用于辐射源的光学系统和方法与流程

本发明涉及用于辐射源的光学系统和方法，特别是用于将第一激光脉冲和第二激光脉冲沿光轴引导到目标以从所述目标产生极紫外辐射的光学系统。该光学系统适合用作euv辐射源和/或光刻系统的部分。

背景技术：

1、光刻设备是构造成将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如制造集成电路(ic)。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如掩模)处的图案投影到设置于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

2、为了将图案投影于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长确定可以形成于衬底上的特征的最小尺寸。相比于可以例如使用波长为193nm的辐射的光刻设备，使用波长在4-20nm的范围内(例如6.7nm或13.5nm)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、一种可以用于产生euv辐射的系统是激光产生等离子体(lpp)系统，所述激光产生等离子体系统涉及使用激光经由激光束将能量沉积到燃料材料中。将激光能量沉积到燃料材料中会产生等离子体。在电子与等离子体的离子的去激发和再结合的过程中，从等离子体发射euv辐射。

4、wo2012069898公开了一种lpp系统，所述lpp系统使用两个激光束(主脉冲激光束和预脉冲激光束)，以从燃料材料产生euv辐射。束整形单元被设置在主脉冲激光束的束路径上，以用于将主脉冲激光束转化成中空激光束。第一聚焦光学元件设置在束整形单元的下游，以用于聚焦中空激光束。设置第二聚焦光学元件以用于聚焦预脉冲激光束，使得预脉冲激光束和中空的主脉冲激光束在朝向燃料材料的相同方向上行进。主脉冲激光束的束整形和预脉冲激光束的聚焦发生在不同的垂直的光轴上。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种改进从lpp系统产生euv辐射的光学系统。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种用于将第一激光脉冲和第二激光脉冲沿光轴引导到目标以从所述目标产生极紫外辐射的光学系统。所述光学系统包括第一光学部件，所述第一光学部件被配置为重新分配所述第一激光脉冲以形成具有中空区域的经整形的激光脉冲，以及第二光学部件，所述第二光学部件被配置为将所述经整形的激光脉冲朝向所述目标聚焦。所述光学系统包括第三光学部件，所述第三光学部件被配置为将所述第二激光脉冲朝向所述经整形的激光脉冲的所述中空区域内的所述目标聚焦，其中所述第一光学部件、所述第二光学部件和所述第三光学部件同轴地布置在所述光轴上。

3、与重新整形沿不同轴线的第一激光脉冲和第二激光脉冲的光学系统相比，根据本公开的光学系统有利地有益于增加转化效率。转化效率的增加至少部分地是由于在经整形的第一激光脉冲和经聚焦的第二激光脉冲之间存在可忽略的角度(或零角度)，在经整形的第一激光脉冲和光学系统的光轴之间存在可忽略的角度(或零角度)，以及在经聚焦的第二激光脉冲和光学系统的光轴之间存在可忽略的角度(或零角度)。此外，由于与已知的光学系统相比，用于第一激光脉冲和第二激光脉冲的数值孔径增加，所以进一步改善了转化效率。此外，由于第一脉冲和第二脉冲共享同一平面，所以进一步改善了转化效率。

4、与第一激光脉冲和第二激光脉冲占据沿光轴的相同区域的已知光学系统相比，根据本公开的光学系统有利地有益于降低包括在所述光学系统中的光学部件上的热负载(以及相关的损坏风险)。这是因为第一激光脉冲和第二激光脉冲可以与不同的光学元件和/或光学元件的不同部分相互作用，而不是与相同光学元件的相同部分相互作用。此外，与使第一激光脉冲和第二激光脉冲占据沿光轴的相同区域的已知光学系统相比，本文公开的光学系统的光学效率被提高，因为不同的光学部件(例如，不同光学元件和/或相同光学元件的不同部分)可以被定制为与第一激光脉冲和第二激光脉冲(所述第一激光脉冲和所述第二激光脉冲可以包括不同的特性，例如波长、功率等)相互作用。

5、与在已知的euv辐射源中使用的已知光学系统相比，根据本公开的光学系统有利地有益于增加第一激光脉冲和第二激光脉冲在目标处的空间轮廓的稳定性和再现性。这是因为与在已知的euv辐射源中使用的已知的光学系统相比，同轴地布置使得第一激光脉冲和第二激光脉冲在目标处的空间轮廓的分布更加均匀。此外，重新分配第一激光脉冲的空间轮廓确保了第一激光脉冲的能量被保留而不是至少部分地损失。此外，光学部件的同轴地布置提供了包括易于修理和/或更换光学部件的紧凑设计。

6、措辞“第一”和“第二”等仅用于标识不同的特征，并不表示时间或空间顺序。第一激光脉冲可以在第二激光脉冲入射到目标上之后入射到目标。

7、多个光学部件可以包括反射型光学部件。多个光学部件可以包括透射型光学部件。

8、第一激光脉冲和第二激光脉冲可以包括不同的波长。

9、目标可以是燃料(例如锡)的液滴。

10、第二激光脉冲可以被配置为改变目标的形状。例如，第二激光脉冲可以被配置为将目标从液滴形状改变为饼状形状。

11、第二激光脉冲可以包括约1030nm的波长。

12、第一激光脉冲可以被配置为使目标发射极紫外辐射。例如，第一激光脉冲可以将目标转化为发射极紫外辐射的等离子体。

13、第一激光脉冲可以包括约10.6μm的波长。

14、第一光学部件和第三光学部件可以位于单个光学元件的不同表面上。

15、与已知的光学系统相比，这种布置有利地减少了光学元件的数量，从而降低了成本和复杂性，同时与已知的光学系统相比简化了维修和更换。

16、第一光学部件可以形成在单个光学元件的前侧上。第三光学部件可以形成在单个光学元件的背侧上。

17、光学系统可以包括辐射收集器，所述辐射收集器被配置为接收由目标发射的极紫外辐射。辐射接收器可以包括同轴地布置在光轴上的孔。第二光学部件和所述第三光学部件可以被配置为将经整形的激光脉冲和第二激光脉冲聚焦通过孔。

18、与沿不同的轴线形成经整形的激光脉冲和第二激光脉冲和/或使收集器孔离轴定位的已知光学系统相比，具有与经整形的激光脉冲、第二激光脉冲和目标同轴的收集器孔有利地增加了光学系统的转化效率(当产生euv辐射时的转化效率)。

19、第二光学部件可以被配置为仅与经整形的激光脉冲相互作用。第三光学部件可以被配置为仅与第二激光脉冲相互作用。

20、这种布置有利地使得光学部件能够被定制为适于第一脉冲和第二脉冲的不同特性(例如波长)。

21、第二光学部件可以包括同轴地布置在光轴上的开口。

22、与已知的光学系统相比，这种布置有利地提供了更紧凑的系统。

23、第三光学部件可以被配置为将第三激光脉冲沿光轴聚焦到经整形的激光脉冲的中空区域内的目标。第三激光脉冲可以包括与第一激光脉冲和第二激光脉冲不同的波长。

24、第三激光脉冲可以在第一激光脉冲之后且在第二激光脉冲之前入射到目标上。

25、第三激光脉冲可以被配置为使目标准备接收第二激光脉冲。例如，第三激光脉冲可以被配置为雾化目标(即，将饼状液滴转化为许多小颗粒，类似于气态)，以准备接收第一激光脉冲以用于产生euv辐射。第三激光脉冲可以用于增加目标对第一激光脉冲的吸收度。

26、第三激光脉冲可以具有约1064nm的波长。

27、根据本公开的第二方面，提供了一种包括第一方面的光学系统的极紫外辐射源。

28、根据本公开的第三方面，提供了一种光刻系统，所述光刻系统包括第二方面的极紫外辐射源。

29、根据本公开的第四方面，提供了一种将第一激光脉冲和第二激光脉冲沿光轴引导到目标以从所述目标产生极紫外辐射的方法。该方法包括使用第一光学部件来重新分配第一激光脉冲以形成具有中空区域的经整形的激光脉冲，并使用第二光学部件将经整形的激光脉冲朝向目标聚焦。该方法还包括使用第三光学部件将第二激光脉冲朝向经整形的激光脉冲的中空区域内的目标聚焦。该方法还包括将第一光学部件、第二光学部件和第三光学部件同轴地布置在光轴上。

30、第一激光脉冲和第二激光脉冲可以包括不同波长的辐射。

31、该方法可以包括将第一光学部件和第三光学部件定位在单个光学元件的不同表面上。

32、该方法可以包括将第一光学部件定位在单个光学元件的前侧上，并将第三光学部件定位于单个光学元件背侧上。

33、该方法可以包括使用辐射收集器来接收由目标发射的极紫外辐射。该方法可以包括将辐射收集器的孔同轴地布置在光轴上。该方法可以包括使用第二光学部件和第三光学部件将经整形的激光脉冲和第二激光脉冲聚焦通过孔。

34、该方法可以包括使用第二光学部件仅与经整形的激光脉冲相互作用。该方法可以包括使用第三光学部件仅与第二激光脉冲相互作用。该方法可以包括在第二光学部件中设置开口，并将该开口同轴地布置在光轴上。该方法可以包括使用第三光学部件将第三激光脉冲沿光轴聚焦到经整形的脉冲的中空区域内的目标。第三激光脉冲可以包括与第一激光脉冲和第二激光脉冲不同的波长。

35、根据本公开的第五方面，提供了一种将经图案化的辐射束投影到衬底上的方法，所述方法包括使用第四方面的方法来产生极紫外辐射。