CN114041087A - 用于光放大腔的测量系统 - Google Patents

用于光放大腔的测量系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114041087A
CN114041087A CN202080048534.5A CN202080048534A CN114041087A CN 114041087 A CN114041087 A CN 114041087A CN 202080048534 A CN202080048534 A CN 202080048534A CN 114041087 A CN114041087 A CN 114041087A
Authority
CN
China
Prior art keywords
radiation beam
image
input
input radiation
measurement system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080048534.5A
Other languages
English (en)
Inventor
B·戈克斯
V·P·甘古利
S·S·R·奥马罗辛哈
A·M·斯卓克肯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
ASML Holding NV
Original Assignee
ASML Holding NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASML Holding NV filed Critical ASML Holding NV
Publication of CN114041087A publication Critical patent/CN114041087A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/0014Monitoring arrangements not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4257Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/10Bifocal lenses; Multifocal lenses
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0071Beam steering, e.g. whereby a mirror outside the cavity is present to change the beam direction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/038Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08059Constructional details of the reflector, e.g. shape
    • H01S3/08068Holes; Stepped surface; Special cross-section
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1301Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1305Feedback control systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/22Gases
    • H01S3/223Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/2232Carbon dioxide (CO2) or monoxide [CO]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2366Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media comprising a gas as the active medium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
    • H01S5/2218Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special optical properties
    • H01S5/2219Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special optical properties absorbing
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/008X-ray radiation generated from plasma involving a beam of energy, e.g. laser or electron beam in the process of exciting the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00Functional characteristics
    • H01S2301/20Lasers with a special output beam profile or cross-section, e.g. non-Gaussian
    • H01S2301/203Lasers with a special output beam profile or cross-section, e.g. non-Gaussian with at least one hole in the intensity distribution, e.g. annular or doughnut mode

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

一种用于光放大腔的测量系统,包括:输入光学元件;成像系统;以及检测器。所述输入光学元件用于接收输入辐射束并且所述输入光学元件:沿第一光路引导所述输入辐射束的第一部分;以及沿第二光路引导所述输入辐射束的第二部分(例如进入光放大腔中)。成像系统被布置在所述第一光路上并且被配置成在图像平面中形成:所述输入辐射束的所述第一部分的第一图像和第二图像,所述第一图像和所述第二图像属于沿所述第一光路的两个不同平面。所述检测器被设置在所述图像平面中且可操作以检测所述第一图像和所述第二图像。

Description

用于光放大腔的测量系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年7月11日递交的欧洲申请19185779.6的优先权,该欧洲申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于光放大腔的测量系统。所述光放大腔可以形成激光系统的一部分,所述激光系统继而可以形成激光产生等离子体(LPP)辐射源的一部分。LPP辐射源可以产生极紫外(EUV)辐射,并且可以形成光刻系统的一部分。
背景技术
光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。例如,光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如,掩模)处的图案投影到设置于衬底(例如晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
为了将图案投影到衬底上,光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定了可以形成于所述衬底上的特征的最小大小。使用具有在4至20nm(例如6.7nm或13.5nm)范围内的波长的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以被用来在衬底上形成比使用例如具有约193nm波长的辐射的光刻设备更小的特征。
用于光刻设备的EUV辐射可以由激光产生等离子体(LPP)辐射源产生。在LPP辐射源内,可以使用激光束来辐照燃料液滴以便产生将发射EUV辐射的等离子体。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供了一种用于光放大腔的测量系统,所述测量系统包括:输入光学元件,所述输入光学元件用于接收输入辐射束并且所述输入光学元件:沿第一光路引导所述输入辐射束的第一部分;以及沿第二光路引导所述输入辐射束的第二部分;成像系统,所述成像系统被布置在所述第一光路上,并且被配置成在图像平面中形成:所述输入辐射束的所述第一部分的第一图像和第二图像,所述第一图像和所述第二图像属于沿所述第一光路的两个不同平面;以及检测器,所述检测器设置在所述图像平面中且可操作以检测所述第一图像和所述第二图像。
所述第二光路通向光放大腔(并且可以形成用于光放大腔的输入光路)。因此,在使用中,所述输入光学元件可以接收输入辐射束并且将所述辐射束的第二部分引导至这样的光放大腔,而同时也沿所述第一光路引导所述输入辐射束的所述第一部分。根据本发明第一方面的所述测量系统是有利的,因为它允许确定输入辐射束(其待输入至光放大腔)的位置和方向。特别地,如下文进一步讨论的,它允许将此类测量用作反馈对准过程的一部分,所述反馈对准过程用于将输入辐射束与光放大腔对准。
将了解,所述输入辐射束的所述第一部分的位置和/或方向指示或关于所述输入辐射束的所述第二部分(其可以是光放大腔的输入)的位置和/或方向。例如,所述输入光学元件可以是分束器。
所述第一图像和所述第二图像中的每个图像可以提供与所述输入辐射束的位置有关的信息。
将理解,沿所述第一光路的被成像到所述检测器上的两个不同平面可以在所述第一光路上在轴向上间隔开。这里,轴向方向应被理解为指代沿辐射或光传播所沿循的光路的方向。由于所述第一图像和所述第二图像属于沿所述第一光路的两个不同平面,因此所述第一图像与所述第二图像的组合可以提供与所述输入辐射束的方向有关的信息。
所述测量系统还可以包括操纵光学器件。所述操纵光学器件可以被布置成接收所述输入辐射束并且将所述输入辐射束引导至所述输入光学元件。所述操纵光学器件可以包括调节机构,所述调节机构可操作以控制所述输入辐射束在所述输入光学元件处的方向和/或位置。
有利地,这样的布置允许优化被输入到光放大腔中的辐射束的位置和/或方向。所述操纵光学器件的所述调节机构可以用于控制所述输入光学元件处的所述输入辐射束的方向和/或位置。同时,可以使用在所述检测器上形成的所述第一图像和所述第二图像来监测所述辐射束的位置和/或方向。因此,用户可以使用所述操纵光学器件的所述调节机构将所述输入辐射束与光放大腔对准。例如,所述用户可以使用所述操纵光学器件的所述调节机构来控制所述输入辐射束的位置和/或方向,直到所述第一图像和所述第二图像具有期望的位置和/或形状为止。
将了解,所述操纵光学器件可以包括允许控制所述输入辐射束的方向和/或位置的任何光学器件系统。在一个实施例中,所述操纵光学器件可以包括两个可移动的反射镜,它们被布置成依次接收所述输入辐射束。例如,所述可移动反射镜中的每个可移动反射镜可以是可旋转的和/或可平移的。在一个实施例中,所述可移动反射镜中的每个可移动反射镜能够绕两个相互正交的轴旋转。
所述测量系统还可以包括显示器,所述显示器用于在沿所述第一光路的两个不同(在轴向上间隔开的)平面中显示所述输入辐射束的图像。这可以为执行对准过程的用户提供视觉指导或引导。
所述测量系统还可以包括存储器,所述存储器可操作以储存与输入辐射束的名义方向和/或名义位置有关的信息。
例如,所述存储器可以储存与当所述输入辐射束指向所述名义方向和/或处于所述名义位置时将会形成的所述第一图像和所述第二图像有关的信息。所述存储器可以存储当所述输入辐射束指向所述名义方向和/或处于所述名义位置时将会被形成的所述第一图像和所述第二图像。额外地或替代地,所述存储器可以存储与这些第一图像和第二图像有关的信息(诸如例如其中心位置)。
所述测量系统还可以包括反馈回路,所述反馈回路可操作以使用所述操纵光学器件的所述调节机构来控制所述输入辐射束的位置和/或方向,直到所述输入辐射束的位置和/或方向与输入辐射束的名义方向和/或名义位置基本上一致为止。
这样的布置可以有利地允许用于光放大腔的对准过程基本上是自动化的。
所述显示器还可以是可操作的以针对所述第一图像和所述第二图像中的每一个图像显示至少一个视觉标识,所述至少一个视觉标识指示当所述输入辐射束的位置和/或方向与输入辐射束的名义方向和/或名义位置基本上一致时,所述第一图像和所述第二图像中的所述每一个图像的位置和/或形状。
例如,可以在所述显示器上显示标识(例如十字),以指示所述第一图像和所述第二图像中的每个图像的中心的期望位置或名义位置。用户可以使用所述操纵光学器件的所述调节机构来控制所述输入辐射束的位置和/或方向,直到所述第一图像和所述第二图像中的每个图像的中心与所述标识中的一个标识重合为止。
将了解,所述成像系统可以包括任何光学器件系统,其可操作以将所述辐射束拆分成两部分并且从所述两部分形成第一图像和第二图像。
所述成像系统可以包括透镜,所述透镜具有两个表面,每个表面均设置有反射涂层,所述两个表面中的至少一个表面是弯曲的,并且其中所述输入辐射束的第二部分被离轴地入射到所述第二透镜上,并且其中第一图像和第二图像由所述输入辐射束的所述第二部分的分立的部分形成,所述分立的部分经历来自所述两个表面的不同数目次反射。
将理解,所述透镜的轴可以是所述透镜的旋转轴。还将理解,离轴入射到所述第二透镜上的辐射束旨在意指所述辐射束入射到与所述第二透镜的轴相距非零距离的位置上。
利用这种布置,入射到所述透镜上的所述辐射的第一透射部分在所述透镜的第一表面和第二表面两者处被透射。如果这两个表面上的所述涂层的反射率为R,则所述入射辐射的形成此第一透射部分的分数即分率由(1-R)2给出。所述第一透射部分可以被称为零阶束。
此外,入射到所述透镜上的所述辐射的第二透射部分在所述第一表面处被透射,在所述第二表面处被内反射,在所述第一表面处被内反射,且然后在所述第二表面处被透射。所述入射辐射的形成此第二透射部分的分数即分率由R2(1-R)2给出。所述第二透射部分可以被称为一阶束。
由于所述输入辐射束的所述第二部分离轴地入射到所述透镜上(即,在与所述透镜的轴相距某一非零距离的位置处),所述第一透射部分和所述第二透射部分在空间上分离,且因此将入射到所述检测器的不同部分上。
此外,所述第一透射部分和所述第二透射部分传递通过所述透镜中的不同路径。特别地,所述第二透射部分经历来自所述透镜的所述两个表面(其中的至少一个表面是弯曲的)的另外两次反射。因此,实际上,所述第一透射部分和所述第二透射部分经历不同量的光功率。等效地,对于所述第一透射部分和所述第二透射部分,所述透镜的焦距是不同的。结果,在所述检测器的平面中,所述第一透射部分和第二透射部分是所述输入辐射束的所述第一部分的来自沿所述第一光路的两个不同平面的图像。
所述第一图像可以由入射到所述透镜上的所述辐射的所述第一透射部分形成,所述第一透射部分在所述透镜的所述第一表面和所述第二表面两者上被透射。所述第二图像可以由入射到所述透镜上的所述辐射的第二透射部分形成,所述第二透射部分在所述第一表面处被透射,在所述第二表面处被内反射,在所述第一表面处被内反射,然后在所述第二表面处被透射。
所述第一表面和所述第二表面的曲率半径使得所述图像平面中的所述第一图像的直径大于所述图像平面中的所述第二图像的直径。
由于第一透射部分(从其形成所述第一图像)经历比所述第二透射部分(从其形成第二图像)更少次反射,因此所述第一图像的强度将大于所述第二图像的强度。然而,如果所述图像平面中的所述第一图像的直径大于所述图像平面中的所述第二图像的直径,则所述两个图像的强度密度仍然可以是匹配的(并且也都可以与所述检测器的动态范围相匹配)。
所述第一表面和所述第二表面可以具有为R的反射率,并且所述第一表面和所述第二表面的曲率半径可以使得所述图像平面中的所述第一图像的直径为所述图像平面中的所述第二图像的直径的R倍大。
所述透镜的所述第一表面和所述第二表面上的反射涂层的反射率以及所述透镜的所述第一表面和所述第二表面的曲率半径可以使得所述两个图像的强度密度是基本上匹配的。
所述测量系统还可以包括布置在所述第一光路上的分色光学器件,并且所述分色光学器件被配置成将所述输入辐射束拆分成至少两个波长分量,并且将所述至少两个分量引导至所述检测器的不同部分。
例如,所述输入辐射束可以包括两种不同波长的辐射。所述两种不同波长的辐射都可以被引导到所述光放大腔中。
将了解,至少两个波长分量中的每个波长分量可以设置有如上描述类型的分立的操纵光学器件(且包括可操作以控制所述输入辐射束的至少两个波长分量中的每个波长分量的方向和/或位置的分立的调整机构)。
所述至少两个波长分量中的每个波长分量可以设置有分立的检测器和/或显示器。替代地,至少两个波长分量中的每个波长分量可以由单个检测器(的不同部分)检测和/或可以在单个显示器上显示。
空间上分离的第一图像和第二图像由所述成像系统形成。此外,所述分色光学器件被布置成将这些图像中的每个图像进一步拆分成两部分(具有不同波长)。应当理解,二向色性光学器件可以在与由所述成像系统执行的拆分不同(例如正交)的方向上拆分所述辐射。结果,在所述检测器上形成四个图像:用于第一波长的第一图像和第二图像以及用于第二波长的第一图像和第二图像。
所述分色光学器件可以包括光学元件,所述光学元件包括相反的第一表面和第二表面,相反的所述第一表面和所述第二表面可以相对于彼此以非零角度布置。所述第一表面可以具有对于第一波长的辐射呈反射性且对于所述第二波长的辐射呈透射性的涂层。所述第二表面可以对于所述第二波长的辐射呈反射性。
这样的光学元件可以接收包括第一波长和第二波长的混合(例如以非零入射角入射到所述第一表面上)的输入辐射束,并且将所述第一波长分量和所述第二波长分量引导至分立的部位。
这种光学元件是特别有利的,因为它可以执行多种功能且因此节省空间。例如,一种替代的分色光学器件可以包括两个二向色镜、分束器、和光学部件,以确保所述两个波长分量行进相等的光路长度或光程。
所述光学元件的第二表面可以具有对于所述第二波长的辐射呈反射性的涂层。所述光学元件的所述第二表面上的所述涂层也可以对于上述第一波长的辐射呈透射性。
根据本发明的第二方面,提供了一种系统,包括:放大腔;根据任何前述权利要求所述的测量系统,其中所述放大腔沿所述第二光路布置。
利用这种布置,由所述放大腔接收所述输入辐射束的所述第二部分(其由所述输入光学元件沿所述第二光路引导)。所述放大腔被布置成放大所述输入辐射束的所述第二部分。
在一些实施例中,所述系统可以包括根据本发明第一方面的两个测量系统,例如,在所述放大腔的每个端部处各一个。所述放大腔可以沿根据本发明第一方面的两个测量系统中的每个测量系统的所述第二光路而被布置,使得可以从所述两个输入光学元件中的每个输入光学元件接收所述辐射。
所述放大腔可以包括:两个同轴的大致筒形电极;增益介质,所述增益介质设置在所述两个同轴的大致筒形电极之间所限定的大致管状腔中;以及大致环形反射镜,被设置在所述腔的每个端部处。
每个反射镜可以设置有孔以允许激光束传递进入所述腔和从所述腔传递出来。虽然大致环形的(且因此大致闭合在所述两个同轴的大致筒形电极之间所限定的大致管形腔),但是所述两个反射镜的形状(以及沿所述第二光路传播的所述输入激光束的初始位置和方向)被布置成使得当所述激光束在所述两个反射镜之间往复传递时,其轨迹也围绕所述放大腔的轴在方位上进行处理。例如,所述反射镜中的一个反射镜的形状可以是大致圆锥形的,而另一个反射镜可以是大致螺旋形的。
所述系统还可以包括:种子激光器,所述种子激光器可操作以输出种子激光束,所述输入光学元件被布置成接收所述种子激光束作为所述输入辐射束。
在一些实施例中,所述系统可以包括两个种子激光器,每个种子激光器可操作以输出种子激光束。根据本发明的第一方面的至少一个测量系统的所述输入光学元件可以被布置成接收所述两个种子激光器中的每个种子激光器的所述种子激光束作为输入辐射束。
根据本发明的第三方面,提供了一种激光系统,所述激光系统包括根据本发明的第二方面的系统。
所述激光系统还可以包括放大链。所述放大链可以包括谐振器链。所述激光系统可以形成激光产生等离子体辐射源的一部分。
根据本发明的第四方面,提供了一种激光产生等离子体辐射源,包括:燃料发射器,所述燃料发射器用于在等离子体形成区处产生燃料靶;以及根据本发明第三方面的激光系统,所述激光系统被布置成在所述等离子体形成区处照射燃料靶以便产生等离子体。
根据本发明的第五方面,提供了一种光刻系统,包括:根据本发明的第四方面的激光产生等离子体辐射源;以及光刻设备。
根据本发明的第六方面,提供了一种用于将输入辐射束与放大腔对准的方法,所述方法包括:接收输入辐射束;沿第一光路引导所述输入辐射束的第一部分;以及沿第二光路引导所述输入辐射束的第二部分以由所述放大腔接收;在图像平面中形成:所述输入辐射束的第一部分的第一图像和第二图像,所述第一图像和所述第二图像属于沿所述第一光路的两个不同平面;以及检测所述图像平面中的所述第一图像和所述第二图像。
可以使用根据本发明第一方面的所述系统来实现根据本发明第六方面的方法。
所述方法还可以包括控制所述输入辐射束的方向和/或位置。
例如,可以控制所述输入辐射束的方向和/或位置,而同时可以使用所述第一图像和所述第二图像监测所述辐射束的位置和/或方向。
该方法还可以包括:将所述第一图像和所述第二图像中的每个图像的至少一个特性与所述至少一个特性的名义值进行比较,所述名义值指示所述输入辐射束的名义方向和/或名义位置。
所述方法还可以包括控制所述输入辐射束的位置和/或方向,直到所述第一图像和所述第二图像中的每个图像的至少一个特性与所述至少一个特性的名义值基本上匹配。
附图说明
现在将参考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描绘了包括光刻设备和辐射源的光刻系统;
-图2示意性地示出种子模块,所述种子模块可以形成图1所示激光系统的一部分;
-图3示出包括放大腔的系统,所述放大腔可以形成图2所示的所述种子模块的一部分;第一测量系统;以及第二测量系统;
-图3A示出在设置有图3所示的所述第一测量系统的检测器图像平面中所形成的第一图像和第二图像的示例;
-图3B示出在设置有图3所示的所述第二测量系统的检测器的图像平面中所形成的四个图像的示例;
-图4示出形成图3所示的所述第一测量系统和所述第二测量系统的一部分的第二透镜和检测器;
-图5示出图3所示的所述系统的放大腔和所述第一测量系统(为了便于理解,未示出所述第一测量系统的某些部分);
-图6示出形成图3所示的所述系统的所述第二测量系统的一部分的二向色楔或二向色楔形镜;和
-图7示出图6的所述二向色楔可以替代的一种替代的分色光学器件,所述分色光学器件包括两个二向色镜、分束器和光学部件,所述光学部件被布置成确保两个波长元件行进了相等的光路长度。
具体实施方式
图1示出包括辐射源SO和光刻设备LA的光刻系统。所述辐射源SO被配置成产生EUV辐射束B并且将所述EUV辐射束B提供至所述光刻设备LA。所述光刻设备LA包括照射系统IL、被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、和被配置成支持衬底W的衬底台WT。
所述照射系统IL被配置成在所述EUV辐射束B入射到所述图案装置MA上之前调节所述EUV辐射束B。另外,所述照射系统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。所述琢面场反射镜装置10和所述琢面光瞳反射镜装置11一起提供具有所需横截面形状和所需强度分布的EUV辐射束B。所述照射系统IL可以包括除琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置111之外、或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置111的其它反射镜或装置。
在如此调节之后,所述EUV辐射束B与所述图案形成装置MA相互作用。作为这种相互作用的结果,产生了图案化的EUV辐射束B’。所述投影系统PS被配置成将图案化的EUV辐射束B’投影到所述衬底W上。为此,所述投影系统PS可以包括多个反射镜13、14,其被配置成将图案化的EUV辐射束B’投影到由所述衬底台WT所保持的所述衬底W上。所述投影系统PS可对图案化的EUV辐射束B’应用缩减因子,因而形成具有比所述图案形成装置MA上的相对应特征更小的特征的图像。例如,可以应用4或8的缩减因子。尽管投影系统PS在图1中被图示为具有仅两个反射镜13、14,但所述投影系统PS可以包括不同数量的反射镜(例如,六个或八个反射镜)。
衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下,所述光刻设备LA将由所述图案化EUV辐射束B’所形成的图像与先前形成于所述衬底W上的图案对准。
可以在所述辐射源SO、在所述照射系统IL和/或在所述投影系统PS中提供相对真空,即处于远低于大气压力的压力的少量气体(例如氢气)。
例如,图1所示的所述辐射源例如是可以被称为激光产生等离子体(LPP)源的类型。例如,可以包括CO2激光器的激光系统1被布置成经由激光束2将能量沉积到燃料中,诸如从例如燃料发射器3所提供的锡(Sn)。尽管以下说明中提及了锡,但可以使用任何合适的燃料。例如,所述燃料可以呈液态,并且可以例如是金属或合金。所述燃料发射器3可以包括喷嘴,所述喷嘴被配置呈沿朝向等离子形成区4的轨迹引导锡(例如呈液滴的形式)。所述激光束2入射到所述等离子体形成区4处的锡上。激光能量沉积到锡中在所述等离子体形成区4处产生锡等离子体7。在电子与等离子体的离子的去激发和复合期间,从所述等离子体7发射辐射,包括EUV辐射。
入射到所述等离子体形成区4处的锡上的所述激光束2可以是脉冲激光束。入射到所述等离子体形成区4处的锡上的所述激光束2可以被称为主激光束,且这种激光束2的单个脉冲可以被称为主脉冲。
在所述主激光束2入射到所述等离子体形成区4处的锡上之前,另一预脉冲激光束可以入射到锡上。所述预脉冲激光束可以用于在主脉冲(随后)入射到锡上时改变锡的形状以便提高转换效率。
来自所述等离子体的EUV辐射由收集器5收集和聚焦。收集器5包括例如近正入射辐射收集器5(有时更一般地称为正入射辐射收集器)。所述收集器5可以具有多层反射镜结构,其被布置呈反射EUV辐射(例如,具有诸如13.5nm之类的期望波长的EUV辐射)。所述收集器5可以具有椭圆形构造,具有两个焦点。这些焦点中的第一焦点可以位于所述等离子体形成区4处,且这些焦点中的第二焦点可以位于中间焦点6处,如下所论述。
所述激光系统1可以在空间上与所述辐射源SO分离。在这种情况下,所述激光束2可以借助束传输系统(未示出)从所述激光系统1传递至所述辐射源SO,所述束传输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。所述激光系统1、所述辐射源SO和所述束传输系统可以一起被视为辐射系统。
由所述收集器5所反射的辐射形成所述EUV辐射束B。所述EUV辐射束B被聚焦于中间焦点6处,以在存在于所述等离子体形成区4处的所述等离子体的所述中间焦点6处形成图像。所述中间焦点6处的图像用作用于所述照射系统IL的虚拟辐射源。所述辐射源SO被布置成使得所述中间焦点6位于所述辐射源SO的封闭结构9中的开口8处或附近。
尽管图1将所述辐射源描述为激光产生等离子体(LPP)源,但任何合适的源,诸如放电产生等离子体(DPP)源或自由电子激光器(FEL)均可用于产生EUV辐射。
所述激光系统1可以包括种子模块(可以被称为高功率种子模块)和放大链。所述种子模块可以是可操作的以用于产生所述预脉冲激光束和所述主脉冲激光束。所述放大链可以是可操作的以用于接收来自所述种子模块的所述预脉冲激光束和所述主脉冲激光束,并且增加所述预脉冲激光束和所述主脉冲激光束中每个的功率。所述放大链可以包括谐振器链。
所述种子模块可以包括两个种子激光器:预脉冲种子激光器和主脉冲种子激光器。所述种子模块还可以包括放大腔,所述放大腔被布置成放大所述预脉冲激光束和所述主脉冲激光束中的每个。
图2示意性地示出种子模块100,所述种子模块100可能形成图1所示的所述激光系统1的一部分。所述种子模块包括主脉冲种子激光器102、预脉冲种子激光器104、和放大腔106。
所述放大腔106被布置成放大所述主脉冲种子激光器102和所述预脉冲种子激光器104中的每个的输出。在所示的示例中,所述主脉冲种子激光器102的输出传递通过所述放大腔106两次:首先沿一个方向,且然后在反射之后沿相反方向,然后作为主脉冲激光束110被输出。所述预脉冲种子激光器104的所述输出在作为预脉冲激光束112被输出之前传递通过所述放大腔106一次。
注意,尽管示出了通过所述放大腔106传播的所述激光束在空间上是分离的,但这仅仅是为了更清楚地区分它们。如下文进一步解释的,在实践中,每个激光束沿基本上相同的轨迹穿过所述放大腔106。
所述种子模块100还包括光学二极管系统108,所述光学二极管系统被布置成防止或至少基本上减少入射到所述主脉冲种子激光器102或所述预脉冲种子激光器104上的背向反射。入射到主脉冲种子激光器102或预脉冲种子激光器104中的任何一个上的这种背向反射将会不利地影响到它们的输出的稳定性。
所述放大腔106是包括两个同轴的大体上筒形的电极的类型。在所述两个电极之间,增益介质(例如C02)被设置在大体上管状的腔中。在所述腔的每端处设置两个大体上环形的反射镜。每个反射镜设置有孔,以允许激光束传递进入所述腔和从所述腔传递出来。
输入激光束传递穿过所述放大腔106的第一端处的所述反射镜中的所述孔。然后,所述激光束通过大体上管状的腔由所述两个反射镜所反射而往复传播。所述反射镜的形状以及输入激光束的初始位置和方向被布置成使得当所述激光束在所述两个反射镜之间往复传递时,其轨迹也围绕所述放大腔106的轴以方位方式进行处理。例如,所述反射镜中的一个反射镜可以大体圆锥形的形状,且另一个反射镜可以为大体螺旋形的。最终,所述激光束将与所述放大腔106的所述第二端处的反射镜中的孔对准(以方位角的方式),并且所述激光束(现在被放大)离开所述放大腔106。
这种放大腔106特别适合于高功率应用。然而,来自这样的放大腔106的输出激光束的品质或质量强烈地依赖于所述输入激光束的初始输入轨迹(位置和方向两者)。因此,在安装时、或维护后,重要的是主脉冲种子激光器102和预脉冲种子激光器104与放大腔106对准或重新对准。
本发明的一些实施例提供了一种新型测量系统,用于实现种子激光器(例如所述主脉冲种子激光器102或所述预脉冲种子激光器104)与放大腔106的准确对准。
一般而言,所述新型测量系统可以被设置在放大腔106的一端处,并且可以允许输入种子激光束与所述放大腔106的该端的准确对准。对于其中所述放大腔106接收沿相反方向传播的种子激光束的布置,可以设置两个新型测量系统:放大腔106的每一端处设置一个。
图3示出包括所述放大腔106的系统120;第一测量系统122;以及第二测量系统124。
所述第一测量系统122被设置在所述放大腔106的接收所述主脉冲种子激光器102的输出的一端处(注意,此端在图3中位于左侧,尽管在图2中位于右侧)。
所述第一测量系统122包括分束器126。所述分束器126可以被认为是输入光学元件,用于接收输入辐射束127并且:沿第一光路引导所述输入辐射束的第一部分以及沿第二光路引导所述输入辐射束的第二部分。具体地,所述分束器126被布置成接收所述主脉冲种子激光器102的输出并且:沿第一光路引导所述输入辐射束127的第一部分128;以及沿第二光路引导所述输入辐射束127的第二部分130(进入放大腔106)。
所述第一测量系统122还包括第一透镜132、第二透镜134和检测器136。所述第一透镜132和所述第二透镜134形成成像系统。具体地,如下文将进一步描述的(参考图4),第一透镜132和第二透镜134形成成像系统,所述成像系统被配置成在所述检测器136的平面内形成:所述输入辐射束127的所述第一部分128的第一图像和第二图像,所述第一和第二图像属于沿所述第一光路的两个不同平面。
可选地,在所述第二透镜134与所述检测器140之间设置两个反射镜138、140和透明窗口142。
所述检测器136可以是相机的形式,并且可以包括感测元件的二维阵列。每个感测元件可以是可操作的以用于检测图像的不同像素。
任选地,所述第一测量系统122还包括偏振器144(例如,包括一个或更多个薄膜偏振器)。偏振器144可以被布置成传输所述主脉冲种子激光器102的输出的所述第一部分128,并且可以被布置成阻挡所述主脉冲激光束110和所述预脉冲激光束112的任何背向反射部分。
如图4所示,所述第二透镜134包括两个弯曲表面或曲面:第一凹面146和第二凸面148,这两个曲面都设置有反射涂层。所述反射涂层对所述预脉冲和主脉冲激光束的辐射具有R的反射率。此外,所述输入辐射束127的所述第二部分128离轴入射到所述第二透镜134上(即,在与所述第二透镜134的轴相距某个非零距离的位置处)。
所述入射辐射128的第一透射部分150在所述第一凹面146和所述第二凸面148处透射。所述入射辐射128的形成此第一透射部分150的分数即分率由(1-R)2给出。所述第一透射部分150可以被称为零阶束。
所述入射辐射128的第二透射部分152在所述第一凹面146处透射,在所述第二凸面148处透射,在所述第一凹面146处反射,且然后在所述第二凸面148处透射。所述入射辐射128的形成此第二透射部分152的分数即分率由R2(1-R)2给出。所述第二透射部分152可以被称为一阶束。
由于所述输入辐射束127的所述第二部分128离轴入射到所述第二透镜134上(即,在与所述第二透镜134的轴相距某个非零距离的位置处),因此所述第一透射部分150、和所述第二透射部分152在空间上分离,且因此将入射到所述检测器136的不同部分上。所述第一透射部分150、和所述第二透射部分152在如图4中被指示为y方向(并且进入图3的平面)的方向上在空间上分离。
此外,所述第一透射部分150、和所述第二透射部分152传递通过所述第二透镜134中的不同路径。具体地,所述第二透射部分152经历来自所述第二透镜134的两个曲面146、148的额外两次反射。实际上,所述第一透射部分150、和所述第二透射部分152经历不同量的光功率。等效地,对于所述第一透射部分150、和所述第二透射部分152,所述第二透镜134的焦距不同。结果,在所述检测器136的平面中,所述第一透射部分150、和所述第二透射部分152是所述输入辐射束127的所述第一部分128的来自沿所述第一光路的两个不同平面的图像。
图3A示出在其中设置有所述第一测量系统122的所述检测器136的图像平面184中所形成的所述第一图像180、和所述第二图像182的示例。所述第一图像180由所述第一测量系统122的所述第二透镜134的所述第一透射部分150形成。第二图像182由所述第一测量系统122的所述第二透镜134的所述第二透射部分152形成。所述第一图像180、和所述第二图像182在y方向上在空间上分离。
将理解,沿所述第一光路成像到所述检测器136上的所述两个不同平面在所述第一光路上在轴向上间隔开。这里,轴向方向应理解为指沿辐射或光传播所沿循的光路的方向。由于所述第一图像180、和所述第二图像182属于沿所述第一光路的两个不同平面,因此结合所述第一图像180、和所述第二图像182可以提供与所述输入辐射束127的方向有关的信息。
第一测量系统122是有利的,因为它允许确定输入辐射束127(其一部分待输入至放大腔106)的位置和方向。应了解,所述输入辐射束127的所述第一部分128的位置和/或方向指示所述输入辐射束127(其被输入到所述放大腔106中)的所述第二部分130的位置和/或方向,或与所述输入辐射束127(其被输入到所述放大腔106中)的所述第二部分130的位置和/或方向相关。
所述第一测量系统122允许对所述输入辐射束127的位置和方向进行测量,所述位置和方向待用作反馈对准过程的用于将输入辐射束127与放大腔106对准的一部分(如现在参考图5所讨论的)。图5示出所述第一测量系统122和所述放大腔106(为了便于理解,没有示出所述第一测量系统122的一些部分)。
所述第一测量系统122也包括两个可移动反射镜154、156,它们被布置成依次接收所述输入辐射束127。在本实施例中,每个可移动反射镜能够绕两个相互正交的轴旋转。两个可移动反射镜154、156可以被视为提供操纵光学器件,所述操纵光学器件被布置成接收所述输入辐射束127并且将输入辐射束127引导至所述分束器126。由于所述两个可移动反射镜154、156中的每个可移动反射镜都能够围绕两个相互正交的轴旋转,因此所述操纵光学器件可以被视为包括可操作以控制输入辐射束127的在所述分束器126处的方向和/或位置的调整机构。应了解,所述操纵光学器件可以包括允许控制所述输入辐射束的方向和/或位置的任何光学器件系统。
有利地,这样的布置允许优化被输入到光放大腔中的所述输入辐射束127的位置和/或方向。所述操纵光学器件的调整机构可以用于(例如通过旋转两个可旋转反射镜154、156中的一个或两个)控制所述输入辐射束127在所述分束器126处的方向和/或位置。同时,可以使用在所述检测器136上所形成的所述第一图像180、和所述第二图像182来监测所述辐射束127的位置和/或方向。因此,用户可以使用所述操纵光学器件的所述调节机构(即,可以旋转两个可旋转反射镜154、156中的一个或两个)来将所述输入辐射束127对准所述放大腔106。例如,所述用户可以旋转所述两个可旋转反射镜154、156中的一个或两个可旋转反射镜,以便控制所述输入辐射束的位置和/或方向,直到所述第一图像180、和所述第二图182具有期望的位置和/或形状为止。
在一些实施例中,所述第一测量系统122还可以包括显示器(例如,屏幕或监视器等),用于显示在所述检测器136上所形成的(所述输入辐射束127的在沿所述第一光路的两个不同轴向间隔开的平面中的)图像。这可以针对执行校准过程的用户提供有用的视觉指导。
在一些实施例中,所述第一测量系统122还可以包括存储器,所述存储器可操作以用于储存关于输入辐射束127的名义方向和/或名义位置的信息。例如,所述存储器可以储存关于当所述输入辐射束127指向所述名义方向和/或处于所述名义位置时将会形成的所述第一图像和所述第二图像的信息。所述存储器可以存储当所述输入辐射束127指向所述名义方向和/或处于所述名义位置时将会形成的所述第一图像和所述第二图像。额外地或替代地,所述存储器可以存储与这些第一图像和第二图像有关的信息,诸如例如其中心位置。
在一些实施例中,所述第一测量系统122还可以包括反馈回路,所述反馈回路可操作以使用所述操纵光学器件的所述调节机构(即,所述两个可旋转反射镜154、156的位置)来控制所述输入辐射束127的位置和/或方向,直到所述输入辐射束127的位置和/或方向与输入辐射束的所述名义方向和/或所述名义位置基本上一致或相符为止。这样的布置可以有利地允许光放大腔的对准过程基本上是自动化的。
所述显示器可操作以用于针对所述第一图像180、和所述第二图像182中的每个显示至少一个视觉标识。当所述输入辐射束127的位置和/或方向与输入辐射束127的所述名义方向和/或所述名义位置基本上一致或相符时,所述至少一个视觉标识可以指示所述第一图像180、和所述第二图像182之一的位置和/或形状。例如,可以在所述显示器上显示标识(例如十字),以指示所述第一图像180、和所述第二图像182中的每个的中心的期望位置或名义位置。用户可以使用所述操纵光学器件的所述调节机构(即,可以控制所述两个可旋转反射镜154、156的方向)来控制所述输入辐射束127的位置和/或方向,直至所述第一图像180、和所述第二图像182中的每个的中心与所述标识中的一个标识重合为止。替代地,可以在所述显示器上显示标识(例如圆),以指示所述第一图像180、和所述第二图像182中的每个的边缘部分的期望位置或名义位置。用户可以使用所述操纵光学器件的所述调节机构(即,可以控制所述两个可旋转反射镜154、156的方向)来控制所述输入辐射束127的位置和/或方向,直至所述第一图像180、和所述第二图像182中的每个的边缘部分与所述标识中的一个标识重合为止。
尽管在两个不同平面中形成所述输入辐射束127的两个图像180、182的光学系统包括如上描述的第一透镜132、和第二透镜134。应了解,在替代实施例中,此成像系统可以包括任何光学器件系统,其可操作以将所述辐射束拆分成两部分并且从所述两部分形成第一图像180、和第二图像182。然而,如现在所讨论的,由于许多原因,所述第二透镜134的使用尤其提供了有利的布置。
首先,所述第二透镜134是可操作以进行以下两个操作的单个部件:(a)将所述入射辐射拆分成两部分(第一透射部分150、和第二透射部分152);以及(b)以不同的焦距聚焦所述部分(以便成像所述两个不同的图像180、182)。
如上所描述,所述第一表面146、和所述第二表面148上的反射涂层的反射率R确定所述第一透射部分150、和所述第二透射部分152的相对强度。此外,所述第一表面146、和所述第二表面148的曲率半径确定了(连同所述第一透镜132的焦距)由所述第一透射部分150、和第二透射部分152所经历的所述成像系统的焦距。等效地,所述第一表面146、和所述第二表面148的曲率半径(连同所述第一透镜132的焦距)确定了形成于所述检测器136上的两个图像180、182的大小。注意,所述第一透镜132的焦距对于所述第一透射部分150、和所述第二透射部分152两者是相同的。相反,对于所述第一透射部分150、和所述第二透射部分152,所述第二透镜134的焦距是不同的。
在一些实施例中,选择所述第一表面146、和所述第二表面148上的所述反射涂层的反射率R以及所述第一表面146、和所述第二表面148的曲率半径,以便确保所述两个图像180、182的强度密度是基本上匹配的。例如,所述第一透射部分150的强度与(1-R)2成比例,且所述第二透射部分152的强度与R2(1-R)2成比例,使得所述第二透射部分152的强度与所述第一透射部分150的强度的比率为R2。对于R=1/3,所述第二透射部分152的强度将为所述第一透射部分150的强度更小即为1/9。因此,可以选择所述第一表面146、和所述第二表面148的曲率半径,从而使得第一图像180的面积比第二图像182的面积更大即为9倍。等效地,可以选择第一表面146、和第二表面148的曲率半径,使得所述第一图像180的直径比所述第二图像182的直径更大即为3倍。通常,可能期望确保所述第二图像182的直径与所述第一图像180的直径的比率为R。通过这样做,可以确保所述第一图像180、和第二图像182都与所述检测器136的动态范围相匹配。
现在将描述图3中的所述第二测量系统124。所述第二测量系统124共享以上描述的所述第一测量系统122共同的若干特征。在特征为大体上等效的情况下,它们共享共同的附图标记。下面仅详细描述所述第二测量系统124与所述第一测量系统122之间的差异。
所述第二测量系统124被设置在所述放大腔106的一端处,其接收所述预脉冲种子激光器104的输出并且接收所述主脉冲种子激光器102的输出的第二遍即第二道次(pass)。
所述第二测量系统124不具有所述第一测量系统122的可选偏振器144。作为替代,所述第二测量系统124包括二向色镜158。所述二向色镜被布置成具有针对所述主脉冲种子激光器102的输出以及所述预脉冲种子激光器104的输出的较低透射率。具体地,所述二向色镜158可以被布置成至少部分地衰减所述主脉冲束,使得其强度被降低到与所述预脉冲束的强度相似的水平。注意,尽管所述二向色镜158可以部分地衰减所述主脉冲束,但是所述二向色镜158对所述预脉冲束没有显著的衰减。这样,可以确保所述预脉冲束和所述主脉冲束的图像都可以与所述检测器136的动态范围相匹配。
此外,所述第一测量系统122中的所述第二透镜134下游的所述第一反射镜138已被新型二向色楔160替换。现在参考图6描述所述二向色楔160。
所述二向色楔160是包括相反的第一表面162、和第二表面164的光学元件。相反的所述第一表面162、和所述第二表面164相对于彼此以非零角度布置。所述第一表面162设置有对于第一波长的辐射(例如所述主脉冲激光)呈反射性且对于第二波长的辐射(例如所述预脉冲激光)呈透射性的涂层。所述第二表面164对于所述第二波长的辐射(例如所述预脉冲激光)呈反射性。例如,此反射可以是所述二向色楔160的所述第二表面164与周围介质之间的界面处的反射的结果。可选地,所述第二表面164可以设置有对于所述第二波长的辐射(例如所述预脉冲激光)呈反射性的涂层。可选地,设置于所述第二表面164上的所述涂层也可以是对于所述第一波长的辐射(例如所述主脉冲激光)呈透射性。
在使用中,所述二向色楔160被设置成接收(来自所述第二透镜134)包括第一波长和第二波长的混合(例如所述预脉冲和所述主脉冲辐射的混合)的输入辐射束。通常,此混合物以非零入射角入射到所述第一表面162上。由于相反的所述第一表面162、和所述第二表面164相对于彼此以非零角度布置,并且由于相反的所述第一表面162、和所述第二表面164以不同方式反射和透射两个波长分量,则所述二向色楔160可操作以将第一波长分量和第二波长分量引导至分立的部位。
具体地,当入射到所述第一表面162上时,所述第一波长的辐射(例如所述主脉冲激光)被反射以便形成第一输出束166。所述第二波长的辐射(例如所述预脉冲激光)被透射并且传播通过所述二向色楔160。然后,所述第二波长的辐射入射到所述第二表面164上并且被反射以便形成由所述第一表面162透射的第二输出束168。注意,由所述第一表面162透射的所述第一波长的辐射的任何部分将倾向于由所述第二表面164透射,且因此防止形成所述第二输出束168的一部分。此外,由所述第一表面162透射且然后由所述第二表面164反射的所述第一波长的辐射的任何部分将倾向于随后由所述第一表面162反射(返回到所述二向色楔160中),并且因此也防止形成所述第二输出束168的一部分。由于相反的所述第一表面162、和所述第二表面164相对于彼此以非零角度θ布置,因此所述第一输出束166、和所述第二输出束168发散,并且在远场中,将在空间上彼此分离。
所述二向色楔被配置成将输入辐射束拆分成至少两个波长分量,并且将所述至少两个分量引导到所述检测器136的不同部分。例如,所述输入辐射束可以包括两种不同波长的辐射。所述两种不同波长的辐射都可以被引导到所述放大腔106中。
应了解,所述至少两个波长分量中的每个波长分量可以设置有以上描述类型的分立的操纵光学器件(且包括可操作以控制所述输入辐射束的所述至少两个波长分量中的每个波长分量的方向和/或位置的分立的调整机构)。
图3B示出在所述图像平面194中所形成的四个图像186、188、190、192的示例,所述图像平面194中布置了所述第二测量系统124的所述检测器136。
如上所解释,所述第二透镜134用于将入射辐射束拆分为所述检测器136的两个空间上分离的部分(所述第一透射部分150和所述第二透射部分152)。所述二向色楔160将这些中的每个进一步分成两部分(预脉冲部分和主脉冲部分)。应当理解,所述二向色楔160在与由所述第二透镜134所执行的拆分不同(例如正交)的方向上拆分所述辐射。如上所解释,所述第二透镜134将所述入射辐射束拆分成在y方向上在空间上分离的两个部分(所述第一透射部分150和所述第二透射部分152)。所述二向色楔160将这些中的每个进一步拆分成两个部分(预脉冲部分和主脉冲部分),这两个部分在x方向上在空间上分离。
结果,在所述检测器136的所述图像平面194中形成四个图像186、188、190、192:用于所述预脉冲辐射的第一图像186、和第二图像188,以及用于所述主脉冲辐射的第一图像190、和第二图像192。
所述二向色楔160是特别有利的,因为它可以执行多种功能,且因而节省空间。如图7所示,替代的分色光学器件170例如可以包括两个二色镜172、174、分束器176和光学部件178,以确保两个波长分量行进了相等的光路长度(使得针对所述主脉冲辐射和所述预脉冲辐射成像了相同的两个平面)。所述二向色楔160可以执行这些多重功能,且因此节省了空间。
尽管在本文中可以具体参考光刻设备在IC制造中的使用,但是应当理解,本文中描述的光刻设备可以具有其它应用。其它可能的应用包括制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。
尽管在本文中可以在光刻设备的情境中具体参考本发明的实施例,但是本发明的实施例可以在其它设备中使用。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备、或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类物体的任何设备的一部分。这些设备通常被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
在情境允许的情况下,本发明的实施例可以在硬件、固件、软件或其任何组合中实现。本发明的实施例还可以实现为存储在机器可读介质上的指令,该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以机器(例如,计算设备)可读的形式存储或传输信息的任何机构。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);磁存储介质;光存储介质;闪速存储装置;电、光、声或其它形式的传播信号(例如,载波、红外信号、数字信号等)和其它。此外,固件、软件、例程、指令可以在此描述为执行某些动作。然而,应当理解,这样的描述仅仅是为了方便,并且这样的动作实际上是由执行固件、软件、例程、指令等的计算设备、处理器、控制器或其它设备以及可能导致致动器或其它设备与实体世界交互的操作而产生的。
虽然上面已经描述了本发明的具体实施例,但是应当理解,本发明可以在与所述不同的情况下实施。以上描述旨在说明而非限制。因此,本领域技术人员将明白,可以在不脱离下面所述权利要求的范围的情况下对本发明进行所述的修改。

Claims (24)

1.一种用于光放大腔的测量系统,所述测量系统包括:
输入光学元件,所述输入光学元件用于接收输入辐射束并且所述输入光学元件:沿第一光路引导所述输入辐射束的第一部分;以及沿第二光路引导所述输入辐射束的第二部分;
成像系统,所述成像系统被布置在所述第一光路上,并且被配置成在图像平面中形成:所述输入辐射束的所述第一部分的第一图像和第二图像,所述第一图像和所述第二图像属于沿所述第一光路的两个不同平面;和
检测器,所述检测器设置在所述图像平面中且能够操作以检测所述第一图像和第二图像。
2.根据权利要求1所述的测量系统,还包括操纵光学器件,所述操纵光学器件被布置成接收所述输入辐射束并且将所述输入辐射束引导至所述输入光学元件,其中,所述操纵光学器件包括调节机构,所述调节机构能够操作以控制所述输入辐射束在所述输入光学元件处的方向和/或位置。
3.根据权利要求1或2所述的测量系统,还包括显示器,所述显示器用于在沿所述第一光路的两个不同平面中显示所述输入辐射束的图像。
4.根据任一前述权利要求所述的测量系统,还包括存储器,所述存储器能够操作以储存与输入辐射束的名义方向和/或名义位置有关的信息。
5.根据从属于权利要求2时的权利要求4所述的测量系统,还包括反馈回路,所述反馈回路能够操作以使用所述操纵光学器件的所述调节机构来控制所述输入辐射束的所述位置和/或方向,直到所述输入辐射束的所述位置和/或方向与输入辐射束的所述名义方向和/或名义位置基本上一致为止。
6.根据从属于权利要求3时的权利要求4或5所述的测量系统,其中,所述显示器还能够操作以针对所述第一图像和第二图像中的每一个图像显示至少一个视觉标识,所述至少一个视觉标识指示当所述输入辐射束的所述位置和/或方向与输入辐射束的所述名义方向和/或名义位置基本上一致时,所述第一图像和第二图像中的所述每一个图像的位置和/或形状。
7.根据任一前述权利要求所述的测量系统,其中,所述成像系统包括透镜,所述透镜具有两个表面,每个表面均设置有反射涂层,所述两个表面中的至少一个表面是弯曲的,并且其中所述输入辐射束的所述第二部分离轴地入射到所述第二透镜上,并且其中所述第一图像和第二图像由所述输入辐射束的所述第二部分的分立的部分形成,所述分立的部分经历来自所述两个表面的不同数目次反射。
8.根据权利要求7所述的测量系统,其中,所述第一图像由入射到所述透镜上的辐射的第一透射部分形成,所述第一透射部分在所述透镜的第一表面和第二表面两者处被透射;并且其中所述第二图像由入射到所述透镜上的所述辐射的第二透射部分形成,所述第二透射部分在所述第一表面处被透射,在所述第二表面处被内反射,在所述第一表面处被内反射,且然后在所述第二表面处被透射。
9.根据权利要求8所述的测量系统,其中,所述第一表面和所述第二表面的曲率半径形成为使得所述图像平面中的所述第一图像的直径大于所述图像平面中的所述第二图像的直径。
10.根据权利要求9所述的测量系统,其中,所述第一表面和所述第二表面具有为R的反射率,并且所述第一表面和所述第二表面的曲率半径形成为使得所述图像平面中的所述第一图像的直径为所述图像平面中的所述第二图像的直径的R倍大。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的测量系统,其中,所述透镜的所述第一表面和第二表面上的反射涂层的反射率以及所述透镜的所述第一表面和第二表面的曲率半径形成为使得这两个图像的强度密度是基本上匹配的。
12.根据任一前述权利要求所述的测量系统,还包括布置在所述第一光路上的分色光学器件,并且所述分色光学器件被配置成将所述输入辐射束拆分成至少两个波长分量,并且将所述至少两个分量引导至所述检测器的不同部分。
13.根据权利要求12所述的测量系统,其中,所述分色光学元件包括具有相反的第一表面和第二表面的光学器件,相反的所述第一表面和所述第二表面相对于彼此以非零角度布置;
其中,所述第一表面具有对于第一波长的辐射呈反射性且对于所述第二波长的辐射呈透射性的涂层;并且
其中,所述第二表面对于所述第二波长的辐射呈反射性。
14.根据权利要求13所述的测量系统,其中,所述光学元件的所述第二表面具有对于所述第二波长的辐射呈反射性的涂层。
15.一种系统,包括:
放大腔;
根据任一前述权利要求所述的测量系统,其中所述放大腔沿所述第二光路布置。
16.根据权利要求15所述的系统,其中,所述放大腔包括:
两个同轴的大致筒形电极;
增益介质,所述增益介质设置在所述两个同轴的大致筒形电极之间所限定的大致管状腔中;和
大致环形反射镜,所述大致环形反射镜被设置在所述腔的每个端部处。
17.根据权利要求15或16所述的系统,所述系统还包括:
种子激光器,所述种子激光器能够操作以输出种子激光束,所述输入光学元件被布置成接收所述种子激光束作为所述输入辐射束。
18.一种激光系统,包括根据权利要求15至17中任一项所述的系统。
19.一种激光产生等离子体辐射源,包括:
燃料发射器,所述燃料发射器能够操作以在等离子体形成区处产生燃料靶;和
根据权利要求18所述的激光系统,所述激光系统被布置成在所述等离子体形成区处辐照所述燃料靶以产生等离子体。
20.一种光刻系统,包括:
根据权利要求19所述的激光产生等离子体辐射源;和
光刻设备。
21.一种用于将输入辐射束与放大腔对准的方法,所述方法包括:
接收输入辐射束;
沿第一光路引导所述输入辐射束的第一部分;并且沿第二光路引导所述输入辐射束的第二部分以由所述放大腔接收;
在图像平面中形成:所述输入辐射束的所述第一部分的第一图像和第二图像,所述第一图像和第二图像属于沿所述第一光路的两个不同平面;和
检测所述图像平面中的所述第一图像和第二图像。
22.根据权利要求21所述的方法,还包括控制所述输入辐射束的方向和/或位置。
23.根据权利要求21或22所述的方法,还包括将所述第一图像和第二图像中的每个图像的至少一个特性与所述至少一个特性的名义值进行比较,所述名义值指示所述输入辐射束的名义方向和/或名义位置。
24.根据从属于权利要求22时权利要求23所述的方法,还包括:控制所述输入辐射束的所述位置和/或方向,直到所述第一图像和第二图像中的每个图像的所述至少一个特性与所述至少一个特性的名义值基本上匹配为止。
CN202080048534.5A 2019-07-11 2020-06-09 用于光放大腔的测量系统 Pending CN114041087A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19185779 2019-07-11
EP19185779.6 2019-07-11
PCT/EP2020/065943 WO2021004717A1 (en) 2019-07-11 2020-06-09 A measurement system for use with a light amplification cavity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114041087A true CN114041087A (zh) 2022-02-11

Family

ID=67253778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080048534.5A Pending CN114041087A (zh) 2019-07-11 2020-06-09 用于光放大腔的测量系统

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP3997518A1 (zh)
JP (1) JP2022539994A (zh)
KR (1) KR20220031891A (zh)
CN (1) CN114041087A (zh)
IL (1) IL289065A (zh)
TW (1) TW202117457A (zh)
WO (1) WO2021004717A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4772122A (en) * 1986-08-18 1988-09-20 Westinghouse Electric Corp. Alignment technique for laser beam optics
IL89781A0 (en) * 1989-03-28 1989-09-28 Optomic Techn Corp Ltd Laser system
WO2002031467A1 (en) * 2000-10-12 2002-04-18 Amnis Corporation Multipass cavity for illumination and excitation of moving objects
US8654438B2 (en) * 2010-06-24 2014-02-18 Cymer, Llc Master oscillator-power amplifier drive laser with pre-pulse for EUV light source
WO2015118687A1 (ja) * 2014-02-10 2015-08-13 ギガフォトン株式会社 レーザ装置及び極端紫外光生成システム

Also Published As

Publication number Publication date
TW202117457A (zh) 2021-05-01
EP3997518A1 (en) 2022-05-18
JP2022539994A (ja) 2022-09-14
IL289065A (en) 2022-02-01
WO2021004717A1 (en) 2021-01-14
KR20220031891A (ko) 2022-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102256685B1 (ko) 검사 장치용 조명 소스, 검사 장치 및 검사 방법
US20090262324A1 (en) Illumination optics for projection microlithography and related methods
JP5087060B2 (ja) 放射源およびリソグラフィ装置
JP6562929B2 (ja) リソグラフィシステム
KR20210025680A (ko) 고차 조화파 발생 방사선원
JP2006114914A (ja) リソグラフィ・システム、リソグラフィ・システム内の光路の透過特性を調整するための方法、半導体デバイス、リソグラフィ・システムに使用するための反射エレメントを製造する方法、およびそれによって製造される反射エレメント
JP2014531704A (ja) 放射源
KR102174505B1 (ko) 기울기 보정기능을 갖는 필름 두께 측정시스템
KR20220022472A (ko) 레이저 집속 모듈
US11140765B2 (en) Radiation source
CN114041087A (zh) 用于光放大腔的测量系统
WO2016012192A1 (en) Radiation source
TWI782144B (zh) 雷射光束監視系統
KR20210003113A (ko) 컬렉터 미러 등의 미러를 테스트하기 위한 시스템 및 컬렉터 미러 등의 미러를 테스트하는 방법
US20240045338A1 (en) High-performance euv microscope device with free-form illumination system structure having elliptical mirror
JP7239491B2 (ja) 放射源
EP4083570A1 (en) Laser beam metrology system, laser beam system, euv radiation source, and lithographic apparatus
EP4307842A1 (en) Metrology and control system
TW202412558A (zh) 度量衡及控制系統
CN117203488A (zh) 激光束量测系统、激光束系统、euv辐射源和光刻设备
WO2023237313A1 (en) Multi-wavelength shadowgraphy for an euv radiation source
TW202308459A (zh) 雷射光束度量衡系統、雷射光束系統、euv輻射源、及微影設備
CN118160413A (zh) 具有射束位态调整装置的euv光源
KR20200055719A (ko) 방사선 소스

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: B. GOx

Inventor after: 5. P. Ganguli

Inventor after: S.S.R. Omaroshinga

Inventor after: A.M. Strokeken

Inventor after: S. Ehad

Inventor after: T. Steinbrook

Inventor after: J.MILLER

Inventor before: B. GOx

Inventor before: 5. P. Ganguli

Inventor before: S.S.R. Omaroshinga

Inventor before: A.M. Strokeken

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20231101

Address after: Holland Weide Eindhoven

Applicant after: ASML Holding N.V

Applicant after: TRUMPF LASER- UND SYSTEMTECHNIK GmbH

Address before: Holland Weide Eindhoven

Applicant before: ASML Holding N.V