用于微光刻投射曝光设备的照明装置的EUV光源

申请号 CN201580015584.2 申请日 2015-02-27 公开(公告)号 CN106133609A 公开(公告)日 2016-11-16
申请人 卡尔蔡司SMT有限责任公司; 发明人 M.帕特拉;
摘要 本 发明 涉及一种用于微 光刻 投射曝光设备的照明装置的EUV 光源 ,其中EUV光源具有用于产生 电子 束的电子源(110)、用于 加速 电子束的加速器单元(120)以及用于通过偏转电子束来产生EUV光的 波动 器布置(100),其中,波动器布置(100)具有:第一波动器(101),用于产生具有第一偏振状态的EUV光;以及至少一个第二波动器(102),用于产生具有第二偏振状态的EUV光,其中第二偏振状态与第一偏振状态不同,其中所述第二波动器(102)沿电子束的传播方向布置在所述第一波动器(101)的下游,其中波动器布置(100)构造成其具有第一操作模式和至少一个第二操作模式,在第一操作模式中,第一波动器(101)关于EUV光的产生处于饱和,在至少一个第二操作模式中,第一波动器(101)关于EUV光的产生不处于饱和。
权利要求

1.一种用于微光刻投射曝光设备的照明装置的EUV光源,其中,所述EUV光源包括用于产生电子束的电子源(110)、用于加速所述电子束的加速器单元(120)以及用于通过偏转电子束来产生EUV光的波动器布置(100),其中,所述波动器布置(100)包括:
·第一波动器(101),用于产生具有第一偏振状态的EUV光;以及
·至少一个第二波动器(102),用于产生具有第二偏振状态的EUV光,其中,第二偏振状态与第一偏振状态不同,
·其中,所述第二波动器(102)沿电子束的传播方向布置在所述第一波动器(101)的下游,并且
·其中,所述波动器布置(100)构造成其具有第一操作模式和至少一个第二操作模式,在第一操作模式中,第一波动器(101)关于EUV光的产生处于饱和,在至少一个第二操作模式中,第一波动器(101)关于EUV光的产生不处于饱和。
2.如权利要求1所述的EUV光源,其特征在于,所述波动器布置(100)构造成在至少一个操作模式中,通过第二波动器(102)实现产生EUV光的至少90%的比例。
3.如权利要求1或2所述的EUV光源,其特征在于,所述波动器布置(100)构造成在至少一个操作模式中,通过第一波动器(101)实现产生EUV光的至少90%的比例。
4.如权利要求1至3中任一项所述的EUV光源,其特征在于,所述波动器布置(100)构造成在至少一个操作模式中,通过第一波动器(101)实现产生EUV光的至少40%的比例,通过第二波动器(102)实现产生EUV光的至少40%的比例。
5.如上述权利要求中任一项所述的EUV光源,其特征在于,通过在电子束进入波动器布置(100)之前修改电子束,以可变的方式设定由波动器布置(100)产生的EUV光的偏振状态。
6.如上述权利要求中任一项所述的EUV光源,其特征在于,通过在电子束进入波动器布置(100)之前修改电子束的增益长度,以可变的方式设定由波动器布置(100)产生的EUV光的偏振状态。
7.如上述权利要求中任一项所述的EUV光源,其特征在于,所述EUV光源包括用于聚焦电子束的多个四极磁体,电流可施加到四极磁体,其中,至少部分地通过改变所述四极磁体中的至少一个的电流来实现第一操作模式和第二操作模式之间的切换。
8.如上述权利要求中任一项所述的EUV光源,其特征在于,第一偏振状态和第二偏振状态彼此正交
9.如上述权利要求中任一项所述的EUV光源,其特征在于,所述波动器布置(100)还构造成由第一波动器(101)产生的第一光束和由第二波动器(102)产生的第二光束以空间彼此分离的方式被供给到照明装置。
10.如上述权利要求中任一项所述的EUV光源,其特征在于,所述第一波动器和所述第二波动器布置成电子束在第一波动器(101)中的传播方向和电子束在第二波动器(102)中的传播方向彼此倾斜。
11.如上述权利要求中任一项所述的EUV光源,其特征在于,所述波动器布置(100)还构造成由第一波动器(101)产生的第一光束和由第二波动器(102)产生的第二光束在被供给到照明装置期间彼此重叠。
12.一种微光刻投射曝光设备,包括照明装置(503)和投射透镜(506),其特征在于,所述微光刻投射曝光设备包括如上述权利要求中任一项所述的EUV光源。
13.一种微光刻投射曝光设备,包括EUV光源、照明装置(503)和投射透镜(506),其中,EUV光源包括用于产生电子束的电子源(110,810)、用于加速所述电子束的加速器单元(120,820)和用于通过偏转电子束来产生EUV光的波动器布置(100,800),·其中,所述波动器布置(100,800)包括用于产生具有第一偏振状态的EUV光的第一波动器(101,801)和用于产生具有第二偏振状态的EUV光的至少一个第二波动器(102,802),其中,第二偏振状态与第一偏振状态不同,
·其中,在投射曝光设备操作期间,由第一波动器(101,801)产生的EUV光和由第二波动器(102,802)产生的EUV光分别耦合进照明装置(503)中,
·其中,电子束能量被转换为由第一波动器(101,801)产生的EUV光以及相应被转换为由第二波动器(102,802)产生的EUV光的各自相应比例以可变的方式设定。
14.如权利要求13所述的微光刻投射曝光设备,其特征在于,电子束能量被转换为由第一波动器(101,801)产生的EUV光以及相应被转换为由第二波动器(102,802)产生的EUV光的各自相应比例的可变设定通过在电子束进入波动器布置(100,800)之前修改电子束来实施。
15.一种操作用于微光刻投射曝光设备的照明装置的EUV光源的方法,其中,EUV光源包括用于产生电子束的电子源(110)、用于加速所述电子束的加速器单元(120)和用于通过偏转电子束来产生EUV光的波动器布置(100),其中,所述波动器布置(100)包括:
·第一波动器(101),用于产生具有第一偏振状态的EUV光;以及
·至少一个第二波动器(102),用于产生具有第二偏振状态的EUV光,其中,第二偏振状态与第一偏振状态不同,
·其中,所述第二波动器(102)沿电子束的传播方向布置在所述第一波动器(101)的下游,并且
·其中,所述波动器布置(100)构造成其具有第一操作模式和至少一个第二操作模式,在第一操作模式中,第一波动器(101)关于EUV光的产生处于饱和,在至少一个第二操作模式中,第一波动器(101)关于EUV光的产生不处于饱和。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,通过在电子束进入波动器布置(100)之前修改电子束来实现第一操作模式和第二操作模式之间的切换。
17.一种操作用于微光刻投射曝光设备的照明装置的EUV光源的方法,其中,EUV光源包括用于产生电子束的电子源(110)、用于加速所述电子束的加速器单元(120)和用于通过偏转电子束来产生EUV光的波动器布置(100),
·其中,所述波动器布置(100,800)包括用于产生具有第一偏振状态的EUV光的第一波动器(101,801)和用于产生具有第二偏振状态的EUV光的至少一个第二波动器(102,802),其中,第二偏振状态与第一偏振状态不同,
·其中,在投射曝光设备操作期间,由第一波动器(101,801)产生的EUV光和由第二波动器(102,802)产生的EUV光分别耦合进照明装置(503)中,
·其中,电子束能量被转换为由第一波动器(101,801)产生的EUV光以及相应被转换为由第二波动器(102,802)产生的EUV光的各自相应比例以可变的方式设定。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于,电子束能量被转换为由第一波动器(101,
801)产生的EUV光以及相应被转换为由第二波动器(102,802)产生的EUV光的各自相应比例的可变设定通过在电子束进入波动器布置(100,800)之前修改电子束来实施。
19.如权利要求15至18中任一项所述的方法,其特征在于,所述EUV光源包括用于聚焦电子束的多个四极磁体,电流可施加到四极磁体,其中,至少部分地通过改变所述四极磁体中的至少一个的电流来实现第一操作模式和第二操作模式之间的切换。
20.如权利要求15至19中任一项所述的方法,其特征在于,至少偶尔在照明装置的光瞳平面中产生大致切向偏振分布或大致径向偏振分布。
21.如权利要求15至20中任一项所述的方法,其特征在于,至少偶尔在照明装置的光瞳平面中产生非偏振光。
22.一种用于微光刻地生产微结构部件的方法,包括以下步骤:
·提供基板,由光敏材料构成的层至少部分地施加到所述基板;
·提供具有要成像的结构的掩模(505);
·提供如权利要求12至14中任一项所述的微光刻投射曝光设备;以及
·借助投射曝光设备将掩模(505)的至少一部分投射到所述层的区域上。

说明书全文

用于微光刻投射曝光设备的照明装置的EUV光源

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年3月16日提交的德国专利申请DE102014205579.2的优先权。该德国申请的内容作为引用并入本申请中。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种用于微光刻投射曝光设备的照明装置的EUV光源。

背景技术

[0004] 微光刻用于生产微结构部件,比如集成电路或LCD。微光刻工艺在具有照明装置和投射透镜的所谓的投射曝光设备中实施。借助照明装置照明的掩模(掩模母版)的图像在该情况下通过投射透镜投射到由光敏层(光致抗蚀剂)涂覆并布置在投射透镜的像平面中的基板(例如晶片)上,以将掩模结构转移至基板的光敏涂层。
[0005] 在设计用于EUV范围(即例如约13nm或约7nm的波长)的投射透镜中,由于缺乏可用的合适的透光折射材料,反射镜充当用于成像过程的光学部件。
[0006] 作为EUV辐射源,除了等离子体源和同步加速器,已知使用自由电子激光器。其中,所述激光器具有的优点是,产生的辐射受限制于期望的EUV辐射,即期望的波长范围,还避免了由于所需的目标材料而在等离子体源的情况下产生的污染物。
[0007] 在投射曝光设备操作期间,需要有针对性地在照明装置的光瞳平面和/或掩模母版中设定特定偏振分布,以优化成对比度,并还能够在投射曝光设备操作期间实施偏振分布的改变。
[0008] 原则上,在自由电子激光器中,通过使用波动器布置来产生偏振的辐射,波动器布置包括多个磁体,以通过偏转电子束来产生EUV光。图7a和7b分别示出自由电子激光器的可能构造,自由电子激光器包括用于产生电子束705的电子源710、用于加速所述电子束705的加速器单元720以及波动器布置700,波动器布置包括多个磁体,以通过偏转电子束705来产生EUV光,其中,所述波动器布置700在此包括两个波动器701、702。由于产生的辐射的偏振由波动器布置700的磁体的具体布置预先限定,所以原则上,根据图7a,b,使用包括两个波动器701、702的波动器布置700可产生具有彼此不同偏振方向(例如平和竖直偏振光)的光束S1、S2,其中,如图7b中所示,还可例如通过相对彼此(相对于电子束在相关波动器内的相应传播方向)倾斜波动器701、702来实现相应光路的空间分离。
[0009] 即使上面关于图7a,b所述原则在功能上允许设定不同偏振照明设定(包括在水平和竖直偏振光重叠时产生有效偏振的辐射),在此实际上,取决于期望偏振照明设定的之一,也会出现的问题是,具有非期望的偏振状态的波动器的光没有被使用或损失掉,结果,投射曝光设备的性能受到损害。
[0010] 关于改变设计用于EUV范围的投射曝光设备中的偏振分布的现有技术,仅举例参考DE 10 2008 002 749 A1、US 2008/0192225 A1、WO 2006/111319 A2和US 6,999,172 B2。

发明内容

[0011] 本发明之目的是提供一种用于微光刻投射曝光设备的照明装置的EUV光源,其使得可灵活地设定投射曝光设备中的偏振分布,同时有比较少的光损失。
[0012] 该目的根据独立权利要求1的特征来实现。
[0013] 根据本发明的用于微光刻投射曝光设备的照明装置的光源包括用于产生电子束的电子源、用于加速所述电子束的加速器单元以及波动器布置,波动器布置通过偏转电子束来产生EUV光,其中,所述波动器布置包括:
[0014] -第一波动器,用于产生具有第一偏振状态的EUV光;以及
[0015] -至少一个第二波动器,用于产生第二偏振状态的EUV光,其中,第二偏振状态与第一偏振状态不同;
[0016] -其中,第二波动器沿电子束的传播方向布置在第一波动器的下游;并且[0017] -其中,波动器布置构造成其具有第一操作模式和至少一个第二操作模式,在第一操作模式中,第一波动器关于EUV光的产生处于饱和,在至少一个第二操作模式中,第一波动器关于EUV光的产生未饱和。
[0018] 本发明尤其基于通过获得存在于根据本发明的波动器布置中的两个波动器的相应绝对值相对于整体产生的电磁辐射的变化实现灵活设定不同期望偏振照明设定,并由此实现灵活设定最终产生的偏振状态的概念。
[0019] 通过沿电子束的传播方向第一波动器被选择性地操作成处于饱和或者不处于饱和的事实,根据本发明,可同时改变第二波动器关于电子束的传播方向在由波动器布置整体释放的辐射中所占的比例。这基于以下考虑,在第一波动器中发生饱和的情况下,整个可用能量已从第一波动器中的电子束中抽吸出,结果,在穿过第二波动喊叫时,电子的能量不锐利度已经很大使得激光作用在那儿不再可能。相比之下,如果在第一波动器中未发生饱和的情况下,第一波动器产生光或以比较小的程度从电子束抽吸能量,激光作用或光产生对应地在第二波动器中发生。
[0020] 结果,通过改变两个波动器对总强度的相对贡献而持续使用由根据本发明的波动器布置释放的整个辐射能量或强度,可由此实现灵活地设定偏振分布,而没有明显的光损失。
[0021] 在该情况下,本发明的另一优点是,根据本发明的使用两个波动器的概念不会导致成本支出的明显增加,因为自由电子激光器中的主要成本支出由用于加速电子的部件和对这些部件的所需冷却(不由波动器装置)导致。
[0022] 本发明的另一优点在于,如下面更详细地解释的,在两个波动器之间总体发射的能量的分布的显著变化以及由此最终提供的偏振状态的显著变化可通过比较小的改变与之相关的所谓的增益长度或参数来实现。
[0023] 在本公开的含义内,波动器关于EUV光的产生处于饱和的事实优选地理解为意味着相关波动器的输出处的强度小于在90%穿过相关波动器之后获得的强度值的1.1倍(其中,不等于零的相关波动器的输出处的强度作为基础考虑)。
[0024] 波动器布置可包括用于产生EUV光的多个磁体。然而,本发明不限于此,其中,在其它实施例中,还可以使用激光器的电磁场,例如从US2007/0152171A1中已知的。
[0025] 根据一个实施例,波动器布置构造成在至少一个操作模式中,通过第二波动器实现产生EUV光的至少90%的比例。
[0026] 根据一个实施例,波动器布置构造成在至少一个操作模式中,通过第一波动器实现产生EUV光的至少90%的比例。
[0027] 根据一个实施例,波动器布置构造成在至少一个操作模式中,通过第一波动器实现产生EUV光的至少40%的比例,通过第二波动器实现产生EUV光的至少40%的比例。
[0028] 根据一个实施例,由波动器布置产生的EUV光的偏振状态可通过在电子束进入波动器布置之前修改电子束而以可变的方式设定。特别地,由波动器布置产生的EUV光的偏振状态可以通过在电子束进入波动器布置之前修改电子束的增益长度而以可变的方式设定。借助在电子束进入波动器布置之前通过设定或修改电子束来实现偏振设定(或两个波动器的相对贡献的变化),在波动器布置本身内不需要致动,所以与波动器布置的这种致动相关的结构费用得以避免。
[0029] 根据一个实施例,EUV光源包括用于聚焦电子束的多个四极磁体,磁体电流可施加到多个四极磁体,其中,至少部分地通过改变所述四极磁体中的至少一个的电流来实现第一操作模式和第二操作模式之间的切换。
[0030] 根据一个实施例,第一偏振状态和第二偏振状态相对彼此正交
[0031] 根据一个实施例,波动器布置还构造成由第一波动器产生的第一光束和由第二波动器产生的第二光束可以彼此空间分离的方式被供给到照明装置。
[0032] 根据一个实施例,第一波动器和第二波动器布置成在第一波动器中的电子束的传播方向和在第二波动器中的电子束的传播方向相对彼此倾斜。
[0033] 根据一个实施例,波动器布置还构造成由第一波动器产生的第一光束和由第二波动器产生的第二光束在被供给到照明装置期间彼此重叠。
[0034] 本发明还涉及一种包括照明装置和投射透镜的微光刻投射曝光设备,其中,投射曝光设备包括具有上述特征的EUV光源。
[0035] 根据另一方面,本发明涉及一种包括EUV光源、照明装置和投射透镜的微光刻投射曝光设备,其中,EUV光源包括用于产生电子束的电子源,用于加速所述电子束的加速器单元和用于通过偏转电子束产生EUV光的波动器装置,
[0036] -其中,所述波动器装置包括用于产生具有第一偏振状态的EUV光的第一波动器和用于产生具有第二偏振状态的EUV光的至少一个第二波动器,其中,第二偏振状态与第一偏振状态不同;
[0037] -其中,在投射曝光设备操作期间,由第一波动器产生的EUV光和由第二波动器产生的EUV光分别耦合进照明装置中;并且
[0038] -其中,电子束的能量转换为由第一波动器产生的EUV光和相应地由第二波动器产生的EUV光的各自相对比例以可变的方式设定。
[0039] 在该情况下,特别地,分别由第一和第二波动器产生的EUV光的光能可用于计算相对比例。
[0040] 根据一个实施例,电子束的能量转换为由第一波动器产生的EUV光和由第二波动器产生的EUV光的各自相对比例的可变设定可通过在电子束进入波动器布置之前修改电子束(例如修改增益长度)来执行。
[0041] 根据另一方面,本发明涉及一种操作用于微光刻投射曝光设备的照明装置的EUV光源的方法,其中,EUV光源包括用于产生电子束的电子源、用于加速所述电子束的加速器单元和用于通过偏转电子束来产生EUV光的波动器布置,其中,所述波动器布置包括:
[0042] -第一波动器,用于产生具有第一偏振状态的EUV光;以及
[0043] -至少一个第二波动器,用于产生具有第二偏振状态的EUV光,其中,第二偏振状态与第一偏振状态不同,
[0044] -其中,第二波动器沿电子束的传播方向布置在第一波动器的下游,并且[0045] -在波动器布置操作期间,实现在第一操作模式和至少一个第二操作模式之间的切换,在第一操作模式中,第一波动器关于EUV光的产生处于饱和,在至少一个第二操作模式中,第一波动器关于EUV光的产生不处于饱和。
[0046] 根据一个实施例,通过在电子束进入波动器布置之前修改电子束(例如修改增益长度)来实现第一操作模式和第二操作模式之间的切换。
[0047] 根据另一方面,本发明涉及一种操作用于微光刻投射曝光设备的照明装置的EUV光源的方法,其中,EUV光源包括用于产生电子束的电子源、用于加速所述电子束的加速器单元和用于通过偏转电子束来产生EUV光的波动器布置,
[0048] -其中,所述波动器布置包括用于产生具有第一偏振状态的EUV光的第一波动器和用于产生具有第二偏振状态的EUV光的至少一个第二波动器,其中,第二偏振状态与第一偏振状态不同;
[0049] -其中,在投射曝光设备操作期间,由第一波动器产生的EUV光和由第二波动器产生的EUV光分别耦合进照明装置中;并且
[0050] -其中,电子束的能量转换为由第一波动器产生的EUV光和由第二波动器产生的EUV光的各自相对比例以可变的方式设定。
[0051] 根据一个实施例,电子束的能量转换为由第一波动器产生的EUV光和相应地由第二波动器产生的EUV光的各自相对比例的可变设定可通过在电子束进入波动器布置之前修改电子束来实现。
[0052] 根据一个实施例,EUV光源包括用于聚焦电子束的多个四极磁体,磁体电流可施加到多个四极磁体,其中,至少部分地通过改变所述四极磁体中的至少一个的电流来实现第一操作模式和第二操作模式之间的切换。
[0053] 根据一个实施例,至少偶尔在照明装置的光瞳平面中产生大致切向偏振分布或大致径向偏振分布。
[0054] 根据一个实施例,至少偶尔在照明装置的光瞳平面中产生非偏振光。
[0055] 本发明还涉及一种微光刻地生产微结构部件的方法。
[0056] 本发明的其它构造可从说明书从属权利要求书中得到。
[0057] 下面基于附图中示出的示例性实施例更详细地解释本发明。

附图说明

[0058] 在附图中:
[0059] 图1示出根据本发明的用于阐明自由电子激光器的可能构造的示意图;
[0060] 图2-4示出阐明本发明原理的示意图;
[0061] 图5-6示出阐明可实现本发明的微光刻投射曝光设备的可能构造的示意图;
[0062] 图7a-b示出阐明自由电子激光器的可能构造的示意图;以及
[0063] 图8示出根据本发明的另一实施例的阐明自由电子激光器的可能构造的示意图。

具体实施方式

[0064] 图1示出阐明由根据本发明的EUV光源形成的自由电子激光器的可能构造的示意图。
[0065] 根据图1,在这种自由电子激光器的情况下,由电子源110产生的电子束借助加速器单元120被加速至相对论性速度。偶级磁体130根据电子能量将电子引导至第一电子束路径140或第二电子束路径150,其中,多个偶极磁体(在图1中举例来说,部分地由“D”表示)、四极磁体(在图1中举例来说,部分地由“Q”表示)和六极磁体(在图1中举例来说,部分地由“S”表示)分别布置在所述电子束路径140、150上。
[0066] 在穿过加速器单元120一次之后,电子束中的电子能量使得所述电子通过由“130”表示的偶极磁体被引导至第一电子束路径140上,并由此再次穿过加速器单元120,结果,所述电子被进一步加速。在第二次通过偶极磁体130期间,电子束中的电子能量使得它们被引导至第二电子束路径150上。多次穿过加速器单元2还称为再循环器概念,并在Y.Sokol,G.N.Kulipanov,A.N.Matveenko,O.A.Shevchenko和N.A.Vinokurov在Phys.Rev.Spec.Top.,14:040702,2011的出版物“Compact 13.5-nm free-electron laser for extreme ultraviolet lithography”中详细描述。然而,本发明不限于所述再循环器概念,而是还可以不同构造实现(不用多次穿过加速器单元)。
[0067] 被引导到第二电子束路径150上的电子入射到波动器布置100。所述波动器布置100导致电子束进行正弦周期运动。由于电子的偏转,电子发射同步加速器辐射,由于电子的相对论性运动,同步加速器辐射沿电子路径几乎完全被向前引导。在波动器布置100的相邻周期中发射的辐射可以正确相位重叠。在此,自由电子激光器的波长可以通过改变电子能量、波动器布置100的周期或波动器布置100的磁场来调谐。
[0068] 由波动器布置100产生的EUV光耦合进投射曝光设备160的照明装置中,该投射曝光设备在图1中仅示意性表示。
[0069] 图2和3示出用于阐明本发明原理的示意图。
[0070] 如图2仅示意性示出,当电子束穿过波动器布置100时,从一开始均匀分布的电子(部分“A”),波长大小量级(考虑到由于电子的相对论性速度而引起的洛伦兹收缩)的电子束(所谓的“微束”)形成(部分“B”),其中,仅位于一个且相同电子束中的电子可发射彼此相干辐射。相应地,激光作用在电子束或“微束”一充分显现出来时(部分“C”)开始,并且在由激光作用引起的电子能量分散及相关能量损失和相应增加的能量不锐利度变得太大或导致电子束或“微束”的分辨率时(部分“D”)结束。
[0071] 那么,根据图3,根据本发明的波动器布置100包括第一波动器101和第二波动器102,其中,第一和第二波动器101、102关于它们的相应磁体布置构造成由它们分别发射的电磁辐射具有彼此不同的偏振状态。在具体的示例性实施例中,例如,第一波动器101可构造成由其发射的光水平地或在x方向上偏振,第二波动器102可构造成由其发射的光竖直地或在y方向上偏振。
[0072] 从该波动器布置100开始,根据本发明,现在可实现灵活地改变两个波动器101、102关于总体产生的电磁辐射的绝对值,并由此灵活地设定最终产生的偏振状态,如下所解释的。
[0073] 原则上,关于饱和之前发射的光强或能量对传播距离z的依赖性,在波动器中,根据图4,在发射的光强或能量Eemitt中产生具有如下关系式的指数:
[0074]
[0075] 其中,Lg表示所谓的增益长度,I0表示波动器输入处的光强。
[0076] 特别地,根据本发明的用于在两个波动器101、102之间分布总体发射的能量的一个实施例(即,用于改变所述波动器101、102关于总体产生的电磁辐射的各自绝对值),可改变增益长度Lg。该方法基于的考虑在于,在比较短的增益长度的情况下,整个可用能量已从第一波动器101中的电子束移除,其中,电子的能量不锐利度随后很大,以至于激光作用不再可能。相比之下,如果增益长度被选择成比较长,则在第一波动器101中,光产生或能量从电子束以比较小的程度移除,结果,激光作用或光产生仅在第二波动器102中发生。
[0077] 如图3示意性示出,在第一情形“I”中,例如,激光作用的开始和结束可在第一波动器101的一部分上发生,使得由波动器布置释放的整个辐射水平偏振。在第二情形“II”中,激光作用的开始和结束可在第二波动器102的一部分上发生,使得由波动器布置释放的整个辐射竖直偏振。在第三情形“III”中,激光作用可分别在第一波动器101的一部分和第二波动器102的一部分上发生,使得产生水平偏振辐射和竖直偏振辐射(以相同或不同比例)。在后一情况中,相关的不同偏振射线可空间分离地被供给到照明装置(如下面参考图5和图
6所述),以产生特定偏振照明设定,比如准切向偏振照明设定,或者彼此重叠以产生非偏振光。
[0078] 一个示例性定量考虑显示出,由于参考图4所示的指数轮廓,在两个波动器101、102之间整个发射的能量分布的显著变化及由此最终提供的偏振状态的显著变化可通过比较小的改变增益长度来实现。
[0079] 在这方面,下面假设仅从电子束的噪声中开始达到饱和的波动器的典型长度对应于增益长度值的18倍。如果从波动器101、102的这种构造(整个光产生由第一波动器101实现)开始,则增益长度例如增加1.2因子,第一波动器101的长度仅有效地为18/(1.2)=15增益长度,使得第一波动器缺乏高达获得饱和的三个增益长度,结果,由第一波动器释放的能量或强度仅为最大可能能量或强度的大约5%,剩余大约95%由第二波动器102释放。
[0080] 增益长度Lg取决于由电子源产生的电子束的直径和所述电子束已具有的能量分散两者。增益长度Lg的变化(改变在两个波动器101、102之间总体产生的能量分布)因此可以不同方式实现,原则上,其中,不同选择的组合也是可能的:
[0081] 根据一个选择,施加到用于聚焦电子束的四极磁体Q(图1的构造中示出)的电流可以有针对性地改变。这基于的考虑因素是,由四极磁体Q引起的电子束的连续聚焦抵消电子束的电子发散,其中,电子发散在各情况下导致特定电子和光轴之间更大的度。该角度增加对增益长度的作用可由无量纲参数描述:
[0082]
[0083] 这在例如P.Schmüser等人在STMP 229,Springer,Berlin Heidelberg 2008,DOI 10.1007/978-3-540-79572-8的文章“Ultraviolet and Soft X-Ray Free-Electron Lasers:Introduction to Physical Principles,Experimental Results,Technological Challenges”中更详细地解释。
[0084] 在方程式(2)中,ε是电子束的“发射度”(即,占用的相空间体积),即,位置空间中的RMS和角空间中的RMS的乘积。位置空间中的范围未直接在加速器物理学中指定,而是指定为关于发射度的乘积βavε。λe是发射辐射的波长。这源自由双洛伦兹收缩引起的波动器的周期λu,即,在电子的其余系统中,波动器相对论性地移动,由电子发射的辐射必须被转换为实验室系统。Lg0是关于第一近似值的增益长度,即不管交互作用和/或位置、角度和能量空间的不锐利度如何。如期望的,Lg0由此充当可以改变增益长度的所有相关效应的比例因数。
[0085] 换言之,第一波动器101关于EUV光的产生处于饱和的第一操作模式和第一波动器101关于EUV光的产生不处于饱和的至少一个第二操作模式之间的切换,以及由此对由EUV光源产生的辐射的偏振状态的控制可以至少部分地通过改变施加到四极磁体Q的电流来实现。
[0086] 根据另一选择,增益长度Lg的变化或在两个波动器101、102之间整体发射的能量分布的变化还可通过由电子源110产生的电子的能量不锐利度来实现。用于电子的能量不锐利度的相对参数首先是电极的(电子)温度,其次是用于分开电子的光子能量。而且,电子和偏转磁体中的额外电场之间的交互还可导致能量不锐利度的增加。能量不锐利度对增益长度的效果还可由无量纲参数描述:
[0087]
[0088] ση量化电子束中的电子的能量波动的RMS。
[0089] 图8示出用于阐明根据另一实施例的由根据本发明的EUV光源形成的自由电子激光器的可能构造的示意图,其中,与图1相比,相似的或功能上基本相同的部件由参考标号加“700”表示。根据图8的构造与图1不同之处尤其在于,波动器801、802未沿电子束的传播方向一个布置在另一个之后,而是彼此平行布置,其中,电子束开关870(例如可驱动磁体的形式)位于电子束路径850中,通过驱动电子束开关,电子束可被选择性地引导至波动器布置800的波动器801、802。在该情况下,由第一波动器801产生的EUV光和由第二波动器802产生的EUV光两者耦合进投射曝光设备860(图8中仅示意性示出)中(即,尤其耦合进一个且相同的照明装置中)。因此,在根据图8的构造中,电子束的能量被转换为由第一波动器产生的EUV光和相应地被转换为由第二波动器产生的EUV光的各自相对比例以可变的方式设定(其中,例如在该实施例中,波动器可产生彼此正交的偏振状态)。在此,在根据图8的构造的情况下,相关的不同偏振束可空间分离地供给到投射曝光设备860的照明装置(如下面参考图5和6所述),以产生特定偏振的照明设定,比如准切向偏振照明设定,或者彼此重叠以产生非偏振光。
[0090] 因此,在图8所示构造的情况下,连续使用由根据本发明的波动器布置800释放的整个辐射能量或强度,通过改变两个波动器801、802对总强度的相对贡献,可实现灵活地设定偏振分布,而没有显著的光损失。
[0091] 图5-6仅用于示意性且简化描述可实现本发明的微光刻投射曝光设备的可能构造。根据图5,光经由两个输入端501a、501b(例如对应于上述波动器101、102)经由光束引导和膨胀单元502耦合进照明装置503中,所述照明装置包括光束偏转布置10(如下参考图6所述),在用于光瞳产生的光学单元504中,反射镜布置200位于中间场平面中。由照明装置503照明的掩模(掩模母版)505位于下游投射透镜506的物平面中,下游投射透镜将掩模505上的结构成像至布置在像平面中的晶片507上。
[0092] 根据图6,光束偏转布置10可实现为例如带状反射镜单元,其中,“11”和“12”可表示两个不同带状反射镜或带状反射镜组。所述带状反射镜或第一反射表面11、12…在各情况下可绕两个彼此垂直的倾斜轴线(在示例性实施例中在x和y方向上行进)倾斜,使得在带状反射镜或第一反射表面11、12…处反射的光可反射进不同、原则上任意设定的立体角中,这取决于相应带状反射镜的倾斜。在光束偏转布置10的单独反射表面或带状反射镜处反射以及源自第一输入端501a或第二输入端501b并具有由相关波动器101、102提供的对应偏振状态光经由上述反射镜布置200(图6中未示出)引导进光瞳平面中(例如位于光瞳平面中的光瞳分面反射镜上),反射镜布置包括可独立于彼此调节的多个反射镜元件,在光瞳平面中,期望偏振照明设定P1根据光束偏转布置10的第一反射表面和反射镜布置的反射镜元件的取向而产生。例如图6所示,期望偏振照明设定(但是本发明不限于此)可以是大致切向偏振照明设定(还称为准切向偏振照明设定),其使得以本身已知的方式实现高对比度成像,其中,在x方向上彼此相对的照明极在y方向上线性偏振,在y方向上彼此相对的照明极在x方向上偏振。产生的偏振分布还可以是例如至少大致径向偏振分布。
[0093] 即使基于特定实施例描述了本发明,但是许多变型和替代实施例对于本领域技术人员来说是明显的,例如,经由单独实施例的特征的组合和/或互换。相应地,对于本领域技术人员,不必说,这种变型和替代实施例由本发明相伴地涵盖,本发明的范围仅限制在所附权利要求及其等同物的含义内。
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