TW202105069A

TW202105069A - 雷射聚焦模組

Info

Publication number: TW202105069A
Application number: TW109111559A
Authority: TW
Inventors: 洛德安東尼斯凱薩琳娜瑪利亞畢瑞恩斯; 袁佳躍; 尼可喬漢那安東尼斯哈伯特斯伯能; 馬丁安東蘭伯特; 安迪亞司克里斯蒂安霍普夫; 史蒂芬皮耶勒; 多加梅赫梅特艾爾金; 史蒂芬麥可布諾包默爾; 德克珍威弗瑞德克朗德; 瑪尼夏瑞真; 法蘭克伯哈德史皮林; 安德瑞瑟吉維奇特奇科夫; 賈斯柏懷特
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司; 德商創浦半導體製造雷射系統公司
Priority date: 2019-04-04
Filing date: 2020-04-06
Publication date: 2021-02-01
Also published as: CN114008528A; CN114008528B; KR20220022472A; WO2020201530A1; US20220206397A1; US12007693B2; TWI891630B; EP3949691A1

Abstract

本發明描述一種供用於一EUV輻射源中之雷射聚焦系統，該雷射聚焦系統包含： - 一第一曲面鏡面，其經組態以自一光束遞送系統接收一雷射光束且產生一第一經反射雷射光束； - 一第二曲面鏡面，其經組態以接收該第一經反射雷射光束且產生一第二經反射雷射光束，其中該雷射聚焦系統經組態以將該第二經反射雷射光束聚焦至該EUV輻射源之一容器中的一目標部位。

Description

雷射聚焦模組

本發明係關於一種如可應用於EUV輻射源中之雷射聚焦系統。本發明進一步係關於一種包含雷射聚焦系統之EUV輻射源。

微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於例如積體電路(IC)的製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地稱為遮罩或倍縮光罩)可用於產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。此圖案可經轉印至基板(例如矽晶圓)上之目標部分(例如包含一個或若干個晶粒之部分)上。圖案通常經由成像至設置於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行轉印。一般而言，單個基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分的網路。

微影被廣泛地視為係在IC及其他器件及/或結構之製造中的關鍵步驟中之一者。然而，隨著使用微影所製造之特徵的尺寸變得愈來愈小，微影正變成用於使得能夠製造小型IC或其他器件及/或結構之更具決定性的因素。

圖案印刷極限之理論估計可藉由瑞立(Rayleigh)解析度準則給出，如方程式(1)所展示：

其中λ為所使用輻射之波長，NA為用於印刷圖案之投影系統的數值孔徑，k₁ 為程序相依性調整因子(亦稱為瑞立常數)，且CD為所印刷特徵之特徵大小(或臨界尺寸)。由方程式(1)可知，可利用以下三種方式獲得特徵之最小可印刷大小的縮減：藉由縮短曝光波長λ、藉由增加數值孔徑NA或藉由減小k₁ 之值。

為縮短曝光波長且因此縮減最小可印刷大小，已提出使用極紫外線(EUV)輻射源。EUV輻射為具有在5 nm至20 nm之範圍內(例如在13 nm至14 nm的範圍內)之波長的電磁輻射。已進一步提出可使用具有小於10 nm (例如在5 nm至10 nm之範圍內，諸如6.7 nm或6.8 nm)之波長的EUV輻射。可能的源包括雷射產生電漿(LPP)源，但其他類型之源亦為可能的。

用於EUV微影之LPP源之發展的當前進展之實例描述於Benjamin Szu-Min Lin、David Brandt、Nigel Farrar的論文「High power LPP EUV source system development status」，SPIE Proceedings第7520卷，Lithography Asia 2009，2009年12月(SPIE數位庫參考DOI：10.1117/12.839488)中。在微影裝置中，源裝置通常將含於其自身的真空殼體內，同時提供小出口孔徑以將EUV輻射光束耦合至將使用輻射之光學系統中。

為適用於微影之高解析度圖案化，當EUV輻射光束到達倍縮光罩時，必須調節該EUV輻射光束以獲得諸如強度及角分佈之均一性的所要參數。照明系統之實例描述於美國專利申請公開案第US 2005/0274897A1號(Carl Zeiss/ASML)及第US 2011/0063598A號(Carl Zeiss)中。實例系統包括「蠅眼」照明器，該照明器將EUV源之高度非均勻強度輪廓轉變為更均勻且可控制的源。

為在LPP輻射源中產生EUV輻射，使用雷射或雷射系統來輻照目標，諸如Sn液滴。特定而言，此LPP輻射源可包含一或多個雷射，該一或多個雷射用於運用一或多個預脈衝及主脈衝來輻照目標以轉化該目標且產生EUV輻射。

通常，此雷射或雷射系統包含雷射聚焦系統，該雷射聚焦系統經組態以將例如預脈衝雷射光束或主脈衝雷射光束之雷射光束聚焦至LPP輻射源或EUV源之容器內部的目標部位上。此雷射聚焦系統之已知配置可能非常龐大，且可產生聚焦雷射光束，該聚焦雷射光束不具有用於輻照目標且因此將目標有效地轉化為EUV輻射之所要光學屬性。

本發明之實施例的態樣旨在提供一種供用於一EUV輻射源中之替代雷射聚焦系統。

根據本發明之一態樣，提供一種供用於一EUV輻射源中之雷射聚焦系統，該雷射聚焦系統包含： - 一第一曲面鏡面，其經組態以自一光束遞送系統接收一雷射光束且產生一第一經反射雷射光束； - 一第二曲面鏡面，其經組態以接收該第一經反射雷射光束且產生一第二經反射雷射光束，其中該雷射聚焦系統經組態以將該第二經反射雷射光束聚焦至該EUV輻射源之一容器中的一目標部位。

根據本發明之另一態樣，提供一種雷射源，其包含根據本發明之一雷射聚焦系統。

根據本發明之又一態樣，提供一種EUV輻射源，其包含根據本發明之一雷射源。

根據本發明之又一態樣，提供一種微影裝置，其包含根據本發明之一EUV輻射源。

本發明之此等態樣及其各種視情況選用之特徵及實施方式將由熟習此項技術的讀者根據對以下實例之描述來理解。

圖1示意性地描繪根據本發明之實施例的微影系統100，該微影系統包含微影裝置及EUV輻射源，該EUV輻射源經組態以用於產生EUV輻射，例如EUV輻射光束。在如所展示之實施例中，EUV輻射源包含源收集器模組SO。在如所展示之實施例中，微影掃描裝置包含：照明系統(照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如EUV輻射)；支撐結構(例如遮罩台) MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如遮罩或倍縮光罩) MA且連接至經組態以準確地定位圖案化器件之第一定位器PM；基板台(例如晶圓台) WT，其經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓) W且連接至經組態以準確地定位基板之第二定位器PW；及投影系統(例如反射投影系統) PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如包含一或多個晶粒)上。

照明系統IL可包括用於導引、塑形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件或其任何組合。

支撐結構MT以視圖案化器件MA之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如(例如)圖案化器件是否經固持於真空環境中)而定的方式來固持該圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構可為例如框架或台，其可視需要而固定或可移動。支撐結構可確保圖案化器件例如相對於投影系統處於所要位置處。

術語「圖案化器件」應被廣泛地解釋為係指可用於在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中形成圖案的任何器件。經賦予至輻射光束之圖案可對應於目標部分中形成之器件(諸如積體電路)中的特定功能層。

圖案化器件可為透射型或反射型。圖案化器件之實例包括遮罩、可程式規劃鏡面陣列及可程式規劃LCD面板。遮罩在微影中為熟知的，且包括諸如二元、交變相移及衰減式相移之遮罩類型以及各種混合遮罩類型。可程式規劃鏡面陣列之實例採用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。

投影系統(比如照明系統)可包括如適於所使用之曝光輻射或適於諸如使用真空的其他因素之各種類型的光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。可能需要將真空用於EUV輻射，此係由於其他氣體可吸收過多輻射。因此，可憑藉真空壁及真空泵將真空環境提供至整個光束路徑。

如此處所描繪，裝置屬於反射類型(例如採用反射遮罩)。

微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或更多個基板台(及/或兩個或更多個遮罩台)之類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。

參考圖1，照明器IL自EUV輻射源之源收集器模組SO接收極紫外線輻射光束。用以產生EUV光之方法包括但未必限於運用在EUV範圍內之一或多個發射譜線將材料轉化為具有至少一種元素(例如氙、鋰或錫)的電漿狀態。在一種此方法(通常稱為雷射產生電漿「LPP」)中，可藉由運用雷射光束來輻照燃料(諸如具有所需譜線發射元素之材料液滴、串流或叢集)，從而產生所需電漿。源收集器模組SO可為包括雷射(圖1中未展示)之EUV輻射系統的部分，該雷射用於提供激發燃料之雷射光束。所得電漿發射輸出輻射(例如EUV輻射)，該輸出輻射係使用安置於源收集器模組中之輻射收集器來收集。舉例而言，當使用CO₂ 雷射來提供用於燃料激發之雷射光束時，雷射與EUV輻射源可為單獨實體。

在此類情況下，不將雷射視為形成微影系統之部分，且輻射光束憑藉包含例如合適的導引鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統而自雷射傳遞至源收集器模組。在其他情況下，例如當源為放電產生電漿EUV產生器(通常稱為DPP源)時，源可為源收集器模組之整體部分。

照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器。一般而言，可調整照明器之光瞳平面中的強度分佈之至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱為σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如琢面化場鏡面器件及琢面化光瞳鏡面器件。照明器可用於調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均勻性及強度分佈。

輻射光束B入射於固持在支撐結構(例如遮罩台) MT上之圖案化器件(例如遮罩) MA上，且藉由圖案化器件圖案化。在自圖案化器件(例如遮罩) MA反射之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，該投影系統將光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器PS2 (例如干涉器件、線性編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT，例如以便將不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器PS1可用於相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件(例如遮罩) MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如遮罩) MA及基板W。

所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中： 1. 在步進模式下，使支撐結構(例如遮罩台) MT及基板台WT保持基本上靜止，同時將賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上(亦即，單次靜態曝光)。隨後使基板台WT在X及/或Y方向上移位，以使得可曝光不同目標部分C。 2. 在掃描模式下，同步地掃描支撐結構(例如遮罩台) MT及基板台WT，同時將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構(例如遮罩台) MT之速度及方向。 3. 在另一模式下，在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如遮罩台) MT保持基本上靜止，從而固持可程式規劃圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式下，一般採用脈衝式輻射源，且在基板台WT的每次移動之後或在掃描期間之順次輻射脈衝之間視需要來更新可程式規劃圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式規劃圖案化器件(諸如如上文所提及之類型的可程式規劃鏡面陣列)之無遮罩微影。

亦可採用對上文所描述之使用模式之組合及/或變體或完全不同的使用模式。待說明之實施例涉及掃描，如在剛才提及之模式2及3下。

儘管在本文中可具體地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之引導及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。熟習此項技術者將瞭解，在此類替代應用之內容背景中，可將本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用視為分別與更一般術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且使經曝光抗蝕劑顯影之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。在適用之情況下，可將本文中之揭示內容應用於此類及其他基板處理工具。此外，可將基板處理多於一次，例如以便形成多層IC，以使得本文中所使用之術語基板亦可指已含有多個經處理層之基板。

圖2更詳細地展示系統100，其包括：EUV輻射源，該EUV輻射源包含源收集器模組SO；及微影掃描裝置，該微影掃描裝置包含照明系統IL及投影系統PS。EUV輻射源之源收集器模組SO經建構且經配置為使得可在源收集器模組SO之圍封結構220中維持真空環境。系統IL及PS同樣含於其自身之真空環境內。可藉由雷射產生LPP電漿源形成EUV輻射發射電漿210。源收集器模組SO之功能為自電漿210遞送EUV輻射光束20以使得其聚焦於虛擬源點中。虛擬源點通常稱為中間焦點(IF)，且源收集器模組經配置為使得中間焦點IF位於圍封結構220中之孔徑221處或附近。虛擬源點IF為輻射發射電漿210之影像。

自中間焦點IF處之孔徑221，輻射橫穿照明系統IL，該照明系統IL在此實例中包括琢面化場鏡面器件22及琢面化光瞳鏡面器件24。此等器件形成所謂的「蠅眼」照明器，該照明器經配置以在圖案化器件MA處提供輻射光束21之所要角分佈及在圖案化器件MA處提供輻射強度之所要均勻性。在由支撐結構(遮罩台) MT固持之圖案化器件MA處反射光束21後，形成經圖案化光束26，且藉由投影系統PS經由反射元件28、30將經圖案化光束26成像至由晶圓載物台或基板台WT固持的基板W上。

各系統IL及PS配置於其自身的真空或近真空環境內，該環境由類似於圍封結構220之圍封結構界定。在照明系統IL及投影系統PS中一般可存在比所展示的更多的元件。此外，可存在比諸圖中所展示之鏡面更多的鏡面。舉例而言，除圖2所展示之反射元件以外，在照明系統IL及/或投影系統PS中亦可存在一至六個額外反射元件。上文所提及之美國專利申請公開案例如展示照明系統中之三個額外元件。

在更詳細地考慮源收集器模組SO的情況下，包含雷射223之雷射能源經配置以將雷射能量224沈積至諸如氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)的燃料中，從而形成具有數十eV之電子溫度的高度離子化電漿210。可運用例如Tb及Gd之其他燃料材料產生更高能量之EUV輻射。在此等離子之去激發及再結合期間產生之高能輻射自電漿發射、由近正入射收集器CO收集且聚焦於孔徑221上。電漿210及孔徑221分別位於收集器或收集器鏡面CO之第一焦點及第二焦點處。

為遞送燃料(其為例如液體錫)，液滴產生器226經配置於圍封體220內，經配置以朝向電漿210之所要部位激發液滴的高頻串流228。在操作中，與液滴產生器226之操作同步地遞送雷射能量224，從而遞送輻射脈衝以使各燃料液滴變為電漿210。液滴之遞送頻率可為幾千赫茲，例如50 kHz。實務上，利用至少兩個脈衝來遞送雷射能量224：在具有有限能量的預脈衝到達電漿部位之前將該預脈衝遞送至液滴，以便使燃料材料汽化為小雲狀物，且隨後將雷射能量224之主脈衝遞送至所要部位處的雲狀物，以產生電漿210。截留器230設置於圍封結構220之相對側上，以捕捉不論出於何種原因而未變為電漿之燃料。

儘管此處未說明，但在典型裝置中存在源收集器模組及微影裝置中之大量額外組件。此等組件包括用於減小或減輕經圍封真空內之污染效應的配置，例如以防止燃料材料之沈積物損害或削弱收集器或收集器鏡面CO及其他光學器件的效能。另外，一或多個光譜純度濾光器將包括於源收集器模組SO及/或照明系統IL中。除UV輻射之所要波長以外，此等濾光器亦用於儘可能多地消除由雷射及/或電漿210產生的具有非所需波長之輻射。光譜純度濾光器可定位在虛擬源點附近或定位於收集器與虛擬源點之間的任何點處。濾光器可置放於輻射路徑中之其他部位處，例如虛擬源點IF下游。可部署多個濾光器。熟習此項技術者熟悉對此等措施之需求及可實施該等措施之方式，且出於本發明之目的而不需要其他細節。

更詳細地參考來自圖2之雷射223，所呈現實施例中之雷射屬於主控振盪器功率放大器(MOPA)類型。此主控振盪器功率放大器類型由在圖式中標記為MO之「主」雷射或「種子」雷射組成，隨後為功率放大器(PA)。提供光束遞送系統240以將雷射能量224遞送至模組SO中。實務上，雷射能量之預脈衝元素將由圖式中未單獨展示之單獨雷射遞送。雷射223、燃料源(亦即，液滴產生器) 226及其他組件可例如受源控制模組242控制。

如一般熟習此項技術者將知曉，可界定參考軸X、Y及Z以用於量測及描述裝置之幾何形狀及行為、裝置之各種組件及輻射光束20、21、26。在裝置之各部分處，可界定X、Y及Z軸之局域參考座標系。Z軸在系統中之給定點處與方向光軸O大致地重合，且一般垂直於圖案化器件(倍縮光罩) MA之平面且垂直於基板W之平面。在源收集器模組中，X軸與燃料串流(下文所描述之228)之方向大致地重合，而Y軸與燃料串流之方向正交，從而指向頁面之外，如圖2中所指示。另一方面，在固持倍縮光罩MA之支撐結構MT附近，X軸大體上橫向於與Y軸對準之掃描方向。出於方便起見，在示意圖2之此區域中，X軸指向頁面之外，再次如所標記。此等指定在此項技術中為習知的，且在本文中將出於方便起見而予以採用。原則上，可選擇任何參考座標系來描述裝置及其行為。

稍微更詳細地參考照明系統，琢面化場鏡面器件22包含個別琢面之陣列，以使得將EUV輻射光束20劃分為數個子光束，該等子光束中之一者在圖式中標記為260。導引各子光束朝向琢面化光瞳鏡面器件24上之個別琢面。光瞳鏡面器件24之琢面經配置以將其個別子光束導引至作為圖案化器件MA之狹縫形區域的目標上。當自源收集器模組到達之照明在其角分佈上高度非均勻時，劃分為子光束260及組合為單個光束21經設計以在狹縫區域內形成高度均勻之照明。如亦已知，器件22及/或器件24之琢面可為可操縱的及/或可遮蔽的，以便實施不同照明模式。經由調節及遮蔽模組262將經調節EUV輻射光束21遞送至圖案化器件MA。此模組包括亦稱為倍縮光罩型遮罩(reticle mask，REMA)之遮蔽單元，該遮蔽單元可具有在X及Y方向上限定照明狹縫之範圍的可移動葉片。通常，如在EUV型微影裝置中應用之照明狹縫可為彎曲的。在REMA前方亦可為照明均勻性校正模組(UNICOM)。

為在基板W上曝光目標部分C，在基板台WT上產生輻射脈衝，且經遮蔽台MT執行同步移動266、268以經由照明狹縫掃描圖案化器件MA上之圖案。

包括REMA及UNICOM功能之照明系統的實例描述於美國專利申請公開案第2005/0274897A1號及第2011/0063598A號中。

在源控制器242中應用許多措施。此類措施包括監測以確保虛擬源點IF在源收集器模組SO之出口處與孔徑221對準。在基於LPP源之系統中，對準之控制一般藉由控制電漿210之部位而非藉由移動收集器光學器件CO來達成。收集器光學器件、出口孔徑221及照明器IL在設定程序期間準確地對準，以使得孔徑221位於收集器光學器件之第二焦點處。然而，由源光學器件之出口處的EUV輻射形成之虛擬源點IF的確切部位取決於電漿210相對於收集器光學器件之第一焦點的確切部位。為足夠準確地固定此部位以維持充足對準一般需要主動監測及控制。

出於此目的，藉由控制燃料注入且亦例如控制自雷射對脈衝供能之時序，源控制模組(控制器) 242在此實例中控制電漿210 (EUV輻射源)之部位。在典型實例中，雷射輻射224之供能脈衝以50 kHz (週期20 μs)之速率遞送，且以比如20 ms至20秒的任何持續時間連續發射。各主雷射脈衝之持續時間可為約1 μs，而所得EUV輻射脈衝可持續約2 μs。藉由適當控制，維持使EUV輻射光束藉由收集器CO精確地聚焦於孔徑221上。若未達成此情形，則光束之全部或部分將照射於圍封結構之包圍材料上。

向源控制模組242供應來自一或多個感測器陣列(未展示)之監測資料，該等感測器提供關於電漿的部位之資訊的第一回饋路徑。感測器可屬於例如上文所提及之美國專利申請公開案第2005/0274897A1號中所描述的各種類型。感測器可位於沿輻射光束路徑之多於一個位置處。僅出於實例起見，該等感測器可例如位於場鏡面器件22周圍及/或後方。剛才描述之感測器信號可用於控制照明器IL及投影系統PS之光學系統。經由回饋路徑，該等感測器亦可用於輔助源收集器模組SO之控制模組242以調整EUV電漿源210之強度及位置。可處理感測器信號例如以判定虛擬源IF之所觀測到的部位，且外推此部位以間接地判定EUV源之部位。如由感測器信號所指示，若虛擬源部位漂移，則藉由控制模組242應用校正以在孔徑221中使光束再次居中。

額外傳感器及回饋路徑可一般設置於源收集器模組SO自身中，而非完全依賴於來自照明器感測器之信號，以提供對輻射源之更快速、直接及/或獨立的控制。此類感測器可包括例如監測電漿之部位的一或多個攝影機。以此方式，在孔徑221中維持部位光束20，且避免對設備之損壞，且維持輻射之高效使用。

如上文參考圖1及圖2所描述之EUV輻射系統通常將包括用於提供激發燃料(例如錫(Sn)液滴)之雷射光束的雷射或雷射系統(圖1中未展示)。通常，雷射或雷射系統經組態以在至少兩個脈衝內遞送雷射能量：在具有受限能量之預脈衝到達電漿部位之前將該預脈衝傳遞至液滴，以便將燃料材料汽化為小雲狀物。雷射能量之主脈衝隨後經傳遞至所要部位處的雲狀物，以產生電漿。所得電漿發射輸出輻射(例如EUV輻射)，該輸出輻射係使用安置於源收集器模組中之輻射收集器來收集。

一般而言，例如當CO₂ 雷射用以提供用於燃料激發之雷射光束時，雷射系統及EUV輻射源可為分離實體。

在此配置中，雷射系統可例如包含經組態以產生雷射光束或光束之雷射源、經組態以將所產生雷射光束自雷射朝向EUV輻射源引導或導引的視情況選用之雷射光束遞送系統，及經組態以將雷射光束聚焦至EUV輻射源之容器內部的目標(例如錫液滴)上之雷射聚焦系統。

本發明提供一種可應用於此雷射系統中之雷射聚焦系統。

圖3示意性地展示雷射系統300，該雷射系統300包含經組態以產生雷射光束315之雷射或雷射源310。此雷射或雷射源310可例如包含用於產生雷射光束315之種子雷射及一或多個功率放大器。雷射系統300進一步包含經組態以引導或導引雷射光束315朝向所要部位之光束遞送系統320。在如所展示之實施例中，雷射系統300進一步包含根據本發明之實施例的雷射聚焦系統330。應注意，雷射聚焦系統330亦可用以引導或導引雷射光束朝向所要部位，如將在下文更詳細地解釋。

在如所展示之實施例中，雷射聚焦系統330包含第一曲面鏡面330.1，該第一曲面鏡面經組態以自光束遞送系統320接收雷射光束315且產生第一經反射雷射光束316。雷射聚焦系統330進一步包含第二曲面鏡面330.2，該第二曲面鏡面經組態以接收第一經反射雷射光束316且產生第二經反射雷射光束317。在如所展示之實施例中，雷射聚焦系統330經組態以將第二經反射雷射光束317聚焦至目標部位340上。圖3示意性地展示如經配置於EUV輻射源或源收集器模組360之容器或圍封體350內部的目標部位340。可因此將此圍封體350與如圖2中所展示之源收集器模組SO的圍封體220進行比較。

與如圖2中所展示之配置相反，根據本發明之實施例的雷射聚焦系統330以使得第二經反射雷射光束317具有實質上平行於水平平面之光軸370的方式來配置。在本發明之實施例中，雷射聚焦系統因此以使得聚焦於EUV輻射源中的液滴目標上之雷射光束317具有實質上水平(亦即，實質上平行於所指示Y方向)的光軸之方式來組態。在本發明之含義內，實質上水平係指相對於水平平面小於或等於25度(較佳地小於20度)之角度。雷射聚焦系統(諸如系統330)之應用使得能夠將第二經反射雷射光束317配置為實質上平行於如自光束遞送系統接收到的雷射光束315。在本發明之含義內，兩個雷射光束可經組態以在雷射光束之間的定向差小於25度(較佳地小於20度)時實質上平行。在雷射光束315具有實質上水平的定向之情況下，聚焦於液滴目標上之雷射光束317的光軸因此相對於縱軸(亦即，所指示Z軸)處於大於65度之角度。如熟習此項技術者將瞭解，對聚焦於目標上之雷射光束317的光軸之角度的選擇亦影響下游所產生EUV光之光軸。特定而言，如例如自圖2中所展示的配置顯而易見，所產生EUV輻射光束之光軸O通常將在與聚焦於目標液滴上之雷射光束之光軸224相同的方向上。通常，如圖3中所說明，聚焦於液滴目標(一般而言為燃料目標)上之雷射光束將經由收集器鏡面(例如圖3中所展示之鏡面380或圖2中所展示之鏡面CO)中的中心開口來輻照目標，該鏡面將所產生EUV輻射實質上沿與聚焦於燃料目標上之雷射光束相同的光軸聚焦。如此，根據本發明之雷射聚焦系統使得能夠沿實質上水平的軸產生EUV輻射光束，然而，在用於微影裝置中之已知EUV輻射源設計中，EUV輻射光束之光軸O (例如應用於圖2中所展示的照明系統IL之EUV輻射光束的角度)相對於水平平面處於相對較大的角度。本發明者已觀測到，應用相對較大的角度有害地影響下游照明系統IL及投影系統PS之設計選項。已設想，應用所產生EUV輻射光束之相對較小的角度使得能夠以較少組件來設計在EUV輻射源下游的光學系統。作為如圖3中所展示之配置的替代方案，藉此第二經反射雷射光束317具有實質上平行於水平平面之光軸370，雷射聚焦系統可經組態以使得第二經反射雷射光束317之光軸370與水平平面之間的角度在50度與75度之間。

可進一步指出，與如應用於EUV輻射源中之雷射聚焦系統的典型或已知設計相比，根據本發明之雷射聚焦系統亦產生改進的光學設計。如可例如自圖3所見，根據本發明之雷射聚焦系統應用曲面鏡面330.2作為最終光學元件，該曲面鏡面330.2將雷射光束317導引至燃料目標上或導引雷射光束317朝向目標部位340。在已知雷射聚焦系統中，通常應用平坦鏡面作為最終光學元件。此已知配置之實例示意性地展示於圖4中。如示意性地展示於圖4中之雷射聚焦系統400包含曲面鏡面400.1，其經組態以接收雷射光束401且朝向第二曲面鏡面400.2反射雷射光束401，該第二曲面鏡面朝向平坦的第三鏡面400.3反射雷射光束；第三平坦鏡面400.3沿實質上豎直的光軸403朝向焦點402聚焦雷射光束。本發明者已觀測到，已知設計可能受到以下缺點中之一或多者限制：平坦的第三鏡面400.3可歸因於該鏡面之變形而在系統之像差中產生實質性貢獻，諸如像散。由於平坦的第三鏡面上之入射角視入射部位而定，因此該入射角亦可導致延遲。此外，因為平坦的第三鏡面相對較接近於焦點402，且因此接近於電漿產生部位，且其定向接近水平，所以該平坦的第三鏡面可能更易受污染或劣化(例如塗佈或光學表面品質劣化)影響。

根據本發明，提供一種去除或減輕此等缺點之雷射聚焦系統。在本發明之實施例中，將雷射光束317聚焦至目標或目標部位上之最終鏡面330.2因此為曲面鏡面，而非平坦鏡面。可應用於本發明中之此類鏡面的實例包括球形鏡面、抛物面或拋物線型鏡面、橢圓形鏡面、軸對稱鏡面或自由形態(freeform)鏡面。根據本發明，沿聚焦於目標部位上之雷射光束的光學路徑之倒數第二鏡面330.1亦為曲面鏡面。在實施例中，該鏡面經組態以使所接收雷射光束(例如自雷射源或光束遞送系統接收到之雷射光束)發散。藉由應用使所接收雷射光束發散之發散鏡面作為倒數第二鏡面，聚焦於目標部位上之雷射光束317可經組態以具有相對較大的數值孔徑(NA)，而同時相對遠離目標部位340。或換言之，在鏡面330.1不係發散鏡面而係平坦鏡面的情況下，衝擊第二鏡面330.2之光束316的橫截面將較小，以便到達具有相對較大的NA之聚焦雷射光束317處，鏡面330.2將必須相對接近於目標部位340。使第二鏡面330.2與目標部位340相距相對較大的距離提供減輕該鏡面之污染風險的優點，該污染例如由衝擊燃料目標之聚焦雷射光束317導致。如此，相較於現有技術雷射聚焦系統，具有發散倒數第二鏡面330.1隨後具有將聚焦雷射光束朝向目標部位反射之會聚鏡面330.2的順序可被視為提供實質性優點。藉由提供沿實質上水平光軸朝向目標部位之聚焦雷射光束，可獲得其他優點。

在本發明之實施例中，雷射聚焦系統之第一曲面鏡面及/或第二曲面鏡面經組態以接收相對較小之入射角的雷射光束。在實施例中，雷射光束在第一曲面鏡面、第二曲面鏡面或兩者上之入射角小於或等於30度，較佳地小於或等於25度。藉此，可實現照射液滴目標或燃料目標之雷射光束的更準確波前。為實現此更準確波前，鏡面之豎直位置應相對較接近於彼此。換言之，當曲面鏡面330.1與曲面鏡面330.2之豎直位置實質上不同時，可能難以實現所要低入射角。通常，如自雷射源或光束遞送系統接收到之雷射光束315的豎直位置低於聚焦在目標位置340上之聚焦雷射光束317的所要豎直位置。此外，出於實際原因，將雷射源或雷射光束遞送系統提昇至所要位階以便雷射光束到達所要豎直位置，以使得實現雷射聚焦系統之曲面鏡面的相對較小的入射角可為繁瑣或非所要的。為避免此情形，本發明之實施例進一步包括一或多個額外鏡面，該一或多個額外鏡面經組態以重導引雷射光束(例如，如自光束遞送系統接收到的雷射光束315) 朝向第一曲面鏡面。因為一或多個額外鏡面經組態以重導引或重定位雷射光束以使得其相對於第一曲面鏡面到達合適的部位及定向，所以該一或多個額外鏡面亦可被視為光束遞送系統之部分。

在本發明之實施例中，經組態以朝向第一曲面鏡面重導引雷射光束之額外鏡面的量小於5。

在本發明之實施例中，一或多個額外鏡面可包含或形成潛望鏡或望遠鏡系統。此系統可例如經組態以在豎直方向上平移如由雷射源或光束遞送系統所提供之雷射光束315。如應用於本發明之實施例中的此潛望鏡系統因此使得能夠在豎直方向上平移如由雷射聚焦系統接收到的雷射光束315。

圖5示意性地展示根據本發明之實施例的雷射聚焦系統430，該雷射聚焦系統包含潛望鏡系統，該潛望鏡系統包含一對鏡面410.1、410.2，該對鏡面經組態以按使得自潛望鏡系統之第二鏡面410.2反射之雷射光束318在經升高豎直位置處沿實質上水平方向傳播的方式來反射例如自雷射源或雷射光束遞送系統接收到之入射雷射光束315。在如所展示之實施例中，入射雷射光束315例如在豎直方向上升高超過距離D。藉由升高如自雷射源或光束遞送系統接收到之雷射光束315，雷射光束在曲面鏡面330.1及330.2處之入射角可保持相對較小。此情形可在考慮到在不具有平坦鏡面410.1及410.2之情況下，鏡面330.1將必須在鏡面410.1之部位處以接收雷射光束315時加以瞭解。

在如所展示之實施例中，潛望鏡系統410.1、410.2包含兩個平坦鏡面410.1、410.2。可替代地，潛望鏡系統410.1、410.2之一或多個鏡面亦可為曲面鏡面。藉由在潛望鏡系統中應用一或多個曲面鏡面，可調整入射雷射光束315之特徵。特定而言，入射雷射光束315之尺寸可使用潛望鏡系統中之一或多個曲面鏡面來控制。此外，藉由在潛望鏡系統中使用一或多個曲面鏡面，潛望鏡系統之出射雷射光束318可變為發散或會聚雷射光束。

如熟習此項技術者將理解，如應用於本發明中之潛望鏡系統可亦包括多於兩個鏡面，例如三個或四個。

在本發明之實施例中，雷射聚焦進一步包含控制單元，該控制單元經組態以控制位置目標部位340，亦即，如圖3中所說明的EUV容器360內部之第二經反射雷射光束317之焦點的部位。對雷射光束317之焦點之部位的此控制有助於確保雷射光束317射中燃料目標，例如錫液滴。

圖6示意性地展示如可出現於EUV容器中之燃料目標的軌跡。圖6示意性地展示上文亦稱為液滴產生器226之燃料目標源510，該燃料目標源經組態以產生燃料目標串流，例如錫液滴。如所產生之燃料目標串流經組態以沿軸520傳播。該軸520可例如穿過收集器鏡面之焦點530，該收集器鏡面諸如圖2中所展示之鏡面CO或圖3中所展示的鏡面380。將軸520視為界定如應用於EUV容器中之座標系的z方向。在圖6中，點線550表示EUV容器內部之xy平面，該xy平面550包含焦點530。如所展示之焦點530可被視為對應於如圖5中所展示的目標部位340 (亦即，雷射光束317應聚焦之部位)，以便實現燃料目標向EUV光之有效轉化。在如所展示之實施例中，焦點530可例如位於所界定xyz座標系之原點中。歸因於燃料目標源510及/或所施加燃料中之缺陷，因此燃料目標之實際軌跡522可能略微自理想或所要軌跡520偏離。因此，如由雷射聚焦系統所提供之雷射光束317可能必須聚焦於略微不同的部位530'處，以便將燃料目標有效轉化為EUV光。為預測燃料目標之可能的偏離軌跡，需要控制目標部位之位置，亦即，由雷射聚焦系統輸出之雷射光束所聚焦的位置。

為控制目標部位之位置，根據本發明之雷射聚焦系統之實施例進一步包含控制系統540。控制單元540可例如實施為控制器、微控制器、電腦或其類似者。控制單元540可包含用於接收一或多個輸入信號542之一或多個輸入端子540.1及用於輸出用於控制雷射聚焦系統之一或多個輸出信號544的一或多個輸出端子540.2。

在本發明之實施例中，如所應用之控制單元540可經組態以接收目標部位信號作為輸入信號542，該目標部位信號表示待由雷射聚焦系統之雷射光束317射中之燃料目標的部位。此目標部位信號可例如藉由經組態以偵測目標(諸如燃料目標)之部位的偵測器產生。在圖6中，示意性地展示此偵測器570。在如所展示之實施例中，偵測器570經組態以在目標532穿過平面560時偵測該目標532，例如液體燃料目標。在實施例中，偵測器可包含經組態以在目標532穿過平面560時判定目標532之x、y部位的多個偵測器或一或多個偵測器陣列。偵測器570可進一步經組態以輸出表示目標之該x、y部位的目標部位信號。在如所展示之實施例中，平面560實質上平行於平面550，且配置於燃料目標源510與包含收集器鏡面之焦點530的平面550之間。如此，偵測器570將在燃料目標穿過平面550之前偵測燃料目標532。在目標自部位532行進至部位530'時期間，控制單元540可基於如所接收到之目標部位信號來導出部位530' (亦即，燃料目標將穿過平面550之部位)之座標。基於燃料目標之部位的所判定座標，控制單元540可隨後判定一或多個輸出信號544(亦稱為控制信號)，該一或多個輸出信號用於以使得雷射光束317之焦點將與燃料目標之部位530'實質上重合的方式來控制雷射聚焦系統。

在實施例中，可例如應用一或多個輸出信號544來控制雷射聚焦系統之一或多個光學元件的位置、定向及/或形狀，藉此控制由雷射聚焦系統輸出之雷射光束(例如雷射光束317)之焦點的位置。在此實施例中，可例如應用一或多個輸出信號來控制如應用於根據本發明之雷射聚焦系統中之一或多個鏡面的位置、定向及/或形狀。藉由控制如應用於雷射聚焦系統中之一或多個鏡面的位置、定向及/或形狀，可在一或多個自由度上控制第二經反射雷射光束317之焦點的位置。

在實施例中，雷射聚焦系統之一或多個光學元件可安裝至一或多個框架。在此實施例中，如所應用之一或多個鏡面的位置、定向及/或形狀可藉由控制一或多個框架之位置來控制。在具有雷射聚焦系統之至少兩個光學元件的實施例中，可將至少兩個光學元件安裝至公共框架以使得可同步及/或同時地控制其位置、定向及/或形狀。

根據本發明，可實施各種控制策略來確保當燃料目標到達目標部位處時，如由雷射聚焦系統輸出之第二經反射雷射光束317聚焦於該部位上。

該等策略可包括藉由控制第一潛望鏡鏡面、第二潛望鏡鏡面、第一曲面鏡面或第二曲面鏡面或其任何組合中之至少一者的位置、定向或形狀在一或多個自由度上控制EUV容器內部之焦點的位置。如所應用之控制策略可進一步包括控制雷射光束或雷射脈衝之時序，藉此控制沿燃料目標之軌跡將燃料目標輻照於哪一部位處。

作為第一實例，控制單元經組態以藉由控制第一潛望鏡鏡面、第二潛望鏡鏡面、第一曲面鏡面或第二曲面鏡面或其任何組合中之一者的位置、定向或形狀在三個自由度上控制EUV容器內部之焦點的位置。此實例示意性地說明於圖7中。圖7示意性地展示根據本發明之實施例的雷射聚焦系統530，該雷射聚焦系統530包含第一潛望鏡鏡面410.1、第二潛望鏡鏡面410.2、第一曲面鏡面330.1及第二曲面鏡面330.2。可有利地應用雷射聚焦系統530以將雷射光束317聚焦至焦點620，該焦點例如對應於EUV輻射源之收集器鏡面的焦點。在如所展示之實例中，假定Z軸與如由雷射聚焦系統530輸出的第二經反射雷射光束317之光軸重合，Y軸如該圖式中所指示，假定X軸垂直於YZ平面。與圖6之座標系相比，如圖7中所展示之X軸可例如與圖6中所展示的Z軸重合或平行。在如所展示之實施例中，第二曲面鏡面330.2經組態以沿Z軸、Y軸及X軸可移位。此移位可例如由致動器裝配件610意識到。此致動器裝配件可例如包含用於使鏡面330.2沿所指示軸移位之一或多個致動器。如熟習此項技術者將瞭解，鏡面330.2在Z方向、Y方向或X方向上之移位亦將導致第二經反射雷射光束317之焦點620的移位。如此，藉由在三個自由度上控制第二曲面鏡面330.2之位置，可根據預期目標部位(亦即，當供應雷射脈衝時所預期的燃料目標之部位)來調整焦點620。當使用此實施例時，雷射聚焦系統之控制單元可例如經組態以判定燃料目標在某一時刻(例如當雷射受激發之時刻)將在何處。在此實施例中，控制單元(例如控制單元540)可因此基於如所接收到之目標部位信號來判定燃料目標之軌跡，且使用此軌跡來控制雷射聚焦系統將雷射光束317聚焦至當雷射受激發時目標將所在的部位上。在此實施例中，因此假定雷射之時序或激發為固定的。基於當雷射將受激發的已知時刻及目標之已知軌跡，控制單元判定在已知激發時刻目標將在何處。在一替代實施例中，雷射之激發，特定而言雷射之激發的時序可被視為可變的。在此實施例中，可足以在僅兩個自由度上控制焦點位置。參考圖6，可指出，控制單元540可經組態以判定已在經過平面560時經偵測到之特定目標何時將到達或穿過平面550。基於此，控制單元可經組態以控制激發雷射光束317之時間，以使得在燃料目標到達或穿過平面550時激發雷射。在此實施例中，因此不需要藉由沿Z軸控制雷射光束之定向或位置來控制焦點沿圖6中所展示的Z軸之位置。如此，在本發明之實施例中，雷射聚焦系統之控制單元經組態以結合雷射光束的受控時序在兩個自由度上控制雷射焦點之位置。在此實施例中，如圖7中示意性地展示之致動器裝配件610可經組態以結合對雷射光束之時序的控制來控制雷射光束317在如所指示之YZ平面中之焦點的位置，以便確保藉由雷射光束317在所要部位(例如儘可能接近於使用雷射聚焦系統之EUV輻射源之收集器鏡面的焦點)處輻照燃料目標。

在如圖7中所展示之實施例中，致動器裝配件610經組態以在三個或兩個自由度上控制第二曲面鏡面330.2之位置，以便控制雷射光束317之焦點620的位置。可藉由控制如應用於根據本發明之雷射聚焦系統中的其他鏡面中之一或多者的位置而獲得類似效果。

在如可應用於根據本發明之雷射聚焦系統中的控制策略之第二實例中，所需要之焦點控制分佈於多個鏡面上。此實施例示意性地說明於圖8中。圖8示意性地展示根據本發明之實施例的雷射聚焦系統630，該雷射聚焦系統630包含第一潛望鏡鏡面410.1、第二潛望鏡鏡面410.2、第一曲面鏡面330.1及第二曲面鏡面330.2。假定與圖7中所展示的類似座標系XYZ。在如所展示之實施例中，雷射聚焦系統630進一步包含第一致動器裝配件610，該第一致動器裝配件經組態以在Z方向上(亦即，在第二經反射雷射光束317之光軸的方向上)定位或移位第二曲面鏡面330.2。雷射聚焦系統630進一步包含第二致動器裝配件720，該第二致動器裝配件經組態以使第二潛望鏡鏡面410.2繞Y軸及繞X軸旋轉或傾斜。藉助於該第一致動裝配件710及第二致動器裝配件720，傳播通過雷射聚焦系統之雷射光束因此在三個自由度上受控。藉此，第二經反射雷射光束317之焦點620因此藉由在Z方向上控制第二曲面鏡面330.2之位置且使第二潛望鏡鏡面410.2繞X軸及繞Y軸傾斜而在三個自由度X、Y、Z上受控。Z、Rx及Ry (Rx及Ry係指分別繞X軸、Y軸旋轉或傾斜)。藉此，第二經反射雷射光束317之焦點620亦可在三個自由度上受控。可因此有利地應用此雷射聚焦系統630來控制EUV輻射源內部之雷射焦點620的位置。

以與上文所論述類似的方式，如由第二實例所說明之控制策略亦可與對雷射光束之激發的時序之控制相組合。藉此，在僅兩個自由度上控制位置或定向可足以獲得對雷射焦點之有效控制，亦即，其中第二經反射雷射光束317經組態以聚焦於燃料目標之目標部位上的控制。

圖9示意性地說明如可應用於根據本發明之雷射聚焦系統的實施例中之控制策略的第三實例。圖9示意性地展示根據本發明之實施例的雷射聚焦系統930，該雷射聚焦系統930包含第一潛望鏡鏡面410.1、第二潛望鏡鏡面510.2、第一曲面鏡面330.1及第二曲面鏡面330.2。在如所展示之實施例中，第二潛望鏡鏡面510.2為曲面鏡面而非平坦鏡面。第二潛望鏡鏡面510.2可為凹形鏡面或凸形鏡面。在如所展示之實施例中，雷射聚焦系統930進一步包含經組態以控制第二潛望鏡鏡面510.2之位置及定向的致動器裝配件800。特定而言，致動器裝配件800經組態以沿鏡面510.2之光軸510.3定位或移位第二潛望鏡鏡面510.2。藉此，可修改或調整沿Z軸之雷射光束317之焦點620的位置。致動器裝配件800可進一步經組態以例如以與第二實例之致動器裝配件720類似的方式使第二潛望鏡鏡面510.2繞Y軸及繞X軸旋轉或傾斜。藉此，再次在三個自由度上獲得對雷射光束317之焦點620之位置的控制。以與上文所論述類似的方式，如由第三實例所說明之控制策略亦可與對雷射光束之激發的時序之控制相組合。藉此，在僅兩個自由度上控制位置或定向可足以獲得對雷射焦點之有效控制，亦即，其中第二經反射雷射光束317經組態以聚焦於燃料目標之目標部位上的控制。

作為如何使用根據本發明之雷射聚焦系統來控制焦點位置的第四實例，可提及使用一或多個可變形鏡面。藉由使用可變形鏡面，亦可控制第二經反射雷射光束317之焦點620的位置。作為實例，藉由調整此可變形鏡面之曲率，可沿雷射光束317之光軸移位焦點位置620。

在實施例中，可有利地組合如上文所描述之各種控制策略。

在本發明之實施例中，藉由對雷射聚焦系統之兩個或更多個光學組件(例如鏡面)的組合控制來建立在特定自由度或方向上對第二經反射雷射光束317之焦點之位置的控制。如熟習此項技術者將瞭解，如應用於雷射聚焦系統中之各種不同光學組件(例如鏡面)可具有不同特性，諸如不同重量、不同諧振頻率等。因此，針對可獲得準確度或解析度之控制效能或能力可對於所應用之不同鏡面或光學組件而不同。另外，可用或可獲得範圍可對於不同光學組件而不同，範圍就此而言參考焦點在某一自由度上之可用或可能的移位範圍。

鑒於此等特性，使用僅一個組件在特定自由度上控制焦點之位置可為次佳的。藉由使用兩個或更多個光學組件對該自由度之組合控制在特定自由度上控制焦點之位置可例如為有利的。

參考如上文所描述之實例，可指出，如圖7至9中所指示在Z方向上對雷射光束317之焦點的定位可藉由第二曲面鏡面330.2之平移，或藉由第二潛望鏡鏡面410.2之平移或曲面潛望鏡鏡面510.2之移位或變形來建立。替代僅使用該等選項中之一者在Z方向上移位雷射光束317的焦點，藉由至少兩個組件之組合移位或變形來實現焦點之所需移位(例如基於目標部位信號)可例如為有利的。藉此，針對在特定自由度上控制焦點之位置的要求可藉由至少兩個組件之組合努力而獲得。

作為實例，在Z方向上對雷射光束317之焦點之位置的控制可例如藉由控制雷射聚焦系統之第一鏡面的移位及控制雷射聚焦系統之第二鏡面的移位而獲得。在此實施例中，第一鏡面之移位可例如實現焦點位置在Z方向上在相對較大的範圍內的移位，而第二鏡面之移位可例如實現焦點位置在Z方向上在相對較小的範圍內但以較高準確度的移位。在此實施例中，第一鏡面之移位可因此得到焦點在Z方向上在相對較大的範圍內的粗略定位，而第二鏡面之移位可因此得到焦點在Z方向上在相對較小的範圍內的精細定位。使用兩個或更多個光學組件之此組合努力，可實現提高的效能，且/或可放寬對一或多個光學組件之控制要求。

在根據本發明之此實施例(亦即，其中由至少兩個組件之組合努力在特定自由度上控制焦點的位置之實施例)中，雷射聚焦系統之控制單元可經組態以基於如所接收到之目標部位信號來判定用於控制至少兩個組件之第一光學組件的第一控制信號及用於控制至少兩個組件之第二光學組件的第二控制信號。在此實施例中，第一控制信號可經組態以使第一光學組件移位、旋轉或變形以便實現焦點在特定自由度上之第一移位，而第二控制信號可經組態以使第二光學組件移位、旋轉或變形以便實現焦點在特定自由度上之第二移位；第一移位與第二移位的組合使得焦點移位至所需位置。

為實現此組合控制努力，藉此應用兩個或更多個光學組件(諸如鏡面)來實現組合目標，從而例如實現在特定自由度上之特定焦點位置，可應用各種控制策略。

在實施例中，控制單元經組態以藉由在一或多個自由度上控制單個鏡面而在一個自由度上控制焦點之位置。可替代地，控制單元可經組態以藉由在一或多個自由度上控制多個鏡面而在一個自由度上控制焦點之位置。一般而言，如應用於根據本發明之雷射聚焦系統之實施例中的控制單元可經組態以藉由在M個自由度上控制一或多個鏡面而在N個自由度上控制焦點之位置，其中M=N，M及N為非零整數。可替代地，控制單元可經組態以藉由在M個自由度上控制一或多個鏡面而在N個自由度上控制焦點，其中M≠N。

在本發明之實施例中，如所應用之鏡面的集合(亦即，第一曲面鏡面、第二曲面鏡面及視情況選用之一或多個額外鏡面)包含至少一個長程鏡面及至少一個短程鏡面。在本發明之含義內，長程鏡面係指可在相對較大的範圍內移位之鏡面，而短程鏡面係指可在相對較短的範圍內移位的鏡面。如此，在本發明之實施例中，雷射聚焦系統之控制單元可經組態以在相對較大的範圍內控制至少一個長程鏡面的位置及/或定向，且在相對較短的範圍內控制至少一個短程鏡面之位置及/或定向。

在此實施例中，雷射聚焦系統之控制單元可例如包含用於控制至少一個長程鏡面之低頻寬控制器及用於控制至少一個短程鏡面的高頻寬控制器。低頻寬控制器可例如經組態以應用對長程鏡面之單次設定即完成(set and forget)控制。在此實施例中，低頻寬控制可用以使高頻寬控制去飽和。

在實施例中，至少一個長程鏡面可在＜5 Hz之頻寬下受控。在實施例中，至少一個短程鏡面可在＞0.1 Hz之頻寬下受控。

為使根據本發明之雷射聚焦系統的一或多個鏡面移位或變形，可應用各種類型之致動器。此致動器之實例包括但不限於電磁致動器，諸如勞侖茲(Lorentz)致動器或壓電致動器。一般而言，任何線性或旋轉致動器可適於或經調適以應用於控制如應用於根據本發明之雷射聚焦系統中之鏡面的位置、定向或形狀。

圖5至9說明根據本發明之雷射聚焦系統的各種態樣及實施例。如所提及，雷射聚焦系統採用曲面鏡面作為最終及倒數第二鏡面以將雷射光束引向焦點或目標部位340、530、620。根據本發明之雷射聚焦系統的各種實施例包括在最終及倒數第二曲面鏡面上游之額外鏡面。

可指出，對於在如所應用之不同鏡面之空間中的位置及定向，存在各種選項。就此而言，可指出，雖然圖5至9所展示之雷射光束經繪製於單個平面中，但此不必為實務上的情況。

圖10至12因此示意性地說明根據本發明之雷射聚焦系統之三種可能的實施例，其中並非所有雷射光束均配置於相同平面中。此配置亦可稱為平面外配置。

圖10示意性地展示雷射光束1000之路徑，該雷射光束由第一鏡面1010接收且隨後沿鏡面1020、1030、1040朝向焦點FP行進。在如所展示之實施例中，鏡面1040及1030可例如分別對應於如上文所描述之最終鏡面330.2、倒數第二鏡面330.1。

在如所展示之實施例中，鏡面1010及1020可例如對應於如上文所描述之鏡面或潛望鏡系統，諸如鏡面410.1及410.2。

在如圖10中示意性地展示之實施例中，可觀測到，如由第一鏡面1010接收到之雷射光束1000及分別經導引至鏡面1020及1030的雷射光束1000.1及1000.2配置於平面(亦即，立方體1050之前平面)中。在如所展示之實施例中，雷射光束1000.2、1000.3及1000.4亦配置於由附圖標記1060指示的平面中。在如所展示之實施例中，雷射光束1000、1000.1及1000.2因此配置於第一平面中，而雷射光束1000.2、1000.3及1000.4配置於第二不同平面中。可見，在如所展示之實施例中，第一平面垂直於第二平面。可指出，情況不必如此。

圖11示意性地展示根據本發明之雷射聚焦系統的實施例，其中包含雷射光束1000、1000.1及1000.2之第一平面(亦即，立方體1050之前平面)不垂直於第二平面1070，該第二平面包含雷射光束1000.2、1000.3及1000.4。與如圖10中示意性地展示之配置相比，亦可指出，雷射光束1000.1不再垂直於雷射光束1000。

在圖10及圖11之實施例中，雷射光束1000.2、1000.3及1000.4配置於相同平面(平面1060或平面1070)中。可指出，可設想不需要各平面含有雷射光束1000、1000.1、1000.2、1000.3及1000.4中之三者的替代平面外配置。

圖12示意性地展示根據本發明之雷射聚焦系統的一替代實施例，其中雷射光束1000.2、1000.3及1000.4不配置於相同平面中。在如所展示之實施例中，雷射光束1000、1000.1及1000.2配置於立方體1050之前平面中，而雷射光束1000.3及1000.4配置於平面1060中。與圖10之配置相反，雷射光束1000.2不與雷射光束1000.3及1000.4配置於相同平面中。

可指出，自光學視角，具有將處於相同平面的到達倒數第二鏡面處之雷射光束、到達最終鏡面處之雷射光束、由最終鏡面發射之雷射光束可為較佳的。

雖然將如圖10至12中所展示的鏡面1010及1020稱為潛望鏡系統之鏡面，但可指出，亦可在不使用潛望鏡系統之情況下實踐本發明。

就此而言，可指出，經組態以接收諸如雷射光束1000之雷射光束且經組態以重導引雷射光束1000朝向倒數第二曲面鏡面1030之單個鏡面可用以替換如圖10至12中所展示的鏡面1010及1020。

一般而言，除最終鏡面及倒數第二曲面鏡面以外，根據本發明之雷射聚焦系統可因此包含用於重導引雷射光束朝向第一曲面鏡面(亦即，倒數第二曲面鏡面)之一或多個額外鏡面。在此配置中，吾人可界定平面，其包含由該一或多個額外鏡面之最下游鏡面所接收到的雷射光束及由該最下游鏡面反射朝向倒數第二曲面鏡面之雷射光束。在圖10至12中，鏡面1020可充當一或多個額外鏡面之該最下游鏡面。

參考該一或多個額外鏡面之使用，亦可將雷射聚焦系統之平面外配置界定為其中如由最下游鏡面(例如鏡面1020)朝向倒數第二曲面鏡面(例如鏡面1030)反射之雷射光束、藉由倒數第二曲面鏡面的經反射雷射光束及由最終曲面鏡面(例如鏡面1040)反射之雷射光束不配置於相同平面中的配置。在此配置中，朝向第一曲面鏡面重導引之雷射光束、第一經反射雷射光束及第二經反射雷射光束因此配置於實質上不同的平面中。

可有利地將根據本發明之雷射聚焦系統應用於根據本發明之雷射源中。此雷射源可例如包含種子雷射及一或多個功率放大器以及視情況選用之光束遞送系統。

可有利地將根據本發明之雷射源應用於LPP輻射源中，該LPP輻射源例如用於產生適用於EUV微影裝置之EUV輻射的輻射源。

雖然上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述不同的其他方式來實踐本發明。裝置之行為可大部分由含有機器可讀指令之一或多個序列的電腦程式或其中儲存有此電腦程式的資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)來界定，該等機器可讀指令用於實施如上文所揭示之方法的某些步驟。以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。

20:EUV輻射光束 21:輻射光束 22:琢面化場鏡面器件 24:琢面化光瞳鏡面器件 26:經圖案化光束 28:反射元件 30:反射元件 100:微影系統 210:EUV輻射發射電漿 220:圍封體 221:孔徑 223:雷射 224:雷射能量 226:液滴產生器 228:高頻串流 230:截留器 240:光束遞送系統 242:源控制模組 260:子光束 262:遮蔽模組 266:同步移動 268:同步移動 300:雷射系統 310:雷射源 315:雷射光束 316:第一經反射雷射光束 317:第二經反射雷射光束 318:雷射光束 320:光束遞送系統 330:雷射聚焦系統 330.1:第一曲面鏡面 330.2:第二曲面鏡面 340:目標部位 350:圍封體 360:源收集器模組 370:光軸 380:鏡面 400:雷射聚焦系統 400.1:曲面鏡面 400.2:第二曲面鏡面 400.3:平坦的第三鏡面 401:雷射光束 402:焦點 403:光軸 410.1:第一潛望鏡鏡面 410.2:第二潛望鏡鏡面 430:雷射聚焦系統 510:燃料目標源 510.2:第二潛望鏡鏡面 510.3:光軸 520:軸 522:實際軌跡 530:焦點 530':部位 532:目標 540:控制系統 540.1:輸入端子 540.2:輸出端子 542:輸入信號 544:輸出信號 550:點線 560:平面 570:偵測器 610:致動器裝配件 620:焦點 630:雷射聚焦系統 710:第一致動器裝配件 720:第二致動器裝配件 800:致動器裝配件 930:雷射聚焦系統 1000:雷射光束 1000.1:雷射光束 1000.2:雷射光束 1000.3:雷射光束 1000.4:雷射光束 1010:鏡面 1020:鏡面 1030:鏡面 1040:鏡面 1050:立方體 1060:平面 1070:平面 B:輻射光束 C:目標部分 CO:近正入射收集器 D:距離 FP:焦點 IF:虛擬源點 IL:照明系統 M1:遮罩對準標記 M2:遮罩對準標記 MA:圖案化器件 MO:主雷射/種子雷射 MT:支撐結構 O:光軸 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PA:功率放大器 PM:第一定位器 PS:投影系統 PS1:位置感測器 PS2:位置感測器 PW:第二定位器 SO:源收集器模組 W:基板 WT:基板台 X:參考軸 Y:參考軸 Z:參考軸

現在將參考隨附示意性圖式僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部分，且在該等圖式中：

圖1示意性地描繪根據本發明之實施例的微影系統；

圖2描繪圖1之裝置的更詳細視圖；

圖3描繪包含根據本發明之雷射聚焦系統的雷射系統；

圖4描繪如此項技術中已知的雷射聚焦系統；

圖5描繪根據本發明之實施例的雷射聚焦系統；

圖6描繪如應用於LPP輻射源中之燃料目標及經組態以照射於該燃料目標上之雷射光束。

圖7描繪根據本發明之雷射聚焦系統，在該雷射聚焦系統中實施第一控制策略；

圖8描繪根據本發明之雷射聚焦系統，在該雷射聚焦系統中實施第二控制策略；

圖9描繪根據本發明之雷射聚焦系統，在該雷射聚焦系統中實施第三控制策略。

圖10至12描繪根據本發明之雷射聚焦系統之三個可能的實施例。

300:雷射系統

310:雷射源

315:雷射光束

316:第一經反射雷射光束

317:第二經反射雷射光束

320:光束遞送系統

330:雷射聚焦系統

330.1:第一曲面鏡面

330.2:第二曲面鏡面

340:目標部位

350:圍封體

360:源收集器模組

370:光軸

Claims

一種供用於一EUV輻射源中之雷射聚焦系統，該雷射聚焦系統包含：一第一曲面鏡面，其經組態以自一光束遞送系統接收一雷射光束且產生一第一經反射雷射光束；一第二曲面鏡面，其經組態以接收該第一經反射雷射光束且產生一第二經反射雷射光束，其中該雷射聚焦系統經組態以將該第二經反射雷射光束聚焦至該EUV輻射源之一容器中的一目標部位。
如請求項1之雷射聚焦系統，其中該第二經反射雷射光束之光軸與一水平平面之間的一角度小於25度，較佳地小於20度。
如請求項1之雷射聚焦系統，其中該第二經反射雷射光束之該光軸與一水平平面之間的一角度在50度與75度之間。
2或3之雷射聚焦系統，其中該第一曲面鏡面經組態以接收小於30度之一入射角的該雷射光束。
2或3之雷射聚焦系統，其中該第一曲面鏡面經組態以接收在30度與45度之間的一入射角的該雷射光束。
2或3之雷射聚焦系統，其中該第二曲面鏡面經組態以接收小於30度之一入射角的該雷射光束。
2或3之雷射聚焦系統，其中該第二曲面鏡面經組態以接收在30度與45度之間的一入射角的該雷射光束。
2或3之雷射聚焦系統，其中該第一曲面鏡面包含一拋物線型、球形、橢圓形、軸對稱或自由形態反射表面。
2或3之雷射聚焦系統，其中該第二曲面鏡面包含一橢圓形、拋物線型、球形、軸對稱或自由形態反射表面。
2或3之雷射聚焦系統，其進一步包含一或多個額外鏡面，該一或多個額外鏡面經組態以重引導該雷射光束朝向該第一曲面鏡面。
如請求項10之雷射聚焦系統，其中經組態以重引導該雷射光束朝向該第一曲面鏡面之額外鏡面的量小於5。
如請求項10之雷射聚焦系統，其中該等額外鏡面中之一或多者經組態以克服入射雷射光束與由該第一曲面鏡面請求之雷射光束之間的一定向差。
如請求項10之雷射聚焦系統，其中該一或多個額外鏡面包含一潛望鏡系統。
如請求項13之雷射聚焦系統，其中該潛望鏡系統經組態以克服所接收雷射光束與經重導引雷射光束之間的一部位差。
如請求項13之雷射聚焦系統，其中該潛望鏡系統經組態以在一實質性豎直方向上平移該雷射光束。
如請求項13之雷射聚焦系統，其中該潛望鏡系統包含一第一潛望鏡鏡面，其用於接收該雷射光束且反射該雷射光束朝向一第二潛望鏡鏡面，該第二潛望鏡鏡面經組態以反射該雷射光束朝向該第一曲面鏡面。
如請求項10之雷射聚焦系統，其中該等額外鏡面中之一或多個鏡面為曲面。
如請求項17之雷射聚焦系統，其中該一或多個曲面額外鏡面包含一橢圓形、抛物面、球形、軸對稱或自由形態反射表面。
如請求項17之雷射聚焦系統，其中該一或多個曲面額外鏡面形成經組態以改變該雷射光束之一直徑的一望遠鏡系統。
如請求項18之雷射聚焦系統，其中該一或多個曲面額外鏡面形成經組態以改變該雷射光束之一發散度的一望遠鏡系統。
如請求項10之雷射聚焦系統，其中朝向該第一曲面鏡面重導引之該雷射光束、該第一經反射雷射光束及該第二經反射雷射光束配置於實質上相同的平面中。
如請求項10之雷射聚焦系統，其中朝向該第一曲面鏡面重導引之該雷射光束、該第一經反射雷射光束及該第二經反射雷射光束配置於一實質上不同的平面中。
如請求項10之雷射聚焦系統，其中由該一或多個額外鏡面接收到之該雷射光束及朝向該第一曲面鏡面重導引的該雷射光束界定一第一平面，且其中該第一經反射雷射光束及該第二經反射雷射光束界定一第二平面，該第二平面不同於該第一平面。
如請求項23之雷射聚焦系統，其中該第一平面實質上垂直於該第二平面。
如請求項23之雷射聚焦系統，其中該第二平面不垂直於該第一平面。
如請求項23之雷射聚焦系統，其中該第二平面平行於該第一平面。
如請求項22之雷射聚焦系統，其中朝向該第一曲面鏡面重導引之該雷射光束配置於該第一平面及該第二平面兩者中。
如請求項22之雷射聚焦系統，其中朝向該第一曲面鏡面重導引之該雷射光束不配置於該第二平面中。
2或3之雷射聚焦系統，其中如由該第一曲面鏡面接收到之該雷射光束、該第一經反射雷射光束及該第二經反射雷射光束不配置於相同平面中。
2或3之雷射聚焦系統，其進一步包含一控制單元，該控制單元經組態以控制EUV容器內部的該第二經反射雷射光束之一焦點的一位置。
如請求項30之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以接收表示該第二經反射雷射光束的一目標之一部位的一目標部位信號，且其中該控制單元經組態以基於該目標部位信號來控制該第二經反射雷射光束之該焦點的該位置。
如請求項31之雷射聚焦系統，其中該目標部位信號包含表示隨時間而變的該目標之一部位的一目標部位軌跡。
如請求項31之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以基於該目標部位軌跡來控制該雷射光束之一時序。
如請求項33之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以在實質上垂直於該目標部位軌跡的一平面中控制該EUV容器內部之該焦點的一位置。
如請求項34之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以控制該雷射光束之該時序，以便在該目標到達或穿過該平面時將該雷射光束聚焦至該目標上。
如請求項35之雷射聚焦系統，其中該平面包含該EUV輻射源之一收集器鏡面的一焦點。
如請求項30之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以藉由控制該第一曲面鏡面或該第二曲面鏡面或該等額外鏡面中之一或多者中的至少一者之該位置、定向或形狀來在三個自由度上控制該EUV容器內部之該焦點的一位置。
如請求項37之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以在一個、兩個或三個自由度上控制該第二曲面鏡面之一位置及/或定向。
如請求項38之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以在一個、兩個或三個自由度上控制該第一曲面鏡面之一位置及/或定向。
如請求項39之雷射聚焦系統，其中該第一曲面鏡面及該第二曲面鏡面經安裝至一框架上。
如請求項40之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以在一個、兩個或三個自由度上控制該框架之一位置及/或定向。
如請求項38之雷射聚焦系統，其中該第一曲面鏡面、該第二曲面鏡面及該一或多個額外鏡面包含至少一個長程鏡面及至少一個短程鏡面。
如請求項42之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以在一相對較大的範圍內控制該至少一個長程鏡面之一位置及/或定向，且在一相對較短的範圍內控制該至少一個短程鏡面的一位置及/或定向。
如請求項43之雷射聚焦系統，其中該至少一個長程鏡面包含單次設定即完成(set and forget)功能性。
如請求項44之雷射聚焦系統，其中該至少一個長程鏡面包含＜5 Hz之一頻寬。
如請求項43之雷射聚焦系統，其中該至少一個短程鏡面包含＞0.1 Hz之一頻寬。
如參考請求項31的請求項1、2或3之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以藉由在一或多個自由度上控制一單個鏡面來在一個自由度上控制該焦點的該位置。
如參考請求項31的請求項1、2或3之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以藉由在一或多個自由度上控制多個鏡面來在一個自由度上控制該焦點的該位置。
如參考請求項31的請求項1、2或3之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以藉由在M個自由度上控制一或多個鏡面來在N個自由度上控制該焦點的該位置，其中M = N。
如參考請求項31的請求項1、2或3之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以藉由在M個自由度上控制一或多個鏡面來在N個自由度上控制該焦點，其中M ≠ N。
如請求項31之雷射聚焦系統，其進一步包含經組態以偵測該目標之該部位的一偵測器，該偵測器經組態以輸出該目標部位信號。
如請求項31之雷射聚焦系統，其中該控制單元經組態以在兩個自由度上在實質上垂直於該目標之一軌跡的一平面中控制該EUV容器內部之該焦點的一位置。
2或3之雷射聚焦系統，其中該雷射光束具有實質上平行於該水平平面之一光軸。
如請求項16之雷射聚焦系統，其中該第一潛望鏡鏡面及/或該第二潛望鏡鏡面為實質上平坦的鏡面。
如請求項16之雷射聚焦系統，其中該第一潛望鏡鏡面及/或該第二潛望鏡鏡面包含一曲面鏡面。
如請求項16之雷射聚焦系統，其中該第一潛望鏡鏡面及/或該第二潛望鏡鏡面為實質上平坦的鏡面。
一種雷射源，其包含如請求項1至56中任一項之雷射聚焦系統。
一種EUV輻射源，其包含如請求項57之雷射源。
一種微影裝置，其包含如請求項58之EUV輻射源。