TW202217476A

TW202217476A - 照明源及相關聯度量衡設備

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Publication number: TW202217476A
Application number: TW111100353A
Authority: TW
Inventors: 金文杰; 林楠; 克莉絲琳波特; 比特斯威爾赫瑪斯史莫倫伯格
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-05-01
Also published as: US20220382124A1; TW202127146A; IL292105A; CN114830026A; EP4045973A1; TWI755098B; KR20220057590A; WO2021073979A1; US12044951B2

Abstract

本發明揭示一種照明源，其包含一氣體遞送系統，該氣體遞送系統包含一氣體噴嘴。該氣體噴嘴包含在該氣體噴嘴之一出口平面中之一開口。該氣體遞送系統經組態以自該開口提供一氣流以用於在一相互作用區處產生一發射輻射。該照明源經組態以接收具有一傳播方向的一泵浦輻射並在該氣流中提供該泵浦輻射。該氣體噴嘴之一幾何結構形狀經調適以塑形該氣流之一剖面，使得該氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著該傳播方向在一截止區中急劇地下降。

Description

照明源及相關聯度量衡設備

本發明係關於照明源、度量衡設備及在照明源中遞送氣體的方法。

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(通常亦稱為「設計佈局」或「設計」)投影至經提供於基板(例如晶圓)上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。

為了將圖案投影至基板上，微影設備可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可在基板上形成之特徵的最小大小。當前使用之典型波長為365 nm (i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。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 nm至20 nm之範圍內之波長(例如6.7 nm或13.5 nm)之極紫外線(EUV)輻射的微影設備可用於在基板上形成較小特徵。

低k ₁微影可用於處理尺寸小於微影設備之典型解析度極限的特徵。在此製程中，可將解析度公式表達為CD = k ₁×λ/NA，其中λ為所使用輻射之波長、NA為微影設備中之投影光學件之數值孔徑、CD為「臨界尺寸」(通常為經印刷之最小特徵大小，但在此情況下為半間距)且k ₁為經驗解析度因數。一般而言，k ₁愈小，則愈難以在基板上再生類似於由電路設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案。為了克服此等困難，可將複雜微調步驟應用於微影投影設備及/或設計佈局。此等步驟包括例如但不限於NA之最佳化、自訂照明方案、使用相移圖案化裝置、設計佈局之各種最佳化，諸如設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦被稱作「光學及製程校正」)，或一般被定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。替代地，用於控制微影設備之穩定性之嚴格控制迴路可用以改良在低k ₁下之圖案之再生。

在微影製程中，需要頻繁地對所產生結構進行量測(例如)以用於製程控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(量測裝置中之兩個層的對準準確度)之特殊化工具。近年來，已開發用於微影領域中之各種形式之散射計。

已知散射計之實例常常依賴於專用度量衡目標之佈建。舉例而言，一方法可需要呈簡單光柵之形式之目標，該光柵足夠大以使得量測光束產生小於該光柵之光點(亦即，該光柵填充不足)。在所謂重建構方法中，可藉由模擬經散射輻射與目標結構之數學模型的相互作用來計算光柵之性質。調整模型之參數直至經模擬的相互作用產生與自真實目標所觀測之繞射圖案類似的繞射圖案為止。

除了藉由重建構進行特徵形狀之量測以外，亦可使用此類設備來量測基於繞射之疊對，如已公開專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像進行的基於繞射之疊對度量衡實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明光點且可由晶圓上之產品結構環繞。暗場成像度量衡之實例可在多個已公開專利申請案中發現，諸如US2011102753A1及US20120044470A。可使用一複合光柵目標而在一個影像中量測多個光柵。已知散射計趨向於使用在可見或近IR波範圍內之光，此要求光柵比性質實際上受到關注之實際產品結構粗略得多。可使用具有短得多之波長之深紫外線(DUV)、極紫外線(EUV)或X射線輻射來界定此等產品特徵。不幸地，此等波長通常不可用於或不能用於度量衡。

另一方面，現代產品結構之尺寸如此小以使得其不能藉由光學度量衡技術而成像。小特徵包括例如藉由多重圖案化製程及/或節距倍增而形成之特徵。因此，用於大容量度量衡之目標常常使用比疊對誤差或臨界尺寸為所關注性質之產品大得多的特徵。量測結果僅與真實產品結構之尺寸間接地相關，且可不準確，此係因為度量衡目標不遭受微影設備中之光學投影下之相同失真及/或製造製程之其他步驟中之不同處理。雖然掃描電子顯微法(SEM)能夠直接地解析此等現代產品結構，但SEM之耗時要比光學量測之耗時多得多。此外，電子不能夠穿透厚製程層，此使得電子較不適合於度量衡應用。其他技術，諸如使用接觸墊來量測電性質之其他技術，亦為吾人所知已知的，但其僅提供該真實產品結構之間接跡象。

藉由減小在度量衡期間使用之輻射的波長(亦即，朝向「軟X射線」波長光譜移動)，有可能解析較小結構以增大對結構之結構變化的敏感度及/或進一步穿透產品結構。產生適當高頻率輻射(例如軟X射線及/或EUV輻射)之一種此類方法可使用泵浦輻射(例如紅外線輻射)以激勵一產生媒質，籍此產生一發射輻射，視情況包含高頻率輻射之高階諧波產生。

根據本發明之第一態樣，提供一種照明源，其包含一氣體遞送系統，該氣體遞送系統包含一氣體噴嘴的。該氣體噴嘴包含在該氣體噴嘴之一出口平面中之一開口。該氣體遞送系統經組態以自該開口提供一氣流以用於在一相互作用區處產生一發射輻射。該照明源經組態以接收具有一傳播方向的一泵浦輻射並在該氣流中提供該泵浦輻射。該氣體噴嘴之一幾何結構形狀經調適以塑形該氣流之一剖面，使得該氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著該傳播方向在一截止區中急劇地下降。

視情況，氣流之剖面將抑制泵浦輻射在氣流內部之能量發散，其中該能量發散係由氣流之一部分藉由泵浦輻射而離子化的事實所引起。

視情況，最大值高於相位匹配壓力。

視情況，氣流的剖面之截止區在泵浦輻射之傳播方向上的長度小於100 μm。

視情況，在出口平面中之開口的形狀與垂直於泵浦輻射之傳播方向的平面不對稱。

視情況，開口之寬度沿著泵浦輻射之傳播方向逐漸增大。

視情況，開口之形狀為梯形。

視情況，開口之形狀為等腰梯形。

視情況，在平行於出口平面之平面中氣體噴嘴之內部橫截面區域對於氣體噴嘴之至少一部分沿著氣流之方向增大。

視情況，照明源包含用於變更氣流之剖面的可調整元件。

視情況，可調整元件用於在產生發射輻射期間變更氣流之剖面。

視情況，可調整元件經組態以用於至少部分地定位於氣流中。

視情況，照明源包含經操作以發射泵浦輻射之泵浦輻射源。

視情況，照明源用於高階諧波產生。

視情況，氣流係藉由氣體遞送系統提供至抽空或幾乎抽空之空間中。

視情況，發射輻射具有在X射線或EUV範圍中之波長，其中波長係在0.01 nm至100 nm，視情況0.1 nm至100 nm，視情況1 nm至100 nm，視情況1 nm至50 nm，或視情況10 nm至20 nm之範圍內。

視情況，在操作中發射輻射經導引至晶圓上的目標。

視情況，發射輻射係用於度量衡量測。

視情況，照明源包含溫度控制總成。

根據本發明之另一態樣，提供一種在一照明源中遞送氣體的方法，該方法包含自在氣體噴嘴之出口平面中的開口提供氣流以用於接收具有傳播方向的泵浦輻射並用於在相互作用區處產生發射輻射。該氣體噴嘴之一幾何結構形狀經調適以塑形該氣流之一剖面，使得該氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著該傳播方向在一截止區中急劇地下降。

根據本發明之另一態樣，提供一種包含如上文所闡述之照明源的度量衡設備。

根據本發明之另一態樣，提供一種包含如上文所闡述之照明源的檢測設備。

根據本發明之另一態樣，提供一種包含如上文所闡述之照明源的微影設備。

根據本發明之另一態樣，提供一種包含如上文所闡述之照明源的微影單元。

在本發明文件中，術語「輻射」及「光束」用於涵蓋所有類型之電磁輻射及粒子輻射，包括紫外輻射(例如，波長為365、248、193、157或126 nm)、極紫外輻射(EUV，例如具有在約5至100 nm的範圍內之波長)、X射線輻射、電子束輻射及其他粒子輻射。

如本文中所採用之術語「倍縮光罩」、「光罩」或「圖案化裝置」可廣泛地解釋為係指可用於向入射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化裝置，經圖案化橫截面對應於待在基板的目標部分中產生之圖案。術語「光閥」亦可用於此上下文中。除典型光罩(透射性或反射性，二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化裝置之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。

圖1示意性地描繪微影設備LA。微影設備LA包括：照明系統(亦稱作照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射、DUV輻射、EUV輻射或X射線輻射)；光罩支撐件(例如光罩台) T，其經建構以支撐圖案化裝置(例如光罩) MA且連接至經組態以根據某些參數準確地定位圖案化裝置MA之第一定位器PM；基板支撐件(例如晶圓台) WT，其經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓) W且連接至經組態以根據某些參數準確地定位基板支撐件之第二定位器PW；以及投影系統(例如折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將由圖案化裝置MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如包含一或多個晶粒)上。

在操作中，照射系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括各種類型的光學組件，諸如折射、反射、繞射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型的光學組件或其任何組合以引導、塑形及/或控制輻射。照明器IL可用於調節輻射光束B，以在圖案化裝置MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。

本文中所用之術語「投影系統」PS應廣泛解譯為涵蓋各種類型的投影系統，包括折射、反射、繞射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統或其任何組合，其適於正使用的曝光輻射及/或適於諸如使用浸潤液體或使用真空之其他因數。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用與更一般之術語「投影系統」PS同義。

微影設備LA可屬於一種類型，其中基板的至少一部分可由具有相對高折射率之例如水之液體覆蓋，以便填充投影系統PS與基板W之間的空間--此亦稱作浸潤微影。在以全文引用之方式併入本文中之US6952253中給出關於浸潤技術的更多資訊。

微影設備LA亦可屬於具有兩個或多於兩個基板支撐件WT (又名「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在另一基板W上曝光圖案。

除基板支撐件WT外，微影設備LA亦可包含量測載物台。量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔裝置。感測器可經配置以量測投影系統PS之性質或輻射束B之性質。量測載物台可固持多個感測器。清潔裝置可經配置以清潔微影設備之部分，例如投影系統PS之部分或提供浸潤液體之系統之部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS下方移動。

在操作中，輻射光束B入射至固持在光罩支撐件T上的圖案化裝置MA(例如光罩)，且藉由呈現於圖案化裝置MA上的圖案(設計佈局)進行圖案化。橫穿光罩MA後，輻射光束B通過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦在基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置量測系統IF，基板支撐件WT可準確地移動，例如，以便在聚焦及對準位置處在輻射光束B之路徑中定位不同的目標部分C。類似地，第一定位器PM及可能另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以相對於輻射束B之路徑來準確地定位圖案化裝置MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置MA與基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但該等基板對準標記可位於目標部分之間的空間中。在基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，將此等基板對準標記稱為切割道對準標記。

如圖2中所展示，微影設備LA可形成微影單元LC (有時亦被稱作微影製造單元或(微影)叢集)之部分，微影單元LC亦可包括用以對基板W執行曝光前製程及曝光後製程之設備。常規地，此等設備包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光之抗蝕劑的顯影器DE、例如用於調節基板W之溫度(例如，用於調節抗蝕劑層中之溶劑)的冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板W、在不同製程設備之間移動基板W且將基板W遞送至微影設備LA之裝載匣LB。微影製造單元中常常亦統稱為塗佈顯影系統之裝置處於塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，該塗佈顯影系統控制單元自身可藉由監督控制系統SCS控制，該監督控制系統亦可例如經由微影控制單元LACU控制微影設備LA。

在微影製程中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如用於製程控制及驗證。用以進行此量測之工具可稱作度量衡工具MT。用於進行此類量測之不同類型的度量衡工具MT為吾人所知，包括掃描電子顯微鏡或各種形式之散射計度量衡工具MT。散射計為多功能器具，其允許藉由在光瞳或與散射計之接物鏡之光瞳共軛的平面中具有感測器來量測微影製程之參數(量測通常被稱作以光瞳為基礎之量測)，或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中具有感測器來量測微影製程之參數，在此情況下量測通常被稱作以影像或場為基礎之量測。以全文引用之方式併入本文中之專利申請案US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中進一步描述此類散射計及相關聯量測技術。前述散射計可使用來自軟x射線、極遠紫外及可見至近IR波長範圍之光來量測光柵。

為了正確且一致地曝光由微影設備LA曝光之基板W，需要檢測基板以量測經圖案化結構之性質，諸如後續層之間的疊對錯誤、線厚度、臨界尺寸(CD)等等。出於此目的，可在微影製造單元LC中包括檢測工具及/或度量衡工具(圖中未示)。若偵測到錯誤，則可對後續基板之曝光或對待對基板W執行之其他處理步驟例如進行調整，尤其在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前完成檢測的情況下。

亦可被稱作度量衡設備之檢測設備用於判定基板W之性質，且尤其判定不同基板W之性質如何變化或與同一基板W之不同層相關聯之性質在不同層間如何變化。檢測裝置可替代地經建構以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影製造單元LC之部分，或可整合至微影設備LA中，或可甚至為獨立裝置。檢測設備可量測潛影(在曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之性質，或半潛像影像(在曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)上之一性質，或經顯影抗蝕劑影像(其中抗蝕劑之曝光部分或未曝光部分已被移除)上之性質，或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上之性質。

在第一實施例中，散射計MT係角度解析散射計。在此散射計中，重新建構方法可應用於經量測信號以重建構或計算光柵之性質。此重建構可例如由模擬散射輻射與目標結構之數學模型之相互作用且比較模擬結果與量測之結果引起。調整數學模型之參數，直至經模擬相互作用產生類似於自真實目標所觀測之繞射圖案的繞射圖案為止。

在第二實施例中，散射計MT為光譜散射計MT。在此光譜散射計MT中，由輻射源發射之輻射經引導至目標上且來自目標之反射或散射輻射經引導至光譜儀偵測器，該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜(亦即隨波長而變之強度之量測)。根據此資料，可例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與經模擬光譜庫比較來重建構產生偵測到之光譜的目標之結構或剖面。

在第三實施例中，散射計MT為橢圓量測散射計。橢圓量測散射計允許藉由量測針對各偏振狀態之散射輻射來判定微影製程之參數。此度量衡設備藉由在度量衡設備之照明區段中使用例如適當偏振濾光器來發射偏振光(諸如線性、圓形或橢圓)。適合於度量衡設備之源亦可提供偏振輻射。現有橢圓量測散射計之各種實施例描述於以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請案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及13/891,410中。

在散射計MT之一個實施例中，散射計MT適用於藉由量測反射光譜及/或偵測組態中之不對稱性(該不對稱性係與疊對之範圍有關)來量測兩個未對準光柵或週期性結構之疊對。可將兩個(可能重疊)光柵結構施加於兩個不同層(未必為連續層)中，且該兩個光柵結構可形成於晶圓上實質上相同的位置處。散射計可具有如例如共同擁有之專利申請案EP1,628,164A中所描述之對稱偵測組態，使得任何不對稱性可明確區分的。此提供用以量測光柵中之未對準的直接方式。可在全文以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號或美國專利申請案第US 20160161863號中找到關於含有作為目標之週期性結構之兩個層之間的疊對誤差經由該等週期性結構之不對稱性予以量測的另外實例。

其他所關注參數可為焦點及劑量。可藉由如全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請案US2011-0249244中所描述之散射量測(或替代地藉由掃描電子顯微法)同時判定焦點及劑量。可使用具有針對焦點能量矩陣(FEM，亦稱為焦點曝光矩陣)中之每一點的臨界尺寸及側壁角量測之獨特組合的單一結構。若臨界尺寸及側壁角之此等唯一組合為可獲得的，則可根據此等量測唯一地判定聚焦及劑量值。

度量衡目標可為藉由微影製程主要在抗蝕劑中形成且亦在例如蝕刻製程之後形成之複合光柵的集合。光柵中之結構之間距及線寬很大程度上取決於量測光學件(尤其光學件之NA)以能夠捕獲來自度量衡目標之繞射階。如較早所指示，繞射信號可用於判定兩個層之間的移位(亦稱為『疊對』)或可用於重建構如由微影製程產生的原始光柵之至少部分。此重建構可用於提供微影製程之品質之導引，且可用於控制微影製程之至少部分。目標可具有經組態以模仿目標中之設計佈局的功能性部分之尺寸的較小子分段。歸因於此子分段，目標將表現得更相似於設計佈局之功能性部分，使得總體製程參數量測較佳類似於設計佈局之功能性部分。可在填充不足模式中或在填充過度模式中量測目標。在填充不足模式中，量測光束產生小於總體目標之光點。在填充過度模式中，量測光束產生大於總體目標之光點。在此填充過度模式中，亦有可能同時量測不同目標，藉此同時判定不同處理參數。

使用特定目標之微影參數之總體量測品質至少部分由用於量測此微影參數之量測配方來判定。術語「基板量測配方」可包括量測自身之一或多個參數、經量測之一或多個圖案之一或多個參數，或此兩者。舉例而言，若用於基板量測配方中之量測為基於繞射之光學量測，則量測之參數中之一或多者可包括輻射之波長、輻射之偏振、輻射相對於基板之入射角、輻射相對於基板上之圖案之定向，等等。用以選擇量測配方之準則中之一者可例如係量測參數中之一者對於處理變化之敏感度。更多實例描述於以全文引用的方式併入本文中之美國專利申請案US2016-0161863及公開之美國專利申請案US 2016/0370717A1中。

微影設備LA中之圖案化製程可為處理中之最關鍵步驟中的一者，其需要基板W上之結構之尺寸標定及置放之高準確度。為了確保此高準確度，可將三個系統組合於圖3中示意性地描繪之所謂「整體」控制環境中。此等系統中之一者為微影設備LA，其(實際上)連接至度量衡工具MET (第二系統)且連接至電腦系統CL (第三系統)。此「整體」環境之關鍵在於最佳化此等三個系統之間的協作以增強總體製程窗且提供嚴格控制環路，以確保由微影設備LA執行之圖案化保持在製程窗內。製程窗界定製程參數(例如劑量、焦點、疊對)之範圍，在該範圍內特定製造製程得到經界定結果(例如功能半導體裝置)-可能在微影製程或圖案化製程中的製程參數允許在該範圍內變化。

電腦系統CL可使用待之設計佈局(之部分)以預測使用哪些解析度增強技術且執行運算微影模擬及計算以判定哪種光罩佈局及圖案化微影設備設定達成圖案化製程之最大總體製程窗(由第一標度SC1中之雙箭頭在圖3中描繪)。解析度增強技術可經配置以匹配微影設備LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用於偵測製程窗內何處之微影設備LA當前正在操作(例如，使用來自度量衡工具MET之輸入)以預測缺陷是否歸因於例如次佳處理而可存在(在圖3中由第二標度SC2中的指向「0」之箭頭描繪)。

度量衡工具MET可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測，且可將回饋提供至微影設備LA以識別例如微影設備LA之校準狀態中的可能漂移(在圖3中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。

在微影製程中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如用於製程控制及驗證。用於進行此類量測之各種工具為吾人所知，包括掃描電子顯微鏡或各種形式之度量衡設備(諸如，散射計)。已知散射計之實例常常依賴於專用度量衡目標之供應，諸如，填充不足之目標(呈簡單光柵或不同層中之重疊光柵之形式的目標，其足夠大使得量測光束產生小於光柵之光點)或填充過度之目標(藉以照明光點部分或完全含有該目標)。另外，使用度量衡工具(例如，照明諸如光柵的填充不足之目標之角解析散射計)會允許使用所謂的重建構方法，其中可藉由模擬散射輻射與目標結構之數學模型的相互作用且比較模擬結果與量測之結果來計算光柵之性質。調整模型之參數直至經模擬的相互作用產生與自真實目標所觀測之繞射圖案類似的繞射圖案為止。

散射計為多功能器具，其允許藉由在光瞳或與散射計之接物鏡之光瞳共軛的平面中具有感測器來量測微影製程之參數(量測通常被稱作以光瞳為基礎之量測)，或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中具有感測器來量測微影製程之參數，在此情況下量測通常被稱作以影像或場為基礎之量測。以全文引用之方式併入本文中之專利申請案US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中進一步描述此類散射計及相關聯量測技術。前述散射計可在一個影像中使用來自軟x射線、極遠紫外及可見至近IR波長範圍之光來量測來自多個光柵之多個目標。

圖4中描繪度量衡設備，諸如散射計SM1。該度量衡設備包含將輻射5投影至基板W上之寬頻帶(例如白光)輻射投影儀2。將經反射或經散射輻射10傳遞至光譜儀偵測器4，該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜6 (亦即，依據波長變化的之強度之量測)。根據此資料，可藉由處理單元PU例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與如在圖4之底部處所展示的經模擬光譜庫之比較來重建構產生偵測到之光譜的結構或剖面。一般而言，對於重建構，結構之一般形式係已知的，且自供製造結構之製程之知識來假定一些參數，從而僅留下結構之幾個參數以自散射量測資料予以判定。此類散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。

作為對光學度量衡方法之替代方案，亦考慮使用軟X射線或EUV輻射，例如在介於0.1 nm與100 nm之間，或視情況介於1 nm與50 nm之間或視情況介於10 nm與20 nm之間的波長範圍內之輻射。度量衡工具在上文所呈現之波長範圍中之一者中運行的一個實例為透射小角度X射線散射(如US 2007224518A中之T-SAXS，該文件之內容以全文引用的方式併入本文中)。Lemaillet等人在「Intercomparison between optical and X-ray scatterometry measurements of FinFET structures」(Proc. of SPIE，2013年，8681)中論述使用T-SAXS之剖面(CD)量測。吾人已知在掠入射下使用X射線(GI-XRS)及極紫外線(EUV)輻射之反射量測術技術用於量測基板上之膜及層堆疊之性質。在一般反射量測術領域內，可應用測角及/或光譜技術。在測角術中，量測具有不同入射角之經反射光束的變化。另一方面，光譜反射量測術量測在給定角度下反射之波長的光譜(使用寬頻帶輻射)。舉例而言，EUV反射量測術已在供用於EUV微影中之倍縮光罩(圖案化裝置)之製造之前用於光罩基底之檢測。

應用之範圍有可能使軟X射線或EUV域中之波長的使用不足夠。因此，已公開專利申請案US 20130304424A1及US2014019097A1 (Bakeman等人/KLA)描述混合度量衡技術，其中將使用x射線進行之量測及運用在120 nm與2000 nm之範圍內之波長的光學量測組合在一起以獲得諸如CD之參數之量測。CD量測係經由一或多個共同藉由耦合及x射線數學模型及光學數學模型獲得。所列舉美國專利申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。

圖5描繪度量衡設備302之示意性表示，其中波長範圍在0.1 nm至100 nm之輻射可用於量測基板上之結構的參數。圖5中呈現之度量衡設備302適用於軟X射線或EUV域。

圖5說明純粹作為實例的包含使用掠入射中之EUV及/或SXR輻射之光譜散射計的度量衡設備302之示意性實體佈置。檢測設備之替代形式可以角度解析散射計之形式提供，該角度解析散射計類似於在較長波長下操作之習知散射計使用正入射或接近正入射中之輻射。

檢測設備302包含輻射源或稱作照明源310、照明系統312、基板支撐件316、偵測系統318、398以及度量衡處理單元(MPU) 320。

在此實例中，照明源310係用於產生EUV或軟x射線輻射，其可基於高階諧波產生(HHG)技術。輻射源之主要組件係經操作以發射泵浦輻射之泵浦輻射源330及氣體遞送系統332。視情況，泵浦輻射源330為雷射，視情況，泵浦輻射源330為脈衝式高功率紅外線或光學雷射。泵浦輻射源330可例如為具有光學放大器之以光纖為基礎之雷射，從而產生每脈衝可持續例如小於1奈秒(1 ns)的紅外線輻射之脈衝，其中脈衝重複率視需要達至若干兆赫茲。紅外線輻射之波長可係例如大約1微米(1 μm)。視情況，雷射脈衝係作為第一泵浦輻射340遞送至氣體遞送系統332，其中與成發射輻射342之第一輻射相比，在氣體中輻射之一部分轉換成較高頻率。氣體供應件334將合適氣體供應至氣體遞送系統332，其中該合適氣體視情況由電源336離子化。氣體遞送系統332可為將在稍後本文中論述的切斷管。

發射輻射可含有多個波長。若發射輻射為單色的，則可簡化量測計算(例如重建構)，但較易於產生具有若干波長之輻射。發射輻射之發射發散角可係依賴於波長。藉由氣體遞送系統332提供的氣體界定一氣體目標，其可為氣流或靜態體積。舉例而言，氣體可為惰性氣體，諸如氖氣(Ne)、氦氣(He)或氬氣(Ar)。N ₂、O ₂、Ar、Kr、Xe氣體皆可被考慮。此等氣體可為同一設備內可選擇的選項。不同波長將例如在使不同材料之結構成像時提供不同等級之對比度。舉例而言，為了檢測金屬結構或矽結構，例如，可將不同波長選擇為用於成像(基於碳之)抗蝕劑之特徵或用於偵測此等不同材料之污染的波長。可提供一或多個濾光裝置344。舉例而言，諸如鋁(Al)或鋯(Zr)薄膜之濾光器可用以切斷基諧IR輻射以免進一步傳遞至檢驗設備中。可提供光柵(圖中未示)以自所產生之波長當中選擇一或多個特定諧波波長。可在真空或接近真空環境內含有光束路徑中的一些或全部，應記住，SXR輻射在空氣中行進時會被吸收。輻射源310及照明光學件312之各種組件可為可調整的以在同一設備內實施不同度量衡「配方」。舉例而言，可使不同波長及/或偏振為可選擇的。

取決於在檢測中之結構之材料，不同波長可提供至下部層中之所要程度之穿透。為了解析最小裝置特徵及最小裝置特徵當中之缺陷，則短波長很可能為較佳的。舉例而言，可選擇介於1至20 nm之範圍內或視情況介於1至10 nm之範圍內或視情況介於10至20 nm之範圍內的一或多個波長。短於5 nm之波長可在自半導體製造中所關注之材料反射時遭受極低臨界角。因此，選擇大於5 nm之波長將在較高入射角下提供較強信號。另一方面，若檢測任務係用於偵測某一材料之存在(例如)以偵測污染，則高達50 nm之波長可為有用的。

自輻射源310，經濾光光束342進入檢測腔室350，其中包括所關注結構之基板W係由基板支撐件316固持以供在量測位置處檢測。所關注結構被標記為T。檢測腔室350內之氛圍係由真空泵352維持為真空或接近真空，使得EUV輻射可在無不當衰減之情況下傳遞通過該氛圍。照明系統312具有將輻射聚焦至經聚焦光束356中之功能，且可包含例如二維彎曲鏡面或一系列一維彎曲鏡面，如上文所提及之已公開美國專利申請案US2017/0184981A1 (其內容之全文係以引用方式併入本文中)中所描述。執行該聚焦以在投影至所關注結構上時達成直徑低於10 μm之圓形或橢圓形光點S。基板支撐件316包含例如X-Y平移載物台及旋轉載物台，藉由該等載物台可使基板W之任何部分在所要定向上朝光束之焦點移動。因此，輻射光點S形成於所關注結構上。替代地或另外，基板支撐件316包含例如一傾斜載物台，該傾斜載物台可使基板W以某一角度傾斜以控制所關注結構T上的聚焦光束之入射角。

視情況，照明系統312將參考輻射光束提供至參考偵測器314，該參考偵測器可經組態以量測經濾光光束342中之不同波長的光譜及/或強度。參考偵測器314可經組態以產生經提供至處理器310之信號315，且濾光器可包含關於經濾光光束342之光譜及/或在經濾光光束中之不同波長之強度的資訊。

反射輻射360係由偵測器318捕獲且光譜經提供至處理器320以用於計算目標結構T之性質。照明系統312及偵測系統318因此形成檢測設備。此檢測設備可包含屬於內容以全文引用之方式併入本文中之US2016282282A1中所描述之種類的軟X射線及/或EUV光譜反射計。

若目標T具有某一週期性，則經聚焦光束356之輻射亦可經部分地繞射。繞射輻射397相對於入射角隨後相對於反射輻射360以明確界定之角度遵循另一路徑。在圖5中，經吸取繞射輻射397以示意性方式經吸取，且繞射輻射397可遵循除經吸取路徑以外之許多其他路徑。檢測設備302亦可包含偵測經繞射輻射397之至少一部分及/或對經繞射輻射397之至少一部分進行成像的其他偵測系統398。在圖5中，繪製了單個其他偵測系統398，但檢測設備302之實施例亦可包含多於一個的其他偵測系統398，該偵測系統經配置於不同位置處以在複數個繞射方向上對經繞射輻射397進行偵測及/或成像。換言之，照射於目標T上之聚焦輻射光束的(更高)繞射階由一或多個其他偵測系統398偵測及/或成像。一或多個偵測系統398產生提供至度量衡處理器320之信號399。信號399可包括繞射光397之資訊及/或可包括自繞射光397獲得之影像。

為了輔助光點S與所要產品結構之對準及聚焦，檢測設備302亦可提供在度量衡處理器320之控制下使用輔助輻射之輔助光學件。度量衡處理器320亦可與位置控制器372通信，該位置控制器操作平移載物台、旋轉載物台及/或傾斜載物台。處理器320經由感測器接收基板之位置及定向的高度準確之回饋。感測器374可包括例如干涉計，其可給出大約皮米的準確度。在檢測裝置302之操作中，由偵測系統318擷取之光譜資料382經遞送至度量衡處理單元320。

如所提及，檢測設備之替代形式使用正入射或接近正入射下之軟X射線及/或EUV輻射，例如以執行基於繞射之不對稱性量測。兩種類型之檢測設備均可經提供於混合度量衡系統中。待量測之效能參數可包括疊對(OVL)、臨界尺寸(CD)、在微影設備列印目標結構時微影設備之焦點、相干繞射成像(CDI)及依解析度疊對(ARO)度量衡。軟X射線及/或EUV輻射可例如具有小於100 nm之波長，例如使用介於5至30 nm之範圍內，視情況介於10 nm至20 nm之範圍內的輻射。輻射在特性上可係窄頻帶或寬頻帶。輻射可在特定波長帶中具有離散峰值或可具有更連續特徵。

類似於用於當今生產設施中之光學散射計，檢測設備302可用以量測在微影製造單元內處理之抗蝕劑材料內之結構(顯影後檢測或ADI)，及/或用以在結構已以較硬材料形成之後量測該等結構(蝕刻後檢測或AEI)。舉例而言，可在基板已由顯影設備、蝕刻設備、退火設備及/或其他設備處理之後使用檢測設備302來檢測。

包括但不限於上文所提及之散射計之度量衡工具MT可使用來自輻射源的輻射以執行量測。供度量衡工具MT使用之輻射可為電磁輻射。輻射可為光輻射，例如電磁光譜之紅外線、可見光及/或紫外線部分中的輻射。度量衡工具MT可使用輻射以量測或檢測基板之性質及態樣，例如半導體基板上的經光微影曝光圖案。量測之類型及品質可取決於由度量衡工具MT使用的輻射之若干性質。舉例而言，電磁量測之解析度可取決於輻射之波長，其中較小波長能夠例如歸因於繞射限制而量測較小特徵。為了量測具有小尺寸之特徵，可傾向於使用具有短波長之輻射，例如EUV及/或軟X射線(SXR)輻射，以執行量測。為了執行在特定波長或波長範圍下的度量衡，度量衡工具MT需要存取提供在彼波長/彼等波長下之輻射的一源。存在用於提供不同輻射波長之不同類型的源。取決於藉由源提供之波長，可使用不同類型的輻射產生方法。對於極紫外線(EUV)輻射(例如1 nm至100 nm)，及/或軟X射線(SXR)輻射(例如0.1 nm至10 nm)，源可使用高階諧波產生(HHG)以獲得在所要波長下的輻射。此等源之發展中面臨的挑戰中之一者係如何有效耦合來自產生設置之發射輻射及將發射輻射與用於驅動製程之輻射分開。

圖6展示照明源310之實施例600的簡化示意圖，照明源310可為用於高階諧波產生之照明源。視需要，關於圖5所描述之度量衡工具中之照明源的一或多個特徵亦可存在於照明源600中。照明源600包含腔室601。照明源600經組態以接收具有藉由箭頭指示之傳播方向的泵浦輻射611。此處展示之泵浦輻射611為來自泵浦輻射源330之泵浦輻射340的實例，如圖5中所展示。泵浦輻射611可經由輻射輸入605引導至腔室601中，輻射輸入605可為可由熔融矽石或可相當材料製成之檢視區。泵浦輻射611可具有高斯或中空(例如環形)橫向橫截面剖面且可入射(視情況聚焦)於腔室601內之氣流615上，該氣流具有藉由第二箭頭指示的流動方向。氣流615包含其中氣體壓力高於特定值的特定氣體(例如惰性氣體，視情況氦氣、氬氣或氖氣、氮氣、氧氣或二氧化碳)之小體積(例如，若干立方mm)。氣流615可為穩定流。可使用諸如金屬電漿(例如鋁電漿)之其他介質。

照明源600之氣體遞送系統經組態以提供氣流615。照明源600經組態以在氣體流程615中提供泵浦輻射611以驅動發射輻射613之產生。其中產生發射輻射613之至少一大部分的區稱作相互作用區。相互作用區可自幾十微米(用於緊密聚焦泵浦輻射)變化至若干mm或cm (用於適度聚焦泵浦輻射)或甚至高達幾米(用於極其鬆散聚焦泵浦輻射)。視情況，氣流615係藉由氣體遞送系統提供至抽空或幾乎抽空之空間中。氣體遞送系統包含氣體噴嘴609，如圖6中所展示，該氣體噴嘴包含在氣體噴嘴609之出口平面中之開口617。氣流615係自開口617提供。在幾乎所有先前技術中，氣體噴嘴具有切斷管幾何結構形狀，其為均勻圓柱體內部幾何結構形狀，且出口平面中之開口的形狀為圓形。細長開口亦已如專利申請案CN101515105B中所描述而使用。CN101515105B係以全文引用之方式併入本文中。

相比於使用其他氣體遞送系統(例如充氣毛細管)，其之一個實例係在例如 Optics express ， 23 ( 19 ), 24888， S . J . Goh等之「 Single - shot fluctuations in waveguided high - harmonic generation」中描述，使用氣體噴嘴(視情況具有切斷管或經調適幾何結構形狀)的優點在於泵浦輻射及氣體目標/流的對準較容易。在使用充氣毛細管時，若對準不足夠準確，則氣體遞送可歸因於泵浦輻射之高功率而灼熱。

氣體噴嘴609之尺寸亦可可想像地用於範圍介於微米級噴嘴至米級噴嘴的按比例增加或按比例縮小版本。尺寸標定之此寬範圍來自設置應按比例調整使得泵浦輻射在氣流處之強度最終在可有益於發射輻射的特定範圍中的事實，發射輻射需要用於不同泵浦輻射能量之不同尺寸標定，泵浦輻射能量可為可自數十微焦耳變化至數焦耳的脈衝雷射及脈衝能量。

歸因於泵浦輻射611與氣流615之氣體原子的相互作用，氣流615將使泵浦輻射611之部分轉換成發射輻射613，該發射輻射613可為圖5中所展示之發射輻射342的實例。發射輻射613之中心軸線可與入射泵浦輻射611之中心軸線共線。發射輻射613可具有在X射線或EUV範圍中之波長，其中波長係在0.01 nm至100 nm、視情況0.1 nm至100 nm、視情況1 nm至100 nm、視情況1 nm至50 nm或視情況10 nm至20 nm的範圍內。

在操作中，發射輻射613光束通過輻射輸出607且可隨後藉由照明系統603操縱及引導至一晶圓以待針對度量衡量測而檢測，該照明系統可為圖5中之照明系統312的實例。發射輻射613可經導引(視情況聚焦)至晶圓上的目標。

因為空氣(及實際上任何氣體)很大程度上吸收SXR或EUV輻射，所以氣流615與待檢測之晶圓之間的體積可被抽空或幾乎抽空。由於發射輻射613之中心軸線可與入射泵浦輻射611之中心軸線共線，因此泵浦輻射611可需要被阻擋以防止其通過輻射輸出607及進入照明系統603。此可藉由將圖5中所展示之濾光裝置344併入至輻射輸出607中而進行，該輻射輸出置放於所發射射束路徑中且對於驅動輻射不透明或幾乎不透明(例如對紅外線或可見光不透明或幾乎不透明)但對發射輻射光束至少部分透明。可使用鋯來製造濾光器。當泵浦輻射611具有中空(視情況環形)橫向橫截面剖面時，濾光器可為中空(視情況環形)區塊。

本文中所描述的係用以獲得視情況在泵浦輻射之高階諧波頻率下之發射輻射的方法、設備及總成。經由製程(視情況使用非線性效應以產生在所提供泵浦輻射之諧波頻率下之輻射的HHG)產生的輻射可經提供為度量衡工具MT中之輻射以用於基板之檢測及/或量測。基板可為經光微影圖案化基板。經由製程獲得的輻射亦可經提供於微影設備LA及/或微影單元LC中。泵浦輻射可為脈衝式輻射，其可在短時間突發中提供高峰值強度。

泵浦輻射611可包含具有高於發射輻射之一或多個波長之一或多個波長的輻射。泵浦輻射可包含紅外線輻射。泵浦輻射可包含具有介於800 nm至1500 nm之範圍內之波長的輻射。泵浦輻射可包含具有介於900 nm至1300 nm之範圍內之波長的輻射。泵浦輻射可包含具有介於100 nm至1300 nm之範圍內之波長的輻射。泵浦輻射可為脈衝式輻射。脈衝式泵浦輻射可包含具有在飛秒範圍中之持續時間的脈衝。

在一些實施例中，發射輻射(視情況高階諧波輻射)可包含具有泵浦輻射波長之一或多個諧波。發射輻射可包含在極紫外線(EUV)、軟X射線(SXR)及/或硬X射線部分電磁光譜中之波長。發射輻射613可包含介於0.01 nm至100 nm之範圍內的波長。發射輻射613可包含介於0.1 nm至100 nm之範圍內的波長。發射輻射613可包含介於0.1 nm至50 nm之範圍內的波長。發射輻射613可包含介於1 nm至50 nm之範圍內的波長。發射輻射613可包含介於10 nm至20 nm之範圍內的波長。

照明源可經提供於例如度量衡設備MT、檢測設備、微影設備LA及/或微影單元LC中。

用於執行量測的發射輻射之性質可影響所獲得量測之品質。舉例而言，輻射光束之橫向光束剖面(橫截面)的形狀及大小、輻射之強度、輻射之功率頻譜密度等可影響藉由輻射執行的量測。因此具有提供具有產生高品質量測之性質的輻射的一源係有益的。

當發射輻射藉由藉由泵浦輻射照明一輻射產生目標(例如氣體、電漿或固體樣本)產生時，通常轉換效率(其可為發射輻射之光子數目與泵浦輻射之光子數目之間的比率)較小。因此，開發產生高輸出功率以實現具有可接受高輸出功率之度量衡量測的照明源具有挑戰性。因此，為達成高輸出功率，確保輻射產生目標中之原子的至少一部分至少部分相干地發射其輻射可能係必要的，此意謂構成發射輻射之電磁波同相，其稱作相干發射。益處可為藉由 N個輻射原子進行的發射輻射之總強度在相干發射之情況下與N ²成比例，此與原子非相干發射情況下(其中總強度與 N成比例)相比可產生高得多的總功率。

用於相干發射之條件可為構成泵浦輻射及發射輻射的電磁波以相同相位速度(亦即，波峰之速度) (其被稱作相位匹配)傳播通過輻射產生目標。聚焦光束自然地達到比非聚焦光束更高的相位速度，因此泵浦輻射(其可為聚焦輻射)自然地具有比發射輻射更高的相位速度，從而防止相干發射。為補償此自然波速度的差，泵浦輻射可藉由在目標中產生充分高折射率而減緩。此可藉由確保充分高氣體壓力(其稱作相位匹配壓力)而達成。氣流之氣體密度之最大值可需要高於相位匹配壓力以達成高輸出功率。

在發射輻射產生(視情況HHG)期間，氣流可藉由泵浦輻射而部分離子化且電漿可產生。電漿之效應將藉由稱作電漿散焦之效應而惡化泵浦輻射之強度分佈，從而減少高輸出功率可需要的峰強度並防止最佳發射輻射品質所需要的泵浦輻射之強度分佈。電漿散焦效應之強度可隨氣流中之氣體壓力一起增大。然而，如上所解釋，氣體壓力可藉由相位匹配之要求而指示且不能自由選擇。因此，一般而言挑戰係提供確保相位匹配之充分高氣體壓力及防止電漿散焦效應之足夠低氣體壓力兩者。典型結果常常係折衷，其中兩者或多或少可接受，但皆不係最佳，此意謂一者可自最佳相位匹配壓力減去氣體壓力以限制電漿散焦，從而導致減少之輸出功率。

當典型氣體噴嘴用於氣體遞送(此意謂氣體噴嘴具有具有均勻圓柱體內部幾何結構形狀之切斷管幾何結構形狀，且出口平面中之開口之形狀為圓形)時，氣流沿著泵浦輻射之傳播方向具有典型對稱或幾乎對稱形狀之剖面，如圖9(a)中可見。圖9(a)以灰階形式展示自左至右(在箭頭921之方向上)傳播穿過具有典型對稱形狀氣體流動剖面之氖氣的泵浦輻射之模擬強度分佈901，該泵浦輻射在此實例中為雷射束。其意謂氣體剖面911使得氣流之氣體密度(其用 P軸線指示)沿著用 X軸線指示的傳播方向對稱。對於氣體剖面911， P軸線指示氣體密度而對於呈灰階形式之強度分佈， P軸線指示垂直於傳播方向的泵浦輻射之徑向方向。標繪圖901中之暗色彩指示低泵浦輻射強度而亮色彩指示高泵浦輻射強度。箭頭921指示中心軸線及泵浦輻射之傳播方向。兩個垂直虛線931指示沿著泵浦輻射傳播方向的氣流615之區，其貢獻最多發射輻射。兩個虛線931之間的氣流615可稱作相互作用區。

在對稱氣體剖面911情況下，電漿散焦促使大部分泵浦輻射(視情況泵浦雷射輻射)遠離軸線921移動，從而將最高泵浦輻射強度限於氣流之僅僅第一部分(白色區域)。此外，電漿散焦促使虛線之間的氣體區中之強度的減少，此最顯著促進輸出功率。模擬實例展示氣流中之電漿形成顯著減少峰值雷射強度並將泵浦輻射之高強度區僅限於氣流之上游側，該上游側在圖9中所展示之實例中為氣流之左側部分。因此電漿散焦影響輸出功率。

發射輻射之性質可藉由改變氣流之剖面或稱作氣體剖面或稱作氣體流動剖面(視情況沿著傳播方向的氣流之氣體密度)而調適。氣流之剖面可將抑制泵浦輻射在氣流內部之能量發散，其中該能量發散係由氣流之一部分藉由泵浦輻射(視情況藉由電漿散焦效應)而離子化的事實所引起。氣流之剖面可藉由調適氣體噴嘴之幾何結構形狀而塑形。舉例而言，出口平面中之開口的形狀通常與垂直於泵浦輻射之傳播方向的平面對稱，其產生沿著傳播方向具有對稱或幾乎對稱剖面(例如圖9(a)中之氣體剖面911)的氣流。出口平面中之開口的形狀亦可與垂直於泵浦輻射之傳播方向的平面不對稱，其稱作不對稱開口(例如圖7(a)中之開口701)，其將在稍後本文中論述。不對稱開口可沿著傳播方向產生具有不對稱形狀的氣流，例如圖7(c)中之氣體剖面719、729及739，其亦將在稍後本文中論述。可歸因於不對稱開口的氣流之氣體密度的不對稱剖面可在充分高氣體壓力(視情況高於相位匹配壓力)情況下移除或抑制電漿散焦效應，並產生較高輸出功率，視情況具有較佳輻射品質。

除了調適出口平面中之開口的形狀以外，氣體噴嘴之幾何結構形狀的其他參數亦可經調適以塑形氣流之剖面。視情況，可調適在平行於出口平面之平面中氣體噴嘴之內部橫截面區域。視情況，內部橫截面區域可對於氣體噴嘴之至少一部分沿著氣流之方向增大(視情況線性地增大)。視情況，照明源可包含用於變更氣流之剖面的可調整元件。視情況，可調整元件可用於在產生發射輻射期間變更氣流之剖面。視情況，氣體噴嘴之幾何結構形狀的上文所提及參數可經組合調適。

在圖10中模擬氣流剖面對發射輻射之輸出功率的影響之一個實例。氣流長度及泵浦輻射係固定的。圖10(a)展示沿著傳播方向X之氣體壓力剖面1001的示意圖。垂直軸線 P指示氣流之壓力或氣體密度。兩個垂直線及指示在氣體剖面上之兩個特定位置處之氣體密度，其分別地稱作第一壓力及第二壓力。沿著傳播方向 X，氣體密度在第一壓力1011之前逐漸增大，且在第二壓力1013之後逐漸減少。氣體密度在第一壓力1011與第二壓力1013之間以線性方式改變。應注意，第一壓力1011與第二壓力1013之間的線性改變僅用於簡化模擬，而實務上此等兩個垂直線之間的氣體密度之改變不需要為線性。應注意，所模擬的氣體剖面之形狀僅為實例，而實務上氣流之剖面可具有其他形狀。

在模擬期間，第一壓力及第二壓力在不同值之群組上獨立地變化且隨第一及第二壓力(藉由軸線 P1013及 P1011指示)而變的發射輻射之所得輸出功率係在輸出功率之灰階標繪圖1003中展示，如圖10(b)中所展示。標繪圖1003中之暗色彩指示低輸出功率而亮色彩指示高輸出功率。實線1025指示第一及第二壓力對，其中第一及第二壓力係相等的，例如氣流具有沿著圖9(a)中之傳播方向的典型對稱形狀剖面911。虛線1027指示第一壓力具有第二壓力之二分之一的情況。圖9(a)及圖9(b)中之兩個實例901及903分別地用十字形1023及1021指示。如圖9(b)中之模擬結果中所見，在接近於y軸之區中獲得最高輸出功率，亦即其中第一壓力相對低。

圖9(b)展示圖9(a)中之模擬的比較模擬，展示在不對稱形狀氣體流動剖面913情況下的泵浦輻射強度分佈903，其中氣流之氣體密度首先增大至最大值且隨後沿著傳播方向在截止區中急劇地下降。沿著傳播方向，相互作用區可繼之以銳截止區，以便藉由氣流減小發射輻射之再吸收。視情況，氣流的剖面在泵浦輻射之傳播方向上之截止區長度小於500 μm。視情況，氣流的剖面之在泵浦輻射之傳播方向上的截止區長度小於200 μm。視情況，氣流的剖面在泵浦輻射之傳播方向上之截止區長度小於100 μm。視情況，氣流的剖面在泵浦輻射之傳播方向上之截止區長度小於50 μm。箭頭923指示中心軸線及泵浦輻射之傳播方向。兩個垂直虛線933指示沿著泵浦輻射傳播方向的氣流615之區，其貢獻最多發射輻射。兩個虛線933之間的氣流615可稱作相互作用區。最大氣體壓力此處與圖9(a)中之氣體壓力相同。

應瞭解，氣流剖面913僅為例示性的以便說明本發明之原理。實務上，任何類似氣流剖面(例如具有凸點或扭曲)可具有類似效應，且可根據本發明之原理設想許多特定實施。

在圖9(b)中，電漿散焦效應與圖9(a)中相比較小，此係由於降低了上游氣體壓力。結果，高強度區(亮區域)延伸至氣流剖面之下游部分(在圖9中所展示之實例中，其為氣流之右側部分)中，從而產生發射輻射之較高輸出功率。在此模擬中，與具有對稱氣體剖面的圖9(a)中之情況相比，圖9(b)中之不對稱氣體剖面導致總輸出功率增大約50%。

電漿散焦之效應可在其發生在上游部分中時最顯著，此係因為泵浦輻射接著可在氣流之全長上受影響。相比之下，良好相位匹配可在氣體之下游部分中最重要，此係因為此處發射輻射貢獻總輸出功率之大部分且來自氣體剖面之下游部分的發射輻射被最少再吸收。在一個實施例中，氣流之剖面經塑形，以使得在下游側的壓力經最佳化用於最佳相位匹配及因此最佳輸出功率，而在上游側之壓力經降低以減小電漿散焦效應。以此方式，一方面用於相位匹配的高壓及另一方面用於減少電漿散焦之低壓的衝突要求可至少一定程度上藉由將其應用於氣流之剖面之不同部分而分開。

如上文所提及，氣流之上文所提及剖面(其中氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著傳播方向在截止區中急劇地下降)可藉由使用具有經調適幾何結構形狀的氣體噴嘴而獲得。在一個實施例中，開口之寬度沿著泵浦輻射之傳播方向逐漸增大。視情況，開口之形狀為梯形。

圖7(a)展示其中開口711之形狀為梯形(更具體言之等腰梯形)的一個實例701之示意圖。軸線X指示泵浦輻射之傳播方向。軸線Y指示垂直於X的出口平面中之其他方向中之一者。軸線Z指示垂直於出口平面之方向並與氣流方向具有銳角。在一實施例中，第一側725之長度為50 μm且第二側723之長度為400 μm、200 μm及100 μm中的一者，在此情況下出口平面中之開口的形狀與垂直於泵浦輻射之傳播方向的平面不對稱。50 μm之第二側723亦經模擬為參考。開口721沿著泵浦輻射傳播方向之長度為500 μm。

基於圖7(a)中之開口711的沿著氣流之傳播方向的對應模擬氣體密度分佈標繪圖715及剖面標繪圖703分別地展示於圖7(b)及圖7(c)中。在圖7(b)中，示意區塊713表示在其出口平面中具有開口701的氣體噴嘴609之部分，其為區塊之底部側。第二側723之長度在此實例中為400 μm。

標繪圖703包含第二側之長度分別具有400 μm、200 μm、100 μm及50 μm的氣體剖面719、729、739及749。垂直軸線P指示氣體密度。如可見，當第二側723大於第一側725時，氣體剖面沿著傳播方向具有不對稱形狀且氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著傳播方向(其藉由X指示)在截止區中急劇地下降。

應瞭解，梯形形狀僅為例示性的以便說明本發明之原理。實務上，具有沿著泵浦輻射之傳播方向逐漸增大的開口之寬度的任何形狀可產生類似剖面，且可根據本發明之原理設想許多特定實施。

如上文所提及，在平行於出口平面之平面中氣體噴嘴之內部橫截面區域可視情況連同可調整元件一起經調適以變更氣流之剖面，如圖8中所展示的實施例。如圖8(b)中之氣體噴嘴803之示意圖中可見，氣體噴嘴之內表面815以一種方式改變，該方式使得內部橫截面區域對於氣體噴嘴的至少一部分沿著氣流之方向增大，視情況線性地增大。具有漸增內部橫截面區域(其可稱作發散)之氣體噴嘴之部分可導致氣體膨脹、氣體密度之減少及/或氣體流速之增加。在氣體噴嘴之經調適幾何結構形狀情況下，如圖8(b)中所展示，與無發散之幾何結構形狀相比，氣流之體積具有更陡邊界，此可有助於例如產生相對較小截止區長度。在圖8(b)中之氣體噴嘴803的示意圖中，氣體噴嘴之內部橫截面區域在離開開口之前沿著氣流方向對稱，但實務上，氣體噴嘴之內部橫截面亦可與垂直於泵浦輻射之傳播方向的平面不對稱，此可產生例如如圖9(b)中之氣流剖面913的不對稱形狀氣流剖面。在一個實施例中，氣體噴嘴之內部橫截面具有與圖7(a)中之開口711之實施例相同的形狀，其與垂直於泵浦輻射之傳播方向的平面(例如包含軸線Y及Z之平面)不對稱。

氣體噴嘴803之實例可包含可調整元件813。圖8(a)及圖8(b)展示可調整元件813之橫截面。可調整元件813為例如楔形。應注意可調整元件813亦可具有其他形狀。如圖8(b)中所示，可調整元件813 (其可定位於出口平面與泵浦輻射之間)可另外變更氣流之剖面。可調整元件813可經組態以用於至少部分地定位於氣流中。在離開出口平面之後，氣流可影響可調整元件，其中其表面中的一者朝向氣流方向傾斜。氣流穿過視情況具有漸增內部橫截面區域之氣體噴嘴流出，且可藉由置放在氣體噴嘴之出口平面之後的可調整元件813壓縮。可調整元件可塑形氣流剖面且可產生衝擊波，該衝擊波藉由圖8(b)中之白色箭頭及虛線指示。衝擊波可壓縮氣流至靠近可調整元件813之高密度區中，該高密度區係藉由在圖8(b)中之虛線橢圓內部的區域指示。可調整元件813與衝擊波之間的區可具有較高密度且可跨越衝擊波存在密度之尖銳改變。由於衝擊波沿著泵浦輻射傳播方向之長度為幾十微米，因此可達成在泵浦輻射之傳播方向中的相對較小截止區長度(視情況小於100 μm之截止區長度)。在影響可調整元件之後，具有變更剖面之氣流將進一步膨脹至周圍，周圍可為真空或接近真空。

視情況，可調整元件相對於氣流之位置係可調整的。可調整元件可在旋轉方向及平移方向兩者中調諧以在發射輻射之產生製程期間最佳化發射輻射。調諧可調整元件可塑形氣流之剖面，其可進一步改變發射輻射之特性，視情況進一步最佳化發射輻射之特性。

在圖8(a)及圖8(b)中，可調整元件沿著氣流方向置放在出口平面之後，而實務上其亦可在離開出口平面之前置放且為氣體噴嘴的內表面之部分，其可塑形氣流之剖面，使得氣流之氣體密度首先增大至最大值且隨後沿著傳播方向在截止區中急劇地下降，類似於圖8(c)中所展示。

圖8(a)在具有氣體噴嘴811及可調整元件813情況下以灰階形式展示模擬氣體密度分佈標繪圖801。軸線 X指示泵浦輻射之傳播方向。軸線 Y指示垂直於X的出口平面中之其他方向中之一者。軸線 Z指示垂直於出口平面之方向並與氣流方向具有銳角。氣體密度分佈係呈灰階形式，其中標繪圖中之暗色彩指示低氣體密度而亮色彩指示高氣體密度。衝擊波之位置經展示為氣體密度中之尖銳改變。在此實施例中，發散係在 Y方向中。應注意，發散不需要在平行於出口平面之平面中具有對稱橫截面區域。

泵浦輻射817之一個實例以如由圖8(b)中之黑色箭頭指示的傳播方向傳播穿過變更之氣流。沿著傳播方向量測的氣體密度可具有剖面，對於該等剖面，氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著傳播方向在截止區中急劇地下降。圖8(c)展示在距可調整元件不同距離情況下的沿著傳播方向之模擬氣體剖面805。對於氣體剖面實例821、823及825，距可調整元件的距離分別係300 μm、400 μm及500 μm。如可見，氣流之氣體密度首先增大至最大值，且隨後沿著傳播方向在截止區中急劇地下降。在一個實施例中，可在氣流之上游側及/或下游側在氣體剖面中存在一凸點或稱作扭曲，其使氣體剖面成Z形。凸點可歸因於由可調整元件所引起的邊界效應。

將瞭解上文所提及之氣體剖面的形狀僅為例示性，以便說明本發明之原理，且可根據本發明之原理設想許多特定實施。

圖8中之此實施例的額外益處在於其使得能夠在距噴嘴之某一顯著距離(視情況400 μm)處形成最佳氣體剖面，而不是被強迫進入一方面為了例如良好剖面儘可能接近於噴嘴與另一方面充分遠離噴嘴以避免例如損害及雷射削波之間的次最佳折衷。

與使用包含透射所產生量測輻射之孔徑的氣體塑形元件相比較，其中之一個實施例係在專利申請案WO2018/166741A1之圖11中說明，使用可調整元件813的優點在於當可調整元件813定位於出口平面與泵浦輻射之間時泵浦輻射之對準較容易。在使用WO2018166741A1中之實施例時，若未獲得準確對準(其在本文中具有挑戰性)，則氣體塑形元件可歸因於泵浦輻射之高功率而容易灼熱。WO2018/166741A1係以全文引用之方式併入本文中。

除了上文所提及之實施例以外，具有兩個不同氣體的兩個噴氣口之系統亦可產生類似氣體剖面，其中之一個實例係在專利申請案WO2018/166741A1之圖16中說明。與兩個噴氣口之系統相比較，使用經調適氣體噴嘴的優點在於發射輻射之最佳化歸因於氣流之均勻氣體組成物而較容易，且檢測腔室350內之真空或接近真空氛圍更易於維持。

在發射輻射之產生製程期間，氣體噴嘴可同時經受到冷卻效應及加熱效應兩者。離開開口之氣流可歸因於加速度及快速膨脹而具有低溫，視情況，約200 K，其可冷卻氣體噴嘴。對於由鎳製成之3 mm氣體噴嘴，沿著氣體噴嘴方向之收縮可為約20 μm，其與泵浦輻射與氣體噴嘴之間的距離(例如50至100 μm)及泵浦輻射之焦斑直徑(例如20至30 μm)相比係不可忽略的。另一方面，泵浦輻射可在相互作用區處/靠近該相互作用區具有高強度且可加熱或甚至灼熱氣體噴嘴，此取決於泵浦輻射與氣體噴嘴之間的距離。在發射輻射之產生製程期間，泵浦輻射與氣體噴嘴之間的相對位置可經調整以最佳化發射輻射。加熱效應及冷卻效應之組合可引入氣體噴嘴沿著氣流方向的額外熱膨脹/收縮，且由於氣體剖面可沿著氣體流動方向變化，因此其可導致發射輻射中之漂移。此外，在製程期間氣流之接通及/或關閉亦可引入漂移。

圖11示意性說明具有溫度控制總成的照明源之視情況選用之氣體遞送系統1100。溫度控制總成可包含溫度控制元件1109，其可用以改變氣體噴嘴609之至少部分的溫度或維持溫度靠近所要設定點。視情況，溫度控制元件1109可為發射電磁輻射之源(視情況雷射)或加熱元件(視情況加熱絲)。視情況，溫度控制元件1109可為冷卻元件，例如熱電冷卻器或流體冷卻系統。視情況，溫度控制元件1109可為維持氣體噴嘴之至少部分靠近所要設定點的恆溫器。

溫度控制總成可包含溫度控制偵測器1107，其可偵測氣體噴嘴之溫度或幾何結構形狀的改變。視情況，溫度控制偵測器1107可為攝影機。攝影機可使用用於溫度偵測之經推斷量測及/或偵測形狀差異。視情況，溫度控制偵測器1107可為諸如溫度計之溫度感測器。藉由溫度控制偵測器1107獲得的信號可傳送至溫度控制處理器1111。基於所接收信號，溫度控制處理器1111可與溫度控制元件1109通信以控制氣體噴嘴之至少部分的溫度，此可稱作回饋控制迴路。

所有上文所提及之實施例可在如圖12中所描繪之用於運用照明源產生輻射的方法中使用。第一步驟200係在照明源中遞送氣流615，其中包含自在氣體噴嘴609之出口平面中的開口617提供氣流以用於接收具有傳播方向的泵浦輻射並用於在相互作用區處產生發射輻射。在該方法中，氣體噴嘴之幾何結構形狀經調適以塑形氣流之剖面，使得該氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著傳播方向在截止區中急劇地下降。視情況，可存在第二步驟202，其提供具有在氣流615中之傳播方向的泵浦輻射611。視情況，可存在第三步驟204，其在相互作用區處產生發射輻射。關於運用照明源產生輻射之方法的更多細節係在關於以上圖及文字描述的實施例之描述中提供。

在後續編號條項中揭示另外實施例： 1. 一種照明源，其包含 - 一氣體遞送系統，其包含一氣體噴嘴，其中該氣體噴嘴包含在該氣體噴嘴之一出口平面中的一開口，其中該氣體遞送系統經組態以自該開口提供一氣流以用於在一相互作用區處產生一發射輻射， - 其中該照明源經組態以接收具有一傳播方向的一泵浦輻射並在該氣流中提供該泵浦輻射，其中該氣體噴嘴之一幾何結構形狀經調適以塑形該氣流之一剖面，使得該氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著該傳播方向在一截止區中急劇地下降。 2. 如條項1之照明源，其中該氣流之該剖面將抑制該泵浦輻射在該氣流內部之一能量發散，其中該能量發散係由該氣流之一部分藉由該泵浦輻射離子化的事實所引起。 3. 如條項1或2之照明源，其中該最大值高於一相位匹配壓力。 4. 如任一前述條項之照明源，其中該氣流之該剖面在該泵浦輻射之該傳播方向中的一截止區長度小於100 μm。 5. 如任一前述條項之照明源，其中在該出口平面中的該開口之一形狀與垂直於該泵浦輻射之該傳播方向的平面不對稱。 6. 如任一前述條項之照明源，其中該開口的寬度沿著該泵浦輻射之該傳播方向逐漸增大。 7. 如條項5或6之照明源，其中該開口之該形狀為一梯形。 8. 如條項7之照明源，其中該開口之該形狀為一等腰梯形。 9. 如任一前述條項之照明源，其中在平行於該出口平面之一平面中該氣體噴嘴之一內部橫截面區域對於該氣體噴嘴的至少一部分沿著該氣流之方向增大。 10. 如任一前述條項之照明源，其中該照明源包含用於變更該氣流之該剖面的一可調整元件。 11. 如條項10之照明源，其中該可調整元件係用於在產生該發射輻射期間變更該氣流之該剖面。 12. 如條項10或11之照明源，其中該可調整元件經組態以用於至少部分地定位於該氣流中。 13. 如任一前述條項之照明源，其中該照明源包含經操作以發射該泵浦輻射的一泵浦輻射源。 14. 如任一前述條項之照明源，其中該照明源係用於高階諧波產生。 15. 如任一前述條項之照明源，其中該氣流係由該氣體遞送系統提供至一抽空或幾乎抽空空間中。 16. 如任一前述條項之照明源，其中該發射輻射具有在X射線或EUV範圍中之一波長，其中該波長係在0.01 nm至100 nm，視情況0.1 nm至100 nm，視情況1 nm至100 nm，視情況1 nm至50 nm或視情況10 nm至20 nm的一範圍內。 17. 如任一前述條項之照明源，其中在操作中該發射輻射經導引至一晶圓上的一目標。 18. 如任一前述條項之照明源，其中該發射輻射係用於度量衡量測。 19. 如任一前述條項之照明源，其中該照明源包含一溫度控制總成。 20. 一種度量衡設備，其包含如條項1至19中任一項之照明源。 21. 一種微影單元，其包含如條項1至19中任一項之照明源。 22. 一種在一照明源中遞送氣體的方法，其包含 - 自在一氣體噴嘴之一出口平面中的一開口提供一氣流以用於接收具有一傳播方向的一泵浦輻射並用於在一相互作用區處產生一發射輻射；其中該氣體噴嘴之一幾何結構形狀經調適以塑形該氣流之一剖面，使得該氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著該傳播方向在一截止區中急劇地下降。 23. 一種照明源，其包含一氣體遞送系統，其包含一氣體噴嘴，其中該氣體噴嘴包含在該氣體噴嘴之一出口平面中的一開口，其中該氣體遞送系統經組態以自該開口提供一氣流以用於在一相互作用區處產生一發射輻射，及一可調整元件，其用於變更該氣流之一剖面，其中該照明源經組態以接收具有一傳播方向的一泵浦輻射並在該氣流中提供該泵浦輻射，其中該可調整元件定位於該出口平面與該泵浦輻射之間。 24. 如條項23之照明源，其中該氣流之該剖面使得該氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著該傳播方向在一截止區中急劇地下降。 25. 如條項24之照明源，其中該最大值高於一相位匹配壓力。 26. 如任一前述條項之照明源，其中該氣流之該剖面將抑制該泵浦輻射在該氣流內部之一能量發散。 27. 如條項26之照明源，其中該能量發散由該氣流之一部分藉由該泵浦輻射離子化的該事實所引起。 28. 如任一前述條項之照明源，其中該可調整元件係用於在產生該發射輻射期間變更該氣流之該剖面。 29. 如任一前述條項之照明源，其中該可調整元件經組態以用於至少部分地定位於該氣流中。 30. 如任一前述條項之照明源，其中該氣流之該剖面在該泵浦輻射之該傳播方向中的一截止區長度小於100 μm。 31. 如任一前述條項之照明源，其中在該出口平面中的該開口之一形狀與垂直於該泵浦輻射之該傳播方向的平面不對稱。 32. 如任一前述條項之照明源，其中該開口的寬度沿著該泵浦輻射之該傳播方向逐漸增大。 33. 如條項31或32之照明源，其中該開口之該形狀為一梯形。 34. 如條項33之照明源，其中該開口之該形狀為一等腰梯形。 35. 如任一前述條項之照明源，其中在平行於該出口平面之一平面中該氣體噴嘴之一內部橫截面區域對於該氣體噴嘴的至少一部分沿著該氣流之方向增大。 36. 如任一前述條項之照明源，其中該照明源包含經操作以發射該泵浦輻射的一泵浦輻射源。 37. 如任一前述條項之照明源，其中該照明源係用於高階諧波產生。 38. 如任一前述條項之照明源，其中該氣流係由該氣體遞送系統提供至一抽空或幾乎抽空空間中。 39. 如任一前述條項之照明源，其中該發射輻射具有在X射線或EUV範圍中之一波長，其中該波長係在0.01 nm至100 nm，視情況0.1 nm至100 nm，視情況1 nm至100 nm，視情況1 nm至50 nm或視情況10 nm至20 nm的一範圍內。 40. 如任一前述條項之照明源，其中在操作中該發射輻射經導引至一晶圓上的一目標。 41. 如任一前述條項之照明源，其中該發射輻射係用於度量衡量測。 42. 如任一前述條項之照明源，其中該照明源包含一溫度控制總成。 43. 如任一前述條項之照明源，其中該泵浦輻射包含脈衝。 44. 一種度量衡設備，其包含如條項23至43中任一項之照明源。 45. 一種微影單元，其包含如條項23至43中任一項之照明源。 46. 一種在一照明源中遞送氣體的方法，其包含自在一氣體噴嘴之一出口平面中的一開口提供一氣流以用於接收具有一傳播方向的一泵浦輻射並用於在一相互作用區處產生一發射輻射，及運用一可調整元件變更該氣流之一剖面，其中該可調整元件定位於該出口平面與該泵浦輻射之間。 47. 一種照明源，其包含 - 一氣體遞送系統，其包含一氣體噴嘴，其中該氣體噴嘴包含在該氣體噴嘴之一出口平面中的一開口， - 其中該氣體遞送系統經組態以自該開口提供一氣流以用於在一相互作用區處產生一發射輻射， - 其中該照明源經組態以接收具有一傳播方向的一泵浦輻射並在該氣流中提供該泵浦輻射， - 其中在該出口平面中之該開口的一形狀與垂直於該泵浦輻射之該傳播方向的平面不對稱。 48. 如條項47之照明源，其中該氣體噴嘴之一幾何結構形狀經調適以塑形該氣流之一剖面，使得該氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著該傳播方向在一截止區中急劇地下降。 49. 如條項48之照明源，其中該氣流之該剖面將抑制該泵浦輻射在該氣流內部之一能量發散。 50. 如條項49之照明源，其中該能量發散由該氣流之一部分藉由該泵浦輻射離子化的該事實所引起。 51. 如條項48至50中任一項之照明源，其中該最大值高於一相位匹配壓力。 52. 如條項48至51中任一項之照明源，其中該氣流之該剖面在該泵浦輻射之該傳播方向中的一截止區長度小於100 μm。 53. 如任一前述條項之照明源，其中該開口的寬度沿著該泵浦輻射之該傳播方向逐漸增大，視情況，該開口之該形狀為一梯形，視情況，該開口之該形狀為一等腰梯形。 54. 如任一前述條項之照明源，其中在平行於該出口平面之一平面中該氣體噴嘴之一內部橫截面區域對於該氣體噴嘴的至少一部分沿著該氣流之方向增大。 55. 如任一前述條項之照明源，其中該照明源包含用於變更該氣流之該剖面的一可調整元件。 56. 如條項55之照明源，其中該可調整元件係用於在產生該發射輻射期間變更該氣流之該剖面。 57. 如條項54或55之照明源，其中該可調整元件經組態以用於至少部分地定位於該氣流中。 58. 如任一前述條項之照明源，其中該氣流係由該氣體遞送系統提供至一抽空或幾乎抽空空間中。 59. 如任一前述條項之照明源，其中該發射輻射具有在X射線或EUV範圍中之一波長，其中該波長係在0.01 nm至100 nm，視情況0.1 nm至100 nm，視情況1 nm至100 nm，視情況1 nm至50 nm或視情況10 nm至20 nm的一範圍內。 60. 如任一前述條項之照明源，其中該照明源包含一溫度控制總成。 61. 一種度量衡設備或一種微影單元，其包含如條項47至60中任一項之照明源。 62. 一種在一照明源中遞送氣體的方法，其包含自在一氣體噴嘴之一出口平面中的一開口提供一氣流以用於接收具有一傳播方向的一泵浦輻射並用於在一相互作用區處產生一發射輻射；其中在該出口平面中之該開口的一形狀與垂直於該泵浦輻射之該傳播方向的平面不對稱。

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之實施例，但實施例可用於其他設備中。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)之物件之任何設備的部分。此等設備一般可稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。

儘管可在本文中特定地參考在檢測或度量衡設備之內容背景下的實施例，但實施例可用於其他設備中。實施例可形成光罩檢測設備、微影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。術語「度量衡設備」(或「檢測設備」)亦可指檢測設備或檢測系統(或度量衡設備或度量衡系統)。例如包含實施例的檢測設備可用於偵測基板之缺陷或基板上之結構的缺陷。在此實施例中，基板上之結構之所關注特性可能與結構中之缺陷、結構之特定部分之不存在或基板上之非所需的結構之存在相關。

儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對實施例之使用，但應瞭解在內容背景允許之情況下，本發明不限於光學微影且可用於其他應用(例如壓印微影)中。

雖然上文所描述之目標或目標結構(更一般而言，在一基板上之結構)為出於量測之目的而特定設計及形成的度量衡目標結構，但在其他實施例中，可對作為在基板上形成之裝置之功能性部分的一或多個結構量測所關注性質。許多裝置具有規則的類光柵結構。如本文中所使用之術語結構、目標光柵及目標結構不要求已特定針對正執行之量測來提供結構。此外，度量衡目標之間距可接近於散射計之光學系統的解析度極限或可能較小，但可能比典型非目標結構(藉由目標部分C中之微影製程得到的視情況選用之產品結構)之尺寸大得多。實務上，可使目標結構內之疊對光柵之線及/或空間包括在尺寸上類似於非目標結構之較小結構。

雖然上文已描述特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之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。由此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所陳述之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。

儘管特定參考「度量衡設備/工具/系統」或「檢測設備/工具/系統」，但此等術語可指相同或類似類型之工具、設備或系統。例如，包含本發明之實施例的檢測或度量衡設備可用以判定基板上或晶圓上之結構的特性。例如，包含本發明之一實施例的檢測設備或度量衡設備可用於偵測基板之缺陷或基板上或晶圓上之結構的缺陷。在此類實施例中，基板上之結構的所關注之特性可能關於結構中之缺陷、結構之特定部分之不存在或基板上或晶圓上之非所需的結構之存在。

儘管特定參考SXR及EUV電磁輻射，但將瞭解，本發明在內容背景允許之情況下可藉由所有電磁輻射來實踐，該等電磁輻射包括無線電波、微波、紅外線、(可見)光、紫外線、X射線及γ射線。作為光學度量衡方法之一替代方案，其亦已被視為使用X射線，視情況使用硬X射線，例如在0.01 nm與10 nm之間，或視情況在0.01 nm與0.2 nm之間，或視情況在0.1 nm與0.2 nm之間的波長範圍內之輻射，以用於度量衡量測。

2:投影儀 4:光譜儀偵測器 6:光譜 10:經反射或經散射輻射 200:第一步驟 202:第二步驟 204:第三步驟 302:度量衡設備 310:照明源/輻射源 312:照明系統 314:參考偵測器 315:信號 316:基板支撐件 318:偵測系統 320:度量衡處理單元(MPU) 330:泵浦輻射源 332:氣體遞送系統 334:氣體供應件 336:電源 340:第一泵浦輻射 342:發射輻射/經濾光光束 344:濾光裝置 350:檢測腔室 352:真空泵 356:經聚焦光束 360:反射輻射 372:位置控制器 374:感測器 382:光譜資料 397:繞射輻射 398:偵測系統 399:信號 600:照明源 601:腔室 603:照明系統 605:輻射輸入 607:輻射輸出 609:氣體噴嘴 611:泵浦輻射 613:發射輻射 615:氣流 617:開口 701:開口 703:剖面標繪圖 711:開口 713:示意區塊 715:模擬氣體密度分佈標繪圖 719:氣體剖面 721:開口 723:第二側 725:第一側 729:氣體剖面 739:氣體剖面 749:氣體剖面 801:模擬氣體密度分佈標繪圖 803:氣體噴嘴 811:氣體噴嘴 813:可調整元件 815:內表面 817:泵浦輻射 821:氣體剖面實例 823:氣體剖面實例 825:氣體剖面實例 901:模擬強度分佈/標繪圖 903:泵浦輻射強度分佈 911:氣體剖面 913:氣流剖面 921:箭頭/軸線 923:箭頭 931:虛線 1003:標繪圖 1011:第一壓力 1013:第二壓力 1021:十字形 1023:十字形 1025:實線 1027:虛線 1107:溫度控制偵測器 1109:溫度控制元件 1111:溫度控制處理器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BK:烘烤板 C:目標部分 CH:冷卻板 CL:電腦系統 DE:顯影器 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 IF:位置量測系統 IL:照明系統/照明器 LA:微影設備 LACU:微影控制單元 LB:裝載匣 LC:微影單元/微影製造單元 M ₁:光罩對準標記 M ₂:光罩對準標記 MA:圖案化裝置 MT:度量衡工具/散射計/光譜散射計 P1011:軸線 P1013:軸線 P ₁:基板對準標記 P ₂:基板對準標記 PM:第一定位器 PS:投影系統 PU:處理單元 PW:第二定位器 RO:機器人 SCS:監督控制系統 SC:旋塗器 SC1:第一標度 SC2:第二標度 SC3:第三標度 SO:輻射源 T:光罩支撐件/光罩台 TCU:塗佈顯影系統控制單元 W:基板 WT:基板台

現在將參考隨附示意性圖式而僅作為實例來描述實施例，在該等圖式中： - 圖1描繪微影設備之示意性綜述； - 圖2描繪微影單元之示意性綜述； - 圖3描繪整體微影之示意性表示，其表示用以最佳化半導體製造之三種關鍵技術之間的協作； - 圖4示意性說明散射量測設備； - 圖5描繪其中使用EUV及/或SXR輻射的度量衡設備之示意性表示； - 圖6描繪照明源之簡化示意圖； - 圖7描繪(a)不對稱開口之示意圖、(b)氣體密度分佈標繪圖及(c)氣流之剖面標繪圖； - 圖8描繪(a)氣體密度分佈標繪圖、(b)氣體噴嘴之示意圖及(c)氣流之剖面標繪圖； - 圖9描繪(a)輻射強度分佈及(b)氣流之剖面標繪圖兩者； - 圖10描繪(a)氣體剖面之示意圖及(b)發射輻射之輸出功率的標繪圖； - 圖11示意性說明具有溫度控制總成之氣體遞送系統； - 圖12包含產生發射輻射的方法中之步驟的流程圖。

1003:標繪圖

1011:第一壓力

1013:第二壓力

1021:十字形

1023:十字形

1025:實線

1027:虛線

P1011:軸線

P1013:軸線

Claims

一種照明源，其包含一氣體遞送系統，其包含一氣體噴嘴，其中該氣體噴嘴包含在該氣體噴嘴之一出口平面(exit plane)中的一開口，其中該氣體遞送系統經組態以自該開口提供一氣流以用於在一相互作用區(interaction region)處產生一發射輻射，其中該照明源經組態以接收具有一傳播方向的一泵浦輻射並在該氣流中提供該泵浦輻射，其中該出口平面中的該開口之一形狀與垂直於該泵浦輻射之該傳播方向的平面不對稱。
如請求項1之照明源，其中該氣體噴嘴之一幾何結構形狀(geometry shape)經調適以塑形該氣流之一剖面（profile），使得該氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著該傳播方向在一截止區（cut-off region）中急劇地下降。
如請求項2之照明源，其中該氣流之該剖面將抑制該泵浦輻射在該氣流內部之一能量發散，其中該能量發散係由該氣流之一部分被該泵浦輻射離子化所引起。
如請求項2或3之照明源，其中該最大值高於一相位匹配壓力(phase-matching pressure)。
如請求項2或3之照明源，其中該氣流的該剖面在該泵浦輻射之該傳播方向中的一截止區長度小於100 μm。
如請求項1至3中任一項之照明源，其中該開口的寬度沿著該泵浦輻射之該傳播方向逐漸增大，視情況，該開口之該形狀為一梯形，視情況，該開口之該形狀為一等腰梯形。
如請求項1至3中任一項之照明源，其中在平行於該出口平面之一平面中的該氣體噴嘴之一內部橫截面區域沿著該氣體噴嘴之至少一部分之該氣流方向增大。
如請求項1至3中任一項之照明源，其中該照明源包含一可調整元件，其用於變更該氣流之一剖面。
如請求項8之照明源，其中該可調整元件係用於在產生該經發射輻射期間變更該氣流之該剖面。
如請求項8之照明源，其中該可調整元件經組態以用於至少部分地定位於該氣流中。
如請求項1至3中任一項之照明源，其中該氣流係由該氣體遞送系統提供至一抽空(evacuated)或幾乎抽空空間中。
如請求項1至3中任一項之照明源，其中該經發射輻射具有在X射線或EUV範圍中之波長，其中波長係在0.01 nm至100 nm，視情況0.1 nm至100 nm，視情況1 nm至100 nm，視情況1 nm至50 nm，或視情況10 nm至20 nm之範圍內。
如請求項1至3中任一項之照明源，其中該照明源包含一溫度控制總成。
一種度量衡設備或一微影單元，其包含如請求項1至13中任一項之照明源。
一種在一照明源中遞送氣體的方法，其包含自在一氣體噴嘴之一出口平面中的一開口提供一氣流以用於接收具有一傳播方向的一泵浦輻射並用於在一相互作用區處產生一發射輻射；其中該氣體噴嘴之一幾何結構形狀經調適以塑形該氣流之一剖面，使得該氣流之氣體密度首先增大至一最大值且隨後沿著該傳播方向在一截止區中急劇地下降。