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)動軸傳播的放大光束脈沖的驅(qū)動激光系統(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)混合物的靶材料運送系統(tǒng)；與橫跨目標(biāo)區(qū)域的主軸徑向分離的兩個或更多傳感器，兩個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測到的能量進行的分析估計在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動軸之間的相對徑向?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)動激光系統(tǒng)的放大光束的設(shè)備。
[0004]背景
[0005]遠紫外(EUV)光是波長在大約50nm或更短的電磁輻射，有時也被稱為軟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)動激光的放大光束照射液滴、流、或團簇材料形式的靶材料而產(chǎn)生。對于這個過程，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)混合物的靶材料進行調(diào)整的:沿驅(qū)動軸向目標(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，估計在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束的驅(qū)動軸之間的相對徑向?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)動軸之間的相對徑向距離。
[0008]實施例可包括以下特征中的一個或多個。例如，所發(fā)射的紫外電磁輻射的能量可通過測量遠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紫外(EUV)電磁輻射。
[0009]在目標(biāo)混合物和驅(qū)動軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)可通過估計在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動軸之間的徑向?qū)?zhǔn)來估計。
[0010]通過調(diào)整引導(dǎo)和移動放大光束射向所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)混合物的一個或多個光學(xué)元件的位置和角度中的一個或多個，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)和移動放大光束的一個或多個光學(xué)元件的位置和角度中的一個或多個可以通過調(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或多個來調(diào)整。
[0011]在與主軸徑向分離的兩個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。
[0013]在兩個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或多個位置處所取的第一組能量的第一總能量和第二一個或多個位置處所取的第二組能量的第二總能量之間的差值來進行分析，第一一個或多個位置與第二一個或多個位置不同。第一總能量可以是在第一一個或多個位置處所取的能量之和，而第二總能量可以是在第二一個或多個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行分析。
[0017]相對徑向?qū)?zhǔn)可通過估計在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束驅(qū)動軸之間沿垂直于主軸的第一方向所取的徑向距離來估計，。相對徑向?qū)?zhǔn)可通過估計在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束驅(qū)動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。
[0018]在另一個總的方面，裝置包括產(chǎn)生沿驅(qū)動軸傳播的放大光束脈沖的驅(qū)動激光系統(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)混合物的靶材料運送系統(tǒng)；與跨越目標(biāo)區(qū)域的主軸徑向分離的兩個或更多傳感器，這兩個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在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)，并輸出信號給光束傳輸系統(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)動軸之間的相對徑向距離。
[0019]實施例可包括如下特性中的一個或多個。例如，驅(qū)動激光系統(tǒng)可包括一個或多個光學(xué)放大器(每個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紫外電磁輻射。
[0023]兩個或更多傳感器可包括與主軸徑向分離的至少四個傳感器。因此，四個傳感器可成角度地定位在主軸周圍。
[0024]兩個或更多傳感器的至少一個可與主軸徑向分離與其他傳感器的至少一個徑向分離的距離不同的距離。所有的兩個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)備的輸出來估計相對徑向?qū)?zhǔn)。
[0026]兩個或更多傳感器的采樣率可在驅(qū)動激光系統(tǒng)的脈沖重復(fù)率的量級上。
[0027]在另一個總的方面，計量系統(tǒng)包括與跨越目標(biāo)區(qū)域的主軸徑向分離的兩個或更多傳感器，此兩個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在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束的驅(qū)動軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)，且輸出信號給光束傳輸系統(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)動軸之間的相對徑向距離。
[0028]實施例可包括如下特性的一個或多個。例如，兩個或更多傳感器可包括與主軸徑向分離的至少四個傳感器。
[0029]兩個或更多傳感器的至少一個可與主軸徑向分離與其他傳感器的至少一個徑向分離的距離不同的距離。
[0030]計量系統(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的光源的計量系統(tǒng)的框圖；
[0034]圖4是圖3的計量系統(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)動軸可被視為光束110的近似中心或光束110傳播的大方向，因為光束110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，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。
[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)動軸和目標(biāo)混合物114之間的相對對準(zhǔn)。
[0046]接下來，在進入更詳細的關(guān)于能量傳感器170和主控器155的細節(jié)前描述光源100的其它特征。
[0047]光源100包括靶材料運送系統(tǒng)125，用于運送、控制和引導(dǎo)液滴、液體流、固體顆?；驁F簇、包含在液滴內(nèi)的固體顆?；虬谝后w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)由靶材料運送系統(tǒng)125運送至真空室130的內(nèi)部107并到達目標(biāo)區(qū)域105。
[0048]光源100包括驅(qū)動激光系統(tǒng)115，其因為在激光系統(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]在一些實施例中，激光系統(tǒng)115可包括一個或多個光學(xué)放大器、激光器、和/或燈泡，用于提供一個或多個主脈沖以及，在某些情況下，一個或多個預(yù)脈沖。每個光學(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”包含以下中的一個或多個: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)下運行、采用DC或RF激勵、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穿過并到達目標(biāo)區(qū)域105。聚光鏡135可以是，例如，主焦點在目標(biāo)區(qū)域105且次焦點在中間位置145 (也稱為中間焦點)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中的一個或多個提供激光位置、方向和定時校正信號。激光控制系統(tǒng)157可使用校正信號來控制激光定時電路。光束控制系統(tǒng)158可使用校正信號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)的光束焦點的位置和/或光焦度。
[0053]光源100可包括一個或多個目標(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，主控器可以例如計算液滴位置和軌跡，由此可以逐液滴地或平均地計算液滴位置誤差。
[0054]靶材料運送系統(tǒng)125包括靶材料運送控制系統(tǒng)126，其可操作用于響應(yīng)于來自主控器155的信號來例如修改由靶材料供應(yīng)裝置127釋放的液滴的釋放點以校正液滴到達期望目標(biāo)區(qū)域105的誤差。
[0055]此外，光源100可包括一個或多個光檢測器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。一個或多個光檢測器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。在其它實施例中，一個或多個光檢測器165可被置于靠近驅(qū)動激光系統(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，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。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]計量系統(tǒng)至少部分地由能量傳感器170和主控器155形成。計量系統(tǒng)也可包括采樣裝置124、目標(biāo)成像器160、以及一個或多個光檢測器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)生相干激光時或者如果驅(qū)動激光系統(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,在一個示例性實施例中，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。在此實施例中，能量傳感器270包括4個能量傳感器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。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)距主軸211的徑向距離不同。每個能量傳感器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，在一些實施例中，能量傳感器270是光電二極管，而在其它實施例中，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)信息被存儲并被主控器155在分析時使用。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，在某些實施例中，放大光束210與靶材料214的液滴相遇的時間可以在約1-10 μ S之間。通常，放大光束210的驅(qū)動軸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，計量系統(tǒng)300用于相對目標(biāo)區(qū)域205來對準(zhǔn)驅(qū)動軸212從而產(chǎn)生有效的EUV輻射量。為此，計量系統(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)送一個或多個信號到光束控制系統(tǒng)158以調(diào)整光束傳送系統(tǒng)120和聚焦組件122中一個或多個之內(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)動軸位置或角度中的一個或多個。對于放大光束110的驅(qū)動軸和目標(biāo)區(qū)域205之間小至I μ m的偏移值而言，有效的EUV輻射量可能會大幅下降。因此，計量系統(tǒng)300可被用于進行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，計量系統(tǒng)300包括采樣裝置124，其輸出圖像信號，該圖像信號可被主控器155的重疊控制模塊310使用以計算圖像信號的特征并向光束控制系統(tǒng)158發(fā)送信號來調(diào)諧光束傳送系統(tǒng)120和聚焦組件122中一個或多個之內(nèi)的元件，如在美國公開N0.2011/0141865中更詳細討論的。
[0065]作為另一個示例，計量系統(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。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，來調(diào)整發(fā)射時間和速率。
[0066]作為又一示例,計量系統(tǒng)300包括計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中一個或多個之內(nèi)的元件。
[0067]參照圖4，計量系統(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)動激光系統(tǒng)115的放大光束110沿驅(qū)動軸向目標(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相對徑向?qū)?zhǔn)RA (步驟420)。在一個示例性實施例中，主控器155基于如下計算估計在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，估計目標(biāo)混合物和驅(qū)動軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)包括估計目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動軸的徑向?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)和移動的一個或多個光學(xué)元件的位置和角度中的一個或多個。
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)和移動放大光束的一個或多個光學(xué)元件的位置和角度中的一個或多個包括調(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或多個。
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)動激光系統(tǒng)的激光束的光學(xué)圖像； 其中，估計目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束的驅(qū)動軸之間的相對徑向?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或多個位置處所取的第一組能量的第一總能量和在第二一個或多個位置處所取的第二組能量的第二總能量之間的差值，第一一個或多個位置與第二一個或多個位置不同。
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或多個位置處所取的能量總和，而第二總能量是在第二一個或多個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或更多位置處所取的所有能量的總能量對差值進行歸一化。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，估計相對徑向?qū)?zhǔn)包括估計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，估計相對徑向?qū)?zhǔn)包括估計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)動軸之間的徑向距離。
16.—種設(shè)備,包括: 驅(qū)動激光系統(tǒng)，用于產(chǎn)生沿驅(qū)動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目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和驅(qū)動軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)，且輸出信號到光束傳輸系統(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)動激光系統(tǒng)包括一個或多個光學(xué)放大器，每個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，所述兩個或更多傳感器包括與主軸徑向分離的至少四個傳感器。
24.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述兩個或更多傳感器中的至少一個與主軸徑向分離的距離與其它傳感器中的至少一個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，所述兩個或更多傳感器的采樣率在驅(qū)動激光系統(tǒng)的脈沖重復(fù)率的量級上。
27.一種計量系統(tǒng)，包括: 兩個或更多傳感器，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目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)混合物和放大光束的驅(qū)動軸之間的相對徑向?qū)?zhǔn)，且輸出信號到光束傳輸系統(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)動軸之間的相對徑向距離。
28.如權(quán)利要求27所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個或更多傳感器包括與主軸徑向分離的至少四個傳感器。
29.如權(quán)利要求27所述的計量系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個或更多傳感器中的至少一個與主軸徑向分離的距離與 其它傳感器中的至少一個與主軸的徑向分離的距離不同。
30.如權(quán)利要求27所述的計量系統(tǒng)，進一步包括成像設(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)備的輸出來估計相對徑向?qū)?zhǔn)。
【文檔編號】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