用于控制euv光源中的靶材料的微滴的系统和方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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I Onm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1nm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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]在早期EUV系统中，诸如⑶2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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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“ΜΟΡΑ”系统，和微滴被一个以上的光脉冲顺次地照射的“ΜΟΡΑ ΡΡ” ( “具有预脉冲的ΜΟΡΑ”)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”。
[0010]MOPA和MOPA PP系统的一个优点在于与NoMO系统相比源激光不需要是持续不断的。然而，因为在这样的系统中的源激光不是持续不断的，所以在合适的时间发射激光以便将微滴和主激光脉冲同时传递至期望的辐照部位以引发等离子体呈现出超出现有系统的附加定时和控制问题。不仅主激光脉冲有必要聚焦在微滴将通过的辐照部位上，而且激光的发射还必须被定时以便允许主激光脉冲在当微滴通过该辐照部位时与微滴交叉以便得到良好的等离子体，并因此得到良好的EUV光。另外，在MOPA PP系统中，预脉冲必须非常精确地瞄准微滴，并且在与辐照部位稍微不同的定位处。
[0011]所需要的是控制微滴的轨迹和它们抵达辐照部位所使用的定时两者使得当源激光被发射时它将在辐照部位辐照微滴的改进的方式。
【发明内容】
[0012]这里公开的是用于控制EUV光源中的靶材料的微滴的轨迹和定时的方法和设备。
[0013]在一个实施例中，公开了一种用于对具有以预定速率释放微滴的微滴发生器的EUV LPP光源中的源激光器的发射定时的系统，源激光器将脉冲发射在辐照部位处，该系统包括:微滴照射模块，包括用于生成在微滴发生器与辐照部位之间的第一激光幕帘的第一线激光器;微滴检测模块，包括用于检测当微滴通过第一激光幕帘时来自第一激光幕帘的闪光的第一传感器;和第一控制器，用于基于来自第一激光幕帘的闪光、从第二幕帘到辐照部位的距离和微滴的速率确定源激光器应该何时发射脉冲以便当微滴到达辐照部位时辐照微滴，并且生成指示源激光器在这样的时间发射的定时信号。
[0014]另一实施例公开了一种用于对具有以预定速率释放微滴的微滴发生器的EUVLPP光源中的源激光器的发射定时的方法，源激光器将脉冲发射在辐照部位处，该方法包括:生成在微滴发生器与辐照部位之间的第一激光幕帘;检测当微滴通过第一激光幕帘时来自第一激光幕帘的闪光;和基于来自第一激光幕帘的闪光、从第一幕帘到辐照部位的距离和微滴的速率确定源激光器应该何时发射脉冲以便当微滴到达辐照部位时辐照微滴，并且生成指示源激光器在这样的时间发射的定时信号。
[0015]又一实施例公开了一种其上具体化用于引起计算装置执行如下方法的指令的非暂态计算机可读存储介质:一种用于对具有用于顺次地生成靶材料的微滴的微滴发生器的EUV LPP光源中的源激光器的发射定时的方法，源激光器将脉冲发射在辐照部位处以辐照所述微滴以便创建等离子体，方法包括:生成在微滴发生器与辐照部位之间的第一激光幕帘;检测当微滴通过的第一激光幕帘时来自第一激光幕帘的闪光;和基于来自第一激光幕帘的闪光、从第一幕帘到辐照部位的距离和微滴的速率确定源激光器应该何时发射脉冲以便当微滴到达辐照部位时辐照微滴，并且生成指示源激光器在这样的时间发射的定时信号。
[0016]在一个实施例中，公开了一种用于对具有以已知速率释放微滴的微滴发生器的极紫外激光产生等离子体(EUV LPP)光源中的源激光器的发射定时的系统，源激光器将脉冲发射在辐照部位处，系统包括:微滴照射模块，包括被配置成生成在微滴发生器与辐照部位之间的第一激光幕帘的第一线激光器;微滴检测模块，包括被配置成检测当微滴通过第一激光幕帘时的闪光的第一传感器;第一控制器，被配置成:基于由第一传感器检测到的闪光、从第一幕帘到辐照部位的已知距离和微滴的已知速率确定源激光器应该发射脉冲时的时间以便在微滴到达辐照部位时辐照微滴;和生成指示源激光器在确定的时间发射的定时信号;第二传感器，被配置成检测微滴通过第一激光幕帘时的闪光;和第二控制器，被配置成基于由第二传感器检测到的闪光确定微滴不在通向辐照部位的期望轨迹上，并且提供指示出对微滴发生器释放随后的微滴的方向的调节的信号，以将随后的微滴放置在期望轨迹上。
[0017]另一实施例公开了一种用于对具有以已知速率释放微滴的微滴发生器的EUVLPP光源中的源激光器的发射定时的方法，源激光器将脉冲发射在辐照部位处，方法包括:生成位于微滴发生器与辐照部位之间的第一激光幕帘；由第一传感器检测微滴通过第一激光幕帘时的闪光;从由第一传感器检测到的闪光确定微滴不在通向辐照部位的期望轨迹上，并且提供指示出对微滴发生器释放随后的微滴的方向的调节的信号，以将随后的微滴放置在期望轨迹上；由第二传感器检测微滴通过第一激光幕帘时的闪光;和基于由第二传感器检测到的闪光、从第一幕帘到辐照部位的已知距离和微滴的已知速率确定源激光器应该发射脉冲时的时间以便当微滴到达辐照部位时辐照微滴，并且生成指示源激光器在确定出的时间发射的定时信号。
[0018]又一实施例公开了一种其上具体化用于引起计算装置执行如下方法的指令的非暂态计算机可读存储介质:一种用于对具有以已知速率释放微滴的微滴发生器的EUV LPP光源中的源激光器的发射定时的方法，源激光器将脉冲发射在辐照部位处，方法包括:生成位于微滴发生器与辐照部位之间的第一激光幕帘；由第一传感器检测微滴通过第一激光幕帘时的闪光;从由第一传感器检测时的闪光确定微滴不在通向辐照部位的期望轨迹上，并且提供指示出对微滴发生器释放随后的微滴的方向的调节的信号，以将随后的微滴放置在期望轨迹上；由第二传感器检测微滴通过第一激光幕帘时的闪光;和基于由第二传感器检测到的闪光、从第一幕帘到辐照部位的已知距离和微滴的已知速率确定源激光器应该发射脉冲时的时间以便当微滴到达辐照部位时辐照微滴，并且生成指示源激光器在确定出的时间发射的定时信号。
[0019]在一个实施例中，公开了一种用于对具有以估计速率释放微滴的微滴发生器的极紫外激光产生等离子体(EUV LPP)光源中的源激光器的发射定时的系统，源激光器将脉冲发射在辐照部位处，系统包括:微滴照射模块，包括被配置成生成第一激光幕帘和第二激光幕帘的单一个线激光器，第一和第二激光幕帘是正交偏振的并且各位于微滴发生器与辐照部位之间；微滴检测模块，包括被配置成检测当微滴通过第一激光幕帘时的闪光的第一传感器;第一控制器，被配置成:基于由第一传感器检测到的闪光、从第一幕帘到辐照部位的已知距离和微滴的估计速率确定源激光器应该发射脉冲时的时间以便在微滴到达辐照部位时辐照微滴;和生成指示源激光器在确定出的时间发射的定时信号;第二传感器，被配置成检测微滴通过第二激光幕帘时的闪光;和第二控制器，被配置成基于由第二传感器检测到的闪光确定微滴不在通向辐照部位的期望轨迹上，并且提供指示出对微滴发生器释放随后的微滴的方向的调节的信号，以将随后的微滴放置在期望轨迹上。
[0020]另一实施例公开了一种用于对具有以估计速率释放微滴的微滴发生器的EUVLPP光源中的源激光器的发射定时的方法，源激光器将脉冲发射在辐照部位处，方法包括:从单一个激光器源生成第一激光幕帘和第二激光幕帘，第一和第二激光幕帘具有彼此正交的偏振并且位于微滴发生器与辐照部位之间；由第一传感器检测微滴通过第一幕帘时的闪光；从由第一传感器检测到的闪光确定微滴不在通向辐照部位的期望轨迹上，并且提供指示出对微滴发生器释放随后的微滴的方向的调节的信号，以将随后的微滴放置在期望轨迹上；由第二传感器检测微滴通过第二幕帘时的闪光;和基于由第二传感器检测到的闪光、从第一幕帘到辐照部位的已知距离和微滴的估计速率确定源激光器应该发射脉冲时的时间以便在微滴到达辐照部位时辐照微滴，和生成指示源激光器在确定出的时间发射的定时信号。
[0021]又一实施例公开了一种其上具体化用于引起计算装置执行如下方法的指令的非暂态计算机可读存储介质:一种用于对具有以估计速率释放微滴的微滴发生器的EUV LPP光源中的源激光器的发射定时的