TW202344141A - 極紫外線光源目標之度量衡系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於在一極紫外線光源中執行目標度量衡之系統及方法，在該極紫外線光源中用於一目標成像/偵測系統之照明經選擇以具有小於400 nm之一中心波長。在一些實施例中，該照明經額外選擇以具有至少4 nm之一線寬。在一些實施例中，照明係作為一Ti:藍寶石雷射器之一第二諧波或作為一Nd:YAG雷射器之一諧波而獲得。

Description

極紫外線光源目標之度量衡系統
本發明係關於藉由激發目標材料而產生極紫外線光之光源，尤其係關於此等源中之目標材料的量測。
極紫外(「EUV」)光，例如具有約50 nm或更小之波長且包括在約13 nm之波長下之光的電磁輻射(有時亦被稱作軟x射線)，係用於光微影製程中以在基板(例如，矽晶圓)中或該基板上產生極小特徵。術語「光」在本文中用以指代電磁輻射，一般而言不管電磁輻射是否在光譜之可見部分中。
用於產生EUV光之方法包括但不限於，將目標材料之實體狀態自初始狀態變更為電漿狀態。目標材料包括具有在EUV範圍內之發射譜線的元素，例如氙、鋰或錫。在一種此類方法(常常被稱作雷射產生電漿「LPP」)中，藉由用可被稱作驅動雷射之經放大光束輻照目標材料(例如，呈目標材料之液滴、串流或叢集之形式)而產生所需電漿。對於此製程，通常在例如真空腔室之密封器皿中產生電漿，且使用各種類型之度量衡設備來監測電漿。
高效產生EUV光中之一個目標為達到調節光束及目標之恰當的相對定位。此亦被稱作對準調節光束及目標。通常重要的係將目標及調節光束對準至幾微米內，以實現光源之高效且碎屑最小化的操作。因此，已投入相當大的努力來判定目標相對於調節光束或相對於參考座標系的位置。參見例如2008年5月13日發佈的且題為「LPP EUV 電漿源材料目標遞送系統(LPP EUV Plasma Source Material Target Delivery System)」之美國專利第7,372,056號、2012年4月17日發佈的且題為「雷射產生電漿EUV光源(Laser Produced Plasma EUV Light Source)」之美國專利第8,158,960號、2016年1月19日發佈的且題為「在LPP EUV光源中控制液滴時序之系統及方法(System and Method for Controlling Droplet Timing in an LPP EUV Light Source)」之美國專利第9,241,395號以及2016年11月15日發佈的且題為「在LPP EUV光源中自單一雷射創建及利用雙雷射窗簾之系統及方法(System and Method for Creating and Utilizing Dual Laser Curtains from a Single Laser in an LPP EUV Light Source)」之美國專利第9,497,840號。
本文所引用之所有專利申請案、專利及印刷公開案均以全文引用之方式併入本文中，但其中放棄或否認的任何定義、主題除外且與本文所揭示之表述不一致之所併入材料除外，在此狀況下以本發明中的語言為準。
在一些EUV源中用輻射脈衝調節目標，該輻射脈衝包括第一部分(「基架」)及第二部分(主脈衝或加熱脈衝)。第一部分及第二部分可在時間上連續。換言之，第一部分及第二部分可為單一輻射脈衝之部分，在第一部分與第二部分之間不具有缺少輻射的介入間隙或區。
輻射脈衝之第一部分與目標相互作用以修改目標之吸收特性。舉例而言，此相互作用可藉由降低目標之密度梯度且增加目標在接收輻射脈衝之表面處與輻射脈衝相互作用的體積來修改吸收特性，此增加目標可吸收的輻射之量。此製程被稱作稀薄化，且用以造成稀薄化之脈衝被稱作稀薄化脈衝。
以此方式，目標與輻射脈衝之第一部分之間的相互作用會調節目標。輻射脈衝之第二部分具有足以將目標中之目標材料轉換為發射EUV光之電漿的能量。因為由第一部分進行之調節增加目標可吸收的輻射之量，所以調節可引起目標之較大部分被轉換為發射EUV光之電漿。此外，調節可降低目標之反射率，且因此可減少背向反射進入產生輻射脈衝之光學源的量。
此外，可修改目標材料之空間分佈，以在脈衝之第一部分與目標材料相互作用之前在目標材料與經放大光束相交的方向上增加目標材料的大小。舉例而言，可用與目標材料相互作用的輻射之單獨脈衝(「預脈衝」)將目標自液滴擴展至扁平圓盤。在與經放大光束相互作用之前增加目標材料的大小可增加目標材料之曝光於經放大光束的部分，此可增加針對給定量之目標材料而產生的EUV光之量。換言之，增加之目標材料體積可更高效地吸收輻射脈衝，且更大EUV發射體積可產生EUV光之增加量。
雖然調節脈衝有助於改良轉換效率，但變更目標材料之密度會對出於度量衡目的之目標材料的成像產生挑戰。在此上下文中，產生對當前所揭示主題的需求。
下文呈現一或多個實施例之簡潔概述以便提供對實施例之基本理解。此概述並非所有涵蓋實施例之廣泛綜述，而是既不意欲識別所有實施例之關鍵或決定性要素，亦不意欲設定對任何或所有實施例之範疇的限制。其唯一目的為將一或多個實施例之一些概念以簡潔形式呈現，作為稍後呈現之更詳細描述的序言。
根據一實施例之態樣，揭示一種用於極紫外線光源之目標度量衡系統，該目標度量衡系統包含：光源，其經配置以發射在小於400 nm之中心波長下的照明雷射輻射且用照明雷射輻射來照明目標材料供應路徑之部分；及輻射接收器，其經配置以在照明雷射輻射已照明目標材料供應路徑之部分之後接收照明雷射輻射。
輻射接收器可產生指示目標在目標材料供應路徑之部分中之位置的輸出信號。目標度量衡系統可進一步包含位置偵測回饋系統，該位置偵測回饋系統經配置以接收輻射接收器之輸出信號且經調適以至少部分地基於輸出信號而計算目標位置或目標軌跡或兩者。輻射接收器可包含目標成像器。目標成像器可包含攝影機。目標成像器可包含CCD陣列。目標成像器可產生陰影圖。
照明雷射輻射可具有約266 nm之中心波長。該光源可包含頻率倍增Ti:藍寶石雷射器，其經配置以接收泵送光束且發射在約250 nm至約450 nm範圍內之中心波長下的照明雷射輻射。該光源可包含頻率倍增Ti:藍寶石雷射器，其經配置以接收泵送光束且發射在約380 nm之中心波長下的照明雷射輻射。
該光源可進一步包括經配置以產生泵送光束的二極體泵送固態(DPSS)雷射器，該泵送光束具有約532 nm之中心波長。DPSS雷射器可包括Nd:YAG雷射器及經配置以接收光束及用於產生泵送光束的頻率倍增器。
Ti:藍寶石雷射器可包含經配置以接收泵送光束的二向色光學元件、Ti:藍寶石晶體及輸出耦合器。Ti:藍寶石雷射器可包含頻率倍增元件，其經配置以自具有約760 nm之中心波長的輸出耦合器接收輸出耦合器輻射且用於倍增輸出耦合器輻射之頻率以產生在約380 nm之中心波長下且具有250 nm至450 nm之波長調諧範圍的照明雷射輻射。頻率倍增元件可包含非線性光學元件。非線性光學元件包含三硼酸鋰晶體。
目標度量衡系統可進一步包含光纖束遞送系統，該光纖束遞送系統經配置且經調適以將來自光源之照明雷射輻射輸送至目標材料供應路徑之部分。該光纖束遞送系統可包含多階光纖。
照明輻射可以是脈衝式的，其脈衝持續時間在1至10奈秒範圍內。照明雷射輻射可具有不小於4 nm之線寬。
光源可包含Nd:YAG雷射器且照明雷射輻射可導出為Nd:YAG雷射器之諧波。
根據一實施例之另一態樣，揭示一種用於極紫外線光源之目標度量衡方法，該目標度量衡方法包含：用具有小於400 nm之中心波長的照明雷射輻射來照明目標材料供應路徑之部分；在照明雷射輻射已照明目標材料供應路徑之部分之後接收照明雷射輻射作為所接收照明；及基於所接收照明而使存在於目標材料供應路徑之部分中的目標材料成像。
使目標材料成像可包含產生指示存在於目標材料供應路徑之部分中的目標材料之位置的輸出信號。該方法可進一步包含至少部分地基於輸出信號而計算目標位置或目標軌跡或兩者。使目標材料成像可包含使用目標成像器。目標成像器可包含攝影機。目標成像器可包含CCD陣列。使目標材料成像可包含產生陰影圖。
照明雷射輻射可具有約266 nm之中心波長。用具有小於400 nm之中心波長的照明雷射輻射照明目標材料供應路徑之部分可至少部分地藉由使用頻率倍增Ti:藍寶石雷射器來執行，該頻率倍增Ti:藍寶石雷射器經配置以接收泵送光束且發射在約380 nm及以下之中心波長下的照明雷射輻射。
目標度量衡方法可進一步包含用經配置以產生泵送光束之二極體泵送固態(DPSS)雷射器來對Ti:藍寶石雷射器進行泵送，該泵送光束具有約532 nm之中心波長。DPSS雷射器可包括Nd:YAG雷射器及經配置以接收光束及用於產生泵送光束的頻率倍增器。
Ti:藍寶石雷射器可包含經配置以接收泵送光束的二向色光學元件、Ti:藍寶石晶體及輸出耦合器。Ti:藍寶石雷射器可包含頻率倍增元件，其經配置以自中心波長為約760 nm且具有高達960 nm之波長調諧範圍的輸出耦合器接收輸出耦合器輻射，且用於倍增(例如，雙倍或三倍)輸出耦合器輻射之頻率，以產生在約250 nm至450 nm(例如，約380 nm)之調諧範圍中之預定中心波長下的照明雷射輻射。頻率倍增元件可包含非線性光學元件，其可包含三硼酸鋰晶體。
用具有小於400 nm之中心波長的照明雷射輻射照明目標材料供應路徑之部分可部分地使用光纖束遞送系統來執行，該光纖束遞送系統用於將照明雷射輻射自光源輸送至目標材料供應路徑之部分。該光纖束遞送系統可包含多階光纖。
照明輻射可以是脈衝式的，其脈衝持續時間在1至10奈秒範圍內。照明輻射可具有不小於4 nm之線寬。
用具有小於400 nm之中心波長的照明雷射輻射照明目標材料供應路徑之部分可包含使用Nd:YAG雷射器且照明雷射輻射可經導出為Nd:YAG雷射器之諧波(例如，第四諧波)。
下文參看隨附圖式詳細描述本發明之主題的其他實施例、特徵及優點以及各種實施例的結構及操作。
現參看圖式描述各種實施例，其中類似參考編號始終用以指代類似元件。在以下描述中，出於解釋之目的，闡述眾多特定細節以便增進對多個實施例之透徹理解。然而，顯然在一些或所有情況下，可在不採用下文所描述之特定設計細節的情況下實踐下文所描述之任何實施例。
初始參看圖1，展示例示性EUV輻射源，例如，根據當前所揭示主題之實施例之一個態樣的雷射產生電漿EUV輻射源10之示意圖。如所展示，EUV輻射源10可包括脈衝式或連續雷射源22，其可為例如脈衝式氣體放電CO 2雷射源，該脈衝式氣體放電CO 2雷射源產生在通常低於20 μm (例如，在約10.6 μm或至約0.5 μm或更小的範圍內)之波長下的輻射之光束12。該脈衝式氣體放電CO 2雷射源可具有在高功率下及高脈衝重複率下操作之DC或RF激發。EUV輻射源10亦可包括一或多個模組，諸如發射如上文所解釋之調節輻射之光束25的調節雷射23。
EUV輻射源10亦包括用於遞送呈液滴或連續液體串流形式之目標材料的目標遞送系統24。在此實例中，目標材料為液體，但其亦可例如為固體。目標材料可由錫或錫化合物組成，但可使用其他材料。在所描繪之系統中，目標材料遞送系統24將目標材料之目標14引入至真空腔室26的內部中至輻照區28，在該輻照區中，目標材料可經輻照以產生電漿。在一些狀況下，電荷置放於目標材料上以准許朝向或遠離輻照區28來操控目標材料之方向。應注意，如本文中所使用，輻照區為可發生目標材料輻照之區，且為甚至在實際上不發生輻照時之輻照區。EUV光源亦可包括光束聚焦及操控系統32。
在所展示系統中，組件經配置成使得目標14沿著目標材料供應路徑實質上水平地行進。可將自雷射源22朝向輻照區28之方向(亦即，光束12之標稱傳播方向)視為Z軸。目標14自目標材料遞送系統24到達輻照區28之路徑可被視為X軸，且目標在-X方向上行進。因此，圖1之視圖與XZ平面正交。此外，雖然描繪了目標14實質上水平行進之系統，但一般熟習此項技術者應理解，可使用其他配置，其中目標豎直行進或相對於重力以在90度(水平)與0度(豎直)之間且包括90度(水平)及0度(豎直)的某一角度行進。
EUV輻射源10亦可包括EUV光源控制器系統60，其亦可包括雷射發射控制系統65以及雷射光束操控系統32。EUV輻射源10亦可包括諸如目標位置偵測系統之偵測器，該偵測器可包括一或多個目標成像器70，其產生指示目標液滴例如相對於輻照區28之絕對或相對位置的輸出且將此輸出提供至目標位置偵測回饋系統62。
目標位置偵測回饋系統62可使用目標成像器70之輸出來計算目標位置及軌跡，可自目標位置及軌跡計算目標誤差。可逐目標地或平均地或基於某其他方式來計算目標誤差。目標誤差接著可作為輸入而提供至光源控制器60。作為回應，光源控制器60可產生一控制信號(諸如一雷射位置、方向或時序校正信號)且將此控制信號提供至雷射光束操控系統32。雷射光束操控系統32可使用控制信號來改變腔室26內之雷射光束焦點的位置及/或焦度。雷射光束操控系統32亦可使用控制信號來改變光束12與目標14之相互作用的幾何形狀。舉例而言，可使光束12偏離中心或以入射角撞擊目標14，而不是直接正面撞擊。
如圖1中所示，目標材料遞送系統24可包括一目標遞送控制系統90。目標遞送控制系統90可回應於一信號(例如，上文所描述之目標誤差，或自由光源控制器60提供之目標誤差導出之一些量)而操作，以調整目標14通過輻照區28之路徑。此可例如藉由再定位目標遞送機構92釋放目標14之點來實現。目標釋放點可例如藉由使目標遞送機構92傾斜或藉由使目標遞送機構92移位(例如，側向平移)來再定位。目標遞送機構92延伸至腔室26中且較佳在外部供應有目標材料及來自氣體源(圖中未展示)的氣體以在壓力下將目標材料置放於目標遞送機構92中。
繼續圖1，EUV輻射源10亦可包括一或多個光學元件。在以下論述中，一收集器30用作此類光學元件之實例，但該論述亦適用於其他光學元件。收集器30可為一正入射反射器，例如經實施為多層鏡面(MLM)，該多層鏡面藉由在基板上沈積許多Mo層及Si層對而製造，該基板具有額外薄障壁層，例如，B 4C、ZrC、Si 3N 4或C，其沈積於各界面處以有效地阻擋熱誘發之層間擴散。收集器30可呈一長橢球之形式，其具有一中心孔徑以允許光束12穿過且到達輻照區28。收集器30可例如呈一橢球形狀，其在輻照區28處具有一第一焦點且在所謂的中間點40(亦被稱作中間焦點40)處具有一第二焦點，其中EUV輻射可自EUV輻射源10輸出且輸入至例如一積體電路微影掃描器或步進器50，該積體電路微影掃描器或步進器使用輻射例如以使用倍縮光罩或光罩54之已知方式來處理矽晶圓工件52。隨後以已知方式另外處理矽晶圓工件52以獲得一積體電路裝置。
圖2為EUV輻射源10之部分的未按比例繪製圖式，其展示雷射源22、目標14、輻照區28、腔室26、目標遞送控制系統90及目標遞送機構92。為促進清晰度，諸如圖1中所示之收集器30的元件未展示於圖2中。圖2之配置亦包括組合例如圖1之光源控制器60、目標位置偵測回饋系統62及雷射發射控制系統65之功能的一控制器100。在圖2中圖解之配置亦包括一目標材料度量衡系統105，該目標材料度量衡系統包括一照明源110及一照明接收器120。所展示之配置係用於背光或明場成像，其中目標相對於輻射接收器120自後方被照亮。出於此原因，照明源110亦可被稱作背光模組(BLM)。一般熟習此項技術者應瞭解，目標材料度量衡系統105可經組態為前照亮或暗場系統，其中目標自前方被照亮且照明接收器接收已被目標反射的輻射。
如本文中所使用，術語「成像」及其同源詞係指獲得攝影機影像以及獲得陰影圖、獲得陰影圖及簡單地偵測視場中之物體的存在及輪廓，亦即，偵測。因此，取決於應用，照明接收器110可實施為攝影機、CCD陣列等等，且對應於圖1之目標成像器70。
作為一個實例，習知照明源可產生具有905 nm之波長的輻射以用於目標度量衡。此照明模組經組態以用於目標度量衡，其中目標係呈液滴之形式。出於此原因，接收模組亦指定為目標形成攝影機(DFC)。系統經設計以對由具有約6.9 g/cm 3之密度的液體錫製成之目標進行成像，此產生約3.5×10 22Sn原子/cm 3之數量密度。在EUV源中用實務光學配置實施此系統時，此系統之解析度極限約為幾微米。
使用此類配置帶來的一個挑戰來自所謂「衛星」液滴之存在。離開液滴產生器之目標材料最初呈連續串流之形式。此連續串流在離開液滴產生器噴嘴之後不久分解為極小微滴之串流。接著，液滴/目標串流中之微滴在其朝向輻照區行進時聚結，直至其在行進被稱作聚結長度之距離之後變得完全聚結。此為圖3A中之目標14的狀態。
雖然理想情況下，所有微滴聚結為完全聚結之目標，以所要間距行進所要軌跡，但可能有一些微滴並未如此。甚至在聚結長度之後仍保持在串流中的此等微滴被稱作衛星液滴。此等微滴被展示為圖3B中之微滴15。其特性(諸如，數目及頻率)可產生諸如液滴產生器健康之系統效能的指示，且在最佳化液滴產生器(液滴產生器調諧)之效能的製程中亦為有用的。出於此原因，偵測此類液滴之存在可為有益的。因此，雖然數微米之解析度極限通常足以准許偵測完全聚結之目標，但偵測來自不完全聚結之衛星液滴需要不大於1 μm之解析度極限。
此外，稀薄化脈衝可造成目標材料之較小球體16自目標17噴出，從而產生如圖3C中所展示之較小目標材料塊，偵測該等目標材料塊亦需要較大解析度。
此外，如圖3C中所展示之圓盤式分佈17可包括部分(例如，變薄中心部分)可能太稀薄(不夠密集)以致於無法被習知目標材料度量衡系統所察覺。目標材料之密度經選擇主要以最佳化目標材料之轉換以產生電漿。具有10.59 μm之波長的CO 2雷射最佳地起作用，其中Sn密度低於約1×10 18Sn原子/cm 2(液體Sn之密度的1/10000)，此產生接近臨界密度之電漿密度。如所提及，可藉由用基架脈衝調節目標來達成最佳目標材料密度，基架脈衝尤其將目標塊重新分佈為具有具有所要密度之中間部分的圓盤式形狀。然而，即使不是不可能，亦很難使用習知目標材料度量衡光源來偵測例如此密度之錫及/或使其成像。因此，若照明源亦能夠產生在使得有可能「看到」低密度目標材料之波長下的輻射，則其可能為額外有益的。
對於強發射譜線，由目標材料之吸收與發射強度成比例，亦即，較高發射強度產生較高吸收。此趨勢意謂在較短波長下可預期較高吸收率。對於產生905 nm背光之習知照明源，相對強度為30，但波長小於400 nm之光產生的吸收比針對905 nm的吸收高多達兩個數量級。
本質上，稀薄化錫目標材料對在小於約400 nm之波長下的輻射更不透明。因此，在小於約400 nm之波長下的輻射可用以偵測稀薄錫目標及/或使其成像。
出於使特定實例促進描述之目的，本文中之描述係依據經命名之波長。然而，一般熟習此項技術者應瞭解，可使用其他波長，只要彼等波長滿足由稀薄化目標材料充分吸收使得稀薄化目標材料可經成像(例如，偵測)的準則即可。
此外，使用具有窄線寬(通常為其光譜之半高全寬(FWHM))的輻射會由於由使用相干輻射所引起之尖峰及環而造成嘈雜背景。此嘈雜背景亦限制解析度。
因此，一般而言，需要使用產生具有較短波長及較寬線寬之輻射的照明源。同時，亦需要使用可在極短脈衝中產生輻射之照明源，該等脈衝可「凍結」以100 m/s行進的目標之運動。
因此，需要能夠以最適合於轉換的密度來偵測諸如錫之目標材料及/或使其成像的光源。根據一實施例之一個態樣，此需要藉由使用具有低於400 nm之波長(亦即，在100至400 nm之UV波長範圍的上部部分中)的照明源來解決。作為一個實例，照明源可包括Ti:藍寶石雷射器。更具體而言，作為一個實例，Ti:藍寶石雷射器之380 nm的第二諧波可用以對稀薄化低密度Sn目標進行成像。此光源可經組態以具有約4 nm之寬線寬。此處及別處，「約」在應用於一值時意欲指代包括彼值及在彼值之慣例容許度內的其他值之範圍。
圖4為用於產生具有所要特性之輻射的照明源500之一個實施例的圖式。在圖4之配置中，在532 nm處用(DPSS)二極體泵送固態雷射器585來對Ti:藍寶石雷射器510(亦稱為Ti:Al 2O 3雷射器、鈦藍寶石雷射器或Ti:藍寶石)進行泵送，該雷射器在此實例中可為頻點倍增之摻釹的釔鋁石榴石(Nd:YAG)雷射器，其中532 nm表示由摻釹的雷射材料發射之1064 nm基波輻射的第二諧波。
Ti:藍寶石雷射器510包括Ti:藍寶石晶體520，其中其各者在光束方向(亦即，光束進入晶體之末端及光束離開晶體之末端)上以布魯斯特角度切割以最小化反射損失。對於自空氣至雷射晶體的雷射光束傳播(具有折射率n)，布魯斯特角度θ B被定義為θ B= arctan(n)。Ti:藍寶石之折射率n為約1.76，從而產生約60.4º之布魯斯特角度。
Ti:藍寶石雷射器510亦包括在760 nm下具有60%至80%之反射率的輸出耦合器530及在760 nm下具有高反射率的二向色光學元件540及針對532 nm的抗反射塗層。Ti:藍寶石雷射器510亦包括聚焦透鏡550。Ti:藍寶石雷射器510可用增益交換方案操作，亦即，以在增益高於振盪臨限值時發射具有高達960 nm(例如，約760 nm)之波長調諧範圍的雷射輻射，但在增益降低至振盪臨限值以下時無輸出。
由Ti:藍寶石晶體520產生的自約720 nm可調諧至約960 nm的760 nm輻射之頻率由頻率倍增器560相乘，例如，雙倍以產生380 nm輻射。頻率倍增器560可為如所展示之Ti:藍寶石雷射器510的部分或可定位於Ti:藍寶石雷射器510外部。頻率倍增器560可實施為非線性光學晶體，諸如用於第二諧波產生(SHG)之三硼酸鋰(LiB 3O 5或LBO)晶體。亦稱為頻率雙倍之SHG為非線性光學製程，其中具有相同頻率之兩個光子與非線性材料相互作用，「經組合」且產生新光子，其具有初始光子能量(等效地，兩倍頻率及一半波長)兩倍的能量。在約720 nm至960 nm範圍內之波長調諧及SHG及第三諧波產生(THG)的情況下，可產生具有約250 nm至450 nm範圍內之波長的UV輻射。
如所展示，頻率倍增器560之輸出耦合至光纖束遞送系統570中。光束均勻化可藉由使用光纖束遞送系統570中之多階光纖來實現，從而造成具有寬線寬且因此較不相干的多個光束模式之重疊。
如所提及，在圖4中所展示之配置中，Ti:藍寶石雷射器510係由由DPSS雷射器580產生之532 nm脈衝泵送，該DPSS雷射器可例如實施為頻率雙倍Nd:YAG雷射器585。此等脈衝之532 nm波長為Nd:YAG雷射材料之1064 nm基波的SHG。頻率倍增器590亦可實施為非線性光學晶體，諸如針對SHG之β硼酸鋇(β-BaB 2O 4或BBO)。
Ti:藍寶石雷射器510之脈衝持續時間取決於施加至該雷射的泵送雷射脈衝之脈衝持續時間。在泵送雷射持續時間為幾奈秒之情況下，Ti:藍寶石雷射器之脈衝持續時間亦將為幾奈秒。其中心波長及線寬很大程度上取決於輸出耦合器530之760 nm塗層。在380 nm下之線寬可大於4 nm，其為在266 nm下之第四諧波之線寬的100倍。此更寬線寬使得有可能使衛星液滴在其出現於視野中的任何地方為可見的。
用此配置而可能的次微米級解析度對量測直徑在20至27 μm範圍內之目標以及次微米級衛星液滴為有用的。自此等量測獲得之資訊可用以計算Sn體積平衡，亦即，各目標中多少Sn，此對於在線液滴產生器調諧及液滴產生器檢核為有用的，以上兩者可改良液滴產生器壽命。
圖5為根據一實施例之另一態樣的用於產生具有小於400 nm之波長的目標材料度量衡輻射之另一配置的圖式。如圖5中所示，在532 nm下之Q交換Nd:YAG雷射源620之輸出(Nd:YAG雷射器之1064 nm基本波長的SHG)經導引至頻率倍增器630，該頻率倍增器可實施為BBO非線性晶體以產生在266 nm下之第四諧波雷射輻射。鏡面640將266 nm下之雷射輻射與其他波長下之發射輻射分離。舉例而言，鏡面640可具有266 nm下之高反射效率及532 nm及1064 nm下之高透射效率。如所展示，頻率倍增器630之266 nm輸出耦合至光纖束遞送系統650中。光束均勻化可藉由使用多階光纖來實現，從而造成具有寬線寬且因此較不相干的多個光束模式之重疊。
本發明係憑藉繪示指定功能及功能建構區塊之間的關係之實施方案的功能建構區塊製得。為了便於描述，本文已任意地定義此等功能建構區塊之邊界。只要適當地執行指定功能，便可定義替代邊界。舉例而言，控制模組功能可在幾個系統之間劃分，或者至少部分地藉由整個控制系統來執行。
以上描述包括一或多個實施例之實例。當然，不可能出於描述前述實施例之目的而描述組件或方法之每一可想到的組合，但一般熟習此項技術者將認識到，各種實施例之許多另外組合及排列係可能的。因此，所描述之實施例意欲包涵屬於隨附申請專利範圍之精神及範疇的所有此等變更、修改及變化。
此外，就術語「包括」用於實施方式或申請專利範圍中而言，此術語意欲以相似於術語「包含」在「包含」作為過渡詞用於申請專利範圍中時所解釋之方式而為包括性的。此外，儘管所描述之態樣及/或實施例的元件可以單數形式來描述或主張，但除非明確陳述單數限制，否則亦涵蓋複數。此外，除非另外陳述，否則任何態樣及/或實施例之全部或一部分均可與任何其他態樣及/或實施例之全部或一部分一起加以利用。
可使用以下條項進一步描述實施例： 1. 一種用於極紫外線光源之目標度量衡系統，該目標度量衡系統包含： 光源，其經配置以發射在小於400 nm之中心波長下的照明雷射輻射且用照明雷射輻射來照明目標材料供應路徑之部分；及輻射接收器，其經配置以在照明雷射輻射已照明目標材料供應路徑之部分之後接收照明雷射輻射。 2. 如條項1之目標度量衡系統，其中輻射接收器產生指示目標在目標材料供應路徑之部分中之位置的輸出信號。 3. 如條項2之目標度量衡系統，其進一步包含位置偵測回饋系統，該位置偵測回饋系統經配置以接收輻射接收器之輸出信號且經調適以至少部分地基於輸出信號而計算目標位置及目標軌跡中之至少一者。 4. 如條項1之目標度量衡系統，其中輻射接收器包含目標成像器。 5. 如條項4之目標度量衡系統，其中目標成像器包含攝影機。 6. 如條項4之目標度量衡系統，其中目標成像器包含CCD陣列。 7. 如條項4之目標度量衡系統，其中目標成像器產生陰影圖。 8. 如條項1之目標度量衡系統，其中光源經調適以產生具有約266 nm之中心波長的照明雷射輻射。 9. 如條項1之目標度量衡系統，其中光源包含經配置以接收泵送光束且發射在約250 nm至約450 nm範圍內之中心波長下的照明雷射輻射之頻率倍增Ti:藍寶石雷射器。 10. 如條項1之目標度量衡系統，其中光源包含經配置以接收泵送光束且發射在約380 nm之中心波長下的照明雷射輻射之頻率倍增Ti:藍寶石雷射器。 11. 如條項1之目標度量衡系統，其中光源進一步包括經配置以產生泵送光束的二極體泵送固態(DPSS)雷射器，該泵送光束具有約532 nm之中心波長。 12. 如條項11之目標度量衡系統，其中DPSS雷射器包括Nd:YAG雷射器及經配置以接收光束及用於產生泵送光束的頻率倍增器。 13. 如條項9之目標度量衡系統，其中Ti:藍寶石雷射器包含經配置以接收泵送光束的一二向色光學元件、一Ti:藍寶石晶體及一輸出耦合器。 14. 如條項9之目標度量衡系統，其中Ti:藍寶石雷射器包含一頻率倍增元件，其經配置以自具有約760 nm之中心波長的輸出耦合器接收輸出耦合器輻射且用於倍增輸出耦合器輻射之頻率以產生在約380 nm之中心波長下且具有250 nm至450 nm之波長調諧範圍的照明雷射輻射。 15. 如條項14之目標度量衡系統，其中頻率倍增元件包含一非線性光學元件。 16. 如條項15之目標度量衡系統，其中非線性光學元件包含一三硼酸鋰晶體。 17. 如條項1之目標度量衡系統，其進一步包含一光纖束遞送系統，該光纖束遞送系統經配置且經調適以將來自光源之照明雷射輻射輸送至目標材料供應路徑之部分。 18. 如條項17之目標度量衡系統，其中光纖束遞送系統包含一多階光纖。 19. 如條項1之目標度量衡系統，其中光源經調適以產生照明雷射輻射以具有在1至10奈秒之範圍內的脈衝持續時間。 20. 如條項1之目標度量衡系統，其中光源經調適以產生具有不小於4 nm之線寬的照明雷射輻射。 21. 如條項1之目標度量衡系統，其中光源包含一Nd:YAG雷射器且照明雷射輻射經導出為Nd:YAG雷射器之一諧波。 22. 一種用於極紫外線光源之目標度量衡方法，該目標度量衡方法包含： 用具有小於400 nm之中心波長的照明雷射輻射來照明目標材料供應路徑之部分； 在照明雷射輻射已照明目標材料供應路徑之部分之後接收照明雷射輻射作為所接收照明；及 基於所接收照明而使存在於目標材料供應路徑之部分中的目標材料成像。 23. 如條項22之目標度量衡方法，其中使目標材料成像包含產生指示存在於目標材料供應路徑之部分中的目標材料之位置的一輸出信號。 24. 如條項23之目標度量衡方法，其進一步包含至少部分地基於輸出信號而計算一目標位置或一目標軌跡中之至少一者。 25. 如條項22之目標度量衡方法，其中使目標材料成像包含使用目標成像器。 26. 如條項25之目標度量衡方法，其中目標成像器包含攝影機。 27. 如條項25之目標度量衡方法，其中目標成像器包含CCD陣列。 28. 如條項22之目標度量衡方法，其中使目標材料成像包含產生陰影圖。 29. 如條項22之目標度量衡方法，其中照明雷射輻射具有約266 nm之中心波長。 30. 如條項22之目標度量衡方法，其中用具有小於400 nm之中心波長的照明雷射輻射照明目標材料供應路徑之部分係部分地藉由使用頻率倍增Ti:藍寶石雷射器來執行，該頻率倍增Ti:藍寶石雷射器經配置以接收泵送光束且發射在約380 nm及之中心波長下的照明雷射輻射。 31. 如條項30之目標度量衡方法，其進一步包含用經配置以產生泵送光束之二極體泵送固態(DPSS)雷射器來對Ti:藍寶石雷射器進行泵送，該泵送光束具有約532 nm之中心波長。 32. 如條項31之目標度量衡方法，其中DPSS雷射器包括Nd:YAG雷射器及經配置以接收光束及用於產生泵送光束的頻率倍增器。 33. 如條項30之目標度量衡方法，其中Ti:藍寶石雷射器包含經配置以接收泵送光束的二向色光學元件、Ti:藍寶石晶體及輸出耦合器。 34. 如條項30之目標度量衡方法，其中Ti:藍寶石雷射器包含頻率倍增元件，其經配置以自具有約760 nm之中心波長的輸出耦合器接收輸出耦合器輻射且用於倍增輸出耦合器輻射之頻率以產生在約380 nm之中心波長下的照明雷射輻射。 35. 如條項34之目標度量衡方法，其中頻率倍增元件包含非線性光學元件。 36. 如條項35之目標度量衡方法，其中非線性光學元件包含三硼酸鋰晶體。 37. 如條項22之目標度量衡方法，進一步其中用具有小於400 nm之中心波長的照明雷射輻射來照明目標材料供應路徑之部分係至少部分地使用光纖束遞送系統來執行，該光纖束遞送系統用於將來自光源之照明雷射輻射輸送至目標材料供應路徑之部分。 38. 如條項37之目標度量衡方法，其中光纖束遞送系統包含多階光纖。 39. 如條項22之目標度量衡方法，其中照明雷射輻射是脈衝式的，其脈衝持續時間在1至10奈秒範圍內。 40. 如條項22之目標度量衡方法，其中照明雷射輻射具有不小於4 nm之線寬。 41. 如條項22之目標度量衡方法，其中用具有小於400 nm之中心波長的照明雷射輻射照明目標材料供應路徑之部分包含使用Nd:YAG雷射器且照明雷射輻射經導出為Nd:YAG雷射器之諧波。
上述實施方案及其他實施方案在以下申請專利範圍之範疇內。
10:雷射產生電漿EUV輻射源 12:光束 14:目標 15:微滴 16:球體 17:目標/圓盤式分佈 22:脈衝式或連續雷射源 23:調節雷射 24:目標材料遞送系統 25:光束 26:真空腔室 28:輻照區 30:收集器 32:雷射光束操控系統 40:中間點/中間焦點 50:積體電路微影掃描器或步進器 52:矽晶圓工件 54:倍縮光罩或光罩 60:EUV光源控制器系統 62:目標位置偵測回饋系統 65:雷射發射控制系統 70:目標成像器 90:目標遞送控制系統 92:目標遞送機構 100:控制器 105:目標材料度量衡系統 110:照明源/照明接收器 120:照明接收器/輻射接收器 500:照明源 510:Ti:藍寶石雷射器 520:Ti:藍寶石晶體 530:輸出耦合器 540:二向色光學元件 550:聚焦透鏡 560:頻率倍增器 570:光纖束遞送系統 580:DPSS雷射器 585:(DPSS)二極體泵送固態雷射器/頻率雙倍Nd:YAG雷射器 590:頻率倍增器 620:Q交換Nd:YAG雷射源 630:頻率倍增器 640:鏡面 650:光纖束遞送系統
圖1為用於雷射產生電漿EUV輻射源之總體廣泛概念的示意性未按比例繪製視圖。
圖2為用於雷射產生電漿EUV輻射源中之目標材料度量衡系統的示意性未按比例繪製視圖。
圖3A、圖3B及圖3C為繪示雷射產生電漿EUV輻射源中之目標材料之某些條件的未按比例繪製圖式。
圖4為根據一實施例之一個態樣的用於雷射產生電漿EUV輻射源中的目標材料度量衡系統之照明源的未按比例繪製圖式。
圖5為根據一實施例之一個態樣的用於雷射產生電漿EUV輻射源中的目標材料度量衡系統之照明源的未按比例繪製圖式。
下文參看隨附圖式詳細地描述所揭示主題之其他特徵及優勢，以及所揭示主題之各種實施例的結構及操作。應注意，所揭示主題之適用性不限於本文中所描述之具體實施例。本文僅出於說明性目的呈現此類實施例。基於本文中含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者而言將顯而易見。
10:雷射產生電漿EUV輻射源
14:目標
22:脈衝式或連續雷射源
26:真空腔室
28:輻照區
90:目標遞送控制系統
92:目標遞送機構
100:控制器
105:目標材料度量衡系統
110:照明源/照明接收器
120:照明接收器/輻射接收器

Claims (41)

  1. 一種用於一極紫外線光源之目標度量衡系統，該目標度量衡系統包含： 一光源，其經配置以發射在小於400 nm之一中心波長下的照明雷射輻射且用該照明雷射輻射來照明一目標材料供應路徑之一部分；及 一輻射接收器，其經配置以在該照明雷射輻射已照明該目標材料供應路徑之該部分之後接收該照明雷射輻射。
  2. 如請求項1之目標度量衡系統，其中該輻射接收器產生指示一目標在該目標材料供應路徑之該部分中之一位置的一輸出信號。
  3. 如請求項2之目標度量衡系統，其進一步包含一位置偵測回饋系統，該位置偵測回饋系統經配置以接收該輻射接收器之該輸出信號且經調適以至少部分地基於該輸出信號而計算一目標位置及一目標軌跡中之至少一者。
  4. 如請求項1之目標度量衡系統，其中該輻射接收器包含一目標成像器。
  5. 如請求項4之目標度量衡系統，其中該目標成像器包含一攝影機。
  6. 如請求項4之目標度量衡系統，其中該目標成像器包含一CCD陣列。
  7. 如請求項4之目標度量衡系統，其中該目標成像器產生一陰影圖。
  8. 如請求項1之目標度量衡系統，其中該光源經調適以產生具有約266 nm之一中心波長的該照明雷射輻射。
  9. 如請求項1之目標度量衡系統，其中該光源包含經配置以接收一泵送光束且發射在約250 nm至約450 nm之一範圍內之一中心波長下的該照明雷射輻射之一頻率倍增Ti:藍寶石雷射器。
  10. 如請求項1之目標度量衡系統，其中該光源包含經配置以接收一泵送光束且發射在約380 nm之一中心波長下的照明雷射輻射之一頻率倍增Ti:藍寶石雷射器。
  11. 如請求項1之目標度量衡系統，其中該光源進一步包括經配置以產生該泵送光束的一二極體泵送固態(DPSS)雷射器，該泵送光束具有約532 nm之一中心波長。
  12. 如請求項11之目標度量衡系統，其中該DPSS雷射器包括一Nd:YAG雷射器及經配置以接收該光束及用於產生該泵送光束的一頻率倍增器。
  13. 如請求項9之目標度量衡系統，其中該Ti:藍寶石雷射器包含經配置以接收該泵送光束的一二向色光學元件、一Ti:藍寶石晶體及一輸出耦合器。
  14. 如請求項9之目標度量衡系統，其中該Ti:藍寶石雷射器包含一頻率倍增元件，其經配置以自具有約760 nm之一中心波長的該輸出耦合器接收輸出耦合器輻射且用於倍增該輸出耦合器輻射之一頻率以產生在約380 nm之一中心波長下且具有250 nm至450 nm之波長調諧範圍的該照明雷射輻射。
  15. 如請求項14之目標度量衡系統，其中該頻率倍增元件包含一非線性光學元件。
  16. 如請求項15之目標度量衡系統，其中該非線性光學元件包含一三硼酸鋰晶體。
  17. 如請求項1之目標度量衡系統，其進一步包含一光纖束遞送系統，該光纖束遞送系統經配置且經調適以將來自該光源之該照明雷射輻射輸送至該目標材料供應路徑之該部分。
  18. 如請求項17之目標度量衡系統，其中該光纖束遞送系統包含一多階光纖。
  19. 如請求項1之目標度量衡系統，其中該光源經調適以產生該照明雷射輻射以具有在1至10奈秒之一範圍內的一脈衝持續時間。
  20. 如請求項1之目標度量衡系統，其中該光源經調適以產生具有不小於4 nm之一線寬的該照明雷射輻射。
  21. 如請求項1之目標度量衡系統，其中該光源包含一Nd:YAG雷射器且該照明雷射輻射經導出為該Nd:YAG雷射器之一諧波。
  22. 一種用於一極紫外線光源之目標度量衡方法，該目標度量衡方法包含： 用具有小於400 nm之一中心波長的該照明雷射輻射來照明一目標材料供應路徑之一部分； 在該照明雷射輻射已照明該目標材料供應路徑之該部分之後接收該照明雷射輻射作為所接收照明；及 基於該所接收照明而使存在於該目標材料供應路徑之該部分中的目標材料成像。
  23. 如請求項22之目標度量衡方法，其中使目標材料成像包含產生指示存在於該目標材料供應路徑之該部分中的該目標材料之一位置的一輸出信號。
  24. 如請求項23之目標度量衡方法，其進一步包含至少部分地基於該輸出信號而計算一目標位置或一目標軌跡中之至少一者。
  25. 如請求項22之目標度量衡方法，其中使目標材料成像包含使用一目標成像器。
  26. 如請求項25之目標度量衡方法，其中該目標成像器包含一攝影機。
  27. 如請求項25之目標度量衡方法，其中該目標成像器包含一CCD陣列。
  28. 如請求項22之目標度量衡方法，其中使目標材料成像包含產生一陰影圖。
  29. 如請求項22之目標度量衡方法，其中該照明雷射輻射具有約266 nm之一中心波長。
  30. 如請求項22之目標度量衡方法，其中用具有小於400 nm之一中心波長的該照明雷射輻射照明一目標材料供應路徑之一部分係部分地藉由使用一頻率倍增Ti:藍寶石雷射器來執行，該頻率倍增Ti:藍寶石雷射器經配置以接收一泵送光束且發射在約380 nm之一中心波長下的照明雷射輻射。
  31. 如請求項30之目標度量衡方法，其進一步包含用經配置以產生該泵送光束之一二極體泵送固態(DPSS)雷射器來對該Ti:藍寶石雷射器進行泵送，該泵送光束具有約532 nm之一中心波長。
  32. 如請求項31之目標度量衡方法，其中該DPSS雷射器包括一Nd:YAG雷射器及經配置以接收該光束及用於產生該泵送光束的一頻率倍增器。
  33. 如請求項30之目標度量衡方法，其中該Ti:藍寶石雷射器包含經配置以接收該泵送光束的一二向色光學元件、一Ti:藍寶石晶體及一輸出耦合器。
  34. 如請求項30之目標度量衡方法，其中該Ti:藍寶石雷射器包含一頻率倍增元件，其經配置以自具有約760 nm之一中心波長的該輸出耦合器接收輸出耦合器輻射且用於倍增該輸出耦合器輻射之一頻率以產生在約380 nm之一中心波長下的該照明雷射輻射。
  35. 如請求項34之目標度量衡方法，其中該頻率倍增元件包含一非線性光學元件。
  36. 如請求項35之目標度量衡方法，其中該非線性光學元件包含一三硼酸鋰晶體。
  37. 如請求項22之目標度量衡方法，進一步其中用具有小於400 nm之一中心波長的該照明雷射輻射來照明一目標材料供應路徑之一部分係至少部分地使用一光纖束遞送系統來執行，該光纖束遞送系統用於將來自該光源之該照明雷射輻射輸送至該目標材料供應路徑之該部分。
  38. 如請求項37之目標度量衡方法，其中該光纖束遞送系統包含一多階光纖。
  39. 如請求項22之目標度量衡方法，其中該照明雷射輻射是脈衝式的，其一脈衝持續時間在1至10奈秒之一範圍內。
  40. 如請求項22之目標度量衡方法，其中該照明雷射輻射具有不小於4 nm之一線寬。
  41. 如請求項22之目標度量衡方法，其中用具有小於400 nm之一中心波長的該照明雷射輻射照明一目標材料供應路徑之一部分包含使用一Nd:YAG雷射器且該照明雷射輻射經導出為該Nd:YAG雷射器之一諧波。
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