极紫外光源的制作方法
【技术领域】
[0001]公开的主题涉及使用来自空间延伸的靶分布的反馈来增强极紫外光源的功率。
【背景技术】
[0002]极紫外(EUV)光(例如，具有大约50nm或者更小波长的电磁辐射(有时还称为软X射线)，并且包括大约13nm波长处的光)可以在光刻工艺中使用以在基板(例如硅晶片)中产生极小的特征。
[0003]产生EUV光的方法包括但是不必限于将具有在EUV范围内的发射谱线的元素(例如氙、锂或者锡)的材料转换为等离子体状态。在一个这种方法(通常称为激光产生等离子体(LPP))中，可以通过使用放大光束(其可以称为驱动激光)辐射例如材料的滴、流或者簇形式的靶材料来产生等离子体。对于这一过程，等离子体通常在密封容器(例如真空腔室)中产生并且使用各种类型的计量设备进行监控。
【发明内容】
[0004]在一些一般性方面中，方法包括:朝向目标区域释放靶材料滴流，流中的滴沿着从靶材料供应系统到目标区域的轨迹行进；在第一滴处于靶材料供应装置和目标区域之间的同时，通过将第一光脉冲沿着朝向第一靶材料滴的传播方向引导，产生空间延伸的靶分布，第一光脉冲对第一靶材料滴的冲击增加了第一靶材料滴在面向传播方向的平面内的横截面直径，并且减小了第一靶材料滴沿着平行于传播方向的方向的厚度；定位光学元件以建立与目标位置相交的光束路径；将增益介质耦合到光束路径；以及通过从空间延伸的靶分布散射从增益介质发射的光子，产生与空间延伸的靶分布相互作用以产生等离子体的放大光束，该等离子体生成极紫外(EUV)光，被散射的光子中的至少一些光子被放置在光束路径上以产生放大光束。
[0005]实施方式可以包括以下特征中的一个或者多个。例如，可以生成EUV光而不向光束路径提供外部光子。
[0006]流可以包括多个靶材料滴，每个靶材料滴沿着轨迹与彼此分离，并且分离的空间延伸的靶分布由流中的滴中的多于一个滴产生。
[0007]第一光脉冲可以具有1.06 μπι的波长。空间延伸的靶分布在横向于传播方向的平面内的横截面直径可以是第一靶材料滴的横截面直径的3到4倍大。
[0008]空间延伸的靶分布可以在第一光脉冲冲击第一靶材料滴之后的时间段产生。
[0009]第一光脉冲可以具有1ns的持续时间。放大光束可以具有400至500ns的末尾到末尾(foot to foot)持续时间。
[0010]放大光束可以具有10.6μηι的波长。放大光束可以具有是第一光脉冲的波长的大约十倍的波长。
[0011 ] 方法可以包括感测滴流中的第一靶材料滴在靶材料供应系统和目标区域之间。
[0012]空间延伸的靶分布可以是盘的形式。该盘可以包括熔融金属盘。
[0013]放大光束可以与空间延伸的靶分布相互作用以生成极紫外(EUV)光，而不产生任何相干辐射。
[0014]光学元件可以被定位在增益介质的与目标位置相反的一侧，以将光反射回到光束路径上。
[0015]在其它一般性方面中，极紫外光源包括:光学元件，被定位为将光提供到光束路径；靶供应系统，生成沿着从靶供应系统到与光束路径相交的目标位置的轨迹的靶材料滴流；光源，定位为辐射靶材料滴流中的在靶供应系统和目标位置之间的位置处的靶材料滴，该光源发射足以将靶材料滴物理变形为空间延伸的靶分布的能量的光；增益介质，被定位在光束路径上在目标位置和光学元件之间；以及空间延伸的靶分布，可以定位为至少部分地与目标位置重叠，以限定沿着光束路径的并且在空间延伸的靶分布和光学元件之间的光学腔。空间延伸的靶分布和靶材料滴包括在等离子体状态下发射EUV光的材料。
[0016]实施方式可以包括以下特征中的一个或者多个。例如，靶材料可以包括锡，并且靶材料滴可以包括熔融锡滴。
[0017]空间延伸的靶分布可以具有在垂直于由光学腔产生的放大光束的传播方向的平面内的横截面直径，并且空间延伸的靶分布的横截面直径可以是靶材料滴的横截面直径的3到4倍大。
[0018]上文描述的任何技术的实施方式可以包括:方法、过程、靶、用于从空间延伸的靶分布生成光学反馈的组件或者设备、用于改装现有EUV光源的成套工具或者预组装的系统、或者装置。下面在附图和描述中阐述一个或者多个实施方式的细节。根据描述和附图，以及根据权利要求，其它特征将是显而易见的。
【附图说明】
[0019]图1是示例性激光产生等离子体极紫外光源的框图。
[0020]图2是可以用于图1的光源的驱动激光系统的示例的框图。
[0021]图3是激光产生等离子体极紫外(EUV)光源和耦合到该EUV光源的光刻工具的顶视图。
[0022]图4至图7示出了在四个不同时刻的另一示例性激光产生等离子体极紫外光源的侧视图。
[0023]图8示出了预脉冲和放大光束的脉冲的示例性波形。
[0024]图9是用于使用来自空间延伸的靶分布的反馈来增强EUV光源的功率的示例性过程的流程图。
[0025]图10示出了另一示例性激光产生等离子体极紫外光源。
【具体实施方式】
[0026]描述了使用来自靶材料的反馈来增强极紫外光源的功率的技术，该靶材料在进入目标位置之前已被修改为空间延伸的靶分布或者延伸的靶。来自空间延伸的靶分布的反馈提供非谐振光学腔，因为反馈出现在其之上的路径的几何学(诸如往返长度和方向)可能随时间改变，或者空间延伸的靶分布的形状可能不提供足够光滑的反射。然而，可能的是，如果上文提到的几何和物理约束被克服，则来自空间延伸的靶分布的反馈提供谐振并且相干的光学腔。在任何情形下，反馈可以使用从非振荡器增益介质产生的自发发射的光来生成。
[0027]具体而言，靶材料滴的形状在其朝向目标位置行进时使用预脉冲光束修改，使得当经修改的靶材料抵达目标位置时其反射率比靶材料滴的反射率大得多。以这一方式，如果反射光学元件被定位为反射与目标位置相交的光束路径上的光，使得经修改的靶材料和光学元件形成振荡光学腔，则可能在包括增益介质的光束路径中通过使用从光学增益介质产生的光来辐射高度反射的空间延伸的靶分布来提供反馈。
[0028]如果从空间延伸的靶分布反射的光提供将光沿着不同路径反射使得经反射的光在一次往返之后可以不返回到其原始位置(例如，在反射光学元件处)的散射表面，则由从空间延伸的靶分布的反射产生的振荡光学腔可以被认为是具有非相干反馈的随机激光器。在这种腔中可以没有电磁场的空间谐振，并且因此，这种激光器中的反馈被用于使部分能量或者光子返回到增益介质。在这一状况下，光学腔中的许多模式作为整体与增益介质相互作用，并且在这一情形下激光发射的统计性质可以近似或者接近于极亮黑体在窄的光谱范围内的发射的那些统计性质。同样地，可以没有空间相干。
[0029]靶材料滴是靶材料流的向着目标位置释放的部分。目标位置在光束路径和光学增益介质的轴上。在抵达目标位置之前，预脉冲光束辐射靶材料滴以形成空间延伸的靶分布，其为靶材料的经修改的形状(诸如平化或者盘形的靶)。靶材料的经修改的形状可以是其可以具有与盘形靶相似的性质的雾状、云的片段状或者半球状靶。在任何情形下，靶材料的经修改形状具有面向目标位置中的放大光束的更大延伸或者更大表面积。与原始靶材料滴相比，空间延伸的靶分布具有更大的直径并且具有更大的反射率。空间延伸的靶分布到达与光束路径对准的目标位置，并且开始在增益介质中生成反馈。
[0030]如果从空间延伸的靶分布反射的光提供非散射表面，该非散射表面将光沿着光束路径反射使得经反射的光中的一些光在每次往返之后返回到其原始位置(例如，在反射光学元件处)，则振荡光学腔可以被认为是具有一些相干反馈的激光器。电磁场的空间谐振可以存在于这种腔中，并且从而，这种激光器中的反馈被用于使更多的能量或者光子返回到增益介质。
[0031]空间延伸的靶分布可以用于激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)光源中。空间延伸的靶分布包括当处于等离子体状态时发射EUV光的靶材料。靶材料可以是包括靶物质和诸如非靶粒子之类的杂质的靶混合物。靶物质是被转换到具有在EUV范围内的发射谱线的等离子体状态的物质。靶物质可以是例如液滴或者熔融金属滴、液流的一部分、固体粒子或者簇、包含在液滴内的固体粒子、靶材料泡沫、或者包含在液流的一部分内的固体粒子。靶物质可以是例如水、锡、锂、氙、或者当被转换到等离子体状态时具有在EUV范围内的发射谱线的任何材料。例如，靶物质可以是锡元素，其可以作为纯锡(Sn);作为锡化合物，例如SnBr4、SnBr2, SnH4;作为锡合金，例如锡镓合金、锡铟合金、锡铟镓合金、或者这些合金的任何组合来使用。此外，在其中没有杂质的情况下，靶材料仅包括靶物质。下面的讨论提供了示例，在示例中，靶材料是由熔融金属制成的靶材料滴。在这些示例中，靶材料被称为靶材料滴。然而，靶材料可以采取其它形式。
[0032]参照图1，首先作为背景提供其中实现本技术的示例性激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)光源100的总体描述。
[0033]LPP EUV光源100通过使用沿着光束路径朝向靶混合物114行进的放大光束110辐射在目标位置105处的靶混合物114而形成。目标位置105 (还被称为辐射位点)在真空腔室130的内部107内。当放大光束110撞击靶混合物114时，靶混合物114内的靶材料被转换成等离子体状态，该等离子体状态具有在EUV范围内的发射谱线的元素。所创建的等离子体具有依赖于靶混合物114内的靶材料的组分的某些特性。这些特性可以包括由等离子体产生的EUV光的波长以及从等离子体释放的碎肩的类型和量。
[0034]光源100还包括靶材料递送系统125，该靶材料递送系统递送、控制并且引导液滴、液流、固体粒子或者簇、包含在液滴内的固体粒子或者包含在液流内的固体粒子形式的靶混合物114。靶混合物114包括诸如例