CN114830833A - 用于监测微滴流中的微滴的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于监测靶材料的微滴流的设备，该靶材料的微滴流用以在辐射源中产生辐射束，其中所述设备包括：用于产生靶材料的微滴流的靶材料发射器，其中所述靶材料发射器包括腔室，所述腔室被配置用于所述靶材料在形成所述微滴流之前通过；第一换能器，其被配置为在所述腔室中产生声压；以及第二换能器，其被配置为感测所述腔室中的声压。

Description

用于监测微滴流中的微滴的设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月20日提交的题为“APPARATUS FOR AND METHOD OFMONITORING DROPLETS IN A DROPLET STREAM”的美国申请62/951,893的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种用于产生、监测和控制用以在辐射源中产生辐射束的靶材料的微滴流的设备。更具体地，辐射源是极紫外(EUV)辐射源，其从靶材料产生EUV辐射。

背景技术

光刻设备是构造成将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如在图案形成装置(例如掩模)处将图案投影到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

为了在衬底上投射图案，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长决定了可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备相比，使用波长在4－20nm范围内，例如6.7nm或13.5nm的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可用于在衬底上形成更小的特征。

产生EUV光的方法包括，但不必限于：将源材料转换成具有在EUV范围内的发射线的化学元素的等离子态。这些元素可以包括但不必限于氙、锂和锡。

在一种这样的方法中，通常称为激光产生等离子体(“LPP”)，所期望的等离子体可以通过用激光束照射例如以微滴、流或线的形式的源材料来产生。在另一种通常称为放电产生等离子体(“DPP”)的方法中，所需的等离子体可以通过在一对电极之间定位具有适当发射线的源材料并使电极之间发生放电来产生。

一种用于产生微滴的技术包括熔化靶材料例如锡，然后在高压下迫使其通过相对小直径的孔，例如具有约0.5μm至约30μm直径的孔，以产生微滴速度在约30m/s至约150m/s范围内的微滴流。在大多数情况下，在称为瑞利分裂的过程中，在离开孔的流中自然发生的不稳定性(例如噪声)将导致流分裂成微滴。这些微滴可以具有变化的速度并且可以彼此结合以聚结为较大的微滴。

在这里考虑的EUV产生过程中，希望控制分裂和聚结过程。例如，为了使微滴与LPP驱动激光器的光脉冲同步，可以对连续流施加幅度超过随机噪声的幅度的重复扰动。通过以与脉冲激光的重复率相同的频率(或其更高的谐波)施加扰动，微滴可以与激光脉冲同步。例如，可以通过将电可致动元件(例如压电材料)耦合到所述流并以周期性波形驱动所述电可致动元件来对所述流施加干扰。在一个实施例中，电可致动元件将在直径上收缩和扩张(在纳米量级)。这种尺寸的变化机械地耦合到经历直径的相应收缩和扩张的毛细管。毛细管内的靶材料(例如熔融锡)柱也在直径上收缩和扩张(并且在长度上扩张和收缩)以在喷嘴出口处的流中引起速度扰动。

这里使用的术语“电可致动元件”及其派生词是指当经受电压，电场、磁场或其组合时经历尺寸变化的材料或结构，并且包括但不限于压电材料、电致伸缩材料和磁致伸缩材料。

除了微滴与激光脉冲同步之外，微滴还可以聚结成比在流的分裂期间最初产生的微滴大的微滴。聚结可以在允许控制聚结过程的条件下进行。

例如，在题为“Apparatus for and method of controlling coalescence ofdroplets in a droplet stream”并且公开于2019年7月18日的国际专利申请公开No.WO2019/137846A1中公开了使用电可致动元件来控制微滴流和微滴流的聚结的设备和方法，其全部内容通过引用结合于此。

希望监测和控制克服或减轻与现有技术相关的一个或多个问题的微滴产生和聚结。

发明内容

在一个实施例中，一种用于监测靶材料的微滴流的设备，该靶材料的微滴流用以在辐射源中产生辐射束，该设备包括：靶材料发射器，所述靶材料发射器被配置成产生待通过的靶材料的微滴流，其中所述靶材料发射器包括被配置成用于所述靶材料通过的腔室；第一换能器，其被配置为在所述腔室中产生声压，以及第二换能器，其被配置为感测所述腔室中的声压。

在另一个实施例中，一种光刻设备包括辐射源和用于监测靶材料的微滴流的设备，该靶材料的微滴流用以在辐射源中产生辐射束，该光刻系统包括：靶材料发射器，所述靶材料发射器被配置成产生靶材料的微滴流，其中所述靶材料发射器包括被配置成使所述靶材料通过的腔室；第一换能器，其被配置为在所述腔室中产生声压；以及第二换能器，其被配置为感测所述腔室中的声压。

在另一个实施例中，一种监测用于在辐射源中产生辐射束的靶材料的微滴流的方法包括：在形成微滴流之前使靶材料通过靶材料发射器的腔室，使用第一换能器在腔室中产生声压，以及使用第二换能器感测腔室中的声压。

在又一个实施例中，一种用于监测靶材料的微滴流的设备，该靶材料的微滴流用以在辐射源中产生辐射束，该设备包括：靶材料发射器，所述靶材料发射器被配置成产生靶材料的微滴流，其中所述靶材料发射器包括腔室和换能器，所述腔室被配置成使所述靶材料在形成所述微滴流之前通过；其中所述换能器包括换能器材料和换能器材料上的多个电极，使得换能器被配置为产生和感测腔室中的声压。

附图说明

现在将参照所附示意图仅以示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1描绘了根据本发明的一个实施例的包括光刻设备和辐射源的光刻系统；

图2描绘了根据本发明的一个实施例的用于监测靶材料的微滴流的设备的示意图；

图3描绘了根据本发明的一个实施例的用于监测靶材料的微滴流的设备的示意图；

图4描绘了根据本发明的一个实施例的速度射流传递函数和电传感器转换器电压之间的比较图；

图5描绘了根据本发明的一个实施例的用于监测靶材料的微滴流的设备的示意图。

具体实施方式

图1示出了包括辐射源SO和光刻设备LA的光刻系统。辐射源SO被配置为产生EUV辐射束B并将EUV辐射束B提供给光刻设备LA。光刻设备LA包括照明系统IL，被配置为支撑图案形成装置MA(例如掩模)的支撑结构MT，投影系统PS和被配置为支撑衬底W的衬底台WT。

照射系统IL被配置成在EUV辐射束B入射到图案形成装置MA上之前调节EUV辐射束B。此外，照明系统IL可以包括多刻面场反射镜器件10和多刻面光瞳反射镜器件11。多刻面场反射镜装置10和多刻面光瞳反射镜装置11一起提供具有期望横截面形状和期望强度分布的EUV辐射束B。照明系统IL可以包括除了刻面场反射镜装置10和刻面光瞳反射镜装置11之外或代替刻面场反射镜装置10和刻面光瞳反射镜装置11的其它反射镜或装置。

在如此调节之后，EUV辐射束B与图案形成装置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'。投影系统PS被配置成将图案化的EUV辐射束B'投影到衬底W上。为此目的，投影系统PS可以包括多个反射镜13、14，其被配置为将图案化的EUV辐射束B'投影到由衬底台WT保持的衬底W上。投影系统PS可以向图案化的EUV辐射束B'施加缩减因子，从而形成具有比图案形成装置MA上的对应特征小的特征的图像。例如，可以应用4或8的缩减因子。尽管在图1中投影系统PS被示为仅具有两个反射镜13，14，但是投影系统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，光刻设备LA将由图案化EUV辐射束B'形成的图像与先前在衬底W上形成的图案对准。

可以在辐射源SO、照明系统IL和/或投影系统PS中提供相对真空，即压力远低于大气压的少量气体(例如氢气)。

例如，图1所示的辐射源SO是可以称为激光产生等离子体(LPP)源的类型。可以例如包括CO₂激光器的激光系统1被布置为经由激光束2将能量沉积到靶材料中，例如从例如靶材料发射器3提供的锡(Sn)。尽管在下面的描述中提到锡，但是可以使用任何合适的靶材料(有时称为“燃料”)。靶材料可以例如是液体形式，并且可以例如是金属或合金。靶材料发射器3可以包括喷嘴，该喷嘴被配置成沿着去往等离子体形成区4的轨迹引导(例如微滴的形式)的锡。激光束2在等离子体形成区4处入射到锡上。激光能量沉积到锡中在等离子体形成区域4处产生锡等离子体7。在电子去激发和与等离子体的离子的复合期间，从等离子体7发射包括EUV辐射的辐射。

提供设备20用于监测由靶材料发射器3产生的靶材料的微滴流。从靶材料发射器3喷射的锡(靶材料)在到达等离子体形成区4之前聚结成微滴(未示出)，在等离子体形成区4锡微滴用于产生EUV辐射束B。

来自等离子体的EUV辐射由收集器5收集和聚焦。收集器5包括例如近垂直入射辐射收集器5(有时更一般地称为垂直入射辐射收集器)。收集器5可以具有多层反射镜结构，该多层反射镜结构被布置成反射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，具有两个焦点。第一个焦点可以在等离子体形成区4，而第二个焦点可以在中间焦点6，如下所述。

激光系统1可以在空间上与辐射源SO分离。在这种情况下，激光束2可以借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器和/或其它光学器件的光束传递系统(未示出)从激光系统1传递到辐射源SO。激光系统1、辐射源SO和光束传递系统可以一起被认为是辐射系统。

由收集器5反射的辐射形成EUV辐射束B。EUV辐射束B在中间焦点6处聚焦以在等离子体形成区域4处存在的等离子体的中间焦点6处形成图像。中间焦点6处的图像充当照明系统IL的虚拟辐射源。辐射源SO被布置成使得中间焦点6位于辐射源SO的包围结构9中的开口8处或其附近。

图2以简化示意图的形式更详细地示出了靶材料发射器3和设备20。靶材料发射器3产生靶材料(例如锡(Sn))的微滴流，用于在辐射源SO中产生EUV辐射束B。靶材料发射器3被描述为形成设备20的一部分，但是将会理解，设备20可以被认为是与靶材料发射器3分离的系统。

如图所示，靶材料发射器3可以包括在压力下保持例如熔融锡的流体(或靶材料)的腔室(例如毛细管22)。毛细管22可具有一个或多个入口端口23，流体可通过入口端口23引入毛细管中。还示出，毛细管22可以形成有喷嘴24，该喷嘴24允许加压的靶材料流过喷嘴24，从而建立连续的流(未示出)，该连续的流随后分裂成微滴25。喷嘴24可以被配置为沿着去往等离子体形成区域(未示出)的轨迹引导(例如以微滴的形式)的锡。

毛细管22可以在特定频率例如50kHz下具有机械共振。这种共振可以允许在毛细管22中建立相对较高幅度的驻波，并且可以帮助保存毛细管22内的能量。

靶材料发射器3可以包括在压力下保持靶材料例如熔融锡的贮存器(未示出)。贮存器可以在毛细管22的与喷嘴24所在的一端相对的一端(入口端)(即，如图2所示，贮存器靠近毛细管22左侧的一端)附近连接到毛细管22。这允许加压的靶材料流过毛细管22并流出喷嘴24中的孔。这可以建立连续的流，其随后分裂成多个微滴。

所示的设备20还包括在靶材料中产生扰动的子系统，该子系统具有与靶材料可操作地耦合的第一换能器26和驱动第一换能器26的第一信号发生器28。第一换能器26被配置成在毛细管22中产生声压。即，第一换能器26是电可致动元件。更具体地，电可致动元件可以是压电元件，但是在其它实施例中，将会理解，电可致动元件可以由不同的材料制成，例如电致伸缩材料或磁致伸缩材料。例如，压电元件可以达到高达10MHz，并且感兴趣的声学频率可以在2MHz和500kHz的范围内。

第一换能器26与毛细管22同轴配置。第一换能器26可以具有环形或圆柱形管状。第一换能器26可以至少部分地或全部地位于毛细管22周围。即，定位成围绕毛细管22的圆周。

第一换能器26具有与毛细管22径向对准的自由度。第一换能器26被配置为通过振荡毛细管22的纵向壁(即，在毛细管22轴的方向上纵向延伸的壁)将振荡传输到靶材料。通过使毛细管22的纵向壁振荡，来自第一换能器26的振荡被传输至靶材料，即毛细管22的纵向壁由于第一换能器26的振荡而振荡。第一换能器26径向收缩并径向挤压毛细管22，这又干扰毛细管22中的靶材料。这在靶材料中引起基于来自第一信号发生器28的控制信号的幅度的速度扰动。也就是说，第一换能器26在毛细管22中产生声压。这通过第一换能器26机械耦合到毛细管22中的靶材料而发生。

具有不同波形幅度、周期频率和/或波形形状的波形可用于驱动第一换能器26以产生用于EUV输出的靶材料微滴。第一换能器26在靶材料中产生扰动，该扰动产生具有不同初始速度的微滴，导致至少一些相邻的微滴对在到达照射区域之前聚结在一起。初始微滴与聚结微滴的比率可以是2，3或更大，并且在一些情况下是几十，几百或更大。

因此，破碎/聚结过程的控制涉及控制微滴，使得它们在到达照射区域之前充分聚结，并且以与用于照射聚结的微滴的激光的脉冲速率相对应的定时到达。在一些实施例中，由多个叠加的电压波形组成的混合波形被提供给第一换能器26，以控制瑞利分裂微滴到具有对应于激光脉冲速率的频率的完全聚结微滴的聚结过程。波形可以定义为电压或电流信号。

毛细管22上的第一换能器26可用于在(毛细管22的)高压系统中产生声学驻波，以产生特定尺寸、频率和速度的微滴。

设备20的子系统的一部分也是与毛细管22中的靶材料可操作地耦合的第二换能器30。第二换能器30被配置成感测毛细管22中的声压。这通过第二换能器30机械耦合到毛细管22中的靶材料而发生。第二换能器30是电传感器元件。更具体地，电传感器元件可以是压电元件，但是在其它实施例中，应当理解，电传感器元件可以由不同的材料制成，例如电致伸缩材料或磁致伸缩材料。

在该实施例中，第一换能器26和第二换能器30是独立的(即，它们彼此分离并且被分别控制/监测)。尽管第一换能器26和第二换能器30已经被描述为形成设备20的子系统的一部分，但是应当理解，它们也可以被认为形成靶材料发射器3本身的一部分。

第二换能器30可以是堆叠的压电元件。第二换能器30位于毛细管22的入口端附近，其中靶材料进入毛细管22(即，与喷嘴24端相对)。第二换能器30以与毛细管22的纵轴对准的自由度相对于毛细管22线性地配置。也就是说，第一换能器26和第二换能器30以基本上正交的自由度定向。

柔性膜32位于毛细管22的入口端附近(即毛细管22的端壁附近)。在各种实施方式中，膜由钼或适于与熔融锡接触使用的其它材料形成。从靶材料到第二换能器30的振荡通过使毛细管22的端壁振荡来传送，即毛细管22的端壁由于靶材料中的声压波而振荡。更具体地，柔性膜32被配置为将振荡从靶材料传输到第二换能器30(通过柔性膜32的振荡)。由第一换能器26产生的声压通过靶材料传输并在柔性膜32上产生力。因此，在第二换能器30上引起受迫声位移。柔性膜32是顺应性(compliant)的并且比固定壁更容易移动，因此振荡更有效地传输到第二换能器30。

第二换能器30连接到控制单元34，并且来自第二换能器30的电信号被传输到控制单元34(如箭头所示)用于处理。控制单元34可以具有输入信号35。第二换能器30上的机械应力被转换成电信号。由第一换能器26产生的毛细管22中的声压可以由设备20通过测量由第二换能器30的受迫声位移引起的电压反馈(例如在控制单元34处)来感测。

控制单元34可以处理来自第二换能器30的电信号，从而确定压力波频率、相位和幅度，从而能够测量毛细管22内的状况。由此，有可能在不使用外部光学计量反馈(例如，对锡射流或微滴形成过程成像)的情况下感测和控制聚结过程。该控制可以通过(在各种实现方式中，由第二换能器30，如下所述)修改由第一换能器26施加的信号来施加。

感测自由度的第二换能器30(例如压电元件)与毛细管轴对准，并提供声压幅度、相位和频率成分的直接测量。第二传感器30能够获得毛细管内的状况的实时信息。该信息可用于代替对离开喷嘴24的微滴的定时、速度或聚结的测量或作为其的附加。第一换能器26(即同轴压电元件)能够直接向声毛细管22提供大的动态压力。在各种实现方式中，协同工作的两个换能器26，30可以主动地监视和控制微滴调制所需的期望声压。

设备20(即主动控制系统)在与微滴调制最相关的两个自由度上监测系统声学。这种设置能够平衡由同轴压电元件(第一换能器26)提供的大位移区域引起的压差以及与膜32和压电元件叠层(第二换能器30)相关的有限位移区域。

可以基于来自控制单元34的控制信号从第一信号发生器28向第一换能器26提供波形(例如，混合波形)。这些控制信号可以基于来自第二换能器30的反馈，第二换能器30感测来自第一换能器26的毛细管22中的声压。控制信号也可以基于输入信号35。

在使用中，输入信号35可以被发送到控制单元34(例如，基于微滴的期望尺寸、频率和/或速度)，并且控制单元34可以向第一信号发生器28提供控制信号以产生波形。第一信号发生器28可以向第一换能器26提供电信号，以在毛细管22中产生声压，从而产生期望的微滴。第二换能器30可以感测由第一换能器26在毛细管22中产生的声压，并且由第二换能器30产生的电信号可以被传送到控制单元34。

控制单元34可以处理来自第二换能器30的信号(例如通过使用算法)并确定正在形成的微滴(例如尺寸、速度、频率)(例如在等离子体形成区域处或附近)。这可以通过将来自第二换能器26的电信号与毛细管22中的预期声压进行比较来实现。而且，来自第二换能器的电信号的比较可以与记录在初始校准过程期间测量的微滴特性(速度、定时、聚结长度)的查找表进行比较。然后，控制单元34可以相应地修改第一信号发生器28的控制信号，以控制微滴的聚结等。

在其它实现方式中，控制信号可以从控制单元34发送到第二信号发生器36，以从第二换能器30在毛细管22中产生声压，该声压然后可以由第一换能器26感测并反馈到控制单元34。来自第一换能器26的电信号还可以由控制单元34处理(例如，馈送到算法中)，并且还用于修改用于在毛细管22中产生声压的控制信号。因此，建立了反馈回路。因此，控制单元34可以(连续地)主动地监视和主动地控制微滴产生和聚结过程。

设备20提供在时域和频域内提供毛细管22声压的在线(inline)测量和在线(inline)控制的能力，支持微滴产生过程的主动控制。

为了控制毛细管22中的声压波，从而控制微滴形成和聚结，可能需要至少一个电致动器元件(第一换能器26)和至少一个电传感器元件(第二换能器30)。

然而，还考虑了第一换能器26和第二换能器30中的一个或两个都是致动和感测的配置。

在该实施例中，第一换能器26还被配置成感测毛细管22中的声压。第一换能器26也连接到控制单元34，并且来自第一换能器26的电信号被传输到控制单元34(如箭头所示)用于处理。从靶材料到第一换能器26的振荡是通过振荡毛细管22的纵向壁来传送的。

第二换能器30还被配置成通过由第二信号发生器36驱动而在毛细管22中产生声压。由第二换能器30产生的声压通过靶材料传输，并在毛细管22的纵向壁上产生力。因此，在第一换能器26上也引起受迫声位移。在其它实施例中，第一换能器26和第二换能器30可以由相同的信号发生器驱动。

因此，第一换能器26和第二换能器30可以都被配置用于感测和致动。第一认为第一换能器26和第二换能器30都包括电可致动元件和电传感器元件。

这种配置通常被称为多输入多输出(MIMO)。在MIMO配置中使用第一换能器26和第二换能器30两者(并且利用高级控制算法)可以给出更好的控制，因为它们将利用相对于作为频率的函数的声波长的有利空间位置。

尽管第一换能器26和第二换能器30被描述为用于致动和感测，但是应当理解，在其他实施例中，第一换能器26可以被配置为仅用于致动，而第二换能器30可以被配置为仅用于感测，或者反之。

使用互易原理，可以在频域中确定每个传感器(即第一换能器26和第二换能器30)的增量声压致动能力，并且协同工作以主动地控制声压波。

优选地，至少一个致动变换器位于毛细管22的喷嘴24端部附近。优选的是，从毛细管24的喷嘴24端起小于毛细管22长度的2/3的范围内具有至少一个致动换能器26、30。

可替换系统可以包括具有一个或多个微滴成像器的微滴位置检测系统，所述微滴成像器提供指示一个或多个微滴例如相对于照射区域的位置的输出。成像器可以将该输出提供给微滴位置检测反馈系统，该系统可以例如计算微滴位置和轨迹，由此可以例如在逐个微滴的基础上或平均地计算微滴误差。然后，可以将微滴误差作为输入提供给控制器，该控制器可以例如向系统提供位置、方向和/或定时校正信号，以控制激光触发定时和/或控制光束调节单元中的光学器件的移动，例如，以改变递送到室中的照射区域的光脉冲的位置和/或焦度。同样对于EUV光源，源材料递送系统可以具有控制系统，该控制系统可响应于来自控制器的信号(在一些实施方式中，该信号可以包括上述的微滴误差，或从其导出的一些量)而操作，以例如修改释放点、初始微滴流方向、微滴释放定时和/或微滴调制，从而校正到达期望照射区域的微滴中的误差。

然而，这种可替换布置可能需要一个或多个成像器(即外部成像计量)以在微滴从源材料递送系统离开时形成后监测微滴。也就是说，微滴聚结过程只能在接收到来自实际聚结微滴的图像的反馈之后才被控制，即不是实时地。这种可替换布置引入了挑战，在于没有一种方式来测量频域中的声波的幅度及其对锡靶微滴形成过程的影响，而不用对锡射流或微滴形成过程进行成像的外部计量。

在实施例中，包括靶材料发射器3的设备20可以在时域和频域中明确地控制微滴聚结过程，而不需要外部成像计量。因此，可以使用设备20实现主动微滴聚结控制。设备20允许在线测量EUV锡靶微滴形成过程所需的动态压力，而不是依赖于来自观察到的离开设备的微滴的定时和速度的推论。此外，设备20使得能够开发用于最佳微滴聚结的算法，其中微滴在毛细管系统中由具有变化速度的锡射流形成。

设备20影响离开靶材料发射器3的靶材料流的动量或速度，该动量或速度被转换成微滴分裂和聚结过程。设备20还允许调节和优化影响动量或速度的波形，以在产生EUV辐射束B的期望位置处产生期望尺寸的微滴。这可以实时进行，因此提供了减少时延的优点。对于使用外部(成像)计量的结果将存在滞后时间，因为这仅在微滴已经形成之后提供结果，而不是基于毛细管中的状况(即毛细管中的声压)的测量的结果。

此外，压电元件(或其它材料)可以随时间改变(即，它们的效果可以在工作的数小时，数天或数月之后改变)，并且设备20允许进行监测以查看这种改变是什么(及其效果)。

图3示出了用于监测由靶材料发射器43产生的靶材料微滴流的设备40的另一实施例。设备40类似于图2中所示的设备20，除了第二换能器不同之外，如将解释的。

设备40和靶材料发射器43以与图2所示的设备20和靶材料发射器3类似的方式起作用。也就是说，靶材料发射器43产生靶材料(例如锡(Sn))的微滴流，用于在辐射源SO中产生EUV辐射束B。

如图所示，靶材料发射器43包括贮存器(未示出)，在压力下保持靶材料的毛细管42，以及喷嘴44，以产生随后分裂成微滴的连续流。

设备40具有与图2中基本相同的同轴的第一换能器46，即产生和感测毛细管42中的靶材料中的声压波。

设备40还具有与毛细管42同轴配置的第二换能器50。第二换能器50可以具有环形或圆柱形管状。第二换能器50可以至少部分地或全部地位于毛细管42周围。即，定位成围绕毛细管42的圆周。因此，第二换能器50可以类似于第一换能器46。

第二换能器50具有与毛细管42径向对准的自由度。第二换能器50被配置成感测毛细管42中的声压。通过测量由第二换能器50的受迫声位移引起的电压反馈来感测声压。从靶材料到第二换能器50的振荡通过振荡毛细管42的纵向壁(即，在毛细管42轴线方向上纵向延伸的壁)来传输。

在实施例中，第一换能器46和/或第二换能器50可以被配置为以类似于关于图2所描述的方式来感测毛细管42中的声压并在毛细管42中生成声压。

设备40具有第一信号发生器48和第二信号发生器56以及控制单元54，它们以与图2的实施例类似的方式起作用。因此，可以使用设备40实现主动微滴聚结控制。控制单元54可以具有输入信号55。将会理解，在其他实施例中，可以使用不同数量的信号发生器(例如，仅一个)和控制单元。

使用同轴第二换能器优于使用堆叠的线性第二换能器的优点在于，该设备可以更容易制造。此外，与毛细管接触的表面积更大，即更多的表面冲击毛细管并被毛细管冲击。也就是说，与线性第二换能器相比，同轴第二换能器可以将更多的能量施加到毛细管中。

与使用同轴换能器相比，使用堆叠的线性第二换能器的优点在于，可以更好地测量毛细管中的声压。毛细管中可能存在声压幅度不够高而不能被毛细管上的同轴第二换能器检测到的区域。

设备40的使用还允许确定轴上靶材料流速度扰动/分布的喷嘴传递函数，其又可用于优化驱动第一换能器26的波形的参数。

喷嘴传递函数可以定义为在特定频率下每单位施加电压在喷嘴出口处获得的速度扰动。对于所考虑的喷嘴传递函数，施加到第一换能器46的信号(由频率、幅度和/或相位表征)是输入，而施加到液体射流上的速度扰动是输出。作为示例，在各种机制下，聚结长度可以随混合波形的正弦分量的幅度单调变化。较大的正弦幅度意味着增加的速度扰动，因此聚结长度减小。

传递函数可用于评估靶材料发射器43的状况。例如，传递函数的变化可用作靶材料发射器43需要维护或达到其使用寿命的终点的指示。

图4示出了速度射流传递函数(喷嘴TF，细线)和第二换能器50电压(传感器压电电压，粗线)之间的比较图。在y轴上示出了喷嘴TF和传感器压电电压，并且在x轴上示出了以kHz为单位的频率(从0到大约500kHz)。可以看出，喷嘴传递函数与电传感器元件电压(在这种情况下为压电传感器电压)相关，或者部分或基本上与电传感器元件电压匹配。因此，知道压电传感器电压意味着喷嘴TF可以被估计(或计算)并因此反馈到控制单元中。

图5示出了用于监测由靶材料发射器63产生的靶材料微滴流的设备60的另一实施例。设备60类似于图3所示的设备40，除了只有一个换能器单元。设备60具有与设备40相同或相似的部件，并且如图所示用加以20的附图标记来标记。为了简明起见，这里不再重复它们，但是应当理解，除非特别提及，否则它们以类似的方式起作用。

如上所述，在设备60中仅有单个换能器单元66。然而，在换能器材料66A周围存在导电层67(涂层)，该导电层67被半圆形切口(或凹口)分离为分离的导体(或分离的导电区域，即电极)。导电层67允许向换能器材料(即压电元件)的表面施加电压。在实施例中，换能器材料66A可以位于毛细管62周围，并且电极(导电区域)可以由导电层67中的圆周凹口形成。向换能器单元66的最靠近喷嘴64的第一导电区域提供一个电压V1，并向换能器单元66的远离喷嘴64的第二导电区域提供第二电压V2。换能器单元66的第三导电区域离喷嘴64最远，而喷嘴64接地，如图所示的。因此，换能器单元66可以作为两个独立的或部分独立的换能器操作，向分离的导电区域施加电压V1和V2。将会理解，在其它实施例中，该设备可以具有多于一个的换能器单元。

上述换能器单元66中的导电区域是分离的(参见换能器单元66中的半圆形切口)。这意味着波形(V1)可以被提供给换能器单元66的第一传导区域以在毛细管62中产生声压，并且声压可以由换能器单元66的第二传导区域感测。同样，可以向换能器单元66的第二传导区域提供不同的波形(V2)，以在毛细管62中产生声压，并且声压可以由换能器单元66的第一传导区域感测。因此，声压可以由控制单元74和信号发生器68，76以类似于以上关于其他实施例描述的方式来监测和控制。因此，可以使用设备60实现主动微滴聚结控制。控制单元可以具有输入信号75。此外，设备60的功能可以集成到目前在辐射源中(即在靶材料发射器中或上)使用的换能器(例如压电元件)中。

图5示出了作为两个独立致动器有效操作(由V1和V2致动)的换能器单元66。这些致动器可以用作传感器的双重用途(用于结构的MIMO分析)。将会理解，增加更多的凹口，从而提供更多的电极，可以扩展到3个或4个或更多个独立的致动器。

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，这里描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括集成光学系统的制造、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上下文中具体参考本发明的实施例，但是本发明的实施例可以用在其它设备中。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、计量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)的物体的任何设备的一部分。这些设备通常称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

尽管上面已经具体参考了本发明的实施例在光学光刻的上下文中的使用，但是应当理解，在上下文允许的情况下，本发明不限于光学光刻并且可以用于其它应用，例如压印光刻。

在上下文允许的情况下，本发明的实施例可以用硬件、固件、软件或其任何组合来实现。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，其可以由一个或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)；磁存储介质；光存储介质；闪存设备；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)等。此外，固件、软件、例程、指令在本文中可被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、控制器或其他装置产生的，并且在这样做时可以使得致动器或其他装置与物理世界交互。

虽然上面已经描述了本发明的特定实施例，但是将会理解，本发明可以以不同于所描述的方式来实施。以上描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离所阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的本发明进行修改。本发明的其它方面在以下编号的示例中阐述。

实例A1.一种用于监测靶材料的微滴流的设备，所述靶材料的微滴流用于在辐射源中产生辐射束，其中所述设备包括：

靶材料发射器，所述靶材料发射器被配置成用于产生所述靶材料的微滴流，

其中所述靶材料发射器包括腔室，所述腔室被配置成用于所述靶材料穿过；

第一换能器，所述第一换能器被配置成用于在所述腔室中产生声压，以及

第二换能器，所述第二换能器被配置成感测所述腔室中的所述声压。

示例A2.根据示例A1所述的设备，其中所述设备被配置为通过测量由所述第二换能器的受迫声位移引起的电压反馈来感测所述声压。

示例A3.根据前述示例中任一项所述的设备，其中所述第一换能器以与所述腔室径向对准的自由度与所述腔室同轴地配置。

示例A4.根据示例A3所述的设备，其中所述第一换能器至少部分地位于所述腔室周围，其中所述第一换能器配置成使所述腔室的纵向壁振荡。

示例A5.根据任一前述示例所述的设备，其中所述第一换能器被配置成感测所述腔室中的声压。

示例A6.根据任一前述示例所述的设备，其中所述第二换能器以与所述腔室的纵轴对准的自由度相对于所述腔室线性地配置。

示例A7.根据示例A6所述的设备，其中所述第二换能器位于所述腔室的端部附近，其中所述第二换能器被配置为通过振荡所述腔室的端壁来在所述靶材料和所述第二换能器之间传输振荡。

示例A8.根据示例A7所述的设备，其中所述设备包括靠近所述腔室的端壁的柔性膜，所述柔性膜被配置为在所述靶材料和所述第二换能器之间传输振荡。

示例A9.根据前述示例中任一项所述的设备，其中所述第二换能器以与所述腔室径向对准的自由度与所述腔室同轴地配置。

示例A10.根据任一前述示例所述的设备，其中所述第二换能器被配置为在所述腔室中产生声压。

示例A11.根据示例A10所述的设备，其中所述设备被配置为确定所述第一换能器和所述第二换能器的增量声压致动能力。

示例A12.根据任一前述示例所述的设备，其中所述设备经配置以主动控制所述腔室内的声压。

示例A13.根据任一前述示例所述的设备，其中所述第一换能器是第一压电元件和/或所述第二换能器是第二压电元件。

示例A14.根据任一前述示例所述的设备，其中所述腔室是毛细管。

示例A15.一种包括根据示例A1－A14中任一项所述的设备的辐射源。

示例A16.一种包括根据示例A15所述的辐射源的光刻系统。

示例B1.一种监测用于在辐射源中产生辐射束的靶材料的微滴流的方法，所述方法包括：

在形成所述微滴流之前使所述靶材料穿过靶材料发射器的腔室，

使用第一换能器在所述腔室中产生声压，并且

使用第二换能器感测所述腔室中的声压。

示例B2.根据示例B1所述的方法，所述方法还包括通过感测由所述第二换能器的受迫声位移引起的电压反馈来感测所述声压。

示例B3.根据示例B1－B2所述的方法，还包括主动地控制所述腔室中的声压。

示例B4.根据示例B1－B3所述的方法，其中所述第一换能器是第一压电元件和/或所述第二换能器是第二压电元件。

示例C1.一种用于监测靶材料的微滴流的设备，所述靶材料的微滴流用于在辐射源中产生辐射束，其中所述设备包括：

靶材料发射器，所述靶材料发射器被配置成用于产生所述靶材料的微滴流，

其中所述靶材料发射器包括腔室，所述腔室被配置成用于所述靶材料在形成所述微滴流之前穿过，并且

换能器；

其中所述换能器包括换能器材料和在所述换能器材料上的多个电极，使得所述换能器被配置成产生并感测所述腔室内的所述声压。

示例C2.根据示例C1所述的设备，其中所述换能器材料是压电元件。

示例C3.根据示例C1所述的设备，其中所述电极由围绕所述换能器材料的导电涂层中的凹口形成。

其它实施方式在以下权利要求的范围内。

Claims (24)

1.一种用于监测靶材料的液滴流的设备，所述靶材料的液滴流用以在辐射源中产生辐射束，其中所述设备包括：

靶材料发射器，所述靶材料发射器被配置成用于产生所述靶材料的液滴流，

其中所述靶材料发射器包括腔室，所述腔室被配置成用于所述靶材料穿过；

第一换能器，所述第一换能器被配置成用于在所述腔室中产生声压，以及

第二换能器，所述第二换能器被配置成感测所述腔室中的所述声压。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备被配置成通过测量由所述第二换能器的受迫声位移所引起的电压反馈来感测所述声压。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一换能器以与所述腔室径向对准的自由度与所述腔室同轴地配置。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一换能器至少部分地位于所述腔室周围，其中所述第一换能器被配置成使所述腔室的纵向壁振荡。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一换能器被配置为感测所述腔室中的声压。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第二换能器以与所述腔室的纵轴对准的自由度相对于所述腔室线性地配置。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二换能器以与所述腔室的纵轴对准的自由度相对于所述腔室线性地配置。

8.根据权利要求6所述的设备，其中所述第二换能器位于所述腔室的端部附近，其中所述第二换能器被配置为通过振荡所述腔室的端壁而在所述靶材料和所述第二换能器之间传输振荡。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述设备包括靠近所述腔室的所述端壁的柔性膜，所述柔性膜被配置成在所述靶材料和所述第二换能器之间传输振荡。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二换能器以与所述腔室径向对准的自由度与所述腔室同轴地配置。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二换能器被配置为在所述腔室中产生声压。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述设备被配置成确定所述第一换能器和所述第二换能器的增量声压致动能力。

13.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备被配置为主动控制所述腔室中的声压。

14.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一换能器是第一压电元件和/或所述第二换能器是第二压电元件。

15.根据权利要求2所述的设备，其中所述腔室是毛细管。

16.一种辐射源，包括根据权利要求1所述的设备。

17.一种光刻系统，包括辐射源和用于监测靶材料的液滴流的设备，所述靶材料的液滴流用以在所述辐射源中产生辐射束，其中所述设备包括：

靶材料发射器，所述靶材料发射器被配置成用于产生所述靶材料的液滴流，

其中所述靶材料发射器包括腔室，所述腔室被配置成用于所述靶材料穿过；

第一换能器，所述第一换能器被配置成用于在所述腔室中产生声压，以及

第二换能器，所述第二换能器被配置成感测所述腔室中的所述声压。

18.一种监测靶材料的液滴流的方法，所述靶材料的液滴流用以在辐射源中产生辐射束，所述方法包括：

在形成所述液滴流之前，使所述靶材料穿过靶材料发射器的腔室，

使用第一换能器在所述腔室中产生声压，并且

使用第二换能器感测所述腔室中的所述声压。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述方法还包括通过感测由所述第二换能器的受迫声位移引起的电压反馈来感测所述声压。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括主动控制所述腔室中的声压。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一换能器是第一压电元件和/或所述第二换能器是第二压电元件。

22.一种用于监测靶材料的液滴流的设备，所述靶材料的液滴流用以在辐射源中产生辐射束，其中所述设备包括：

靶材料发射器，所述靶材料发射器被配置成用于产生所述靶材料的液滴流，其中所述靶材料发射器包括腔室，所述腔室被配置成用于所述靶材料在形成所述液滴流之前穿过，以及

换能器；

其中所述换能器包括换能器材料和在所述换能器材料上的多个电极，使得所述换能器被配置成在所述腔室中产生声压并感测所述声压。

23.根据权利要求22所述的设备，其中所述换能器材料是压电元件。

24.根据权利要求22所述的设备，其中所述电极由围绕所述换能器材料的导电涂层中的凹口形成。

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