用于光束對準(zhǔn)的能量傳感器的制造方法
【專利摘要】一種設(shè)備，包括：產(chǎn)生沿驅(qū)動(dòng)軸傳播的放大光束脈沖的驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)；將放大光束脈沖朝向目標(biāo)區(qū)域引導(dǎo)的光束傳輸系統(tǒng)；在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)提供包含靶材料的目標(biāo)混合物的靶材料運(yùn)送系統(tǒng)；與橫跨目標(biāo)區(qū)域的主軸徑向分離的兩個(gè)或更多傳感器，兩個(gè)或更多傳感器被配置成檢測當(dāng)放大光束脈沖與目標(biāo)混合物相遇時(shí)從等離子態(tài)的靶材料發(fā)射的紫外電磁輻射的能量；以及接收來自兩個(gè)或更多傳感器的輸出的控制器?？刂破鞅慌渲贸苫趯λ鶛z測到的能量進(jìn)行的分析估計(jì)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)。
【專利說明】用于光束對準(zhǔn)的能量傳感器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2011年8月19日提交的題為“用于光束對準(zhǔn)的能量傳感器(ENERGYSENSORS FOR LIGHT BEAM ALIGNMENT)”的美國臨時(shí)專利申請N0.61/525，561、的優(yōu)先權(quán)；并且要求于2011年9月30日提交的題為“用于光束對準(zhǔn)的能量傳感器(ENERGY SENSORS FORLIGHT BEAM ALIGNMENT)”的美國實(shí)用專利申請N0.13/249, 504的優(yōu)先權(quán)，兩者都通過引用而整體結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]所公開的主題涉及用來相對于遠(yuǎn)紫外光源內(nèi)目標(biāo)區(qū)域處的靶材料對準(zhǔn)來自驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)的放大光束的設(shè)備。
[0004]背景
[0005]遠(yuǎn)紫外(EUV)光是波長在大約50nm或更短的電磁輻射，有時(shí)也被稱為軟X射線。EUV光可被用于光刻工藝以在基板(例如硅晶片)上制作極微小的特征。產(chǎn)生EUV光的方法包括，但不一定限于，將含有發(fā)射譜線在EUV范圍內(nèi)的元素(例如，氙、鋰、或錫)的材料轉(zhuǎn)換成等離子態(tài)。在一個(gè)這樣的方法中，通常被稱為激光產(chǎn)生等離子體(“LPP”)，所需的等離子體可通過用可被稱為驅(qū)動(dòng)激光的放大光束照射液滴、流、或團(tuán)簇材料形式的靶材料而產(chǎn)生。對于這個(gè)過程，等離子體通常在密封容器(例如真空腔)中產(chǎn)生，并用各種類型的測量儀器進(jìn)行監(jiān)視。
[0006]概述
[0007]在某些總的方面，放大光束脈沖的位置是通過以下步驟相對于目標(biāo)混合物的靶材料進(jìn)行調(diào)整的:沿驅(qū)動(dòng)軸向目標(biāo)混合物所在的目標(biāo)區(qū)域引導(dǎo)放大光束脈沖，從而將目標(biāo)混合物中靶材料的至少一部分轉(zhuǎn)換成發(fā)射紫外電磁輻射的等離子態(tài)；在與跨越目標(biāo)區(qū)域的主軸徑向分離的兩個(gè)或更多位置處檢測所發(fā)射的電磁輻射的能量；分析所檢測到的能量；基于經(jīng)分析的檢測能量，估計(jì)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束的驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)；以及相對于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)混合物調(diào)整放大光束的徑向?qū)?zhǔn)，從而調(diào)整目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向距離。
[0008]實(shí)施例可包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。例如，所發(fā)射的紫外電磁輻射的能量可通過測量遠(yuǎn)紫外電磁輻射的能量來檢測。所發(fā)射的紫外電磁輻射的能量可通過測量深紫外電磁輻射的能量來檢測。所發(fā)射的紫外電磁輻射可以是遠(yuǎn)紫外(EUV)電磁輻射。
[0009]在目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)可通過估計(jì)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的徑向?qū)?zhǔn)來估計(jì)。
[0010]通過調(diào)整引導(dǎo)和移動(dòng)放大光束射向所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)混合物的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件的位置和角度中的一個(gè)或多個(gè)，可以相對于目標(biāo)混合物調(diào)整放大光束的徑向?qū)?zhǔn)。引導(dǎo)和移動(dòng)放大光束的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件的位置和角度中的一個(gè)或多個(gè)可以通過調(diào)整向目標(biāo)區(qū)域重定向放大光束的曲面鏡的位置和角度中的一個(gè)或多個(gè)來調(diào)整。
[0011]在與主軸徑向分離的兩個(gè)或更多位置處的所發(fā)射電磁輻射的能量可通過測量在與主軸徑向分離的四個(gè)位置處的所發(fā)射電磁輻射的能量來檢測。
[0012]此方法也包括捕捉從目標(biāo)混合物反射回提供放大光束的驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)的激光束的光學(xué)圖像。在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束的驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)可至少部分地通過分析所捕捉的圖像來估計(jì)。
[0013]在兩個(gè)或更多位置處的所發(fā)射電磁輻射的能量可通過按照在放大光束脈沖重復(fù)率的量級上的重復(fù)率測量能量來檢測。
[0014]放大光束的徑向?qū)?zhǔn)可相對于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)混合物調(diào)整，從而縮小目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向距離。
[0015]所檢測到的能量可通過確定在第一一個(gè)或多個(gè)位置處所取的第一組能量的第一總能量和第二一個(gè)或多個(gè)位置處所取的第二組能量的第二總能量之間的差值來進(jìn)行分析，第一一個(gè)或多個(gè)位置與第二一個(gè)或多個(gè)位置不同。第一總能量可以是在第一一個(gè)或多個(gè)位置處所取的能量之和，而第二總能量可以是在第二一個(gè)或多個(gè)位置處所取的能量之和。
[0016]所檢測到的能量可通過用在所有兩個(gè)或更多位置處所取的全部能量的總能量對差值歸一化來進(jìn)行分析。
[0017]相對徑向?qū)?zhǔn)可通過估計(jì)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束驅(qū)動(dòng)軸之間沿垂直于主軸的第一方向所取的徑向距離來估計(jì)，。相對徑向?qū)?zhǔn)可通過估計(jì)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束驅(qū)動(dòng)軸之間沿垂直于第一方向和主軸的第二方向的徑向距離來估計(jì)。
[0018]在另一個(gè)總的方面，裝置包括產(chǎn)生沿驅(qū)動(dòng)軸傳播的放大光束脈沖的驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)；將放大光束脈沖向目標(biāo)區(qū)域引導(dǎo)的光束傳輸系統(tǒng)；在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)提供含有祀材料的目標(biāo)混合物的靶材料運(yùn)送系統(tǒng)；與跨越目標(biāo)區(qū)域的主軸徑向分離的兩個(gè)或更多傳感器，這兩個(gè)或更多傳感器被配置用于檢測當(dāng)放大光束脈沖與目標(biāo)混合物相遇時(shí)從等離子態(tài)的靶材料發(fā)射的紫外電磁輻射的能量；接收來自兩個(gè)或更多傳感器的輸出的控制器，該控制器被配置用來分析所檢測到的能量并基于分析來估計(jì)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)，并輸出信號(hào)給光束傳輸系統(tǒng)來調(diào)整放大光束相對于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)混合物的徑向?qū)?zhǔn)，從而調(diào)整目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向距離。
[0019]實(shí)施例可包括如下特性中的一個(gè)或多個(gè)。例如，驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)光學(xué)放大器(每個(gè)包括能夠以高增益光學(xué)地放大所需波長的增益介質(zhì))、激勵(lì)源、以及內(nèi)部光學(xué)器件。增益介質(zhì)可包括co2。
[0020]光束傳輸系統(tǒng)可包括將放大光束聚焦到目標(biāo)區(qū)域的調(diào)焦光學(xué)元件。靶材料運(yùn)送系統(tǒng)可包括能在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)提供目標(biāo)混合物的液滴的噴嘴。
[0021]此裝置也可以包括能夠捕捉和重定向當(dāng)放大光束脈沖與目標(biāo)混合物相遇時(shí)從等離子態(tài)的靶材料發(fā)射的紫外電磁輻射的至少一部分的輻射收集器。
[0022]所發(fā)射的紫外電磁輻射可包括遠(yuǎn)紫外電磁輻射。
[0023]兩個(gè)或更多傳感器可包括與主軸徑向分離的至少四個(gè)傳感器。因此，四個(gè)傳感器可成角度地定位在主軸周圍。
[0024]兩個(gè)或更多傳感器的至少一個(gè)可與主軸徑向分離與其他傳感器的至少一個(gè)徑向分離的距離不同的距離。所有的兩個(gè)或更多傳感器可與主軸徑向分離相同的距離；因此它們可離主軸等距。
[0025]此裝置可包括被配置成用于捕獲從目標(biāo)混合物反射回驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)的激光束的光學(xué)圖像的成像設(shè)備?？刂破饕部山邮諄碜猿上裨O(shè)備的輸出并可被配置成同樣基于所收到的來自成像設(shè)備的輸出來估計(jì)相對徑向?qū)?zhǔn)。
[0026]兩個(gè)或更多傳感器的采樣率可在驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)的脈沖重復(fù)率的量級上。
[0027]在另一個(gè)總的方面，計(jì)量系統(tǒng)包括與跨越目標(biāo)區(qū)域的主軸徑向分離的兩個(gè)或更多傳感器，此兩個(gè)或更多傳感器被配置成檢測當(dāng)放大光束脈沖與目標(biāo)混合物相遇時(shí)從目標(biāo)混合物的等離子態(tài)靶材料發(fā)射的紫外電磁輻射的能量；以及接收來自兩個(gè)或更多傳感器的輸出的控制器?？刂破鞅慌渲贸煞治鰴z測到的能量并基于分析來估計(jì)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束的驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)，且輸出信號(hào)給光束傳輸系統(tǒng)來相對于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)混合物調(diào)整放大光束的徑向?qū)?zhǔn)，從而調(diào)整在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向距離。
[0028]實(shí)施例可包括如下特性的一個(gè)或多個(gè)。例如，兩個(gè)或更多傳感器可包括與主軸徑向分離的至少四個(gè)傳感器。
[0029]兩個(gè)或更多傳感器的至少一個(gè)可與主軸徑向分離與其他傳感器的至少一個(gè)徑向分離的距離不同的距離。
[0030]計(jì)量系統(tǒng)可包括被配置成用于捕捉從目標(biāo)混合物反射回產(chǎn)生放大光束的驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)的激光束的光學(xué)圖像的成像設(shè)備?？刂破饕部山邮諄碜猿上裨O(shè)備的輸出并被配置成同樣基于所收到的來自成像設(shè)備的輸出來估計(jì)相對徑向?qū)?zhǔn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是激光產(chǎn)生等離子體(LPP)遠(yuǎn)紫外(EUV)光源的框圖；
[0032]圖2是示出圖1光源的示例性目標(biāo)區(qū)域、聚光鏡、能量檢測器、以及靶材料供應(yīng)裝置的透視圖；
[0033]圖3是圖1的光源的計(jì)量系統(tǒng)的框圖；
[0034]圖4是圖3的計(jì)量系統(tǒng)執(zhí)行的過程的流程圖；
[0035]圖5A-C是沿穿過聚光鏡的放大光束的驅(qū)動(dòng)軸所取的圖2的示例性聚光鏡、目標(biāo)區(qū)域、能量傳感器、以及靶材料供應(yīng)裝置的視圖；
[0036]圖6是總能量Etot作為沿圖1和2中光源的y方向所取的光束傳輸系統(tǒng)內(nèi)元件位置的函數(shù)的示例曲線圖；
[0037]圖7是沿圖1和2中光源的y方向所取的放大光束的驅(qū)動(dòng)軸和目標(biāo)區(qū)域之間的相對徑向?qū)?zhǔn)RAy作為光束傳輸系統(tǒng)內(nèi)元件位置的函數(shù)的示例曲線圖；
[0038]圖8是沿穿過聚光鏡的放大光束的驅(qū)動(dòng)軸所取的圖2的示例性聚光鏡、目標(biāo)區(qū)域、能量傳感器、以及靶材料供應(yīng)裝置的視圖。
[0039]描述
[0040]參照圖1，LPP EUV光源100通過用沿驅(qū)動(dòng)軸照向目標(biāo)混合物114傳播的放大光束110照射位于目標(biāo)區(qū)域105的目標(biāo)混合物114而形成。放大光束110的驅(qū)動(dòng)軸可被視為光束110的近似中心或光束110傳播的大方向，因?yàn)楣馐?10可能是不規(guī)則形狀的和/或不對稱的。放大光束Iio的驅(qū)動(dòng)軸可被視為光束110的光軸。
[0041]目標(biāo)區(qū)域105，也被稱為照射部位，位于真空室130的內(nèi)部107內(nèi)。當(dāng)放大光束110撞擊目標(biāo)混合物114時(shí)，目標(biāo)混合物114內(nèi)的靶材料被轉(zhuǎn)變成具有發(fā)射譜線在EUV范圍內(nèi)的元素的等離子態(tài)。處于等離子態(tài)的目標(biāo)混合物114從而發(fā)射EUV輻射，該EUV輻射由聚光鏡135包絡(luò)，聚光鏡可以被配置為重定向所發(fā)射的EUV輻射朝向中間位置145，也被稱為中間焦點(diǎn)。
[0042]所創(chuàng)建的等離子體具有依賴于目標(biāo)混合物114中靶材料的組成的某些特性。這些特性可包括由等離子體所產(chǎn)生的EUV輻射的波長，以及由等離子體所釋放的碎片的類型和數(shù)量。
[0043]光源100包括與平行于頁面z方向的主軸111徑向分離的兩個(gè)或更多傳感器170。主軸111穿越目標(biāo)區(qū)域105并大致沿從聚光鏡135的開口 140朝目標(biāo)區(qū)域105延伸的方向延伸。徑向沿著垂直于目標(biāo)區(qū)域105中主軸111的平面。因此，徑向沿由X和y軸定義的平面延伸而兩個(gè)或更多傳感器170在此平面上，該平面與目標(biāo)區(qū)域105中的主軸111垂直。傳感器170圍繞主軸111定位，但可以在距主軸111不同距離處，并且它們不需要彼此等間距。
[0044]傳感器170被配置成測量當(dāng)放大光束110與目標(biāo)混合物114相遇時(shí)從等離子態(tài)的靶材料發(fā)射的EUV輻射的能量。這樣，傳感器170被配置成采樣圍繞光束110的上、下、左、右的能量差，從而確定光束110和目標(biāo)區(qū)域105之間的位直關(guān)系。
[0045]光源100也包括主控器155，該主控器接收來自能量傳感器170的輸出并且至少部分地基于所收到的輸出執(zhí)行分析來確定放大光束Iio的驅(qū)動(dòng)軸和目標(biāo)混合物114之間的相對對準(zhǔn)。
[0046]接下來，在進(jìn)入更詳細(xì)的關(guān)于能量傳感器170和主控器155的細(xì)節(jié)前描述光源100的其它特征。
[0047]光源100包括靶材料運(yùn)送系統(tǒng)125，用于運(yùn)送、控制和引導(dǎo)液滴、液體流、固體顆?；驁F(tuán)簇、包含在液滴內(nèi)的固體顆粒或包含在液體流內(nèi)的固體顆粒形式的目標(biāo)混合物114。目標(biāo)混合物114包含祀材料,諸如水、錫、鋰、氣、或者當(dāng)被轉(zhuǎn)換為等離子態(tài)時(shí)具有EUV范圍內(nèi)的發(fā)射譜線的任何材料。例如，靶材料可以是錫，其可以是純錫(Sn);錫化合物，諸如SnBr4、SnBr2、或SnH4 ;錫合金，諸如錫-鎵合金、錫-銦合金、錫-銦-鎵合金、或任何這些合金的組合。目標(biāo)混合物114也可包含雜質(zhì)，諸如非靶顆粒。因此，在沒有雜質(zhì)的情況下，目標(biāo)混合物114僅由靶材料組成。目標(biāo)混合物114經(jīng)由靶材料運(yùn)送系統(tǒng)125運(yùn)送至真空室130的內(nèi)部107并到達(dá)目標(biāo)區(qū)域105。
[0048]光源100包括驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)115，其因?yàn)樵诩す庀到y(tǒng)115的增益介質(zhì)內(nèi)的粒子束反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生放大光束110。光源100包括在激光系統(tǒng)115和目標(biāo)區(qū)域105之間的光束傳輸系統(tǒng)，以將來自激光系統(tǒng)115的光束110引導(dǎo)到目標(biāo)區(qū)域105。光束傳輸系統(tǒng)包括光束傳送系統(tǒng)120和聚焦組件122。光束傳送系統(tǒng)120接收來自激光系統(tǒng)115的放大光束110，并按需引導(dǎo)和修改放大光束110并輸出放大光束110到聚焦組件122。聚焦組件122接收放大光束110并將光束110聚焦到目標(biāo)區(qū)域105。聚焦組件122也可引導(dǎo)光束110或相對于目標(biāo)區(qū)域105調(diào)整光束110的位置。
[0049]在一些實(shí)施例中，激光系統(tǒng)115可包括一個(gè)或多個(gè)光學(xué)放大器、激光器、和/或燈泡，用于提供一個(gè)或多個(gè)主脈沖以及，在某些情況下，一個(gè)或多個(gè)預(yù)脈沖。每個(gè)光學(xué)放大器包括能夠以高增益光學(xué)地放大所需波長的增益介質(zhì)、激發(fā)源、以及內(nèi)部光學(xué)器件。光學(xué)放大器可以具有或可以不具有激光鏡或其它形成激光腔的反饋器件。因此，激光系統(tǒng)115由于激光放大器的增益介質(zhì)內(nèi)的粒子束反轉(zhuǎn)(即使沒有激光腔)而產(chǎn)生放大光束110。此外，如果存在激光腔來向激光系統(tǒng)115提供足夠的反饋，激光系統(tǒng)115可產(chǎn)生作為相干激光束的放大光束110。術(shù)語“放大光束”包含以下中的一個(gè)或多個(gè):僅僅被放大但不一定是相干激光震蕩的來自激光系統(tǒng)115的光以及被放大且還是相干激光震蕩(并且可被稱作驅(qū)動(dòng)激光束)的來自激光系統(tǒng)115的光。
[0050]激光系統(tǒng)115中的光學(xué)放大器可包括作為增益介質(zhì)的充填氣體，其包括CO2并可以以大于或等于1000的增益放大波長在約9100和約IlOOOnm之間、尤其在約10600nm的光。用于激光系統(tǒng)115中的合適放大器和激光器可包括脈沖激光設(shè)備，例如在相對高功率(例如，IOkff或更高)和高脈沖重復(fù)率(例如，50kHz的或更高)下運(yùn)行、采用DC或RF激勵(lì)、在約9300nm或約10600nm處產(chǎn)生輻射的脈沖氣體放電CO2激光設(shè)備。光學(xué)系統(tǒng)115中的光學(xué)放大器還可包括可在以較高功率操作激光系統(tǒng)115時(shí)使用的冷卻系統(tǒng)，諸如水。
[0051]聚光鏡135包括開口 140，以允許放大光束110穿過并到達(dá)目標(biāo)區(qū)域105。聚光鏡135可以是，例如，主焦點(diǎn)在目標(biāo)區(qū)域105且次焦點(diǎn)在中間位置145 (也稱為中間焦點(diǎn))的橢球面鏡，其中EUV光可從光源100輸出并可被輸入到，例如，集成電路光刻工具(未示出)。
[0052]主控器155也與激光控制系統(tǒng)157以及光束控制系統(tǒng)158連接。主控器155可因此向激光控制系統(tǒng)157和光束控制系統(tǒng)158中的一個(gè)或多個(gè)提供激光位置、方向和定時(shí)校正信號(hào)。激光控制系統(tǒng)157可使用校正信號(hào)來控制激光定時(shí)電路。光束控制系統(tǒng)158可使用校正信號(hào)來控制放大光束的位置和光束傳送系統(tǒng)120的整形來改變真空室130內(nèi)的光束焦點(diǎn)的位置和/或光焦度。
[0053]光源100可包括一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)或液滴成像器160，其提供指示液滴例如相對于目標(biāo)區(qū)域105的位置的輸出并將此輸出提供給主控器155，主控器可以例如計(jì)算液滴位置和軌跡，由此可以逐液滴地或平均地計(jì)算液滴位置誤差。
[0054]靶材料運(yùn)送系統(tǒng)125包括靶材料運(yùn)送控制系統(tǒng)126，其可操作用于響應(yīng)于來自主控器155的信號(hào)來例如修改由靶材料供應(yīng)裝置127釋放的液滴的釋放點(diǎn)以校正液滴到達(dá)期望目標(biāo)區(qū)域105的誤差。
[0055]此外，光源100可包括一個(gè)或多個(gè)光檢測器165，其可用于查看從目標(biāo)區(qū)域105內(nèi)的目標(biāo)混合物114反射的光。一個(gè)或多個(gè)光檢測器165可被置于真空室130內(nèi)(如圖1所示)以檢測來自單獨(dú)的測試激光器(如朝向目標(biāo)區(qū)域105的He-Ne激光器)、從目標(biāo)混合物114反射的光。在其它實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)光檢測器165可被置于靠近驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)115來檢測從目標(biāo)混合物114反射回的放大光束或引導(dǎo)激光束(來自引導(dǎo)激光器175)。
[0056]光源100也可包括引導(dǎo)激光器175，其可用于對準(zhǔn)光源100的各個(gè)部分或協(xié)助引導(dǎo)放大光束Iio到目標(biāo)區(qū)域105。與引導(dǎo)激光器175相連時(shí)，光源100包括置于聚焦組件122內(nèi)的采樣裝置124來對來自引導(dǎo)激光器175和放大光束110的一部分光采樣。在其它實(shí)施例中，采樣裝置124被置于光束傳送系統(tǒng)120中。采樣裝置124可包括用于采樣或重定向光的子集的光學(xué)元件，這樣的光學(xué)元件由能夠承受引導(dǎo)激光束和放大光束110的功率的任何材料制成。采樣裝置124可包括光學(xué)傳感器，其捕捉所采樣光的診斷部分的圖像，而且該光學(xué)傳感器能輸出可被主控器155用于診斷目的的圖像信號(hào)。此類采樣裝置124的示例可以在2011年6月16日公開的美國公開N0.2011/0141865中找到，該公開通過引用而整體結(jié)合于此。[0057]計(jì)量系統(tǒng)至少部分地由能量傳感器170和主控器155形成。計(jì)量系統(tǒng)也可包括采樣裝置124、目標(biāo)成像器160、以及一個(gè)或多個(gè)光檢測器165。主控器155分析來自能量傳感器170的輸出(并也可分析來自目標(biāo)成像器160和光檢測器165的輸出)并使用該信息通過光束控制系統(tǒng)158來調(diào)整聚焦組件122或光束傳送系統(tǒng)120內(nèi)的部件，如下面的進(jìn)一步討論。
[0058]因此，總而言之，光源100產(chǎn)生放大光束110，該放大光束被沿驅(qū)動(dòng)軸定向以照射位于目標(biāo)區(qū)域105的目標(biāo)混合物114，將混合物114內(nèi)的靶材料轉(zhuǎn)換為發(fā)射EUV范圍內(nèi)的光的等離子體。放大光束110在特定波長工作(即也被稱為光源波長)，該波長基于激光系統(tǒng)115的設(shè)計(jì)和特性來確定。此外，當(dāng)靶材料提供足夠的反饋給激光系統(tǒng)115以產(chǎn)生相干激光時(shí)或者如果驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)115包括適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)反饋以形成激光腔，放大光束110可以是激光束。
[0059]參照圖2,在一個(gè)示例性實(shí)施例中，光源100包括目標(biāo)區(qū)域205、聚光鏡235、能量傳感器270、以及靶材料供應(yīng)裝置227。在此實(shí)施例中，能量傳感器270包括4個(gè)能量傳感器271、272、273、274。靶材料供應(yīng)裝置227可以以每秒超過10000液滴的速率在目標(biāo)區(qū)域205內(nèi)產(chǎn)生目標(biāo)混合物214的液滴，且目標(biāo)混合物214的液滴可以以約20米/秒的速度移動(dòng)。液滴的尺寸可以在寬度上約等于或大于10 μ m。聚光鏡235包括允許來自激光系統(tǒng)115的放大光束210穿過聚光鏡235并貫穿目標(biāo)區(qū)域205的開口 240。
[0060]在此實(shí)施例中，能量傳感器270與主軸211 (其與z方向平行)徑向地分離并成角度地圍繞軸布置。即，能量傳感器270可被置于垂直于主軸211的平面內(nèi)并成角度地圍繞主軸211安置。每個(gè)能量傳感器270 (特別地，傳感器271、272、273、274)可被放置于距主軸211的徑向距離處，并且特定傳感器(例如，傳感器271)距主軸211的徑向距離可能與其它傳感器(例如，傳感器272、273、274的任一個(gè))距主軸211的徑向距離不同。每個(gè)能量傳感器270可以是能夠觀察并測量紫外區(qū)內(nèi)的電磁輻射能量的任何傳感器。因此，在一些實(shí)施例中，能量傳感器270是光電二極管，而在其它實(shí)施例中，能量傳感器270是光電倍增管。
[0061]在用于EUV光生產(chǎn)之前，用主軸211上(即目標(biāo)區(qū)域205處)的已知信號(hào)校準(zhǔn)能量傳感器270以確定能量傳感器270的相對敏感度。校準(zhǔn)信息被存儲(chǔ)并被主控器155在分析時(shí)使用。由于該校準(zhǔn)，能量傳感器270不必離主軸211徑向等距。
[0062]將放大光束210向目標(biāo)區(qū)域205引導(dǎo)以與目標(biāo)區(qū)域205內(nèi)的靶材料214相遇，而且如果相遇時(shí)間和區(qū)域重疊足夠大，光源100可產(chǎn)生足夠的UV輻射。例如，在某些實(shí)施例中，放大光束210與靶材料214的液滴相遇的時(shí)間可以在約1-10 μ S之間。通常，放大光束210的驅(qū)動(dòng)軸212應(yīng)在距目標(biāo)區(qū)域205 —定徑向距離內(nèi)，從而在目標(biāo)區(qū)域205處產(chǎn)生有效的EUV輻射量。但是，可能存在可接受的徑向距離范圍，在該范圍內(nèi)，驅(qū)動(dòng)軸212可被定位成產(chǎn)生有效的EUV輻射量。光源100可被配置成將放大光束210向目標(biāo)區(qū)域205瞄準(zhǔn)。但最終，驅(qū)動(dòng)軸212的對準(zhǔn)由主控器155確定為產(chǎn)生至少最低EUV輻射量的驅(qū)動(dòng)軸方向和角度，并且此對準(zhǔn)可能不與主軸211或目標(biāo)區(qū)域205的中心相一致。
[0063]參照圖3，計(jì)量系統(tǒng)300用于相對目標(biāo)區(qū)域205來對準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)軸212從而產(chǎn)生有效的EUV輻射量。為此，計(jì)量系統(tǒng)300包括能量傳感器170 (諸如，例如，能量傳感器270)，其輸出被饋送到主控器155的對準(zhǔn)控制模塊305。主控器155，尤其是對準(zhǔn)控制模塊305，執(zhí)行將在下面參照圖4所討論的過程，來通過發(fā)送一個(gè)或多個(gè)信號(hào)到光束控制系統(tǒng)158以調(diào)整光束傳送系統(tǒng)120和聚焦組件122中一個(gè)或多個(gè)之內(nèi)的元件，相對于目標(biāo)區(qū)域105調(diào)整放大光束110的驅(qū)動(dòng)軸位置或角度中的一個(gè)或多個(gè)。對于放大光束110的驅(qū)動(dòng)軸和目標(biāo)區(qū)域205之間小至I μ m的偏移值而言，有效的EUV輻射量可能會(huì)大幅下降。因此，計(jì)量系統(tǒng)300可被用于進(jìn)行0.1到50 μ m量級上的相對徑向?qū)?zhǔn)。
[0064]雖然不是必需，計(jì)量系統(tǒng)300可包括用于執(zhí)行其它功能的其它組件。例如，計(jì)量系統(tǒng)300包括采樣裝置124，其輸出圖像信號(hào)，該圖像信號(hào)可被主控器155的重疊控制模塊310使用以計(jì)算圖像信號(hào)的特征并向光束控制系統(tǒng)158發(fā)送信號(hào)來調(diào)諧光束傳送系統(tǒng)120和聚焦組件122中一個(gè)或多個(gè)之內(nèi)的元件，如在美國公開N0.2011/0141865中更詳細(xì)討論的。
[0065]作為另一個(gè)示例，計(jì)量系統(tǒng)300包括激光觸發(fā)控制模塊315，其接收并分析來自光檢測器165的輸出以及可任選地接收和分析來自能量傳感器170的輸出，以及基于分析確定如何調(diào)整放大光束110的脈沖發(fā)射的定時(shí)。根據(jù)分析的結(jié)果，激光觸發(fā)控制模塊315向激光控制系統(tǒng)157輸出信號(hào)，來調(diào)整發(fā)射時(shí)間和速率。
[0066]作為又一示例,計(jì)量系統(tǒng)300包括計(jì)算液滴位置和軌跡的液滴位置模塊320,可以從液滴的位置和軌跡逐液滴地或平均地計(jì)算液滴位置誤差。液滴位置模塊320由此確定液滴位置誤差。模塊320的輸出可因而被送入靶材料運(yùn)送控制系統(tǒng)126，該系統(tǒng)可使用此輸出調(diào)整目標(biāo)區(qū)域105內(nèi)的靶材料114的位置或方向，或調(diào)整從靶材料供應(yīng)裝置127輸出的靶材料114的定時(shí)或速率。模塊320的輸出也可按照需要被送入光束控制系統(tǒng)158來調(diào)諧或調(diào)整在光束傳送系統(tǒng)120和聚焦組件122中一個(gè)或多個(gè)之內(nèi)的元件。
[0067]參照圖4，計(jì)量系統(tǒng)300執(zhí)行過程400來調(diào)整放大光束110相對于目標(biāo)混合物114的徑向?qū)?zhǔn)。在對光源100初始設(shè)置之后，主控器155發(fā)送信號(hào)給激光控制系統(tǒng)157和光束控制系統(tǒng)158來將來自驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)115的放大光束110沿驅(qū)動(dòng)軸向目標(biāo)混合物114所在的目標(biāo)區(qū)域105引導(dǎo)(步驟405)。目標(biāo)混合物114中靶材料的至少一部分被轉(zhuǎn)換為發(fā)射紫外(例如，EUV)電磁輻射的等離子態(tài)。
[0068]接下來，能量傳感器170檢測從等離子態(tài)的靶材料114發(fā)射的EUV電磁輻射的能量，且主控器155接收來自每個(gè)能量傳感器170的輸出(所感測的能量)(步驟410)。主控器155分析所感測的能量(步驟415)。在如圖2所示的實(shí)施例中，能量傳感器271輸出所感測的能量El，能量傳感器272輸出所感測的能量E2，能量傳感器273輸出所感測的能量E3，以及能量傳感器274輸出所感測的能量E4給主控器155。主控器155基于所分析的感測能量估計(jì)相對徑向?qū)?zhǔn)RA (步驟420)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，主控器155基于如下計(jì)算估計(jì)在I方向上的相對徑向?qū)?zhǔn)(RAy):
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)整放大光束脈沖相對于目標(biāo)混合物的靶材料的位置的方法，所述方法包括: 沿驅(qū)動(dòng)軸向目標(biāo)混合物所在的目標(biāo)區(qū)域引導(dǎo)所述放大光束脈沖，從而將目標(biāo)混合物內(nèi)靶材料的至少一部分轉(zhuǎn)化為發(fā)射紫外電磁輻射的等離子態(tài)； 在與橫跨目標(biāo)區(qū)域的主軸徑向分離的兩個(gè)或更多不同位置上檢測所發(fā)射的電磁輻射的能量； 分析所檢測的能量； 基于所分析的所檢測能量，估計(jì)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束之間的相對徑向?qū)?zhǔn)；以及 調(diào)整放大光束相對于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物的徑向?qū)?zhǔn)，從而調(diào)整目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物與驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向距離。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，檢測所發(fā)射的紫外電磁輻射的能量包括檢測遠(yuǎn)紫外電磁輻射的能量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，檢測所發(fā)射的紫外電磁輻射的能量包括檢測深紫外電磁輻射的能量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于，估計(jì)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)包括估計(jì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸的徑向?qū)?zhǔn)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)整放大光束相對于目標(biāo)混合物的徑向?qū)?zhǔn)包括調(diào)整用于將放大光束朝向目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物引導(dǎo)和移動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件的位置和角度中的一個(gè)或多個(gè)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，調(diào)整用于引導(dǎo)和移動(dòng)放大光束的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件的位置和角度中的一個(gè)或多個(gè)包括調(diào)整將放大光束朝向目標(biāo)區(qū)域重定向的曲面鏡的位置和角度中的一個(gè)或多個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在與主軸徑向分離的兩個(gè)或更多位置上檢測所發(fā)射電磁輻射的能量包括在與主軸徑向分離的四個(gè)位置上檢測所發(fā)射電磁輻射的能量。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括捕捉從目標(biāo)混合物向回朝向提供放大光束的驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)的激光束的光學(xué)圖像； 其中，估計(jì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束的驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)也基于分析所捕捉的圖像。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在兩個(gè)或更多位置上檢測所發(fā)射電磁輻射的能量包括以放大光束的脈沖重復(fù)率的量級上的重復(fù)率檢測能量。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)整放大光束相對于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物的徑向?qū)?zhǔn)減少目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向距離。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，分析所檢測的能量包括確定在第一一個(gè)或多個(gè)位置處所取的第一組能量的第一總能量和在第二一個(gè)或多個(gè)位置處所取的第二組能量的第二總能量之間的差值，第一一個(gè)或多個(gè)位置與第二一個(gè)或多個(gè)位置不同。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，第一總能量是在第一一個(gè)或多個(gè)位置處所取的能量總和，而第二總能量是在第二一個(gè)或多個(gè)位置處所取的能量總和。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，分析所檢測的能量包括由在所有兩個(gè)或更多位置處所取的所有能量的總能量對差值進(jìn)行歸一化。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，估計(jì)相對徑向?qū)?zhǔn)包括估計(jì)沿垂直于主軸的第一方向上所取的在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束的驅(qū)動(dòng)軸之間的徑向距離。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，估計(jì)相對徑向?qū)?zhǔn)包括估計(jì)沿垂直于第一方向和主軸的另一方向上所取的在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束的驅(qū)動(dòng)軸之間的徑向距離。
16.—種設(shè)備,包括: 驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)，用于產(chǎn)生沿驅(qū)動(dòng)軸傳播的放大光束脈沖； 光束傳輸系統(tǒng)，用于將放大光束脈沖朝向目標(biāo)區(qū)域引導(dǎo)； 靶材料運(yùn)送系統(tǒng)，用于在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)提供含靶材料的目標(biāo)混合物； 兩個(gè)或更多傳感器，在不同位置處與橫跨目標(biāo)區(qū)域的主軸徑向分開，所述兩個(gè)或更多傳感器配置成檢測當(dāng)放大光束脈沖與目標(biāo)混合物相遇時(shí)從等離子態(tài)的靶材料發(fā)射的紫外電磁輻射的能量；以及 控制器，用于接收來自所述兩個(gè)或更多傳感器的輸出并被配置成分析所檢測的能量并基于分析估計(jì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)，且輸出信號(hào)到光束傳輸系統(tǒng)來調(diào)整放大光束相對于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物的徑向?qū)?zhǔn)，從而調(diào)整目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向距離。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)光學(xué)放大器，每個(gè)放大器包括能夠以高增益光學(xué)地放大所期望波長的增益介質(zhì)、激勵(lì)源、以及內(nèi)部光學(xué)器件。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述增益介質(zhì)包括C02。
19.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備,其特征在于,所述光束傳輸系統(tǒng)包括將放大光束聚焦到目標(biāo)區(qū)域的聚焦光學(xué)元件。
20.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述靶材料運(yùn)送系統(tǒng)包括在目標(biāo)區(qū)域中提供目標(biāo)混合物液滴的噴嘴。
21.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括輻射收集器，所述輻射收集器捕獲并重定向當(dāng)放大光束脈沖與目標(biāo)混合物相遇時(shí)從等離子態(tài)的靶材料發(fā)射的紫外電磁輻射的至少一部分。
22.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所發(fā)射的紫外電磁輻射包括遠(yuǎn)紫外電磁輻射。
23.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述兩個(gè)或更多傳感器包括與主軸徑向分離的至少四個(gè)傳感器。
24.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述兩個(gè)或更多傳感器中的至少一個(gè)與主軸徑向分離的距離與其它傳感器中的至少一個(gè)與主軸徑向分離的距離不同。
25.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括成像設(shè)備，所述成像設(shè)備被配置成捕捉從目標(biāo)混合物向回朝向驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)反射的激光束的光學(xué)圖像； 其中所述控制器也接收來自成像設(shè)備的輸出并被配置成也基于所收到的來自成像設(shè)備的輸出估計(jì)相對徑向?qū)?zhǔn)。
26.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述兩個(gè)或更多傳感器的采樣率在驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)的脈沖重復(fù)率的量級上。
27.一種計(jì)量系統(tǒng)，包括: 兩個(gè)或更多傳感器，在不同位置處與橫跨目標(biāo)區(qū)域的主軸徑向分離，所述兩個(gè)或更多傳感器被配置成檢測當(dāng)放大光束脈沖與目標(biāo)混合物相遇時(shí)從目標(biāo)混合物的等離子態(tài)的靶材料發(fā)射的紫外電磁輻射的能量；以及 控制器，用于接收來自所述兩個(gè)或更多傳感器的輸出，并被配置成分析所檢測的能量并基于分析估計(jì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束的驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)，且輸出信號(hào)到光束傳輸系統(tǒng)來調(diào)整放大光束相對于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物的徑向?qū)?zhǔn)，從而調(diào)整目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動(dòng)軸之間的相對徑向距離。
28.如權(quán)利要求27所述的計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)或更多傳感器包括與主軸徑向分離的至少四個(gè)傳感器。
29.如權(quán)利要求27所述的計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)或更多傳感器中的至少一個(gè)與主軸徑向分離的距離與 其它傳感器中的至少一個(gè)與主軸的徑向分離的距離不同。
30.如權(quán)利要求27所述的計(jì)量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括成像設(shè)備，所述成像設(shè)備被配置成捕捉從目標(biāo)混合物向回朝產(chǎn)生放大光束的驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)反射的激光束的光學(xué)圖像； 其中所述控制器也接收來自成像設(shè)備的輸出并被配置成還基于所收到的來自成像設(shè)備的輸出來估計(jì)相對徑向?qū)?zhǔn)。
【文檔編號(hào)】H05G2/00GK103748967SQ201280040305
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月19日
【發(fā)明者】M·R·格雷厄姆, S·常, J·H·克魯奇, I·V·福緬科夫 申請人:西默有限公司