[發明專利]經由激光能量調制來穩定液滴-等離子體相互作用的系統和方法

有效

• 申請號: 201680047342.6
• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN108029186B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: D·里格斯;R·拉法克
• 申請（專利權）人: ASML荷蘭有限公司
• 主分類號: H05G2/00
• 分類號: H05G2/00;H05H1/42
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;呂世磊

在激光產生等離子體(LPP)極紫外(EUV)系統中，通過激光脈沖照射液滴來在室中產生等離子體。這會生成使得等離子體不穩定的力，并且使得隨后液滴隨著其接近等離子體而改變其飛行軌跡和速度。可以從所生成的EUV能量的量的振蕩檢測該不穩定性。為了通過穩定等離子體和液滴的行進來減少振蕩，使用比例?積分(PI)控制器算法來基于室中生成的EUV能量修改隨后激光脈沖的能量。通過修改隨后激光脈沖的能量，等離子體穩定，這減小了對液滴飛行的影響并穩定了所生成的EUV能量的量，從而允許等離子體室操作更長的時間間隔并且降低由激光源維持的儲備功率的量。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年8月12日提交的美國申請No.14/824,280 的權益，其內容通過引用整體并入本文。

技術領域

該非臨時美國專利申請整體涉及激光產生等離子體(LPP)極紫外(EUV)系統，并且更具體地涉及用于穩定這樣的LPP EUV系統的系統和方法。

背景技術

半導體行業繼續開發能夠打印越來越小的集成電路尺寸的光刻技術。通常將極紫外(“EUV”)光(有時也稱為軟X射線)定義為波長在10納米和120納米(nm)之間的電磁輻射，其中預計未來將使用更短的波長。EUV光刻目前通常被認為包括波長在10nm至14nm 范圍內的EUV光，并被用于在諸如硅晶片的襯底中產生非常小的特征(例如，亞32nm的特征)。為了在商業上有用，期望這些系統高度可靠，并提供成本有效的吞吐量且提供合理的工藝寬容度。

產生EUV光的方法包括但不一定限于利用EUV范圍內的一個或多個發射線將材料轉換為具有一個或多個元素(例如，氙、鋰、錫、銦、銻、碲、鋁等)的等離子體狀態。在一種通常稱為激光產生等離子體(“LPP”)的這樣的方法中，可以通過在照射部位處使用激光束照射目標材料(例如，具有期望的線發射元素的材料的液滴、流或集束)來產生所需的等離子體。線發射元素可以是純形式或合金形式(例如，在所需溫度下為液體的合金)，或者可以與諸如液體的另一材料混合或分散。

在一些現有技術的LPP系統中，液滴流中的液滴被單獨的激光脈沖照射，以從每個液滴形成等離子體。備選地，已公開了一些現有技術的系統，其中每個液滴被多于一個的光脈沖依次照射。在一些情況下，每個液滴可以被暴露于所謂的“預脈沖”來將目標材料加熱、膨脹、氣化、蒸發和/或電離和/或生成弱等離子體，隨后是所謂的“主脈沖”來生成強等離子體，并將大部分或所有預脈沖影響的材料轉換成等離子體，并且從而產生EUV光發射。可以理解，可以使用多于一個的預脈沖，并且可以使用多于一個的主脈沖，并且預脈沖和主脈沖的功能可以在一定程度上重疊。

由于LPP系統中的EUV輸出功率通常與照射目標材料的驅動激光功率成比例，所以在一些情況下，也可以認為期望采用包括相對低功率的振蕩器或“種子激光器”以及用于放大來自種子激光器的激光脈沖的一個或多個放大器的布置。使用大型放大器允許使用低功率的、穩定的種子激光器，而同時仍然提供在LPP工藝中使用的相對較高的功率脈沖。

現有技術中已知并使用的系統通常為預期在理想條件下產生最大量的EUV能量的主脈沖設置固定的脈沖寬度。然后通過RF發生器來調節施加到放大器的驅動激光射頻(RF)泵浦功率，RF發生器使用脈寬調制(PWM)來調節占空比(生成RF功率的操作時間的一部分)，以獲得最大量或期望量的EUV能量。但是，與系統的操作相比，該方法相對較慢。激光功率只可以從一個脈沖到下一個脈沖少量地改變，并且因此當占空比改變時，系統通常采用多個脈沖來改變輸出。

發明內容