用于控制euv曝光剂量的方法和euv光刻方法及使用这样的方法的设备的制作方法

专利名称：用于控制euv曝光剂量的方法和euv光刻方法及使用这样的方法的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制包括EUV辐射源的光刻设备的EUV曝光剂量的方法、系统以及设备。
背景技术：
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。光刻设备可用于例如IC制造过程中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现图案的转移。通常，单一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。
光刻术被广泛地看作制造IC和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着通过使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻术正变成允许制造微型IC或其他器件和/或结构的更加关键的因素。
图案印刷的极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式⑴所示
Cl) = k'*(I)
其中λ是所用辐射的波长，NAps是用以印刷图案的投影系统的数值孔径，Ic1是依赖于工艺的调节因子，也称为瑞利常数，CD是所印刷的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。由等式(I)知道，特征的最小可印刷尺寸的减小可以由三种途径实现通过缩短曝光波长入、 通过增大数值孔径NAps或通过减小Ic1的值。
为了缩短曝光波长并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是波长在5-20nm范围内的电磁辐射，例如波长在13-14nm范围内。还已经提出可以使用波长小于IOnm的EUV辐射，例如波长在5-lOnm范围内，例如6. 7nm或6. 8nm的波长。这样的辐射被用术语极紫外辐射或软X-射线辐射表示。可用的源包括例如激光产生的等离子体源和放电等离子体源。
可以通过使用等离子体产生EUV辐射。用于产生EUV辐射的辐射系统可以包括用于激发燃料以提供等离子体的激光器和用于容纳等离子体的源收集器设备。等离子体可以例如通过引导激光束至燃料来产生，燃料例如可以是合适的材料(例如锡)的颗粒，或合适的气体或蒸汽的流，例如氙气或锂蒸汽。所形成的等离子体辐射输出辐射，例如EUV辐射， 其通过使用辐射收集器收集。辐射收集器可以是反射镜式正入射辐射收集器，其接收辐射并将辐射聚焦成束。
源收集器设备可以包括布置成提供支持等离子体的真空环境的包封结构或源腔。 这样的系统典型地被称作激光产生等离子体(LPP)源。
在投影光刻术中，期望在将图案成像到设置在衬底上的抗蚀剂层上期间将有效的 曝光剂量保持在公差范围内。光刻设备的对应的功能被在下文称作剂量控制或简单地称为 DC，其意味着将每秒发射的EUV辐射能量保持在特定的恒定值。通常，曝光剂量涉及光强 度、狭缝宽度以及晶片扫描的速度。利用CO2激光器的LPP源，通过控制驱动CO2激光器的 RF泵浦能量以及随后控制每个激光辐射脉冲中的能量来提供剂量控制。LPP源将典型地将 以每秒几千或几万的速率产生燃料液滴以及激光脉冲。通过改变RF泵浦能量的已知机制 的剂量控制通常不足够快速以校正可能在脉冲至脉冲的时间标度上发生的被发射的辐射 的变化。发明内容
为了优选可以每单位时间曝光的管芯的数量，期望提供可代替的剂量控制的方 法，尤其是提供响应更快速以及足够快速地例如用于校正EUV辐射剂量的脉冲至脉冲变化 的剂量控制。
根据本发明的至少一个实施例的一个方面，提供了一种控制具有EUV辐射源的光 刻设备的EUV曝光剂量的方法，所述方法包括步骤从脉冲至脉冲控制转换效率，利用该 转换效率通过设定低于最大可实现的转换效率但是足以实现目标EUV曝光剂量的目标转 换效率，由对应的激励的激光辐射脉冲激励燃料材料来产生EUV辐射脉冲，使得正的和负 的剂量校正两者可以通过改变所述转换效率高于和低于所述目标转换效率而被施加在脉 冲之间。
本发明人已经认识到，改变转换效率的机制可以被使得比改变LPP源中的激光的 主脉冲能量的机制大得多的响应性。因此，改变转换效率提供了一种在短得多的时间尺度 上以及从脉冲至脉冲(如果期望的话)控制EUV辐射剂量的方式。
目标转换效率可以被有意设定成低于最大可实现的转换效率。这给出了从名义值 向上和向下改变转换效率的选择，使得能够在目标值的附近实施简单的反馈控制。
在一些实施例中，膨胀的燃料材料的位置和激光辐射的横截面之间的空间重叠被 改变以改变转换效率。例如，这可以被实现，但是改变激光能量的脉冲的时序(timing)，同 时其它的方法是可利用的。
在一些实施例中，所述方法改变预先脉冲的时序和/或能量，其被用于加热和膨 胀燃料材料。
在一些实施例中，改变转换效率的方法导致EUV辐射分布变化。这些变化可以以 各种方式补偿，例如用于操作使分布返回至期望的位置，或实现在几个脉冲上的期望的平 均分布。
根据本发明的一个方面，提供了一种器件制造方法，包括步骤控制具有EUV辐射 源类型的光刻设备的EUV曝光剂量，其中借助于从脉冲至脉冲控制转换效率通过由对应的 激励激光辐射的脉冲激励膨胀的被加热的燃料材料的部分来产生EUV辐射脉冲，利用该转 换效率通过设定低于最大可实现的转换效率但是足以实现目标EUV曝光剂量的目标转换 效率将所述激光辐射转换成所述EUV辐射，使得正的和负的剂量校正两者能够通过改变所 述转换效率高于和低于所述目标转换效率而被施加在脉冲之间；将所述EUV辐射图案化以 形成图案化的辐射束；和将图案化的辐射束投影到衬底上。
根据本发明的一个方面，提供了一种光刻设备，包括EUV辐射源；照射系统，配置成调节从所述EUV辐射源接收的辐射束；支撑结构，构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中赋予辐射束图案以形成图案化的辐射束；衬底台，构造成保持衬底；投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；和控制器，配置成借助于从脉冲至脉冲控制转换效率来控制由所述EUV辐射源产生的曝光剂量，利用该转换效率通过设定低于最大可实现的转换效率但是足以实现目标EUV曝光剂量的目标转换效率，借助于对膨胀的被加热的燃料材料部分而将所述激励激光辐射转换成所述EUV辐射，使得正的和负的剂量校正两者可以通过改变所述转换效率高于和低于所述目标转换效率而被施加在脉冲之间。
从对下文描述的示例和随附的权利要求的考虑，本领域读者将明白本发明的这些和其它方面。


现在将参考随附的示意性附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，其中相应的参考标记表示相应的部件，在附图中
图1示出根据本发明的一实施例的光刻设备；
图2是图1中的光刻设备的实施例的更详细的示意图3示意性示出在最大转换效率CE的情形中图1中的光刻设备中的目标材料预处理位置和等离子体形成位置；
图4示意性示出导致了减小的CE的液滴云和主脉冲激光束之间的不匹配；
图5示意性地示出了根据本发明实施例的在控制CE时主激光脉冲和沿着轨迹TR 行进的液滴云之间的相互作用的变化程度；
图6是在图5的实施例的操作中的CE对不匹配距离δ的示意图7(a)、(b)和(C)示意性地显示图5的实施例中的在三种不同的CE设定下的主脉冲和燃料云之间的相互作用区域；
图8(a)、(b)和(C)示意性地显示本发明的实施例中的在三种不同的CE设定下的两个主激光脉冲和各自的燃料云之间的相互作用区域；
图9(a)和(b)示意性地显示出在本发明的实施例中的在三种不同的CE设定下的所述云和主激光脉冲之间的相互作用区域；
图10示意性地显示在光刻设备的操作中的晶片(衬底)上的曝光狭缝的扫描方向；
图11示意性地示出通过改变预脉冲能量控制CE的本发明的实施例；
图12是在图11的实施例的操作中CE对燃料云的尺寸的示意图13示意性地示出通过改变预脉冲能量控制CE的本发明的实施例；和
图14是在图13的实施例的操作中CE对燃料云的尺寸的示意图。
具体实施方式
图1示意地示出了根据本发明一个实施例的包括源收集器设备42的光刻设备 100。所述设备包括照射系统(照射器)IL，其配置成调节辐射束B (例如EUV辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)MA，并与配置 用于精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台)WT，其构造 用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于精确地定位衬底的第二定位装 置PW相连；和投影系统(例如反射式投影系统)PS,其配置成用于将由图案形成装置MA赋 予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或更多根管芯)上。
照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静 电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
所述支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成 装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用 机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或 台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位 于所需的位置上(例如相对于投影系统)。
术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截 面上赋予辐射束、以便在衬底W的目标部分上形成图案的任何装置。被赋予辐射束的图案 将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程 反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二 元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模 类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾 斜，以便沿不同的方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜 矩阵反射的辐射束。
与照射系统类似，投影系统可以包括多种类型的光学部件，例如折射型、反射型、 磁性型、电磁型和静电型光学部件、或其它类型的光学部件，或其任意组合，如对于所使用 的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用真空之类的其他因素所适合的。可以期望将真空环 境用于EUV辐射，因为其它气体可能会吸收太多的辐射。因此借助真空壁和真空泵可以在 整个束路径上提供真空环境。
如此处所示，所述设备是反射型的(例如采用反射式掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模 台)的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个 台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。
参照图1，所述照射器IL接收从源收集器设备42发出的极紫外辐射束。用于产生 EUV光的方法包括但不必限于将材料转换为等离子体状态，该材料具有至少一种元素(例 如氙、锂或锡)，其中在EUV范围内具有一个或更多个发射线。在一种这样的方法中，通常称 为激光产生等离子体(“LPP”)，所需的等离子体可以通过以激光束照射燃料来产生，燃料 例如是具有所需线发射元素的材料的液滴、流或簇团。源收集器设备42可以是包括用于提 供激发燃料的激光束的激光器(图1中未示出)的EUV辐射系统的一部分。所形成的等离 子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用设置在源收集器设备内的辐射收集器收集。 激光器和源收集器设备可以是分立的实体(例如当使用CO2激光器提供用于燃料激发的激 光束时)。
在这种情况下，不会将激光器考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的引导反射镜和/或扩束器的束传递系统的帮助，将所述辐射束从激光器传到源收集器设备。在其它情况下，所述源可以是源收集器设备的组成部分(例如当所述源是放电产生的等离子体EUV产生器(通常称为DPP源)时)。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和ο-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置(或称为多小平面反射镜装置和多小平面光瞳反射镜装置)。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)ΜΤ上的所述图案形成装置 (例如，掩模)ΜΑ上，并且通过所述图案形成装置MA来形成图案。已经被图案形成装置(例如，掩模)ΜΑ反射后，所述辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统将辐射束B聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器PS2 (例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器PSl用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如，掩模)ΜΑ。可以使用掩模对准标记Ml、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W。
示出的设备可以用于下列模式中的至少一种
1.在步进模式中，在将支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。
2.在扫描模式中，在对支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(B卩，单一的动态曝光)。衬底台WT 相对于支撑结构(例如掩模台)MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。
3.在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)MT 保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常可以采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT 的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
图2更详细地示出设备100，包括 源收集器设备42、照射系统IL以及投影系统PS。 源收集器设备42被构造和布置成使得真空环境可以保持在源收集器设备42的包封结构47 中。用于发射EUV辐射的等离子体210可以通过放电产生等离子体源形成。EUV辐射可以通过例如Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽的气体或蒸汽来产生，其中温度非常高的等离子体210 被产生以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。温度非常高的等离子体210例如由光学激励来生成，该光学激励使用导致至少部分电离的等离子体的CO2激光器。例如分压为1OPa 的Xe，Li，Sn的蒸汽或任何其它的适合的气体或蒸汽可能对于有效地产生辐射来说是需要的。在实施例中，被激励的锡(Sn)的等离子体被提供以产生EUV辐射。
源收集器设备42包括源腔47，在本实施例中不仅基本上包封EUV辐射源，而且还包封收集器反射镜50，其在图2的实施例中是正入射收集器，例如多层反射镜。
作为LPP EUV辐射源的一部分，激光系统61 (在下文中更详细地描述的)被构造和布置成提供激光束63，该激光束63由束传递系统65传输通过设置在收集器反射镜50中的孔67。另外，源收集器设备包括诸如Sn或Xe等目标材料69，其由目标材料供给装置71 供给。在本实施例中，束传递系统65被布置成建立与预定的等离子体形成位置73 —致的束路径。等离子体形成位置可以布置成与收集器反射镜50的第一焦点大致重合。
在操作中，还可以称作为燃料的目标材料69由目标材料供给装置71以液滴的形式供给。在这样的目标材料69的液滴到达预定的等离子体形成位置73时，激光束63撞击液滴，用于发射EUV辐射的等离子体210在源腔47内部形成。在脉冲式激光器的情况下， 这涉及对激光辐射脉冲的时序，以与液滴通过位置73相一致。在图2的实施例中，在位置 73处由等离子体发射的EUV辐射通过正入射收集器反射镜50聚焦，且可选地通过光谱纯度滤光片SPF聚焦到收集器反射镜50的第二焦点上。
从源腔47射出的辐射束经由所谓的正入射反射器53、54横穿照射系统IL，如由辐射束56在图2中所显示的。正入射反射器将束56引导到定位在支撑结构(例如掩模版或掩模台)MT上的图案形成装置(例如掩模版或掩模)上。形成了图案化的束57，其经由反射元件58、59通过投影系统PS成像到由晶片平台或衬底台WT承载的衬底上。比图示出的元件更多的元件可以通常设置在照射系统IL中和在投影系统PS中。例如，在投影系统PS 中，除了图2中显示的两个元件58和59之外，可以设置一个、两个、三个、四个或甚至更多的反射元件。
如在图2中示意性地显示的，可以应用透射式光学光谱纯度滤光片SPF。对于EUV 是透射的以及对于UV辐射或红外辐射是较不透射的或甚至是基本上吸收UV辐射或红外辐射的光谱滤光片在本领域中是已知的，并包括光栅或透射式滤光片。
参考图2，源收集器设备42布置成将激光束63沉积到燃料(诸如氙(Xe)、锡(Sn) 或锂(Li))中，从而产生具有几十eV的电子温度的高度电离的等离子体210。更高能量的 EUV辐射可以用其它燃料材料产生，例如Tb和Gd。在这些离子的去激励和再结合期间产生的高能辐射从等离子体发射出，通过近正入射收集器50收集并聚焦到孔52上。等离子体 210和孔52分别定位在收集器50的第一和第二焦点。
为了传输燃料(其例如是液态锡)，液滴生成器或目标材料供给装置71被布置在源腔47中，用于朝向等离子体210的期望的位置73发射液滴流。在操作中，激光束63可以在目标材料供给装置71的操作的同时被传输，以传输辐射脉冲用于将每个燃料液滴转换成等离子体210。液滴的传输频率可以是几千赫兹，或甚至几十或几百千赫兹。在实践中，激光束63可以通过激光器系统61以至少两个脉冲传输具有有限能量的预先脉冲PP 被在其到达等离子体位置73之前传输至液滴，用于将燃料材料蒸发成小的云，且之后激光能量的主脉冲MP被传输至期望位置73处的云，用于生成等离子体210。在典型的例子中， 等离子体210的直径是大约200-300 μ m。阱72设置在包封结构47的相对侧上，用于捕获由于任何原因未转换成等离子体的燃料。
更详细地参考激光器系统61，在所示出的例子中激光器是MOPA(主控振荡器的功率放大器)类型的。激光器系统61包括“主”激光器或“种子”激光器，在图中标识为MO， 它的后面是功率放大器系统PA，用于朝向膨胀的液滴云发射激光能量的主脉冲；以及用于朝向液滴发射激光能量的预先脉冲的预先脉冲激光器。束传递系统65被提供以将激光能量63传输到源腔47中。在实践中，激光能量的预先脉冲单元可以通过独立的激光器进行传输。激光器系统61、目标材料供给装置71和其它部件可以通过控制模块20进行控制。 控制模块20可以执行许多控制功能，和具有用于系统的各种元件的许多传感器输入和控制输出。传感器可以定位在源收集器设备42的元件中和其周围，以及可选地在光刻设备中的其它地方。在本发明的一个实施例中，主脉冲和预先脉冲源自同一激光器。在本发明的另一实施例中，主脉冲和预先脉冲源自彼此独立的不同的激光器。
如本领域技术人员所知，可以为测量和描述设备的几何构型和行为、其各种部件以及辐射束55、56、57而定义参考轴X、Y和Ζ。在设备的每一部分处，可以定义Χ、Υ和Z轴的局部参考框架。局部参考系统的Z轴可以例如与系统中的给定点处的光轴O的方向重合, 或可以垂直于图案形成装置(掩模版)MA的平面并垂直于衬底W的平面。在源收集器设备 42中，X轴基本上与下文描述的燃料流69的方向重合，而Y轴垂直于燃料流69的方向，Y 轴从图3中显示的页面指向外。另一方面，在保持掩模版MA的支撑结构MT的附近，X轴大致横向于与Y轴对准的扫描方向。为了简便，在示意图2的区域中，X轴从页面指向外，也如标记所示。这些表示方式在本领域中是常规的，且在此处为了简便而被采用。原则上，可以选择任何参考系以描述所述设备和其的行为。
许多措施可以应用于控制器20中。这样的措施包括监控用于发射EUV辐射的等离子体210的像的位置；该像也被称作虚源点或中间焦点IF，定位在收集器反射镜50的第二焦点处或附近。所述措施尤其是包括核对中间焦点IF是否关于在源腔47的出口处的孔 52居中。在基于LPP源的系统中，对准的控制通常通过控制等离子体210的位置而不是通过移动收集器光学装置50来实现。收集器光学装置、出射孔52以及照射器IL在建立过程期间被精确地对准，使得孔52定位在收集器光学装置的第二焦点。然而，由EUV辐射在源光学装置的出口处形成的虚源点IF的精确位置依赖于等离子体210相对于收集器光学装置的第一焦点的精确位置。足够精确地固定该位置用于保持足够的对准通常需要主动监控和控制。
为此目的，在该示例中的控制器20可以通过控制燃料的注射以及还例如通过赋予来自激光器系统61的脉冲能量的时序来控制等离子体210 (EUV辐射源)的位置。在典型的例子中，赋予激光辐射63的脉冲能量被以50kHz (周期20 μ s)的速率传输，且以例如 20ms至20秒的任何持续时间连续发射(in burst)。每一主激光脉冲的持续时间可以是约 I μ s，而所形成的EUV辐射脉冲可以持续约2 μ S。通过适合的控制，可以保持EUV辐射束55 被通过收集器光学装置50精确地聚焦到孔52上，且相对于孔52居中。如果其未被实现， 那么束的全部或一部分将撞击包封结构的周围材料。在该情形中，散热机制可以用于吸收入射到包封结构上的EUV辐射。
根据当前的实践， 控制模块20被供给来自一个或更多的传感器阵列(未显示)的监控数据，其提供用于等离子体的位置的信息的第一反馈路径。所述传感器可以是各种类型的传感器，例如如在美国专利申请公开No. 2005/0274897A1中所描述的。传感器可以定 位在沿着辐射束路径的多于一个的位置处。在一实施例中，传感器可以例如定位在场反射 镜装置53的周围和/或后面。刚刚描述的传感器信号可以用于对照射器IL和投影系统PS 的光学系统的控制。它们还可以被用于经由反馈路径来帮助源收集器设备42的控制模块 20，用于调整EUV等离子体源73的强度和位置。传感器信号可以被处理例如用于确定虚源 IF的被观察的位置，这被外推以间接地确定EUV源的位置。如果虚源位置出现漂移(如由 传感器信号显示)，那么可以通过控制模块20来施加校正以使得束在孔52中重新居中。 另外，束传递系统65可以包括反射镜。由激光器系统61发射的激光的主脉冲可以入射到 反射镜上，并通过反射镜朝向目标材料69的液滴引导。传感器可以放置成靠近这样的用于 监控反射镜的倾斜角度的反射镜，与倾斜角度相关的相关监控数据被反馈至控制模块20。 控制模块20可以使用来自传感器的相关的监控数据，用于触发致动器AC来调整反射镜的 倾斜角度。
不是完全依赖于来自照射器传感器的信号，附加的传感器和反馈路径将通常设置 在源收集器设备42自身内，用于提供对辐射源的更加迅速的、直接的和/或独立的控制。这 样的传感器可以包括一个或更多的照相机，例如监控等离子体的位置。通过装置的这种组 合，束55的位置可以保持在孔52中，对设备的损坏被避免，辐射的有效使用被保持。
除了监控等离子体210的位置之外，在照射系统处的传感器和在掩模版高度水平 处的传感器监控EUV辐射的强度，并提供反馈给控制模块20。传统地，例如通过调整激光脉 冲的能量来控制强度。
穿过收集器光学装置50的辐射在本示例中穿过定位在中间焦点IF附近的透射式 光谱纯度滤光片SPF。
在美国专利申请公开出版物No. 2011/0013166中描述了一种LPPEUV光源，其包括 用激光的预先脉冲和激光的主脉冲依次辐射目标材料的布置。激光的预先脉冲用于在其到 达目标材料被激光的主脉冲撞击的位置之前，加热目标材料和使目标材料膨胀。在这样的 布置中，可以实现改善的转换效率。目标材料的被加热的和膨胀的液滴在下文也被称为液 滴云或云。
图3示意性地示出目标材料69的液滴到达预定的预处理位置73’的布置，该预处 理位置73’定位在相对于另外的预定的等离子体形成位置73的液滴轨迹的上游。在使用 中，目标材料69(例如Sn或Xe)的液滴沿着轨迹移动,在图2中通过从高于预定的预处理 位置73’和预定的等离子体形成位置73的位置使液滴滴落或发射液滴。在这样的液滴到 达预定的预处理位置73’时，预先脉冲的激光束路径83’被建立，沿着该激光束路径83’定 位光学增益介质的至少一部分。光学增益介质产生沿着主脉冲的另外的束路径83的另外 的放大的光子束，用于在预定的等离子体形成位置73与目标材料69的预先被处理的液滴 相互作用。如已知的，激光辐射束将具有有限的横截面面积，其逐渐变细至称为“束腰”的 位置，且之后重新变宽。示出了刚好在等离子体位置73之前的激光束83的束腰，尽管所述 变细被在这些图中极大地夸大。因此，激光束83的束腰相对于预定的等离子体形成位置73 的位置的位置被布置成使得主激光脉冲首先穿过激光束83的束腰且之后穿过预定的等离 子体形成位置73。
在预定的预先处理位置73’处的相互作用使得在目标材料69的液滴到达预定的等离子体形成位置73之前加热并膨胀目标材料69的液滴。这在EUV辐射被从液滴产生时对于转换效率可能是有利的。因此，利用预先处理的液滴或云的EUV辐射系统期望提供更多的EUV辐射，由此改善了任何采用其的光刻设备的生产率。
随着增加转换效率、适合于通过使图案成像到设置在衬底上的抗蚀剂层上而图案化管芯的曝光时间，用于提供适合的有效曝光剂量的时间变得更短。因此，期望提供相应地足够快速的剂量控制。
在本发明的实施例中，LPP源的脉冲激光器在40_400kHz下操作。在该实施例中， 通过在脉冲至脉冲的基础(因此，对于单个激光脉冲或对于几个脉冲)上控制转换效率提供了一种控制EUV曝光剂量的方法，利用该方法，EUV辐射的脉冲被通过激励激光辐射的脉冲从Sn燃料的膨胀的被加热的部分产生。应当认识到，提供剂量控制的现有技术方法由改变和/或控制用于驱动CO2激光器的RF能量构成。改变CO2激光的RF能量是缓慢的机制， 其中从增加RF能量直到增加了 CO2激光器的脉冲功率花费至少100 μ S。该现有技术的DC 具有例如100 μ s的时间常数，而小一个或更多数量级的时间常数对于足够快速的DC是期望的。另外，应当理解，利用现有技术的DC，改变种子激光器的功率不是有效的，这是因为 0)2激光器的最后一个腔通常被完全耗尽，因此改变种子功率不被转换成输出功率的改变。
根据实施例的一个方面，预先脉冲传输相对于对应的主脉冲传输的时序被控制和 /或调整，由此改变了 EUV产生过程的转换效率CE。应当认识到，这可以被实现而不改变主脉冲的能量，尽管主脉冲的能量可以在更长的时间尺度上被调整(如果期望的话)。通过图3和4的比较，示意性地显示出改变预先脉冲和主秒冲的相对时序的效应。例如，由图3 和4中的箭头TR显示的液滴云的轨迹未受到主脉冲的时序的影响。然而，液滴云被主脉冲撞击的部分受到该时序的影响。图4显示主脉冲相对于预先脉冲的延迟的效应。在脉冲到达的时刻，燃料材料的一部分已经在束路径83的外面穿过，并将不被转换成用于发射EUV 的等离子体。因此，在如图4示出的情形中的转换效率低于如图3中显示的情形中的转换效率。类似地，如果主脉冲的时序被提前，那么燃 料材料的一部分将还没有进入束路径，与可实现的最大值相比较，将再次减小转换效率。
图5示意性地示出沿着轨迹TR的液滴云与主激光脉冲之间的对准程度的详细视图。根据图5，在从目标材料供给装置71产生目标材料69的液滴流之后，形成激光束83’ 的激光的预先脉冲可以通过预先脉冲激光器在时刻to发出，以便于将相应的液滴的每一燃料液滴转换成燃料云，燃料云之后沿着轨迹TR行进。轨迹TR以角度φ偏离原始液滴的轨迹，该角度Φ依赖于预先脉冲的能量Ρ1。可以定义，发射预先脉冲或主脉冲的时刻是相对于通过目标材料供给装置71产生液滴的时刻的值。云的尺寸可以随着其沿着轨迹TR行进穿过位置100、102、104而进一步膨胀。传统地，在云沿着轨迹行进以横穿光轴O时，期望在时刻t2发射主脉冲83，使得云可以完全匹配主脉冲束路径83。然而，在本发明的实施例中，传输主脉冲至云的时刻被有意地通过在时刻t2减去偏移offset的时刻发射主脉冲而偏移量dt，如下式所示
t2- (offset) = t2_dt (2)。
在等式⑵中，dt是时间的正量，因此偏移时间dt等于在比时刻t2更早的时刻发射主脉冲激光。结果，替代主束路径83和云之间的完全匹配，在束路径83和在指定的名义位置102处的云之间存在部分对准的区域。由于从与云相互作用的主脉冲83的激光能量的一部分产生EUV辐射能量，可以通过控制部分对准来实现曝光剂量的控制，因此实现束路径83和目标材料69之间的相互作用程度。与主脉冲83和云之间的完全匹配相比，可以控制在主脉冲83和云之间的相互作用程度，以便通过主脉冲83控制从云中的燃料的激励产生的EUV辐射的量。因此，快速的曝光剂量控制通过改变在主脉冲83和目标材料69的液滴之间的相互作用程度而变得可行。这通过在偏移dt的基础上将脉冲间的额外的偏移 δ施加至发射时刻t2来实现。例如，额外的偏移δ = 6 1(6 1是正的时间量)导致了减小的相互作用，额外的偏移δ = δ2(δ2是负的时间量)导致了增加的相互作用。可见， 通过将时刻t2以量dt偏移至名义的时刻t2-dt，其中转换效率低于可实现的最大值，可以从名义值向上或向下改变转换效率，从而极大地便于在反馈控制回路中使用该现象。由于云沿着X方向的速度分量不受预先脉冲能量Pl的影响，所以从燃料云的中心至光轴O的在 X方向上的距离d仅通过对发射主脉冲83的时序来确定。在图5中，双箭头显示对于主脉冲的不同的时序的距离d ;每个双箭头表示相关的主脉冲时序。如在图5中所示，燃料云与主脉冲激光束的部分对准以及因此云与主脉冲83之间的相互作用程度可以通过控制朝向云发射主脉冲83的时序而被改变。
图6是显示主脉冲时序调整δ (额外的偏移)的转换效率CE的效应的图表，其影响了云相对于名义位置102的X轴距离。参考图6，在δ为零时，CE的值是名义值CEm。 CE值在时序调整量δ为-dt时处于最大值CEmax，这意味着如图5中显示的发射主脉冲83 的时刻被延迟，直到云到达光轴O以与激光束完全匹配为止。可见，图6中的CE的图表提供了操作区域R，其中CE与时序调整量δ具有大致线性关系。在实践中，当然线性关系将仅是近似的，所示出的图表是纯粹示意性的。为了具有小于CE值，调整量δ应当是大于零或小于_2dt。这意味着发射主脉冲83的时刻应当是在如显示的t1 = t2-(dt+ δ 1) 或在t3，其中t3 > t2-(dt+5 2)且δ2 < -2dt(未在图5中示出)。
根据仅描述的实施例，可见控制转换效率的方法包括设定目标转换效率，该目标转换效率小于最大可实现的转换效率，但是足以实现目标EUV曝光剂量，使得正的和负的剂量校正两者可以通过改变转换效率高于和低于所述目标转换效率而被施加在脉冲之间。
转换效率被通过主脉冲激光辐射束的横截面面积和膨胀的燃料材料云的横截面面积之间的共有横截面(重叠程度)而改变。可以通过提前或推迟每一激光辐射脉冲的时序至少部分地改变所述共有横截面(mutual cross-section),同时所述燃料材料横穿所述激光辐射的横截面，使得所述材料的更大或更小的比例在脉冲时刻处在激光辐射横截面内。
基于对于管芯的曝光做出贡献的一个或更多的EUV脉冲的EUV脉冲能量，下一脉冲的新的EUV能量设定点可以通过向上或向下改变下一主脉冲或下一组脉冲的时序调整量S而被导出和控制。通过具有更长的时间常数的反馈，在时序调整中观察到的任何偏置可以借助通过传统的反馈控制调整激光能量而被消除。
图7(a)、(b) (C)示意性地显示在沿着轨迹TR的不同的位置100、102、102c处主脉冲激光束83和燃料云之间的相互作用程度的更加详细的X-Z平面横截面视图，如在图5中针对于δ 1= δ 2 = dt的情形所显示的。图7(a)显示了发射主脉冲的时刻处于t2-dt时的情形，由此在燃料云和光轴O之间的X轴上的对应的距离是d。图7(b)显示了发射主脉冲的时刻是在t1= t2-2dt，使得云和光轴O之间的X轴线上的距离大于d。图7 (c)显示了发射主脉冲83的时刻在t2，使得在云和主脉冲83之间具有完全的匹配。常规地，云位 置102c将被选择为云的目标位置或名义位置，但是在所述情形中，其将不可以通过简单地 改变主脉冲83和云之间的相互作用程度来向上调整曝光剂量；替代地，仅向下调整曝光剂 量是可行的。如果云的名义位置被设定为位置102(图7(a))，那么云和主脉冲83之间的相 互作用程度可以是在脉冲至脉冲的基础上被向下(图7(b))或向上(图7(c))改变，由此 实现了快速的剂量控制。
在图7中示出的名义位置102的偏移的不被期望的负面效应是与主脉冲激光辐射 相互作用的燃料云的部分的位置的不对称性。因此，作为EUV辐射源的所产生的等离子体 被以一改变量从光轴O偏移。这样的偏移引入不对称性，以及进入照射系统IL的EUV辐射 的强度分布上的潜在的其他改变，其可能对投影系统PS中的成像品质产生不利影响。另外 的实施例以及实施例的修改现在将被描述，其消除或平均化了所述不对称性。对此的第一 方案是在“相反”的方向上偏移下一主脉冲，如参考图8在下文进一步说明的。另一方案是 调整云和激光束路径的主脉冲两者，如参考图9在下文进一步说明的。
图8示意性地显示了在上文的实施例的第一修改例中的两个燃料云与两个激光 辐射主脉冲之间的相互作用程度的更详细的X-Z平面横截面示意图。图8(a)显示第一主脉 冲被在相对于预先脉冲时刻的时刻t2-dt发射，与图7相同。然而，第二主脉冲被在t2+dt 发射，其具有与在第一脉冲中使用的偏移相反的偏移。在第一主脉冲和其燃料云之间的相 互作用区域被用阴影表示成122，在第二主脉冲和其燃料云之间的相互作用区域被用阴影 显示为124。对于发射第一主脉冲和第二主脉冲具有偏移-dt和+dt的效应是用于偏移相 互作用区域，因此以在X方向上的相等且相反的量偏移所产生的等离子体。因此，与图7(a) 相比，在被在两个脉冲上平均时EUV辐射的强度分布是围绕光轴O更加对称的。该平均对 称性可以在改变时序调整量用于向上和向下控制转换效率的同时被保持。图8(b)显示在 图7(b)中显示的情形的对称形式，其中分别将减小的相互作用区域表示成132和134。图 8(c)显示相互作用区域增加至最大值的在图7(c)中显示的情形的对称形式。
图9示意性地显示了在第一实施例的另一修改例中的在两种不同的情形中的云 和主脉冲之间的相互作用程度的更详细的横截面视图。该视图的平面是X-Y平面，使得光 轴O的方向是指向页面内(或从页面指向外)。在该修改例中，激光辐射的横截面面积的位 置被偏移，并随着激光脉冲的时序变化而被从脉冲至脉冲改变，以便于在转换效率改变时 减小所述强度分布相对于光刻设备的光轴的变化。
图9(a)显示在名义转换效率的燃料云位置IOOa和激光束路径83a的横截面视 图。偏移dt被施加，使得激光脉冲被定时以略微在燃料云69被在光轴O上居中之前(略 微在其之后)发生。然而，为了避免在图7(a)中看到的等离子体位置的非对称性，在该修 改例中，激光束路径83也被在相反的方向上偏移至位置83a。燃料云的偏移被标记为dt， 激光束的偏移被标记为dL。由于在相反方向上的所述两个偏移,云和激光脉冲的相互作用 区域202保持至少大致在光轴O上是居中的。
通过移动或倾斜反射镜或其它光学装置65可以施加激光偏移dL，所述反射镜或 其它光学装置65将激光辐射传输至等离子体位置73。这样的激光偏移dL可以以固定的 或缓慢变化的方式施加，仅是用于减小由与名义的转换效率值相关的偏移所引起的非对称 性。可替代地，如果光学装置可以足够快地移动，那么它可以被应用为脉冲至脉冲变化的一部分。图11(b)示出了用于调整云位置和激光束位置两者以减小从脉冲至脉冲的转换效 率的另一选择，同时保持相互作用区域200被精确地在光轴上居中。不是仅调整激光脉冲 的时序(调整S t)，激光束路径83的位置还被从脉冲至脉冲地调整(调整SL)至新的位 置83b。在相反方向(未显示)上的调整可以被施加，以将转换效率增加至高于名义值。
图10显示在横向于光轴的平面中并在图案形成装置MA和衬底W的附近区域中扫 描方向和非扫描方向之间的差别。图案化的照射的条带或狭缝ST沿着扫描方向横穿衬底 的目标部分，该扫描方向是按照惯例是Y方向。在扫描移动期间在扫描(Y)方向上的照射 的非对称性和其他的变形趋于被平均化。然而，沿着非扫描(X)方向，EUV强度分布的任何 非对称性或其他变化将导致在衬底上所形成的图像中的系统性的非均匀性。虽然照射系统 IL被设计成极大地减小这样的变化，但是它不能完全消除这样的变化。为此原因，尤其有用 的是能够最小化在等离子体位置处在X方向上的非对称性。
上文的实施例和修改例中的不同的元件可以被组合以实现期望的性能。还理解的 是，产生液滴的时刻还可以被控制以具有控制发射主脉冲的时刻的类似效应。然而，控制激 光脉冲时序可能在脉冲至脉冲的时间尺度上是较容易的。
图11示意性地示出本发明的实施例的操作。在此，云和主脉冲83之间的减小的 相互作用通过减小预先脉冲的能量来实现，预先脉冲的能量之后被改变，用于从脉冲至脉 冲地改变转换效率。发明人证明了甚至对于具有激光束和燃料云之间的完美匹配的情形， 转换效率随着云的尺寸而变化。如所理解到的，即使在整个液滴处在激光束内时，燃料材料 和激光辐射之间的相互作用的品质也可能受许多因素的影响。
根据图11，在预先脉冲被在束路径83’中发射并具有能量Pla时，云在发射主脉冲 的时刻T2处于大的膨胀尺寸L内。在发射具有较低能量Plb的预先脉冲时，在时刻T2所 述云在小的膨胀尺寸S内。在没有发射预先脉冲时，在时刻T2没有云，主脉冲将在时刻T2 朝向未膨胀的液滴NC发射。如果预先脉冲能量可以独立于主脉冲能量被控制，那么在主脉 冲的能量是恒定的时，云的减小的尺寸可以导致较低的CE，如图12所示。在图12中，转换 效率CE被绘制成预先脉冲能量Pl的函数，并在恒定的主脉冲能量P2。沿着水平的轴线，预 先脉冲能量(Pl = O, Pla, Plb, Plc)和对应的尺寸膨胀的程度(NC，S，L，XL)被显示出。
因此，根据上述的本发明的一个方面，新EUV能量设定点还可以转换成预先脉冲 能量的变化。在从同一腔发射的预先脉冲作为主脉冲时的CO2激光器的情形中，这可以通 过减小种子功率来实现，因为预先脉冲不会耗尽所述腔。应当理解，不需要从同一激光器获 得预先脉冲和主脉冲。还可以例如通过分立的YAG激光器来传输预先脉冲，在该情形中，可 以独立地改变预先脉冲的功率而不会变得复杂。
在根据本发明的一个方面的实施例中，在上述的第二实施例中并如图11显示的 预先脉冲激光束83’和主脉冲激光束83的束腰的布置使得预先脉冲能量的不被期望的脉 冲至脉冲的变化不会导致转换效率的实质的变化。这可以通过将名义的预先脉冲能量Pl 设定在转换效率大致恒定时的值来实现，例如在转换效率具有其最大值CEmax时。在图12 中，这样的名义预先脉冲能量被由值Pl =Pld示出。因此，在图11的实施例的配置中，这 样，可以在存在预先脉冲能量Pl的脉冲至脉冲变化的情况下提供本征的曝光剂量稳定性。 能够实现本征的曝光剂量稳定性的预先脉冲激光束83’和主脉冲激光束83的束腰的布置 的特点在于，预先脉冲和主脉冲激光束基本上是平行的以及主脉冲激光束83的束腰的位置被沿着激光的远离预先脉冲激光束83’的束腰传播的方向移位，后者的束腰大致与预定 的预先处理的位置73’的位置重合。
在图11和12中，在整个燃料云处于激光束的横截面内的同时实现了 CE的变化。 图13示出了基于预先脉冲能量的变化的实施例，其中与激光束相互作用的云的比例发生 变化，而不仅是相互作用的品质。参照图13，在发射具有能量Plc的预先脉冲时，在发射主 脉冲时，所述云在时刻T2处于完全膨胀的尺寸L。在发射具有较高的能量Pld的预先脉冲 时，在时刻T2，所述云处于过度膨胀的尺寸XL，使得其尺寸太大以致于不能有效地装配在 主束路径83内。在独立于主脉冲能量控制预先脉冲能量时，预先脉冲能量的增加不一定与 主脉冲能量的增加相关联。如果预先脉冲能量被增加至膨胀的云的尺寸大于主激光脉冲 的横截面面积的程度，那么CE的值将降低，如图14所示。
如在之前的实施例中，预先脉冲可以来自同一激光器系统或分立的激光器。在图 11至14的实施例中，在等离子体被产生时相互作用区域保持在光轴上居中。因此，用于校 正如上文所述的非对称性的措施可能不是必须的。应当理解，上述的方法可以被组合以实 现控制曝光剂量。
除了上述的方法之外，可以通过相对于收集器光学装置CO使等离子体离焦来控 制曝光剂量，使得仅一部分辐射能量穿过IF孔，剩余的辐射能量入射到包封结构上。然而， 使等离子体离焦在入射到包封结构上的辐射能量带来热量时通常是不被期望的，并可能损 坏包封结构。因此，如果通过使等离子体离焦来控制曝光剂量，那么必须在所述情形中具有 吸收热量的散热机制。
在还一实施例(未示出的)中，可以通过在Y方向上而不是在X方向上，或者除在 X方向上之外还在Y方向上，使液滴和/或激光束移位，来改变转换效率。在Y方向上的位 移可能是更加难以实现，但是可以具有在扫描方向上引入非对称性而没有这样的对成像性 能的负面作用的优点。
在未显示的还一实施例中，可以沿着Z方向而不是X和/或Y方向，或除X和/或 Y方向之外还沿着Z方向移动激光束(束腰)的焦点来改变转换效率。这可以是对于预先 脉冲和/或对于主脉冲的。其影响转换效率的机制可以是通过改变激光辐射和燃料材料之 间的相互作用的品质，和/或是通过减小与束相互作用的云的比例。在所有的这样的实施 例中，设计控制器以设定低于可实现的最大值的名义转换效率的原理可以被采用，以允许 容易地从名义值向上和向下调整。
虽然在本文中详述了光刻设备用于制造IC(集成电路)，但是应该理解到这里所 述的光刻设备可以有其他的应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、 平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。
虽然已经在上文对在光学光刻术的情形中使用本发明的实施例进行了具体参考， 但是应当理解，本发明可以用在其它应用中。另外的实施例可以通过下述的标有序号的方 面来提供
1. 一种控制具有所述类型的EUV辐射源的光刻设备的EUV曝光剂量的方法，其中 通过由对应的激励激光辐射束的脉冲来激励膨胀的被加热的燃料材料的部分以产生EUV 辐射脉冲，所述方法包括从脉冲至脉冲控制所述激光辐射被转换成所述EUV辐射的转换效 率，其中所述燃料材料被首先作为燃料液滴传输，并之后燃料液滴在预先预处理的位置在激励位置遇到所述激励激光辐射束之前被预先脉冲激光束加热和膨胀，并其中所述控制转 换效率的步骤包括
布置所述预先脉冲激光束，使得预先脉冲激光束的束腰的位置基本上与预定的预 先处理的位置重合；和
布置所述激励激光辐射束，使得激励激光辐射束的束腰的位置被沿着激光传播远 离激励位置的方向移位。
2.根据方面I所述的方法，其中控制转换效率的步骤包括设定目标转换效率，所 述目标转换效率低于最大可实现的转换效率但是足以实现目标的EUV曝光剂量，使得正和 负的剂量校正两者能够被通过改变转换效率高于和低于所述目标转换效率而施加到脉冲 之间。
3.根据方面2或3所述的方法，其中所述控制转换效率的步骤包括相对于激励激 光辐射脉冲改变预先脉冲的能量，由此用于改变燃料材料的膨胀程度。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发明可以以与 上述不同的形式实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的一个 或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的所述计算机程序的数 据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
上文的描述的意图是说明性的，不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白可以 在不背离所附权利要求的范围的情况下，可以对所述的本发明进行修改。
权利要求
1.一种控制具有EUV辐射源类型的光刻设备的EUV曝光剂量的方法，其中通过由对应的激励激光辐射的脉冲来激励膨胀的被加热的燃料材料的部分来产生EUV辐射脉冲，所述方法包括步骤从脉冲至脉冲地控制将所述激光辐射转换成所述EUV辐射的转换效率，其通过设定低于最大可实现的转换效率但是足以实现目标EUV曝光剂量的目标转换效率，使得能够通过改变所述转换效率高于和低于所述目标转换效率而将正的和负的剂量校正两者施加在脉冲之间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制转换效率的步骤包括控制膨胀的燃料材料的比例，该燃料材料被通过改变在激励激光辐射的横截面面积和膨胀的燃料材料的横截面面积之间的共有横截面而由每一激光脉冲激励。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述共有横截面至少部分地通过提前或推迟激励激光辐射的每一脉冲在所述燃料材料横穿所述激光辐射的横截面时的时序来改变，使得更大或更小比例的所述材料在所述脉冲的时刻处于激光辐射的横截面内。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述燃料材料首先被作为燃料液滴传输，并之后在遇到所述激励激光辐射脉冲之前通过激光辐射的预先脉冲加热和膨胀，其中所述控制转换效率的步骤包括相对于所述激励激光辐射脉冲改变预先脉冲的传输的时序，由此在激励激光辐射脉冲的时刻改变燃料材料的位置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述燃料材料首先被作为燃料液滴传输，并之后在遇到所述激励激光辐射脉冲之前通过激光辐射的预先脉冲加热和膨胀，其中所述控制转换效率的步骤包括相对于所述激励激光辐射脉冲改变预先脉冲的能量，由此改变燃料材料的膨胀程度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中目标的预先脉冲能量被设定成所述燃料材料被膨胀成小于对应于最大可实现的转换效率但是足以实现目标的EUV曝光剂量的尺寸所在的水平，使得能够通过改变预先脉冲能量高于和低于所述目标预先脉冲的能量而将正的剂量校正和负的剂量校正两者施加在脉冲之间。
7.根据权利要求5所述的方法，其中目标的预先脉冲能量被设定成所述燃料材料被膨胀成大于对应于最大可实现的转换效率但是足以实现目标的EUV曝光剂量的尺寸所在的水平，使得能够通过改变预先脉冲能量高于和低于所述目标预先脉冲的能量而将正的剂量校正和负的剂量校正两者施加在脉冲之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中转换效率的变化还导致EUV辐射相对于光刻设备的光轴的强度分布的变化，其中所述转换效率被通过用于不同的脉冲的不同的动作改变，以便保持被在不同的脉冲上平均的更加均匀的强度分布。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中转换效率的变化还导致EUV辐射相对于激励激光辐射的横截面面积的强度分布的变化,其中在转换效率被改变时激励激光辐射的横截面面积的位置被从脉冲至脉冲地改变，以便相对于光刻设备的光轴减小所述强度分布的变化。
10.根据权利要求9所述的方法，其中使用一个或更多的可移动的光学元件执行所述激光辐射的横截面面积的位置的改变。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃料材料首先被作为燃料液滴传输，并之后在预定的预先处理的位置，燃料液滴在遇到所述激励激光辐射脉冲之前被通过激光辐射的预先脉冲加热和膨胀，其中所述控制转换效率的步骤包括 布置预先脉冲激光束和主脉冲激光束大致平行；和 将主脉冲激光束的束腰的位置布置成沿着激光传播远离预先脉冲激光束的束腰的方向移位，预先脉冲激光束的束腰大致与预定的预先处理的位置重合。
12.—种器件制造方法，包括 将图案化的辐射束投影到衬底上，其中所述辐射是具有通过如在前述权利要求中任一项所述的方法控制的剂量的EUV辐射。
13.—种光刻设备,包括 EUV辐射源； 照射系统，配置成调节从所述EUV辐射源接收的辐射束； 支撑结构，构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中赋予辐射束图案以形成图案化的辐射束； 衬底台，构造成保持衬底； 投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；和控制器，配置成通过权利要求1-10中任一项所述的方法控制由所述EUV辐射源产生的曝光剂量。
14.一种器件制造方法，包括步骤 控制具有EUV辐射源类型的光刻设备的EUV曝光剂量，其中借助于从脉冲至脉冲地控制所述激光辐射转换成所述EUV辐射的转换效率通过由对应的激励激光辐射的脉冲来激励膨胀的被加热的燃料材料的部分以产生EUV辐射脉冲，其通过设定低于最大可实现的转换效率但是足以实现目标EUV曝光剂量的目标转换效率，使得能够通过改变所述转换效率高于和低于所述目标转换效率而将正的和负的剂量校正两者施加在脉冲之间； 将所述EUV辐射图案化以形成图案化的辐射束；和 将图案化的辐射束投影到衬底上。
15.—种光刻设备,包括 EUV辐射源； 照射系统，配置成调节从所述EUV辐射源接收的辐射束； 支撑结构，构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中赋予辐射束图案以形成图案化的辐射束； 衬底台，构造成保持衬底； 投影系统，配置成将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；和控制器，配置成借助于从脉冲至脉冲地控制激励激光辐射通过激励膨胀的被加热的燃料材料的部分被转换成所述EUV辐射的转换效率来控制由所述EUV辐射源产生的曝光剂量，其通过设定低于最大可实现的转换效率但是足以实现目标EUV曝光剂量的目标转换效率，使得能够通过改变所述转换效率高于和低于所述目标转换效率而将正的和负的剂量校正两者施加在脉冲之间。
16.一种控制具有EUV辐射源类型的光刻设备的EUV曝光剂量的方法，其中通过由激励激光辐射束的对应的脉冲激励膨胀的被加热的燃料材料的部分来产生EUV辐射脉冲，所述方法包括从脉冲至脉冲地控制将所述激光辐射转换成所述EUV辐射的转换效率，其中所述燃料材料首先被作为燃料液滴传输，并之后在所述燃料液滴在激励位置遇到所述激励的激光辐射束之前，所述燃料液滴在预定的预处理位置被预先脉冲激光束加热和膨胀，其中所述控制转换效率的步骤包括 布置预先脉冲激光束，使得预先脉冲激光束的束腰的位置大致与预定的预处理位置重合；和 布置激励激光辐射束，使得激励激光辐射束的束腰的位置被沿着激光传播远离激励位置的方向移位。
17.根据权利要求16所述的方法，其中控制转换效率的步骤包括设定目标转换效率，该目标转换效率小于最大可实现的转换效率但是足以实现目标的EUV曝光剂量，使得能够通过改变转换效率高于和低于所述目标转换效率而将正的剂量校正和负的剂量校正两者施加在脉冲之间。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中所述控制转换效率的步骤包括相对于激励的激光辐射束脉冲改变预先脉冲的激光束的能量，由此改变燃料材料的膨胀程度。
全文摘要
本发明公开了用于控制EUV曝光剂量的方法和EUV光刻方法及使用这样的方法的设备。光刻设备中的EUV曝光剂量通过改变转换效率而被从脉冲至脉冲控制，以该转换效率通过对应的激励激光辐射脉冲激励燃料材料产生EUV辐射脉冲。转换效率可以以几种不同的方式改变，通过改变与激光束相交的燃料材料的比例，和/或通过改变相互作用的品质。改变转换效率的机制可以基于激光脉冲时序的变化、预先脉冲能量的变化、和/或在一个或更多的方向上的主激光束的可变化的位移。可以包括保持所产生的EUV辐射的对称性的步骤。
文档编号G03F7/20GK103034066SQ20121035791
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月24日 优先权日2011年9月28日
发明者简·伯纳德·普莱彻尔墨斯·范斯库特, 亨瑞克斯·罗伯特斯·玛丽·范格瑞文波奥克, V·V·伊万诺夫, A·M·雅库尼恩, H·J·M·柯鲁维尔 申请人:Asml荷兰有限公司