582修改或改变种子光束542的方向以使其被送回到排气室565_2。光束转向光学元件582和光束耦合光学系统583形成循环和闭环光学路径，其中环形放大器的输入与光束耦合光学系统583处的环形放大器的输出相交。
排气室565_2包括一对细长电极562a_2、562b_2、增益介质561_2以及用于在电极562a_2、562b_2之间循环增益介质561_2的风扇(未示出)。形成增益介质561_2的气体混合物可以与形成增益介质561_1的气体混合物相同。
排气室565_2包括第一室窗563_2和第二室窗564_2。第一室窗563_2和第二室窗564_2位于排气室565_2的相对侧。第一室窗563_2和第二室窗564_2透射DUV范围内的光并且允许DUV光进入和离开排气室565_2。
输出光束541可以在到达光刻曝光设备469之前被引导通过光束制备系统585。光束制备系统585可以包括测量光束541的各种参数(诸如带宽或波长)的带宽分析模块。光束准备系统585还可以包括脉冲拉伸器(未示出)，该脉冲拉伸器实时拉伸输出光束541的每个脉冲。光束制备系统585还可以包括能够作用于光束541的其他组件，诸如，例如反射和/或折射光学元件(诸如，例如透镜和反射镜)、滤光器和光学孔径(包括自动百叶窗)。
DUV光源560还包括气体管理系统479，气体管理系统479与DUV光源560的内部578流通。如上所述，气体管理系统479向内部578提供净化气体412。在图5的示例中，净化气体412围绕腔室565_1和565_2并且还围绕DUV光源560的子系统中的一些子系统的光学组件。例如，净化气体412围绕线变窄模块586、输出耦合器581中、线中心分析模块584、光束耦合光学系统583以及光束转向光学元件582中的光学组件。虽然净化气体412在内部578中并且围绕排气室565_1和565_2以及各种其他光学组件，净化气体412不穿透排气室565_1和565_2并且不干扰或改变增益介质561_1和561_2的化学成分。
光刻系统550还包括控制系统580。控制系统580可以通过发送一个或多个信号到光源560来控制光源560何时发射光脉冲或包括一个或多个光脉冲的光脉冲串。控制系统580还连接到光刻曝光设备469。因此，控制系统580还可以控制光刻曝光设备469的各个方面。例如，控制系统580可以控制曝光晶片470(图4A)的曝光，因此可以用于控制电子特征如何被印刷在晶片470上。在一些实施方式中，控制系统580可以通过控制狭缝476在x-y平面中的运动(图4B)来控制对晶片470的扫描。此外，控制系统580可以与计量系统472和/或光学系统475(图4B)交换数据。
光刻曝光设备469还可以包括例如温度控制装置(诸如空调装置和/或加热装置)和/或用于各种电子组件的电源。控制系统580也可以控制这些组件。在一些实施方式中，控制系统580被实施为包括多于一个的子控制系统，其中至少一个子控制系统(光刻控制器)专用于控制光刻曝光设备469的方面。在这些实施方式中，代替使用光刻控制器，或者除了使用光刻控制器之外，控制系统580可以用于控制光刻曝光设备469的各方面。
当增益介质561_1或561_2通过分别向电极562a_1、562b_1或562a_2、562b_2施加电压而被泵浦时，增益介质561_1和/或561_2发射光。当电压以规定的时间间隔被施加到电极时，光束541是脉冲的。因此，脉冲光束541的重复率由被施加到电极的电压的速率决定。对于各种应用，脉冲的重复率可以在大约500和6000Hz之间的范围内。在一些实施方式中，重复率可以大于6000Hz，并且可以是例如12000Hz或更高，但是在其他实施方式中可以使用其他重复率。
输出束形成设备110(或210或310)可以被放置在排气室565_1和565_2之间或在排气室565_2与光刻设备469之间。在包括光束制备系统585的实施方式中，输出光束形成设备110(或210或310)可以被放置在排气室565_2与光束制备系统585之间。
本发明的其他方面在以下编号的条款中陈述。
1.一种设备，包括：
束路径上的分束器，分束器被配置为：接收来自深紫外DUV光源的光；以及
束路径上的多个第一反射光学元件，其中
分束器被配置为：将从DUV光源接收的光的一部分引导向多个第一反射光学元件；
多个第一反射光学元件被配置为：对光的一部分的散度进行旋转以产生经旋转的光；以及
分束器被配置为：将经旋转的光和从DUV光源接收的光的一部分引导到输出束路径上。
2.根据条款1的设备，还包括在束路径上的偏振元件，其中偏振元件被配置为：对经旋转的光的偏振态进行改变，使得在输出束路径上，经旋转的光具有与从DUV光源接收的光相同的偏振态。
3.根据条款2的设备，还包括多个第二反射光学元件，多个第二反射光学元件在多个第一光学元件与偏振元件之间的束路径上。
4.根据条款3的设备，其中多个第一反射光学元件包括四个反射镜。
5.根据条款1的设备，其中多个第一反射光学元件被配置为：将光的一部分的散度旋转90度。
6.根据条款1的设备，其中从DUV光源接收的光具有带有初始垂直散度值的垂直散度和带有初始水平散度值的水平散度，并且在输出束路径上，经旋转的光具有等于初始垂直散度值的水平散度和等于初始水平散度值的垂直散度。
7.根据条款6的设备，其中经旋转的光和来自DUV光源的光的另一部分在分束器处被组合以形成在输出束路径上传播的输出束，输出束具有：垂直散度值，垂直散度值基于经旋转的光的垂直散度和来自DUV光源的光的其他部分的垂直散度；以及水平散度值，水平散度值基于经旋转的光的水平散度和来自DUV光源的光的其他部分的垂直散度。
8.根据条款7的设备，其中输出束的水平散度值大于初始水平散度值，并且输出束的垂直散度值小于初始垂直散度值。
9.根据条款8的设备，其中来自DUV光源的光至少包括第一光脉冲，经旋转的光包括由第一光脉冲的第一部分的反射所形成的经旋转光脉冲，来自DUV光源的光的其他部分包括第一光脉冲中被透射的第二部分，并且输出束基于经旋转光脉冲的反射和其他部分。
10.根据条款3的设备，其中多个第二反射光学元件包括两个或更多个反射镜。
11.根据条款2的设备，其中偏振元件包括半波片或相位延迟反射镜。
12.根据条款2的设备，其中束路径是由分束器、多个第一反射光学元件、多个第二反射光学元件和偏振元件限定的闭合路径。
13.一种深紫外DUV光源，包括：
光生成设备，包括至少一个排气室，至少一个排气室被配置为容纳气态增益介质并且产生DUV光束；以及
输出束形成设备，包括：
束路径上的分束器，分束器被配置为接收DUV光束；
束路径上的偏振元件；以及
束路径上的多个第一反射光学元件，其中
分束器被配置为：将DUV光束的一部分引导向多个第一反射光学元件；
多个第一反射光学元件被配置为：对光的一部分的散度进行旋转以产生经旋转的光；
波片被配置为：改变经旋转的光的偏振态，使得在输出束路径上，经旋转的光具有与DUV光束相同的偏振态；以及
分束器被配置为：基于经旋转的光和DUV光束的一部分，形成输出束。
14.根据条款13的DUV光源，其中光生成设备包括：
第一排气室，被配置为容纳第一气态增益介质并且产生DUV种子光束；以及
第二排气室，被配置为容纳第二气态增益介质并且放大种子光束以形成经放大的DUV光束。
15.根据条款14的DUV光源，其中输出束形成设备被配置为：位于第一排气室与第二排气室之间，并且DUV光包括DUV种子光束。
16.根据条款13的DUV光源，还包括束拉伸设备，束拉伸设备被配置为接收输出束。
17.根据条款16的DUV光源，其中输出束形成设备位于光生成设备与束拉伸设备之间。
18.根据条款13的DUV光源，其中偏振元件位于多个第二反射光学元件与分束器之间。
19.一种用于深紫外DUV光源的方法，方法包括：
接收DUV光束的一部分，DUV光束的一部分具有：偏振态、具有初始垂直散度值的垂直散度以及具有初始水平散度值的水平散度；
对DUV光束的一部分进行旋转以形成经旋转光束，经旋转光束具有：具有初始水平散度值的垂直散度和具有初始垂直散度值的水平散度；
使经旋转光束通过光学延迟件；
基于经旋转光束和DUV光束的另一部分，形成在输出束路径上传播的输出光束。
20.根据条款19的方法，还包括：在将经旋转光束与DUV光束的另一部分进行组合之前，使经旋转光束通过偏振元件，使得经旋转光束和DUV光束的其他部分具有在输出束路径上相同的偏振态。
21.根据条款19的方法，其中DUV光束包括脉冲DUV光束，经旋转光束包括脉冲DUV光束的脉冲中的第一脉冲的反射脉冲，并且DUV光束的其他部分包括脉冲中的第一脉冲的部分。
还有其他实施方式在权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种设备，包括：
束路径上的分束器，所述分束器被配置为：接收来自深紫外DUV光源的光；以及
所述束路径上的多个第一反射光学元件，其中
所述分束器被配置为：将从所述DUV光源接收的所述光的一部分引导向所述多个第一反射光学元件；
多个所述第一反射光学元件被配置为：对所述光的所述一部分的散度进行旋转以产生经旋转的光；以及
所述分束器被配置为：将所述经旋转的光和从所述DUV光源接收的所述光的所述一部分引导到输出束路径上。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括在所述束路径上的偏振元件，其中所述偏振元件被配置为：对所述经旋转的光的偏振态进行改变，使得在输出束路径上，所述经旋转的光具有与从所述DUV光源接收的光相同的偏振态。
3.根据权利要求2所述的设备，还包括多个第二反射光学元件，所述多个第二反射光学元件在所述多个第一光学元件与所述偏振元件之间的所述束路径上。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述多个第一反射光学元件包括四个反射镜。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第一反射光学元件被配置为：将所述光的所述一部分的散度旋转90度。
6.根据权利要求1所述的设备，其中从所述DUV光源接收的所述光具有带有初始垂直散度值的垂直散度和带有初始水平散度值的水平散度，并且在所述输出束路径上，所述经旋转的光具有等于所述初始垂直散度值的水平散度和等于所述初始水平散度值的垂直散度。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述经旋转的光和来自所述DUV光源的光的另一部分在所述分束器处被组合以形成在所述输出束路径上传播的输出束，所述输出束具有：垂直散度值，所述垂直散度值基于所述经旋转的光的垂直散度和来自所述DUV光源的光的其他部分的垂直散度；以及水平散度值，所述水平散度值基于所述经旋转的光的水平散度和来自所述DUV光源的所述光的其他部分的垂直散度。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述输出束的所述水平散度值大于所述初始水平散度值，并且所述输出束的所述垂直散度值小于所述初始垂直散度值。
9.根据权利要求8所述的设备，其中来自所述DUV光源的所述光至少包括第一光脉冲，所述经旋转的光包括由所述第一光脉冲的第一部分的反射所形成的经旋转光脉冲，来自所述DUV光源的光的其他部分包括所述第一光脉冲中被透射的第二部分，并且所述输出束基于所述经旋转光脉冲的反射和所述其他部分。
10.根据权利要求3所述的设备，其中所述多个第二反射光学元件包括两个或更多个反射镜。
11.根据权利要求2所述的设备，其中所述偏振元件包括半波片或相位延迟反射镜。
12.根据权利要求2所述的设备，其中所述束路径是由分束器、所述多个第一反射光学元件、所述多个第二反射光学元件和所述偏振元件限定的闭合路径。
13.一种深紫外DUV光源，包括：
光生成设备，包括至少一个排气室，所述至少一个排气室被配置为容纳气态增益介质并且产生DUV光束；以及
输出束形成设备，包括：
束路径上的分束器，所述分束器被配置为接收所述DUV光束；
所述束路径上的偏振元件；以及
所述束路径上的多个第一反射光学元件，其中
所述分束器被配置为：将所述DUV光束的一部分引导向所述多个第一反射光学元件；
所述多个第一反射光学元件被配置为：对所述光的所述一部分的散度进行旋转以产生经旋转的光；
所述波片被配置为：改变所述经旋转的光的偏振态，使得在所述输出束路径上，所述经旋转的光具有与所述DUV光束相同的偏振态；以及
所述分束器被配置为：基于所述经旋转的光和所述DUV光束的一部分，形成输出束。
14.根据权利要求13所述的DUV光源，其中所述光生成设备包括：
第一排气室，被配置为容纳第一气态增益介质并且产生DUV种子光束；以及
第二排气室，被配置为容纳第二气态增益介质并且放大所述种子光束以形成经放大的DUV光束。
15.根据权利要求14所述的DUV光源，其中所述输出束形成设备被配置为：位于所述第一排气室与所述第二排气室之间，并且所述DUV光包括所述DUV种子光束。
16.根据权利要求13所述的DUV光源，还包括束拉伸设备，所述束拉伸设备被配置为接收所述输出束。
17.根据权利要求16所述的DUV光源，其中所述输出束形成设备位于所述光生成设备与所述束拉伸设备之间。
18.根据权利要求13所述的DUV光源，其中所述偏振元件位于多个第二反射光学元件与所述分束器之间。
19.一种用于深紫外DUV光源的方法，所述方法包括：
接收DUV光束的一部分，所述DUV光束的所述一部分具有：偏振态、具有初始垂直散度值的垂直散度以及具有初始水平散度值的水平散度；
对所述DUV光束的所述一部分进行旋转以形成经旋转光束，所述经旋转光束具有：具有所述初始水平散度值的垂直散度和具有所述初始垂直散度值的水平散度；
使所述经旋转光束通过光学延迟件；
基于所述经旋转光束和所述DUV光束的另一部分，形成在输出束路径上传播的输出光束。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：在将所述经旋转光束与所述DUV光束的另一部分进行组合之前，使所述经旋转光束通过偏振元件，使得所述经旋转光束和所述DUV光束的其他部分具有在所述输出束路径上相同的偏振态。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述DUV光束包括脉冲DUV光束，所述经旋转光束包括所述脉冲DUV光束的脉冲中的第一脉冲的反射脉冲，并且所述DUV光束的其他部分包括所述脉冲中的所述第一脉冲的部分。
CN202080044699.5A 2019-06-20 2020-05-21 输出光束形成设备 Active CN114008873B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962863980P 2019-06-20 2019-06-20
US62/863,980 2019-06-20
US201962916462P 2019-10-17 2019-10-17
US62/916,462 2019-10-17
PCT/US2020/034057 WO2020256885A1 (en) 2019-06-20 2020-05-21 Output light beam formation apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114008873A true CN114008873A (zh) 2022-02-01
CN114008873B CN114008873B (zh) 2024-05-24

Family

ID=71070059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080044699.5A Active CN114008873B (zh) 2019-06-20 2020-05-21 输出光束形成设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220224069A1 (zh)
JP (1) JP7304434B2 (zh)
KR (2) KR20230165361A (zh)
CN (1) CN114008873B (zh)
WO (1) WO2020256885A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118202534A (zh) * 2021-12-01 2024-06-14 极光先进雷射株式会社 光学脉冲展宽器、激光装置以及电子器件的制造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01220825A (ja) * 1988-02-29 1989-09-04 Nikon Corp 露光装置、及び露光方法
US20030219056A1 (en) * 2001-01-29 2003-11-27 Yager Thomas A. High power deep ultraviolet laser with long life optics
US20060146384A1 (en) * 2003-05-13 2006-07-06 Carl Zeiss Smt Ag Optical beam transformation system and illumination system comprising an optical beam transformation system
US20080165337A1 (en) * 2005-11-01 2008-07-10 Cymer, Inc. Laser system
CN103123419A (zh) * 2013-01-28 2013-05-29 山西傲维光视光电科技有限公司 基于旋转反射面和散射体的匀场消相干装置
CN103998859A (zh) * 2011-12-21 2014-08-20 马田专业公司 具有多个反射器对的聚光系统
CN106291961A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 苏州大学 一种产生矢量特殊空间关联结构部分相干光束的方法及其装置
WO2019072637A2 (de) * 2017-10-10 2019-04-18 Carl Zeiss Meditec Ag Schaltbare strahlteilervorrichtung
CN109844612A (zh) * 2016-10-17 2019-06-04 西默有限公司 光谱特征控制装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19931751A1 (de) 1999-07-08 2001-01-11 Zeiss Carl Fa Vorrichtung zur Reduzierung der Peakleistung einer Pulslaser-Lichtquelle
US20020126479A1 (en) * 2001-03-08 2002-09-12 Ball Semiconductor, Inc. High power incoherent light source with laser array
US7230964B2 (en) * 2001-04-09 2007-06-12 Cymer, Inc. Lithography laser with beam delivery and beam pointing control
JP2003133210A (ja) 2001-10-25 2003-05-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd コヒーレンス低減装置、及び、コヒーレンス低減方法
US20050134825A1 (en) 2002-02-08 2005-06-23 Carl Zeiss Smt Ag Polarization-optimized illumination system
US7885309B2 (en) 2005-11-01 2011-02-08 Cymer, Inc. Laser system
DE102009047098A1 (de) 2009-11-25 2011-05-26 Carl Zeiss Smt Gmbh Optische Anordnung zur Homogenisierung eines Laserpulses
US9778108B2 (en) * 2015-05-22 2017-10-03 Cymer, Llc Metrology system and method having a plurality of sensors for estimating a spectral feature of a pulsed light beam
JP6920354B2 (ja) 2017-01-26 2021-08-18 ギガフォトン株式会社 レーザシステム

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01220825A (ja) * 1988-02-29 1989-09-04 Nikon Corp 露光装置、及び露光方法
US20030219056A1 (en) * 2001-01-29 2003-11-27 Yager Thomas A. High power deep ultraviolet laser with long life optics
US20060146384A1 (en) * 2003-05-13 2006-07-06 Carl Zeiss Smt Ag Optical beam transformation system and illumination system comprising an optical beam transformation system
US20080165337A1 (en) * 2005-11-01 2008-07-10 Cymer, Inc. Laser system
CN103998859A (zh) * 2011-12-21 2014-08-20 马田专业公司 具有多个反射器对的聚光系统
CN103123419A (zh) * 2013-01-28 2013-05-29 山西傲维光视光电科技有限公司 基于旋转反射面和散射体的匀场消相干装置
CN106291961A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 苏州大学 一种产生矢量特殊空间关联结构部分相干光束的方法及其装置
CN109844612A (zh) * 2016-10-17 2019-06-04 西默有限公司 光谱特征控制装置
WO2019072637A2 (de) * 2017-10-10 2019-04-18 Carl Zeiss Meditec Ag Schaltbare strahlteilervorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022537886A (ja) 2022-08-31
JP7304434B2 (ja) 2023-07-06
CN114008873B (zh) 2024-05-24
KR20220004214A (ko) 2022-01-11
KR102606723B1 (ko) 2023-11-24
US20220224069A1 (en) 2022-07-14
WO2020256885A1 (en) 2020-12-24
KR20230165361A (ko) 2023-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12001144B2 (en) Forming multiple aerial images in a single lithography exposure pass
US7245420B2 (en) Master-oscillator power-amplifier (MOPA) excimer or molecular fluorine laser system with long optics lifetime
US8624209B1 (en) Controlling spatial properties in an excimer ring amplifier
US9835495B2 (en) Light beam measurement device, laser apparatus, and light beam separator
CN114008873B (zh) 输出光束形成设备
US11411364B2 (en) Line narrowing module, gas laser apparatus, and electronic device manufacturing method
JP2001203416A (ja) レーザシステム
US11837839B2 (en) Optical pulse stretcher, laser device, and electronic device manufacturing method
JP2023507272A (ja) Ｄｕｖレーザアライメントを改善するためのメトロロジ
US10585215B2 (en) Reducing optical damage on an optical element
WO2021049020A1 (ja) 波長変換システム、レーザシステム及び電子デバイスの製造方法
JP2002277914A (ja) レーザ光の高調波発生装置、及びそれを用いた露光装置、並びにレーザ光の高調波発生方法、及びそれを用いた露光方法、それを用いたデバイス製造方法
US11860036B2 (en) Determination of measurement error in an etalon
US20220385031A1 (en) Controlling a spectral property of an output light beam produced by an optical source
TWI814147B (zh) 具有增加之波長分離之多焦點成像
US11947268B2 (en) Energy correction module for an optical source apparatus
JP2024513761A (ja) レーザシステム
JPS62243329A (ja) 光学装置
CN115702528A (zh) 气体激光装置和电子器件的制造方法

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