TWI612850B - 極紫外線光源及用於增強來自該極紫外線光源的功率之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係描述藉由來自一靶材材料的回饋以增強來自一極紫外線光源的功率之技術，該靶材材料在進入一靶材位置之前已被修改成一空間性延伸的靶材分佈或經擴大靶材。因為供回饋發生的路徑之幾何結構諸如往返長度及方向可隨時間而改變，或空間性延伸的靶材分佈之形狀可能未提供一夠平順的反射係數，來自空間性延伸的靶材分佈之回饋係提供一非共振光學腔穴。然而，若克服了上述幾何及物理拘束，則來自空間性延伸的靶材分佈之回饋係可能提供一共振且同調的光學腔穴。在任一實例中，可利用從一非振盪器增益媒體所生成之自發性發射的光以產生回饋。

Description

極紫外線光源及用於增強來自該極紫外線光源的功率之方法

所揭露的標的物係有關以來自一空間性延伸的靶材分佈之回饋以增強來自一極紫外線光源的功率之技術。

極紫外線(EUV)光、例如具有約50nm或更小波長的電磁輻射(亦有時稱為軟x射線)、且包括處於約13nm波長的光係可使用於光微影術製程中，以在基材、例如矽晶圓中產生極小的形貌體。

用於生成EUV光之方法係包括但未必限於將一具有一擁有位於EUV範圍的一發射線之元素例如氙、鋰或錫之材料轉換成一電漿狀態。在一種常稱為雷射生成式電漿(LPP)的如是方法中，可藉由以一可稱為驅動雷射的經放大光束輻照諸如例如一微滴、流束或叢簇材料形式的一靶材材料，藉以生成所需要的電漿。對於此程序，電漿典型係被生成於一密封容器、例如一真空腔室中並利用不同類型量測設備予以監測。

在某些一般面向中，一方法係包括朝一靶材區釋放一流束的靶材材料微滴，流束中的該等微滴沿著一軌跡 從一靶材材料供應系統移行至靶材區；藉由沿著一傳播方向導引一第一脈衝的光朝向第一靶材材料微滴，生成一空間性延伸的靶材分佈，同時第一微滴位於靶材材料供應裝備與靶材區之間，第一脈衝的光在第一靶材材料微滴上之衝擊係在一面對傳播方向之平面中增大一靶材材料微滴的一橫剖面直徑並沿著一平行於傳播方向之方向減小第一靶材材料微滴的一厚度；定位一光學件以建立一與該靶材的位置交會之束路徑；將一增益媒體耦合至束路徑；及藉由使從增益媒體發射的光子散射離開空間性延伸的靶材分佈而生成一經放大光束，其與空間性延伸的靶材分佈交互作用以生成產生極紫外線(EUV)光的電漿，至少部分的經散射光子被置於束路徑上以生成經放大光束。

實行方式可包括下列特徵構造的一或多者。例如，可產生EUV光而不提供外部光子至束路徑。

流束可包括複數個靶材材料微滴，其各沿著軌跡彼此分隔，且從流束中之微滴的不只一者生成分離之空間性延伸的靶材分佈。

第一脈衝的光可具有1.06μm的波長。與傳播方向呈橫向的平面中之空間性延伸的靶材分佈之一橫剖面直徑係可比起第一靶材材料微滴的橫剖面直徑更大3至4倍。

空間性延伸的靶材分佈係可在第一光脈衝衝擊第一靶材材料微滴之後的一時間期間被生成。

第一脈衝的光可具有10ns的一時程。經放大光束可具有400至500ns的一足至足時程(foot-to-foot duration)。

經放大光束可具有10.6μm的一波長。經放大光束可具有第一脈衝的光的波長之約十倍的波長。

該方法係可包括感測微滴的流束中之一第一靶材材料微滴位於靶材材料供應系統與靶材區之間。

空間性延伸的靶材分佈係可為一碟的形式。碟可包括熔融金屬的一碟。

經放大光束可與空間性延伸的靶材分佈交互作用，以產生極紫外線(EUV)光而不生成任何同調性輻射。

光學件可被定位於與靶材的位置相反之增益媒體的一側，以在束路徑上將光反射回去。

在其他一般面向中，一極紫外線光源係包括一光學件，其被定位以將光提供至一束路徑；一靶材供應系統，其沿著一軌跡從靶材供應系統至一與束路徑交會的靶材位置產生一流束的靶材材料微滴；一光源，其被定位以在靶材供應系統與靶材位置之間的一位置，輻照靶材材料微滴的流束中之一靶材材料微滴，光源發射具有一足以使一靶材材料微滴物理性變形成一空間性延伸的靶材分佈的能量之光；一增益媒體，其被定位於靶材位置與光學件之間之束路徑上；及一空間性延伸的靶材分佈，其可被定位以至少部份地重合於靶材位置以沿著束路徑及在空間性延伸的靶材分佈與光學件之間界定一光學腔穴。空間性延伸的靶材分佈及靶材材料微滴包含一在一電漿狀態中發射EUV光之材料。

實行方式可包括下列特徵構造的一或多者。例 如，靶材材料可包括錫，且靶材材料微滴可包括熔融錫的微滴。

空間性延伸的靶材分佈係可在一垂直於光學腔穴所生成之一經放大光束的傳播方向之平面中具有一橫剖面直徑，且空間性延伸的靶材分佈之橫剖面直徑可比起靶材材料微滴的一橫剖面直徑更大3至4倍。

上述技術的任一者之實行方式係可包括一方法，一程序，一靶材，一用於從一空間性延伸的靶材分佈產生光學回饋之總成或裝置，一用於翻新一既有EUV光源之套組或預組裝的系統，或一裝備。一或多個實行方式的細節係提供於附圖及下文描述中。從描述與圖式及申請專利範圍將得知其他的特徵構造。

100‧‧‧雷射生成式電漿(LPP)極紫外線(EUV)光源

105,342,442‧‧‧靶材位置

107‧‧‧腔室130的內部

110,195‧‧‧經放大光束

114‧‧‧靶材混合物

115,180,315‧‧‧驅動雷射系統

120‧‧‧束運送系統

122,326‧‧‧聚焦總成

124‧‧‧量測系統

125‧‧‧靶材材料輸送系統

126‧‧‧靶材材料輸送控制系統

127,447‧‧‧靶材材料供應裝備

130,340,440‧‧‧真空腔室

135‧‧‧收集器面鏡

140,197‧‧‧開孔

150‧‧‧開端式中空圓錐形罩套

155‧‧‧主控制器

156,456‧‧‧微滴位置偵測回饋系統

157‧‧‧雷射控制系統

158‧‧‧束控制系統

160‧‧‧靶材或微滴成像器

165‧‧‧光源偵測器

175‧‧‧引導雷射

181,182,183‧‧‧功率放大器

184,191‧‧‧光

185,189,190,193,194‧‧‧耦合窗口

186,188‧‧‧彎曲面鏡

187‧‧‧空間性濾器

192,196‧‧‧摺疊面鏡

300‧‧‧光學成像系統

305‧‧‧LPP EUV光源

306‧‧‧EUV光

310‧‧‧微影術工具

316‧‧‧主脈衝/經放大光束

317,417‧‧‧輻射

318‧‧‧預脈衝

322‧‧‧光學元件

324‧‧‧預脈衝源

346,446‧‧‧EUV收集光學件

400‧‧‧光源

405a,405b‧‧‧靶材材料微滴

410‧‧‧束路徑

412‧‧‧反射性光學件

420‧‧‧光學增益媒體

420a,420b,420c‧‧‧光學放大器

460‧‧‧微滴成像器

505‧‧‧幾何分佈

605‧‧‧空間性延伸的靶材分佈

606‧‧‧縱軸線

607‧‧‧緯度範圍

702‧‧‧光學腔穴

802‧‧‧脈動式輻射束

804‧‧‧光束

900‧‧‧程序

910,920,930,940,950‧‧‧步驟

1000‧‧‧EUV光源

1002‧‧‧外部雷射源

d‧‧‧距離

t₁,t₂,t₃,t₄‧‧‧時間器

圖式描述

圖1是一示範性雷射生成式電漿極紫外線光源之方塊圖；圖2是可被使用於圖1的光源中之一驅動雷射系統的一範例之方塊圖；圖3是一雷射生成式電漿極紫外線(EUV)光源及一被耦合至該EUV光源之微影術工具的俯視平面圖；圖4至7顯示另一示範性雷射生成式電漿極紫外線光源在四個不同時間之側視圖；圖8顯示經放大光束的一預脈衝及一脈衝之示範性波形； 圖9是一利用來自一空間性延伸的靶材分佈之回饋以增強一EUV光源中的功率之示範性程序的流程圖；圖10顯示另一示範性雷射生成式電漿極紫外線光源。

本發明係描述藉由來自一靶材材料的回饋以增強來自一極紫外線光源的功率之技術，該靶材材料在進入一靶材位置之前已被修改成一空間性延伸的靶材分佈或經延伸靶材。因為供回饋發生的路徑之幾何結構諸如往返長度及方向可隨時間而改變，或空間性延伸的靶材分佈之形狀可能未提供一夠平順的反射係數(reflectance)，來自空間性延伸的靶材分佈之回饋係提供一非共振光學腔穴。然而，若克服了上述幾何及物理拘束，則來自空間性延伸的靶材分佈之回饋係可能提供一共振且同調的光學腔穴。在任一實例中，可利用從一非振盪器增益媒體所生成之自發性發射的光以產生回饋。

特別來說，一靶材材料的一微滴的形狀係隨著其移行朝向一靶材位置而以一預脈衝光學束被修改，俾使經修改的靶材材料的反射率(reflectivity)在抵達靶材位置時遠大於靶材材料微滴的反射率。利用此方式，若一反射光學件被定位以在一交會於靶材位置的束路徑上反射光，可能藉由從光學增益媒體所生成之光輻照高反射性空間性延伸的靶材分佈而在一包括一增益媒體的束路徑中提供回饋，俾使經修改靶材材料及光學件形成一振盪的光學腔穴。

若從空間性延伸的靶材分佈作反射之光提供一 散射表面，其沿著不同路徑反射光，俾使反射光在一往返之後不可返回至其原始位置(例如位於反射光學件)，反射離開空間性延伸的靶材分佈所生成之振盪的光學腔穴係可視為是一具有不同調回饋之隨機雷射。在如是一腔穴中可能缺乏電磁場的空間性共振，且因此，利用如是一雷射中的回饋使能量或光子的部份返回至增益媒體。在此情境中，光學腔穴中的許多模式與增益媒體整體作交互作用，且雷射發射的統計性質在此實例中係可逼近或接近於一頻譜的一狹窄範圍中之一極明亮黑體的發射者。

靶材材料微滴係為被釋放朝向靶材位置之靶材材料的一流束之一部份。靶材位置係位於束路徑及光學增益媒體的軸線上。在抵達靶材位置之前，預脈衝光束係輻照靶材材料微滴以形成空間性延伸的靶材分佈，其係為靶材材料的一經修改形狀，諸如一變平或碟形靶材。靶材材料的經修改形狀可為片段的一霧，雲，或一半球狀靶材，其可具有類似於一碟形靶材的性質。在任一實例中，靶材材料的經修改形狀具有在靶材位置中面對經放大光束之一較大範圍或一較大表面積。相較於原始靶材材料微滴，空間性延伸的靶材分佈具有一較大直徑且具有一較大反射率。空間性延伸的靶材分佈抵達靶材位置，其對準於束路徑，且開始在增益媒體中產生回饋。

若從空間性延伸的靶材分佈作反射之光提供一散射表面，其沿著束路徑反射光俾使部分反射光在各往返之後返回至其原始位置(例如位於反射光學件)，振盪的光學 腔穴係可視為是一具有部份同調性回饋之雷射。電磁場的空間性共振可出現於如是一腔穴中，可利用如是一雷射中的回饋使更多能量或光子返回至增益媒體。

空間性延伸的靶材分佈係可被使用於一雷射生成式電漿(LPP)極紫外線(EUV)光源中。空間性延伸的靶材分佈係包括一靶材材料，其在一電漿狀態時係發射EUV光。靶材材料可為一靶材混合物，其包括一靶材物質及雜質諸如非靶材粒子。靶材物質係為被轉換至一具有位於EUV範圍的一發射線之電漿之物質。靶材物質可例如為液體或熔融金屬的一微滴，一液體流束的一部分，固體粒子或叢簇，被包含在液體微滴內之固體粒子，靶材材料的一泡沫，或被包含在一液體流束的一部分內之固體粒子。靶材物質可例如為水，錫，鋰，氙，或當轉換至一電漿狀態時具有位於EUV範圍的一發射線之任何材料。例如，靶材物質可為元素錫，其可用來作為純錫(Sn)；作為一錫化合物，例如SnBr₄、SnBr₂、SnH₄；作為一錫合金，例如錫-鎵合金、錫-銦合金、錫-銦-鎵合金、或這些合金的任何組合。並且，在不具有雜質的情形中，靶材材料僅包括靶材物質。下文討論提供範例，其中靶材材料係為熔融金屬製成的一靶材材料微滴。在這些範例中，靶材材料稱為靶材材料微滴。然而，靶材材料可採行其他形式。

參照圖1，初步提供其中實行該等技術之一示範性雷射生成式電漿(LPP)極紫外線(EUV)光源100之一般描述作為背景。

藉由在一靶材位置105以沿著一束路徑移行朝向靶材混合物114之經放大光束110輻照一靶材混合物114，而形成LPP EUV光源100。亦稱為輻照部位之靶材位置105係位於一真空腔室130的一內部107內。當經放大光束110打擊靶材混合物114時，靶材混合物114內的一靶材材料被轉換成一電漿狀態，其具有一擁有EUV範圍中的一發射線之元素。所生成的電漿具有依據靶材混合物114內之靶材材料的組成物而定之特定特徵。這些特徵可包括電漿所生成之EUV光的波長以及從電漿釋放的雜屑類型及量。

光源100亦包括一靶材材料輸送系統125，其以液體微滴、液體流束、固體粒子或叢簇、液體微滴內所含的固體粒子或一液體流束內所含的固體粒子之形式輸送、控制並導引靶材混合物114。靶材混合物114係包括例如為水，錫，鋰，氙等靶材材料，或當轉換至一電漿狀態時具有位於EUV範圍的一發射線之任何材料。例如，元素錫可用來作為純錫(Sn)；作為一錫化合物，例如SnBr₄、SnBr₂、SnH₄；作為一錫合金，例如錫-鎵合金、錫-銦合金、錫-銦-鎵合金、或這些合金的任何組合。靶材混合物114亦可包括雜質諸如非靶材粒子。因此，在不具有雜質的情形中，靶材混合物114僅由靶材材料構成。靶材混合物114被靶材材料輸送系統125輸送至腔室130的內部107中及靶材位置105。

光源100係包括一驅動雷射系統115，其由於雷射系統115的一或多個增益媒體內之一居量反轉(population inversion)而產生經放大光束110。光源100係包括雷射系統115與靶材位置105之間的一束輸送系統，束輸送系統包括一束運送系統120及一聚焦總成122。束運送系統120從雷射系統115接收經放大光束110，並依需要導向及修改經放大光束110且輸出經放大光束110至聚焦總成122。聚焦總成122接收經放大光束110並將束110聚焦至靶材位置105。

在部分實行方式中，雷射系統115可包括一或多個光學放大器、雷射、及/或燈以供提供一或多個主脈衝及在部分實例中之一或多個預脈衝。各光學放大器係包括一能夠以一高增益光學性放大所欲波長之增益媒體，一激勵源，及內部光學件。光學放大件係可具有或可不具有雷射面鏡或形成一雷射腔穴之其他回饋裝置。因此，縱使沒有用以形成一雷射腔穴之永久性回饋裝置，雷射系統115由於雷射放大器的增益媒體中之居量反轉而產生一經放大光束110。並且，若具有一雷射腔穴以提供足夠回饋至雷射系統115，雷射系統115可產生一身為同調性雷射束之經放大光束110。“經放大光束”用語係涵蓋下列的一或多者：僅被放大但缺乏一永久性光學回饋裝置且因此可能未必提供同調性雷射振盪之來自雷射系統115的光，以及經放大(位於振盪器中的一增益媒體之外部或之內)且由於一永久性光學回饋裝置而亦是同調性雷射振盪之來自雷射系統115的光。

雷射系統115中的光學放大器可包括一增益媒體，一充填氣體，其包括CO₂且可以大於或等於1000的一增益放大處於約9.1μm與約11μm之間且特別是約10.6μm的波 長之光。在部分範例中，光學放大器係放大處於10.59μm的波長之光。供使用於雷射系統115中之適當的放大器及雷射係可包括一脈動式雷射裝置，例如一脈動式氣體放電CO₂雷射裝置，其以例如10kW或更高的相對高功率及例如50kHz或更高的高脈衝重覆率操作，以DC或RF激勵生成例如處於約9.3μm或約10.6μm的輻射。雷射系統115中的光學放大器亦可包括一冷卻系統諸如水，其可在以較高功率操作雷射系統115時作使用。

圖2顯示一範例驅動雷射系統180的方塊圖。驅動雷射系統180可用來作為光源100中之驅動雷射系統115。驅動雷射系統180包括三個功率放大器181、182及183。功率放大器181、182及183的任一者或全部可包括內部光學元件(未圖示)。功率放大器181、182及183各包括一增益媒體，其中當以一外部電源或光源泵動時則發生放大。例如，功率放大器181、182及183的各者係包括位於一增益媒體各側上之一對的電極，以提供一外部電源。此外，一反射性光學件112係沿著功率放大器181、182及183之間所界定的一束路徑被置放。

當空間性延伸的靶材分佈位於靶材位置內時，來自功率放大器181、182及183的增益媒體內之自發性發射的光子可被空間性延伸的靶材分佈(如下文討論)所散射，且這些經散射的光子被置於一束路徑上，其在之中移行經過功率放大器181、182及183的各者。接著描述此束路徑。

光184藉由被反射離開一對彎曲面鏡186、186而 經過功率放大器181的耦合窗口185及功率放大器182的一耦合窗口189移行於功率放大器181與功率放大器之間。光184亦通過一空間性濾器187。光184在功率放大器182中被放大且經過另一耦合窗口190被導引至功率放大器182外成為光191。光191隨著其被反射離開摺疊面鏡192而移行於放大器183與放大器182之間並經過一耦合窗口193進入及離開放大器183。放大器183係放大光191，且離開放大器183朝向束運送系統120之光191係移行經過耦合窗口194成為一經放大光束195。一摺疊面鏡196係可被定位以導引經放大束195往上(至頁面外)且朝向束運送系統120。

空間性濾器187係界定一開孔197，其可例如為一供光184通過之圓形開口。彎曲面鏡186及188可例如為偏離軸線拋物形面鏡，其分別具有約1.7m及2.3m焦長。空間性濾器187可被定位使得開孔197重合於驅動雷射系統180的一焦點。圖2的範例顯示三個功率放大器。然而，可使用更多或更少個功率放大器。

再度參照圖1，光源100包括一收集器面鏡135，其具有一開孔140以容許經放大光束110通過及抵達靶材位置105。收集器面鏡135可例如為一橢球面鏡，其具有位於靶材位置105的一主要焦點及位於一中間位置145的一次要焦點(亦稱為一中間焦點)，其中EUV光可從光源100輸出且可被輸入至例如一積體電路束定位系統工具(未圖示)。光源100亦可包括一開端式中空圓錐形罩套150(例如一氣體圓錐)，其從收集器面鏡135推拔朝向靶材位置105以降低進入 聚焦總成122及/或束運送系統120之電漿所產生的雜屑量，同時容許經放大光束110抵達靶材位置105。基於此目的，一氣流可設置於罩套中，其被導引朝向靶材位置105。

光源100亦可包括一主控制器155，其連接至一微滴位置偵測回饋系統156，一雷射控制系統157，及一束控制系統158。光源100可包括一或多個靶材或微滴成像器160，其提供一指示出一微滴例如相對於靶材位置105的位置之輸出並將此輸出提供至微滴位置偵測回饋系統156，其可例如運算一微滴位置及軌跡，可自其以一種逐一微滴基礎或平均地運算一微滴位置誤差。微滴位置偵測回饋系統156因此以微滴位置誤差作為一輸入提供至主控制器155。主控制器155可因此例如將一雷射位置、方向及擇時修正信號提供至雷射控制系統157，其可例如用來控制雷射擇時電路及/或提供至束控制系統158以控制一經放大光束位置及束運送系統120的定形以改變腔室130內之束焦斑的位置及/或焦度。

靶材材料輸送系統125係包括一靶材材料輸送控制系統126，其可回應於來自主控制器155的一信號而操作，以例如修改藉由一靶材材料供應裝備127所釋放之微滴的釋放點，以修正抵達所欲靶材位置105的微滴之誤差。

此外，光源100可包括一光源偵測器165，其測量一或多個EUV光參數，包括但不限於脈衝能量，身為波長的函數之能量分佈，波長的一特定帶內之能量，波長的一特定帶外之能量，及EUV強度及/或平均功率之角度性分 佈。光源偵測器165產生一回饋信號以供由主控制器155使用。回饋信號可例如指示出諸如雷射脈衝的擇時及聚焦等參數之誤差，以妥當地在對的地方與時間攔截微滴以供有效且有效率的EUV光生成。

光源100亦可包括一引導雷射175，其可用來對準光源100的不同段或幫助將經放大光束110導向至靶材位置105。連同引導雷射175，光源100係包括一量測系統124，其被放置在聚焦總成122內以從引導雷射175及經放大光束110取樣光的一部分。在其他實行方式中，量測系統124被放置於束運送系統120內。量測系統124可包括一光學元件，其取樣或重新導引一次組的光，如是光學元件由可承受引導雷射束及經放大光束110的功率之任何材料製成。由於主控制器155分析來自引導雷射175之所取樣光並利用此資訊經由束控制系統158調整聚焦總成122內的組件，一束分析系統係由量測系統124及主控制器155形成。

因此，綜言之，當來自雷射系統115之束路徑上的至少部分自發性發射的光子從空間性延伸的靶材分佈及從反射光學件112被反射時，光源100產生沿著束路徑被導引之經放大光束110，以生成沿著束路徑處於增益媒體的增益帶內的波長之較多的光，以提供雷射系統115中的雷射作用(具有足夠的模擬發射)。利用此方式，足夠能量被傳遞至空間性延伸的靶材分佈內之靶材材料，以藉此將靶材材料轉換成電漿，其發射位於EUV範圍的光。經放大光束110係在以雷射系統115的設計及性質為基礎所決定之一特定波 長(其亦稱為源波長)操作。至少部分的經放大光束110被反射離開空間性延伸的靶材分佈回到束路徑中，以提供回饋至雷射系統115中。

參照圖3，顯示一示範性光學成像系統300的俯視平面圖。光學成像系統300係包括一LPP EUV光源305，其將EUV光306提供至一微影術工具310。光源305可類似於及/或包括圖2A及2B的光源100之部分或全部組件。

光源305係包括一驅動雷射系統315，一光學元件322，一預脈衝源324，一聚焦總成326，一真空腔室340，及一EUV收集光學件346。EUV收集光學件346將從一靶材位置342所發射的EUV光導引至微影術工具310。EUV收集光學件346可為收集器面鏡135(圖1)，且靶材位置342可位於收集光學件346的一焦點。

驅動雷射系統315生成一經放大光束316。驅動雷射系統315可例如為圖2的驅動雷射系統180。預脈衝源324發射一脈衝的輻射317。預脈衝源324可例如為一Q切換式Nd：YAG雷射，且輻射317的脈衝可為來自Nd：YAG雷射之一脈衝。

光學元件322將經放大光束316及輻射317的脈衝從預脈衝源324導引至腔室340。光學元件322係為可沿著類似路徑導引經放大光束316及輻射317的脈衝並將經放大光束316及輻射317的脈衝輸送至腔室340之任何元件。

經放大光束316被導引至腔室340中的靶材位置342。輻射317的脈衝被導引至一位置341。位置341在“-x” 方向從靶材位置342作位移。利用此方式。輻射317的脈衝係為一“預脈衝”，其可在抵達靶材位置342之前的一時間在一物理性不同於靶材位置342之位置處引發一靶材材料微滴。

圖4顯示一生成EUV光之示範性光源400的側視圖。圖4顯示光源400處於一第一時間t=t₁，圖5至7顯示光源400處於稍後時間t=t₂，t=t₃，及t=t₄，其中各時間係晚於之前的時間。圖4至7顯示一靶材材料微滴405b轉變成一空間性延伸的靶材分佈且後續沿著包括增益媒體的束路徑提供更多光子以增大增益媒體的增益帶中之增異。

如下文討論，光源400係藉由在一反射性光學件412與一空間性延伸的靶材分佈之間形成一光學腔穴而在一束路徑410上生成處於增益媒體420之增益帶內的波長之經放大光。為了生成空間性延伸的靶材分佈，一靶材材料微滴405b以輻射417的一脈衝被輻照，同時靶材材料微滴405b位於一靶材材料供應裝備447至一靶材位置442之間。當所形成的空間性延伸的靶材分佈抵達靶材位置442時，光學腔穴(其可為非共振)係形成於光學件412與空間性延伸的靶材分佈之間。

參照圖4，光源400包括光學件412，一光學增益媒體420，一真空腔室440，一EUV收集光學件446，及一靶材材料供應裝備447。光源400亦可包括一或多個微滴成像器460，及一微滴位置偵測回饋系統456。靶材材料供應裝備447可類似於靶材材料供應裝備127(圖1)。微滴成像器460 及微滴位置偵測回饋系統456可類似於微滴成像器160及微滴位置偵測回饋系統156(圖1)。位置偵測回饋系統456可包括一電子處理器及一實體電腦可讀取式媒體，其係儲存當執行時將造成電子處理器以來自微滴成像器460的資訊為基礎決定一靶材材料微滴的一位置之指令。

在t=t₁(如圖4所示)，靶材材料供應裝備447已經釋放靶材材料微滴405b及一靶材材料微滴405a。微滴405a及405b在“x”方向移行朝向靶材位置442。靶材位置442係為對應於EUV收集光學件446的一焦點之腔室440內的一位置。靶材位置442亦交會於束路徑410，其係為一供反射性光學件412沿其導引光之路徑。束路徑410由光學增益媒體420的組態以及可能位於光學增益媒體420的配置內之開孔與空間性濾器所界定。光學件412可例如為一部份或完全反射性面鏡。

源400亦包括光學增益媒體420。在圖4的範例中，光學增益媒體400包括複數個光學放大器420a、420b及420c。光學放大器420a、420b及420c的各者係包括其各別增益媒體的各側上之一對的電極，以提供一外部電源。放大器420a、420b及420c可類似於就圖2所討論之放大器181、182及183。光學增益媒體420係耦合至且部份地界定束路徑410。亦即，從光學件412反射之光係進入且可通過光學增益媒體420。來自放大器420a、420b及420c的增益媒體內之自發性發射的光子係可離開增益媒體420來到束路徑410上且沿著束路徑410。

源400亦包括一或多個微滴成像器460，其被連接至一微滴位置偵測回饋系統456。隨著靶材材料微滴405b移行至靶材位置442，成像器460係測量供微滴位置偵測回饋系統456用來決定靶材材料微滴405b在“x”方向的一位置之資料。

在靶材材料微滴405b抵達在“-x”方向與束路徑410相距一距離d的一位置之前不久，輻射417的一脈衝係抵達該位置且輻照靶材材料微滴405b。距離“d”係夠大以使經輻照的靶材材料微滴能夠在抵達靶材位置442之前適當地改變其形狀。距離“d”可例如位於約100μm與200μm之間，或為約120μm。

輻射417的脈衝可從一類似於預脈衝源324(圖3A)之源產生。在部分實行方式中，輻射417的脈衝可具有1微米(μm)的波長，10奈秒(ns)的脈衝時程(以半最大值之全寬度作測量)及1mJ(毫焦耳)能量。在其他實行方式中，輻射417的脈衝可具有1μm的波長，2ns的脈衝時程(當利用半最大的全寬度或FWHM計量作測量時)及1mJ能量。在又其他實行方式中，輻射417的脈衝可具有1μm的波長，10ns的FMHM脈衝時程及0.5mJ能量。輻射417的脈衝可具有1至10μm的波長，10至60ns的FWHM及10至50mJ能量。

參照圖5，顯示源400處於時間t=t₂，即輻射417的脈衝打擊靶材材料微滴405b之後的一時間。輻射417的脈衝在靶材材料微滴405b上之衝擊係使靶材材料微滴405b物理性變形成一包括靶材材料之幾何分佈505。幾何分佈505 可例如為具極少或沒有空隙之熔融金屬的一區。相較於靶材材料微滴405b，幾何分佈505在“x”方向呈長形。比起靶材材料微滴405b而言，幾何分佈505亦可沿著“z”方向呈較薄。幾何分佈505隨著其移行朝向靶材位置442而繼續在“x”方向擴大。

參照圖6，在時間t=t₃，幾何分佈505已經擴大成一空間性延伸的靶材分佈605且身為一在“-x”方向恰位於束路徑410前之位置。碟形靶材605抵達束路徑軸線410而不被實質離子化。亦即，空間性延伸的靶材分佈605係可視為是在抵達束路徑軸線410之前被預成形。

空間性延伸的靶材分佈605係具有一縱軸線606及緯度範圍607。範圍606及607依據t=t₁(當靶材材料微滴405b被輻射417的脈衝所打擊時)與t=t₃之間所經過的時間量而定，輻射417的脈衝之脈衝時程及能量亦然。範圍606概括隨著所經過時間量增加而增大。對於2000ns的一所經過時間，範圍606可為約80至300μm。相較而言，靶材材料微滴405a的一類似維度係為約20至40μm。

參照圖7，在時間t=t₄，靶材605係交會於束路徑410，且一光學腔穴702(以實心雙重箭頭線代表)係形成於靶材605與光學件412之間。束路徑上之自發性發射的光子係從空間性延伸的靶材分佈605且從反射光學件412作反射，以沿著束路徑410在增益媒體420的增益帶中生成較多的光，且倘若提供足夠的回饋，則藉由從回饋的累積來克服鏈中的損失，且增益媒體中儲存的全部能量皆被轉換成刺 激發射(以生成經放大光束)。雖然空間性延伸的靶材分佈602位於靶材位置442中且因此交會於束路徑410，經放大光束係輻照空間性延伸的靶材分佈。利用此方式，足夠能量被傳遞至空間性延伸的靶材分佈內之靶材材料，以藉此將空間係延伸的靶材分佈605轉換成電漿，其係發射EUV範圍中之光。並且，不利用一分離的同調性光源以將光子提供至靶材位置即達成此作用。

並且，因為空間性延伸的靶材分佈605比起自其形成空間性延伸的靶材分佈605之靶材材料微滴408b而言具有一更大範圍606，空間性延伸的靶材分佈605將更多的光反射回到光學放大器420中，藉此增強光學放大器420的增益帶內之光生成。利用空間性延伸的靶材分佈605形成光學腔穴702之所生成的光係比起利用一未修改靶材材料微滴所產生者而言可產生更多約2至10倍的光。

此外，因為，空間性延伸的靶材分佈605在一供光束沿其傳播之方向具有一較小範圍605，空間性延伸的靶材分佈605更易被轉換成一發射EUV光之電漿。範圍606的相對厚度係指空間性延伸的靶材分佈605將更多靶材材料提供予光束(且薄形狀係容許一入射光束輻照空間性延伸的靶材分佈中之較多的靶材材料)。因此，更多的空間性延伸的靶材分佈被轉換至電漿。這導致較大轉換效率及較少雜屑。最後，因為使用輻射417的脈衝修改靶材材料微滴405b的物理形狀之技術係使範圍606增大，故可使用一較小的初始靶材材料微滴。利用一較小靶材材料微滴係可改良 光源400的壽命。

圖8顯示一用來使一靶材材料微滴變形之脈動式輻射束802以及一利用經變形靶材材料形成一振盪的光學腔穴所生成的光束804之範例。脈動式輻射束802具有1μm的波長，10ns脈衝時程，及1mJ能量。光束804具有400至500ns的時程(沿著一基線、例如足至足作測量)。

圖9是一用於生成一經放大光束的示範性程序900之流程圖。可在任何發射一能夠使一靶材材料微滴變形的脈動式輻射束之EUV光源上進行程序900。範例程序900係就EUV光源400作討論。

靶材材料微滴的一流束係從靶材材料供應裝備447被釋放(910)。靶材材料微滴的流束係包括靶材材料微滴405a及405b。靶材材料微滴的流束係被釋放或發射朝向靶材位置442。可用來決定微滴405b之微滴位置回饋系統456係位於靶材材料供應裝備447與靶材位置442之間(920)。圖4顯示位於靶材材料供應裝備447與靶材位置442之間的靶材材料微滴405b之一範例。在部分實行方式中，當決定靶材材料微滴405b位於靶材供應裝備447與靶材位置442之間時，靶材材料微滴405b在“-x”方向被位移約120μm。

空間性延伸的靶材分佈605係被生成(930)。將輻射417的脈衝導引朝向靶材材料微滴405b同時微滴405b位於靶材供應裝備447與靶材位置442之間、且容許所產生的經物理變形靶材材料微滴擴大係生成空間性延伸的靶材分佈605。如圖5所示，輻射417的脈衝與靶材材料微滴405b之 間的交互作用係使微滴變形成為幾何分佈505。在交互作用之後經過一有限的時間期間，且幾何分佈505係伸長同時移動朝向靶材位置442並形成空間性延伸的靶材分佈605。輻射417的脈衝在其抵達靶材位置442之前係被導引朝向靶材材料微滴405b。利用此方式，靶材605係被預成形且當其抵達靶材位置442時未被實質地離子化。

相較於靶材材料微滴405b，空間性延伸的靶材分佈605在一面對一來臨的脈動式輻射束之平面中具有一較大橫剖面直徑。一面對來臨的脈動式輻射束之平面係可為一與束傳播方向呈橫向之平面。在其他範例中，該平面可以一未與傳播方向呈橫向的角度相對於脈動式輻射束的傳播方向呈角度狀，但仍容許空間性延伸的靶材分佈605將光反射回到放大器420中。較大的橫剖面直徑係容許空間性延伸的靶材分佈605比起靶材材料微滴405b而言將更多的光反射至放大器420中。

反射性光學件412被定位成反射束路徑410上之光的部分(940)。束路徑410交會於靶材位置442。因此，當空間性延伸的靶材分佈605在空間上重合於束路徑410時，空間性延伸的靶材分佈605及反射性光學件係形成光學腔穴702，其可為非共振性(圖7)。一經放大光束係生成於空間性延伸的靶材分佈605與反射性光學件412之間(950)。

可以另一靶材材料微滴重覆程序900以改良增益媒體420的增益或放大。可在第一光束之後20至40ns形成第二光束。利用此方式，可藉由在反射式光學件412以及由一 脈衝的輻射輻照一靶材材料微滴所形成之空間性延伸的靶材分佈之間重覆地形成一光學腔穴而產生一串的光脈衝。

圖10顯示另一示範性EUV光源1000。EUV光源1000類似於EUV光源400，且EUV光源1000藉由輻射417的脈衝輻照靶材材料微滴405b而將靶材材料微滴405b物理性轉變成空間性延伸的靶材分佈605。然而，光源1000包括一外部雷射源1002。外部雷射源1002將位於放大器420的增益帶內之光子供應至光學路徑410。

很少有方式可使來自源1002的光被注射經過例如位於一端之一轉動面鏡中的一孔，諸如位於增益媒體420鏈之另一端。光可首先反射離開空間性延伸的靶材分佈605然後回到雷射中。

顯示EUV光源1000處於恰在空間性延伸的靶材分佈605抵達靶材位置442之前的一時間。當空間性延伸的靶材分佈605抵達靶材位置442時，被供應至光學路徑410(以供反射離開分佈605)之額外光子係添加至從放大器420a、420b及420c內作自發性發射所發射之光子。來自雷射源1002的光子係可為與放大器420a、420b及420c的增益帶相同之波長。被放大器420a、420b及420c放大之額外光子的出現係可幫助在空間性延伸的靶材分佈605與反射性光學件412之間產生一光。例如，相較於一缺乏雷射源1002之類似的EUV光源，該光可以從空間性延伸的靶材分佈605反射更少的光而被產生。

其他實行方式係位於申請專利範圍的範疇內。例 如，空間性延伸的靶材分佈605可具有從一碟略作變化的一形狀。空間性延伸的靶材分佈可例如具有一或多個變平側及/或一凹狀表面。空間性延伸的靶材分佈可具有一碗狀形狀。

在圖3所示的範例中，驅動雷射系統315及預脈衝源324被顯示成分離的源。然而，在其他實行方式中，可能使輻射317的脈衝(其可作為輻射417的脈衝)及經放大光束316皆可由驅動雷射系統315產生。在如是一實行方式中，驅動雷射系統315可包括兩個CO₂種子雷射次系統及一個放大器。種子雷射次系統的一者可產生一具有10.26μm波長之經放大光束，且另一種子雷射次系統可產生一具有10.59μm波長之經放大光束。這兩波長可來自於CO₂雷射的不同線。來自兩種子雷射次系統的經放大光束兩者係在相同的功率放大器鏈中被放大然後被角度性散射以抵達腔室340內的不同位置。在一範例中，具有10.26μm波長之經放大光束係用來作為預脈衝317，且具有10.59μm波長之經放大光束用來作為經放大光束316。在其他範例中，可使用可產生不同波長之CO₂雷射的其他線以產生兩個經放大光束(其一者為輻射317的脈衝且其另一者為經放大光束316)。

用以將經放大光束316及輻射317的脈衝導引至腔室340之光學元件322(圖3)係可為任何可沿著類似路徑導引經放大光束316及輻射317之元件。例如，光學元件322係可為一二色性分束器，其接收經放大光束316並予以反射朝向腔室340。二色性分束器係接收輻射317的脈衝並將該等 脈衝發送朝向腔室340。二色性分束器可例如由鑽石製成。

在其他實行方式中，光學元件322係為一面鏡，其界定一開孔。在此實行方式中，經放大光束316從面鏡表面被反射且導引朝向腔室340，且輻射的脈衝係通過開孔並傳播朝向腔室340。

在又其他的實行方式中，一楔形光學件(例如一稜鏡)可用來將主脈衝316、預脈衝317及預脈衝318根據其波長分離成不同角度。楔形光學件可對於光學元件322被添加使用，或者其可用來作為光學元件322。楔形光學件可被定位於聚焦總成326的恰上游(在-z方向)處。

此外，輻射317的脈衝可以其他方式被輸送至腔室340。例如，脈衝317可移行經過光學纖維，其將脈衝317及318輸送至腔室340及/或聚焦總成326而不使用光學元件322或其他導引元件。在這些實行方式中，纖維可將輻射317的脈衝直接地經由一形成於腔室340的一壁中之開口帶到腔室340的一內部。

900‧‧‧程序

910,920,930,940,950‧‧‧步驟

Claims (18)

1. 一種用於增強來自一極紫外線(EUV)光源的功率之方法，其包含下列步驟：朝一靶材區(target region)釋放(releasing)一流束(stream)的靶材材料微滴(droplets)，該流束中的該等微滴沿著一軌跡從一靶材材料供應裝備移行至該靶材區；藉由沿著一傳播方向導引(directing)一第一脈衝的光朝向一第一靶材材料微滴，生成一空間性延伸的靶材分佈(spatially-extended target distribution)，當該第一靶材材料微滴位於該靶材材料供應裝備與該靶材區之間，該第一脈衝的光在該第一靶材材料微滴上之衝擊(impact)係在一面對該傳播方向之平面中增大該第一靶材材料微滴的一橫剖面(cross-sectional)直徑，並沿著一平行於該傳播方向之方向減小該第一靶材材料微滴的一厚度；定位一光學件(optic)以建立一與該靶材的位置交會之束路徑(beam path)；將一增益媒體耦合至該束路徑；及藉由使從該增益媒體發射的光子散射離開該空間性延伸的靶材分佈而生成一經放大光束，其與該空間性延伸的靶材分佈交互作用以生成產生極紫外線(EUV)光的電漿，至少部分的該等經散射光子被置於該束路徑上以生成該經放大光束。
2. 如請求項1之方法，其中係產生該EUV光而不提供外部光子至該束路徑。
3. 如請求項1之方法，其中該流束包括複數個靶材材料微滴，其各沿著軌跡彼此分隔，且從該流束中之微滴的不只一者生成分離之空間性延伸的靶材分佈。
4. 如請求項1之方法，其中第一脈衝的光具有1.06μm的波長。
5. 如請求項1之方法，其中與該傳播方向呈橫向的平面中之該空間性延伸的靶材分佈之一橫剖面直徑，係比起該第一靶材材料微滴的橫剖面直徑更大3至4倍。
6. 如請求項1之方法，其中該空間性延伸的靶材分佈係在該第一脈衝的光衝擊該第一靶材材料微滴之後的一時間期間被生成。
7. 如請求項1之方法，其中該第一脈衝的光具有10ns的一時程。
8. 如請求項1之方法，其中該經放大光束具有400至500ns的一足至足時程(foot-to-foot duration)。
9. 如請求項1之方法，其中該經放大光束包含具有10.6μm的一波長之光。
10. 如請求項1之方法，其中該經放大光束具有擁有該第一脈衝的光的波長之約十倍的波長之光。
11. 如請求項1之方法，其進一步包含感測微滴的該流束中之一第一靶材材料微滴位於該靶材材料供應系統與該靶材區之間。
12. 如請求項1之方法，其中該空間性延伸的靶材分佈係為一碟的形式。
13. 如請求項12之方法，其中該碟係包含熔融金屬的一碟。
14. 如請求項1之方法，其中該經放大光束係與該空間性延伸的靶材分佈交互作用，以產生極紫外線(EUV)光而不生成任何同調性輻射。
15. 如請求項1之方法，其中該光學件被定位於與該靶材的位置相反之該增益媒體的一側，以在該束路徑上將光反射回去。
16. 一種極紫外線光源，其包含：一光學件，其被定位以將光提供至一束路徑；一靶材供應系統，其沿著一軌跡從該靶材供應系統至一與該束路徑交會的靶材位置產生一流束的靶材材料微滴；一光源，其被定位以在該靶材供應系統與該靶材位置之間的一位置，輻照靶材材料微滴的該流束中之一靶材材料微滴，該光源發射具有一足以使一靶材材料微滴物理性變形成一空間性延伸的靶材分佈的能量之光；一增益媒體，其被定位於該靶材位置與該光學件之間之該束路徑上；及一空間性延伸的靶材分佈，其可被定位以至少部份地重合於該靶材位置，以沿著該束路徑及在該空間性延伸的靶材分佈與該光學件之間界定一光學腔穴，其中該空間性延伸的靶材分佈及該靶材材料微滴包含 一在一電漿狀態中發射EUV光之材料。
17. 如請求項16之光源，其中該靶材材料係包含錫，且該靶材材料微滴包含熔融錫的微滴。
18. 如請求項16之光源，其中該空間性延伸的靶材分佈係在一垂直於該光學腔穴所生成之一經放大光束的傳播方向之平面中具有一橫剖面直徑，且該空間性延伸的靶材分佈之橫剖面直徑比起該靶材材料微滴的一橫剖面直徑更大3至4倍。