高效率激光支持等离子体光源制造技术

一种用于产生激光支持宽带光的系统，其包含：泵浦源，其经配置以产生泵浦光束；气体容纳结构，其用于容纳气体；及多通光学组合件。所述多通光学组合件包含一或多个光学元件，所述一或多个光学元件经配置以执行所述泵浦光束多次通过所述气体的一部分来支持发射宽带光的等离子体。所述一或多个光学元件经布置以收集透射通过所述等离子体的所述泵浦光束的未吸收部分且将所述泵浦光束的所述收集的未吸收部分导引回到所述气体的所述部分中。

High efficiency laser support plasma source

A system for generating laser supporting broadband light includes: pump source, configured to generate pump beam, gas receiving structure for holding gas, and multi way optical assembly. The multi pass optical assembly includes one or more optical elements. The one or more optical elements are configured to execute the pump beam passing through part of the gas repeatedly to support the plasma emitting broadband light. One or more optical elements are arranged to collect the unabsorbed portion of the pump beam transmitted through the plasma and guide the collected unabsorbed part of the pump beam to the part of the gas.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高效率激光支持等离子体光源优先权本申请案与下列申请案(“相关申请案”)相关且主张所述申请案的最早可用有效申请日的权利(例如，主张除临时专利申请案以外的最早可用优先日，或根据35USC§119(e)主张临时专利申请案，相关申请案的任何及所有父代申请案、祖父代申请案、曾祖父代申请案等的权利)。相关申请案：为满足USPTO法外要求，本申请案构成命名IlyaBezel、AnatolyShchemelininEugeneShifrin及MatthewDerstine为专利技术者在2015年6月22申请的标题为“多通激光支持等离子体泵浦几何形状(MULTIPASSLASER-SUSTAINEDPLASMAPUMPGEOMETRIES)”的美国临时专利申请案(第62/183,069号申请案，其全文以引用方式并入本文中)的正式(非临时)专利申请案。为满足USPTO法外要求，本申请案构成命名MatthewDerstine及IlyaBezel为专利技术者在2016年2月3申请的标题为“光学晶片检验器(OPTICALWAFERINSPECTOR)”的美国临时专利申请案(第62/290,593号申请案，其全文以引用方式并入本文中)的正式(非临时)专利申请案。
本专利技术大体上涉及激光支持等离子体光源，且更特定来说，涉及一种多通激光支持等离子体光源。
技术介绍
随着对具有越来越小的装置特征的集成电路的需求不断地增加，对用于检验这些不断缩小的装置的改进照明源的需要也不断地增长。一个此类照明源包含激光支持等离子体源。激光支持等离子体光源能够产生高功率宽带光。激光支持光源通过将激光辐射聚焦到气体容积中以将例如氩气或氙气的气体激发成能够发射光的等离子体状态而操作。此效应通常被称为“泵浦”等离子体。受连续波(CW)辐射支持的等离子体常常按足以使所使用的泵浦光大体上穿透等离子体的低密度操作。因此，由等离子体发射的宽带光的亮度远暗于理论黑体极限。已采用若干方法来解决低展度光学系统的此问题。一种方法涉及：通过使用较高压灯解决等离子体的低密度。此方法的成效有限，这是因为其导致等离子体生长。额外方法涉及：使用低数值孔径(NA)激光器泵浦等离子体以产生伸长的等离子体。通过沿伸长方向收集宽带光，可在理论上获得接近黑体的亮度。已提出使泵浦与收集分离的几何形状来解决激光吸收与DUV/VUV发射之间的失配问题。在两个实施方案中，伸长的等离子体发射大量从未使用过的光。因此，可期望提供一种用于克服先前方法的缺点(例如上文所识别的缺点)的系统及方法。
技术实现思路
根据本公开的一或多个实施例，公开一种用于产生宽带光的多通激光支持等离子体系统。在一个实施例中，所述系统包含经配置以产生泵浦光束的泵浦源。在另一实施例中，所述系统包含用于容纳气体的气体容纳结构。在另一实施例中，所述系统包含多通光学组合件。在另一实施例中，所述多通光学组合件包含经配置以执行所述泵浦光束多次通过所述气体的一部分来支持发射宽带光的等离子体的一或多个光学元件。在另一实施例中，所述一或多个光学元件经布置以收集透射通过所述等离子体的所述泵浦光束的未吸收部分且将所述泵浦光束的所述收集的未吸收部分导引回到所述气体的所述部分中。根据本公开的一或多个实施例，公开一种用于产生宽带光的多通激光支持等离子体系统。在一个实施例中，所述系统包含经配置以产生泵浦光束的泵浦源。在另一实施例中，所述系统包含用于容纳气体的气体容纳结构。在另一实施例中，所述系统包含光学组合件。在另一实施例中，所述光学子系统包含经配置以执行所述泵浦光束一或多次通过所述气体的一部分来支持发射宽带光的等离子体的一或多个光学元件。在另一实施例中，所述系统包含收集组合件，所述收集组合件包含一或多个收集光学装置。在另一实施例中，所述系统包含经配置以将由所述等离子体发射的宽带辐射的至少一部分导引到一或多个下游光学元件的一或多个收集光学装置。在另一实施例中，所述系统包含经配置以收集由所述等离子体发射的宽带辐射的至少一部分且将所述至少一部分导引回到所述等离子体的一或多个收集光学元件。根据本公开的一或多个实施例，公开一种用于产生宽带光的多通激光支持等离子体系统。在一个实施例中，所述系统包含经配置以产生泵浦光束的泵浦源。在另一实施例中，所述系统包含经配置以容纳气体的反射器组合件。在另一实施例中，所述反射器组合件包含用于从所述泵浦源接收所述泵浦光束的一或多个入口孔径。在另一实施例中，所述泵浦光束支持所述气体的一部分内的等离子体。在另一实施例中，所述等离子体发射宽带辐射。在另一实施例中，所述反射器组合件的内表面经配置以收集由所述等离子体发射的所述宽带辐射的至少一部分且将所述收集的宽带辐射导引回到所述等离子体。应理解，上文一般描述及下文详细描述两者仅是示范性及阐释性的且未必限制所主张的本专利技术。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本专利技术的实施例且连同一般描述一起用来阐释本专利技术的原理。附图说明所属领域的技术人员可通过参考附图更好地理解本公开的众多优点，其中：图1A到1F说明根据本公开的一或多个实施例的多通激光支持等离子体系统的简化示意图。图1G说明根据本公开的一或多个实施例的配备有一或多个离轴反射镜的多通光学组合件。图1H说明根据本公开的一或多个实施例的布置成光学穿透配置的多通光学组合件。图1I说明根据本公开的一或多个实施例的多通光学组合件，其经布置使得照明NA在一或多次连续通过等离子体后就减小。图1J到1K说明根据本公开的一或多个实施例的使用多通光学组合件控制等离子体的形状。图1L说明根据本公开的一或多个实施例的配备有一或多个回射器组合件的多通光学组合件。图1M到1N说明根据本公开的一或多个实施例的包含布置成谐振器配置的一或多个回射器组合件的多通光学组合件。图1O说明根据本公开的一或多个实施例的配备有一或多个偏光器元件的多通光学组合件。图1P到1Q说明根据本公开的一或多个实施例的配备有用于测量多通光学组合件中的像差的一或多个波前传感器的多通光学组合件。图2A到2H说明根据本公开的一或多个实施例的配备有反射器组合件的多通系统。具体实施方式现在将详细参考附图中所说明的所公开主题。尽管已说明本专利技术的特定实施例，但应明白，在不脱离前文公开的范围及精神的情况下，所属领域的技术人员可实现本专利技术的各种修改及实施例。因此，本专利技术的范围应仅受本专利技术的随附权利要求书限制。大体上参考图1A到2H，根据本公开的一或多个实施例，公开一种高效率激光支持等离子体(LSP)光源。本公开的实施例涉及一种包含用于使泵浦照明及/或宽带光再循环的多个离散光学元件的多通激光支持等离子体系统。本公开的额外实施例涉及一种包含用于使泵浦照明及/或宽带光再循环的椭球反射器组合件的多通激光支持等离子体系统。使泵浦照明及/或等离子体发射宽带再循环回到等离子体中以进一步泵浦等离子体会导致本公开的实施例的效率相对于非再循环系统的改进。另外，使用本公开的离散光学元件或反射器组合件组合等离子体的多个图像可导致宽带输出的亮度改进。还在2008年10月14日发布的第7,435,982号美国专利中大体上描述光支持等离子体的产生，所述专利的全文以引用方式并入本文中。还在2010年8月31日发布的第7,786,455号美国专利中大体上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：泵浦源，其经配置以产生泵浦光束；气体容纳结构，其用于容纳气体；及多通光学组合件，其中所述多通光学组合件包含一或多个光学元件，所述一或多个光学元件经配置以执行所述泵浦光束多次通过所述气体的一部分来支持发射宽带光的等离子体，其中所述一或多个光学元件经布置以收集透射通过所述等离子体的所述泵浦光束的未吸收部分且将所述泵浦光束的所述收集的未吸收部分导引回到所述气体的所述部分中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.22 US 62/183,069;2016.06.20 US 15/187,5901.一种系统，其包括：泵浦源，其经配置以产生泵浦光束；气体容纳结构，其用于容纳气体；及多通光学组合件，其中所述多通光学组合件包含一或多个光学元件，所述一或多个光学元件经配置以执行所述泵浦光束多次通过所述气体的一部分来支持发射宽带光的等离子体，其中所述一或多个光学元件经布置以收集透射通过所述等离子体的所述泵浦光束的未吸收部分且将所述泵浦光束的所述收集的未吸收部分导引回到所述气体的所述部分中。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个光学元件包括：第一光学元件；及至少一额外光学元件，其中所述第一光学元件及所述至少一额外光学元件经布置以收集所述泵浦光束的未吸收部分且将所述泵浦光束的所述收集的未吸收部分导引到所述气体的所述部分中。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个光学元件包括：反射表面，其具有第一部分及至少一额外部分，其中所述第一部分及所述至少一额外部分经布置以收集所述泵浦光束的未吸收部分且将所述泵浦光束的所述收集的未吸收部分再导引到所述气体的所述部分中。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个光学元件包括：一或多个反射光学元件或一或多个透射光学元件中的至少一个。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述一或多个反射光学元件包括：椭圆镜、抛物面镜、球面镜或平面镜中的至少一个。6.根据权利要求4所述的系统，其中所述一或多个反射光学元件相对于由来自所述照明源的所述泵浦光束的入射通过界定的光轴而离轴布置。7.根据权利要求4所述的系统，其中所述一或多个反射光学元件包括：一或多个反射镜，其选择性地透射一或多个选定波长的光。8.根据权利要求4所述的系统，其中所述一或多个反射光学元件包括：一或多个反射镜，其选择性地吸收一或多个选定波长的光。9.根据权利要求4所述的系统，其中所述一或多个透射光学元件包括：一或多个透镜。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个光学元件经布置使得所述泵浦光束在至少第二次通过所述等离子体期间的数值孔径低于所述泵浦光束在第一次通过所述等离子体期间的数值孔径。11.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个光学元件包括：第一组光学元件，其与所述泵浦光束第一次通过所述等离子体相关联；及额外组光学元件，其与所述泵浦光束额外通过所述等离子体相关联，其中所述第一组光学元件及所述额外组光学元件经布置使得所述额外通过的所述泵浦光束的照明横穿所述第一组光学元件的一或多个部分之间的区域。12.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个光学元件经配置以通过控制所述泵浦光束的每次通过的每一焦点的位置来控制所述等离子体的形状。13.根据权利要求12所述的系统，其中所述一或多个光学元件经布置使得所述泵浦光束的每次通过的所述焦点大体上重叠以形成光点。14.根据权利要求12所述的系统，其中所述一或多个光学元件经布置以使所述泵浦光束的第一次通过的焦点相对于所述泵浦光束的至少一额外通过的焦点移位以形成伸长的等离子体。15.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个光学元件包括：至少一个回射器组合件。16.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个光学元件包括：至少一个谐振器组合件。17.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：一或多个波前传感器，其经布置以测量在所述泵浦光束一或多次通过所述气体的所述部分期间引起的像差。18.根据权利要求17所述的系统，其中所述一或多个光学元件包括：自适应光学元件，其对所述一或多个波前传感器作出响应。19.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个光学元件经进一步配置以收集由所述等离子体发射的宽带辐射的至少一部分且将所述至少一部分导引回到所述等离子体。20.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：一或多个收集光学元件，其经配置以将由所述等离子体发射的宽带辐射的至少一部分导引到一或多个下游光学元件。21.根据权利要求20所述的系统，其中所述一或多个收集光学元件经配置以收集由所述等离子体发射的宽带辐射的至少一部分且将所述至少一部分导引回到所述等离子体。22.根据权利要求1所述的系统，其中由所述等离子体发射的所述宽带辐射包含以下项中的至少一个：极紫外线辐射、真空紫外线辐射、深紫外线辐射、紫外线辐射或可见光辐射。23.根据权利要求1所述的系统，其中所述气体容纳元件包括：等离子体球管，其用于容纳所述气体。24.根据权利要求1所述的系统，其中所述气体容纳元件包括：等离子体胞元，其用于容纳所述气体。25.根据权利要求1所述的系统，其中所述气体容纳元件包括：腔室，其用于容纳所述气体。26.根据权利要求1所述的系统，其中所述照明源包括：一或多个激光器。27.根据权利要求26所述的系统，其中所述一或多个激光器包括：一或多个红外线激光器、一或多个可见光激光器或一或多个紫外线激光器中的至少一个。28.根据权利要求26所述的系统，其中所述一或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·德斯泰恩，I·贝泽尔，A·谢梅利宁，E·希夫林，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US