CN111095041A - 用于光刻设备的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种控制系统配置成调整束或辐射的波前。所述控制系统具有限定所述束的传播路径的一部分的一对反射镜。所述反射镜中的每个反射镜具有轮廓化的反射表面，其配置成造成束的波前的变化。所述反射镜被定位成这样的方式：使所述反射镜相对于彼此旋转从而能够调整波前而不影响所述传播路径。

Description

用于光刻设备的控制系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月20日提交的欧洲申请17192125.7的优先权，所述申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于调整辐射束的波前的控制系统。所述控制系统可以构成适合于光刻设备的辐射源的一部分。

背景技术

光刻设备是一种构造为将所期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以例如用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将来自图案形成装置(例如，掩模)的图案投影到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。

光刻设备用于将图案投影到衬底上的辐射的波长决定了能够在该衬底上形成的特征的最小尺寸。使用EUV辐射(具有在4-20nm范围内的波长的电磁辐射)的光刻设备可用于在衬底上形成比常规光刻设备(所述常规光刻设备可以例如使用波长为193nm的电磁辐射)更小的特征。

可以使用激光产生等离子体(LPP)辐射源来产生EUV辐射。LPP源可以包括配置成提供激光辐射束的种子激光器。激光辐射束可以被放大然后被传送到LPP源的等离子体形成部位区，以激励目标形成等离子体从而产生EUV辐射。激光辐射束的波前在到达等离子体形成区之前可以收集光学像差。光学像差可能以不期望的方式改变激光辐射束的波前的形状。激光辐射束的波前的形状可能影响LPP源的转化效率(即，产生的EUV辐射的功率与需要产生等离子体的功率之比)。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于调整辐射束的波前的控制系统。所述控制系统包括第一反射镜，第一反射镜配置成接收沿第一传播方向的辐射束并沿第二传播方向反射辐射束。第一反射镜还配置成向辐射束的波前的形状施加第一变化。控制系统还包括第二反射镜，第二反射镜配置成沿第三传播方向反射被反射的辐射束，所述第二反射镜还配置成向辐射束的波前的形状施加第二变化。控制系统还具有致动系统，致动系统配置成使第一反射镜和第二反射镜中的特定的一个反射镜绕轴线旋转，所述轴线配置成维持第一传播方向、第二传播方向和第三传播方向中的每个传播方向。

由于辐射束行进通过辐射源时光学像差的收集，所以辐射束的波前的形状可能偏离波前的期望的形状，这可能进而降低辐射源的效率。控制系统有利地控制辐射束的波前的形状，从而能够实现辐射源的效率的增加。使用反射镜而不是透射式光学器件有利地允许控制大功率(例如，约25kW)的激光束，从而制造适用于LPP EUV辐射源的控制系统。控制系统提供不需要对已知的辐射源进行大量重新设计的便宜且灵活的解决方案。

致动系统还可以配置成使第一反射镜和第二反射镜中的另一个反射镜绕第二轴线旋转，所述第二轴线配置成维持第一传播方向、第二传播方向和第三传播方向中的每个传播方向。

第一反射镜和第二反射镜中的至少一个反射镜可以具有符合泽尼克多项式的空间反射结构，所述泽尼克多项式具有大于或等于二次的径向幂次。

泽尼克多项式可以用于表示不同类型的光学像差。具有实质上符合泽尼克多项式的反射镜的空间结构有利地实现了控制辐射束的波前的特定类型的光学像差。具有大于或等于二次的径向幂次的泽尼克多项式是非平面的。

泽尼克多项式可以是像散泽尼克多项式。

已经通过实验发现像散是在改善辐射源的效率时考虑和控制的重要的像差。具有实质上符合像散泽尼克多项式的第一反射镜和第二反射镜中的至少一个反射镜的空间反射结构有利地实现了向辐射束施加波前的形状的期望的像散变化。

具有实质上符合像散泽尼克多项式的第一反射镜和第二反射镜的空间反射结构有利地实现了控制波前的像散像差的幅值和方向，因此允许更好地控制辐射源的效率。

空间反射结构可能符合叠加在二次表面上的泽尼克多项式，所述泽尼克多项式具有大于或等于二次的径向幂次。

已知的辐射源中的一些反射镜具有二次表面。具有实质上符合叠加在二次表面上的像散泽尼克多项式的第一反射镜和第二反射镜中的至少一个反射镜的形状有利地实现了在保持二次反射镜的发散效应或会聚效应的同时还允许这样的反射镜用于控制波前的像差(例如，像散)的辐值和/或角位置。

所述二次表面可以是抛物面。

控制系统还可以包括波前传感器，所述波前传感器配置成感测辐射束的波前并输出指示所感测的波前的波前信号。

控制系统还可以包括处理器，所述处理器配置成接收波前信号；确定所述第一反射镜的第一角位置；确定所述第二反射镜的第二角位置，在所述第一角位置和所述第二角位置的所感测的波前的控制下确定所述第一角位置和所述第二角位置中的至少一个角位置的期望的调整；以及输出指示所述期望的调整的调整信号。

所述控制系统还包括控制器，所述控制器配置成接收所述调整信号并依赖于所述调整信号控制所述致动系统。

根据本发明的第二方面，提供一种EUV辐射源，配置成产生EUV辐射并包括：激光系统和燃料发射器。所述燃料发射器配置成提供燃料目标。所述激光系统配置成提供辐射束，所述辐射束入射在所述燃料目标上以将所述燃料目标转换成产生所述EUV辐射的等离子体。如前所述，所述EUV辐射源还包括用于调整辐射束的波前的控制系统。

根据本发明的第三方面，提供一种光刻系统，包括上文指定的EUV辐射源和光刻设备。所述光刻设备配置成接收来自EUV源的EUV辐射并使用所述EUV辐射以将图案投影到衬底上。

根据本发明的第四方面，提供一种用于控制辐射束的波前的方法，所述方法包括接收沿第一传播方向的辐射束，沿第二传播方向从第一反射镜反射辐射束，并向辐射束的波前的形状施加第一变化，沿第三传播方向从第二反射镜反射被反射的辐射束并向辐射的波前的形状施加第二变化，以及使第一反射镜和第二反射镜中的一个反射镜绕轴线旋转，使得维持第一传播方向、第二传播方向和第三传播方向中的每个传播方向。

第一反射镜和第二反射镜中的至少一个反射镜可以具有符合泽尼克多项式的空间反射结构，所述泽尼克多项式具有大于或等于二次的径向幂次。

第一反射镜和第二反射镜中的至少一个反射镜的角位置可以被调整使得辐射束的波前包括某种被诱导的像散。

如上文提到的，EUV辐射源的燃料发射器提供燃料目标，并且EUV辐射源的激光系统提供辐射束，所述辐射束入射在燃料目标上以将燃料目标转换成进而产生EUV辐射的等离子体。燃料发射器可以提供微小液滴形式的燃料目标，所述微小液滴沿一轨迹被发射至液滴将要被激光束准确击中的区域。可以依赖于辐射束所入射到的燃料的液滴的形状的知识来选择被诱导的像散的辐值和角位置。

依赖于辐射束所入射到的燃料的液滴的形状的知识来选择被诱导的像散的辐值和角位置是有利的，因为已经发现将激光脉冲的束强度轮廓与燃料的液滴的形状匹配可以增加LPP辐射源的转化效率。

根据本发明的第五方面，提供一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质携带计算机可读指令，所述计算机可读指令配置成使辐射波前控制系统执行上文论述的方法。

将理解，本发明的一方面的一个或更多个特征可以与本发明的其它方面的一个或更多个特征结合。

附图说明

现在将参考随附的示意性附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

-图1示意性地描绘了包括光刻设备和辐射源述的光刻系统，所述辐射源包括根据本发明的实施例的用于调整辐射束的波前控制系统；

-图2示意性地描绘了根据本发明的实施例的用于调整辐射束的波前的控制系统；

-图3(由图3的A-C组成)以三个不同的相对角位置示意性地描绘了根据本发明的实施例的控制系统的第一反射镜和第二反射镜的主视图；

-图4(由图4的A-C组成)使用可替代的图示技术示意性地描绘了在图3中示出的第一反射镜和第二反射镜的主视图；

-图5(由图5的A-C组成)以三个不同的相对角位置示意性地描绘了根据本发明的实施例的控制系统的第一反射镜和第二反射镜的主视图；和，

-图6(由图6的A-C组成)使用可替代的图示技术示意性地描绘了在图5中示出的第一反射镜和第二反射镜的主视图。

具体实施方式

图1示出包括根据本发明的一个实施例的控制系统20的光刻系统，所述控制系统20用于调整辐射束的波前的形状。光刻系统包括辐射源SO和光刻设备LA。辐射源SO配置成产生极紫外(EUV)辐射束B。光刻设备LA包括照射系统IL、配置成支撑图案形成装置MA(例如掩模)的支撑结构MT、投影系统PS、以及配置成支撑衬底W的衬底台WT。照射系统IL被配置成在辐射束B入射到图案形成装置MA上之前调节辐射束B。投影系统PS被配置为将辐射束B(现在通过掩模MA图案化)投影到衬底W上。衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备将图案化的辐射束B与先前在衬底W上形成的图案对准。

辐射源SO、照射系统IL和投影系统PS都可以被构造和布置成使得它们可以与外部环境隔离。可以在辐射源SO中提供在低于大气压的压力下的气体(例如氢气)。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供真空。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供在远低于大气压的压力下的少量气体(例如氢气)。

图1中示出的辐射源SO是可以称为激光产生等离子体(LPP)源的类型。激光系统1(例如可以包括CO₂激光器)布置成经由激光辐射束2将能量沉积到燃料(诸如从燃料发射器3提供的锡(Sn))中。虽然在下文描述中提到锡，但是可以使用任何合适的燃料。所述燃料可以例如呈液体形式，并且可以例如是金属或合金。燃料发射器3可以包括喷嘴，所述喷嘴配置成沿朝向等离子体形成区4的轨迹引导例如呈小滴形式的燃料(诸如锡)。激光辐射束2入射到等离子体形成区4处的锡上。激光能量沉积到锡中，在等离子体形成区4处产生等离子体7。在等离子体的离子和电子的去激励期间和复合期间，从等离子体7发射包括EUV辐射的辐射。

EUV辐射由近正入射式辐射收集器5(有时更一般地称为正入射式辐射收集器)收集和聚焦。收集器5可以具有多层结构，其布置成反射EUV辐射(例如，具有诸如13.5nm的期望波长的EUV辐射)。收集器5可以具有椭圆形配置，所述配置具有两个焦点。第一焦点可以在等离子体形成区4处，第二焦点可以在中间焦点6处，如下所述。

激光系统1可以位于距辐射源SO一距离处。在这种情况下，激光辐射束2可以借助于束传递系统(未示出)从激光系统1传递到辐射源SO，所述束传递系统包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器、和/或其它光学器件。激光系统1和辐射源SO可以一起被认为是辐射源。激光系统1可以例如包括种子激光器、一个或更多个光学放大器、以及束传递系统。

由收集器5反射的辐射形成辐射束B。辐射束B在点6处聚焦以形成等离子体形成区4的图像，其用作照射系统IL的虚拟辐射源。辐射束B被聚焦于的点6可以称为中间焦点。辐射源SO布置成使得中间焦点6位于辐射源的封闭结构9中的开口8处或附近。

辐射束B从辐射源SO传递进入照射系统IL中，该照射系统IL被配置成调节辐射束。照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11一起为辐射束B提供所期望的横截面形状和所期望的辐射束B的强度的角分布。辐射束B从照射系统IL传递并入射到由支撑结构MT保持的图案形成装置MA上。图案形成装置MA反射辐射束B并使辐射束B图案化。除了琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11之外或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11，照射系统IL可以包括其它反射镜或装置。

在从图案形成装置MA反射之后，图案化的辐射束B进入投影系统PS。投影系统包括多个反射镜13、14，所述多个反射镜13、14配置成将辐射束B投影到由衬底台WT保持的衬底W上。投影系统PS可以对辐射束施加缩小因子，从而形成其特征小于图案形成装置MA上的对应特征的图像。例如，可以施加为4的缩小因子。尽管投影系统PS在图1中具有两个反射镜13、14，但是投影系统可包括任意数量的反射镜(例如六个反射镜)。

在图1中示出的辐射源SO可以包括未图示的部件。例如，光谱滤波器可以设置在辐射源中。光谱滤波器可以对EUV辐射实质上是透射的，但是对其它波长的辐射(诸如红外辐射)实质上是阻挡的。

辐射源SO的转化效率可能至少部分地依赖于在等离子体形成区4处激光辐射束2的强度分布。如上文解释的，激光辐射束的能量沉积到锡中，在等离子体形成区4处产生等离子体7。在等离子体形成区4处激光辐射束2的强度分布可能至少部分依赖于激光辐射束2的波前。辐射束的波前是一表面，所有点横跨所述表面具有相同的相位。波前传播通过激光系统1。由于光学像差的收集，激光辐射束2的波前可能偏离期望的波前，所述光学像差诸如例如当激光辐射束2行进通过激光系统1并与激光系统1的光学部件相互作用时的像散。例如，当激光辐射束2从种子激光器(未示出)行进至等离子体形成区4时，激光辐射束2可能收集光学像差，这导致激光辐射束2的波前的形状偏离期望的形状。例如，光学像差可能起因于不良的光学部件(诸如激光系统1内的反射镜和/或透镜)、激光系统1内未对准的光学部件、和/或光学元件(例如反射镜的反射表面)的一个或更多个光学属性的热诱发的变化。波前的改变的形状可能导致在等离子体形成区4处的激光辐射束2的横截面中的不期望的强度分布，这进而可能减少由辐射源SO产生的EUV辐射的量。辐射源SO的减少的转化效率可能负面地影响光刻设备的生产量，因为可获得的用于执行衬底W的目标区的光刻曝光的辐射能量较少。当行进通过激光系统1时由激光辐射束2收集的光学像差可能随时间变化(例如，由于激光系统1的部件的光学属性的偏移)和/或可能从一个激光系统到另一个激光系统而变化。

图2示意性地描绘了根据本发明的实施例的用于调整辐射束的波前的控制系统20。控制系统20包括第一反射镜21、第二反射镜23以及致动系统22。第一反射镜21配置成接收沿第一传播方向24a的激光辐射束25并沿第二传播方向24b反射激光辐射束25。第一反射镜21还配置成在辐射束25的波前的形状方面施加第一变化。第二反射镜23配置成沿第三传播方向24c反射被反射的辐射束25。第二反射镜23还配置成在辐射束25的波前的形状方面施加第二变化。为了便于图示，已经使用线来表示辐射束25。在实践中，辐射束25具有横跨第一反射镜21和第二反射镜23入射的有限的横截面积(即，辐射束25从第一反射镜21的反射表面的区域和第二反射镜23的区域反射，而不是从第一反射镜21和第二反射镜23上的单个的点反射)。辐射束25可以例如具有约25kW的功率。致动系统22被配置成分别使第一反射镜21和第二反射镜23绕轴线30和轴线34相对于彼此旋转。轴线30、34被配置成维持第一传播方向24a、第二传播方向24b和第三传播方向24c中的每个传播方向。轴线30、34可以穿过第一反射镜21或第二反射镜23的反射表面。致动系统22还可以被配置成使第一反射镜21和第二反射镜23中的另一个绕第二轴线30、34旋转。第二轴线30、34被配置成维持第一传播方向24a、第二传播方向24b和第三传播方向24c中的每个传播方向。

因此，控制系统被配置成调整辐射束的波前。所述控制系统具有限定所述束的传播路径的一部分的一对反射镜。所述反射镜中的每个反射镜具有轮廓化的反射表面，其配置成造成束的波前的变化。所述反射镜被定位成这样的方式：使所述反射镜相对于彼此旋转从而能够调整波前而不影响所述束的传播路径。

可以实施以下示例情境。第一反射镜21绕轴线30旋转至新的角位置，而第二反射镜绕轴线34的角位置保持不变。作为另一示例，第一反射镜21绕轴线30旋转至新的角位置且第二反射镜23绕轴线34旋转至另一新的角位置。作为又一示例，第一反射镜21绕轴线30的角位置保持不变而第二反射镜23绕轴线34旋转至新的角位置。

致动系统22可以例如包括步进马达。

可以在第一反射镜21与第二反射镜23之间呈现额外的光学部件。也就是说，在从第一反射镜21反射之后，辐射束25可以在从第二反射镜23反射之前与一个或更多个其它光学部件(例如一个或更多个另外的反射镜，未示出)相互作用。辐射束25可以沿传播方向24a-b入射在第一反射镜21和/或第二反射镜23上，所述传播方向24a-b不与第一反射镜21和/或第二反射镜23的旋转轴线30、34平行。可替代地，辐射束25可以沿传播方向24a-b入射在第一反射镜21和/或第二反射镜23上，所述传播方向24a-b与第一反射镜21和/或第二反射镜23的旋转轴线30、34平行。

控制系统20可以包括波前传感器28。波前传感器28可以例如包括夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)波前传感器。在辐射束已经从第二反射镜23反射之后，可以在辐射束25的路径中设置分束器29。分束器29可以被配置成传递大多数的辐射束25以在LPP辐射源中使用并朝向波前传感器28反射少数的辐射束25。在辐射束已经从第二反射镜23反射之后，波前传感器28可以被配置成感测辐射束25的波前。然后波前传感器可以输出指示如所感测的辐射束25的波前的信号。由波前传感器28输出的信号输出可以被提供至处理器27。处理器27被配置成接收指示由波前传感器28感测的辐射束25的波前的信号。处理器27还被配置成接收指示第一反射镜21和第二反射镜23的相对角位置的信号。处理器27被配置成确定第一反射镜21和/或第二反射镜23的角位置的调整以向辐射束25的波前施加期望的修改。处理器27被配置成向控制器26提供指示所述调整的信号。控制器26可以被配置成接收来自处理器27的信号并控制致动系统22以将所确定的调整施加至第一反射镜21和/或第二反射镜23的角位置。通过监测辐射束25的波前并旋转第一反射镜21和/或第二反射镜23，期望的修改可以被施加至辐射束25的波前。

LPP辐射源中的激光系统可以被配置成当产生等离子体时提供预脉冲和主脉冲。预脉冲和主脉冲可以具有类似的波长(例如约10μm)。可替代地，预脉冲和主脉冲可以具有实质上不同的波长(例如，预脉冲可以具有约1μm的波长且主脉冲可以具有约10μm的波长)。主脉冲可以具有比预脉冲更高的功率。预脉冲可以被配置成例如通过改变燃料液滴的形状来调节燃料液滴以接收主脉冲。主脉冲可以被配置成在燃料液滴已经被预脉冲撞击之后将调节后的燃料液滴转换成等离子体。控制系统20可以位于预脉冲行进通过但主脉冲不行进通过的LPP辐射源的截面中。这使得预脉冲的波前能够被控制而不影响主脉冲的波前。可替代地，控制系统20可以位于预脉冲和主脉冲两者都行进通过的LPP辐射源的截面中。这使得预脉冲和主脉冲两者的波前都能够被控制。作为另一可替代的方案，LPP辐射源可以设置有两个控制系统20。第一控制系统20可以位于预脉冲行进通过但主脉冲不行进通过的LPP辐射源的截面中。第二控制系统20可以位于预脉冲和主脉冲两者都行进通过的LPP辐射源的另一截面中。作为又一可替代的方案，第一控制系统可以位于仅预脉冲行进通过的LPP辐射源的截面中，并且第二控制系统可以位于仅主脉冲行进通过的LPP辐射源的另一截面中。这使得预脉冲和主脉冲的波前能够被独立地控制。

第一反射镜21和第二反射镜23中的至少一个反射镜可以具有符合泽尼克(Zernike)多项式的空间反射式结构。也就是说，第一反射镜和第二反射镜中的至少一个反射镜的空间反射结构(即，对辐射束进行反射的反射镜的部分的非平面形貌)的形状可以被认为实质上符合泽尼克多项式的形状。泽尼克多项式可以具有大于或等于二次的径向幂次。泽尼克多项式可以例如是像散泽尼克多项式。在图3和图4中示出了具有实质上符合像散泽尼克多项式的形状的第一反射镜和第二反射镜的示例。可替代地，空间反射结构可以符合叠加在二次表面上的泽尼克多项式。泽尼克多项式可以具有大于或等于二次的径向幂次(例如，像散泽尼克多项式)。所述二次表面可以例如是抛物面。在图5和图6中示出了具有实质上符合叠加在抛物面上的像散泽尼克多项式的形状的第二反射镜的示例。

第一反射镜和/或第二反射镜可以由块状反射材料(例如，铜)形成，所述块状反射材料已经在反射表面上设置有空间反射结构(即，非平面形貌)。例如，可以在计算机控制的抛光机或铣床中处理铜块的表面。计算机控制的抛光机或铣床可以是自由形式的光学器件制造和测量工具。涂层可以被施加至第一反射镜和/或第二反射镜的空间反射结构以改善第一反射镜和/或第二反射镜的反射率。

如前文中提到的，在本发明的内容背景下，波前是表示在激光辐射(电磁波)中全部在同一相位下传播的一组点的虚拟表面。不同的波前表示不同组的点，并且不同的组与不同的相位关联。通过定义，表示辐射的射线垂直于波前延伸。假定在辐射的传播路径中的特定部位处，一些射线的路径长度相对于其它射线的路径长度增加。则在射线上经历增加的路径长度的同一相位的点将开始滞后于在其它射线上同一相位的点。因此，波前的形状将开始相应地改变。

图3(由图3的A-C组成)以三个不同的相对角位置示意性地描绘了根据本发明的实施例的第一反射镜和第二反射镜的主视图。在图3的A-C中描绘的多行的带有阴影的圆表示对于辐射束的射线的相位的个体效应和净效应两者，因此由于第一反射镜和第二反射镜的不同相对角位置而导致的对于相位的个体效应和净效应。图3的A-C的每个中的左手侧的带有阴影的圆31表示由第一反射镜的反射导致的路径长度或相位的变化。图3的A-C的每个中的中心的带有阴影的圆32表示由第二反射镜的反射导致的辐射的路径长度(或相位)的变化。每行中的右手侧的带有阴影的圆33表示由第一反射镜和第二反射镜的反射导致的路径长度(或相位)的净变化。暗阴影指示相位的正变化，其中较暗的阴影对应于相位的较大的正变化。亮阴影指示相位的负变化，其中较亮的阴影对应于相位的较大的负变化。图3的A的右手侧的圆33中示出的阴影表示相位无变化。圆中的不同阴影的不同区域指示向入射在不同区域上的射线施加不同的相位变化。

每个反射镜31、32的空间反射结构(即，反射所述辐射束的反射镜的部分的非平面形貌)的形状符合施加至从反射镜反射的辐射的射线的相位变化。空间反射结构被配置成依赖于辐射的入射射线所入射至的空间反射结构的面积来改变辐射的入射射线的光学路径长度达不同的量。改变辐射束中的辐射的不同的射线的光学路径长度达不同的量改变辐射束的波前的形状。可以依赖于要被校正的像差的幅度大小和/或控制系统的分辨率来选择空间反射结构的峰部与空间反射结构的谷部之间的距离(即峰部与谷部的距离或峰谷距离)。空间反射结构的峰谷距离可以小于或等于将要使用控制系统控制的辐射束的波长。空间反射结构的峰谷距离可以等于将要使用控制系统控制的辐射束的波长的约一半。例如，将要校正的像差的幅值可以与辐射束的波长处于同一数量级。例如，如果辐射束具有10μm的波长，则空间反射结构的峰谷距离可以小于或等于约10μm，例如约5μm。作为另一示例，如果辐射束具有约1μm的波长，则空间反射结构的峰谷距离可以小于或等于约1μm，例如约0.5μm。

在图3的示例中，第一反射镜31的空间反射结构(即，反射所述辐射束的反射镜的非平面形貌)的形状实质上符合像散泽尼克多项式的形状，且第二反射镜32的空间反射结构的形状实质上符合像散泽尼克多项式的形状。也就是说，在图3的示例中，第一反射镜和第二反射镜具有相同的形状。在图3的A中，第一反射镜31的角位置与第二反射镜32的角位置相差90°。施加至从第一反射镜31反射的辐射束的射线的相位变化与施加至从第二反射镜32反射的辐射的射线的相位变化相抵消。因此从第一反射镜31和第二反射镜32反射的辐射束的射线的相位的净变化为零，如图3的A的右手侧的带有阴影的圆33示出的。

在图3的B中，第一反射镜31相对于其在图3的A中的位置逆时针旋转(当直视时，如由图3中的箭头指示的)。第二反射镜32相对于其在图3的A中的位置顺时针旋转。在图3的B的示例中，第一反射镜31和第二反射镜32沿相反的方向旋转相等的量。反射镜31、32的角位置的变化导致从第一反射镜和第二反射镜反射的辐射束的相位33的非零的净变化。也就是说，在图3的B的示例中，通过沿相反的方向旋转第一反射镜31和第二反射镜32来控制相位33的净变化的幅值。仅旋转反射镜31、32中的一个反射镜可能引起角位置的变化以及相位33的净变化的幅值的变化。可以通过旋转第一反射镜31和/或第二反射镜32使得第一反射镜31和第二反射镜32在同一角位置对准来获得净变化的最大幅值。也就是说，当第一反射镜31和第二反射镜32彼此旋转对准时，从第一反射镜31和第二反射镜32反射的辐射束的相位的变化总和处于其最大值。

在图3的C中，第一反射镜31相对于其在图3的B中的位置顺时针旋转(当直视时，如由图3中的箭头示出的)。第二反射镜32也相对于其在图3的B中的位置顺时针旋转。在图3的C的示例中，第一反射镜31和第二反射镜32顺时针旋转相等的量。施加至从第一反射镜31和第二反射镜32反射的辐射的相位33的净变化与图3的B中示出的净变化具有相同的幅值。然而，相位33的净变化的角位置已经相对于其在图3的B中位置顺时针旋转。也就是说，在图3的C中，通过使第一反射镜31和第二反射镜32沿同一方向旋转相等的量来控制相位33的净变化的角位置。

使两个反射镜31、32沿相反的方向旋转相等的量改变净变化33的幅值。使两个反射镜31、32沿同一方向旋转相等的量改变净变化33的角位置。第一反射镜31和第二反射镜32的相对角位置的变化实现将要施加至从第一反射镜和第二反射镜反射的辐射束的相位中的净变化33的幅值和/或角位置的控制。在图3的示例中，第一反射镜31的形状实质上符合像散泽尼克多项式(即，

或

)的形状。第二反射镜32的形状实质上也符合像散泽尼克多项式的形状。反射镜31、32的空间反射结构两者都是像散式的导致也是像散形式的相位的净变化33。可以通过使用具有不同形状的第一反射镜31和第二反射镜32来获得净变化33的不同形式。例如，第一反射镜和第二反射镜可以具有实质上符合彗差泽尼克多项式(即

或

)或三叶草泽尼克多项式(即

或

)的形状的空间反射结构。

图4(由图4的A-C组成)使用可替代的图示技术示意性地描绘了在图3中示出的第一反射镜和第二反射镜的主视图。在图4的示例中，使用数字而不是图3中使用的阴影来表示从第一反射镜和第二反射镜反射的辐射束的射线的相位变化。在图4的示例中，使用正号(例如+1)表示相位的正变化，并且使用负号(例如，-1)表示相位的负变化。将理解，第一反射镜和第二反射镜的表面形貌逐渐变化，且图4中示出的不同边界仅为了图示方便。例如，图4的A中示出的第一反射镜31的空间反射结构的变化在“+1”象限与“-1”象限之间是渐进的，即，与图3的A中描绘的第一反射镜31中描绘的渐进的变化类似。用数字“0”表示相位无变化。上文关于图3的A-C对第一反射镜31和第二反射镜32的空间反射结构、第一反射镜31和第二反射镜32的相对角位置的变化、以及施加的相位的净变化33的论述同样适用于图4的A-C。

图5(由图5的A-C组成)以三个不同的相对角位置示意性地描绘了根据本发明的实施例的第一反射镜和第二反射镜的主视图。与图3中的情况一样，图5的A-C中描绘的多行的带有阴影的圆表示由于第一反射镜41和第二反射镜42的不同的相对角位置导致的对相位的个体效应和净效应两者。每个反射镜41、42的空间反射结构(即，反射所述辐射束的反射镜的部分的非平面形貌)的形状符合施加至从反射镜反射的辐射的相位变化。图5的A-C的每个中的左手侧的带有阴影的圆41表示由第一反射镜的反射引起的相位变化。图5的A-C的每个中的内部左手侧的带有阴影的圆42表示由第二反射镜的反射引起的相位变化。图5的A-C中的每个中的内部右手侧的带有阴影的圆43a表示由从第一反射镜41和第二反射镜42反射的辐射引起的像散像差的净变化。每行中的右手侧的带有阴影的圆43b表示由从第一反射镜41和第二反射镜42反射的辐射引起的聚焦像差的净变化。暗阴影指示相位的负变化，其中较暗的阴影对应于相位的较大的负变化。亮阴影指示相位的正变化，其中较亮的阴影对应于相位的较大的正变化。图5的A的内部右手侧的圆43a中示出的阴影表示相位无变化。

在图5的示例中，第一反射镜41的空间反射结构的形状实质上符合像散泽尼克多项式的形状。第二反射镜42的空间反射结构的形状实质上符合叠加在抛物面上的像散泽尼克多项式。向抛物面施加像散泽尼克多项式41可以例如导致实质上符合圆柱体的弯曲表面的表面。具有二次反射表面(例如，抛物面)的反射镜的峰谷距离可以明显地大于叠加至反射镜上的泽尼克多项式的峰谷距离。抛物面的峰谷距离可以为例如约60μm，而像散泽尼克多项式的峰谷距离可以为例如约5μm(当辐射束具有约10μm的波长)。作为另一示例，如果辐射束具有约1μm的波长，则空间反射结构的峰谷距离可以小于或等于约1μm，例如约0.5μm。二次表面(例如，会聚反射镜和/或发散反射镜的表面)存在于已知的LPP辐射源中且可以被修改以叠加像散泽尼克多项式的形状。叠加凸的抛物表面和像散泽尼克多项式可能例如会导致实质上符合圆柱体的弯曲表面的表面42，诸如图5的A-C示出的那样。在图5的A中，第一反射镜41的角位置不同于第二反射镜42的角位置，使得像散像差的净变化43a为零。也就是说，施加至从第一反射镜41反射的辐射束的像散像差的变化与施加至从第二反射镜42反射的辐射的像散像差的变化抵消。因此从第一反射镜41和第二反射镜42反射的辐射束的射线的相位的净变化43a、43b为经由第二反射镜42的形状施加球面波前43b。

在图5的B的示例中，第一反射镜41相对于其在图5的A中的位置逆时针旋转且第二反射镜42相对于其在图5的A中的位置顺时针旋转。在图5的B的示例中，第一反射镜41和第二反射镜42沿相反的方向旋转相等的量。反射镜41、42的相对角位置的变化导致从第一反射镜41和第二反射镜42反射的辐射束的被诱导的像散像差的非零的净变化43a。也就是说，在图4的B的示例中，通过沿相反的方向旋转第一反射镜41和第二反射镜42来控制被诱导的像散像差的净变化43a的幅值。反射镜41、42中的仅一个反射镜旋转可能引起将要被控制的被诱导的像散像差的净变化43a的幅值和角位置两者的变化。由于第二反射镜42的空间反射结构的形状实质上符合叠加在抛物面上的像散泽尼克多项式，因此相位的净变化还包括球面波前43b的施加。也就是说，已经向波前引入期望的像散量，同时保持向从第一反射镜41和第二反射镜42反射的辐射束施加球面波前。

在图5的c的示例中，第一反射镜41相对于其在图5的B中的位置顺时针旋转且第二反射镜42相对于其在图5的B中的位置顺时针旋转。第一反射镜41和第二反射镜42被顺时针旋转相等的量。从第一反射镜41和第二反射镜42反射的辐射的被诱导的像散像差的净变化43a具有相同的幅值，如在图5的B中示出的。然而，被诱导的像散像差的净变化43a的角位置已经相对于其在图5的B中的位置顺时针旋转。也就是说，在图5的C中，通过使第一反射镜41和第二反射镜42沿同一方向旋转相等的量来控制被诱导的像散像差的净变化的角位置。由于第二反射镜42的空间反射结构的形状实质上符合叠加至抛物面上的像散泽尼克多项式，因此相位的净变化还包括球面波前43b的施加。也就是说，已经引入像散的受控的幅值和角位置同时保持向从第一反射镜41和第二反射镜42反射的辐射束施加球面波前。

图6(由图6的A-C组成)使用可替代的图示技术示意性地描绘了在图5中示出的第一反射镜和第二反射镜的主视图。与图4中的情况一样，使用数字而不是图5中使用的阴影来表示从第一反射镜41和第二反射镜42反射的辐射束的射线的相位变化。在图6的示例中，使用正号(例如“+1”)表示相位的正变化，并且使用负号(“-1”)表示相位的负变化。将理解，第一反射镜41和第二反射镜42的空间反射结构的表面形貌逐渐变化，且图6中示出的不同边界仅为了图示方便。例如，图6的A中示出的第一反射镜41的形状的变化在“+1”象限与“-1”象限之间是渐进的，即，图5的A中描绘的第一反射镜41的形貌逐渐变化。用数字“0”表示相位无变化。上文关于图5的A-C对第一反射镜41和第二反射镜42的形状、第一反射镜41和第二反射镜42的相对角位置的变化、被诱导的像散像差的净变化、以及球面波前的施加的论述同样适用于图6的A-C。

将理解，第一反射镜的空间反射结构和/或第二反射镜的空间反射结构可以实质上符合具有大于或等于二次的径向幂次的任何泽尼克多项式的形状。例如，第一反射镜和/或第二反射镜的空间反射结构的形状可以实质上符合表示彗差像差的泽尼克多项式、表示三叶草像差的泽尼克多项式等。

所述控制系统可以被用于施加任何期望的辐射相位的变化。例如，辐射波前控制系统可以被用于控制辐射束的波前，使得辐射束到达具有实质上平面的波前(即，由相等相位的点组成的表面实质上是平面的)的等离子体形成部位。可替代地，控制系统可以被用于控制辐射束的波前，使得辐射束到达具有期望的光学像差(例如，像散)幅值和/或角位置的等离子体形成部位。提供具有期望的像散量的辐射束可以有利地改善LPP辐射源的转化效率。这是因为如由激光脉冲中的一个激光脉冲"看见的"燃料液滴的横截面不是圆形的而是大致椭圆的，并且将激光脉冲的束强度轮廓与燃料的液滴的形状更好地匹配可以增加LPP辐射源的转化效率。

当从第一反射镜和第二反射镜反射时，所述辐射束可能遭受不想要的像差。例如，当辐射束沿不平行于第一反射镜和/或第二反射镜的旋转轴线的传播方向入射在第一反射镜和/或第二反射镜上时，辐射束可能遭受较高阶的像差(诸如例如彗差)和/或较低阶的像差(诸如例如倾斜)。然而，使用图3和图5中示出的第一反射镜和第二反射镜执行的模拟已经决定了这些不想要的像差具有可以忽略的幅度。第一反射镜和第二反射镜之间的未对准可能引入不想要的像差(例如，倾斜)。

第一反射镜和/或第二反射镜可能不需要被添加至已知的LPP辐射源。已经存在于已知的LPP辐射源中的一个或更多个平面反射镜可以被修改，使得所述反射镜包括非平面反射表面且使得每个反射镜能够经由致动系统旋转。可替代地和/或另外，具有已经存在于已知的LPP辐射源中的非平面反射表面的一个或更多个反射镜可以被赋予旋转(例如，通过安装致动系统)的能力，从而使反射镜能够构成本文中描述的控制系统的一部分。在已知的LPP辐射源中具有非平面反射表面(例如，具有椭圆形、圆柱形、抛物面等反射表面的反射镜)的现有反射镜可以具有其形貌和/或圆锥常数，所述形貌和/或圆锥常数被修改用于向辐射束的波前的形状施加不同的变化。例如，凸的抛物面反射镜可以被修改成也包括像散，这可能导致反射镜的形状实质上符合叠加至抛物面上的像散泽尼克多项式(例如，在图5中的内部左手侧的带有阴影的圆42)。致动系统可以被配置成使第一反射镜绕穿过第一反射镜的反射表面的轴线旋转。致动系统可以被配置成使第二反射镜绕穿过第二反射镜的反射表面的轴线旋转。例如，致动系统可以被配置成使第一反射镜和第二反射镜绕第一反射镜和第二反射镜的反射表面的中心表面法线旋转。

术语“EUV辐射”可以被认为包括波长在4-20nm范围内(例如在13nm-14nm范围内)的电磁辐射。EUV辐射可以具有小于10nm的波长，例如在4-10nm范围内的波长，诸如6.7nm或6.8nm的波长。

尽管在本文中在光刻设备的内容背景下对本发明的实施例进行具体的参考，但是本发明的实施例可以用于其它设备。本发明的实施例可以构成掩模检查设备、量测设备或测量或处理诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置)之类的物体的任何设备的一部分。本发明可以用于控制在这样的设备中使用的辐射束的波前。这些设备通常可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

虽然在本文中可以对在IC制造中的光刻设备的使用进行了具体参考，但是应该理解，本文中的描述的发明可以具有其它应用。可能的其它应用包括控制要在检查工具中使用以检查由光刻设备图案化的衬底的辐射束的波前。

可以在硬件、固件、软件或其任何组合中实施本发明的实施例。本发明的实施例也可以被实施为存储在机器可读介质上的指令，所述指令可以由一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于储存或传输呈机器(例如，计算装置)可读的形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘储存介质；光学储存介质；闪速存储装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。另外，本文中，可以将固件、软件、例程、指令描述为执行某些动作。然而，应理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这些动作实际上是由计算装置，处理器，控制器或执行固件、软件、例程、指令等的其它装置产生的。

虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实践。上文的描述旨在是示例性的而非限制性的。因此，本领域的技术人员将明白，在不背离下面阐述的权利要求书的范围的情况下，可以对所描述的发明进行修改。

Claims (12)

1.一种用于调整辐射束的波前的控制系统，所述控制系统包括：

第一反射镜，所述第一反射镜配置成接收沿第一传播方向的辐射束并沿第二传播方向反射所述辐射束，所述第一反射镜还配置成向所述辐射束的所述波前的形状施加第一变化；

第二反射镜，所述第二反射镜配置成沿第三传播方向反射所述被反射的辐射束，所述第二反射镜还配置成向所述辐射束的所述波前的所述形状施加第二变化；和

致动系统，所述致动系统配置成绕轴线旋转所述第一反射镜和所述第二反射镜中的特定的一个反射镜，所述轴线配置成维持所述第一传播方向、所述第二传播方向和所述第三传播方向中的每个传播方向。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述致动系统还配置成绕第二轴线旋转所述第一反射镜和所述第二反射镜中的另一个反射镜，所述第二轴线配置成维持所述第一传播方向、所述第二传播方向和所述第三传播方向中的每个传播方向。

3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，所述第一反射镜和第二反射镜中的至少一个反射镜具有符合泽尼克多项式的空间反射结构，所述泽尼克多项式具有大于或等于二次的径向幂次。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述泽尼克多项式是像散泽尼克多项式。

5.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，所述空间反射结构符合叠加在二次表面上的泽尼克多项式，所述泽尼克多项式具有大于或等于二次的径向幂次。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其中，所述泽尼克多项式是像散泽尼克多项式。

7.根据权利要求5或6所述的控制系统，其中，所述二次表面是抛物面。

8.根据任一前述权利要求所述的控制系统，还包括波前传感器，所述波前传感器配置成感测所述辐射束的波前并输出指示所感测的波前的波前信号。

9.根据权利要求8所述的控制系统，还包括处理器，所述处理器配置成：

接收所述波前信号；

确定所述第一反射镜的第一角位置；

确定所述第二反射镜的第二角位置，

在所述第一角位置和所述第二角位置的所感测的波前的控制下确定所述第一角位置和所述第二角位置中的至少一个角位置的期望的调整；和

输出指示所述期望的调整的调整信号。

10.根据权利要求9所述的控制系统，还包括控制器，所述控制器配置成接收所述调整信号并依赖于所述调整信号控制所述致动系统。

11.一种EUV辐射源，配置成产生EUV辐射并包括：

燃料发射器，所述燃料发射器配置成提供燃料目标；

激光系统，所述激光系统配置成提供辐射束，所述辐射束入射在所述燃料目标上以将所述燃料目标转换成产生所述EUV辐射的等离子体；和

根据前述权利要求中任一项所述的控制系统。

12.一种光刻系统，包括根据权利要求11所述的EUV辐射源和光刻设备，所述光刻设备配置成接收来自所述EUV辐射源的EUV辐射并使用所述EUV辐射以将图案投影到衬底上。

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