TWI448210B - 用於極端紫外光源之度量技術 - Google Patents

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Description

用於極端紫外光源之度量技術 發明領域
本揭示主題係有關一種用於一極端紫外光源之度量系統。
 發明背景
極端紫外線(“EUV”)光，例如，具有波長大約為50奈米或更短的電磁輻射(同時也有時被稱為軟性x射線)，以及包含在波長大約為13奈米之光線，可被使用於晶圓製版技術處理程序中，以在基片，例如，矽晶圓中產生極端小的特徵部分。
用以產生EUV光之方法包含，但是不必定地受限定於，將具有在EUV範圍中之放射線的一元素(例如，氙、鋰、或錫)之一材料轉換成為電漿狀態。於一此方法中，通常被稱為雷射產生電漿(“LPP”)，所需的電漿可藉由可被稱為驅動雷射的一放大光束照射一目標材料，例如，材料之小點滴、串流、或束簇形式，而被產生。於這處理程序中，電漿一般在密封的容器(例如，真空容室)中被產生，並且使用各種型式之度量設備被監控。
二氧化碳(CO2 )放大器以及雷射，其輸出大約為10600奈米(nm)波長的放大光束，可因在LPP處理程序中一驅動雷射照射目標材料而呈現某些優點。這對於某些目標材料，例如，對於包含錫之材料，可以是特別真實。例如，其之一優點是在驅動雷射輸入功率以及輸出EUV功率之間產生相對高之轉換效率能力。二氧化碳驅動放大器以及雷射之另一優點是相對長之波長的光線(例如，當比較於在198奈米之深UV時)自相對地粗糙之表面(例如，已以錫碎粒被塗層之一反射光學部分)的反射能力。這10600奈米放射性質可允許反射鏡片接近電漿地被採用，例如，以操縱、聚焦、及/或調整放大光束的聚焦功率。
 發明概要
於一些大體之論點中，一極端紫外光系統包含：一驅動雷射系統，其產生一放大光束；一目標材料傳送系統，其被組態以在一容室之內所界定的一真空空間內之一目標位置產生一目標材料；一射束傳送系統，其包含一組光學構件；一度量系統；以及一控制器。該射束傳送系統被組態以接收自驅動雷射系統所放射的放大光束並且引導該放大光束朝向該目標位置。該真空容室包容一極端紫外光聚光器，該聚光器被組態以當放大光束與目標位置相交且撞擊該目標材料時，則聚集自目標材料所放射的極端紫外光。該度量系統包含一聚光系統以及一光學感知器。該聚光系統被組態以聚集未抵達該目標位置之放大光束的至少一診斷部份以及未抵達目標位置之導引雷射光束的至少一診斷部份。聚光系統包含一個二向色光學裝置，該二向色光學裝置被組態以藉由實質上傳送所有該等部份之一者以及實質上反射所有該等部份之另一者而分離該等診斷部份，該至少二診斷部份具有不同的波長。光學感知器捕捉藉由二向色光學裝置所分離之至少二診斷部份。控制器連接到該光學感知器並且連接到射束傳送系統內之至少一構件以依據光學感知器之輸出而修改至少一構件之位置。
實作例可包含下面一個或多個特點。例如，射束傳送系統可包含一射束擴展系統，該擴展系統擴展放大光束之尺度；以及一聚焦元件，該聚焦元件被組態並且被配置以將放大光束聚焦在目標位置。
聚焦元件可包含一聚光透鏡。該聚光透鏡可以是一非球面透鏡。該聚光透鏡可以是由硒化鋅所製成。該聚光透鏡可包含一防反射塗層並且可以放大光束之波長傳送至少95%的光。該聚光透鏡可形成真空容室之一抗壓窗口以使在真空容室內之真空與該真空容室之一外部環境分離。該聚光透鏡可具有至少0.25之一數值孔徑。
射束傳送系統可包含機械式耦合至聚光透鏡之一致動系統，其中該致動系統被組態以接收來自控制器之一控制信號並且移動該聚光透鏡片以依據該控制信號而調整放大光束之一焦點。
聚光系統可被組態以聚集藉由聚光透鏡之一表面所反射的放大光束。
射束傳送系統可包含一透鏡前鏡片，該鏡片使來自該射束擴展系統之放大光束改向而朝向該聚光透鏡。該射束傳送系統可包含機械式耦合至透鏡前鏡片之一致動系統，其中該致動系統被組態以接收來自控制器之一控制信號並且移動該透鏡前鏡片以依據該控制信號而調整放大光束之一焦點。
控制器可被組態以提供一輸出信號至耦合於至少一構件之一致動系統，以修改至少一構件之位置而增加在放大光束以及目標位置的目標材料之間的重疊部份，因而增加在容室內之極端紫外光的產生。
度量系統可以是一封閉迴路回授系統。
該系統可包含產生導引雷射光束之一導引雷射。放大光束可以是在一第一不同波長並且導引雷射光束可以是在一第二不同波長。二向色光學裝置可被組態以藉由實質上反射整個放大光束診斷部份以及實質上傳送整個導引雷射光束診斷部份而使放大光束診斷部份與導引雷射光束診斷部份分離。
於其他之大體論點中，極端紫外光藉由在一容室所界定之一真空內的目標位置產生一目標材料而被產生；供應泵能量至一驅動雷射系統中之至少一光學放大器的一增益媒體以產生放大光束；調整放大光束之一個或多個性質並且引導該放大光束經由一組光學構件而至該目標位置；引導一導引雷射光束至該目標位置；聚集未抵達目標位置之放大光束的至少一部份以及未抵達目標位置之導引雷射光束的至少一部份；並且藉由引導聚集的放大光束部份以及聚集的導引雷射光束部份至一個二向色光學裝置，以分離聚集的放大光束部份與聚集的導引雷射光束部份，以至於該等聚集部份之一者被傳送經由該二向色光學裝置並且該等聚集部份之另一者則自該二向色光學裝置被反射。
實作例可包含一個或多個下面特點。例如，該等分離部份可被引導至一光學感知器，該感知器輸出該等分離部份之影像資料。
該等分離部份各者之影像資料可被引導至一分析模組，該分析模組被組態以進行一個或多個下列步驟：決定對於該等分離部份各者之影像資料的光束尺度，並且決定對於該等分離部份各者之影像資料的形心。
光學構件組之一個或多個構件位置可依據一個或多個決定的光束尺度以及決定的形心而被調整。
放大光束可藉由自一鏡面反射放大光束而被引導經由一組光學構件，並且引導該反射的放大光束經由一聚焦元件，該聚焦元件捕捉放大光束並且聚焦該放大光束於該目標位置。該等部份可藉由聚集自聚光透鏡片反射以及經由在該鏡內之一開孔返回之部份而被聚集。
於其他大體論點中，一極端紫外光系統包含一驅動雷射系統，該驅動雷射系統產生一放大光束；一目標材料傳送系統；一射束傳送系統以及一度量系統。該目標材料傳送系統被組態以在一容室內所界定之一真空空間內的一目標位置產生一目標材料。該真空容室包容一極端紫外光聚光器，該聚光器被組態以當放大光束相交於目標位置並且撞擊該目標材料時，則聚集自目標材料所放射之極端紫外光。該射束傳送系統被組態以接收自驅動雷射系統所放射之放大光束並且引導該放大光束朝向目標位置。該射束傳送系統包含一組光學構件，該組光學構件包含一聚光透鏡，該聚光透鏡被組態並且被配置以將放大光束聚焦在目標位置。度量系統包含一聚光系統，該聚光系統被組態以聚集自聚光透鏡所反射的放大光束之一部份以及自聚光透鏡所反射的導引雷射光束之一部份。聚光系統包含一個二向色光學裝置，該二向色光學裝置被組態以藉由傳送該等部份之一第一部份並且反射該等部份之一第二部份而分離該等部份。
實作例可包含一個或多個下面特點。例如，該系統同時也可包含捕捉藉由二向色光學裝置所分離之部份的一光學感知器，以及連接到該光學感知器與連接到射束傳送系統內之至少一個構件的一控制器，以依據自光學感知器之輸出而修改該至少一構件之位置。控制器可被組態以提供一輸出信號至耦合於射束傳送系統之至少一構件的一致動系統，以修改該至少一構件之位置以增加在放大光束以及在目標位置的目標材料之間的重疊部份，因而增加在容室內之極端紫外光的產生。
系統可包含機械式耦合至聚光透鏡之一致動系統，其中該致動系統被組態以接收來自控制器之一控制信號並且移動該聚光透鏡以依據控制信號而調整放大光束之聚焦點。
射束傳送系統可包含一透鏡前鏡片，該鏡片使來自射束擴展系統之放大光束改向而朝向聚光透鏡。放大光束部份以及自聚光透鏡反射的導引雷射光束部份可在抵達二向色光學裝置之前被引導經由透鏡前鏡片內之一開孔。射束傳送系統可包含機械式耦合至透鏡前鏡片的一致動系統。該致動系統可被組態以接收來自控制器之一控制信號並且移動該透鏡前鏡片以依據該控制信號調整放大光束之一聚焦點。
聚光透鏡可形成真空容室之一抗壓窗口以使真空空間與一外部空間分離。
放大光束可以是在一第一不同波長。系統同時也可包含一導引雷射，其產生一第二不同波長的導引雷射光束。
射束傳送系統可包含一射束擴展系統，該射束擴展系統擴展放大光束之尺度。聚光透鏡可被組態並且被配置以自射束擴展系統接收擴展放大光束。
聚光透鏡可具有至少0.25的數值孔徑。
該系統同時也可包含產生導引雷射光束之一導引雷射。於此情況中，放大光束可以是在一第一不同波長並且導引雷射光束是在一第二不同波長；並且二向色光學裝置可被組態以藉由實質上反射所有放大光束診斷部份以及實質上傳送所有導引雷射光束診斷部份而使放大光束部份與導引雷射光束部份分離。
於另一大體論點中，極端紫外光可藉由利用一容室所形成的一真空內之一目標位置產生一目標材料而被產生；供應泵能量至驅動雷射系統中之至少一光學放大器的一增益媒體以產生放大光束；調整放大光束之一個或多個性質；引導一導引雷射光束至該目標位置；聚集放大光束之至少一部份以及自聚光透鏡一表面所反射之導引雷射光束之至少一部份；並且分離聚集的放大光束部份與聚集的導引雷射光束部份。一個或多個性質藉由引導該放大光束經由一組光學構件而被調整，該引導步驟包含引導放大光束經由一聚光透鏡，該聚光透鏡被組態且被配置以將放大光束聚焦在目標位置上。聚集的放大光束部份可藉由引導該聚集的放大光束部份以及該聚集的導引雷射光束部份至二向色光學裝置而與聚集的導引雷射光束部份分離，以至於該等聚集部份之一者被傳送經由該二向色光學裝置並且該等聚集部份之另一者則自該二向色光學裝置被反射。
實作例可包含一個或多個下面特點。例如，該等分離部份可被引導至輸出該等分離部份之影像資料的一光學感知器。該等分離部份各者之影像資料可被引導至一分析模組。該分析模組可被組態以進行一個或多個下面步驟：決定對於各分離部份之影像資料的射束尺度，並且決定對於各分離部份之影像資料的形心。光學構件組之一個或多個構件位置可依據一個或多個決定的射束尺度以及決定的形心而被調整。
放大光束可在引導該放大光束經由聚光透鏡之前，藉由自一鏡片反射放大光束而被引導經由一組光學構件。該等部份可藉由聚集自聚光透鏡所反射並且經由該鏡片內之一開孔返回的部份而被聚集。
圖式簡單說明
第1圖是雷射產生電漿極端紫外光源之方塊圖；第2A圖是可在第1圖光源中被使用之驅動雷射系統範例的方塊圖；第2B圖是可在第1圖光源中被使用之驅動雷射系統範例的方塊圖；第3圖是置放在第1圖光源的一驅動雷射系統以及一目標位置間之射束傳送系統範例的方塊圖；第4圖是可被使用於第3圖之射束傳送系統中的度量系統範例之方塊圖；第5A圖是被使用於第3圖之射束傳送系統的聚焦組件中之鏡片範例的透視圖；第5B圖是第5A圖之鏡片的頂部平面圖；第5C圖是第5A圖之鏡片的底部平面圖；第5D圖是沿著第5C圖之線段5D-5D所採取的側部橫截面圖；第6圖是可被使用於第3圖度量系統中之二向色光學裝置的圖形；第7圖是照射在第6圖之二向色光學裝置上的S極化光以及P極化光之反射率相對於波長之圖形；第8圖是包含第4圖度量系統之聚焦組件範例的方塊圖；第9圖是包含第4圖度量系統之聚焦組件範例的方塊圖；第10圖是包含第4圖度量系統之聚焦組件範例的方塊圖；以及第11圖是聚焦組件所進行之步驟流程圖。
 較佳實施例之詳細說明
參看至第1圖，一LPP EUV光源100藉由以放大光束110照射在一真空容室130內之一目標位置105之一目標材料114，以將目標材料轉換成為具有在EUV範圍中之放射線的一元素之一電漿狀態而被形成。光源100包含一驅動雷射系統115，該驅動雷射系統由於在雷射系統115之增益媒體或媒體內之居量反轉而產生放大光束。
光源100同時也包含在雷射系統115以及目標位置105之間的一射束傳送系統，該射束傳送系統包含一射束輸送系統120以及一聚焦組件122。射束輸送系統120接收來自雷射系統115之放大光束110，並且如所需地引導以及修改該放大光束110並且輸出該放大光束110至聚焦組件122。該聚焦組件122接收放大光束110並且將光束110聚焦於目標位置105。
如下面之討論，射束輸送系統120包含，在其他構件之中，一射束擴展系統，其擴展在雷射系統115以及聚焦組件122之間的系統擴展射束110。同時也如下面之討論，聚焦組件122包含，在其他構件之中，將射束110聚焦於目標位置105上之一透鏡以及在射束110上進行診斷之一度量系統124。在提供關於射束輸送系統120、聚焦組件122以及度量系統124的詳細說明之前，先提供參考第1圖之光源100的一般說明。
光源100包含目標材料傳送系統125，例如，以液體小點滴、液體流、固體微粒或束簇、包含在液體小點滴內之固體微粒或包含在液體流內之固體微粒形式，而傳送目標材料114。目標材料114可包含，例如，水、錫、鋰、氙、或當轉換為電漿狀態時，具有在EUV範圍中之放射線的任何材料。例如，元素錫可被使用，如純錫(Sn)，如錫化合物，例如，四溴化錫(SnBr4 )、二溴化錫(SnBr2 )、四氫化錫(SnH4 )，如錫合金，例如，錫鎵合金、錫銦合金、錫銦鎵合金、或這些合金的任何組合。目標材料114可包含在上述元素之一者(例如，錫)的塗層之金屬線。如果目標材料是固態的，則其可具有任何適當的形狀，例如，環形、球形或立方形。目標材料114可利用目標材料傳送系統125被傳送進入容室130內部以及至目標位置105。目標位置105同時也被稱為照射位置，其中目標材料114利用放大光束110照射以產生電漿。
於一些實作例中，雷射系統115可包含一個或多個光學放大器、雷射及/或照射燈，其用以提供一個或多個主要脈波，並且，於一些情況中，一個或多個前脈波。各光學放大器包含一增益媒體，該媒體可光學地以高增益、一激勵源以及內部光學方式放大所需的波長。光學放大器可以具有或不具有雷射鏡片或形成雷射腔室之其他回授裝置。因此，即使沒有雷射腔室，雷射系統115亦可由於在雷射放大器之增益媒體中的居量反轉而產生放大光束110。此外，如果有一雷射腔室以提供足夠的回授至雷射系統115，則雷射系統115可產生與雷射光束同調之放大光束110。名詞“放大光束”包含一個或多個：來自雷射系統115之光線，該光線僅被放大但不必定地是與雷射震盪同調，以及來自雷射系統115之光線，該光線被放大並且同時也是與雷射震盪同調。
於雷射系統115中之光學放大器可包含作為一增益媒體的一充填氣體，其包含二氧化碳並且可將大約在9100以及大約在11000奈米之間的光波長放大，並且尤其是，在大約10600奈米附近，有大於或等於1000的放大增益。供雷射系統115中使用之適當的放大器以及雷射可包含一脈衝雷射裝置，例如，一產生大約9300奈米或大約10600奈米之放射線的脈衝氣體放電二氧化碳雷射裝置，例如，利用直流電或射頻激勵，以相對高功率操作，例如，10千瓦或較高者以及高脈波重覆率，例如，50千赫或更多者。在雷射系統115中之光學放大器同時也可包含一冷卻系統，例如，水，其可當以較高功率操作雷射系統115時被使用。
參看至第2A圖，於一特定實作例中，雷射系統115具有一主震盪器/功率放大器(MOPA)組態，其具有多數個放大級並且具有藉由一Q-切換主震盪器(MO)200被啟動的一種子脈波，例如，可以100千赫之低能量以及高重覆率操作。自MO200，雷射脈波可被放大，例如，使用射頻泵浦方式、快速軸向湧流方式、二氧化碳放大器202、204、206以產生沿著射束路線212行進之放大光束210。
雖然三個光學放大器202、204、206被展示，其是可低至一個放大器以及亦多於三個放大器使用於這實作例中。於一些實作例中，二氧化碳放大器202、204、206各可以是具有藉由內部鏡片交疊之10米放大器長度的射頻泵浦軸向湧流二氧化碳雷射立方體。
另外地，且參考至第2B圖，驅動雷射系統115可被組態如一所謂的“自我目標式”雷射系統，於其中目標材料114被作為光學腔室之一鏡片。於一些“自我目標式”配置中，可以不需要一主震盪器。雷射系統115包含一系列之放大器容室250、252、254，其沿著射束路線262連串地被配置，各容室具有其自己之增益媒體以及激勵源，例如，泵送電極。各放大器容室250、252、254，可以是一射頻泵浦式、快速軸向湧流式、二氧化碳放大器容室，其可具有，例如，供放大，例如，10600奈米波長λ的光之1000-10000，的組合一通過增益。各放大器容室250、252、254可被設計而不需雷射腔室(共振器)鏡片，因而當單獨地被建立時，它們可以不用包含經由增益媒體多於一次地傳送放大光束所需的光學構件。然而，如上所述，一雷射腔室可如下所述地被形成。
於這實作例中，一雷射腔室可藉由添加一背面部份反射光學儀器264至雷射系統115，並且置放目標材料114在目標位置105上而被形成。光學儀器264可以是，例如，一平面鏡、一曲面鏡、一相位共軛鏡片，或一角落反射器，其具有對於大約10600奈米波長(如果二氧化碳放大器容室被使用，則是放大光束110的波長)之大約95%的反射性。
目標材料114以及該背面部份反射光學儀器264作用以將一些放大光束110反射而返回進入雷射系統115以形成雷射腔室。因此，存在於目標位置105之目標材料114提供充分地回授以導致雷射系統115產生同調雷射震盪，並且於此情況中，放大光束110可被考慮作為一雷射光束。當目標材料114不出現在目標位置105時，雷射系統115仍然可被泵動以產生放大光束110，但是其將不產生同調雷射震盪，除非在光源100內之一些其他構件提供充分的回授。尤其是，在放大光束110與目標材料114相交時，目標材料114可沿著射束路線262反射光線，配合於光學儀器264以建立經過放大器容室250、252、254的一光學腔室。該配置被組態，因而當在各容室250、252、254內之增益媒體被激勵以在容室130之內產生供照射目標材料114之雷射光束、產生一電漿、並且產生一EUV光放射時，則目標材料114之反射性是足以導致光學增益超出腔室中之光學損失(由於光學儀器264以及小滴所形成者)。由於這配置，光學儀器264，放大器250、252、254，以及目標材料114組合以形成所謂的“自我目標式”雷射系統，於其中目標材料114被作為光學腔室之一鏡片(所謂的電漿鏡片或機械式q-開關)。自我目標式雷射系統被揭示在建檔於2006年10月13日之美國專利申請案第11/580414號中，其標題為，用於EUV光源之驅動雷射傳送系統，代理人編號為2006-0025-01，其整體內容將配合此處作為參考。
依據該專利申請案，其他型式之放大器或雷射同時也可以是適用的，例如，以高功率以及高脈波重覆率操作之氟準分子或分子雷射。其範例包含一固態雷射，例如，具有一纖維質料或碟狀之增益媒體，MOPA組態之準分子雷射系統，例如，展示於美國專利申請案第6625191號；第6549551號案；以及第6567450號案；一準分子雷射具有一個或多個容室，例如，一震盪器容室以及一個或多個放大容室(具有平行或串列連接之放大容室)；一主震盪器/功率震盪器(MOPO)配置；一功率震盪器/功率放大器(POPA)配置；或起源一個或多個氟準分子或分子放大器或震盪器容室之固態雷射，可以是適當的。其他的設計亦是可能的。
在照射位置，利用聚焦組件122適當地被聚焦之放大光束110，被使用以產生依據目標材料114成份而具有某些特徵之電漿。這些特徵可包含利用電漿所產生的EUV光波長以及自電漿被釋放之微粒型式及數量。
光源100包含一聚光器鏡片135，鏡片135具有一孔口140以允許放大光束110通過並且抵達目標位置105。聚光器鏡片135可以是，例如，一橢面鏡片，而具有在目標位置105之一第一焦點以及在一中間位置145之一第二焦點(同時也被稱為一中間焦點)，其中EUV光可自光源100被輸出並且可被輸入至，例如，一積體電路平版印刷術工具(未被展示於圖式中)。光源100同時也可包含一開放式，中空的圓錐形套管150(例如，氣體圓錐筒)，其自聚光器鏡片135朝向目標位置105而成錐形縮小以減低進入聚光組件122及/或射束輸送系統120之電漿所產生的微粒數量，而允許放大光束110抵達目標位置105。針對這目的，一氣體流可被提供於被引導朝向目標位置105之套管中。
光源100同時也可包含一主控制器155，該控制器連接到一小滴位置檢測回授系統156、一雷射控制系統157以及一射束控制系統158。主控制器155可以是包含軟體以及記憶體的一般用途之電腦，包含指令之軟體導致一個或多個輸出裝置連接到控制器155以進行某些功能。
光源100可包含一個或多個目標或小滴成像器160，該成像器提供指示小滴位置(例如，相對於目標位置105)之一輸出，並且提供這輸出至小滴位置檢測回授系統156，其可，例如，計算小滴位置以及軌道，因而一小滴位置誤差可依據逐滴基礎或平均值自其被計算出。小滴位置檢測回授系統156因此提供小滴位置誤差作為至主控制器155之輸入。主控制器155因此可提供雷射位置、方向以及時序更正信號，例如，至雷射控制系統157，其可被使用，例如，以控制雷射時序電路及/或提供至射束控制系統158，以控制放大光束位置以及射束輸送系統120形式，以改變容室130內之射束聚焦點的位置及/或焦點功率。
目標材料傳送系統125包含一目標材料傳送控制系統126，其是可回應來自主控制器155之信號而操作的，例如，以當小滴藉由一傳送機構127被釋放時，則修改小滴之釋出點以更正到達所需的目標位置105之小滴的誤差。
另外地，光源100可包含一光源檢測器165，該檢測器測量一個或多個EUV光參數，包含，但是不受限定於，脈波能量、波長函數之能量分配、一特定波長頻帶內之能量、一特定波長頻帶外之能量以及EUV強度及/或平均功率之角度分佈。光源檢測器165產生供主控制器155使用之一回授信號。該回授信號可以是，例如，時序以及雷射脈波焦點參數中之誤差指示，以適當地在正確位置以及時間截取小滴以達成有效以及高效能之EUV光產生。
光源100同時也包含一導引雷射175，其可被使用以調準光源100不同部份或協助操縱放大光束110至目標位置105。導引雷射175產生具有一導引波長之一導引雷射光束，該導引波長是不同於雷射系統115之操作波長並且是在雷射系統115、射束光束輸送系統120以及聚焦組件122內之光學構件的波長範圍之內。此外，導引雷射175之導引雷射光束應具有充分的功率以通過光學構件，其需要被調準而具有比放大光束110相對較低的功率。如果導引波長是遠離雷射系統115之操作波長並且在光學構件的波長範圍之外，則導引雷射175是可能以較大之功率被操作，雖然其可能不是最適合於以這方式操作導引雷射175，因為當導引波長被驅動發生在光學構件波長範圍之外時，所需的功率數量是隨效率之下降而非線性地增加(例如，以指數方式)。導引雷射175可操作而同時雷射系統115卻不產生放大光束110。
導引雷射175可被使用以調準雷射系統115內之構件，例如，調準雷射系統115之一光學放大器與另一光學放大器。於這實作例中，導引雷射175可被使用以在光源100啟始設定期間以及容室130中的EUV產生之前調準構件。容室130中之EUV產生不只是需要放大光束110被產生，同時也需要放大光束110被引導至目標位置105，並且照射在目標材料114上，以轉換目標材料成為在EUV範圍之內放射的電漿。另外地，於這實作例中，導引雷射175同時也可被使用以調準射束傳送系統內之構件，以操縱放大光束110經由射束傳送系統並且至目標位置105。因此，於這實作例中，導引雷射175可被使用以在雷射系統115之增益媒體被反轉但是不產生同調雷射震盪時(於此情況中，其沒有雷射腔室)或在容室130中之EUV產生期間(於其情況中，有一雷射腔室，並且雷射系統是產生同調雷射震盪)，調準該等構件以及放大光束110。當增益媒體被反轉以補償可能發生在被反轉的增益媒體內，而不出現在非反轉之增益媒體中之透鏡作用時，調準發生。
導引雷射175可被使用於一第二實作例中，以調準射束傳送系統內之光學構件並且操縱放大光束110朝向目標位置105。於這實作例中，當雷射系統115之增益媒體被反轉但不是在同調雷射震盪之產生期間或在容室130中的EUV產生期間，導引雷射175可被使用以調準光學構件以及放大光束110，於其情況中，將有一雷射腔室以及雷射系統是產生同調雷射震盪。
相關於導引雷射175，光源100包含度量系統124，該度量系統被置放在聚焦組件122之內以自導引雷射175以及放大光束110取樣一部份的光。於其他實作例中，度量系統124被置於射束輸送系統120之內。
一導引雷射175可被選擇符合上面討論對於雷射系統115之準則，其包含在光學放大器中之一增益媒體之包含二氧化碳的一充填氣體，並且可放大在大約9100以及大約11500奈米間之波長的光，並且，尤其是，在大約11150奈米。此二氧化碳雷射可購買自華盛頓州馬基奧(Mukilteo，WA)之新瑞(Synrad)公司。
於第一實作例中，導引雷射175是依據於量子串接技術之廣泛可調的中紅外線(mid-IR)外部腔室雷射。此雷射可被調諧至大約在8100奈米之波長，例如，其是充分地接近於二氧化碳放大器之操作波長，並且是在可被使用於建構二氧化碳放大器之光學構件的波長範圍之內。此量子串接雷射可購自加利福尼亞州波韋市之Daylight Solutions公司(Daylight Solutions of Poway,California)。
於第二實作例中，導引雷射175是一可調的二氧化碳雷射，其可以是光柵調諧或無光柵調諧，具有一可選擇的波長範圍，該波長範圍可以是不同於被使用於雷射系統115中之二氧化碳光學放大器，該可調諧二氧化碳雷射是在腔室中之選擇特殊光學及/或二氧化碳同位素氣體充填。此雷射可購自華盛頓州馬里斯維爾(Marysville，WA)之Access雷射公司(Access Laser Company of Marysville,WA)。例如，如果導引雷射175是使用二氧化碳同位素作為增益媒體之二氧化碳雷射，則導引波長可被選擇大約為11150奈米，或在9000以及11500奈米之間的任何波長。
度量系統124可包含一光學元件，該元件取樣或改向一子集或部份的放大光束110以及導引雷射光束，此光學元件可由禁受得起導引雷射光束以及放大光束110功率之任何材料所製成。因為放大光束110以及導引雷射光束之波長是彼此不同的，它們可使用被置放在聚焦組件122內之二向色光學裝置(例如，二向色鏡或二向色濾波器)而被分離，以自導引雷射175之一診斷部份而分離出放大光束110之一診斷部份，並且提供用於分離分析。光束分析系統由度量系統124以及主控制器155所形成，由於主控制器155分析來自導引雷射175的取樣光，並且使用這資訊以經由射束控制系統158調整在聚焦組件122內之構件。
因此，概要地，光源100產生一放大光束110，該放大光束110被引導至目標位置105之目標材料以轉換該目標材料成為在EUV範圍中放射光之電漿。放大光束110依據雷射系統115之設計以及性質所決定的特定波長而操作，將如下面更詳細之討論。另外地，當目標材料提供充分的回授而返回進入雷射系統115以產生同調雷射光，或如果驅動雷射系統115包含適當的光學回授以形成一雷射腔室時，則放大光束110可以是雷射光束。
如上面之討論，驅動雷射系統115包含一個或多個光學放大器以及許多光學構件(例如，大約20至50個鏡片)，射束輸送系統120以及聚焦組件122包含許多光學構件，例如，鏡片、透鏡以及稜鏡。所有這些光學構件具有包含放大光束110波長之波長範圍，以允許放大光束110有效的形成以及至目標位置105之放大光束110的輸出。另外地，一個或多個光學構件可在基片上具有多層介電質反射干擾塗層而被形成。
參看至第3圖，一範例之射束傳送系統300被定位在驅動雷射系統305以及目標位置310之間，該射束傳送系統包含射束輸送系統315以及聚焦組件320。射束輸送系統315接收藉由驅動雷射系統305所產生之放大光束325，改向並且擴展放大光束325，並且接著引導該擴展、改向的放大光束325朝向聚焦組件320。聚焦組件320將放大光束325聚焦至目標位置310。
射束輸送系統315包含光學構件，例如，改向放大光束325之鏡片330、332以及其他射束引導光學構件334。鏡片330、332以及射束引導光學構件334可由適用於反射放大光束325之任何基片以及塗層所製成。因此，它們可由基片以及塗層所製成，該等基片以及塗層被選擇以反射放大光束325之波長的多數光線。於一些實作例中，一個或多個鏡片330、332以及射束引導光學構件334是由高度反射性塗層所製成，例如，藉由美國賓夕法尼亞州之薩克森堡(Saxonburg，PA)的II-VI族紅外線所生產在無氧高傳導性(OFHC)銅基片上之最大金屬反射器(MMR)塗層。可被使用之其他塗層包含金以及銀，並且可被施加塗層之其他的基片，包含矽、鉬以及鋁，亦可被使用。一個或多個鏡片330、332以及射束引導光學構件334可以是水冷卻，例如，藉由流動水或一些其他適當的冷卻劑經由它們的基片。
射束輸送系統315同時也包含一射束擴展系統340，該系統340擴展放大光束325，以至於自射束擴展系統340離去之放大光束325的橫向尺度是較大於進入射束擴展系統340之放大光束325的橫向尺度。射束擴展系統340可包含一曲面鏡，該曲面鏡具有一橢圓拋物面之離軸片段的反射表面(此一面鏡同時也被稱為一離軸拋物面鏡)。射束擴展系統340可包含其他光學構件，該等光學構件被選擇以使放大光束325改向並且擴展或對準。對於射束擴展系統340的各種設計將在下面之申請專利案中被說明，該專利案標題為“用於極端紫外光源射束輸送系統”，其具有代理編號002-018001/2009-0029-01，並且與本申請專利案同時地被建檔，其整體內容將配合此處作為參考。
如於第3圖之展示，聚焦組件320包含一鏡片350以及含一聚光透鏡355之聚焦元件，該聚光透鏡被組態並且被配置，以將自鏡片350所反射的放大光束325聚焦至目標位置310。鏡片350可被稱為一透鏡前鏡片並且可由一基片所製成，該基片具有在放大光束325之波長高度地反射的一塗層。例如，鏡片350可具有美國賓夕法尼亞州之薩克森堡(Saxonburg，PA)的II-VI族紅外線所生產在無氧高傳導性(OFHC)銅基片上之最大金屬反射器(MMR)塗層。其他可供使用於鏡片350之塗層包含金以及銀，並且可施加塗層之其他的基片包含矽、鉬以及鋁。透鏡355由可在放大光束325之波長傳送的材料所製成。
聚焦組件320同時也可包含一度量系統360，該系統360捕捉自透鏡355反射的光線365。光線365包含放大光束325之至少一診斷部份以及來自導引雷射175的光線之一診斷部份。這被捕捉的光可被使用以分析放大光束325以及來自導引雷射175的光線之性質，例如，用以決定放大光束325之位置並且監視放大光束325之焦距的改變。明確地說，被捕捉的光可被使用以提供關於透鏡355上之放大光束325之位置的資訊，並且監視由於透鏡355溫度(例如，加熱)之改變所引起透鏡355之焦距的改變。
自透鏡355反射之光365被聚光至與鏡片350之一開孔重疊的一焦點，如將在下面更詳細之討論。以此方式，鏡片350開孔提供光線365抵達度量系統360之一路線，並且同時也防止光線365再進入射束輸送系統315，以防止或減低在射束傳送系統300內之自激射。
度量系統360包含一聚光系統362，該聚光系統362被組態以聚集光365，而使放大光束診斷部份與導引雷射光束部份分離，並且引導分離的診斷部份366朝向光學感知器364。度量系統360之聚光系統362包含一光學構件，例如，二向色光學裝置(例如，二向色鏡或二向色反射器)，該二向色光學裝置分離光線365使成為診斷放大光束以及診斷導引雷射光束，以允許這些光束各者之分別分析。二向色光學裝置被組態以依據該等部份之各波長，藉由實質上傳送所有該等部份之一者以及實質上反射所有該等部份之另一者而分離診斷部份。在下面展示的實作例中，二向色光學裝置以放大光束325之波長(例如，大約在10600奈米)反射光，並且以藉由導引雷射175所產生的光之波長(例如，大約在11150奈米)而傳送光線。
光學感知器364捕捉聚光系統362內之分離的診斷部份366之影像，並且輸出被引導朝向分析模組395之一影像信號。分析模組395包含軟體，該等軟體同時在藉由光學感知器364所捕捉的影像上進行分析以決定尺度以及形心座標。分析模組395可以是一獨立裝置，其連接至主控制器155或其可被整合在主控制器155之內。於一些實作例中，分析模組395是國家儀器公司之PXI機箱(National Instruments PXI Box)。
分析模組395及/或控制器155連接到結合於射束傳送系統300內之一構件(例如，連接到鏡片350及/或鏡片355)的至少一個執行機構385、390，以依據尺度和形心座標數值而修改射束傳送系統300之至少一構件(例如，透鏡355及/或一個或多個可移動之鏡片350)的位置或角度，因而增加放大光束325與在目標位置105之目標材料114的重疊部份，並且因此增加EUV產生數量。度量系統360也包含其他的光學構件，例如，濾波器、透鏡、射束分離器、以及鏡片以便光線抵達檢測器364前以其他方式修改。
通常，聚光透鏡355可以是一非球面透鏡，以減低可因球面透鏡而發生的球形異常以及其他光學異常。聚光透鏡355可被裝設如在容室壁面上之窗口，可被裝設在容室內部，或可被裝設在容室外部。透鏡355可以是可移動的並且因此其可被裝設在一個或多個致動器上，以在系統操作期間提供主動聚焦控制之機構。以此方式，透鏡355可被移動以更有效地聚集放大光束325並且引導光束325至目標位置以增加或最大化EUV產生數量。透鏡355之偏移數量以及方向可依據度量系統360所提供的回授被決定，如將在下面之說明。
聚光透鏡355具有一直徑，其是大的足以捕捉大多數的放大光束325，而仍提供充分的曲率以將放大光束325聚焦至目標位置。於一些實作例中，聚光透鏡355可具有至少0.25之一數值孔徑。於一些實作例中，聚光透鏡355是由硒化鋅(ZnSe)所製成，其是可被使用於紅外線應用之材料。硒化鋅具有涵蓋0.6至20微米(μm)之傳送範圍，並且可被使用於自高功率放大器所產生的高功率光束。硒化鋅在電磁頻譜之紅色(特別是，紅外線)端部中具有低熱量吸收性。可被使用於聚光透鏡之其他材料包含，但是不受限定於：砷化鎵(GaAs)以及鑽石。此外，聚光透鏡片355可包含一防反射塗層，並且可在放大光束325之波長傳送至少95%的放大光束325。
因此，鏡片330、332、350以及在射束引導光學儀器334內的構件之至少一者，可藉由使用由一致動系統所致動之一可移動架座而可移動，該致動系統包含可利用主控制器155被控制的一馬達，以提供放大光束325之主動指示控制至目標位置310。可移動鏡片以及射束引導光學儀器可被調整，以維持放大光束325在透鏡355上之位置以及放大光束325之焦點在目標材料。
射束傳送系統300同時也可包含一調準雷射370，該調準雷射370在建立期間被使用，以調準射束傳送系統300之一個或多個構件的位置以及角度或方位(例如，鏡片330、332、射束引導光學儀器334、射束擴展系統340內之構件以及透鏡前鏡片350)。調準雷射370可以是一個二極體雷射，其以可見的頻譜操作以協助構件之視覺調準。
射束傳送系統300同時也可包含一檢測裝置375，例如，攝影機，其監視自目標位置310之目標材料114所反射的光線，此光線自驅動雷射系統305之一前表面反射，以形成可在檢測裝置375被檢測的診斷射束380。檢測裝置375可連接到主控制器155。
度量系統360、鏡片350、以及透鏡355之設計比先前的診斷配置提供更小型的設計，因其不需要在放大光束325途徑中使用另外的光學儀器以捕捉用於診斷目的之光365。此外，所有的診斷部份366可藉由單一光學感知器364被捕捉以減低分析所需的構件數量。如上所述，二向色光學裝置被組態以依據該等部份各者之波長，藉由實質上傳送所有該等部份之一者以及實質上反射所有該等部份之另一者而分離診斷部份。其因此可能使診斷光線分離，而不必使用繞射光柵，並且由於使用二向色光學裝置，因此而改進診斷部份之穩定性並且減低在診斷部份內之失真。
同時，透鏡355之性質也由透鏡355製造商被設定，以確保儘可能有更多之放大光束325被傳送至目標位置310，而同時有充分供度量系統360所用之光365在透鏡355被反射回來。
參看至第4圖，範例度量系統460接收用於診斷目的之自透鏡355反射的光365，並且被聚焦在鏡片350之一開孔348上，以便通過開孔348並且進入度量系統460。
同時也參看至第5A-D圖，鏡片350可被設計而具有一第一扁平表面500，其中放大光束325照射在該扁平表面500上並且被反射而朝向透鏡355；以及一第二表面505，其相對於該第一表面500並且面向度量系統460。鏡片350包含一通過開孔548，該開孔與第一表面500以及第二表面505相交，該開孔548具有大致圓錐形狀，其自第二表面505之較大的截面部份區域逐漸往第一表面500之較小的截面部份區域變小。
鏡片350可由無氧高導電性(OFHC)銅所製成，並且第一表面500可具有一最大金屬反射器(MMR)塗層中，例如，由美國賓夕法尼亞州之撒克森堡(Saxonburg，PA)之II-VI紅外線所產生。鏡片350具有一明淨之孔口515，該孔口是大的足以朝向透鏡355反射整個放大光束325。
再次參看至第4圖，度量系統460包含一準直或聚光透鏡405以及一平面光學或窗口410。準直透鏡405可以是由硒化鋅(ZnSe)所製成的扁平凸透鏡。平面光學410藉由二個可完全地傳送光365之平面表面被界定。平面光學410可另外地包含阻隔光414之一相對小的中央阻隔區域412，而光414是自目標位置之目標材料被反射，將如下面之討論。
同時也參看至第6圖，度量系統460包含二向色光學裝置415(例如，二向色鏡或二向色濾波器)，該二向色光學裝置415被組態以藉由依據該等部份之各波長而實質上傳送所有該等部份之一者600並且實質上反射所有該等部份之另一者605而使光365之診斷部份分離。於下面討論之實作例中，二向色光學裝置415實質上傳送所有的(亦即，大約較大於99%)導引雷射光束並且實質上反射所有的(亦即，大約較大於99%)放大光束。但是，應注意到，二向色光學裝置415可被組態以實質上傳送(亦即，較大於99%)整個的放大光束並且實質上反射(亦即，較大於99%)整個的導引雷射光束。
如於第7圖之範例圖形700的展示，於一些實作例中，如果放大光束325具有大約為10600奈米之波長，則二向色光學裝置415將被組態而以10600奈米之波長反射較大於99%的光(包含p與s極化成分)(如利用箭號705之指示)。此外，如果導引雷射光束具有大約為11150奈米之波長，則二向色光學裝置415將被組態而以11150奈米波長傳送較大於99%的光(包含p與s極化成分)(如利用箭號710之指示)。
度量系統460同時也可包含濾波器420、425、430，該等濾波器被置放於二向色光學裝置415之下游以提供診斷部份另外的過濾。濾波器420、425可以是另外的二向色光學裝置，其被置放在傳送導引雷射光束部份600之通道中，例如，以反射可能已被傳送經由光學裝置415的放大光束之部份。這些濾波器420、425可被使用以調整被傳送以及被反射部份之相對功率，以在光學感知器364得到有用的信號。此調整是有助於放大光束325顯著地比導引雷射光束具有更多功率的情況中。於此情況中，因為放大光束325是顯著地比導引雷射光束具有更多功率，因而放大光束325可能充分地傳送經由二向色光學裝置415，而使得更不易於精確地量測部份600中之導引雷射光束的性質。濾波器430可以是另外的二向色光學裝置，其被置放於反射的放大光束部份605之通道中，例如，以便阻擋來自部份605之非所需的光。另外地，濾波器430可在其後表面上被提供一防反射塗層，以阻擋雷射系統115可能在其操作中之另一非所需波長之光(例如，大約為10200奈米之波長)。此外，濾波器420、425、430可具有相對於射束路線之一角度，因而反射被引導而離開射束途徑。相同於二向色光學裝置415，濾波器420、425、430可由硒化鋅(ZnSe)所製成。
度量系統460同時也包含沿著診斷部份600、605分別的途徑被置放的部份反射器435、440，以分割診斷部份600、605之各射束成為二射束，該兩者皆被引導至光學感知器364。以此方式，四個射束470、475、480、485被傳送至光學感知器364，而可使用這四射束以計算下列四個未知數：診斷放大光束之形心、診斷導引雷射光束之形心、診斷放大光束之尺度以及診斷導引雷射光束之尺度。四個射束470、475、480、485被引導，以至於當它們撞擊光學感知器之光敏感表面時，它們將空間地彼此分離(例如，四個射束藉由暗的區域彼此分離)，以允許進行對於各射束之分離分析而決定各射束之尺度及形心。
部份反射器440可被組態以反射大約70%之放大光束部份605，並且傳送大約30%之放大光束部份605。部份反射器435可被組態以反射大約30%之導引雷射光束部份600並且傳送大約70%之導引雷射光束部份600。該等部份反射器435、440各可由硒化鋅，或任何其他相關波長之適當材料所製成。另外或一些射束分離裝置可依據分析模組395及/或控制器155將決定多少未知數而被使用。
此外，當部份反射器435、440被使用於分割分別之射束時，其他部份反射器445、450、455、465可被塞進入通道，以提供如所需要之另外的過濾。度量系統460可包含其他構件，例如，用以修改光之波前形狀的透鏡以及用以改向及/或修改光之波前形狀的鏡片。透鏡可由硒化鋅所製成並且鏡片可由矽(Si)所製成，但是其他的材料亦是可能的。
光學感知器364可以是具有充分的解析度以解析由診斷部份所形成之影像特點的任何檢測器。例如，光學感知器364可具有至少100000奈米之解析度。於一實作例中，光學感知器364是一焦電性陣列攝影機，其具有包含診斷部份之波長的頻譜範圍。例如，該焦電性陣列攝影機可以是來自美國猶他州洛根市之奧弗-史匹利控公司(Ophir-Spiricon Inc. of Logan,UT)之PyrocamTM III系列攝影機。該焦電性陣列攝影機可包含雷射光束分析軟體，其可被使用於其他性質以及分析能力上。或者，來自焦電性陣列攝影機之輸出可被傳送至分析模組395或至主控制器155以供分析被捕捉之影像。
同時也參看至第8圖，度量系統460被展示具有範例聚焦組件820，該聚焦組件820包含鏡片350以及聚光透鏡855，該聚光透鏡855被組態並且被配置，以將自鏡片350所反射之放大光束325聚焦至容室830內之目標位置810。於這範例中，聚光透鏡855是一個雙凸面透鏡。透鏡855被置放於容室830之壁面890中，因而透鏡855作用如同保持在容室830內之真空以及容室830之外部潔淨環境之間的一窗口。一波紋管可被置放在真空容室壁面890以及透鏡855之間，以方便透鏡855沿著相對於光束325之一方向的三個方向之一個或多個方向之移動；一軸向或縱向沿著光束325方向延伸並且二個方向則是橫交於軸方向延伸。
度量系統460捕捉自透鏡855反射的光865，光865被傳送而經由鏡片350中央區域內之開孔，如上面所討論。
極端紫外光真空容室830包容極端紫外光聚光器835，該聚光器835被組態以當放大光束325與目標位置810相交並且撞擊目標材料時，則聚集自目標位置810之目標材料所放射的極端紫外光。
同時也參看至第9圖，於另一實作例中，度量系統960相似於度量系統460被設計，以捕捉自範例聚焦組件920之鏡片955所反射的光965。於這實作例中，聚焦組件920包含透鏡前鏡片950，該透鏡前鏡片950被組態以反射被反射的光965而非傳送被反射的光(如鏡片350所做)。鏡片950可被設計而具有一中央區域，其是被設計以反射放大光束325而朝向透鏡955並且反射光965而朝向度量系統960。聚焦組件920同時也包含另外一可移動的鏡片980，鏡片980被置放在透鏡955以及目標位置910之間以使光線自透鏡955改向而朝向目標位置910。
透鏡955可以是扁平凸面非球面透鏡，其具有至少0.25之數值孔徑。於這實作例中，透鏡955被置放在極端紫外光真空容室930內部，雖然其可被置放進入容室930之一壁面內以提供一不透氣式密封。極端紫外光真空容室930包容極端紫外光聚光器935，聚光器935被組態以當放大光束325與目標位置910相交並且撞擊目標材料時，則聚集自目標位置910之目標材料所放射的極端紫外光。
參看至第10圖，於另一實作例中，聚焦組件1020包含鏡片1050以及聚焦元件，該聚焦元件包含一聚光透鏡1055，聚光透鏡1055被組態且被配置，以將自鏡片1050以及自另一中間鏡片1085所反射的放大光束325聚焦至容室1030內之目標位置1010。於這實作例中，聚光透鏡1055是扁平凸面鏡，其被置放於容室1030之壁面1090中，因而透鏡1055作用如同保持在容室1030內之真空以及容室1030之一外部潔淨環境之間的一窗口。一波紋管(未被展示於圖形中)可被置放在真空容室壁面1090以及透鏡1055之間，以方便透鏡1055沿著相對於光束325之一方向的三個方向之一個或多個方向的移動；一軸向沿著光束325方向延伸並且二個方向是橫交於軸方向延伸。聚焦組件1020同時也包含度量系統1060，其捕捉自透鏡1055被反射並且被引導經由鏡片1050內之一中央開孔的光1065。度量系統1060通常操作方式相同於其他度量系統之處在於其包含一個二向色光學裝置1015，該二向色光學裝置使一診斷放大光束與反射光1065之一診斷導引雷射光束分離。
極端紫外光真空容室1030包容極端紫外光聚光器1035，聚光器1035被組態以當放大光束325與目標位置1010相交並且撞擊目標材料時，則聚集自目標位置1010之目標材料所放射的極端紫外光。
再次參看至第3圖，當使用時，自透鏡355反射的光365被引導經由度量系統內之光學構件，其中光365空間地被分割成為照射在光學感知器364上的四個分離的射束。
例如，再次參看至第4圖，自透鏡355反射的光365被聚焦在鏡片350的開孔348內之一聚焦區域，並且光365通過開孔348如一擴展射束地朝向準直鏡片405。準直鏡片405提供充分的分散至光365，因而自透鏡405離去之光365實質上被準直。此外，準直鏡片405提供充分的分散至自目標材料所反射的光414，因而自透鏡405離去之光414被聚光至被平面光學410中央阻隔區域412所阻隔的一聚焦區域。
如另一範例，於第9及10圖中，自透鏡955、1055被反射的光965、1065採用不同的途徑，但是於所有的情況中，光最終將照射在分別的度量系統460、960、1060內之二向色光學裝置415、915、1015上。
在行進經由度量系統內之光學構件之後，四個診斷射束照射在光學感知器364上，於上面所討論之一實作例中，該光學感知器364是焦電性陣列攝影機，其可以是來自奧弗-史匹利控公司(Ophir-Spiricon Inc.)之PyrocamTM III攝影機。藉由光學感知器364所取得的影像被轉換為適用於處理器(例如，分析模組395及/或主控制器155)分析的資料格式，並且於一些實作例中，可以是具有14個有用的位元之I16格式(符號16位元整數)。藉由光學感知器364輸出之影像資料被傳送至分析模組395。
參看至第11圖，分析模組395(或主控制器155，如果分析軟體被實作在控制器155之內)進行計算被捕捉的各影像之尺度以及形心的步驟1100，其中影像被界定如具有一明顯黑色界線圍繞者。初始地，分析模組395接收來自光學感知器364的各組影像資料(步驟1105)，其中各組影像資料代表打擊在光學感知器364上的診斷射束之一者。
接著，分析模組395在影像資料上進行資料轉換以使其成為適用於進一步分析之格式(步驟1110)。資料轉換之步驟可包含將影像之資料轉換成為一陣列格式中之資料。資料轉換步驟同時也可包含進行一位元交換，亦即，以自一資料格式(例如，I16格式)轉換至另一資料格式(例如，U16格式，其是無符號之16-位元整數格式)，而轉換成正的像素數值。資料轉換同時也可包含相加在陣列內之元素以得到一維陣列。例如，Y影像方位中之陣列元素被相加以得到一個一維的Y陣列，以及X影像方位中之陣列元件被相加以得到一個一維的X陣列。另外地，資料轉換同時也可包含一基線校準計算，該基線校準計算使用像素子集(例如，首先的3-10像素)的強度之一平均數值以確定一零基線。此外，資料轉換可包含對於一最大或平均數值之陣列常態化。
在資料轉換(步驟1110)之後，分析模組395藉由，例如，內插陣列資料而建構一函數，其嚴密地適合陣列之資料點或元素(步驟1115)。
接著，分析模組395計算內插影像資料之一射束尺度，以供用於沿著X以及Y各方向之各診斷射束(步驟1120)。射束尺度可在指定的位準被計算，例如，在5%、10%、1/e2 、20%、或50%。對於Pyrocam III所給予的尺度是0.1毫米(mm)/像素，該射束尺度之數值可以毫米方式被回報至控制器155。
分析模組395同時也計算對於各診斷射束之內插影像資料的一形心(其是質量中心)(步驟1125)。形心依據各像素強度以及在各像素之座標被計算。對於Pyrocam III所給予的尺度是0.1毫米/像素，形心數值可以毫米方式被回報至控制器155。
另外地，分析模組395同時也可對於各診斷射束計算影像總強度(步驟1130)，並且也可對於各診斷射束計算影像面積(步驟1135)。影像總強度可藉由在進行陣列相加以及使基線歸零之後所得到資料下之積分而被計算，或其可藉由在步驟1115之後所得到的內插曲線下之積分而被計算。影像面積可在一指定的位準(例如，1/e2 )依據於步驟1120中所計算的X及Y位置之射束尺度被計算。
自分析模組395之輸出(例如，射束尺度以及形心)可被傳送至主控制器155，其使用該輸出以調整射束傳送系統之一個或多個構件。例如，鏡片350之調整依據10600奈米診斷資訊(其是來自放大光束)被完成並且透鏡355之調整依據11150奈米診斷資訊(其是來自導引雷射光束)被完成，而不必使用10600奈米之資訊。鏡片350及/或透鏡355被調整(調適)以最佳化或增加放大光束325與目標材料310之重疊部份。
其他實作例是在下面的申請專利範圍範疇之內。
雖然第1圖展示之檢測器165被定位以直接地接收來自 目標位置105之光線，檢測器165可另外地被定位在中間焦點(即中間位置145)或其下游或一些其他的位置以對光線取樣。
通常，目標材料114之照射同時也可能在目標位置105產生微粒，並且此微粒可能汙染光學元件，包含，但是不限定於聚光鏡135之表面。因此，能夠與目標材料114構成要素反應之氣體狀態蝕刻劑源可被引介進入容室130，以清除已沈積在光學元件表面上的汙染，如美國專利第7491954號案之說明，其整體將配合此處作為參考。例如，於一應用中，目標材料可包含錫，並且蝕刻劑可以是溴化氫、溴、氯氣、氯化氫、氫氣、碳氟化氫，或這些化合物的一些組合。
光源100也可包含一個或多個加熱器170，其啟動及/或增加在沈積之目標材料以及光學元件表面上的蝕刻劑之間的化學反應速率。對於包含鋰之電漿目標材料，加熱器170可被設計以加熱一個或多個光學元件表面至大約400至550℃範圍的溫度，以蒸發表面的鋰，亦即，不必定得使用蝕刻劑。適當的加熱器之型式包含輻射式加熱器、微波加熱器、射頻加熱器、歐姆加熱器，或這些加熱器之組合。加熱器可以是針對一特定光學元件表面，並且因此是指向性的，或其可以是非指向性的並且加熱整個容室130或容室130的主要部份。
100．．．光源
105、310、810、910、1010．．．目標位置
110、210、325．．．放大光束
114．．．目標材料
115、305．．．驅動雷射系統
120、315．．．射束輸送系統
122、320、820、920、1020．．．聚焦組件
124、360、460、960、1060．．．度量系統
125．．．目標材料傳送系統
126．．．目標材料傳送控制系統
127．．．傳送機構
130、930．．．真空容室
135、330、332、350、1050．．．鏡片
140、515．．．孔口
145．．．中間位置
150．．．圓錐形套管
155．．．主控制器
156．．．小滴位置檢測回授系統
157．．．雷射控制系統
158．．．射束控制系統
160．．．小滴成像器
165．．．光源檢測器
170．．．加熱器
175．．．導引雷射
200．．．Q-切換主震盪器(MO)
202、204、206．．．二氧化碳放大器
212、262．．．射束路線
250、252、254．．．放大器容室
264．．．光學儀器
300．．．射束傳送系統
334．．．射束引導光學構件
340．．．射束擴展系統
348、548．．．開孔
355、405、955．．．透鏡
362．．．聚光系統
364．．．光學感知器
365、414、865．．．光線
366、600、605．．．診斷部份
370．．．調準雷射
375．．．檢測裝置
380．．．診斷射束
385、390．．．執行機構
395．．．分析模組
410．．．窗口
412．．．中央阻隔區域
415、915、1015．．．二向色光學裝置
420、425、430．．．濾波器
435、440、445、450、455、465．．．反射器
470、475、480、485．．．射束
500．．．第一表面
505．．．第二表面
700．．．反射率相對波長之圖
705、965．．．反射光
710．．．傳送光
830、1030．．．容室
835．．．聚光器
855．．．聚光透鏡
890．．．容室壁面
935．．．極端紫外光聚光器
950．．．透鏡前鏡片
980．．．可移動鏡
1035．．．極端紫外光聚光器
1055．．．聚光透鏡
1065．．．反射之光線
1085．．．中間鏡片
1090．．．壁面
1100-1135．．．分析模組進行計算被捕捉影像之尺度及形心步驟
第1圖是雷射產生電漿極端紫外光源之方塊圖；第2A圖是可在第1圖光源中被使用之驅動雷射系統範例的方塊圖；第2B圖是可在第1圖光源中被使用之驅動雷射系統範例的方塊圖；
第3圖是置放在第1圖光源的一驅動雷射系統以及一目標位置間之射束傳送系統範例的方塊圖；
第4圖是可被使用於第3圖之射束傳送系統中的度量系統範例之方塊圖；
第5A圖是被使用於第3圖之射束傳送系統的聚焦組件中之鏡片範例的透視圖；
第5B圖是第5A圖之鏡片的頂部平面圖；
第5C圖是第5A圖之鏡片的底部平面圖；
第5D圖是沿著第5C圖之線段5D-5D所採取的側部橫截面圖；
第6圖是可被使用於第3圖度量系統中之二向色光學裝置的圖形；
第7圖是照射在第6圖之二向色光學裝置上的S極化光以及P極化光之反射率相對於波長之圖形；
第8圖是包含第4圖度量系統之聚焦組件範例的方塊圖；
第9圖是包含第4圖度量系統之聚焦組件範例的方塊圖；
第10圖是包含第4圖度量系統之聚焦組件範例的方塊圖；以及
第11圖是聚焦組件所進行之步驟流程圖。
300．．．射束傳送系統
305．．．驅動雷射系統
310．．．目標位置
315．．．射束輸送系統
320．．．聚焦組件
325．．．放大光束
330、332．．．鏡片
334．．．射束引導光學構件
340．．．射束擴展系統
348．．．開孔
350．．．透鏡前鏡片
355．．．聚光透鏡
360．．．度量系統
362．．．聚光系統
364．．．光學感知器
365．．．光線
366．．．診斷部份
370．．．調準雷射
375．．．檢測裝置
380．．．診斷射束
385、390．．．執行機構
395．．．分析模組

Claims (31)

  1. 一種極端紫外光系統，其包含：一驅動雷射系統，其產生一放大光束；一目標材料傳送系統，其被組態以在一容室內所界定的一真空空間內之一目標位置產生一目標材料，其中該真空容室包容一極端紫外光聚光器，該聚光器被組態以當放大光束與該目標位置相交並且撞擊該目標材料時，則聚集自該目標材料所放射之極端紫外光；一射束傳送系統，其包含一組光學構件並且被組態以接收自該驅動雷射系統所放射之放大光束並且引導該放大光束朝向該目標位置；一度量系統，其包含：一聚光系統，其被組態以聚集未抵達該目標位置之該放大光束的至少一診斷部份以及未抵達該目標位置之一導引雷射光束的至少一診斷部份，該聚光系統包含一個二向色光學裝置，該二向色光學裝置被組態以藉由實質上傳送所有該等部份之一者並且實質上反射所有該等部份之其他者而分離該等診斷部份，該等至少二診斷部份具有不同之波長；以及一光學感知器，其捕捉藉由該二向色光學裝置所分離之該等至少二診斷部份；以及一控制器，其連接到該光學感知器以及在該射束傳送系統內之至少一構件以依據該光學感知器之一輸出 而修改該至少一構件之位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該射束傳送系統包含：一射束擴展系統，其擴展該放大光束之尺寸；以及一聚焦元件，其被組態並且被配置以將該放大光束聚焦在該目標位置。
  3. 如申請專利範圍第2項之系統，其中該聚焦元件包含一非球面聚光透鏡。
  4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該聚光透鏡是由硒化鋅所製成。
  5. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該聚光透鏡形成該真空容室之一抗壓窗口以使在該真空容室內之真空與該真空容室之一外部環境分離。
  6. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該射束傳送系統包含機械式耦合至該聚光透鏡之一致動系統，其中該致動系統組配來接收來自該控制器之一控制信號並且移動該聚光透鏡以依據該控制信號而調整該放大光束之一焦點。
  7. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該聚光系統被組態以聚集藉由該聚光透鏡之一表面所反射的放大光束。
  8. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該射束傳送系統包含一透鏡前鏡片，該透鏡前鏡片重新引導來自該射束擴展系統之放大光束朝向該聚光透鏡。
  9. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該射束傳送系統包含機械式耦合至該透鏡前鏡片之一致動系統，其中該致 動系統被組態以接收來自該控制器之一控制信號並且移動該透鏡前鏡片以依據該控制信號而調整該放大光束之一焦點。
  10. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該控制器被組態以提供一輸出信號至耦合於該至少一構件之一致動系統，以修改該至少一構件之位置以增加在該放大光束以及在該目標位置的目標材料之間的重疊部份，因而增加在該容室內之極端紫外光的產生。
  11. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步地包含一產生導引雷射光束之導引雷射；其中：該放大光束是在一第一不同波長並且該導引雷射光束是在一第二不同波長；並且該二向色光學裝置被組態以藉由實質上反射所有放大光束診斷部份以及實質上傳送所有導引雷射光束診斷部份，而使該放大光束診斷部份與該導引雷射光束診斷部份分離。
  12. 一種用以產生極端紫外光之方法，該方法包含下列步驟：在藉由一容室所界定的一真空內之一目標位置產生一目標材料；供應泵能量至一驅動雷射系統中之至少一光學放大器的一增益媒體以產生一放大光束；調整該放大光束之一個或多個性質並且引導該放大光束經由一組光學構件而至該目標位置； 引導一導引雷射光束至該目標位置；聚集未抵達該目標位置之該放大光束之至少一部份以及未抵達該目標位置之該引導雷射光束之至少一部份；並且藉由引導該聚集的放大光束部份以及該聚集的導引雷射光束部份至一個二向色光學裝置，而分離該聚集的放大光束部份與該聚集的導引雷射光束部份，以至於該等聚集部份之一者被傳送經過該二向色光學裝置並且該等聚集部份之另一者自該二向色光學裝置被反射。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其進一步地包含引導該等分離部份至一輸出該等分離部份的影像資料之光學感知器。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其進一步地包含引導該等分離部份之各者的影像資料至一分析模組，其中該分析模組被組配來進行一個或多個下列步驟：決定對於各該等分離部份之影像資料的一射束尺度；以及決定對於各該等分離部份之影像資料的一形心。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其進一步地包含依據一個或多個決定的射束尺度以及決定的形心而調整該光學構件組之一個或多個構件的位置。
  16. 如申請專利範圍第12項之方法，其中引導該放大光束經由一組光學構件之步驟包含下列步驟：自一鏡面反射該放大光束；以及 引導該反射的放大光束經過一聚焦元件，該聚焦元件捕捉該放大光束並且將該放大光束聚焦於該目標位置上。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中聚集該等部份之步驟包含：聚集自該聚光透鏡被反射並且經由在該鏡片內之一開孔而返回之部份。
  18. 一種極端紫外光光系統，其包含：一驅動雷射系統，其產生一放大光束；一目標材料傳送系統，其被組態以在一容室內所界定的一真空空間內之一目標位置產生一目標材料，其中該真空容室包容一極端紫外光聚光器，該聚光器被組態以當放大光束與該目標位置相交並且撞擊該目標材料時，則聚集自該目標材料所放射之極端紫外光；一射束傳送系統，其被組態以接收自該驅動雷射系統所放射之放大光束並且引導該放大光束朝向該目標位置，其中該射束傳送系統包含一組光學構件，該組光學構件包含一聚光透鏡，該聚光透鏡被組態並且被配置以將該放大光束聚焦在該目標位置上；以及一度量系統，其包含一聚光系統，該聚光系統被組態以聚集自該聚光透鏡反射之該放大光束的一部份以及自該聚光透鏡反射之一導引雷射光束的一部份，該聚光系統包含一個二向色光學裝置，該二向色光學裝置被組態以藉由傳送該等部份之一第一部份以及反射該等部份之一第二部份而使該等部份分離。
  19. 如申請專利範圍第18項之系統，其進一步地包含： 一光學感知器，其捕捉藉由該二向色光學裝置所分離之該等部份；以及一控制器，其連接到該光學感知器以及在該射束傳送系統內之至少一構件以依據該光學感知器之一輸出而修改該至少一構件之位置。
  20. 如申請專利範圍第19項之系統，其中該控制器被組態以提供一輸出信號至耦合於該射束傳送系統之至少一構件之一致動系統，以修改該至少一構件之位置以增加在該放大光束以及在該目標位置的目標材料之間的重疊部份，因而增加在該容室內之極端紫外光的產生。
  21. 如申請專利範圍第18項之系統，其進一步地包含機械式耦合至該聚光透鏡之一致動系統，其中該致動系統被組態以接收來自該控制器之一控制信號並且移動該聚光透鏡以依據該控制信號而調整該放大光束之一焦點。
  22. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該射束傳送系統包含一透鏡前鏡片，該透鏡前鏡片重新引導來自該射束擴展系統之放大光束朝向該聚光透鏡；其中自該聚光鏡片反射的該放大光束部份以及該導引雷射光束部份在抵達該二向色光學裝置之前被引導經過在該透鏡前鏡片內之一開孔。
  23. 如申請專利範圍第22項之系統，其中該射束傳送系統包含機械式耦合至該透鏡前鏡片之一致動系統，其中該致動系統被組態以接收來自該控制器之一控制信號並且移動該透鏡前鏡片以依據該控制信號而調整該放大光束之一焦點。
  24. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該射束傳送系統包含一射束擴展系統，該射束擴展系統擴展該放大光束之尺寸；並且該聚光透鏡被組態並且被配置以自該射束擴展系統接收該擴展放大光束。
  25. 如申請專利範圍第18項之系統，其進一步地包含一產生導引雷射光束之導引雷射；其中：該放大光束是在一第一不同波長並且該導引雷射光束是在一第二不同波長；並且該二向色光學裝置被組態以藉由實質上反射所有放大光束診斷部份以及實質上傳送所有引導雷射光束診斷部份，而使該放大光束部份與該導引雷射光束部份分離。
  26. 一種用以產生極端紫外光之方法，該方法包含下列步驟：在藉由一容室所界定的一真空內之一目標位置產生一目標材料；供應泵能量至一驅動雷射系統中之至少一光學放大器的一增益媒體以產生一放大光束；藉由引導該放大光束經過一組光學構件而調整該放大光束之一個或多個性質，該引導步驟包含引導該放大光束經過一聚光透鏡，該聚光透鏡被組配並且被配置來將該放大光束聚焦在該目標位置上；引導一導引雷射光束至該目標位置；聚集自該聚光透鏡之一表面所反射之該放大光束 之至少一部份以及該導引雷射光束之至少一部份；並且藉由引導該聚集的放大光束部份以及該聚集的導引雷射光束部份至一個二向色光學裝置，而分離該聚集的放大光束部份與該聚集的導引雷射光束部份，以至於該等聚集部份之一者被傳送經過該二向色光學裝置並且該等聚集部份之另一者自該二向色光學裝置被反射。
  27. 如申請專利範圍第26項之方法，其進一步地包含引導該等分離部份至一輸出該等分離部份的影像資料之光學感知器。
  28. 如申請專利範圍第27項之方法，其進一步地包含引導各該等分離部份之各者的影像資料至一分析模組，其中該分析模組被組配來進行一個或多個下列步驟：決定對於各該等分離部份之影像資料的一射束尺度；以及決定對於各該等分離部份之影像資料的一形心。
  29. 如申請專利範圍第28項之方法，其進一步地包含依據一個或多個所決定的射束尺度以及所決定的形心而調整該光學構件組之一個或多個構件的位置。
  30. 如申請專利範圍第26項之方法，其中引導該放大光束經過一組光學構件之步驟包含在引導該放大光束經過該聚光透鏡之前自一鏡面反射該放大光束。
  31. 如申請專利範圍第30項之方法，其中聚集該等部份之步驟包含聚集自該聚光透鏡被反射並且經由該鏡內之一開孔而返回之部份。
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