極紫外光源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]公開的主題涉及使用來自空間延伸的靶分布的反饋來增強(qiáng)極紫外光源的功率。
【背景技術(shù)】
[0002]極紫外(EUV)光(例如，具有大約50nm或者更小波長的電磁輻射(有時(shí)還稱為軟X射線)，并且包括大約13nm波長處的光)可以在光刻工藝中使用以在基板(例如硅晶片)中產(chǎn)生極小的特征。
[0003]產(chǎn)生EUV光的方法包括但是不必限于將具有在EUV范圍內(nèi)的發(fā)射譜線的元素(例如氙、鋰或者錫)的材料轉(zhuǎn)換為等離子體狀態(tài)。在一個(gè)這種方法(通常稱為激光產(chǎn)生等離子體(LPP))中，可以通過使用放大光束(其可以稱為驅(qū)動(dòng)激光)輻射例如材料的滴、流或者簇形式的靶材料來產(chǎn)生等離子體。對(duì)于這一過程，等離子體通常在密封容器(例如真空腔室)中產(chǎn)生并且使用各種類型的計(jì)量設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一些一般性方面中，方法包括:朝向目標(biāo)區(qū)域釋放靶材料滴流，流中的滴沿著從靶材料供應(yīng)系統(tǒng)到目標(biāo)區(qū)域的軌跡行進(jìn)；在第一滴處于靶材料供應(yīng)裝置和目標(biāo)區(qū)域之間的同時(shí)，通過將第一光脈沖沿著朝向第一靶材料滴的傳播方向引導(dǎo)，產(chǎn)生空間延伸的靶分布，第一光脈沖對(duì)第一靶材料滴的沖擊增加了第一靶材料滴在面向傳播方向的平面內(nèi)的橫截面直徑，并且減小了第一靶材料滴沿著平行于傳播方向的方向的厚度；定位光學(xué)元件以建立與目標(biāo)位置相交的光束路徑；將增益介質(zhì)耦合到光束路徑；以及通過從空間延伸的靶分布散射從增益介質(zhì)發(fā)射的光子，產(chǎn)生與空間延伸的靶分布相互作用以產(chǎn)生等離子體的放大光束，該等離子體生成極紫外(EUV)光，被散射的光子中的至少一些光子被放置在光束路徑上以產(chǎn)生放大光束。
[0005]實(shí)施方式可以包括以下特征中的一個(gè)或者多個(gè)。例如，可以生成EUV光而不向光束路徑提供外部光子。
[0006]流可以包括多個(gè)靶材料滴，每個(gè)靶材料滴沿著軌跡與彼此分離，并且分離的空間延伸的靶分布由流中的滴中的多于一個(gè)滴產(chǎn)生。
[0007]第一光脈沖可以具有1.06 μπι的波長?？臻g延伸的靶分布在橫向于傳播方向的平面內(nèi)的橫截面直徑可以是第一靶材料滴的橫截面直徑的3到4倍大。
[0008]空間延伸的靶分布可以在第一光脈沖沖擊第一靶材料滴之后的時(shí)間段產(chǎn)生。
[0009]第一光脈沖可以具有1ns的持續(xù)時(shí)間。放大光束可以具有400至500ns的末尾到末尾(foot to foot)持續(xù)時(shí)間。
[0010]放大光束可以具有10.6μηι的波長。放大光束可以具有是第一光脈沖的波長的大約十倍的波長。
[0011 ] 方法可以包括感測滴流中的第一靶材料滴在靶材料供應(yīng)系統(tǒng)和目標(biāo)區(qū)域之間。
[0012]空間延伸的靶分布可以是盤的形式。該盤可以包括熔融金屬盤。
[0013]放大光束可以與空間延伸的靶分布相互作用以生成極紫外(EUV)光，而不產(chǎn)生任何相干輻射。
[0014]光學(xué)元件可以被定位在增益介質(zhì)的與目標(biāo)位置相反的一側(cè)，以將光反射回到光束路徑上。
[0015]在其它一般性方面中，極紫外光源包括:光學(xué)元件，被定位為將光提供到光束路徑；靶供應(yīng)系統(tǒng)，生成沿著從靶供應(yīng)系統(tǒng)到與光束路徑相交的目標(biāo)位置的軌跡的靶材料滴流；光源，定位為輻射靶材料滴流中的在靶供應(yīng)系統(tǒng)和目標(biāo)位置之間的位置處的靶材料滴，該光源發(fā)射足以將靶材料滴物理變形為空間延伸的靶分布的能量的光；增益介質(zhì)，被定位在光束路徑上在目標(biāo)位置和光學(xué)元件之間；以及空間延伸的靶分布，可以定位為至少部分地與目標(biāo)位置重疊，以限定沿著光束路徑的并且在空間延伸的靶分布和光學(xué)元件之間的光學(xué)腔?？臻g延伸的靶分布和靶材料滴包括在等離子體狀態(tài)下發(fā)射EUV光的材料。
[0016]實(shí)施方式可以包括以下特征中的一個(gè)或者多個(gè)。例如，靶材料可以包括錫，并且靶材料滴可以包括熔融錫滴。
[0017]空間延伸的靶分布可以具有在垂直于由光學(xué)腔產(chǎn)生的放大光束的傳播方向的平面內(nèi)的橫截面直徑，并且空間延伸的靶分布的橫截面直徑可以是靶材料滴的橫截面直徑的3到4倍大。
[0018]上文描述的任何技術(shù)的實(shí)施方式可以包括:方法、過程、靶、用于從空間延伸的靶分布生成光學(xué)反饋的組件或者設(shè)備、用于改裝現(xiàn)有EUV光源的成套工具或者預(yù)組裝的系統(tǒng)、或者裝置。下面在附圖和描述中闡述一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。根據(jù)描述和附圖，以及根據(jù)權(quán)利要求，其它特征將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0019]圖1是示例性激光產(chǎn)生等離子體極紫外光源的框圖。
[0020]圖2是可以用于圖1的光源的驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)的示例的框圖。
[0021]圖3是激光產(chǎn)生等離子體極紫外(EUV)光源和耦合到該EUV光源的光刻工具的頂視圖。
[0022]圖4至圖7示出了在四個(gè)不同時(shí)刻的另一示例性激光產(chǎn)生等離子體極紫外光源的側(cè)視圖。
[0023]圖8示出了預(yù)脈沖和放大光束的脈沖的示例性波形。
[0024]圖9是用于使用來自空間延伸的靶分布的反饋來增強(qiáng)EUV光源的功率的示例性過程的流程圖。
[0025]圖10示出了另一示例性激光產(chǎn)生等離子體極紫外光源。
【具體實(shí)施方式】
[0026]描述了使用來自靶材料的反饋來增強(qiáng)極紫外光源的功率的技術(shù)，該靶材料在進(jìn)入目標(biāo)位置之前已被修改為空間延伸的靶分布或者延伸的靶。來自空間延伸的靶分布的反饋提供非諧振光學(xué)腔，因?yàn)榉答伋霈F(xiàn)在其之上的路徑的幾何學(xué)(諸如往返長度和方向)可能隨時(shí)間改變，或者空間延伸的靶分布的形狀可能不提供足夠光滑的反射。然而，可能的是，如果上文提到的幾何和物理約束被克服，則來自空間延伸的靶分布的反饋提供諧振并且相干的光學(xué)腔。在任何情形下，反饋可以使用從非振蕩器增益介質(zhì)產(chǎn)生的自發(fā)發(fā)射的光來生成。
[0027]具體而言，靶材料滴的形狀在其朝向目標(biāo)位置行進(jìn)時(shí)使用預(yù)脈沖光束修改，使得當(dāng)經(jīng)修改的靶材料抵達(dá)目標(biāo)位置時(shí)其反射率比靶材料滴的反射率大得多。以這一方式，如果反射光學(xué)元件被定位為反射與目標(biāo)位置相交的光束路徑上的光，使得經(jīng)修改的靶材料和光學(xué)元件形成振蕩光學(xué)腔，則可能在包括增益介質(zhì)的光束路徑中通過使用從光學(xué)增益介質(zhì)產(chǎn)生的光來輻射高度反射的空間延伸的靶分布來提供反饋。
[0028]如果從空間延伸的靶分布反射的光提供將光沿著不同路徑反射使得經(jīng)反射的光在一次往返之后可以不返回到其原始位置(例如，在反射光學(xué)元件處)的散射表面，則由從空間延伸的靶分布的反射產(chǎn)生的振蕩光學(xué)腔可以被認(rèn)為是具有非相干反饋的隨機(jī)激光器。在這種腔中可以沒有電磁場的空間諧振，并且因此，這種激光器中的反饋被用于使部分能量或者光子返回到增益介質(zhì)。在這一狀況下，光學(xué)腔中的許多模式作為整體與增益介質(zhì)相互作用，并且在這一情形下激光發(fā)射的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)可以近似或者接近于極亮黑體在窄的光譜范圍內(nèi)的發(fā)射的那些統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。同樣地，可以沒有空間相干。
[0029]靶材料滴是靶材料流的向著目標(biāo)位置釋放的部分。目標(biāo)位置在光束路徑和光學(xué)增益介質(zhì)的軸上。在抵達(dá)目標(biāo)位置之前，預(yù)脈沖光束輻射靶材料滴以形成空間延伸的靶分布，其為靶材料的經(jīng)修改的形狀(諸如平化或者盤形的靶)。靶材料的經(jīng)修改的形狀可以是其可以具有與盤形靶相似的性質(zhì)的霧狀、云的片段狀或者半球狀靶。在任何情形下，靶材料的經(jīng)修改形狀具有面向目標(biāo)位置中的放大光束的更大延伸或者更大表面積。與原始靶材料滴相比，空間延伸的靶分布具有更大的直徑并且具有更大的反射率?？臻g延伸的靶分布到達(dá)與光束路徑對(duì)準(zhǔn)的目標(biāo)位置，并且開始在增益介質(zhì)中生成反饋。
[0030]如果從空間延伸的靶分布反射的光提供非散射表面，該非散射表面將光沿著光束路徑反射使得經(jīng)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，在反射光學(xué)元件處)，則振蕩光學(xué)腔可以被認(rèn)為是具有一些相干反饋的激光器。電磁場的空間諧振可以存在于這種腔中，并且從而，這種激光器中的反饋被用于使更多的能量或者光子返回到增益介質(zhì)。
[0031]空間延伸的靶分布可以用于激光產(chǎn)生等離子體(LPP)極紫外(EUV)光源中?？臻g延伸的靶分布包括當(dāng)處于等離子體狀態(tài)時(shí)發(fā)射EUV光的靶材料。靶材料可以是包括靶物質(zhì)和諸如非靶粒子之類的雜質(zhì)的靶混合物。靶物質(zhì)是被轉(zhuǎn)換到具有在EUV范圍內(nèi)的發(fā)射譜線的等離子體狀態(tài)的物質(zhì)。靶物質(zhì)可以是例如液滴或者熔融金屬滴、液流的一部分、固體粒子或者簇、包含在液滴內(nèi)的固體粒子、靶材料泡沫、或者包含在液流的一部分內(nèi)的固體粒子。靶物質(zhì)可以是例如水、錫、鋰、氙、或者當(dāng)被轉(zhuǎn)換到等離子體狀態(tài)時(shí)具有在EUV范圍內(nèi)的發(fā)射譜線的任何材料。例如，靶物質(zhì)可以是錫元素，其可以作為純錫(Sn);作為錫化合物，例如SnBr4、SnBr2, SnH4;作為錫合金，例如錫鎵合金、錫銦合金、錫銦鎵合金、或者這些合金的任何組合來使用。此外，在其中沒有雜質(zhì)的情況下，靶材料僅包括靶物質(zhì)。下面的討論提供了示例，在示例中，靶材料是由熔融金屬制成的靶材料滴。在這些示例中，靶材料被稱為靶材料滴。然而，靶材料可以采取其它形式。
[0032]參照圖1，首先作為背景提供其中實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的示例性激光產(chǎn)生等離子體(LPP)極紫外(EUV)光源100的總體描述。
[0033]LPP EUV光源100通過使用沿著光束路徑朝向靶混合物114行進(jìn)的放大光束110輻射在目標(biāo)位置105處的靶混合物114而形成。目標(biāo)位置105 (還被稱為輻射位點(diǎn))在真空腔室130的內(nèi)部107內(nèi)。當(dāng)放大光束110撞擊靶混合物114時(shí)，靶混合物114內(nèi)的靶材料被轉(zhuǎn)換成等離子體狀態(tài)，該等離子體狀態(tài)具有在EUV范圍內(nèi)的發(fā)射譜線的元素。所創(chuàng)建的等離子體具有依賴于靶混合物114內(nèi)的靶材料的組分的某些特性。這些特性可以包括由等離子體產(chǎn)生的EUV光的波長以及從等離子體釋放的碎肩的類型和量。
[0034]光源100還包括靶材料遞送系統(tǒng)125，該靶材料遞送系統(tǒng)遞送、控制并且引導(dǎo)液滴、液流、固體粒子或者簇、包含在液滴內(nèi)的固體粒子或者包含在液流內(nèi)的固體粒子形式的靶混合物114。靶混合物114包括諸如例