TWI707210B - 高階諧波產生輻射源 - Google Patents

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TWI707210B
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傑瑞特 賈寇巴斯 亨利德斯 布魯薩爾德
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荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
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Abstract

本發明係關於方法及相應設備，其可經操作以引起一驅動輻射光束與一介質之間的一相互作用以用於藉由高階諧波產生來產生發射輻射，該配置包含：一相互作用區，其定位於一相互作用平面且經組態以容納該介質；一光束阻擋件，其在一光束阻擋平面處定位於該相互作用平面之上游且經組態以部分地阻斷該驅動輻射光束；一光束成形器，其在一物件平面處定位於該光束阻擋平面之上游且經組態以控制該驅動輻射光束之一空間分佈；及至少一個透鏡，其定位於該相互作用平面之上游及該光束阻擋平面之下游，其中該透鏡經定位以使得該驅動輻射光束之該空間分佈之一影像形成於該相互作用平面處。

Description

高階諧波產生輻射源
本發明係關於用於實施使用高階諧波產生(HHG)來產生輻射之輻射源的方法及設備。更具體言之，本發明可關於用於控制逸出輻射源之驅動輻射之量的方法及設備。本發明亦可關於用於檢測(例如度量)例如可用於藉由使用/包括此輻射源之微影技術之裝置之製造中之方法及設備。
微影設備為經建構以將所要圖案塗覆於基板上之機器。微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影設備可例如將圖案化裝置(例如光罩)處之圖案(亦經常稱為「設計佈局」或「設計」)投影至經設置在基板(例如晶圓)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
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。當前使用之典型波長為365nm(i線)、248nm、193nm及13.5nm。相較於使用例如具有193nm之波長之輻射的微影設備，使用具有在4至20nm(例如，6.7nm或13.5nm)之範圍內之波長之極紫外線(EUV)輻射的微影設備可用以在基板上形成較小特徵。
低k1微影可用以處理尺寸小於微影設備之經典解析度極限 之特徵。在此製程中，可將解析度公式表達為CD=k1×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，但在此情況中為半間距)且k1為經驗解析度因數。一般而言，k1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達成特定電功能性及效能之圖案。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、相移圖案化裝置之使用、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，有時亦稱為「光學及製程校正」))，或通常經定義為「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低k1下之圖案之再生。
如下文所解釋，亦可稱作度量衡工具之檢測設備可用於判定基板之特性及製造於基板上之特徵，且特定言之，不同基板之特性的變化程度或與同一基板之不同層相關聯之特性在層與層之間的變化程度。此類檢測設備可使基板及相關特徵曝光於輻射且捕獲散射或繞射輻射以形成影像，該影像准許基板及/或特徵之特性之判定。該輻射可包含軟x射線(SXR)及/或EUV輻射。
軟x射線(SXR)及/或EUV輻射具有自0.1nm至100nm之大致擴展之波長。SXR及/或EUV之應用包括(但不限於)用於半導體工業之現行或較近未來量測工具，例如其中可見光開始向持續收縮特徵大小給出不充足的空間解析度。
SXR及/或EUV輻射可使用HHG來產生，其中例如可見或紅外(IR)驅動輻射之強力雷射脈衝與氣態介質相互作用，從而導致SXR及 /或EUV由於其等與驅動輻射之相互作用而藉由氣體原子發射。HHG產生之SXR及/或EUV光隨後可憑藉光學柱聚焦至晶圓上之目標上，該光學柱將光自HHG源傳遞至目標。可偵測且處理反射光以推斷目標之特性。
對於SXR及/或EUV度量衡工具之適用性，將該SXR及/或EUV光束聚焦至客戶晶圓上之極小光點中為所期望的。此通常係由於該晶圓上僅極小實際面積可供用於印刷度量衡目標。對於多種例示性使用案例，SXR及/或EUV光點直徑應小於5μm。此為一重要挑戰，其需要(除了其他以外)由該HHG源產生之較佳表現及較佳可聚焦之SXR及/或EUV光束。SXR及/或EUV光束之該可聚焦性係藉由特性來判定的，該等特性包括光束發散度、發射SXR及/或EUV之強度分佈及光束偏差，或更通常而言，藉由SXR及/或EUV光束之該波前來判定。
然而，本發明人已瞭解該原子HHG機制為使得SXR及/或EUV波前係用於藉由氣體目標中驅動輻射之強度分佈而判定之一大型部件。因此，本發明人意識到SXR及/或EUV光束之可聚焦性之控制及最佳化(其提高實現SXR及/或EUV度量衡工具之能力)至少部分地取決於對氣體目標中之驅動雷射之強度分佈的控制。
通常地，在現有HHG源中，藉由高斯強度分佈(Gaussian intensity distribution)將該驅動輻射集中降至目標中之一光點。在高斯光點之侷限性內，藉由最佳化驅動雷射焦點大小及/或相對於該焦點之目標位置來對SXR及/或EUV波前進行一些粗略的控制。然而，本發明人已瞭解，若不受限於高斯分佈而是能夠調適驅動輻射之定製強度分佈，則可達成對SXR及/或EUV波前之更詳細控制。舉例而言，不同強度分佈可產生 優良之SXR及/或EUV波前特性。確實存在操控雷射之焦點分佈的技術。特定而言，雷射光束可藉由將光束聚焦至光點之透鏡上游之可變形反射鏡及空間光調變器(SLM)來操控。
此外，在HHG輻射源中，SXR及/或EUV光束(發射輻射光束)在與驅動雷射光束在同一方向上發射。驅動輻射需要與SXR及/或EUV光束間隔開以防止其與量測相互干擾。另外，相對高功率驅動輻射需要以一些方式阻斷以防止其進入靈敏光學柱或經傳輸至靈敏客戶晶圓。
通常地，在現有HHG源中，憑藉部分傳輸至SXR及/或EUV之薄金屬箔來進行驅動雷射之阻斷。然而，此方法並不適用於高功率HHG源，因為此類濾光片無法耐受高驅動輻射功率。已提出一替代方法(Peatross等人，Opt.Lett.19,942(1994))，其中驅動雷射光束之中心部分藉由光束阻擋件阻斷。所得環形光束仍在目標中之焦點處生成大體高斯中心光點，因此不明顯影響SXR及/或EUV之產生，但將再次演進至目標之環形光束下游中。接著可藉由經組態以允許經發射SXR及/或EUV光束穿過之孔徑來阻斷驅動雷射，然而環形驅動輻射光束經阻斷。此參考圖5b隨後闡述。
本發明人意識到，本文中指定之問題中之一或多個或由技術人員另外所知之改良解決方案係合乎需要的。在一些配置中，方法及設備可尋求以同時解決或減輕以上兩個問題。在例示性配置中，與驅動輻射及發射輻射(SXR及/或EUV光束)之分離相關聯之問題可藉由施加光束操控技術(例如使用諸如SLM之光束成形器)來控制驅動輻射光束之該強度分佈來解決或緩解。與在輻射源之輸出端處阻斷驅動輻射相關聯之問題可藉由阻斷雷射光束上之中心部分來解決或緩解。
然而，本發明人意識到，以上問題兩者之解決方案一般而言可彼此干擾。亦即，藉由SLM在上游製備之雷射光束分佈例如將藉由經配置以形成環形驅動輻射光束之光束阻擋件改良，從而導致在目標(而非所需一者)處之強度分佈。相反，應由光束阻擋件產生之環形光束特性將受SLM之光束操控影響，從而導致經由下游孔徑之驅動輻射之洩漏。本文中提出例示性光學設定，其藉由利用透鏡系統之成像特性來規避此問題。
根據本發明，在一態樣中，提供一種輻射源配置，其可經操作以引起一驅動輻射光束與一介質之間之一相互作用以用於藉由高階諧波產生來產生發射輻射，該配置包含：一相互作用區，其定位於一相互作用平面且經組態以容納該介質；一光束阻擋件，其在一光束阻擋平面處定位於該相互作用平面之上游且經組態以部分地阻斷該驅動輻射光束；一光束成形器，其在一物件平面處定位於之該光束阻擋平面之上游且經組態以控制該驅動輻射光束之一空間分佈；至少一個透鏡，其定位於該相互作用平面之上游及該光束阻擋平面之下游，其中該透鏡經定位以使得該驅動輻射光束之該空間分佈之一影像形成於該相互作用平面處。
視情況地，該透鏡經定位以使得該物件平面及該相互作用平面為共軛平面。
視情況地，該配置進一步包含一孔徑，其在一孔徑平面處定位於該相互作用平面之下游且經組態以允許該發射輻射之至少部分穿過且經組態以阻斷該驅動輻射光束之至少部分。
視情況地，將該孔徑平面相對於該光束阻擋平面及該透鏡定位以使得該光束阻擋件之一影像形成於該孔徑平面處。
視情況地，該透鏡經定位以使得該光束阻擋平面及該孔徑 平面為共軛平面。
視情況地，該光束阻擋平面中之該光束阻擋件之一尺寸相對於該光束阻擋平面中之該驅動輻射光束之一尺寸為使得該光束阻擋件之該影像與該驅動輻射光束之該空間分佈之該影像解耦。
視情況地，該光束阻擋平面中之該光束阻擋件之該尺寸為該光束阻擋平面中之該驅動輻射光束之該尺寸的30%或更小。
視情況地，該光束阻擋件及該驅動輻射光束在該光束阻擋平面中具有大體上圓形橫截面，且其中該光束阻擋件及該驅動輻射光束之該等尺寸為直徑。
視情況地，該光束阻擋件之該影像之一聚焦深度並不與該相互作用平面重疊。
視情況地，該光束阻擋件之該影像之該聚焦深度之一中心與該孔徑平面大體上重合。
視情況地，與該光束阻擋件之該影像之該聚焦深度相關聯之一模糊圈大於該相互作用平面之該驅動輻射光束之該影像。
視情況地，該光束阻擋件之該影像之該聚焦深度具有一直徑為35μm或更小之最大模糊圈。
視情況地，該驅動輻射光束之該空間分佈之該影像之一聚焦深度並不與該孔徑平面重疊。
視情況地，該驅動輻射光束之該強度分佈之該影像之該聚焦深度之一中心與該相互作用平面大體上重合。
視情況地，該光束阻擋件之該影像之該聚焦深度及/或該驅動輻射光束之該空間分佈之該影像之該聚焦深度藉由以下判定： 聚焦深度=2cN(1+m)
其中c為一最大模糊圈，N為該透鏡之焦距與該透鏡處之該驅動輻射光束之一直徑之一比率，且m為該孔徑平面處之該光束阻擋件之該影像之一放大因數。
視情況地，該光束成形器包含定位於該物件平面之一空間光調變器。
視情況地，該配置進一步包含一感測器，其經組態以偵測該相互作用平面處之該驅動輻射光束一空間剖面；以及一反饋控制器，其經組態以將與該驅動輻射光束之經偵測空間剖面相關之資料反饋至該空間光調變器，其中該空間光調變器經組態以基於反饋之該資料而控制該驅動輻射光束之該空間剖面。
根據本發明，在一態樣中，提供一種度量衡設備，其包含如本文中任一上述或揭示之配置。
根據本發明，在一態樣中，提供一種微影單元，其包含如上文所論述或本文其他地方所描述之一配置，或以上所提及或本文中其他地方所描述之一度量衡設備。
根據本發明，在一態樣中，提供一種引起一驅動輻射光束與一介質之間之一相互作用之方法，以用於藉由高階諧波產生來產生發射輻射，該方法包含：藉由一光束阻擋件阻斷該驅動輻射光束使得阻斷該驅動輻射光束之至少部分；使該驅動輻射光束傳播穿過至少一個透鏡，該透鏡定位於該光束阻擋件之下游；使該驅動輻射光束照射在一相互作用區上，該相互作用區包含介質且定位於該光束阻擋件之下游；以及使該驅動輻射聚焦在一孔徑處，該孔徑在一孔徑平面處定位於該相互作用區下游使 得該光束阻擋件之一影像形成於該孔徑平面處，該孔徑經組態以允許該發射輻射之至少部分穿過且經組態以阻斷該驅動輻射光束之至少部分。
302:度量衡設備
310:輻射源
312:照明光學件
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
330:驅動雷射
332:HHG氣胞
336:電源
340:第一輻射光束
342:光束
344:濾光裝置
350:檢測腔室
352:真空泵
356: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
500:輻射源
502:真空容器
504:真空光學系統
506:相互作用區
508:介質
510:檢視區
512:驅動輻射
514:輻射
516:阻擋濾光片
518:光束阻擋件
520:透鏡
522:孔徑
606:相互作用區
618:光束阻擋件
620:透鏡
620a:透鏡
620b:透鏡
622:孔徑
624:光束阻擋平面
626:驅動輻射
628:物件平面
630:相互作用平面
800:光束成形器
802:驅動輻射
804:驅動輻射
806:反饋控制器
900:虛擬中間影像
1000:傳播
1002:阻斷
1004:傳播穿過透鏡
1006:照射
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
HHG:高階諧波產生
I/O1:輸入埠
I/O2:輸出埠
IF:位置量測系統
IL:照明系統
LA:微影設備
LACU:微影控制單元
LB:裝載匣
LC:微影單元
M1:標記
M2:標記
MA:圖案化裝置
MT:光罩支撐件
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
PM:第一定位器
PS:投影系統
PW:第二定位器
RO:機器人
S:光點
SC:旋塗器
SC1:第一標度
SC2:第二標度
SC3:第三標度
SCS:監督控制系統
SLM:空間光調變器
SO:輻射源
T:結構
TCU:塗佈顯影系統控制單元
W:基板
WT:基板支撐件
現在將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：- 圖1描繪微影設備之示意性概述；- 圖2描繪微影單元之示意性概述；- 圖3描繪整體微影之示意性表示，其表示最佳化半導體製造之三種關鍵技術之間的合作；- 圖4描繪度量衡設備之示意性表示；- 圖5a描繪HHG輻射源之示意性表示；- 圖5b描繪用於與HHG輻射源(包括光束阻擋件)一起使用之配置之示意性表示；- 圖6a描繪用於與HHG輻射源一起使用之配置之示意性表示；- 圖6b描繪用於與識別光束阻擋平面、透鏡與孔徑平面之間的例示性距離之HHG輻射源一起使用之配置之示意性表示；- 圖6c描繪用於與識別物件平面、透鏡與相互作用平面之間的例示性距離之HHG輻射源一起使用之配置之示意性表示；- 圖7描繪用於與HHG輻射源一起使用之配置且說明光束阻擋件影像之深度之示意性表示；- 圖8描繪用於與包括光束成形器之HHG輻射源一起使用之配置之示意性表示；- 圖9描繪用於與包含兩個透鏡之HHG輻射源一起使用之配置之示意 性表示；以及- 圖10展示用於引起驅動輻射光束與介質之間之相互作用之方法之流程圖，該方法用於藉由高階諧波產生來產生發射輻射。
在本發明文件中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如具有為365nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)及極紫外線輻射(EUV，例如具有在約5nm至100nm之範圍內之波長)。
如本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「光罩」或「圖案化裝置」可經廣泛地解譯為係指可用以向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化裝置，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此內容背景中亦可使用術語「光閥」。除經典光罩(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(亦稱為照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；光罩支撐件(例如光罩台)MT，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來準確地定位該圖案化裝置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來準確地定位該基板支撐件之第二定位器PW；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，照明系統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可包括用於導向、成形/控制輻射之各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件，或其任何組合。照明器IL可用來調節輻射光束B，以在圖案化裝置MA之平面處在其橫截面中具有期望空間及角強度分佈。
本文所使用之術語「投影系統」PS應廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸漬液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更一般術語「投影系統」PS同義。
微影設備LA可屬於以下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如水)覆蓋以便填充投影系統PS與基板W之間的空間，此亦稱作浸漬式微影。在以引用之方式併入本文中的US6952253中給出關於浸漬式技術之更多資訊。
微影設備LA亦可屬於具有兩個或更多個基板支撐件WT(又名「雙平台」)之類型。在此類「多平台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可在定位於基板支撐件WT中之一者上的基板W上執行製備基板W之後續曝光的步驟，同時將其他基板支撐件WT上之另一基板W用於在其他基板W上曝光圖案。
除了基板支撐件WT以外，微影設備LA亦可包含量測載物台。該量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔設備。感測器可經配置以量測投影系統PS之特性或輻射光束B之特性。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 分或提供浸漬液體之系統之部分。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入射至固持在罩幕支撐件MT上的圖案化裝置MA(例如光罩)上，且藉由呈現於圖案化裝置MA上的圖案(設計佈局)經圖案化。在已橫穿光罩MA的情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置量測系統IF，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便在聚焦且對準之位置處在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分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中明確地描繪)可用於相對於輻射光束B之路徑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及基板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，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(有時亦稱為微影製造單元(lithocell)或(微影)叢集)之部分，該微影單元常常亦包括用以對基板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)之冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或自動機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該等基板且將基板W遞送至微影設備LA之裝載匣LB。微影單元中通常亦統稱為塗佈顯影系統之裝置通常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。
為了由微影設備LA曝光之基板W正確且一致地曝光，需要檢測基板以量測經圖案化結構之特性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。為此目的，檢測工具(未圖示)可包括在微影單元LC中。若偵測到錯誤，則例如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進行調整，尤其是在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下。
檢測設備(亦可稱作度量衡工具)可用於判定基板W之特性，且特定言之，不同基板W之特性的變化程度或與同一基板W之不同層相關聯之特性在層至層之間的變化程度。檢測設備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。檢測設備可量測潛像影像(曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之特性，或半潛像影像(曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)上之特性，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經移除)上之特性，或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上之特性。
通常，微影設備LA中之圖案化製程係在處理中之最關鍵步驟中之一者，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所謂的「整體」控制環境中，如圖3示意性地描繪。此等系統中之一者係微影設備LA，其(虛擬上)連接至度量衡工具MT(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合作以增強總體製程窗口且提供 嚴格控制迴路，從而確保由微影設備LA執行之圖案化保持在製程窗口內。製程窗口界定製程參數(例如劑量、聚焦、疊對)之範圍，特定製造製程產生該範圍內之界定結果(例如功能性半導體裝置)--通常允許微影製程或圖案化製程中之製程參數在該範圍內變化。
電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)來預測使用哪種解析度增強技術且執行計算微影模擬及計算，以判定哪種光罩佈局及微影設備設定達成圖案化製程之最大總體製程窗口(在圖3中由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。通常，解析度增強技術經配置以匹配微影設備LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用以偵測微影設備LA當前正在製程窗口內何處操作(例如，使用來自度量衡工具MT之輸入)，以預測是否由於例如次佳化處理而可存在缺陷(在圖3中由第二標度SC2中之指向「0」之箭頭描繪)。
度量衡工具MT可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測，且可將反饋提供至微影設備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)。
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0.1nm與100nm之間或視情況介於1nm與50nm之間或視情況介於10nm與20nm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(如內容以全文引用之方式併入本文中的US 2007224518A中之T-SAXS)。Lemaillet等人在「Intercomparison between optical and X-ray scatterometry measurements of FinFET structures」(SPIE之Proc.，2013年，8681)中論述使用T-SAXS之剖面(CD)量測。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特性。在一般反射量測術領域內，可應用測角法及/或光譜技術。在測角法中，量測在不同入射角下之反射光束之變化。另一方面，光譜反射量測術量測在給定角度下反射之波長之光譜(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域中之波長之使用為不足夠的。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120nm與2000nm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量測可藉由使用x射線數學模型及/或光學數學模型來獲得。所列舉美國專利申請案的內容以全文引用之方式併入本文中。
圖4描繪度量衡設備302之示意性表示，其中波長範圍在0.1nm至100nm之輻射可用於量測基板上之結構之參數。圖4中呈現之度量衡設備302適用於軟X射線或EUV域。
圖4說明僅作為實例的包含在掠入射下使用EUV及/或SXR輻射之光譜散射計的度量衡設備302之示意性實體配置。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而使用正入射或接近正入射之輻射。
檢測設備302包含輻射源310、照明系統312、基板支撐件316、偵測系統318、398及度量衡處理單元(MPU)320。
在此實例中，源310包含基於高階諧波產生(HHG)技術之 EUV或軟x射線輻射之產生器。輻射源之主要組分為驅動雷射330(其用於製造驅動輻射)及HHG氣胞332。氣體供應件334將適合氣體目標(或介質)供應至氣胞，在該氣胞中，該合適氣體視情況地由電源336離子化。驅動雷射器300可例如為具有光學放大器之基於光纖之雷射，其產生每脈衝可持續例如小於1奈秒(1ns)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為例如大約1微米(1μm)。將雷射脈衝作為第一輻射光束340傳遞至HHG氣胞332，其中在氣體中，輻射之一部分轉換為比第一輻射更高頻率至包括所需要一或多個波長之同調第二(或發射)輻射之光束342。
第二輻射可含有多個波長。若輻射為單色的，則可簡化量測計算(例如重建構)，但運用HHG較易於產生具有若干波長之輻射。氣胞332內之氣體體積界定HHG空間，但該空間無需經完全圍封且可使用氣流代替靜態體積。舉例而言，氣體可為惰性氣體，諸如氖氣(Ne)或氬氣(Ar)。N2、O2、He、Ar、Kr、Xe氣體皆可考慮。此等情形為設計選擇事項，且甚至可為同一設備內之可選擇選項。不同波長將例如在對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，可將不同波長選擇為用於成像(碳基)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)薄膜之濾光片可用以切斷基諧IR輻射以免進一步傳遞至檢測設備中。可提供光柵(未圖示)以自氣胞中產生之波長當中選擇一或多個特定諧波波長。在真空環境內可含有光束路徑中之一些或全部，應記住，SXR及/或EUV輻射在空氣中行進時會經吸收。輻射源310及照明光學件312之各種組件可為可調節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，不同波長可提供穿透至下部層中所需之程度。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20nm之範圍內或視情況介於1至10nm之範圍內或視情況介於10至20nm之範圍內的一或多個波長。短於5奈米之波長在自半導體製造中通常所關注之材料反射時遭受極低臨界角。因此，選擇大於5nm之波長將會在較高入射角下提供較強信號。另一方面，若檢測任務是用於偵測某一材料之存在(例如)以偵測污染，則高達50nm之波長可為有用的。
經濾光光束342自輻射源310進入檢測腔室350，其中包括所關注結構之基板W由基板支撐件316固持以用於在量測位置處檢測。所關注結構經標註為T。檢測腔室350內之氛圍由真空泵352維持為接近真空，使得EUV輻射可在無不當衰減的情況下穿過該氛圍。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(其內容以全文引用之方式併入本文中)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10μm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X-Y平移載物台及該旋轉載物台，可使基板W之任何部分在所要定向上達至光束之焦點。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包含例如傾斜載物台，其可使基板W按某一角度傾斜以控制所關注結構T上之聚焦光束之入射角。
視情況地，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，且濾光片可包含關於經濾光光束342之光譜及/或經濾光光束中之不同波長之強度的資訊。
反射輻射360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相對於入射角接著相對於反射輻射360以明確界定角度沿著另一路徑。在圖4中，以示意性方式吸取經吸取繞射輻射397，且繞射輻射397可沿著除經吸取路徑以外之諸多其他路徑。檢測設備302亦可包含偵測及/或成像繞射輻射397之至少一部分之另外偵測系統398。在圖4中，繪製單個另一偵測系統398，但檢測設備302之實施例亦可包含多於一個另外偵測系統398，該等偵測系統經配置在不同位置處以在複數個繞射方向上偵測及/或成像繞射輻射397。換言之，照射在目標T上之經聚焦輻射光束之(較高)繞射階由一或多個另外偵測系統398偵測及/或成像。該一或多個偵測系統398產生經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之高度準確反饋。感測器374可包括例如干涉計，其可給出大約皮米之準確度。在檢測設備302之操作中，由偵測系統318捕獲之光譜資料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，例如以執行不對稱性之基於繞射之量測。兩種類型之檢測設備均可經提供在混合度量衡系統中。待量測之效能參數可包括疊對(OVL)、臨界尺寸(CD)、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100nm之波長，例如使用介於5至30nm之範圍內、視情況介於10nm至20nm之範圍內的輻射。該輻射在特性上可為窄頻帶或寬頻帶。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。
如同用於當今生產設施中之光學散射計，檢測設備302可用於量測在微影製造單元內處理之抗蝕劑材料內之結構(在顯影檢測或ADI之後)，及/或在結構已形成於較硬材料中之後量測該等結構(在蝕刻檢測或AEI之後)。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。
圖5a展示用於藉由HHG產生發射輻射之輻射源500之示意性圖示。源500包含真空容器502及真空光學系統504，該真空光學系統包括上文提及之光學柱且將發射輻射光束引導至基板上。真空容器502包含用於接收用作目標(如氣體目標)之介質508之相互作用區506。真空容器502包含檢視區510或至真空容器502之另一入口，驅動輻射512通過該入口進入該真空容器502。在相互作用區506處，驅動輻射512與介質508相 互作用以藉由HHG產生經發射輻射514。在圖5中可見，驅動輻射512持續在相互作用區506以外沿發射輻射514之發射方向傳播。為上述原因，阻擋濾光片516可用於阻斷驅動輻射512之至少部分且允許發射輻射514之至少部分通過。通常此類濾光片可使驅動輻射衰減諸多數量級(例如僅10-11入射驅動輻射之可通過濾光片)，且通常HHG輻射之一些百分比可通過(例如20%)。
圖5b展示用於與源500一起使用且用於阻斷驅動輻射512以阻止其自源500發射之例示性配置。圖5b之特徵可適當地與圖5a之特徵結合。圖5b之配置包含光束阻擋件518，其定位於相互作用區506之上游(即更接近驅動輻射源)。光束阻擋件518阻斷驅動輻射之至少部分，且在圖5b之配置中產生環形驅動輻射光束。術語「環形」在此意義上涵蓋具有經阻斷之內部區域之光束之任一形狀。光束阻擋件可為置於驅動輻射512之傳播路徑中之實體阻擋件或可藉由諸如穿透反射鏡或旋轉三稜鏡對之其他配置提供。
透鏡520定位於光束阻擋件518之下游及相互作用區506之上游且經配置以在相互作用區506處聚焦驅動輻射512。使用此配置，在相互作用區506可見驅動輻射512之粗略地高斯強度分佈(Gaussian intensity distribution)，其後驅動輻射512作為相互作用區506下游之環形光束持續傳播。阻擋濾光片516包含孔徑522。孔徑522大小設計為准許阻斷大量驅動輻射512且允許大量發射輻射514穿過。通常，孔徑可經選擇為使得至少99%或99.9%之驅動輻射經阻斷，使得其餘部分具有足夠低強度而不損傷可置放於下游之任何另外濾光片。另外，期望藉由限制孔徑對HHG輻射之損耗，因此可選擇該孔徑以允許至少一些百分比穿過(例如 20%)。
圖6a展示用於輻射源中之配置之示意性圖示。圖6a之特徵可適當地與圖5a之特徵結合。圖6a之配置包含相互作用區606，其定位於相互作用平面處且經組態以接收介質(如氣體目標)以用於藉由HHG產生發射輻射。配置亦包含光束阻擋件618，其經定位於光束阻擋平面處自相互作用區606之上游且經定位以阻斷驅動輻射光束(圖6a中未示出)之至少部分，且在特定配置中以阻斷驅動輻射光束之中心部分。配置亦包含透鏡620，其定位於相互作用區606之上游及光束阻擋件618之下游。配置亦包含定位於孔徑平面處之相互作用區606之下游的孔徑622。此處應注意，儘管孔徑平面大體上垂直於驅動輻射傳播通過源之方向，但孔徑622自身可橫向於驅動輻射傳播通過源之方向。如此內容背景中所使用之術語「橫向」涵蓋垂直於，但不必受限於彼定義。在例示性配置中，孔徑622可相對於孔徑平面成角度以使驅動輻射反射遠離驅動輻射之傳播軸線。舉例而言，孔徑可形成於相對於傳播軸線成角度之反射鏡中。在此類配置中，孔徑622之至少一部分將與孔徑平面重合。如同本文所描述之其他配置，孔徑622經組態以允許發射輻射之至少部分穿過且阻斷驅動輻射光束之至少部分。通常SXR及/或EUV高效設計將准許相當大部分(比如大於50%，且理想地>90%)穿過。
驅動雷射阻斷效率可取決於對光學件、樣本及量測下游之驅動輻射之靈敏度。通常，此靈敏度極高，且穿過阻擋件之殘餘驅動輻射可為小於輸入光束之多個階。因此，通常金屬濾光片可用於阻斷孔徑之下游以濾出穿過孔徑之任一殘餘驅動輻射。假定此情形，可根據下游濾光片之損傷臨界值設定孔徑之阻斷效率。通常，此類濾光片能夠耐受不超過1 W之雷射，對應於99%左右之阻斷效率。
應注意，在本發明內，形成影像意指影像平面經定位於透鏡之聚焦深度(DOF)內。形成光束阻擋件之影像的定義為孔徑平面與光束阻擋平面之共軛平面之間之距離小於聚焦深度。形成驅動輻射光束之空間分佈之影像的定義為相互作用平面與物件平面之共軛平面之間的距離小於聚焦深度。
形成清晰影像之定義為影像平面為共軛平面。
在圖6a之配置中，孔徑平面相對光束阻擋平面及透鏡620定位，使得光束阻擋件之影像形成於孔徑平面處。光束阻擋平面及孔徑平面安裝為使得其可為共軛平面。此導致驅動輻射光束橫截面在抵達孔徑平面時在中心具有定義明確之孔(即雷射光束將在孔徑平面處為環形)，從而准許在透射經發射(例如SXR及/或EUV)光束的同時藉由孔徑有效阻斷驅動雷射光束。
如圖6a中可見，配置亦包含物件平面。物件平面可為氣體目標平面之共軛平面，亦即，透鏡在氣體目標平面中形成物件平面之清晰影像。在例示性配置(例如圖6c中所展示)中，驅動輻射之所需強度分佈形成於物件平面中。在其他例示性配置中(例如在圖8中)，可不存在產生所需分佈之實際平面，且因此可不涉及物件平面。在一些例示性配置中且如下文所解釋，物件平面及相互作用平面亦可定位以使得物件平面處之驅動輻射之強度之清晰影像形成於相互作用平面處，亦即，其為共軛平面。
圖6b展示光束阻擋件618、透鏡620、相互作用區606及孔徑622之示意性圖示。光束阻擋平面與透鏡620之間及透鏡620與孔徑平面之間的相對距離可為使用該等式計算：
Figure 108127475-A0305-02-0024-2
 d 透鏡-孔徑=(1+m b )f
其中mb為光束阻擋件對藉由透鏡620提供之光束阻擋件之影像的放大因數，且f為透鏡620之焦距。
在光束阻擋平面624及孔徑平面626兩者處之驅動輻射強度分佈展示於圖6b中且展示孔徑平面處之驅動輻射626之中心區域中之強度為零。
如上所述，在一些例示性配置中，物件平面及相互作用平面亦為共軛平面，使得在相互作用平面630處具有所需強度分佈之驅動輻射在物件平面628處成像。此展示於圖6c中且物件平面與透鏡620之間及透鏡620與相互作用平面之間的相對距離可為使用該等式計算：
Figure 108127475-A0305-02-0024-3
 d 透鏡-相互作用=(1+m s )f
其中ms為物件平面對藉由透鏡620提供之物件平面之影像的放大因數，且f為透鏡620之焦距。
此類配置能夠確保除了光束阻擋平面在孔徑平面處成像之外，物件平面(具有驅動輻射之校正強度分佈)在相互作用平面處成像。在一些此類例示性配置中，物件平面之影像可自光束阻擋平面之影像解耦使得其並不彼此干擾，或至少其彼此干擾足夠小使得源之操作不受不利影響。在此內容背景中，術語「解耦」可涵蓋光束阻擋件之存在並不明顯影響目標平面處之驅動輻射之強度分佈且在物件平面處存在非高斯光束(non-Gaussian beam)並不明顯影響孔徑平面處之驅動輻射之強度分佈的情況。
在例示性配置中，相對於光束阻擋平面處之驅動輻射之尺 寸的光束阻擋平面處之光束阻擋件618之尺寸可經組態以確保光束阻擋件618之影像並不在相互作用區呈現。在一些例示性配置中，光束阻擋件618之尺寸可比驅動輻射光束之相對尺寸小至少20%、小至少40%、小至少50%或小至少70%。此外，在例示性配置中，光束阻擋件618之尺寸可小於驅動輻射光束之相對尺寸之10%至70%，或20%至60%，或30%至50%。
在其他例示性配置中，光束阻擋件618之尺寸及光束阻擋平面處之驅動輻射可經組態以達成0.8或更大之斯特雷爾比率(Strehl ratio)。在驅動輻射光束及光束阻擋件618具有圓形截面之配置中，上述尺寸可為直徑。
亦可依據孔徑平面處之光束阻擋件之影像及相互作用平面處之驅動輻射光束之影像中之一者或兩者之聚焦深度(DOF)來定義解耦。可將此內容背景中之DOF定義為自可形成影像之透鏡之距離的範圍，其在下文更詳細地解釋。
出於本文中揭示之方法及裝置之目的，相互作用平面可定位於光束阻擋件影像之DOF之外部。亦即，在一些例示性配置中與光束阻擋件影像之DOF之中心重合的孔徑平面可充分遠離相互作用平面，使得相互作用平面下降至光束阻擋件影像之DOF外部。無光束阻擋件之影像形成於相互作用平面處。
同樣地，孔徑平面可經定位以使得其形成於相互作用平面處之驅動輻射強度分佈之影像之DOF外部。亦即，在一些例示性配置中與驅動輻射強度分佈之影像之中心重合的相互作用平面可充分遠離孔徑平面，使得孔徑平面下降至驅動輻射強度分佈之影像之DOF外部。無物件平 面處之驅動輻射強度分佈之影像形成於孔徑平面處。
圖7展示表明DOF之原理的示意圖。如可看出，源自光束阻擋件618之輻射射線藉由透鏡620聚焦至與孔徑平面重合之點。此點為光束阻擋件618之影像可處於清晰聚焦且可為DOF之中心之點。在DOF之中心上游及下游之位置處，光束阻擋件618之影像離焦之程度隨遠離DOF之中心之距離的增加而增加。在遠離DOF之中心之此等位置，自光束阻擋件618之輻射射線分佈於模糊光點上，該模糊光點稱作模糊圈。
光束阻擋件影像之DOF為孔徑平面之任一側之距離，在該孔徑平面內，模糊圈小於或等於最大直徑c。直徑c可經設定為一大小，藉此光束阻擋件影像在相關徑向域上皆模糊。相互作用平面可經定位在距孔徑平面更遠之距離，其將導致超出DOF範圍之直徑c之模糊圈。亦即，在氣體目標平面處，模糊圈應大於氣體目標平面中之場分佈之大小，其通常為數十微米。DOF之一半應小於氣體目標平面與孔徑平面之間的距離。
DOF可使用以下公式來計算：DOF=2cN(1+m)
其中N為在透鏡620處焦距與光束直徑之比(通常約為100)，且m為透鏡620對光束阻擋件影像之放大率(通常約為1)。使用彼等典型數字且假設c=30μm，DOF近似地為10mm。本文中揭示之配置之特徵可經組態成使得光束阻擋件影像之DOF在7mm至13mm、8mm至12mm且具體實例中10mm至11mm之範圍內。在一些配置中，光束阻擋件影像之模糊圈之直徑c為35μm或更小或30μm或更小。
用於輻射源之例示性配置可包含光束成形器。光束成形器可為能夠控制驅動輻射之強度分佈之任何設備，該驅動輻射可由如上文所 論述之雷射產生。光束成形器之實例包括空間光調變器(SLM)、平頂光束成形器及可變形反射鏡。光束成形器可置放於明顯較實際物件平面更接近光束阻擋件處，使得整個系統大小可明顯減小。光束成形器可用於生成在物件平面處具有所需強度分佈之驅動輻射光束。在其他配置中，光束成形器亦可在光束阻擋件上游之任何其他平面處提供所需強度分佈。在使用光束成形器之例示性配置中，可不存在再生目標平面處之所需分佈之於透鏡左側之實際物件平面，且在此等情形下，物件平面可考慮作為虛擬物件平面。
圖8展示用於與輻射源一起使用之例示性配置，其中光束成形器800經定位於光束阻擋件618之上游。光束成形器800自驅動輻射源(未展示)接收驅動輻射802且具有例如廣譜高斯強度分佈，且產生具有特定強度分佈之驅動輻射804。配置亦包括感測器及反饋控制器806。感測器在相互作用平面處感測驅動輻射之強度分佈且將其傳遞至反饋控制器806。反饋控制器806將與感測強度分佈相關之資料傳送至光束成形器804，該光束成形器控制基於其輸出之強度分佈。在一實施例中，1%光束分光器用於將驅動輻射之一部分朝向充當以上指定感測器之CCD相機投影。僅在透鏡之前或之後，可在驅動輻射之透射方向上看見此光束分光器之位置。
圖8之配置可包括以上所揭示配置之一或多個特徵，且可與圖5a之特徵適當組合。
圖9展示包含兩個透鏡620a、620b之例示性配置。此使得系統之總體長度減小。圖9亦可包括關於以上其他配置揭示之特徵中之一或多者，及/或可與圖5a之特徵適當組合。
圖9之兩個透鏡系統未提供驅動輻射之中間焦點，因為此 將由於空氣之離子化而導致驅動輻射光束劣化。第二透鏡620b為形成虛擬中間影像900之負透鏡，而非物件平面之驅動輻射之強度分佈之實際中間影像。第二透鏡620b為負透鏡。第二透鏡620b在光束阻擋件618上游。
第二透鏡620b距物件平面之距離可藉由該等式判定：
Figure 108127475-A0305-02-0028-4
其中m_為由第二透鏡620b之驅動輻射光束之強度之影像之放大率，且f_為第二透鏡620b之焦距。第二透鏡620b距虛擬中間影像900之距離可藉由該等式判定：d 透鏡2-虛擬=(1-m_)|f_|
第一透鏡620a距虛擬中間影像900之距離可藉由該等式判定：
Figure 108127475-A0305-02-0028-5
其中m+為由第一透鏡620a之驅動輻射光束之強度之虛擬影像900之放大率，且f+為第一透鏡620a之焦距。第一透鏡620a距虛擬中間影像900之距離可藉由該等式判定：d 透鏡1-中間=(1+m +)f +
圖10展示用於引起驅動輻射光束與介質之間之相互作用以用於藉由高階諧波產生來產生發射輻射之方法的流程圖。
由諸如雷射之驅動輻射源產生之驅動輻射傳播1000至真空容器，如圖5a中所展示。驅動輻射之至少部分藉由光束阻擋件618阻斷1002。光束阻擋件618可如上文所描述或具有熟習此項技術者已知之任何其他形式。經部分地阻斷之驅動輻射傳播穿過將其聚焦至相互作用平面上之透鏡1004。聚焦之驅動輻射照射在介質上1006，如定位於光束阻擋件 及透鏡之下游之氣體目標。透鏡亦聚焦源自定位於相互作用平面之下游之孔徑平面處之光束阻擋件618的驅動輻射，使得光束阻擋件618之影像形成於孔徑平面處。
在後續經編號條項中定義其他實施例：
1、一種輻射源配置，其可經操作以引起驅動輻射光束與介質之間之相互作用以用於藉由高階諧波產生來產生發射輻射，該配置包含：相互作用區，其定位於相互作用平面且經組態以容納介質；光束阻擋件，其在光束阻擋平面處定位於相互作用平面之上游且經組態以部分地阻斷驅動輻射光束；及光束成形器，其在物件平面處定位於光束阻擋平面之上游且經組態以控制驅動輻射光束之空間分佈。
2、如條項1之配置，其中將至少一個透鏡定位於相互作用平面之上游及光束阻擋平面之下游，其中該透鏡經定位以使得驅動輻射光束之空間分佈之影像形成於相互作用平面處。
3、如條項1或2之配置，其中該透鏡經定位以使得物件平面及相互作用平面為共軛平面。
4、如前述條項中任一項之配置，其中孔徑在孔徑平面處定位於相互作用平面之下游且經組態以允許發射輻射之至少部分穿過且經組態以阻斷驅動輻射光束之至少部分，其中將孔徑平面相對於光束阻擋平面及透鏡定位以使得光束阻擋件之影像形成於孔徑平面處。
5、如條項4之配置，其中透鏡經定位以使得光束阻擋平面及孔徑平面為共軛平面。
6、如條項4或5之配置，其中光束阻擋平面中之光束阻擋件之一尺寸 相對於光束阻擋平面中之驅動輻射光束之一尺寸為使得光束阻擋件之影像與驅動輻射光束之空間分佈之影像解耦。
7、如條項6之配置，其中光束阻擋平面中之光束阻擋件之尺寸為光束阻擋平面中之驅動輻射光束之尺寸的30%或更小。
8、如條項7之配置，其中光束阻擋件及驅動輻射光束在光束阻擋平面中具有大體上圓形橫截面，且其中光束阻擋件及驅動輻射光束之尺寸為直徑。
9、如前述條項中任一項之配置，其中光束阻擋件之影像之一聚焦深度並不與相互作用平面重疊。
10、如條項9之配置，光束阻擋件之影像之聚焦深度之中心與孔徑平面大體上重合。
11、如條項9或10之配置，當直接地或間接地附屬於條項4時，其中與光束阻擋件之影像之聚焦深度相關之模糊圈大於相互作用平面處之驅動輻射光束之影像。
12、如條項11之配置，光束阻擋件之影像之聚焦深度具有直徑為35μm或更小之最大模糊圈。
13、如前述條項中任一項之配置，其中驅動輻射光束之空間分佈之影像之聚焦深度並不與孔徑平面重疊。
14、如條項13之配置，驅動輻射光束之強度分佈之影像之聚焦深度之中心與相互作用平面大體上重合。
15、如條項9至14中任一項之配置，其中光束阻擋件之影像之聚焦深度及/或驅動輻射光束之空間分佈之影像之聚焦深度藉由以下來判定：聚焦深度=2cN(1+m)
其中c為最大模糊圈，N為透鏡之焦距與在透鏡處之驅動輻射光束之直徑之比率，且m為孔徑平面處之光束阻擋件之影像之放大因數。
16、如條項4至15中任一項之配置，在直接地或間接地附屬於條項3時，其中光束成形器包含定位於物件平面處之空間光調變器。
17、如條項16之配置，其進一步包含感測器，該感測器經組態以偵測相互作用平面處之驅動輻射光束之空間剖面；及反饋控制器，其經組態以將與驅動輻射光束之經偵測空間剖面相關之資料反饋至空間光調變器，其中空間光調變器經組態以基於反饋之資料而控制驅動輻射光束之空間剖面。
18、一種度量衡設備，其包含如前述條項中任一項之配置。
19、一種微影單元，其包含如前述條項中任一項之配置或如條項18之度量衡設備。
20、一種引起驅動輻射光束與介質之間之相互作用之方法，以用於藉由高階諧波產生來產生發射輻射，該方法包含：藉由光束阻擋件阻斷驅動輻射光束使得阻斷驅動輻射光束之至少部分；使驅動輻射光束傳播穿過定位於光束阻擋件之下游的至少一個透鏡；使驅動輻射光束照射在相互作用區上，該相互作用區包含介質且定位於光束阻擋件之下游；以及使驅動輻射聚焦在孔徑處，該孔徑在孔徑平面處定位於相互作用區之下游使得光束阻擋件之影像形成於孔徑平面處，該孔徑經組態以允許發 射輻射之至少部分穿過且經組態以阻斷驅動輻射光束之至少部分。
在本文件之內容背景中，引入術語HHG或HHG源。HHG係指高階諧波產生(High Harmonic Generation)，其亦有時稱為高階諧波產生(high order harmonic generation)。HHG為非線性程序，其中目標(例如氣體、電漿或固體樣本)藉由驅動輻射之密集雷射脈衝在相互作用區處照明。隨後，目標可發射頻率為雷射脈衝之驅動輻射之頻率之倍數的輻射。為倍數之此頻率稱為雷射脈衝之輻射之諧波。可定義經產生HHG輻射為高於第五諧波之諧波且此等諧波稱為高階諧波。
形成HHG程序之基礎之物理程序不同於係關於產生較低諧波(通常為第2至第5諧波)之輻射的物理程序。較低諧波之輻射之產生係關於擾動理論。目標中之原子之(受限)電子的軌跡大體上由基質離子之庫侖位能判定。
在HHG中，有助於HHG程序之電子之軌跡大體上由傳入雷射光之電場判定。在所謂描述HHG之「三步驟模型」中，通過在彼力矩下之庫侖屏障之電子隧道大體上由雷射場抑制(步驟1)，沿著由雷射場判定之軌跡(步驟2)，且在釋放其動能及呈輻射形式之離子化能量時以一定概率重組(步驟3)。對HHG與較低諧波之輻射之產生之間的差異進行措辭之另一方式為將具有高於目標原子之離子化能量之光子能的所有輻射定義為「高階諧波」輻射，例如HHG產生輻射，且將具有低於離子化能量之光子能的所有輻射定義為非HHG產生輻射。若氖氣用作氣體目標，則具有短於62nm波長之所有輻射(具有高於20.18eV之光子能)係藉助於HHG程序產生。對於作為氣體目標之氬氣，具有高於約15.8eV之光子能之所有輻射係藉助於HHG程序產生。
儘管可在本文中特定地參考IC製造中之微影設備之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。可能之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)之物件之任何設備的部分。此等設備可一般稱作微影工具。此種微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
雖然特別提及「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，包含本發明之一實施例的檢測或度量衡設備可用於判定基板上或晶圓上之結構之特性。例如，包含本發明之一實施例之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。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明在內容背景允許之情況下不限於光學微影，且可用於其他應用，例如壓印微影。
儘管上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述不同之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如所描述之本發明進行修改。
606:相互作用區
618:光束阻擋件
620:透鏡
622:孔徑

Claims (14)

  1. 一種輻射源配置，其可經操作以引起一驅動輻射光束(drive radiation beam)與一介質之間之一相互作用以用於藉由高階諧波產生來產生發射輻射，該配置包含：一相互作用區，其定位於一相互作用平面處且經組態以容納(receive)該介質；一光束阻擋件(beam block)，其在一光束阻擋平面處定位於該相互作用平面之上游且經組態以部分地阻斷該驅動輻射光束；一光束成形器(beam shaper)，其在一物件平面處定位於該光束阻擋平面之上游且經組態以控制該驅動輻射光束之一空間分佈；及至少一個透鏡，其定位於該相互作用平面之上游及該光束阻擋平面之下游，其中該透鏡經定位以使得該驅動輻射光束之該空間分佈之一影像形成於該相互作用平面處，其中該光束成形器包含定位於該物件平面處之一空間光調變器(spatial light modulator)。
  2. 如請求項1之配置，其中該透鏡經定位以使得該物件平面及該相互作用平面為共軛平面。
  3. 如請求項1或2之配置，其中一孔徑在一孔徑平面處定位於該相互作用平面之下游且經組態以允許該發射輻射之至少部分穿過且經組態以阻斷該驅動輻射光束之至少部分，其中將該孔徑平面相對於該光束阻擋平面及 該透鏡定位以使得該光束阻擋件之一影像形成於該孔徑平面處。
  4. 如請求項3之配置，其中該透鏡經定位以使得該光束阻擋平面及該孔徑平面為共軛平面。
  5. 如請求項3之配置，其中該光束阻擋平面中之該光束阻擋件之一尺寸相對於該光束阻擋平面中之該驅動輻射光束之一尺寸為使得該光束阻擋件之該影像與該驅動輻射光束之該空間分佈之該影像解耦。
  6. 如請求項5之配置，其中該光束阻擋平面中之該光束阻擋件之該尺寸為該光束阻擋平面中之該驅動輻射光束之該尺寸的30%或更小，且其中視情況地，該光束阻擋件及該驅動輻射光束在該光束阻擋平面中具有大體上圓形橫截面，且其中該光束阻擋件及驅動輻射光束之該等尺寸為直徑。
  7. 如請求項1或2之配置，其中該光束阻擋件之該影像之一聚焦深度並不與該相互作用平面重疊，且其中視情況地，該光束阻擋件之該影像之該聚焦深度之一中心與該孔徑平面大體上重合。
  8. 如請求項7之配置，其中與該光束阻擋件之該影像之該聚焦深度相關聯之一模糊圈大於該相互作用平面處之該驅動輻射光束之該影像，且其中視情況地，該光束阻擋件之該影像之該聚焦深度具有一直徑為35μm或更小之一最大模糊圈。
  9. 如請求項1或2之配置，其中該驅動輻射光束之該空間分佈之該影像之一聚焦深度並不與該孔徑平面重疊，且其中視情況地，該驅動輻射光束之該強度分佈之該影像之該聚焦深度之一中心與該相互作用平面大體上重合。
  10. 如請求項7之配置，其中該光束阻擋件之該影像之該聚焦深度及/或該驅動輻射光束之該空間分佈之該影像之該聚焦深度藉由以下來判定：聚焦深度=2cN(1+m)其中c為一最大模糊圈，N為該透鏡之焦距與該透鏡處之該驅動輻射光束之一直徑之一比率，且m為該孔徑平面處之該光束阻擋件之該影像之一放大因數。
  11. 如請求項1之配置，其進一步包含一感測器，該感測器經組態以偵測該相互作用平面處之該驅動輻射光束之一空間剖面；及一反饋控制器，其經組態以將與該驅動輻射光束之經偵測空間剖面相關之資料反饋至該空間光調變器，其中該空間光調變器經組態以基於反饋之該資料而控制該驅動輻射光束之該空間剖面。
  12. 一種度量衡設備，其包含如請求項1至11中任一項之配置。
  13. 一種微影單元，其包含如請求項1至11中任一項之配置或如請求項12之度量衡設備。
  14. 一種引起一驅動輻射光束與一介質之間之一相互作用之方法，以用於藉由高階諧波產生來產生發射輻射，該方法包含：藉由一光束阻擋件阻斷該驅動輻射光束以阻斷該驅動輻射光束之至少部分；使該驅動輻射光束傳播穿過定位於該光束阻擋件之下游的至少一個透鏡；藉由一光束成形器來控制該驅動輻射光束之一空間分佈且使該驅動輻射光束照射在一相互作用區上，該相互作用區包含介質且定位於該光束阻擋件之下游；以及使該驅動輻射聚焦在一孔徑處，該孔徑在一孔徑平面處定位於該相互作用區之下游使得該光束阻擋件之一影像形成於一孔徑平面處，該孔徑經組態以允許該發射輻射之至少部分穿過且經組態以阻斷該驅動輻射光束之至少部分，其中該光束成形器包含定位於該物件平面處之一空間光調變器。
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