用于控制euv光源中的靶材料的微滴的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及激光產(chǎn)生等離子體極紫外光源。更具體地，本發(fā)明涉及用于輻照LPP EUV光源中的靶材料的微滴的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體工業(yè)繼續(xù)發(fā)展著能夠印刷越來越小的集成電路尺寸的光刻技術(shù)。極紫外(“EUV”)光(有時(shí)也稱作軟X射線)一般被定義為具有在I Onm與120nm之間的波長(zhǎng)的電磁輻射。EUV光刻是當(dāng)前一般被認(rèn)為包括處于在1nm至14nm的范圍中的波長(zhǎng)的EUV光，并且被用于在諸如硅晶片等的襯底中產(chǎn)生極小的特征、例如亞32nm特征。這些特征必須高度可靠并且提供成本效益的吞吐量和合理的工藝寬容度。
[0003]產(chǎn)生EUV光的方法包括但不一定限于利用在EUV范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)放射線將具有一個(gè)或多個(gè)元素、例如、氙、鋰、錫、銦、銻、碲、鋁等的材料轉(zhuǎn)換成等離子體狀態(tài)。在一個(gè)這樣的方法中，經(jīng)常被稱為激光產(chǎn)生等離子體(“LPP”)的所要求的等離子體可以通過在輻照部位用激光脈沖輻照諸如具有期望的線放射元素的材料的微滴、流或簇等的靶材料而產(chǎn)生。靶材料可以包含呈純形式或合金形式、例如在期望的溫度時(shí)是液體的合金的譜線放射元素，或者可以與諸如液體等的另一材料混合或分散。
[0004]微滴發(fā)生器將靶材料加熱并噴出被加熱的靶材料作為沿著軌跡行進(jìn)至輻照部位以與激光脈沖交叉的微滴。理想地，輻照部位是在反射收集器的一個(gè)焦點(diǎn)處。當(dāng)激光脈沖在輻照部位撞擊微滴時(shí)，微滴蒸發(fā)并且反射收集器使得所得到的EUV光輸出在收集器的另一焦點(diǎn)處被最大化。
[0005]在早期EUV系統(tǒng)中，諸如⑶2激光源等的激光光源連續(xù)地將光束導(dǎo)向至輻照部位但沒有輸出耦合器使得源積聚增益但并不激射。當(dāng)靶材料的微滴到達(dá)輻照部位時(shí)，微滴引起空腔形成在微滴與光源之間并引起在空腔內(nèi)的激射。激射接著將微滴加熱并生成等離子體和EUV光輸出。在這樣的“NoMO”系統(tǒng)(這樣稱是因?yàn)樗鼈儧]有主振蕩器)中，不需要微滴抵達(dá)輻照部位的定時(shí)，因?yàn)橄到y(tǒng)僅在微滴存在于那里時(shí)激射。
[0006]然而，在這樣的系統(tǒng)中有必要追蹤微滴的軌跡以保證它們抵達(dá)輻照部位。如果微滴發(fā)生器的輸出是在不合適的路徑上，則微滴可能無法通過輻照部位，這會(huì)導(dǎo)致根本沒有激光產(chǎn)生或者在創(chuàng)建EUV能量上的降低的效率。此外，從在前的微滴形成的等離子體可能與后續(xù)的微滴的軌跡干涉，將微滴推出輻照部位。
[0007]一些現(xiàn)有技術(shù)的NoMo系統(tǒng)通過使低功率激光通過透鏡以創(chuàng)建“幕簾”、即微滴在至輻照部位途中所通過的激光器光的薄平面來實(shí)現(xiàn)微滴的這樣的軌跡。當(dāng)微滴通過平面時(shí)，通過平面的激光器光的從微滴產(chǎn)生的反射而生成閃光。閃光的定位可以被檢測(cè)以確定微滴的軌跡，并且反饋信號(hào)發(fā)送至控向機(jī)構(gòu)以必要時(shí)將微滴發(fā)生器的輸出重新導(dǎo)向以使微滴保持在攜帶它們至輻照部位的軌跡上。
[0008]其他現(xiàn)有技術(shù)的NoMo系統(tǒng)通過使用在微滴發(fā)生器與輻照部位之間的兩個(gè)幕簾、一個(gè)比另一個(gè)更靠近輻照部位而在該方法上進(jìn)行改善。各幕簾典型地通過單獨(dú)的激光創(chuàng)建。微滴通過第一幕簾時(shí)所創(chuàng)建的閃光可以例如用于控制“粗略”控向機(jī)構(gòu)，并且來自第二幕簾的閃光用于控制“精細(xì)”控向機(jī)構(gòu)，以提供與僅使用單一個(gè)幕簾時(shí)相比在微滴軌跡的校正上的更好的控制。
[0009]最近，NoMO系統(tǒng)一般被如下兩者系統(tǒng)代替:主振蕩器和功率放大器形成可以根據(jù)期望或當(dāng)期望時(shí)被發(fā)射而不管在輻照部位是否存在有微滴的源激光器的“ΜΟΡΑ”系統(tǒng)，和微滴被一個(gè)以上的光脈沖順次地照射的“ΜΟΡΑ ΡΡ” ( “具有預(yù)脈沖的ΜΟΡΑ”)系統(tǒng)。在MOPA PP系統(tǒng)中，“預(yù)脈沖”被首先用于將微滴加熱、蒸發(fā)或電離并生成弱等離子體，跟著是將微滴材料的大部分或全部轉(zhuǎn)換成強(qiáng)等離子體以產(chǎn)生EUV光發(fā)射的“主脈沖”。
[0010]MOPA和MOPA PP系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于與NoMO系統(tǒng)相比源激光不需要是持續(xù)不斷的。然而，因?yàn)樵谶@樣的系統(tǒng)中的源激光不是持續(xù)不斷的，所以在合適的時(shí)間發(fā)射激光以便將微滴和主激光脈沖同時(shí)傳遞至期望的輻照部位以引發(fā)等離子體呈現(xiàn)出超出現(xiàn)有系統(tǒng)的附加定時(shí)和控制問題。不僅主激光脈沖有必要聚焦在微滴將通過的輻照部位上，而且激光的發(fā)射還必須被定時(shí)以便允許主激光脈沖在當(dāng)微滴通過該輻照部位時(shí)與微滴交叉以便得到良好的等離子體，并因此得到良好的EUV光。另外，在MOPA PP系統(tǒng)中，預(yù)脈沖必須非常精確地瞄準(zhǔn)微滴，并且在與輻照部位稍微不同的定位處。
[0011]所需要的是控制微滴的軌跡和它們抵達(dá)輻照部位所使用的定時(shí)兩者使得當(dāng)源激光被發(fā)射時(shí)它將在輻照部位輻照微滴的改進(jìn)的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]這里公開的是用于控制EUV光源中的靶材料的微滴的軌跡和定時(shí)的方法和設(shè)備。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于對(duì)具有以預(yù)定速率釋放微滴的微滴發(fā)生器的EUV LPP光源中的源激光器的發(fā)射定時(shí)的系統(tǒng)，源激光器將脈沖發(fā)射在輻照部位處，該系統(tǒng)包括:微滴照射模塊，包括用于生成在微滴發(fā)生器與輻照部位之間的第一激光幕簾的第一線激光器;微滴檢測(cè)模塊，包括用于檢測(cè)當(dāng)微滴通過第一激光幕簾時(shí)來自第一激光幕簾的閃光的第一傳感器;和第一控制器，用于基于來自第一激光幕簾的閃光、從第二幕簾到輻照部位的距離和微滴的速率確定源激光器應(yīng)該何時(shí)發(fā)射脈沖以便當(dāng)微滴到達(dá)輻照部位時(shí)輻照微滴，并且生成指示源激光器在這樣的時(shí)間發(fā)射的定時(shí)信號(hào)。
[0014]另一實(shí)施例公開了一種用于對(duì)具有以預(yù)定速率釋放微滴的微滴發(fā)生器的EUVLPP光源中的源激光器的發(fā)射定時(shí)的方法，源激光器將脈沖發(fā)射在輻照部位處，該方法包括:生成在微滴發(fā)生器與輻照部位之間的第一激光幕簾;檢測(cè)當(dāng)微滴通過第一激光幕簾時(shí)來自第一激光幕簾的閃光;和基于來自第一激光幕簾的閃光、從第一幕簾到輻照部位的距離和微滴的速率確定源激光器應(yīng)該何時(shí)發(fā)射脈沖以便當(dāng)微滴到達(dá)輻照部位時(shí)輻照微滴，并且生成指示源激光器在這樣的時(shí)間發(fā)射的定時(shí)信號(hào)。
[0015]又一實(shí)施例公開了一種其上具體化用于引起計(jì)算裝置執(zhí)行如下方法的指令的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì):一種用于對(duì)具有用于順次地生成靶材料的微滴的微滴發(fā)生器的EUV LPP光源中的源激光器的發(fā)射定時(shí)的方法，源激光器將脈沖發(fā)射在輻照部位處以輻照所述微滴以便創(chuàng)建等離子體，方法包括:生成在微滴發(fā)生器與輻照部位之間的第一激光幕簾;檢測(cè)當(dāng)微滴通過的第一激光幕簾時(shí)來自第一激光幕簾的閃光;和基于來自第一激光幕簾的閃光、從第一幕簾到輻照部位的距離和微滴的速率確定源激光器應(yīng)該何時(shí)發(fā)射脈沖以便當(dāng)微滴到達(dá)輻照部位時(shí)輻照微滴，并且生成指示源激光器在這樣的時(shí)間發(fā)射的定時(shí)信號(hào)。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于對(duì)具有以已知速率釋放微滴的微滴發(fā)生器的極紫外激光產(chǎn)生等離子體(EUV LPP)光源中的源激光器的發(fā)射定時(shí)的系統(tǒng)，源激光器將脈沖發(fā)射在輻照部位處，系統(tǒng)包括:微滴照射模塊，包括被配置成生成在微滴發(fā)生器與輻照部位之間的第一激光幕簾的第一線激光器;微滴檢測(cè)模塊，包括被配置成檢測(cè)當(dāng)微滴通過第一激光幕簾時(shí)的閃光的第一傳感器;第一控制器，被配置成:基于由第一傳感器檢測(cè)到的閃光、從第一幕簾到輻照部位的已知距離和微滴的已知速率確定源激光器應(yīng)該發(fā)射脈沖時(shí)的時(shí)間以便在微滴到達(dá)輻照部位時(shí)輻照微滴;和生成指示源激光器在確定的時(shí)間發(fā)射的定時(shí)信號(hào);第二傳感器，被配置成檢測(cè)微滴通過第一激光幕簾時(shí)的閃光;和第二控制器，被配置成基于由第二傳感器檢測(cè)到的閃光確定微滴不在通向輻照部位的期望軌跡上，并且提供指示出對(duì)微滴發(fā)生器釋放隨后的微滴的方向的調(diào)節(jié)的信號(hào)，以將隨后的微滴放置在期望軌跡上。
[0017]另一實(shí)施例公開了一種用于對(duì)具有以已知速率釋放微滴的微滴發(fā)生器的EUVLPP光源中的源激光器的發(fā)射定時(shí)的方法，源激光器將脈沖發(fā)射在輻照部位處，方法包括:生成位于微滴發(fā)生器與輻照部位之間的第一激光幕簾；由第一傳感器檢測(cè)微滴通過第一激光幕簾時(shí)的閃光;從由第一傳感器檢測(cè)到的閃光確定微滴不在通向輻照部位的期望軌跡上，并且提供指示出對(duì)微滴發(fā)生器釋放隨后的微滴的方向的調(diào)節(jié)的信號(hào)，以將隨后的微滴放置在期望軌跡上；由第二傳感器檢測(cè)微滴通過第一激光幕簾時(shí)的閃光;和基于由第二傳感器檢測(cè)到的閃光、從第一幕簾到輻照部位的已知距離和微滴的已知速率確定源激光器應(yīng)該發(fā)射脈沖時(shí)的時(shí)間以便當(dāng)微滴到達(dá)輻照部位時(shí)輻照微滴，并且生成指示源激光器在確定出的時(shí)間發(fā)射的定時(shí)信號(hào)。
[0018]又一實(shí)施例公開了一種其上具體化用于引起計(jì)算裝置執(zhí)行如下方法的指令的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì):一種用于對(duì)具有以已知速率釋放微滴的微滴發(fā)生器的EUV LPP光源中的源激光器的發(fā)射定時(shí)的方法，源激光器將脈沖發(fā)射在輻照部位處，方法包括:生成位于微滴發(fā)生器與輻照部位之間的第一激光幕簾；由第一傳感器檢測(cè)微滴通過第一激光幕簾時(shí)的閃光;從由第一傳感器檢測(cè)時(shí)的閃光確定微滴不在通向輻照部位的期望軌跡上，并且提供指示出對(duì)微滴發(fā)生器釋放隨后的微滴的方向的調(diào)節(jié)的信號(hào)，以將隨后的微滴放置在期望軌跡上；由第二傳感器檢測(cè)微滴通過第一激光幕簾時(shí)的閃光;和基于由第二傳感器檢測(cè)到的閃光、從第一幕簾到輻照部位的已知距離和微滴的已知速率確定源激光器應(yīng)該發(fā)射脈沖時(shí)的時(shí)間以便當(dāng)微滴到達(dá)輻照部位時(shí)輻照微滴，并且生成指示源激光器在確定出的時(shí)間發(fā)射的定時(shí)信號(hào)。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于對(duì)具有以估計(jì)速率釋放微滴的微滴發(fā)生器的極紫外激光產(chǎn)生等離子體(EUV LPP)光源中的源激光器的發(fā)射定時(shí)的系統(tǒng)，源激光器將脈沖發(fā)射在輻照部位處，系統(tǒng)包括:微滴照射模塊，包括被配置成生成第一激光幕簾和第二激光幕簾的單一個(gè)線激光器，第一和第二激光幕簾是正交偏振的并且各位于微滴發(fā)生器與輻照部位之間；微滴檢測(cè)模塊，包括被配置成檢測(cè)當(dāng)微滴通過第一激光幕簾時(shí)的閃光的第一傳感器;第一控制器，被配置成:基于由第一傳感器檢測(cè)到的閃光、從第一幕簾到輻照部位的已知距離和微滴的估計(jì)速率確定源激光器應(yīng)該發(fā)射脈沖時(shí)的時(shí)間以便在微滴到達(dá)輻照部位時(shí)輻照微滴;和生成指示源激光器在確定出的時(shí)間發(fā)射的定時(shí)信號(hào);第二傳感器，被配置成檢測(cè)微滴通過第二激光幕簾時(shí)的閃光;和第二控制器，被配置成基于由第二傳感器檢測(cè)到的閃光確定微滴不在通向輻照部位的期望軌跡上，并且提供指示出對(duì)微滴發(fā)生器釋放隨后的微滴的方向的調(diào)節(jié)的信號(hào)，以將隨后的微滴放置在期望軌跡上。
[0020]另一實(shí)施例公開了一種用于對(duì)具有以估計(jì)速率釋放微滴的微滴發(fā)生器的EUVLPP光源中的源激光器的發(fā)射定時(shí)的方法，源激光器將脈沖發(fā)射在輻照部位處，方法包括:從單一個(gè)激光器源生成第一激光幕簾和第二激光幕簾，第一和第二激光幕簾具有彼此正交的偏振并且位于微滴發(fā)生器與輻照部位之間；由第一傳感器檢測(cè)微滴通過第一幕簾時(shí)的閃光；從由第一傳感器檢測(cè)到的閃光確定微滴不在通向輻照部位的期望軌跡上，并且提供指示出對(duì)微滴發(fā)生器釋放隨后的微滴的方向的調(diào)節(jié)的信號(hào)，以將隨后的微滴放置在期望軌跡上；由第二傳感器檢測(cè)微滴通過第二幕簾時(shí)的閃光;和基于由第二傳感器檢測(cè)到的閃光、從第一幕簾到輻照部位的已知距離和微滴的估計(jì)速率確定源激光器應(yīng)該發(fā)射脈沖時(shí)的時(shí)間以便在微滴到達(dá)輻照部位時(shí)輻照微滴，和生成指示源激光器在確定出的時(shí)間發(fā)射的定時(shí)信號(hào)。
[0021]又一實(shí)施例公開了一種其上具體化用于引起計(jì)算裝置執(zhí)行如下方法的指令的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì):一種用于對(duì)具有以估計(jì)速率釋放微滴的微滴發(fā)生器的EUV LPP光源中的源激光器的發(fā)射定時(shí)的