阅读说明：本技术 极紫外光源 (Extreme ultraviolet light source ) 是由 陶业争 J·T·斯特瓦特四世 J·朱尔 D·布朗 J·M·亚查恩德 A·A·沙夫甘斯 M 于 2015-06-25 设计创作，主要内容包括：本公开的实施例涉及极紫外光源。生成初始辐射脉冲；提取初始辐射脉冲的一段以形成修改辐射脉冲,修改辐射脉冲包括第一部分和第二部分,第一部分在时间上连接到第二部分,并且第一部分的最大能量小于第二部分的最大能量；修改辐射脉冲的第一部分与靶材相互作用以形成修改靶；并且修改辐射脉冲的第二部分与修改靶相互作用以生成发射极紫外(EUV)光的等离子体。(Embodiments of the present disclosure relate to extreme ultraviolet light sources. Generating an initial radiation pulse; extracting a segment of the initial radiation pulse to form a modified radiation pulse, the modified radiation pulse comprising a first portion and a second portion, the first portion being temporally connected to the second portion and a maximum energy of the first portion being less than a maximum energy of the second portion; interacting a first portion of the modified radiation pulse with the target material to form a modified target; and a second portion of the modified radiation pulse interacts with the modifying target to generate a plasma of Emitter Ultraviolet (EUV) light.)

极紫外光源

本申请是申请日为2015年06月25日、申请号为 201580036836.X、发明名称为“极紫外光源”的中国发明专利申请的 分案申请。

技术领域

所公开的主题涉及一种极紫外光源。

背景技术

极紫外(“EUV”)光，例如波长约为50nm或更小(有时也称为 软X射线)并且包括波长约为13nm和更小，例如约6.5nm的光的电 磁辐射，可在光刻工艺中用于在例如硅晶片的衬底中产生极小的特 征。

产生EUV光的方法包括但不必限于，在等离子体状态下用EUV 范围内的发射线来转换具有元素例如氙、锂或锡的材料。在通常称为 激光产生等离子体(“LPP”)的这样一种方法中，所需的等离子体可 以通过用放大光束照射形式例如为液滴、板、带、流或材料簇的靶材 而产生，该放大光束可以被称为驱动激光。对于该过程，等离子体通 常在例如真空腔室的密封容器中产生，并使用各种类型的量测设备进 行监测。

发明内容

在一个一般的方面中，一种方法包括：生成初始辐射脉冲；提取 初始辐射脉冲的一段以形成修改辐射脉冲，修改辐射脉冲包括第一部 分和第二部分，第一部分在时间上连接到第二部分，并且第一部分的 最大能量小于第二部分的最大能量；使修改辐射脉冲的第一部分与靶 材相互作用以形成修改靶；以及使修改辐射脉冲的第二部分与修改靶 相互作用以生成发射极紫外(EUV)光的等离子体。

实施可以包括以下特征中的一个或多个。修改辐射脉冲可以穿过 增益介质以形成放大的修改辐射脉冲，增益介质将修改辐射脉冲的第 一部分放大比修改辐射脉冲的第二部分更大的量。增益介质可以具有 小信号增益和饱和增益，并且修改辐射脉冲的第一部分可以通过小信 号增益被放大，并且修改辐射脉冲的第二部分可以通过饱和增益被放大。

提取初始辐射脉冲的一段以形成修改辐射脉冲可以包括使初始 辐射脉冲穿过门控模块。门控模块可以包括电光门控模块。电光门控 模块可以包括电光调制器，其包括一个或多个偏振器。

初始辐射脉冲可以包括光脉冲。初始辐射脉冲可以是脉冲二氧化 碳(CO₂)激光。修改辐射脉冲的第一部分的能量可以随时间连续地 增加。修改辐射脉冲的第一部分可以具有50纳秒(ns)或更短的持 续时间。初始辐射脉冲和修改辐射脉冲可以均与将能量表征为时间函 数的时间分布相关联，并且初始辐射脉冲和修改辐射脉冲的时间分布 可以不同。

在使修改辐射脉冲的第一部分与靶材相互作用之前，靶可以与第 一辐射脉冲相互作用以形成靶材。第一辐射脉冲可以具有1微米(μm) 的波长。

在另一个一般方面，一种生成极紫外(EUV)光的方法包括：将 靶提供到靶位置，靶在到达靶位置之前在空间上扩展；将辐射脉冲朝 向靶位置引导，辐射脉冲包括第一部分和在第一部分之后到达靶位置 的第二部分；使辐射脉冲的第一部分与靶相互作用以形成具有与靶不 同的吸收的修改靶；以及使辐射脉冲的第二部分与修改靶相互作用以 生成发射EUV光的等离子体。

实施可以包括以下特征中的一个或多个。具有与靶不同的吸收的 修改靶可以包括比靶吸收更大量的辐射的修改靶。靶包括预扩展靶， 靶的空间范围在被提供给靶位置之前在一个维度上被扩展并且在第 二维度上被减小。

在另一个一般方面，一种极紫外(EUV)系统包括：光源，其被 配置成发射光束；调制器，其被配置成接收从光源发射的光束并提取 光束的一部分；以及包括增益介质的放大器，放大器被配置成接收光 束的提取部分，并且用增益介质将提取部分放大为包括第一部分和第 二部分的脉冲，第一部分和第二部分在时间上连接，第一部分被放大 比第二部分更大的量，并且第二部分包括足以将当处于等离子体状态 时发射EUV光的靶材转换为等离子体状态的能量，其中，在使用中， 靶材可定位在接收脉冲的靶位置中，靶包括当处于等离子体状态时发 射EUV光的靶材。

实施可以包括以下特征中的一个或多个。光源可以包括产生激光 的源。光源可以是脉冲二氧化碳(CO2)激光器。调制器可以被配置 成通过仅允许光束的一部分通过调制器来提取光束的一部分。

该系统还可以包括被配置成产生辐射脉冲的第二光源，该辐射脉 冲包括足以在空间上扩展靶材液滴以形成可定位在靶位置中的靶的 能量。第二光源可以发射包括波长为1.06微米(μm)的光的激光脉 冲。被配置成发射光束的光源可以被进一步配置成在发射光束之前发 射激光脉冲，激光脉冲包括足以在空间上扩展靶材液滴以形成可定位 在靶位置中的靶的能量。

上述任何技术的实施可以包括EUV光源、方法、过程、设备、 存储在计算机可读介质上的可执行指令或装置。在附图和以下描述中 阐述了一个或多个实现的细节。根据说明书和附图以及权利要求书， 其他特征将是显而易见的。

附图说明

图1是示例性激光产生等离子体极紫外光(EUV)源的框图。

图2是用于产生辐射脉冲的示例性过程的流程图。

图3A是用于EUV光源的示例性光学系统的框图。

图3B是从种子激光器发射的示例性脉冲的制图。

图3C是具有基部(pedestal)的示例性脉冲的制图。

图4是用于生成EUV光的示例性过程的流程图。

图5A、图5C和图6A示出了随时间变化的示例性靶位置。

图5B和图6B是示例性辐射脉冲的制图。

图7是EUV功率和基部水平之间的示例性关系的制图。

图8是示例性的测量的辐射脉冲。

图9是转换效率和靶尺寸之间的示例性关系的制图。

图10A-图10D是随时间变化的靶位置的示例性阴影图。

图11是另一激光产生等离子体极紫外(EUV)光源和耦合到该 EUV光源的光刻工具的俯视图。

图12是示例性的激光产生等离子体极紫外光(EUV)源的框图。

具体实施方式

公开了用于调节靶的技术。靶包括当处于等离子体状态时发射极 紫外(EUV)光的靶材。如下面更详细地讨论的，该调节可以增强靶 吸收激光辐射的能力，并且因此可以提高采用该调节技术的EUV光 源的转换效率(CE)。

用包括第一部分(“基部”)和第二部分(主脉冲或加热脉冲)的 辐射脉冲来调节靶。第一和第二部分在时间上彼此连接。换句话说， 第一部分和第二部分是单个辐射脉冲的一部分，并且在第一部分和第 二部分之间没有缺少辐射的间隙或区域。

辐射脉冲的第一部分(或“基部”)与靶相互作用以修改靶的吸收 特性。例如，通过降低靶的密度梯度并增加在接收辐射脉冲的表面处 与辐射脉冲相互作用的靶体积，这种相互作用可以修改吸收特性，这 增加了靶可以吸收的辐射量。以这种方式，靶和辐射脉冲的第一部分 之间的相互作用对靶进行调节。辐射脉冲的第二部分具有足以将靶中 的靶材转换成发射EUV光的等离子体的能量。因为通过第一部分的 调节增加了靶可以吸收的辐射量，所以调节可以导致靶的更大部分被 转换成发射EUV光的等离子体。另外，调节可以降低靶的反射率， 并且因此可以减少到产生辐射脉冲的光学源中的背反射量。

如下所述，可以控制和改变基部的特性，比如持续时间和能量， 以适合特定靶。

参考图1，光学放大器系统106形成用于驱动激光产生等离子体 (LPP)极紫外(EUV)光源100的光学源105(也称为驱动源或驱 动激光器)的至少一部分。光学放大器系统106包括至少一个光学放 大器，使得光学源105产生提供到靶位置130的放大光束110。靶位置130从靶材供给系统接收诸如锡之类的靶材120，并且放大光束110 和靶材120之间的相互作用产生发射EUV光或辐射150的等离子体。 光收集器155收集EUV光150并且将其作为收集的EUV光160引导 向诸如光刻工具的光学装置165。

放大光束110由束递送系统140引导向靶位置130。束递送系统 140可以包括光学组件135和将放大光束110聚焦在聚焦区域145中 的聚焦部件142。组件135可包括通过折射和/或反射引导放大光束110 的光学元件，例如透镜和/或反射镜。组件135还可以包括控制和/或 移动组件135的元件。例如，组件135可以包括可控制以使束递送系 统140的光学元件移动的致动器。

聚焦部件142聚焦放大光束110，使得束110的直径在聚焦区域 145中处于最小值。换句话说，聚焦部件142使放大光束110中的辐 射当其在方向112上向聚焦区域145传播时会聚。在没有靶的情况下， 放大光束110中的辐射随着束110在方向112上传播远离聚焦区域145 而发散。

如下所述，光学源105产生具有在时间上连接的第一部分和第二 部分的脉冲。第一部分可以被称为“基部”。第一部分调节靶材120以 更容易地吸收脉冲的第二部分。脉冲的第二部分具有足以将靶材转换 成发射EUV光的等离子体的能量。

另外，可以修改靶材120的空间分布，以在脉冲的第一部分与靶 材120相互作用之前在与放大光束110相交的方向上增加靶材120的 尺寸。例如，靶材120可以用单独的辐射脉冲(“预脉冲”)从液滴扩 展成扁盘，该单独的辐射脉冲在第一和第二部分之前与靶材120相互 作用。在与放大光束110相互作用之前增大靶材120的尺寸可以增加 暴露于放大光束110的靶材120的部分，这可以增加针对给定量的靶 材120产生的EUV光的量(这是由于增加的靶材体积和较大的EUV 发射体积，增加的靶材体积可更有效地吸收辐射脉冲，而较大的EUV 发射体积可生成增加量的EUV光)。

参考图2，示出了示例性过程200的流程图。过程200可以产生 辐射脉冲，其可以用作图1的EUV光源100或任何其他EUV光源中 的放大光束110。参考图3A-图3C讨论过程200。

生成初始辐射脉冲(210)。提取初始辐射脉冲的一段以形成修改 辐射脉冲，辐射的修改部分包括第一部分(“基部”)和第二部分(220)。 第一部分和第二部分在时间上连接，而不具有缺乏辐射的中间区域。

还参考图3A，示出了可以执行过程200的示例性系统301的框 图。系统301包括光学源305。光学源305或系统301可以在EUV 光源中而不是在光学源105中使用。光学源305包括种子激光器302、 门控模块304和光学放大器306。放大器306包括增益介质307。光 学源305、门控模块304、放大器306和增益介质307位于光沿其传 播的束路径309上。束路径309与接收包括靶材的靶的靶位置330相 交。

例如，种子激光器302可以是二氧化碳(CO₂)激光器，其产生 放大光束303，并且将束303发射到朝向门控模块304的束路径309 上。图3B示出了束303的示例性脉冲形状(能量对时间)。图3B中 所示的束303的脉冲形状是用于说明性的目的，并且束303可以具有 其他脉冲形状。再次参考图3A，种子激光器302例如可以是发射激 光脉冲的主振荡器功率放大器(MOPA)CO₂激光器。在一些实施中， 种子激光器302可以是发射具有1微米(μm)波长的光的激光器， 例如钕掺杂的钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器。门控模块304用作仅 允许束303的一部分通过的开关或滤波器。例如，门控模块304可以 包括将束303切割成脉冲的电光门控模块。

在一些实施中，门控模块304包括位于路径309上的偏振器304a 和304b。偏振器304a和304b例如可以是线性偏振器，当其被定向为 它们的透光轴彼此垂直时防止光从门控模块304出现。在该示例中， 当偏振器304a和304b被对准为它们的透射轴彼此平行且与束303的 偏振平行时，光穿过门控模块304。因此，通过控制偏振器304a和 304b的相对方向，门控模块304可以选择性地通过或阻挡束303以提 取束303的特定部分。以这种方式，门控模块304提取束303的一部 分以形成修改脉冲315。另外，由于门控模块304从透光状态变成挡 光状态的有限时间量，在修改脉冲315的任一侧或两侧上可以存在少 量漏光。

系统301还包括控制器317。光学源305通过链路312与控制器 317通信。控制器317包括电子处理器318和电子存储装置319。电 子存储装置319可以是易失性存储器，例如RAM。在一些实施中， 电子存储装置319可以包括非易失性和易失性部分或组件。处理器318可以是适于执行计算机程序的一个或多个处理器，诸如通用或专 用微处理器，以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。 电子处理器从只读存储器或随机存取存储器或其二者接收指令和数 据。电子处理器318可以是任何类型的电子处理器，并且可以是多于 一个的电子处理器。

电子存储装置319存储可能作为计算机程序的指令，其在被执行 时使处理器318与光学源305和/或其组件通信。例如，指令可以是生 成信号的指令，所述信号驱动致动器以相对于彼此定位偏振器304a 和304b以使得门控模块304阻挡或透射光。换句话说，控制器317 可以被编程或设置成使得束303的特定部分被提取。

还参考图3B，示出了从种子激光器302发射的束303和从门控 模块304发射的修改脉冲315的示例性时间分布(强度对时间)。修 改脉冲315是束303的一部分。

在图3B的示例中，束303是具有近似高斯的时间分布的激光脉 冲。束303被传递到门控模块304以形成修改脉冲315。可以控制门 控模块304以选择或提取束303的特定部分。在图3B的示例中，在 时间t＝t1时，门控模块304被设置为发射光，而在时间t＝t2时， 门控模块304被设置为阻挡光。结果，修改脉冲315是束303在时间 t1和t2之间的部分，并且其时间分布近似等于束303在时间t1和t2 之间的时间分布。然而，由于门控模块304在有限时间量内在透光和 /或挡光之间切换，漏光311存在于修改脉冲315的前沿(时间t＝t1)。 漏光311的量可以通过门控模块304的切换时间来确定。在一些实施 中，门控模块304将束303切割成具有陡坡的脉冲(几乎瞬间从阻挡 束303过渡到穿透束303)，脉冲持续时间为50-250纳秒(ns)。

在其他示例中，门控模块304可以提取束303的不同部分。例如， 门控模块304可以被激活来透光一段较长的时间，以产生具有较长持 续时间的修改脉冲315。附加地或替代地，门控模块304可以在不同 的时间被激活，以捕获具有与图3B的示例中提取的部分不同的时间 强度分布的束303的一部分。选择性地捕获束303的特定部分允许修 改脉冲315的能量或强度被控制。例如，在束303处于其峰值能量时 激活门控模块304导致修改脉冲315的能量大于当束303处于较低能 量时通过激活门控模块304所生成的修改脉冲。

再次参考图3A中，修改脉冲315被输入到放大器306，并且放 大器306产生放大的修改脉冲308。光学放大器306包括增益介质307， 其通过泵浦接收能量并将该能量提供给修改脉冲315，并且将修改脉 冲315转换成放大的修改脉冲308。

修改脉冲315的放大量由增益介质307和放大器306的增益确定。 该增益是放大器306提供给输入光束的能量增加的量或因数。光学放 大器306具有“小信号增益”和“饱和增益”，并且入射在光学放大器306 上的光束看见的增益取决于光束的能量。对于具有相对较低能量的光 束，光学放大器306的增益是线性的，即，增益是相同的，而与输入 信号的能量的变化无关。这种情况下的增益被称为“小信号增益”。然 而，对于足够大的能量或强度的光束，放大器306可变得饱和。饱和 是非线性行为的一种形式，其中由放大器输出的光束的能量与输入光 束相比不成比例地增加。处于饱和的放大器306的增益可以被称为“饱 和增益”。饱和增益可以小于小信号增益。光学放大器306的小信号 增益例如可以是100,000的因数。在一些实施中，光学放大器306的 小信号增益例如可以是一个范围，例如10⁴到10⁷的因数。

如上所述，当门控模块304形成修改脉冲315时，漏光311存在 于修改脉冲315的前沿。漏光311具有比修改脉冲315的其他部分更 小的能量。结果，漏光311可以按照增益介质307的小信号增益被放 大，并且修改脉冲315的剩余部分可以按照饱和增益被放大。因此，在修改脉冲315的前沿的漏光311可以比修改脉冲315的剩余部分放 大更大的因数。

还参考图3C，示出了示例性放大的修改脉冲308的时间分布(能 量作为时间的函数)。放大的修改脉冲308包括第一部分308a(“基部”) 和第二部分308b。放大的修改脉冲308是单个脉冲，并且第一和第二 部分308a、308b在时间上彼此连接而不具有缺少辐射的中间间隙或 区域。

第一部分308a从漏光311的放大形成。第一部分308a具有基部 持续时间313。基部持续时间313是在修改脉冲308的开始(t＝t3) 与第二部分308b的开始(t＝t4)之间的时间长度。第一部分308a还 具有基部水平314。基部水平314是第一部分308a在持续时间313 上的最大能量或最大功率。虽然图3C的示例示出了基部水平314与 第二部分308b的开始紧邻，但是水平314可以在持续时间313期间 的任何时间出现。第二部分308b具有足以将靶中的靶材转换成发射 EUV光的等离子体的峰值能量316。

参考图4，示出了示例性过程400的流程图。过程400可以用于 生成EUV光，并且可以例如用EUV光源100和系统301来执行。

参考图5A-图5C来讨论过程400，其示出了在时间段501上的示 例性靶位置530。图5A示出了靶材在时间段501上与辐射脉冲508 相互作用时靶材的几何分布的变化。图5B是辐射脉冲508的时间分 布。辐射脉冲508包括在时间上连接的基部508a和第二部分508b。靶521与基部508a相互作用以形成修改靶524，且第二部分508b照 射修改靶524以将修改靶524中的靶材转换为发射EUV光550的等 离子体。图5C示出在时间段501期间在靶位置530中的基部508a和 第二部分508b的示例性的束宽度。在所示的示例中，基部508a在靶 位置530中具有511的束宽。

再次参考图4，靶521被提供给靶位置530(410)。靶位置530 是接收放大光束和靶材的分布的空间区域，在该示例中，放大光束是 辐射脉冲508。靶位置530可以类似于靶位置130(图1)或靶位置 330(图3A)。

靶521是未电离的靶材(不是等离子体的材料)的几何分布。靶 521例如可以是液体或熔融金属的盘、液体或熔融金属的液滴、没有 空隙或显著间隙的靶材的连续段、微米或纳米颗粒的雾或原子蒸汽 云。靶521的尺寸的特征在于沿着第一方向“x”的范围522和在垂直 于第一方向的第二方向“z”上的范围523。范围523平行于辐射脉冲 508的传播方向512。

在一些实施中，靶521是范围522大于范围523的扩展靶。例如， 范围522可以是220微米(μm)，而范围523可以是370纳米(nm)。 在另一示例中，范围522可以是300μm，而范围523可以是200nm。 范围522和523也可以更大，更小，或在这些示例值之间。例如，范 围522可以在30μm和500μm之间。范围523可以在30μm和50nm 之间，其中，范围523在未命中靶521时具有在范围的较大端(例如， 30μm)处的值，而在靶521在平行于传播方向512的方向中变平时 具有在范围的较小端(例如，50nm)处的值。

空间地扩展靶521可以增加所生成的EUV光的量。首先，因为 范围522大于范围523，所以扩展靶在垂直于传播方向512的方向上 向辐射脉冲508呈现相对较大的区域。这将靶中更多的靶材521暴露 给放大光束。另外，扩展靶沿着传播方向512可以具有相对较短的长 度，允许辐射脉冲508深入靶中，并将靶材的较高部分转换成等离子 体。

其次，扩展靶在空间上展开了靶材，从而最小化由第二部分508b 加热等离子体期间出现材料密度过高的区域的情况。如果在用辐射照 射的整个区域中等离子体密度高，则辐射的吸收可以限于首先接收辐 射的区域的部分。由该初始吸收所生成的热量可能与大块靶材相距太 远，因此难以使靶材表面的蒸发和加热过程维持得足够长，从而无法 在第二部分508b的有限持续时间期间利用(蒸发)有意义量的大块 靶材。在该区域具有高电子密度的情况下，光脉冲在到达“临界表面” 之前仅穿透去往该区域的路径的一部分，“临界表面”中的电子密度如 此之高，使得光脉冲被反射。光脉冲不能行进到该区域的那些部分，并且在那些区域中从靶材几乎不生成EUV光。高等离子体密度的区 域还可以阻挡从的确发射EUV光的区域的部分发射的EUV光。因此， 从该区域发射的EUV光的总量小于该区域缺少高等离子体密度的部 分的情况下的EUV光的总量。这样，使用扩展靶可以导致第二部分508b在被反射之前到达更多的靶材。这可以增加随后产生的EUV光 的量。

在采用空间扩展靶521的一些实施中，并且参考图6A和6B，靶 是预扩展靶621，其是通过使预脉冲612与靶材液滴620相互作用在 到达靶位置530之前在空间上被扩展的靶材的分布。靶材液滴620例 如可以是直径为17-35μm的熔融金属液滴，其是从系统(例如靶材供 给系统115(图1))释放的熔融金属液滴流的一部分。第一预脉冲612 对液滴620的冲击力使液滴620变形为更接近盘的形状，其在约1-3 微秒(μs)之后变形为熔融金属的盘状片。

预脉冲612具有持续时间614，并且在时间上与辐射脉冲508隔 开延迟时间613，其中预脉冲612发生在辐射脉冲508之前。持续时 间614可以使用合适的度量来测量，比如脚到脚的持续时间或半峰全 宽(FWHM)。持续时间614例如可以是20-70ns、小于1ns、300皮 秒(ps)或更小、100ps或更小、100-300ps或10-100ps。预脉冲612 的波长例如可以是1.06μm或10.6μm。预脉冲612可以具有例如3-60 毫焦(mJ)的能量。预脉冲612可以由与产生辐射脉冲508的源相同 的次级源生成，或者由与产生辐射脉冲508的源分离并且也与该源不 同的源产生。

使用预脉冲生成扩展靶的示例是提供扩展靶的一种方式。然而， 靶521是扩展靶的实施可以涉及其他技术。例如，靶521可以在从靶 材供给系统(诸如图1的系统115)下降到靶位置530的过程中被扩 展，而不与预脉冲相互作用。在另一示例中，靶521可以是在到达靶 位置之前形成的预成形或加工的靶。在一些实施中，靶521不是扩展 靶。

再次参考图4，辐射脉冲508被引导向靶521以形成修改靶524 (420)。如上面参照图2和图3A-图3C所讨论的，辐射脉冲508可 以通过过程200形成。

辐射脉冲508包括第一部分508a(“基部”)和第二部分508b，第 二部分508b在第一部分508a之后到达靶位置530。辐射脉冲508是 单个脉冲，并且在第一部分508a和第二部分508b之间没有间隙或时 间分离。第一部分508a具有持续时间513和水平514。持续时间513是辐射脉冲508的开始和第二部分508b的开始之间的时间量。持续 时间例如可以是10-150ns。基部508a的能量可以在持续时间513上 变化。水平514是基部508a的最大或平均能量。水平514例如可以 是1-4mJ。在一些示例中，水平514被表示为第二部分508b的峰值 (最大)能量516的百分比。例如，水平514可以是第二部分508b 的峰值能量516的1-10％。

如关于图3A所讨论的，当通过选择性激活门控模块304而生成 基部508a时，设置基部水平514和持续时间513。基部持续时间513 和水平514的最佳值取决于靶521的空间特性。例如，靶521可以是 具有在约200μm和220μm之间的范围522以及在约400μm和370 nm之间的范围523的相对厚的靶。在一些实施方案中，厚靶具有大 于350nm的范围523，而薄靶具有小于200nm的范围523。对于相 对较厚的靶，产生的EUV光的量随着基部水平514减小而增加。对 于这样的靶，基部508a的持续时间513可以被设置为例如150ns或 更小，而基部水平514可以被设置为具有1-3mJ的能量。在另一示例 中，靶521可以是范围522为300μm，范围523为200nm的相对较 薄的靶。在该示例中，基部水平514可以被设置为5mJ，而持续时间513可以是50-150ns。在该示例中，水平514可以约为第二部分508b 的最大能量的1％。

再次参考图4，基部508a与靶521相互作用以形成修改靶524 (430)。基部508a撞击靶521以形成修改靶524。修改靶524可采取 许多形式。例如，修改靶524可以是在空间上接近大块靶材并且在基 部508a与修改靶524中的金属相互作用时形成的预等离子体。预等离子体是用于增强入射光吸收的等离子体。虽然预等离子体在一些情 况下可以发射少量EUV光，但是所发射的EUV光不具有通过将修改 靶524中的靶材转化成等离子体而发射的波长或量。在一些实施中， 修改靶524是靶材的雾或大量碎片。基部508a与靶521的相互作用力可以导致靶521的全部或部分碎裂，形成雾或大量碎片。

修改靶524具有与靶521不同的属性。例如，修改靶524的密度 可以不同于靶521的密度。修改靶524的至少一部分的密度可以小于 靶521的密度。附加地或替代地，修改靶524的几何分布可以不同于 靶521的几何分布。例如，修改靶524可以在一个或多个维度上大于靶521。

辐射脉冲508的第二部分508b与修改靶524相互作用以生成 EUV光550(340)。第二部分508b具有足以将修改靶524中的靶材 转换成发射EUV光的等离子体的能量。

图7、图9和图10A-图10D示出了通过使靶与包括基部的辐射脉 冲相互作用而得来的示例性测量数据，图8示出了包括基部的示例性 的测量辐射脉冲。

参考图7，制图700示出了针对具有300μm直径和200nm厚度 的靶的EUV功率和基部水平之间的示例性测量关系。沿着与照射辐 射束的传播方向垂直的方向测量直径，并且沿着与传播方向平行的方 向测量厚度。

如上所述，最佳基部水平可以取决于靶的特性。在图7所示的示 例中，靶的厚度为200nm，随着基部水平的变化测量EUV功率。对 于辐射脉冲加热部分的峰值强度的1-2％之间的基部水平而言，产生 的EUV功率最高。辐射脉冲的加热部分是脉冲的具有足够能量将靶 材转化为等离子体的部分，比如第二部分508b。在图7所示的示例中， 最佳基部水平(产生最多EUV的水平)约为4mJ。

参考图8，制图800示出了包括基部804a和第二部分804b的CO₂激光脉冲804的示例性测量波形。基部804a调节靶(未示出)并且 可以通过诸如参照图2讨论的过程200的过程生成。示例性的脉冲804 针对从35μm直径的熔融锡滴扩展到350μm的靶进行优化。与图7 的示例相比，图8示例的靶具有较大的直径。对于该靶，最佳基部水 平较大，如图8所示。最佳基部水平为第二部分804b的峰值功率的 3％，基部水平为10mJ，持续时间为100ns。

参考图9，制图900示出了示例性测量转换效率(CE)作为靶直 径的函数。靶直径是扩展靶沿着与照射辐射束的传播方向垂直的方向 的直径。如图所示，当膨胀靶的直径大于300μm时，CE大于或等于 3.5％。

参考图10A-图10D，示出了在相对于主脉冲到达时间的不同时间 拍摄的扩展靶1021的示例性测量阴影图。靶1021是扩展靶，其范围 1022沿平行于方向“x”的方向，其范围1023平行于方向“z”。范围1022 垂直于方向“z”，并且范围1022大于范围1023。

靶1021处于接收辐射脉冲(未示出)的靶位置，该辐射脉冲在 平行于“z”方向的方向上传播。该辐射脉冲包括基部和在基部之后到 达靶位置的第二部分(或主脉冲)。辐射脉冲的第二部分具有足以将 扩展靶中的靶材转换成发射EUV光的等离子体的能量。

图10A示出了在辐射脉冲的第二部分的开始前200ns的时间处的 预扩展靶1021。图10B示出了在第二部分开始前0-50ns之间并且在 基部与靶1021相互作用时的时间处的靶1021。基部和靶1021之间的 相互作用在靶1021附近形成低密度羽流(plume)1005。底座可以对 靶1021进行两次修改。首先，底座可以通过生成低密度羽流1005使 靶1021的横向和/或纵向密度分布均匀化。这可以使靶密度在局部更 均匀，从而产生局部平滑的靶。其次，基部和靶1021之间的相互作 用沿着辐射入射线(方向“z”)形成更温和的等离子体密度标度长度。 温和的等离子体密度标度长度在图10B中在羽流1005中被示出。扩 展靶的相对均匀的密度分布可以允许主脉冲更有效地穿透靶，与靶材 的较高部分相互作用，并将靶材的较高部分转换成等离子体。因此， 转换效率(CE)可以更高。温和的等离子体密度分布可导致包括靶材 的更多原子或颗粒的更大的等离子体体积。由于更长的等离子体标度 长度和更多的EUV光，这可以导致更高的辐射吸收。此外，温和的 等离子体密度分布导致较少反射的表面，并且可以减少主脉冲回到产 生主脉冲的光源的反射。

图10C示出了在主脉冲撞击的时间期间的靶1021，其中靶中的 靶材被转换成等离子体和EUV光。图10D示出在主脉冲到达之后保 持200ns的后羽流。

图11和图12提供了关于可以生成包括基部的辐射脉冲的系统的 附加信息。

参考图11，示出了示例性光学成像系统1100的俯视平面图。光 学成像系统1100包括向光刻工具1170提供EUV光1150的LPP EUV 光源1102。光源1102可类似于图1的光源100，和/或包括图1的光 源100的组件的一些或全部。

系统1100包括光学源，比如驱动激光系统1105、光学元件1122、 预脉冲源1143、聚焦部件1142和真空腔室1140。驱动激光系统1105 产生放大光束1110。放大光束1110包括基部部分和第二部分，例如 类似于上面讨论的辐射脉冲308和508。放大光束1110具有足以将靶 1120中的靶材转换成发射EUV光的等离子体的能量。上面讨论的任 何靶均可以被用作靶1120。

预脉冲源1143发射辐射脉冲1117。辐射脉冲可以用作预脉冲612 (图6B)。例如，预脉冲源1143可以是以50kHz重复率操作的Q开 关Nd:YAG激光器，并且辐射脉冲1117可以是来自Nd:YAG激光器 的波长为1.06μm的脉冲。预脉冲源1143的重复率指示预脉冲源1143 产生辐射脉冲的频率。对于预脉冲源1143具有50kHz重复率的示例， 每20微秒(μs)发射辐射脉冲1117。

其他源可以用作预脉冲源1143。例如，预脉冲源1143可以是除 Nd:YAG之外的任何稀土掺杂固态激光器，例如掺铒光纤(Er：玻璃) 激光器。在另一示例中，预脉冲源可以是产生具有10.6μm波长的脉 冲的二氧化碳激光器。预脉冲源1143可以是产生具有用于上述预脉 冲的能量和波长的光脉冲的任何其他辐射或光源。

光学元件1122将放大光束1110和辐射脉冲1117从预脉冲源1143 引导到腔室1140。光学元件1122是可以将放大光束1110和辐射脉冲 1117沿着类似或相同的路径引导的任何元件。在图11所示的示例中， 光学元件1122是接收放大光束1110并将其向腔室1140反射的二向 色分束器。光学元件1122接收辐射脉冲1117并将脉冲向腔室1140 传送。二向色分束器具有涂层，其反射放大光束1110的(一个或多 个)波长并且透射辐射脉冲1117的(一个或多个)波长。二向色分 束器例如可以由金刚石制成。

在其他实施中，光学元件1122是限定孔径(未示出)的反射镜。 在该实施中，放大光束1110从反射镜表面反射并且被引导到腔室 1140，并且辐射脉冲穿过孔径并朝向腔室1140传播。

在另外的其他实施中，可以使用楔形光学器件(例如，棱镜)将 放大光束1110和预脉冲1117按照其波长分离成不同的角度。除了光 学元件1122之外，还可以使用楔形光学器件，或者它可以用作光学 元件1122。楔形光学器件可以被定位在聚焦部件1142的正上游(在 “-z”方向上)。

另外，脉冲1117可以以其他方式被递送到腔室1140。例如，脉 冲1117可以穿过将脉冲1117递送到腔室1140和/或聚焦部件1142的 光纤，而不使用光学元件1122或其他引导元件。在这些实施中，光 纤通过在腔室1140的壁中形成的开口将辐射脉冲1117直接引导到腔 室1140的内部。

放大光束1110从光学元件1122反射并通过聚焦部件1142传播。 聚焦部件1142将放大光束1110聚焦在聚焦平面1146处，聚焦平面 1146可以或可以不与靶位置1130重合。脉冲辐射1117穿过光学元件 1122并通过聚焦部件1142被引导到腔室1140。放大光束1110和辐 射脉冲1117沿着“x”方向被引导到腔室1140中的不同位置，并且在不 同时间到达腔室1140。

在图11所示的示例中，单个框表示预脉冲源1143。然而，预脉 冲源1143可以是单个光源或多个光源。例如，可以使用两个单独的 源来生成多个预脉冲。两个单独的源可以是产生具有不同波长和能量 的辐射脉冲的不同类型的源。例如，一个预脉冲可以具有10.6μm的 波长并且由CO₂激光器生成，另一个预脉冲可以具有1.06μm的波长 并且由稀土掺杂的固态激光器生成。

在一些实施中，预脉冲1117和放大光束1110可以由相同的源生 成。例如，辐射的预脉冲1117可以由驱动激光系统1105生成。在该 示例中，驱动激光系统可以包括两个CO₂种子激光子系统和一个放大 器。种子激光器子系统之一可以产生具有10.26μm波长的放大光束， 而另一个种子激光器子系统可以产生具有10.59μm波长的放大光束。 这两个波长可以来自CO₂激光器的不同线。在其他示例中，CO₂激光 器的其他线可以用于生成两个放大光束。来自两个种子激光器子系统 的两个放大光束在相同的功率放大器链中被放大，然后被角分散以到 达腔室1140内的不同位置。波长为10.26μm的放大光束可以用作预 脉冲1117，而具有10.59μm波长的放大光束可以用作放大光束1110。 在采用多个预脉冲的实施中，可以使用三个种子激光器，其中一个用 于生成放大光束1110，第一预脉冲和第二单独的预脉冲中的每一个。

放大光束1110和辐射的预脉冲1117都可以在同一光学放大器中 被放大。例如，三个或更多的功率放大器可以用于对放大光束1110 和预脉冲1117进行放大。

参考图12，在一些实施中，极紫外光系统100是包括其他组件的 系统的一部分，其他组件比如有真空腔室1200、一个或多个控制器 1280、一个或多个致动系统1281和引导激光器1282。

真空腔室1200可以是单个整体结构，或者其可以设置有容纳特 定组件的单独子腔室。真空腔室1200是至少部分刚性的外壳，空气 和其他气体通过真空泵从其中移除，导致腔室1200内的低压环境。 腔室1200的壁可以由适合真空使用(可以承受较低的压力)的任何 合适的金属或合金制成。

靶材递送系统115将靶材120递送到靶位置130。靶位置处的靶 材120的形式可以是液滴、液体流、固体颗粒或团簇、包含在液滴内 的固体颗粒或包含在液体流内的固体颗粒。例如，靶材120可以包括 水、锡、锂、氙或当转变成等离子体状态时具有在EUV范围内的发 射线的任何材料。例如，元素锡可以作为纯锡(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-铟镓合金或这些合金的任何组合而被使用。靶材120可以包括涂 覆有上述元素之一的线，例如锡。如果靶材120处于固态，则它可以具有任何合适的形状，比如环、球或立方体。靶材120可以由靶材递 送系统115递送到腔室1200的内部和靶材位置130。靶材位置130 也被称为照射点，靶材120在那里与放大光束110进行光学相互作用 来产生等离子体。

驱动激光系统105可以包括一个或多个光学放大器、激光器和/ 或灯，它们用于提供一个或多个主脉冲并在某些情况下提供一个或多 个预脉冲。每个光学放大器包括能够以高增益来光学放大所需波长的 增益介质、激发源和内部光学器件。光学放大器可以或可以不具有形 成激光腔的激光镜或其他反馈设备。因此，即使没有激光腔，由于激 光放大器的增益介质中的粒子数反转，驱动激光系统105也产生放大 光束110。此外，如果有激光腔向驱动激光系统105提供足够的反馈， 则驱动激光系统105可以产生是相干激光束的放大光束110。术语“放 大光束”包括以下中的一个或多个：来自驱动激光系统105的仅被放 大但不一定是相干激光振荡的光，以及来自驱动激光系统105的被放 大且也是相干激光振荡的光。

驱动激光系统105中的光学放大器可以包括作为增益介质的填充 气体，其包括CO₂并且可以以大于或等于1000的增益来放大波长在 约9100和约11000nm之间的，尤其是约10600nm的光。用于驱动 激光系统105中的合适的放大器和激光器可以包括脉冲激光器件，例 如产生约9300nm或约10600nm辐射的脉冲式气体放电CO₂激光设 备，其例如利用DC或RF激励，以相对较高的功率操作，例如以10kW 或更高的功率以及例如50kHz或更高高脉冲重复率操作。驱动激光系 统105中的光学放大器还可以包括诸如水的冷却系统，其可以在以较 高功率操作驱动激光系统105时被使用。

光收集器155可以是具有孔径1240的收集器反射镜1255，以允 许放大光束110穿过并到达聚焦区域145。例如，收集器反射镜1255 可以是椭圆面反射镜，其具有在靶位置130或聚焦区域145处的第一 焦点，以及在中间位置1261处的第二焦点(也称为中间焦点)，其中， EUV光160可以从极紫外光系统输出并且可以被输入到光学装置 165。

一个或多个控制器1280被连接到一个或多个致动系统或诊断系 统，比如液滴位置检测反馈系统、激光控制系统和束控制系统，以及 一个或多个靶或液滴成像器。靶成像器提供指示例如相对于靶位置 130的液滴位置的输出，并将该输出提供给液滴位置检测反馈系统， 其例如可以计算液滴位置和轨迹，从此可以基于逐个液滴或者基于平 均来计算液滴位置误差。因此，液滴位置检测反馈系统将液滴位置误 差提供为控制器1280的输入。因此，控制器1280可以例如向激光控 制系统提供激光位置、方向和定时校正信号，激光控制系统例如可用 于控制激光定时电路和/或束控制系统，来控制光束传输系统的放大光束位置和成形，从而改变腔室1200内的束焦斑的位置和/或焦点功率。

靶材递送系统115包括靶材递送控制系统，其可响应于来自控制 器1280的信号而操作，例如用以修改由内部递送机构释放的液滴的 释放点，以校正到达期望的靶位置130的液滴的误差。

另外，极紫外光系统可以包括光源检测器，其测量一个或多个 EUV光参数，包括但不限于脉冲能量、能量分布作为波长的函数、特 定波长带内的能量、特定波长带外的能量以及EUV强度的角分布和/ 或平均功率。光源检测器生成供控制器1280使用的反馈信号。例如， 反馈信号可以指示参数中的误差，所述参数比如是用于在正确的位置 和时间恰当地拦截液滴的激光脉冲的定时和焦点，以用于有效和高效 的EUV光产生。

在一些实施中，驱动激光系统105具有主振荡器/功率放大器 (MOPA)配置，其具有多级放大并且具有种子脉冲，种子脉冲由具 有低能量和例如能够进行100kHz操作的高重复率的Q开关主振荡器 (MO)发起。通过MO，例如可以使用RF泵浦的快速轴流式CO₂放大器来放大激光脉冲，以产生沿着束路径行进的放大光束110。

尽管可以使用三个光学放大器，但是在该实施中可以使用少至一 个放大器和超过三个的放大器。在一些实施中，每个CO₂放大器可以 是具有由内部反射镜折叠的10米放大器长度的RF泵浦轴流式CO₂激光立方体。

在照射点，放大光束110被用来创建具有特定特性的等离子体， 特性取决于靶材120的组分。这些特性可以包括由等离子体产生的 EUV光160的波长以及从等离子体释放的碎片的类型和量。放大光束 110蒸发靶材120，并且将蒸发的靶材加热到电子脱落(等离子体状 态)的临界温度，留下离子，离子被进一步加热，直到它们开始发射 波长在极紫外线范围内的光子。

已经描述了多种实施。然而，其他实施也在所附权利要求的范围 内。

尽管被示为线性路径，但是束路径309(图3A)可以采取任何形 式。另外，光学源305可以包括其他组件，例如透镜和/或反射镜，以 沿着路径309对光进行控向。光学放大器306(图3A)被示为单级， 然而在其他实施中，光学放大器306可以是多个放大器的链。放大器 链可以包括一个或多个前置放大器和一个或多个功率放大器级。