TWI670996B - 極紫外光（euv）源、用以維持用來產生極紫外光之放大光束的性質之方法以及用於極紫外光源的系統 - Google Patents

極紫外光（euv）源、用以維持用來產生極紫外光之放大光束的性質之方法以及用於極紫外光源的系統 Download PDF

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Abstract

一種用於極紫外(EUV)光源的系統，其係包括：包含位於一光束路徑上之一增益介質的一光學放大器，該光學放大器經組配成可在一輸入處接收一光束以及在一輸出處射出一輸出光束供一EUV光源用；一回饋系統，其係測量該輸出光束之一性質以及基於該測得性質來產生一回饋訊號；以及一適應性光件，其係位於該光束路徑中且經組配成可接收該回饋訊號以及調整該輸出光束之一性質以響應該回饋訊號。

Description

極紫外光(EUV)源、用以維持用來產生極紫外光之放大光束的性質之方法以及用於極紫外光源的系統
本發明係有關於一種用於極紫外光源之適應性雷射系統。
極紫外(「EUV」)光，例如，波長約50奈米或更短的電磁輻射(有時也被稱為軟x射線)，以及包括波長約13奈米的光線，可使用於微影製程以在基板(例如，矽晶圓)中產生極小的特徵。
產生EUV光的方法包括但不一定限於：使具有發射譜線在EUV範圍內之元素(例如，氙，鋰，或錫)的材料轉變成電漿態。在通常稱為雷射產生電漿(「LPP」)的一個此類方法中，其係用可稱為驅動雷射的放大光束來照射材料形式例如為微滴、板子、帶子、串流或簇團的靶材可產生所需電漿。對此方法而言，電漿通常在密封容器內產生，例如，真空室，以及使用各種類型的計量設備來監控。
在一概括方面，一種極紫外(EUV)光源，其係包含：產生一放大光束的一源頭，該源頭包含各自包含位於 一光束路徑上之一增益介質的兩個或更多光學放大器，以及各個光學放大器經組配成可接收在一輸入處沿著該光束路徑行進的一輸入光束，並經組配成在一輸出處射出一輸出光束且將其射於該光束路徑上；位於該光束路徑上的一或更多適應性光學元件，該適應性光學元件可調整以響應一回饋訊號；以及耦合至該一或更多適應性光學元件的一回饋系統，該回饋系統包含一感測器，其經定位成可接收在該光束路徑中傳播的放射線，以及該回饋系統經組配成可基於該感測器所測得的一性質來產生該回饋訊號；一真空室；一靶材輸送系統，其係引導靶材到在該真空室內且接收該放大光束的一目標位置，該靶材包含在轉變成電漿時射出極紫外光的一材料；以及在該真空室內部的一收集器，該收集器經定位成可接收及引導該射出極紫外光。
具體實作可包括以下特徵中之一或更多。該一或更多適應性光學元件可包含至少一適應性光學元件，其係包含：一光學元件，其包含在一第一面的一可變形反射面以及與該第一面熱連通的一第二面；一流體路徑，其係包含與該光學元件之該第二面熱連通的一第一導管，該第一導管經組配成可接收一導熱流體；以及一壓力路徑，其係包含與該第一導管及一壓力致動器流體連通的一第二導管，該壓力致動器經組配成可提供及移除該第一導管的壓力。
該一或更多適應性光學元件中之至少一者可位於在該等兩個或更多光學放大器中之兩個之間的該光束路徑上。
該EUV光源也可包含一空間濾波器，其位於該等光學放大器中之至少一者的輸出處。
該等適應性光學元件中之至少一者可改變該光束路徑的長度以響應該回饋訊號。
在另一概括方面，一種用以維持用來產生極紫外光之放大光束的性質之方法，其係包含：安置一光學放大器於一光束路徑上，該光學放大器包含在該光束路徑上的一增益介質；安置一適應性光件於該光束路徑上；從該光學放大器射出與一工作週期關連的一放大光束；判定該放大光束之一性質；調整該適應性光件以藉此維持該放大光束之該性質，而不論該放大光束之該工作週期的變化如何；以及提供該放大光束給接收一靶材的一目標位置以產生極紫外光。
具體實作可包括以下特徵中之一或更多。調整該適應性光件的步驟可包含：調整該適應性光件的曲率半徑，以藉此調整該放大光束的光束發散度(beam divergence)。
該適應性光件可調整以響應一回饋訊號，以及該方法也可包含：基於該放大光束的一判定功率來產生該回饋訊號；以及提供該回饋訊號給該適應性光件。
判定該放大光束之一性質可包含以下各項中之一或更多：測量該放大光束的功率，判定光束大小，以及判定該放大光束的腰部位置。
該放大光束之該性質可包含一光束腰部位置(beam waist location)，以及調整該適應性光件以維持該光 束腰部位置的步驟包含：調整該適應性光件以改變該光束路徑的長度。
可在該光學放大器之內的一位置處判定該放大光束之該性質。
在提供該放大光束給該目標位置之前，可提供給在該光束路徑上的第二光學放大器。
在另一概括方面，一種用於極紫外(EUV)光源的系統，其係包含：包含位於一光束路徑上之一增益介質的一光學放大器，該光學放大器經組配成可在一輸入處接收一光束以及在一輸出處射出一輸出光束供一EUV光源用；一回饋系統，其係測量該輸出光束之一性質以及基於該測得性質來產生一回饋訊號；以及一適應性光件，其係位於該光束路徑中且經組配成接收該回饋訊號以及調整該輸出光束之一性質以響應該回饋訊號。
具體實作可包括以下特徵中之一或更多。該回饋系統可測量以下各項中之一或更多：該輸出光束的功率，該輸出光束的形狀，以及該輸出光束的大小。
該系統也可包含含有一增益介質的第二光學放大器，以及該適應性光件可位於該第二光學放大器與該光學放大器之間。
該適應性光件可包括一曲率可變反射鏡(variable radius mirror，VRM)。
該系統更可包含第二適應性光件，以及該適應性光件與該第二適應性光件各包含一曲率可變反射鏡 (VRM)。
該系統也可包含在該光束路徑上以及在該第二光學放大器與該光學放大器之間的一空間濾波器。
該系統也可包含一真空室；將靶材引導至在該真空室中之一目標位置的一靶材輸送系統，該目標位置接收該輸出光束，以及該靶材包含在轉變成電漿時射出極紫外光的一材料；以及接收及引導該射出極紫外光的一收集器。
該性質可為該輸出光束之一光束腰部的位置，以及該適應性光件為一光束路徑長度調整器，其經組配成可改變該光束路徑的長度以響應該回饋訊號。
上述任一技術的具體實作可包括一種用於雷射產生電漿EUV光源的適應性雷射系統，一種EUV光源，一種適應性元件用於改造現有EUV光源的驅動雷射，一種方法，一種製程，一種裝置，儲存於電腦可讀取媒體上的數個可執行指令，或一種設備。一或更多具體實作的細節陳述於附圖和以下說明。由說明、附圖及申請專利範圍可明白其他的特徵。
100‧‧‧雷射產生電漿(LPP)極紫外(EUV)光源
105‧‧‧適應性光源
106‧‧‧光學放大器
108‧‧‧適應性光學元件
110‧‧‧放大光束
115‧‧‧靶材輸送系統
120‧‧‧靶材
125‧‧‧光束輸送系統
130‧‧‧目標位置
135‧‧‧組件
140‧‧‧聚焦組合
145‧‧‧聚焦位置
150‧‧‧EUV光輻射
155‧‧‧集光器
160‧‧‧EUV光
165‧‧‧光學設備
204‧‧‧輸入光束
205‧‧‧另一示範適應性驅動雷射系統
206‧‧‧光學放大器
207‧‧‧增益介質
208‧‧‧適應性光件
210‧‧‧放大光束
211‧‧‧週期
212‧‧‧脈衝
213‧‧‧關閉時間
214‧‧‧脈衝寬度
215‧‧‧回饋系統
216‧‧‧測量模組
217‧‧‧電子儲存器
218‧‧‧電子處理器
219‧‧‧回饋訊號
220‧‧‧靶材
230‧‧‧目標位置
305‧‧‧另一示範適應性驅動雷射系統
306a、306b‧‧‧光學放大器
307a、307b‧‧‧增益介質
308‧‧‧適應性光學元件
309a、309b‧‧‧輸入
310‧‧‧放大光束
311a、311b‧‧‧輸出
313‧‧‧光程
315‧‧‧光輸入
317‧‧‧空間濾波器
318‧‧‧穿孔
319‧‧‧反射元件
320‧‧‧靶材
330‧‧‧目標位置
400A‧‧‧自標定雷射系統
400B‧‧‧另一示範驅動雷射系統
404‧‧‧光束路徑
415a‧‧‧反射鏡
415b‧‧‧獨立雷射
420‧‧‧靶材
430‧‧‧目標位置
500‧‧‧示範方法
505‧‧‧反射面
510至560‧‧‧方法步驟
605‧‧‧反射面
606‧‧‧側面
608‧‧‧示範曲率可變反射鏡(VRM)
610‧‧‧流體迴路
612‧‧‧導管
613‧‧‧順時鐘方向
614‧‧‧泵
620‧‧‧熱交換器
622‧‧‧導管
623‧‧‧相對冷流體
624‧‧‧入口
626‧‧‧出口
627‧‧‧相對暖流體
630‧‧‧壓力迴路
631‧‧‧彈簧活塞
632‧‧‧壓力致動器
633‧‧‧導管
634‧‧‧壓力控制器
636‧‧‧壓力轉換器
638‧‧‧閥
640‧‧‧導管
642‧‧‧閥
705‧‧‧示範驅動雷射系統
706a、706b‧‧‧光學放大器
708‧‧‧曲率可變反射鏡(VRM)
710‧‧‧放大光束
713‧‧‧光束路徑
720‧‧‧靶材
730‧‧‧目標位置
770‧‧‧測量感測器
772‧‧‧回饋訊號
780‧‧‧控制器
805‧‧‧另一示範適應性驅動雷射系統
806a至806d‧‧‧光學放大器
808a至808d‧‧‧適應性光學元 件
809a至809d‧‧‧輸入
810‧‧‧放大光束
811a至811d‧‧‧輸出
813‧‧‧光程
815、815a‧‧‧光輸入/光學輸入
817a至817c‧‧‧空間濾波器
819‧‧‧反射元件
820‧‧‧靶材
830‧‧‧目標位置
870‧‧‧感測器
872‧‧‧回饋訊號
873‧‧‧感測器
874‧‧‧回饋訊號
905‧‧‧另一示範適應性驅動雷射系統
906a至906d‧‧‧光學放大器
908‧‧‧適應性光學元件
917a至917c‧‧‧空間濾波器
1005‧‧‧另一示範適應性驅動雷射系統
1006a、1006b‧‧‧光學放大器
1010‧‧‧放大光束
1011a‧‧‧輸出
1013‧‧‧光程
1015‧‧‧光輸入
1017‧‧‧空間濾波器
1020‧‧‧靶材
1030‧‧‧目標位置
1070‧‧‧感測器
1072‧‧‧回饋訊號
1078a、1078b‧‧‧靜止反射光學元件
1080‧‧‧適應性元件
1180‧‧‧光束路徑延伸器
1181‧‧‧光束
1182‧‧‧內導管
1183‧‧‧外導管
1184‧‧‧軸線
1186‧‧‧基部
1185a至1185d‧‧‧反射光件
1187‧‧‧桿件
1189‧‧‧滑件
1190‧‧‧輸入
1191‧‧‧輸出
1205‧‧‧另一示範適應性驅動雷射系統
1208‧‧‧適應性光件
1280‧‧‧適應性光件
1300‧‧‧真空室
1340‧‧‧穿孔
1355‧‧‧收集器反射鏡
1361‧‧‧中間位置
1380‧‧‧控制器
1381‧‧‧致動系統
1382‧‧‧導引雷射
d、D‧‧‧方向
圖1的方塊圖圖示示範雷射產生電漿極紫外光(EUV)源。
圖2的方塊圖圖示用於EUV光源的示範適應性驅動雷射系統。
圖3的方塊圖圖示用於EUV光源的另一示範 適應性驅動雷射系統。
圖4A及圖4B的方塊圖圖示用於EUV光源的示範驅動雷射系統。
圖5的流程圖圖示用於維持放大光束之性質的示範方法。
圖6的方塊圖圖示示範曲率可變反射鏡(VRM)。
圖7的方塊圖圖示用於含有圖6VRM之EUV光源的示範驅動雷射系統。
圖8及圖9的方塊圖圖示包含一或更多VRM的其他示範驅動雷射系統。
圖10的方塊圖圖示另一示範適應性驅動雷射系統。
圖11A的平面圖圖示處於壓縮狀態的示範光束路徑長度調整器。
圖11B的平面圖圖示處於擴展狀態的圖11A光束路徑長度調整器。
圖11C為沿著圖11A之直線11C-11C繪出圖11A之光束路徑長度調整器的橫截面圖。
圖12的方塊圖圖示另一示範適應性驅動雷射系統。
圖13的方塊圖圖示示範雷射產生電漿極紫外光(EUV)源。
揭示數種技術用於控制光學放大器之射出光束及/或輸入光束的光學性質，例如光束發散度。
請參考圖1，光學放大器106至少形成用來驅動雷射產生電漿(LPP)極紫外(EUV)光源100的適應性光源105(驅動源或驅動雷射)之一部份。光源105產生提供給目標位置130的放大光束110。目標位置130接收靶材120，例如錫微滴，以及放大光束110與靶材120的相互作用產生射出EUV光或放射線150的電漿。集光器155收集及引導EUV光150至光學設備165，例如微影工具。
光束輸送系統125可包括使放大光束110在聚焦位置(focal location)145處聚焦的聚焦組合(focus assembly)140。組件135可包括藉由折射及/或反射來引導放大光束110的光學元件，例如透鏡及/或反射鏡。組件135也可包括控制及/或移動組件135的元件。例如，組件135可包括可控制以造成光束輸送系統125之光學元件移動的致動器。
放大光束110的工作週期為放大光束之打開時間的部份或百分比。以相對高工作週期(例如，70%或更多的工作週期)操作EUV光源100可產生較多EUV光。不過，高工作週期的放大光束110在時間上的單位脈衝能量和功率可能小於低工作週期(例如，70%以下的工作週期)所得到的放大光束。例如，放大光束110在90%工作週期的功率可能只有放大光束在相對低工作週期之功率的70%。
控制光束的光學性質可減輕此影響。例如，光源 105可包括配置成一放大器鏈(amplifier chain)的多個光學放大器106，其中各個放大器經定位成可進一步放大前一個光學放大器的輸出。被後續光學放大器接收的光束具有光束大小(或光束寬度)，其係光束在與光束傳播方向垂直之平面的橫截面直徑，與發散度，其係光束寬度隨著光束傳播離開最小大小(光束腰部)而增加的度量。當提供給該鏈中之後續光學放大器時，有相對較小光束寬度的光束與光學放大器之增益介質相互作用的面積小於有較大光束寬度的光束，導致放大光束110的放大率較小及功率較小。工作週期的變化可能影響光束寬度及光束發散度。例如，光束由光學放大器106以高工作週期輸出的光束寬度約為由光學放大器106以低工作週期光束輸出之光束寬度的20%。同樣地，控制光束由光學放大器射出的發散度或控制光束腰部的位置以確保提供給放大器之前有足夠的光束寬度可減輕高工作週期的功率損失。
揭示於本文的技術在光源105中使用一或更多適應性光學元件108以控制光束的發散度，及/或維持不變，或幾乎不變的光束寬度及腰部位置，不論工作週期的變化如何。適應性光學元件108可放在光學放大器106內，光學放大器106的輸出處，或光學放大器106的輸入處。
圖2的方塊圖圖示另一示範適應性驅動雷射系統205。驅動雷射系統205產生對準目標位置230的放大光束210。驅動雷射系統205可用來作為光源100(圖1)的驅動雷射系統105。
驅動雷射系統205包括含有增益介質207的光學放大器206，以及適應性光件208。光學放大器206接收輸入光束204以及產生輸出光束。增益介質207通過泵作用(pumping)接收能量，以及提供能量給輸入光束204以放大輸入光束204而形成放大光束210。在圖2實施例中，放大光束210為輸出光束。
放大光束210有具脈衝寬度214的脈衝212。在週期211期間，放大光束210的打開時間等於脈衝寬度214，以及放大光束210有關閉時間213。放大光束210的工作週期為週期211在光束打開時的部份(在此實施例為脈衝寬度214)。在圖2實施例中，週期211包括一個脈衝212，不過，在其他實施例中，週期211可包括額外的脈衝。
驅動雷射系統205也包括適應性光件208。適應性光件208為修改放大光束210之性質以響應接收來自回饋系統215之回饋訊號219的光學元件。適應性光件208，例如，可為曲率可變反射鏡(VRM)。曲率可變反射鏡有具可變曲率半徑的可變形反射面。曲率半徑的存在造成入射於反射面上之光束的發散度改變。發散度的改變量取決於可用回饋系統215調整及控制的曲率半徑。以下用圖8、圖9及圖12描述使用VRM於適應性驅動雷射系統的實施例。
在另一實施例中，適應性光件208可為光束路徑長度調整器，其係加長或縮短光學放大器206與驅動雷射系統205之其他元件的光程以響應回饋訊號219。改變光程 長度改變在特定位置的光束大小以及光束腰部的位置。以此方式，該光束路徑長度調整器修改放大光束210的性質。以下用圖10及圖12描述光束路徑長度調整器在適應性驅動雷射系統中的實施例。
適應性驅動雷射系統205也包括回饋系統215。回饋系統215包括測量模組216，電子儲存器217，以及電子處理器218。測量模組216可包括測量放大光束210之性質的感測器。該性質，例如，可為放大光束210的能量或功率。來自測量模組216的測量值可用來判定該性質。例如，該性質可為光束在一段時間內的功率，光束發散度，光束形狀，光束寬度，及/或光束腰部位置。
測得性質用來產生回饋訊號219，它對適應性光件208起作用以造成適應性光件208的調整。例如，在包含作為適應性光件208之VRM的具體實作中，回饋訊號219對適應性光件208起作用以改變在可變形反射面之一側面的壓力，產生可變形反射面之形狀的對應變化。因此，該可變形反射面調整曲率半徑以提供有特定發散度的反射光束。
電子儲存器217儲存數個指令，在被電子處理器218時，使得測量模組216，例如，能夠收集資料以及判定光束的性質。儲存器217也可儲存測量模組216所感測的資料，及/或用以擷取來自測量模組216之資料的指令。儲存器217為電子記憶模組，而且儲存器217可為非揮發性或永久記憶體。儲存器217可為揮發性記憶體，例如RAM。 在一些具體實作中，儲存器217可包含非揮發性及揮發性部份或組件。
處理器218可為適於執行電腦程式的處理器，例如通用或專用微處理器，以及任何一種數位電腦的任一或更多處理器。一般而言，處理器接收來自唯讀記憶體或隨機存取記憶體或兩者的指令及資料。處理器218接收來自回饋系統215之組件的資料以及使用該等資料，例如，來判定光束210的性質。在一些具體實作中，回饋系統215包含一個以上的處理器。
圖3的方塊圖圖示另一示範適應性驅動雷射系統305。驅動雷射系統305提供放大光束310給目標位置330。目標位置330接收在轉變成電漿時射出EUV光的靶材320。
驅動雷射系統305包括兩個光學放大器306a及306b，以及適應性光學元件308。光學放大器306a及306b各自包含輸入309a、309b，輸出311a及311b，以及增益介質307a及307b。輸入309a接收來自光輸入315的光束。在被激活時，增益介質307a、307b提供能量給傳播光束以產生能量大於進入光學放大器之光束的放大光束。
增益介質307a、307b與適應性光學元件308都放在光程313上。光程313可為光輸入315至輸出311b之路徑的全部或一部份，以及光程313可具有任何螺旋形式。在圖示實施例中，適應性光學元件308在光程313上，位於輸出311a、輸入309a之間。在處於此組態時，適應性光 學元件308，例如，可調整在該光束到達光學放大器306b之輸入309b前離開輸出311a之光束的發散度。
驅動雷射系統305也可包括位於光束路徑313上的空間濾波器317。空間濾波器317界定光線可通過它的穿孔318。如以下在說明圖8時所詳述的，空間濾波器317減少光學放大器306a的反射量。該驅動雷射系統也可包括反射元件319。反射元件319可為反射鏡。在一些具體實作中，光學元件319可為適應性光學元件。
也參考圖4A及圖4B，光輸入315可為反射元件，例如反射鏡415a(圖4A)或提供雷射光束給輸入309a(圖4B)的獨立雷射415b。如圖4A所示，在一些具體實作中，光輸入315為反射鏡415a。在此具體實作中，驅動雷射系統305被組配成為所謂的「自標定」雷射系統400A，其中靶材420係用作光學腔的一反射鏡。靶材420可類似靶材120(圖1)。靶材420接收於目標位置430。在一些「自標定」配置中，可能不需要主振盪器。雷射系統400A包括有增益介質307a、307b的光學放大器306a、306b，如圖3所示。光學放大器306a、306b可具有自己的激勵源，例如，泵激電極(pumping electrode)。光學放大器306a、306b可具有一室，它可為射頻(RF)泵激、快速軸流二氧化碳放大器室，其具有用於放大具有例如10600奈米之波長λ的光有例如103至106之組合式單程增益(combined one pass gain)。該放大器室可設計成沒有雷射腔(共振器)反射鏡，使得在單獨設置時，它不包括使放大光束310通過增益介質一次以上所 需的光學組件。然而，如上述，雷射腔可如以下所述地形成。
在此具體實作中，雷射腔的形成可藉由用反射光件415a作為光輸入315以及把靶材420放在目標位置430。反射光件415a，例如，可為平面鏡，曲面鏡，相位共軛鏡(phase-conjugate mirror)，或對於約10600奈米之波長(若使用二氧化碳放大器室，為放大光束310的波長)具有約90%以上之反射率的角形反射器(corner reflector)。靶材420與反射光件415a用來使一些放大光束310沿著光束路徑313反射回到雷射系統400A以形成雷射腔。因此，目標位置430存在靶材420提供足夠的回饋造成雷射系統400A產生同調雷射振盪。就此情形而言，放大光束310(圖3)可視為雷射光束。
當靶材420不在目標位置430時，仍可泵激雷射系統400A以產生放大光束310但是它不會產生雷射振盪，除非雷射系統400A內有其他的組件提供足夠的回饋。特別是，在放大光束310與靶材420相交期間，靶材420可反射光線沿著光束路徑404，與光件415a合作建立穿經光學放大器306a、306b的光學腔。該配置經組配成在光學放大器306a、3056b內的增益介質307a、307b被激勵而產生雷射光束用以照射靶材420，產生電漿，以及產生EUV光輻射150(圖1)時，靶材420的反射率足以造成光學增益能超過該腔(由光件415a與靶材420形成)的光學損失。
用此配置，光件415a、光學放大器305a、305b 及靶材420結合形成所謂的「自標定」雷射系統，其中靶材420用作光學腔的一反射鏡(所謂電漿反射鏡或機械Q開關)。自標定雷射系統揭示於申請於2006件10月13日之美國申請案第11/580,414號(簡稱‘414申請案)，標題為「Drive Laser Delivery Systems for EUV Light Source」，其全部內容併入本文作為參考資料。
圖4B圖示另一示範驅動雷射系統400B。驅動雷射系統400B為主振盪器/功率放大器(MOPA)組態，它有由主振盪器(或種子雷射)415b啟動以及饋入光學放大器306a的種子脈衝。光學放大器306a可放大來自主振盪器415b的脈衝輸出，例如，利用RF泵激、快速軸流二氧化碳放大器，以產生放大光束310。
雖然圖3、圖4A及圖4B的實施例圖示含有兩個光學放大器的系統，然而可使用更多或更少的光學放大器。另外，雖然例如二氧化碳放大器室的裝設取決於應用，然而其他類型的放大器或雷射也可能合適，例如，以高功率及高脈衝重複率操作的準分子或分子氟素雷射。其他實施例包括，例如，有纖維或盤形增益介質的固態雷射，以MOPA組態的準分子雷射系統，例如，圖示於美國專利第5,625,191號；第5,549,551號；以及第5,567,450號者；有一或更多室的準分子雷射，例如，振盪器室與一或更多放大室(其中該等放大室呈並聯或串聯)；主振盪器/功率振盪器(MOPO)配置，功率振盪器/功率放大器(POPA)配置；其中功率放大器為再生環放大器(regenerative ring amplifier) 的配置；或用一或更多準分子或分子氟素放大器或振盪器室播種的固態雷射，可能合適。其他的設計有可能。
圖5的流程圖圖示用於維持放大光束之性質的示範方法500。方法500的說明參考驅動雷射系統305(圖3)。不過，方法500可在產生與靶材相互作用之放大光束以產生EUV光的任何光源上執行。
安置光學放大器306a於光束路徑313上(510)。安置適應性光件308於光束路徑313上(520)。從光學放大器306a射出與工作週期關連的放大光束(530)。該放大光束可為由放大器306a直接射出的光束或已被在放大器306a下游之放大器(例如，放大器306b)進一步放大的放大光束。該放大光束之工作週期的設定，例如，可藉由激活及去活化RF電極，藉此用能量泵激增益介質307a。當增益介質307a用能量泵激時，穿經增益介質307a的光束吸收能量而被放大。當增益介質307a不用能量泵激時，該光束穿經放大器306a而不被放大。因此，RF電極被激活及去活化的速率決定放大光束的工作週期。
判定放大光束的性質(540)。放大光束的性質，例如，可為放大光束在一段時間內的功率，或放大光束在特定時間的功率。射出放大光束的性質可為光束大小，它可為放大光束在與放大光束傳播方向垂直之平面中的直徑或寬度。放大光束的性質可為放大光束的發散度。該性質可在放大器306a及306b內或外之光束路徑313上的任何一點處測量。
調整適應性光學元件308(550)。適應性光學元件308的調整導致放大光束的性質被維持，即使工作週期有變化。例如，可調整適應性光學元件308的曲率半徑使得放大光束的發散度保持相同，不論工作週期的變化如何。在沒有適應性光件時，90%的工作週期可能減少放大光束的發散度，而10%的工作週期不會造成放大光束的發散度減少。在工作週期由10%變到90%時，為了維持發散度，適應性光學元件308增加曲率半徑以增加放大光束的發散度。適應性光學元件308可調整曲率半徑以響應回饋訊號(例如，圖2的回饋訊號219)。
提供該放大光束給目標位置230以與靶材220相互作用而產生EUV光(560)。
圖6的方塊圖圖示示範曲率可變反射鏡(VRM)608。VRM 608可用來作為各自在圖1、圖2及圖3示範雷射系統105、205及305中的適應性光件108、208或308。VRM 608包括反射面605可變形以響應施加至側面606的壓力變化。VRM 608包括使從反射面605除去熱之流體循環的流體迴路610以及改變在側面606之壓力的獨立壓力迴路630。相較於流體本身之流率及/或導管攜載流體之限制用來控制在可變形表面處之壓力的VRM，流體迴路與壓力迴路的分離減少反射面605的振動。
流體迴路610包括流體通過它循環的導管612。導管612形成一環路，以及該流體可沿著順時鐘方向613流動通過環路。該流體在反射面605的側面606附近流動 而攜載熱離開反射面605。該流體可為液體或氣體，例如，水，空氣，冷卻劑，或可從反射面605之側面606除去熱的任何其他流體。
壓力迴路630包括壓力致動器632與壓力控制器634，以及壓力轉換器636。壓力致動器632流體耦合至導管633，導管633則流體耦合至導管612。壓力致動器632起作用以增加或減少導管633中的壓力，以及導管633中之壓力的增加或減少對於導管612中之壓力及反射面605之側面606有對應影響。在圖6實施例中，壓力致動器632為活塞力致動器。導管633中之壓力在彈簧活塞631沿著方向「d」移動時增加以及在彈簧活塞631沿著方向「d」的反向移動時減少。
壓力轉換器(或壓力感測器)636測量在反射面605之側面606的壓力，以及壓力轉換器636提供電子訊號給壓力控制器634。壓力控制器634控制壓力致動器632以提供更多或更少壓力至導管633內。
VRM 608也包括接受導管622的熱交換器620，導管622攜載形式為流體的冷卻劑，它可為液體或氣體(例如，水)。導管622在入口624處接收相對冷流體623，使冷流體623穿經熱交換器620，在此冷流體623吸收從反射面605返回之流體的熱以及變成相對暖流體627。加熱流體627通過出口626離開VRM 608。以此方式，流入導管612的流體除去來自反射面的熱，然後它在再循環到反射面505的側面606之前在熱交換器620中冷卻。
流體迴路610也包括泵614。泵614，例如，可為齒輪泵。泵614造成流體流入導管612，但是該泵在側面606處不產生壓力變化。例如，泵614不造成導管612中之流體的流率改變而導致在側面606之壓力有對應變化。此外，導管612在側面606下游(在方向613)沒有限制，若有的話，可限制流體在導管612中的流動而造成壓力在反射面605之側面606累增。導管612在側面606上游(在方向613)也沒有限制。反而，壓力致動器632增減在側面606的壓力。
用壓力致動器632在側面606產生壓力變化而不是限制及/或改變流率可導致減少或排除反射面605的外來振動。另外，由於壓力迴路630與流體迴路610是獨立的，可控制表面605的壓力，甚至在沒有流體流經導管612的情形下。同樣地，例如，VRM 608可使用於具有受益於有移除自反射面605之熱的操作模式以及不需要移除熱的操作模式的系統。
VRM 608也可包括通過閥642使導管622耦合至導管612的導管640。打開閥642允許流體在導管622、612之間流動使得導管622填加或排出流體。此外，導管633可通過閥638耦合至導管622。
圖7的方塊圖圖示包含曲率可變反射鏡(VRM)708的示範驅動雷射系統705。驅動雷射系統705包括產生放大光束710的光學放大器706a及706b。放大光束710對準接收靶材720的目標位置730。放大光束710與靶 材720的相互作用使靶材轉變成射出EUV光的電漿。驅動雷射系統705也包括位於光束路徑713上的測量感測器770。在圖7實施例中，測量感測器770位在光學放大器706b的輸入處。測量感測器770測量光束的光束大小以及產生提供給VRM 708的回饋訊號772。
VRM 708為圖6之VRM 608的另一具體實作。VRM 708與VRM 608相同，除了VRM 708的壓力控制器634接收來自測量感測器770的回饋訊號772而不是來自壓力轉換器636(圖6)的以外。壓力控制器634對壓力致動器632起作用以造成在側面606的壓力依照測量感測器770所測得的光束大小而增加或減少。
雖然在圖7實施例中，測量感測器770位在光學放大器706b的輸入處，然而測量感測器770可位於其他位置。例如，測量感測器770可經定位成可測量放大光束710在目標位置730的大小。在其他實施例中，測量感測器770可位於光學放大器706b或706b內，或在放大器706a的輸出處。可使用一個以上的測量感測器770，這些一個以上的測量感測器770可放在不同的位置。
圖8的方塊圖圖示另一示範適應性驅動雷射系統805。驅動雷射系統805產生提供給目標位置830的放大光束810。靶材820與放大光束的相互作用產生射出EUV光的電漿。
驅動雷射系統805包括位於光程813上的光學放大器806a至806d。每個光學放大器806a至806d各自包含 增益介質(未圖示)，輸入809a至809d，以及輸出811a至811d。放大器806a至806d一起在光束路徑813上形成一放大器鏈(amplifier chain)，其中光學放大器806b至806d的輸入各自接收來自前面(上游)光學放大器808a至806c之輸出的光線。放大器806a的輸入809a接收來自光輸入815的光束。光輸入815a可為反射光件(例如，在說明圖4A時提及的光件415a)或種子雷射(例如，在說明圖4B時提及的種子雷射415b)。驅動雷射系統805也包括數個反射元件819，彼等放在光束路徑813上以及引導光線進入輸入809b至809d。反射元件819，例如，可為平面鏡。
驅動雷射系統805也包括各自在每個放大器806a至806d之輸出處的適應性光學元件808a至808d。增益介質在光學放大器806a至806d中的作用可類似透鏡，其係改變傳播通過介質之光束的發散度數量。發散度的改變量可隨著工作週期而有所不同。為了抵消此效應，適應性光學元件808a至808d在光束路徑813上位於可接收各個光學放大器806a至806d所輸出之光束的位置。
適應性光學元件808a至808d可為VRM，例如在說明圖7時提及的VRM 708。作為VRM，適應性光學元件808a至808d各有可改變形狀以響應回饋訊號的可變形反射面。在圖8的實施例中，適應性光學元件808a接收來自感測器870的回饋訊號872，感測器870係測量放大器806a所輸出之光束的大小。適應性光學元件808b接收來自感測器873的回饋訊號，感測器873測量反射自適應性光 學元件808b之光束的指向。
感測器870測量放大器806a所輸出之光束的大小。如果來自感測器870的測量值表明光束大小大於預期，則適應性光學元件806a的反射面收縮以有較小的曲率半徑以補償由增益介質造成的發散度。如果來自放大器806a之光束的大小小於預期，則回饋訊號872造成適應性光學元件808a的曲率半徑增加。
感測器873位於剛好在空間濾波器817a之上游的光束路徑813上。感測器873測量沿著路徑813行進之光束的指向以及產生回饋訊號874。如果光束沒有進入空間濾波器817b的穿孔，則適應性光件808b基於回饋訊號874來調整該指向。
適應性光學元件808c及808d也接收回饋訊號(未圖示)。該等回饋訊號可來自放在光束路徑813上、在光學放大器806a至806d之內或外、以及測量光束在特定位置之性質的感測器。取代或除了測量在放大器806a之輸出處的光束以外，可測量在光束路徑813上之任何其他位置處的光束大小。在一些具體實作中，該回饋訊號可來自在光束路徑813外部及/或不感測沿著光束路徑813傳播之光束之光學性質的感測器，例如測量在反射面之一側面之壓力的壓力轉換器。
適應性雷射系統805也包括位於光束路徑813上的空間濾波器817a至817c。空間濾波器817a至817c，例如，可為各自界定以光束路徑813為中心線之穿孔的針 孔。每個空間濾波器817a至817c可經定位成它的穿孔各自與從放大器輸出811a至811c出來的光束之光束腰部的預期位置重合。空間濾波器817a位在放大器806a、806b之間，空間濾波器817b在放大器806b、806c之間，以及空間濾波器817c在放大器806c、806d之間。
在各個放大器之間的空間濾波器可使驅動雷射系統805與目標位置830隔離。空間濾波器817a至817c有助於隔離放大器與目標位置830，這是藉由減少從目標位置830行進回到放大器806a至806d的功率數量。靶材820與放大光束810的相互作用可產生沿著與光束810傳播方向相反的方向傳播離開目標位置830的反射。這些反射可進入放大器鏈以及被稱為逆向光束。逆向光束可造成放大器增益介質的增益剝奪(gain stripping)。增益剝奪在迷散光束(stray beam，例如逆向光束)穿經增益介質以及藉由吸收來自經向上泵激增益介質(pumped-up gain medium)之能量而被放大時發生。在增益剝奪發生後，在可放大另一光束之前，必須再度向上泵激該增益介質。
因此，該逆向光束可取得放大能量，否則會提供給後續正向光束(沿著路徑813傳播被放大器鏈放大成放大光束810而與靶材820相互作用以產生電漿的光束)。逆向光束的發散度與正向光束的發散度。結果，安置空間濾波器817a至817c於放大器之間有助於減少到達放大器806a至806c之逆向功率的數量，接著，可增加提供給靶材820的能量數量，藉此也可增加EUV光的產生數量。
另外，在光學輸入815為主振盪器(或種子雷射)的具體實作中，該等空間濾波器也有助於減少或排除放大器鏈(放大器806a至806d)與種子雷射815之間的自我激發雷射作用(self-lasing)。起因於自我激發雷射作用的光束也有與正向光束不同的發散度。因此，將空間濾波器807a至807c定位成可與從輸出811a至811c射出之正向光束的光束腰部重合允許更多的正向光束到達目標位置830及/或放大器的下游同時阻擋大部份的自我激發雷射作用光束。自我激發雷射作用的減輕使得放大器806a至806d的增益有可能增加，同時也增加放大光束810的功率。
圖9的方塊圖圖示另一示範適應性驅動雷射系統905。適應性驅動雷射系統905包括光學放大器906a至906d，空間濾波器917a至917c，以及多個適應性光學元件908。適應性光學元件908可為VRM，例如VRM 608(圖6)或VRM 708(圖7)。適應性驅動雷射系統905類似於圖8的系統805，除了驅動雷射系統905有在放大器906b至906c之輸入及輸出處的適應性光學元件908以外。在放大器之輸入及輸出處有適應性光件允許控制光束發散度及光束大小。
雖然示範適應性雷射驅動系統805及905圖示4個光學放大器，然而可使用更多或更少的光學放大器。
圖10的方塊圖圖示另一示範適應性驅動雷射系統1005。適應性驅動雷射系統1005產生放大光束1010，它與在目標位置1030的靶材1020相互作用以使靶材轉變 成射出EUV光的電漿。
雷射系統1005包括光學放大器1006a及1006b，靜止反射光學元件1078a及1078b，空間濾波器1017，以及位於光程1013上的適應性元件1080。系統1005也包括提供回饋訊號1072給適應性元件1080的感測器1070。光學放大器1006a接收來自光輸入1015的光束，它可為反射光件(例如，圖4A的光件415a)或種子雷射(例如，圖4B的種子雷射415b)。光線沿著光程1013從光輸入1015傳播通過放大器1006a及1006b以及朝向目標位置1030。
靜止反射光學元件1078a及1078b放在路徑1013上以及可為，例如，離軸拋物面(OAP)鏡。光學元件1078a及1078b為靜止元件，因為它們有固定的曲率半徑。空間濾波器1017的穿孔在光程1013上的位置與輸出自光學放大器1006a的光束之光束腰部的預期位置重合。適應性元件1080位在放大器1006a、1006b之間。適應性元件1080增加或減少光束路徑1013的長度，特別是路徑1013在光學放大器1006a之輸出1011a與空間濾波器1017之間的部份。可用適應性元件1080調整光束路徑1013的長度以使從光學放大器1006a射出之光束的光束腰部與空間濾波器1017的穿孔保持重合，不論系統操作情況的變化(例如，工作週期的變化)如何。
感測器1070經定位成可測量光學放大器1006a之輸出光束的發散度或大小。感測器1070產生回饋訊號1072以及提供訊號1072給適應性元件1080。如果放大器 1006a的輸出有大於預期或所欲的發散度，則光束腰部比預期或所欲離放大器1006a更遠些。就此情形而言，適應性元件1080減少路徑1013的長度使得輸出光束的光束腰部與空間濾波器重合。如果放大器1006a的輸出有小於預期的發散度，則適應性元件1080增加路徑1013的長度。
也參考圖11A及圖11B，其係圖示示範適應性元件1180的上視圖。適應性元件1180被稱為光束路徑長度調整器且可用來作為系統1005(圖10)的適應性元件1080。圖11A圖示處於壓縮狀態(光束路徑縮短)的光束路徑長度調整器1180，以及圖11B圖示處於擴展狀態(光束路徑加長)的光束路徑長度調整器1180。
光束路徑長度調整器1180包括內導管1182，外導管1183，及反射光件1185a至1185d，它可為水冷式。圖11C的橫截面圖圖示沿著圖11A之直線11C-11C繪出的光束路徑長度調整器1180，內導管1182與外導管1183同中心地配置，以及外導管1183有一部份包圍內導管1182。
內導管1182有內壁1182a，而外導管1183有內壁1183a。內壁1182a及1183a界定中央縱軸1184。光線沿著軸線1184行進通過光束路徑長度延伸器1180。導管1182及1183的內部為中空以及可為自由空間或另一材料但是通過光束路徑長度調整器1180提供折射率不變的路徑。內壁1182a及1183a，例如，可塗上黑陽極氧化鋁(black anodized aluminum)或由其製成，或吸收由使用光束路徑長度調整器1180之適應性驅動雷射系統產生之光束的波長的任何其他 材料。外導管1183與內導管1182用在外導管內壁1183a與內導管1182之間的低磨擦或無磨擦元件1188耦合。低磨擦元件1188，例如，可為TEFLON或TEFLON合成物，或空氣間隙。低磨擦元件1188允許外導管1183對於內導管1182滑動。
再參考圖11A及圖11B，光束路徑延伸器1180也包括接受內導管1182及外導管1183的基部1186。基部1186也支撐反射光學元件1185a及1185b。由基部1186伸出的是接受滑件1189的桿件1187。滑件1189附接至外導管1183，以及滑件1189沿著桿件1187在如箭頭「D」所示的方向移動。當滑件1189沿著桿件1187在方向「D」移動時，外導管1183也移動。不過，由於外導管1183與外導管1182只用低磨擦元件1188耦合，因此內導管1182不隨著滑件1189移動。以此方式，使滑件1189來回沿著方向「D」移動造成路徑長度調整器1180的路徑長度增減。路徑長度調整器1180可產生，例如，+/-200毫米(mm)的路徑長度變化。
使用時，路徑長度調整器1180接收在輸入1190處的光束1181。光束1181從反射光件1185a反射到內導管1182，沿著軸線1184行進，從反射光件1185b及1185c反射以便被引到反射光件1185d。然後，光束1181通過輸出1191離開光束路徑延伸器1180。可用人工移動滑件1189或通過電腦控制(例如，耦合至滑件1189的電腦控制步進馬達)。
為了使用光束路徑長度調整器1180於適應性驅動雷射系統中，例如系統1005(圖10)，輸入1190與輸出1191 都放在光束路徑1013上使得在光束路徑1013上傳播的光線進入光束路徑長度調整器1180。
雖然光束路徑長度調整器1180圖示成有圓形橫截面，然而可使用允許光線通過以及在內導管與外導管之間提供滑動配置的任何導管。
圖12的方塊圖圖示另一示範適應性驅動雷射系統1205。適應性驅動雷射系統1205類似適應性驅動雷射系統1005(圖10)，除了靜止反射鏡1078a換成適應性光件1208以外。適應性光件1280可為曲率可變反射鏡，例如VRM708(圖7)。
請參考圖13，在一些具體實作中，極紫外光系統100為包括其他組件的系統之一部份，例如真空室1300，一或更多控制器1380，一或更多致動系統1381，以及導引雷射1382。
真空室1300可為單一整體結構或可設置成有容納特定組件的獨立子室(sub-chamber)。真空室1300至少為用真空泵除去其中空氣及其他氣體導致室1300內有低壓環境的部份剛性圍封物。室1300的牆體可由適於真空用途的任何適當金屬或合金製成(可忍受較低壓力)。
靶材輸送系統115輸送靶材120至目標位置130。在目標位置之靶材120的形式可為液體微滴，液流，固體粒子或簇團，包含在液體微滴內的固體粒子或包含在液流內的固體粒子。靶材120可包含，例如，水，錫，鋰，氙，或在轉變成電漿態時有在EUV範圍內之發射譜線的任何材料。 例如，該元素錫可使用純錫(Sn)，錫化合物(例如，SnBr4，SnBr2，SnH4)，錫合金(例如，錫鎵合金、錫銦合金、鍚銦鎵合金或該等合金的任何組合)。靶材120可包括塗上上述元素中之任一(例如，錫)的金屬線。如果靶材120呈固態，它可具有任何適當形狀，例如環形、球形或立方體。靶材120可用靶材輸送系統115輸送到室1300的內部以及到目標位置130。目標位置130也被稱為照射部位，靶材120在此與放大光束110光學相互作用以產生電漿。
驅動雷射系統105可包括一或更多光學放大器，雷射，及/或燈具用以提供一或更多主脈衝，以及在有些情形下，一或更多預脈衝(pre-pulse)。各個光學放大器包含增益介質能夠以高增益光學放大所欲波長，激勵源，及內部光件。該光學放大器可能有或沒有雷射反射鏡或形成雷射腔的其他回饋裝置。因此，即使沒有雷射腔，由於雷射放大器之增益介質的居量反轉(population inversion)，驅動雷射系統105仍可產生放大光束110。此外，驅動雷射系統105可產生放大光束110，其係同調雷射光束，如果有雷射腔以提供足夠回饋給驅動雷射系統105的話。用語「放大光束」涵蓋以下說明中之一或更多：來自驅動雷射系統105的光線，只被放大但不一定為同調雷射振盪；以及來自驅動雷射系統105的光線，其被放大且亦為同調雷射振盪。
驅動雷射系統105的光學放大器可包括作為增益介質的充填氣體，其含有二氧化碳且可以大於或等於1000的增益放大波長在約9100至約11000奈米之間(特別是，在 約10600奈米)的光線。適用於驅動雷射系統105的放大器及雷射可包括脈衝化雷射裝置，例如，例如，用DC或RF激發，以相對高功率(例如，10kW或更高)及高脈衝重複率(例如，50kHz或更多)操作，來產生約9300奈米或約10600奈米之放射線的脈衝化氣體放電二氧化碳雷射裝置。驅動雷射系統105的光學放大器也可包括在驅動雷射系統105以較高功率操作時可使用的冷卻系統，例如水。
集光器155可為收集器反射鏡1355，它有穿孔1340讓放大光束110通過以及到達聚焦位置145。收集器反射鏡1355，例如，可為橢球面鏡，它有第一焦點在目標位置130或聚焦位置145以及第二焦點在中間位置1361(也稱為中間焦點)，在此EUV光160可從極紫外光系統輸出以及可輸入到光學設備165。
一或更多控制器1380連接至一或更多致動系統或診斷系統，例如，微滴位置偵測回饋系統，雷射控制系統，以及光束控制系統，和一或更多靶的或微滴成像器s。該等靶的成像器提供指示微滴位置的輸出，例如，相對於目標位置130，以及提供此輸出給微滴位置偵測回饋系統，例如，它可算出微滴位置及軌跡，藉此可以逐滴或平均的方式計算微滴位置誤差。因此，該微滴位置偵測回饋系統提供微滴位置誤差作為控制器1380的輸入。控制器1380因此可提供雷射位置，方向，及計時修正訊號，例如，給雷射控制系統，例如，用來控制雷射計時電路及/或給光束控制系統以控制光束傳輸系統之放大光束位置及成形以改變 光束焦斑在室1300內的位置及/或焦度(focal power)。
靶材輸送系統115包括靶材輸送控制系統，可操作以響應來自控制器1380的訊號，例如，以修改微滴在被內部輸送機構釋放時的釋放點以修正微滴到達所欲目標位置130的誤差。
另外，極紫外光系統可包括測量一或更多EUV光參數的光源偵測器，包括但不限於：脈衝能量，為波長之函數的能量分布，在特定波長帶之內的能量，在特定波長帶之外的能量，以及EUV強度及/或平均功率的角分布。該光源偵測器產生回饋訊號供控制器780使用。例如，該回饋訊號可指示參數的誤差，例如雷射脈衝的計時及焦點，以正確地截獲在正確地方及時間的微滴用以有效及有效率地產生EUV光。
在一些具體實作中，驅動雷射系統105有主振盪器/功率放大器(MOPA)組態，它有多個放大階段且具有用Q開關式主振盪器(MO)以低能量及高重覆率(例如，能夠以100kHz操作)啟動的種子脈衝。來自該MO的雷射脈衝例如可用RF泵激、快速軸流二氧化碳放大器放大以產生沿著光束路徑行進的放大光束110。
雖然可使用3個光學放大器，然而在此具體實作中，有可能使用少至一個的放大器以及3個以上的放大器。在一些具體實作中，每個二氧化碳放大器可為有用內部反射鏡摺疊之10米放大器長度的RF泵激軸流二氧化碳雷射方塊。替換地，可將驅動雷射系統105組配成為所謂的「自標 定」雷射系統，其中靶材120用作光學腔的一反射鏡。「自標定」雷射系統的實施例在說明圖4B時論及。
在照射部位，適於用聚焦組合140聚焦的放大光束110用來製造有取決於靶材120組合物之某些特性的電漿。這些特性可包括由電漿產生之EUV光160的波長以及由電漿釋出的殘渣類型及數量。放大光束110蒸發靶材120，以及加熱氣化靶材至臨界溫度，此時電子會脫落(電漿態)，留下離子被進一步加熱直到它們開始射出波長在極紫外光範圍內的中子。
其他的具體實作都在下列請求項的範疇內。

Claims (20)

  1. 一種極紫外光源，其包含：經組配以產生一放大光束的一源頭(source)，該源頭包含：兩個或更多光學放大器，各自包含位於一光束路徑上的一增益介質(gain medium)，以及各個光學放大器經組配成可在一輸入處接收沿著該光束路徑行進的一輸入光束，並經組配成在一輸出處射出一輸出光束且將其射於該光束路徑上；位於該光束路徑上的一或更多適應性光學元件，該適應性光學元件可調整(adjustable)來響應一回饋訊號；以及耦合至該一或更多適應性光學元件的一回饋系統，該回饋系統包含一感測器，該感測器位於該等光學放大器之一者之一輸出處，該回饋系統經組配以：基於該感測器所測得的一性質來產生該回饋訊號，以及將該回饋訊號提供至一相應適應性光學元件，該相應適應性光學元件係該等適應性光學元件之至少一者，且該相應適應性光學元件位於該等光學放大器之該者之該輸出及該等光學放大器之另一者之該輸入之間，其中該感測器係位於該相應適應性光學元件及該等光學放大器之該者之該輸出之間；一真空室；一靶材(target material)輸送系統，其引導靶材到在該真空室內且接收該放大光束的一目標位置，該靶材包含在轉變成電漿時射出極紫外光的一材料；以及在該真空室內部的一收集器，該收集器經定位成可接收及引導該射出之極紫外光。
  2. 如請求項1所述之極紫外光源，其中該一或更多適應性光學元件包含至少一適應性光學元件，其包含：一光學元件，其包含在一第一側(side)的一可變形反射面(deformable reflective surface)以及與該第一側熱連通(thermal communication)的一第二側；一流體路徑，其包含與該光學元件之該第二側熱連通的一第一導管，該第一導管經組配成可接收一導熱流體；以及一壓力路徑，其包含與該第一導管及一壓力致動器流體連通的一第二導管，該壓力致動器經組配成可提供及移除該第一導管的壓力。
  3. 如請求項1所述之極紫外光源，其更包含一空間濾波器，其位於該等光學放大器中之至少一者的該輸出處。
  4. 如請求項1所述之極紫外光源，其中該等適應性光學元件中之至少一者改變該光束路徑的一長度以響應該回饋訊號。
  5. 一種用以維持用來產生極紫外光之放大光束的性質之方法，該方法包含下列步驟：安置一光學放大器於一光束路徑上，該光學放大器包含在該光束路徑上的一增益介質；安置一適應性光件(adaptive optic)於該光束路徑上；從該光學放大器射出一放大光束且將其射於該光束路徑上，該放大光束與一工作週期(duty cycle)關連，該放大光束從該光學放大器朝向該適應性光件傳播；於該光學放大器之一輸出處測量該放大光束之一性質，該性質係在該光學放大器及該適應性光件之間測量；基於該測量判定該放大光束之一性質；基於經判定之該性質調整該適應性光件，以藉此(thereby)維持該放大光束之該性質，而不論該放大光束之該工作週期的變化如何；以及提供該放大光束給接收一靶材的一目標位置，以產生極紫外光。
  6. 如請求項5所述之方法，其中調整該適應性光件的步驟包含：調整該適應性光件的曲率半徑，以藉此調整該放大光束的光束發散度。
  7. 如請求項6所述之方法，其中該適應性光件可調整以響應一回饋訊號，以及更包含：基於該放大光束的一判定功率來產生該回饋訊號；以及提供該回饋訊號給該適應性光件。
  8. 如請求項5所述之方法，其中判定該放大光束之一性質的步驟包含以下各項中之一或更多：測量該放大光束的一功率，判定一光束大小，以及判定該放大光束的一腰部位置。
  9. 如請求項5所述之方法，其中該放大光束之該性質包含一光束腰部位置，以及調整該適應性光件以維持該光束腰部位置的步驟包含：調整該適應性光件以改變該光束路徑的長度。
  10. 如請求項5所述之方法，其中在該光學放大器之內的一位置處判定該放大光束之該性質。
  11. 如請求項5所述之方法，其中該放大光束在提供給該目標位置之前提供給在該光束路徑上的一第二光學放大器。
  12. 如請求項5所述之方法，其中判定該放大光束之一性質包含判定該放大光束之一光束寬度及一腰部位置，且調整該適應性光件包含基於經判定之該光束寬度及該腰部位置調整該適應性光件，使得該光束寬度及該腰部位置保持不變。
  13. 一種用於極紫外(EUV)光源的系統，該系統包含：包含位於一光束路徑上之一增益介質的一光學放大器，該光學放大器經組配成可在一輸入處接收一光束以及在一輸出處射出一輸出光束供一EUV光源用；一回饋系統，其包含一感測器，該感測器位於該光學放大器之該輸出處且經定位以接收由該光學放大器射出之該輸出光束，該感測器經組配以測量該輸出光束之一性質以及基於該測得性質來產生一回饋訊號；以及一適應性光件，其位於該光束路徑中，該感測器係位於該光學放大器之該輸出與該適應性光件之間，且該適應性光件係經組配以接收該回饋訊號以及調整該輸出光束之一性質以響應該回饋訊號。
  14. 如請求項13所述之系統，其中該回饋系統測量以下各項中之一或更多：該輸出光束的一功率，該輸出光束的一形狀，以及該輸出光束的一大小。
  15. 如請求項13所述之系統，其更包含含有一增益介質的一第二光學放大器，以及其中該適應性光件位在該第二光學放大器與該光學放大器之間。
  16. 如請求項13所述之系統，其中該適應性光件包含一曲率可變反射鏡(VRM)。
  17. 如請求項13所述之系統，其更包含一第二適應性光件，以及其中該適應性光件與該第二適應性光件各包含一曲率可變反射鏡(VRM)。
  18. 如請求項15所述之系統，其更包含在該光束路徑上以及在該第二光學放大器與該光學放大器之間的一空間濾波器。
  19. 如請求項13所述之系統，其更包含：一真空室；將靶材引導至在該真空室中之一目標位置的一靶材輸送系統，該目標位置接收該輸出光束，以及該靶材包含在轉變成電漿時射出極紫外光的一材料；以及接收及引導該射出極紫外光的一收集器。
  20. 如請求項13所述之系統，其中該性質為該輸出光束之一光束腰部的一位置，以及該適應性光件為一光束路徑長度調整器，其經組配成可改變該光束路徑的長度以響應該回饋訊號。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170311429A1 (en) * 2016-04-25 2017-10-26 Asml Netherlands B.V. Reducing the effect of plasma on an object in an extreme ultraviolet light source
US10411435B2 (en) * 2016-06-06 2019-09-10 Raytheon Company Dual-axis adaptive optic (AO) system for high-power lasers
US9778022B1 (en) 2016-09-14 2017-10-03 Asml Netherlands B.V. Determining moving properties of a target in an extreme ultraviolet light source
US10524345B2 (en) * 2017-04-28 2019-12-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Residual gain monitoring and reduction for EUV drive laser
CN112204830A (zh) * 2018-05-24 2021-01-08 松下知识产权经营株式会社 带角度调节的可替换激光谐振器模块
CN108982399B (zh) * 2018-07-09 2021-04-06 安徽建筑大学 一种烟道氨浓度激光在线检测系统
CN108982411B (zh) * 2018-07-09 2021-04-06 安徽建筑大学 一种检测烟道中氨气浓度的激光原位检测系统
WO2020064195A1 (en) * 2018-09-25 2020-04-02 Asml Netherlands B.V. Laser system for target metrology and alteration in an euv light source
WO2020086901A1 (en) * 2018-10-26 2020-04-30 Asml Netherlands B.V. Monitoring light emissions
JP7329422B2 (ja) * 2019-11-18 2023-08-18 ギガフォトン株式会社 ビームデリバリシステム、焦点距離選定方法及び電子デバイスの製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2232526A (en) * 1989-01-10 1990-12-12 Trumpf Lasertechnik Gmbh Laser mirror head
TW200822813A (en) * 2006-10-13 2008-05-16 Cymer Inc Drive laser delivery systems for EUV light source
US20100078577A1 (en) * 2008-09-19 2010-04-01 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light source device, laser light source device for extreme ultraviolet light source device, and method of adjusting laser light source device for extreme ultraviolet light source device
JP2010103104A (ja) * 2008-09-26 2010-05-06 Komatsu Ltd 極端紫外光源装置、極端紫外光源装置用レーザ光源装置及び極端紫外光源装置で使用される可飽和吸収体の制御方法
US20100117009A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-13 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light source device and control method for extreme ultraviolet light source device
CN103560387A (zh) * 2013-11-14 2014-02-05 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种双程吸收分光匹配激光放大器及其放大方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6880942B2 (en) 2002-06-20 2005-04-19 Nikon Corporation Adaptive optic with discrete actuators for continuous deformation of a deformable mirror system
US8283643B2 (en) 2008-11-24 2012-10-09 Cymer, Inc. Systems and methods for drive laser beam delivery in an EUV light source
JP5946612B2 (ja) 2010-10-08 2016-07-06 ギガフォトン株式会社 ミラー、ミラー装置、レーザ装置および極端紫外光生成装置
US8810902B2 (en) 2010-12-29 2014-08-19 Asml Netherlands B.V. Multi-pass optical apparatus
JP5816440B2 (ja) * 2011-02-23 2015-11-18 ギガフォトン株式会社 光学装置、レーザ装置および極端紫外光生成装置
JP2013201388A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Gigaphoton Inc レーザシステム及び極端紫外光生成システム
US8811440B2 (en) * 2012-09-07 2014-08-19 Asml Netherlands B.V. System and method for seed laser mode stabilization

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2232526A (en) * 1989-01-10 1990-12-12 Trumpf Lasertechnik Gmbh Laser mirror head
TW200822813A (en) * 2006-10-13 2008-05-16 Cymer Inc Drive laser delivery systems for EUV light source
US20100078577A1 (en) * 2008-09-19 2010-04-01 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light source device, laser light source device for extreme ultraviolet light source device, and method of adjusting laser light source device for extreme ultraviolet light source device
JP2010103104A (ja) * 2008-09-26 2010-05-06 Komatsu Ltd 極端紫外光源装置、極端紫外光源装置用レーザ光源装置及び極端紫外光源装置で使用される可飽和吸収体の制御方法
US20100117009A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-13 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light source device and control method for extreme ultraviolet light source device
CN103560387A (zh) * 2013-11-14 2014-02-05 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种双程吸收分光匹配激光放大器及其放大方法

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