CN116134972A - 照射源和相关联的量测设备 - Google Patents

Abstract

披露了一种照射源，包括：气体输送系统，所述气体输送系统被配置成提供气体目标以用于在所述气体目标的相互作用区处产生发射辐射；和干涉仪，所述干涉仪利用干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质。

Description

照射源和相关联的量测设备

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年7月21日提交的欧洲申请20187019.3、于2020年8月26日提交的欧洲申请20192841.3、和于2021年4月19日提交的欧洲申请21169180.3的优先权，这些欧洲申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。

本发明涉及照射源、量测设备和检查照射源的气体目标即气体靶(gas target)的方法。

背景技术

光刻设备是一种被构造为将所期望的图案施加到衬底上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)处的图案(也经常被称为“设计布局”或“设计”)投影到被设置在衬底(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可以形成在衬底上的特征的最小大小。当前使用的典型的波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。使用极紫外(EUV)辐射(具有在4nm至20mm范围内的波长，例如6.7nm或13.5nm)的光刻设备可以被用于在衬底上形成与使用例如具有193nm波长的辐射的光刻设备相比更小的特征。

低k₁光刻可用于处理尺寸小于光刻设备的经典分辨率极限的特征。在这种过程中，分辨率公式可以表示为CD＝k₁×λ/NA，其中λ是所采用的辐射波长，NA是光刻设备中投影光学器件的数值孔径，CD是临界尺寸(通常是印刷的最小特征尺寸，但在这种情况下是半节距)，k₁是经验分辨率因子。通常，k₁越小，在所述衬底上再现类似于由电路设计者规划的形状和尺寸的图案以实现特定电学功能性和性能就变得越困难。为了克服这些困难，可以将复杂的微调步骤应用于光刻投影设备和/或设计布局。这些步骤包括例如但不限于：NA的优化、自定义照射方案、相移的图案形成装置的使用、设计布局(诸如所述设计布局中的光学邻近效应校正(OPC，有时也被称为“光学和过程校正))的各种优化、或通常被定义为“分辨率增强技术”(RET)的其它方法。替代地，用于控制所述光刻设备的稳定性的紧密控制回路可以被用于改善在低k1下所述图案的再现。

在光刻过程中，经常期望对所产生的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。已知用于进行这种测量的各种工具，包括经常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜和用于测量重叠(器件中的两个层的对准的准确度)的专用工具。最近，已经开发了用于光刻领域的各种形式的散射仪。

已知的散射仪的示例通常依赖于专用量测目标的提供。例如，方法可能需要呈简单光栅形式的目标，所述光栅足够大使得测量束产生小于光栅的斑(即，栅未被填充满)。在所谓的重构方法中，可以通过对散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用进行模拟来计算光栅的属性。调整模型的参数，直到模拟的相互作用产生与从真实目标观察到的衍射图案相似的衍射图案为止。

除了通过重构进行特征形状的测量以外，也可以使用这种设备测量基于衍射的重叠，如已公开的专利申请US2006066855A1中所描述的。使用衍射阶的暗场成像的基于衍射的重叠量测实现了对较小目标的重叠测量。这些目标可以小于照射斑并且可以被晶片上的产品结构包围。暗场成像量测的示例可以在许多公开的专利申请中找到，诸如例如US2011102753A1和US20120044470A。使用复合光栅目标可以在一幅图像中测量多个光栅。已知的散射仪趋于使用在可见或近红外(IR)波范围内的光，这要求光栅的节距比实际产品结构(其性质为实际关注的性质)粗得多。可以使用具有短得多的波长的深紫外(DUV)或极紫外(EUV)辐射来定义这样的产品特征。不幸的是，这种波长通常对于量测是不可利用的或不可用的。

另一方面，现代产品结构的尺寸如此之小，以至于它们不能通过光学量测技术来成像。小的特征包括例如由多个图案化过程和/或节距倍增(pitch-multiplication)形成的那些小的特征。因此，用于高容量量测的目标通常使用比产品(其重叠误差或临界尺寸是关注的性质)大得多的特征。测量结果仅与实际产品结构的尺寸间接相关，并且测量结果可能不准确，因为量测目标不会受到在光刻设备中的光学投影下的相同的变形，和/或不会受到在制造过程的其它步骤中的不同处理。虽然扫描电子显微镜(SEM)能够直接分辨这些现代产品结构，SEM被比光学测量耗时得多。此外，电子不能穿透厚的过程层，这使得它们不太适于量测应用。诸如使用接触垫来测量电气性质之类的其它技术也是地知的，但仅提供真实产品结构的间接证据。

通过减小在量测期间所使用的辐射的波长，可以分辨较小的结构，以增加对所述结构的结构性变化的灵敏度和/或另外穿透进入产品结构中。产生合适的高频辐射(例如，硬X射线、软X射线和/或EUV辐射)的一种这样的方法可以是使用泵浦辐射(例如，红外辐射)来激发产生介质，由此产生发射辐射，可选地，包括高频辐射的高阶谐波产生。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供一种照射源，包括：气体输送系统，所述气体输送系统被配置成提供气体目标以用于在所述气体目标的相互作用区处产生发射辐射；和干涉仪，所述干涉仪用于利用干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质。

可选地，所述照射源被配置成接收泵浦辐射并且在所述相互作用区处提供所述泵浦辐射。

可选地，所述干涉仪辐射具有干涉仪波长，并且所述泵浦辐射具有泵浦波长，其中所述干涉仪波长和所述泵浦波长是不同的。

可选地，所述干涉仪辐射和所述泵浦辐射包括脉冲。

可选地，所述干涉仪辐射的脉冲和所述泵浦辐射的脉冲至少部分地同步。

可选地，所述干涉仪辐射是由谐波产生过程所产生的干涉仪泵浦辐射的二阶或更高阶谐波。

可选地，所述干涉仪辐射是由所述谐波产生过程所产生的所述干涉仪泵浦辐射的二阶或三阶谐波。

可选地，所述干涉仪泵浦辐射和所述泵浦辐射是从辐射源拆分开的。

可选地，所述照射源包括具有用于拆分开所述干涉仪泵浦辐射和所述泵浦辐射的针孔的反射表面。

可选地，在操作中，所述干涉仪泵浦辐射通过所述针孔，并且所述泵浦辐射由所述反射表面反射。

可选地，所述干涉仪泵浦辐射的功率比所述泵浦辐射的功率低至少一个数量级。

可选地，所述照射源包括时间延迟单元，所述时间延迟单元用于调整所述干涉仪辐射的脉冲与所述泵浦辐射的脉冲之间的时间延迟。

可选地，所述照射源包括基于所述气体目标的性质的反馈回路或前馈回路。

可选地，所述照射源包括反馈回路，以基于所述气体目标的性质来控制所述泵浦辐射或所述气体输送系统的性质。

可选地，所述干涉仪包括两个支路，其中第一支路辐射至少部分穿过所述气体目标，并且第二支路辐射不穿过所述气体目标，其中所述第一支路辐射和所述第二支路辐射发生干涉。

可选地，所述气体输送系统包括气体喷嘴，并且所述干涉仪辐射至少部分地照射在所述气体喷嘴的至少一部分上。

可选地，所述干涉仪包括用于改变所述干涉仪辐射的传播方向的可调元件。

可选地，所述照射源包括被配置成被排空的空间，并且所述气体输送系统被配置成在所述空间中提供所述气体目标。

可选地，所述发射辐射具有X射线或EUV范围内的波长，其中可选地，波长在从0.01nm至100nm、可选地从0.1nm至100nm、可选地从1nm至100nm、可选地从1nm至50nm、或可选地从10nm至20nm的范围内。

根据本公开的另一方面，提供了一种包括如上文阐述的照射源的量测设备。

可选地，其中，在操作中，所述发射辐射被引导到衬底上的结构。

根据本公开的另一方面，提供了一种光刻单元，包括照射源或包括如上文阐述的量测设备。

根据本公开的另一方面，提供检查照射源的气体目标的方法，包括：利用气体输送系统来提供气体目标以用于在所述气体目标的相互作用区处产生发射辐射；和使用干涉仪的干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质。

根据本公开的另一方面，提供一种相对于气体目标来对准泵浦辐射的方法，包括以下步骤：利用气体输送系统来提供所述气体目标；利用干涉仪的干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质；利用泵浦辐射来照射所述气体目标的至少一部分；和基于由所述散射仪测量的所述气体目标的性质来控制所述气体输送系统和所述泵浦辐射中的至少一个的性质。

根据本公开的另一方面，提供一种对发射辐射输出进行优化的方法，包括以下步骤：利用气体输送系统来提供气体目标；利用干涉仪的干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质；利用泵浦辐射来照射所述气体目标的至少一部分；和基于由所述散射仪测量的所述气体目标的性质来控制所述气体输送系统和所述泵浦辐射中的至少一个的性质。

根据本公开的另一方面，提供一种监测等离子体随时间的演变的方法，包括以下步骤：利用气体输送系统来提供气体目标；利用干涉仪的干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质；利用泵浦辐射来照射所述气体目标的至少一部分以启动所述气体目标中的所述等离子体的演变；和基于由所述干涉仪测量的所述气体目标的性质来监测所述等离子体随时间的演变。

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实施例，在附图中：

-图1描绘了光刻设备的示意性概略图；

-图2描绘了光刻单元的示意性概略图；

-图3描绘整体光刻术的示意性表示，表示优化半导体制造的三种关键技术之间的协作；

-图4示意性地示出了散射测量装置；

-图5示意性地示出了透射散射测量装置；

-图6描绘了其中使用EUV和/或SXR辐射的量测设备的示意性表示；

-图7描绘了照射源的简化示意图；

-图8描绘了具有干涉仪的照射源的示意性表示；

-图9描绘了具有干涉仪的照射源的示意性表示的一个实施例；

-图10描述了(a)条纹、(b)所提取的相位和(c)密度分布；

-图11包括检查照射源的气体目标的方法中的步骤的流程图；

-图12包括相对于气体目标对准泵浦辐射的方法中的步骤的流程图；

-图13包括优化发射辐射输出的方法中的步骤的流程图；

-图14包括监测等离子体随时间演变的方法中的步骤的流程图；--图15(a)、图15(b)和图15(c)示出了包括气体输送系统的照射源，所述照射源配置成提供第一状态和第二状态。

具体实施方式

在本文中，术语“辐射”和“束”被用于涵盖所有类型的电磁辐射和粒子辐射，包括紫外辐射(例如具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)、EUV辐射(极紫外辐射，例如具有在约5nm至100nm的范围内的波长)、X射线辐射、电子辐射和其它粒子辐射。

如本发明中采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广泛地解释为是指可以被用于向入射辐射束赋予经图案化的横截面的通用图案形成装置，所述经图案化的横截面对应于将要在衬底的目标部分中产生的图案。在这种情境下，也可以使用术语“光阀”。除经典掩模(透射型或反射型、二元、相移、混合型等)以外，其它这样的图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。

图1示意性地描绘了光刻设备LA。所述光刻设备LA包括：照射系统(也被称为照射器)IL，所述照射系统被配置成调节辐射束B(例如，UV辐射、DUV辐射、EUV辐射或X射线辐射)；掩模支撑件(例如，掩模台)MT，所述掩模支撑件被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)MA，并且被连接至被配置成根据某些参数来准确地定位图案形成装置MA的第一定位器PM；衬底支撑件(例如，晶片台)WT，所述衬底支撑件被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，被连接至被配置成根据某些参数而准确地定位衬底支撑件的第二定位器PW；以及投影系统(例如，折射型投影透镜系统)PS，所述投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯的部分)上。

在操作中，照射系统IL例如通过束传递系统BD从辐射源SO接收辐射束。所述照射系统IL可以包括用于引导、成形和/或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、衍射型、磁性型、电磁型、静电型和/或其它类型的光学部件，或其任何组合。所述照射器IL可以被用于调节所述辐射束B以在其横截面中在图案形成装置MA的平面处具有期望的空间性强度分布和角强度分布。

本发明中使用的术语“投影系统”PS应被广泛地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射和/或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素的各种类型的投影系统，包括折射型、反射型、衍射型、反射折射型、变形型、磁性型、电磁型和/或静电型光学系统或其任何组合。本文中使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”PS同义。

光刻设备LA可以属于如下类型：衬底的至少一部分可以由具有相对高折射率的浸没液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统PS与衬底W之间的空间——这也被称为浸没式光刻术。关于浸没技术的更多信息在US6952253中给出，该US6952253的全部内容通过引用并入本文。

光刻设备LA也可以属于具有两个或更多个衬底支撑件WT(也称为“双平台”)的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用衬底支撑件WT，和/或可以在对位于衬底支撑件WT中的一个衬底支撑件上的衬底W进行准备衬底W的后续曝光的步骤的同时将另一衬底支撑件WT上的另一衬底W用于在另一衬底W上曝光图案。

除了衬底支撑件WT以外，光刻设备LA也可以包括测量平台。所述测量平台被布置成保持传感器和/或清洁装置。所述传感器可以被布置成测量投影系统PS的性质或辐射束B的性质。所述测量平台可以保持多个传感器。所述清洁装置可以被布置成清洁光刻设备的一部分，例如投影系统PS的一部分或系统的提供浸没液体的一部分。所述测量平台可以在所述衬底支撑件WT远离所述投影系统PS时在所述投影系统PS下方移动。

在操作中，所述辐射束B入射到保持在所述掩模支撑件T上的所述图案形成装置(例如掩模)MA上，并且由图案形成装置MA上呈现的图案(设计布局)来图案化。在已横穿所述掩模MA的情况下，所述辐射束B穿过所述投影系统PS，所述投影系统将所述束聚焦至所述衬底W的目标部分C上。借助于所述第二定位器PW和位置测量系统IF，可以准确地移动所述衬底支撑件WT，例如以便在聚焦且对准的位置处在所述辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，所述第一定位器PM和可能的另一位置传感器(在图1中未明确地描绘)可以被用于相对于所述辐射束B的路径来准确地定位所述图案形成装置MA。图案形成装置MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。虽然如所图示的所述衬底对准标记P1、P2占据专用目标部分，但所述标记可以位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记P1、P2位于所述目标部分C之间时，这些衬底对准标记被称为划线对准标记。

如图2中示出的，光刻设备LA可以形成有时也被称为光刻元或光刻簇的光刻单元LC的部分，所述光刻单元LC常常也包括用于对衬底W执行曝光前和曝光后过程的设备。常规地，这些包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、用于显影曝光后的抗蚀剂的显影器DE、例如用于调节衬底W的温度(例如，用于调节抗蚀剂层中的溶剂)的激冷板CH和焙烤板BK。衬底传输装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底W，在不同过程设备之间移动所述衬底，并且将所述衬底W传递至所述光刻设备LA的进料台LB。光刻单元中常常也被共同地称作轨道或涂覆显影系统的装置通常处于轨道或涂覆显影系统控制单元TCU的控制下，轨道或涂覆显影系统控制单元TCU自身可以受管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS也可以例如经由光刻控制单元LACU来控制光刻设备LA。

在光刻过程中，期望频繁地对所产生的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。用于进行这种测量的工具可以被称为量测工具MT。已知用于进行这样的测量的不同类型的量测工具MT，包括扫描电子显微镜或各种形式的散射仪量测工具MT。散射仪是通用仪器，其允许通过在光瞳或与散射仪的物镜的光瞳共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数，测量通常被称为基于光瞳的测量；或允许通过在像平面中或与像平面共轭的平面中具有传感器，在这种情况下测量通常被称为基于图像或场的测量。全文以引用方式并入本发明中的专利申请US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中进一步描述这样的散射仪和相关联的测量技术。前述散射仪可以使用来自软X射线和可见光至近IR波长范围的光/辐射来测量光栅。在辐射是可选地具有范围从0.01nm至10nm的波长的硬X射线或软X射线的情况下，前述散射仪可以可选地是小角度X射线散射量测工具。

为了正确且一致地曝光由光刻设备LA曝光的衬底W，期望检查衬底以测量经图案化的结构的性质，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)、结构的形状等。为此目的，可以在光刻单元LC中包括检查工具和/或量测工具(未示出)。如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光或对将要对衬底W执行的其它处理步骤进行例如调整，尤其是在同一批量或批次的其它衬底W仍将要曝光或处理之前进行检测的情况下。

也可以被称为量测设备的检查设备被用于确定衬底W的性质，并且具体地，确定不同衬底W的性质如何变化或与同一衬底W的不同层相关联的性质在层与层间如何变化。所述检查设备替代地被构造成识别所述衬底W上的缺陷，并且所述检查设备可以例如作为所述光刻单元LC的一部分，或可以被集成至所述光刻设备LA中，或甚至可以为单独的装置。所述检查设备可以测量潜像(在曝光之后在抗蚀剂层中的图像)上的性质，或半潜像(在曝光后焙烤步骤PEB之后在抗蚀剂层中的图像)上的性质，或显影后的抗蚀剂图像(其中抗蚀剂的曝光部分或未曝光部分已被移除)上的性质，或甚至蚀刻后的图像(在诸如蚀刻的图案转印步骤之后)上的性质。

在第一实施例中，所述散射仪MT是角分辨散射仪。在这种散射仪中，重构方法可以应用至所测量的信号以重构或计算光栅的性质。这种重构可以例如由对散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用进行模拟且对模拟结果与测量的结果进行比较而引起。调整所述数学模型的参数直到经模拟的相互作用产生与从真实目标观测到的衍射图案类似的衍射图案为止。

在第二实施例中，散射仪MT是光谱散射仪MT。在这种光谱散射仪MT中，由辐射源发射的辐射被引导到目标上，并且来自目标的反射、透射或散射辐射被引导到光谱仪检测器，光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱(即，作为波长函数的强度测量结果)。根据这种数据，可以例如通过严密联接波分析和非线性回归或通过与经模拟的光谱库比较来重构产生所检测的光谱的目标的结构或轮廓。

在第三实施例中，散射仪MT是椭量测散射仪。所述椭圆散射仪允许通过测量针对每个偏振状态的散射或透射辐射来确定光刻过程的参数。这样的量测设备通过在所述量测设备的照射截面中使用例如适当偏振滤波器来发射偏振光(诸如线性、圆形或椭圆)。适用于所述量测设备的源也可以提供偏振辐射。全文以引用方式并入本发明中的美国专利申请11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110和13/891,410中描述现有椭圆散射仪的各种实施例。

在所述散射仪MT的一个实施例中，所述散射仪MT适于通过测量反射光谱和/或检测配置中的不对称性来测量两个未对准光栅或周期性结构的重叠，所述不对称性涉及所述重叠的程度。可以将两个(可以是叠置的)光栅结构施加在两个不同层(不一定为连续层)中，并且所述两个光栅结构可以形成在所述晶片上大致相同位置处。所述散射仪可以具有如例如共同拥有的专利申请EP1,628,164A中所描述的对称检测配置，使得任何不对称性是可清楚识别的。这提供用于测量光栅中的未对准的简单直接的方式。可以在全文以引用方式并入本发明中的PCT专利申请号WO2011/012624或美国专利申请号US20160161863中找到关于通过所述周期性结构的不对称性来测量包括作为目标的周期性结构的两个层之间的重叠误差的另外的示例。

其它关注的参数可以是焦距和剂量。可以通过散射仪(或替代地通过扫描电子显微术)同时确定焦距和剂量，如美国专利申请US2011-0249244中所描述的，所述美国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。可以使用具有针对聚焦能量矩阵(FEM——也被称为焦距曝光矩阵)中的每个点的临界尺寸和侧壁角测量结果的唯一组合的单个结构。如果可以获得临界尺寸和侧壁角的这些唯一组合，则可以根据这些测量结果唯一地确定焦距和剂量值。

量测目标可以是通过光刻过程主要在抗蚀剂中形成且也在例如蚀刻处理之后形成的复合光栅全体。所述光栅中的所述结构的节距和线宽可以在很大程度上依赖于所述测量光学器件(特别是所述光学器件的NA)以能够捕获来自所述量测目标的衍射阶。如前文指出的，所述衍射信号可以被用于确定两个层之间的偏移(也被称为“重叠”)或可以被用于重构如由所述光刻过程所产生的所述原始光栅的至少一部分。这种重构可以被用于提供所述光刻过程的品质指导，并且可以被用于所述控制光刻过程的至少一部分。目标可以具有被配置成模仿目标中的所述设计布局的功能性部分的尺寸的较小子分段。由于这种子分段，所述目标将表现得更类似于所述设计布局的功能性部分，使得总体过程参数测量结果更好地类似于所述设计布局的所述功能性部分。可以在欠填充模式或过填充模式下测量目标。在欠填充模式下，测量光束产生的光斑小于整个目标。在过填充模式下，测量光束产生的光斑大于整个目标。在这种过填充模式下，也可以同时测量不同目标，由此同时确定不同的处理参数。

使用特定目标进行的光刻参数的总体测量品质至少部分地由用于测量这种光刻参数的测量选配方案来确定。术语“衬底测量选配方案”可以包括测量本身的一个或更多个参数、所测量的一个或更多个图案的一个或更多个参数，或这两者。例如，如果衬底测量配方中使用的测量是基于衍射的光学测量，则测量的一个或更多个参数可以包括辐射的波长、辐射的偏振、辐射相对于衬底的入射角、辐射相对于衬底上图案的取向等。用于选择测量选配方案的标准中的一个标准可以例如是所述测量参数中的一个测量参数对于处理变化的敏感度。全文以引用方式本发明中的美国专利申请US2016-0161863和已公布的美国专利申请US20160370717A1中描述了更多示例。

光刻设备LA中的所述图案化过程是在处理中的最关键的步骤之一，其需要所述衬底W上的结构的尺寸设置和放置的高准确度。为了确保这种高准确度，可以将三个系统组合成所谓的“整体”控制环境，如图3中示意性地描绘的。这些系统中的一个系统是光刻设备LA，其(实际上)连接至量测工具MT(第二系统)且连接至计算机系统CL(第三系统)。这种“整体”环境的关键在于优化这三个系统之间的协作以增强总体过程窗口且提供严格的控制回路，从而确保由光刻设备LA执行的图案化保持在过程窗口内。所述过程窗口定义一系列过程参数(例如，剂量、焦距、重叠)，在所述一系列过程参数内的具体制造过程产生定义的结果(例如，功能半导体器件)——可能的是，所述光刻过程或图案化过程中的过程参数允许在所定义的结果内变化。

所述计算机系统CL可以使用待图案化的设计布局(的部分)以预测使用哪种分辨率增强技术以及执行计算光刻模拟和计算以确定哪种掩模布局和光刻设备设置实现图案化过程的最大总体过程窗口(在图3中由第一标尺SC1中的双箭头描绘)。所述分辨率增强技术可以被布置成匹配所述光刻设备LA的图案化可能性。所述计算机系统CL也可以被用于检测所述光刻设备LA当前正在所述过程窗口内何处操作(例如，使用来自所述量测工具MET的输入)以预测是否可能存在由于例如次优处理所产生的缺陷(在图3中由所述第二标尺SC2中的指向“0”的箭头描绘)。

量测工具MT可以将输入提供至计算机系统CL以实现准确模拟和预测，并且可以将反馈提供至光刻设备LA以识别例如光刻设备LA的校准状态中的可能漂移(在图3中由第三标尺SC3中的多个箭头描绘)。

在光刻过程中，期望频繁地对所产生的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。已知用于进行这些测量的各种工具，包括扫描电子显微镜或各种形式的量测设备，诸如散射仪。已知的散射仪的示例经常依赖于提供专用量测目标，诸如欠填充目标(呈简单光栅或在不同层中的叠置光栅的形式的目标，其足够大使得测量束产生小于所述光栅的斑)或过填充目标(由此所述照射斑部分地或完全地包括所述目标)。另外，量测工具(例如，对欠填充目标(诸如，光栅)进行照射的角分辨散射仪)的使用允许所谓的重构方法的使用，其中通过对散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用进行模拟、并将模拟结果与测量结果进行比较，可以计算所述光栅的性质。调整模型的参数，直到模拟的相互作用产生与从真实目标观察到的衍射图案相似的衍射图案为止。

散射仪是通用仪器，其允许通过在光瞳平面中或其附近、或在与散射仪的物镜的光瞳共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数，测量通常被称为基于光瞳的测量；或允许通过在像平面中或其附近、或在与像平面共轭的平面中具有传感器，在这种情况下测量通常被称为基于图像或场的测量。全文以引用方式并入本发明中的专利申请US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中进一步描述这样的散射仪和相关联的测量技术。前述散射仪可以在一个图像中使用来自硬X射线、软X射线、极紫外和可见至近IR和IR波段的光来测量来自多个光栅的多个目标。

图4中描述了量测设备的一个示例，诸如散射仪。它可以包括将辐射5投影到衬底W上的宽带(例如，白光)辐射投影仪2。所述反射辐射或散射辐射10被传递至光谱仪检测器4，所述光谱仪检测器测量所述镜面反射辐射的光谱6(即，作为波长λ的函数的强度I的测量结果)。根据这种数据，可以通过处理单元PU来重构产生所检测的光谱的结构或轮廓8，例如通过严格耦合波分析和非线性回归、或通过与如图4的底部示出的模拟光谱库的对比来执行所述重构。通常，对于重构，结构的一般形式是已知的，并且根据对于制造所述结构的过程的知识来假定一些参数，从而仅留下结构的几个参数待根据散射测量数据确定。这种散射仪可以被配置为正入射散射仪或斜入射散射仪。

作为对光学量测方法的替代方案，也考虑使用硬X射线、软X射线或EUV辐射，例如在0.01nm与100nm之间或可选地在1nm与50nm之间或可选地在10nm与20nm之间的波长范围内的辐射。在掠入射下使用X射线(GI-XRS)和极紫外(EUV)辐射的反射量测术技术可以用于测量衬底上的层的膜和叠层的性质。在通常的反射量测领域内，可以应用测角技术和/或光谱技术。在测角术中，可以测量反射束在不同入射角下的变化。另一方面，光谱反射量测术测量在给定角度下反射的波长的光谱(使用宽带辐射)。例如，EUV反射量测术已在用于EUV光刻中使用的掩模版(图案形成装置)的制造之前用于掩模基底的检查。

图5示出了诸如图4中示出的散射仪之类的量测设备示例的透射型版本。透射辐射11被传递到分光计检测器4，分光计检测器4测量光谱6，如图4所论述的。这种散射仪可以被配置为正入射散射仪或斜入射散射仪。

应用的范围可能使例如软X射线或EUV域中的波长的使用是不足够的。量测工具在上文所呈现的波长范围中的一个波长范围中运行的一个示例为透射小角度X射线散射(如全文以引用方式并入本发明中的US 2007224518A中的T-SAXS)。Lemaillet等人在“Intercomparison between optical and X-ray scatterometry measurements ofFinFET structures”(Proc.of SPIE，2013年，8681)中论述了使用T-SAXS的轮廓(CD)测量。已公开的专利申请US 20130304424A1和US2014019097A1(Bakeman等人/KLA)描述混合量测技术，其中将使用X射线进行的测量和利用在120nm与2000nm的范围内的波长的光学测量组合在一起以获得诸如CD之类的参数的测量。通过将x射线数学模型与光学数学模型通过一个或更多个共同物耦合在一起来获得CD测量结果。所引用的美国专利申请的内容的全部内容通过引用并入本文中。

图6描绘量测设备302的示意性表示，其中波长范围在0.1nm至100nm的辐射可以被用于测量衬底上的结构的参数。图6中呈现的量测设备302可以适用于硬X射线、软X射线或EUV域。

图6图示纯粹作为示例的包括可选地在掠入射中使用硬X射线(HXR)和/或软X射线(SXR)和/或EUV辐射的光谱散射仪的量测设备302的示意性物理布置。检查设备的替代形式可以提供成角分辨散射仪的形式，所述角分辨散射仪可以使用与在较长波长下操作的常规的散射仪类似的正入射或接近正入射的辐射。可以以透射散射仪的形式提供替代形式的检查设备，图5中的配置适用于替代形式的检查设备。

检查设备302包括辐射源或所谓的照射源310，照射系统312，衬底支撑件316，检测系统318、398和量测处理单元(MPU)320。

该示例中的照射源310用于产生EUV、硬X射线或软X射线辐射。照射源310可以基于如图6中示出的高阶谐波产生(HHG)技术，并且它也可以是其它类型的照射源，例如，液态金属射流源、逆康普顿散射(ICS)源、等离子体通道源、磁波荡源或自由电子激光(FEL)源。

对于HHG源的示例，如图6中示出的，辐射源的主要部件是气体输送系统332、和可操作以发射泵浦辐射的泵浦辐射源330。可选地，泵浦辐射源330是激光器，可选地，泵浦辐射源330是脉冲高功率红外或光学激光器。泵浦辐射源330可以是具有光学放大器的基于光纤的激光器，从而产生每脉冲可以持续例如小于1ns(1纳秒)的红外辐射脉冲，并且脉冲重复率在需要时高达数兆赫兹。红外辐射的波长可以例如在1μm(1微米)的范围内。可选地，激光脉冲作为第一泵浦辐射340被传输到气体输送系统332，其中在气体中，辐射的一部分被转换成比第一辐射更高的频率，变成发射辐射342。气体供应件334向气体输送系统332供应合适的气体，其中可选地，所述气体可以由电源336电离。气体输送系统332可以是切割管。由气体输送系统332提供的气体限定气体目标，其可以是气流或静态体积。气体可以提供在诸如毛细管或纤维结构之类的结构内，以与泵浦辐射相互作用并用于产生要发射的更高频率的辐射。气体可以是例如惰性气体，诸如氖气(Ne)、氦气(He)或氩气(Ar)。氮气(N₂)、氧气(O₂)、氩(Ar)气、氪(Kr)气、氙(Xe)气都可以被考虑。这些可以是同一设备内的可选选项。

发射辐射可以包括多个波长。如果发射辐射是单色的，则可以简化测量计算(例如重构)，但是容易产生具有多个波长的辐射。发射辐射的发射发散角可以是依赖于波长的。当对不同材料的结构进行成像时，不同的波长将例如提供不同水平的对比度。为了金属结构或硅结构的检查，例如，不同的波长可以被选择用于对(碳基)抗蚀剂的特征进行成像，或用于检测这些不同材料的污染。可以设置一个或更多个滤波装置344。例如，诸如铝(Al)或锆(Zr)质薄膜之类的滤波器可以用于截断基本的IR辐射以避免进一步传递到检查设备中。可以提供光栅(未示出)以从所产生的那些波长中选择一个或更多个特定的波长。可选地，照射源包括被配置成待抽空的空间，并且气体输送系统被配置成在所述空间中提供气体目标。可选地，一些或所有的束路径可以被包括在真空环境中，记住SXR和/或EUV辐射当在空气中行进时被吸收。辐射源310和照射光学器件312的各种部件可以是可调的，以在同一设备内实施不同的量测“选配方案”。例如，可以选择不同的波长和/或偏振。

依赖于处于检查的结构材料，不同的波长可以提供穿透到多个下部层中所需的水平。为了解析最小器件特征以及最小器件特征当中的缺陷，然后可能优选短波长。例如，可以选择在0.01nm至20nm的范围内或可选地在1nm至10nm的范围内或可选地在10nm至20nm的范围内的一个或更多个波长。当反射远离半导体制造中关注的材料时，短于5nm的波长可能遭受非常低的临界角。因此，选择大于5nm的波长可以在更大入射角下提供更强的信号。另一方面，如果检查任务是用于检测某种材料的存在，例如用于检测污染，那么高达50nm的波长可能是有用的。

滤波后的束342从辐射源310进入检查腔室350，其中包括关注的结构的衬底W由衬底支撑件316保持以用于在测量位置处检查。关注的结构被标注为T。可选地,检查腔室350内的气氛由真空泵352保持成接近真空，因此SXR和/或EUV辐射可以通过气氛而不过度衰减。照射系统312具有将辐射聚焦至聚焦束356中的功能，并且可以包括例如二维弯曲反射镜或一系列一维弯曲反射镜，如上文提及的已公开的美国专利申请US2017/0184981A1(其全文以引用方式并入本发明中)中所描述的。当投影到关注的结构上时，执行聚焦以获得直径小于10μm的圆形或椭圆形斑S。衬底支撑件316包括例如X-Y平移平台和转动平台，通过所述X-Y平移平台和转动平台，衬底W的任何部分可以沿期望的方向被带到束的焦点。因此，辐射斑S形成在关注的结构上。替代地或另外，衬底支撑件316包括例如使衬底W以某一角度倾斜以控制关注的结构T上的聚焦束的入射角的倾斜平台。

可选地，照射系统312将参考辐射束提供至参考检测器314，所述参考检测器可以被配置成测量滤波后的束342中的不同波长的光谱和/或强度。参考检测器314可以被配置成产生被提供至处理器310的信号315，并且滤波器可以包括与滤波后的束342的光谱和/或滤波后的束中的不同波长的强度有关的信息。

反射辐射360被检测器318捕获，并且光谱被提供给处理器320，用于计算目标结构T的性质。照射系统312和检测系统318因此形成检查设备。这种检查设备可以包括属于全部内容以引用方式并入本文中的US2016282282A1中所描述的种类硬X射线、软X射线和/或EUV光谱反射仪。

如果目标Ta具有某一周期性，则聚焦束356的辐射也可以被部分地衍射。衍射辐射397遵循相对于入射角以明确限定的角度(不同于反射辐射360)的另一路径。在图6中，所绘制的衍射辐射397以示意性方式被吸入，并且衍射辐射397可以沿除所绘制的路径以外的许多其它路径。检查设备302也可以包括检测和/或成像衍射辐射397的至少一部分的另外的检测系统398。在图4中，绘制单个另外的其它检测系统398，但检查设备302的实施例也可以包括多于一个另外的检测系统398，所述另外的检测系统被布置在不同位置处以在多个衍射方向上检测和/或成像衍射辐射397。换句话说，照射到目标Ta上的聚焦辐射束的(较高的)衍射阶由一个或更多个另外的检测系统398检测和/或成像。一个或更多个检测系统398产生被提供至量测处理器320的信号399。信号399可以包括衍射光397的信息和/或可以包括从衍射光397获得的图像。

为了帮助所述斑S与期望的产品结构进行对准和聚焦，检查设备302也可以提供在量测处理器320的控制下使用辅助辐射的辅助光学器件。量测处理器320也可以与位置控制器372通信，所述位置控制器操作平移平台、转动平台和/或倾斜平台。处理器320经由传感器接收关于衬底的位置和方向的高度准确的反馈。传感器374可以包括干涉仪，例如，所述干涉仪可以给出几个皮米的范围内的准确度。在检查设备302的操作中，由检测系统318捕获的光谱数据382被传递至量测处理单元320。

如所提及的，检查设备的替代形式使用可选地在正入射或近正入射下的硬X射线、软X射线和/或EUV辐射，例如以执行基于衍射的不对称性测量。两种类型的检查设备都可以在混合量测系统中提供。待测量的性能参数可以包括重叠(OVL)、临界尺寸(CD)、当光刻设备印制目标结构时光刻设备的焦距、相干衍射成像(CDI)和分辨率下重叠(ARO)量测。硬X射线、软X射线和/或EUV辐射可以例如具有小于100nm的波长，例如使用在5nm至30nm的范围内，可选地在10nm至20nm的范围内的辐射。所述辐射的特点可以为窄带的或宽带的。辐射可以在特定波长带中具有离散峰值或可以具有更连续的特性。

与现今的生产设施中使用的光学散射仪相似，检查设备302可以用于测量在光刻单元内处理的抗蚀剂材料内的结构(显影后检查或ADI)和/或用于测量在更硬的材料中形成后的结构(蚀刻后检查或AEI)。例如，可以在衬底已由显影设备、蚀刻设备、退火设备和/或其它设备处理之后使用检查设备302来检查。

量测工具MT(包括但不限于上文提到的散射仪)可以使用来自辐射源的辐射来执行测量。由量测工具MT使用的辐射可以是电磁辐射。所述辐射可以是光学辐射，例如在电磁光谱的红外、可见和/或紫外部分内的辐射。量测工具MT可以使用辐射带来测量或检查衬底的性质和方面，例如半导体衬底上的以光刻方式被曝光的图案。测量的类型和品质可以依赖于由所述量测工具MT使用的辐射的若干性质。例如，电磁测量的分辨率可以依赖于所述辐射的波长，其中较小的波长例如由于衍射极限而能够测量较小的特征。为了测量具有小尺寸的特征，可以优选地使用具有短波长的辐射，例如EUV、硬X射线(HXR)和/或软X射线(SXR)辐射，来执行测量。为了在特定波长或波长范围下执行量测，所述量测工具MT需要访问或进入提供呈所述波长/那些波长的辐射的源。存在用于提供不同的辐射波长的不同类型的源。依赖于由源提供的波长，可以使用不同类型的辐射产生方法。对于极紫外(EUV)辐射(例如，1nm至100nm)和/或软X射线(SXR)辐射(例如，0.1nm至10nm)，源可以使用高阶谐波产生(HHG)康普顿散射(ICS)来获得期望的波长下的辐射。

图7示出了照射源310的实施例600的简化示意附图，照射源可以是用于高阶谐波产生(HHG)的照射源。参考图6所描述的量测工具中的照射源的一个或更多个特征也可以酌情地即按需存在于照射源600中。所述照射源600包括腔室601，并且被配置成接收具有由箭头所指示的传播方向的泵浦辐射611。这里示出的所述泵浦辐射611是来自泵浦辐射源330的泵浦辐射340的示例，如图6中示出的。所述泵浦辐射611可以通过所述辐射输入605而被引导到腔室601中，所述辐射输入605可以是视口即观察孔(viewport)，可选地由熔融二氧化硅或类似的材料制成。所述泵浦辐射611可以具有高斯或中空(例如环形)的横向横截面廓形，并且可以入射(可选地聚焦)在腔室601内的气流615上，所述气流具有由第二箭头所指示的流动方向。所述气流615包括被称为气体体积或气体目标(例如，若干立方毫米)的小体积的特定气体(例如，稀有气体，可选地氦气、氩气、氙气或氖气、氮气、氧气或二氧化碳)，其中气体压力高于某个值。所述气流615可以是稳定流。也可以使用其它介质，诸如金属等离子体(例如铝等离子体)。

所述照射源600的气体输送系统被配置成提供气流615。所述照射源600被配置成在气流615中提供泵浦辐射611，以驱动发射辐射613的产生。产生所述发射辐射613的至少大部分区的区域被称为相互作用区。所述相互作用区可以从数十微米(对于紧密聚焦的泵浦辐射)变化到数个毫米或数个厘米(对于适度聚焦的泵浦辐射)，或者甚至高达数米(对于极其松散地聚焦的泵浦辐射)。所述气体输送系统被配置成提供用于在所述气体目标的所述相互作用区处产生所述发射辐射的所述气体目标，并且可选地，所述照射源被配置成接收所述泵浦辐射并且在所述相互作用区处提供泵浦辐射。可选地，气体流615由所述气体输送系统提供到排空的或几乎排空的空间中。所述气体输送系统可以包括气体喷嘴609，如图6中示出的，所述气体喷嘴包括气体喷嘴609的出口平面中的开口617。气流615从开口617提供。在几乎所有的现有技术中，所述气体喷嘴具有切割管几何形状，所述切割管几何形状是均匀的圆柱体内部几何形状，并且出口平面中的开口的形状是圆形的。如专利申请CN101515105B中所描述的，也已使用了细长开口。

也可以想象，气体喷嘴609的尺寸也可以用于范围在从微米尺寸的喷嘴到米尺寸的喷嘴的放大或缩小版本。这种宽范围的尺寸确定来自这样一个事实，即设置可以被缩放，使得在气流处的所述泵浦辐射的强度最终处于可能有益于所述发射辐射的特定范围内，这需要针对不同的泵浦辐射能量进行不同的尺寸确定，所述泵浦辐射可以是脉冲激光，并且脉冲能量可以从数十微焦耳到数焦耳而变化。可选地，所述气体喷嘴609具有较厚的壁，以减少由热膨胀效应所引起的喷嘴变形，热膨胀效应可以由例如相机检测到。具有较厚的壁的气体喷嘴可以产生具有减小的变化的稳定的气体体积。可选地，所述照射源包括靠近于所述气体喷嘴以维持所述腔室601的压力的气体捕集器。

由于气流615的气体原子与所述泵浦辐射611的相互作用，则所述气流615将使所述泵浦辐射611的一部分转换成所述发射辐射613，所述发射辐射可以作为图6中所示出的发射辐射342的示例。所述发射辐射613的中心轴线可以与入射泵浦辐射611的中心轴线共线。所述发射辐射613可以具有X射线或EUV范围内的波长，其中，波长在从0.01nm至100nm、可选地从0.1nm至100nm、可选地从1nm至100nm、可选地从1nm至50nm、或可选地从10nm至20nm的范围内。

在操作中，所述发射辐射613束可以传递穿过辐射输出607，并且随后可以由照射系统603(其可以作为图6中的照射系统312的示例)操纵和引导到待检查用于量测测量的衬底。所述发射辐射613可以被引导(可选地被聚焦)到所述衬底上的结构。

气体目标HHG配置可以被分为两大类：气体射流和气体毛细管。在图6中和贯穿本说明书的其它图中所描述的设置描绘了经由气体喷嘴609提供气流的基于气体射流的气体输送系统。然而，也可以在具有基于气体毛细管的气体输送系统的照射源中提供本公开中所描述的特征。

在气体毛细管配置中，所述毛细管结构可以被配置成包括毛细管内的气体，并且接收和引导泵浦辐射。保持所述气体的毛细管结构的尺寸在横向方向上可以是较小的，使得它显著地影响泵浦辐射激光束的传播。通过HHG来产生发射辐射的所述相互作用区可以位于所述毛细管结构内。所述气体目标可以位于所述毛细管结构内。所述毛细管结构可以例如是中空光纤，诸如中空光子晶体光纤。

一旦产生，则所述发射辐射就可以通过所述气体毛细管结构传播。所述泵浦辐射和所述发射辐射的传播方向在它们离开所述毛细管结构时可以是基本相同的。因此，在毛细管结构旁边，所述照射源可以包括用于分离所述泵浦辐射和所产生的发射辐射的另外的光学元件。这些结构可以包括被配置成使泵浦辐射衍射离开所述发射辐射的一个或更多个主传播方向的光学元件。

因为空气(并且实际上任何气体)大量吸收SXR或EUV辐射，则所述气流615与待检查的晶片之间的体积可以被排空或几乎被排空。由于所述发射辐射613的中心轴线可以与入射泵浦辐射611的中心轴线共线，则所述泵浦辐射611可能需要被阻挡以防止其传递穿过所述辐射输出607并且进入所述照射系统603。这可以通过将图6中所示出的滤波装置344合并到所述辐射输出607中来实现，其被放置在发射束路径中，并且对于所述泵浦辐射是不透明的或几乎不透明的(例如，对于红外或可见光是不透明的或几乎不透明的)，但是对于所述发射辐射束是至少部分地透明的。所述滤波器可以使用锆、或被组合呈多层的多种材料来制造。当所述泵浦辐射611具有中空的(可选地为环形的)横向横截面廓形时，则上述滤波器可以是中空的、可选地为环形的块。可选地，所述滤波器不垂直且不平行于所述发射辐射束的传播方向，以具有有效的泵浦辐射滤波。可选地，所述滤波装置344包括中空块和薄膜滤波器，诸如铝(Al)或锆(Zr)薄膜滤波器。可选地，所述滤波装置344也可以包括有效地反射所述发射辐射但很差地反射所述泵浦辐射的反射镜，或者包括有效地透射所述发射辐射但很差地透射所述泵浦辐射的金属丝网。

本文描述了可选地以泵浦辐射的高阶谐波频率获得发射辐射的方法、设备和组件。通过所述过程所产生的辐射，可选地为使用非线性效应以可选地以所提供的泵浦辐射的谐波频率产生辐射的HHG，可以被提供为在用于对衬底的检查和/或测量的量测工具MT中的辐射。如果所述泵浦辐射包括短脉冲(即，小周期)，则所产生的辐射不一定精确地处于泵浦辐射频率的谐波处。所述衬底可以是以光刻方式图案化的衬底。通过所述过程而获得的所述辐射也可以被提供在光刻设备LA、和/或光刻单元LC中。所述泵浦辐射可以是脉冲辐射，所述脉冲辐射可以提供持续短时间脉冲串的高峰值强度。

所述泵浦辐射611可以包括具有比所述发射辐射的一个或更多个波长更高的一个或更多个波长的辐射。所述泵浦辐射可以包括红外辐射。所述泵浦辐射可以包括波长在800nm至1500nm范围内的辐射。所述泵浦辐射可以包括波长在900nm至1300nm范围内的辐射。所述泵浦辐射可以包括波长在100nm至1300nm范围内的辐射。所述泵浦辐射可以是脉冲辐射。脉冲泵浦辐射可以包括持续时间在1fs与100fs之间的脉冲。

对于一些实施例，所述发射辐射(可选地为高阶谐波辐射)可以包括所述泵浦辐射波长的一个或更多个谐波。所述发射辐射可以包括在电磁光谱的极紫外(EUV)、软X射线(SXR)、和/或硬X射线(HXR)部分内的波长。所述发射辐射613可以包括在0.01nm至100nm范围内的波长。所述发射辐射613可以包括在0.1nm至100nm范围内的波长。所述发射辐射613可以包括在0.1nm至50nm范围内的波长。所述发射辐射613可以包括在1nm至50nm范围内的波长。所述发射辐射613可以包括在10nm到20nm范围内的波长。

可以在量测工具MT中提供诸如上文所描述的高阶谐波辐射之类的辐射作为源辐射。所述量测工具MT可以使用所述源辐射在由光刻设备所曝光的衬底上执行测量。所述测量可以用于确定衬底上的结构的一个或更多个参数。与使用较长波长(例如，可见光辐射、红外辐射)相比，使用较短波长的辐射，例如被包括在上述波长范围内的EUV、SXR和/或HXR波长的辐射，可以允许由量测工具分辨结构的较小特征。具有较短波长的辐射，诸如EUV、SXR和/或HXR辐射，也可以较深地穿透到诸如经图案化的衬底之类的材料中，这意味着对所述衬底上的较深层的量测是可能的。具有较长波长的辐射可能无法到达这些较深的层。

在量测工具MT中，源辐射可以从辐射源发射并且被引导到衬底上的目标结构(或其它结构)上。所述源辐射可以包括EUV、SXR和/或HXR辐射。所述目标结构可以反射、透射和/或衍射入射到所述目标结构上的所述源辐射。所述量测工具MT可以包括用于检测衍射辐射的一个或更多个传感器。例如，量测工具MT可以包括用于检测正(+1)和负(-1)第一衍射阶的检测器。所述量测工具MT也可以测量镜面反射或透射辐射(0阶衍射辐射)。用于量测的另外的传感器可以存在于量测工具MT中，例如以测量另外的衍射阶(例如，较高的衍射阶)。

可选地，HHG源中的所述气体目标可以由尺寸与所述泵浦辐射的聚焦区可比的/相当的相对小体积的气体组成，其中所述泵浦辐射被聚焦以具有高于某个值的功率密度。在一个实施例中，出口平面中的所述开口具有狭缝形状，其中所述狭缝的长轴沿所述泵浦辐射的所述传播方向定向，并且所述气体目标在与所述泵浦辐射的所述传播方向垂直的方向上为数十μm，以及在所述泵浦辐射的所述传播方向上为数几百μm。可以取决于所述泵浦辐射的聚焦区大小来设计所述气体目标的大小。

在与所述泵浦辐射的所述传播方向垂直以及与气流的流动方向垂直的方向上，准确对准对于确保所述泵浦辐射在中心处或靠近中心处被聚焦在所述气体目标上是重要的，否则泵浦辐射的多个部分将错过中心处的高密度区，从而导致低CE和不对称的(即，低品质的)发射辐射。

在气流的流动方向上，靠近但不撞击所述喷嘴的准确对准对于在不损坏所述喷嘴的情况下获得气流的特定轮廓和高密度是至关重要的。在一个实施例中，所述气流的气体密度首先增加到最大值，并且随后在沿传播方向的截止区中急剧地下降。关于所述气流的轮廓的更多信息在专利申请NL2024462A中描述，该专利申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。热引发的喷嘴长度变化可能是HHG源的不稳定性的来源，因此如果所述喷嘴与所述泵浦辐射的所述聚焦区之间的距离可以保持不变，则源稳定性可以被显著地改善。

在所述泵浦辐射的所述传播方向上，准确的位置对准是重要的，因为CE和发射束发散度两者对于所述气体目标的相对于所述泵浦辐射的所述聚焦区的位置是非常敏感的。此外，期望能够测量所述相互作用区的位置，因为当所述发射辐射照射在所述衬底上时，所述发射辐射的照射系统(可选地，聚焦光学器件)对于该位置是敏感的。

在HHG源中，精确的泵浦辐射与气体目标的对准对于实现所述发射辐射(例如，EUV和/或SXR)的高转换效率(CE)和高束品质是至关重要的。同时，所述气体目标需要具有小尺寸，可选地类似于相互作用区，以便限制等离子体散焦、真空污染和/或气体消耗。

由于所述辐射源中的漂移(诸如光学器件的加热、振动、等等)，所述泵浦辐射的聚焦区和所述气体目标两者都可能在操作期间移位，这可能促成CE或发射辐射束轮廓漂移和/或变化、源位置变化和/或SXR束指向变化，从而导致所述晶片目标上的所投影的发射辐射斑的位置和品质的变化。

在HHG源中，由所述气体目标中的单个原子所产生的发射辐射的量是非常小的。因此，重要的是优化HHG源，使得它们以可接受的束品质输出足够的功率，以启用例如基于SXR的集成电路技术(ICT)量测工具。由于复杂的物理过程中所涉及的许多参数，以及缺乏对HHG相互作用过程的直接和定量测量，则优化是具有挑战性的。

对于HHG源通用的重要复杂问题是所述气体目标被高强度泵浦辐射部分地电离，因而产生等离子体。由泵浦辐射脉冲所产生的等离子体的寿命可以在纳秒范围内。此等离子体的不利影响是，通过被称为等离子体散焦的过程劣化了所述泵浦辐射束的强度分布，从而阻止最优发射辐射(例如，SXR和/或EUV)发射所需的峰值强度、并且阻止所述发射辐射的最优束品质所需的强度分布。关于等离子体散焦的更多信息在专利申请NL2024462A中描述，该专利申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。

极其需要对HHG期间所产生的等离子体进行在线定量测量。因为等离子体是所述泵浦辐射与所述气体目标之间相互作用的直接输出，则测量和监测等离子体的位置直接地显示了所述泵浦辐射如何相对于所述气体目标对准。等离子体分布的形状可以给出关于HHG过程的反馈，这可以被用于保持对于所述发射辐射输出的最优条件。

图8描绘了具有干涉仪的照射源800的示意图。参考图6和图7所描述的所述量测工具中的所述照射源的一个或更多个特征也可以适当地存在于所述照射源800中。所述泵浦辐射805照射在所述气体目标615上以产生所述发射辐射613。可选地，所述泵浦辐射805具有中空的(例如，环形的)横向横截面轮廓，以便将所述泵浦辐射805与所述发射辐射613分离开。关于中空的横向横截面轮廓的更多信息在专利申请WO2019219336A1和WO2020038648A1中被描述，这些专利申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。可选地，所述照射源800包括聚焦元件810(例如，聚焦透镜)，用于将所述泵浦辐射805聚焦到所述聚焦区，可选地聚焦到所述气体目标615的所述相互作用区中。可选地，所述泵浦辐射805可以由束整形器操纵。可选地，所述束整形器位于所述聚焦元件810的上游。所述束整形器的示例包括空间光调制器(SLM)、平顶束整形器和可变形反射镜。

所述照射源800中的干涉仪用于利用干涉仪辐射809来照射所述气体目标615的至少一部分，以测量所述气体目标615的性质。注意，所产生的等离子体的性质也被认为是所述气体目标615的性质。所述干涉仪可以包括检测元件812和光学元件807、817、827、837中的一个或更多个。在图8和图9中所示出的实施例中，所述光学元件807和837是分束器，而光学元件817和827是反射镜。干涉仪辐射被分束器807分成两个支路，这两个支路可以在不同的光路中行进，然后被第二分束器837组合以产生干涉。检测元件812(例如，照相机)用于检测干涉仪信号，这将在后文中描述。可选地，所述干涉仪可以包括光学元件811，所述光学元件可以是检测元件812上游的成像透镜。在一个实施例中，所述干涉仪辐射包括两个支路，其中一个支路至少部分地传递通过所述气体目标615，而另一支路并不传递通过所述气体目标615。两个支路在下游被组合并且发生干涉以在检测元件812上产生所述干涉仪信号。可选地，传递通过所述气体目标615的支路至少部分地照射所述气体喷嘴的至少一部分。可选地，所述干涉仪包括用于改变所述干涉仪辐射的传播方向的可调元件，例如可移动反射镜。例如，传递通过所述气体目标615的支路的所述传播方向可以被改变以使得能够在各角度下照射所述气体目标615。也可以经由算法来计算所述气体目标615的性质。传递通过所述气体目标615的支路可以被所述气体喷嘴的边缘部分地切割，并且所述气体喷嘴可以可选地被成像到相机上用于对准测量。

所述干涉仪辐射809具有干涉仪波长，并且泵浦辐射805具有泵浦波长。在一个实施例中，所述干涉仪波长和所述泵浦波长是不同的，这可能是最容易且优选的一起起效的设计，因为可以用直接的方式从所检测到的干涉仪信号中滤除掉所述泵浦辐射805。

在第二实施例中，所述干涉仪波长和所述泵浦波长是相同的，而所述干涉仪辐射809和所述泵浦辐射的偏振是不同的，这允许使用例如偏振滤波器从所述干涉仪信号中滤除所述泵浦辐射805。在操作期间，所述干涉仪辐射809的一部分可以传递通过具有惰性气体的所述气体目标615，惰性气体可以被视为各向同性介质。各向同性介质可以不改变所述干涉仪辐射809的偏振。因此，可以通过偏振隔离将所述泵浦辐射805与所述干涉仪辐射809区分开。

脉冲泵浦辐射可以是HHG过程所必需的，而干涉仪辐射可以是脉冲的或连续的。在连续的情况下，可以测量所述气体目标的时间平均状态。一个示例是，泵浦辐射的重复率如此高，使得在下一脉冲到达之前，前一个脉冲的效果尚未衰减。在这种情况下，可以使用连续干涉仪辐射来监测缓慢地演变的气体状态。

在大多数条件下，所述泵浦辐射可以包括由较大间隔分离开的多个短脉冲，所述泵浦辐射与所述气体目标相互作用的时间分数是较小的、并且脉冲干涉仪辐射可以是优选的。可选地，类似于泵浦辐射的干涉仪辐射可以包括持续时间例如在飞秒范围内的脉冲。如上文所提到的，由泵浦辐射脉冲所产生的等离子体的寿命可以在纳秒范围内。因此，如果所述泵浦辐射脉冲和所述干涉仪辐射脉冲到达所述气体目标615的时间没有被准确地控制，则测量所述等离子体的轮廓可能是具有挑战性的。

所述照射源800可以包括时间延迟单元806，如图9中示出的，所述时间延迟单元806包括一个或更多个反射镜857，用于可选地改变所述干涉仪辐射与所述泵浦辐射的脉冲到达所述气体目标之间的时间差。用以延迟辐射的脉冲的其它适当装置也可以被用于所述时间延迟单元806(诸如使用透明楔形物)中，所述透明楔形物产生与通过透明楔形物的脉冲的路径长度成比例的时间延迟。

在脉冲干涉仪的情况下，干涉仪脉冲传递通过所述气体目标期间的时间限定了可以测量所述气体目标的状态的时间窗口。在泵浦脉冲到达之前的时间窗口期间，所述检测器812可以记录所述气体目标的原始状态而不进行相互作用。在泵浦脉冲的通过期间，所述检测器812可以记录当所述等离子体产生时的周期的部分。在泵浦脉冲的通过之后，所述检测器812可以记录所述泵浦脉冲对所述气体目标的状态的总影响。通过将干涉测量结果与具有不同定时的其它结果进行比较，可以获得比干涉仪脉冲长度更短的时间分辨率。

因此，同步可能是必要的，以确保所述干涉仪辐射脉冲和所述泵浦辐射脉冲具有相等的重复率、或相同的频率。所述干涉仪辐射809和所述泵浦辐射805的脉冲被至少部分地同步。同步的定义也可以被扩展到干涉仪辐射脉冲重复率是泵浦辐射脉冲重复率的整数倍的情况，在这种情况下，由一个泵浦辐射脉冲所产生的等离子体可以由一个以上的干涉仪辐射脉冲来测量。另一方面，可能的是，由多个泵浦辐射脉冲所产生的多个等离子体中仅一个可以被一个干涉仪辐射脉冲测量，并且同步的定义也可以被扩展到所述泵浦辐射脉冲重复率是所述干涉仪辐射脉冲重复率的整数倍的情况。

使用时间延迟单元的时间控制对于准确测量也是很重要的，时间控制控制所述干涉仪辐射脉冲的到达时间，相对于所述泵浦辐射脉冲的到达时间，可选地为飞秒水平。时间控制的示例可以是脉冲的时间位置被挑战，从而使得来自两个源的脉冲在时间上重合，可选地在所述气体目标615中。在此应用中，时间控制也可以包括来自两个源的脉冲具有固定时间延迟或受控变化的时间延迟的情况。在一个实施例中，所述干涉仪脉冲以时间控制的方式针对多个泵浦辐射脉冲仅测量一次，或者存在多个干涉仪脉冲来以时间控制的方式测量单个泵浦辐射脉冲。

在许多情况下，也可以选择其中两个脉冲在所述气体目标中部分地重叠的设置，但不限于此，因为也可能关注所述干涉仪辐射脉冲在泵浦辐射脉冲之前或之后的定时，而在所述气体目标中没有重叠。

根据由两个支路的干涉所产生的检测元件812上的干涉条纹，可以计算由气体和/或等离子体所引入的相移。当由高强度HHG源泵浦辐射815产生等离子体时，可以测量由气体和等离子体两者所引入的相移。当HHG源泵浦辐射815被可移除的束块所阻挡或具有足够低的强度以使得不产生等离子体时，可以测量仅由所述气体引入的所述相移。对于所述泵浦辐射和所述干涉仪泵浦辐射由不同源产生的实施例，可以关断所述泵浦辐射源以测量仅由气体引入的所述相移。可以通过从两者引入的贡献中减去气体引入的贡献来提取仅由等离子体引入的所述相移。

等离子体引发的相移

通过以下方程与等离子体密度相关联：

其中G_e和N_e分别是电子格莱斯顿常数和电子数密度，并且l是干涉仪辐射通过所述气体目标的路径长度。因此，可以推导出相移

所述相移是等离子体密度沿传递通过所述气体目标的支路的所述传播方向的线积分。

通过在干涉仪泵浦辐射804与泵浦辐射805之间设置适当的时间延迟，可以在HHG源泵浦辐射脉冲已经通过之后测量等离子体的最终状态。在最终状态，预期了最强信号，这有利于对准。

也可以通过扫描所述干涉仪辐射脉冲的时间延迟来测量在所述泵浦辐射脉冲传递通过所述气体目标期间所述等离子体如何积聚，使得所述干涉仪脉冲到达所述气体目标的时间在所述泵浦辐射脉冲开始传递通过所述气体目标与结束这种通过之间变化。这种测量方法可以有用于研究、理解和优化HHG过程。也可以通过扫描所述干涉仪脉冲的时间延迟来测量所述泵浦辐射脉冲传递通过所述气体目标之后所述等离子体衰减的速度，使得所述干涉仪脉冲到达气体目标的时间在所述泵浦辐射脉冲结束传递通过所述气体目标与结束等离子体延迟之间变化。

在一个实施例中，所述照射源800可以包括反馈回路，用于基于所述气体目标的性质、可选地基于等离子体的性质来控制所述泵浦辐射或所述气体输送系统的性质。在另一实施例中，所述照射源可以包括前馈回路，用于以前馈方式控制下游元件，诸如调节所述照射器的一个或更多个光学元件，这些光学元件补偿由所述干涉仪观察到的所述气体目标的位置变化。

例如，可以存在关于所述泵浦辐射805相对于所述气体目标615的位置的视觉反馈，使得可以精确地调谐所述对准，并且也可以测量所述泵浦辐射805在所述气体目标615中的绝对位置，即等离子体的位置。在操作期间，尽管系统漂移或波动，但通过反馈回路可以保持最优对准。

最优发射辐射613是在具有足够的强度、压力与过多电离之间的灵敏平衡。可以通过观察例如电离的水平和所述泵浦辐射805的形状来改善和稳定这种平衡。本发明可以有助于在设置期间找到最优条件和在操作期间保持HHG动态恒定。

此外，本发明也允许在线目标气体密度和轮廓监测。考虑到所述喷嘴非常靠近于高强度区且暴露于等离子体的事实，监测所述喷嘴的可能劣化是重要的。

图9描绘了具有图8中所示出的干涉仪的照射源800的一个实施例900的示意性表示。在此实施例中，所述干涉仪辐射809是由谐波产生过程所产生的干涉仪泵浦辐射804的二阶或更高阶谐波。干涉仪目标808(或被称为谐波转换单元，其可以是非线性晶体或气体目标)被所述干涉仪泵浦辐射804照射。当所述干涉仪辐射是由所述谐波产生过程所产生的所述干涉仪泵浦辐射804的二阶谐波时，则所述干涉仪目标808可以是固体，例如硼酸钡(BBO)晶体。当所述干涉仪辐射是由所述谐波产生过程所产生的所述干涉仪泵浦辐射804的三阶或更高阶谐波时，则上述干涉仪目标808可以是非线性晶体，或者类似于上文描述的所述气体目标615。可选地，在所述干涉仪目标808的上游存在聚焦元件847，用于将所述干涉仪泵浦辐射804聚焦到所述干涉仪目标808。

所述照射源900可以包括所述时间延迟单元806，所述时间延迟单元包括一个或更多个反射镜857，用于可选地改变所述干涉仪辐射与所述泵浦辐射的脉冲到达所述气体目标之间的时间差。所述时间延迟单元806可以被放置在所述聚焦元件847的上游，如图9中示出的。所述时间延迟单元806也可以被放置在所述干涉仪目标808与所述光学元件807之间。

在实施例900中，具有与所述泵浦辐射805相似特性的HHG源泵浦辐射815可以作为图8中的所述泵浦辐射805的实施例。所述干涉仪泵浦辐射804和HHG源泵浦辐射815来自相同的泵浦辐射源，例如，如图9中示出的，它们从辐射801拆分。这样，脉冲具有相同的重复率。将辐射源801一分为二的一种方式是使用具有针孔803的反射表面。可选地，在操作中，所述干涉仪泵浦辐射804传递通过所述针孔，并且HHG源泵浦辐射815被反射表面所反射。另一示例是使用分束器或可以拆分所述辐射801的任何其它事物。

在另一实施例中，所述干涉仪泵浦辐射804和所述HHG源泵浦辐射815来自不同的泵浦辐射源，例如来自可选地具有不同波长的两个不同的激光源。产生干涉仪泵浦辐射804的源可以与HHG源泵浦辐射815的源至少部分地同步。

如图9中示出的，使用所述干涉仪泵浦辐射804的二阶或更高阶谐波作为所述干涉仪辐射809的第一优点是，可以容易地实现所述干涉仪辐射809与HHG源泵浦辐射815之间的同步和时间控制。第二优点是，所述干涉仪辐射809和所述HHG源泵浦辐射815将具有不同的波长，这使得容易从所检测到的干涉仪信号中滤除掉所述HHG源泵浦辐射815。

在操作中，所述干涉仪泵浦辐射的功率可以比所述泵浦辐射的功率低至少一个数量级。例如，当所述干涉仪泵浦辐射804和HHG源泵浦辐射815从辐射源801拆分时，所述干涉仪泵浦辐射804的功率以HHG源泵浦辐射815为代价，这可能导致较低的发射辐射功率。

图10示出了氖气目标密度、狭缝喷嘴和马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪的实验结果。图10(a)示出了由检测元件812记录的条纹，并且图10(b)示出了从图10(a)中所记录的条纹提取的相移。在图10(b)中，水平轴和竖直轴分别是沿泵浦辐射的传播方向和沿气流的流动方向的位置。可以使用经典的快速傅立叶变换(FFT)方法从条纹图案中提取相移。首先，对条纹进行2D FFT以获得光谱图。由于由反射镜之间的小角度所引入的密集的初始条纹，这可能导致两个光谱峰在频率轴上对称。然后选择其中一个峰并将其移位至频率轴的原点，而同时移除另一个光谱峰。最后，通过逆FFT可以提取与条纹相关联的相位。这种方法的更多细节在科技期刊即Takeda等人的“Fourier-transform method of fringe-pattern analysis for computer-based topography and interferometry”(J.Opt.Soc.Am.，第72卷，第1期,第156页(1982))中给出，其全部内容通过引用而被合并入本文中。

图10(c)示出了与图10(b)中的虚线相对应的所述相互作用区中的所述泵浦辐射的沿所述传播方向的密度分布。水平轴表示沿所述泵浦辐射的事实传播方向的位置，而竖直轴表示密度值。

所有上文提到的实施例都可以被用在用于检查照射源的气体目标的方法中，如图11中描绘的。第一步骤110是利用气体输送系统332提供气体目标615以用于在所述气体目标615的相互作用区处产生发射辐射342。可以存在第二步骤111，第二步骤是使用干涉仪的干涉仪辐射809来照射所述气体目标615的至少一部分以测量所述气体目标615的性质。在与上文的附图和文本有关地描述的实施例的描述中提供了关于用于检查照射源的气体目标的方法的更多细节。

所有上文提到的实施例也可以被用在用于相对于气体目标对准泵浦辐射的方法中，如图12中描绘的。第一步骤120是利用气体输送系统332提供气体目标615。可以存在第二步骤121，第二步骤是利用干涉仪的干涉仪辐射809来照射所述气体目标615的至少一部分以测量所述气体目标615的性质。可以存在第三步骤122，第三步骤是利用泵浦辐射611来照射所述气体目标615的至少一部分。可以存在第四步骤123，第四步骤是基于由所述干涉仪测量的所述气体目标的性质来控制所述气体输送系统、所述泵浦辐射、下游光学器件和衬底定位机构中的至少一个的性质。在与上文的附图和文本有关地描述的实施例的描述中提供了关于用于检查照射源的气体目标的方法的更多细节。

所有上文提到的实施例也可以被用在用于优化发射辐射输出的方法中，如图13中描绘的。第一步骤130是利用气体输送系统332提供气体目标615。可以存在第二步骤131，第二步骤是利用干涉仪的干涉仪辐射809来照射所述气体目标615的至少一部分以测量所述气体目标615的性质。可以存在第三步骤132，第三步骤是利用泵浦辐射611来照射所述气体目标615的至少一部分。可以存在第四步骤133，第四步骤是基于由所述干涉仪测量的所述气体目标的性质来控制所述气体输送系统、所述泵浦辐射、下游光学器件和衬底定位机构中的至少一个的性质。在与上文的附图和文本有关地描述的实施例的描述中提供了关于用于检查照射源的气体目标的方法的更多细节。

所有上文提到的实施例也可以被用在用于监测等离子体随时间演变的方法中，如图14中描绘的。第一步骤140是利用气体输送系统332提供气体目标615。可以存在第二步骤141，第二步骤是利用干涉仪的干涉仪辐射809来照射所述气体目标615的至少一部分以测量所述气体目标615的性质。可以存在第三步骤142，第三步骤是利用泵浦辐射611来照射所述气体目标615的至少一部分以启动所述气体目标615中的等离子体演变。可以存在第四步骤143，第四步骤是基于由所述干涉仪测量的所述气体目标615的性质来监测等离子体随时间的演变。在与上文的附图和文本有关地描述的实施例的描述中提供了关于用于检查照射源的气体目标的方法的更多细节。

上文描述的所述照射源可能具有高运行成本。这可能部分是由于使用昂贵的气体来用于提供所述气体目标和产生所述发射辐射。诸如氖气、氙气之类的气体或用于产生上文提到的HHG辐射的其它气体可以被用于流速在5nL/min至20nL/min范围内的照射源，以便在真空环境中产生所需的局部密度。由于这种气体的成本相对较高，因此当所述照射源空闲(即不使用)时，气流可以被关断。HHG辐射可以在气体被注入的真空环境(例如，压力小于约10^-6mbar)中产生。因此，存在气体的区域可能会产生压力高于其周围真空的局部环境(例如，压力为约10^-2mbar)。

然而，在第一“开启”状态和第二“空闲”状态期间，气流的这种关断可能导致所述照射源内的显著不同的条件。在开启状态与空闲状态之间开启和关闭气流可能导致局部压力变化(例如，压力变化在从小于10^-6mbar到约10^-2mbar的范围中)。这种压力的变化也可能导致该区域在对流冷却方面的差异。对流冷却方面的差异可能是显著的，例如高达四个数量级。由于这种差异，可能会出现由温差引起的热机械不稳定性。这可能导致聚焦束的不对准、转换效率CE的不稳定。

为了避免由压力变化引起的问题，可能期望在所述照射源空闲时通过引入气流来维持气体压力。为了节省成本和资源，建议在所述照射源空闲时提供第二气体。图15(a)、图15(b)和图15(c)描绘了照射源150，包括被配置成提供第一状态15(a)和第二状态15(b)或15(c)的气体输送系统。泵浦辐射151被接收在腔室内，HHG辐射在所述腔室内，如例如上文关于图6所描述的。在图15(a)中所描绘的第一状态(也可以被称为“开启”状态)中，所述气体输送系统152被配置成提供包括第一气体153的第一状态，以供形成用于产生发射辐射的气体目标。在泵浦辐射与第一气体相互作用的相互作用区内，所述发射辐射可以在包括第一气体的气流155内产生。这可以在由气体喷嘴所产生的气体射流内，和/或在包括所述气体的毛细管结构内。

在图15(b)和图15(c)中，由所述气体输送系统152提供第二状态，所述第二状态也可以被称为空闲状态。所述第二状态可以包括第二气体154。在图15(b)中，由与第一状态的第一气体相同的供应管线来输送第二状态的输送第二气体。在图15(c)中，经由单独的供应管线来输送第二状态的第二气体。单独的供应管线可以将第二气体直接注入到与气体喷嘴或其它输送系统分离的隔室/腔室中，从而以将气体输送到所述相互作用区为目标。可以选择第二状态的性质，使得第二状态的传热系数与第一状态的传热系数相匹配。在第一阶段期间存在第一气体的照射源150的一些或所有区域中，可以实现传热系数的匹配。该区域可以包括产生HHG辐射的相互作用区。虽然没有具体地提及，但是可选地可以与本文所描述的任何实施例组合地提供具有第一状态和第二状态以及气体的所述气体输送系统。

使用第一状态即开启状态和第二状态即空闲状态的优点可以是较便宜的操作成本，特别是当所述照射源空闲时，而同时避免了由于存在有所述第一气体的相互作用区内的与其周围的环境的传热系数变化所引起的温度变化而导致的负面影响(例如对准、CE稳定性)。使用空闲状态来匹配活动的“开启”状态的传热系数条件可以导致所述照射源中的较稳定的温度和设置。另一优点可以是由于温度变化和由此产生的负面影响的减少所导致的增加的吞吐量和/或效率。另一优点可以是辐射源性能的提高，因为可以有更少的辐射离开目标。

如上文所提到的，所述第一气体可以是用于产生发射辐射的任何气体，诸如例如氖气或氙气。所述第二气体可以包括比所述第一气体更便宜的气体，例如氮气、氩气和/或其它气体。在一些实施例中，所述第一气体和所述第二气体可以在所述气体输送系统的同一供应管线中被提供。在所述第一气体包括氖气且所述第二气体包括氮气(或其它合适的气体)的示例性设置中，当氖气流在所述照射源空闲时被关闭时，氮气可以通过相同的供应管线被提供。当使用相同的供应管线时，可能需要高氮气流量和压力。

在一些实施例中，第二“空闲”气体可以包括气体的混合物。气体的混合物可以包括氧气。所述混合物例如可以是氧气和氮气的混合物。在一些实例中，可以使用超净的过滤空气。提供氧气的优点在于，氧气可以通过在所述源的操作期间与光学器件上积聚的碳发生反应并且去除所述碳来清洁腔室内的光学器件。为了使得氧气对所述腔室内的光学器件进行清洁，可以在所述腔室内提供UV辐射，以在空闲状态期间与氧气相互作用。UV辐射可以包括在240nm以下的一个或更多个波长的辐射。优选地，UV辐射包括波长约为185nm的辐射。UV辐射可以由源来提供，例如通过安装用于照射所述腔室的汞UV源来提供。

紫外辐射可以一些氧气转化为臭氧，臭氧可以会与腔室里的碳污染物反应以形成挥发性产物。然后可以通过泵送离开来将这些挥发性产物从腔室中移除。所述清洁过程可以在所述腔室里被执行若干小时，例如2小时或更多小时。如果所述照射源的空闲状态比所述清洁过程持续更长时间，则所述清洁过程可以被暂停，例如关闭UV辐射，和/或通过从气流混合物中去除氧气。

在一些实施例中，所述气体输送系统可以包括分别用于第一气体和第二气体的两条供应管线。当用于第一状态的第一供应管线(例如使用氖气)关闭时，用于第二状态的第二供应管线(例如使用氮气)可以打开。与使用用于第一气体和第二气体两者的单个供应管线的设置相比较，这种单独的氮气供应管线可以需要较低的氮气流量和压力。

当使用单独的供应管线时，它们在一些实例中可以提供相同的气体，其中第一状态的气体流量和压力明显地高于第二状态的气体流量和压力。由于当使用第二供应管线时所需的较低的气体流量和压力，这仍可以导致在所述气体输送系统的空闲的第二状态期间的较低的操作成本和资源消耗。在一些实施例中，第二气体可以包括再循环的第一气体，也就是说，使用已经在第一状态和/或第二状态的源中所使用的第一气体。这可以进一步减少气体资源的消耗。

在一些示例中，在第二状态期间，闸阀可以在照射源内被关闭以降低泵容量。闸阀可以位于所述源的涡轮分子泵(TMP)的前面。此阀关闭或部分关闭可以在所述照射源的空闲状态期间降低所述泵的容量，这可以导致产生使得可能需要较低的气体供应来满足压力和传热系数要求的条件。

在本文中所描述的两状态开启/空闲气体输送系统可以与干涉仪设置组合使用以供测量所述气体目标的性质。然而，在所述源的空闲状态下提供与所述源的开启状态下的气体的传热系数相匹配的气体的气体输送系统的效果可以与(诸如本文中所描述的干涉仪设置之类)特征无关地来起作用。因此，两状态气体输送系统可以独立于干涉仪设置、或本文种所描述的所述照射源的任何可选特征来工作和被提供。

上文提到的方法的步骤的顺序可以不同，并且这些步骤可以被并行地执行。上文提到的方法也可以被应用于(例如，图12中的)反馈回路中，步骤123可以循环回到步骤120。

照射源可以被设置在例如量测设备MT、检查设备、光刻设备LA、和/或光刻单元LC中。

用于执行测量的发射辐射的性质可能会影响所获得的测量的品质。例如，所述辐射束的横向束廓形即剖面(横截面)的形状和大小、所述辐射的强度、所述辐射的功率谱密度等可能影响由所述辐射所执行的测量。因此，具备一种提供具有导致高品质测量的性质的辐射的源是有益的。

在随后的被编号的方面中公开了另外的实施例：

1.一种照射源，包括

-气体输送系统，所述气体输送系统被配置成提供气体目标以用于在所述气体目标的相互作用区处产生发射辐射；和

-干涉仪，所述干涉仪用于利用干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质。

2.根据方面1所述的照射源，其中，所述照射源被配置成接收泵浦辐射并且在所述相互作用区处提供所述泵浦辐射。

3.根据方面2所述的照射源，其中，所述干涉仪辐射具有干涉仪波长，并且所述泵浦辐射具有泵浦波长，其中所述干涉仪波长和所述泵浦波长是不同的。

4.根据方面2或3所述的照射源，其中，所述干涉仪辐射和所述泵浦辐射包括脉冲。

5.根据方面4所述的照射源，其中，所述干涉仪辐射的脉冲和所述泵浦辐射的脉冲至少部分地同步。

6.根据方面4或5中任一项所述的照射源，其中，所述照射源包括时间延迟单元，所述时间延迟单元用于调整所述干涉仪辐射的脉冲与所述泵浦辐射的脉冲之间的时间延迟。

7.根据任一前述方面所述的照射源，其中，所述干涉仪辐射是由谐波产生过程所产生的干涉仪泵浦辐射的二阶或更高阶谐波。

8.根据方面7所述的照射源，其中，所述干涉仪辐射是由所述谐波产生过程所产生的所述干涉仪泵浦辐射的二阶或三阶谐波。

9.根据方面7或8所述的照射源，其中，所述干涉仪泵浦辐射和所述泵浦辐射是从辐射源拆分开的。

10.根据方面9所述的照射源，其中，所述照射源包括具有用于拆分开所述干涉仪泵浦辐射和所述泵浦辐射的针孔的反射表面。

11.根据方面10所述的照射源，其中，在操作中，所述干涉仪泵浦辐射通过所述针孔，并且所述泵浦辐射由所述反射表面反射。

12.根据方面7至11中任一项的照射源，其中，所述干涉仪泵浦辐射的功率比所述泵浦辐射的功率低至少一个数量级。

13.根据任一前述方面所述的照射源，其中，所述照射源包括基于所述气体目标的性质的反馈回路或前馈回路。

14.根据引用方面2的方面13的照射源，其中，所述照射源包括反馈回路，以基于所述气体目标的性质来控制所述泵浦辐射、所述气体输送系统、后续光学器件和衬底定位机构中的至少一个的性质。

15.根据任一前述方面所述的照射源，其中，所述干涉仪包括两个支路，其中第一支路辐射至少部分穿过所述气体目标，并且第二支路辐射不穿过所述气体目标，其中所述第一支路辐射和所述第二支路辐射发生干涉。

16.根据任一前述方面所述的照射源，其中，所述气体输送系统包括气体喷嘴，并且所述干涉仪辐射至少部分地照射在所述气体喷嘴的至少一部分上。

17.根据方面1至15中任一项所述的照射源，其中，所述相互作用区被包括在毛细管结构内。

18.根据任一前述方面所述的照射源，其中，所述干涉仪包括用于改变所述干涉仪辐射的传播方向的可调元件。

19.一种照射源，包括：气体输送系统，所述气体输送系统被配置成提供第一状态和第二状态；其中，所述第一状态被配置成包括形成气体目标的第一气体，用于在所述气体目标的相互作用区处产生发射辐射；并且其中所述第二状态被配置成在所述辐射源的空闲状态期间包括第二气体，使得所述第二状态的传热系数与所述第一状态的传热系数相匹配。

20.根据方面19所述的照射源，其中，所述第一气体的流速在5nL/min至20nL/min的范围内。

21.根据方面19至20中任一项所述的照射源，其中，所述第一气体包括氖气或氙气。

22.根据方面19至21中任一项所述的照射源，其中，所述气体输送系统包括被配置成供应所述第一气体和所述第二气体的单独的供应管线。

23.根据方面19至22中任一项所述的照射源，其中，所述第二气体包括氮气或氩气。

24.根据方面19至22中任一项所述的照射源，其中，所述第二气体包括包含氧气的气体混合物。

25.根据方面19至24中任一项所述的照射源，其中，所述第二气体包括再循环的第一气体。

26.根据任一前述方面所述的照射源，其中，所述照射源包括被配置成被排空的空间，并且所述气体输送系统被配置成在所述空间中提供所述气体目标。

27.根据任一前述方面所述的照射源，其中，所述发射辐射具有X射线或EUV范围内的波长，其中可选地，波长在从0.01nm至100nm、可选地从0.1nm至100nm、可选地从1nm至100nm、可选地从1nm至50nm、或可选地从10nm至20nm的范围内。

28.一种量测设备，包括根据方面1至27中任一项所述的照射源。

29.根据方面28所述的量测设备，其中，在操作中，所述发射辐射被引导到衬底上的结构。

30.一种光刻单元，包括根据方面1至27中任一项所述的照射源或包括根据方面28或29所述的量测设备。

31.一种检查照射源的气体目标的方法，包括：

-利用气体输送系统来提供气体目标以用于在所述气体目标的相互作用区处产生发射辐射；和

-使用干涉仪的干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质。

32.根据方面31所述的方法，其中，所述方法包括：基于由所述散射仪测量的所述气体目标的性质来控制所述气体输送系统、所述泵浦辐射、后续光学器件和衬底定位机构中的至少一个的性质。

33.一种相对于气体目标来对准泵浦辐射的方法，包括以下步骤：

-利用气体输送系统来提供所述气体目标；

-利用干涉仪的干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质；

-利用泵浦辐射来照射所述气体目标的至少一部分；和

-基于由所述散射仪测量的所述气体目标的性质来控制所述气体输送系统、所述泵浦辐射、后续光学器件和衬底定位机构中的至少一个的性质。

34.一种对发射辐射输出进行优化的方法，包括以下步骤：

-利用气体输送系统来提供气体目标；

-利用干涉仪的干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质；

-利用泵浦辐射来照射所述气体目标的至少一部分；和

-基于由所述散射仪测量的所述气体目标的性质来控制所述气体输送系统、所述泵浦辐射、后续光学器件和衬底定位机构中的至少一个的性质。

35.一种监测等离子体随时间的演变的方法，包括以下步骤：

-利用气体输送系统来提供气体目标；

-利用干涉仪的干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质；

-利用泵浦辐射来照射所述气体目标的至少一部分以启动所述气体目标中的所述等离子体的演变；和

-基于由所述干涉仪测量的所述气体目标的性质来监测所述等离子体随时间的演变。

36.根据方面35所述的方法，其中，所述方法包括：基于由所述散射仪测量的所述气体目标的所述性质来控制所述气体输送系统、所述泵浦辐射、后续光学器件和衬底定位机构中的至少一个的性质。

虽然在本文中可以对光刻设备在IC制造中的使用进行具体参考，但是应理解，本文中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、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。

虽然在本文中在光刻设备的情境下对实施例进行具体的参考，但是实施例可以用于其它设备。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(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类的物体的任何设备的一部分。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。

虽然在本文中在检查或量测设备的情境下对实施例进行具体的参考，但是实施例可以用于其它设备。实施例可以构成掩模检查设备、光刻设备、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)之类的物体的任何设备的一部分。术语“量测设备”(或“检查设备”)还可以指检查设备或检查系统(或量测设备或量测系统)。例如，包括实施例的检查设备可以被用于检测衬底的缺陷或衬底上或衬底上的结构的缺陷。在这样的实施例中，衬底上的结构的关注的特性可以涉及结构中的缺陷、结构的特定部分的不存在性、或所述衬底上的不想要的结构的存在性。

虽然上文已经在光学光刻术的情境下对实施例的使用进行了具体的参考，但是将理解，在情境允许的情况下，本发明不限于光学光刻术并且可以在其它应用中使用，例如压印光刻术。

虽然上面描述的目标或目标结构(更一般地，衬底上的结构)是为了测量的目的而特别设计和形成的量测目标结构，但在其它实施例中，可以在一个或更多个结构上测量关注的性质，所述结构是形成在衬底上的器件的功能部件。许多器件具有规则的光栅状结构。本发明所使用的术语结构、目标光栅和目标结构不需要已特定地针对正在被执行的测量来提供所述结构。另外，所述量测目标的节距可以接近所述散射仪的所述光学系统的分辨率极限或可以更小，但可以远大于由所述目标部分C中的光刻过程制成所述的典型非目标结构(可选地，产品结构)的尺寸。在实践中，所述目标结构内的重叠光栅的线和/或空间可以被制成所述造成包括尺寸与非目标结构类似的较小结构。

虽然上文已经描述了具体实施例，但是将理解，可以与所描述的不同的方式来实践本发明。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，可以对如所描述的本发明进行修改，而在不脱离下文阐述的权利要求的范围。

虽然具体提及“量测设备/工具/系统”或“检查设备/工具/系统”，但这些术语可以指相同或相似类型的工具、设备或系统。例如，包括本发明的实施例的检查或量测设备可以用于确定衬底上或晶片上的结构的特性。例如，包括本发明的实施例的检查设备或量测设备可以用于检测衬底的缺陷或衬底上或晶片上的结构的缺陷。在这样的实施例中，衬底上的结构的关注的特性可能关于结构中的缺陷、结构的特定部分的不存在或衬底上或晶片上的不想要的结构的存在。

虽然具体提及了HXR、SXR和EUV电磁辐射，但是将理解，在情境允许的情况下，本发明可以利用所有电磁辐射来实践，包括辐射波、微波、红外线、(可见)光、紫外线、X射线和伽马射线。

Claims (15)

1.一种照射源，包括：

-气体输送系统，所述气体输送系统被配置成提供气体目标以用于在所述气体目标的相互作用区处产生发射辐射；和

-干涉仪，所述干涉仪用于利用干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质。

2.根据权利要求1所述的照射源，其中，所述照射源被配置成接收泵浦辐射并且在所述相互作用区处提供所述泵浦辐射。

3.根据权利要求2所述的照射源，其中，所述干涉仪辐射具有干涉仪波长，并且所述泵浦辐射具有泵浦波长，其中所述干涉仪波长和所述泵浦波长是不同的。

4.根据权利要求2或3所述的照射源，其中，所述干涉仪辐射和所述泵浦辐射包括脉冲。

5.根据权利要求4所述的照射源，其中，所述干涉仪辐射的脉冲和所述泵浦辐射的脉冲至少部分地同步。

6.根据权利要求4或5所述的照射源，其中，所述照射源包括时间延迟单元，所述时间延迟单元用于调整所述干涉仪辐射的脉冲与所述泵浦辐射的脉冲之间的时间延迟。

7.根据任一前述权利要求所述的照射源，其中，所述干涉仪辐射是由谐波产生过程所产生的干涉仪泵浦辐射的二阶、三阶或更高阶谐波。

8.根据引用权利要求2的权利要求7所述的照射源，其中，所述干涉仪泵浦辐射和所述泵浦辐射是从辐射源拆分开的。

9.根据权利要求8所述的照射源，其中，所述照射源包括具有用于拆分开所述干涉仪泵浦辐射和所述泵浦辐射的针孔的反射表面，可选地，在操作中，所述干涉仪泵浦辐射通过所述针孔，并且所述泵浦辐射由所述反射表面反射。

10.根据任一前述权利要求所述的照射源，其中，所述照射源包括基于所述气体目标的性质的反馈回路或前馈回路。

11.根据任一前述权利要求所述的照射源，其中，所述干涉仪包括两个支路，其中第一支路辐射至少部分穿过所述气体目标，并且第二支路辐射不穿过所述气体目标，其中所述第一支路辐射和所述第二支路辐射发生干涉。

12.根据任一前述权利要求所述的照射源，其中，所述气体输送系统包括气体喷嘴，并且所述干涉仪辐射至少部分地照射在所述气体喷嘴的至少一部分上。

13.一种量测设备，包括根据权利要求1至12中任一项所述的照射源，可选地，在操作中，所述发射辐射被引导到衬底上的结构。

14.一种检查照射源的气体目标的方法，包括：

-利用气体输送系统来提供气体目标以用于在所述气体目标的相互作用区处产生发射辐射；和

-使用干涉仪的干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质。

15.一种对发射辐射输出进行优化的方法，包括以下步骤：

-利用气体输送系统来提供气体目标；

-利用干涉仪的干涉仪辐射来照射所述气体目标的至少一部分以测量所述气体目标的性质；

-利用泵浦辐射来照射所述气体目标的至少一部分；和

-基于由所述散射仪测量的所述气体目标的性质来控制所述气体输送系统、所述泵浦辐射、后续光学器件和衬底定位机构中的至少一个的性质。

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