TW202404420A

TW202404420A - 雷射射束旋轉後的ｅｕｖ輻射產生

Info

Publication number: TW202404420A
Application number: TW112118946A
Authority: TW
Inventors: 史蒂芬皮勒; 包里斯雷加德
Original assignee: 德商創浦半導體製造雷射系統公司
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2023-05-22
Publication date: 2024-01-16
Also published as: DE102022205360A1; WO2023232651A1

Abstract

本發明關於一種用於藉由以至少一個雷射射束(18)照射靶材(16)來產生EUV輻射(14)的設備(10)和方法(12)。該至少一個雷射射束(18)由具有聚焦單元(22)的射束成形組件(20)成形。在聚焦單元(22)的上游佈置有射束旋轉器(28)，以便能夠補償不同類型的射束成形組件(20)的不同的像場旋轉。由此，在多種類型的射束成形組件(20)上游、尤其在射束旋轉器(28)上游可以連接相同的光學部件。

Description

雷射射束旋轉後的EUV輻射產生

本發明關於一種用於產生EUV輻射的設備。該設備具有帶有聚焦單元的、用於使雷射射束成形的光學射束成形組件。此外，該設備具有可經由被雷射射束照射以發射EUV輻射的靶材(尤其是呈錫液滴形式)。本發明還關於一種用於利用這樣的設備來產生EUV輻射之方法。

本申請人在此已知的是，使用具有聚焦單元的射束成形組件，在該聚焦單元中將雷射射束聚焦到靶材上。在此，聚焦單元具有光學元件，這些光學元件尤其佈置在真空室中並且適合於將雷射射束聚焦到靶材上。在此，雷射射束的焦點位置必須是可調節的，以便例如使焦點位置與靶材的位置相協調並且因此尤其實現最大可能的EUV功率。在此，在射束成形組件外部藉由使入射至射束成形組件的雷射射束傾斜和/或移位來調節雷射射束的側向焦點位置。同樣在射束成形組件外部藉由調節雷射射束的發散度來控制在雷射射束的射束方向上的焦點位置。射束成形組件具有一個或多個光學元件，通過該一個或多個光學元件來使雷射射束偏轉和/或成形，即，入射至射束成形組件和聚焦到靶材上的雷射射束並不彼此共線。藉由一個或多個光學元件實現的這樣的射束偏轉產生像場旋轉，即，例如入射至射束成形組件的輸入射束的水平傾斜不會引起焦點位置的水平移位，而是例如引起沿關於水平線旋轉了的軸線的移位。因此，為了能夠調節焦點位置，雷射射束的輸入行為和輸出行為以及因此像場旋轉必須是已知的，從而使得可以將對應的傳遞函數保存在控制裝置中。例如，如果希望焦點例如沿水平軸線移位，則控制裝置必須發出使入射至射束成形組件的雷射射束為此例如對應地圍繞兩條軸線傾斜的命令。在射束成形組件(在該射束成形組件中，多個雷射射束、例如一個預脈衝雷射射束和一個主脈衝雷射射束或者兩個預脈衝雷射射束和一個主脈衝雷射射束被聚焦到靶材上)中，在某些情況下，針對不同的雷射射束設有相同的射束光路，即，雷射射束在射束成形組件內部經由相同的光學元件被引導至靶材。這尤其是當這些雷射射束具有相同波長時的情況。在這種情況下，在雷射射束(例如是具有相同波長的兩個預脈衝雷射射束)之間提供角度偏移，該角度偏移在射束成形組件的聚焦單元的聚焦平面中引起這兩個雷射射束之間的限定的局部偏移。該角度偏移同樣必須由(位於射束成形組件上游的)光學元件來調節。在聚焦單元的聚焦平面中這兩個雷射射束之間的局部偏移的取向因此同樣與像場旋轉有關。

射束成形組件中的光學元件的佈置和類型根據射束成形組件的類型而不同。不同類型的射束成形組件通常在被射束成形組件的聚焦單元聚焦的雷射射束的取向方面與向射束成形組件的輸入射束的取向不同。因此，針對每種類型的射束成形組件，需要其他的控制裝置或其他位於射束成形組件上游的光學元件，以便能夠以相同的方式使雷射射束聚焦。此外，用具有不同輸入行為和輸出行為的其他類型的射束成形組件更換射束成形組件變得困難。

因此，本發明之目的之一在於以如下方式來改進所屬類型的設備，使得可以針對不同類型的射束成形組件使用射束成形組件的相同的控制裝置，並且使得用其他類型的射束成形組件更換該射束成形組件變得容易。此外，本發明之另一目的在於提供一種用於操作這樣的設備之方法。

根據本發明，該目的可藉由例如請求項1所述之設備和例如請求項11所述之方法來實現。附屬請求項給出較佳的改進方案。

因此，本發明之目的可藉由上述提及的設備來實現，其中射束成形組件具有用於使雷射射束進行像場旋轉的射束旋轉器。

射束旋轉器可以實現簡化的控制以及對該類型的射束成形組件的簡單更換。在更換射束成形組件時不需要干預對射束成形組件的控制、尤其不需要對存儲在射束成形組件的控制裝置中的傳遞函數進行適配。此外，避免了對位於射束成形組件上游的光學器件的適配。

射束成形組件較佳的是具有多個光學元件，這些光學元件能夠使雷射射束多次偏轉和成形。

射束旋轉器可以被設計為透射性的並且例如具有達夫(Dove)棱鏡。然而，如果使用功率較高的雷射射束，那麼射束旋轉器在此可能顯著變熱並且從而導致射束旋轉器損壞。因此，射束旋轉器較佳的是被設計成反射性的，並且具有至少一個反射鏡、尤其多個反射鏡來引導雷射射束。

射束旋轉器較佳的是具有奇數個反射鏡來引導雷射射束。

特別較佳的是，射束旋轉器具有三個反射鏡或五個反射鏡來引導雷射射束。在使用三個反射鏡的情況下，射束旋轉器的結構性構造被簡化，而在使用五個反射鏡的情況下，可以避免雷射射束以扁平的角度入射至反射鏡。在此，在射束旋轉器的基本位置，雷射射束較佳的是在射束旋轉器中被反射，其方式為使得入射至射束旋轉器的雷射射束與從射束旋轉器出射的雷射射束共線地延伸。如果現在射束旋轉器沿著入射和出射的雷射射束的共同的射束軸線旋轉給定的角度，則射出的雷射射束旋轉兩倍的角度。

當射束旋轉器佈置在射束成形組件的射束光路的在其中雷射射束被準直的區段中時，射束成形組件的結構性構造和其控制被進一步簡化。

射束成形組件可以被設計成用於引導雷射射束和/或用於引導多個雷射射束。射束成形組件尤其可以被設計成用於引導一個或多個預脈衝雷射射束和主脈衝雷射射束，使得靶材依次被預脈衝或多個預脈衝照射，然後才被主脈衝照射。如果具有相同或相似波長的兩個或更多個雷射射束、例如具有相同或相似波長的兩個預脈衝雷射射束朝向靶材被定向，則這些雷射射束穿過射束成形組件內的相同的光學元件。在這些雷射射束之間，在射束成形組件的聚焦單元的聚焦平面中需要限定的局部偏移，以便在相應地為此而設的位置處照射靶材。該局部偏移由雷射射束之間的角度偏移引起，該角度偏移在位於射束成形組件上游的光學元件中被調節。雷射射束之間的局部偏移的取向與射束成形組件的像場旋轉相關。因此特別有利的是這樣的射束成形組件，在這些射束成形組件中兩個或更多個雷射射束經由相同的光學元件被引導至靶材並且這些射束成形組件具有適合用於以限定的方式來調節雷射射束相對於彼此的取向的射束旋轉器，因為可以針對不同類型的這樣的射束成形組件使用相同的控制裝置。

在此，射束成形組件可以具有佈置在射束旋轉器上游的射束組合器。佈置在射束旋轉器上游的射束組合器還可以佈置在射束成形組件上游。在該射束組合器處，具有相似或相同波長的雷射射束可以被組合並且經由相同的光學元件被引導至靶材。這明顯簡化了設備的結構性構造。

射束組合器可以被設計成二向色(dichroic)反射鏡的形式。

在本發明之特別較佳的設計方案中，設備具有能夠在其中對靶材進行照射的真空室。在此進一步較佳的是，聚焦單元的光學元件佈置在真空室內部，並且射束旋轉器佈置在真空室外部，以便最佳地利用真空室中可用的結構空間。

根據本發明實施例之目的還藉由用於使用在此描述的設備來產生EUV輻射之方法來實現。在此，該方法至少包括：引導該至少一個雷射射束通過射束成形組件、尤其通過射束旋轉器和聚焦單元，和照射靶材以及產生EUV輻射。

針對設備描述的特徵和優點也與方法相關，並且反之亦然。

所使用的該至少一個雷射射束較佳的是脈衝式的。尤其有利的是，靶材被提供為液滴、例如錫液滴的型態。在這種情況下，雷射射束入射至液滴的頻率與液滴從液滴源發出的頻率相對應。

較佳的是，藉由在射束成形組件外部調節雷射射束的發散度，來調節所使用的該至少一個雷射射束在射束方向上在靶材上的焦點位置。由此進一步簡化了對射束成形組件的控制。

為了照射靶材，可以將多個雷射射束引導通過射束成形組件。可以依次用預脈衝雷射射束或多個預脈衝雷射射束並且隨後用主脈衝雷射射束來照射靶材。在此，該一個或多個預脈衝雷射射束的焦點位置可以在射束成形組件的外部被調節，而主脈衝雷射射束的焦點位置可以在射束成形組件的內部被調節。在此，主脈衝雷射射束的焦點位置可以藉由更新反射鏡來進行調節。

本發明之其他優點從說明書和附圖得出。同樣，上述以及還將進一步闡述的特徵可以根據本發明各自單獨地或多個任意組合地使用。所示出的和所描述的實施方式不應理解為窮盡的列舉，而是更確切地說對於解說本發明而言具有示例性特徵。

10:設備

12:方法

14:EUV輻射

16:靶材

18:雷射射束

20:射束成形組件

22:聚焦單元

24:靶材供應器

26:真空室

28:射束旋轉器

30a-e:反射鏡

31:透鏡

32:透鏡

33:第一偏轉光學元件

圖1示意性地示出用於產生EUV輻射的根據本發明之設備和根據本發明之方法，其中雷射射束穿過射束旋轉器。

圖2示意性地示出藉由射束旋轉器實現之像場旋轉。

圖3示意性地示出具有三個反射鏡之射束旋轉器。

圖4示意性地示出具有五個反射鏡的射束旋轉器之另一實施方式。

圖1示出用於在靶材16(在此顯示為多個液滴的形式、尤其呈錫液滴的形式)上產生EUV輻射14的設備10和方法12。靶材16在此被至少一個雷射射束18照射，該至少一個雷射射束穿過具有聚焦單元22的射束成形組件20。聚焦單元22具有多個光學元件，該多個光學元件佈置在真空室26中。由靶材供應器24釋出的靶材16和聚焦單元22的光學元件較佳的是位於設備10的真空室26中。

雷射射束18的側向(X/Y)焦點位置在射束成形組件20外部、藉由入射至射束成形組件20的雷射射束18的傾斜和/或移位而向前移動，雷射射束18在射束方向(Z)上的焦點位置同樣在射束成形組件20外部而藉由調節入射至射束成形組件20的雷射射束18的發散度來控制。在此，射束成形組件20具有多個光學元件，這些光學元件實現雷射射束18的像場旋轉。因此，例如雷射射束18的水平傾斜不會引起焦點的水平移位，而是引起沿關於水平旋轉了的軸線的移位。由於焦點位置在射束成形組件20的外部被控制，因此射束光路的輸入行為/輸出行為必須是在射束成形組件20內是易於獲知的。

在此，射束成形組件20可以被實施為模組化的組件，該組件可以容易地被安裝到設備10中以及從中拆卸。在根據圖1的實施方式中，射束成形組件20包括位於透鏡31和32下游的光學元件。進入射束成形組件20的輸入雷射射束由雷射射束18形成，該雷射射束已被引導穿過這兩個透鏡31、32但還沒有經過經偏轉的第一光學元件33。應理解的是，光學元件的其他佈置也是可能的。

不同的聚焦單元類型可以具有不同的像場旋轉。為了能夠針對不同類型的射束成形組件20使用相同的、位於上游的射束成形和控制系統，在控制裝置的傳遞函數中必須考慮相應類型的射束成形組件20的像場旋轉，由此無法針對不同類型的射束成形組件20使用相同的控制裝置。相對於此，根據本發明提出，設置射束旋轉器28，該射束旋轉器可以實現對不同類型的射束成形組件20的不同的像場旋轉的適配。由此，可以針對不同類型的射束成形組件20使用相同的控制裝置。

圖2示例性地示出在射束旋轉器28(參見圖1)旋轉22.5°的情況下像場平面旋轉(下方圖示)45°。

圖3示出具有三個反射鏡30a、30b、30c的射束旋轉器28的實施方式。

圖4示出具有五個反射鏡30a、30b、30c、30d、30e的射束旋轉器28的替代性實施方式，在該射束旋轉器中避免了以扁平的角度入射至反射鏡30a-30e。

總覽附圖中的所有圖，本發明總體上關於用於藉由以至少一個雷射射束18照射靶材16來產生EUV輻射14的設備10和方法12。該至少一個雷射射束18由具有聚焦單元22的射束成形組件20成形。在聚焦單元22的上游佈置有射束旋轉器28，以便能夠補償不同類型的射束成形組件20的不同的像場旋轉。由此，在不同類型的射束成形組件20上游、尤其在射束旋轉器28上游可以連接相同的光學部件。