CN109716078A

CN109716078A - 确定靶在极紫外光源中的移动性质

Info

Publication number: CN109716078A
Application number: CN201780056385.5A
Authority: CN
Inventors: V·塞尼克里姆延; C·弗南德茨-埃斯帕萨; J·Q·奥德勒
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2016-09-14
Filing date: 2017-09-07
Publication date: 2019-05-03
Anticipated expiration: 2037-09-07
Also published as: KR102618012B1; CN114543987A; CN109716078B; US10429173B2; KR20230025529A; US20190186892A1; US20200191554A1; TWI789364B; WO2018052799A1; JP2022095680A; TWI824890B; JP7262641B2; JP2019533183A; JP7046417B2; KR20190047044A; TW201812305A; US10605588B2; KR102500707B1; TW202314248A; US9778022B1

Abstract

描述了一种用于测量当前靶在其沿着轨迹朝向靶空间行进时的移动性质的方法。该方法包括：在当前靶进入靶空间之前检测由于当前靶与多个诊断探针中的每一个诊断探针之间的相互作用而产生的光的多个二维表示；基于对检测到的光的多个二维表示的分析来确定当前靶的一个或多个移动性质，该确定在当前靶进入靶空间之前完成；以及，如果所确定的当前靶的一个或多个移动性质在可接受范围之外，则调节被引导到靶空间的辐射脉冲的一个或多个特性。

Description

确定靶在极紫外光源中的移动性质

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月14日提交的美国申请15/265,376的权益，并且该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

所公开的主题涉及用于在激光等离子体极紫外光源中沿着靶的轨迹测量靶的各方面的系统和方法。

背景技术

极紫外(EUV)光，例如具有波长为约50nm或更小的电磁辐射(有时也被称为软x射线)，并且包括波长为约13nm的光，可以被用在光刻工艺中以在例如硅晶片的衬底中产生极小的特征。

产生EUV光的方法包括但不必限于将具有元素(例如氙、锂或锡)的材料转换为等离子体状态的EUV范围内的发射线。在一种这样的方法中，通常被称为激光等离子体(“LPP”)的所需等离子体可以通过用可以被称为驱动激光的放大光束，例如以材料的滴、板、带、流或簇的形式照射靶材料来产生。对于该过程，等离子体通常在密封容器(例如真空腔室)中产生，并使用各种类型的量测设备进行监测。

发明内容

在一些一般方面中，执行一种方法，用于测量当前靶在其沿着轨迹朝向靶空间行进时的移动性质。该方法包括：在所述当前靶进入所述靶空间之前检测由于所述当前靶与多个诊断探针(probe)中的每一个诊断探针之间的相互作用而产生的光的多个二维表示；基于对检测到的多个二维光表示的分析来确定所述当前靶的一个或多个移动性质，所述确定是在所述当前靶进入所述靶空间之前完成的；以及，如果所述当前靶的所确定的一个或多个移动性质在可接受范围之外，则调节被引导到所述靶空间的辐射脉冲的一个或多个特性。

实现可以包括以下一个或多个特征。例如，该方法还可以包括使所述辐射脉冲与所述靶空间中的目前靶相互作用，其中所述目前靶是已经进入所述靶空间的当前靶或已经进入所述靶空间的另一靶，并且其中所述另一靶在所述当前靶进入所述靶空间的时间之后的时间进入所述靶空间。所述另一靶可以沿着所述轨迹与所述当前靶相邻。所述另一靶可以沿着所述轨迹与在所述另一靶和所述当前靶之间的中间靶相邻。

当所述辐射脉冲与所述目前靶相互作用时，所述辐射脉冲可以将所述目前靶的至少一部分转换成发射极紫外光的等离子体。所述辐射脉冲可以将能量传送到所述目前靶以修改所述目前靶的几何分布。

该方法可以包括沿着所述轨迹朝向所述靶空间释放所述当前靶，所述靶空间被限定在激光等离子体极紫外光源内。

检测到的光的二维表示可以是光的二维图像。

该方法可以包括沿着由垂直于轴向方向的第一方向和所述轴向方向所限定的平面朝向所述当前靶引导至少一个诊断探针，其中所述当前靶沿着具有沿着所述轴向方向的分量的方向行进。可以沿着垂直于所述轴向方向且垂直于所述第一方向的第二方向朝向所述靶空间引导所述辐射脉冲。

该方法还可以包括将所述诊断探针朝向所述当前靶引导，使得在所述当前靶进入所述靶空间之前每个诊断探针在不同的诊断位置处与所述当前靶相互作用。

每个诊断探针可以是诊断光束。由于所述当前靶和每个诊断探针之间的相互作用而产生的光可以包括从所述当前靶的表面散射离开的所述诊断光束。由于所述当前靶和所述诊断探针之间的相互作用而产生的光可以包括遮蔽至少一部分诊断光束的所述当前靶的阴影。

可以通过确定所述当前靶的定位、速度和加速度中的一个或多个来确定所述当前靶的所述一个或多个移动性质。可以通过确定所述当前靶沿着三维坐标系的每个维度的一个或多个移动性质来确定所述当前靶的所述一个或多个移动性质。可以通过调节辐射脉冲的释放定时和所述辐射脉冲行进的方向中的一项或多项来调节所述辐射脉冲的所述一个或多个特性。

该方法可以包括检测在所述当前靶进入所述靶空间之前由于所述当前靶和每个诊断探针之间的相互作用而产生的所述光的多个一维值。

在先前且相邻的靶在所述靶空间中与先前辐射脉冲已经相互作用之后，所述当前靶可以与所述多个诊断探针相互作用。在所述当前靶至少部分地受到等离子体后推力的影响时所述当前靶可以与所述多个诊断探针相互作用。

该方法可以包括分析检测到的光的多个二维表示，所述分析包括：标识每个表示内的一个或多个感兴趣区域，每个感兴趣区域对应于所述当前靶沿着所述轨迹的位置；对于每个感兴趣的区域，确定所述感兴趣区域的中心区；并且基于所确定的中心区导出所述当前靶在三维中的定位。

在其他一般方面，执行一种方法，用于在多个靶中的每个靶沿着其轨迹朝向靶空间行进时测量每个靶的一个或多个移动性质，所述方法包括：在所述多个靶中的每个靶到达所述靶空间之前，并且在先前和相邻靶已经进入所述靶空间之后，在沿着所述靶的轨迹的诊断位置处使多个诊断探针与所述多个靶中的每个靶相互作用。对于所述多个靶中的每个靶：检测由于所述靶与所述诊断探针之间的所述相互作用而产生的光的多个二维表示；分析检测到的二维表示；基于对检测到的二维表示的分析，确定所述靶沿着三维坐标系的每个维度的一个或多个移动性质；以及基于所确定的一个或多个移动性质来确定是否需要调节被引导到所述靶空间的辐射脉冲的一个或多个特性。

实现可以包括以下一个或多个特征。例如，所述方法可以包括，对于所述多个靶中的每个靶：检测与所述靶和诊断探针之间的每个相互作用相关联的时间；分析检测到的时间；基于对检测到的时间的分析，确定所述靶沿着所述三维坐标系的至少一个维度的一个或多个移动性质。

可以通过确定靶的定位、速度和加速度中的一项或多项来确定所述靶的所述一个或多个移动性质。

可以通过检测光的二维图像来检测所述光的所述二维表示。可以通过标识所述图像内的一个或多个感兴趣区域并计算针对每个所标识的感兴趣区域的质心来分析检测到的二维图像。

确定是否需要调节所述辐射脉冲的一个或多个特性可以包括：如果所确定的所述靶的一个或多个移动性质在可接受范围之外，则确定需要调节所述辐射脉冲的一个或多个特性。可以通过调节所述辐射脉冲的释放定时和所述辐射脉冲行进的方向中的一项或多项来调节所述辐射脉冲的所述一个或多个特性。

可以在所述靶进入所述靶空间之前检测光的二维表示。可以在所述靶进入所述靶空间之前分析检测到的二维表示。并且，可以在所述靶进入所述靶空间之前确定所述靶的一个或多个移动性质。

在所述靶至少部分地受到等离子体后推力的影响时所述靶可以与所述多个诊断探针相互作用。

在其他一般方面，一种设备包括：靶传送系统，所述靶传送系统被配置为朝向靶空间释放靶，所述靶包括在被转换成等离子体时发射极紫外(EUV)光的材料；腔室，所述腔室限定所述靶空间和在所述靶传送系统与所述靶空间之间的区域，所述靶空间被定位成接收多个辐射脉冲，每个辐射脉冲在所述靶空间中与所述靶相互作用，致使该靶的至少一部分被转换成发射EUV光的等离子体；诊断系统；和控制系统。所述诊断系统包括：探针模块，产生多个诊断探针，在所述靶进入所述靶空间之前每个诊断探针在所述区域中与所述靶相互作用；以及检测模块，检测由所述诊断探针和所述靶之间的相互作用产生的光的多个二维表示。所述控制系统连接到诊断系统并且被配置为：从所述检测模块接收所述多个二维表示；分析接收到的二维表示；以及基于所述分析来确定所述靶的一个或多个移动性质。

实现可以包括以下一个或多个特征。例如，如果所述靶的所确定的一个或多个移动性质在可接受范围之外，则所述控制系统可以被配置为调节被引导到所述靶空间的辐射脉冲的一个或多个特性。每个诊断探针可以是诊断光束。由于靶和每个诊断探针之间的相互作用而产生的光可以包括从靶的表面散射离开的诊断光束。由于所述靶和每个诊断探针之间的相互作用而产生的光可以包括遮蔽至少一部分诊断光束的所述靶的阴影。

附图说明

图1A是激光等离子体极紫外光源的框图，该激光等离子体极紫外光源包括用于检测沿着-X方向朝向靶空间在扩展的靶区域中行进的靶的移动性质的诊断系统；

图1B是示出图1A的光源的视图的示意图，其中X方向从页面出来并且靶轨迹进入页面；

图2A是示出在图1的EUV光源的靶空间内的靶位置处的刚好在先前辐射脉冲和先前靶彼此相互作用之前的时间点的示意图；

图2B是示出在图1的EUV光源的靶空间内的靶位置处的刚好在当前辐射脉冲与当前靶彼此相互作用之前的时间点的示意图；

图3是图1的EUV光源的示例性诊断系统的框图；

图4是图1的EUV光源的示例性控制系统的框图；

图5是图1的EUV光源的示例性诊断系统的框图；

图6是图1的EUV光源的示例性控制系统的框图；

图7是图1的EUV光源的示例性诊断系统的框图；

图8是图1的EUV光源的示例性控制系统的框图；

图9A是示出诊断辐射光束与当前靶之间的相互作用的特写的示意图，其中所述诊断辐射光束轴通常垂直于当前靶的轨迹并且当前靶轨迹与X方向对齐；

图9B是示出诊断辐射光束与当前靶之间的相互作用的特写的示意图，其中所述诊断辐射光束轴通常垂直于当前靶的轨迹并且当前靶轨迹沿着Y方向从X方向偏移；

图9C是示出诊断辐射光束与当前靶之间的相互作用的特写的示意图，其中所述诊断辐射光束沿着XY平面中的轴被引导并且当前靶轨迹与X方向对齐；

图9D是示出诊断辐射光束与当前靶之间的相互作用的特写的示意图，其中所述诊断辐射光束沿着XY平面中的轴被引导并且当前靶轨迹沿着Y方向从X方向偏移；

图10是图1的EUV光源的示例性诊断系统的框图；

图11是示出用于与图1的EUV光源的当前靶相互作用的被引导到第一靶位置的初级辐射脉冲和被引导到第二靶位置的主辐射脉冲的示意图；

图12是用于在图1的EUV光源中使用的示例性光源的框图；

图13是由EUV光源(在控制系统的控制下)执行的用于确定当前靶在扩展的靶区域中的移动性质的示例性过程的流程图；

图14A是沿着Z方向观察的图1的EUV光源的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了在靶空间内的靶位置处的刚好在先前辐射脉冲和先前靶彼此相互作用之前的时间点；

图14B是沿着X方向观察的图14A的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了与图14A相同的时间点；

图15A是沿着Z方向观察的图1的EUV光源的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了在靶空间内的靶位置处的刚好在先前辐射脉冲和先前靶彼此相互作用之后的时间点；

图15B是沿着X方向观察的图15A的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了与图15A相同的时间点；

图16A是沿着Z方向观察的图1的EUV光源的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了当在扩展的靶区域内当前靶与诊断系统的第一诊断光束相互作用的时间点；

图16B是沿着X方向观察的图16A的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了与图16A相同的时间点；

图17A是沿着Z方向观察的图1的EUV光源的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了当在扩展的靶区域内当前靶与诊断系统的第二诊断光束相互作用的时间点；

图17B是沿着X方向观察的图17A的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了与图17A相同的时间点；

图18A是沿着Z方向观察的图1的EUV光源的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了在扩展的靶区域中当前靶与第二诊断光束已经相互作用之后并且当前辐射脉冲正被引导到靶空间期间的时间点；

图18B是沿着X方向观察的图18A的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了与图18A相同的时间点；

图19A是沿着Z方向观察的图1的EUV光源的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了在靶空间中当前靶正与当前辐射脉冲相互作用期间的时间点；

图19B是沿着X方向观察的图19A的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了与图19A相同的时间点；

图19C是沿着Z方向观察的图1的EUV光源的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了在靶空间中当前靶正与当前主辐射脉冲相互作用并产生EUV光期间的时间点；

图19D是沿着X方向观察的图19C的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了与图19C相同的时间点；

图20A是沿着Z方向观察的图1的EUV光源的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了在扩展的靶区域中当前靶与诊断系统的三个诊断光束已经相互作用之后并且在当前辐射脉冲正被引导到靶空间期间的时间点；

图20B是沿着X方向观察的图20A的示例性诊断系统、扩展的靶区域和靶空间的示意图，示出了与图20A相同的时间点；

图21A是图1的EUV光源的示例性诊断系统的框图；

图21B是使用图21A的诊断系统的二维记录装置记录的示例性图像；

图22是可以与图21A的诊断系统结合使用以用于处理诸如图21B中所示的图像的控制系统的框图；

图23是图22的控制系统内的分析模块的框图；

图24是示例性诊断系统的示意图，其中使用两个或更多个二维记录装置对靶的阴影进行成像；

图25是示例性诊断系统的示意图，其中使用两个或更多个二维记录装置对从靶散射离开的光进行成像；

图26是示例性诊断系统的示意图，其中使用二维记录装置对从靶反射的光进行成像；

图27是记录由靶和诊断探针之间的相互作用产生的光的一维方面和二维图像二者的示例性诊断系统的框图；和

图28是由图22的控制系统执行的示例性过程的流程图。

具体实施方式

参见图1A和图1B，极紫外(EUV)光源100将通过靶和辐射脉冲之间的相互作用产生的EUV光155供应给输出设备160。EUV光源100包括测量和分析在当前靶110在扩展的靶区域115中行进时当前靶110的一个或多个移动性质(诸如速度、速率和加速度)的特征或组件。当前靶110通常沿着轨迹TR行进，轨迹TR的方向可以被认为是朝向在腔室175内限定的靶空间120的靶(或轴向)方向A_T。当前靶110的轴向方向A_T位于三维坐标系中，即由腔室175限定的X、Y、Z坐标系。当前靶110的轴向方向A_T通常具有与腔室175的坐标系的-X方向平行的分量。然而，当前靶110的轴向方向A_T还可以具有沿着与-X方向垂直的方向Y和Z中的一个或多个方向的分量。

参考图1B和图2B，EUV光源100基于对当前靶110的所确定的移动性质的分析来调节被引导到靶空间120的辐射脉冲135的一个或多个特性。对辐射脉冲135的一个或多个特性的调节改善了靶空间120中的靶位置122处的目前靶110'和辐射脉冲135之间的相对对齐。目前靶110'是在辐射脉冲135(其刚刚被调节过)到达靶空间120中时已经进入靶空间120的靶。对辐射脉冲135的一个或多个特性的这种调节改善了目前靶110'和辐射脉冲135之间的相互作用并增加了通过这种相互作用产生的EUV光135的量(诸如图1A中所示)。

在一些实现中，目前靶110'是当前靶110。在这些实现中，对辐射脉冲135的一个或多个特性的调节发生在相对较短的时间帧中。相对较短的时间帧意味着在完成当前靶110的移动性质的分析之后的时间到当前靶110进入靶空间120的时间期间调节辐射脉冲135的一个或多个特性。因为能够在相对较短的时间帧中调节辐射脉冲135的一个或多个特性，所以有足够的时间来实现当前靶110(刚刚分析过其移动性质)与辐射脉冲135之间的相互作用。

在其他实现中，目前靶110'是另一靶，即，除了当前靶110之外的靶，并且在时间上跟在当前靶110之后。在这些实现中，对辐射脉冲135的一个或多个特性的调节发生在相对较长的时间帧中，使得不可能实现当前靶110(刚刚分析过其移动性质)与辐射脉冲135之间的相互作用。另一方面，可以实现另一(或更晚的)靶与辐射脉冲135之间的相互作用。相对较长的时间帧是比完成当前靶110的移动性质的分析之后的时间到当前靶110进入靶空间120的时间更大的时间帧。取决于相对较长的时间帧，另一靶可以与当前靶110相邻。或者，另一靶可以与和当前靶110相邻的中间靶相邻。

EUV光源100能够确定朝向靶空间120的每个靶和当前靶110的移动性质，并且还能够在短时间窗口内调节辐射脉冲135的(一个或多个)特性。具体地，在先前且相邻的靶110P与先前辐射脉冲135P已经相互作用(图2A)之后但在下一个靶进入扩展的靶区域115之前确定当前靶110的移动性质。以这种方式，可以确定正被引导到靶空间120的每个或几乎每个靶的移动性质，使得对特定辐射脉冲的特定调节可以适应于该特定辐射脉冲将与之相互作用的靶的所确定的移动性质。

通过在该扩展的靶区域115中并且在短时间窗口中测量和分析当前靶110的移动性质，可以确定当前靶110向靶空间120行进时施加到当前靶110的各种力和效应的影响或效果。例如，施加到当前靶110的力和效应包括由于剩余等离子体130而引起的施加到当前靶110的等离子体后推力125，该剩余等离子体130由在先前靶110P(图2A中所示)和由光源140提供的先前辐射脉冲135P(图2A中所示)之间的在靶空间120内的靶位置122处的相互作用形成。随着等离子体功率增加，这种等离子体后推力125可变大，并且等离子体功率取决于先前辐射脉冲135P的功率和先前辐射脉冲135P与先前靶110P之间的相互作用的效率。因此，重要的是增加这些输出功率以考虑并进行调节以减小等离子体后推力125的影响。施加到当前靶110的其他力和效应包括在当前靶110朝向靶空间120行进时当前靶110的产生和传输中的不稳定性以及在当前靶110朝向靶空间120行进时由于当前靶110与其他气流(例如氢气)的相互作用引起的对靶轨迹的破坏。

当前靶110(以及先前靶110P和早于和晚于这些靶而释放的靶)由靶传送系统145产生并且沿着轨迹或路径TR朝向靶空间120引导，并且当前靶110在沿着轨迹TR的每个点处沿着其自身的轴向方向A_T引导。在一些实现中，当前靶110的轴向方向A_T在从靶传送系统145立即释放后与三维坐标系X、Y、Z的-X方向对齐或平行。当前靶110以一定速度并且沿着其轴向方向A_T移动并且这样的运动可以基于靶传送系统145处的性质而被预测。由靶传送系统145释放的每个靶可以具有略微不同的实际轨迹，并且轨迹取决于靶传送系统145在释放靶时的物理性质以及腔室175内的环境。

然而，如上所讨论，施加到当前靶110的各种力和效应(诸如沿着X方向以及Y和Z方向施加的等离子体后推力125)可以致使当前靶110的运动从预测的运动转向或改变。例如，等离子体后推力125可以沿着X方向减慢当前靶110(以及目前靶110')或者致使当前靶110以不可预测的方式沿着Y或Z方向移动。在不考虑这些力和效应(诸如等离子体后推力125)对目前靶110'(其可以是当前靶110)的移动的影响的情况下，当目前靶110'到达靶位置122时由光源140产生并向靶空间120内的靶位置122引导的辐射脉冲135可以完全错过目前靶110'或者可能无法有效地与目前靶110'相互作用。这种低效的相互作用可以导致由目前靶110'产生的EUV光150的量中的减少，并且因此可以导致从光源100向诸如光刻曝光设备之类的输出设备160输出的EUV光155的量中的减少。另外，这种低效的相互作用在目前靶110'与辐射脉冲135已经相互作用之后可以从目前靶110'的材料产生多余的残骸。这些残骸污染腔室175的内部或腔室175内的光学器件，并且腔室内部和/或腔室175内的光学器件的污染会迫使EUV光源100停止，以便清洁内部和/或光学器件，或者更换光学器件。

当前靶110可以经历改变其速度(示例性移动性质)例如大约0.1m/s至10m/s的等离子体后推力125。为了解决对当前靶110的速度的这种改变，EUV光源100应该能够将速度中的变化检测到可以小于或等于约0.1m/s的水平(例如，小于或等于约0.04m/s或0.02m/s)以确保在靶位置122处辐射脉冲与目前靶110'之间的相对位置中的可接受精度，例如小于5μm的相对位置。

再次参照图1A，扩展的靶区域115是等离子体后推力125影响当前靶110并致使当前靶110的运动偏离期望运动的区域。通过量化该偏离，可以确定如何调节辐射脉冲135以确保在靶空间120内辐射脉冲135有效地与目前靶110'相互作用。如果目前靶110'是除了当前靶110之外的靶，那么可以假设各种力对当前靶110的效果类似于各种力对目前靶110'的效果，使得可以应用分析来调节与除了当前靶110之外的靶相互作用的辐射脉冲135。

因此，扩展的靶区域115可以包括由先前靶110P(如图2A中所示)和先前辐射脉冲135P(如图2A中所示)的相互作用形成的剩余等离子体130。扩展的靶区域115和靶传送系统145之间的第一区域165可以被认为是等离子体后推力125对当前靶110具有低得多的效果的区域。因此，预期当前靶110在扩展的靶区域115中的移动性质(诸如速度或方向)将不同于当前靶110在第一区域165中的移动性质。这种差异可能使得难以在目前靶110'到达靶空间120内的靶位置122时有效地将辐射脉冲135与目前靶110'进行相互作用，因为目前靶110'可能到达靶空间120内的计划之外的不同位置，并且因此辐射脉冲135可能不会完全或部分地拦截目前靶110'。

为了测量当前靶110的移动性质，EUV光源100包括诊断系统105，其提供在扩展的靶区域115中与当前靶110相互作用的一个或多个诊断探针107，如图1A中所示。具体地，仅在先前和相邻靶110P已经在靶空间120中与先前辐射脉冲135P相互作用之后，一个或多个诊断探针107在扩展的靶区域115中与当前靶110相互作用。可以沿着-X方向和-Y方向的平面中的方向(例如沿着-Y方向)引导一个或多个诊断探针107。此外，一个或多个诊断探针107可以被配置为与穿过扩展的靶区域115的每一靶110相互作用，使得诊断系统105分析关于每一靶110的信息。

当前靶110和一个或多个诊断探针107之间的相互作用释放可由诊断系统105检测的信息(诸如光或光子)。诊断系统105基于释放的信息来输出数据，并且该数据可以被用来确定当前靶110的移动性质。EUV光源100还包括从诊断系统105接收该数据的控制系统170。控制系统170分析该数据并基于此分析确定当前靶110的移动性质。

EUV光源100对当前靶110在扩展的靶区域115中的移动性质来执行测量和分析，并且还改变将在靶空间120内的靶位置122处与目前靶110'相互作用的辐射脉冲135的一个或多个特性，使得目前靶110'和辐射脉冲135有效地彼此相互作用以产生EUV光150。在靶空间120内的靶位置122处与目前靶110'相互作用的辐射脉冲135可以是或可以不是在先前辐射脉冲135P产生之后由光源140产生的下一个辐射脉冲。

EUV光源100执行测量和分析以及对辐射脉冲135的调节或改变期间的时间帧受到以下项中的一项或多项的约束：靶传送系统145沿着轨迹TR生成和释放每个靶的速率，以及靶传送系统145与靶空间120之间的距离。例如，如果靶传送系统145以50kHz的重复速率生成靶，并且当从靶传送系统145释放靶时靶的速度是70米/秒(m/s)，那么轨迹TR中的每个靶沿着轨迹TR被物理地间隔或间距约1.4毫米(mm)。给定这些示例性条件，每个靶每20微秒(μs)穿过诊断系统105的(一个或多个)诊断探针107的路径。在该示例中，EUV光源100必须全部刚好在先前靶110P和先前辐射脉冲135P相互作用之后的20μs的时间帧内并且在比靶之间的间距更小的距离(在本例中为1.4mm)内对当前靶110执行测量和分析以及实行对辐射脉冲135的改变。

等离子体后推力125从靶空间120伸出，并且力的大小随着距靶空间120的距离而下降。例如，等离子体后推力125可以以距离的线性倍数或以距离的平方而下降。例如，在靶空间120内生成的等离子体后推力125可以沿着任何方向并且例如沿着X方向影响离靶空间120远达1.0mm至1.5mm或甚至达10mm的当前靶110。对照而言，靶空间120和靶传送系统145之间的距离约为1米(m)。

EUV光源100包括腔室175，腔室175限定全部在三维坐标系X、Y、Z内的靶空间120、第一区域165和扩展的靶区域115，扩展的靶区域115比第一区域165更靠近靶空间120。靶传送系统145被配置为沿着与第一区域165和扩展的靶区域115二者重叠的轨迹或路径TR释放当前靶110。如上所讨论，靶传送系统145以特定速率释放靶的流，并且在确定对当前靶110的(一个或多个)移动性质执行测量和分析所需的总时间量以及实行对在靶空间120内的靶位置122处与目前靶110'相互作用的速率辐射脉冲135的改变时，EUV光源100必须将该速率纳入考虑。

EUV光源100包括光收集器180，其收集尽可能多的从等离子体发射的EUV光150，并将该EUV光150作为收集的EUV光155重定向到输出设备160。

EUV光源100包括光束传送系统185，其通常沿着Z方向将来自光源140的一个或多个辐射脉冲光束135P、135引导到靶空间120(但一个或多个光束135、135P可以是相对于Z方向成角度)。光束传送系统185可以包括改变辐射脉冲光束135、135P的方向或角度的光学转向组件185A和将辐射脉冲光束135、135P聚焦到靶空间120的聚焦配件185B。示例性光学转向组件185A包括诸如透镜和反射镜之类的光学元件，其根据需要通过折射或反射来转向或引导辐射脉冲光束。光束传送系统185还可以包括控制或移动光学组件185A和聚焦配件185B的各种特征的致动系统。

每个靶(诸如目前靶110'、当前靶110、先前靶110P和由靶传送系统145产生的所有其他靶)包括在被转换为等离子体时发射EUV光的材料。通过在靶空间120内的靶位置122处与由光源140产生的辐射脉冲135的相互作用，将每个靶至少部分地或大部分地转换为等离子体。

由靶传送系统145产生的每个靶(包括当前靶110和先前靶110P)是靶混合物，其包括靶物质并且可选地包括诸如非靶颗粒之类的杂质。靶物质是能够被转换成具有EUV范围内的发射线的等离子体状态的物质。靶物质例如可以是液体或熔融金属的液滴、液体流的一部分、固体颗粒或簇、包含在液体液滴内的固体颗粒、靶材料的泡沫、或包含在液体流的一部分内的固体颗粒。靶物质可以包括例如水、锡、锂、氙或在被转换成等离子体状态时具有EUV范围内的发射线的任何材料。例如，靶物质可以是元素锡，其可以作为如下形式来使用：纯锡(Sn)；锡化合物，诸如SnBr4、SnBr2、SnH4；锡合金，诸如锡镓合金、锡铟合金、锡铟镓合金或这些合金的任何组合。在没有杂质的情况下，每个靶则仅包括靶物质。本文提供的讨论是如下示例：其中每个靶是由诸如锡之类的熔融金属制成的液滴。然而，由靶传递系统145产生的每个靶可以采取其他形式。

通过使熔融靶材料通过靶传送系统145的喷嘴并允许当前靶110漂移到靶空间120中，可以将当前靶110提供给靶空间120。在一些实现中，可以通过力来将当前靶110引导到靶空间120。当前靶110可以是已经与一个或多个辐射脉冲135相互作用的材料，或者当前靶110可以是尚未与一个或多个辐射脉冲135相互作用的材料。

光源140被配置为产生多个辐射脉冲，这些辐射脉冲通过光束传送系统185被引导到靶空间120。与靶空间120内的靶位置122处的靶相互作用的每个辐射脉冲将该靶的至少一部分转换成发射EUV光150的等离子体。

EUV光源100还包括耦合到光源140以及耦合到控制系统170的调节系统190。控制系统170被配置为通过发送控制信号到调节系统190来控制辐射脉冲135和目前靶110'之间的相对位置。控制信号致使调节系统190调节以下项中的一项或多项：辐射脉冲135的释放的定时，以及辐射脉冲135行进的方向。

参见图3，示出了示例性诊断系统305。诊断系统305包括探针模块300，探针模块300可以是照射模块300，照射模块300在控制系统170或控制系统470(下面讨论)的控制下产生被引导到当前靶110的轨迹TR的至少两个诊断光束320、330作为诊断探针107。如上所讨论，诊断探针107(在这种情况下，诊断光束320、330)在扩展的靶区域115中与当前靶110相互作用。因此，诊断光束320被引导以在扩展的靶区域115中在位置322和时间T₃₂₀处与当前靶110相互作用，并且诊断光束330被引导以在扩展的靶区域115中在位置328和时间T₃₃₀处与当前靶110相互作用。时间T₃₃₀在时间T₃₂₀之后。诊断光束320、330形成当前靶110横穿的激光帘幕。在一些实现中，诸如图3中所示，可以沿着与轨迹TR交叉为与-X方向成直角(大约90°的角度)的路径引导诊断光束320、330。

此外，诊断光束320、330沿着X方向彼此间隔已知距离，例如，可以被称为Δd的值。例如，间隔Δd可以小于靶之间的间距，并且可以基于靶之间的间距来确定或设置，以提供基于诊断光束320、330和当前靶110之间的相互作用执行的测量中的更高精度。在一定程度上并且通常来说，间隔Δd越大，所执行的测量中的精度越高。例如，间隔Δd可以在约250μm和800μm之间。

诊断光束320、330和当前靶110之间的相互作用使得控制系统170或470能够确定诸如当前靶110沿着-X方向的速度V之类的移动性质。可以确定在多个靶上的变化速度V或者速度V中的趋势。如果做出关于当前靶110的运动的一些假设，则还可以仅使用诊断光束320、330来确定当前靶110沿着-X方向的移动性质中的变化。

在一些实现中，照射模块300包括产生光束的单个光源，该光束被分成两个诊断光束(这种示例性设计在图5中被示出)。例如，单个光源可以是诸如YAG激光器之类的固态激光器，其可以是在1070nm和50W功率下操作的掺钕YAG(Nd：YAG)激光器。在该示例中，照射模块300还包括一个或多个光学元件(诸如分束器或反射镜)，其将来自YAG激光器的光束分成两个单独的诊断光束，将这两个诊断光束朝向靶110的轨迹TR引导。在其他实现中，照射模块300包括诸如两个激光器之类的一对光源，每个激光器产生其自己的诊断光束320、330。

诊断系统305还包括检测模块335。检测模块335被配置为检测在扩展的靶区域115内由当前靶110与相应的诊断光束320、330之间的相互作用产生的数据，然后将检测到的数据输出到控制系统170或470。例如，当相应的诊断光束320、330撞击靶110时检测模块335可以通过检测一维方面或特性(诸如从当前靶110反射的光340、350的强度)来检测每个相互作用。此外，控制系统170或470可以分析来自检测模块335的数据，并且基于该分析，检测从当前靶110反射的光340、350的最大强度到达检测模块335的时间。从当前靶110反射的光340、350可以是从当前靶110反射的相应的诊断光束320、330的一部分。EUV光源100可以检测当前靶110的轨迹的变化的精度受限于检测模块335的分辨率。

在一些实现中，检测模块335包括光电检测器和诸如反射或折射光学器件、滤波器、孔径之类的一个或多个光学组件，以在光340、350进入光电检测器之前引导和修改光340、350。

由照射模块300产生的诊断探针(和诊断光束320、330)的波长应该与由光源140产生的辐射脉冲135的波长足够不同，使得检测模块335可以在从当前靶110反射的光340、350和来自辐射脉冲135的杂散光之间进行区分。在一些实现中，诊断光束320、330的波长是532nm或1550nm。

诊断系统105、305还可以包括改变诊断光束320、330中的一个或多个光束的偏振状态的光学器件。

在一些实现中，由激光源产生的诊断光束320、330是高斯光束，并且因此可以用高斯函数来描述每个诊断光束320、330的光强度的横向轮廓。在这样的函数中，光强度与距光束320或330的轴的横向距离相关。诊断光束320、330的横向轮廓还确定检测模块335如何测量从当前靶110反射的光340、350，因为诊断光束320、330的不同横向轮廓可以改变由检测模块335检测到的光340、350的一个或多个方面。如果沿着与当前靶110的轨迹TR对向成非直角的路径引导诊断光束320、330，则可以使用诊断光束320或330的横向轮廓来确定在Y方向上具有分量的当前靶110的移动性质，诸如图7中所示。

控制系统170或470被配置为分析从诊断系统105、305输出的数据，并基于该分析来控制辐射脉冲135和目前靶110'之间的相对位置。为此，并且参考图4，示例性控制系统470包括检测子控制器400，检测子控制器400接收来自诊断系统305的输出。检测子控制器400分析来自诊断系统305的检测模块335的输出，并基于该分析确定当前靶110的一个或多个移动性质。检测子控制器400还基于该确定来确定是否需要对从光源140输出的辐射脉冲135进行调节；并且如果需要调节，则检测子控制器400将适当的信号发送到与光源140对接的光源子控制器405。

在一些实现中，诊断系统305的检测模块335输出一维信号，诸如当检测到光340、350的光子时所生成的电压信号。因此，检测模块335检测光340、350的一维方面(诸如光子)。检测子控制器400将来自检测模块335的输出(诸如电压信号)转换成与由当前靶110和诊断光束320之间的相互作用产生的光340相关联的值，以及与由当前靶110和诊断光束330之间的相互作用产生的光350相关联的值。可以使用这两个值来确定靶110的一个或多个移动性质。

例如，检测子控制器400可以将来自检测模块335的电压信号转换成：与由当前靶110和诊断光束320之间的相互作用产生的光340的最大强度相对应的第一值；以及与由当前靶110和诊断光束330之间的相互作用产生的光350的最大强度相对应的第二值。最大强度的这两个值可以带有数字时间戳，然后被用来确定移动靶110的一个或多个性质，如下面更详细地讨论的。

子控制器400可以包括现场可编程硬件电路400A，诸如现场可编程门阵列(FPGA)，其是被设计成在制造之后由客户或设计者配置的集成电路。电路400A可以是专用硬件，其从检测模块335接收时间戳的值，对接收的值执行计算，并使用一个或多个查找表来估计目前靶110'到达靶位置122的时间。特别地，电路400A可以被用来快速执行计算，以使得能够在相对较短的时间帧内调节辐射脉冲135的一个或多个特性，从而使得能够调节与当前靶110(其移动性质刚刚被电路400A分析过)相互作用的辐射脉冲135的一个或多个特性。

例如，电路400A可以对时间戳执行减法步骤以确定差异值ΔT。电路400A访问存储的间隔值Δd，以及沿着X方向在诊断光束330与当前靶110的轨迹TR的交叉和靶位置122之间的距离D_RB2的值。因此，电路400A可以使用简单且快速的技术快速执行计算，该技术不需要使用在子控制器400内或在控制系统470的其他组件内的其他软件。例如，电路400A可以访问飞行时间查找表，飞行时间查找表存储针对给定间隔值Δd的特定差异值ΔT的速度V的集合以及与DRB2的各种值除以速度V相关的到达靶位置122的时间的集合，以快速地将到达时间输出到子控制器400，以供控制系统470的其他组件使用。

控制系统470还包括：子控制器410，其被具体配置为与光束传送系统185对接；子控制器412，其被具体配置为与探针模块300对接；以及子控制器415，其被具体配置为与靶传送系统145对接。此外，控制系统470可以包括被具体配置为与图1中未示出的光源100的其他组件对接的其他子控制器。

控制系统470通常包括以下项中的一项或多项：数字电子电路、计算机硬件、固件和软件。控制系统470还可以包括存储器450，存储器450可以是只读存储器和/或随机存取存储器。适合于有形地体现计算机程序指令和数据的储存设备包括所有形式的非易失性存储器，例如包括半导体存储器设备，诸如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，诸如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；和CD-ROM磁盘。控制系统470还可以包括一个或多个输入设备455(诸如键盘、触摸屏、麦克风、鼠标、手持输入设备等)和一个或多个输出设备460(诸如扬声器和监视器)。

控制系统470包括一个或多个可编程处理器465，以及有形地体现在机器可读储存设备中用于由可编程处理器(诸如处理器465)执行的一个或多个计算机程序产品467。一个或多个可编程处理器465每个都可以执行指令程序，以通过对输入数据进行操作并生成适当的输出来执行所期望的功能。通常，处理器465从存储器450接收指令和数据。前述任何一个都可以由专门设计的ASIC(专用集成电路)补充或并入其中。

此外，子控制器400、405、410、412、415中的任何一个或多个可以包括它们自己的数字电子电路、计算机硬件、固件和软件以及专用存储器、输入和输出设备、可编程处理器、以及计算机程序产品。同样地，子控制器400、405、410、412、415中的任何一个或多个可以访问和使用存储器450、输入设备455、输出设备460、可编程处理器465和计算机程序产品467。

尽管控制系统470被示为单独且完整的单元，但是组件和子控制器400、405、410、412、415中的每一个可以是光源100内的单独单元。

参见图5，示例性诊断系统505被示出为具有诸如照射模块500之类的探针模块，其包括在控制系统170、470、670的控制下产生光束510的单个光源502、一组光学组件515、517以及用作诊断探针107的一对诊断光束520、530。该组的光学组件515、517被配置和设计成将光束510分成两个诊断光束520、530以及将诊断光束520、530朝向当前靶110的轨迹TR引导。在一些示例中，光学组件是将光束510分成诊断光束520、530的分束器515。例如，分束器515可以是介质反射镜、分束器立方体或偏振分束器。可以放置诸如反射光学器件之类的一个或多个光学组件517以重定向诊断光束520、530中的任一个或两个，使得诊断光束520、530二者都被引导朝向当前靶110的轨迹TR。该组光学组件515、517可以包括未示出的其他光学组件或者具有与所示的不同的配置。

诊断系统505包括检测模块535，其被配置为当相应的诊断光束520、530撞击靶110时检测从当前靶110反射的光540、550。检测模块535可以包括诸如将光(以光子的形式)转换为电流的光电二极管，并输出与电流相关的电压。因此，在该示例中，来自检测模块535的输出构成一维电压信号，其被输出到控制系统670。检测模块535还可以根据需要包括光学滤波器、放大器和内置透镜。当来自光540、550的光子在光电二极管中被吸收时光电二极管生成电流并输出与生成的电流相对应的电压信号。检测模块535在检测到光540时生成模拟脉冲560并且在检测到光550时生成模拟脉冲570作为电压信号。这些脉冲560、570从检测模块535输出到控制系统670以进行进一步处理。

如图所示，检测模块535包括诸如光电二极管检测器之类的单个设备，其能够检测两个相互作用(即，光540、550二者)。这种使用单个设备的设计降低了复杂性，并且还使得能够更有效地分析数据。在其他实现中，检测模块535包括一个或多个光电晶体管、光依赖电阻器和光电倍增管。在其他实现中，检测模块535包括一个或多个热检测器，诸如热电检测器、辐射热测量计或校准的电荷耦合器件(CCD)或CMOS。

参见图6，示出了示例性控制系统670，用于处理来自诊断系统505的输出以确定当前靶110沿着X方向的速度(移动性质)的值。示例性控制系统670包括从诊断系统505接收脉冲560、570的检测子控制器600。检测子控制器600包括鉴别器模块605，鉴别器模块605接收脉冲560、570并根据需要过滤该信号、放大该信号以及区分它。在(从脉冲560、570生成的)每个当前靶110信号的导数的过零点(zero-crossing)处，鉴别器模块605分别生成数字触发脉冲610、620。鉴别器模块605可以是包括滤波器和增益电路以及具有微分能力的峰值预测电路的电气电路。

检测子控制器600还包括时间模块625，时间模块625接收数字触发脉冲610、620并且将每个个体触发脉冲610、620贴数字时间戳为T₅₂₀和T₅₃₀。时间戳T₅₂₀和T₅₃₀之间的差异为ΔT。检测子控制器600包括将ΔT的值输入到其中的移动性质模块635。因此，检测子控制器600将与从当前靶110反射的相应光540、550相关联的信号转换成相应的单个数据值，诸如可以被用于进一步分析的时间戳。

移动性质模块635还访问来自存储器450的Δd的值，存储器450可以在移动性质模块635的内部或外部。移动性质模块635确定当前靶110在扩展的靶区域115中的速度的值。例如，移动性质模块635可以使用所确定的ΔT的值和Δd的值，并将那些值与存储在诸如存储器450的存储器中的预定值集合进行比较，以确定当前靶110的速度的值。作为另一个示例，移动性质模块635可以计算当前靶110沿着X方向的平均速度V为Δd/ΔT。

如果对当前靶110的运动做出假设，则移动性质模块635还可以估计或确定当前靶110的加速度。可以确定在多个靶上的变化速度V或速度V中的趋势。

移动性质模块635还确定目前靶110'(其可以是当前靶110)将在靶空间120内的靶位置122处的预测时间。因为已经确定了当前靶110的速度V的值以及关于当前靶110和诊断辐射光束530相对于靶位置122的其他信息，所以移动性质模块635能够确定当前靶110到达靶位置122处的预测时间。具体地，移动性质模块635知道在诊断光束530与当前靶110的轨迹TR的交叉和靶位置122之间沿着X方向的距离D_RB2。移动性质模块635还知道当前靶110穿过诊断光束530的路径的时间。因此，可以将当前靶110在靶位置122处的到达估计或确定为距离D_RB2除以速度V(或D_RB2/V)。

来自移动性质模块635的输出是控制信号并且被引导到光源子控制器405，光源子控制器405与耦合到光源140的调节系统190对接。来自移动性质模块635的控制信号提供指令，该指令致使调节系统190调节光源140的各方面，从而调节以下项中的一项或多项：辐射脉冲135的释放的定时，以及辐射脉冲135行进的方向。

参见图7，在其他实现中，示例性诊断系统705包括照射模块700，照射模块700产生三个诊断光束720、725、730作为诊断探针107。诊断光束720、725、730分别沿着当前靶110的轨迹TR朝向相应的位置722、724、728引导以在相应的时间T₇₂₂、T₇₂₄、T₇₂₈处与当前靶110相互作用。诊断光束720、725、730和当前靶110之间相应的相互作用产生光740、745、750。因此诊断系统705包括检测模块735，检测模块735被配置为当相应的诊断光束720、725、730与当前靶110相互作用时检测从当前靶110反射的光740、745、750。检测模块735可以包括诸如将光转换成电流的光电二极管之类的装置。诊断系统705可以被耦合到控制系统870，控制系统870是控制系统170的具体实现并且将参考图8进行讨论。

通过包括第三诊断光束725，不仅可以确定诸如当前靶110沿着-X方向的速度V之类的移动性质，而且还可以确定当前靶110沿着-X方向的移动性质中的变化。因此，第三诊断光束725的使用使得控制系统170能够确定当前靶110沿着-X方向的速度V和加速度A。

另外，因为第三诊断光束725相对于轨迹TR以非直角朝向轨迹TR引导，所以控制系统870能够确定当前靶110沿着垂直于-X方向的方向例如沿着Y方向的一个或多个移动性质(例如速度或轨迹)，如下所讨论的。

沿着相对于-X方向以直角(90°)或近似直角与当前靶110的轨迹TR交叉的路径引导诊断光束720、730。沿着相对于-X方向以非直角(例如，以大约45°的角度)与当前靶110的轨迹TR交叉的路径引导诊断光束725。因此，诊断光束720、730通常沿着-Y方向行进，而诊断光束725沿着由X和Y限定的平面中的方向(通常沿着-Y和-X或X方向)行进。

如上所讨论的，在当前靶110朝向靶空间120行进并且在扩展的靶区域115中时，诊断光束720、725、730与当前靶110相互作用。诊断光束720、725、730沿着X方向彼此间隔已知距离，如下所述，并且该已知信息可以被用来确定当前靶110的一个或多个移动性质。例如，可以确定当前靶110沿着-X方向的速度和加速度。另外，还可以确定关于沿着Y方向的位移或运动的信息。

参见图8，示例性检测子控制器800可以被设计为控制系统870的一部分，以便分析从诊断系统705和当前靶110之间的相互作用中获得的数据。例如，检测子控制器800接收从诊断系统705输出的脉冲760、765、770。脉冲760、765、770对应于当检测到相应的光740、745、750时由检测模块735产生的模拟脉冲。

在诊断光束720、730之间沿着X方向的距离是已知的，并且可以被表示为Δd1(X)。在一个示例中，间隔Δd1(X)是100μm。因此，控制系统870可以使用诊断光束720、730来使用例如上面关于图5和图6讨论的方法来确定在扩展的靶区域115中当前靶110沿着-X方向的速度V1。具体地，控制系统170确定与在沿着轨迹TR的相应位置722、728处由相应诊断光束720、730和当前靶110之间的相互作用产生的光740、750相关联的时间戳T₇₂₂和T₇₂₈。控制系统870计算这些时间戳之间的差值ΔT1(X)。控制系统870基于所确定的ΔT1(X)和Δd1(X)的值确定在扩展的靶区域115中当前靶110沿着-X方向的速度V1的值。例如，控制系统870可以将当前靶110沿着X方向的速度V1计算为Δd1(X)/ΔT1(X)。

另外，控制系统870确定与在沿着轨迹TR的位置724处由诊断光束725和当前靶之间的相互作用产生的光745相关联的时间戳T₇₂₄。在位置722、724处在诊断光束720和725之间沿着-X方向的距离是已知的并且可以被表示为Δd2(X)。在位置724、728处在诊断光束725和730之间沿着-X方向的距离也是已知的并且可以被表示为Δd3(X)。使用该附加信息，控制系统870可以计算时间戳T₇₂₄和T₇₂₂之间的时间差ΔT2(X)以及时间戳T₇₂₈和T₇₂₄之间的时间差ΔT3(X)。因此，控制系统870可以将在当前靶在位置722和724之间行进时当前靶沿着-X方向的速度V2确定为Δd2(X)/ΔT2(X)，并且将在当前靶在位置724和728之间行进时当前靶沿着-X方向的速度V3确定为Δd3(X)/ΔT3(X)。

诊断光束725可以与诊断光束720、730中的一个或多个光束结合使用，以确定当前靶110沿着-X方向的移动性质中的变化(例如，加速度A)。具体地，控制系统870确定与在位置724处由诊断光束725和当前靶110的相互作用产生的光745相关联的时间戳T₇₂₄。以这种方式，可以基于时间戳T₇₂₂和T₇₂₄之间的差值ΔT2(X)和位置722和724之间的距离Δd2(X)来针对诊断光束720和诊断光束725之间的当前靶110确定速度V2(X)。此外，可以基于时间戳T₇₂₄和T₇₂₈之间的差值ΔT3(X)以及位置724和728之间的距离Δd3(X)来针对诊断光束725和诊断光束730之间的当前靶110确定速度V3(X)。这两个速度之间的差值(V2(X)-V3(X))可以除以时间差，以获得当前靶110沿着-X方向的加速度。例如，可以假设当前靶110在时间T₇₂₄处具有速度V2(X)并且在时间T₇₂₈处具有速度V3(X)，并且因此加速度A可以被确定为(V2(X)-V3(X))/(T₇₂₄-T₇₂₈)。

如上所讨论，由照射模块700内的激光源产生的诊断光束720、725、730可以是高斯光束。在这种情况下，可以用高斯函数描述每个诊断光束720、725、730的光强度的横向轮廓。在这种功能中，光强度与距光束720、725或730的轴的横向距离相关。因为高斯形状相对简单，所以诊断光束725的这个特定方面可以被用来处理从诊断光束720、725、730与当前靶110之间的相互作用获得的数据。

控制系统870可以使用诊断光束725来确定当前靶110的轨迹，具体地，确定当前靶110沿着Y方向行进的距离或速度。这可以被确定，是因为诊断光束725在由X和Y方向限定的平面中以一定角度被引导。

如图9A中所示，诊断光束720在位置722处穿过轨迹TR。诊断光束720沿着由其轴920A限定的通常与-Y方向对齐的方向行进。在图9A中，当前靶110通常与X方向对齐(在Y＝0处)，并且因此当前靶110不具有到它的可测量Y方向分量。对照而言，在图9B中，当前靶110沿着-Y方向从X方向偏移量dY。然而，因为该偏移仍然与诊断光束720的轴920A对齐，所以来自当前靶的反射光740将不会改变显著的量。此外，在两个示例(图9A和图9B)中检测到反射光740的时间相同或几乎相同，因为靶110和诊断光束720之间的相互作用几乎同时发生。应注意，诊断光束720的强度确实取决于与光束腰的距离而改变一定量，但是该改变可能不太足够成为是可测量的或显示为反射光740的强度的变化。

对照而言，如图9C中所示，诊断光束725在位置724C处与轨迹TR交叉，并且当前靶110在时间T_724C处与诊断光束725相互作用。在这种情况下，诊断光束725沿着XY平面内的方向行进，并且其轴925A在X和Y方向上都具有分量。因此，光束725的强度沿着X和Y方向根据高斯函数而减小。当前靶110与-X方向对齐并且沿着Y方向没有任何明显的运动。对照而言，如图9D中所示，当前靶110沿着Y方向移动距离dY。在图9D中，诊断光束725被引导使得其轴925A在X和Y方向上都具有分量，并且偏移当前靶110将在不同位置724D处并且也是在晚于时间T_724C的时间T_724D处与光束725的最高强度相互作用。因此，检测模块735在比检测图9C中的反射光745C更晚的时间检测图9D中的反射光745D。检测模块735检测到反射光745C或745D的该时间差可以被用来确定当前靶110沿着Y方向偏移了多远。

具体地，如果针对当前靶110的时间差ΔT2(X)大于针对先前靶110P的时间差ΔT2(X)那么这意味着当前靶110相对于先前靶110P已经沿着Y方向移动。对照而言，如果针对当前靶110的时间差ΔT2(X)小于针对先前靶110P的时间差ΔT2(X)那么这意味着当前靶110相对于先前靶110P已经沿着-Y方向移动。

参见图10，在其他实现中，示例性诊断系统1005包括照射模块1000，照射模块1000包括产生光束1010的单个光源1002。诊断系统1005产生用作一个或多个诊断探针107的多个诊断光束1020、1025、1030。为此，照射模块1000还包括衍射光学器件1015和折射光学器件1017，诸如聚焦透镜。光束1010被引导通过衍射光学器件1015，衍射光学器件1015将光束1010分成多个光束，这些光束沿着不同的方向行进并被引导通过折射光学器件1017以产生诊断光束1020、1025、1030。诊断光束1020、1025、1030被引导朝向当前靶110的轨迹TR。衍射光学器件1015可以分离光束1010，使得诊断光束1020、1025、1030在轨迹TR处间隔设定距离(例如，0.65mm)。此外，折射光学器件1017可以确保每个诊断光束1020、1025、1030的焦点(或光束腰)与轨迹TR重叠。

由于衍射光学器件1015和折射光学器件1017的设计，诊断光束1020、1025、1030被引导使得它们朝向轨迹TR扇出并且以不同且分别的角度与轨迹TR相交。例如，诊断光束1025可以与-X方向成直角或近似直角地与轨迹TR相交。诊断光束1020可以相对于-X方向以小于90°的角度与轨迹TR相交，并且诊断光束1030可以相对于-X方向以大于90°的角度与轨迹TR相交。每个诊断光束1020、1025、1030可以是高斯光束，使得每个诊断光束1020、1025、1030的光强度的横向轮廓可以用高斯函数来描述。每个诊断光束1020、1025、1030的光束腰可以被配置成在轨迹TR或-X方向上重叠。

衍射光学器件1015可以是矩形或二元相位衍射光栅，其产生输入光束1010的离散且空间上间隔开的副本。可以取决于从靶传递系统145释放靶的速率以及靶的大小和材料来调节或定制诊断光束1020、1025、1030之间的间隔。利用衍射光学器件1015也可以产生三个以上的诊断光束1020、1025、1030。通过产生如此多的诊断光束，可以记录或检测当前靶110通过扩展的靶区域115的位置，从而允许更准确地确定当前靶110的速度和加速度并且作为等离子体后推力125的结果还提供用于理解当前靶110的动态的工具。

在一些实现中，衍射光学器件1015是二元相位衍射光栅。

诊断系统1005还包括检测模块1035，当当前靶110经过相应的诊断光束1020、1025、1030时，检测模块1035接收从当前靶110反射的光1040、1045、1050。检测模块1035可以包括检测装置，检测装置将光1040、1045、1050的光子转换成电流，并基于电流输出一维电压信号。例如，检测模块1035可以包括光子检测装置，诸如将光1040、1045、1050转换成电信号的光电二极管。

参考图11，在一些实现中，在靶空间120内目前靶110'与两个辐射脉冲相互作用。例如，光源140可以被配置为将初级辐射脉冲1135A供应给靶空间1120内的第一靶位置1122A并将主辐射脉冲1135B供应给靶空间1120内的第二靶位置1122B。辐射脉冲1135A、1135B可以沿着Z方向被引导。

在第一靶位置1122A处初级辐射脉冲1135A与目前靶1110'之间的相互作用致使目前靶1110'修改其形状，以便在其移动通过靶空间1120时变形并且在几何上扩张。在第二靶位置1122B处主辐射脉冲1135B和修改的目前靶1110'之间的相互作用将修改的目前靶1110'的至少一部分转换为发射EUV光1150的等离子体1130。当目前靶1110'与初级辐射脉冲1135A相互作用时，可以将目前靶1110'的一些材料转换成等离子体。然而，选择和控制初级辐射脉冲1135A的性质，使得初级辐射脉冲1135A对目前靶1110'的主要动作是对目前靶1110'的几何分布的变形和修改。

初级辐射脉冲1135A和目前靶1110'之间的相互作用致使材料从目前靶1110'的表面烧蚀，并且该烧蚀提供使目前靶1110'变形的力，使得其具有与在与初级辐射脉冲1135A相互作用之前的目前靶1110'的形状不同的形状。例如，在与初级辐射脉冲1135A相互作用之前，目前靶1110'可以具有与离开靶传送系统145时的液滴类似的形状，而在与初级辐射脉冲1135A相互作用之后，目前靶1110'的形状变形使得当目前靶1110'到达第二靶位置1122B时其形状更接近盘的形状(诸如薄饼形状)。在与初级辐射脉冲1135A相互作用之后，目前靶1110'可以是未被电离的材料(不是等离子体的材料)或者是被最低电离的材料。在与初级辐射脉冲1135A相互作用之后，目前靶1110'可以是例如液态或熔融金属的盘、不具有空隙或实质间隙的连续靶材料区段、微米或纳米颗粒雾、或原子蒸气云。

另外，初级辐射脉冲1135A和目前靶1110'之间的相互作用致使材料从目前靶1110'的表面烧蚀，该相互作用可以提供可以致使目前靶1110'沿着Z方向获得一些推进或速度的力，如图11中所示。当目前靶1110'在X方向上从第一靶位置1122A行进到第二靶位置1122B时目前靶1110'的扩张以及在Z方向上获取的速度取决于初级辐射脉冲1135A的能量——特别是取决于传送给目前靶1110'的(即被目前靶1110'拦截的)能量。

光源140可以被设计成产生被引导到相应靶位置1122A、1122B的初级辐射脉冲光束1135A和主辐射脉冲光束1135B。此外，如上所讨论的，EUV光源100基于对当前靶110的所确定的一个或多个移动性质的分析来调节被引导到靶空间120的辐射脉冲135的一个或多个特性。因此，EUV光源100可以调节初级辐射脉冲1135A的一个或多个特性、主辐射脉冲1135B的一个或多个特性、或者初级辐射脉冲1135A和主辐射脉冲1135B二者的一个或多个特性。

参见图12，示例性光源1240被设计成产生初级辐射脉冲光束1135A和主辐射脉冲光束1135B，其被引导到靶空间1120内的它们相应的靶位置1122A、1122B。

光源1240包括第一光学放大器系统1200和第二光学放大器系统1205，第一光学放大器系统1200包括初级辐射脉冲光束1135A通过的一系列一个或多个光学放大器，第二光学放大器系统1205包括主辐射脉冲1135B通过的一系列一个或多个光学放大器。来自第一系统1200的一个或多个放大器可以在第二系统1205中；或者，第二系统1205中的一个或多个放大器可以在第一系统1200中。可替代地，第一光学放大器系统1200可以与第二光学放大器系统1205完全分离。

另外，尽管不是必需的，但是光源1240可以包括产生第一脉冲光束1211的第一光发生器1210和产生第二脉冲光束1216的第二光发生器1215。例如，光发生器1210、1215每个可以是激光器、诸如主振荡器之类的种子激光器、或灯。可以被用作光发生器1210、1215的示例性光发生器是可以以例如100kHz的重复速率进行操作的Q开关、射频(RF)泵浦、轴流、二氧化碳(CO₂)振荡器。

光学放大器系统1200、1205内的光学放大器各自在相应的光束路径上包含增益介质，来自相应的光发生器1210、1215的光束1211、1216沿着该光束路径传播。当激发光学放大器的增益介质时，增益介质向光束提供光子，放大光束1211、1216以产生形成初级辐射脉冲光束1135A或主辐射脉冲光束1135B的放大光束。

光束1211、1216或辐射脉冲光束1135A、1135B的波长可以彼此不同，使得辐射脉冲光束1135A、1135B可以彼此分离——如果它们在光源1240内的任何点处组合的话。如果辐射脉冲光束1135A、1135B由CO₂放大器产生，那么初级辐射脉冲光束1135A可以具有10.26微米(μm)或10.207μm的波长，并且主辐射脉冲光束1135B可以具有10.59μm的波长。选择波长以使用色散光学器件或二向色镜或分束器涂层来更容易地实现光束1135A、1135B的分离。在光束1135A、1135B二者在同一放大器链中一起传播的情况(例如，光学放大器系统1200的一些放大器在光学放大器系统1205中的情况)下，那么可以使用不同的波长来调节两个光束1135A、1135B之间的相对增益，即使它们横穿相同的放大器。

例如，一旦分离，光束1135A、1135B可以被转向或聚焦到腔室175内的两个分开的位置(诸如分别是第一靶位置1122A和第二靶位置1122B)。具体地，光束1135A、1135B的分离还使得靶1110能够在其从第一靶位置1122A行进到第二靶位置1122B时在与初级辐射脉冲光束1135A相互作用之后扩张。

光源1240可以包括光束路径组合器1225，光束路径组合器1225叠加初级辐射脉冲光束1135A和主辐射脉冲光束1135B，并针对光源1240与光束传送系统之间的距离的至少一些距离将光束1135A、1135B放置在同一光学路径上。另外，光源1240可以包括光束路径分离器1226，其将初级辐射脉冲光束1135A与主辐射脉冲光束1135B分开，使得两个光束1135A、1135B可以在腔室175内被分开转向并聚焦。

另外，初级辐射脉冲光束1135A可以被配置为具有比主辐射脉冲光束1135B的脉冲能量更少的脉冲能量。这是因为初级辐射脉冲1135A被用来修改目前靶1110'的几何形状，而主辐射脉冲1135B被用来将修改的目前靶1110'转换成等离子体1130。例如，初级辐射脉冲1135A的能量可以比主辐射脉冲1135B的能量小5倍至100倍。

在一些实现中，每个光学放大器系统1200、1205包括一组三个光学放大器，但可以使用少至一个放大器或多于三个放大器。在一些实现中，每个系统1200、1205中的每个光学放大器包括增益介质，该增益介质包括CO₂并且可以以增益大于1000来放大波长为约9.1μm至约11.0μm的光，特别是约10.6μm的光。每个系统1200、1205中的光学放大器可以类似地操作或以不同波长操作。用于在光学放大器系统1200、1205中使用的合适的放大器和激光器可以包括诸如脉冲气体放电CO₂放大器之类的脉冲激光器装置，其产生约9.3μm或约10.6μm的辐射，例如具有DC或RF激发，操作在例如10kW或更高的相对高功率，以及例如50kHz或更高的高脉冲重复速率。可以在系统1200、1205中的每一个中使用的示例性光学放大器是具有无磨损气体循环和电容性RF激发的轴流高功率CO₂激光器。

另外，尽管不是必需的，但是光学放大器系统1200和1205中的一个或多个可以包括用作前置放大器的第一放大器。如果存在，则前置放大器可以是扩散冷却的CO₂激光器系统。

光学放大器系统1200、1205可以包括图12中未示出的光学元件，用于引导和成形相应的光束1211、1216。例如，光学放大器系统1200、1205可以包括诸如反射镜之类的反射光学器件、诸如分束器或部分透射镜之类的部分透射光学器件、以及二向色分束器。

光源1240还包括光学系统1220，其可以包括用于引导光束1211、1216通过光源1240的一个或多个光学器件(诸如反射镜之类的反射光学器件、诸如分束器之类的部分透射光学器件、诸如棱镜或透镜之类的折射光学器件、无源光学器件、有源光学器件等)。

尽管光学放大器可以是分离的专用系统，但是光学放大器系统1200的至少一个放大器可以在光学放大器系统1205中并且光学放大器系统1205的至少一个放大器可以在光学放大器系统1200中。在光学放大器系统1200、1205之间重叠至少一些放大器和光学器件的这种系统中，初级辐射脉冲光束1135A和主辐射脉冲光束1135B可以耦合在一起，使得光束1135A的一个或多个特性的变化可以引起光束1135B的一个或多个特性的变化，反之亦然。

参见图13，过程1300由EUV光源100(在控制系统170、470、670或870的控制下)执行，以用于补偿目前靶110'上的等离子体后推力125。本文未讨论的其他过程可以在操作期间由EUV光源100执行。过程1300包括形成至少部分地与扩展的靶区域115重合的剩余等离子体130，剩余等离子体是由靶空间120中的先前靶110P和先前辐射脉冲135P之间的相互作用形成的等离子体(1305)。如图14A和图14B中所示，当先前辐射脉冲135P接近靶位置122时，先前靶110P接近靶位置122。在先前辐射脉冲135P和先前靶110P已经相互作用之后，形成剩余等离子体130并且产生等离子体后推力125，如图15A和图15B中所示。

沿着轨迹TR从靶传送系统145朝向靶空间120释放当前靶110(1310)。在由先前靶110P和先前辐射脉冲135P之间的相互作用形成剩余等离子体130(1305)之前，可以释放当前靶110(1310)。例如，如图14A和图14B中所示，已经沿着轨迹TR从靶传送系统145朝向靶空间120释放当前靶110(1310)。

确定当前靶110的一个或多个移动性质(在当前靶110在扩展的靶区域115内时)(1315)。通过在扩展的靶区域115内的第一位置(诸如位置322)处检测第一诊断光束(诸如光束320)与当前靶110之间的第一相互作用，在扩展的靶区域115内的第二位置(诸如位置328)处检测第二诊断光束(诸如光束330)与当前靶110之间的第二相互作用，可以确定(1315)当前靶的移动性质。在第一位置(诸如位置322)处朝向当前靶110引导第一诊断光束(诸如光束320)，并且在第二位置(诸如位置328)处朝向当前靶110引导第二诊断光束(诸如光束330)。

通过检测从当前靶反射的第一诊断光束(例如光束320)的至少一部分(例如，检测到光340)，可以检测第一相互作用(例如，在检测模块335处)。可以由检测模块335通过检测从当前靶110反射的第二诊断光束(例如光束33)的一部分(例如，检测到光350)来检测第二相互作用(例如，在检测模块335处)。可以基于反射部分的这些检测来确定(1315)当前靶110的一个或多个移动性质。

例如，参考图16A至图17B，诊断系统305与控制系统170、470、670、870结合使用，以确定当前靶110的一个或多个移动性质。在图16A和图16B中，当前靶110与诊断光束320相互作用，并且来自该相互作用的光340由检测模块335检测。在图17A和图17B中，当前靶110然后与诊断光束330相互作用，并且来自该相互作用的光350由检测模块335检测。检测模块335将数据输出到控制系统170、470、670、870用于处理，如上所讨论的，以确定当前靶110的一个或多个移动性质。

控制系统170、470、670、870确定任何确定的移动性质是否在可接受范围之外(1320)。如果任何移动性质在可接受范围之外(1320)，那么控制系统170、470、670、870调节辐射脉冲135的一个或多个特性(例如，初级辐射脉冲1135A和主辐射脉冲1135B中的一个或多个脉冲的一个或多个特性)，由此基于当前靶110的所确定的一个或多个移动性质来控制辐射脉冲135和目前靶110'之间的相对位置(1325)。朝向靶空间120引导辐射脉冲135(其可以在1325处已被调节)，使得辐射脉冲135和目前靶110'在靶空间120中相互作用(1330)。例如，如图18A和图18B中所示，目前靶110'接近靶空间120内的靶位置122，并且已经对辐射脉冲135进行了调节，辐射脉冲135也朝向靶位置被引导。并且，如图19A和图19B中所示，在靶位置122处目前靶110'与当前辐射脉冲135相互作用。

可以确定(1315)的一个或多个移动性质包括当前靶110沿着三维坐标系的任何方向X、Y或Z的速度、速率、方向、加速度或位置中的一项或多项。

在一些实现中，诸如图11中所示，辐射脉冲135可以是初级辐射脉冲1135A，其将能量传送到目前靶110'以修改目前靶110'的几何分布。如果发生这种情况，那么过程1300还可以包括：在将当前初级辐射脉冲1135A朝向目前靶110'引导之后，将主辐射脉冲1135B朝向目前靶110'引导，从而将目前靶110'的至少一部分转换成发射EUV光1150的等离子体。图19C和图19D示出了主辐射脉冲1135B和目前靶110'之间的相互作用以产生EUV光1150。

过程1300还可以包括分析被确定(1315)的一个或多个移动性质。例如，控制系统170、470、670、870可以确定当前靶110沿着-X方向的速度并且预测目前靶110'何时将到达靶位置122。控制系统170、470、670、870可以在辐射脉冲135被释放时进行调节，或者它可以调节辐射脉冲135的方向，使得辐射脉冲135和目前靶110'在靶位置122处有效地相互作用(1325)。对辐射脉冲135和目前靶110'之间的相对位置的这种调节因此是基于对当前靶110的所确定的移动性质的分析。

还如图19C中所示，根据靶110从靶传送系统145释放的速率，在一个时间点处释放下一当前靶110N。

在一些实现中，可以确定(1315)当前靶110的加速度A以及速度V。在此实现中，确定(1315)将另外包含检测在扩展的靶区域内的第三位置处第三诊断光束与当前靶之间的第三相互作用，第三位置不同于第一位置和第二位置。例如，如图20A和图20B中所示，将当前靶110朝向靶空间120引导，并且当在扩展的靶区域115中时，当前靶110将在相应的位置722、724处与诊断光束720、725、730顺序地相互作用。如上所讨论，所得到的光740、745、750由检测模块735检测，检测模块735输出由控制系统170、470、670、870分析的数据，所述控制系统可以使用该数据来确定当前靶110的加速度A以及速度V。此外，控制系统170、470、670、870可以使用从当前靶110和第三诊断光束725之间的相互作用获得的附加信息来确定当前靶110沿着垂直于-X方向的方向(诸如Y方向)的一个或多个移动性质。

再次参见图3，在其他实现中，诊断系统305的检测模块335被设计为附加地或替代地检测在不同的诊断位置322和328处由相应的诊断光束320和330和靶110之间的相互作用产生的光340和350的二维表示(诸如图像)。为此，检测模块335包括图像记录装置(诸如照相机)，如下所讨论。此外，也可以在相应的检测模块535和735中实现光540、550和740、745、750的二维表示的检测。在一些实现中，控制系统170、470、670、870可以分析二维表示以确定靶110的所有移动性质，而无需分析一维方面(诸如光的强度)。

可替代地，可以配置诊断系统105以检测和记录二维表示，并仅使用来自这些二维表示的信息来确定靶110的一个或多个移动性质。最初，下面参考图24至图26描述和讨论仅使用二维表示的设计，接着参照图27描述和讨论使用二维表示以及一维方面(诸如光的强度)二者的设计。

在图21A中示出了并且接下来描述了诊断系统2105的示例性设计，诊断系统2105被配置为检测由诊断探针(例如，光束)与靶110之间的相互作用产生的光的二维表示(诸如图像)。通过检测光的二维表示，诊断系统2105向控制系统170提供足够的信息以实现所有诊断能力，如下所讨论。诊断系统2105被配置为检测从在诊断探针与从靶传送系统145发射的每个靶110之间的相互作用产生的光的二维表示。

例如，控制系统170可以在当前辐射脉冲135的焦点的近距离(例如，1mm)内沿着三维坐标系的X、Y和Z方向中的任何一个确定当前靶110的位置。控制系统170可以确定当前靶110沿着X、Y和Z方向中的任何一个方向的速度，并且同时在另一靶110进入扩展的靶区域115之前调节与目前靶110'相互作用的辐射脉冲135的一个或多个特性。可以针对每个靶110执行该检测和分析，并且如果用于修改辐射脉冲135的致动系统足够快，则可以在执行检测和分析的相同靶110上执行反馈控制。控制系统170可以确定当前靶110沿着X、Y或Z方向中的任何一个方向的移动性质(诸如位置)。控制系统170可以确定每个靶110沿着X、Y和Z方向中的任何一个方向或全部方向的移动性质，并且针对进入扩展的靶区域115的每个靶110调节与目前靶110'相互作用的辐射脉冲135的一个或多个特性。因此，以大于或等于从靶传送系统145释放靶110的速率的重复速率进行该确定和调节。例如，该重复速率可以是至少50KHz。这意味着当前靶110的移动性质的确定和与目前靶110'相互作用的辐射脉冲135的调节发生在20μs的时间帧内。控制系统170可以确定靶110在辐射脉冲135的焦点附近的动态和运动，以观察等离子体后推力125对靶110的影响。

诊断系统2105包括探针模块2100，探针模块2100被设计用于产生至少两个诊断探针2120、2130。虽然在图21A中仅示出了两个诊断探针2120、2130，但是可以使用多于两个的诊断探针。诊断探针2120或2130可以沿着靶110的轨迹TR在一个或多个位置处与靶110相互作用一次或多次。例如，诊断探针2120可以在第一位置L_TR1和第一时间T₂₁₂₀处与靶110相互作用，并且诊断探针2130可以在第二位置L_TR2和第二时间T₂₁₃₀处与靶110相互作用。作为另一示例，诊断探针2120可以在第一时间T₂₁₂₀和第二时间T₂₁₃₀两者处都与靶110相互作用，并且诊断探针2130可以在第一时间T₂₁₂₀和第二时间T₂₁₃₀两者处都与靶110相互作用。

探针模块2100可以是产生诊断光束作为诊断探针2120、2130的成像模块。在一些实现中，探针模块2100是激光源，该激光源产生诊断激光束作为诊断探针2120、2130。诊断探针2120、2130的波长影响或感染与靶110的相互作用的其他方面。例如，诊断探针2120、2130的波长可以影响靶110是否被散射。作为另一示例，检测模块2135的响应度、光学分辨率、采样速率、帧速率和曝光时间中的任何一项或多项(下面讨论)取决于诊断探针2120、2130的波长。

诊断激光束可以具有与辐射脉冲135的波长不同的波长，并且可以具有足够低的功率以防止或减少诊断光束2120、2130与靶110之间的任何干扰。诊断探针2120、2130的波长还被选择以避免或减少与靶空间120中产生的等离子体130的发射线的重叠。诊断探针2120、2130的波长应被选择以与诊断探针2120、2130被引导通过的任何光学元件的波长带匹配或重合。此外，可以取决于应用来选择或调节诊断探针2120、2130的其他方面，诸如光束质量、稳定性、功率水平。诊断探针2120、2130的波长被选择为实现由检测模块2135记录的高信噪比(下面讨论)。例如，诊断光束2120、2130的波长可以在红外区域，诸如大约1030nm，并且可以具有大约9.6W的功率。诊断光束2120、2130可以是激光。在其他示例中，诊断光束2120、2130的波长在可见光区域中。

诊断光束2120、2130可以是准直光束(如图24和图25中所示)，或者可以是被聚焦在轨迹TR上或附近的光束(如图26和图27中所示)。可以沿着由X和Y方向限定的平面(XY平面)中的方向引导诊断光束2120、2130。如图21A的示例中所示，沿着-Y方向引导诊断光束2120、2130。诊断光束2120、2130可以取决于它们的方向而彼此重叠。此外，诊断光束2120、2130可以彼此重叠(如图24中所示)或者在其沿着轨迹TR沿一段距离行进时在多个位置处并且多次与靶110重叠，如图24和图25中所示。

探针模块2100可以是可调节的连续波激光器，其产生在红外波长例如介于1020nm和1070nm之间处的诊断光束2120、2130，功率高达50W，光束质量M²接近1。激光器可以是光纤激光源。在其他实现中，探针模块2100可以是脉冲激光。

在一些实现中，诊断光束2120、2130可以被连续地产生为与轨迹TR交叉的帘幕。在其他实现中，诊断光束2120、2130仅在某些时间产生，例如仅在靶110被预期位于沿着轨迹TR的特定位置时产生。在这种情况下，探针模块2100可以由来自控制系统的定时信号触发(或脉冲激发)，以在特定时间产生一个或多个诊断光束2120、2130。

诊断系统2105还包括检测模块2135，其记录由于当靶110沿着轨迹TR行进通过扩展的靶区域115时在当前靶110与一个或多个诊断探针2120、2130之间的相互作用而产生的光2140、2150的一个或多个二维表示2141、2151。检测模块2135包括用于记录二维表示2141、2151的一个或多个二维记录设备2135A、2135B。检测模块2135还可以根据需要包括诸如成像透镜或反射镜之类的其他光学元件，如下所讨论的。

尽管在图21A中仅示出了两个记录装置2135A、2135B，但是取决于应用，可以使用多于两个或仅一个记录装置。具体地，使用至少两个记录装置2135A、2135B，以便收集关于靶110的运动的足够信息，以在所有三个方向(X、Y和Z)上重建靶110的轨迹。如果做出了关于靶110的加速度的合理假设，那么可以仅用一个记录装置重建靶110在所有三个方向(X、Y和Z)上的轨迹。

在诊断探针2120、2130是光束的一些实现中，产生的光2140、2150是横穿或穿过靶110的诊断光束2120、2130，这种横穿的光包括遮蔽至少一部分诊断光束的靶110的阴影，如图24中所示。这种布置在横穿的光束内产生阴影，因为二维表示2141、2151可以被认为是阴影图布置。在这样的实现中，二维记录装置2135A、2135B可以被布置在靶轨迹TR的与布置探针模块2100的一侧相对的一侧上。

在诊断探针2120、2130是光束的其他实现中，产生的光2140、2150是当当前靶110沿着其轨迹TR行进时从当前靶110散射或反射的光，如图25至图27中所示。在这样的实现中，二维记录装置2135A、2135B可以被布置在靶轨迹TR的与布置探针模块2100的同一侧的一侧上。

每个二维记录装置2135A、2135B可以是捕获光2140、2150的二维表示2141、2151(可以被认为是图像)的相机。因此，例如，二维记录装置2135A、2135B包括数千或数百万个照相位点(或像素)的二维阵列。光2140、2150被引导到每个像素的光敏区域上，在那里它被转换成电子，这些电子被收集成电压信号，并且这些信号的阵列形成二维图像2141、2151。记录装置2135A被布置成使得其二维阵列处于由以下两个轴限定的平面中：第一轴，其是Z方向，以及第二轴，其是位于XY平面中的轴。因此，记录装置2135A的二维阵列的法线在XY平面中。如图21A的示例中所示，记录装置2135A被布置成使得其二维阵列在XZ平面中并且其法线沿着Y方向。类似地，记录装置2135B被布置成使得其二维阵列处于由作为Z方向的第一轴和作为XY平面中的轴的第二轴所限定的平面中。因此，记录装置2135B的二维阵列的法线在XY平面中。如图21A的示例中所示，记录装置2135B也被布置成使得其二维阵列在XZ平面中并且其法线沿着Y方向。其他示例性布置如下所示。

二维记录装置2135A、2135B可以由控制系统170控制，以在特定时间记录图像。二维记录装置2135A、2135B将表示2141、2151发送到控制系统170以进行分析。控制系统170分析二维表示2141、2151以确定靶110沿着X、Y和Z方向中的一个或多个的移动性质。

记录装置2135A、2135B应该是“高速”相机，其足够快以在下一靶进入扩展的靶区域115之前但在先前靶110P与先前辐射脉冲135P已经相互作用之后检测、记录和输出针对当前靶110的光2140、2150的二维图像2141、2151。相机的帧速率应大于或等于靶传送系统145生成靶的速率，以使得诊断系统2105能够对朝向靶空间120引导的每个靶执行分析。因此，如果靶传送速率为50kHz，那么相机的帧速率应大于或等于50kHz。合适的高速相机2135A、2135B的示例是互补金属氧化物半导体(CMOS)。相机可以具有约300μs的曝光时间、约1696×1710像素的示例性分辨率、约8μm的像素大小和1.0的增益。

在其他实现中，相机2135A、2135B是电荷耦合器件(CCD)或红外相机。

如本文所讨论的，诊断系统2105对于确定靶110在扩展的靶区域115中的移动性质是有用的。然而，诊断系统2105可以对于确定靶110在除扩展的靶区域115内的那些位置之外的位置处的移动性质是有用的。因此，在其他实现中，诊断系统2105被设置在扩展的靶区域115之外的区域中。例如，在这样的实现中，诊断系统2105被设置为使得诊断探针2120、2130与靶110完全或部分地在第一区域165中相互作用，第一区域165位于扩展的靶区域115和靶传送系统145之间。第一区域165可以被认为是等离子体后推力125对当前靶110具有低得多或微不足道的影响的区域。

如上所讨论，靶110在两个位置处——即在第一时间T₂₁₂₀的第一位置L_TR1处和在第二时间T₂₁₃₀的第二位置L_TR2处——与一个或多个诊断探针2120、2130相互作用。通过在两个位置处执行靶110与一个或多个诊断探针2120、2130之间的相互作用，控制系统170可以导出在位置L_TR1处靶110在腔室175的X，Y和Z方向上的定位P1(X，Y，Z)和在位置L_TR2处靶110在腔室175的X，Y和Z方向上的定位P2(X，Y，Z)。具体地，可以通过首先标识由记录装置2135A、2135B的传感器捕获的二维图像2141、2151内的一个或多个感兴趣区域(ROI)的位置来确定靶110在腔室175内的定位P1(X，Y，Z)和P2(X，Y，Z)。使用以下数据中的一项或多项来计算靶110的定位P1(X，Y，Z)和P2(X，Y，Z)：记录图像中的一个或多个感兴趣区域(ROI)，靶110穿过第一位置L_TR1的时间(其对应于靶110与诊断探针2120相互作用的时间)，靶110穿过第二位置L_TR2的时间(其对应于靶110与诊断探针2130相互作用的时间)，以及记录装置2135A、2135B的传感器的相应平面。传感器2135A的平面由两条线限定：沿着Zs方向的线，其与腔室175的Z方向平行；以及沿着Xs-Ys平面中的方向的线，其中Xs方向与腔室175的X方向平行并且Ys方向与腔室175的Y方向平行。

参考图21B，图像内的一个或多个感兴趣区域(ROI)对应于光2140、2150撞击相应记录装置2135A、2135B的传感器的图像中的像素。例如，参考图21B，示出了由相机2135B捕获的示例性表示2151。在该示例中，控制系统170标识单个ROI，该ROI表示与靶110经过位置L_TR2时的位置相对应的图像内的区域。控制系统170分析该表示2151，并确定ROI的中心力矩，其可被称为质心。ROI的中心力矩可以被指定为C(Xs，Ys，Zs)。

例如，沿着Y方向的ROI的质心可以通过以下计算给出：其中mi是像素i处的电压或电流的值，并且Yi是像素i的坐标，并且I被包含在ROI内。可以对X和Z方向执行类似的计算。此外，对由相机2135A捕获的表示2141执行类似的分析。

一旦设置了ROI的中心力矩，控制系统170就定义完整的ROI，调节读出的像素行和列的数量，取决于记录装置2135A、2135B的帧速率读出的像素的数量。可以定义ROI以匹配正在查看的靶110的体积。

一旦控制系统170标识出在表示2151内的每个ROI，控制系统170就分析ROI以确定在腔室175内的位置L_TR2处靶110沿着X、Y和Z方向的定位P2。例如，控制系统170可以确定沿着Xs、Ys和Zs方向中的每一个方向的每个ROI的中心力矩(诸如质心)C(Xs，Ys，Zs)，并且一旦每个质心C(Xs，Ys，Zs)被确定，控制系统170就可以估计在腔室175的位置L_TR2处靶110沿着X、Y和Z方向的定位P2。

由于记录装置2135A的传感器的Zs方向与腔室175的Z方向平行，因此靶110沿着腔室175的Z方向的定位P2与沿着传感器的Zs方向(CZs)的ROI(质心)的中心线性相关。因此，P2(Z)＝因子*CZs，其中因子是恒定值，该恒定值可以取决于像素大小和记录装置2135B或2135A的光学放大率中的一项或多项。

可以使用沿着Xs-Ys方向取得的质心(CXsYs)来估计靶110沿着腔室175的X方向的定位P2和靶110沿着腔室175的Y方向的定位P2。然而，因为沿着Xs-Ys方向的质心CXsYs位于Xs-Ys平面中，所以在没有附加信息的情况下不可能确定靶110沿着腔室175的X方向的定位P2和靶110沿着腔室175的Y方向的定位P2。

在一些实现中，用于确定沿着腔室175的X方向和Y方向的定位P2的附加信息包括在具有传感器的第二记录装置(诸如记录装置2135A)处获得靶110在位置L_TR2处的图像，该传感器位于与记录装置2135B的传感器的平面不同的平面中。在其他实现中，所使用的附加信息可以是靶110穿过位置L_TR1的时间T₂₁₂₀与靶110穿过位置L_TR2的时间T₂₁₃₀之间的时间差。

将记录装置2135B(或2135A)的传感器平面处的质心的值变换为腔室175的坐标系所需的其他附加信息包括记录装置2135B(和2135A)相对于腔室175的X和Y方向定位的角度。该值是已知值，并且可以在将记录装置2135A、2135B设置在腔室175中时被测量或确定。

一旦确定了定位P1(X，Y，Z)和P2(X，Y，Z)，控制系统170就可以如下导出在位置L_TR1和L_TR2之间的靶110在X、Y和Z方向中的平均速度V(X，Y，Z)。X方向中的平均速度V(X)由[P2(X)-P1(X)]/[T2130-T2120]给出。Y方向中的平均速度V(Y)由[P2(Y)-P1(Y)]/[T2130-T2120]给出；并且Z方向中的平均速度V(Z)由[P2(Z)-P1(Z)]/[T2130-T2120]给出。

在另一示例性实现中，靶110在与第一位置L_TR1和第二位置L_TR2不同的第三位置L_TR3处与诊断探针2120、2130(或未示出的第三诊断探针)中的一个或多个探针相互作用。例如，第三位置L_TR3可以沿着轨迹TR在第二位置L_TR2和靶空间120之间。该附加的相互作用由检测模块2135记录。控制系统170可以导出关于靶110的移动性质的附加信息。例如，控制系统170可以在第三位置L_TR3处导出靶110在X、Y和Z方向上的定位P3(X，Y，Z)。控制系统170还可以使用以下三个线性方程导出靶110沿着X、Y和Z方向中的每一个方向的加速度A(X，Y，Z)。

第一个方程提供了靶110在位置L_TR3处沿着X方向的定位P3(X)与靶110沿着X方向在位置L_TR2和位置L_TR3之间的加速度A23(X)之间的关系，如下：

P3(X)＝P2(X)+V(X)*T₂₃+1/2A23(X)*T₂₃ ²，其中T₂₃是靶110从位置L_TR2行进到位置L_TR3所花费的时间。

第二个方程提供了靶110在位置L_TR3处沿着Y方向的定位P3(Y)与靶110沿着Y方向的加速度A23(Y)之间的关系，如下：

P3(Y)＝P2(Y)+V(Y)*T₂₃+1/2A23(Y)*T₂₃ ²，其中T₂₃是靶110从位置L_TR2行进到位置L_TR3所花费的时间。

第三个方程提供了靶110在位置L_TR3处沿着Z方向的定位P3(Z)与靶110沿着Z方向的加速度A23(Z)之间的关系，如下：

P3(Z)＝P2(Z)+V(Z)*T₂₃+1/2A23(Z)*T₂₃ ²，其中T₂₃是靶110从位置L_TR2行进到位置L_TR3所花费的时间。

对于A23(X)、A23(Y)和A23(Z)，可以求解这三个线性方程。可以将使用线性方程的该示例性方法扩展到任何数量的位置L和定位P(X，Y，Z)，以获得用于确定靶110的轨迹的附加数据。

参见图22，示出了示例性控制系统2270。控制系统2270被配置为控制诊断系统2105，分析来自诊断系统2105的信息，并基于该分析来确定如何修改光源100的各方面。为此，控制系统2270包括诊断子控制器2200，诊断子控制器2200包括触发源2271、分析模块2272和决策模块2274。决策模块2274的输出被发送到以下项中的一项和多项：光源子控制器2205、光束传送子控制器2210、靶传送子控制器2215和可以控制光源100的其他方面的其他子控制器2220。决策模块2274的输出也可以被发送到控制探针模块2100的操作的探针子控制器2212。

触发源2271可以是向诊断系统2105提供一个或多个数字触发信号以便指令诊断系统2105的一个或多个组件进行操作的任何合适的源。在一些实现中，触发源2271与靶110从靶传送系统145的释放相关联。在其他实现中，触发源2271与来自光子检测装置(诸如沿着轨迹TR放置的光电二极管)的输出相关联，以检测在特定位置从靶110散射的光。在这样的实现中，触发源2271可以包括鉴别器，鉴别器接收来自光电二极管的输出并输出一个或多个数字时间戳信号。来自触发源2271的一个或多个触发信号被供应给检测模块2135，以便指令一个或多个二维记录设备2135A、2135B何时记录二维表示。触发源2271还可以包括时间延迟信号，在将触发信号输出到检测模块2135之前将该时间延迟信号添加到每个触发信号，这取决于触发信号的启动。例如，如果触发源2271接收来自光电二极管的针对先前靶110P的输出，那么可以将时间延迟信号添加到每个触发信号，以便操作检测模块2135以仅在当前靶110通过诊断探针2120、2130时记录光。

此外，来自触发源2271的每个触发信号可以具有可变或可调节的长度或持续时间，这取决于检测模块2135中的记录装置2135A、2135B应多长时间记录由靶110和诊断探针2120、2130之间的相互作用产生的光。因此，来自触发源2271的每个触发信号的持续时间用作记录装置2135A、2135B上的快门。

参见图22，分析模块2272接收来自检测模块2135的二维表示(图像)，并对图像执行处理。分析模块2272包括各种子模块，其被配置为对图像执行各种类型的分析。例如，分析模块2272可以包括输入子模块2300，输入子模块2300接收来自检测模块2135的图像并将数据转换成适合于处理的格式。分析模块2272可以包括预处理子模块2305，预处理子模块2305准备来自检测模块2135的图像(例如，去除背景噪声、过滤图像和增益补偿)。分析模块2272可以包括图像子模块2310，图像子模块2310处理图像数据，诸如标识图像内的一个或多个感兴趣区域(ROI)，其中每个ROI对应于靶110沿着其轨迹TR的位置。图像子模块2310还计算图像中的每个ROI的面积，并计算每个感兴趣区域的质心。分析模块2272可以包括输出子模块2315，输出子模块2315准备计算出的数据(诸如ROI的面积和质心)以输出到决策模块2274。

决策模块2274基于来自分析模块2272的输出来确定靶110的一个或多个移动性质，并确定任何移动性质是否在可接受范围之外。如果任何移动性质在可接受范围之外，则决策模块2274还确定是否需要调节光源100的其他方面。

参见图24，示例性诊断系统2405被设计在阴影图布置中，其中光从靶110的一侧照射靶110，而在靶110的另一侧执行成像。诊断系统2405包括探针模块2400和检测模块2435。

探针模块2400包括两个或更多个光源2402、2404，每个光源2402、2404被配置为产生相应诊断光束2420、2430并将其朝向轨迹TR引导。在该示例中，诊断光束2420、2430沿着横向方向扩张到光束2420、2430的相应轴A2和A4，并且通过使用相应的折射光学器件2412、2414进行准直。光源2402、2404可以是连续波激光源。在该示例中，每个诊断光束2420、2430在靶110沿着其轨迹TR的探测距离D_P行进时与靶110相互作用。探测距离D_P具有的程度为：使得检测模块2435能够在沿着轨迹TR的多个位置记录由诊断光束2420、2430和靶110之间的相互作用产生的光。因此，在图24的示例中，靶110和每个诊断光束2420、2430之间的相互作用分别产生光2140、2150，其被记录两次：t1，其对应于靶穿过位置L_TR1；和t2，其对应于靶穿过位置L_TR2。尽管在图24中示出了两个记录位置，但是可以通过仅在一个位置进行记录或在三个或更多个位置进行记录来准确地确定靶110的移动性质，这取决于关于靶110的移动性质的多少信息是所期望的。

检测模块2435包括两个或更多个二维记录装置2435A和2435B，其被布置在轨迹TR的与布置有光源2402、2404的一侧相对的一侧上。以这种方式，记录装置2435A被放置为记录由诊断光束2420和靶110之间的相互作用产生的光2440的二维表示2441，并且记录装置2435B被放置为记录由诊断光束2430和靶110之间的相互作用产生的光2450的二维表示2451。记录装置2435A被定位成使得其传感器平面的法线相对于腔室175的X方向成角度αA并且记录装置2435B被定位成使得其传感器平面的法线相对于腔室175的X方向成角度αB。

存在两种方式来布置诊断光束2420、2430的产生定时以及在相应记录装置2435A、2435B处的表示2441、2451的记录。在两种方式中，记录装置2435A记录光2440的表示2441，并且记录装置2435B记录光2450的表示2451。

在第一种方式中，连续产生并引导诊断光束2420、2430以横穿轨迹TR。记录装置2435A、2435B上的快门被配置成使得表示2441、2451仅针对特定靶被记录两次；第一次发生在靶110通过位置L_TR1时(此时快门短暂打开)，第二次发生在靶110通过位置L_TR2时(此时快门短暂打开)。

在第二种方式中，诊断光束2420、2430被脉冲激发以两次产生光；第一次在靶110通过位置L_TR1时并且第二次在靶通过位置L_TR2时。记录装置2435A、2435B上的快门打开足够长，使得记录装置2435A记录表示2441，表示2441包括当脉冲诊断光束2420在位置L_TR1和L_TR2处与靶110相互作用时从脉冲诊断光束2420中两次产生的光2440，并且记录装置2435B记录表示2451，表示2451包括在脉冲诊断光束2430在两个位置L_TR1和L_TR2处与靶110相互作用时从脉冲诊断光束2430中两次产生的光2450。

靶110在其经过位置L_TR1时的存在在表示2441中显现为由靶110遮蔽诊断光束2420所形成的阴影2442。靶110在其经过位置L_TR1时的存在在表示2451中也显现为由靶110遮蔽诊断光束2430所形成的阴影2452。类似地，靶110在其经过位置L_TR2时的存在在表示2441中显现为由靶110遮蔽诊断光束2420所形成的阴影2443。靶110在其经过位置L_TR2时的存在在表示2451中也显现为由靶110遮蔽诊断光束2430所形成的阴影2453。

参见图25，示例性诊断系统2505被设计在散射成像布置中，其中在靶110的一侧执行成像，该侧是光照射靶110的同一侧。诊断系统2505包括探针模块2500和检测模块2535。

探针模块2500包括光源2502，光源2502被配置为产生诊断光束2520并将其朝向轨迹TR引导。诊断光束2520沿着其横向方向扩张到其轴并通过使用折射光学器件2512进行准直。光源2502可以是连续波激光器。当靶110沿着其轨迹TR的探测距离D_P行进时，诊断光束2520与靶110相互作用。探测距离D_P具有的程度为：使得检测模块2535能够在分别对应于时间t1和t2的多个位置L_TR1和L_TR2处沿着轨迹TR记录由诊断光束2520和靶110之间的相互作用产生的光2540A、2540B、2550A、2550B。尽管在图25中示出了两个记录位置，但是可以通过仅在一个位置进行记录或在三个或更多个位置进行记录来准确地确定靶110的移动性质，这取决于关于靶110的移动性质的多少信息是所期望的。

检测模块2535包括两个或更多个二维记录装置2535A和2535B，其被布置在与光源2502相同的一侧。以这种方式，记录装置2535A被放置为记录在位置L_TR1处由诊断光束2520和靶110之间的相互作用产生的光2540A和在位置L_TR2处由诊断光束2520和靶110之间的相互作用产生的光2540B的二维表示2541。另外，记录装置2535B被放置为记录在位置L_TR1处由诊断光束2520和靶110之间的相互作用产生的光2550A和在位置L_TR2处由诊断光束2520和靶110之间的相互作用产生的光2550B的二维表示2551。

类似于上面的讨论，存在两种主要方式来对由诊断系统2505执行的记录和成像进行计时。在第一种方式中，连续产生并引导光束2520以横穿轨迹TR。记录装置2535A、2535B上的快门被配置成使得表示2541、2551仅针对特定靶被记录两次；第一次发生在靶110通过位置L_TR1时的t1处(此时快门被短暂打开以获取数据)，第二次发生在靶110通过位置L_TR2时的t2处(此时快门再次被短暂打开以获取数据)。如果更多位置正在被记录，那么快门将被配置为针对那些其他位置而打开。在第二种方式中，光束2520被脉冲激发以在t1和t2两次产生光，并且记录装置2535A、2535B上的快门打开足够长，以覆盖整个探测距离D_P并因此捕获在两个脉冲处的相互作用。

靶110在其经过位置L_TR1时的存在在表示2551中显现为由从靶110朝向记录装置2535B反射或散射离开的光束2520形成的亮点2552。靶110在其经过经过位置L_TR1时的存在在表示2541中也显现为由从靶110朝向记录装置2535A反射或散射离开的光束2520形成的亮点2542。靶110在其经过经过位置L_TR2时的存在在表示2551中显现为由从靶110朝向记录装置2535B反射或散射离开的光束2520形成的亮点2553。靶110在其经过经过位置L_TR2时的存在在表示2541中也显现为由从靶110朝向记录装置2535A反射或散射离开的光束2520形成的亮点2543。

参见图26，在另一种实现中，诊断系统2605被设计成使得诊断光束2620、2625、2630被聚焦在轨迹TR上或附近。诊断系统2605包括探针模块2600，探针模块2600包括产生光束2610的单个光源2602。诊断系统2605产生用作诊断探针的诊断光束2620、2625、2630。

为此，探针模块2600还包括分束光学器件2615和折射光学器件2617，诸如聚焦透镜。光束2610被引导通过分束光学器件2615，分束光学器件2615将光束2610分成多个光束，这些光束沿着不同的方向行进并被引导通过折射光学器件2617以产生诊断光束2620、2625、2630。诊断光束2620、2625、2630被引导朝向当前靶110的轨迹TR。分束光学器件2615可以分离光束110，使得诊断光束2620、2625、2630在轨迹TR处间隔设定距离(例如，0.65mm)。此外，折射光学器件2617可以确保每个诊断光束2620、2625、2630的焦点(或光束腰)与轨迹TR重叠。

由于分束光学器件2615和折射光学器件2617的设计，诊断光束2620、2625、2630被引导使得它们朝向轨迹TR扇出并且以不同且分别的角度与轨迹TR相交。例如，诊断光束2625可以与-X方向成直角或近似直角地与轨迹TR相交。诊断光束2620可以相对于-X方向以小于90°的角度与轨迹TR相交，并且诊断光束2630可以相对于-X方向以大于90°的角度与轨迹TR相交。每个诊断光束2620、2625、2630可以是高斯光束，使得每个诊断光束2620、2625、2630的光强度的横向轮廓可以用高斯函数来描述。每个诊断光束2620、2625、2630的光束腰可以被配置成在轨迹TR或-X方向上重叠。

在一些实现中，分束光学器件2615是诸如矩形或二元相位衍射光栅之类的衍射光学器件，其产生输入光束2610的离散且空间上间隔开的副本。可以取决于从靶传送系统145释放靶的速率以及靶的大小和材料来调节或者定制诊断光束2620、2625、2630之间的间隔。在一些实现中，分束光学器件2615是衍射光学器件，诸如二元相位衍射光栅。

利用分束光学器件2615也可以产生三个以上的诊断光束2620、2625、2630。通过产生如此多的诊断光束，可以记录或检测当前靶110通过扩展的靶区域的位置，从而允许更准确地确定当前靶110的速度和加速度，并且作为等离子体后推力125的结果还提供用于理解当前靶110的动态的工具。

虽然上面描述了衍射光学器件，但是可替代地，可以使用其他种类的光学器件作为分束光学器件2615。例如，分束光学器件2615可以可替代地或附加地包括双折射晶体、强度分束器、偏振分束器或二向色分束器中的任何一项或多项。

诊断系统2605还包括检测模块2635，在当前靶110经过相应的诊断光束2620、2625、2630时，检测模块2635接收从当前靶110反射的光2640、2645、2650。检测模块2635包括成像透镜2637和二维记录装置2636。成像透镜2637捕获尽可能多的光2640、2645、2650，并将其聚焦到图像记录装置2636的图像平面。

图像记录装置2636是捕获每个反射光2640、2645、2650的二维表示(图像)的相机。相机2636将该组二维图像输出到控制系统2270，控制系统2270使用该组二维图像来确定靶110不仅沿着X方向而且沿着Y方向和Z方向的移动性质，如上所讨论。相机2636应该是“高速”相机，因为它足够快以在下一靶进入扩展的靶区域115之前检测、记录和输出针对特定靶110的每个反射光2640、2645、2650的二维图像。

相机2636捕获反射光2640、2645、2650的每个图像，并将该组图像输出到控制系统2270，控制系统2270分析图像组并计算图像内的每个ROI的质心，以便确定靶110沿着腔室175的X、Y和Z方向中的每一个方向的定位，如上所讨论。

参见图27，诊断系统2705被设计成检测由诊断探针与靶110之间的相互作用产生的光的一维特性或值(诸如光子的数量，如上所讨论)和二维表示二者。为此，与诊断系统2605类似地设计诊断系统2705，除了其检测模块2735被设计成将光2740、2745、2750分开，使得该光的一部分照在光电二极管2738上并且光的一部分照在二维记录装置2736上。以这样的方式，光电二极管2738捕获每个反射光2740、2745、2750的一维方面；例如，光电二极管2738捕获光子数并输出对应于光子数的电压信号。光电二极管2738与上述检测模块535的光电二极管类似地操作。二维记录装置2736与上述记录装置2636类似地操作。

连接到诊断系统2705的控制系统170包括检测子控制器600或800，如图6和图8中所示，用于接收和处理来自光电二极管2738的脉冲以确定时间戳并且从而确定用于在计算移动性质时使用的时间差。连接到诊断系统2705的控制系统170还包括诊断子控制器2200，诸如图22中所示，用于接收和处理从二维记录装置2736输出的图像。控制系统170可以基于从光电二极管2738获得的数据确定沿着轨迹的各个位置处靶110沿着腔室175的X方向的定位P。以与上面关于图21A和图21B所讨论的方式类似的方式，控制系统170可以基于从二维记录设备2736获得的数据来确定靶110沿着腔室175的Y和Z方向的定位P。

参见图28，由EUV光源100(在控制系统2270的控制下)执行过程2800，用于补偿靶110上的等离子体后推力125。过程2800包括沿着朝向靶空间120的多个靶110的相应轨迹释放多个靶110(2805)。靶空间120被定位成接收多个辐射脉冲135。在靶110到达靶空间120之前并且在先前和相邻靶110P已经在靶空间120中与先前辐射脉冲135P相互作用之后，多个诊断光探针(诸如探针2120、2130)沿着靶110的轨迹TR在诊断位置(诸如位置L_TR1、L_TR2)处与靶110相互作用(2810)。在控制系统2270的控制下，检测模块2135检测由于靶110和诊断光探针之间的相互作用而产生的光(诸如光2140、2150)的多个二维表示(诸如二维图像)(2815)。控制系统2270分析检测到的二维表示(例如，图像)(2820)。控制系统2270(经由决策模块2274)基于对检测到的二维表示的分析来确定靶110的一个或多个移动性质(2825)。

在诊断位置处与靶110相互作用的多个诊断光探针(2810)可以是本文所述的任何诊断光探针，诸如例如图24的诊断光探针2420、2430、图25的诊断光探针2520或图26的诊断光探针2620、2625、2630。

控制系统2270如下分析二维图像。例如，输入子模块2300)可以将图像的数据转换为适合于处理的格式。预处理子模块2305通过例如去除背景噪声、过滤图像和放大信号来准备图像。图像子模块2310确定每个图像内的一个或多个感兴趣区域(ROI)，其中每个ROI对应于靶110沿着其轨迹TR的位置。图像子模块2310还计算图像中的每个ROI的环绕能量，并计算每个感兴趣区域的质心。输出子模块2315准备计算出的数据(诸如ROI的面积和质心)以输出到决策模块2274。

决策模块2274还确定任何移动性质是否在可接受范围之外(2830)以及如果任何移动性质在可接受范围之外则确定是否需要调节光源100的各方面(2835)。例如，决策模块2274可以确定需要调节辐射脉冲135的定时或辐射脉冲135行进的方向，使得辐射脉冲135和目前靶110'有效地彼此相互作用(2840)。决策模块2274可以确定需要调节靶传送系统145的一方面以补偿与靶110的某些长期动态问题。在进行调节之后(诸如在2840处)，在目前靶110'处于靶空间120中时将辐射脉冲135朝向目前靶110'引导，从而使辐射脉冲135与目前靶110'相互作用(2845)。

可以针对任何系统坐标来确定靶的一个或多个移动性质；例如，腔室175的X、Y或Z方向。确定的靶110的移动性质包括靶沿着腔室175的X、Y或Z方向中的任何一个方向的位置、速度和加速度中的一项或多项，如上所讨论。

可以通过标识图像内的一个或多个感兴趣区域并计算针对每个所标识的感兴趣区域的中心区域或力矩(质心)来分析检测到的二维图像，这些感兴趣区域对应于靶110在图像内的位置。

可以检测和分析光的二维表示，并且可以在特定靶进入靶空间120之前针对该特定靶确定靶的一个或多个移动性质。此外，在一些实现中，当靶110受到等离子体后推力125的影响时靶110与多个诊断探针2140、2150相互作用。

如果光电二极管2738也在诊断系统2705中实现，那么过程2800还可以包括检测与靶和诊断探针之间的每个相互作用相关联的时间；分析检测到的时间；并且，基于对检测到的时间的分析，确定靶沿着轴向(X方向)的一个或多个移动性质。

光电二极管2738(与二维记录装置2736结合使用)可以被用于时间戳生成的目的，并且因此可以被用于提供控制系统2270的触发源2271，用于控制诊断系统2705的定时方面。例如，时间戳可以被用来触发检测模块2735和探针模块2700中的一项或多项。

其他实现在以下权利要求的范围内。

在其他实现中，检测到的当前靶110的移动性质是当前靶110的速度、当前靶110的方向或轨迹、以及当前靶110的加速度。

在一些实现中，诊断系统105被布置成提供一个或多个诊断探针107，使得它们与第一区域165中的或部分地在第一区域165内的靶110相互作用。例如，可以以这种方式布置诊断系统2105。

Claims

1.一种测量当前靶在其沿着轨迹朝向靶空间行进时的移动性质的方法，所述方法包括：

在所述当前靶进入所述靶空间之前检测由于所述当前靶与多个诊断探针中的每一个诊断探针之间的相互作用而产生的光的多个二维表示；

基于对检测到的光的多个二维表示的分析来确定所述当前靶的一个或多个移动性质，所述确定在所述当前靶进入所述靶空间之前完成；以及

如果所确定的所述当前靶的一个或多个移动性质在可接受范围之外，则调节被引导到所述靶空间的辐射脉冲的一个或多个特性。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述辐射脉冲与所述靶空间中的目前靶相互作用，其中所述目前靶是已进入所述靶空间的所述当前靶或已进入所述靶空间的另一靶，其中所述另一靶在所述当前靶进入所述靶空间的时间之后的时间进入所述靶空间。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述另一靶沿着所述轨迹与所述当前靶相邻。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述另一靶沿着所述轨迹与在所述另一靶和所述当前靶之间的中间靶相邻。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括沿着由垂直于轴向方向的第一方向和所述轴向方向所限定的平面朝向所述当前靶引导至少一个诊断探针，其中所述当前靶沿着具有沿着所述轴向方向的分量的方向行进。

6.根据权利要求9所述的方法，其中，沿着垂直于所述轴向方向且垂直于所述第一方向的第二方向朝向所述靶空间引导所述辐射脉冲。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述诊断探针朝向所述当前靶引导，使得在所述当前靶进入所述靶空间之前每个诊断探针在不同的诊断位置处与所述当前靶相互作用。

8.根据权利要求1所述的方法，其中：

每个诊断探针都是诊断光束；并且

由于所述当前靶和每个诊断探针之间的相互作用而产生的所述光包括从所述当前靶的表面散射离开的所述诊断光束。

9.根据权利要求1所述的方法，其中：

每个诊断探针都是诊断光束；并且

由于所述当前靶和所述诊断探针之间的相互作用而产生的所述光包括遮蔽所述诊断光束的至少一部分的所述当前靶的阴影。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括分析检测到的光的多个二维表示，所述分析包括：

标识每个表示内的一个或多个感兴趣区域，每个感兴趣区域对应于所述当前靶沿着所述轨迹的位置；

对于每个感兴趣区域，确定所述感兴趣区域的中心区；和

基于所确定的中心区导出所述当前靶在三维中的定位。

11.一种在多个靶中的每个靶沿着其轨迹朝向靶空间行进时测量每个靶的一个或多个移动性质的方法，所述方法包括：

在所述多个靶中的每个靶到达所述靶空间之前，并且在先前和相邻靶已经进入所述靶空间之后，在沿着所述靶的轨迹的诊断位置处使多个诊断探针与所述多个靶中的每个靶相互作用；以及

对于所述多个靶中的每个靶：

检测由于所述靶与所述诊断探针之间的所述相互作用而产生的光的多个二维表示；

分析检测到的二维表示；

基于对检测到的二维表示的分析，确定所述靶沿着三维坐标系的每个维度的一个或多个移动性质；以及

基于所确定的一个或多个移动性质来确定是否需要调节被引导到所述靶空间的辐射脉冲的一个或多个特性。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：对于所述多个靶中的每个靶：

检测与所述靶和诊断探针之间的每次相互作用相关联的时间；

分析检测到的时间；以及

基于对检测到的时间的分析，确定所述靶沿着所述三维坐标系的至少一个维度的一个或多个移动性质。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，确定所述靶的所述一个或多个移动性质包括确定所述靶的定位、速度和加速度中的一项或多项。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，检测光的所述二维表示、分析检测到的二维表示、以及确定所述靶的所述一个或多个移动性质是在所述靶进入所述靶空间之前对所述靶执行的。

15.一种设备，包括：

靶传送系统，所述靶传送系统被配置为朝向靶空间释放靶，所述靶包括在被转换成等离子体时发射极紫外(EUV)光的材料；

腔室，所述腔室限定所述靶空间和在所述靶传送系统与所述靶空间之间的区域，所述靶空间被定位成接收多个辐射脉冲，每个辐射脉冲在所述靶空间中与所述靶相互作用，致使所述靶的至少一部分被转换成发射EUV光的等离子体；

诊断系统，所述诊断系统包括：

探针模块，所述探针模块产生多个诊断探针，在所述靶进入所述靶空间之前每个诊断探针在所述区域中与所述靶相互作用；和

检测模块，所述检测模块检测由所述诊断探针和所述靶之间的相互作用产生的光的多个二维表示；以及

控制系统，所述控制系统被连接到所述诊断系统并被配置为：

从所述检测模块接收所述多个二维表示；

分析接收到的二维表示；和

基于所述分析来确定所述靶的一个或多个移动性质。

16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述控制系统被配置为如果所确定的所述靶的一个或多个移动性质在可接受范围之外，则调节被引导到所述靶空间的辐射脉冲的一个或多个特性。

17.根据权利要求15所述的设备，其中，每个诊断探针都是诊断光束。