TW201228162A - Oscillator-amplifier drive laser with seed protection for an EUV light source - Google Patents

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201228162 六、發明說明： 【發明戶斤屬之技術領域】 參考相關申請案 本申請案係對於2011年3月31曰提申名為“具有用於極 紫外線(EUV)光源之晶種保護的振盪器放大器驅動雷射，，的 美國發明專利申請案No. 13/077,757，事務所案號 2010-0017-02作權利主張；且亦對於2〇1〇年1〇月18日提申名 為“具有用於極紫外線(E UV)光源之晶種保護的振盪器放大 器驅動雷射”的美國臨時申請案No. 61/455,289，事務所案 號2010-0017-01主張優先權，其整體内容合併於本文中以供 參考。 本申請案亦有關於2010年6月24日提申名為“具有用於 極紫外線(EUV)光源之預脈衝的主振盪器功率放大器驅動 雷射”的美國專利申請案No. 61/398,452，事務所案號 2009-0038-01 ; 2007年12月20日提申名為“用於極紫外線 (EUV)光源之驅動雷射”的美國專利申請案n〇_ 12/004,905，事務所案號 2006-0065-01 ; 2007 年4 月 1〇 日提 申名為“雷射生成式電漿極紫外線(EUV)光源”的美國專利 申請案No. 11/786,145，事務所案號2007-0010-02 ; 2007年7 月13日提申名為“具有利用一調變式擾波所生成的一滴粒 流之雷射生成式電漿極紫外線(EUV)光源”的美國專利申請 案No. 11/827,803，事務所案號2007-0030-01 ; 2006年2月 21 曰提申名為“具有預脈衝之雷射生成式電漿極紫外線(EUV) 光源”的美國專利申請案No. 11/358,988，事務所案號 3 201228162 2005- 0085-01 ; 2005年2月25日提申名為“用於極紫外線 (EUV)電漿源標靶輸送之方法及裝備”的美國專利申請案

No. 11/067,124，事務所案號2004-0008-01 ; 2005年6月 29 曰 提申名為“雷射生成式電漿(LPP)極紫外線(EUV)電漿源材 料標靶輸送系統”的美國專利申請案No. 11/174,443，事務所 案號2005-0003-01 ; 2006年2月21日提申名為“用於極紫外線 (EUV)光源之源材料配送器”的美國專利申請案No. 11/358,983，事務所案號2005-0102-01 ; 2006年2月 21 曰提申 名為“雷射生成式電漿極紫外線(EUV)光源”的美國專利申 請案No. 11/358,992，事務所案號2005-0081-01 ; 2005年6月 29曰提申名為“雷射生成式電漿(lpp)極紫外線(EUV)光源 驅動雷射系統”的美國專利申請案No. 11/174,299,事務所案 號2005-0044-01 ; 2006年4月17日提申名為“用於極紫外線 (EUV)光源之替代性燃料’，的美國專利申請案No. 11/406,216，事務所案號2006-0003-01 ; 2006年 10月 13 曰提 申名為“用於極紫外線(EUV)光源之驅動雷射輸送系統，’的 美國專利申請案No. 11/580,414，事務所案號 2006- 0025-01 ; 2006年12月22日提申名為“雷射生成式電漿 極紫外線(EUV)光源”的美國專利申請案No. 11/644，153，事 務所案號2006-0006-01 ; 2006年8月16日提申名為“極紫外線 (EUV)光學裝置”的美國專利申請案No. 11/505,177,事務所 案號2006-0027-01; 2006年6月14日提申名為“用於極紫外線 (EUV)光源之驅動雷射”的美國專利申請案No. 11/452,558，事務所案號2006-0001-01 ; 2005年8月9日發證

S 4 201228162 予偉柏（Webb)等人名為“長延遲及高TIS脈衝拉伸器，，的美 國專利案1^〇_6,928,093;2006年3月31日提申名為“共焦脈衝 拉伸器”的美國專利申請案No. 11/394,512，事務所案號 2004-0144-01 ; 2005年5月26日提申名為“用以在定形為一線 束的雷射與沉積於基材上的膜之間實行交互作用之系統及 方法”的美國專利申請案No. 11/138,001，事務所案號 2004-0128-01 ; 2002年5月7日提申名為“具有束輸送之雷射 微影術光源”的美國專利申請案No. 10/142,216 ,現為美國 專利案6,693，939 ; 2003年9月23日發證予諾爾斯(Knowles) 等人名為“極窄帶、兩腔室、高重覆率氣體放電雷射系統” 的美國專利案No. 6,625，191 ;美國專利申請案No. 10/012,002，事務所案號2001-0090-01 ; 2003年4月 15 日發 證予奈思(Ness)等人名為“具有精密定時控制之注射晶種式 雷射”的美國專利案No. 6,549,551，美國申請案No. 09/848,043，事務所案號2001-0020-01 ; 2003年5 月 20 日發 證予邁爾斯(Myers)等人名為“極窄帶、兩腔室、高重覆率氣 體放電雷射系統，’的美國專利案No·6,567,450，美國申請案

No. 09/943,343，事務所案號2001-0084-01 ;及2006年8月 25 曰提申名為“用於一雷射生成式電漿極紫外線(EUV)光源之 源材料收集單元”的美國專利申請案N〇. 11/509,925，事務所 案號2005-0086-01;各案的整體内容合併於本文中以供參考。 發明領域

本申請案係有關於極紫外線(EUV)光源，其從一來自一 源材料所生成且收集與導引至一中間區位之電漿提供EUV 5 201228162 光，以供EUV光源腔室外部利用，譬如用於半導體積體電 路製造光微影術，譬如處於約1〇〇11111及以下的皮長。 C先前技術3 發明背景 極紫外線(酬光’譬如具有約5至1〇〇邮或更小波長 的電磁輻射（有時亦稱為軟X射線），且句^ ^ 、 匕括約13nm波長的 光’係可使用於光微影術製程中以在譬如石夕晶圓等基材中 生成極小特徵構造。 生成EUV光之方法係包括但未必限於將一材料轉換成 一«狀態，其具有-含有位於EUV—巾mm 譬如m錫等元素一種常稱為雷射生成式電邮pp) 的此方法巾，可顧—雷射純照譬如呈現-練、流或 叢簇材料形式之一標靶材料，藉以生成所需要的電漿。 至今為止，已揭露其中使一滴粒流中的滴粒受到一分 離的雷射脈衝所輻照以從各滴粒形成—電漿之L p p系統。並 且，亦已揭露其中使各滴粒被不只一光脈衝順序性照射之 系統。部分案例中，各滴粒可曝露於一所謂“預脈衝，，以加 熱、擴大、氣化、蒸氣化、離子化及/或產生一弱電漿以 及—所謂“主脈衝，，以將大部份或全部受預脈衝影響的材料 轉換成電漿並因此生成一 EUV光發射。 如上述，一生成EUV光之技術係涉及輻照一標乾材 料。因此，作為在LPP製程中輻照標靶材料之驅動雷射時， 譬如輸出具有紅外波長、譬如約9.2μηι至10·6μπι範圍波長的 光之C Ο2雷射係可提供特定優點。對於諸如含錫的材料等特 201228162 定的標靶材料，這可能尤其為真。譬如，優點可能係包括 能夠生成相對較高之在驅動雷射輸入功率及輸出EUV功率 之間的轉換效率。 部分案例中，可能欲採用一振盪器放大器配置以生成 LPP製程中所用的相對較高功率主脈衝。一般而言，對於一 LPP光源’ EUV輸出功率係隨著驅動雷射功率而縮放，且因 此可採用一相對較大的放大器。譬如，部分配置中，一具 有lxl〇5或更大級數的單通小信號增益之多腔室放大器係 可以一包括有一或多個相對較敏感光學件之略為脆弱的振 盪器之輸出被晶種化。事實上，對於部分建置，放大器增 益係高到使得一譬如可阻止約93至99%回傳光之偏振區別 光學隔離器可能不足以保護振盪器不受損害。 有鑒於上文，申請人係揭露一具有用於EUV光源之晶 種保護的振盪器放大器驅動雷射。 【發明内容j 發明概要 如本文所揭露，在第一態樣中，一 裒置係巧包含： 振盤益’其生成—光輸出於-束路徑上；-標㈣料，其 ;在立與束路徑上的光作交互作用；一束延遲 件二其位於束路徑上，該束延遲件具有-束摺t光學配置； 及一開關’其沿著束路徑被定位且介於減H與束延遲件 ::二開關可關閉以使束路徑上的光之至少一部分從束路 :關束路徑具有沿著路徑從 我度，其中ti<cL丨，^是路徑上的光 7 201228162 速，以保護振盪器。 此態樣的一實施例中，開關係可為一聲光調變(AOM) 開關。 此態樣的一特定實施例中，裝置可進一步包含一被定 位於束路徑上之放大器。 此態樣的一實行方式中，裝置可進一步包含一被定位 於束路徑上之光學隔離器。 此態樣的一特定實行方式中，光學隔離器係包含一偏 振區別光學件及一相位阻滯光學件。 此態樣的一配置中，開關可具有一關閉時間t,，位於300 至500ns範圍中。 此態樣的一特定建置中，振盪器係為一用於產生一主 脈衝晶種輸出之第一振盪器，且裝置進一步包含一用於產 生一預脈衝晶種輸出之第二振盪器。 此態樣的一實施例中，束延遲件可具有介於80至120公 尺範圍中的一長度。 亦於本文揭露的另一態樣令，一裝置係可包含：一振 盪器，其生成一光輸出於一束路徑上，該振盪器具有一輸 出耦合器；一放大器，其被定位於束路徑上；一標靶材料 滴粒，其以一速度v移行，以在一輻照部位與束路徑上具有 束腰直徑D的經聚焦光作交互作用，滴粒在腰部具有一預晶 種交互作用時間T，其中T=D/2v ; —束延遲件，其位於束 路徑上，該束延遲件具有一束摺疊光學配置，束路徑沿著 路徑從輸出耦合器至輻照部位具有一長度1 ;其中2cl>T，c

S 8 201228162 是路徑上的光速，以降彳 他輸出耦合器與滴粒之間的振盪。 此態樣的一實施例巾，、立， 滴粒速度V係位於50至100公尺 每秒的範圍中’且束腰直牺am 息L位於80至120μπι的範圍中。 光學隔離器可被定位於 此態樣的一特定實施例中，一 束路徑上。 此態樣的一特定實杆古4 & 订万式中，振盪器係為一用於產生 -預脈衝晶種輸出之第一振盪器，且裝置進一步包含一用 於產生-主脈衝晶種㈣之第二振盪器。 此態樣的一實行方彳+ 了万式中’放大器具有位於lxlG5至1XU)7 的範圍中之單通、主脈衝增益。 ’束延遲件具有位於60至 此態樣的一特定實行方式中 14〇公尺的範圍中之一長度。 此態樣的-實行方式中，裝置可進一步包含一透鏡以 將束路僅上的光聚焦至_具有束腰直徑D之腰部。 風亦於本文揭露的另—態樣中，一震置係可包含：—光 學放大器，i脈衝晶種#射，—紐衝晶種魏；及一 束1。，其料導引—共同束路徑上之預脈衝輸出及主 脈衝輪出經過光學放大器；—第—開關，其介於預脈衝晶 種雷射與束整合器之間；及—第二開關，其介於主脈衝晶 種雷射與束整合器之間。 此態樣的一特定實行方式中，第一及第二開關可各包 含一聲光調變(AOM)開關。 此蟪樣的一特定實施例中，一光學隔離器可被定位於 束路徑上介於光學放大器與束整合器之間。 9 201228162 本態樣的一特定實施例中，束整合器係為一部份反射 性光學件。 本態樣的一特定實行方式中，束整合器係包含一二向 色性束整合器。 圖式簡單說明 第1圖顯示根據本揭示的一態樣之一雷射生成式電漿 EUV光源的簡化示意圖； 第2A圖顯示一雷射源的一實施例之簡化示意圖，其具 有一晶種雷射、晶種保護單元及共同放大器； 第2B圖顯示一雷射源的另一實施例之簡化示意圖，其 具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷射、晶種保護單元 及共同放大器； 第3圖顯示一雷射源的另一實施例之簡化示意圖，其具 有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷射、晶種保護單元及 共同放大器； 第3A圖顯示一雷射源的另一實施例之簡化示意圖，其 具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷射、晶種保護單元 及共同放大器及一用於合併預脈衝與主脈衝晶種雷射輸出 之繞射光柵； 第4圖顯示一雷射源的另一實施例之簡化示意圖，其具 有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷射、晶種保護單元及 共同放大器； 第5圖顯示一雷射源的另一實施例之簡化示意圖，其具 有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷射、晶種保護單元及

S 10 201228162 共同放大器； 第6圖顯示一波長可調式預脈衝晶種雷射的一實施例 之簡化示意圖； 第7圖顯示一具有一脈衝定形單元之波長可調式預脈 衝晶種雷射的一實施例之簡化示意圖； 第8圖顯示一進入一脈衝定形單元之脈衝的強烈度-時 間圖形； 第9 A圖顯示一脈衝在如第8圖所示脈衝定形後之強烈 度-時間圖形； 第9 B圖顯示一進入另一脈衝定形單元之脈衝的強烈度 -時間圖形， 第9C圖顯示一脈衝在如第9B圖所示脈衝定形後之強 烈度-時間圖形； 第9D圖顯示對於藉由一具有約150ns時程的主脈衝被 晶種化之一經放大雷射束輻照一錫滴粒所形成的一EUV輸 出脈衝之EUV轉換效率百分比vs.時間的經測量曲線； 第10圖顯示一主脈衝晶種雷射的一實施例之簡化示意圖； 第11圖顯示一具有一晶種保護單元之裝置的一範例； 第12圖顯示一具有一晶種保護單元及一光學隔離器之 裝置的另一範例； 第13圖顯示一具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷 射及一晶種保護單元之裝置的一範例； 第14圖顯示一具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷 射及一晶種保護單元之裝置的另一範例； 201228162 第15圖顯示一具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷 射及一晶種保護單元之裝置的另一範例； 第16圖顯示一被定位至一束腰部内半途之標靶材料； 第17圖顯示一EUV光源的一部分之簡化剖視圖，其顯 示具有不同波長的預脈衝及主脈衝光將由於聚焦透鏡的色 像差而聚焦於不同斑點上；及 第18圖顯示一被定位至一預脈衝束腰部内半途之標靶 材料滴粒。 I：實施方式3 詳細描述 首先參照第1圖，顯示一EUV光源的一實施例之簡化示 意圖，譬如一雷射生成式電漿EUV光源20。如第1圖所示， LPP光源20可包括一用於產生光且輸送該光至一腔室26内 之系統22。對於光源20，光可沿著一或多個束路徑從系統 22移行並進入腔室26内，以照射位於一輻照區28之一各別 的標靶滴粒。下文更詳細地描述可能適合使用於第1圖所示 系統22中之雷射配置的範例。 進一步如第1圖所示，EUV光源20亦可包括一標靶材料 輸送系統24，譬如輸送一標靶材料的滴粒至一腔室26的内 部來到輻照區28，其中滴粒將與一或多個光脈衝一譬如 零、一或多個預脈衝、及隨後的一或多個主脈衝一交互作 用，以最終生成電漿且產生一EUV發射。關於不同滴粒配 送器組態及其相關優點之更多細節係請見下列文件：2010 年3月10日提申名為“雷射生成式電漿EUV光源”的美國專

S 12 201228162 利申請案No. 12/721,317，事務所案號2008-0055-01 ; 2008 年6月19日提申名為“用於一雷射生成式電漿EUV光源中的 標靶材料輸送之系統及方法”的美國No. 12/214,736，事務 所案號2〇〇6-0067_02 ; 2〇〇7年7月13日提申名為“具有利用一 調變式擾波所生成的一滴粒流之雷射生成式電漿EUV光 源”的美國專利申請案No.l 1/827,803，事務所案號 2007-0030-01 ; 2006年2月21日提申且2006年11月16日以 US2006/0255298A-1公開名為“具有預脈衝之雷射生成式電 漿EUV光源”的美國專利申請案11/358,988，事務所案號 2005-0085-01 ; 2005年2月25日提申名為“用於EUV電漿源標 靶輸送之方法及裝備”的美國專利申請案No. 11/067，124,事 務所案號2004-0008-01 ;現為2008年7月29日發證的美國專 利案7,405,416 ;及2005年6月29日提中名為“LPP EUV電漿 源材料標乾輸送系統”的美國專利申請案No.ll/174,443，事 務所案號2005-0003-01，現為2008年5月13日發證的美國專 利案7,372,056 ;各案内容合併於本文中以供參考。 標把材料可包括但未必限於一包括錫、鋰、氣或其組 合之材料。例如錫、鋰、氙等EUV發射元素可能是液體滴 粒及/或液體滴粒内所含的固體粒子之形式。譬如，元素錫 可以純錫，以錫化合物，譬如SnBr4，SnBr2，SnH4，以錫 合金，譬如錫鎵合金’錫銦合金，錫銦鎵合金，或其一組 合作使用。依據使用材料而定’標乾材料可以包括室溫或 接近室溫（譬如錫合金，SnBr4)、升高溫度（譬如純錫）或低 於室溫的溫度（譬如S11H4)等不同溫度提供至輻照區28，且 13 201228162 在部分案例中可相對較具揮發性，譬如SnBr4。有關這些材 料使用於一 LPP EUV光源中的更多細節請見2〇〇6年4月17 申名稱為用於EUV光源之替代性燃料”且事務所案號 為2006-0003-01的美國專利申請案N〇 11/4〇6,216，現為 2008年12月16日發證的美國專利案7,465,946，其内容先行 合併於本文中以供參考。 繼續參照第1圖，EUV光源2〇亦可包括一光學件，嬖 如一呈扁長橢球（亦即繞其主軸線旋轉的橢圓）形式之具有 一反射表面的近法向入射收集器面鏡，其譬如具有一包含 钥與矽交替層之階化多層塗覆物，且在部分案例中，一或 多個高溫擴散障壁層，平撫層，蓋覆層及/或蝕刻停止層。 第1圖顯示光學件30可形成有一開孔以容許系統22所產生 的光脈衝通過且抵達輻照區28。如圖所示，光學件3〇可譬 如為一扁長橢球面鏡，其具有一位於輕照區28内或接近於 幸虽照區28之第一焦點，及一位於所謂中間區4〇之第二焦 點，其中EUV光可從EUV光源20輸出並輸入至一利用EUV 光之裝置，譬如一積體電路微影術工具(未圖示）β請瞭解可 使用其他光學件取代扁長糖球面鏡以收集並導引光至一中 間區位供後續輸送至一利用EUV光之裝置，例如，光學件 可為一繞其主軸線旋轉之拋物形或者可組構成將一具有環 形橫剖面的光束輪送至一中間區位，譬如請見2〇〇6年8月16 曰提申名稱為“EUV光學件”且事務所案號為2〇〇6_〇〇27_〇 j 的美國專利申請案No· 11/505,177，其内容合併於本文中以 供參考。

S 14 201228162 第1圖亦顯示源20可包括一束調控單元42,其具有一或 多個用於在系統22與一聚焦單元46之間擴大、導向、脈衝 疋形及/或疋升> 光束之光學件。關於束調控系統之其他細節 請見下列文件：2004年3月17曰提申名為“高重覆率雷射生 成式電漿EUV光源”的美國專利申請案]^〇 1〇/8〇3,526，事 務所案號2003-0125-01，現為2〇〇6年8月8日發證的美國專利 案7,087,914號；2004年7月24日提申名為“EUV光源，，的美國 No_ 10/9〇0,839，事務所案號2004-0044-0卜現為2007年 1 月16日發證的美國專利案7，164，144號，及2009年12月15曰 提申名為“用於極紫外線光源之束運送系統，，的美國專利申 請案No. 12/638,092,事務所案號2〇09_〇〇29_〇1，各案的内 容合併於本文中以供參考。 對於源22 ’聚焦單元46可包括一或多個用於聚焦一束 至位於輕照部位的一焦斑之光學件。譬如，聚焦單元可包 括一或多個面鏡、透鏡、消色差透鏡諸如一消色差雙合透 鏡或其組合。 本文用語“光學件”及其衍生物係包括但未必限於：一 或多個用以反射及/或透射及/或操作入射光之組件，並包括 但不限於：一或多個透鏡，窗’濾器，楔件，稜鏡，棱柵， 階件(gradings)，傳輸纖維，標準具，擴散器均化器，偵 測器及其他儀器組件’開孔’軸稜錐透鏡及面鏡包括多層 面鏡，近法向入射面鏡，掠射入射面鏡，鏡面反射器，擴 散反射器及其組合。並且，除非另外指明，本文用語“光學 件及其衍生物皆無意侷限於僅在或有利地在諸如EUV輸 15 201228162 出光波長、輻照雷射波長、適合量測術的波長或部分其他 波長等一或多個特定波長範圍内操作之組件。 第2A圖顯示使用於第！圖所示的光源2〇中之—雷射源 22a的一範例。如第22a圖所示，雷射源22a可包括—晶種雷 射56，晶種雷射56用於生成一經由晶種保護單元约及放大 器54被導引至一束路徑52上之輸出。 第2 B圖顯示使用於第丄圖所示的光源2 〇中之—雷射源 22的一範例。如第2B圖所示，雷射源22a係可包括—預脈衝 晶種雷射50，其生成一經由共同放大器54被導弓丨至一束路 徑52上之輸出，及一主脈衝晶種雷射56，其生成—經由一 晶種保護單元59及共同放大器54被導引至一束路徑％上之 輪出。請瞭解一晶種保護單元亦可被定位於束路徑52上以 保護預脈衝晶種雷射50。 第3圖顯示使用於第1圖所示光源中之一雷射源22，的 另一範例。如第3圖所示，雷射源22,係可包括—預脈衝晶 種雷射50，其生成一在從光學件60反射後被導引至一共同 束路徑52’上且經過共同放大器54之輸出，及一主脈衝晶種 雷射56，其生成一被導引經過光學件6〇至共同束路徑52,上 且經過共同放大器54之輸出。對於第3圖所示的配置，光學 件60可為一二向色性束整合器，偏振區別束整合器棱鏡， 各積布萊格(Bragg)光柵或部份反射束整合器。請暸解：可 修改該配置使得預脈衝晶種雷射輸出被透射經過光學件 60 ’且主脈衝晶種雷射輸出被光學件60所反射。第3圖亦可 看出，一晶種保護單元59可被定位於束路徑52,上介於主脈

S 16 201228162 元可，雷射56與光學件6Q之間，如圖所*。—晶種保護單 二對於日日日種保護單以9以添加或取代方式被定位於預脈 /種雷射5〇與光學件6〇之間。進—步請瞭解：部分或全 夕日種保°1單元可被定位於光學件60與放大^ 54之間， 且多重的晶義護單元可共H科或全部的晶種保 護單元組件。 第3 A圖顯示使用於第i圖所示光源2 〇中之一雷射源 22&的另—範例。如第3A圖所示，雷射源22a，可包括-預 脈衝晶種雷射50’其生成-在從光學件飯繞射後被導引至 共同束路徑52’上且經過共同放大器54之輸出，及一主脈 街曰B種雷射56，其生成一從光學件6〇a被繞射至共同束路徑 52’上且經過共同放大器54之輸出。對於第3圖所示的配 置，光學件6〇a可為一繞射光栅。第3A圖亦可看出，一晶種 保護單元59可被光學性定位於主脈衝晶種雷射56與光學件 60a之間，如圖所示。一晶種保護單元可對於晶種保護單元 59以添加或取代方式被定位於預脈衝晶種雷射5〇與光學件 60a之間。進一步請瞭解：部分或全部的晶種保護單元可被 疋位於光學件60與放大器54之間，且多重的晶種保護單元 可共用一個、部分或全部的晶種保護單元組件。 第4圖顯示使用於第1圖所示光源20中之一雷射源22a，，， 的另一範例。如第4圖所示，雷射源22a，，，可包括一預脈衝晶 種雷射50，其生成一在從光學件60反射後被導引至一共同 束路徑52’上且經過共同放大器54,之輸出，及一主脈衝晶種 雷射56，其生成一被導引經過光學件60至共同束路徑52，上 17 201228162 且經過共同放大器54,之輸出。進一步如圖所示，放大器54, 可具有兩個（或更多個)放大單元62、64,其各具有一腔室， 腔室具有其自己的主動媒體及激勵源，譬如栗送電極。對 於第4圖所示的配置，光學件60可為一二向色性束整合器， 偏振區別束整合器’部份反射束整合器稜鏡，容積布萊格 (Bragg)光栅或繞射光栅（請見第从圖）。請瞭解可修改节配 置使得預脈衝晶種雷射輸出被透射經過光學件6〇且主脈衝 晶種雷射輸出被光學件60反射。第4圖亦可看出，一曰 ^ 日日保 護單元59可狀位於束_52’上介於域衝晶種雷射^ 與光學件60之間’如圖所示。一晶種保護單元可對於晶種 保護單元59以添加或取代方式被定位於預脈衝晶種雷^ 與光學件60之間。進-步請瞭解：部分或全部的晶種保護 早元可被定位於光學件60與放大器54，之間，且多重的晶種 保護單元可共用—個、部分或全部的晶種保護單元^。 第5圖顯示使用於第1圖所示光源20中之一雷射源22a’” 的另一範例。如第5圖所示，雷射源22 士 J巴枯—具有兩個 (或更多個)放大單元62，、64,之放大器54,，，各放 ⑽具有其自己的主動媒體及激勵源，譬如料電極。進j 步如圖解’可提供1_晶料㈣， 光學件60,反射後被導引至—丘 ^ 也。 共同束路徑沈上且經過共同 放大单元64’之輪出。第5圖介月s_ 第5圖亦顯不可提供-主脈衝晶種雷 射56,其生成一被導引經過放 做大早TC64H經過光 〇’ 至共同束雜58’上且經過共同放大以 圖所示的配置，光學件6〇,可為一 。對於第3 為-向色性束整合H,偏振 201228162 區別束整合器精锫… 、，各積布萊格(Bragg)光柵或部份反射走 整合器。請瞭解可攸t 人耵采 ' L改該配置使得預脈衝晶種雷射輪出 透射經過光學件6〇，日+ γ Jit5^ 且主脈衝晶種雷射輸出被光學件6 射。進一步請瞭紐· ’、.不只—個放大單元可被定位於光學杜 60’與主脈衝晶種雷㈣之間及/或不只—個共 凡可被^位於共同束路独，上以放大預脈衝晶種雷射輸出 及放大單7062的輸出。第5圖亦可看出，—晶種保護單元％ 可被疋位於束路徑58’上介於主脈衝晶種雷射％與放大器 之間β曰種保護單元可對於晶種保護單元59以添加或 取代方式被定位於職衝晶種雷射5()與光學件6G，之間。 第6圖顯示使用於第2至5圖及第13至15圖所示的任一 雷射源中之m可調式預脈衝晶種雷射5_—實施例之 簡化示意圖。如圖所示，預脈衝晶種雷射50可包括由-光 柵70、輸㈣合H72、面鏡74a、b及束路徑顺界定之一 光千腔。進一步如圖所示，束路徑76可通過主動媒體78。 對於該配置’輸出㉝合^可為—部份反射性光學件，且光 栅70可身為相對於人射束配置在—里梭⑽蘭)配置中之 炫耀式階梯型光柵。對於預脈衝晶種雷射5〇 ,可提供一 致動器80以旋轉光柵70及改變預脈衝晶種雷射輸出的中心 波長。譬如，致動器可包括一步進器馬達，壓電元件/堆積 體或一組合步進器馬達/壓電件。可能具有其他致動器設 計。請瞭解可以其他配置代替里梭(Littr〇w)組態中的光柵， 諸如一稜鏡/面鏡配置，一腔内標準具或一光柵/面鏡組合。 第6圖進一步顯示可提供一光學件81，諸如一部份反射 19 201228162 性束分割器或揀除面鏡，以將預脈衝晶種雷射輸出束的一 診斷性部分導引至一偵測器82。偵測器82可輸出一表明中 心波長之信號至一控制電路84，控制電路84可轉而產生一 控制信號以驅動致動器8 0。第6圖進一步顯示可提供一開關 86、諸如一聲光調變(AOM)開關以控制光學腔的品質Q，並 提供處於20至150kHz範圍中的脈衝重覆率之一脈衝式雷射 輸出。 一建置中，預脈衝晶種雷射50可為一C02雷射，其具有 藉由一射頻（RF)放電所泵送之處於次大氣壓力、譬如0.05 至0.2atm之一包括C02的經密封氣體。藉由此配置，光柵可 被旋轉以將預脈衝晶種雷射5 0調整至一經選定旋轉線。 第7圖顯示使用於第2至5圖及第13至15圖所示的任一 光源中之一波長可調式預脈衝晶種雷射5 0 ’的一實施例之 簡化示意圖，其具有一脈衝定形單元。如圖所示，預脈衝 晶種雷射50’可包括由一光栅70、輸出耦合器72、面鏡74a、 b及束路徑76(皆如同上文參照第6圖描述）所界定之一光學 腔。進一步如圖所示，束路徑76可通過主動媒體78，且可 提供一致動器80以旋轉光柵70，如上文參照第6圖描述。 第7圖進一步顯示可提供一光學件81，諸如一部份反射 性束分割器或揀除面鏡，以將預脈衝晶種雷射輸出束的一 診斷性部分導引至一偵測器82。偵測器82可輸出一表明中 心波長之信號至一控制電路84，控制電路84可轉而產生一 控制信號以驅動致動器80。第7圖進一步顯示可提供一開關 86、諸如一聲光調變（AOM)開關以控制光學腔的品質Q，並

S 20 201228162 提供處於20至150kHz範圍中的脈衝重覆率之一脈衝式雷射 輸出。 第7圖所示的預脈衝晶種雷射5〇,亦可包括一可在光學 腔的輸出上4呆作之脈衝定形單元。如交叉參照第7、8及9 A 圖清楚顯示，脈衝定形單元可包括一擋器，其用於修整由 預脈衝晶種光學腔所輸出之一脈衝81的部分。第8圖顯示擋 器可在時間t=t〇從一開啟狀態切換至一關閉狀態，如顯示擋 器開啟(虛線83)及關閉（虛線85)的虛線所表明。如圖所示， 擋器係可關閉以修整脈衝81的一尾隨部分87以生成一具有 一較短脈衝時程及一相對較快下降時間的經修整脈衝 89(第9A圖）。因為脈衝與一標乾之間的一短交互作用時 間、且因為脈衝之不需要的部分未耗盡放大器增益，此較 短的脈衝時程及相對較快的下降時間可增加EUV輸出及光 源效率。 可對於預脈衝的修整部分以添加或取代方式使用一脈 衝疋开> 單元，以修整一主脈衝的部分，進一步如下文討論。 可使用一共同脈衝定形單元、或兩不同的脈衝定形單元來 修整預脈衝及主脈衝晶種。 第9 B圖顯示擋器可在時間t=t〇從一關閉狀態切換至一 開啟狀態，且隨後在t=t2切換至一關閉狀態，如顯示擋器關 閉（虛線83a)、開啟（虛線83b)及關閉（虛線83c)的虛線所表 月如圖所示，擋器係可關閉以修整脈衝81，的一前導部分 87a及尾心部分8几以生成一具有一較短脈衝時程及一相對 較快上升時間與下降時間的經修整脈衝89,（第9C圖）。因為 21 201228162 脈衝與標乾之間的—短交互作用時間 、且因為脈衝之不需 要的。卩分未耗盡放大器增益，此較短的脈衝時程及相對較 决的上升時間與下降時間可增加E U V輸出及光源效率。 、’' a之，第7、8、9Λ至9D圖顯示可從一預脈衝晶種、 主脈衝晶種或兩者修整—前導部分、尾隨部分或兩者。 對於預脈衝晶種雷射5〇,，可採用一或多個偏光器及/ 或布魯斯特角窗(Brewster’s windows)，故離開光學腔的光 具有主要偏振方向。藉由此配置，擋器可包括一電光開 哥 s如波池(Pockel)或柯爾（Kerr)單元，及一偏光器93 諸如4膜偏光器，其具有—平行於主要偏振方向對準之 傳輸軸線。因此’當開關消能時，光能夠從輸出耦合器72 通至光學件81 ’且當開關增糾，光無法從輸出搞合器^ 通至光學件81。請瞭解擋器的部分或全部組件可被定位於 光學件81下游。 上述配置的一應用中，具有大於約2〇〇ns全寬半最大值 (FWHM)脈衝時程之藉由預脈衝晶種光學腔的—脈衝輸出 係可被修整以生成-具有小於約綱ns(F WHM)的脈衝時程 之脈衝。一特定應用中，具有約500ns(FWHM)之藉由預脈 衝晶種光學腔的一脈衝輸出係可被修整以生成一具有約 8ns的上升時間及30ns脈衝時程之脈衝。 亦可使用第6或7圖所示的可調式晶種雷射實施例作為 第2至5圖及第11至15圖所示的任-配置中之主脈衝晶種雷 射56 ’或者可使用第10圖所示的一較簡化雷射實施例、諸 如雷射56 °如圖所示’主脈衝晶種雷射56可包括由-完全

S 201228162 反射性後面鏡9G、輸㈣合㈣、面鏡叫、认束路娜 所界定之一光舉盼 ... 。進一步如圖所示，束路徑96可通過主 動媒體9 8。對於贫gj .. 玄配置，輸出耦合器92可為一部份反射性 光學件。 對於在第7圖所示的預脈衝晶種雷射50,上使用-脈衝 定形單S以添加或取代方式，可在主脈衝晶種雷射、諸如 第10圖所示的主脈衝晶種雷射56上採用—脈衝定形單元， 以修整-主脈衝輸出並生成一具有一相對較快上升時間之 主脈衝。—建置巾’主脈衝晶種雷射56可為-c〇2雷射，其 具有藉由一射頻放電所泵送之處於例如〇〇5l〇2atm的次 大氣壓力之一包括C〇2的經密封氣體。藉由此配置，主脈衝 晶種雷射可自我調整至主導線的一者，諸如具有波長 1〇·5910352μηι的1〇Ρ(2〇)線。部分案例中，可提供一致動器 (未圖示）以移動後面鏡9〇來防止模躍遷(m〇de h〇pping)。 上述配置的一應用中’具有大於約200ns(FWHM)脈衝 時程之藉由主脈衝晶種光學腔的一脈衝輸出係可被修整以 生成一具有小於約200ns(FWHM)的脈衝時程之脈衝。一特 定應用中，具有約500ns(FWHM)之藉由主脈衝晶種光學腔 的一脈衝輸出係可被修整以生成一具有約150ns(DWHM)脈 衝時程之脈衝。 第9D圖顯示EUV轉換效率百分比（亦即EUV輸出功率 對於雷射輸出功率的百分比）vs•對於以約有150ns(FWHM) 時程的一經修整主脈衝被晶種化之一放大雷射束輻照一錫 滴粒所形成的一 E UV輸出脈衝之時間之一經測量曲線91。 23 201228162 再度參照第2至5圖可看出，各配置係包括一放大器 54、54’、54” ’其具有一或多個放大單元54、62、64、62，、 64’。對於預脈衝晶種雷射50、50,及主脈衝晶種雷射56包括 含有上述C〇2的主動媒體之案例，用來作為放大單元54、 62、64、62’、64’之適當雷射係可包括由DC或RF激勵所栗 送之一含有C〇2氣體的主動媒體。一特定實行方式中，放大 器可包括複數個、諸如三或四個的軸向流、RF泵送式（連續 性或以脈衝調變）C〇2放大單元，其具有約16至25公尺的總 增益長度，且協同地在例如20kW或更高的相對較高功率操 作。可使用具有纖維、桿、板片或碟形主動媒體的其他類 型放大單元。部分案例中，可採用一固體主動媒體。 對於第2B、3、3A、4及5圖所示的雷射源22、22’、22a，、 22”及22’’’，預脈衝晶種雷射及主脈衝晶種雷射可具有相同 的中央波長或者波長可能不同。可選擇這些波長以改良預 脈衝對於主脈衝晶種輸出對比比值，降低脈衝增益耗盡 (pulse gain depletion)及/或降低聚焦透鏡色像差。關於預脈 衝及主脈衝波長選擇的更多細節請見2〇 1 〇年6月24日提申 名為用於EUV光源之具有預脈衝的主振盪器功率放大器 驅動雷射的美國專利申請案N〇_ 61/398,452，事務所案號 2〇09-0〇38-01，其合併於本文中以供參考。 第11圖更詳細地顯示具有一晶種保護單元1〇2之一裝 置100的第一範例。如圖所示，裝置1〇〇可包括一振盪器 104,諸如第6、7、1〇圖所示的種晶雷射或部分其他適當雷 射，用以生成束路徑1〇6上的一光輸出，其通過開關1〇8、

S 24 201228162 束延遲件110、放大器112、束調控單元114且隨後與位於一 幸田照部位116的一標靶材料作交互作用。對於裝置1〇()，放 大器可具有-或多個放大單元，其各具有—經密封氣體及 激勵源，且聚焦單元114可具有一或多個用於使束擴大、導 向、脈衝定形、聚焦及/或定形之光學件。 對於裝置100，開關100可為一聲光調變開關、有時稱 為拉曼-奈思(Raman-Nath)(AOM)開關，其可重新組構於一 其中容許光實質未受阻地沿著束路徑1〇6流過開關之第一 開啟狀態與一其中從束路徑106偏向/擴散一實質部分的光 之第二關閉狀態之間。部分案例中，兩個此等開關可沿著 束路徑彼此相鄰被序列式定位，以當開關關閉時增加從束 路徑偏向的光量。對於拉曼_奈思（Raman_Nath)(A〇M)開 關可對於一3mm直徑的束獲得位於約3〇〇至5〇〇ns範圍中 之完全開啟至完全關閉的切換時間，且在部分案例中，基 於設計用途可採行約400ns的關閉時間。 第11圖亦顯示裝置100可包括位於束路徑106上介於放 大器112與開關108之間的一束延遲件11〇。如圖所示，束延 遲件可具有-束㈣光學配置，其包括諸如面鏡、複鏡等 光學件且建立一光學延遲距離“遲。利用約3 £〇8公尺每秒 的一估計光速，各公尺的束延遲件將對於束路徑1〇6上的光 增加額外3.33ns的移行時間。適當的延遲配置請見2〇1〇年12 月29日提申名為“多通光學裝備，，的美國專利申請案n〇. 12/980,939，事務所錢2G1G_()G12-()1，其整㈣容合併於 本文中以供參考。 25 201228162 一建置中，束延遲件110係設定尺寸成具有一長度，該 長度可防止在輻照部位從標靶材料所反射的光抵達及損害 振盪器104中的脆弱光學件，諸如輸出耦合器，偏光器，後 面鏡，光柵，電光調變(E0M)開關等。譬如，一設計中， 束延遲件U0可狀尺核具有―長度，該長度錢得從開 關108至輻照部位116且返回的來回時間、加上一適當安全 邊際值超過了開關108的關閉時間。此來回時間係可包括從 開關108至束延遲件11〇之移行時間的兩倍，束延遲件11〇中 單程移行時間的兩倍，從束延遲件11〇至放大器112之移行 時間的兩倍’放大器112中單程移行時間的兩倍，從放大器 112至調控單元114之移行時間的兩倍，束調控及聚焦單元 114中單程移行時間的兩倍以及從束調控及聚焦單元114至 輻照部位116之移行時間的兩倍。因此，對於一具有約3〇〇 至500ns範圍中的關閉時間之開關1〇8，約8〇〇至1〇〇〇ns的來 回時間係可能適合。 在第11圖的裝置1〇〇之操作中，首先係在t=〇從振盪器 發射一脈衝的光，其譬如具有約1〇〇ns的一脈衝時程。脈衝 的尾隨邊緣係在約t=l〇〇ns離開開關，在該時間，開關1〇8 被啟動以關閉。採行一 100111脈衝延遲(333ns)以及來自相距 輻照部位116的脈衝延遲之約15〇113的一光移行時間，脈衝 的刖導邊緣將在約t=483ns抵達輻照部位116,且尾隨邊緣在 約583ns抵達。在t=50〇ns，具有約400則關閉時間之開關1〇8 將完全關閉。來自滴粒的反射將抵達關閉的開關1〇8(前導 邊緣在t=966ns，且尾隨邊緣在t=1〇66)，而提供約466旧的

S 26 201228162 安全因數。 第12圖顯示一具有—晶種保護單元1〇2及一光學隔離 态202之裝置200的另—範例。如圖所示，裝置2〇〇可包括一 用於在束路徑106上生成一光輸出之振盪器1〇4，該光輸出 係通過開關108、束延遲件11〇、放大器112、束調控單元114 且隨後與位於一輻照部位116的一標靶材料作交互作用，其 皆如同上文參照第11圖所描述。對於裝置2〇〇 ’振盪器1〇4 可包括一或多個偏光器及/或布魯斯特角窗（Brewster，s windows)，故離開振盪器1〇4的光具有一主要偏振方向。如 圖所示，光學隔離器2〇2可包括相位阻滯光學件2〇4 ,諸如 平行於振盈器的主要偏振方向對準之四分之一波總成及 偏光器206。藉由此配置，具有主要偏振方向之離開振盪器 的光將通過偏光器2〇6且藉由相位阻滞光學件2〇4(四分之 一波總成)所更改而以圓形偏振自其離開。此光將繼續經過 放大器112及束調控器與聚焦單元114、從標靶材料反射而 將在該處發生由於電漿反射所致的一額外相位阻滯光、往 回通過束調控器與聚焦單元114及放大器112，其在該處將 入射於相位阻滞光學件204(四分之一波總成）上，處於一橢 圓偏振狀態。通過相位阻滯光學件2〇4(四分之一波總成） 時，光將再度被更改，而以其中約6至7%的光洩漏經過偏 光器2 0 6之—偏振狀態離開相位阻滯光學件2 04(四分之一 波總成）。在偏光器206處，來自相位阻滯光學件2〇4(四分之 一波總成）之—實質部分譬如9 2至3 %的光將被吸收/反射。 沒漏經過偏光器206之光一由於放大器112之譬如300至35〇 27 201228162 瓦特或更高的大增益而可能具有實質數量一將通過束延遲 件110且抵達關閉的開關108。 第13圖顯示-具有-預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷 射及一晶種保護單元之裝置3〇〇的另一範例。如圖所示，裝 置300係可包括一預脈衝晶種雷射3〇2，諸如第6、7、⑺圖 所示的晶種雷射或部分其他適當的晶種雷射，而生成束路 徑304上的一光輸出，其係入射於用以在共同束路徑1〇6上 導引該輸出之束整合器306上。譬如，束整合器3〇6可為一 繞射光柵，二向色性束整合器，棱鏡，容積布萊格(Bragg) 光柵偏振區別束整合器或部份反射束整合器。雖然顯示束 整合器306反射預脈衝晶種且透射主脈衝晶種，請瞭解束整 合器306可配置為反射主脈衝晶種且透射預脈衝晶種。 一旦位於束路徑106上，預脈衝晶種輸出係通過開關 108、束延遲件110、放大器112、束調控單元114、且隨後 與位於一輻照部位116的一標靶材料作交互作用其皆如同 上文參照第11圖所描述。裝置亦包括主脈衝晶種雷射3〇8， 諸如第6、7、10圖所示的晶種雷射之一者或部分其他適當 的晶種雷射，而生成一光輸出，其係入射在用以將該輸出 導引至共同束路徑106上之束整合器3〇6上。一旦位於共同 束路徑106上，主脈衝晶種輸出係通過開關1〇8、束延遲件 、放大器112、束調控單元ι14、且隨後與位於一輻照部 位116的一標靶材料作交互作用。 裝置300的一應用中，開關1〇8起初係開啟而容許—來 自預脈衝晶種雷射的雷射脈衝通過該開關，並隨後關閉以

S 28 201228162 • 阻絕來自滴粒的“預脈衝”反射。在與預脈衝時程及從開關 108至滴粒的路徑長度相關之一預定期間過後，開關108係 可開啟以容許一來自主脈衝晶種雷射的雷射脈衝通過該開 關’且隨後關閉以阻絕來自滴粒的“主脈衝”反射。隨後可 重覆該製程以輻照另一標靶材料滴粒。 第14圖顯示一具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷 射及—晶種保護單元之裝置400的另一範例。如圖所示，裝 置400係可包括一預脈衝晶種雷射3〇2，諸如第6、7、1〇圖 所示的晶種雷射或部分其他適當的晶種雷射，而生成束路 位304上的一光輸出，其係入射於用以在共同束路徑1〇6上 導引該輸出之束整合器306上。譬如，束整合器3〇6可為一 . 繞射光柵，二向色性束整合器，棱鏡，容積布萊格(Bragg) - 光柵偏振區別束整合器或部份反射束整合器。一旦位於共 同束路徑106上，預脈衝晶種輸出係通過束延遲件n〇、放 大器112、束調控單元114、且隨後與位於一輻照部位us的 払靶材料作交互作用，其皆如同上文參照第11圖所描 一 A置亦包括主脈衝晶種雷射308，諸如第6、7、1〇圖所 厂、的曰曰種雷射之一者或部分其他適當的晶種雷射，而生成 -光輸出，其係通過開關職隨後入射在用以將該輸出導 引，共同束路徑106上之束整合器3〇6上。—旦位於共同束 路役106上，主脈衝晶種輸出係通過束延遲件110、放大器 112、束調控單元114、且隨後與位於-触部位116的-標 靶材料作交互作用。 裝置_的-應用中’開關⑽起初係關閉一來自預 29 201228162 脈衝晶種雷射的雷射脈衝係被產生且導引至滴粒。開關係 關閉以保護主脈衝晶種雷射不受到來自滴粒的“預脈衝，，反 射。在與預脈衝時程及從開關丨08至滴粒的路徑長度相關之 一預定期間過後，開關108係可開啟以容許一來自主脈衝晶 種雷射的雷射脈衝通過該開關，且隨後關閉以阻絕來自滴 粒的“主脈衝”反射。隨後可重覆該製程以輻照另一標靶材 料滴粒。 第15圖顯示一具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷 射及一晶種保護單元之裝置5〇〇的另一範例。如圖所示裝 置500係可包括一預脈衝晶種雷射302 ,諸如第6、7、1〇圖 所示的晶種雷射或部分其他適當的晶種雷射，而生成束路 徑304上的一光輸出，其係通過開關⑺肋且隨後入射於用以 在共同束路徑106上導引該輸出之束整合器3〇6上。譬如， 偏振區 束整合器306可為一繞射光柵，二向色性束整合器 別束查5器稜鏡，容積布萊格(Bragg)光栅或部份反射束整 a器—位於共同束路；^1Q6上，預脈衝晶種輸出係通過 束延遲件uo、放大器112、束雛單元114、且隨後與位於 一輻照部位116的一標靶材料作交互作用，其皆如同上文參 照第11圖所描述。裝置亦包括主脈衝晶種雷射則諸如第 6、7、_所㈣晶種雷射之—者或部分其他適當的晶種 雷射&生成光輸出，其係通過開關⑽&且隨後入射在 用以將該輸出導引至共同束路徑1〇6上之束整合器上。 旦位於共同束路徑1()6上，主脈衝晶種輪出係通過束延遲 件110 '放大器112、 束調控單元m、頌後與位於一輻照

S 30 201228162 部位116的一標靶材料作交互作用。 裝置500的一應用中，開關108a起始係關閉。一來自預 脈衝晶種雷射的雷射脈衝係被產生且通過開啟的開關108b 且被導引至滴粒。開關108b係關閉以保護預脈衝晶種雷射 不受到來自滴粒的“預脈衝”及“主脈衝”反射。在與預脈衝 時程及從開關108至滴粒的路徑長度相關之一預定期間過 後，開關l〇8a係可開啟以容許一來自主脈衝晶種雷射的雷 射脈衝通過該開關’且隨後關閉以阻絕來自滴粒的“主脈 衝”反射。隨後可重覆該製程以輻照另一標靶材料滴粒。 部分實行方式中’開關l〇8a可開啟以使來自主脈衝的 一雷射脈衝通過，同時“預脈衝，，則仍抵達束整合器3〇6。譬 如，預脈衝與主脈衝之間的一所想要延遲係可使得開關 108a在預脈衝反射期間開啟。對於部分案例，束整合器3〇6 可為一反射大於50%且透射小於50%的入射光之部份反射 器。譬如，若束整合器3〇6是90%反射器，則洩漏經過光學 隔離器202之90%的光將抵達關閉的開關108b且只有約1〇% 將抵達主脈衝晶種雷射。—製程中，舰衝齡脈衝之間 約1〇〇〇nS的—延遲係可能適合，其中具有約lGGns的預脈衝 時程及約100ns的主脈衝時程。 第16圖顯示—經聚焦光束腰部4〇〇,其可對應於一不具 有預衝Μ種之振hi放大m諸如第2關所示的建 置°第二㈣示以速度V移動、且被定位至束腰部4_ 半途之一標乾材料滴粒404，以顯示從滴粒404實質反射開 始的時間。確切來今 a 硯士圖所不，§具有—與束路徑4〇6呈 31 201228162 法向的表面之滴粒404部分進入束腰部400時，係開始實質 反射。換言之，滴粒404的反射率經過放大器54、54,、54”、 112(譬如請見第2A、2B、3至5、11至15圖）而在束路徑上變 得具實質性。並且，在此時，例如，滴粒404反射率可能足 以與一諸如晶種雷射輸出耦合器等光學件建立經過放大器 的一光學腔。此外，增益可能超過了滴粒與例如輸出搞合 器等光學件所界定的光學腔上之損失，其在放大器以一晶 種主脈衝被晶種化之前耗盡放大器增益。有鑒於此，申請 人係揭露一配置，其中滴粒-輸出耦合器腔的路徑長度尺寸 可藉由降低一光子在一預晶種交互作用時間中可移行的來 回數以防止放大器晶種化之前顯著的放大器增益耗盡。 更確切來說，一建置中，對於以速度v移行之一具有約 25至40μιη範圍的直徑之標靶材料滴粒，為了與具有束腰直 徑D的經聚焦光作交互作用，在位於一輻照部位的一束路徑 上，預晶種交互作用時間Τ在腰部係可被定義為T=D/2v。 對於此建置，一具有一束摺疊光學配置之束延遲件、諸如 第11至15圖的束延遲件110係可設定尺寸使得來回移行時 間2d大於在腰部的預晶種交互作用時間T(2cl>T)，其中1是 沿著從輸出耦合器至輻照部位的路徑之長度，且c是該路徑 上的光速。 更量化來說，一典型配置係可包括一具有約25至40μηι 範圍的直徑d、約50至100公尺每秒範圍的滴粒速度ν及約8〇 至120μπι範圍的束腰直徑D之標靶材料滴粒。對於一其中 v=65m/s且D=100pm之配置，可採用大於約450ns的一長度

S 32 201228162 1，其可對應於大於約70公尺的束延遲件長度且其餘長度包 括約45公尺的放大器。 第17圖顯示一 EUV光源的一部分之簡化剖視圖，顯示 具有不同波長的預脈衝及主脈衝光將由於聚焦透鏡的色像 差而聚焦於不同斑點上。更詳細來說，聚焦光學件46可包 括會導入色像差的至少一透鏡或其他元件。如第11圖所 示，色像差可能造成具有波長λ1的預脈衝光束500沿著滴粒 路徑504聚焦於區位502 ,同時具有波長的主脈衝光束5〇6 聚焦於與區位502相距“d”之區位508。 第18圖顯示一預脈衝束腰部6〇2及主脈衝束腰部6〇〇， 其由於如上述的聚焦光學色像差而被空間性分離。第18圖 亦顯示以速度v移動、且被定位至一預脈衝束腰部6〇2内半 途之一標靶材料滴粒604，以顯示從滴粒604實質反射開始 的時間。確切來說，如圖所示，當具有一與束路徑606呈法 向的表面之滴粒6〇4部分進入主脈衝束腰部602時，係開始 實質反射。換言之，滴粒604的反射率經過放大器54、54,、 54’’' m(譬如請見第2八、2B、3至5、uls圖）而在束路 徑上變得具實質性。並且，在此時’例如，滴粒6Q4反射率 可能足以與一諸如晶種雷射輸出耦合器等光學件建立經過 放大器的一光學腔。此外，增益可能超過了滴粒與例如振 盈器輸出輕合器等光學件所界定的光學腔上之損失，其在 放大以一預脈衝晶種及/或主脈衝晶種被晶種化之前耗 盡放大器增益。有鑒於此，申請人係揭露一配置，其中滴 粒-輸出耦合器腔的路徑長度尺寸可藉由降低一光子在一 33 201228162 預晶種交互作用時間中可移行的來回數以防止放大器晶種 化之前顯著的放大器增益耗盡。 更確切來說，一建置中，對於以速度V移行之一具有約 25至40μιη範圍的直徑之標靶材料滴粒，為了與具有預脈衝 束腰直性D的經聚焦光作交互作用，在位於—輕照部位的一 束路徑上，預晶種交互作用時間1在腰部係可被定義為 T=D/2”對於此建置，—具有—賴疊光學配置之束延遲 件、諸如第11至15圖的束延遲件100係可設定尺寸使得來回 移行時間2d大於在腰部的預晶種交互作用時間t(2ci>t)， 其中1是沿著從輸出耦合器至輻照部位的路徑之長度，且c 是該路徑上的光速。 更量化來說，一典型配置係可包括-具有約25至40_ ® ^ ^ 50^ ^ ^ ^ 8〇 至120μπι範圍的預脈衝束腰直徑〇之標靶材料滴粒。對於一 其中v=65m/s且〇=1〇〇μηι之配置，可採用大於約45〇的的一 長度1其可對應於大於約7〇公尺的束延遲件長度且其餘長 度包括約45公尺的放大器。 雖然此專利申請案中以滿足3S U s c § i i2所需細節作 榣述及顯不之特定實施例係完全能夠達成上述實施例之上 述用途、據以解決的問題、或任何其他理由或目的中之一 或多者’熟習該技術者可瞭解：上述實施例僅示範、說明 代表本申m案廣泛想見之標的物。下列申請專利範圍中 若以單數提及-元件，除非明述，否則無意表示且將不表 二匕申β專利範圍元件被I全釋成“一且唯一”，而應該是“一

S 34 201228162 或多”。一般熟習該技術者已知或稍後將得知之任何上述實 施例的元件之所有結構性及功能性均等物係被明確合併於 本文中以供參考且預定被本申請專利範圍所涵蓋。說明書 及/或申請專利範圍中所使用以及在本申請案的說明書及/ 或申請專利範圍中明確提供意義之任何用語係將具有該意 義，無論此用語的任何字典或其他常用意義為何。說明書 中所討論的裝置或方法係無意作為且不需作為針對或解決 此申請案所討論的各項與每項問題之一實施例，因為其係 由申請專利範圍所涵蓋。本揭示中的元件、組件或方法步 驟皆無意貢獻予公眾，不論該元件、組件或方法步驟是否 明述於申請專利範圍中皆然。除非使用“用於之裝置(means for)”語句明述該元件、或在方法請求項案例中以“步驟 (step)”而非“動作(act)’’引述該元件，申請專利範圍中的請求 元件皆不被視為落在35 U.S.C. §112第六段條款之下。 I：圖式簡單說明3 第1圖顯示根據本揭示的一態樣之一雷射生成式電漿 EUV光源的簡化示意圖； 第2A圖顯示一雷射源的一實施例之簡化示意圖，其具 有一晶種雷射、晶種保護早元及共同放大; 第2B圖顯示一雷射源的另一實施例之簡化示意圖，其 具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷射、晶種保護單元 及共同放大器； 第3圖顯示一雷射源的另一實施例之簡化示意圖，其具 有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷射、晶種保護單元及 35 201228162 共同放大器； 第3A圖顯示一雷射源的另一實施例之簡化示意圖，其 具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷射、晶種保護單元 及共同放大器及一用於合併預脈衝與主脈衝晶種雷射輸出 之繞射光柵； 第4圖顯示一雷射源的另一實施例之簡化示意圖，其具 有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷射、晶種保護單元及 共同放大器； 第5圖顯示一雷射源的另一實施例之簡化示意圖，其具 有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷射、晶種保護單元及 共同放大器； 第6圖顯示一波長可調式預脈衝晶種雷射的一實施例 之簡化示意圖； 第7圖顯示一具有一脈衝定形單元之波長可調式預脈 衝晶種雷射的一實施例之簡化示意圖； 第8圖顯示一進入一脈衝定形單元之脈衝的強烈度-時 間圖形； 第9 A圖顯示一脈衝在如第8圖所示脈衝定形後之強烈 度-時間圖形； 第9B圖顯示一進入另一脈衝定形單元之脈衝的強烈度 -時間圖形； 第9C圖顯示一脈衝在如第9B圖所示脈衝定形後之強 烈度-時間圖形； 第9D圖顯示對於藉由一具有約150ns時程的主脈衝被

S 36 201228162 晶種化之一經放大雷射束輻照一錫滴粒所形成的一EuV輸 出脈衝之EUV轉換效率百分比vs時間的經測量曲線； 第10圖顯示一主脈衝晶種雷射的—實施例之簡化示意圖； 第11圖顯示一具有一晶種保護單元之裝置的一範例； 第12圖顯示一具有一晶種保護單元及一光學隔離器之 裝置的另一範例； 第13圖顯示一具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷 射及一晶種保護單元之裝置的一範例； 第14圖顯示一具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷 射及一晶種保護單元之裝置的另一範例； 第15圖顯示一具有一預脈衝晶種雷射、主脈衝晶種雷 射及一晶種保護單元之裝置的另一範例； 第16圖顯示一被定位至一束腰部内半途之標靶材料； 第Π圖顯示一EUV光源的一部分之簡化剖視圖，其顯 不具有不同波長的預脈衝及主脈衝光將由於聚焦透鏡的色 像差而聚焦於不同斑點上；及 第18圖顯不一被定位至一預脈衝束腰部内半途之標靶 材料滴粒。 【主要元件符號說明】 20··.雷射生成式電毁EUV光源30,60難，60,…光學件 22,22’，22”，22”’，22a，22a’，22a’’’ 40...中間區 …雷射源 24…仏乾材料輸送系統 26···腔室 28…輕照區 42,114…束調控單元 46…聚焦單元 5〇,50’…波長可調式預脈衝晶 種雷射 37 201228162 52,58,76,96，106,304,406,606 … 束路徑 52’，58’···共同束路徑 54,54’，54”，62,64,62’，64，,112 ... 放大單元 56,308···主脈衝晶種雷射 59,102…晶種保護單元 70…光柵 72,92…輸出耦合器 74a、b,94a、b_..面鏡 78,98…主動媒體 80…致動器 81…脈衝，光學件 81’…脈衝 82…偵測器 83,83a，83b，83c，85 …虛線 84…控制電路 86,108,108a，108b·.·開關 87…脈衝81的尾隨部分 87a···脈衝81’的前導部分 87b…脈衝81’的尾隨部分 89,89’…經修整脈衝 90…完全反射性後面鏡 91…電光開關，經測量曲線 93…偏光器 100,200,300,500…裝置 104…振盪器 110···束延遲件 116···輻照部位 202···光學隔離器 204…相位阻滞光學件 206…四分之一波總成及偏光器 302…預脈衝晶種雷射 306…束整合器 400…經聚焦光束腰部，裝置 404,604…標靶材料滴粒 502,508…區位 504…滴粒路徑 506…主脈衝光束 600…主脈衝束腰部 602…預脈衝束腰部 c…光速 D…束腰直徑 d延遲…光學延遲距離 卜.沿著從輪出耦合器至輻照部 位的路徑之長度 T···預晶種交互作用時間 v…標靶材料滴粒速度 …預脈衝光束波長 λ2…主脈衝光束波長

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Claims (1)

1. 201228162 ' 七、申請專利範圍： 1. 一種裝置，包含： 一振盪器，其生成一光輸出於一束路徑上； 一標靶材料，其用於在一輻照部位與該束路徑上的 光作交互作用； 一束延遲件，其位於該束路徑上，該束延遲件具有 一束摺疊光學配置；及 一開關，其沿著該束路徑被定位且介於該振盪器與該 束延遲件之間；該開關可關閉以使該束路徑上的光之至少 一部分從該束路徑轉向，該開關具有關閉時間^，且該束 路徑具有沿著該路徑從該開關至該輻照部位之一長度 ;其中tfcL!，c是該路徑上的光速，以保護該振盪器。 . 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該開關係為一聲光 調變(AOM)開關。 3. 如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含一被定位於 該束路徑上之放大器。 4. 如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含一被定位於 該束路徑上之光學隔離器。 5. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該光學隔離器係包 含一偏振區別光學件及一相位阻滯光學件。 6. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該開關具有一關閉 時間q，位於300至500ns之範圍中。 7. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該振盪器係為一產 生一主脈衝晶種輸出之第一振盪器，且該裝置進一步包 39 201228162 3產生一預脈衝晶種輸出之第二振逢器。 &如申料利範圍以項之裝置，其中該束延遲件具有於 80至丨20公尺之範圍中的一長度。 9·—種裝置，包含： 口口一«器’其生成-光輪出於一束路徑上，該振盈 器具有一輸出耦合器； 放大器，其被定位於該束路徑上； -標無材料滴粒’其以-速^行進，以在—輕照 部位與該束路徑上具有—束腰直徑D的經聚焦光作交互 作用，該滴粒在腰部具有一預晶種交互作用時町，其 中 T=D/2v ; ' -束延遲件，其位於該束路徑上，該束延遲件具有 束指疊光學配置，該束路徑沿著該路徑從該輸出輕合 器至該輻照部位具有一長度1;其中2cl>T c是該路徑上 的光速’以降低該輸出耗合器與該滴粒之間的振盪。 10‘如申請專利範圍第9項之裝置’其中該滴粒速度罐位於 50至100公尺每秒的範gj _，且該束腰直徑位於抑至 120μιη的範圍中。 如申請專利範圍第9項之裝置’進一步包含一被定位於 該束路徑上之光學隔離器。 12. 如申清專利範圍第9項之裝置，其中該振盪器係為一產 生一預脈衝晶種輸出之第一振盪器，且該裝置進一步包 含一產生一主脈衝晶種輸出之第二振盪器。 13. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該放大器具有於 S 40 201228162 lxio5至lxio7的範圍中之單通、主脈衝增益。 14. 如申請專利範圍第9項之裝置，其中該束延遲件具有於 60至140公尺的範圍中之一長度。 15. 如申請專利範圍第9項之裝置，進一步包含一透鏡以將 該束路徑上的光聚焦至一具有束腰直徑D之腰部。 16. —種裝置，包含： 一光學放大器， 一預脈衝晶種雷射， 一主脈衝晶種雷射；及 一束整合器，其用於導引一共同束路徑上之該預脈 衝輸出及該主脈衝輸出經過該光學放大is， 一第一開關，其介於該預脈衝晶種雷射與該束整合 器之間；及 一第二開關，其介於該主脈衝晶種雷射與該束整合 器之間。 17. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中該等第一及第二開 關係各包含一聲光調變(AOM)開關。 18. 如申請專利範圍第16項之裝置，進一步包含一被定位於 該束路徑上介於該光學放大器與該束整合器之間的光 學隔離器。 19. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中該束整合器係為一 部份反射性光學件。 20. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中該束整合器係包含 一二向色性束整合器。 41