CN114073169A - 多镜激光维持等离子体光源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多镜激光维持等离子体宽带光源。所述光源可包含用于容纳气体的气体容纳结构。所述光源包含经配置以生成泵浦照明的泵浦源及经配置以将所述泵浦照明的一部分引导到所述气体中以维持等离子体的第一反射器元件。所述第一反射器经配置以收集从所述等离子体发射的宽带光的一部分。所述光源还包含与所述第一反射器相对定位的一或多个额外反射器元件。所述一或多个额外反射器元件经配置以将未吸收泵浦照明及未由所述第一反射器元件收集的宽带光反射回到所述等离子体。

Description

多镜激光维持等离子体光源
技术领域
本发明大体上涉及一种激光维持等离子体(LSP)宽带光源且特定来说，涉及一种具有多个反射器元件的LSP灯箱。
背景技术
对于用于检验日益缩小的半导体装置的改良光源的需要继续增长。一个此光源包含激光维持等离子体(LSP)宽带光源。LSP宽带光源包含能够产生高功率宽带光的LSP灯。LSP灯通过使用椭圆镜以将激光辐射聚焦到气体体积中以便点燃及/或维持等离子体而操作。当前椭圆镜具有大集光极角(例如，120度)及低集光立体角(例如，小于3π)，这导致低集光效率。此外，归因于大集光极角(例如，120度极角)，在集光孔隙处的经聚焦光点大小大于理想情况。
因而，提供一种用于补救上文识别的常规方法的缺点的系统及方法将是有利的。
发明内容
公开一种根据本公开的一或多个实施例的系统。在一个实施例中，所述系统包含用于容纳气体的气体容纳结构。在另一个实施例中，所述系统包含经配置以生成泵浦照明的泵浦源。在另一个实施例中，所述系统包含经配置以将所述泵浦照明的一部分引导到所述气体中以维持等离子体的第一反射器元件。在另一个实施例中，所述第一反射器经配置以收集从所述等离子体发射的宽带光的至少一部分。在另一个实施例中，所述系统包含与所述第一反射器相对定位的一或多个额外反射器元件。在另一个实施例中，所述第一反射器元件的反射表面面向所述一或多个额外反射器元件的反射表面。在另一个实施例中，所述一或多个额外反射器元件经配置以将未吸收泵浦照明及未由所述第一反射器元件收集的宽带光反射回到所述等离子体。
公开一种根据本公开的一或多个实施例的系统。在一个实施例中，所述系统包含用于容纳气体的气体容纳结构。在另一个实施例中，所述系统包含经配置以生成泵浦照明的泵浦源。在另一个实施例中，所述系统包含经配置以将所述泵浦照明的一部分引导到所述气体中以维持等离子体的椭圆镜。在另一个实施例中，所述椭圆镜经配置以收集从所述等离子体发射的宽带光的至少一部分且将宽带光的所述部分引导到一或多个下游应用。在另一个实施例中，所述系统包含定位在所述椭圆镜上方的一或多个球面镜。在另一个实施例中，所述椭圆镜的反射表面面向所述一或多个球面镜的反射表面。在另一个实施例中，所述一或多个球面镜经配置以将未吸收泵浦照明及未由所述椭圆镜收集的宽带光反射回到所述等离子体。
公开一种根据本公开的一或多个实施例的方法。在一个实施例中，所述方法包含生成泵浦照明。在另一个实施例中，所述方法包含经由第一反射器元件将所述泵浦照明的一部分引导到气体容纳结构中的气体中以维持等离子体。在另一个实施例中，所述方法包含经由所述第一反射器元件收集从所述等离子体发射的宽带光的一部分且将宽带光的所述部分引导到一或多个下游应用。在另一个实施例中，所述方法包含经由一或多个额外反射器元件将未吸收泵浦照明及未由所述第一反射器元件收集的宽带光反射回到所述等离子体。
应理解，前文概述及下文详细描述两者仅为示范性及说明性的且未必限制如要求的本发明。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且与概述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
所属领域的技术人员通过参考附图可更好地理解本公开的若干优点，其中：
图1是根据本公开的一或多个实施例的常规LSP宽带光源的示意性图解；
图2A是根据本公开的一或多个实施例的LSP宽带光源的示意性图解；
图2B是根据本公开的一或多个实施例的维持并加热等离子体的LSP宽带光源的一或多个泵浦源的示意性图解；
图2C是根据本公开的一或多个实施例的LSP宽带光源中的集光的示意性图解；
图2D是包含第一反射器元件及经配置以形成气体容纳结构的一或多个额外反射器元件中的一者的LSP宽带光源的示意性图解；
图3A说明根据本公开的一或多个实施例的比较图1中展示的LSP宽带源与图2A中展示的LSP宽带光源的图表；
图3B是根据本公开的一或多个实施例的与图1中展示的LSP宽带光源及图2A中展示的LSP宽带光源对应的经聚焦光点的图解；
图3C是描绘根据本公开的一或多个实施例的依据发射极角而变化的图1中展示的LSP宽带光源的集光效率、图2A中展示的LSP宽带光源的集光效率及图2A中展示的LSP宽带光源的立体角导数；
图4是根据本公开的一或多个实施例的具有呈堆叠配置的两个额外反射器元件的LSP宽带光源的示意性图解；
图5是根据本公开的一或多个实施例的具有呈堆叠配置的三个额外反射器元件的LSP宽带光源的示意性图解；
图6是根据本公开的一或多个实施例的LSP宽带光源的示意性图解；
图7是根据本公开的一或多个实施例的实施在图2A到6中的任何者(或其任何组合)中说明的LSP宽带光源的光学特性化系统的示意性图解；
图8说明根据本公开的一或多个实施例的以反射测量及/或椭偏测量配置布置的光学特性化系统的简化示意图；
图9是根据本公开的一或多个实施例的实施LSP宽带光源(例如在图2A到8中的任何者或其任何组合中说明的LSP宽带光源)的光学特性化系统的示意性图解；及
图10是说明根据本公开的一或多个实施例的用于实施LSP宽带光源的方法的流程图。
具体实施方式
现将详细参考在附图中说明的所公开标的物。
大体上参考图2A到10，描述根据本公开的多镜激光维持等离子体宽带光源。
图1是常规LSP宽带光源100的示意性图解。宽带光源100包含经配置以生成泵浦照明104的泵浦源102及经配置以将泵浦照明104的一部分引导到容纳在气体容纳结构108中的气体以点燃及/或维持等离子体110的椭圆形反射器元件106。椭圆形反射器元件106经配置以收集从等离子体110发射的宽带光115的一部分(例如，下2π光)。从等离子体110发射的宽带光115可经由用于一或多个下游应用(例如，检验或计量)的一或多个额外光学器件(例如，冷光镜112)收集。
本文中应注意，宽带光源100具有3π(或更小)的总集光角。宽带光源100利用120度椭圆镜(即，具有120度的极角的椭圆镜)以收集从等离子体110发射的宽带光115。然而，此源100具有大源光展量且第一反射器元件需要高放大率。由于大源光展量及高放大率，在集光孔隙处的经聚焦光点大小是大的且集光效率是低的。应注意，宽带光源100无法回收从等离子体发射的宽带辐射115，此引起等离子体仅经由主热光源加热。
基于源100的缺点，本公开的实施例涉及经配置用于将总集光立体角增加到大于3π(例如，3π到4π)，这继而增加集光效率且减小源的经聚焦光点大小的多镜LSP宽带光源。增加集光效率也可使用与120度极角源100相同的激光功率导致光的1.5X增益。
图2A是根据本公开的一或多个实施例的LSP宽带光源200的示意性图解。在一个实施例中，宽带光源200包含用于生成泵浦照明204的一或多个光束的一或多个泵浦源202。一或多个泵浦源202可包含此项技术中已知的适于点燃及/或维持等离子体的任何泵浦源。例如，一或多个泵浦源202可包含一或多个激光器(即，泵浦激光器)。例如，一或多个泵浦源202可包含红外(IR)激光器、可见光激光器、紫外(UV)激光器或类似者中的至少一者。
在另一个实施例中，宽带光源200包含经配置以将泵浦照明204的一部分在第一反射器元件206的焦点处聚焦到容纳在气体容纳结构208内的气体中以点燃及/或维持等离子体210的第一反射器元件206。
在另一个实施例中，第一反射器元件206具有小于120度的集光极角。例如，第一反射器元件206可具有90度或大约90度的集光极角。本文中应注意，图2A中展示的集光角仅是为了阐释性目的提供且不应被解释为限制本公开的范围。
在另一个实施例中，宽带光源200包含与第一反射器元件206相对定位的一或多个额外反射器元件214。例如，第一反射器元件206的反射表面可面向一或多个额外反射器元件214的反射表面。一或多个额外反射器元件214可(但不需要)定位在第一反射器元件206上方。本文中应注意，一或多个额外反射器元件214可被称为(若干)顶部反射器元件且第一反射器元件206可被称为底部反射器元件，然而，此名称是非限制性的。
一或多个额外反射器元件214包含经配置以将泵浦照明204从泵浦源202传递到等离子体210及/或从第一反射器元件206的焦点传递到一或多个组件的一或多个开口220。例如，一或多个开口220可经配置以将宽带光215传递到一或多个额外光学器件(例如，光学特性化系统或类似者的入射孔隙)。
第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214可包含等离子体生产的技术中已知的任何反射器元件。在一个实施例中，第一反射器元件206可包含反射椭圆体区段(即，椭圆形反射器)且一或多个额外反射器元件214可包含一或多个球面区段(即，球面反射器)。本文中应注意，第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214分别不限于椭圆形反射器及球面反射器。确切来说，第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214可包含等离子体生产的技术中已知的任何反射器形状。例如，第一反射器元件206及/或一或多个额外反射器元件214可包含一或多个椭圆形反射器、一或多个球面反射器及/或一或多个抛物面反射器。
在一个实施例中，一或多个额外反射器元件214包含单一反射球面区段214。单一反射球面区段可在第一反射器元件206的焦点处居中。
在另一个实施例中，第一反射器元件206具有小于一或多个额外反射器元件214的曲率半径。例如，第一反射器元件206可具有曲率半径R1，R1小于一或多个额外反射器元件214的曲率半径R2。例如，第一反射器元件206可具有曲率半径R1＝100mm，而一或多个额外反射器元件214可具有曲率半径R2＝160mm。本文中应注意，一或多个额外反射器元件214可具有此项技术中已知的任何圆锥常数k。例如，一或多个额外反射器元件214可具有圆锥常数k＝0(即，球面镜)。通过另一实例，一或多个额外反射器元件214可具有圆锥常数k＝-1(即，抛物面镜)。
在一个实施例中，第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214经配置使得其具有介于3π与4π之间的经组合集光立体角。例如，第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214可具有介于3.4π与3.6π之间的经组合集光立体角。例如，第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214具有3.5π的经组合集光立体角。本文中应注意，将等离子体光源的发射立体角(例如，接近4π)划分为上2π及下2π。
图2B是根据本公开的一或多个实施例的维持并加热等离子体210的LSP宽带光源200的一或多个泵浦源202的示意性图解。为了简洁起见，在图2B中未描绘从等离子体210发射的宽带光215。
如图2B中展示，一或多个泵浦源202布置在第一反射器元件206的焦点中的一者处且来自泵浦源202的泵浦照明204被聚焦到第一反射器元件206的第二焦点以维持等离子体210。一或多个额外反射器元件214可经配置以在第一反射器元件206的焦点处将未吸收泵浦照明218反射回到等离子体210。在此实施例中，经重新聚焦泵浦照明218可具有由等离子体210吸收的额外机会，借此进一步加热等离子体210且增加源200的效率。
图2C是根据本公开的一或多个实施例的LSP宽带光源200中的集光的示意性图解。为了简洁起见，在图2C中未描绘初始泵浦照明204及经回收泵浦照明218。第一反射器元件206可经配置以收集下2π光以用于下游应用中。例如，第一反射器元件206可将下2π光聚焦到第一反射器元件206的第二焦点。
再次参考图2A，在操作期间，等离子体210吸收泵浦照明204、218的一部分且发射宽带光215。在此实施例中，宽带光215的大约一半在第一反射器元件206焦点处被重新聚焦回到等离子体210以为等离子体210提供额外加热功率。应注意，发射到上2π立体角(即，上2π宽带光215及上2π未吸收泵浦照明218)的光的至少一部分被持续回收以帮助增强光子能的有效使用以加热等离子体210。在此实施例中，一或多个额外反射器元件214经配置以收集未由第一反射器元件206收集的上2π光。例如，发射到上2π立体角的宽带光215首先被聚焦回到第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214两者的焦点(例如，等离子体210所定位之处)。在此实例中，第一反射器元件206可接着将重新聚焦回到第一反射元件206的宽带光215从一或多个额外反射器元件214中继到第一反射器元件206的第二焦点(例如，集光孔隙的位置)。本文中应注意，在此实施例中，上2π光及下2π光可在相同集光光展量内被收集，这导致经增加集光立体角(例如，接近4π)。
在一些实施例中，泵浦照明204包含IR光。在此实施例中，聚焦到等离子体210的IR光占用2π立体角。例如，IR光的大部分在其通过等离子体210的第一路径上由等离子体210吸收，而剩余IR光传播穿过等离子体210且由(若干)顶部反射器元件214重新聚焦到等离子体210。另外，经返回IR光的大部分再次由等离子体210重新吸收，从而留下IR光的非常小部分泄漏出宽带光源200。在此实施例中，一或多个额外光学器件可包含冷光镜212，所述冷光镜212经配置以将来自等离子体210的宽带光215的所关注光谱反射到等离子体集光平面217，而光谱的其它部分(包含未吸收泵浦照明)透射穿过冷光镜212。本文中应注意，此过程经由双重吸收而增加整体IR吸收效率。
气体容纳结构208可包含此项技术中已知的任何气体容纳结构，包含(但不限于)等离子体/气体灯泡、等离子体/气体单元、等离子体/气体腔室或类似者。此外，容纳在气体容纳结构208中的气体可包含此项技术中已知的任何气体，包含(但不限于)氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氖(Ne)、氮(N2)或类似者中的至少一者。
在一个实施例中，宽带光源200包含经配置以允许灯(例如，等离子体单元或等离子体灯泡)的插入的敞开接取孔209。例如，光源200的气体容纳结构208可包含敞开接取孔209。通过另一实例，第一反射器元件206可包含敞开接取孔209。本文中应注意，在其中气体容纳结构208为等离子体灯泡或等离子体单元的情况中，气体容纳结构208的透明部分(例如，玻璃)可采取任何数目个形状。例如，气体容纳结构208可具有圆柱形形状、球面形状、心形形状或类似者。
第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214经配置以从基于等离子体的宽带光源的技术中已知的等离子体210收集任何波长的宽带光。例如，第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214可经配置以收集紫外(UV)光、真空UV(VUV)光、深UV(DUV)光及/或极UV(EUV)光。
在另一个实施例中，宽带光源200进一步包含经配置以将来自等离子体210的宽带光输出215引导到一或多个下游应用(由图2A到2C中的省略号指示)的一或多个额外光学器件。一或多个额外光学器件可包含此项技术中已知的任何光学元件，包含(但不限于)一或多个镜、一或多个透镜、一或多个滤光片、一或多个光束分离器或类似者。
虽然本公开的许多实施例(例如图2A中展示的实施例)已被展示为具有等离子体单元或等离子体灯泡，但不应将此配置解释为对本公开的范围的限制。在如图2D中展示的一或多个替代实施例中，第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214中的一者可经配置以自身形成气体容纳结构208。例如，第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214可经密封以便在由第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214的表面界定的体积内容纳气体。在此实例中，不需要内部气体容纳结构(例如等离子体单元或等离子体灯泡)，其中第一反射器元件206及一或多个额外反射器元件214的表面用作气体腔室。在此情况中，开口220将使用窗230(例如，玻璃窗)密封以允许泵浦光204及等离子体宽带光215两者行进穿过它。在一个实施例中，第一反射器元件206可经建构为无开口209。第一反射器元件206与额外反射器元件214之间的开口可使用密封件232密封。
图3A说明比较宽带源100与宽带光源200的图表300。在此实例中，源100的反射器元件106具有大于宽带光源200的第一反射器元件206的集光角。例如，源100的第一反射器元件106可具有120度集光极角，而宽带光源200的第一反射器元件206可具有90度集光极角。此外，在此实例中，集光平面217中的下游光学器件的集光数值孔径(NA)针对源100及源200两者相同。
图3B是根据本公开的一或多个实施例的分别与宽带光源100及宽带光源200对应的经聚焦光点310、320的图解。在一个实施例中，源100的反射器元件106产生经聚焦光点310且宽带光源200的第一反射器元件206产生经聚焦光点320。在此实例中，归因于源100(相对于源200)的更大集光极角(例如，120度)，宽带光源100的经聚焦光点310(例如，大约2000μm)大于宽带光源200的经聚焦光点320(例如，大约1000μm)。本文中应注意，宽带光源200的光点320的更小大小允许宽带光源200显示更高集光效率(例如，针对宽带光源200处于或接近4π且针对源100为3π)。
图3C是图表350，其描绘根据本公开的一或多个实施例的依据发射极角而变化的源100的集光效率380、宽带光源200的集光效率370以及光源100及200两者的立体角导数360。
在一个实施例中，图表350中展示的光源200的立体角导数360是立体角对极角的导数。在此实施例中，立体角导数360在极角Ψ＝90度下达到最大值。
在另一个实施例中，图表350说明按照光源200的立体角的集光效率370及按照光源100的立体角的集光效率380。在此实施例中，集光效率370、380分别依据新设计及旧设计的发射极角而变化。此外，在几乎全部极角下，相较于旧设计(集光效率380)，新设计(集光效率370)的按照立体角的集光效率更高。在新设计中，按照立体角的集光效率370在其中立体角具有最高导数的极角Ψ＝90度下达到最大值。另一方面，在旧设计中，按照立体角的最大集光效率380在其中立体角导数并非处于其最大值的极角下达到最大值。因此，新设计的整体集光效率高于先前方法的整体集光效率。
图4是根据本公开的一或多个实施例的具有呈堆叠配置的两个额外反射器元件的LSP宽带光源400的示意性图解。在一个实施例中，一或多个额外反射器元件包含第一反射球面区段414a及第二球面区段414b。第一反射球面区段414a及第二球面区段414b可在第一反射器元件406的焦点处共同居中。此双镜构造增加源的集光立体角，这是因为第二区段414b能够收集未由第一区段收集的上2π光。此外，此双镜构造针对较大反射球面区段的可制造性减小横向直径。
第一反射球面区段414a及第二球面区段414b可包含经配置以允许泵浦照明204行进穿过球面区段414a、414b且进一步经配置以将宽带光215传递到一或多个下游组件的一或多个开口420。例如，第二球面区段414b可包含经配置以将来自泵浦源202的泵浦照明204通过第一球面区段414a的第一开口420a传递到等离子体210的第二开口420b。此外，第一开口420a可经配置以将来自第一反射器元件406的焦点的经收集宽带光215通过第二开口420b传递到一或多个组件。再者，第二球面区段414b可提供泵浦照明218及宽带光215的额外回收。
在一个实施例中，第二球面区段414b的曲率半径大于第一球面区段414a的曲率半径。此外，第一球面区段414a或第二球面区段414b中的至少一者具有大于第一反射器元件406的曲率半径的曲率半径。
图5是根据本公开的一或多个实施例的具有呈堆叠配置的三个额外反射器元件514的LSP宽带光源500的示意性图解。在一个实施例中，一或多个反射器元件包含第一反射球面区段514a、第二球面区段514b及第三球面区段514c。第一反射球面区段514a、第二球面区段514b及第三球面区段514c可在第一反射器元件506的焦点处共同居中。
第一反射球面区段514a、第二球面区段514b及第三球面区段514c可包含经配置以允许泵浦照明204行进穿过球面区段514a、514b及514c且进一步经配置以将宽带光215传递到一或多个下游组件的一或多个开口520。例如，第三球面区段514c可包含第三开口520c，第二球面区段514b可包含第二开口520b且第一球面区段514a可包含第一球面开口520a。在此方面，第二球面区段514b可针对未由第一反射器元件506收集的光提供泵浦照明218及宽带光215的额外回收，而第三球面区段514c提供未由第二球面区段514c收集的泵浦照明218的回收。在另一个实施例中，第三球面区段514c的曲率半径大于第二球面区段514b及第一球面区段514a的曲率半径。
本文中应注意，如图4及5中展示的多个额外反射器元件的堆叠配置允许我们减小额外反射器元件414a到414b及514a到514c的大小。大小的这种减小改良本公开的一或多个实施例的集光效率。另外，镜大小的此减小改良允许用于更高集光效率的更大集光立体角的镜的可制造性。
应进一步注意，虽然源200中的额外反射器元件的最大数目已被展示为三个，但不应将此解释为对本公开的范围的限制。例如，源200可配备有任何数目个额外反射器元件，包含(但不限于)一个、两个、三个、四个、五个或六个额外反射器元件(等)。
图6是根据本公开的一或多个替代及/或额外实施例的宽带光源200的示意性图解。
在此实施例中，第一反射器元件606具有大于一或多个额外反射器元件614的曲率半径的曲率半径。在此实施例中，一或多个额外反射器元件614布置在泵浦照明204的阴影及集光路径217中。此外，在此实施例中，一或多个额外反射器元件614经配置以将等离子体宽带辐射215重新聚焦回到等离子体610。
图7是根据本公开的一或多个实施例的实施在图2A到6中的任何者(或其任何组合)中说明的LSP宽带光源200的光学特性化系统700的示意性图解。
本文中应注意，系统700可包括此项技术中已知的任何成像、检验、计量、光刻或其它特性化/制造系统。在此方面，系统700可经配置以对样品707执行检验、光学计量、光刻及/或成像。样品707可包含此项技术中已知的任何样本，包含(但不限于)晶片、中间掩模/光掩模及类似者。应注意，系统700可并入在本公开通篇描述的LSP宽带光源200的各个实施例中的一或多者。
在一个实施例中，将样品707安置在载物台组合件712上以促进样品707的移动。载物台组合件712可包含此项技术中已知的任何载物台组合件712，包含(但不限于)X-Y载物台、R-θ载物台及类似者。在另一个实施例中，载物台组合件712能够在检验或成像期间调整样品707的高度以维持聚焦在样品707上。
在另一个实施例中，照明臂703经配置以将来自宽带光源200的照明引导到样品707。照明臂703可包含此项技术中已知的任何数目及类型的光学组件。在一个实施例中，照明臂703包含一或多个光学元件702、光束分离器704及物镜706。在此方面，照明臂703可经配置以将来自LSP宽带光源200的照明聚焦到样品707的表面上。一或多个光学元件702可包含此项技术中已知的任何光学元件或光学元件组合，包含(但不限于)一或多个镜、一或多个透镜、一或多个偏振器、一或多个光栅、一或多个滤光片、一或多个光束分离器及类似者。
在另一个实施例中，集光臂705经配置以收集从样品707反射、散射、衍射及/或发射的光。在另一个实施例中，集光臂705可将来自样品707的光引导及/或聚焦到检测器组合件714的传感器716。应注意，传感器716及检测器组合件714可包含此项技术中已知的任何传感器及检测器组合件。例如，传感器716可包含(但不限于)电荷耦合装置(CCD)检测器、互补金属氧化物半导体(CMOS)检测器、时间延迟积分(TDI)检测器、光电倍增管(PMT)、雪崩光电二极管(APD)及类似者。此外，传感器716可包含(但不限于)线传感器或电子轰击线传感器。
在另一个实施例中，检测器组合件714通信地耦合到包含一或多个处理器720及存储器722的控制器718。例如，一或多个处理器720可通信地耦合到存储器722，其中一或多个处理器720经配置以执行存储在存储器722上的程序指令集。在一个实施例中，一或多个处理器720经配置以分析检测器组合件714的输出。在一个实施例中，程序指令集经配置以引起一或多个处理器720分析样品707的一或多个特性。在另一个实施例中，程序指令集经配置以引起一或多个处理器720修改系统700的一或多个特性以便维持聚焦在样品707及/或传感器716上。例如，一或多个处理器720可经配置以调整物镜706或一或多个光学元件702以便将来自LSP宽带光源200的照明聚焦到样品707的表面上。通过另一实例，一或多个处理器720可经配置以调整物镜706及/或一或多个光学元件702以便收集来自样品707的表面的照明且将经收集照明聚焦在传感器716上。
应注意，系统700可配置为此项技术中已知的任何光学配置，包含(但不限于)暗场配置、亮场定向及类似者。
图8说明根据本公开的一或多个实施例的布置为反射测量及/或椭偏测量配置的光学特性化系统800的简化示意图。应注意，关于图2A到7描述的各个实施例及组件可被解释为扩展到图8的系统。系统800可包含此项技术中已知的任何类型的计量系统。
在一个实施例中，系统800包含LSP宽带光源200、照明臂816、集光臂818、检测器组合件828及包含一或多个处理器720及存储器722的控制器718。
在此实施例中，经由照明臂816将来自LSP宽带光源200的宽带照明引导到样品707。在另一个实施例中，系统800经由集光臂818收集从样本发出的照明。照明臂路径816可包含适于修改及/或调节宽带光束的一或多个光束调节组件820。例如，一或多个光束调节组件820可包含(但不限于)一或多个偏振器、一或多个滤光片、一或多个光束分离器、一或多个漫射体、一或多个均质器、一或多个切趾器、一或多个光束成形器或一或多个透镜。
在另一个实施例中，照明臂816可利用第一聚焦元件822来将光束聚焦及/或引导到安置在样本载物台812上的样品207上。在另一个实施例中，集光臂818可包含第二聚焦元件826以收集来自样品707的照明。
在另一个实施例中，检测器组合件828经配置以通过集光臂818捕获从样品707发出的照明。例如，检测器组合件828可接收从样品707反射或散射(例如，经由镜面反射、漫反射及类似者)的照明。通过另一个实例，检测器组合件828可接收由样品707生成的照明(例如，与光束的吸收相关联的发光及类似者)。应注意，检测器组合件828可包含此项技术中已知的任何传感器及检测器组合件。例如，传感器可包含(但不限于)CCD检测器、CMOS检测器、TDI检测器、PMT、APD及类似者。
集光臂818进一步可包含用以引导及/或修改由第二聚焦元件826收集的照明的任何数目个集光光束调节元件830，包含(但不限于)一或多个透镜、一或多个滤光片、一或多个偏振器或一或多个相位板。
系统800可配置为此项技术中已知的任何类型的计量工具，例如(但不限于)具有一或多个照明角度的光谱椭圆偏光仪、用于测量穆勒(Mueller)矩阵元素(例如，使用旋转补偿器)的光谱椭圆偏光仪、单波长椭圆偏光仪、角度解析椭圆偏光仪(例如，光束轮廓椭圆偏光仪)、光谱反射计、单波长反射计、角度解析反射计(例如，光束轮廓反射计)、成像系统、光瞳成像系统、光谱成像系统或散射计。
在以下案中提供对适于在本公开的各个实施例中实施的检验/计量工具的描述：2012年7月9日申请的标题为“晶片检验系统(Wafer Inspection System)”的第13/554,954号美国专利申请案；2009年7月16日发表的标题为“使用小型折反射物镜的分场检验系统(Split Field Inspection System Using Small Catadioptric Objectives)”的第2009/0180176号美国公开专利申请案；2007年1月4日发表的标题为“折反射光学系统中用于激光暗场照明的光束传输系统(Beam Delivery System for Laser Dark-Field Illuminationin a Catadioptric Optical System)”的第2007/0002465号美国公开专利申请案；1999年12月7日颁布的标题为“具有宽范围变焦能力的超宽带UV显微成像系统(Ultra-broadbandUV Microscope Imaging System with Wide Range Zoom Capability)”的第5,999,310号美国专利；2009年4月28日颁布的标题为“使用具有二维成像的激光线照明的表面检验系统(Surface Inspection System Using Laser Line Illumination with Two DimensionalImaging)”的第7,525,649号美国专利；2013年5月9日由王(Wang)等人发表的标题为“动态可调整的半导体计量系统(Dynamically Adjustable Semiconductor MetrologySystem)”的第2013/0114085号美国公开专利申请案；1997年3月4日由皮旺卡-科尔(Piwonka-Corle)等人颁布的标题为“聚焦束光谱椭偏测量方法及系统(Focused BeamSpectroscopic Ellipsometry Method and System)”的第5,608,526号美国专利；及2001年10月2日由罗森克瓦格(Rosencwaig)等人颁布的标题为“用于分析半导体上的多层薄膜堆叠的设备(Apparatus for Analyzing Multi-Layer Thin Film Stacks onSemiconductors)”的第6,297,880号美国专利，所述案中的每一者的全部内容以引用的方式并入本文中。
本公开的一或多个处理器720可包含此项技术中已知的任何一或多个处理元件。在此意义上，一或多个处理器720可包含经配置以执行软件算法及/或指令的任何微处理器类型装置。应认知，在本公开通篇描述的步骤可由单一计算机系统或替代地由多个计算机系统实行。一般来说，术语“处理器”可被广泛定义为涵盖具有执行来自非暂时性存储器媒体722的程序指令的一或多个处理及/或逻辑元件的任何装置。再者，所公开的各种系统的不同子系统可包含适于实行在本公开通篇描述的步骤的至少一部分的处理器及/或逻辑元件。
存储器媒体722可包含此项技术中已知的适于存储可由相关联的一或多个处理器720执行的程序指令的任何存储媒体。例如，存储器媒体722可包含非暂时性存储器媒体。例如，存储器媒体722可包含(但不限于)只读存储器、随机存取存储器、磁性或光学存储器装置(例如，磁盘)、磁带、固态硬盘及类似者。在另一个实施例中，存储器722经配置以存储本文中描述的各种步骤的一或多个结果及/或输出。应进一步注意，存储器722可与一或多个处理器720容置在共同控制器外壳中。在替代实施例中，存储器722可相对于一或多个处理器720的物理位置远程定位。例如，一或多个处理器720可存取可通过网络(例如，因特网、内部网络及类似者)存取的远程存储器(例如，服务器)。在此方面，控制器718的一或多个处理器720可执行在本公开通篇描述的各种处理步骤中的任何者。本文中应注意，系统700的一或多个组件可以此项技术中已知的任何方式通信地耦合到系统700的各种其它组件。例如，照明系统700、检测器组合件714、控制器718及一或多个处理器720可经由有线连接(例如，铜导线、光纤电缆及类似者)或无线连接(例如，RF耦合、IR耦合、数据网络通信(例如，WiFi、WiMax、蓝牙及类似者))而通信地耦合到彼此及其它组件。
在一些实施例中，如本文中描述的LSP宽带光源200及系统700、800可配置为“独立工具”，其在本文中被解释为未物理耦合到处理工具的工具。在其它实施例中，此检验或计量系统可通过可包含有线及/或无线部分的传输媒体耦合到处理工具(未展示)。处理工具可包含此项技术中已知的任何处理工具，例如光刻工具、蚀刻工具、沉积工具、抛光工具、镀覆工具、清洁工具或离子植入工具。可使用反馈控制技术、前馈控制技术及/或原位控制技术来使用由本文中描述的系统执行的检验或测量的结果更改处理或处理工具的参数。可手动或自动更改处理或处理工具的参数。
图9是根据本公开的一或多个实施例的实施LSP宽带光源200(例如在图2A到8中的任何者或其任何组合中说明的LSP宽带光源)的光学特性化系统900的示意性图解。在一个实施例中，系统900包含耦合到集光孔隙934用于从宽带光源200接收宽带光215的照明臂950。应注意，照明臂950可用作用于任何检验、计量的照明器或此项技术中已知的其它成像系统且在本文中仅为了阐释性目的提供。
在另一个实施例中，系统900包含沿着照明路径(即，泵浦照明204的路径)的NA透镜922、补偿板924及圆柱透镜926。另外，系统900包含沿着集光路径217(即，宽带光215的路径)的窗930及彩色滤光片(CF)932。
在一个实施例中，照明臂950包含用于成形及/或调节宽带光215的一或多个组件。例如，所述一或多个组件可包含一或多个透镜952、956、一或多个镜、一或多个滤光片，或一或多个光束成形元件954(例如，均质器、光束成形器或类似者)以提供选定照明条件(例如，照明场大小、光束形状、角度、光谱内容或类似者)。
图10是说明根据本公开的一或多个实施例的用于实施LSP宽带光源200到800的方法1000的流程图。本文中应注意，可全部或部分通过宽带光源200及/或系统700、800或900实施方法1000的步骤。然而，应进一步认知，方法1000不限于宽带光源200及/或系统700、800或900在于额外或替代系统级实施例可实行方法1000的步骤的全部或部分。
在步骤1002中，泵浦源生成泵浦照明。
在步骤1004中，第一反射器元件经配置以将泵浦照明的一部分引导到气体容纳结构中的气体中以维持等离子体。
在步骤1006中，第一反射器元件收集从等离子体发射的宽带光的一部分且将宽带光的所述部分引导到一或多个下游应用。所述一或多个下游应用可包含检验或计量中的至少一者。
在步骤1008中，一或多个额外反射器元件经配置以将未吸收泵浦照明及未由第一反射器元件收集的宽带光反射回到等离子体。
在操作期间，泵浦源202生成泵浦照明204。第一反射器元件206将泵浦照明204引导到气体容纳结构208中以维持等离子体210。等离子体210发射由第一反射器元件206收集的宽带光215，且第一反射器元件206将宽带光215引导到一或多个下游应用(例如，计量或检验)。一或多个额外光学器件可辅助将宽带光215引导到一或多个下游应用。一或多个额外反射器元件214将未吸收泵浦照明及未由第一反射器元件206收集的宽带光反射回到等离子体210以进一步加热等离子体。等离子体210吸收泵浦照明204的一部分且发射宽带辐射215，所述宽带辐射215也被重新聚焦回到等离子体210以加热等离子体。
所属领域的技术人员将认知，本文中所描述的组件、装置、对象及其所附论述为了概念清楚起见而用作实例且预期各种配置修改。因此，如本文中所使用，所阐述的特定实例及所附论述旨在表示其更一般类别。通常，使用任何特定实例旨在表示其类别，且不包含特定组件、装置及对象不应被视为限制性。
关于本文中的大体上任何复数及/或单数术语的使用，所属领域的技术人员可根据背景及/或应用从复数转换为单数及/或从单数转换为复数。为了清楚起见，本文未明确阐述各种单数/复数排列。
本文中所描述的标的物有时说明其它组件内所含或与其它组件连接的不同组件。应理解，如此描绘的架构仅为示范性的，且实际上可实施实现相同功能的许多其它架构。在概念意义上，实现相同功能的组件的任何布置有效地“相关联”，使得实现所期望功能。因此，本文中经组合以实现特定功能的任何两个组件可被视为彼此“相关联”，使得实现所期望功能，而与架构或中间组件无关。同样地，如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所期望功能，且能够如此相关联的任何两个组件还可被视为“可耦合”到彼此以实现所期望功能。可耦合的特定实例包含但不限于物理上可配合及/或物理上互动的组件及/或无线可互动及/或无线互动的组件及/或逻辑上互动及/或逻辑上可互动的组件。
此外，应理解，本发明由所附权利要求书定义。所属领域的技术人员将理解，通常，本文中及尤其所附权利要求书(例如，所附权利要求书的主体)中所使用的术语通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包含(including)”应被解释为“包含但不限于”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包含(includes)”应被解释为“包含但不限于”及类似者)。所属领域的技术人员将进一步理解，如果旨在特定数目个所介绍权利要求叙述，那么将在权利要求书中明确叙述此意图，且在缺失此叙述的情况下不存在此意图。例如，为了辅助理解，下文所附权利要求书可含有介绍性词组“至少一个”及“一或多个”的使用以介绍权利要求叙述。然而，此类词组的使用不应被解释为暗示由不定冠词“一”或“一个”介绍权利要求叙述将任何特定权利要求含有此所介绍权利要求叙述限于本发明仅含有一个此叙述，即使在同一权利要求包含介绍性词组“一或多个”或“至少一个”及不定冠词(例如“一”或“一个”(例如，“一”及/或“一个”通常应被解释为意味着“至少一个”或“一或多个”)时也如此；用来介绍权利要求叙述的定冠词的使用也是如此。另外，即使明确叙述特定数目个所介绍权利要求叙述，所属领域的技术人员仍将认知，此叙述通常应被解释为意味着至少所叙述数目(例如，“两个叙述”的纯粹叙述而没有其它修饰词通常意味着至少两个叙述，或两个或更多个叙述)。此外，在其中使用与“A、B及C中的至少一者，及类似者”类似的惯例的彼等例项中，通常此构造旨在具有所属领域的技术人员将理解所述惯例的意义(例如，“具有A、B及C中的至少一者的系统”将包含但不限于仅具有A，仅具有B，仅具有C，一起具有A及B，一起具有A及C，一起具有B及C及/或一起具有A、B及C，及类似者的系统)。在其中使用与“A、B或C中的至少一者，及类似者”类似的惯例的彼等例项中，通常此构造旨在具有所属领域的技术人员将理解所述惯例的意义(例如，“具有A、B或C中的至少一者的系统”将包含但不限于仅具有A，仅具有B，仅具有C，一起具有A及B，一起具有A及C，一起具有B及C及/或一起具有A、B及C，及类似者的系统)。所属领域的技术人员将进一步理解，实际上无论在描述、权利要求书或附图中，呈现两个或更多个替代术语的任何转折词及/或词组应被理解为预期包含所述术语中的一者、所述术语中的任一者或两个术语的可能性。例如，词组“A或B”将被理解为包含“A”或“B”或“A及B”的可能性。
相信本公开及许多其伴随优点将通过前文描述来理解，且将显而易见的是，在不脱离所公开标的物的情况下或在不牺牲其全部重要优点的情况下，可对组件的形式、构造及布置进行各种改变。所描述形式仅为解释性的，且下文权利要求书旨在于涵盖及包含此类改变。

Claims (24)

1.一种系统，其包括：
气体容纳结构，其用于容纳气体；
泵浦源，其经配置以生成泵浦照明；
第一反射器元件，其经配置以将所述泵浦照明的一部分引导到所述气体中以维持等离子体，其中所述第一反射器经配置以收集从所述等离子体发射的宽带光的至少一部分；及
一或多个额外反射器元件，其与所述第一反射器相对定位，其中所述第一反射器元件的反射表面面向所述一或多个额外反射器元件的反射表面，其中所述一或多个额外反射器元件经配置以将未吸收泵浦照明及未由所述第一反射器元件收集的宽带光反射回到所述等离子体。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个额外反射器元件经配置以反射未由所述第一反射器元件收集的上2π光的一部分。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述一或多个额外反射器元件经配置以将所述上2π光的所述部分聚焦到所述第一反射器元件的第一焦点。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述上2π光的一部分被进一步中继到所述第一反射器元件的第二焦点。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一反射器元件包括反射椭圆形区段。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个额外反射器元件包括一或多个反射球面区段。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述一或多个额外反射器元件包括单一反射球面区段。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述一或多个额外反射器元件包括：第一反射球面区段及第二球面区段，其中所述第一反射球面区段的曲率半径小于所述第二球面区段的曲率半径。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一反射器元件具有小于所述一或多个额外反射器元件的曲率半径的曲率半径。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一反射器元件具有大于所述一或多个额外反射器元件的曲率半径的曲率半径。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一反射器元件及所述一或多个额外反射器元件具有介于3π与4π之间的经组合集光立体角。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一反射器元件及所述一或多个额外反射器元件具有介于3.4π与3.6π之间的经组合集光立体角。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个额外反射器元件定位在所述第一反射器元件上方。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个额外反射器元件包含经配置以将来自所述泵浦源的泵浦照明传递到所述等离子体的孔隙。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述泵浦源包括：
一或多个激光器。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述泵浦源包括：
红外激光器、可见光激光器或紫外激光器中的至少一者。
17.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一反射器元件及所述一或多个额外元件经配置以从所述等离子体收集宽带UV、VUV、DUV或EUV光中的至少一者。
18.根据权利要求1所述的系统，其中所述气体包括：
氩、氪或氙中的至少一者。
19.根据权利要求1所述的系统，其中所述气体容纳结构包括：
等离子体灯泡、等离子体单元或等离子体腔室中的至少一者。
20.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：经配置以将来自所述等离子体的宽带光输出引导到一或多个下游应用的一或多个额外集光光学器件。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述一或多个下游应用包括：检验或计量中的至少一者。
22.一种系统，其包括：
气体容纳结构，其用于容纳气体；
泵浦源，其经配置以生成泵浦照明；
椭圆镜，其经配置以将所述泵浦照明的一部分引导到所述气体中以维持等离子体，其中所述椭圆镜经配置以收集从所述等离子体发射的宽带光的至少一部分且将宽带光的所述部分引导到一或多个下游应用；及
一或多个球面镜，其定位在所述椭圆镜上方，其中所述椭圆镜的反射表面面向所述一或多个球面镜的反射表面，其中所述一或多个球面镜经配置以将未吸收泵浦照明及未由所述椭圆镜收集的宽带光反射回到所述等离子体。
23.一种方法，其包括：
生成泵浦照明；
经由第一反射器元件将所述泵浦照明的一部分引导到气体容纳结构中的气体中以维持等离子体；
经由所述第一反射器元件收集从所述等离子体发射的宽带光的一部分且将宽带光的所述部分引导到一或多个下游应用；及
经由一或多个额外反射器元件将未吸收泵浦照明及未由所述第一反射器元件收集的宽带光反射回到所述等离子体。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述一或多个下游应用包括：检验或计量中的至少一者。
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