用于监测等离子体的系统
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本申请要求于2017年10月26日提交的美国申请62/577,208的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及用于监测等离子体的技术。该技术可以用在例如极紫外(EUV)光源中。
背景技术
极紫外(“EUV”)光(例如，波长为100纳米(nm)或更小的电磁辐射(有时也称为软X射线)，并且包括波长为例如20nm或更小、在5至20nm之间或在13至14nm之间的光)可以用于光刻工艺中以通过在抗蚀剂层中引发聚合来在衬底(例如，硅晶片)中产生极小的特征。
用于产生EUV光的方法包括但不限于将目标材料转换为发出EUV光的等离子体。目标材料包括具有在EUV范围内的发射线的元素，例如氙、锂或锡。在一种这样的方法中，通常被称为激光产生的等离子体(“LPP”)，通过用可以被称为驱动激光器的放大光束照射包括目标材料的目标，可以产生所需要的等离子体。对于该过程，等离子体通常在密封容器(例如，真空室)中被产生，并且使用各种类型的量测设备而被监测。目标材料可以是液滴、板、带、流或簇的形式。
发明内容
在一个总体方面，监测目标材料的被转换为等离子体的量。向接收包括目标材料的目标的区域提供放大光束，放大光束与目标之间的相互作用将至少一些从第一形式转换为第二形式以形成发光等离子体；访问包括与放大光束有关的信息的第一数据；访问包括与发光等离子体有关的信息的第二数据；以及确定目标材料的被从第一形式转换为第二形式的量。该确定至少基于第一数据和第二数据，并且目标材料的第二形式的密度小于目标材料的第一形式的密度。
实现可以包括以下特征中的一项或多项。目标材料可以包括金属，第一形式可以包括熔融形式的金属，并且第二形式可以包括汽化形式的金属。
可以基于所确定的被转换的目标材料的量，来调节放大光束的特性和至少一个后续目标的特性中的一者或两者，至少一个后续目标在目标之后在该区域处被接收。放大光束可以包括脉冲放大光束，脉冲放大光束可以包括多个光脉冲，并且发光等离子体可以通过多个光脉冲中的一个光脉冲与目标材料之间的相互作用而形成。多个光脉冲中的一个光脉冲可以具有时距，并且由多个光脉冲中的一个光脉冲与目标之间的相互作用而形成的发光等离子体可以在发光时段期间发出光。
第一数据可以包括表示多个光脉冲中的一个光脉冲的时距的信息，并且第二数据可以包括表示发光时段的时距的信息。确定目标材料的转换量可以包括：将多个光脉冲中的一个光脉冲的时距与发光时段的时距进行比较，以确定发光时段的时距与多个光脉冲中的一个光脉冲的时距的比率；将该比率与阈值比率进行比较，该阈值比率是在其之上目标碎片的产生是不可接受的值；以及；基于该比较来确定该比率是否大于阈值比率。在一些实现中，如果该比率大于阈值比率，则调节放大光束中的后续脉冲的特性或者停用产生放大光束的源。在一些实现中，如果该比率大于阈值比率，则调节在目标之后在该区域处被接收的后续目标的特性，或者停用产生放大光束的源。后续脉冲的特性可以包括时距、时域廓线、能量和焦点位置中的一项或多项。后续脉冲可以是紧接在多个光脉冲中的一个光脉冲之后的脉冲。后续目标的特性可以包括形状、密度、厚度和尺寸中的一项或多项。
与放大光束有关的信息可以包括表示多个光脉冲中的一个光脉冲的特性的信息，与发光等离子体有关的信息可以包括表示发光时段的特性的信息，确定目标材料的转换量可以包括将多个光脉冲中的一个光脉冲的特性与发光时段的特性进行比较，以及多个光脉冲中的一个光脉冲的特性和发光等离子体的特性可以包括上升时间、峰值能量值、总能量含量和/或平均能量含量。
在一些实现中，第一数据包括来自第一传感器的数据，第一传感器被配置为测量放大光束的特性并且基于所测量的放大光束的特性来生成与放大光束有关的信息，并且第二数据包括来自第二传感器的数据，第二传感器被配置为测量发光等离子体的特性并且基于所测量的发光等离子体的特性来生成与发光等离子体有关的信息。
可以基于所确定的目标材料的转换量来呈现诊断数据。
可以基于所确定的目标材料的转换量来控制放大光束的源。控制放大光束的源可以包括(a)停用源，(b)改变源的操作模式，或者(c)在源中触发优化例程。
第二数据可以包括关于从发光等离子体发出的极紫外(EUV)光的信息。
确定所转换的目标材料的量可以包括确定目标碎片和/或颗粒碎片的产生，目标碎片包括第一形式的目标材料并且颗粒碎片包括第二形式的目标材料。
在另一总体方面，一种系统包括：被配置为发出放大光束的光源；真空室，被定位为在真空室的内部的等离子体形成位置处接收放大光束；被配置为向等离子体形成位置提供包括目标材料的目标的目标材料供应系统，其中目标与放大光束之间的相互作用对目标材料中的至少一些进行转换以形成发光等离子体；传感器系统，包括：被配置为检测放大光束的至少一个波长并且产生第一信号的第一传感器，第一信号包括与放大光束有关的信息；被配置为检测从光等离子体发出的光中的至少一些光并且产生第二信号的第二传感器，第二信号包括与发光等离子体有关的信息；以及耦合到传感器系统的控制系统，控制系统被配置为至少基于第一信号和第二信号来确定目标材料的转换量。
实现可以包括以下特征中的一项或多项。控制系统还可以被配置为基于所确定的转换量来控制放大光束的一个或多个特性。光源可以被配置为发出脉冲放大光束，第一信号可以包括指示从光源发出的光脉冲的时距的信息，并且第二信号可以包括指示从等离子体发出的光的持续时间的信息。该系统还可以包括在光源与目标区域之间的光调制器，并且控制系统可以被耦合到光调制器，并且控制系统可以被配置为：通过控制光调制器从而控制放大光束的时距，来控制放大光束的特性。
控制系统可以被耦合到光源，并且控制系统还可以被配置为基于所确定的转换量来控制光源。
该系统还可以包括第二光源，第二光源被配置为发出第二光束。在操作使用中，第二光束照射目标以形成修改后的目标，并且放大光束与目标之间的相互作用可以是放大光束与修改后的目标之间的相互作用。目标的特性可以包括密度、尺寸、厚度和形状中的一项或多项。
控制系统可以被耦合到第二光源，并且还可以被配置为基于所确定的转换量来控制第二光束的一个或多个特性。第二光束的特性可以包括能量、脉冲的时距、脉冲的时域廓线和焦点位置中的一项或多项。
第二传感器可以包括被配置为检测EUV光的感测元件。
在另一方面，一种用于EUV光源的控制系统包括一个或多个电子处理器；以及耦合到一个或多个电子处理器的电子存储装置，电子存储装置包括指令，该指令在被执行时引起一个或多个电子处理器：访问包括与放大光束有关的信息的第一数据，放大光束被配置为与目标中的目标材料相互作用以在EUV光源的真空容器中形成发光等离子体；访问包括与发光等离子体有关的信息的第二数据；至少基于第一数据和第二数据来确定在相互作用中从目标材料的第一形式转换为目标材料的第二形式的目标材料的量；将所确定的在相互作用中转换的目标材料的量与阈值转换量进行比较；以及如果在相互作用中转换的目标材料的量小于阈值转换量，则生成命令信号，命令信号足以控制光源和光学组件中的一项或多项。
上述任何技术的实现都可以包括EUV光源、传感器系统、方法、过程、设备或装置。在附图和以下描述中阐述了一种或多种实现的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，其他特征将很清楚。
附图说明
图1A是EUV光源的示例的框图。
图1B是光脉冲的示例的图。
图2是EUV光源的示例的框图。
图3是可以用于监测目标材料到发光等离子体的转换的过程的流程图。
图4是与22μm目标材料液滴的烧穿时间有关的示例测量数据。
图5A和5B示出了在两个不同时间的图1A的EUV光源。
图6是将目标厚度与初始目标直径相关的测量数据的示例。
图7是将EUV光持续时间与初始目标的直径相关的测量数据的示例。
图8是与烧穿有关的测量数据的示例。
图9是光刻设备的示例的框图。
图10是EUV光刻系统的示例的框图。
图11是EUV光源的示例的框图。
具体实施方式
公开了用于在等离子体生成过程中最小化或减少燃料碎片产生的技术。可以通过例如用具有足以将燃料转换为等离子体的能量的光束照射燃料(或目标材料)，来生成等离子体。光束与燃料之间的相互作用将部分或全部燃料转换为等离子体。等离子体包括统称为等离子体颗粒的细小颗粒。等离子体颗粒可以是例如燃料的汽化、雾化和/或离子化的颗粒。换言之，对燃料进行转换以形成等离子体可以生成燃料的细小颗粒，并且对燃料进行转换以形成等离子体涉及将燃料从其原始形式转换为另一形式。例如，作为呈原始形式的熔融金属的燃料可以被转换为汽化金属以形成等离子体。在等离子体生成过程中未转换的燃料形成燃料碎片，例如呈原始形式的燃料微粒或呈原始形式的燃料块。燃料碎片通常比等离子体颗粒更密、更大和/或更重。这样，与等离子体颗粒相比，减轻或去除燃料碎片可能更具挑战性。
因此，可以通过在等离子体生成过程中增加转换为第二形式的燃料的量或部分，来减少碎片的总体影响。可能希望减少或消除燃料碎片的影响，因为燃料碎片可能会对系统的性能产生负面影响。例如，燃料碎片的存在可能会使系统中的光学组件劣化或引起组件以低于最佳方式操作。除了减少燃料碎片的量，增加转换为等离子体的燃料的量或部分也可以增加等离子体的量和发光的量。
如下所述，等离子体和光束被监测以确定在等离子体生成事件期间转换为等离子体的燃料的量。从监测中收集的信息可以用于控制燃料碎片的产生，并且从而增强碎片缓解。例如，可以基于在等离子体生成事件期间收集的数据来修改光束和/或燃料的特性，以增加在后续等离子体生成事件中转换的燃料的量或相对部分。在一些实现中，可以调节与燃料相互作用的光束的时域廓线，使得光束足够长以确保至少阈值量的燃料发生转换或基本上所有燃料发生转换。替代地或另外地，可以修改燃料的特性，使得燃料的量以增强燃料的转换的方式与光束相匹配。该技术可以用在例如EUV光源中。监测来自等离子体的EUV光的发出可以允许调节光束的时域轮廓线以最大化EUV光的产生，同时还最小化燃料碎片。
参考图1A，示出了极紫外(EUV)光源100的框图。EUV光源100包括传感器系统130和控制系统150。传感器系统130在等离子体生成事件期间监测目标121p中的目标材料(燃料)的转换。等离子体生成事件是由光束106的脉冲104与目标121p之间的相互作用引起的。控制系统150被配置为基于该监测来调节光束106的后续(稍后发生的)脉冲的一个或多个特性和/或后续目标的一个或多个特性。
光束106可以是脉冲串，每个脉冲在时间上与最近的脉冲分离。图1B示出了该串内的脉冲104的时域廓线(作为时间的函数的光功率)的示例。脉冲104是可以是脉冲中的作为光束106的一部分的一个脉冲的示例。脉冲104与目标121p之间在等离子体形成位置123的相互作用是等离子体生成事件。
脉冲104具有峰值功率103和有限的时距(temporal duration)102。在图1B的示例中，脉冲持续时间102是脉冲104具有非零功率的时间。脉冲104从零增加到峰值功率103的时间是脉冲的上升时间。在其他实现中，脉冲持续时间102和/或上升时间可以基于其他度量。例如，脉冲持续时间102可以小于脉冲104具有非零功率的时间，诸如脉冲104的半峰全宽(FWHM)。类似地，上升时间可以在除零光功率和峰值光功率103以外的两个值之间被测量。
图1B所示的时域廓线被提供作为示例，并且其他时域廓线也是可能的。在所示示例中，脉冲104的功率从零功率单调地增加到峰值功率103，并且从峰值功率103单调地减小到零。组成光束106的脉冲串中的脉冲可以具有不同的时域廓线。例如，脉冲的功率可以非单调地从零增加到峰值功率。脉冲可以具有一个以上的峰值能量点。
再次参考图1A，光源100还包括向真空室109中的等离子体形成位置123发出目标流121的供应系统110。供应系统110包括限定孔口119的目标形成装置117。在使用中，供应系统110流体地耦合到储存器118，该储存器118容纳处于压力P下的目标材料。目标材料可以被认为是燃料。真空室109中的压力远低于施加到储存器的压力P，并且流过孔口119的目标材料可以处于熔融状态。从孔119发出的目标材料形成目标流121。目标流121中的目标可以被认为是目标材料的液滴或目标的液滴。在图1A的示例中，目标流121通常在x方向上从孔口119行进到等离子体形成位置123。
目标材料可以是在处于等离子体状态时发出EUV光的任何材料。例如，目标材料可以包括水、锡、锂和/或氙。目标材料可以是包括目标物质和杂质(诸如非目标颗粒)的目标混合物。目标物质是在处于等离子体状态时具有在EUV范围内的发射线的物质。目标物质可以是例如液体的液滴或熔融金属的液滴、液流的一部分、固体颗粒或簇、包含在液滴中的固体颗粒、目标材料的泡沫、或包含在液流的一部分中的固体颗粒。目标物质可以是例如水、锡、锂、氙、或在转换为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，目标物质可以是元素锡，其可以用作纯锡(Sn)；用作锡化合物，例如，SnBr4、SnBr2、SnH4；用作锡合金，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。此外，在不存在杂质的情况下，目标材料仅包括目标物质。
通过包括一个或多个光学组件112的光束传输系统111，光束106在光路107上被引导到真空室109。光学组件112可以包括能够与光束106相互作用的任何组件。组件112还可以包括能够形成脉冲104和/或对脉冲104进行整形的设备。例如，光学组件112可以包括无源光学设备(诸如镜子、透镜和/或棱镜)、以及任何相关联的机械安装设备和/或电子驱动器。这些组件可以转向和/或聚焦光束106。另外，光学组件112可以包括修改光束106的一个或多个特性的组件。例如，光学组件112可以包括有源光学设备，诸如声波光调制器和/或电光调制器，该有源光学设备能够改变光束106的时域廓线以形成脉冲104。
脉冲104离开光束传输系统111并且进入真空室109。脉冲104穿过光学元件114的孔径113以到达等离子体形成位置123。脉冲104与在目标121p中的目标材料之间的相互作用产生发出光197的等离子体196。当等离子体存在于等离子体形成位置123时，发生光197的发出。因此，监测光197的存在还提供对等离子体196的存在或不存在的指示。
光197包括波长与目标材料的发射线相对应的光。在图1A的示例中，光197包括EUV光198，并且光197还可以包括带外光。带外光是指波长不在EUV光范围内的光。例如，目标材料可以包括锡。在这些实现中，光197包括EUV光198，并且还包括带外光，诸如深紫外(DUV)光、可见光、近红外(NIR)光、中波长红外(MWIR)光和/或长波长红外(LWIR)光光。EUV光198可以包括波长为例如5纳米(nm)、5nm-20nm、10nm-120nm或小于50nm的光。DUV光可以包括波长在约120nm-300nm之间的光，可见光可以包括波长在约390nm-750nm之间的光，NIR光可以包括波长在约750nm-2500nm之间的光，MWIR光的波长可以在大约3000nm-5000nm，并且LWIR光的波长可以在大约8000nm-12000nm之间。
光学元件114可以具有反射表面116，该反射表面116被定位为接收至少一些光197并且将光197反射到光刻设备199。反射表面116可以具有涂层，该涂层反射EUV光198，但是不反射光197的带外分量或仅反射光197的标称量的带外分量。以这种方式，反射表面116仅将EUV光198引导到光刻设备199。
EUV光源100还包括传感器系统130，该传感器系统130向控制系统150提供信号157，该信号157包括与光197相关的数据。传感器系统130包括等离子体监测模块134，该等离子体监测模块134包括能够检测光197的一个或多个波长的传感器135。传感器135可以是能够检测或感测光197中任何波长的存在的任何传感器。因此，在图1A的示例中，传感器135可以是能够检测EUV光的传感器，或者是能够检测带外光的一个或多个波长的传感器。
传感器系统130还可以包括光束监测模块131，其被配置为向控制系统150提供与脉冲104相关的数据。光束监测模块131测量或确定脉冲104的一个或多个特性。脉冲104的特性可以包括例如时距、时域廓线和/或总能量。光束监测模块131包括能够检测脉冲104中的波长的传感器132。传感器132和传感器135被配置为检测不同波长的光，使得脉冲104的光功率和光197的光功率可以彼此区分。例如，脉冲104的波长可以在NIR或MWIR中，并且传感器132可以包括滤波器，使得传感器132仅检测这些波长。传感器135被配置为检测光束106中不存在的不同波长或光谱带。例如，传感器135可以被配置为检测EUV光或可见光。
在一些实现中，传感器系统130不包括光束监测模块131。在这些实现中，控制系统150从光源105和/或光束传输系统111接收关于光束106和/或脉冲104的信息。此外，在一些实现中，传感器系统130包括光束监测模块131，并且控制系统150被配置为从光束监测模块131、光源105和光束传输系统111中的任何一个接收关于脉冲104的信息。
EUV光源100还包括控制系统150，控制系统150使用来自传感器系统130、光源105和/或光束传输系统111的信息来监测目标121p中的目标材料的转换。控制系统150从传感器系统130接收数据，并且还可以从光源105和/或光束传输系统111接收数据。控制系统150还向光源105、供应系统110和/或光束传输系统111提供命令信号159，该命令信号159基于关于光束106和发光等离子体196的信息而生成。
控制系统150包括确定模块152。确定模块152确定转换为等离子体196的目标材料的量。例如，确定模块152可以从传感器135接收指示在其间发出光197的时间长度的数据。该时间提供等离子体196的存在的时间长度的指示。确定模块152还可以从传感器系统130和/或光源105接收指示脉冲104的时距的数据。
确定模块152使用该信息来确定目标121p中的目标材料的转换量。例如，确定模块152可以将在其间发出光197的时间长度与光脉冲104的时距进行比较。如果光脉冲104的时距大于在其间发出光197的时间，则确定模块152可以确定目标121p中的所有或基本所有目标材料已经被转换。关于图3进一步讨论控制系统150和确定模块152的操作。
在图1A的示例中，控制系统150的确定模块152使用电子处理器154、电子存储装置156和I/O接口158来实现。电子处理器154包括适合于计算机程序的执行的一个或多个处理器，诸如通用或专用微处理器、以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，电子处理器从只读存储器、随机存取存储器(RAM)或两者接收指令和数据。电子处理器154可以是任何类型的电子处理器。电子处理器154执行组成确定模块152的指令。
电子存储装置156可以是易失性存储器(诸如RAM)或非易失性存储器。在一些实现中，电子存储装置156包括非易失性和易失性部分或组件。电子存储装置156可以存储在控制系统150的操作中使用的数据和信息。例如，电子存储装置156可以存储实现确定模块152的指令(例如，呈计算机程序的形式)。确定模块152从传感器系统130接收信息，并且还可以从光源105、供应系统110和/或光束传输系统111接收信息。
电子存储装置156还可以存储可能作为计算机程序的指令，该指令在被执行时引起电子处理器154与光源105、光束传输系统111、供应系统110和/或传感器系统130中的组件通信。例如，指令可以是引起电子处理器154将由确定模块152生成的命令信号159提供给光源105、供应系统110和/或光束传输系统111的指令。命令信号159是引起光源105和/或光束传输系统111中的组件以能够调节光束106的方式起作用的信号。例如，如果光脉冲的时距并且在其间发出光197的时间基本相同，则控制系统150可以向光束传输系统111发出命令信号以控制电光调制器，使得与先前的光脉冲相比，到达等离子体形成位置123的下一光脉冲具有更大的时距并且能够转换更大量的目标材料。在另一示例中，电子存储装置156可以存储在被执行时引起控制系统150与单独的机器相互作用的指令。例如，控制系统150可以与位于同一工厂或设施中的其他EUV光源相互作用。
I/O接口158是任何类型的接口，该接口允许控制系统150与操作者、光源105、光源105的一个或多个组件、光刻设备199、和/或在其他电子设备上运行的自动化过程交换数据和信号。例如，在可以编辑确定模块152的实现中，编辑可以通过I/O接口158来进行。I/O接口158可以包括以下中的一项或多项：视觉显示器、键盘和通信接口，诸如并行端口、通用串行总线(USB)连接、和/或任何类型的网络接口，诸如以太网。I/O接口158还可以允许通信而无需通过例如IEEE 802.11、Bluetooth或近场通信(NFC)连接进行物理接触。
参考图2，示出了EUV光源200的框图。EUV光源200是EUV光源的实现的另一示例。EUV光源200与EUV光源100(图1)相同，不同之处在于，EUV光源200使用的光源205包括发出第一光束206_1的第一光源208_1和发出第二光束206_2的第二光源208_2。脉冲204_1是第一光束206_1的脉冲，并且脉冲204_2是第二光束206_2的脉冲。脉冲204_2可以被称为“预脉冲”光束，并且脉冲204_1可以被称为“主脉冲”光束。
EUV光源200包括光学元件114，但是为简单起见，在图2中仅示出了光学元件114的孔径113。脉冲204_2沿着光路207_2传播，穿过光学元件114的孔径113，并且经由光束传输系统211_2被传输到初始目标区域224。初始目标区域224从供应系统110接收初始目标221p。初始目标区域224相对于等离子体形成位置123在-x方向上被移位。
脉冲204_2在初始目标区域224处与目标221p相互作用，以调节目标221p并且形成修改后的目标221m。该调节可以增强目标221p吸收脉冲204_1的能力。例如，尽管通常不在初始目标区域224处产生发光等离子体196，但是脉冲204_2与目标221p之间的相互作用可以改变初始目标221p中的目标材料的分布的形状、体积和/或尺寸，和/或可以沿着主脉冲204_1的传播方向减小目标材料的密度梯度。修改后的目标221m可以是例如目标材料的盘状分布，该盘状分布在xy平面上的范围大于目标221p，而沿着z轴的范围小于目标221p。修改后的目标221m漂移到等离子体形成位置123，并且被脉冲204_1照射以形成等离子体196。
控制系统150耦合到光源208_2和光束传输系统211_2，使得控制系统150可以用于控制第二光束206_2(或光束206_2的脉冲)的特性。以这种方式，控制系统150可以用于控制初始目标221p的调节参数。控制系统150还耦合到光源208_1和光束传输系统211_1，并且可以用于控制光束206_1(或光束206_1的脉冲)的特性。
光源208_1和208_2可以是例如两个激光器。例如，光源208_1、208_2可以是两个二氧化碳(CO2)激光器。在其他实现中，光源208_1、208_2可以是不同类型的激光器。例如，光源208_2可以是固态激光器，并且光源208_1可以是CO2激光器。在图2的示例中，第一光束206_1和第二光束206_2被脉冲化。第一光束206_1和第二光束206_2可以具有不同的波长。例如，在光源208_1、208_2包括两个CO2激光器的实现中，第一光束206_1的波长可以是大约10.26微米(μm)，并且第二光束206_2的波长可以在10.18μm到10.26μm之间。第二光束206_2的波长可以是大约10.59μm。在这些实现中，光束206_1、206_2是从CO2激光器的不同线生成的，从而导致即使光束206_1、206_2是从同一类型的源生成的，光束206_1、206_2也具有不同的波长。
脉冲204_1和204_2具有不同的能量并且可以具有不同的持续时间。例如，预脉冲204_2可以具有至少1ns的持续时间，例如，预脉冲可以具有1-100ns的持续时间以及1μm或10μm的波长。在一个示例中，辐射的预脉冲是能量为15-60mJ、脉冲持续时间为20-70ns并且波长为1-10μm的激光脉冲。在一些示例中，预脉冲的持续时间可以小于1ns。例如，预脉冲的持续时间可以为300ps或更短、100ps或更短、在100-300ps之间或在10-100ps之间。
光束传输系统211_1和211_2可以类似于光束传输系统111(图1A)。在图2的示例中，第一光束206_1和第二光束206_2与分开的光束传送系统相互作用并且在分开的光路上传播。然而，在其他实现中，第一光束206_1和第二光束206_2可以共享同一光路的全部或一部分，并且也可以共享同一光束传输系统。
图3是过程300的流程图。过程300是用于监测目标材料到发光等离子体的转换的过程的实现的示例。过程300可以用于监测通过燃料与光束之间的相互作用来形成等离子体的任何系统中的燃料(目标材料)的转换。过程300可以由控制系统150执行。关于EUV光源100并且然后关于EUV光源200来讨论过程300。
当目标121p在等离子体形成位置123时，放大光束106被提供给等离子体形成位置123，使得放大光束106的光脉冲104和目标121p相互作用。脉冲104与目标121p之间的相互作用将目标121p中的至少一些目标材料转换为等离子体196。访问第一数据(310)。第一数据包括与脉冲104有关的信息。例如，第一数据可以指示脉冲104的持续时间。第一数据还可以指示与脉冲104有关的附加或其他信息。例如，第一数据可以包括指示脉冲104的特性的信息，例如上升时间、总能量含量和/或峰值能量值。
控制系统150接收第一数据并且处理第一数据以确定脉冲104的一个或多个特性。可以从传感器系统130访问第一数据。在这些实现中，第一数据是由传感器132测量的传感器数据。传感器132可以是能够检测光的任何传感器，该光的波长在脉冲104中。例如，在光源105包括二氧化碳(CO2)激光器的实现中，传感器132是能够检测在例如9-11微米(μm)、10-11微米或10.5-10.7微米之间的波长的传感器。
在一些实现中，不从传感器系统130访问第一数据。例如，可以从光源105和/或光束传输系统111访问第一数据。在这些实现中，第一数据可以例如从控制电光调制器的控制器访问，该电光调制器形成光束106中的脉冲的时域廓线。在该示例中，第一数据可以是包括关于施加到电光调制器以形成脉冲104的激励信号的信息的数据。控制系统150可以从关于所施加的激励信号的信息中确定或估计脉冲104的时域廓线和/或上升时间。在另一示例中，控制系统150可以从光源105接收关于被施加以生成光脉冲的发射图案的信息，并且光束监测模块131可以根据从光源105接收的信息来估计或确定脉冲104的时距。在一些实现中，可以从传感器系统130和光源105和/或光束传输系统111两者来访问第一数据。
访问包括与发光等离子体196有关的信息的第二数据(320)。第二数据可以是来自等离子体监测模块134和传感器135的数据。传感器135可以是对光197的波长敏感的任何传感器或传感器组合。控制系统150根据第二数据确定发光等离子体196的一个或多个特性。例如，控制系统150可以使用来自传感器135的数据来确定光197的时距。光197的时距可以被称为发光时段并且提供在其上产生等离子体196的时间段的指示。控制系统150可以通过处理第二数据并且将一个或多个度量应用于第二数据来确定发光时段。例如，发光时段可以被定义为如下的连续时间，在该连续时间期间，由传感器135检测到的光功率至少是由传感器135检测到的最大光功率的阈值百分比。
至少基于第一数据和第二数据来确定转换为等离子体196的目标材料的量(330)。例如，可以将第一数据和第二数据进行比较以确定转换为等离子体196的目标材料的量。如上所述，脉冲104与目标121p之间的相互作用产生发光等离子体196。在产生等离子体196的过程中，目标121中的一些或全部目标材料从第一形式转换为第二形式。目标材料的第二形式的密度通常低于目标材料的第一形式的密度。目标材料的第二形式也可以轻于和/或小于目标材料的第一形式。目标材料的第二形式可以是例如目标材料的汽化颗粒或雾化颗粒。
未转换为第二形式的目标材料称为燃料碎片或目标碎片。燃料碎片可以积聚在真空室109中的物体上，诸如在光学元件114的反射表面116上。燃料碎片在真空室109中的物体上的积聚因此可能导致性能下降。此外，由于第二形式的目标材料的密度较小，因此与第一形式的目标材料相比，第二形式的目标材料可以更容易从真空室109中去除和/或通过已知清洁技术被减轻。这样，期望将尽可能多的目标材料转换为第二形式。过程300监测等离子体生成过程，使得可以控制目标碎片的量。
因为仅当目标材料被转换时才产生等离子体196，所以可以根据第一数据(其具有关于脉冲104的信息)和第二数据(其具有关于发光等离子体196的信息)来确定或粗略估计在等离子体生成事件中转换的目标材料的量(以及因此燃料碎片的量和等离子体颗粒的量)。例如，可以基于比较第一数据和第二数据来确定所转换的目标材料的量。
为了最小化或减少目标碎片的量，目标中的目标材料的质量不应当大于能够被光脉冲转换为发光等离子体196的质量。特别地，在由等离子体生成事件而导致的碎片产生与“烧穿(burn through)”程度之间存在相关性。当用于照射目标材料的光脉冲的时距长于从等离子体发出的光的发射时间时，通常会发生完全“烧穿”。在完全烧穿的情况下，发光时段在照射的光脉冲的时距内，这表明所有目标材料被转换并且对等离子体产生做出贡献。
烧穿时间是发生完全烧穿所需要的时间。图4示出了与目标材料的22μm液滴的烧穿时间405有关的测量数据的示例。在图4的示例中，迹线406(实线)表示作为时间的函数的光束106的脉冲的光功率，并且迹线407(虚线)表示作为时间的函数的所测量的EUV光。迹线406是光脉冲的时域廓线，该光脉冲与目标材料相互作用以产生发出由迹线407表示的EUV光的等离子体。在图4的示例中，当所检测的EUV光的功率下降到峰值的10％时，发生EUV发光时段的结束。如下所述，考虑到用于确定发光时段的阈值，补偿值409可以用于设置可接受的目标碎片的量。
返回图3，基于第一数据和第二数据来确定所转换的目标材料的量。例如，可以将第一数据和第二数据彼此比较。对第一数据和第二数据进行比较可以包括将光197的发光时段(根据第一数据确定)与光脉冲的时距(根据第二数据确定)进行比较。在一些实现中，控制系统150的确定模块152可以被实现为基于在等式1中表达的条件来评估转换为第二形式的目标材料的量：
tpulse＞tlight+δ
等式(1)，
其中δ是大于或等于零的补偿值，并且tlight是从等离子体196发出光197的时间时段，该等离子体196由时距为tpulse的光脉冲的相互作用形成。
尽管通常在光脉冲长于光197的持续时间时发生烧穿，但是在诸如EUV光源100等操作系统中，传感器校准、用于确定光脉冲104和光197的发射何时结束的阈值、以及操作条件可能导致烧穿时间与光197和光脉冲104的相等时距不一致。补偿值δ可以用于说明这些操作条件并且可以用于设置可接受的目标碎片量。补偿值δ可以针对特定系统预先设置，和/或可以在操作期间根据实验数据来确定。补偿值δ可以在系统的操作期间随着系统条件的改变而改变。此外，补偿值δ可以被设置为使得能够发生如下的烧穿量，该烧穿量被已知为或被确定为对于特定情况是足够的但是小于完全烧穿。因此，补偿值δ可以用于设置可接受的燃料碎片量。
在将脉冲104的时距与光197的时距进行比较时，可以使用其他度量。例如，可以使用等式(2)所示的比率：
其中debristh是针对系统和操作条件与可接受的目标残渣量相对应的阈值，tlight是从等离子体196发出光197的时间时段，该等离子体196由脉冲104的相互作用形成，tpulse是脉冲104的时距。阈值debristh可以基于从系统测量的数据来设置，并且阈值debristh可以在系统的操作期间改变。当等式2中表示的比率等于1时，光197的时距和脉冲104的时距相等。比率小于1表明脉冲104的持续时间大于光197的持续时间，并且因此更可能发生烧穿情况。
等式1和等式2被提供作为如何比较脉冲104的特性和光197的特性以评估目标材料的转换量的示例。其他比较是可能的。例如，代替时距，可以使用上升时间和/或总能量作为用于比较的特性。
确定目标碎片的量是否可接受(340)。当在等式1中表示的条件或在等式2中表示的条件为真时，所转换的目标材料的量是足够的，并且因此，在脉冲104与目标122p之间的相互作用中产生的目标碎片的量在可接受的目标碎片的水平内。在这种情况下，控制系统150不将命令信号159提供给光源105、光束传输系统111或目标供应系统110。因此，光束106的下一光脉冲的特性和要到达等离子体形成位置123的下一目标的特性与脉冲104和目标122p基本相同。
等式1的条件或等式2的条件为假表明在脉冲104与目标122p之间的相互作用中转换了不足量的目标材料并且目标碎片超过期望量。响应于确定在脉冲104与目标122p之间的相互作用中转换了不足量的目标材料，控制系统150控制光源105(图1A)或光源205(图2)、光束传输系统111和/或目标供应系统110。为控制EUV光源100的这些子系统中的任何一个，控制系统150生成一个或多个命令信号159，并且将命令信号159提供给受控制的子系统。将一个或多个命令信号159提供给受控子系统导致后续脉冲的一个或多个特性和/或后续目标的一个或多个特性被调节。关于图5A和5B讨论控制EUV光源的一个或多个子系统以控制后续脉冲的特性和/或后续目标的特性的示例。
图5A和5B示出了在两个不同时刻的EUV光源100，其中图5A示出了在时间t1的EUV光源100，图5B示出了在时间t1之后的时间t2的EUV光源100。在时间t1，光束106的脉冲504_a到达等离子体形成位置123并且照射目标521_a以产生发光等离子体596_a。发光等离子体596_a在第一发光时段上发出光597_a。在时间t2，后续脉冲504_b到达等离子体形成位置123并且照射后续目标521_b以产生发光等离子体596_b。等离子体596_b在第二发光时段上发出光597_b。取决于是否发出命令信号159以控制EUV光源100的一个或多个子系统，第一发光时段和第二发光时段可以是相同的持续时间，或者可以是不同的。
后续脉冲504_b和后续目标521_b可以分别是在脉冲504_a和目标521_a之后到达等离子体形成位置123的任何脉冲或任何目标。后续脉冲504_b可以是紧接在脉冲504_a之后的脉冲，并且后续目标521_b可以是紧接在目标521_a之后位于等离子体形成位置123中的目标。
命令信号159是基于目标材料的转换量的确定(330)的。例如，如果在(330)的确定中使用等式1，则光597_a的发光时段与补偿值δ之和大于或等于脉冲504_a的时距表明在相互作用中转换了不足量的目标材料。脉冲504_a的时距与光597_a的时距之差的值指示控制系统150应当进行的调节量。特别地并且再次参考等式1，后续脉冲504_b的时距应当具有比光597_a的发光时段大δ的时距。因此，在该示例中，命令信号159包括以下信息：当被应用于EUV光源100的子系统的一个或多个组件时，该信息引起后续脉冲504_b具有比光597_a的持续时间大δ的时距。
例如，命令信号159可以被提供给位于光束传输系统111中的光路107上的光闸518。光闸可以是例如电光调制器(EOM)或声光调制器(AOM)。当光闸518处于第一状态时，光束106与光闸相互作用以形成传播到等离子体形成位置123的光脉冲。当光闸518处于第二状态时，光束106不保持在光路107上和/或不形成光脉冲。在该示例中，命令信号159包括如下的信息，该信息指示光闸518应当在第一状态保持一段时间，以引起后续脉冲504_b的持续时间具有比光197的发光时段长δ的时距。
命令信号159还可以用于调节诸如目标521_b等后续目标的特性。关于图2的EUV光源200讨论调节后续目标的特性的示例。在提供使用EUV光源200来调节后续目标的特性的示例之前，讨论修改后的目标的尺寸和液滴尺寸的影响的示例。
图6是示出了根据从供应系统110发出的目标液滴的直径的修改后的目标(诸如修改后的目标221m)的沿着预脉冲的传播方向的厚度的曲线图600。在图6的示例中，初始目标是熔融金属的基本球形的液滴。图6包括曲线图602、曲线图603和曲线图604。曲线图602、603、604分别对应于直径为300μm、350μm和400μm的修改后的目标。修改后的目标的直径沿着与传播方向不同的方向，并且可以沿着与传播方向大体正交的方向。例如，修改后的目标的直径可以在xy平面中。尽管可以使用具有较大直径的液滴来形成更厚和更大的修改后的目标，但是如图6所示，可以调节具有特定直径(例如，27μm)的初始目标以形成具有各种直径和厚度的修改后的目标。
光脉冲与修改后的目标相互作用以形成等离子体，该等离子体发出光。发出的光的特性取决于修改后的目标的厚度。例如，相对较薄的修改后的目标可以减少光的发出的持续时间。图7是由直径为22μm(用“x”表示)、26μm(用“*”表示)和34μm(用圆圈表示)的初始目标形成的修改后的目标的EUV光持续时间的曲线图700。如图7所示，当使用具有较大直径的初始目标(如图6所示，其可以用于形成较厚的修改后的目标)时，EUV持续时间通常更长。
因此，修改后的目标221m(图2)的厚度可以用于控制发出光197(图2)的时间。可以通过控制预脉冲204_2的特性来控制修改后的目标221m的特性，诸如形状(包括例如厚度)和密度。
预脉冲204_2与初始目标221p(图2)之间的相互作用形成修改后的目标221m。初始目标221p可以是目标材料的球形液滴。然而，预脉冲204_2与初始目标221p之间的相互作用修改目标材料的几何分布，使得修改后的目标221m具有与初始目标221p不同的形状。修改后的目标221m也可以具有与初始目标221p不同的形状。例如，修改后的目标221m可以具有盘形状，其中盘的最薄部分平行于主脉冲204_1的传播方向。在一些实现中，修改后的目标221m的取向可以使得修改后的目标221m的最薄部分相对于主脉冲204_1的方向以非零角度倾斜。修改后的目标221m可以采用其他几何形式。例如，在辐射的预脉冲的持续时间小于1ns的实现中，修改后的目标221可以具有通过沿着平面切割球形而形成的形状，诸如类半球形状。
因此，可以通过控制用于形成后续初始目标的预脉冲的特性，来控制在修改后的目标221m之后到达等离子体形成位置123的修改后的目标的形状和/或尺寸。下面讨论控制图2的EUV光源200中的预脉冲的特性的示例。在下面的讨论中，将在修改后的目标221m之后到达等离子体形成位置123的修改后的目标被称为后续的修改后的目标。光束206_2的在预脉冲204_2之后并且与后续初始目标同时到达初始目标区域224的脉冲被称为后续预脉冲。
主脉冲204_1与修改后的目标221m之间的相互作用形成等离子体196，该等离子体196发出光197。传感器系统130将关于光197的信息(第二数据)提供给控制系统150。传感器系统130、光源205和/或光束传输系统211_1将关于主脉冲204_1的信息(第一数据)提供给控制系统150。控制系统150使用关于图3的(330)讨论的信息。如果不足量的目标材料被转换，则控制系统150可以生成命令信号159，并且将信号159提供给光源208_2和/或光束传输系统211_2，以改变后续预脉冲的特性。例如，命令信号159可以改变后续预脉冲的时距、上升时间、总能量和/或焦点位置。
通过改变这些特性中的一个或多个，与修改后的目标221m相比，利用后续预脉冲而形成的后续的修改后的目标可以在xy平面上较大，在z方向上较小，和/或沿着后续主脉冲的传播方向密度较小。以这种方式，后续的修改后的目标可以吸收更多的后续主脉冲，并且可以在等离子体生成过程中产生更少的燃料碎片。
后续目标的特性可以其他方式改变。例如，可以通过改变施加到供应系统110的容器118的压力P和/或通过修改施加到供应系统110的致动波形的频率和/或幅度，来改变初始目标221p的直径。改变初始目标221p的直径可以允许改变由该初始目标形成的修改后的目标的厚度。
在这些实现中，控制系统150可以通过向供应系统110发出命令信号159来改变初始目标221p的直径。命令信号159足以在供应系统110内引起改变初始目标221p的直径的变化。尽管对供应系统110的这样的改变可能导致对目标流121的其他变化(例如，流内的目标之间的距离、和合并长度)，但是改变供应系统110的一个或多个参数也可以用于改变后续目标的特性。
图8示出了示例实验数据的条形图800。条形图800示出了根据照射光脉冲的时距的碎片出现或碎片计数。碎片计数是在等离子体生成事件之后剩余的目标碎片的量的指示。在图8的示例中，使用对碎片颗粒进行计数的粒子图像测速(PIV)检测器来测量碎片计数。用于创建条形图800的数据基于直径为27μm的目标液滴，该目标液滴已经扩展并且沿着最长的轴以330μm的尺寸到达等离子体形成位置123。
在图8中，区域801中的脉冲达到“烧穿”，而区域802中的脉冲没有。区域801中的脉冲的持续时间为130、110和90纳秒(ns)。区域802中的脉冲的持续时间为70ns和50ns，其不足以蒸发所有目标材料。针对区域801中的脉冲的碎片计数(例如，计数为4或5)低于针对区域802中的脉冲的碎片计数(其碎片计数为至少15)。
在一些实现中，在EUV光源100或200的操作之前，诸如图8所示的数据可以被收集和存储在控制系统150的电子存储装置156上。该数据可以用于在操作期间编程或设置初始脉冲持续时间和/或控制光源105和/或光束传输系统111，以减少目标碎片的量。例如，图8的数据表明，对于沿着最长轴的尺寸为330μm的目标，脉冲的时距应当为90ns或更大，这将目标碎片的量减少至少三倍。
图9和10讨论EUV光刻系统的示例。图11讨论EUV光源的示例。
图9示意性地描绘了根据一种实现的包括源收集器模块SO的光刻设备900。光刻设备900可以用作光源100或200中的光刻设备199。光刻设备900包括：
·照射系统(照射器)IL，被配置为调节辐射束B(例如，EUV辐射)；
·支撑结构(例如，掩模台)MT，被构造为支撑图案化装置(例如，掩模或掩模版)MA，并且连接到被配置为准确地定位图案化装置的第一定位器PM；
·衬底台(例如，晶片台)WT，被构造为保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并且连接到被配置为准确地定位衬底的第二定位器PW；以及
·投射系统(例如，反射投射系统)PS，被配置为将通过图案化装置MA赋予辐射束B的图案投射到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上。
照射系统可以包括用于定向、成形或控制辐射的各种类型的光学组件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型的光学组件、或其任何组合。
支撑结构MT以取决于图案化装置MA的取向、光刻设备的设计和其他条件(诸如例如，图案化装置是否被保持在真空环境中)的方式来保持图案化装置。支撑结构可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案化装置。例如，支撑结构可以是框架或台子，其可以根据需要而是固定的或可移动的。支撑结构可以确保图案化装置处于期望位置，例如相对于投射系统。
术语“图案化装置”应当被广义地解释为是指可以用于在其横截面中向辐射束赋予图案，以便在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。被赋予辐射束的图案可以对应于诸如集成电路等在目标部分中产生的器件中的特定功能层。
图案化装置可以是透射的或反射的。图案化装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻中是众所周知的，并且包括各种掩模类型(诸如二元、交替相移和衰减相移)、以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以个体地倾斜，以便在不同方向上反射入射辐射束。倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。
像照射系统IL一样，投射系统PS可以包括各种类型的光学组件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型的光学组件、者其任何组合，以适合于正在使用曝光辐射或其他因素(诸如真空的使用)。由于其他气体可能吸收太多辐射，因此可能希望对EUV辐射使用真空。因此，可以借助于真空壁和真空泵向整个光路提供真空环境。
如在此描绘的，该设备是反射型的(例如，采用反射掩模)。光刻设备可以是具有两个(双级)或更多个衬底台(和/或两个或更多个图案化装置台)的类型。在这样的“多级”机器中，可以并行使用附加的工作台，或者可以在一个或多个工作台上执行准备步骤，而将一个或多个其他台用于曝光。
参考图9，照射器IL从源收集器模块SO接收极紫外辐射束。用于产生EUV光的方法包括但不限于将材料转换为具有至少一个元素(例如，氙、锂或锡)的等离子状态，其中一个或多个发射线在EUV范围内。在一种这样的方法中，可以通过用激光束照射燃料(诸如具有所需要的线发出元素的材料的液滴、流或簇)来产生所需要的等离子体，该等离子体通常称为激光产生的等离子体(“LPP”)。源收集器模块SO可以是EUV辐射系统的一部分，该EUV辐射系统包括用于提供激发燃料的激光束的激光器(未在图9中示出)。所得到的等离子体发出输出辐射，例如EUV辐射，使用设置在源收集器模块中的辐射收集器来收集该辐射。激光器和源收集器模块可以是分开的实体，例如，当使用二氧化碳(CO2)激光器提供激光束以进行燃料激发时。
在这种情况下，激光器不被认为形成光刻设备的一部分，并且辐射束借助于包括例如合适的导向镜和/或扩束器的光束传输系统被从激光器传输到源收集器模块。在其他情况下，源可以是源收集器模块的组成部分，例如，当源是放电产生的等离子体EUV生成器(通常称为DPP源)时。
照射器IL可以包括用于调节辐射束的角度强度分布的调节器AD。通常，至少可以调节照射器的光瞳平面中的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为外部σ和内部σ)。另外，照射器IL可以包括各种其他组件，诸如多面场和光瞳镜设备。照射器IL可以用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。
辐射束B入射在图案化装置(例如，掩模)MA上，图案化装置MA被保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上，并且通过图案化装置被图案化。在从图案化装置(例如，掩模)MA被反射之后，辐射束B穿过投射系统PL，投射系统PS将光束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器PS2(例如，干涉量测装置、线性编码器或电容传感器)，衬底台WT可以准确地移动，例如，以便将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器PS1可以用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案化装置(例如，掩模)MA。可以使用图案化装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案化装置(例如，掩模)MA和衬底W。
所描绘的设备可以用于以下模式中的至少一种：
1.在步进模式下，支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT保持基本静止，同时被赋予辐射束的整个图案被一次性投射到目标部分C上(即，单次静态曝光)。然后，衬底台WT在X和/或Y方向上移位，从而可以暴露不同的目标部分C。
2.在扫描模式下，支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT被同步地扫描，同时被赋予辐射束的图案被投射到目标部分C上(即，单次动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如，掩模台)MT的速度和方向可以通过投射系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。
3.在另一模式下，支撑结构(例如，掩模台)MT保持基本静止，以保持可编程图案化装置，并且衬底台WT被移动或扫描，同时被赋予辐射束的图案被投射到目标部分C上。在这种模式下，通常，采用脉冲辐射源，并且在扫描期间在每次移动衬底台WT之后或者在连续辐射脉冲之间，根据需要更新可编程图案化装置。该操作模式可以容易地应用于利用可编程图案化装置的无掩模光刻，诸如上述类型的可编程反射镜阵列。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体或完全不同的使用模式。
图10更详细地示出了光刻设备900的实现，该光刻设备900包括源收集器模块SO、照射系统IL和投射系统PS。源收集器模块SO被构造和布置为使得可以在源收集器模块SO的封闭结构1020中保持真空环境。系统IL和PS同样被包含在它们自己的真空环境中。可以通过激光产生的LPP等离子体源，形成发出EUV辐射的等离子体2。源收集器模块SO的功能是从等离子体2传输EUV辐射束20，使得其聚焦在虚拟源点中。虚拟源点通常被称为中间焦点(IF)，并且源收集器模块被布置为使得中间焦点IF位于封闭结构1020中的孔径1021处或附近。虚拟源点IF是发出辐射的等离子体2的图像。
辐射从中间焦点IF处的孔径1021穿过照射系统IL，在该示例中，照射系统IL包括多面场反射镜设备22和多面瞳孔反射镜设备24。这些设备形成所谓的“蝇眼”照射器，其被布置为在图案化装置MA处提供辐射束21的期望的角度分布，并且在图案化装置MA处提供期望的辐射强度均匀性(如附图标记1060所示)。当光束21在由支撑结构(掩模台)MT保持的图案化装置MA处反射时，形成图案化光束26，并且图案化光束26由投射系统PS经由反射元件28、30成像到由衬底台WT保持的衬底W上。为了曝光在衬底W上的目标部分C，生成辐射脉冲，同时衬底台WT和图案化装置台MT执行同步运动以通过照射缝隙来扫描图案化装置MA上的图案。
每个系统IL和PS被布置在其自己的真空或接近真空的环境中，该环境由类似于包围结构1020的封闭结构限定。照射系统IL和投射系统PS中通常可以存在比所示出的更多的元件。此外，可能存在比所示出的更多的反射镜。例如，除了图10所示的反射元件，在照射系统IL和/或投射系统PS中可以存在1到6个另外的反射元件。
更详细地考虑源收集器模块SO，包括激光器1023的激光能量源被布置为将激光能量1024沉积到包括目标材料的燃料中。目标材料可以是在等离子体状态下发出EUV辐射的任何材料，诸如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)。等离子体2是高度电离的等离子体，其电子温度为几十电子伏特(eV)。较高能量的EUV辐射可以通过其他燃料材料来生成，例如铽(Tb)和钆(Gd)。在这些离子的去激励和重组过程中生成的高能辐射被从等离子体发出，被接近法向入射的收集器3收集，并且被聚焦在孔径1021上。等离子体2和孔径1021分别位于收集器CO的第一焦点和第二焦点处。
尽管图10所示的收集器3是单个曲面镜，但是收集器可以采用其他形式。例如，收集器可以是具有两个辐射收集表面的施瓦茨希尔德收集器。在一个实施例中，收集器可以是包括彼此嵌套的多个基本圆柱形的反射器的掠入射收集器。
为了传输例如液态锡等燃料，液滴生成器1026布置在壳体1020内，且被布置为将高频的液滴流1028朝向等离子体2的期望位置发射。在操作中，与液滴生成器1026的操作同步地传输激光能量1024，以传输辐射脉冲以将每个燃料液滴转变成等离子体2。液滴的传输频率可以是几千赫兹，例如50kHz。在实践中，激光能量1024至少以两个脉冲传输：具有有限能量的预脉冲在液滴到达等离子位置之前被传输到液滴，以将燃料材料蒸发成小云，并且然后，激光能量1024的主脉冲在期望的位置处被传输到云，以生成等离子体2。在封闭结构1020的相对侧提供陷阱1030，以捕获由于某种原因而没有变成等离子体的燃料。
液滴生成器1026包括容纳燃料液体(例如，熔融锡)的储存器1001、以及过滤器1069和喷嘴1002。喷嘴1002被配置为将燃料液体的液滴朝向等离子体2形成位置喷射。可以通过储存器1001内的压力和由压电致动器(未示出)施加到喷嘴的振动的组合，而从喷嘴1002喷射燃料液体的液滴。
如本领域技术人员将了解的，可以定义参考轴X、Y和Z，以测量和描述设备、其各种组件和辐射束20、21、26的几何形状和性能。在设备的每个部分处，可以定义X、Y和Z轴的局部参考系。在图10的示例中，Z轴在系统中的给定点处与方向光轴O大致重合，并且通常垂直于图案化装置(掩模版)MA的平面并且垂直于衬底W的平面。在源收集器模块中，X轴与燃料流1028的方向大致重合，而Y轴与该方向正交，如图10所示指向页面外。另一方面，在保持掩模版MA的支撑结构MT的附近，X轴通常横向于与Y轴对准的扫描方向。为了方便起见，在图10的示意图的这个区域中，X轴再次指向页面外，如图所示。这些名称是本领域中的常规名称，并且为方便起见而在本文中采用。原则上，可以选择任何参考系来描述该设备及其行为。
尽管在此未示出，但是在典型的设备中存在在源收集器模块和光刻设备900的操作中作为整体而使用的很多附加组件。这些包括用于减少或减轻封闭真空内的污染的影响的装置，例如，以防止燃料材料的沉积物损坏或损害收集器3和其他光学器件的性能。存在但未详细描述的其他特征是在控制光刻设备900的各种组件和子系统中所涉及的所有传感器、控制器和致动器。
参考图11，示出了LPP EUV光源1100的实现。光源1100可以用作光刻设备900中的源收集器模块SO。另外，图1A的光源105或图2的光源205可以是驱动激光器1115的一部分。驱动激光器1115可以用作激光器1023(图10)。
LPP EUV光源1100是通过用沿着光路朝向目标混合物1114行进的放大光束1110在等离子体形成位置1105照射目标混合物1114而形成的。关于图1A而讨论的流121中的目标可以是目标混合物1114或包括目标混合物1114。等离子体形成位置1105在真空室1130的内部1107内。当放大光束1110撞击目标混合物1114时，目标混合物1114内的目标材料被转换为等离子状态，该等离子状态具有如下的元素，该元素的发射线在EUV范围内。所产生的等离子体的某些特征取决于目标混合物1114内的目标材料的组成。这些特征可以包括由等离子体产生的EUV光的波长、以及从等离子体释放的碎片的类型和量。
光源1100还包括供应系统1125，该供应系统1125以液滴、液流、固体颗粒或簇、包含在液滴中的固体颗粒、或包含在液流中的固体颗粒的形式传输、控制和引导目标混合物1114。目标混合物1114包括目标材料，例如水、锡、锂、氙、或在转换为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，元素锡可以用作纯锡(Sn)；用作锡化合物，例如，SnBr4、SnBr2、SnH4；用作锡合金，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。目标混合物1114还可以包括杂质，诸如非目标颗粒。因此，在不存在杂质的情况下，目标混合物1114仅由目标材料构成。目标混合物1114由供应系统1125传输到腔室1130的内部1107中并且传输到等离子体形成位置1105。
光源1100包括驱动激光系统1115，该驱动激光系统1115由于在激光系统1115的一个或多个增益介质内的粒子数反转而产生放大光束1110。光源1100包括在激光系统1115与等离子体形成位置1105之间的光束传输系统，光束传输系统包括光束传输系统1120和聚焦组件1122。光束传输系统1120从激光系统1115接收放大光束1110，并且根据需要转向和修改放大光束1110，并且将放大光束1110输出到聚焦组件1122。聚焦组件1122接收放大光束1110并且将该光束1110聚焦到等离子体形成位置1105。
在一些实现中，激光系统1115可以包括一个或多个光放大器、激光器和/或灯，以提供一个或多个主脉冲并且在一些情况下提供一个或多个预脉冲。每个光放大器包括能够以高增益光学地放大期望波长的增益介质、激发源和内部光学器件。光学放大器可以具有或可以不具有形成激光腔的激光镜或其他反馈装置。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，激光系统1115也会产生放大光束1110。此外，如果存在激光腔以向激光系统1115提供足够的反馈，则激光系统1115可以产生作为相干激光束的放大光束1110。术语“放大光束”涵盖以下中一项或多项：来自激光系统1115的仅被放大而未必是相干激光振荡的光、以及来自激光系统1115的被放大并且也是相干激光振荡的光。
激光系统1115中的光放大器可以包括填充气体(包括CO2)作为增益介质，并且可以以大于或等于800倍的增益，放大波长在大约9100nm至大约11000nm之间并且特别是在大约10600nm处的光。用于激光系统1115中的合适的放大器和激光器可以包括脉冲激光装置，例如脉冲式气体放电CO2激光装置，该装置例如通过DC或RF激发产生大约9300nm或大约10600nm的辐射，以相对较高的功率(例如，10kW或更高)和较高的脉冲重复率(例如，40kHz或更高)进行操作。脉冲重复率可以是例如50kHz。激光系统1115中的光放大器还可以包括诸如水等冷却系统，当以更高的功率操作激光系统1115时，可以使用该冷却系统。
光源1100包括收集器反射镜1135，该收集器反射镜1135具有孔径1140以允许放大光束1110穿过并且到达等离子体形成位置1105。收集器反射镜1135可以是例如椭圆形反射镜，该椭圆形反射镜具有在等离子体形成位置1105处的主焦点并且具有在中间位置1145处的辅焦点(也称为中间焦点)，其中EUV光可以从光源1100输出并且可以被输入到例如集成电路光刻工具中(未示出)。光源1100还可以包括端部开口的空心锥形护罩1150(例如，气锥)，护罩1150从收集器反射镜1135朝向等离子体形成位置1105逐渐变细，以减少等离子体产生的碎片的进入聚焦组件1122和/或光束传输系统1120的量，同时允许放大光束1110到达等离子体形成位置1105。为此，可以在护罩中提供朝向等离子体形成位置1105被引导的气流。
光源1100还可以包括主控制器1155，其连接到液滴位置检测反馈系统1156、激光控制系统1157和光束控制系统1158。光源1100可以包括一个或多个目标或液滴成像器1160，该成像器1160提供指示例如相对于等离子体形成位置1105的液滴的位置的输出，并且将该输出提供给液滴位置检测反馈系统1156，该液滴位置检测反馈系统1156可以例如计算液滴位置和轨迹，由此可以在逐液滴的基础上或平均地计算液滴位置误差。液滴位置检测反馈系统1156因此将液滴位置误差作为输入提供给主控制器1155。因此，主控制器1155可以向例如激光器控制系统1157提供激光器位置、方向和定时校正信号，激光器位置、方向和定时校正信号可以用于例如控制激光定时电路和/或光束控制系统1158，以控制放大光束位置和光束传输系统1120的形状，以改变光束焦点在腔室1130内的位置和/或聚焦功率。
供应系统1125包括目标材料传输控制系统1126，目标材料传输控制系统1126响应于来自主控制器1155的信号而可操作，以例如修改由目标材料供应装置1127释放的液滴的释放点，以校正到达期望的等离子体形成位置1105的液滴的误差。
另外，光源1100可以包括光源检测器1165和1170，光源检测器1165和1170测量一个或多个EUV光参数，包括但不限于脉冲能量、根据波长的能量分布、特定波长带内的能量、特定波长带之外的能量、以及EUV强度和/或平均功率的角度分布。光源检测器1165生成供主控制器1155使用的反馈信号。反馈信号可以例如指示诸如激光脉冲的定时和聚焦等参数的误差，以在正确的位置和时间正确地拦截液滴，以实现有效和高效的EUV光产生。
光源1100还可以包括引导激光器1175，引导激光器1175可以用于对准光源1100的各个部分或帮助将放大光束1110转向到等离子体形成位置1105。与引导激光器1175相结合，光源1100包括放置在聚焦组件1122内的量测系统1124，以对来自引导激光器1175的一部分光和放大光束1110进行采样。在其他实现中，量测系统1124放置在光束传输系统1120内。量测系统1124可以包括对光的子集进行采样或重定向的光学元件，这样的光学元件由可以承受引导激光束和放大光束1110的功率的任何材料制成。由量测系统1124和主控制器1155形成光束分析系统，因为主控制器1155分析来自引导激光器1175的采样光，并且使用该信息以通过光束控制系统1158调节聚焦组件1122内的组件。
因此，总而言之，光源1100产生沿着光路被引导的放大光束1110，以在等离子体形成位置1105处照射目标混合物1114以将混合物1114内的目标材料转换为发出在EUV范围内的光的等离子体。放大光束1110在基于激光系统1115的设计和特性而确定的特定波长(也称为驱动激光波长)下操作。另外，当目标材料向激光系统1115中提供回足够的反馈以产生相干激光时，或者如果驱动激光系统1115包括合适的光学反馈以形成激光腔，则放大光束1110可以是激光光束。
其他实现也在权利要求的范围内。例如，图1A、2、5A和5B将传感器系统130示出为在真空室109内。然而，其他实现也是可能的。例如，传感器系统130的全部或一部分可以在真空室109外部，其中传感器135被定位为通过视口观察真空室109的内部。
在以下编号的条款中阐述了本发明的其他方面。
1.一种监测目标材料的被转换为等离子体的量的方法，所述方法包括：
向接收包括目标材料的目标的区域提供放大光束，所述放大光束与所述目标之间的相互作用将所述目标材料中的至少一些从第一形式转换为第二形式以形成发光等离子体；
访问包括与所述放大光束有关的信息的第一数据；
访问包括与所述发光等离子体有关的信息的第二数据；以及
确定所述目标材料的被从所述第一形式转换为所述第二形式的量，其中所述确定至少基于所述第一数据和所述第二数据，并且所述目标材料的所述第二形式的密度小于所述目标材料的所述第一形式的密度。
2.根据条款1所述的方法，其中所述目标材料包括金属，所述第一形式包括熔融形式的所述金属，并且所述第二形式包括汽化形式的所述金属。
3.根据条款1所述的方法，还包括基于所确定的被转换的目标材料的量，来调节所述放大光束的特性和至少一个后续目标的特性中的一者或两者，所述至少一个后续目标在所述目标之后在所述区域处被接的。
4.根据条款3所述的方法，其中所述放大光束包括脉冲放大光束，所述脉冲放大光束包括多个光脉冲，并且所述发光等离子体是通过所述多个光脉冲中的一个光脉冲与所述目标材料之间的相互作用而形成的。
5.根据条款4所述的方法，其中所述多个光脉冲中的所述一个光脉冲具有时距，并且由所述多个光脉冲中的所述一个光脉冲与所述目标之间的所述相互作用而形成的所述发光等离子体在发光时段期间发出光。
6.根据条款5所述的方法，其中
所述第一数据包括表示所述多个光脉冲中的所述一个光脉冲的时距的信息，以及
所述第二数据包括表示所述发光时段的时距的信息。
7.根据条款6所述的方法，其中确定所述目标材料的转换量包括：
将所述多个光脉冲中的所述一个光脉冲的时距与所述发光时段的时距进行比较，以确定所述发光时段的时距与所述多个光脉冲中的所述一个光脉冲的时距的比率；
将所述比率与阈值比率进行比较，所述阈值比率是在其之上目标碎片的产生是不可接受的值；以及
基于所述比较确定所述比率是否大于所述阈值比率。
8.根据条款7所述的方法，还包括：如果所述比率大于所述阈值比率，则调节所述放大光束中的后续脉冲的特性或者停用产生所述放大光束的源。
9.根据条款8所述的方法，其中所述后续脉冲的特性包括时距、时域廓线、能量和焦点位置中的一项或多项。
10.根据条款8所述的方法，其中所述后续脉冲是紧接在所述多个光脉冲中的所述一个光脉冲之后的脉冲。
11.根据条款7所述的方法，还包括：如果所述比率大于所述阈值比率，则调节在所述目标之后在所述区域处被接收的后续目标的特性，或者停用产生所述放大光束的源。
12.根据条款11所述的方法，其中所述后续目标的特性包括形状、密度、厚度和尺寸中的一项或多项。
13.根据条款1所述的方法，其中
与所述放大光束有关的信息包括表示所述多个光脉冲中的所述一个光脉冲的特性的信息，
与所述发光等离子体有关的信息包括表示所述发光时段的特性的信息，
确定所述目标材料的转换量包括将所述多个光脉冲中的所述一个光脉冲的特性与所述发光时段的特性进行比较，以及
所述多个光脉冲中的所述一个光脉冲的特性和所述发光等离子体的特性包括上升时间、峰值能量值、总能量含量和/或平均能量含量。
14.根据条款1所述的方法，其中
所述第一数据包括来自第一传感器的数据，所述第一传感器被配置为测量所述放大光束的特性并且基于所测量的放大光束的特性来生成与所述放大光束有关的信息，以及
所述第二数据包括来自第二传感器的数据，所述第二传感器被配置为测量所述发光等离子体的特性并且基于所测量的发光等离子体的特性来生成与所述发光等离子体有关的信息。
15.根据条款1所述的方法，还包括基于所确定的目标材料的转换量来呈现诊断数据。
16.根据条款1所述的方法，还包括基于所确定的目标材料的转换量来控制所述放大光束的源，其中控制所述放大光束的所述源包括：(a)停用所述源，(b)改变所述源的操作模式，或者(c)在所述源中触发优化例程。
17.根据条款1所述的方法，其中所述第二数据包括关于从所述发光等离子体发出的极紫外(EUV)光的信息。
18.根据条款1所述的方法，其中确定所转换的目标材料的量包括确定目标碎片和/或颗粒碎片的产生，所述目标碎片包括所述第一形式的目标材料并且所述颗粒碎片包括所述第二形式的目标材料。
19.一种系统，包括：
光源，被配置为发出放大光束；
真空室，被定位为在所述真空室的内部的等离子体形成位置处接收所述放大光束；
目标材料供应系统，被配置为向所述等离子体形成位置提供包括目标材料的目标，其中所述目标与所述放大光束之间的相互作用对所述目标材料中的至少一些进行进行转换以形成发光等离子体；
传感器系统，包括：
第一传感器，被配置为检测所述放大光束的至少一个波长并且产生第一信号，所述第一信号包括与所述放大光束有关的信息；
第二传感器，被配置为检测从所述光等离子体发出的光中的至少一些光并且产生第二信号，所述第二信号包括与所述发光等离子体有关的信息；以及
耦合到所述传感器系统的控制系统，所述控制系统被配置为至少基于所述第一信号和所述第二信号来确定所述目标材料的转换量。
20.根据条款19所述的系统，其中所述控制系统还被配置为基于所确定的转换量来控制所述放大光束的一个或多个特性。
21.根据条款20所述的系统，其中所述光源被配置为发出脉冲放大光束，所述第一信号包括指示从所述光源发出的光脉冲的时距的信息，并且所述第二信号包括指示从所述等离子体发出的光的持续时间的信息。
22.根据条款21所述的系统，其中所述系统还包括在所述光源与目标区域之间的光调制器，并且其中所述控制系统被耦合到所述光调制器，并且所述控制系统被配置为通过控制所述光调制器从而控制所述放大光束的时距，来控制所述放大光束的特性。
23.根据条款19所述的系统，其中所述控制系统被耦合到所述光源，并且所述控制系统还被配置为基于所确定的转换量来控制所述光源。
24.根据条款19所述的系统，其中所述系统还包括第二光源，所述第二光源被配置为发出第二光束，并且其中在操作使用中，所述第二光束照射所述目标以形成修改后的目标，并且所述放大光束与所述目标之间的所述相互作用包括所述放大光束与所述修改后的目标之间的相互作用。
25.根据条款24所述的系统，其中所述目标的特性包括密度、尺寸、厚度和形状中的一项或多项。
26.根据条款24所述的系统，其中所述控制系统被耦合到所述第二光源，并且还被配置为基于所确定的转换量来控制所述第二光束的一个或多个特性。
27.根据条款26所述的系统，其中所述第二光束的特性包括能量、脉冲的时距、脉冲的时域廓线和焦点位置中的一项或多项。
28.根据条款19所述的系统，其中所述第二传感器包括被配置为检测EUV光的感测元件。
29.一种用于EUV光源的控制系统，所述控制系统包括：
一个或多个电子处理器；以及
耦合到所述一个或多个电子处理器的电子存储装置，所述电子存储装置包括指令，所述指令在被执行时引起所述一个或多个电子处理器：
访问包括与放大光束有关的信息的第一数据，所述放大光束被配置为与目标中的目标材料相互作用以在所述EUV光源的真空容器中形成发光等离子体；
访问包括与所述发光等离子体有关的信息的第二数据；
至少基于所述第一数据和所述第二数据来确定在所述相互作用中从所述目标材料的第一形式转换为所述目标材料的第二形式的所述目标材料的量；
将所述确定的在所述相互作用中转换的目标材料的量与阈值转换量进行比较；以及
如果在所述相互作用中转换的目标材料的量小于所述阈值转换量，则生成命令信号，所述命令信号足以控制光源和光学组件中的一项或多项。
其他实现在所附权利要求的范围内。
