CN106488826B - 激光源中的光电磁传感器的校准 - Google Patents

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Abstract

在激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)系统中，使用激光脉冲产生EUV光。为了确定单独的激光脉冲的能量，使用校准系数将光电磁(PEM)检测器校准至功率计。当测量包括单个波长的脉冲的单一激光束时，基于脉冲的突发来计算校准系数。组合激光束具有与第二波长的预脉冲交替的第一波长的主脉冲。为了计算组合激光束中的主脉冲的能量，使用针对主脉冲的单一激光束计算出的校准系数。为了计算组合激光束中的预脉冲的能量，计算出新的校准系数。当计算出的能量值漂移超过预定阈值时，重新计算校准系数。

Description

激光源中的光电磁传感器的校准
技术领域
本申请总体涉及激光系统，并且更具体地涉及激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)系统的激光源中的光电磁传感器的校准。
背景技术
半导体工业持续发展能够印刷越来越小的集成电路尺寸的光刻技术。极紫外(“EUV”)光(有时也称作软x射线)一般被定义为具有在10nm与102nm之间的波长的电磁辐射。EUV光刻一般被认为包括处于在10nm至14nm的范围内的波长的EUV光，并且用于在诸如硅晶片等的衬底中产生极小特征(例如，亚32nm特征)。这些系统必须高度可靠并且提供成本有效的吞吐量和合理的工艺宽容度。
生成EUV光的方法包括但不必限于利用在EUV范围内的一个或多个发射线将材料转换成具有一种或多种元素(例如，氙、锂、锡、铟、锑、碲、铝等)的等离子体状态。在一个这样的方法中，经常被称为激光产生等离子体(LPP)的所要求的等离子体可以通过在LPP EUV源等离子体室内在辐照部位处用激光束辐照诸如具有期望的线发射元素的材料的微滴、流或簇等的靶材料而生成。
图1图示出现有技术LPP EUV系统100的部件中的一些。诸如CO2激光器等的激光源101产生激光束102，该激光束通过光束传递系统103并通过聚焦光学器件104(包括透镜和控向反射镜)。聚焦光学器件104具有在LPP EUV源等离子体室110内在辐照部位处的主要焦点105。微滴发生器106产生适当的靶材料的微滴107，该微滴当在主要焦点105处被激光束102撞击时生成辐照EUV光的等离子体。椭圆形反射镜(“收集器”)108使来自等离子体的EUV光在焦斑109(也称为中间聚焦位置)处聚焦，用于将生成的EUV光传递至例如光刻扫描器系统(未示出)。焦斑109将典型地在含有待暴露于EUV光的晶片的扫描(未示出)内。在一些实施例中，可以存在有具有全部会聚在聚焦光学器件104上的光束的多个激光源101。一个类型的LPP EUV光源可以使用CO2激光器和具有防反射涂层和大约6英寸至8英寸的通光孔径的硒化锌(ZnSe)透镜。
激光源101可以在其中在突发中生成多个光脉冲的突发模式下操作，其中突发之间具有一些时间量。激光源101可以包括生成具有诸如波长和/或脉冲长度等的不同的性质的脉冲激光束的多个激光器。在激光源101、光束传递系统103和聚焦光学器件104内，分开的激光束可以被组合、分裂或以其他方式操纵。
在激光束102到达LPP EUV源等离子体室110之前，在激光源101、光束传递系统103和/或聚焦光学器件104内的各个点处测量光束102。测量是使用测量激光束102的一个或多个方面的各种各样的仪器进行的。在一些情况中，激光束102可以在它与其他生成的光束组合之前或在已组合之后被测量。然而，仪器可能无法直接测量激光束102的某些性质，或者可能无法以测量激光束102的性质这样的方式被校准。
发明内容
根据一个实施例，一种系统，包括：在激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)系统内的能量监测器，能量监测器被配置成测量包括通过时间长度分开的预脉冲和主脉冲的激光束，能量监测器包括：功率计，被配置成感测跨越限定时间段的一系列激光脉冲的平均功率，以及光电磁(PEM)检测器，被配置成提供电压信号，该电压信号描绘在限定时间段的部分期间通过时间长度与第一主脉冲分开的第一预脉冲的时间分布；校准模块，被配置成基于主脉冲校准系数和电压信号中的对应于第一主脉冲的部分的脉冲积分来确定第一主脉冲的功率，基于平均功率和第一主脉冲的功率来确定第一预脉冲的功率，以及基于第一预脉冲的功率和电压信号中的对应于第一预脉冲的部分的积分来确定预脉冲校准系数；以及单个脉冲能量计算(SPEC)模块，被配置成基于预脉冲校准系数和由PEM检测器提供的第二电压信号中的对应于第二预脉冲的部分的脉冲积分来确定第二预脉冲的能量，以及基于主脉冲校准系数和第二电压信号中的对应于第二主脉冲的部分的脉冲积分来确定第二主脉冲的能量。
系统可以进一步包括重新校准模块，其被配置成基于由PEM提供的第二电压信号计算跨越第二限定时间段的激光束的能量，并且被配置成将计算的激光束的能量与跨越第二限定时间段由功率计感测的平均功率进行比较，以及基于比较指示校准模块更新预脉冲校准系数。
根据一个实施例，一种方法，包括：使用在激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)系统内的能量监测器接收包括预脉冲和主脉冲的激光束的测量，激光束的测量包括：使用功率计测得的跨越限定时间段的一系列激光脉冲的平均功率，和描绘通过时间长度与主脉冲中的第一主脉冲分开的预脉冲中的第一预脉冲的时间分布的第一电压信号，第一电压信号由光电磁(PEM)检测器提供；基于主脉冲校准系数和第一电压信号中的对应于第一主脉冲的部分的积分来确定第一主脉冲的功率；基于平均功率和第一主脉冲的功率来确定第一预脉冲的功率；基于第一预脉冲的功率和第一电压信号中的对应于第一预脉冲的部分的积分来确定预脉冲校准系数；基于预脉冲校准系数和由PEM检测器提供的第二电压信号中的对应于第二预脉冲的部分的积分来确定第二预脉冲的能量；以及基于主脉冲校准系数和第二电压信号中的对应于第二主脉冲的部分的积分来确定第二主脉冲的能量。
根据一个实施例，一种非瞬态计算机可读介质具有在其上具体化的指令，指令可由一个或多个处理器执行以执行如下操作，包括：接收使用在激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)系统内的能量监测器进行的包括预脉冲和主脉冲的激光束的测量，激光束的测量包括：使用功率计测得的跨越限定时间段的一系列激光脉冲的平均功率，和描绘通过时间长度与主脉冲中的第一主脉冲分开的预脉冲中的第一预脉冲的时间分布的第一电压信号，第一电压信号由光电磁(PEM)检测器提供；基于第一电压信号中的对应于第一主脉冲的部分的积分和主脉冲校准系数来确定第一主脉冲的功率；基于第一主脉冲的功率和平均功率来确定第一预脉冲的功率；基于第一电压信号中的对应于第一预脉冲的部分的积分和第一预脉冲的功率来确定预脉冲校准系数；基于由PEM检测器提供的第二电压信号中的对应于第二预脉冲的部分的积分和预脉冲校准系数来确定第二预脉冲的能量；和基于第二电压信号中的对应于第二主脉冲的部分的积分和主脉冲校准系数来确定第二主脉冲的能量。
根据一个实施例，一种系统，包括：在激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)系统的激光源内的能量监测器，能量监测器被配置成测量具有相同波长且发生在突发中的激光脉冲，能量监测器包括：功率计，被配置成测量跨越限定时间段的激光脉冲的平均功率，以及光电磁(PEM)检测器，被配置成提供指示跨越限定时间段的至少一部分的激光脉冲的突发的时间分布的第一电压信号；校准模块，被配置成基于平均功率和第一电压信号来确定校准系数，校准系数是从平均功率确定的激光脉冲的突发的能量与第一电压信号的积分的比率；以及单个脉冲能量计算(SPEC)模块，被配置成基于校准系数和由PEM检测器提供的指示一系列激光脉冲中的后续脉冲的时间分布的第二电压信号的脉冲积分来确定后续脉冲的能量。
系统可以进一步包括重新校准模块，其被配置成基于指示第二突发的第二时间分布的第三电压信号来计算第二突发的能量，并且被配置成将第二突发的能量与由功率计感测的第二平均功率进行比较，并且基于比较指示校准模块更新校准系数。
根据一个实施例，一种方法，包括：使用在激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)系统的激光源内的能量监测器来测量具有相同波长且发生在突发中的激光脉冲，测量包括：从功率计接收跨越限定时间段测得的激光脉冲的平均功率，以及从光电磁(PEM)检测器接收指示在限定时间段的至少一部分期间感测的激光脉冲的突发的时间分布的第一电压信号；基于平均功率和第一电压信号来确定校准系数，校准系数是从平均功率确定的激光脉冲的能量与第一电压信号的积分的比率；以及基于校准系数和由PEM检测器提供的指示一系列激光脉冲中的后续脉冲的时间分布的第二电压信号的积分来确定后续脉冲的能量。
根据一个实施例，一种非瞬态计算机可读介质具有在其上具体化的指令，指令可由一个或多个处理器执行以执行如下操作，包括：使用在激光产生等离子体(LPP)极紫外(EUV)系统的激光源内的能量监测器来测量具有相同波长且发生在突发中的激光脉冲，测量包括：从功率计接收跨越限定时间段测得的激光脉冲的平均功率，和从光电磁(PEM)检测器接收指示在限定时间段的至少一部分期间感测的激光脉冲的突发的时间分布的第一电压信号；基于平均功率和第一电压信号来确定校准系数，校准系数是从平均功率确定的激光脉冲的能量与第一电压信号的积分的比率；和基于由PEM检测器提供的指示一系列激光脉冲中的后续脉冲的时间分布的第二电压信号的积分和校准系数来确定后续脉冲的能量。
附图说明
图1是根据现有技术的LPP EUV系统的一部分的图。
图2是根据示例实施例的能量监测器的图。
图3是根据示例实施例的激光源的突发模式的图示。
图4是由PEM检测器输出的描绘了包括主脉冲的突发的时间分布的图表。
图5是由PEM检测器输出的描绘了单个主脉冲的时间分布的图表。
图6是由PEM检测器输出的描绘了包括预脉冲的突发的时间分布的图表。
图7是由PEM检测器输出的描绘了单个预脉冲的时间分布的图表。
图8是由PEM检测器输出的描绘了通过时间长度分开的预脉冲和主脉冲的时间分布的图表的示例。
图9是根据示例实施例的用于测量脉冲的能量的系统的框图。
图10是根据示例实施例的测量脉冲的能量的示例方法的流程图。
图11是对于单一激光束使用功率计校准光电磁(PEM)检测器的示例方法的流程图。
图12是对于组合的激光束使用功率计校准PEM检测器的示例方法的流程图。
具体实施方式
在LPP EUV系统内，在激光源、光束传递系统和/或聚焦光学器件中的各个位置处计算出激光脉冲的能量。在LPP EUV系统中用来测量激光束的传感器不直接测量激光束的脉冲的能量。传感器包括提供跨越限定时间段生成的脉冲的平均功率的测量的功率计。传感器进一步包括基于跨越有限时间段的检测到的红外(IR)光输出电压信号的光电磁(PEM)检测器。电压信号提供单独的激光脉冲的时间分布。使用由传感器收集的数据，计算出校准系数以将PEM检测器校准至功率计。在校准之后，可以从由PEM检测器提供的电压信号计算出脉冲的能量。
被测量的激光束可以包括相同波长的光的脉冲，称为单一激光束。单一激光束可以包括第一波长的预脉冲或者第二波长的主脉冲。为了确定单一激光束中的光的脉冲的能量，通过计算对于单一激光束的校准系数而将PEM检测器校准至功率计。对于单一激光束，校准系数是基于跨越突发的从功率计接收的测量与由PEM检测器提供的电压信号的比率。校准之后，使用校准系数和由PEM检测器提供的电压信号来计算出单一激光束中的脉冲的能量。
在LPP EUV系统中，当不同波长的两个单一激光束被组合时，所得到的组合激光束具有在时域上分开的交替波长的脉冲。在本文所描述的实施例中，组合激光束中的脉冲在第一波长的预脉冲与第二波长的主脉冲之间交替。当计算组合激光束中的一主脉冲的能量时，使用从主脉冲的单一激光束计算出的校准系数。归因于LPP EUV系统中的光学部件在组合激光束中的预脉冲与主脉冲之间的不同效果，计算出组合激光束中的预脉冲的单独的校准系数。预脉冲的校准系数基于由功率计测得的功率与可归因于组合激光束中的主脉冲的功率之间的差异来确定。校准之后，使用校准系数和由PEM检测器提供的电压信号来计算出组合激光束中的预脉冲和主脉冲的相应的能量。
图2是根据示例实施例的包括功率计202和PEM检测器208的能量监测器200的图。能量监测器200可以使用例如分束器从激光源101内的另一部件接收激光束102。如对本领域普通技术人员来说显而易见的，在到达能量监测器200之前，激光束102行进通过一个或多个光学部件以拾取激光束102的一部分用于测量。这些光学部件可以包括金刚石窗、部分反射器或硒化锌窗。在2013年12月5日公开的共同受让的美国专利申请公开号2013/0321926中讨论了可以包括能量监测器200的激光种子模块的示例。
能量监测器200被定位以便在激光源101、光束传递系统103或聚焦光学器件104中的特定地方测量激光束102。在本文所描述的一些实施例中，能量监测器200的放置引起能量监测器200测量包括相同波长的光的激光脉冲(例如，预脉冲或主脉冲)的单一激光束102。光的激光脉冲由单个源生成，但在其他系统中可以由超过一个的源生成。在本文所描述的其他实施例中，能量监测器200的放置引起能量监测器测量由具有不同波长的两个激光源生成的组合激光束102。激光源101、光束传递系统103和聚焦光学器件104可以包括超过一个的能量监测器200。
激光束102遵循通过能量监测器200的光路。激光束102通过分束器204被分裂，使得激光束102的第一部分继续沿着光路而激光束102的其余部分被引导至反射器206。反射器206进而将激光束102的其余部分引导至功率计202。
功率计202被配置成测量跨越限定时间段的激光束102的平均功率。测量可以横跨激光束102的多个突发。在一些情况中，测量可以横跨激光束102的5个、10个或20个突发。限定时间段可以是几分之一秒或者数秒。在一些情况中，限定时间段是一秒。
激光束102的没有被引导至功率计202的部分被引导至进一步的分束器204。从分束器204出来，激光束的第一部分被引导至例如进一步的传感器或其他光学部件(未示出)。激光束102的其余部分被引导至PEM检测器208。
PEM检测器208提供指示激光束102的时间分布的电压信号。时间分布横跨由功率计202使用的限定时间段的至少一部分。时间分布可以横跨至少激光束102的突发。为了计算组合激光束中的脉冲的能量，时间分布横跨预脉冲和主脉冲。
虽然图2中仅示出一个PEM检测器208，但是能量监测器200中可以包括附加的PEM检测器(未示出)。此外，激光束102可以在由PEM检测器208进行的测量之前使用例如透镜(未示出)或扩散器组(未示出)被修改。能量监测器200可以由壳体包围并附接至激光源101的端口或者被包围在激光源101内。
图9是根据示例实施例的用于测量脉冲的能量的系统900的框图。系统900包括能量监测器902、校准模块904、单个脉冲能量计算(SPEC)模块906和可选的重新校准模块908。系统900可以以本领域技术人员已知的各种各样的方式来实施，包括但不限于作为具有有着对能够存储可执行指令的存储器的访问的处理器的计算装置。计算装置可以包括一个或多个输入和输出部件，包括用于经由网络或其他形式的通信与其他计算装置通信的部件。系统900包括以计算逻辑或可执行代码体现的一个或多个模块。
能量监测器902被配置成接收关于激光束102的激光脉冲的数据。能量监测器902包括功率计和PEM检测器或与功率计和PEM检测器电子通信。在一些情况中，能量监测器902是包括功率计202和PEM检测器208的能量监测器200。功率计被配置成测量跨越限定时间段的激光脉冲的平均功率。限定时间段可以是例如一秒。PEM检测器被配置成提供指示跨越限定时间段的至少一部分的激光脉冲的时间分布的电压信号。
当能量监测器200或902被放置在LPP EUV系统100中以便接收单一激光束102时，校准模块904被配置成基于由功率计(例如，功率计202)和PEM检测器(例如，PEM检测器208)收集的数据来确定校准系数。可以对于各单一激光束计算校准系数。使用校准系数基于稍后收集的PEM检测器数据来计算单个脉冲(例如，单个主脉冲502或单个预脉冲702)的能量。校准系数是从平均功率和电压信号的积分确定的比率。
为了确定单一激光束102中的校准系数，对脉冲的突发进行分析。图3是根据示例实施例的激光脉冲的两个突发302的图示300。图示300是由PEM检测器208提供的被描绘为根据时间(以毫秒(ms)测得)变化的变化电压的时间分布的轮廓线。
各突发302在图示300中被描绘为具有上升沿310、达到顶峰312、接着在以下降沿316结束之前在时间长度内维持低于顶峰水平的电压水平314的曲线。突发302具有在上升沿310开始并在下降沿316结束的突发长度304。当计算突发302的能量以计算如本文别处所说明的校准系数时，PEM检测器208具有至少涵盖突发长度304的作用窗306。作用窗306可以被延长以捕获突发302之间的时间或者被缩短以捕获突发302内的仅一个或两个脉冲。
突发时段308是从第突发302的上升沿310至第二突发302的上升沿310被测量的。突发时段308可以从指示横跨限定时间段(例如，一秒)的多个突发的突发302的反复率或“重复率”来确定。突发重复率可以被表达为诸如5赫兹(Hz)、10Hz或20Hz的频率。
图4是描绘了由PEM检测器208的输出提供的包括主脉冲的单一激光束102的突发402的时间分布的图表400。图表400是图3中图示出的输出的实际示例。单一激光束102由单个源生成。在一个实施例中，主脉冲具有10.59微米的波长。如所描绘的，突发402持续近似3.5毫秒并包括预先确定的数量的激光脉冲。根据各种实施例，突发402可以基于突发长度包括不同数量的激光脉冲。激光脉冲具有宽度(作为时间长度测得)和幅度。作为计算跨越图表400中示出的时间长度的校准系数的部分，校准模块904可以对突发402的脉冲进行积分。
图6是由PEM检测器208输出的描绘了包括预脉冲的单一激光束102的突发602的时间分布的图表600。图表600是图3中图示出的输出的实际示例。单一激光束102由单个源生成，但是在其他系统中可以由多个源生成。在一个实施例中，预脉冲具有10.26微米的波长。如所描绘的，突发602具有近似3.5毫秒的持续时间，并包括预先确定的数量的激光脉冲。根据各种实施例，突发602可以基于突发长度包括不同数量的激光脉冲。激光脉冲具有宽度(作为时间长度测得)和幅度。作为计算跨越图表600中示出的时间长度的校准系数的部分，校准模块904可以对突发602的脉冲进行积分。
对于包括主脉冲的单一光束和包括预脉冲的单一光束两者，以相同的方式计算出对于单一激光束102的校准系数。首先，校准模块904从平均功率确定激光脉冲的突发的能量。在功率被测量所跨越的限定时间段期间产生的能量被确定如下：
E总＝P测得×T时段
其中E总是跨越限定时间段的激光束102的能量，P测得是由功率计202进行的功率测量，T时段是功率计202的限定时间段(例如，一秒)。从E总，使用突发重复率计算出在突发内的能量的量：
其中E突发是突发的能量，E总是跨越限定时间段(例如，一秒)的单一激光束102的能量，并且f突发是突发重复率。
为了确定校准系数Kp，使用以下等式：
Kp∫V dt＝E突发
使得，
其中Kp是校准系数，V是从PEM检测器208接收的电压信号使得积分∫V dt是在由PEM检测器208提供的跨越突发的时间长度的电压信号的曲线之下的面积，并且E突发是由从功率计202接收的平均功率数据确定的突发的能量。校准系数Kp具有瓦特每伏特的单位。
SPEC模块906被配置成使用由校准模块904计算出的校准系数来计算单个脉冲的能量。SPEC模块906从PEM检测器208接收包括单一激光束中的单个脉冲(例如，单个主脉冲502或单个预脉冲702)的时间分布的电压数据。
图5是由PEM检测器208输出的描绘了单一激光束102中的单个主脉冲502的时间分布的图表500。单个主脉冲502可以是突发402内的脉冲或者可以是后续突发中的脉冲。单个主脉冲502通过减小PEM检测器208的作用窗306来捕获。主脉冲502具有幅度和宽度(作为时间长度测得)。作为计算脉冲502的能量的一部分，SPEC模块906可以对主脉冲502进行积分。
图7是由PEM检测器输出的描绘了单一激光束102中的单个预脉冲702的时间分布的图表700。单个预脉冲702通过减小PEM检测器208测量激光束102所跨越的时间长度来捕获。预脉冲702具有幅度和宽度(作为时间长度测得)。作为计算预脉冲702的能量的一部分，SPEC模块906可以对预脉冲702进行积分。
使用单个脉冲的时间分布，根据以下公式计算出单个脉冲的能量：
E脉冲＝Kp∫V dt
其中E脉冲是脉冲的能量，Kp是对于被测量的脉冲的波长的脉冲的校准系数，并且V是从PEM检测器208接收的描绘了被测量的脉冲的时间分布的电压信号，使得积分∫V dt是在由PEM检测器208提供的跨越脉冲的时间长度的电压信号的曲线之下的面积。
可选的重新校准模块908被配置成确定是否重新校准PEM检测器208。校准系数可能归因于例如仪器漂移、设备劣化或激光束被接收所来自的分束器的劣化而随时间的推移损失精度。在单一激光束中，在激光脉冲的后续突发(例如，突发402或突发602)期间，重新校准模块908被配置成将功率计202测量与使用由PEM检测器208提供的数据计算的激光束102的功率进行比较。如本文所描述的，比较是使用一秒的时间段进行的。如基于以下描述对本领域技术人员来说显而易见的，可以使用其他时间段，诸如突发长度304或突发时段308，或若干突发时段。
为了计算跨越一秒的时段的激光束102的脉冲的功率，使用校准系数来确定跨越突发(例如，突发402或602)的脉冲的能量：
E突发＝Kp∫V dt
其中Kp是校准系数，V是从PEM检测器208接收的电压信号，使得积分∫V dt是在由PEM检测器208提供的跨越突发的时间长度的电压信号的曲线之下的面积，并且E突发是计算的突发的能量。使用激光脉冲能量的总和来确定跨越时间段的激光束102的总能量：
E总＝∑E突发
其中E突发是突发的能量，E总是跨越限定时间段(例如，一秒)的计算的激光束102的能量，并且∑E突发是跨越限定时间段的激光脉冲能量的总和。为了确定脉冲的功率，总能量除以时间段(例如，一秒)：
其中E总是跨越限定时间段的计算的激光束102的能量，P计算是由从PEM检测器208接收的电压信号计算出的功率值，并且T时段是限定时间段(例如，一秒)。
为了确定是否指示校准模块904重新计算校准系数，重新校准模块908可以计算出计算的功率与测得的功率之间的差异。差异可以表达为百分数。为了确定是否重新校准，重新校准模块908可以将差异与阈值进行比较。在一些情况中，如果两个功率值超过15％，则重新校准模块908指示校准模块904重新计算校准系数。基于比较，重新校准管理器908可以指示校准模块904通过在激光束102的脉冲的后续突发期间重新计算校准系数来更新校准系数。
当能量监测器200或902被放置在LPP EUV系统100中以便接收组合激光束102时，图9的系统900进一步被配置成确定用来确定组合激光束102中的预脉冲的能量的校准系数。能量监测器902位于LPP EUV系统100中以测量组合激光束102。
为了计算组合激光束102中的预脉冲的校准系数，校准模块904使用与当对于单一激光束校准时所使用的那些计算不同的一组计算。这些计算使用对于主脉冲的单一激光束102计算出的校准系数来确定由功率计202测得的功率中的可归因于主脉冲的部分，接着使用功率的其余部分来确定对于组合激光束中的预脉冲的校准系数。
图8是由PEM检测器208输出的包括通过时间长度分开的预脉冲和主脉冲的组合脉冲的电压信号的示例时间分布800。组合激光束102通过将单一激光束102组合到单个激光束内而生成，使得在组合激光束102的突发内，突发602的脉冲与突发402的主脉冲交替。如图8中描绘的，预脉冲802以15微秒先于主脉冲804。跨越图表800中示出的时间长度，校准模块904和SPEC模块906可以与主脉冲804单独地对预脉冲802进行积分。使用积分来确定用于计算预脉冲的能量的校准系数和计算组合激光束中的后续预脉冲的能量。
校准模块904基于由PEM检测器208提供的电压信号中的指示在组合脉冲内的主脉冲的时间分布的部分来计算出组合光束的主脉冲的功率。使用时间分布，根据如下公式计算出主脉冲的能量：
E主脉冲＝Kmp∫V dt
其中E主脉冲是主脉冲的能量，Kmp是用于对于单一激光束102计算出的主脉冲的校准系数，并且V是从PEM检测器208接收的描绘了被测量的主脉冲的时间分布的电压信号，使得积分∫V dt是在由PEM检测器208提供的跨越主脉冲的时间长度的电压信号的曲线之下的面积。
通过功率计202跨越限定时间段(例如，一秒)测量组合脉冲的平均功率。基于主脉冲的能量，可归因于跨越限定时间段的主脉冲的功率计算如下：
其中E主脉冲是主脉冲的能量，P主脉冲是计算的主脉冲的功率，T时段是由功率计202使用的限定时间段，并且∑E主脉冲是跨越由功率计202使用的限定时间段发生的主脉冲的能量的总和。为了确定由功率计202测得的功率中的可归因于预脉冲的部分，校准模块904确定差异：
P预脉冲＝P测得-P主脉冲
其中P预脉冲是由功率计测得的功率中的可归因于跨越限定时间段的组合脉冲的预脉冲的部分，P测得是由功率计202测得的组合脉冲的功率，并且P主脉冲是计算的主脉冲的功率。
使用可归因于预脉冲的功率，通过如下公式确定可归因于预脉冲的能量：
其中E预脉冲是跨越由功率计202使用的限定时间段的预脉冲的总能量，P预脉冲是由功率计测得的功率中的可归因于跨越预定时间段的组合脉冲的预脉冲的部分，T时段是功率计202的限定时间段(例如，一秒)。
为了确定组合激光束中的预脉冲的校准系数，使用以下公式：
其中Kpp是组合激光束中的脉冲的校准系数，V是从PEM检测器208接收的电压信号，使得积分∫V dt是在由PEM检测器208提供的跨越限定时间段的至少一部分的电压信号的曲线之下的面积，并且E预脉冲是跨越由功率计202使用的限定时间段的预脉冲的总能量。校准系数Kpp具有瓦特每伏特的单位。
一旦确定了组合激光束中的预脉冲的校准系数，SPEC模块906就从PEM检测器208接收包括组合激光束中的成对的预脉冲和主脉冲的时间分布的电压数据。SPEC模块906可以接着使用如下公式确定后续预脉冲的能量：
E预脉冲＝Kpp∫V dt
其中E预脉冲是单个预脉冲的能量，Kpp是对于组合激光束102中的预脉冲的脉冲的校准系数，并且V是从PEM检测器208接收的描绘了被测量的预脉冲的时间分布的电压信号，使得积分∫V dt是在由PEM检测器208提供的跨越预脉冲的时间长度的电压信号的曲线之下的面积。
可选的重新校准模块908可以进一步确定是否如上面所描述的使用功率计202对于组合激光束102中的预脉冲重新校准PEM检测器208。对于组合激光束，重新校准模块908通过对跨越对应于功率计202的限定时间段的在组合激光束中的脉冲的能量求和来确定脉冲的功率。重新校准模块908接着如上面所描述地将从求和计算出的功率与由功率计202测得的功率进行比较。
图10是根据示例实施例的计算脉冲的能量的示例方法1000的流程图。方法1000可以由系统900执行。
在操作1002中，对于第一激光器的光束使用功率计来校准PEM检测器。第一激光器可以产生如上面所描述的在单一激光束中的主脉冲或预脉冲。图11是使用功率计校准PEM检测器以确定单一激光束内的脉冲的能量的示例方法1100的流程图。方法1100可以作为操作1002的一部分由例如能量监测器200或902和系统900的校准模块904来执行。
在操作1102中，从功率计(例如，功率计202)接收功率测量。功率测量指示跨越时间段的单一激光束102的脉冲的平均功率。
在操作1104中，从PEM检测器(例如，PEM检测器208)接收跨越时间长度的电压信号。电压信号是单一激光束102的脉冲的突发的时间分布。由PEM检测器208收集数据所跨越的时间长度是在功率计202的时间段内的至少一个突发。
在操作1106中，计算激光束102的校准系数。如结合校准模块904所描述的那样来计算校准系数。校准系数可以由校准模块904来计算。
如果能量监测器200正在测量单一激光束，则方法1000前进至操作1006，跳过操作1004。在操作1006中，计算脉冲的能量。例如如本文别处结合SPEC模块906描述的那样来计算脉冲的能量。在一些情况中，SPEC模块906执行操作1006。
在可选操作1008中，做出针对是否通过例如重新校准模块908重新校准PEM检测器的确定。确定通过将从PEM检测器所提供的电压信号计算出的功率与通过功率计测得的功率进行比较来执行。如果做出重新校准的确定，则方法1000返回至操作1002，或者在一些情况中返回至操作1004。如果做出不重新校准的确定，则方法1000返回至操作1006。
当由能量监测器200测量的激光束是组合激光束时，方法100从操作1002前进至操作1004。对于组合光束校准PEM检测器以确定在组合光束内的预脉冲的能量。第二激光器可以产生与组合激光束102中的主脉冲组合的如上面所描述的在突发中的预脉冲。在操作1004中，确定对于组合激光束102中的预脉冲的校准系数。与单一激光束102中的预脉冲的校准系数单独地确定对于组合激光束102中的预脉冲的校准系数，因为在单一激光束102被组合之后LPP EUV系统100的光学部件影响预脉冲的时间分布与通过功率计202测得的功率之间的关系。预脉冲的校准系数基于由功率计测得的功率与可归因于组合激光束中的主脉冲的功率之间的差异来确定。
图12是关于具有预脉冲和主脉冲的组合激光束使用功率计(例如，功率计202)校准PEM检测器(例如，PEM检测器208)的示例方法1200的流程图。方法1200是当由能量监测器200测量的激光束是组合激光束时执行方法1000的操作1004的示例方法。方法1200可以由例如系统900的校准模块904来执行。
在操作1202中，从能量监测器200或902中的PEM检测器208接收电压数据。电压数据是如图8中描绘的组合激光束102的时间分布。由PEM检测器208收集数据所跨越的时间长度是功率计202的时间段的至少一部分。
在操作1204中，确定可归因于主脉冲的功率。如结合校准模块904和SPEC模块906描述的那样来确定主脉冲的功率。
在操作1206中，从功率计202接收功率数据。功率数据指示跨越时间段的组合激光束102的脉冲的平均功率。
在操作1208中，确定可归因于在组合激光束102内的预脉冲的功率。如结合校准模块904和SPEC模块906所描述的那样来确定预脉冲的功率。
在操作1210中，计算在组合激光束102内的预脉冲的校准系数。如结合校准模块904所描述的那样来计算校准系数。
当由能量监测器200测量的激光束是组合激光束时前进至操作1006，如上面相对于操作1006描述的那样计算出组合激光束中的相应的主脉冲和预脉冲的能量。使用对于主脉冲的单一光束计算出的操作1002的校准系数来计算组合激光束中的主脉冲的能量。为了计算组合激光束中的主脉冲的能量，使用操作1004的校准系数。当由能量监测器200测量的激光束是组合激光束时，方法100可以接着前进至如上面所描述的可选操作1008。
上面已参照若干实施例说明了所公开的方法和设备。鉴于本公开，其他实施例对本领域技术人员来说是显而易见的。所描述的方法和设备的某些方面可以容易地使用除上面的实施例中所描述的那些配置以外的配置来实现，或者结合除上面所描述的那些元件以外的元件来实现。例如，可以使用也许比本文所描述的那些更复杂的不同算法和/或逻辑电路，以及可能的不同类型的激光束生成系统。
此外，还应该领会的是，所描述的方法和设备可以以多种方式来实现，包括实现为过程、设备或系统。本文所描述的方法可以通过用于指示处理器执行这样的方法的程序指令来实现，并且这样的指令被记录在诸如硬盘驱动器、软盘、如压缩盘(CD)或数字通用盘(DVD)的光盘、闪存存储器等的非瞬态计算机可读存储介质上，或者被跨越计算机网络通信，其中程序指令通过光学或电子通信链路发送。应该注意的是，本文所描述的方法的步骤的顺序可以更改并且仍然在本公开的范围内。
需要理解的是，所给出的示例仅出于说明的目的并且可以扩展至具有不同惯例和技术的其他实现和实施例。虽然描述了多个实施例，但没有限制对本文所公开的实施例(多个)的公开的意图。相反，意图是覆盖对熟悉本领域的那些人来说显而易见的所有可选方案、修改和等同替代。
在前述说明书中，参照本发明的具体实施例描述了本发明，但本领域技术人员将认识到本发明不限于此。上面描述的发明的各种特征和方面可以单独地或联合地使用。此外，本发明可以在超出本文所描述的那些而不脱离本说明书的较宽精神和范围的任何数量的环境和应用中使用。本说明书和附图因此被视作说明性的而不是限制性的。应该领会的是，如本文所使用的术语“包括”、“包含”和“具有”明确地旨在被理解为开放式技术术语。

Claims (22)

1.一种用于生成EUV光的系统，包括：
在激光产生等离子体LPP极紫外EUV系统内的能量监测器，所述能量监测器被配置成测量包括通过时间长度分开的预脉冲和主脉冲的激光束，所述能量监测器包括：
功率计，被配置成感测跨越限定时间段的一系列激光脉冲的平均功率，以及
光电磁PEM检测器，被配置成提供电压信号，所述电压信号描绘在所述限定时间段的部分期间通过所述时间长度与第一主脉冲分开的第一预脉冲的时间分布；
校准模块，被配置成基于主脉冲校准系数和所述电压信号中的对应于所述第一主脉冲的部分的脉冲积分来确定所述第一主脉冲的功率，基于所述平均功率和所述第一主脉冲的所述功率来确定所述第一预脉冲的功率，以及基于所述第一预脉冲的所述功率和所述电压信号中的对应于所述第一预脉冲的部分的积分来确定预脉冲校准系数；以及
单个脉冲能量计算SPEC模块，被配置成基于所述预脉冲校准系数和由所述PEM检测器提供的第二电压信号中的对应于第二预脉冲的部分的脉冲积分来确定所述第二预脉冲的能量，以及基于所述主脉冲校准系数和所述第二电压信号中的对应于第二主脉冲的部分的脉冲积分来确定所述第二主脉冲的能量，其中所述校准系数是从平均功率和电压信号的积分确定的比率。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括重新校准模块，所述重新校准模块被配置成基于由所述PEM检测器提供的所述第二电压信号计算跨越第二限定时间段的所述激光束的能量。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述重新校准模块进一步被配置成将计算的所述激光束的能量与跨越所述第二限定时间段由所述功率计感测的平均功率进行比较，以及基于所述比较指示所述校准模块更新所述预脉冲校准系数。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述重新校准模块被配置成在所述比较超过阈值的情况下指示所述校准模块更新所述预脉冲校准系数。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述校准模块被配置成通过从跨越所述限定时间段的所述平均功率中减去在所述限定时间段期间可归因于所述第一主脉冲的功率来确定所述第一预脉冲的所述功率。
6.一种用于生成EUV光的方法，包括：
使用在激光产生等离子体LPP极紫外EUV系统内的能量监测器接收包括预脉冲和主脉冲的激光束的测量，所述激光束的测量包括：使用功率计测得的跨越限定时间段的一系列激光脉冲的平均功率，和描绘通过时间长度与所述主脉冲中的第一主脉冲分开的所述预脉冲中的第一预脉冲的时间分布的第一电压信号，所述第一电压信号由光电磁PEM检测器提供；
基于主脉冲校准系数和所述第一电压信号中的对应于所述第一主脉冲的部分的积分来确定所述第一主脉冲的功率；
基于所述平均功率和所述第一主脉冲的所述功率来确定所述第一预脉冲的功率；
基于所述第一预脉冲的所述功率和所述第一电压信号中的对应于所述第一预脉冲的部分的积分来确定预脉冲校准系数；
基于所述预脉冲校准系数和由所述PEM检测器提供的第二电压信号中的对应于第二预脉冲的部分的积分来确定所述第二预脉冲的能量；以及
基于所述主脉冲校准系数和所述第二电压信号中的对应于第二主脉冲的部分的积分来确定所述第二主脉冲的能量，
其中所述校准系数是从平均功率和电压信号的积分确定的比率。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括基于由所述PEM检测器提供的所述第二电压信号来计算跨越第二限定时间段的所述激光束的能量。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括将计算的所述激光束的能量与跨越所述第二限定时间段的所述平均功率进行比较，并且基于所述比较来更新所述预脉冲校准系数。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述预脉冲校准系数的更新是基于所述比较超过阈值的。
10.根据权利要求6所述的方法，其中确定所述第一预脉冲的所述功率通过从跨越所述限定时间段的所述平均功率中减去在所述限定时间段期间可归因于所述主脉冲的所述功率来执行。
11.一种用于生成EUV光的系统，包括：
在激光产生等离子体LPP极紫外EUV系统的激光源内的能量监测器，所述能量监测器被配置成测量具有相同波长且发生在突发中的激光脉冲，所述能量监测器包括：
功率计，被配置成测量跨越限定时间段的所述激光脉冲的平均功率，以及
光电磁PEM检测器，被配置成提供指示跨越所述限定时间段的至少一部分的所述激光脉冲的所述突发的时间分布的第一电压信号；
校准模块，被配置成基于所述平均功率和所述第一电压信号来确定校准系数，所述校准系数是从所述平均功率确定的所述激光脉冲的所述突发的能量与所述第一电压信号的积分的比率；以及
单个脉冲能量计算SPEC模块，被配置成基于所述校准系数和由所述PEM检测器提供的指示一系列所述激光脉冲中的后续脉冲的时间分布的第二电压信号的脉冲积分来确定所述后续脉冲的能量。
12.根据权利要求11所述的系统，进一步包括重新校准模块，所述重新校准模块被配置成基于指示第二突发的第二时间分布的第三电压信号来计算所述第二突发的能量。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述重新校准模块进一步被配置成将所述第二突发的所述能量与由所述功率计感测的第二平均功率进行比较，并且基于所述比较指示所述校准模块更新所述校准系数。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述重新校准模块被配置成在所述比较超过阈值的情况下指示所述校准模块更新所述校准系数。
15.根据权利要求11所述的系统，其中所述激光脉冲是主脉冲。
16.根据权利要求11所述的系统，其中所述激光脉冲是预脉冲。
17.一种用于生成EUV光的方法，包括：
使用在激光产生等离子体LPP极紫外EUV系统的激光源内的能量监测器来测量具有相同波长且发生在突发中的激光脉冲，所述测量包括：
从功率计接收跨越限定时间段测得的所述激光脉冲的平均功率，以及
从光电磁PEM检测器接收指示在所述限定时间段的至少一部分期间感测的所述激光脉冲的时间分布的第一电压信号；
基于所述平均功率和所述第一电压信号来确定校准系数，所述校准系数是从所述平均功率确定的所述激光脉冲的能量与所述第一电压信号的积分的比率；以及
基于所述校准系数和由所述PEM检测器提供的指示一系列所述激光脉冲中的后续脉冲的时间分布的第二电压信号的积分来确定所述后续脉冲的能量。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括基于指示第二突发的时间分布的第三电压信号来计算所述第二突发的能量。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括将所述第二突发的所述能量与由所述功率计感测的第二平均功率进行比较，并且基于所述比较更新所述校准系数。
20.根据权利要求19所述的方法，其中更新所述校准系数是基于所述比较超过阈值的。
21.根据权利要求17所述的方法，其中所述激光脉冲是主脉冲。
22.根据权利要求17所述的方法，其中所述激光脉冲是预脉冲。
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