用于照射燃料目标的系统和方法与流程

本发明涉及一种激光系统和一种用于照射等离子体形成区处的燃料目标的方法。所述激光系统可以形成激光产生等离子体（lpp）辐射源的部分。lpp辐射源可以产生极紫外（euv）辐射且可以形成光刻系统的部分。

背景技术：

1、光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路（ic）的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置（例如，掩模）处的图案投影至设置在衬底上的辐射敏感材料（抗蚀剂）层上。

2、为了将图案投影在衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定可以形成在衬底上的特征的最小大小。相比于使用例如具有193 nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有在4 nm至20 nm的范围内的波长（例如6.7 nm或13.5 nm）的极紫外（euv）辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小特征。

3、用于光刻设备的euv辐射可以由激光产生等离子体（lpp）辐射源产生。在lpp辐射源内，可以使用激光束来照射燃料液滴（燃料目标）以便产生将发射euv辐射的等离子体。

4、期望用于照射燃料液滴的激光束产生高euv源功率。种子（或驱动）激光系统可以用于提供脉冲式激光束，所述脉冲式激光束接着使用光学放大器放大。光学放大器增加脉冲式激光束的功率。经放大的脉冲式激光束入射到燃料液滴上，由此产生euv辐射。

5、co2驱动激光器是一种选择，但它们需要一个或更多个预脉冲使燃料液滴变形为较有利形状，以用于最优激光吸收和euv发射。存在替代的驱动激光器，诸如1 μm或2 μm固态激光器。然而，它们也具有使它们不太优选或在它们的使用上具有挑战的问题。

6、可能期望提供一种以现有技术没有披露或暗示的方式克服与现有技术相关联的问题的激光系统和照射燃料目标的方法。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供一种激光系统，所述激光系统被布置成利用激光脉冲照射目标目的地处的燃料目标，其中所述激光系统被布置成产生具有预定的脉冲长度的多个子脉冲，所述多个子脉冲在时间上组合以形成具有特定持续时间的所述激光脉冲，并且其中所述激光系统还包括至少一个光学元件，所述至少一个光学元件被布置成在空间上分离所述子脉冲中的每个子脉冲以入射到相对应的目标目的地处的所述燃料目标上。

2、有利地，所述子脉冲能够更好地在空间上放置，以便获得euv产生在燃料目标的整个推进轨迹上的最优强度分布。这可以允许增加euv源功率（例如）而不涉及改善转换效率（ce）或甚至进一步升高液滴发射器中的压力。

3、所述燃料目标可以是来自燃料发射器的燃料液滴。子脉冲在时间上组合意味着不需要相对长的单个脉冲。组合所述子脉冲意味着可以达到期望的功率水平。激光脉冲引起燃料目标（液滴）在激光脉冲的过程中的显著推进。对于光学系统的一些实施例，液滴的这种显著推进对于euv辐射收集可能不是期望的。

4、可以存在多个光学元件。一个或更多个光学元件将子脉冲（即，每个子脉冲激光束）聚焦于（与其它子脉冲）不同的空间点处。这允许燃料目标随时间推移例如从一个相对应的目标目的地（相对于一个子脉冲）移动至另一相对应的目标目的地（相对于另一子脉冲）。即，可以认为相对应的目标目的地随时间推移处于不同部位处。燃料目标的移动主要是由于子脉冲入射到燃料目标上的效应（即z突跳（z-kick））。考虑燃料目标随时间推移的移动是必要的，这是因为激光脉冲（即子脉冲的组合）的总时间（特定持续时间）比先前激光系统更长，并且因此液滴相对移动得更远，这需要相应地被考虑。

5、所述激光系统可以包括多个子模块，所述多个子模块各自被配置成在不同时间按顺序发射相应的子脉冲，使得所述子脉冲在时间上大致连续地组合以产生所述激光脉冲。

6、可以在不同时间朝向燃料目标发射子脉冲，而不是一起朝向燃料目标发射所有子脉冲。可以不同时使得子模块发射。每个子模块可以被视为单独的激光器。每个子模块可以在预定脉冲长度的子脉冲的持续时间内接通。每个子模块可以在不同时间接通且在不同时间断开。

7、所述激光系统可以包括以下各项中的至少一个：2至20个范围的子模块、10至20个范围的子模块、2至15个范围的子模块、10至15个范围的子模块、2个子模块、3个子模块和10个子模块。

8、子模块可以是固态激光模块。子模块可以是光纤激光系统。子模块可以被布置成用于相干束组合。可以存在光纤激光系统的相干束组合。所述激光系统可以被布置成用于子模块之间的空间束组合或偏振束组合。

9、所述子脉冲可以与相应的邻近子脉冲在时间上部分地叠置。

10、这可以产生平滑的整体时域分布。每个子脉冲的子脉冲长度和发射时间可以被单独地优化以产生期望的整体时域分布。

11、所述激光脉冲可以具有大致平顶时域分布。

12、所述激光脉冲可以被视为在时域中具有框形轮廓。

13、所述子脉冲可以在相对应的目标目的地处具有大致平顶空间束分布。所述子脉冲可以具有高斯束轮廓。

14、所述大致平顶空间束分布可以被认为是遍及激光束的横截面的恒定强度。空间分布和瞬时强度可以被优化以用于最大化转换效率和输出带内euv能量。

15、所述至少一个光学元件可以包括光学元件、望远镜、透镜、多个透镜、凸透镜、凹透镜、反射镜、曲面反射镜和多个反射镜中的至少一项。

16、一个或更多个光学元件可控制束大小和发散度。

17、每个子脉冲的所述脉冲长度可以是以下各项中的至少一项：大致相同；在10 ns至30 ns/子脉冲数目的范围内；在10 ns至100 ns/子脉冲数目的范围内；在60 ns至100 ns/子脉冲数目的范围内；在200 ns/子脉冲数目至300 ns/子脉冲数目的范围内；20 ns；和100ns。

18、每个子脉冲的所述脉冲长度可以比所述激光脉冲的所述持续时间更短。所述子脉冲的所述脉冲长度可以被单独地优化。

19、所述激光脉冲的所述脉冲长度可以是以下各项中的至少一个：在100 ns至300 ns的范围内；和200 ns。

20、应了解，这里提及的激光脉冲是组合式激光脉冲（来自多个子脉冲的组合）。

21、所述激光脉冲可以具有以下各项中的至少一个的波长：在1.5至3 μm的范围内；和2 μm。

22、所述子脉冲可以具有以下各项中的至少一个的波长：在1.5至3 μm的范围内；和2μm。

23、所述激光脉冲可以具有以下各项中的至少一个的功率：在60至100 kw的范围内；和50 kw。

24、应了解，这里提及的激光脉冲是组合式激光脉冲（来自多个子脉冲的组合）。所述子脉冲可以具有以下各项中的至少一个的功率：在6至10 kw/子脉冲数目的范围内；在60至100 kw/子脉冲数目的范围内。每个子模块可传递5 kw子脉冲。

25、所述激光系统可以包括被配置成从入射脉冲产生所述子脉冲的光学布置。

26、所述入射脉冲可以是以下各项中的至少一个：主脉冲；来自主脉冲模块的主脉冲；一个或更多个子脉冲；来自所述多个子模块中的至少一个子模块的一个或更多个子脉冲。

27、所述光学布置可以包括被配置成将所述入射脉冲拆分成所述子脉冲的至少一个电光调制器。

28、所述光学布置可以包括被配置成将所述子脉冲分离到不同路径中的至少一个偏振拆分光学元件。

29、所述偏振拆分光学元件可以包括以下各项中的至少一项：偏振分束器、薄膜偏振器和晶体偏振器。

30、所述电光调制器可以被配置成优选大致在所述入射脉冲的中途切换所述入射脉冲的偏振。

31、所述电光调制器可以被配置成大致瞬时地或随时间推移逐渐地切换所述入射脉冲的偏振。

32、所述电光调制器可以被配置成优选在预定时间或随时间推移逐渐地改变所述入射脉冲的发散度。

33、所述光学布置可以被配置成从所述子脉冲中的另一个子脉冲产生相应的子脉冲。

34、所述光学布置可以包括多个电光调制器，其中所述多个电光调制器中的至少一个电光调制器可以被配置成拆分所述子脉冲中的另一个子脉冲以产生所述相应的子脉冲。

35、所述光学布置可以包括多个偏振拆分光学元件，其中，所述多个偏振拆分光学元件中的至少一个偏振拆分光学元件可以被配置成分离所述子脉冲中的另一个子脉冲和所述相应的子脉冲。

36、所述光学布置可以被配置成在所述子脉冲已传递穿过被布置成在空间上分离所述子脉冲的相应的光学元件之后将所述子脉冲合并至同一路径上。

37、所述光学布置可以包括被配置成将所述子脉冲合并至同一路径上的至少一个偏振组合光学元件或至少一个组合电光调制器。

38、所述光学布置可以包括位于被布置成在空间上分离所述子脉冲的相应的光学元件之后的最终光学系统，优选地其中所述最终光学系统可以相对于彼此成角度。

39、所述光学布置可以被配置成从经合并的子脉冲产生子脉冲。

40、所述光学布置可以包括至少两个电光调制器。至少一个电光调制器（和至少一个偏振拆分光学元件）可以位于所述至少一个电光调制器中的另一个电光调制器（和所述至少一个偏振拆分光学元件中的另一个偏振拆分光学元件）之后（例如，位于同一光学路径上）。所述至少一个电光调制器可以被配置成将所述经合并的子脉冲拆分成所述子脉冲。

41、根据本发明的第二方面，提供一种激光产生等离子体辐射源，包括：燃料发射器，所述燃料发射器能够操作以在等离子体形成区处提供燃料目标；和如上文所描述的激光系统。

42、根据本发明的第三方面，提供一种光刻系统，包括：如上文所描述的激光产生等离子体辐射源；和光刻设备。

43、所述光刻设备可以是euv光刻设备。

44、根据本发明的第四方面，提供一种方法，包括：产生具有预定的脉冲长度的多个子脉冲；在时间上组合所述多个子脉冲以形成具有特定持续时间的激光脉冲；以及使用所述激光系统的至少一个光学元件在空间上分离所述子脉冲中的每个子脉冲以入射到位于相对应的目标目的地处的燃料目标上。

45、所述方法还可以包括在不同时间按顺序从多个子模块发射相应的子脉冲，使得所述子脉冲在时间上大致连续地组合以产生所述激光脉冲。

46、所述方法还可以包括使用光学配置从入射脉冲产生所述子脉冲。

47、根据本发明的第五方面，提供一种包括计算机可读指令的计算机程序，所述计算机可读指令被配置成使得处理器执行如上文所描述的方法。

48、根据本发明的第六方面，提供一种承载如上文所描述的计算机程序的计算机可读介质。

49、根据本发明的第七方面，提供一种计算机设备，包括：存储器，其储存处理器可读指令；和处理器，其被布置成读取和执行被储存在所述存储器中的指令；其中所述处理器可读指令包括被布置成控制计算机进行如上文所描述的方法的指令。