[发明专利]用于控制EUV光源中的靶材料的微滴的系统和方法

说明书

公开了用于创建并利用来自激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)光系统中的单一个激光源的双激光幕帘以控制微滴释放和/或辐照的方法和装置。包括一个或多个传感器的第一组传感器在靶材料的微滴通过一个或多个幕帘时对它们进行检测以使得能够调节微滴发生器的定向以将随后的微滴更精确地引导至辐照部位，包括一个或多个传感器的第二组传感器在微滴通过一个或多个幕帘时对它们进行检测以确定源激光器应该何时生成脉冲使得脉冲将与微滴在相同的时间抵达辐照部位。

技术领域

本发明总体上涉及激光产生等离子体极紫外光源。更具体地，本发明涉及用于辐照LPP EUV光源中的靶材料的微滴的方法和设备。

背景技术

半导体工业继续发展着能够印刷越来越小的集成电路尺寸的光刻技术。极紫外(“EUV”)光(有时也称作软x射线)一般被定义为具有在10nm与120nm之间的波长的电磁辐射。EUV光刻是当前一般被认为包括处于在10nm至14nm的范围中的波长的EUV光，并且被用于在诸如硅晶片等的衬底中产生极小的特征、例如亚32nm特征。这些特征必须高度可靠并且提供成本效益的吞吐量和合理的工艺宽容度。

产生EUV光的方法包括但不一定限于利用在EUV范围内的一个或多个放射线将具有一个或多个元素、例如、氙、锂、锡、铟、锑、碲、铝等的材料转换成等离子体状态。在一个这样的方法中，经常被称为激光产生等离子体(“LPP”)的所要求的等离子体可以通过在辐照部位用激光脉冲辐照诸如具有期望的线放射元素的材料的微滴、流或簇等的靶材料而产生。靶材料可以包含呈纯形式或合金形式、例如在期望的温度时是液体的合金的谱线放射元素，或者可以与诸如液体等的另一材料混合或分散。

微滴发生器将靶材料加热并喷出被加热的靶材料作为沿着轨迹行进至辐照部位以与激光脉冲交叉的微滴。理想地，辐照部位是在反射收集器的一个焦点处。当激光脉冲在辐照部位撞击微滴时，微滴蒸发并且反射收集器使得所得到的EUV光输出在收集器的另一焦点处被最大化。

在早期EUV系统中，诸如CO₂激光源等的激光光源连续地将光束导向至辐照部位但没有输出耦合器使得源积聚增益但并不激射。当靶材料的微滴到达辐照部位时，微滴引起空腔形成在微滴与光源之间并引起在空腔内的激射。激射接着将微滴加热并生成等离子体和EUV光输出。在这样的“NoMO”系统(这样称是因为它们没有主振荡器)中，不需要微滴抵达辐照部位的定时，因为系统仅在微滴存在于那里时激射。

然而，在这样的系统中有必要追踪微滴的轨迹以保证它们抵达辐照部位。如果微滴发生器的输出是在不合适的路径上，则微滴可能无法通过辐照部位，这会导致根本没有激光产生或者在创建EUV能量上的降低的效率。此外，从在前的微滴形成的等离子体可能与后续的微滴的轨迹干涉，将微滴推出辐照部位。

一些现有技术的NoMo系统通过使低功率激光通过透镜以创建“幕帘”、即微滴在至辐照部位途中所通过的激光器光的薄平面来实现微滴的这样的轨迹。当微滴通过平面时，通过平面的激光器光的从微滴产生的反射而生成闪光。闪光的定位可以被检测以确定微滴的轨迹，并且反馈信号发送至控向机构以必要时将微滴发生器的输出重新导向以使微滴保持在携带它们至辐照部位的轨迹上。

其他现有技术的NoMo系统通过使用在微滴发生器与辐照部位之间的两个幕帘、一个比另一个更靠近辐照部位而在该方法上进行改善。各幕帘典型地通过单独的激光创建。微滴通过第一幕帘时所创建的闪光可以例如用于控制“粗略”控向机构，并且来自第二幕帘的闪光用于控制“精细”控向机构，以提供与仅使用单一个幕帘时相比在微滴轨迹的校正上的更好的控制。

最近，NoMO系统一般被如下两者系统代替：主振荡器和功率放大器形成可以根据期望或当期望时被发射而不管在辐照部位是否存在有微滴的源激光器的“MOPA”系统，和微滴被一个以上的光脉冲顺次地照射的“MOPA PP”(“具有预脉冲的MOPA”)系统。在MOPA PP系统中，“预脉冲”被首先用于将微滴加热、蒸发或电离并生成弱等离子体，跟着是将微滴材料的大部分或全部转换成强等离子体以产生EUV光发射的“主脉冲”。