TW201942681A - 感測器系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種系統，其包含：一光學組件，在其操作使用中，該光學組件與一雷射光束光學相互作用；一導電元件，其安置於該光學組件上或內，該導電元件在該光學組件之操作使用中曝露於該雷射光束；及一監測系統，其可操作以監測表示該導電元件之一電阻的一物理量且基於該物理量判定該雷射光束相對於該光學組件之一位置。

Description

感測器系統
本發明係關於用於判定一雷射光束之特性的系統及方法，且特定但非排他性地應用於一種用於判定一雷射光束之一位置的感測器系統。該感測器系統可結合供用於一微影設備中之一雷射而使用。
微影設備係經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影設備可用於例如積體電路(IC)製造中。微影設備可例如將圖案化裝置(例如，光罩)處之圖案投影至提供於基板上之一層輻射敏感材料(抗蝕劑)上。
為了將圖案投影於基板上，微影設備可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵之最小大小。相比於使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影設備，使用具有在4至20 nm之範圍內的波長(例如，6.7 nm或13.5 nm)之極紫外線(EUV)輻射的微影設備可用以在基板上形成較小特徵。
在EUV輻射源中，可藉由運用雷射光束照明燃料目標而形成EUV輻射。舉例而言，雷射光束可經導向以入射於燃料之小滴(例如，錫之小滴)上，以便對燃料點火以形成EUV輻射發射電漿。所發射EUV輻射可由輻射收集器收集且經導向至EUV微影設備。
經導向以入射於燃料上之雷射光束可自與輻射源之其餘部分分離的雷射(例如，CO2雷射)發射。雷射光束可經遞送至輻射源之其餘部分(例如，藉由光束遞送系統)且可經由諸如鏡面、透鏡及窗(亦即，與雷射光束光學相互作用之組件)之一或多個光學組件導向以入射於燃料上。舉例而言，雷射光束可在若干鏡面處經歷反射。另外，雷射光束可穿過透射窗進入輻射源之區段。為了產生具有所需特性之EUV輻射，雷射光束必須以極高精度定向。複合感測器可用以獲得關於雷射光束之存在及/或位置的資訊。此類感測器通常需要藉由將雷射光束之一部分朝向諸如影像感測器或光偵測器之度量衡單元反射而對雷射光束之該部分進行取樣。此類度量衡單元需要將埠添加至雷射系統。另外，以此方式對雷射光束進行取樣會減少提供至輻射源之雷射光束之部分中的功率之量。另外，由於雷射之一些組件內及/或用以將雷射光束傳遞至燃料之雷射光束遞送系統的空間限制，當前在所關注之所有部位處皆不可能使用此類度量衡單元。
根據本文中所描述之一第一例示性配置，提供一種系統，其包含：一光學組件，其位於一雷射光束之一路徑中；及一感測器系統。該感測器系統包含安置於該光學組件處之一導電元件。在該光學組件之操作使用期間，該雷射光束入射於該導電元件上。該系統進一步包含一監測系統，該監測系統可操作以監測表示該導電元件之一電阻的一物理量。該監測系統可操作以基於該物理量判定選自包含以下各者之清單的至少一者：該雷射光束相對於該光學組件之一位置；及該光學組件之一溫度。
該第一例示性配置允許在不使用複雜、大體積且昂貴之度量衡系統的情況下監測該雷射光束之特性。以此方式，該雷射光束之特性的監測在體積受限制區域中係可能的，諸如經組態以提供該雷射光束之一雷射系統的種子雷射及聚焦單元。該第一例示性配置之該導電元件與該光學組件直接整合，藉此提供關於該雷射光束相對於該光學組件之該位置的內嵌直接資訊。另外，在位置感測器與該雷射光束之間不需要對準，此係因為該感測器系統之該導電元件直接整合於該雷射光束之該路徑中。該配置可用於數個目的，包括例如雷射光束之光束路徑設置、診斷及內嵌控制(用於鏡面操控之反饋訊號)。另外，第一例示性態樣之該感測器系統可用以與該雷射光束之該位置之該量測同時量測該雷射光束之其他特性，諸如光束直徑及光束功率。
該系統可進一步包含一位置控制系統，該位置控制系統可操作以基於該物理量判定待對另一組件之操作進行的一調整。以此方式，該設備可提供基於反饋之調整資訊以輔助對與該雷射光束相關聯之其他組件之操作的該調整。操作可被調整之其他組件之實例包括經組態以產生該雷射光束之一雷射之組件，及經組態以將該雷射光束遞送至一預定位點之一光束遞送系統之組件。
該位置控制系統可操作以調整該組件以根據該調整操作。以此方式，該系統可用以自動地進行調整。該位置控制系統可操作以調整以下各者中之至少一者：該光學組件之一空間屬性及位於該雷射光束之該路徑上的另一光學組件之另一空間屬性。該系統可進一步包含一熱控制系統，該熱控制系統可操作以取決於所監測之該物理量而控制該光學組件之一溫度。
該導電元件可包含具有小於該輻射光束之一波長之一寬度的一導電材料線。以此方式，該導電元件在該雷射光束之該路徑中的存在將對該雷射光束之一遠場無顯著影響。另外，該雷射光束之非預期反射將減少。
該導電元件可由包含至少一種貴金屬之一材料形成。以此方式，可減少或避免該導電元件與周圍氣體之化學相互作用。
該導電元件可係安置於該光學組件上或內之複數個導電元件中之一者。該監測系統可操作以監測表示該複數個導電元件中之每一者之一電阻的物理量且基於所監測之該等物理量判定該雷射光束相對於該光學組件之一位置。藉由提供複數個導電元件，可獲得關於該雷射光束相對於該光學組件之該位置的更準確資訊。
該複數個導電元件中之至少一者可與該複數個導電元件中之一第二者電隔離。以此方式，該等導電元件中之一者的電性質(諸如，電阻)之改變將不會影響對該等導電元件中之其他者之電阻的量測。
該複數個導電元件中之至少一者可沿著該雷射光束之一入射路徑提供於一第一深度處，且該複數個導電元件中之至少另一者沿著該雷射光束之該入射路徑提供於一第二深度處。以此方式，可更容易達成該等導電元件彼此之電隔離。舉例而言，在該光學組件包含一透射光學件(諸如，一窗或一透鏡)之情況下，該等導電元件可提供於該光學組件之相對表面上(例如，在一窗或透鏡之交替側面上)。
當沿著該雷射光束在該光學組件處之一入射方向檢視時，該複數個導電元件可形成一柵格圖案。一柵格圖案可提供導電元件之一尤其合適的配置以允許易於製造該感測器系統且準確判定該雷射光束之一位置。該柵格圖案可包含在一第一方向上延伸且沿著該雷射光束之一入射路徑安置於一第一深度處的第一複數個導電元件。該柵格圖案可進一步包含在一第二方向上延伸且沿著該雷射光束之一入射路徑安置於一第二深度處的第二複數個導電元件。
該光學組件可係以下各者中之任一者的一功能組件：一雷射系統，其經組態以產生該雷射光束；一光束遞送系統，其經組態以將該雷射光束自該雷射系統遞送至一輻射源中之燃料目標；一輻射源及/或一微影設備。就術語功能性而言，預期組件具有除提供用於該等導電元件之一平台外且與提供該平台分離的一功能。
該光學組件可包含例如一鏡面、一透鏡及對該雷射光束基本上透明之一窗。
該光學組件可係複數個光學組件中之一者。該感測器系統可包含分別安置於該複數個光學組件中之每一者上的至少一個導電組件。該監測系統可經組態以判定該雷射光束相對於該複數個光學組件中之每一者的一位置。藉由提供監測相對於複數個光學組件之一光束位置的一感測器系統，該系統實現對該雷射光束之特性的更準確判定且因此促進更準確調整。
在本文中所描述之一第二例示性配置中，提供一種輻射系統。該輻射系統包含：一雷射，其用於產生一雷射光束；一雷射產生電漿(LPP)輻射源，其用於經由該雷射光束與一燃料目標之相互作用而產生一電漿；及該第一例示性配置之該系統。
在本文中所描述之一第三例示性配置中，提供一種微影系統。該微影系統包含一微影設備及該第二例示性配置之一輻射系統。
在本文中所描述之一第四例示性配置中，提供一種光學組件，其經組態以用於該第一例示性配置之該系統、該第二例示性配置之該輻射系統或該第三例示性配置之該微影系統中。舉例而言，該光學組件可包含安置於該光學組件上或內之一導電元件，該導電元件在該光學組件之操作使用中曝露於一雷射光束。
在本文中所描述之一第五例示性配置中，提供一種方法。該方法包含：監測一物理量，該物理量表示安置於一光學組件上或內之一導電元件的一電阻，該導電組件在該光學組件之操作使用中曝露於一雷射光束；及基於該物理量判定選自包含以下各者之清單的至少一者：該雷射光束相對於該光學組件之一位置；及該光學組件之一溫度。
在一個態樣之上下文中所描述之特徵可與其他態樣一起使用。舉例而言，將瞭解，第五例示性配置之方法可執行結合第一例示性配置之監測系統或下文所描述之監測系統所描述的任何處理。
圖1展示包含輻射源SO及微影設備LA之微影系統。輻射源SO經組態以產生EUV輻射光束B且將EUV輻射光束B供應至微影設備LA。微影設備LA包含照明系統IL、經組態以支撐圖案化裝置MA (例如，光罩)之支撐結構MT、投影系統PS，及經組態以支撐基板W之基板台WT。
照射系統IL經組態以在EUV輻射光束B入射於圖案化裝置MA上之前調節EUV輻射光束B。另外，照射系統IL可包括琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11。琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11一起向EUV輻射光束B提供所要橫截面形狀及所要強度分佈。除琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11以外或替代該等裝置，照明系統IL亦可包括其他鏡面或裝置。
在如此調節之後，EUV輻射光束B與圖案化裝置MA相互作用。由於此相互作用，產生經圖案化EUV輻射光束B'。投影系統PS經組態以將經圖案化EUV輻射光束B'投影至基板W上。出於彼目的，投影系統PS可包含經組態以將經圖案化EUV輻射光束B'投影至由基板台WT固持之基板W上的複數個鏡面13、14。投影系統PS可將縮減因數應用於經圖案化EUV輻射光束B'，因此形成具有小於圖案化裝置MA上之對應特徵之特徵的影像。舉例而言，可應用縮減因數4或8。儘管投影系統PS說明為僅具有圖1中之兩個鏡面13、14，但投影系統PS可包括不同數目個鏡面(例如，六個或八個鏡面)。
基板W可包括先前形成之圖案。在此種狀況下，微影設備LA使由經圖案化EUV輻射光束B'形成之影像與先前形成於基板W上之圖案對準。
可在輻射源SO中、照明系統IL中及/或投影系統PS中提供在遠低於大氣壓之壓力下的相對真空，亦即，少量氣體(例如，氫氣)。
圖1所展示之輻射源SO屬於例如可被稱作雷射產生電漿(LPP)源之類型。可例如包括CO2 驅動雷射124之雷射系統1經配置以經由雷射光束2將能量沈積至自例如燃料發射器3提供之諸如錫(Sn)的燃料中。其他類型之驅動雷射係可行的，諸如固態雷射，例如YAG雷射。儘管在以下描述中提及錫，但可使用任何合適燃料。燃料可例如呈液體形式，且可例如係金屬或合金。燃料發射器3可包含噴嘴，該噴嘴經組態以沿著朝向電漿形成區4之軌跡而導向例如呈小滴之形式的錫。為了不混淆圖式，用參考數字122指示一連串小滴中之僅單一小滴。雷射光束2在電漿形成區4處入射於錫小滴上。雷射能量至錫小滴中之沈積會在電漿形成區4處產生錫電漿7。在電漿之離子與電子之去激發及再結合期間自電漿7發射包括EUV輻射之輻射。
來自電漿之EUV輻射由收集器5收集及聚焦。收集器5包含例如近正入射輻射收集器5 (有時更通常被稱作正入射輻射收集器)。收集器5可具有經配置以反射及聚焦EUV輻射(例如，具有諸如13.5 nm之所要波長的EUV輻射)的多層鏡面結構。收集器5可具有橢球形組態，其具有兩個焦點。該等焦點中之第一者可處於電漿形成區4處，且該等焦點中之一第二者可處於中間焦點6處，如下文所論述。
如熟習此項技術者將瞭解，雷射系統1可包含複數個光學組件，在雷射光束2射中存在於電漿形成部位4處之小滴之前，雷射光束與該等光學組件相互作用。除驅動雷射124以外，如所繪製之雷射系統1亦包括光束遞送系統126。通常，驅動雷射124可在空間上與輻射源SO分離。在此種狀況下，雷射光束2可藉助於光束遞送系統126而自驅動雷射124傳遞至輻射源SO。光束遞送系統126包含光學組件，諸如導向鏡面、擴束器及其他光學件。在光束遞送系統126之後，雷射光束2在射中電漿形成區4處之小滴之前通過光學件總成128、窗16及最終單元130。光學件總成128及最終單元130同樣包含用於導向及調節雷射光束2之光學組件。此類光學組件可包括一或多個鏡面、一或多個擴束器、一或多個光束壓縮器等。出於完整性，此處應注意，通常使用鏡面來實施擴束器或光束壓縮器。窗16用以保持圍封結構9中之相對真空，同時允許雷射光束2通過。
來自電漿之由收集器5反射的輻射形成EUV輻射光束B。EUV輻射光束B聚焦於中間焦點6處，以在存在於電漿形成區4處之電漿之中間焦點6處形成影像。中間焦點6處之影像充當用於照明系統IL之虛擬輻射源。輻射源SO經配置成使得中間焦點6位於輻射源SO之圍封結構9中之開口8處或附近。
如下文進一步詳細地描述，雷射系統1包含監測系統17。監測系統17經組態以監測雷射光束2在位於雷射光束2之路徑中之光學組件上的位置。此光學組件之實例係雷射光束2穿過以進入圍封結構9之窗16。此光學組件之其他實例係驅動雷射124中之透鏡、驅動雷射124中之鏡面、驅動雷射124中之窗、光束遞送系統126中之鏡面、光學件總成128中之鏡面、光學件總成128中之窗、最終單元130中之鏡面、最終單元130中之窗等。雷射光束2相對於在雷射光束2之路徑上之光學組件的適當位置係與雷射光束2相對於電漿形成區4處之小滴之最終位置的對準相關。此小滴在由燃料發射器3產生時具有在幾十微米之範圍內的典型尺寸。給定驅動雷射124以脈衝(例如，在奈秒範圍內或甚至在皮秒範圍內)提供雷射光束2之事實，顯而易見的係，雷射光束2之適當對準及雷射脈衝之適當時序判定EUV輻射源SO之效能。
替代地或另外，監測系統17經組態以監測位於雷射光束2之路徑中的此光學組件之溫度。雷射光束2可係高功率雷射光束，且因此在雷射光束2之路徑中的光學組件曝露於高熱負荷。因此，通常冷卻或以其他方式熱調節光學組件。舉例而言，此光學組件之過高溫度將不僅明顯地以非所要方式影響特性，例如雷射光束2之輻射的波前，而且更嚴重地，甚至可導致光學組件之毀壞且因此導致使整個微影系統癱瘓。
如上文所指定，監測系統17監測在雷射光束2之路徑中的一或多個光學組件。在偵測到(一方面)雷射光束相對於所監測光學組件之相對位置與(另一方面)雷射光束相對於光學組件之所要位置之間的偏差後，監測系統17將輸出信號提供至控制系統134。控制系統134包含例如致動器系統136，該致動器系統可操作以取決於來自監測系統17之輸出信號而調整雷射系統1內之光學組件的空間屬性，諸如光學組件沿著雷射光束2之路徑的位置、光學組件之定向(橫偏、俯仰、滾動)或光學組件之曲率。為此目的，提供一或多個致動器(未圖示)，其經組態以在來自監測系統17之輸出信號的控制下調整空間屬性。出於完整性，應注意，為了清楚起見，致動器系統136在圖1中經繪製為在空間上與驅動雷射124、與光束遞送系統126、與光學件總成128且與各自可包括正被監測之一或多個光學組件的最終單元130分離。致動器系統136可包括位於光學組件處之一或多個致動器，該光學組件之空間屬性顯現為在由監測系統17提供之信號的控制下可調整。
如上文所指定，監測系統17可監測容納於驅動雷射124處或容納於光束遞送系統126處或容納於光學件總成128處或容納於最終單元130處之光學組件的溫度。在偵測到(一方面)如監測到之溫度與(另一方面)所要溫度之間的偏差後，監測系統17將輸出信號提供至控制系統134。控制系統包含例如經組態以取決於來自監測系統17之輸出信號而控制光學組件之溫度的熱控制系統138。通常經由與光學組件熱接觸之冷卻水來冷卻在雷射光束2之路徑中的光學組件。舉例而言，鏡面使其反射表面與塊體材料熱接觸，充當供冷卻水流經雷射系統之管道的通道穿過塊體材料。透鏡及鏡面通常經由其座架冷卻，該等座架具有用於冷卻水之通道。接著經由熱控制系統138使用來自監測系統17之輸出信號以用於控制所監測光學組件局部之水流量。熱控制系統138可進一步操作以減小雷射光束2之功率或暫停雷射光束2之產生。
圖2係根據本發明之系統的第一實施例200之圖。系統200包含用於雷射光束2之路徑202，該路徑被視為在入口204與出口206之間。圖1之雷射系統1之光學組件208位於路徑202上。光學組件208包括例如鏡面、透鏡或窗，如上文所論述。
在參看圖1所論述之微影系統中，光學組件208包含在實施例200之操作使用中曝露於雷射光束2的導電元件18。監測系統17包含感測系統212，該感測系統經組態以感測表示導電元件18之電阻的物理量。光學組件208可包含曝露於雷射光束2之一或多個其他導電元件，例如另一導電元件214。感測系統212可接著經組態以感測表示另一導電元件214之另一電阻的另一物理量。下文將進一步論述感測系統212之實施例。基於由此感測之一或多個物理量，監測系統17將信號供應至致動器系統136。致動器系統136包含例如一或多個壓電致動器或步進馬達等。回應於所接收之信號，致動器系統136調整光學組件208之空間屬性。舉例而言，空間屬性係以下各者中之一或多者：光學組件沿著路徑202之位置、光學組件208相對於入射雷射光束2之方向的定向、光學組件208之表面的曲率、與雷射光束2相互作用之表面。
在實施例200中，監測系統17可將另一信號提供至熱系統138，該熱系統回應於該另一信號而控制光學組件208之溫度，例如經由調整冷卻水流量。
圖3係本發明中之系統的第二實施例300的圖。第二實施例300包含具備導電元件18之光學組件208。第二實施例300進一步包含監測系統17，該監測系統包括感測系統212。第二實施例300亦包括致動器系統136及熱系統138。第二實施例300具有定位於路徑202上之另一光學組件302，例如以便使另一光學組件302在雷射光束2之傳播方向上先於光學組件208。在第二實施例300中，感測系統212可操作以感測表示導電元件18之電阻(或電導率)的物理量。監測系統17接著將信號供應至致動器系統136，該致動器系統可操作以調整另一光學組件302之空間屬性以便調整雷射光束2相對於光學組件208之位置。上文已給出空間屬性之實例。相似地，監測系統17可將另一信號提供至熱調節系統138，該熱調節系統可操作以例如藉由控制冷卻水之流動速率而調整光學組件208 (及/或另一光學組件302)之熱調節。
圖4更詳細地示意性描繪與導電元件18相互作用的感測系統212之實例15。在圖4中，導電元件18提供於光學組件208之表面19上，該光學組件在此處係圖1之圖式中所展示的窗16。導電元件18包含導電材料線(或：「跡線」)，該線界定縱向軸線A (描繪為在縱向上檢視頁面時豎直地延伸)。表面19係窗16之「前」或向外表面(亦即，不面向源SO之表面)，但應理解，此僅作為實例且導電元件18可替代地提供於光學組件19上其他處(諸如，提供於窗16之向內表面上或嵌入於窗16內)。
感測系統212包括經組態以實現對導電元件18內之電阻之量測的儀器20。儀器20可包括例如歐姆表。雖然監測系統17在圖1、圖2、圖3及圖4中由單一方框示意性地描繪，但應理解，監測系統17可包含複數個組件且可包含例如一或多個計算裝置或信號處理裝置，如熟習此項技術者將顯而易見的。
在窗16上接收雷射光束2 (例如，在使用雷射系統1以藉由源SO產生輻射光束B期間)可改變導電元件18之部位處的窗16之溫度。當導電元件與窗熱接觸時，導電元件18亦將經歷改變之溫度，其變更導電元件18之電阻。舉例而言，導電元件18可包含展現電阻之正或負溫度係數及/或正或負光電導率之材料。以此方式，藉由偵測導電元件18之電阻，監測系統17可判定雷射光束2是否入射於窗16上/入射於窗上何處。
另外，如下文更詳細地描述，其中雷射光束2之強度剖面跨越雷射光束2之橫截面區域而不同，藉由偵測導電元件18之電阻，監測系統17可判定關於雷射光束2相對於窗16之位置的資訊。更詳細而言，導電元件18相對於窗16之部位可能係已知的。僅作為實例，導電元件18可安置於窗16之中心部分處。在預期導電元件18之偵測到之電阻係由雷射光束2之橫截面之特定區域對窗16的曝光引起的情況下，監測系統17可判定特定區域當前入射於窗16之已知部位上。
雖然導電元件18一般可包含回應於溫度之改變而提供電阻之改變的任何合適材料，但對用於導電元件18之材料的特定選擇可取決於特定及變化之應用要求。另外，雖然導電元件18置放於窗16上，如上文所描述，但感測系統212可另外或替代地包含置放於朝向電漿形成部位4處之燃料小滴的雷射光束2之路徑上之其他光學組件上的導電元件。對用於導電元件之材料的選擇可取決於上面置放有導電元件之光學組件。
在一些實例配置中，可能需要選擇抗氧化之材料用於導電元件18。舉例而言，在一些實例配置中，導電元件18可包含諸如鉑、金或銀之貴金屬。在一些實例配置中，導電元件18可包含抗氧化層。對於一些應用，在選擇用於導電元件18之材料上的額外考慮因素可係回應於導電元件之溫度改變的電阻改變之量值，該溫度改變係由在容納導電元件18之光學組件處存在雷射光束2而引起。舉例而言，可能需要選擇具有高電阻溫度係數之材料。舉例而言，諸如銀、金及鉑之合適材料分別具有每攝氏度約0.0038、每攝氏度約0.0039及每攝氏度約0.0034的電阻溫度係數。
當導電元件定位於光學組件之表面上(亦即，不嵌入於光學組件內)時，可能需要使導電元件具有足夠低之表面擴散因數以防止跨越其所定位於的表面擴散。將瞭解，導電元件之表面擴散可取決於導電元件之材料及光學組件之材料兩者以及局部溫度。
雖然在圖4之實例配置中，導電元件18係展示為存在於窗16之表面19上，但導電元件18可提供於窗16上或內。舉例而言，在其他實例配置中，導電元件可嵌入於光學組件內。以此方式，例如可減少導電元件之氧化及表面擴散。
再次參看圖4，可使用任何合適技術將導電元件18施加至窗16之表面19。僅作為實例，可使用包括微影、網版印刷、噴墨印刷、雷射印刷、增材製造(additive manufacturing)等中之任何一或多者的技術藉由選擇性沈積將導電元件18施加至光學組件。在一實施例中，可經由碳化製程將導電元件18施加至光學組件。舉例而言，可將雷射導向光學組件之表面處以便引起光學組件之表面之一部分的表面碳化。表面之碳化部分可提供導電元件18。
將瞭解，雖然光學組件16採用透射光學件(詳言之，窗或透鏡)之形式，但本文中所描述之技術同樣適用於反射光學件(詳言之，鏡面)。
為了減小上面施加有導電元件18之光學組件之表面對導電元件之電阻的任何影響，需要使導電元件18與光學組件16電絕緣。舉例而言，在將導電元件18直接施加至光學組件之表面的情況下，可能需要確保光學組件之表面不導電。替代地，在光學組件之表面導電的情況下，電絕緣障壁可提供於導電元件18與光學組件之表面之間。舉例而言，可將非導電塗層塗覆至導電元件18或塗覆至導電元件18所塗覆至的光學組件之表面之至少一部分，以在光學組件之表面與導電元件18之間產生電絕緣障壁。因而，將瞭解，在描述導電元件提供於光學組件上或內之情況下，此並不排除導電元件藉由此絕緣障壁與光學組件分離。
參看圖5，導電元件18之寬度被視為係在大體由表面19界定之平面中，導電元件18在垂直於導電元件18之縱向軸線A之方向22上的範圍(應理解，對於一些光學組件，表面19可彎曲)。導電元件18可具有任何合適的寬度且實際寬度可取決於特定應用。
在一些實例配置中，導電元件18之寬度較佳為小的。在一些實例配置中，導電元件18之寬度小於雷射光束2之波長。以此方式，導電元件18在雷射光束2之路徑中的存在將對雷射光束2之遠場無顯著影響，且雷射光束2由導電元件18進行之非預期反射將減少。舉例而言，在雷射系統1包含CO2 雷射的情況下，導電元件可具有小於約9至10微米之寬度。此外，隨著導電元件之寬度增大，此可導致導電元件18更多地曝露於雷射輻射，此又使得在雷射系統1之使用期間升高導電元件18之溫度。藉由減小導電元件18之寬度，可減少由於雷射光之吸收的對光學組件18之不合需要的加熱。
如先前所提及，導電元件18容納於光學組件16處，以便進入(高功率)雷射光束之輻射的路徑中，使導電元件18經受熱負荷。在導電元件18與周圍環境(在此狀況下，光學組件16)之間存在兩種主要的熱傳遞機制。
第一機制係關於光學組件16與導電元件18之間的熱傳導。因為光學組件16與導電元件18之熱容量之間的大的差異，導電元件18之溫度呈現光學組件16之溫度。此過程之速度主要取決於兩個因素。
第一因素係光學組件16之熱導率。與導電元件18接觸之光學組件16之材料的熱導率愈高，導電元件18之溫度將愈快達到光學組件16之溫度。
第二因素係關於導電元件18之尺寸。在此上下文內，參考公開案「Insensitivity of the catastrophic damage threshold of laser optics to dust and other surface defects 」(H.E. Bennet，STP759-EB/1981年10月、第256至264頁)。除其他事項外，作者陳述，儘管雷射光學組件處之灰塵或其他表面缺陷可導致出現小的隔離之損害位點，但除非缺陷超過臨界尺寸，否則此等位點將不會產生災難性損害。對由鏡表面上之缺陷位點達到之溫度的分析展示對於小於臨界大小之缺陷，將存在穩態條件。在此穩態下，由於擴散至鏡表面中之熱損失等於由輻照引起之熱增益。
考慮具有線段形狀之導電元件18之實例，亦即，其長度「L」遠大於其寬度「W」，而其厚度「TH」可忽略地小，以便能夠實際上將此實例視為二維的。Bennet之分析指示導電元件18之寬度「W」對長度「L」的比率愈小，導電元件18將愈快達到光學組件16之溫度。
第二機制係關於導電元件18對雷射光束之電磁輻射的吸收。在所涉及的相關參數之範圍內，吸收率與曝露於電磁輻射之導電元件18之表面積成比例。
因此，由於吸收雷射光束之電磁輻射，在導電元件18中產生熱量。結果，導電元件18升溫。此效應取決於表面積「A」。另一方面，由於至光學組件16之鄰近材料的熱傳遞，導電元件18冷卻。自導電元件18至光學組件16之鄰近材料的熱傳遞取決於此鄰近材料之熱導率以及導電元件18之寬度對長度的厚度比率。因此，藉助於適當選擇光學組件16之材料的熱導率且藉助於適當選擇導電元件18之尺寸，冷卻將防止導電元件被雷射光束燒壞。
取決於形成導電元件18之材料及導電元件18相對於光學組件之置放(例如，置放於表面上或嵌入於表面內)，可基於導電元件18之表面擴散因數而判定導電元件之尺寸。舉例而言，在一些實例配置中，可能有必要提供寬度足夠大以防止導電元件18之不利表面擴散的導電元件18。
雖然圖4及圖5中所展示之實例配置描繪單一導電元件18，但在其他實例配置中，可提供複數個導電元件。藉由提供複數個導電元件，監測系統17能夠提供關於雷射光束2相對於光學組件之位置的更準確資訊。在將複數個導電元件提供於光學組件處的情況下，複數個導電元件中之一或多者可具有與複數個導電元件中之一或多個其他者不同的寬度。以此方式，複數個導電元件中之不同導電元件之寬度可經調諧以將不同資訊提供至監測系統17，如上文所論述(例如，關於雷射光束2之位置、光學組件之溫度等的資訊)。
圖6及圖7示意性地描繪與導電元件18及容納於窗16處之第二導電元件24相互作用的感測系統212之另一實例15'。第二導電元件24提供於光學組件(窗) 16的面向展示於圖1之圖式中的罩殼9之內部的表面25上。導電元件24電連接至歐姆表26，歐姆表係監測系統17之感測系統212之部分。如在圖7中最清楚地可見，元件24具有垂直於導電元件18之縱向軸線A的縱向軸線B (描繪為在縱向上檢視頁面時水平地延伸)。以此方式，可搜集關於雷射光束2在兩個維度上之相對位置的資訊且在雷射光束2之橫截面區域之較大部分上搜集資訊，從而允許更準確地判定雷射光束2相對於元件16、24且因此相對於光學組件16之位置。
在圖6及圖7中，導電元件18、24安置於光學組件16之相對表面(該等相對表面可分別被稱作前表面及背表面，或分別被稱作向內表面及向外表面)上，以便防止導電元件18、24之間的電干擾。然而，將瞭解，元件18、24可藉由其他手段且以任何合適方式彼此電隔離。舉例而言，導電元件18、24中之一者可嵌入於光學組件16內，其中另一導電元件18、24提供於表面(例如，表面19)上或嵌入於不同深度處，使得導電元件18、24藉由光學組件16之材料分離。在其他實例配置中，通常可將導電元件18、24安置於光學組件16之同一表面(例如，表面19)上或安置成鄰近該表面，且可在導電元件18、24之間提供電絕緣層。在另一實例配置中，元件18、24可各自具備透明(或半透明)但電絕緣的塗層或護套，以使導電元件18、24彼此電隔離。
將瞭解，可在單一光學組件處提供多於兩個導電元件。舉例而言，可提供複數個導電元件以形成圖案。圖8中示意性地描繪另一實例15''其包含複數個導電元件以形成柵格圖案26。柵格圖案26係由第一複數個導電元件27 (各自展示為在縱向上檢視頁面時豎直地延伸)及第二複數個導電元件28形成，第二複數個導電元件各自通常垂直於第一組導電元件27中之每一者延伸(展示為在縱向上檢視頁面時水平地延伸)。第一複數個導電元件27可與第二組導電元件28電隔離，如上文參考圖7中之導電元件18、24所描述。僅作為實例，第一複數個導電元件27可提供於光學組件之第一表面(例如，光學組件16之表面19)上，而第二複數個導電元件28可提供於光學組件之第二表面(例如，光學組件16之表面25)上。
鑒於本文中之教示，導電元件之其他可能配置及圖案對於熟習此項技術者將為顯而易見的。將瞭解，一般而言，更大數目個導電元件允許獲得橫截面強度剖面之更多樣本且因此更準確地判定雷射光束2之位置。
可按數種方式中之任一者產生指示雷射光束2之位置的資訊。僅作為實例，監測系統17可回應於藉由各種強度之輻射進行的曝光而儲存導電元件之預期電阻(或電阻之預期改變)的模型。監測系統17可比較所儲存模型與所接收值，所接收值指示具有相對於光學元件16之已知位置的特定導電元件之電阻(或電阻改變)。以此方式，經由判定已知位置之導電元件中之每一者的電阻(或電阻改變)，監測系統17可產生指示輻射光束之位置的資訊。作為另一實例，監測系統可回應於由雷射光束2之橫截面區域之特定預界定部分進行的曝光而儲存導電元件之預期電阻(或電阻之預期改變)的模型。以此方式，藉由監測系統17，可匹配導電元件之所量測電阻與雷射光束2之橫截面區域之部分，以判定雷射光束2相對於光學組件之位置。
將瞭解，用以判定雷射光束2之位置的特定方法及演算法將取決於導電元件之組態，且自本發明，合適方法對於熟習此項技術者將為顯而易見的。
將瞭解，除位置資訊以外，本文中所描述之類型的感測器系統亦可經組態以判定關於雷射光束之額外或替代資訊，諸如雷射光束之橫截面強度剖面、光束直徑及光束功率。實際上，將瞭解，本文中所描述之感測器系統可判定可藉由使用上文所描述之技術獲取雷射光束2之橫截面強度剖面之樣本而判定的雷射光束2之任何特性。另外，將瞭解，本文中所描述之感測器系統可用以同時判定複數個特性。
圖9係展示可由監測系統17執行之處理之實例的流程圖。在步驟S1處，監測系統17經由感測系統212獲得或接收表示一或多個導電元件之電阻的一或多個值。在步驟S2處，監測系統17處理所接收值以判定雷射光束2之一或多個特性。舉例而言，如上文所描述，監測系統可經組態以判定雷射光束2之存在。詳言之，可在表示電阻之值滿足預定臨限值或改變至少預定量時進行雷射光束2存在(亦即，與光學組件相互作用)之判定。將瞭解，實際臨限值將取決於特定應用而變化(包括導電元件之材料及寬度、光學組件之材料、導電元件相對於光學組件之定位、雷射光束之功率等)。監測系統17可另外判定雷射光束2之位置，如上文參看圖4至圖8所描述。監測系統17可另外或替代地判定與感測系統212相關聯之光學組件的溫度。舉例而言，如上文所描述，在導電元件具有適當窄的寬度(考慮導電元件及光學組件之材料)之情況下，導電元件之溫度將基本上等於光學組件之溫度，導電元件安置於該光學組件上(或中)。
以虛線輪廓描繪步驟S3至S6以指示此等步驟對於圖9之實例處理係可選的。舉例而言，將瞭解，在監測系統17經組態以直接控制雷射系統1之情況下，該監測系統可能不經組態以按預設將所監測特性之指示輸出至使用者(例如，可替代地按需求提供或根本不提供此等輸出)。
在步驟S3處，監測系統17可視情況輸出所判定之特性。舉例而言，監測系統可將特性之指示輸出至顯示裝置(未圖示)或輸出至任何其他輸出裝置，如對於熟習此項技術者將為顯而易見的。藉由輸出所判定之特性，監測系統17允許將反饋提供至感測器系統之使用者，以允許使用者診斷雷射系統1、光束遞送系統及/或微影設備之問題或判定可對雷射系統、光束遞送系統及/或微影設備作出之改良。
步驟S4至S6係關於雷射系統1、源SO或微影設備LA之組件的控制。在步驟S4處，監測系統17基於在步驟S2處所判定之特性而判定是否需要調整。舉例而言，在特性係雷射光束2之位置的情況下，監測系統17可判定雷射光束2之位置不正確且應進行調整。作為另一實例，在特性係光學組件之溫度的情況下，監測系統17可判定溫度過高，且應減小雷射光束2之功率，或應暫停雷射1，或應增加冷卻水流動速率。在另一實例中，監測系統17可判定光學組件之溫度實質上低於預定臨限值，藉此指示例如可安全地增加雷射光束2之功率。
若在步驟S4處判定不需要調整，則處理返回至步驟S1。另一方面，若在步驟S4處判定需要調整，則處理轉至步驟S5，其中監測系統17產生適合於控制一或多個組件(例如，雷射1、光束遞送系統及/或微影設備LA之一或多個組件)之一或多個控制指令。在步驟S6處，輸出一或多個控制指令以實現組件之控制。另外或替代地，在步驟S4處，監測系統17可輸出待對組件作出調整之指示作為操作者進行調整之提示。
儘管上文所描述之感測器系統係參考結合EUV輻射源而使用之雷射系統來描述，但應理解，本文中所描述之感測器系統可與任何雷射系統一起使用。因而，雖然結合以上EUV微影設備來描述，但將瞭解，本文中所描述之技術可與諸如深紫外線(DUV)微影設備之其他形式之微影設備一起使用。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影設備之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。可能的其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。
儘管可在本文中特定地參考在微影設備之內容背景中的本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他設備中。本發明之實施例可形成光罩檢測設備、度量衡設備或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化裝置)之物件的任何設備之部分。此等設備通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。
在內容背景允許之情況下，可以硬體、韌體、軟體或其任何組合實施本發明之實施例。本發明之實施例亦可實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可由機器(例如，計算裝置)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括：唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁性儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體裝置；電、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號等)；及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中描述為執行某些動作。然而，應瞭解，此類描述僅係出於方便起見，且此等動作事實上起因於計算裝置、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等且在執行此操作時可使致動器或其他裝置與實體世界互動之其他裝置。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述方式不同的其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
1‧‧‧雷射系統
2‧‧‧雷射光束
3‧‧‧燃料發射器
4‧‧‧電漿形成區/電漿形成部位
5‧‧‧收集器
6‧‧‧中間焦點
7‧‧‧錫電漿
8‧‧‧開口
9‧‧‧圍封結構/罩殼
10‧‧‧琢面化場鏡面裝置
11‧‧‧琢面化光瞳鏡面裝置
13‧‧‧鏡面
14‧‧‧鏡面
15‧‧‧實例
15'‧‧‧另一實例
15''‧‧‧另一實例
16‧‧‧窗/光學元件
17‧‧‧監測系統
18‧‧‧導電元件
19‧‧‧表面
20‧‧‧儀器
22‧‧‧方向
24‧‧‧第二導電元件
25‧‧‧表面
26‧‧‧歐姆表/柵格圖案
27‧‧‧導電元件
28‧‧‧導電元件
122‧‧‧小滴
124‧‧‧CO2驅動雷射
126‧‧‧光束遞送系統
128‧‧‧光學件總成
130‧‧‧最終單元
134‧‧‧控制系統
136‧‧‧致動器系統
138‧‧‧熱控制系統/熱調節系統
200‧‧‧系統/系統之第一實施例
202‧‧‧路徑
204‧‧‧入口
206‧‧‧出口
208‧‧‧光學組件
212‧‧‧感測系統
214‧‧‧導電元件
300‧‧‧系統之第二實施例
302‧‧‧光學組件
A‧‧‧縱向軸線
B‧‧‧EUV輻射光束/縱向軸線
B'‧‧‧經圖案化EUV輻射光束
IL‧‧‧照明系統
LA‧‧‧微影設備
MA‧‧‧圖案化裝置
MT‧‧‧支撐結構
PS‧‧‧投影系統
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
S6‧‧‧步驟
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
現將參看隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，相似參考數字指示相似組件。在圖式中：
- 圖1描繪包含微影設備及輻射源之微影系統；
- 圖2描繪用於判定雷射光束之一或多個特性的實例感測器系統；
- 圖3描繪用於判定雷射光束之一或多個特性的另一實例感測器系統；
- 圖4及圖5描繪用於判定雷射光束之一或多個特性的另一實例感測器系統；
- 圖6及圖7描繪用於判定雷射光束之一或多個特性的另一實例感測器系統；
- 圖8描繪用於判定雷射光束之一或多個特性的感測器系統之導電元件的配置；及
- 圖9係展示可由感測器系統之監測系統執行的處理之實例的流程圖。

Claims (20)

  1. 一種系統，其包含： 一光學組件，其位於一雷射光束之一路徑中；及 一感測器系統，其包含： 一導電元件，其安置於該光學組件處，其中在該系統之使用期間，該雷射光束入射於該導電元件上；及 一監測系統，其可操作以監測表示該導電元件之一電阻的一物理量；及 基於該物理量判定選自包含以下各者之清單的至少一者： 該雷射光束相對於該光學組件之一位置；及 該光學組件之一溫度。
  2. 如請求項1之系統，其進一步包含一位置控制系統，該位置控制系統可操作以基於該物理量判定待對另一組件之操作進行的一調整。
  3. 如請求項2之系統，其中該另一組件係以下各者中之至少一者的一組件：經組態以產生該雷射光束之一雷射系統；經組態以將該雷射光束遞送至一預定位點之一光束遞送系統。
  4. 如請求項2或3之系統，其中該位置控制系統可操作以基於該物理量控制該另一組件以調整該雷射光束相對於該光學組件之該位置。
  5. 如請求項4之系統，其中該位置控制系統可操作以調整以下各者中之至少一者：該光學組件之一空間屬性；及位於該雷射光束之該路徑上的另一光學組件之另一空間屬性。
  6. 如請求項1至3中任一項之系統，其包含一熱控制系統，該熱控制系統可操作以取決於該物理量而控制該光學組件之一溫度。
  7. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該導電元件包含具有小於該雷射光束之一波長之一寬度的一導電材料線。
  8. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該導電元件係由包含至少一種貴金屬之一材料形成。
  9. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該導電元件係安置於該光學組件上或內之複數個導電元件中之一者；且 其中該監測系統可操作以監測表示該複數個導電元件中之每一者之一電阻的物理量且基於該等物理量判定該雷射光束相對於該光學組件之一位置。
  10. 如請求項9之系統，其中該複數個導電元件中之至少一者與該複數個導電元件中之一第二者電隔離。
  11. 如請求項9之系統，其中該複數個導電元件中之至少一者沿著該雷射光束之一入射路徑提供於一第一深度處，且該複數個導電元件中之至少另一者沿著該雷射光束之該入射路徑提供於一第二深度處。
  12. 如請求項9之系統，其中當沿著該雷射光束在該光學組件處之一入射方向檢視時，該複數個導電元件形成一柵格圖案。
  13. 如請求項12之系統，其中該柵格圖案包含：第一複數個導電元件，其在一第一方向上延伸且沿著該雷射光束之一入射路徑安置於一第一深度處；及第二複數個導電元件，其在一第二方向上延伸且沿著該雷射光束之一入射路徑安置於一第二深度處。
  14. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該光學組件係以下各者中之任一者的一功能組件：一雷射，其經組態以產生該雷射光束；一光束遞送系統，其經組態以將該雷射光束遞送至一輻射源；一輻射源及/或一微影設備。
  15. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該光學組件包含選自包含以下各者之清單的至少一者：一鏡面；一透鏡；及一窗。
  16. 如請求項1至3中任一項之系統，其中： 該光學組件係複數個光學組件中之一者； 該感測器系統包含分別安置於該複數個光學組件中之每一者上的至少一個導電組件；且 該監測系統經組態以判定該雷射光束相對於該複數個光學組件中之每一者的一位置。
  17. 一種輻射系統，其包含： 一雷射； 一雷射產生電漿(LPP)輻射源，其用於經由藉由該雷射產生之一雷射光束與一燃料目標之相互作用而產生一電漿；及 如請求項1至16中任一項之系統。
  18. 一種微影系統，其包含： 一微影設備；及 如請求項17之輻射系統。
  19. 一種光學組件，其經組態以用於如請求項1至16中任一項之系統中。
  20. 一種方法，其包含： 監測一物理量，該物理量表示安置於一光學組件處之一導電元件的一電阻，該導電組件在該光學組件之操作使用中曝露於一雷射光束；及 基於該物理量判定選自包含以下各者之清單的至少一者：該雷射光束相對於該光學組件之一位置；及該光學組件之一溫度。
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