TWI767371B - 用於判定輻射光束之功率之輻射感測器裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於判定一輻射光束之一位置及/或功率之輻射感測器裝置包含：用於含有一氣體之一腔室、一或多個感測器及一處理器。該腔室具備一第一開口及一第二開口，使得一輻射光束可經由該第一開口進入該腔室；大體上沿著一軸傳播穿過該腔室；且經由該第二開口離開該腔室。該一或多個感測器中之每一者經配置以接收及偵測自該腔室之環繞該軸之一區域發射之輻射。該處理器可操作以使用由該一或多個感測器所偵測到的該輻射，以判定大體上沿著該軸傳播穿過該腔室之一輻射光束之一位置及/或功率。

Description

用於判定輻射光束之功率之輻射感測器裝置及方法
本發明係關於用於判定輻射光束之位置及/或功率之輻射感測器裝置。特定而言(但非排他地)，輻射感測器裝置可形成EUV微影系統之一部分。
微影裝置為經建構以將所要圖案應用至基板上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。微影裝置可(例如)將來自圖案化器件(例如，光罩)的圖案投影至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
由微影裝置使用以將圖案投影至基板上之輻射之波長判定可形成於彼基板上之特徵之最小大小。相比於習知微影裝置(其可(例如)使用具有193nm之波長之電磁輻射)，使用為具有在4nm至20nm範圍內之波長之電磁輻射的EUV輻射之微影裝置可用以在基板上形成較小特徵。
對於微影及其他應用，可能需要能夠量測輻射光束之一或多個性質。
本發明之一目標為預防或減輕先前技術之至少一個問題。
根據本發明之第一態樣，提供一種用於判定輻射光束之位置及/或功率之輻射感測器裝置，該輻射感測器裝置包含：用於含有氣體之腔室，該腔室具備第一開口及第二開口，使得輻射光束可經由該第一開口進入該腔室，大體上沿著軸傳播穿過該腔室，且經由該第二開口離開該腔室；一或多個感測器，每一者經配置以接收及偵測自該腔室之環繞該軸之區域發射的輻射；以及處理器，其可操作以使用由一或多個感測器所偵測到的輻射判定大體上沿著軸傳播穿過該腔室之輻射光束之位置及/或功率。
當輻射光束穿過腔室時，其可與腔室內之物質(諸如，氣體)相互作用。腔室內之氣體將發射次級輻射，且一般而言，可存在促成此次級輻射之不同程序之組合。若輻射光束具有足夠高頻率，則其可引起腔室內之氣體之電離。所得自由電子又可轉而電離或激發氣體分子及/或藉由光子發射輻射能量。經激發之氣體分子將經歷經由光子發射的自發輻射。因此，次級輻射可藉由束縛-束縛躍遷、自由-束縛躍遷及自由-自由躍遷之組合產生。
由氣體發射之次級輻射通常在幾何學上被限制於輻射光束穿過之腔室區域。亦即，在輻射光束穿過腔室時由輻射光束掃過且在下文中可被稱作相互作用區域之體積。另外，所發射之次級輻射之強度取決於輻射光束之通量(亦即，每單位面積之功率)。因此，本發明之第一態樣使用自相互作用區域發射之此次級輻射，以判定輻射光束之位置及/或功率。
一或多個感測器可具備經配置以濾出一或多個頻帶之輻射的濾 波光學器件。
由於除次級輻射之外，一或多個感測器亦可接收(例如)來自輻射光束的雜散輻射(此可形成明顯背景信號)，因此此配置為有利的。舉例而言，濾波光學器件可包含經配置以減少由一或多個感測器接收到的來自輻射光束之輻射之量的一或多個光學器件。另外，可存在導致自相互作用區域發射次級輻射的若干程序。在一些實施例中，濾波光學器件可經配置以濾出一或多個頻帶之輻射以便留下與輻射光束之強度分佈最強相關及/或最準確地相關的一或多個頻帶之輻射。濾波光學器件可包含透射光學器件(例如，透鏡)，其經配置以吸收待濾出之一或多個頻帶之輻射且透射其他頻帶之輻射。另外或替代地，濾波光學器件可包含反射光學器件(例如，鏡面)，其經配置以吸收待濾出之一或多個頻帶之輻射且反射其他頻帶之輻射。此類反射濾波光學器件可包含具備透射待濾出之一或多個頻帶之輻射且反射其他頻帶之輻射的(例如，介電質)塗層之鏡面。
輻射感測器裝置可包含兩個感測器。每一感測器可經配置以在不同方向上接收及偵測自腔室之環繞該軸之區域發射的輻射。
一或多個感測器中之每一者允許判定輻射光束在垂直於該軸之平面中的一方向上之位置，該方向可被稱為彼感測器之感測方向。感測器之感測方向大體上垂直於感測器接收之來自相互作用區域之次級輻射之方向。因此，提供各自經配置以在不同方向上接收及偵測自腔室之環繞該軸之區域發射的輻射之兩個感測器就允許判定輻射光束之二維位置。
兩個感測器可經配置以判定輻射光束在垂直於該軸之平面中的 不同方向上之位置。每一感測器可經安置使得其指向大體上垂直於該軸之方向。藉由此配置，每一感測器可接收相互作用區域在平行於該軸之平面上之投影。
兩個感測器可經配置以在兩個大體上垂直的方向上接收及偵測自腔室之環繞該軸之區域發射的輻射。
一或多個感測器可具備經配置以聚焦自該區域發射的輻射之聚焦光學器件。
聚焦光學器件可包含用於每一或一或多個感測器之聚焦透鏡。
或者，聚焦光學器件可包含用於一或多個感測器中之每一者的聚焦透鏡之陣列。
使用微透鏡陣列之此配置對於視差誤差將較不敏感，對於相比於相互作用區域與聚焦光學器件之間的距離，相互作用區域之直徑不可忽略的實施例尤其如此。
可將一或多個感測器中之每一者安置在腔室外部，且腔室可具備經配置以將來自該區域之輻射透射至一或多個感測器中之一者的一或多個窗。
此配置之一優點可為一或多個感測器並不需要由與腔室之環境相容之材料形成。舉例而言，腔室可維持於真空條件下。應瞭解，含有在低於大氣壓的壓力下之氣體之腔室可被稱為在真空條件下。藉由將一或多個感測器定位於腔室外部，其無需由不遭受除氣之材料形成。另外，可接近一或多個感測器(例如，用於維護或其他)而不必使得腔室達至大氣壓。或者，一或多個感測器可安置在腔室內部。
輻射感測器裝置可進一步包含經組態以將氣體供應至腔室中之 氣體供應機構。
氣體供應機構可經組態以維持腔室中之氣體之恆定壓力。
氣體供應機構可包含：可操作以將氣體遞送至腔室中之氣體供應器；可操作以將氣體泵汲出腔室的泵；以及可操作以監測腔室內之氣體之壓力的壓力感測器。
第一與第二開口可具備允許跨越第一與第二開口中之每一者而維持壓力差之機構。此機構可包含可形成差動泵汲系統之一部分的複數個級。
一或多個感測器中之每一者可包含複數個感測元件，每一感測元件在感測器之感測方向上具有不同位置。
舉例而言，一或多個感測器中之每一者可包含感測元件陣列，每一感測元件對輻射敏感，且處理器可將輻射光束在一或多個感測器中之每一者之感測方向上之位置判定為處於由彼感測器所接收到的強度分佈之質心。舉例而言，一或多個感測器中之每一者可包含電荷耦合器件(CCD)陣列。
感測元件陣列可為一維陣列。此一維陣列之讀出及資料處理相對快速(相比於例如二維陣列)。
一維陣列之軸可安置成與感測器之感測方向成斜角。置放一維陣列使得其軸安置成與感測器之感測方向成斜角允許使用具有較大感測元件之陣列，此導致具有較高敏感度之感測器。另外或替代地，其允許使用具有較大數目之感測元件之陣列，此導致具有較高有效解析度之感測器。
或者，感測元件陣列可為二維陣列。二維陣列具有較大偵測區 (相比於一維陣列)，此導致信雜比增大。
一或多個感測器中之每一者可包含兩個感測元件，每一感測元件對輻射敏感，且處理器可將輻射光束在一或多個感測器中之每一者之感測方向上之位置(如自兩個感測元件之中點所量測)判定為與來自兩個感測元件之信號的差異成比例。兩個感測元件中之每一者可(例如)包含光電二極體。
相比於例如每一感測器包含感測元件陣列之配置，此配置之一優點為感測器極為快速。舉例而言，此配置可適用於在約1MHz之回應率下使用。此配置尤其適用於監測輻射光束之位置的波動。為了判定輻射光束之絕對位置，可能需要輻射光束之輪廓(強度分佈)之先驗知識。
根據本發明之第二態樣，提供一種用於判定輻射光束之功率之輻射感測器裝置，該輻射感測器裝置包含：用於含有氣體之諧振腔，該諧振腔具備第一開口及第二開口，使得輻射光束可經由該第一開口進入該諧振腔，大體上沿著軸傳播穿過該諧振腔，且經由該第二開口離開該諧振腔；源，其可操作以在諧振腔內激發電磁波；以及處理器，其可操作以量測諧振腔之諧振頻率或指示諧振腔之諧振頻率之數量；且使用所量測之諧振頻率或指示諧振頻率之數量，以判定在第一與第二開口之間傳播的輻射光束之功率。
諧振腔之諧振頻率取決於腔之形狀及尺寸，此判定腔內電磁干擾之邊界條件。諧振頻率亦取決於腔內之光速，該光速又由腔內物質之電容率及磁導率判定。
當輻射光束穿過諧振腔時，其可與諧振腔內之物質相互作用。 舉例而言，若輻射具有足夠高頻率，則其可使得諧振腔內之氣體電離。一般而言，腔內由此類電離引起之自由電子之密度取決於輻射光束之功率。腔內自由電子之密度將影響腔內之電容率及/或磁導率，此又將影響腔之諧振頻率。特定而言，諧振腔內之電容率取決於腔內自由電子之密度。因此，本發明之第一態樣允許根據經判定之諧振腔之諧振頻率來判定在第一與第二開口之間傳播的輻射光束之功率。特定而言，本發明之第一態樣允許根據經判定之諧振腔之諧振頻率的改變判定在第一與第二開口之間傳播的輻射光束之功率的改變。
源可例如包含射頻供應器、天線及(視情況)經配置以將射頻供應器耦接至天線之波導。
在諧振腔中提供第一與第二開口(其經配置使得輻射光束可經由第一開口進入諧振腔，大體上沿著軸傳播穿過諧振腔，且經由第二開口離開諧振腔)允許判定在第一與第二開口之間傳播的輻射光束之功率，同時具有輻射光束之最少衰減。若輻射光束包含EUV輻射，則尤其如此，此係由於EUV輻射由物質強烈吸收。
處理器可操作以控制在諧振腔內由源激發之電磁波之頻率。
處理器可操作以控制源以便在諧振腔中連續激發具有不同頻率之複數個駐波，同時監測諧振腔內電磁波之振幅。
處理器可操作以將諧振腔之諧振頻率判定為諧振腔內的電磁波之振幅出現局部最大值時之頻率。
輻射感測器裝置可進一步包含可操作以監測諧振腔內之電磁波之接收器。接收器可操作以輸出指示諧振腔內的電磁波之振幅及/或相位之信號且處理器可經配置以自接收器接收信號。
為了判定諧振腔之諧振頻率，處理器可操作以控制源以便改變諧振腔內經激發之電磁波之頻率。處理器可操作以同時監測諧振腔內之電磁波之振幅。處理器可將諧振腔之諧振頻率判定為諧振腔內之電磁波之振幅出現局部最大值時之頻率。
輻射感測器裝置可進一步包含定向耦合器，其可操作以監測由源所接收到的反射波，且輸出指示反射波之振幅及/或相位之信號。處理器可經配置以自定向耦合器接收信號。
定向耦合器可進一步可操作以監測由源之電源供應器產生的波；以及輸出指示由源之電源供應器產生的波之振幅及/或相位之信號，且其中處理器經配置以自定向耦合器接收信號。應瞭解，儘管在一些實施例中，定向耦合器用於監測由源所接收到的反射波及/或由源之電源供應器所產生的波，但在替代實施例中，定向耦合器可由可操作以監測由源接收到的反射波及由源之電源供應器產生之波中之任一者或兩者的任何其他器件替換。
處理器可操作以判定由源之電源供應器所供應的電磁波與諧振腔內由源激發的電磁波之間的相對相位。
在經阻尼驅動諧波振盪器(諸如，諧振腔)之諧振頻率下，系統之振幅為最大值且該系統之回應相對於驅動信號滯後90°。在低於系統之諧振頻率的頻率下，相位滯後減小，其中對於遠低於諧振之頻率，相對相位趨向於0°。在大於系統之諧振頻率的頻率下，相位滯後增大，其中對於遠大於諧振之頻率，相對相位趨向於180°。
處理器可進一步可操作以依靠經判定之相對相位判定諧振腔之諧振頻率。或者，處理器可操作以使用經判定之相對相位直接判定在 第一與第二開口之間傳播的輻射光束之功率。可認為經判定之相對相位為指示諧振腔之諧振頻率之數量。
輻射感測器裝置可進一步包含經組態以將氣體供應至諧振腔中之氣體供應機構。
氣體供應機構可包含：可操作以將氣體遞送至諧振腔中之氣體供應器；以及可操作以監測諧振腔內氣體之壓力的壓力感測器。
氣體供應器及壓力感測器可形成可操作以控制諧振腔內氣體之壓力之反饋迴路。
氣體供應機構可經組態以維持諧振腔中之氣體之恆定壓力。
氣體供應機構可進一步包含可操作以將氣體泵汲出諧振腔的泵。
輻射感測器裝置可進一步包含經配置以維持諧振腔中氣體之恆定壓力的機構。
第一與第二開口可具備允許跨越第一與第二開口中之每一者而維持壓力差之機構。
此機構可包含可形成差動泵汲系統之一部分的複數個級。
源可包含第一天線。第一天線可安置在諧振腔內。或者，源可進一步包含第一波導，其可將第一天線耦接至諧振腔。
接收器可包含第二天線。第二天線可安置在諧振腔內。或者，接收器可包含第二波導，其可將第二天線耦接至諧振腔。
諧振腔可具有任何合適之大小及/或形狀。在一個實施例中，諧振腔通常可為圓柱體形狀。圓柱體之軸可在第一與第二開口之間延伸，該等開口可提供於圓柱體之相反表面上。
輻射感測器裝置可適用於判定電磁輻射光束(例如，EUV輻射)之功率。
輻射感測器裝置可適用於判定脈衝式輻射光束之功率。
根據本發明之第三態樣，提供一種系統，其包含：經組態以提供主輻射光束之輻射源；以及如前述技術方案中之任一項之輻射感測器裝置，該輻射感測器裝置經配置以判定主輻射光束或主輻射光束之一部分的功率及/或位置。
該系統可進一步包含：至少一個微影裝置；以及經組態以將主輻射光束之至少一部分引導至微影裝置或每一微影裝置之光束遞送系統。
該輻射源可經組態以提供EUV主輻射光束。
該輻射源可經組態以提供脈衝式輻射光束。
該輻射源可包含自由電子雷射。
根據本發明之第四態樣，提供一種微影系統，其包含：經組態以提供主輻射光束之輻射源；至少一個微影裝置；經組態以將主輻射光束之至少一部分引導至微影裝置或每一微影裝置之光束遞送系統；以及根據本發明之第一態樣或本發明之第二態樣的輻射感測器裝置，該輻射感測器裝置經配置以判定主輻射光束及/或主輻射光束之一部分的功率及位置中之至少一者，該主輻射光束由光束遞送系統引導至至少一個微影裝置中之一者。
該輻射源可(例如)包含至少一個自由電子雷射。
該輻射源可經組態以提供EUV主輻射光束。
根據本發明之第五態樣，提供一種用於判定輻射光束之位置及/ 或功率之方法，該方法包含：將輻射光束引導穿過含有氣體之腔室，該腔室具有第一開口及第二開口，其中輻射光束經由第一開口進入腔室，大體上沿著軸傳播穿過腔室，且經由第二開口離開腔室；接收及偵測自腔室之環繞該軸之區域發射的輻射；以及依靠所偵測到的輻射判定大體上沿著軸傳播穿過腔室之輻射光束之位置及/或功率。
輻射光束可包含DUV或EUV範圍中之電磁輻射。輻射光束可為脈衝式輻射光束。
根據本發明之第六態樣，提供一種用於判定輻射光束之功率之方法，該方法包含：將輻射光束引導穿過含有氣體之諧振腔，該諧振腔具有第一開口及第二開口，其中輻射光束經由第一開口進入諧振腔，傳播穿過諧振腔，且經由第二開口離開諧振腔；在諧振腔內激發電磁波；監測諧振腔內之電磁波；判定諧振腔之諧振頻率；以及依靠經判定之諧振頻率判定在第一與第二開口之間傳播之輻射光束之功率。
輻射光束可包含DUV或EUV範圍中之電磁輻射。輻射光束可為脈衝式輻射光束。
如將對熟習此項技術者易於顯而易見，上文或下文所闡明之本發明之各種態樣及特徵可與本發明之各種其他態樣及特徵組合。
8:開口
10:琢面化場鏡面器件
11:琢面化光瞳鏡面器件
13:鏡面
14:鏡面
21:注入器
22:線性加速器
23:聚束壓縮器
24:波盪器
26:電子減速器/減速器
28:光束截止器/截止器
100:輻射感測器裝置
102:輻射光束/雷射光束
104:中心軸/軸
105:光束管/管
106a:孔隙板
106b:孔隙板
106c:孔隙板
107a:中心孔隙/第一開口
107b:中心孔隙
107c:中心孔隙
108a:孔隙板
108b:孔隙板
108c:孔隙板
109a:中心孔隙/第二開口
109b:中心孔隙
109c:中心孔隙
110:腔室
111:區域/相互作用區域
112:氣體供應器
114:閥門
116:泵
118:壓力感測器
121:感測器
121a:信號
122:感測器
122a:信號
125:處理器
132:第一外部腔室
132a:泵
132b:壓力感測器
134:第二外部腔室
134a:泵
134b:壓力感測器
142:第一外部腔室
142a:泵
142b:壓力感測器
144:第二外部腔室
144a:泵
144b:壓力感測器
151:第一窗
152:第二窗
161:聚焦光學器件
162:聚焦光學器件
200:感測器/陣列
202:一維陣列/感測陣列/陣列
206:個別感測器
210:感測元件/感測陣列
211:影像
220:信號
230:影像平面
232:指向方向
234:感測方向
261:聚焦透鏡
302:二維陣列/感測陣列
310:感測元件
410:感測元件
410a:感測元件
420:感測元件
420a:感測元件
600:替代性聚焦光學器件/聚焦光學器件
602:聚焦透鏡
700:輻射感測器裝置
700a:輻射感測器裝置
702:輻射光束
704:軸
705:管/光束管
707:第一開口
709:第二開口
710:諧振腔/腔
715:電源供應器
715a:傳輸線
721:第一天線/諧振腔
721a:天線
722:第二天線
730:處理器
730a:器件/處理器
730b:器件
730c:處理器
735:控制信號
735a:控制信號
740:信號/振盪信號
750:定向耦合器
750a:埠
750b:埠
760:振幅
761:相對相位
762:頻率
763:線
B:極紫外線輻射光束/主輻射光束/主光束
Ba:輻射光束/分支輻射光束
Ba':輻射光束/經圖案化輻射光束/經圖案化光束
Bb:輻射光束/分支輻射光束
Bn:輻射光束/分支輻射光束
BFEL:雷射光束
BDS:光束遞送系統
E:聚束式電子束/電子束
FEL:自由電子雷射
IL:照明系統
LAa:微影裝置
LAb:微影裝置
LAn:微影裝置
LS:微影系統
MA:圖案化器件
MT:支撐結構
PS:投影系統
RS:輻射感測器裝置
S1:信號
S2:信號
SO:輻射源
WT:基板台
W:基板
現將參看隨附示意性圖式而僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：
- 圖1為根據本發明之一實施例之包含自由電子雷射之微影系統的示意性說明；
- 圖2為形成圖1之微影系統之一部分之微影裝置的示意性說明；
- 圖3為形成圖1之微影系統之一部分的自由電子雷射之示意性說明；
- 圖4為在垂直於輻射感測器裝置之軸之平面中可形成圖1之微影系統之一部分的第一類型之輻射感測器裝置之橫截面之示意性說明；
- 圖5為在含有輻射感測器裝置之軸之平面中圖4之輻射感測器裝置之橫截面之示意性說明；
- 圖6為可形成圖5之輻射感測器裝置之一部分的感測器及聚焦光學器件之一實施例之示意性說明。
- 圖7為在圖6之感測器之影像平面中圖6之感測器在第一定向上之示意性說明；
- 圖8為在圖6之感測器之影像平面中圖6之感測器在第二定向上之示意性說明；
- 圖9為可形成圖5之輻射感測器裝置之一部分的感測器及聚焦光學器件之另一實施例之示意性說明；
- 圖10為可形成圖5之輻射感測器裝置之一部分的感測器及聚焦光學器件之另一實施例之示意性說明；
- 圖10a為可形成圖5之輻射感測器裝置之一部分的感測器及聚焦光學器件之另一實施例之示意性說明；
- 圖11為可形成圖5之輻射感測器裝置之一部分的感測器及聚焦光學器件之另一實施例之示意性說明；
- 圖12為可形成圖5之輻射感測器裝置之一部分的感測器及聚焦光學器件之另一實施例之示意性說明；
- 圖13為在垂直於第二類型之輻射感測器裝置之軸之平面中可形成圖1之微影系統之一部分的第二類型之輻射感測器裝置之第一實施例之橫截面之示意性說明；
- 圖13a為在垂直於第二類型之輻射感測器裝置之軸之平面中可形成圖1之微影系統之一部分的第二類型之輻射感測器裝置之第二實施例之橫截面之示意性說明；以及
- 圖14展示經阻尼驅動諧波振盪器之回應之振幅及相對相位滯後(相對於驅動力)之曲線。
圖1展示根據本發明之一個實施例之微影系統LS。微影系統LS包含輻射源SO、光束遞送系統BDS、複數個微影裝置LAa至LAn(例如，八個微影裝置)。輻射源SO經組態以產生極紫外線(EUV)輻射光束B(其可被稱作主光束)。
光束遞送系統BDS包含光束分裂光學器件，且亦可視情況包含光束擴展光學器件及/或光束成形光學器件。主輻射光束B分裂成複數個輻射光束Ba至Bn(其可被稱作分支光束)，藉由光束遞送系統BDS而將該複數個輻射光束Ba至Bn中之每一者引導至微影裝置LAa至LAn中之不同者。
微影系統LS進一步包含根據本發明之一實施例的一或多個輻射感測器裝置RS。如圖1中所展示，微影系統LS包含經配置以量測主光束B之一或多個性質(例如，功率及/或位置)之輻射感測器裝置RS。另外或替代地，微影系統LS可包含經配置以量測分支輻射光束Ba至Bn之一或多個性質之輻射感測器裝置RS。另外或替代地，微影系統LS可 包含經配置以量測光束遞送系統BDS內的輻射光束之一或多個性質之輻射感測器裝置RS。
視情況存在之光束擴展光學器件(未圖示)經配置以增大輻射光束B之橫截面積。有利地，此情形減小光束擴展光學器件下游之鏡面上的熱負荷。此情形可允許光束擴展光學件下游之鏡面具有較低規範、具有較少冷卻，且因此較不昂貴。另外或替代地，其可允許下游鏡面較接近於正入射。舉例而言，光束擴展光學器件可操作以在主光束B由光束分裂光學器件分裂之前將主光束B自大約100μm擴展至大於10cm。
在一實施例中，分支輻射光束Ba至Bn各自被引導穿過各別衰減器(未圖示)。每一衰減器可經配置以在分支輻射光束Ba至Bn傳遞至其對應的微影裝置LAa至LAn之前調整各別分支輻射光束Ba至Bn之強度。
輻射源SO、光束遞送系統BDS及微影裝置LAa至LAn可全部經建構且經配置使得其可與外部環境隔離。真空可提供於輻射源SO、光束遞送系統BDS及微影裝置LAa至LAn之至少部分中，以便使對EUV輻射之吸收最小化。微影系統LS之不同部分可具備不同壓力下之真空(亦即，被保持於低於大氣壓之不同壓力)。
參看圖2，微影裝置LAa包含照明系統IL、經組態以支撐圖案化器件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。照明系統IL經組態以在由微影裝置LAa接收之分支輻射光束Ba入射於圖案化器件MA上之前調節該分支輻射光束Ba。投影系統PS經組態以將輻射光束Ba'(現在由圖案化器件MA圖案化)投影至基板W上。基板W可包括先前形成之圖案。在此種狀況下，微影裝 置將經圖案化輻射光束Ba'與先前形成於基板W上之圖案對準。
由微影裝置LAa接收之分支輻射光束Ba自光束傳遞系統BDS經由照明系統IL之圍封結構中之開口8而傳遞至照明系統IL中。視情況，分支輻射光束Ba可經聚焦以在開口8處或附近形成中間焦點。
照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11。琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11一起向輻射光束Ba提供所要橫截面形狀及所要角度分佈。輻射光束Ba自照明系統IL傳遞且入射於由支撐結構MT固持之圖案化器件MA上。圖案化器件MA反射且圖案化輻射光束以形成經圖案化光束Ba'。除琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11以外或代替琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11，照明系統IL亦可包括其他鏡面或器件。舉例而言，照明系統IL可包括可獨立移動鏡面陣列。可獨立移動鏡面的寬度可(例如)小於1毫米。可獨立移動鏡面可(例如)為微機電系統(MEMS)器件。
在自圖案化器件MA重新導向(例如，反射)之後，經圖案化輻射光束Ba'進入投影系統PS。投影系統PS包含複數個鏡面13、14，其經組態以將輻射光束Ba'投影至由基板台WT固持之基板W上。投影系統PS可將縮減因數應用於輻射光束，從而形成具有小於圖案化器件MA上之對應特徵之特徵的影像。舉例而言，可應用為4之縮減因數。儘管投影系統PS在圖2中具有兩個鏡面，但投影系統可包括任何數目個鏡面(例如，六個鏡面)。
微影裝置LAa可操作以在輻射光束Ba的橫截面中賦予圖案，且將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上，藉此將基板之目標部分 曝露於經圖案化輻射。微影裝置LAa可(例如)用於掃描模式中，其中在將經賦予至輻射光束Ba'之圖案投影至基板W上時，同步地掃描支撐結構MT及基板台WT(亦即，動態曝光)。可藉由投影系統PS之縮小率及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向。
再次參看圖1，輻射源SO經組態以產生具有足夠功率之EUV輻射光束B以供應給微影裝置LAa至LAn中之每一者。如上文所指出，輻射源SO可包含自由電子雷射。
圖3為包含注入器21、線性加速器22、聚束壓縮器23、波盪器24、電子減速器26及光束截止器28之自由電子雷射FEL之示意性描述。
注入器21經配置以產生聚束式電子束E且包含電子源(例如，熱離子陰極或光電陰極)及加速電場。電子束E中之電子由線性加速器22進一步加速。在一實例中，線性加速器22可包含：複數個射頻腔，其沿著共同軸軸向地間隔；及一或多個射頻電源，其可操作以在電子聚束在電磁場之間傳遞時沿著共同軸控制該等電磁場以便使每一電子聚束加速。腔可為超導射頻腔。有利地，此情形允許：以高工作循環施加相對大電磁場；較大光束孔徑，從而引起較少的歸因於尾流場之損耗；且允許增加傳輸至光束(相對於經由腔壁而耗散)之射頻能量之分率。或者，腔習知地可導電(亦即，不超導)，且可由(例如)銅形成。可使用其他類型之線性加速器，諸如，雷射尾流場加速器或反自由電子雷射加速器。
視情況，電子束E穿過安置於線性加速器22與波盪器24之間的聚 束壓縮器23。聚束壓縮器23經組態以在空間上壓縮電子束E中之現有電子聚束。一種類型之聚束壓縮器23包含橫向於電子束E而引導之輻射場。電子束E中之電子與輻射相互作用且與附近之其他電子聚束。另一類型之聚束壓縮器23包含磁性軌道彎道，其中在電子穿過該軌道彎道時由該電子遵循之路徑之長度取決於該電子之能量。此類型之聚束壓縮器可用以壓縮已在線性加速器22中由複數個諧振腔加速之電子聚束。
電子束E接著穿過波盪器24。一般而言，波盪器24包含複數個模組。每一模組包含週期性磁體結構，該週期性磁體結構可操作以產生週期性磁場，且經配置以便沿著彼模組內之週期性路徑來引導由注入器21及線性加速器22產生的相對論電子束E。由每一波盪器模組產生之週期性磁場使電子遵循圍繞中心軸之振盪路徑。因此，在每一波盪器模組內，電子一般在彼波盪器模組之中心軸的方向上輻射電磁輻射。
由電子遵循之路徑可為正弦的及平面的，其中電子週期性地橫穿中心軸。或者，路徑可為螺旋的，其中電子圍繞中心軸旋轉。振盪路徑之類型可影響由自由電子雷射發射之輻射之極化。舉例而言，使電子沿著螺旋路徑傳播之自由電子雷射可發射橢圓極化輻射，其對於藉由一些微影裝置進行的基板W之曝光而言可合乎需要。
在電子移動穿過每一波盪器模組時，其與輻射之電場相互作用，從而與輻射交換能量。一般而言，除非條件接近於諧振條件，否則在電子與輻射之間交換的能量之量將快速振盪。在諧振條件下，電子與輻射之間的相互作用使電子一起聚束成按波盪器內之輻射波長調 變的微聚束，且刺激沿著中心軸之輻射的相干發射。諧振條件可由下式給出：
Figure 109136477-A0305-02-0020-1
其中λ em 為輻射之波長，λ u 為電子傳播穿過之波盪器模組之波盪器週期，γ為電子之勞倫茲因數，且K為波盪器參數。A取決於波盪器24之幾何形狀：對於產生圓形極化輻射的螺旋波盪器，A=1；對於平坦波盪器，A=2；且對於產生橢圓極化輻射(亦即，既非圓形極化，亦非線性極化)之螺旋波盪器，1<A<2。實務上，每一電子聚束將具有能量散佈，但可儘可能地最小化此散佈(藉由產生具有低發散度之電子束E)。波盪器參數K通常大約為1且由下式給出：
Figure 109136477-A0305-02-0020-2
其中q及m分別為電荷及電子質量、B 0 為週期性磁場之振幅，且c為光速。
諧振波長λ em 等於由移動穿過每一波盪器模組之電子自發地輻射之第一諧波波長。自由電子雷射FEL可在自放大自發發射(SASE)模式中操作。在SASE模式中之操作可需要在電子束E進入每一波盪器模組之前該電子束E中之電子聚束之低能量散佈。或者，自由電子雷射FEL可包含可由波盪器24內之經刺激發射放大之種子輻射源。自由電子雷射FEL可作為再循環放大器自由電子雷射(RAFEL)操作，其中由自由電子雷射FEL產生之輻射之一部分被用以為輻射之進一步產生提供種子。
電子移動穿過波盪器24可造成輻射之振幅增大，亦即，自由電 子雷射FEL可具有非零增益。可在符合諧振條件時或在條件接近但稍微偏離諧振時達成最大增益。
在進入波盪器24時符合諧振條件之電子將隨著其發射(或吸收)輻射而損失(或取得)能量，使得諧振條件不再得以滿足。因此，在一些實施例中，波盪器24可為漸縮的。亦即，週期性磁場之振幅及/或波盪器週期λ u 可沿著波盪器24之長度而變化，以便在電子聚束經引導穿過波盪器24時將該等電子聚束保持處於或接近於諧振。可藉由在每一波盪器模組內及/或在不同模組之間變化週期性磁場之振幅及/或波盪器週期λ u 來達成漸縮。另外或替代地，可藉由在每一波盪器模組內及/或在不同模組之間變化波盪器24之螺旋性(藉由變化參數A)來達成漸縮。
可將環繞每一波盪器模組之中心軸之區域視為「良好場區域」。良好場區域可為環繞中心軸之體積，其中對於沿著波盪器模組之中心軸之給定位置，該體積內之磁場之量值及方向實質上恆定。在良好場區域內傳播之電子聚束可滿足方程式(1)之諧振條件且因此將放大輻射。另外，在良好場區域內傳播之電子束E應不經歷歸因於未經補償磁場之顯著未預期破壞。亦即，傳播穿過良好場區域之電子應保持在良好場區域內。
每一波盪器模組可具有一範圍的可接受初始軌跡。以在此可接受初始軌跡範圍內的初始軌跡進入波盪器模組之電子可滿足方程式(1)之諧振條件，且與彼波盪器模組中之輻射相互作用以刺激相干輻射之發射。相比之下，以其他軌跡進入波盪器模組之電子可不刺激相干輻射之顯著發射。
舉例而言，一般而言，對於螺旋波盪器模組，電子束E應與波盪器模組之中心軸實質上對準。電子束E與波盪器模組之中心軸之間的傾角或角(以微弧度為單位)一般應不超過1/10ρ，其中ρ為自由電子雷射(FEL)皮爾斯參數(Pierce parameter)。否則，波盪器模組之轉換效率(亦即，在彼模組中轉換成輻射的電子束E之能量部分)可下降至低於所要的量(或可幾乎下降為零)。在一實施例中，EUV螺旋波盪器模組之FEL皮爾斯參數可為約0.001，其指示電子束E相對於波盪器模組之中心軸之傾角應小於100微拉德(μrad)。
對於平面波盪器模組，較大初始軌跡範圍可為可接受的。倘若電子束E保持實質上垂直於平面波盪器模組之磁場且保持於該平面波盪器模組之良好場區域內，就可刺激輻射之相干發射。
在電子束E之電子移動穿過每一波盪器模組之間的漂移空間時，該等電子並不遵循週期性路徑。因此，在此漂移空間中，儘管電子與輻射空間地重疊，但其與輻射不交換任何顯著能量且因此有效地自輻射解耦。聚束式電子束E具有有限發散度，且因此除非重新聚焦，否則直徑將增大。因此，波盪器24可進一步包含用於在一或多對相鄰波盪器模組之間重新聚焦電子束E之機構。舉例而言，可在每一對相鄰模組之間提供四極磁體。四極磁體縮減電子聚束之大小。此情形改良電子與下一波盪器模組內之輻射之間的耦合，從而增加對輻射發射之刺激。
波盪器24可進一步包含每一相鄰對之波盪器模組之間的電子束操縱單元，其經配置以在電子束E穿過波盪器24時提供對該電子束E之精細調整。舉例而言，每一光束操縱單元可經配置以確保電子束保 持於良好場區域內，且以來自下一波盪器模組的可接受初始軌跡範圍的軌跡進入彼波盪器模組。
在離開波盪器24之後，電子束E由截止器28吸收。截止器28可包含用以吸收電子束E之足夠量的材料。材料可具有用於誘發放射性之臨限能量。進入截止器28之功率低於臨限能量的電子可僅產生伽瑪射線簇射，但將不誘發任何顯著等級之放射性。材料可具有用於因電子衝擊而誘發放射性之高臨限能量。舉例而言，光束截止器可包含鋁(Al)，其具有大約17MeV之臨限能量。可能需要在電子束E中之電子進入截止器28之前減小該等電子之能量。此情形移除或至少減少了自截止器28移除及棄置放射性廢料之需求。此情形為有利的，此係由於放射性廢料之移除需要週期性地關閉自由電子雷射FEL且放射性廢料之棄置可為昂貴的且可具有嚴重環境影響。
可藉由引導電子束E穿過安置於波盪器24與光束截止器28之間的減速器26而在電子束E中之電子進入截止器28之前減少電子束E中之電子的能量。
在一實施例中，可藉由使電子以相對於由注入器21產生之電子束的180度之相位差向後穿過線性加速器22而使離開波盪器24之電子束E減速。因此，線性加速器中之RF場用以使自波盪器24輸出之電子減速且使自注入器21輸出之電子加速。當電子在線性加速器22中減速時，其能量中之一些被轉移至線性加速器22中之RF場。因此，來自減速電子之能量由線性加速器22回收，且可用於使自注入器21輸出之電子束E加速。此配置被稱為能量回收線性加速器(ERL)。
在微影系統LS之一些實施例中，輻射源SO可包含單個自由電子 雷射FEL。在該等實施例中，自輻射源SO發射之主光束B可為自自由電子雷射FEL發射之雷射光束BFEL。在其他實施例中，微影系統LS可包含複數個自由電子雷射。自自由電子雷射發射之複數個雷射光束BFEL可經組合以形成包含自複數個自由電子雷射FEL發射之輻射的單個主光束B。
需要在微影系統LS中調控由微影裝置LAa提供至基板W之輻射的劑量。提供至基板W之輻射的劑量取決於提供至微影裝置LAa之分支輻射光束Ba的功率。因此，可藉由控制分支輻射光束Ba之功率來控制輻射之劑量。為了控制分支輻射光束Ba之功率，可使用一或多個輻射感測器裝置RS(諸如，圖1中所展示之輻射感測器裝置RS)量測分支輻射光束Ba及/或主光束B之功率。輻射感測器裝置RS可形成經組態以控制主光束B之功率及/或分支輻射光束Ba之功率以便調控提供在基板W處之劑量的反饋系統之一部分。舉例而言，可回應於由一或多個輻射感測器裝置RS做出之量測來調整主光束B之功率及/或分支輻射光束Ba之功率以便提供具有所要功率之分支輻射光束。反饋系統可包含控制器且可為自動化的。可(例如)藉由在主光束B及/或分支光束Ba之路徑中配置一或多個衰減器來調整主光束B之功率及/或分支輻射光束Ba之功率。可控制衰減器以便回應於由輻射感測器裝置RS做出之量測而調整主光束B及/或分支光束Ba之強度以便提供具有所要功率之分支輻射光束Ba。
進一步需要在微影系統LS中量測傳播穿過微影系統LS之輻射光束之位置。舉例而言，可藉由輻射感測器裝置RS量測一或多個輻射光束之位置以便檢查微影系統LS之一或多個光學組件之對準。舉例 而言，可藉由量測由光束遞送系統BDS提供之分支輻射光束Ba之位置來檢查形成光束遞送系統BDS之一或多個光學組件之對準。量測輻射光束之位置的輻射感測器裝置RS可形成經組態以控制微影系統LS之一或多個光學組件之對準的反饋系統之一部分。舉例而言，可回應於輻射光束之位置之量測而控制微影系統LS之一或多個光學組件之對準。反饋系統可包含控制器且可為自動化的。輻射感測器裝置RS可(例如)經配置以在分支輻射光束Ba被提供至微影裝置LAa之前量測分支輻射光束Ba之位置。在分支輻射光束Ba之位置自光束之所要位置偏離之情況下，可調整光束遞送系統BDS中之(例如)一或多個光學組件之對準以便校正分支輻射光束Ba之位置的偏差。
現參看圖4至12描述適合用於微影系統LS中之第一類型之輻射感測器裝置之實施例。
圖4及5為適合用於微影系統LS中之輻射感測器裝置100之示意性說明。輻射感測器裝置100經組態以量測輻射光束102之功率及/或位置，如現在所描述。圖1之輻射感測器裝置RS可(例如)包含輻射感測器裝置100。
輻射感測器裝置100包含腔室110，兩個感測器121、122及處理器125。
腔室110一般為圓柱體且形成用於輻射光束102之光束管105之一部分。儘管在此實施例中，腔室110一般為圓柱體，但應瞭解，在其他實施例中，腔室可具有不同形狀。腔室110可軸向對稱。舉例而言，輻射光束102可包含EUV輻射。由於EUV輻射一般由物質很好地吸收，因此對於此類實施例，管105可處於真空條件下(亦即，在低於 大氣壓之壓力下)以便使歸因於吸收之輻射光束102之衰減最小化。在光學系統(舉例而言，微影系統)中，可比透射光學元件更優先地使用EUV輻射反射光學元件。另外，由於在存在EUV輻射的情況下，氫氣可對光學表面具有清潔效果，因此已知在此類反射光學元件附近提供氫氣。舉例而言，可提供低於大氣壓之壓力(例如，低於100Pa，例如低於5Pa)的氫氣。
腔室110適用於含有氣體。輻射感測器裝置100具備氣體供應器112，其可操作以將氣體引入至腔室110中。氣體經由閥門114自氣體供應器112傳遞至腔室110中。閥門114可為可操作以調整氣體被引入至腔室110中之速率的可變閥門。腔室110進一步具備經組態以將氣體泵汲出腔室110的泵116。泵116可操作以調整氣體被泵汲出腔室110的速率。壓力感測器118經配置以量測腔室110內部之壓力。可回應於對腔室110內部之壓力的量測(由壓力感測器118做出)而控制氣體供應器112、閥門114及/或泵116以便維持腔室110內部之所要壓力。氣體供應器112、閥門114、泵116及壓力感測器118可一起被認為是經組態以將氣體供應至腔室110中之氣體供應機構之實例。
腔室110具備第一開口107a及第二開口109a。在使用中，輻射光束102經由第一開口107a進入腔室110，大體上沿著中心軸104(圖4及圖5中之z方向)傳播穿過腔室110，且經由第二開口109a離開腔室110。
在使用中，在輻射光束102穿過腔室110時，其可與腔室110內之氣體相互作用。因此，腔室110內之氣體將發射次級輻射(經由螢光)。次級輻射包含可具有一範圍之不同頻率之電磁輻射。次級輻射 可包含在近紅外線至紫外線範圍中之光。次級輻射可包含具有在150nm至10μm範圍內，特定而言在200nm至1100nm範圍內之波長的輻射。
一般而言，可存在促成此次級輻射之不同程序之組合。若輻射光束102具有足夠高頻率，則其可引起腔室110內之氣體之電離。所得自由電子可轉而電離或激發氣體分子。由腔室內氣體之電離所產生之自由電子可藉由光子發射(亦即，自由-自由躍遷)輻射能量。自由電子可與腔室110內之離子再結合且此再結合可導致藉由光子發射(亦即，自由-束縛躍遷)之能量輻射。腔室110內經激發之氣體分子將自發地發射光子(亦即，束縛-束縛躍遷)。因此，次級輻射可藉由束縛-束縛躍遷、自由-束縛躍遷及自由-自由躍遷之組合產生。
由氣體發射之次級輻射通常在幾何學上被限制於輻射光束102穿過之腔室110之區域111。此區域111為在輻射光束102穿過腔室110時由輻射光束102掃過之體積且該區域在下文中可被稱作相互作用區域111。由於輻射光束102大體上沿著中心軸104傳播，因此相互作用區域111為環繞中心軸104之腔室110之區域。
應瞭解，雷射光束(諸如，輻射光束102)通常並不具有明顯邊緣。舉例而言，輻射光束102之強度輪廓可為類高斯的(Gaussian-like)，且因此輻射光束102之邊緣可以多個不同方式界定。因此，相互作用區域111可不具有明顯邊緣且相互作用區域111之邊界可以多個不同方式界定。舉例而言，輻射光束102之邊緣可經界定為輻射光束102之強度降低至低於臨限值的點。若輻射光束102之強度分佈旋轉對稱，則輻射光束102之邊緣將為圓形且相互作用區域111將為圓柱體形 狀。
由腔室110之給定區域中的氣體發射之次級輻射之強度取決於穿過彼區域之輻射光束102之通量(亦即，每單位面積之功率)。因此，若輻射光束102之強度輪廓為類高斯的，則相較於更接近於相互作用區域111之邊緣的相互作用區域111之部分，將自更接近於輻射光束102之中心(亦即，中心軸104附近)的相互作用區域111之部分發射較多次級輻射。
兩個感測器121、122中之每一者經配置以接收及偵測自腔室110之相互作用區域111發射之輻射。本發明之一些實施例使用來自相互作用區域111之次級輻射，以判定輻射光束102之位置及/或功率。
由氣體供應器112所供應之氣體可為任何合適之氣體。合適之氣體可包括產生合適波長(例如，可見光)且具有合適橫截面之次級輻射以允許根據其判定輻射光束102之位置及/或功率的任何氣體。合適之氣體可包括相對(化學上)不起反應的任何氣體。
合適之氣體可包括(例如)氫氣及惰性氣體，諸如氦氣、氖氣、氬氣及氙氣。
對於輻射光束102包含EUV輻射之實施例，氫氣可為有利的，由於氫氣可能已經存在於光束管105內。歸因於氫氣對於EUV輻射之相對低吸收截面，可將氫氣選擇為存在於光束管105內。此類實施例將不需要氣體供應器112(亦即，可自並不形成輻射感測器裝置之一部分的氣體供應器供應氫氣)。另外，氫氣可能對由多千瓦EUV輻射光束102引起之飽和效應較不敏感。合適氣體之選擇可取決於以下因素中之任一者：次級輻射之強度與輻射光束102之強度之間的線性；氣體 是否將達到飽和；以及由感測器121、122所接收到的信號之強度。
氣體供應機構(亦即，氣體供應器112、閥門114、泵116及壓力感測器118)可經組態以維持腔室110內部實質上恆定之壓力。腔室110內部由氣體供應機構所維持之壓力可取決於氣體之類型。在一些實施例中，氣體供應機構可經組態以將腔室110內部之氫氣維持在0.01Pa與1Pa之間的壓力下。
腔室110具備允許跨越第一開口107a與第二開口109a中之每一者而維持壓力差之機構。此允許在較大範圍內控制腔室110內氣體之壓力。如現在所描述，允許跨越第一開口107a與第二開口109a中之每一者而維持壓力差之機構包含形成差動泵汲系統之一部分的複數個級。
如上文所解釋，輻射感測器裝置100形成光束管105(輻射光束102沿著該光束管傳播)之一部分。光束管105具備第一組(例如，三個)孔隙板106a至106c及第二組(例如，三個)孔隙板108a至108c。孔隙板106a至106c、108a至108c中之每一者大體上垂直於中心軸104而延伸跨越光束管105。孔隙板106a至106c、108a至108c中之每一者一般為環形形狀，具備中心孔隙107a至107c、109a至109c。
兩個孔隙板106a、108a及光束管105共同界定輻射光束102傳播穿過之腔室110。孔隙板106a中之中心孔隙107a形成腔室110之第一開口且孔隙板108a中之中心孔隙109a形成腔室110之第二開口。
在腔室110之相反側上複數個孔隙板之提供界定一或多個外部腔室，該等外部腔室安置於腔室110與光束管105之主體之間。特定而言，孔隙板106a及106b界定與腔室110之第一端相鄰之第一外部腔室132且孔隙板106b及106c界定在腔室110之第一端處與腔室110相鄰之 第二外部腔室134。類似地，孔隙板108a及108b界定與腔室110之第二端相鄰之第一外部腔室142且孔隙板108b及108c界定在腔室110之第二端處與腔室110相鄰之第二外部腔室144。
第一外部腔室132、142中之每一者具備泵132a、142a，其經組態以將氣體泵汲出彼腔室；及壓力感測器132b、142b，其經配置以量測彼腔室內部之壓力。第二外部腔室134、144中之每一者具備泵134a、144a，其經組態以將氣體泵汲出彼腔室；及壓力感測器134b、144b，其經配置以量測彼腔室內部之壓力。此等泵132a、142a、134a、144a及壓力感測器132b、142b、134b、144b可形成氣體供應機構之一部分(連同氣體供應器112、閥門114、泵116及壓力感測器118)。可回應於對腔室110、132、142、134、144內部壓力之量測(由壓力感測器118、132b、142b、134b、144b做出)控制所有泵116、132a、142a、134a、144a以便維持腔室110內部之所要壓力。
兩個感測器121、122中之每一者安置在腔室110外部。腔室110具備第一窗151及第二窗152。第一窗151經配置以將輻射自相互作用區域111透射至感測器121中之第一者。第二窗152經配置以將輻射自相互作用區域111透射至感測器122中之第二者。此配置之一優點為感測器121、122並不需要由與真空環境相容之材料(例如，並不遭受除氣之彼等材料)形成。另一優點為可存取感測器121、122(例如，用於維護或其他)而不必使得腔室110達至大氣壓。在一替代實施例中，感測器121、122中之一或多者可安置在腔室110內部。
兩個感測器121、122中之每一者可具備經配置以濾出一或多個頻帶之輻射之濾波光學器件。濾波光學器件可包含透射光學器件，其 經配置以吸收待濾出之一或多個頻帶之輻射且透射其他頻帶之輻射。另外或替代地，濾波光學器件可包含反射光學器件，其經配置以吸收待濾出之一或多個頻帶之輻射且反射其他頻帶之輻射。此類反射濾波光學器件可包含具備透射待濾出之一或多個頻帶之輻射且反射其他頻帶之輻射的(例如，介電質)塗層之鏡面。
舉例而言，兩個感測器121、122中之每一者可具備經配置以濾出波長等於或類似於輻射光束102之波長的輻射之濾波光學器件。由於兩個感測器121、122可經受來自輻射光束102之雜散輻射(其可對信號形成顯著背景)，因此此情形可為有利的。應注意，由於所有物質均很好地吸收EUV輻射，因此對於輻射光束102包含EUV輻射之實施例，第一窗151與第二窗152可濾出EUV輻射。因此，對於此類實施例，可不提供額外濾波光學器件。
另外或替代地，可提供一或多個濾波光學器件以減少由一或多個感測器121、122接收到的來自一或多個輻射頻帶的輻射之量。在一個實施例中，第一窗151與第二窗152可由吸收一或多個頻帶之輻射(例如，EUV輻射)之材料形成，或替代地可具備由此材料形成之塗層。
如上文所解釋，可存在導致自相互作用區域111發射次級輻射的若干程序。一般而言，每一程序可導致次級輻射之不同頻譜(例如，不同發射譜線)。相較於其他程序，程序中之一些可導致強度與輻射光束102之強度分佈更直接相關之次級輻射。因此，向兩個感測器121、122中之每一者提供經配置以濾出一或多個頻帶之輻射以便留下與輻射光束102之強度分佈最強相關及/或更為準確地相關的輻射頻帶 之濾波光學器件可存在一些優點。
兩個感測器121、122經配置以在兩個不同方向上接收及偵測自腔室110之相互作用區域111發射之輻射。此允許判定輻射光束102之二維位置。特定而言，兩個感測器121、122經配置以在兩個大體上垂直的方向上接收及偵測自環繞軸之腔室區域發射的輻射。在替代實施例中，兩個不同的方向並不相互垂直。感測器121、122中之每一者具有平行於感測器121、122接收之來自相互作用區域111之次級輻射之大體方向的指向方向。亦即，若每一感測器121、122可被認為是形成相互作用區域111之影像的相機，則每一感測器121、122之指向方向為相機指向之方向。感測器121、122中之每一者經安置使得其指向方向大體上垂直於軸104。舉例而言，如圖4中所展示，感測器121經安置使得其指向大體上平行於x軸之方向；且感測器122經安置使得其指向大體上平行於y軸之方向。
感測器121、122中之每一者允許在處於垂直於中心軸104之平面中之方向上判定輻射光束之位置。此方向可被稱為感測器121、122之感測方向。感測器之感測方向大體上垂直於感測器接收之來自相互作用區域111之次級輻射之方向。
兩個感測器121、122中之每一者具備經配置以將自相互作用區域111發射之次級輻射聚焦至平行於軸104之平面(其可被稱為影像平面)上的聚焦光學器件161、162。在一個實施例中，每一感測器121、122之聚焦光學器件161、162包含聚焦透鏡，其安置於窗151、152與感測器121、122之間。每一聚焦光學器件161、162形成相互作用區域111之影像，彼影像為自相互作用區域111發射之輻射至感測器121、 122中之一者之影像平面上之投影。每一感測器之影像平面垂直於其指向方向且平行於其感測方向。舉例而言，感測器121接收相互作用區域111至y-z平面上之投影；且感測器122接收相互作用區域111至x-z平面上之投影。因此，兩個感測器121、122中之每一者經配置以判定輻射光束在垂直於軸104之平面(亦即，圖4及5之x-y平面)中的不同感測方向上之位置。感測器121經配置以判定輻射光束在y方向上之位置；且感測器122經配置以判定輻射光束在x方向上之位置。
每一感測器121、122可操作以輸出指示輻射光束102在其感測方向(垂直於其指向方向)上之位置的信號121a、122a。由感測器121、122輸出之信號121a、122a係由處理器125接收。處理器125可操作以使用由兩個感測器121、122所偵測到之輻射，以判定大體上沿著軸104經由腔室110傳播之輻射光束102之位置及/或功率。
儘管輻射感測器裝置100包含單個處理器125，但在替代實施例中，每一感測器121、122可具備獨立處理器。對於此類實施例，每一處理器可與其對應感測器121、122分離或與其對應感測器121、122整合。應瞭解，術語處理器意欲涵蓋可操作以處理由感測器121、122接收到的資料之任何東西。處理器125可包含微處理器。
現在描述可形成兩個感測器121、122中之任一者或兩者的各種配置。在下文中，為方便起見，將僅詳細地描述一個感測器。實例感測器將被描述為仿佛安置於圖4及5中之感測器121之位置中。應瞭解，安置於圖4及5中之感測器122之位置中的感測器亦可包含以下配置中之任一者。
每一感測器121、122可包含複數個感測元件，其對來自相互作 用區域111之輻射敏感。
圖6展示感測器200，其包含對來自相互作用區域111之輻射敏感之複數個感測元件。為簡單起見，光束管105、腔室110及窗151已經自圖6省略。
聚焦透鏡261在影像平面230中形成相互作用區域111之影像211，感測器200位於該影像平面230中。聚焦透鏡261可包含大體球面透鏡或替代地大體柱面透鏡。感測器200安置於影像平面230中且經配置以接收及偵測自相互作用區域111發射之輻射。
由於來自相互作用區域111之次級輻射之發射取決於輻射光束102之強度分佈，因此感測器200將接收與輻射光束102之強度分佈有關之信號220。如上文所解釋，形成於感測器200之影像平面230中之影像211為相互作用區域111內之次級輻射發射之三維強度分佈至影像平面230上之投影。感測器200有效地在感測器200之指向方向232上整合此三維強度分佈。舉例而言，若輻射光束102具有高斯強度分佈，則在垂直於中心軸104之平面(亦即，x-y平面)中，自相互作用區域發射之次級輻射之三維強度可為二維高斯函數。感測器200將使二維高斯函數至平面上之投影成像。
可根據形成於感測器200之影像平面230中之影像判定輻射光束102之位置。感測器200允許判定輻射光束102在感測方向234上之位置。
在第一配置中，如圖7及8中所展示，感測器200包含感測元件210之一維陣列202，每一感測元件均對來自相互作用區域之輻射敏感。舉例而言，感測元件210之一維陣列202可包含電荷耦合器件 (CCD)陣列。
對於此配置，雷射光束102之經判定之位置可為形成於影像平面230中之次級輻射之影像之質心(或質量中心)。或者，若已知輻射光束102之強度分佈，則由陣列202產生之信號220之形狀可經預測，且可(例如)藉由使曲線擬合至由感測陣列202量測之資料來判定輻射光束102之位置。此可(例如)使用最小平方擬合或其他合適之擬合程序來實現。然而，擬合程序可能計算量上相對大，且因此使用此程序之實施例可具有較長回應時間。輻射感測器裝置之回應時間可為在改變輻射光束102之一或多個性質之後輸出特性(例如，輻射光束102之位置或功率)所花費之時間。另外，輻射感測器裝置之回應率可為彼輻射感測器裝置之回應時間之倒數。
如圖7中所展示，感測陣列202可經配置使得其在垂直於中心軸104(亦即，z方向)之方向上延伸。亦即，感測陣列202可沿著陣列202之感測方向(亦即，y方向)延伸。
或者，如圖8中所展示，感測陣列202可經配置使得其在與中心軸104(亦即，陣列200之感測方向)形成斜角之方向上延伸。亦即，一維陣列202之軸可經安置成與感測器200之感測方向(亦即，y方向)成斜角。在所示之實例中，感測陣列210與z方向成大約45°角度地延伸。置放陣列202使得其軸安置成與感測器200之感測方向234成斜角允許使用具有較大感測元件210之陣列200。有利地，此產生具有較高敏感度之感測器200。另外或替代地，其允許使用具有較大數目之感測元件210之陣列202，此產生具有較高有效解析度之感測器200。
在第二配置中，如圖9中所展示，感測器200包含感測元件310之 二維陣列302，每一感測元件均對來自相互作用區域之輻射敏感。舉例而言，感測元件310之二維陣列302可包含CCD陣列。
相較於(例如)圖7及8中所展示之一維陣列202，使用二維陣列302產生較大偵測區。有利地，此導致信雜比增大。然而，相比於使用一維陣列202之實施例，使用二維陣列302之實施例的讀出及資料處理可較慢。
在第三配置中，如圖10中所展示，感測器200包含在感測器200之感測方向234上經分離之兩個感測元件410、420。舉例而言，感測元件410、420中之每一者可包含光電二極體。
對於此類實施例，處理器125可將輻射光束102在感測器200之感測方向234上之位置判定為處於輻射光束102之強度輪廓之中值。舉例而言，處理器125可將輻射光束102在感測器200之感測方向234上之位置(如自兩個感測元件410、420之中點所量測)判定為取決於來自兩個感測元件410、420之信號的差異。
兩個感測元件410、420中之每一者可分別接收信號s1、s2。若信號s1、s2之量值大致相等，則輻射光束102在感測方向234上之位置(如自兩個感測元件410、420之中點所量測)可與(s1-s2)/(s1+s2)成比例。此使用線性近似，忽略(s1-s2)2及更高階之項(應注意，對於具有軸向對稱強度分佈(諸如，類高斯分佈)之輻射光束102，(s1-s2)2階的項變為零且該近似僅忽略(s1-s2)3或更高階之項)。對於此實施例，為了判定輻射光束102之絕對位置，可能需要比例常數以校準感測器200。此可需要事先知曉輻射光束102之輪廓(強度分佈)。
此實施例(使用兩個感測元件410、420)之一優點為其極其快速， 相較於(例如)每一感測器包含感測元件陣列之配置，該實施例具有極小回應時間。舉例而言，此實施例可適用於在約1MHz之回應率下使用。為了判定輻射光束102之絕對位置，可能需要事先知曉輻射光束102之輪廓(強度分佈)。因此，圖10之實施例可尤其適用於監測輻射光束102之位置波動。
在第四配置中，如圖10a中所展示，感測器200包含兩個感測元件410a、420a。第四配置(圖10a中所展示)為第三配置(圖10中所展示)之變化形式。感測元件410a、420a中之每一者可(例如)包含光電二極體。兩個感測元件410a及420a每一者均具有直角三角形之形狀。兩個直角三角形使得兩個感測元件410a、420a在感測器200之感測方向(亦即，y方向)上橫跨相同範圍。兩個直角三角形可使得兩個感測元件410a、420a在z方向上相對於彼此偏移。
對於此類實施例，處理器125可判定輻射光束102在感測器200之感測方向234上之位置處於輻射光束102之強度輪廓之平均值。舉例而言，處理器125可判定輻射光束102在感測器200之感測方向234上之位置(如自兩個感測元件410a、420a之中點所量測)取決於來自兩個感測元件410a、420a之信號的差異。
如同第三實施例，兩個感測元件410a、420a中之每一者可分別接收信號s1、s2。輻射光束102在感測方向234上之位置(如自兩個感測元件410、420之中點所量測)可與(s1-s2)/(s1+s2)成比例。同樣，為了判定輻射光束102之絕對位置，可能需要比例常數以校準感測器200。對於此實施例，比例常數取決於感測元件410a、410b及聚焦光學器件之三角形形狀之幾何形狀。然而，比例常數與輻射光束102之強度輪 廓無關。
如同圖10中所展示之實施例，相比於(例如)每一感測器包含感測元件陣列之配置，圖10a中所展示之實施例極其快速，具有極小回應時間。舉例而言，此實施例可適用於在約1MHz之回應率下使用。有利地，圖10a中所展示之實施例並不需要事先瞭解輻射光束102之輪廓(強度分佈)以便判定輻射光束102之絕對位置。
在第五實施例中，如圖11中所展示，感測器200為圖7及10中所展示之感測器之組合，其組合了此等兩個實施例之優點。在圖11中所展示之實施例中，感測器200包含一維陣列202(實質上參考圖7及8如上文所描述)及兩個感測元件410、420(實質上參考圖10如上文所描述)。
此複合感測器200之兩個部分可在兩個不同回應率下提供輻射光束102之位置之指示。陣列202可用於在約1kHz之回應率下提供信號且兩個感測元件410、420可在約1MHz之回應率下提供信號。來自陣列202之信號可用於校準來自兩個感測元件410、420之信號，使得兩個感測元件410、420可用於判定輻射光束102之絕對位置。
應注意，在包含感測元件陣列(例如，CCD陣列)之所有所描述之實施例中，該等感測元件陣列可包含任何數目之感測元件。就此而言，附圖中所描繪之感測陣列202、302僅出於說明之目的。
圖6中所展示之組態使用單個聚焦透鏡261以在感測器200之影像平面230中形成相互作用區域111之影像211。然而，若與相互作用區域111與聚焦透鏡261之間的距離相比，相互作用區域111之直徑不可忽略，則此種一個聚焦透鏡之配置可對視差誤差敏感。
可用於感測器200(及上文所描述之其實施例中之任一者)之替代性聚焦光學器件600展示於圖12中。聚焦光學器件600包含聚焦透鏡602陣列，聚焦透鏡中之每一者經配置以在感測器200之影像平面230中形成相互作用區域111之不同部分之影像。聚焦透鏡602之陣列使得聚焦透鏡602在感測方向234(亦即，圖12中之y方向)上位於一系列不同位置處。聚焦透鏡602之陣列可包含柱面透鏡之一維陣列。或者，聚焦透鏡602之陣列可包含球面透鏡之二維陣列。對於此類實施例(包含球面透鏡之二維陣列)，個別聚焦透鏡602中之每一者可包含微透鏡。微透鏡可為直徑小於1mm之透鏡。
包含聚焦透鏡602之陣列的此聚焦光學器件600對視差誤差較不敏感，對於相比於相互作用區域與聚焦光學器件之間的距離，相互作用區域之直徑不可忽略之實施例尤其如此。對於聚焦光學器件600包含聚焦透鏡602之陣列的實施例，感測器200可包含個別感測器206之陣列。
除判定輻射光束102之位置之外或替代判定輻射光束102之位置，輻射感測器裝置100之一或多個感測器121、122亦可用於判定輻射光束102之功率。舉例而言，輻射光束102之功率可與由一或多個感測器121、122中之每一者所接收到的次級輻射之總量成比例。
儘管輻射感測器裝置100之腔室110具備泵116，但此泵並不必需，且因此一些替代實施例可不具有泵。泵116可減小腔室110內之壓力變化的時間常數。泵116尤其可適用於具有較大腔室110及較小第一開口107a與第二開口108a之實施例。泵116亦可尤其適用於第一種類之氣體提供於腔室110中且第二、不同種類之氣體存在於光束管105內 之實施例。對於此類實施例，泵減少第二種類之氣體自光束管105進入腔室110中之情況。因此，泵減少了第二種類之氣體對輻射感測器裝置100可具有之任何效應。對於提供於腔室110中之氣體亦存在於光束管105內之實施例(例如，其中氫氣存在於光束管105及腔室110內)，可省略泵116。
上文所描述之輻射感測器裝置100包含兩個感測器121、122，其中之每一者經配置以在不同方向上接收及偵測自腔室110之相互作用區域111發射之輻射。此允許判定輻射光束102之二維位置。然而，在替代實施例中，可提供不同數目之感測器。舉例而言，在一個替代實施例中，輻射感測器裝置包含單個感測器，其可允許判定輻射光束102之一維位置。或者，輻射感測器裝置包含兩個以上感測器，其可允許獲得關於強度輪廓之更多資料(相比於包含一個或兩個感測器之實施例)。舉例而言，若輻射光束102之橫截面為橢圓形，則兩個以上感測器可允許判定關於輻射光束102之橢圓率及/或定向之額外資訊。一般而言，輻射感測器裝置包含一或多個感測器，每一感測器經配置以接收及偵測自腔室110之環繞中心軸104之區域111發射之輻射。
現參看圖13描述適合用於微影系統LS之第二類型之輻射感測器裝置之一實施例，圖13為適合用於微影系統LS之輻射感測器裝置700之示意性說明。輻射感測器裝置700經組態以量測輻射光束702之功率，如現在所描述。圖1之輻射感測器裝置RS可(例如)包含輻射感測器裝置700。
輻射感測器裝置700係基於微波空腔諧振頻譜學(MCRS)。輻射感測器裝置700包含諧振腔710、第一天線721、第二天線722及處理器 730。
諧振腔710一般為圓柱體，但應瞭解，可替代地使用其他形狀。諧振腔710具備第一開口707及第二開口709。第一開口707與第二開口709提供於諧振腔710之相反側上，提供於諧振腔710之相反端處，使得圓柱體諧振腔710之軸在第一開口707與第二開口709之間延伸。
諧振腔可形成用於輻射光束702之管705之一部分。舉例而言，光束管705之第一區段可經由第一開口707與諧振腔連通，且光束管705之第二區段可經由第二開口709與諧振腔710連通。在使用中，沿著管705傳播之輻射光束702經由第一開口107進入諧振腔710，大體上沿著軸704傳播穿過諧振腔710，且經由第二開口109離開諧振腔710。
舉例而言，輻射光束702可包含EUV輻射。由於EUV輻射一般由物質很好地吸收，因此對於此類實施例，管705可處於真空條件下以便使歸因於吸收之輻射光束702之衰減最小化。在例如微影系統的光學系統中，可比透射光學元件更優先地使用EUV輻射反射光學元件。另外，已知在此類反射光學元件附近提供氫氣，此係由於在存在EUV輻射的情況下此氫氣可對光學表面具有清潔效果。舉例而言，可提供低於大氣壓之壓力(例如，低於100Pa，例如低於5Pa)的氫氣。
第一天線721與第二天線722提供於圓柱體腔710之彎曲壁上，在諧振腔710之相反側上。在此實施例中，第一天線721與第二天線722兩者均自彎曲壁延伸至諧振腔710中且因此安置在諧振腔710內。或者，第一天線721與第二天線722中之任一者或兩者可安置在諧振腔710外部且可(例如)藉由波導耦接至諧振腔710。
第一天線721具備電源供應器715。第一天線721及電源供應器 715共同形成可操作以激發諧振腔710內之電磁波的源。特定而言，第一天線721及電源供應器715可操作以激發諧振腔710之諧振模式，其可包含電磁駐波。電源供應器715可包含射頻(RF)源，其與第一天線721組合可操作以激發諧振腔710內具有約1至10GHz之頻率的電磁波。
第二天線722形成可操作以監測諧振腔710內之電磁波的接收器。特定而言，第二天線722可操作以監測諧振腔710內電磁波之振幅且將指示振幅之信號740輸出至處理器730。諧振腔710內之電磁波將以第一天線721受電源供應器715驅動之頻率振盪。因此，由第二天線722輸出之信號740將以此頻率振盪。此振盪信號740之總體振幅可指示由第二天線722接收到的電磁波之振幅。
處理器730可操作以量測諧振腔710之諧振頻率。處理器730經配置以接收由第二天線722輸出之信號740。處理器730可操作以控制電源供應器715以便控制在諧振腔710內由第一天線721所激發之電磁波之頻率。舉例而言，處理器730可操作以將控制信號735發送至電源供應器715。轉而，可依靠控制信號735來選擇由電源供應器715供應至第一天線721之頻率。控制信號735可為振盪信號，例如以電源供應器715操作所需之頻率振盪的正弦信號。電源供應器715可操作以激發諧振腔710中之電磁駐波，其頻率等於控制信號735之頻率。以此方式，藉由控制控制信號735之頻率，可控制諧振腔710內電磁駐波之頻率。
在一個實施例中，為了判定諧振腔710之諧振頻率，處理器730可操作以控制電源供應器715以便改變諧振腔710內經激發之電磁波之頻率且同時監測諧振腔710內電磁波之振幅。處理器730可將諧振腔 710之諧振頻率判定為諧振腔710內之電磁波之振幅出現局部最大值時之頻率。
在另一實施例中，為了判定諧振腔710之諧振頻率，處理器730可操作以判定以下兩者之間的相對相位：(i)由處理器730發送至電源供應器715之控制信號735；與(ii)由第二天線722輸出之信號740，如現在所描述。
圖14展示隨驅動頻率而變之經阻尼驅動諧波振盪器(諸如，諧振腔710)之回應之振幅760。亦展示隨驅動頻率而變之經阻尼驅動諧波振盪器之回應之相對相位761(相對於驅動信號)。如自圖14可見，在系統之諧振頻率f0下，系統之振幅760為最大值且相對相位761為-90°(亦即，系統之回應相對於驅動信號滯後90°)。在低於系統之諧振頻率f0的頻率下，相位滯後減小，其中對於遠低於諧振之頻率，相對相位趨向於0°。在大於系統之諧振頻率f0的頻率下，相位滯後增大，其中對於遠大於諧振之頻率，相對相位趨向於180°。儘管相對相位為驅動頻率之非線性函數，但存在頻率762之範圍，在該範圍中相對相位與驅動頻率之間的關係可由線性關係近似，如由線763所表示。
處理器730可操作以判定以下兩者之間的相對相位：(i)由處理器730發送至電源供應器715之控制信號735；與(ii)由第二天線722輸出之信號740。根據此相對相位，處理器730可進一步可操作以依靠經判定之相對相位來判定諧振腔710之諧振頻率。此可使用控制信號735與信號740之間的相對相位之間的已知或先前經判定之關係來實現。此關係一般可為如圖14中所說明之相對相位761之形式。對於自系統之諧振頻率f0之足夠小的變化，該關係可為線性的。
為了判定控制信號735與信號740之間的相對相位，處理器730可包含相位偵測器(亦被稱作相位比較器)。相位偵測器可為類比或數位的。儘管在此實施例中，相位偵測器形成處理器730之一部分，但對於熟習此項技術者將顯而易見，在替代實施例中，相位偵測器可與處理器730分離，且與處理器730通信。
諧振腔710適合於含有氣體。在使用中，在諧振腔710中提供具有經很好地界定之組成及密度之氣體。氣體(例如，氫氣)可自管705傳遞至諧振腔710中。或者，輻射感測器裝置700可具備氣體供應器(未展示)，其可操作以將氣體引入至諧振腔710中。壓力感測器可經配置以量測諧振腔710內部之壓力。諧振腔710可進一步具備經組態以將氣體泵汲出諧振腔710的泵(未展示)。泵可操作以調整氣體經泵汲出諧振腔710的速率。
對於諧振腔710具備氣體供應器、泵及/或壓力感測器之實施例，一或多個孔隙可提供於諧振腔710中以將氣體供應器、泵及壓力感測器中之每一者連接至諧振腔710。此等孔隙應小於諧振腔710內駐波之波長以減少經由該等孔隙之損耗。對於3.5GHz之頻率，諧振腔710中之任何孔隙應小於8.6cm。為了進一步減少經由此等孔隙之損耗，該等孔隙可由導電線網覆蓋。
在一個實例實施例中，氣體可自氣體供應器(未展示)直接供應至諧振腔710。一或多個泵可在諧振腔710之任一側上提供於管705上，例如，與第一開口707與第二開口709相鄰。舉例而言，若諧振腔710足夠小使得將泵直接附接至該諧振腔為不切實際的，則此配置可能有用。或者，泵可直接附接至諧振腔710，此可允許對輻射感測器裝置 700的較高控制能力(bandwidth)。
氣體可為任何合適之氣體。合適之氣體包括其吸收截面(針對輻射光束702而言)足夠低以至於在由輻射光束702所掃過之體積中未經激發之氣體分子之體積密度並不顯著低於諧振腔710之其他區域(亦即，未由輻射光束702掃過之彼等區域)的氣體。
合適之氣體可包括氫氣、氦氣、氮氣、氧氣、氖氣、氬氣、氪氣或氙氣。
氫氣之吸收截面為4.9x10-24m2(對於13.5nm之波長)及5.9x10-25(對於6.75nm之波長)。氦氣之吸收截面為5.1x10-23m2(對於13.5nm之波長)及7.7x10-24m2(對於6.75nm之波長)。氮氣之吸收截面為2.3x10-22m2(對於13.5nm之波長)及5.0x10-23m2(對於6.75nm之波長)。氧氣之吸收截面為3.9x10-22m2(對於13.5nm之波長)及1.0x10-22m2(對於6.75nm之波長)。對於13.5nm之波長，氖氣之吸收截面為4.5x10-22m2。對於13.5nm之波長，氬氣之吸收截面為1.4x10-22m2。對於13.5nm之波長，氪氣之吸收截面為6.5x10-22m2。對於13.5nm之波長，氙氣之吸收截面為2.5x10-21m2。
用於決定氣體是否合適之相關優值FM由下式給定：
Figure 109136477-A0305-02-0045-3
其中σ為針對輻射光束702之吸收截面(以m2為單位)，P為輻射光束702之功率(以W為單位)，E0為輻射光束702之光子能，D為輻射光束702之直徑，且v0為氣體分子之平均熱速度。此數量FM應顯著小於1。在一個實例實施例中，P=30kW，氣體為v0=1.8km/s之氫氣，輻射光束702之波長為13.5nm，使得E0=1.5x10-17J，且D=5mm。 對於此實施例，FM=0.001，此為可接受的。應注意，對於上文參看圖4至12所描述之輻射感測器裝置100，此優值FM亦相關。
在光學系統(例如，圖1之微影系統LS)內之輻射光束702之功率P與輻射光束702之直徑D之比率較低的各位置中，若需要，可使用具有較高吸收截面之氣體以便提高輻射感測器裝置700之敏感度。
諧振腔710可具備允許跨越第一開口707與第二開口709中之每一者維持壓力差之機構。此允許在較大範圍內控制諧振腔710內氣體之壓力。舉例而言，允許跨越第一開口707與第二開口709中之每一者維持壓力差之機構可包含形成差動泵汲系統之一部分的複數個級。
諧振腔之諧振頻率取決於腔之形狀及尺寸，此判定腔內電磁干擾之邊界條件。諧振頻率亦取決於腔內之光速，該光速又由腔內物質之電容率及磁導率判定。
隨著輻射光束702穿過諧振腔710，其可與諧振腔內之物質相互作用。舉例而言，若輻射光束702具有足夠高頻率，則其可使諧振腔710內之氣體電離，從而形成電漿。一般而言，腔710內之由此類電離引起之自由電子之密度取決於輻射光束702之功率。諧振腔710內自由電子之密度將影響諧振腔710內之電容率及/或磁導率，該電容率及/或磁導率又將影響諧振腔710之諧振頻率。特定而言，諧振腔710內之電容率取決於諧振腔710內自由電子之密度。
處理器730可操作以使用諧振腔710之所量測之諧振頻率，以判定在第一開口707與第二開口709之間傳播之輻射光束702之功率。此可藉由使用諧振腔710之諧振頻率與諧振腔710內之電子數目之間的第一關係及諧振腔710內之電子數目與輻射光束702之強度之間的第二關 係來實現。
隨著輻射光束702穿過諧振腔710且使氣體電離，腔710內的由此電離所引起之自由電子將引起諧振腔710之諧振頻率的移位△ω。電子密度
Figure 109136477-A0305-02-0047-5
(嚴格地為在諧振腔710之體積內電子密度之加權平均值，其中權重為諧振腔710中電磁駐波之電場之平方)由下式給定：
Figure 109136477-A0305-02-0047-4
其中e及m分別為電荷及電子之質量，ε0為自由空間之電容率，ω0為不具有電漿之諧振腔710之諧振頻率且ω為具有電漿之諧振腔710之諧振頻率。因此，諧振腔710之諧振頻率的移位△ω與電子密度
Figure 109136477-A0305-02-0047-6
線性地成比例。另外，若諧振腔710內氣體之密度恆定，則電子密度
Figure 109136477-A0305-02-0047-7
與輻射光束702之強度線性地成比例。
因此，輻射感測器裝置700允許根據諧振腔710之經判定諧振頻率來判定在第一開口707與第二開口709之間傳播之輻射光束702之功率。特定而言，輻射感測器裝置700允許根據諧振腔710之經判定諧振頻率的移位來判定在第一開口707與第二開口709之間傳播之輻射光束702之功率。
可在輻射感測器裝置700之合適操作壓力下提供在使用中之諧振腔710中所提供之氣體。輻射感測器裝置700可具有合適之操作壓力範圍，其可由下限及上限界定。合適之操作壓力之範圍可取決於諧振腔內氣體之類型，亦即不同氣體可具有不同的合適操作壓力之範圍。現在論述諧振腔710內操作壓力之合適範圍。
為了使輻射感測器裝置700為適當線性的，由諧振腔710內氣體之電離形成之電漿應足夠緻密，以使得新產生之光電子無法容易地自 正離子雲逃逸(及離開諧振腔710)。電漿之密度與其德拜(Debye)長度有關。電漿之德拜長度為電荷載流子(例如，電子或離子)之淨電磁效應之度量及電荷載流子發揮其影響之典型距離尺度。為了使輻射感測器裝置700為適當線性的，電漿之德拜長度應小於輻射光束702之直徑。此對諧振腔710內氣體之合適操作壓力之範圍設定下限。
對來自輻射光束702之輻射之吸收程度(亦即，輻射光束702之衰減程度)取決於諧振腔710內氣體之壓力。諧振腔710內氣體之較高壓力產生較高程度之衰減。因此，可接受的或可容忍的衰減程度可對諧振腔710內氣體之合適操作壓力之範圍設定上限。
對於輻射光束102包含EUV輻射之實施例，在約1至30kW之功率及約2至30mm之光束直徑之情況下，氫氣之合適操作壓力範圍可在1Pa與100Pa之間且氬氣之合適操作壓力範圍可在0.1Pa與10Pa之間。
諧振腔內振盪衰減之速率可由諧振腔之品質因數Q表徵。在不存在輸入電磁輻射(例如，經由電源供應器715及第一天線721)之情況下，諧振腔710內電磁駐波之振幅將按指數律成比例地衰減。此指數律衰減之時間常數T由T=2Q/ω給定，其中ω為駐波之角頻率(ω=2πf，其中f為駐波之頻率)。時間常數T為電磁駐波之振幅按因數1/e減小所花費之時間。在一個實施例中，諧振腔710具有為150之品質因數Q及大約3.5GHz之頻率f。對於此實施例，時間常數T約為14ns。
為了判定在第一開口707與第二開口709之間傳播之輻射光束702之功率，可判定諧振腔710之諧振頻率或諧振頻率之變化。
在第一實施例中，為了進行此操作，處理器730可操作以使用電源供應器715及第一天線721以在諧振腔710中連續地激發具有不同頻 率之複數個駐波，同時監測諧振腔710內電磁波之振幅。在該複數個駐波中之每一者已經激發之後，處理器730可操作以在激發下一駐波之前等待約為時間常數T之一段時間以供諧振腔710內之駐波衰減。對於此類實施例，輻射感測器裝置700之回應時間與諧振腔710之時間常數T及經激發之不同頻率之數目成比例。舉例而言，為了以大約10-3之解析度量測輻射光束702之功率，處理器730可操作以在諧振腔710中連續地激發具有稍微不同頻率之大約1000個駐波，同時監測諧振腔710內電磁波之振幅。輻射感測器裝置700之回應時間為進行此操作所花費之時間，其大約為1000T，或若T=14ns，則該時間大約為14μs。藉由改變諧振腔710之Q因數、諧振腔710中經激發之駐波之平均頻率及/或為了判定諧振頻率所激發之不同頻率之數目，可視需要或按要求改變輻射感測器裝置700之回應時間。
在第二實施例中，處理器730可操作以判定以下兩者之間的相對相位：(i)由處理器730發送至電源供應器715之控制信號735；與(ii)由第二天線722輸出之信號740。此相對相位之變化為諧振腔710之諧振頻率之變化的度量，且因此為諧振腔710內電子密度之變化的度量。相對相位之變化提供諧振頻率變化之量值及諧振頻率變化之正負號(亦即，諧振頻率相對於設定點增大抑或減小)兩者。
在此等實施例中，處理器730可操作以判定在處於或接近於諧振頻率之單一、固定頻率下的相對相位。由於相較於處理器730連續地激發較大數目(例如，大約1000)個具有稍微不同頻率之駐波的上述實施例，在單一頻率下或在相對較小數目之頻率下的量測可更為快速地進行，因此此情形可為有益的。因此，相較於(例如)處理器730連續 地激發較大數目(例如，大約1000)個具有稍微不同頻率之駐波的實施例，處理器730使用控制信號735與信號740之間的相對相位，以判定諧振腔710之諧振頻率(及最終，輻射光束702之功率)的實施例可具有明顯較小回應時間。
如圖14中可見，在諧振頻率f0下，回應之振幅760相對於頻率之差為零。因此，在諧振下或接近於諧振時，驅動頻率(亦即，電源供應器715之輸出頻率)之變化將導致諧振腔710內電磁波之振幅(或等效地，信號740之振幅)的相對較小的變化。此情形限制了可藉由掃描電源供應器715之頻率(例如，藉由連續地激發具有稍微不同頻率之大量駐波)來判定諧振頻率之變化的準確度。可以(
Figure 109136477-A0305-02-0050-8
S/Q)．f0之準確度來判定頻率，其中S為信號準確度(其取決於量測設備)，f0為諧振頻率且Q為腔之品質因數。作為實例，在一實施例中，可以1%之準確度判定諧振腔710中電磁波之功率且Q因數為100，接著可以(10-3)．f0之準確度來判定頻率。因此，對於此類實施例，對於在1至10GHz範圍內之f0，頻率量測之準確度大約為1至10MHz。
相比而言，相較於在諧振下諧振腔710中電磁波之峰值功率，可更為準確地量測控制信號735與信號740之間的相對相位。舉例而言，在一些實施例中，可以1mrad之估計準確度來量測相對相位。此對應於((10-3)/(π/4)．Q)．f0之頻率變化。因此，在Q因數為100之情況下，可以大約(10-5)．f0之準確度來判定頻率。因此，對於此類實施例，對於在1至10GHz範圍內之f0，頻率量測之準確度大約為10至100kHz。因此，相較於(例如)處理器730連續地激發較大數目(例如，大約1000)個具有稍微不同頻率之駐波的實施例，處理器730使用控制信號735與 信號740之間的相對相位，以判定諧振腔710之諧振頻率(及最終，輻射光束702之功率)的實施例可具有明顯較佳解析度。在上述數值實例之情況下，解析度可按約為100之因數改良。
現參看圖13a描述適合用於微影系統LS中之第二類型之輻射感測器裝置之另一實施例。圖13a為適合用於微影系統LS中之輻射感測器裝置700a之示意性說明。圖13a之輻射感測器裝置700a為圖13之輻射感測器裝置700之變體。在下文中將僅詳細地描述圖13a之輻射感測器裝置700a與圖13之輻射感測器裝置700之間的差異。輻射感測器裝置700a及輻射感測器裝置700之對應特徵共用共同的參考數字。
輻射感測器裝置700a包含諧振腔710、單個天線721a及處理器730c。天線721a提供於圓柱體腔710之彎曲壁上。在一替代實施例中，天線721a可安置在諧振腔710外部且可(例如)藉由波導耦接至諧振腔710。
傳輸線715a經由定向耦合器750自電源供應器715延伸至天線721a。定向耦合器750包含兩個埠750a、750b。定向耦合器750之兩個埠750a、750b中之每一者連接至器件730a及730b，其可操作以量測在電源供應器715與天線721a之間傳播之波的相位及/或振幅。器件730a經配置以量測自電源供應器715傳播至天線721a之波的相位及/或振幅。器件730b經配置以量測由天線721a所接收到的反射波之相位及/或振幅。定向耦合器750以及器件730a及730b共同形成反射計。若電源供應器715(例如，RF源)之頻率與諧振腔710之諧振頻率完全匹配，則自天線721a傳播至電源供應器715之反射波之振幅可為零。否則，自天線721a傳播至電源供應器715之反射波之振幅可為非零。
處理器730c可操作以量測諧振腔710之諧振頻率。處理器經配置以接收由器件730a、730b中之每一者所輸出之信號s1、s2。處理器730c可操作以控制電源供應器715以便控制在諧振腔710內由天線721a所激發之電磁波之頻率。舉例而言，處理器730可操作以將控制信號735a發送至電源供應器715。轉而，可依靠控制信號735a來選擇由電源供應器715供應至天線721a之頻率。
在一個實施例中，為了判定諧振腔710之諧振頻率，處理器730c可操作以控制電源供應器715以便改變諧振腔710內經激發之電磁波之頻率且同時監測自天線721a傳播至電源供應器715之反射波之振幅。為了進行此操作，處理器730c可操作以使用電源供應器715及天線721a以在諧振腔710中連續地激發具有不同頻率之複數個駐波。在已激發該複數個駐波中之每一者之後，處理器730a可操作以監測由天線721a所接收到的反射波之振幅。監測由天線721a所接收到的反射波之振幅可藉由監測由器件730b輸出之信號s2來實現。一旦由天線721a所接收到的反射波之振幅已經判定，處理器730a可操作以在激發下一駐波之前等待約為時間常數T之一段時間供諧振腔710內之駐波衰減。處理器730c可將諧振腔710之諧振頻率判定為由天線721a接收到的反射波之振幅為零時之頻率或由天線721a接收到的反射波之振幅出現本端最小值時的頻率。
在另一實施例中，處理器730a可操作以判定以下兩者之間的相對相位：(i)自電源供應器715傳播至天線721a之波；與(ii)由天線721a接收到的反射波。此相對相位之變化為諧振腔710之諧振頻率之變化的度量，且因此為諧振腔710內電子密度之變化的度量。相對相位之變 化提供諧振頻率變化之量值及諧振頻率變化之正負號(亦即，諧振頻率相對於設定點增大抑或減小)兩者。
判定自電源供應器715傳播至天線721a之波與由天線721a接收到的反射波之間的相對相位可藉由判定由器件730a輸出之信號s1與由器件730b輸出之信號s2之間的相對相位來實現。
相較於(例如)處理器730a連續地激發較大數目(例如，大約1000)個具有稍微不同頻率之駐波的實施例，此類實施例可具有明顯較小回應時間及/或明顯較佳解析度。
雖然已將輻射源SO之實施例描述並描繪為包含自由電子雷射FEL，但應瞭解，輻射源可包含任何數目之自由電子雷射FEL。舉例而言，輻射源可包含一個以上自由電子雷射FEL。舉例而言，兩個自由電子雷射可經配置以將EUV輻射提供至複數個微影裝置。此係為了允許一些冗餘。此可允許在一個自由電子雷射正被修復或經歷維修時使用另一自由電子雷射。
儘管微影系統LS之所描述實施例包含八個微影裝置LAa至LAn，但微影系統LS可包含任何數目個微影裝置。舉例而言，形成微影系統LS之微影裝置之數目可取決於自輻射源SO輸出之輻射量及在光束遞送系統BDS中損耗的輻射量。另外或替代地，形成微影系統LS之微影裝置之數目可取決於微影系統LS之佈局及/或複數個微影系統LS之佈局。
微影系統LS之實施例亦可包括一或多個光罩檢測裝置MIA及/或一或多個空中檢測量測系統(AIMS)。在一些實施例中，微影系統LS可包含複數個光罩檢測裝置以允許一些冗餘。此情形可允許在一個光 罩檢測裝置被修復或經歷維修時使用另一光罩檢測裝置。因此，一個光罩檢測裝置始終可供使用。相較於微影裝置，光罩檢測裝置可使用較低功率的輻射光束。另外，應瞭解，使用本文所描述之類型之自由電子雷射FEL而產生之輻射可用於除了微影或微影相關應用以外的應用。
術語「相對論電子」應被解釋為意謂具有相對論能量之電子。電子可在其動能比得上或大於其靜止質量能量(511keV，以自然單位計)時被認為具有相對論能量。實務上，形成自由電子雷射之一部分之粒子加速器可將電子加速至比其靜止質量能量大得多的能量。舉例而言，粒子加速器可將電子加速至>10MeV、>100MeV、>1GeV或更大之能量。
已在輸出EUV輻射光束之自由電子雷射FEL之內容脈絡中描述了本發明之實施例。然而，自由電子雷射FEL可經組態以輸出具有任何波長之輻射。因此，本發明之一些實施例可包含輸出不為EUV輻射光束之輻射光束的自由電子。
術語「EUV輻射」可被認為涵蓋具有在4奈米至20奈米之範圍內(例如，在13奈米至14奈米之範圍內)之波長之電磁輻射。EUV輻射可具有小於10nm(例如，在4nm至10nm之範圍內，諸如6.7nm或6.8nm)之波長。
微影裝置LAa至LAn可用於IC之製造中。或者，本文中所描述之微影裝置LAa至LAn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。
不同實施例可相互組合。實施例之特徵可與其他實施例之特徵組合。
儘管上文已描述本發明之特定實施例，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。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。
100:輻射感測器裝置
104:中心軸/軸
105:光束管/管
110:腔室
111:相互作用區域/區域
121:感測器
121a:信號
122:感測器
122a:信號
125:處理器
151:第一窗
152:第二窗
161:聚焦光學器件
162:聚焦光學器件

Claims (20)

  1. 一種用於判定一輻射光束之一功率之輻射感測器裝置，該輻射感測器裝置包含：一諧振腔(resonant cavity)，其用於含有一氣體，該諧振腔具備一第一開口及一第二開口，使得該輻射光束可經由該第一開口進入該諧振腔，大體上沿著一軸傳播穿過該諧振腔，且經由該第二開口離開該諧振腔；一源，其可操作以在該諧振腔內激發一電磁波；及一處理器，其可操作以：量測該諧振腔之一諧振頻率或指示該諧振腔之一諧振頻率之一數量；以及使用該所量測之諧振頻率或指示該諧振頻率之數量，以判定在該等第一與第二開口之間傳播之該輻射光束之一功率。
  2. 如請求項1之輻射感測器裝置，其中該處理器可操作以：控制由該源在該諧振腔內所激發之該電磁波之一頻率。
  3. 如請求項2之輻射感測器裝置，其中該處理器可操作以：控制該源以便在該諧振腔中連續激發具有不同頻率之複數個駐波，同時監測該諧振腔內的該電磁波之一振幅。
  4. 如請求項3之輻射感測器裝置，其中該處理器可操作以：將該諧振腔之該諧振頻率判定為該諧振腔內的該電磁波之該振幅出現一局部 最大值時之一頻率。
  5. 如請求項1或2之輻射感測器裝置，其進一步包含一接收器，該接收器可操作以：監測該諧振腔內之該電磁波；以及輸出指示該諧振腔內的該電磁波之一振幅及/或相位之一信號，且其中該處理器經配置以自該接收器接收該信號。
  6. 如請求項1至4中任一項之輻射感測器裝置，其進一步包含一定向耦合器，該定向耦合器可操作以：監測由該源所接收到的一反射波；以及輸出指示該反射波之一振幅及/或相位之一信號，且其中該處理器經配置以自該定向耦合器接收該信號。
  7. 如請求項6之輻射感測器裝置，其中該定向耦合器進一步可操作以：監測由該源之一電源供應器所產生之一波；以及輸出指示由該源之該電源供應器所產生之該波之一振幅及/或相位之一信號，且其中該處理器經配置以自該定向耦合器接收該信號。
  8. 如請求項1至4中任一項之輻射感測器裝置，其中該處理器可操作以：判定由該源之一電源供應器所供應之一電磁波與由該源在該諧振腔內所激發之該電磁波之間的一相對相位。
  9. 如請求項8之輻射感測器裝置，其中該處理器進一步可操作以：依靠該經判定之相對相位來判定該諧振腔之該諧振頻率。
  10. 如請求項1至4中任一項之輻射感測器裝置，其進一步包含經組態以：將一氣體供應至該諧振腔中之一氣體供應機構。
  11. 如請求項10之輻射感測器裝置，其中該氣體供應機構包含：可操作以將氣體遞送至該諧振腔中之一氣體供應器；及可操作以監測該諧振腔內的氣體之一壓力的一壓力感測器。
  12. 如請求項11之輻射感測器裝置，其中該氣體供應器及壓力感測器形成可操作以控制該諧振腔內的氣體之該壓力之一反饋迴路。
  13. 如請求項12之輻射感測器裝置，其中該氣體供應機構經組態以維持該諧振腔中的氣體之一恆定壓力。
  14. 如請求項10之輻射感測器裝置，其中該氣體供應機構進一步包含可操作以將氣體泵汲出該諧振腔的一泵。
  15. 如請求項1至4中任一項之輻射感測器裝置，其進一步包含經配置以維持該諧振腔中的氣體之一恆定壓力之一機構。
  16. 如請求項1至4中任一項之輻射感測器裝置，其中該等第一與第二開口具備允許跨越該等第一與第二開口中之每一者維持一壓力差之一機構。
  17. 如請求項1至4中任一項之輻射感測器裝置，其中該輻射感測器裝置適用於判定一電磁輻射光束之一功率。
  18. 如請求項1至4中任一項之輻射感測器裝置，其中該輻射感測器裝置適用於判定一脈衝式輻射光束之一功率。
  19. 一種用於判定一輻射光束之一功率之方法，該方法包含：將該輻射光束引導穿過含有一氣體之一諧振腔，該諧振腔具有一第一開口及一第二開口，其中該輻射光束經由該第一開口進入該諧振腔，傳播穿過該諧振腔，且經由該第二開口離開該諧振腔；在該諧振腔內激發一電磁波；監測該諧振腔內之該電磁波；判定該諧振腔之一諧振頻率；以及依靠該經判定之諧振頻率判定在該等第一與第二開口之間傳播之該輻射光束之一功率。
  20. 如請求項19之方法，其中該輻射光束為一脈衝式輻射光束。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017201374A1 (de) * 2017-01-30 2018-02-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Detektoranordnung und Verfahren zur Bestimmung der Intensität elektromagnetischer Strahlung in einem optischen System
US10324048B2 (en) * 2017-08-22 2019-06-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electromagnetic surface resistivity determination
CN116067630B (zh) * 2023-03-22 2023-07-25 武汉中科锐择光电科技有限公司 评估低重复频率自发辐射占比装置、系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5336533A (en) * 1992-06-10 1994-08-09 Ruxam, Inc. Method and apparatus for the production of a dissociated atomic particle flow
US5548217A (en) * 1984-11-10 1996-08-20 Gibson; Colin Microwave spectrometers
WO2001095362A1 (en) * 2000-06-09 2001-12-13 Cymer, Inc. Plasma focus light source with active and buffer gas control
US7317196B2 (en) * 2004-03-17 2008-01-08 Cymer, Inc. LPP EUV light source
WO2014202585A2 (en) * 2013-06-18 2014-12-24 Asml Netherlands B.V. Lithographic method
TW201503217A (zh) * 2013-07-10 2015-01-16 Zeiss Carl Smt Gmbh 質譜儀、其使用方法、及氣體混合物的質譜分析方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3609570A (en) * 1968-06-17 1971-09-28 Control Data Corp Light excited maser
US3691454A (en) * 1970-10-19 1972-09-12 Lawrence W Hrubesh Microwave cavity gas analyzer
DE3738480A1 (de) 1987-11-12 1989-05-24 Lambda Physik Forschung Verfahren und vorrichtung zum messen der intensitaet eines uv-laserstrahles
US4885471A (en) * 1988-04-22 1989-12-05 Taunton Technologies, Inc. Ultraviolet radiometer
JPH0493686A (ja) * 1990-08-06 1992-03-26 Canon Inc ビーム位置検出装置
JPH0894799A (ja) * 1994-09-27 1996-04-12 Jiyuu Denshi Laser Kenkyusho:Kk 荷電ビームの選別方法および選別装置
US5963336A (en) * 1995-10-10 1999-10-05 American Air Liquide Inc. Chamber effluent monitoring system and semiconductor processing system comprising absorption spectroscopy measurement system, and methods of use
JP4273574B2 (ja) * 1999-05-27 2009-06-03 株式会社ニコン Ｘ線発生装置及びこれを有するｘ線露光装置及びｘ線の発生方法
EP1739490A1 (en) * 2005-06-14 2007-01-03 Philips Intellectual Property GmbH Radiation energy sensor with extended lifetime
DE202006017713U1 (de) * 2006-11-16 2007-02-01 Deutsches Elektronen-Synchrotron Desy Strahlanalysesystem für eine Beschleunigeranlage
US8653462B2 (en) 2010-04-27 2014-02-18 Rensselaer Polytechnic Institute Methods and systems for detecting terahertz radiation by radiation enhanced emission of fluorescence
JP2011238921A (ja) * 2010-05-06 2011-11-24 Asml Netherlands Bv 放射源、放射源の制御方法、リソグラフィ装置、およびデバイス製造方法
JP5816440B2 (ja) * 2011-02-23 2015-11-18 ギガフォトン株式会社 光学装置、レーザ装置および極端紫外光生成装置
US8993976B2 (en) * 2011-08-19 2015-03-31 Asml Netherlands B.V. Energy sensors for light beam alignment
US20140263989A1 (en) * 2012-06-01 2014-09-18 Landauer, Inc. Geometry Layout and Filter Packaging for System for Wireless, Motion and Position-Sensing, Integrating Radiation Sensor for Occupational and Environmental Dosimetry
GB201210607D0 (en) * 2012-06-14 2012-08-01 Welding Inst Plasma source apparatus and method for generating charged particle beams
KR101359754B1 (ko) * 2012-06-22 2014-02-10 주식회사 에프에스티 광 정밀 조절이 가능한 ｅｕｖ 광 발생장치
WO2014147901A1 (ja) * 2013-03-21 2014-09-25 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置及び極端紫外光の生成方法、並びにパルスレーザ光の集光ビーム計測装置及び集光ビーム計測方法
KR102242822B1 (ko) * 2013-05-01 2021-04-21 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 웨이퍼 처리 시스템에서의 저온 측정을 위한 장치 및 방법
WO2015029137A1 (ja) * 2013-08-27 2015-03-05 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5548217A (en) * 1984-11-10 1996-08-20 Gibson; Colin Microwave spectrometers
US5336533A (en) * 1992-06-10 1994-08-09 Ruxam, Inc. Method and apparatus for the production of a dissociated atomic particle flow
WO2001095362A1 (en) * 2000-06-09 2001-12-13 Cymer, Inc. Plasma focus light source with active and buffer gas control
US7317196B2 (en) * 2004-03-17 2008-01-08 Cymer, Inc. LPP EUV light source
WO2014202585A2 (en) * 2013-06-18 2014-12-24 Asml Netherlands B.V. Lithographic method
TW201503217A (zh) * 2013-07-10 2015-01-16 Zeiss Carl Smt Gmbh 質譜儀、其使用方法、及氣體混合物的質譜分析方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
期刊 R M van der Horst, J Beckers, S Nijdam and G M W Kroesen Exploring the temporally resolved electron density evolution in extreme ultra-violet induced plasmas Applied Physics 47 (2014) Journal of Physics D 1 July 2014 302001 (4pp) *

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