TWI616119B - 用以在極紫外線光源中控制靶材小滴之系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示用於形成及利用來自一雷射產生電漿(LPP)極紫外線(EUV)光系統中之一單一雷射源的雙雷射幕來控制小滴釋放及/或照射的方法及裝置。包含一或多個感測器之第一組感測器在靶材小滴穿過一或多個幕時偵測該等靶材小滴，以實現對一小滴產生器之定向之調整，從而更準確地將後續小滴引導至照射位點。包含一或多個感測器之第二組感測器在小滴穿過一或多個幕時偵測該等小滴以判定何時一源雷射應產生一脈衝，使得該脈衝將與小滴同時抵達該照射位點。

Description

用以在極紫外線光源中控制靶材小滴之系統及方法
本發明大體而言係關於雷射產生電漿極紫外線光源。更具體言之，本發明係關於用於在LPP EUV光源中照射靶材小滴之方法及裝置。
半導體產業繼續開發能夠印刷愈來愈小之積體電路尺寸的微影技術。極紫外線(「EUV」)光(有時亦稱作軟x射線)通常被定義為具有介於10nm與120nm之間的波長之電磁輻射。EUV微影術目前通常被視為包括波長在10nm至14nm之範圍中的EUV光，且用以在諸如矽晶圓之基體中產生極小特徵，例如次32nm特徵。此等系統必須高度可靠且提供成本有效產量及合理製程寬容度。
用以產生EUV光之方法包括(但未必限於)將材料轉換至具有在EUV範圍中具一或多條發射線之一或多個元素(例如，氙、鋰、錫、銦、銻、碲、鋁等)之電漿狀態中。在常常稱作雷射產生電漿(「LPP」)之一種此方法中，所需電漿可藉由在照射位點處用雷射脈衝照射靶材(諸如，具有所要線發射元素之材料之小滴、流或簇)來產生。靶材可以純形式或合金形式(例如，在所要溫度下為液體之合金)含有 光譜線發射元素，或可與諸如液體之另一材料混合或分散。
小滴產生器加熱靶材且擠壓受熱靶材作為沿著軌跡行進至照射位點以與雷射脈衝相交之小滴。理想地，照射位點處於反射性集光器之一個焦點處。當雷射脈衝在照射位點處擊中小滴時，小滴被汽化且反射性集光器使所得EUV光輸出在集光器之另一焦點處達到最大。
在早期EUV系統中，諸如CO2雷射源之雷射光源持續打開以將光束引導至照射位點，但由於不具有輸出耦合器，使得光源積累增益而無雷射作用。當靶材小滴到達照射位點時，小滴使空腔形成於小滴與光源之間且導致空腔內之雷射作用。雷射作用接著加熱小滴且產生電漿及EUV光輸出。在此等「NoMO」系統中(如此稱呼係因為該等系統不具有主控振盪器)，不需要小滴抵達照射位點處之時序，此係因為系統僅在小滴存在於彼處時有雷射作用。
然而，有必要追蹤小滴在此等系統中之軌跡以確保小滴抵達照射位點。若小滴產生器之輸出在不適當路徑上，則小滴可能未穿過照射位點，此在產生EUV能量中可導致根本無雷射作用或減小之效率。此外，由前述小滴形成之電漿可干擾後繼小滴之軌跡，從而將小滴推出照射位點。
一些先前技術NoMo系統藉由使低功率雷射通過透鏡以建立「幕」(亦即，雷射光之薄平面，小滴穿過該平面而在至照射位點之途中)來實現小滴之此追蹤。當小滴穿過該平面時，閃光藉由該平面之雷射光自小滴之反射而產 生。閃光之位置可被偵測以判定小滴之軌跡，且回饋信號被發送至轉向機構以視需要重新引導小滴產生器之輸出以將小滴保持在將小滴載運至照射位點之軌跡上。
其他先前技術NoMo系統藉由在小滴產生器與照射位點之間使用兩個幕(一個幕比另一幕更接近照射位點)而對此方法做出改良。每一幕通常係藉由單獨雷射產生。在小滴穿過第一幕時產生之閃光可(例如)用以控制「粗略」轉向機構，且來自第二幕之閃光用以控制「精細」轉向機構，以提供比僅使用單一幕時更強的對小滴軌跡之校正的控制。
新近，NoMO系統大體上已由「MOPA」系統(其中主控振盪器及功率放大器形成可按需要且在需要時發射之源雷射，而不管照射位點處是否存在小滴)及「MOPA PP」(「具預脈衝之MOPA」)系統(其中小滴係由一個以上光脈衝順序地照明)替代。在MOPA PP系統中，「預脈衝」首先用以加熱、汽化或離子化小滴且產生弱電漿，其後接著為將大部分或全部之小滴材料轉換成強電漿以產生EUV光發射之「主脈衝」。
MOPA系統及MOPA PP系統之一個優點為源雷射無需持續打開，此與NoMO系統相反。然而，由於此系統中之源雷射不持續打開，因此在適當時間發射雷射以便將小滴及主雷射脈衝同時遞送至所要照射位點以用於電漿起始呈現超出先前系統之時序及控制的額外時序及控制問題。主雷射脈衝不僅需要聚焦在小滴將穿過之照射位點 上，而且雷射之發射必須被定時序以便允許主雷射脈衝在小滴穿過照射位點時與小滴相交，從而獲得良好電漿且因此獲得良好EUV光。另外，在MOPA PP系統中，預脈衝必須非常準確且在稍微不同於照射位點之位置處將小滴作為目標。
需要控制小滴之軌跡及小滴抵達照射位點所用之時序兩者的改良方式，使得當源雷射發射時，源雷射將在照射位點處照射小滴。
本文中揭示用於在EUV光源中控制靶材小滴之軌跡及時序的方法及裝置。
在一個實施例中，揭示一種用以對具有以一預定速度釋放一小滴之一小滴產生器之一EUV LPP光源中的一源雷射之發射定時序的系統，該源雷射在一照射位點處發射脈衝，該系統包含：一小滴照明模組，其包含用以產生在該小滴產生器與該照射位點之間的一第一雷射幕之一第一線雷射；一小滴偵測模組，其包含用以偵測當一小滴穿過該第一雷射幕時來自該第一雷射幕之一閃光之一第一感測器；以及一第一控制器，其用以基於來自該第一雷射幕之該閃光、自該第二幕至該照射位點之距離及該小滴之該速度而判定何時該源雷射應發射一脈衝以便在該等小滴到達該照射位點時照射該小滴，且產生命令該源雷射在此時間發射之一時序信號。
另一實施例揭示一種用以對具有以一預定速度 釋放一小滴之一小滴產生器之一EUV LPP光源中的一源雷射之發射定時序的方法，該源雷射在一照射位點處發射脈衝，該方法包含：產生在該小滴產生器與該照射位點之間的一第一雷射幕；偵測當一小滴穿過該第一雷射幕時來自該第一雷射幕之一閃光；以及基於來自該第一雷射幕之該閃光、自該第一幕至該照射位點之距離及該小滴之該速度而判定何時該源雷射應發射一脈衝以便在該小滴到達該照射位點時照射該小滴，且產生命令該源雷射在此時間發射之一時序信號。
又一實施例揭示一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，其上體現有用於使一計算器件執行用以對具有用於順序地產生靶材小滴之一小滴產生器之一EUV LPP光源中的一源雷射之發射定時序之一方法的指令，該源雷射在一照射位點處發射脈衝以照射該等小滴以便產生一電漿，該方法包含：產生在該小滴產生器與該照射位點之間的一第一雷射幕；偵測當一小滴穿過該第一雷射幕時來自該第一雷射幕之一閃光；以及基於來自該第一雷射幕之該閃光、自該第一幕至該照射位點之距離及該小滴之該速度而判定何時該源雷射應發射一脈衝以便在該小滴到達該照射位點時照射該小滴，且產生命令該源雷射在此時間發射之一時序信號。
在一個實施例中，揭示一種用以對具有以一已知速度釋放一小滴之一小滴產生器之一極紫外線雷射產生電漿(EUV LPP)光源中的一源雷射之發射定時序的系統，該源 雷射在一照射位點處發射脈衝，該系統包含：一小滴照明模組，其包含經組配以產生在該小滴產生器與該照射位點之間的一第一雷射幕之一第一線雷射；一小滴偵測模組，其包含經組配以偵測當該小滴穿過該第一雷射幕時的一閃光之一第一感測器；一第一控制器，其經組配以進行以下操作：基於藉由該第一感測器偵測到之該閃光、自該第一幕至該照射位點之一已知距離及該小滴之該已知速度而判定該源雷射應發射一脈衝以便在該小滴到達該照射位點時照射該小滴的一時間；以及產生命令該源雷射在該所判定時間發射之一時序信號；一第二感測器，其經組配以偵測當該小滴穿過該第一雷射幕時的該閃光；以及一第二控制器，其經組配以基於藉由該第二感測器偵測到之該閃光而判定該小滴不在通向該照射位點之一所要軌跡上，且提供指示對該小滴產生器釋放一後續小滴所在之一方向之一調整的一信號，該調整將使該後續小滴處於該所要軌跡上。
另一實施例揭示一種用以對具有以一已知速度釋放一小滴之一小滴產生器之一EUV LPP光源中的一源雷射之發射定時序的方法，該源雷射在一照射位點處發射脈衝，該方法包含：產生位於該小滴產生器與該照射位點之間的一第一雷射幕；藉由一第一感測器偵測當該小滴穿過該第一雷射幕時的一閃光；自藉由該第一感測器偵測到之該閃光來判定該小滴不在通向該照射位點之一所要軌跡上，且提供指示對該小滴產生器釋放一後續小滴所在之一方向之一調整的一信號，該調整將使該後續小滴處於該所 要軌跡上；藉由一第二感測器偵測當該小滴穿過該第一雷射幕時的該閃光；以及基於藉由該第二感測器偵測到之該閃光、自該第一幕至該照射位點之一已知距離及該小滴之該已知速度而判定該源雷射應發射一脈衝以便在該小滴到達該照射位點時照射該小滴的一時間，且產生命令該源雷射在該所判定時間發射之一時序信號。
又一實施例揭示一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，其上體現有用於使一計算器件執行用以對具有以一已知速度釋放一小滴之一小滴產生器之一EUV LPP光源中的一源雷射之發射定時序之一方法的指令，該源雷射在一照射位點處發射脈衝，該方法包含：產生位於該小滴產生器與該照射位點之間的一第一雷射幕；藉由一第一感測器偵測當該小滴穿過該第一雷射幕時的一閃光；自藉由該第一感測器偵測到之該閃光來判定該小滴不在通向該照射位點之一所要軌跡上，且提供指示對該小滴產生器釋放一後續小滴所在之一方向之一調整的一信號，該調整將使該後續小滴處於該所要軌跡上；藉由一第二感測器偵測當該小滴穿過該第一雷射幕時的該閃光；以及基於藉由該第二感測器偵測到之該閃光、自該第一幕至該照射位點之一已知距離及該小滴之該已知速度而判定該源雷射應發射一脈衝以便在該小滴到達該照射位點時照射該小滴的一時間，且產生命令該源雷射在該所判定時間發射之一時序信號。
在一個實施例中，揭示一種用以對具有以一估計速度釋放一小滴之一小滴產生器之一極紫外線雷射產生電 漿(EUV LPP)光源中的一源雷射之發射定時序的系統，該源雷射在一照射位點處發射脈衝，該系統包含：一小滴照明模組，其包含經組配以產生一第一雷射幕及一第二雷射幕之一單一線雷射，該第一雷射幕及該第二雷射幕具有正交偏光且各自位於該小滴產生器與該照射位點之間；一小滴偵測模組，其包含經組配以偵測當該小滴穿過該第一雷射幕時的一閃光之一第一感測器；一第一控制器，其經組配以進行以下操作：基於藉由該第一感測器偵測到之該閃光、自該第一幕至該照射位點之一已知距離及該小滴之該估計速度而判定該源雷射應發射一脈衝以便在該小滴到達該照射位點時照射該小滴的一時間；以及產生命令該源雷射在該所判定時間發射之一時序信號；一第二感測器，其經組配以偵測當該小滴穿過該第二雷射幕時的該閃光；以及一第二控制器，其經組配以基於藉由該第二感測器偵測到之該閃光而判定該小滴不在通向該照射位點之一所要軌跡上，且提供指示對該小滴產生器釋放一後續小滴所在之一方向之一調整的一信號，該調整將使該後續小滴處於該所要軌跡上。
另一實施例揭示一種用以對具有以一估計速度釋放一小滴之一小滴產生器之一EUV LPP光源中的一源雷射之發射定時序的方法，該源雷射在一照射位點處發射脈衝，該方法包含：自一單一雷射源產生一第一雷射幕及一第二雷射幕，該第一雷射幕及該第二雷射幕具有彼此正交之偏光且位於該小滴產生器與該照射位點之間；藉由一第 一感測器偵測當該小滴穿過該第一雷射幕時的一閃光；自藉由該第一感測器偵測到之該閃光來判定該小滴不在通向該照射位點之一所要軌跡上，且提供指示對該小滴產生器釋放一後續小滴所在之一方向之一調整的一信號，該調整將使該後續小滴處於該所要軌跡上；藉由一第二感測器偵測當該小滴穿過該第二雷射幕時的該閃光；以及基於藉由該第二感測器偵測到之該閃光、自該第一幕至該照射位點之一已知距離及該小滴之該估計速度而判定該源雷射應發射一脈衝以便在該小滴到達該照射位點時照射該小滴的一時間，且產生命令該源雷射在該預定時間發射之一時序信號。
又一實施例揭示一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，其上體現有用於使一計算器件執行用以對具有以一估計速度釋放一小滴之一小滴產生器之一EUV LPP光源中的一源雷射之發射定時序之一方法的指令，該源雷射在一照射位點處發射脈衝，該方法包含：自一單一雷射源產生一第一雷射幕及一第二雷射幕，該第一雷射幕及該第二雷射幕具有彼此正交之偏光且位於該小滴產生器與該照射位點之間；藉由一第一感測器偵測當該小滴穿過該第一雷射幕時的一閃光；自藉由該第一感測器偵測到之該閃光來判定該小滴不在通向該照射位點之一所要軌跡上，且提供指示對該小滴產生器釋放一後續小滴所在之一方向之一調整的一信號，該調整將使該後續小滴處於該所要軌跡上；藉由一第二感測器偵測當該小滴穿過該第二雷射幕時的該閃 光；以及基於藉由該第二感測器偵測到之該閃光、自該第一幕至該照射位點之一已知距離及該小滴之該估計速度而判定該源雷射應發射一脈衝以便在該小滴到達該照射位點時照射該小滴的一時間，且產生命令該源雷射在該預定時間發射之一時序信號。
100‧‧‧LPP EUV系統
101‧‧‧源雷射
102‧‧‧雷射光束
103‧‧‧光束遞送系統
104‧‧‧聚焦光學器件
105‧‧‧照射位點
106‧‧‧小滴產生器
107‧‧‧小滴
108‧‧‧集光器
109‧‧‧EUV焦點
110‧‧‧電漿腔室
202‧‧‧幕
302‧‧‧(第一)幕
304‧‧‧(第二)幕
400、450‧‧‧系統
402、452‧‧‧小滴照明模組/DIM
404、454‧‧‧小滴偵測模組/DDM
406‧‧‧第一雷射/DIM雷射
408‧‧‧第二雷射/DIM雷射
410、460‧‧‧檢視口
412、462‧‧‧(第一)雷射幕/幕
414、464‧‧‧(第二)雷射幕/幕
416、466‧‧‧口保護孔隙
418、468‧‧‧集光透鏡
420、470‧‧‧空間濾光片
422、472‧‧‧狹縫孔隙
424、474‧‧‧感測器
426、476‧‧‧定時序模組
428、478‧‧‧(第一)感測器
430、480‧‧‧(第二)感測器
456‧‧‧雷射(源)/DIM雷射
458‧‧‧偏光光束分光器
482、484‧‧‧濾光片
486‧‧‧鏡
501~509、531~541‧‧‧步驟
圖1為LPP EUV系統之典型先前技術實施例的組件中之一些的說明。
圖2為展示LPP EUV系統之另一先前技術實施例的組件中之一些的簡化說明。
圖3為展示LPP EUV系統之另一先前技術實施例的組件中之一些的另一簡化說明。
圖4A為根據一個實施例的包括小滴照明模組及小滴偵測模組之LPP EUV系統的組件中之一些的簡化說明。
圖4B為根據一個實施例的包括小滴照明模組及小滴偵測模組之另一LPP EUV系統的組件中之一些的簡化說明。
圖5A為根據一個實施例的對LPP EUV系統中之源雷射之脈衝定時序的方法的流程圖。
圖5B為根據另一實施例的對LPP EUV系統中之源雷射之脈衝定時序的另一方法的流程圖。
本申請案描述用於雷射產生電漿(LPP)極紫外線 (EUV)光系統中的軌跡之改良控制及小滴之定時序的方法及裝置。
在一個實施例中，小滴照明模組產生用於偵測靶材小滴之兩個雷射幕。第一幕用於偵測小滴相對於至照射位點之所要軌跡的位置，以便允許小滴之轉向，如在先前技術中。第二幕用以判定何時源雷射應產生脈衝，以使得脈衝與每一小滴同時抵達照射位點。小滴偵測模組在小滴穿過第二幕時偵測小滴，且判定何時源雷射應發射脈衝以在照射位點處擊中每一小滴。
在一個實施例中，小滴照明模組產生用於偵測靶材小滴之兩個雷射幕。兩個幕均用於偵測小滴相對於至照射位點之所要軌跡之位置，以便允許小滴之轉向。若兩個幕均在操作中，則一個幕可用於「粗略」轉向且一個幕用於「精細」轉向，如在先前技術NoMo系統中。然而，在一些實施例中，任一幕可獨立地用於轉向，因此在一個幕由於某一原因不能工作之情況下允許小滴之繼續轉向。
該等幕中之一者亦用以判定何時源雷射應產生脈衝，以使得脈衝與每一小滴同時抵達照射位點。小滴偵測模組在小滴穿過該等幕中之一者時偵測小滴，且判定何時源雷射應發射脈衝以在照射位點處擊中每一小滴。
該兩個幕係藉由單一雷射產生。為實現此產生，雷射之光束被分成兩個線性偏光之分量，其中之每一者與另一者正交偏光。一個此分量用以產生第一幕，且另一分量用以產生另一幕。與每一幕相關聯之感測器含有允許感 測器偵測僅來自所要幕之光的濾光片，且亦抑制來自電漿之光。
在MOPA PP源雷射之情況下，預脈衝與主脈衝之組合此後被稱為單一脈衝，此係因為該兩者之間的時間比MOPA源雷射中之連續脈衝之間的時間短得多。此外，預脈衝後足夠快地接著主脈衝，使得當經正確定時序時，該兩者將擊中小滴。在一個實施例中，主脈衝在照射位點處擊中小滴且預脈衝在小滴軌跡中的略先於照射位點之位置處擊中小滴。如何以此方式用預脈衝及主脈衝兩者正確地照射小滴係熟習此項技術者已知的。
圖1說明如先前技術中已知的典型LPP EUV系統100之組件中的一些之截面。諸如CO2雷射之源雷射101產生通過光束遞送系統103且通過聚焦光學器件104之雷射光束(或一系列脈衝)102。聚焦光學器件104可(例如)由一或多個透鏡或鏡組成，且具有在電漿腔室110內之照射位點105處的標稱焦斑。小滴產生器106產生在由雷射光束102擊中時產生發射EUV光之電漿的適當靶材之小滴107。在一些實施例中，可存在光束全部會聚在聚焦光學器件104上的多個源雷射101。
照射位點105較佳位於集光器108之焦斑處，該集光器具有反射性內表面且將來自電漿之EUV光聚焦於EUV焦點109(集光器108之第二焦斑)處。舉例而言，集光器108之形狀可包含橢圓體之一部分。EUV焦點109將通常在含有將曝露於EUV光之晶圓盒(pod)的掃描器(未圖示)內，其中 盒之一部分含有位於EUV焦點109處的當前正被照射之晶圓。
出於參考目的，使用三個垂直軸線來表示如圖1中所說明之電漿腔室110內之空間。將自小滴產生器106至照射位點105之垂直軸線定義為x軸；小滴107大體上在x方向上自小滴產生器106向下行進至照射位點105，但在一些情況下，小滴之軌跡可能不遵循直線。將在一個水平方向上之自聚焦光學器件104至照射位點105的雷射光束102之路徑定義為z軸，且將y軸定義為垂直於x軸及z軸之水平方向。
如上所述，在一些先前技術實施例中，封閉迴路回饋控制系統可用以監視小滴107之軌跡，使得該等小滴抵達照射位點105。此回饋系統又通常包含雷射(例如，線或纖維雷射，且不同於源雷射101)，該雷射(例如)藉由使來自雷射之光束通過球面透鏡與柱面透鏡之組合而產生在小滴產生器106與照射位點105之間的平坦幕。熟習此項技術者將瞭解平坦幕係如何形成的，且儘管描述為平面，但此幕確實具有小且有限之厚度。
圖2為展示諸如圖1中所示的先前技術LPP EUV系統之組件中之一些的簡化說明，外加可藉由如上所述之雷射(未圖示)形成之平坦幕202。幕202主要在y-z平面(亦即，藉由y軸及z軸界定之平面(但又在x方向上具有某一厚度))中延伸，且位於小滴產生器106與照射位點105之間。
當小滴107穿過幕202時，幕202之雷射光自小滴 107之反射形成可由感測器(在一些先前技術系統中，此被稱作窄視野(narrow field)或NF攝影機，未圖示)偵測之閃光，且允許沿著y軸及/或z軸之小滴位置被偵測到。若小滴107在通向照射位點105之軌跡(此處展示為自小滴產生器106至照射位點105之直線)上，則不需要任何動作。
然而，若小滴107在y方向或z方向上自所要軌跡移位，則邏輯電路判定小滴應移動以便到達照射位點105所在之方向，且將適當信號發送至一或多個致動器以在不同方向上重新對準小滴產生器106之出口以補償軌跡之差異，使得後續小滴能到達照射位點105。小滴軌跡之此回饋可逐個小滴地執行，且對軌跡實施之校正在設備之機械圖調整能力內。此回饋之方式及校正係熟習此項技術者已知的。
如上所述，在一些情況下，需要具有兩個幕，在先前技術中，已知此等幕係藉由單獨雷射產生。圖3為又展示諸如圖1中所示的先前技術LPP EUV系統之組件中之一些的另一簡化說明，但現具有兩個平坦幕(第一幕302及第二幕304)，該兩者介於小滴產生器106與照射位點105。幕302及304各自類似於圖2中之幕202起作用，從而在小滴107穿過每一幕時產生自小滴反射之雷射光之閃光。兩個感測器通常用以偵測來自個別幕之閃光且提供回饋信號。
如上所述，兩個幕302及304通常處於相距照射位點105之不同距離處。舉例而言，在一個實施例中，幕302可與照射位點105相距15mm，而幕304可與照射位點105相 距僅10mm，作為另一實施例，幕302可(例如)比幕304相距照射位點105更遠。此外，兩個幕介於小滴產生器106與照射位點105之間。兩個幕之使用可允許對小滴107之軌跡之較好判定，且因此允許對軌跡之任何適當校正之較好控制。在一些實施例中。幕302可用以控制藉由(例如)步進馬達提供之「粗略」轉向，此係因為該幕相距照射位點105較遠，且幕304可用以控制藉由(例如)壓電換能器(「PZT」)致動器提供之「精細」轉向。
如此項技術中已知的，雖然雷射幕具有有限厚度，但較佳使該等幕儘可能如實際般薄，此係因為幕愈薄，則幕具有的單位厚度之光強度愈大(給定特定雷射源)，且因此可提供離開小滴107之較好反射且允許對小滴位置之更準確判定。因此，通常使用約100微米之幕(如此項技術中已知的，所量測FWHM或「半高全寬」)，此係因為形成較薄幕通常係不實際的。小滴大體上顯著較小，直徑為大約30微米左右，且整個小滴因此將容易在幕之厚度的範圍內。反射離開小滴之雷射光之「閃光」為函數(理論上，高斯)，該函數隨小滴第一次擊中幕而增加，且在小滴完全含於幕厚度內時達到最大值，且接著隨小滴退出幕而減小。
如此項技術中亦已知的，幕跨整個電漿腔室110延伸並非必要的，而是幕僅必須延伸足夠遠以在與所要軌跡之偏差可能出現所在的區域中偵測小滴107。在使用兩個幕之情況下，一個幕可(例如)在y方向上較寬、可能超過10mm，而另一幕可在z方向上較寬、甚至寬達30mm，使得小 滴可被偵測到，而不管小滴在彼方向上之何處。
此外，熟習此項技術者將理解如何使用此等系統來校正小滴107之軌跡，以確保該等小滴抵達照射位點105。如上所述，在NoMO系統之情況下，此校正係始終需要的，此係因為小滴107自身與連續打開之光源(諸如，CO2雷射源)一起又形成空腔之部分，以導致雷射作用且使靶材汽化。
然而，使用兩個單獨雷射來形成幕302及304並不特別有效率。在此等實施中，雷射通常具有不同波長，使得用於每一幕之感測器可經選擇以對個別幕之波長更敏感，以便較好地偵測來自穿過所要幕之小滴的閃光，且不偵測穿過另一幕之小滴。此外，來自照射位點105之電漿閃光含有光之所有波長，因此進一步增加錯誤信號之可能性。最後，對兩個幕之需要導致更大複雜性，例如，對器皿中之更多檢視口之需要。
在一些情況下，用以產生幕之雷射可具有各自高達50瓦特之功率，此允許卓越小滴偵測。事實上，此功率可足以產生兩個幕。簡單的光束分光器並不適當，此係因為在此情況下，兩個幕可具有相同波長及偏光，因此使上文所提及之偵測問題惡化。
在一個實施例中，藉由使用偏光光束分光器(PBS)分裂來自單一雷射之雷射光束來解決此問題，從而產生線性偏光之兩個光束，每一偏光彼此正交(亦即，彼此偏移90度)。一個光束形成第一幕302，而另一光束形成另一 幕304。結合感測器來使用偏光濾光片，使得每一感測器接收來自適當幕的全強度之閃光，而來自另一幕及來自照射位點105處之電漿之閃光極大地被抑制或消除。
以此方式，單一雷射且因此單一波長可用以在高功率下產生兩個幕，從而提供偵測速度及信號保真度，同時減小系統之複雜性，而僅付出添加一些光學組件(亦即，PBS及偏光濾光片)之小代價。
除上述情況外，在MOPA系統中，源雷射101通常並不連續打開，而是在接收到發射雷射脈衝之信號時進行此發射。因此，為了分別擊中離散小滴107，不僅有必要校正小滴107之軌跡，而且有必要判定特定小滴抵達照射位點105所在的時間且將信號發送至源雷射101以在一時間發射，使得雷射脈衝將與小滴107同時抵達照射位點105。
詳言之，在產生後面接著主脈衝之預脈衝的MOPA PP系統中，必須用預脈衝來極準確地將小滴作為目標，以便在小滴藉由主脈衝汽化時達成最大EUV能量。聚焦雷射光束或脈衝串具有有限「腰部」或寬度(光束在其中達到最大強度)；例如，用作源雷射之CO2雷射通常具有在x方向及y方向上的約10微米之最大強度的可用範圍。
由於希望擊中具有源雷射之最大強度之小滴，故此意謂供預脈衝照射之小滴之定位準確度必須達成當發射雷射時在x方向及y方向上的約+5微米內。在z方向上存在稍微更大之寬容度，此係因為最大強度之區在彼方向上可延伸多達大約1mm；因此，+25微米內之準確度通常係足夠 的；在照射位點處亦存在更大寬容度。熟習此項技術者將瞭解，其他實施例可具有不同於本文中所描述之容限的容限。
小滴之速度(及形狀)可如此項技術中已知的來量測，且因此係已知的；小滴可以超過每秒50公尺行進。(熟習此項技術者將瞭解，藉由調整小滴產生器之壓力及噴嘴大小，可調整速度。)位置要求因此亦導致定時序要求；小滴必須被偵測到，且雷射在小滴自偵測到其所在之點移動至照射位點所用的時間內發射。
小滴偵測之改良系統及方法之一個實施例提供用於照明及偵測小滴之穩健解決方案，因此確保小滴被源雷射照射之正確時序。組合可調整功率之高品質小滴照明雷射、來自小滴之反射之有效光收集及對將小滴照明雷射引入至電漿腔室中所穿過之孔隙之保護以達成此結果。
圖4A為根據一個實施例之LPP EUV系統之簡化說明。系統400含有類似於圖1之系統中之元件的元件，且另外包括小滴照明模組(DIM)402及小滴偵測模組(DDM)404。如上所述，小滴產生器106形成意欲穿過照射位點105之小滴107，該等小滴在照射位點處由來自源雷射101之脈衝照射。(為簡單起見，一些元件在圖4A中未圖示)。
在所說明實施例中，DIM 402含有具有不同波長之兩個雷射。DIM 402中之第一雷射406為具有(例如)2瓦特之輸出及806nm之波長的線雷射，且產生第一雷射幕412。第二雷射408為具有較大功率(例如，約5瓦特至50瓦特之可 調整輸出)及1070nm之波長的纖維雷射源，且產生第二雷射幕414。在一些實施例中，第二雷射408亦可具有(例如)1毫瓦及635nm之波長的內建式低功率導引雷射。在一些實施例中，可使用不同類型、波長及功率之雷射。
雷射幕412及414兩者均為大體上平坦的，主要在y-z方向上延伸，但在x方向上又具有某一厚度。兩個幕412及414均位於小滴產生器106與照射位點105之間，且大體上垂直於x方向且在x方向上稍微分開。在一些實施例中，幕412可位於與照射位點105相距約10mm處，而幕414可位於與照射位點105相距約5mm處。
來自兩個DIM雷射406及408之光束經由DIM中之檢視口410進入電漿腔室。該檢視口可具有護膜(亦即，充當檢視口之保護罩蓋之薄玻璃元件)，該護膜具有透射兩個DIM雷射406及408之兩個波長且反射來自源雷射101之散射光之波長的塗層；此幫助防止該護膜由於來自源雷射101之輻射熱而變熱，以及防止來自DIM雷射406及408之光束之失真。該護膜塗層亦幫助保護檢視口410不受腔室中之靶材碎屑影響。
除該護膜塗層外，DIM亦含有口保護孔隙(port protection aperture)416，其進一步保護該護膜及檢視口不受靶材碎屑影響，以便增加護膜及檢視口之壽命且最小化EUV系統之停工時間。在所說明實施例中，口保護孔隙416包含多重堆疊之金屬元件，其各自具有顯著限制穿過檢視口至個別雷射幕延伸所在之x-y平面之視野的狹縫。
在一個實施例中，口保護孔隙416之該等金屬元件為多個不鏽鋼板(不鏽鋼由熱引起之變形比鋁少)，每一板與下一個板分開大約½吋或更多，且每一板為約2mm厚。在圖4A中說明了三個此等板。每一板在x方向及y方向上跨檢視口410延伸，且具有在x方向及y方向上足夠寬以允許DIM雷射406及408投影雷射幕412及414的狹縫。此可藉由口保護孔隙416之虛線部分看到，該等虛線部分表示該等板中之狹縫。由於存在多個板，因此在一些實施例中，相距檢視口最遠之板可相距其多達一呎。
因為照射位點105在x方向上自雷射幕412及414偏移，亦即，沿著小滴107之軌跡位於較遠處，所以來自照射位點105之方向的碎屑將與口保護孔隙416之板成一角度而非與DIM雷射406及408之情況一樣垂直於該等板而抵達口保護孔隙416。結果，穿過口保護孔隙416之第一板中之狹縫的任何碎屑將不以可直接穿過剩餘狹縫之線路行進，且此等碎屑之大部分將因此被阻擋而不能到達檢視口410。
如上所述，當小滴107穿過幕412或414時，閃光藉由個別幕中之雷射能量反射離開每一小滴107而形成且可藉由感測器偵測。使用不同波長之雷射允許偵測來自每一幕之閃光的個別感測器對於每一波長經最佳化，且因此增強對僅來自對應於每一感測器之幕之閃光的偵測。
DIM雷射406產生第一雷射幕412；在連續小滴107穿過幕412時所形成的閃光係藉由第一感測器428偵測，該第一感測器可為攝影機且該第一感測器可能夠偵測 小滴107在y-z平面中之位置且將此資訊提供至用於小滴產生器106之致動器以作為供小滴轉向使用之回饋，如在先前技術中且如上所述。感測器428可利用以高對比率使DIM雷射406之波長通過且吸收其他波長之濾光片，以便保護感測器428不受來自照射位點105之電漿發射影響。
DIM雷射408類似地產生第二雷射幕414，該第二雷射幕在小滴107穿過其時亦產生閃光；此等閃光係藉由第二感測器430偵測，該第二感測器又可為攝影機且類似地提供關於小滴在y-z平面中之位置的資訊。感測器430可類似地利用使DIM雷射408之波長通過且吸收其他波長之濾光片，以免受電漿發射影響。感測器430可使用來自幕414之閃光來提供對小滴107之軌跡之額外控制，如在先前技術中。在一些實施例中，幕412可用以控制對小滴轉向機構之「粗略」調整，且幕414用以控制對小滴轉向之「精細」調整。
另外，幕414亦用於對源雷射101之發射定時序，使得雷射脈衝與小滴107同時抵達照射位點105，且因此小滴107可被汽化且產生EUV電漿。如上文所提到，形成幕414之DIM雷射408較佳具有比DIM雷射406高的功率。此將允許在小滴107穿過幕414時藉由反射形成之閃光比來自幕412之閃光亮。
當小滴107穿過幕414時，所形成之閃光亦藉由DDM 404偵測到；然而，不同於感測器428及430，DDM 404無需偵測小滴在y-z平面中之位置，此係因為DDM 404僅用 於定時序而不用於轉向。對於正確操作，DDM 404應僅記錄來自穿過幕414之小滴107之閃光，且應忽略來自幕412之閃光或來自照射位點105之電漿光。DDM 404因此應以其能夠準確地區別此等各種事件之方式組配。在一個實施例中，DDM 404含有集光透鏡418、空間濾光片420、狹縫孔隙422、感測器424及放大器板(未圖示)，以提昇來自感測器424之信號。必要時，DDM 404亦可包括以類似於上文針對DIM 402所示之口保護孔隙416之方式建構的口保護孔隙(未圖示)，且位於集光透鏡418與感測器424之間。
集光透鏡418經定向以收集來自當小滴107穿過幕414時所形成之閃光的光且將彼光聚焦在感測器424上，而來自照射位點105之電漿光將不以相同方式聚焦在感測器424上，此係因為該電漿光來自不同於來自幕414之方向。狹縫孔隙422亦經定向，以使得藉由集光透鏡418聚焦的來自幕414之光將穿過其而至感測器424，但來自照射位點105之電漿光將稍微更遠地散焦。為了感測器424之進一步保護，必要時，狹縫孔隙422與感測器424之間可存在檢視口及護膜。
感測器424可為(例如)矽二極體，且較佳經最佳化以偵測雷射二極體408之波長1070nm(或針對雷射二極體408可選擇之此種另一波長)下之光，但不偵測雷射二極體406之波長下的光或在照射位點105處所形成之電漿光。與較大功率之DIM雷射408組合，集光透鏡418與狹縫孔隙422之此組配及定向確保DDM 404準確地且可靠地偵測當 小滴107穿過幕414時所形成之每一閃光，同時忽略當小滴107穿過幕412時所形成之閃光以及在照射位點105處所形成之電漿光。
當此閃光由感測器424接收到時，定時序模組426(例如，邏輯電路)基於自幕414至照射位點105之距離及小滴之速度(此又係已知的)來計算形成所接收閃光之小滴107到達照射位點105將耗用的時間。定時序模組426接著將時序信號發送至源雷射101，該時序信號命令源雷射101在經計算以產生與當前小滴107同時抵達照射位點105之雷射脈衝之時間發射，使得小滴107可被汽化且形成EUV電漿。
在典型NoMO LLP EUV系統中，小滴產生器可以每秒40,000(40KHz)之速率產生小滴107，而MOPA PP系統可使用50,000KHz或更高之速率。在40,000KHz之速率下，因此每25微秒產生一小滴。感測器424因此必須能夠辨識小滴且接著準備好在彼時間段內辨識下一小滴，且定時序模組426必須類似地能夠計算小滴時序以及產生並發送時序信號且等待在相同時間段中辨識到下一小滴。
此外，若小滴以每秒50公尺飛行，且幕414與照射位點105相距5mm，則小滴將在其穿過幕414 10毫秒之後到達照射位點105。因此，小滴必須由DDM 404感測，時序信號必須由定時序模組426產生，彼信號必須發送至源雷射101，且藉由源雷射101發射之脈衝的供該脈衝行進至照射位點105所用之時間必須在彼10毫秒內。在一些實施例中，小滴可以甚至更快之速度飛行。一般熟習此項技術者將瞭 解可如何在此時間段內完成此飛行，且具有脈衝將擊中小滴之足夠準確度。
此外，穿過幕之小滴107之信號為藉由幕光束形狀截面判定之高斯曲線。該高斯曲線之高度及寬度分別為小滴大小及速度之函數。然而，100微米或更大之幕厚度顯著大於30微米至35微米之小滴大小，且小滴之實際形狀可展示為不相關的。此外，小滴在其穿過幕時的反射經積分，使得小滴之高頻率表面變化將達到平均。
熟習此項技術者亦將瞭解，雖然將圖4A展示為系統在x-z平面中的截面，但實務上，電漿腔室110常常為圓整或圓柱形的，且因此組件在一些實施例中可在維持本文中所描述之功能關係的同時圍繞腔室之周邊旋轉。
圖4B為根據一個實施例之另一LPP EUV系統之簡化說明。系統450含有類似於圖1之系統中之元件的元件，且另外包括小滴照明模組(DIM)452及小滴偵測模組(DDM)454。如上所述，小滴產生器106形成意欲穿過照射位點105之小滴107，該等小滴在照射位點處由來自源雷射101之脈衝照射。(為簡單起見，一些元件在圖4B中未圖示。)
在所說明實施例中，DIM 452含有單一雷射源456，諸如具有(例如)約50瓦特之輸出及1070nm之波長的纖維雷射。在一些實施例中，雷射456亦可具有(例如)1毫瓦及635nm之波長的內建式低功率導引雷射。在一些實施例中，可使用不同類型、波長及功率之雷射。
來自雷射源456之光束被偏光光束分光器(PBS) 458分裂成正交偏光之兩個光束，每一光束因此具有約25瓦特之功率及正交於另一光束之偏光。該等光束中之一者產生第一雷射幕462，且另一光束產生第二雷射幕464，如藉由圖4B中之不同虛線所說明。諸如鏡486之光學組件可用以將該等光束引導至形成個別雷射幕之光學器件(未圖示)。熟習此項技術者將瞭解，存在將光束分裂成正交偏光之兩個光束的其他方式(例如，反射性設計中之繞射光柵、薄片偏光器及視情況活性晶體)，且此等方式中之每一者針對所要應用將具有不同優點及缺點。
雷射幕462及464兩者均為大體上平坦的，主要在y-z方向上延伸，但在x方向上又具有某一厚度。兩個幕462及464均位於小滴產生器106與照射位點105之間，且大體上垂直於x方向且在x方向上稍微分開。在一些實施例中，幕462可位於與照射位點105相距約10mm處，而幕464可位於與照射位點105相距約5mm處。
來自DIM雷射456之光束穿過DIM中之檢視口460進入電漿腔室。該檢視口可具有護膜(亦即，充當檢視口之保護罩蓋之薄玻璃元件)，該護膜具有透射DIM雷射456之波長且反射來自源雷射101之散射光之大部分波長的塗層；此幫助防止該護膜由於來自源雷射101之輻射熱而變熱，以及防止來自DIM雷射456之光束之失真。該護膜塗層亦幫助保護檢視口460不受腔室中之靶材碎屑影響。
除該護膜塗層外，DIM亦含有口保護孔隙466，其進一步保護該護膜及檢視口不受靶材碎屑影響，以便增 加護膜及檢視口之壽命且最小化EUV系統之停工時間。在所說明實施例中，口保護孔隙466包含多重堆疊之金屬元件，其各自具有顯著限制穿過檢視口至個別雷射幕延伸所在之x-y平面之視野的狹縫。
在一個實施例中，口保護孔隙466之該等金屬元件為多個不鏽鋼板(不鏽鋼由熱引起之變形比鋁少)，每一板與下一個板分開大約½吋或更多，且每一板為約2mm厚。在圖4B中說明了三個此等板。每一板在x方向及y方向上跨檢視口460延伸，且具有在x方向及y方向上足夠寬以允許DIM雷射456投影雷射幕462及464的狹縫。此可藉由口保護孔隙466之虛線部分看到，該等虛線部分表示該等板中之狹縫。由於存在多個板，因此在一些實施例中，相距檢視口最遠之板可相距其多達一呎。
因為照射位點105在x方向上自雷射幕462及464偏移，亦即，沿著小滴107之軌跡位於較遠處，所以來自照射位點105之方向的碎屑將與口保護孔隙466之板成一角度而非與來自DIM雷射456之光束之情況一樣垂直於該等板而抵達口保護孔隙466。結果，穿過口保護孔隙466之第一板中之狹縫的任何碎屑將不以可直接穿過剩餘狹縫之線路行進，且此等碎屑之大部分將因此被阻擋而不能到達檢視口460。
如上所述，當小滴107穿過幕462或464時，閃光藉由個別幕中之雷射能量反射離開每一小滴107而形成且可藉由感測器偵測。使用不同偏光之雷射允許偵測來自每 一幕之閃光的個別感測器對於每一偏光經最佳化，且因此增強對僅來自對應於每一感測器之幕之閃光的偵測。
如上所述，第一雷射幕462係由來自DIM雷射456的正交偏光之該等光束中之一者產生。在連續小滴107穿過幕462時所形成的閃光係藉由第一感測器478偵測，該第一感測器可為攝影機且該第一感測器能夠偵測小滴107在y-z平面中之位置且將此資訊提供至用於小滴產生器106之致動器以作為供小滴轉向使用之回饋，如在先前技術中且如上所述。感測器478可利用以高對比率使DIM雷射456之第一光束之波長及偏光通過且吸收其他波長及偏光之濾光片482，以便保護感測器478不受來自照射位點105之電漿發射影響，同時允許對來自雷射幕462之閃光之準確偵測。
類似地由來自DIM雷射456的正交偏光之另一光束產生的第二雷射幕464在小滴107穿過該幕時亦產生閃光；此等閃光係藉由第二感測器480偵測，該第二感測器又可為攝影機且類似地提供關於小滴在y-z平面中之位置的資訊。感測器480可類似地利用使DIM雷射456之第二光束之波長及偏光通過且吸收其他波長及偏光之濾光片484，以免受電漿發射影響。感測器480可使用來自幕464之閃光來提供對小滴107之軌跡之額外控制，如在先前技術中。在一些實施例中，幕462可用以控制對小滴轉向機構之「粗略」調整，且幕464可用以控制對小滴轉向之「精細」調整。
熟習此項技術者將瞭解，將來自雷射456之光束分裂成正交偏光之兩個光束且自該等單獨光束形成雷射幕 462及464具有限制影像處理中之串擾的益處，同時仍允許每一雷射幕針對其相對於照射位點之位置經最佳化。亦將瞭解，雖然藉由將具有1070nm之波長的YAG雷射用於雷射456而容易獲得足夠功率之光束，但可選擇不同波長。然而，雖然商業的基於矽之感測器在1070nm下不如在一些其他波長下敏感，但咸信亦更難以找到在此等感測器最有效率所在之波長下具有足夠功率之纖維雷射。熟習此項技術者將能夠判定某一其他波長是否更加適當。
除監視小滴之軌跡外，幕464亦用於對源雷射101之發射定時序，使得雷射脈衝與小滴107同時抵達照射位點105，且因此小滴107可被汽化且產生EUV電漿。
當小滴107穿過幕464時，所形成之閃光亦由DDM 454偵測到；然而，不同於感測器478及480，DDM 454無需偵測小滴在y-z平面中之位置，此係因為DDM 454僅用於定時序而不用於轉向。對於正確操作，DDM 454應僅記錄來自穿過幕464之小滴107之閃光，且應忽略來自幕462之閃光或來自照射位點105之電漿光。DDM 454因此應以其能夠準確地區別此等各種事件之方式組配。在一個實施例中，DDM 454含有集光透鏡468、空間濾光片470、狹縫孔隙472、感測器474及放大器板(未圖示)，以提昇來自感測器474之信號。必要時，DDM 454亦可包括以類似於上文針對DIM 452所示之口保護孔隙466之方式建構的口保護孔隙(未圖示)，且位於集光透鏡468與感測器474之間。
集光透鏡468經定向以收集來自當小滴107穿過 幕464時所形成之閃光的光且將彼光聚焦在感測器474上，而來自照射位點105之電漿光將不以相同方式聚焦在感測器474上，此係因為該電漿光來自不同於來自幕464之方向。狹縫孔隙472亦經定向，以使得藉由集光透鏡468聚焦的來自幕464之光將穿過其而至感測器474，但來自照射位點105之電漿光將稍微更遠地散焦。為了感測器474之進一步保護，必要時，狹縫孔隙472與感測器474之間可存在檢視口及護膜。
感測器474可為(例如)矽二極體，且較佳經最佳化以偵測來自DIM雷射456的第一光束之波長及偏光(例如，1070nm)(或如可針對DIM雷射456選擇之此另一波長)下之光，但不偵測DIM雷射456之另一光束之偏光或在照射位點105處所形成之電漿光之其他波長的光。集光透鏡468與狹縫孔隙472之此組配及定向確保DDM 454準確地且可靠地偵測當小滴107穿過幕464時所形成之每一閃光，同時忽略當小滴107穿過幕462時所形成之閃光以及在照射位點105處所形成之電漿光。
當此閃光由感測器474接收到時，定時序模組476(例如，邏輯電路)基於自幕464至照射位點105之距離及小滴之速度(此又係已知的)來計算形成所接收閃光之小滴107到達照射位點105將耗用的時間。定時序模組476接著將時序信號發送至源雷射101，該時序信號命令源雷射101在經計算以產生與當前小滴107同時抵達照射位點105之雷射脈衝之時間發射，使得小滴107可被汽化且形成EUV電漿。
在典型NoMO LLP EUV系統中，小滴產生器可以每秒40,000(40KHz)之速率產生小滴107，而MOPA PP系統可使用50,000KHz或更高之速率。在40,000KHz之速率下，因此每25微秒產生一小滴。感測器474因此必須能夠辨識小滴且接著準備好在彼時間段內辨識下一小滴，且定時序模組476必須類似地能夠計算小滴時序以及產生並發送時序信號且等待在相同時間段中辨識到下一小滴。
此外，若小滴以每秒50公尺飛行，且幕464與照射位點105相距5mm，則小滴將在其穿過幕464 10毫秒之後到達照射位點105。因此，小滴必須由DDM 454感測，時序信號必須由定時序模組476產生，彼信號必須發送至源雷射101，且藉由源雷射101發射之脈衝的供該脈衝行進至照射位點105所用之時間必須在彼10毫秒內。在一些實施例中，小滴可以甚至更快之速度飛行。一般熟習此項技術者將瞭解可如何在此時間段內完成此飛行，且具有脈衝將擊中小滴之足夠準確度。
此外，穿過幕之小滴107之信號為藉由幕光束形狀截面判定之高斯曲線。該高斯曲線之高度及寬度分別為小滴大小及速度之函數。然而，100微米或更大之幕厚度顯著大於30微米至35微米之小滴大小，且小滴之實際形狀可展示為不相關的。此外，小滴在其穿過幕時的反射經積分，使得小滴之高頻率表面變化將達到平均。
熟習此項技術者亦將瞭解，雖然將圖4B展示為系統在x-z平面中的截面，但實務上，電漿腔室110常常為 圓整或圓柱形的，且因此組件在一些實施例中可在維持本文中所描述之功能關係的同時圍繞腔室之周邊旋轉。
在另一實施例(未圖示)中，可使用第二小滴偵測模組，其在構造上類似於圖4B中之小滴偵測模組454，但經定向以接收光且偵測來自雷射幕462而非雷射幕464之閃光。在此情況下，小滴偵測模組454將較佳具有使來自雷射456之第二光束之偏光及波長(亦即，雷射幕464之偏光及波長)通過之濾光片(如圖4B中之濾光片484)。第二小滴偵測模組將類似地較佳具有使雷射幕462之偏光及波長通過之濾光片，如圖4B中之濾光片482。此將允許兩個小滴偵測模組中之每一者偵測僅來自適當雷射幕之閃光，正如上文所描述的使用感測器478及480以及濾光片482及484。
具有兩個小滴偵測模組之此組配允許雷射幕462及464兩者既用於偵測小滴軌跡，亦用於量測小滴速度。此使量測小滴越過雷射幕462與雷射幕464之間的距離所耗用之時間變得可能，因此導致對小滴速度之更準確量測以及關於小滴產生器106之效能的資訊。此外，現自兩個小滴偵測模組接收信號之定時序模組476可更準確地計算小滴速度，且使用與許多小滴之平均速度之任何偏差來更新至源雷射101之時序信號。
替代地，小滴偵測模組454可以使來自雷射幕462及464兩者之閃光被偵測之方式定向。在此實施例中，諸如感測器474之額外感測器可包括於小滴偵測模組454中，且諸如PBS 458之另一PBS可用以將所接收閃光按其偏光來分 類，使得來自雷射幕464之閃光係藉由感測器474接收，如在圖4B中，且來自雷射幕462之閃光係藉由額外感測器接收。
在使用兩個感測器來判定小滴速度中出現的一個問題為，若該等雷射幕相隔太遠，則在第一小滴107越過雷射幕462之後，第二小滴107(或更多小滴，若該等幕相隔足夠遠)將在第一小滴107到達雷射幕464之前越過雷射幕462，從而產生偵測時間之混合序列。在此情況下，判定該等偵測時間中的哪些與單一小滴相關係極困難的。
因此，在一個實施例中，雷射幕462及464比任何兩個順序小滴107之間的預期距離更緊密地置放在一起，使得每一小滴可在其越過該等雷射幕時被個別地偵測。兩個順序小滴之間的預期距離係基於形成小滴之速率及小滴之預期速度。舉例而言，若小滴係以50kHz之速率形成且以每秒70公尺(m/s)行進，則雷射幕462及464必須相隔小於1.4mm(70m/s除以50,000)。此允許小滴107在其越過雷射幕462時被偵測且在偵測到另一小滴越過雷射幕462之前在該小滴越過雷射幕464時再次被偵測，從而導致偵測瞬時之匹配對。
若雷射456功率足夠大(諸如，上文所描述之50瓦特雷射)，則由於雷射幕462及464具有正交偏光，因此濾光片482及484之使用允許該等幕足夠接近(在此實例中，彼此在1.4mm內)而不影響感測器478及480對來自每一幕之閃光的偵測，即使存在來自兩個幕的接近同時之閃光亦如 此。(如上所述，該等幕實際上具有高斯分佈，且因此偵測閃光亦具有高斯分佈；若第二小滴107在第一小滴107擊中雷射幕464不久之後擊中雷射幕462，則來自雷射幕462之閃光的前端可能與來自雷射幕464之閃光的尾端重疊。
具有兩個小滴偵測模組454(或單一模組內之兩個感測器474)之組配具有另一潛在優點。雷射456及PBS 458係安裝於系統中，且因此經受用於安裝該兩者之硬體之機械容限。此類似地限制該等容限，在該等容限內，雷射幕462及464之位置可藉由此安裝預先判定。含於單一小滴偵測模組454中抑或兩個此種模組中的兩個感測器474可用以更準確地判定該等雷射幕之位置。
此校準係在EUV產生之前藉由自兩個感測器474移除偏光濾光片及允許小滴自小滴產生器沿著小滴軌跡通過來實現。當小滴擊中第一雷射幕462時，兩個感測器474將偵測所形成之閃光(此係因為偏光濾光片不存在)且每一者將產生一偵測信號。因此存在兩個「方程式」(亦即，兩個信號)及兩個未知值(亦即，幕距離及小滴速度)；熟習此項技術者將瞭解，此允許幕距離之解達到較大準確度。類似程序允許判定至另一雷射幕464之距離。一旦至雷射幕之距離已判定，偏光濾光片即被替換且用於EUV產生的系統之操作可開始。
更準確地知曉雷射幕之位置允許考慮每一小滴之速度的變化(藉由使用當每一小滴越過每一幕時的時間計算)，而非使用平均速度，且因此亦允許定時序模組476 更準確地預測何時源雷射101應發射以便照射每一小滴。
圖5A為根據如本文中所描述之一個實施例的可用於對LPP EUV系統(其中小滴產生器產生將在照射位點處由源雷射照射的小滴)中的諸如MOPA或MOPA PP雷射之雷射脈衝定時序之方法的流程圖。在步驟501，(諸如)藉由圖4A中之DIM雷射406及408如上所述地產生兩個雷射幕。如上所述，兩個幕位於小滴產生器與照射位點之間，需要在該照射位點處照射小滴以產生EUV電漿。
在步驟502，(例如)藉由小滴產生器106來順序地形成小滴，且在朝向照射位點之軌跡上發送小滴。在步驟503，小滴(諸如，小滴107)穿過兩個雷射幕中之第一者(例如，圖4A中之雷射幕412)，且藉由偵測當第一雷射幕之光反射離開小滴時的閃光之感測器(諸如，DDM 404中之感測器424)來偵測小滴之位置。
在步驟504，第一控制器判定偵測到之小滴是否在至照射位點之所要軌跡上。若小滴不在所要軌跡上，則在步驟505，將一信號發送至小滴產生器以調整小滴產生器釋放小滴所在之方向以將軌跡校正至所要軌跡。
接下來，在步驟506，藉由第二幕(諸如，圖4A中之雷射幕414)來偵測小滴。請注意，該方法自步驟503中的在第一幕處偵測小滴繼續至步驟505中的在第二幕處偵測小滴，即使小滴不在正確軌跡上亦如此，此係因為當前在運動中之小滴不可被調整。對小滴產生器釋放小滴所在之方向的調整將僅影響後續小滴之軌跡。
當偵測到越過第二雷射幕之小滴時，基於小滴之速度及自第二幕至照射位點之距離，在步驟507，第二控制器(諸如，圖4A中之定時序模組426)計算偵測到之小滴將到達照射位點之時間，且在步驟508，第二控制器將時序信號發送至源雷射，該時序信號命令源雷射在雷射脈衝將與所討論之小滴同時到達照射位點之時間發射。在步驟509，源雷射在由時序信號指定之時間發射脈衝，且該脈衝在照射位點照射小滴。
請注意，此流程圖展示對單一小滴之處理。實務上，小滴產生如上所述地連續產生小滴。由於存在小滴之順序系列，因此將類似地存在偵測到之閃光的順序系列及一系列所產生之時序信號，從而使源雷射發射一系列脈衝及在照射位點處照射一系列小滴以形成EUV電漿。此外，如上所述，預期在大部分實施例中此等功能將重疊，亦即，小滴可每隔25微秒或更快地穿過第二幕，而每一小滴自第二幕傳遞至照射位點可耗時約10毫秒。因此，第二控制器應包括允許對每一單獨小滴及用於每一單獨小滴之適當時序信號之偵測的排隊功能。
在一些實施例中，第一控制器(圖4A中未圖示)及第二控制器(諸如，定時序模組426)可為邏輯電路或處理器。在一些實施例中，諸如處理器之單一控制構件可充當兩個控制器。
圖5B為根據如本文中所描述之一個實施例的可用於對LPP EUV系統(其中小滴產生器產生將在照射位點 處由源雷射照射的小滴)中的諸如MOPA或MOPA PP雷射之雷射脈衝定時序之另一方法的流程圖。在步驟531，(諸如)藉由圖4A中之DIM雷射406如上所述地產生兩個雷射幕。如上所述，兩個幕位於小滴產生器與照射位點之間，需要在該照射位點處照射小滴以產生EUV電漿。
在步驟532，(例如)藉由小滴產生器106來順序地形成小滴，且在朝向照射位點之軌跡上發送小滴。在步驟533，小滴(諸如，小滴107)穿過兩個雷射幕中之第一者(例如，圖4A中之雷射幕412)，且藉由偵測當第一雷射幕之光反射離開小滴時的閃光之感測器(諸如，感測器428)來偵測小滴。
在步驟534，第一控制器自感測器接收關於偵測到之閃光之資料且自彼資料判定小滴在y-z平面中之位置，且自彼位置判定小滴是否在至照射位點之所要軌跡上。若小滴不在所要軌跡上，則在步驟535，將一信號發送至小滴產生器，該信號指示小滴已自所要軌跡偏離所在的y-z平面中之方向，使得用於小滴產生器106之致動器可調整小滴產生器釋放後續小滴所在之方向以將軌跡校正至所要軌跡。
接下來，在步驟536，藉由第二幕(諸如，圖4A中之雷射幕414)來偵測小滴。請注意，該方法自步驟533中的在第一幕處偵測小滴繼續至步驟536中的在第二幕處偵測小滴，即使小滴不在正確軌跡上亦如此，此係因為當前在運動中之小滴不可被調整。對小滴產生器釋放小滴所在 之方向的調整將僅影響後續小滴之軌跡。
此外，諸如感測器430之感測器偵測當小滴越過第二幕時的來自小滴之閃光。在步驟537，第二控制器自感測器接收關於偵測到之閃光之資料，且自彼資料判定小滴在y-z平面中之位置，且判定彼位置是否使偵測到之小滴處於至照射位點之所要軌跡上。若小滴不在所要軌跡上，則在步驟538，又將一信號發送至小滴產生器，該信號指示與所要軌跡之偏差，使得可對釋放小滴所在之方向做出調整以校正小滴軌跡。如上所述，在一些實施例中，在步驟535中所發送之信號可用於小滴軌跡之「粗略」調整，且在步驟538中所發送之信號可用於小滴軌跡之「精細」調整。
另外，一旦已偵測到越過第二雷射幕之小滴，基於小滴之速度及自第二幕至照射位點之距離，在步驟539，第三控制器(諸如，圖4A中之定時序模組426)計算偵測到之小滴將到達照射位點之時間，且在步驟540將時序信號發送至源雷射，該時序信號命令源雷射在雷射脈衝將與所討論之小滴同時到達照射位點之時間發射。在步驟541，源雷射在由時序信號指定之時間發射脈衝，且該脈衝在照射位點照射小滴。
與步驟536處的藉由第二雷射幕對小滴之偵測一樣，即使小滴在步驟534不在正確軌跡上，仍執行步驟539至541，即使在步驟537處已判定小滴不在正確軌跡上亦如此，此係因為如上所述，已釋放之小滴之軌跡不可被更改。與步驟535處的對小滴軌跡之調整一樣，步驟538處的對小 滴軌跡之調整將僅影響隨後所釋放之小滴之軌跡。
請注意，此流程圖展示對單一小滴之處理。實務上，小滴產生器如上所述地連續產生小滴。由於存在小滴之順序系列，因此將類似地存在偵測到之閃光的順序系列及一系列所產生之時序信號，從而使源雷射發射一系列脈衝及在照射位點處照射一系列小滴以形成EUV電漿。此外，如上所述，預期在大部分實施例中此等功能將重疊，亦即，小滴可每隔25微秒或更快地穿過第二幕，而每一小滴自第二幕傳遞至照射位點可耗時約10毫秒。因此，第二控制器應包括允許對每一單獨小滴及用於每一單獨小滴之適當時序信號之偵測的排隊功能。
在一些實施例中，第一及第二控制器(圖4A中未圖示)以及第三控制器(諸如，定時序模組426)可為邏輯電路或處理器。在一些實施例中，諸如處理器之單一控制構件可充當第一及第二控制器兩者，而在其他實施例中，單一控制構件可充當所有三個控制器。
上文已參考若干實施例解釋所揭示方法及裝置。根據本發明，其他實施例對熟習此項技術者而言將顯而易見。使用除上文之實施例中所描述之組配外的組配或結合除上文所描述之元件外的元件可容易地實施所描述方法及裝置之特定態樣。
舉例而言，可使用可能比本文中所描述之演算法及/或邏輯電路複雜的不同演算法及/或邏輯電路。雖然已提供各種組配、組件及參數之特定實例，但熟習此項技術者 將能夠判定對特定LPP EUV系統而言可能適當之其他可能性。可使用使用不同於本文中所描述之波長的波長的不同類型之源雷射及線雷射，以及不同感測器、聚焦透鏡及其他光學器件或其他組件。替代地或另外，單一雷射可用以提供如本文中所描述的具有用於習知目的之兩個幕之先前技術系統中的正交偏光之兩個雷射幕。最後，顯而易見地，在一些實施例中可使用組件之不同定向及組件之間的不同距離。
亦應瞭解，可以多種方式來實施所描述方法及裝置，包括實施為程序、裝置或系統。可部分地藉由用於命令處理器執行此等方法之程式指令來實施本文中所描述之方法，且此等指令記錄於諸如硬碟機、軟碟、諸如緊密光碟(CD)或數位影音光碟(DVD)之光碟、快閃記憶體等之電腦可讀儲存媒體上。在一些實施例中，程式指令可遠端地儲存且經由光學或電子通訊鏈路在網路上發送。應注意，本文中所描述之方法之步驟的次序可更改且仍在本發明之範疇內。
對實施例之此等及其他變化意欲藉由僅受附加申請專利範圍限制之本發明來涵蓋。
101‧‧‧源雷射
105‧‧‧照射位點
106‧‧‧小滴產生器
107‧‧‧小滴
400‧‧‧系統
402‧‧‧小滴照明模組/DIM
404‧‧‧小滴偵測模組/DDM
406‧‧‧第一雷射/DIM雷射
408‧‧‧第二雷射/DIM雷射
410‧‧‧檢視口
412‧‧‧(第一)雷射幕/幕
414‧‧‧(第二)雷射幕/幕
416‧‧‧口保護孔隙
418‧‧‧集光透鏡
420‧‧‧空間濾光片
422‧‧‧狹縫孔隙
424‧‧‧感測器
426‧‧‧定時序模組
428‧‧‧(第一)感測器
430‧‧‧(第二)感測器

Claims (14)

  1. 一種用以對極紫外線雷射產生電漿(EUV LPP)光源中的源雷射之發射(firing)定時序(timing)的系統，該EUV LPP光源具有以一預定(predetermined)速度釋放一小滴之一小滴產生器(droplet generator)，該源雷射在一照射位點(irradiation site)處發射脈衝，該系統包含：一小滴照明(illumination)模組，其包含用以在該小滴產生器與該照射位點之間產生一第一雷射幕(laser curtain)之一第一線雷射；一小滴偵測模組，其包含用以偵測當一小滴穿過該第一雷射幕時來自該第一雷射幕之一閃光(flash)的一第一感測器；以及一第一控制器，其用以基於來自該第一雷射幕之該閃光、自該第一雷射幕至該照射位點之距離、及該小滴之該速度，而判定該源雷射應於何時發射一脈衝以便在該小滴到達該照射位點時照射該小滴，且產生命令該源雷射在此時間發射之一時序信號。
  2. 如請求項1之系統，其中：該小滴照明模組進一步包含用以在該小滴產生器與該照射位點之間產生一第二雷射幕之一第二線雷射；且該系統進一步包含：一第二感測器，其用以偵測當該小滴穿過該第二雷 射幕時來自該第二雷射幕之一閃光；以及一第二控制器，其用以從來自該第二雷射幕之該閃光來判定該小滴是否在通向該照射位點之一所要軌跡上，且在必要時調整該小滴產生器之位置，使得該小滴在該所要軌跡上。
  3. 如請求項2之系統，其中該小滴照明模組進一步包含在該第一線雷射與該小滴之該所要軌跡之間的一檢視口。
  4. 如請求項3之系統，其中該小滴照明模組進一步包含用以保護該檢視口之一口保護孔隙(port protection aperture)。
  5. 如請求項4之系統，其中該口保護孔隙包含多個分開的金屬元件。
  6. 如請求項1之系統，其中該小滴偵測模組進一步包含用以收集從來自該第一雷射幕之該閃光的光，且將該光聚焦至該第一感測器上之一集光透鏡。
  7. 如請求項6之系統，其中該小滴偵測模組進一步包含在該集光透鏡與該第一感測器之間的一狹縫孔隙。
  8. 如請求項1之系統，其中該小滴偵測模組進一步包含用以保護該第一感測器之一口保護孔隙。
  9. 如請求項8之系統，其中該口保護孔隙包含多個分開的金屬元件。
  10. 如請求項2之系統，其中該第一雷射幕相較於該第二雷射幕係更位於靠近該照射位點。
  11. 如請求項10之系統，其中自該第一雷射幕至該照射位點 的最短距離大約為5mm及自該第二雷射幕至該照射位點的最短距離大約為10mm。
  12. 一種用以對極紫外線雷射產生電漿(EUV LPP)光源中的一源雷射之發射定時序的方法，該EUV LPP光源具有以一預定速度釋放一小滴之一小滴產生器，該源雷射在一照射位點處發射脈衝，該方法包含：產生在該小滴產生器與該照射位點之間的一第一雷射幕；偵測當一小滴穿過該第一雷射幕時來自該第一雷射幕之一閃光；以及基於來自該第一雷射幕之該閃光、自該第一雷射幕至該照射位點之距離、及該小滴之該速度，而判定該源雷射應於何時發射一脈衝以便在該小滴到達該照射位點時照射該小滴，且產生命令該源雷射在此時間發射之一時序信號。
  13. 如請求項12之方法，其進一步包含：產生在該小滴產生器與該照射位點之間的一第二雷射幕；偵測當該小滴穿過該第二雷射幕時來自該第二雷射幕之一閃光；以及從來自該第二雷射幕之該閃光來判定該小滴是否在通向該照射位點之一所要軌跡上，且在必要時調整該小滴產生器之位置，使得該小滴在該所要軌跡上。
  14. 一種非暫時性電腦可讀儲存媒體(non-transitory computer readable storage medium)，其上體現有用於使一計算器件(computing device)執行用以對具有用於順序地產生靶材小滴之一小滴產生器之一EUV LPP光源中的一源雷射之發射定時序之一方法的指令，該源雷射在一照射位點處發射脈衝以照射該等小滴以便產生一電漿(plasma)，該方法包含：產生在該小滴產生器與該照射位點之間的一第一雷射幕；偵測當一小滴穿過該第一雷射幕時來自該第一雷射幕之一閃光；以及基於來自該第一雷射幕之該閃光、自該第一雷射幕至該照射位點之距離、及該小滴之速度，而判定何時該源雷射應發射一脈衝以便在該小滴到達該照射位點時照射該小滴，且產生命令該源雷射在此時間發射之一時序信號。
TW103130772A 2013-09-26 2014-09-05 用以在極紫外線光源中控制靶材小滴之系統及方法 TWI616119B (zh)

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