用于高效的高次谐波产生的方法和设备与流程

用于高效的高次谐波产生的方法和设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年10月29日递交的欧洲申请19205875.8的优先权，所述欧洲申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。
技术领域
3.本发明涉及高次谐波辐射的产生，并且具体地涉及与集成电路的制造中的量测应用有关的这种高次谐波辐射产生器。


背景技术：

4.光刻设备是一种被构造为将所期望的图案施加到衬底上的机器。例如，光刻设备可以使用于集成电路(ic)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)处的图案(也经常被称为“设计布局”或“设计”)投影到被设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
5.为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定可以形成在衬底上的特征的最小大小。当前使用的典型的波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。使用极紫外(euv)辐射(具有在4-20nm范围内的波长，例如6.7nm或13.5nm)的光刻设备可以被用于在衬底上形成与使用例如具有193nm波长的辐射的光刻设备相比更小的特征。
6.低k1光刻术可以被用于处理具有尺寸小于光刻设备的经典分辨率极限的特征。在这样的过程中，分辨率公式可以被表示为cd＝k1×
λλ/na，其中λλ是所采用的辐射的波长，na是所述光刻设备中的所述投影光学装置的数值孔径，cd是“临界尺寸”(通常是所印制的最小特征，但是在这种情况下为半节距)，并且k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，在所述衬底上再现类似于由电路设计者规划的形状和尺寸的图案以实现特定电学功能性和性能就变得越困难。为了克服这些困难，可以将复杂的精调整步骤应用至所述光刻投影设备和/或设计布局。这些步骤包括例如但不限于：na的优化、定制化照射方案、相移的图案形成装置的使用、设计布局(诸如所述设计布局中的光学邻近效应校正(opc，有时也被称为“光学和过程校正”)的各种优化、或通常被定义为“分辨率增强技术”(ret)的其它方法。替代地，用于控制所述光刻设备的稳定性的紧密控制回路可以被用于改善在低k1下所述图案的再现。
7.用于半导体行业的当前的或不久的将来的测量工具可以被配置成使用在大致从1nm至100nm延伸的波长范围内的辐射，例如，其中可见光开始针对连续缩小的特征大小提供不足的空间分辨率。用于实现这种情形的一个建议是使用高次谐波产生(hhg)技术产生这种辐射。在hhg中，可见或红外(ir)辐射的强烈的激光脉冲被聚焦到气体目标或气体靶中，从而导致由气体原子由于它们的与所述激光的相互作用而产生以期望的范围发射辐射。然后，hhg产生的光可以通过将光从所述hhg源传递至所述目标的光柱体而被聚焦到所述晶片上的目标上。反射光被检测和处理以推断所述目标的性质。
8.期望改善由hhg源产生的辐射的产生效率和/或束品质。


技术实现要素：

9.在本发明的第一方面中，提供一种高次谐波辐射源，所述高次谐波辐射源包括气体介质并且被配置成：通过利用辐射的预脉冲照射所述气体介质来调节所述气体介质，由此产生包括预脉冲等离子体分布的等离子体；利用辐射的主脉冲来照射所述气体介质以产生所述高次谐波辐射，其中所述调节步骤使得包括预脉冲等离子体分布的所述等离子体用于配置所述主脉冲的波前以改善以下各项中的一种或两者：所述高次谐波产生过程的效率，和所述高次谐波辐射的束品质。
10.在本发明的第二方面中，提供一种在高次谐波产生过程中产生高次谐波辐射的方法，包括：产生辐射的预脉冲；利用所述预脉冲调节气体介质以产生包括预脉冲等离子体分布的等离子体；利用辐射的主脉冲来照射所述气体介质以产生所述高次谐波辐射，其中所述预脉冲等离子体分布被配置成对所述主脉冲的波前进行配置，以便改善以下各项中的一种或两者：所述高次谐波产生过程的效率，和所述高次谐波辐射的束品质。
附图说明
11.现将参考随附示意性附图仅借助于示例来描述实施例，在随附示意性附图中：
[0012]-图1描绘光刻设备的示意性概略图；
[0013]-图2描绘光刻单元的示意性概略图；
[0014]-图3描绘整体光刻的示意性表示，其表示用以优化半导体制造的三种关键技术之间的协作；
[0015]-图4示意性图示散射仪设备；
[0016]-图5描绘其中使用euv和/或sxr辐射的量测设备的示意性表示；-图6示意性地图示了根据第一实施例的基于单个激光器的高次谐波辐射源；
[0017]-图7示意性地图示了根据实施例的环形形状的等离子体分布；
[0018]-图8示意性地图示了根据第二实施例的基于双激光器的高次谐波辐射源；
[0019]-图9示意性地图示了根据实施例的包括两个焦平面的替代聚焦布置；
[0020]-图10包括根据实施例的产生高次谐波辐射的方法中的步骤的流程图。
具体实施方式
[0021]
在本文档中，术语“辐射”和“束”用于涵盖所有类型的电磁辐射和粒子辐射，包括紫外线辐射(例如波长为365nm、248nm、193nm、157nm或126nm)、euv(极紫外线辐射，例如具有在约5nm至100nm范围内的波长)、x射线辐射、电子束辐射和其它粒子辐射。
[0022]
本文中所采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可被广义地解释为指代可用于向入射辐射束赋予经图案化横截面的通用图案形成装置，其对应于待在所述衬底的目标部分中创建的图案。术语“光阀”也可用于这种情境。除了经典的掩模(透射或反射掩膜、二元掩膜、相移掩膜、混合掩膜等)之外，其它这种图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程lcd阵列。
[0023]
图1示意性地描绘了光刻设备la。所述光刻设备la包括：照射系统(也称为照射器)il，其被配置成调节辐射束b(例如uv辐射、duv辐射、euv辐射或x射线辐射)；掩模支撑件(例如掩模台)，所述掩模支撑件(例如掩模台)t被构造成支撑图案形成装置(例如掩模)ma并且
连接到被配置成根据特定参数准确地定位图案形成装置ma；衬底支撑件(例如，晶片台)wt，所述衬底支撑件被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀涂的晶片)w并且连接到第二定位装置pw，所述第二定位装置pw被配置成根据特定参数准确地定位所述衬底支撑件；以及投影系统(例如，折射投影透镜系统)ps，其被配置成将由图案形成装置ma赋予辐射束b的图案投影到衬底w的目标部分c(例如，包括一个或更多个管芯)上。
[0024]
在操作中，照射系统il例如经由束传送系统bd接收来自辐射源so的辐射束。照射系统il可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、衍射型、磁性型、电磁型、静电型和/或其他类型的光学部件，或其任何组合，用于引导、成形和/或控制辐射。照射器il可用于调节辐射束b以在图案形成装置ma的平面处的其横截面中具有期望的空间和角强度分布。
[0025]
本文中使用的术语“投影系统”ps应广义地解释为涵盖各种类型的投影系统，包括折射式、反射式、衍射式、折射反射式、变形式、磁性式、电磁式和/或静电式光学系统，或其任何组合，视情况而定，适用于所使用的曝光辐射，和/或其他因素，诸如浸没液体的使用或真空的使用。本文中术语“投影透镜”的任何使用可被视为与更上位的术语“投影系统”ps同义。
[0026]
所述光刻设备la可以是这样的类型，其中至少一部分衬底可以被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充介于投影系统ps与衬底w之间的空间，这也被称为浸没光刻。在通过整体引用而被合并入本文中的us6952253中给出了有关浸没技术的更多信息。
[0027]
光刻设备la也可以是具有两个或更多个衬底支撑件wt(也称为“双平台”)的类型。在这种“多平台”机器中，衬底支撑件wt可以并联使用，和/或可以对位于衬底支撑件wt之一上的衬底w执行准备衬底w的随后曝光的步骤、而同时将在其他衬底支撑件wt上的另一衬底w用于对其他衬底w上的图案曝光。
[0028]
除了衬底支撑件wt之外，光刻设备la可以包括测量平台。测量平台被布置成保持传感器和/或清洁装置。传感器可被布置成测量所述投影系统ps的属性或辐射束b的属性。测量平台可保持多个传感器。所述清洁装置可被布置成清洁所述光刻设备的一部分，例如投影系统ps的一部分或提供浸没液体的系统的一部分。当衬底支撑wt远离所述投影系统ps时，测量平台可在投影系统ps下方移动。
[0029]
在操作中，辐射束b入射到被保持在掩模支撑件t上的图案形成装置(例如掩模ma)，并且由图案形成装置ma上存在的图案(设计布局)来图案化。在已穿越掩模ma之后，辐射束b传递穿过投影系统ps，该投影系统将束聚焦到衬底w的目标部分c上。借助于第二定位装置pw和位置测量系统if，能够准确地移动所述衬底支撑件wt，例如，以便将不同的目标部分c定位在辐射束b的路径中处于聚焦和对准的位置。类似地，第一定位装置pm和可能的另一个位置传感器(图1中未明确描绘)可用于相对于辐射束b的路径来准确地定位所述图案形成装置ma。可使用掩模对准标记m1、m2和衬底对准标记p1、p2来对准图案形成装置ma和衬底w。尽管如图所示的衬底对准标记p1、p2占据专用目标部分，但它们可以位于介于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记p1、p2位于目标部分c之间时，衬底对准标记p1、p2被称为划道对准标记。
[0030]
如图2所示，所述光刻设备la可形成光刻单元lc(有时也称为光刻元或(光刻)簇)的一部分，其通常也包括用以在衬底w上执行曝光前和曝光后过程的设备。常规地，这些设
备包括用以沉积抗蚀剂层的旋涂机sc、用以显影经曝光抗蚀剂的显影剂de、激冷板ch和焙烤板bk，例如用于调节所述衬底w的温度，例如用于调节所述抗蚀剂层中的溶剂。衬底输送装置或机器人ro从输入端口i/o1、输出端口i/o2拾取衬底w，在不同的过程设备之间移动它们，并且将所述衬底w传送到所述光刻设备la的装载台lb。在通常也统称为涂覆显影系统或轨迹(track)的所述光刻元中的装置通常在涂覆显影系统控制单元或轨迹控制单元tcu的控制下，涂覆显影系统控制单元或轨迹控制单元tcu本身可以由管理控制系统scs控制，所述管理控制系统scs也可以例如经由光刻控制单元lacu来控制所述光刻设备la。
[0031]
在光刻过程中，期望频繁地对所创建的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。用以进行这种测量的工具通常被称为量测工具mt。用于进行这样的测量的不同类型的量测工具mt是众所周知的，包括扫描电子显微镜或各种形式的散射仪量测工具mt。散射仪是多用途仪器，其允许通过在散射仪物镜的光瞳或与光瞳共轭的平面中具有传感器来进行对光刻过程的参数的测量，测量通常称为基于光瞳的测量，或者允许通过在像平面或与像平面共轭的平面中具有传感器来进行对光刻过程的参数的测量，在这种情况下测量通常被称为基于图像或基于场的测量。以全文引用的方式而被合并入本文中的专利申请us20100328655、us2011102753a1、us20120044470a、us20110249244、us20110026032或ep1,628,164a中进一步描述这样的散射仪和相关联的测量技术。前述散射仪可以使用来自软x射线、极紫外和可见光至近ir波长范围的光来测量光栅。
[0032]
为了使由光刻设备la曝光的衬底w正确且一致地曝光，需要检查衬底以测量经图案化结构的属性，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(cd)等。出于此目的，检查工具和/或量测工具(未示出)可能被包括于光刻元lc中。如果检测到错误，例如，可以对后续衬底的曝光或待在衬底w上执行的其他处理步骤进行调整，特别是如果在同一批次或批量的其他衬底w仍待曝光或处理之前进行检查的情况下尤其如此。
[0033]
也可称为量测设备的检查设备被用于确定衬底w的属性，特别是不同衬底w的属性如何变化，或与同一衬底w的不同层相关联的属性如何在层间发生变化。所述检查设备可以替代地被构造为识别所述衬底w上的缺陷，并且例如可以是光刻元lc的一部分，或者可以被集成到光刻设备la中，或者甚至可以是单独装置。所述检查装置可测量潜像(在曝光后在抗蚀剂层中的图像)、半潜像(在曝光后焙烤步骤peb后在抗蚀剂层中的图像)、或经显影的抗蚀剂图像(其中已移除了抗蚀剂的曝光或未曝光部分)上的性质，或者甚至在经蚀刻图像上(在诸如蚀刻之类的图案转印步骤之后)的性质。
[0034]
在第一实施例中，散射仪mt是角分辨散射仪。在这样的散射仪中，重构方法可以应用于所测量的信号以重构或计算光栅的性质。这种重构可以例如由模拟散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用且比较模拟结果与测量的结果而产生。调整数学模型的参数直到所模拟的相互作用产生与从真实目标观测到的衍射图案类似的衍射图案为止。
[0035]
在第二实施例中，散射仪mt是光谱散射仪mt。在这样的光谱散射仪mt中，由辐射源发射的辐射被引导至目标上且来自目标的反射或散射辐射被引导至光谱仪检测器，所述光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱(即作为波长的强度的测量结果)。根据这种数据，可以例如通过严格耦合波分析和非线性回归或通过与模拟光谱库比较来重构所述目标的产生所检测光谱的结构或轮廓。
[0036]
在第三实施例中，散射仪mt是椭圆量测散射仪。椭圆量测散射仪允许通过测量针
对每个偏振状态的散射辐射来确定光刻过程的参数。这种量测设备通过在量测设备的照射区段中使用例如适当的偏振滤光器来发射偏振光(诸如线性、圆形或椭圆偏振光)。适用于量测设备的源也可以提供偏振辐射。以全文引用的方式而被合并入本文中的美国专利申请11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110和13/891,410中描述现有椭圆量测散射仪的各种实施例。
[0037]
在散射仪mt的一个实施例中，散射仪mt适用于通过测量反射光谱和/或检测配置中的不对称性(所述不对称性是与重叠的范围有关)来测量两个未对准光栅或周期性结构的重叠。可以将两个(典型地，叠置的)光栅结构施加于两个不同层(不必是连续层)中，并且所述两个光栅结构可以形成为处于晶片上大体上相同的位置。散射仪可以具有如例如共同拥有的专利申请ep1,628,164a中所描述的对称检测配置，使得任何不对称性是可明确区分的。这提供用以测量光栅中的未对准的简单的方式。可以在全文以引用方式而被合并入本文中的pct专利申请公开号wo2011/012624或美国专利申请号us20160161863中找到关于包含作为目标的周期性结构的两个层之间的重叠误差经由所述周期性结构的不对称性来测量的另外的示例。
[0038]
其它关注的参数可以是聚焦和剂量。可以通过如全文以引用方式而被合并入本文中的美国专利申请us2011-0249244中所描述的散射测量(或替代地通过扫描电子显微法)同时确定聚焦和剂量。可以使用具有针对聚焦能量矩阵(fem-也被称作聚焦曝光矩阵)中的每个点的临界尺寸和侧壁角测量结果的独特组合的单个结构。如果可以得到临界尺寸和侧壁角的这些独特组合，则可以根据这些测量结果唯一地确定聚焦和剂量值。
[0039]
量测目标可以是通过光刻过程主要在抗蚀剂中形成且也在例如蚀刻过程之后形成的复合光栅的集合。通常，光栅中的结构的间距和线宽很大程度上取决于测量光学器件(具体地说光学器件的na)以能够捕获来自量测目标的衍射阶。如较早所指示的，衍射信号可以用以确定两个层之间的移位(也被称作“重叠”)或可以用以重构如通过光刻过程所产生的原始光栅的至少一部分。这种重构可以用以提供光刻过程的品质的指导，并且可以用以控制光刻过程的至少一部分。目标可以具有被配置成模仿目标中的设计布局的功能性部分的尺寸的较小的子区段。由于这种子区段，目标将表现得较类似于设计布局的功能性部分，使得总体过程参数测量较好地类似于设计布局的功能性部分。可以在欠填充模式中或在过填充模式中测量目标。在欠填充模式下，测量束产生小于总体目标的斑。在过填充模式中，测量束产生大于整个目标的斑。在这样的过填充模式中，也可能同时测量不同的目标，因而同时确定不同的处理参数。
[0040]
使用特定目标进行的光刻参数的总体测量品质至少部分由用以测量这种光刻参数的测量选配方案确定。术语“衬底测量选配方案”可以包括测量自身的一个或更多个参数、所测量的一个或更多个图案的一个或更多个参数，或这两者。例如，如果用于衬底测量选配方案中的测量是基于衍射的光学测量，则测量的参数中的一个或更多个参数可以包括辐射的波长、辐射的偏振、辐射相对于衬底的入射角、辐射相对于衬底上的图案的定向，等等。用以选择测量选配方案的准则中的一个准则可以例如是测量参数中的一个测量参数对于处理变化的灵敏度。以全文引用的方式而被合并入本文中的美国专利申请us2016-0161863和美国专利公开申请us2016/0370717a1中描述更多示例。
[0041]
典型地，在光刻设备la中的图案化过程是处理中最关键的步骤之一，它要求在衬
底w上的结构的确定尺寸和放置的高准确度。为了确保这种高准确度，如图3中示意性地描绘的，可以在所谓的“整体”控制环境中组合三个系统。其中一个系统是光刻设备la，它(实际上)连接到量测工具met(第二系统)并且连接至计算机系统cl(第三系统)。这种“整体”环境的关键是优化这三个系统之间的协同工作以增强整个过程窗口并且提供紧密的控制回路，来确保由光刻设备la所执行的图案化保持在过程窗口内。所述过程窗口限定了一定范围的过程参数(例如剂量、聚焦、覆盖)，在这些参数范围内，特定的制造过程产生被限定的结果(例如，功能性半导体器件)，可以允许光刻过程或图案化过程中的过程参数在被限定的结果内发生变化。
[0042]
计算机系统cl可以使用待图案化的设计布局(的部分)来预测将要使用何种分辨率增强技术，并且执行计算光刻模拟和计算，以确定哪些掩模布局和光刻设备设置实现所述图案化过程的最大的总过程窗口(在图3中由第一刻度sc1中的双箭头所描绘)。典型地，分辨率增强技术被布置成与光刻装置la的图案化可能性相匹配。计算机系统cl也可用于检测所述光刻设备la当前在过程窗口内的何处进行操作(例如使用来自量测工具met的输入)，以预测是否由于例如次优加工而可能存在缺陷(在图3中由第二刻度sc2中的指向“0”的箭头所描绘)。
[0043]
量测工具met可向计算机系统cl提供输入以实现准确的模拟和预测，并且可向光刻设备la提供反馈以识别可能的漂移，例如在光刻设备la的校准或标定状态下(在图3中由第三刻度sc3中的多个箭头所描绘)。
[0044]
在光刻过程中，需要对所创建的结构进行频繁的测量，例如，用于过程控制和验证。用于进行这些测量的各种工具是已知的，包括扫描电子显微镜或各种形式的量测设备，诸如散射仪。已知散射仪的示例常常依赖于专用量测目标的设置，所述专用量测目标诸如欠填充的目标(呈不同层中的叠置光栅或简单光栅的形式的目标，其是足够大的以使得测量束产生比光栅更小的斑)或过填充的目标(由此所述照射斑部分地或完全地包含所述目标)。另外，使用量测工具(例如，照射诸如光栅之类的欠填充的目标的角分辨散射仪)允许使用所谓的重构方法，其中可以通过模拟散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用并且比较模拟结果与测量的结果来计算光栅的性质。调整所述模型的参数，直至所模拟的相互作用产生与从真实目标所观测到的衍射图案类似的衍射图案为止。
[0045]
散射仪是多用途仪器，其允许通过在散射仪物镜的光瞳或与光瞳共轭的平面中具有传感器来进行对光刻过程的参数的测量，测量通常称为基于光瞳的测量，或者允许通过在像平面或与像平面共轭的平面中具有传感器来进行对光刻过程的参数的测量，在这种情况下测量通常被称为基于图像或基于场的测量。以全文引用的方式而被合并入本文中的专利申请us20100328655、us2011102753a1、us20120044470a、us20110249244、us20110026032或ep1,628,164a中进一步描述这样的散射仪和相关联的测量技术。前述散射仪可以在一个图像中使用来自软x射线、极紫外和可见光至近ir波范围的光来测量来自多个光栅的多个目标。
[0046]
在图4中描绘诸如散射仪之类的量测设备。其包括将辐射5投影至衬底w上的宽带(例如，白光)辐射投影仪2。经反射的或经散射的辐射10被传递至光谱仪检测器4，所述光谱仪检测器4测量经镜面反射的辐射的光谱(即，作为波长的函数的强度的测量结果)。根据这种数据，可以由处理单元pu例如通过严格耦合波分析和非线性回归、或通过如在图4的底部
处所示出的与模拟光谱的库的比较来重构产生所检测到的光谱的结构或轮廓。通常，对于重构，结构的一般形式是已知的，并且根据供制造所述结构的过程的知识来假定一些参数，从而仅留下结构的几个参数待从散射测量数据来确定。这种散射仪可以被配置成正入射散射仪或斜入射散射仪。
[0047]
作为对光学量测方法的替代方案，也考虑使用软x射线或euv辐射，例如在介于0.1nm与100nm之间，或可选地介于1nm与50nm之间，或可选地介于10nm与20nm之间的波长范围中的辐射。量测工具在上文所呈现的波长范围中的一个波长范围中运行的一个示例是透射小角度x射线散射(如内容的全文以引用方式并入本文中的us2007224518a中的t-saxs)。lemaillet等人在“intercomparison between optical and x-ray scatterometry measurements of finfet structures”(proc.of spie，2013年，8681)中论述了使用t-saxs的轮廓(cd)测量。已知在掠入射下使用x射线(gi-xrs)和极紫外(euv)辐射的反射测量技术用于测量衬底上的膜和叠置层的性质。在一般反射测量术领域内，可以应用测角技术和/或光谱技术。在测角术中，测量在不同入射角下的反射束的变化。另一方面，光谱反射测量术测量在给定角度下反射的波长的光谱(使用宽带辐射)。例如，euv反射测量术已在用于euv光刻中的掩模版(图案形成装置)的制造之前用于掩模基底的检查。
[0048]
应用的范围可能使软x射线或euv域中的波长的使用是不够的。因此，已公开的专利申请us20130304424a1和us2014019097a1(bakeman等人/kla)描述了混合量测技术，其中将使用x射线进行的测量和利用在120nm与2000nm的范围内的波长的光学测量结果组合在一起以获得诸如cd之类的参数的测量结果。通过将x射线数学模型和光学数学模型耦合(通过一个或更多个常见模型)来获得测量结果。所引用的美国专利申请的内容以全文引用的方式并入本文中。
[0049]
图5描绘量测设备302的示意性表示，其中在从0.1nm至100nm的波长范围中的辐射可以用于测量在衬底上的结构的参数。图5中所呈现的所述量测设备302适用于软x射线或euv域。
[0050]
图5图示仅作为示例的包括使用掠入射中的euv和/或sxr辐射的光谱散射仪的测量设备302的示意性实体布置。检查设备的替代形式可以被提供为呈角分辨散射仪的形式，所述角分辨散射仪使用与在较长波长情况下操作的常规散射仪类似的正入射(或法向入射)或近正入射(或近法向入射)中的辐射。
[0051]
检查设备302包括辐射源310、照射系统312、衬底支撑件316、检测系统318、398和量测处理单元(mpu)320。
[0052]
在此示例中，源310310包括基于高次谐波产生(hhg)技术的euv或软x射线辐射的发生器。辐射源的主要部件是驱动激光器330和hhg气室332。气体供给装置334将合适的气体供应至气室，在所述气室中，所述合适的气体可选地由电源336离子化。所述驱动激光器300可例如是具有光学放大器的基于光纤的激光器，从而产生每脉冲可持续例如小于1ns(1纳秒)的红外辐射的脉冲，其中脉冲重复率视需要达到若干兆赫兹。红外辐射的波长可以是在例如大约1μm(1微米)。激光脉冲作为第一辐射束340而被递送至hhg气室332，在所述气室中在气体中将辐射的部分转换为比第一辐射更高的频率，成为包括具有期望的一个或更多个波长的相干第二辐射的束342。
[0053]
所述第二辐射可包含多个波长。如果所述辐射是单色的，则可简化测量计算(例
如，重构)，但在利用hhg的情况下较易于产生具有多个波长的辐射。气室332内的气体的体积限定hhg空间，但所述空间无需被完全围封且可以使用气体流代替静态体积。例如，所述气体可以是惰性气体，诸如氖气(ne)或氩气(ar)。n2、o2、he、ar、kr、xe气体都可以被考虑。这些情形甚至可以是同一设备内的可选择的选项。不同波长将例如在对不同材料的结构成像时提供不同等级的对比度。例如，为了检查金属结构或硅结构，可将不同波长选择为用于对(碳基)抗蚀剂的特征成像或用于检测这些不同材料的污染物的波长。可设置一个或更多个滤光装置344。例如，诸如铝(al)或锆(zr)的薄膜的滤光装置可用来截断基础ir辐射以免进一步传递至检查设备302中。可设置光栅(未示出)以从气室中所产生的波长之中选择一个或更多个特定谐波波长。在真空环境内可包含所述束路径中的一些或全部，应记住，sxr辐射在空气中行进时被吸收。辐射源310和照射光学装置312的各种部件可以是可调整的以在同一设备内实施不同量测“选配方案”。例如，可使不同波长和/或偏振是可选择的。
[0054]
取决于受检查的结构的材料，不同波长可提供进入下部层中的所需程度的穿透。为了分辨最小器件特征以及最小器件特征当中的缺陷，则短波长很可能是优选的。例如，可选择在1纳米至20纳米的范围内、或可选地介于1纳米至10纳米的范围内、或可选地介于10纳米至20纳米的范围内的一个或更多波长。比5纳米更短的波长在从半导体制造中通常所关注的材料反射时具有非常低的临界角。因此，选择大于5纳米的波长将会在较高入射角的情况下提供较强信号。另一方面，如果检查任务是用于检测某一材料的存在，例如用以检测污染物，则高达50纳米的波长可以是有用的。
[0055]
经滤光的束342从辐射源310进入检查腔室350，在检查腔室350中，包括所关注结构的衬底w由衬底支撑件316保持以用于在测量位置处检查。所关注结构被标注为t。检查腔室350内的气体环境由真空泵352维持为接近真空，使得euv辐射能够在无不当衰减的情况下传递通过所述气体环境。照射系统312具有将辐射聚焦成聚焦束356的功能，且可包括例如二维弯曲反射镜，或一系列一维弯曲反射镜，如在上文所提及的已公开美国专利申请us2017/0184981a1(其内容的全文以引用方式而被合并入本文中)中所描述。执行所述聚焦以在投影至所关注结构上时实现直径低于10微米的圆形或椭圆形斑s。衬底支撑件316包括例如x-y平移平台和旋转平台，通过x-y平移平台和旋转平台，可使衬底w的任何部分在所需定向上到达束的焦点。因此，辐射斑s被形成于所关注的结构上。替代地，或另外地，衬底支撑件316包括例如倾斜平台，所述倾斜平台可以使衬底w以某一角度倾斜以控制关注的结构t上的聚焦束的入射角。
[0056]
可选地，所述照射系统312将参考辐射束提供至参考检测器314，所述参考检测器可以被配置成测量经滤光的束342中的不同波长的光谱和/或强度。所述参考检测器314可以被配置成产生被提供至处理器310的信号315，并且滤光器可以包括关于经滤光的束342的光谱和/或在经滤光的束中的不同波长的强度的信息。
[0057]
反射辐射360由检测器318捕捉且光谱被提供至处理器320以用于计算目标结构t的属性。照射系统312312和检测系统318因而形成检查设备。这种检查设备可包括在us2016282282a1(其内容的全文以引用方式而被合并入本文中)中所描述的种类的的软x射线和/或euv光谱反射计。
[0058]
如果目标t具有一定的周期性，则被聚焦的束356的辐射也可能会被部分地衍射。被衍射的辐射397沿循相对于入射角接着相对于被反射的辐射360成明确定义的角度的另
一路径。在图5中，所绘制的被衍射的辐射397以示意性方式绘制，并且被衍射的辐射397可以沿循许多其它路径而不是所述绘制的路径。检查设备302还可以包括另外的检测系统398，所述检测系统398对被衍射的辐射397的至少一部分进行检测和/或成像。在图5中，绘制了单个另外的检测系统398，但是所述检查设备302的实施例还可以包括一个以上的另外的检测系统398，所述一个以上的另外的检测系统398被布置在不同位置处以在多个衍射方向上对被衍射的辐射397进行检测和/或成像。换言之，入射到目标t上的被聚焦的辐射束的(较高的)衍射阶由一个或更多个另外的检测系统398检测和/或成像。一个或更多个检测系统398生成提供给所述量测处理器320的信号399。所述信号399可以包括被衍射的光397的信息和/或可以包括从被衍射的光397获得的图像。
[0059]
为了辅助所述斑s与所需产品结构的对准和聚焦，检查设备302也可设置使用在量测处理器320的控制下的辅助辐射的辅助光学装置。量测处理器320也可与位置控制器372通信，位置控制器372操作平移平台、旋转平台和/或倾斜平台。处理器320经由传感器来接收关于衬底的位置和方向的非常准确的反馈。传感器374可包括例如干涉计，其可给出大约皮米量级的准确度。在检查设备302的操作中，由检测系统318捕获的光谱数据382被传递至量测处理单元320。
[0060]
如所提及的，检查设备的替代形式使用处于法向入射或接近法向入射的软x射线和/或euv辐射，例如用以执行基于衍射的不对称性测量。两种类型的检查设备都可以设置于混合量测系统中。待测量的性能参数可以包括重叠(ovl)、临界尺寸(cd)、在所述光刻设备印制所述目标结构的同时所述光刻设备的聚焦、相干衍射成像(cdi)和依分辨率重叠(aro)量测。所述软x射线和/或euv辐射可以例如具有小于100nm的波长，例如使用5-30nm范围内的辐射，可选地在从10nm至20nm的范围内的辐射。所述辐射就特性而言可能是窄带或宽带。辐射可以在特定波长带中具有离散峰值或可以具有更连续特性。
[0061]
如同在当今的生产设施中所使用的光学散射仪一样，所述检查设备302能够用于测量在光刻单元中处理过的抗蚀剂材料内的结构(在显影检查或adi之后)，和/或在较硬的材料中已形成结构之后测量所述结构(在蚀刻检查或aei之后)。例如，在已经通过显影设备、蚀刻设备、退火设备和/或其它设备对衬底进行处理之后，可以使用检查设备302来检查所述衬底。
[0062]
量测工具mt，包括但不限于上面提到的散射仪，可以使用来自辐射源的辐射来执行测量。由量测工具mt所使用的辐射可以是电磁辐射。所述辐射可以是光学辐射，例如电磁光谱的红外、可见和/或紫外部分中的辐射。量测工具mt可以使用辐射来测量或检查衬底的特性和方面，例如半导体衬底上的光刻曝光图案。所述测量的类型和品质可能取决于由所述量测工具mt使用的所述辐射的若干特性。例如，电磁测量的分辨率可能取决于所述辐射的波长，较小的波长能够测量较小的特征，例如由于衍射极限。为了测量具有小尺寸的特征，可能优选使用具有短波长的辐射，例如euv和/或软x射线(sxr)辐射，来执行测量。为了在特定波长或波长范围执行量测，所述量测工具mt需要访问提供出于该波长/那些波长的辐射的源。存在用于提供不同波长的辐射的不同类型的源。取决于由源所提供的波长，可以使用不同类型的辐射产生方法。对于极紫外(euv)辐射(例如1nm到100nm)、和/或软x射线(sxr)辐射(例如0.1nm到10nm)，源可以使用高次谐波产生(hhg)以获得处于所需波长的辐射。使用hhg来获得euv和/或sxr辐射是已知的。这些源的发展中面临的挑战之一是如何改
善hhg过程的效率以在期望的波长范围内实现输出的进一步功率缩放。
[0063]
用于执行测量的所述辐射的特性可能会影响所获得测量的品质。例如，所述辐射束的横向束廓形(横截面)的形状和大小、所述辐射的强度、所述辐射的功率谱密度等等可能影响由所述辐射执行的所述测量。因此，具有一种提供具备导致高品质测量的特性的辐射的源是有益的。
[0064]
本文中描述了用于hhg的方法、设备和组件，以获得处于入射辐射(或被称为驱动辐射或被称为泵浦辐射)的高次谐波频率的输出辐射。通过hhg过程所产生的所述辐射也可以被提供为在量测工具mt中用于对衬底的检查和/或测量的辐射。所述衬底可以是以光刻方式而被图案化的衬底。通过hhg过程而获得的所述辐射也可以被提供于光刻设备la和/或光刻单元lc中。高次谐波产生使用了非线性效应来产生处于所提供的驱动辐射的谐波频率的辐射。所述驱动辐射可以是脉冲辐射，其可以提供持续短的爆发时间期间的高峰值强度。
[0065]
已经被采用以用于产生高次谐波辐射的现有方法是将来自驱动激光器的强烈的激光脉冲输出聚焦至hhg气体目标或气体靶上，所述hhg气体目标可以是气室、气体毛细管或气体射流。在hhg中所使用的驱动激光脉冲的典型的峰值强度为大约10
14
w/cm2或更高。当气体原子与经聚焦激光束的强电场相互作用时，电子从所述气体原子剥离。一旦被解放即释放，则所述电子就被振荡激光场加速至高能量。相对应的气体原子被电离并且电离率对驱动激光脉冲强度具有敏感的依赖性。在加速之后，高能电子可以与其母离子即亲体离子再次碰撞。如果这样的再次碰撞发生，则在与外部电场相互作用期间所获取的多余动能作为高能光子而被发射，所述高能光子具有例如在电磁光谱的euv和/或x射线(xr)部分内的波长。最大光子能量(或所谓的单个原子截止能量)与激光波长的平方和激光强度成比例。因此，为了产生具有高光子能量(或较短波长)的辐射，强烈地期望具有较高强度和较长波长的驱动激光。来自所有相互作用的气体原子的被发射的光子构成所述高次谐波辐射源的最终输出。
[0066]
为了在高次谐波辐射源中获得任何显著的输出功率，在所述hhg气体目标中的单独的相互作用的原子应以相干方式发射它们的光子。换句话说，从大量单独的辐射原子在高度非线性的介质的扩展区上所发射的电磁波应同相地增加并形成相干发射。产生相干发射的好处是高次谐波辐射源的输出辐射是来自所有辐射原子(例如，n个辐射原子)的谐波辐射的相干积累。因此，所述输出辐射的总功率与所述辐射原子的数目的平方(即n2)成比例。这与非相干发射相反，在非相干发射中，所述输出功率与所述辐射原子的数目(即n)成比例。因此，对于产生较高输出功率，相干发射是期望的。为了产生这样的相干发射，所述驱动激光和所产生的谐波辐射(euv和/或xr辐射)应在所述高度非线性的介质(例如，气体介质)中以相速度(phase velocity)行进，使得所述驱动激光器可以连续地激发所述hhg气体目标内的多个气体原子以产生多个单独的谐波，这些谐波由于同相而被相长地干涉以形成强hhg输出。在部分地由所述驱动激光的特性(例如，束发散、强度等)所确定的足够的相互作用距离上维持这样的相位匹配条件对于高次谐波辐射源的功率缩放是重要的。
[0067]
然而，由于不折衷相位匹配条件的情况下对所述输出连续地进行功率缩放的困难，当前，高次谐波辐射源的大多数应用被限于相对低的输出功率和/或低光子能量。虽然高次谐波辐射源已经被用于各种类型的上文所提到的量测工具中，但是那些量测工具的吞吐量遭受高次谐波辐射源的功率不足。非常期望对现有功率缩放方法的进一步改善，以便
开发能够在euv和/或xr区中产生足够的输出功率的高次谐波辐射源，使得使用这样的高次谐波辐射源的量测应用中的吞吐量处于可接受的水平并且因此是有成本效益的。
[0068]
类似于其它非线性光学转换过程(诸如二次谐波产生、raman效应或光学kerr效应)，所述hhg过程的效率敏感地取决于所述驱动辐射的峰值强度，即对于实现较高的光学转换效率而言，期望较高的激光强度。所述hhg过程的光学效率被定义为所产生的谐波辐射的功率与所述驱动辐射的功率之间的功率比。高驱动激光强度主要通过将所述驱动激光束聚焦成小的斑大小来实现，这取决于具体要求/应用，经常与缩放所述驱动激光功率和缩短所述驱动激光脉冲长度相组合。然而，众所周知，经聚焦激光束的轴上相速度或同轴相速度沿焦点改变并且在衍射焦点处达到其最大值。相速度的变化导致当行进通过聚焦区时所述驱动激光与所产生的高次谐波之间的相位失配。因此，充分地满足所述相位匹配条件的相位匹配距离被显著地缩短并且所述hhg转换效率被严重削弱。
[0069]
由于所述相速度为非线性介质的折射率的函数，因此可以通过使所述介质的折射率变化来调整所述相速度。对于气体介质，折射率与所述气体原子的密度成比例，可以通过所述气体压力的改变来调整所述气体原子的密度。较高气体压力导致气体原子的较高密度，这继而导致所述气体体积的较高折射率。在较高折射率的情况下，所述驱动激光的所述相速度被降低，从而使所述驱动激光和所产生的谐波磁场恢复同相。如此，聚焦引发的相位失配被克服。因此，调整气体压力可以被采用以调整气体介质的散布。
[0070]
然而，对于高次谐波辐射源通用的即通常的一种重要的并发症是等离子体的产生。如上文所提及的，在与高强度驱动激光相互作用之后，所述气体被部分地电离。被释放的电子、被电离的气体原子和中性原子的所得到的混合物是等离子体。与等离子体的产生相关联的光学效应在于，存在等离子体的气体体积的有效折射率将被降低。等离子体的有效折射率n
eff
被描述成：n
eff
＝1
–
c*ne,，其中c是常数并且ne是被释放的自由电子的密度。有效折射率的改变(例如，减小)继而改变(例如，增大)激光行进通过所述等离子体的相速度(phasevelocity)。因此，激光在所述hhg气体目标中的具有较高电子密度(对应于高电离度)的部位处比在具有低电子密度或零电子密度(对应于低电离度)的部位处更快地传播。等离子体引发的相速度变化导致所述驱动激光的变形的波前。在不均匀的电离分布的情况下，等离子体引发的折射率减小导致激光衍射远离具有高电离度和低有效折射率的区，即被称为等离子体散焦的过程。
[0071]
在不存在预电离的典型情形中，最高电离度发生在所述驱动激光束具有最高强度的位置，即在聚焦的束轴上。如此，所述有效折射率在束中心中比在所述激光束的边缘处更低。当所述驱动激光沿焦点传播并且通过所述等离子体时，等离子体散焦使所述驱动激光束远离其束轴发生弯曲(衍射)，使得所述驱动激光束被散焦(或扩展)。结果，所述驱动激光的波前被变形并且由此所述驱动激光束的强度分布被劣化，这继而使所述高次谐波辐射源的输出束品质发生劣化。束品质可以被定义为在每个波长的束参数产物或m2，其与焦平面位置的低色度相结合，使得色度聚焦被最小化。
[0072]
较差的束品质意味着聚焦之后可实现的最小光斑大小远大于利用完美高斯束可实现的理论极限(或衍射极限)。因此，当在量测系统(例如，如图5中所描述的)中应用这样的高次谐波辐射源时，所述系统的光学分辨率将较差。对于光学分辨率可以被最大化以供检查和测量具有不断缩小的cd的半导体晶片的量测应用，这明显是不期望的。而且，等离子
体散焦显著地降低了所述驱动激光的峰值强度并且将高强度区限制至仅所述hhg气体目标的上游侧(例如沿所述驱动激光传播方向添加)，在所述上游侧，所述气体压力开始积聚即增加，从而导致较差的hhg效率和低输出功率。等离子体引发的相速度(或折射率)变化负面地影响所述hhg过程的所述相位匹配条件，并且因此进一步劣化所述hhg效率。
[0073]
如上文所提及的，hhg气体目标的压力可以被增大以补偿聚焦引发的相位失配并且最大化基波与所产生的谐波之间的相位匹配距离。然而，较高压力导致较高气体密度。在较高气体密度的情况下，较多气体原子被所述驱动激光电离并且因此较强的等离子体被产生，所述较强的等离子体随后导致对所述驱动激光束的较强的等离子体散焦。等离子体散焦对所述hhg效率和输出束品质是不利的。然而，通过保持所述气体压力较低来抑制这样的等离子体散焦将会在另一方面削弱对于所述hhg过程的所述相位匹配条件，从而导致同样的低hhg效率的问题。因此，在高次谐波辐射源中，既提供足够高的气体压力以确保良好相位匹配、又提供足够低的气体压力以防止过度的等离子体散焦是有挑战性的。结果经常是权衡，其中两者，即等离子体散焦的抑制和相位匹配，是可接受的折衷方案，但两者中任一者都不是最优的。因此，气体压力的使用范围显著地受限于这种权衡。
[0074]
本文中披露了一种方法和设备用以解决上文提到的权衡。所述方法和设备可以减少由所述等离子体散焦效应所施加的对hhg气体目标的可用压力范围的限制，并且由此能够使高次谐波辐射源实现以较高功率发射高次谐波辐射。所提出的方法包括在所述主驱动激光脉冲到达之前利用可以具有定制化空间分布的预脉冲来对高次谐波辐射源的所述气体目标进行轰击。所述预脉冲被用于通过有意地预电离所述气体目标的某一部分使得产生预电离的相对应的空间分布(或图案)来调节所述气体目标。当适当地选择预电离图案时，其抵消了由所述主脉冲所遭受的后续的不利的等离子体散焦效应。以这种方式，所述高次谐波辐射源可以利用高功率和高的束品质来输出具有在euv和/或sxr区内的期望波长的高次谐波辐射(例如，输出包括在介于0.01nm与100nm之间、介于0.1nm与100nm之间、介于1nm与100nm之间、介于1nm与50nm之间、介于1nm与20nm之间、介于5nm与20nm之间、介于10nm与20nm之间或介于10nm与18nm之间的区内的一个或更多个波长的辐射)。使用这种输出高次谐波辐射作为照射束，量测系统(例如，如图5中所描述)将能够提供较高吞吐量和/或较好光学分辨率。
[0075]
由于电离的分布遵循所述驱动激光束的空间轮廓，为抑制等离子体散焦，所述预脉冲可以具有与所述驱动激光束的空间轮廓相反的空间轮廓，使得当将驱动激光激发的电离与预脉冲激发的电离组合时，形成大致均匀的电离分布。这是基于这样的假设：由所述预脉冲引发的电离度与由所述驱动激光所引发的电离度相当或相同。在实践中，等离子体散焦的部分抑制可能足以显著地增加所述hhg效率并且由此增加所述高次谐波辐射的功率，并且，至少部分地抑制等离子体聚焦的任何预脉冲空间轮廓均被包括在本文中的教导的范围内。
[0076]
图6示意性地图示了根据第一实施例的高次谐波辐射源。驱动激光器610被用于输出驱动激光束611，所述驱动激光束611可选地包括一系列或一串短脉冲。所述驱动激光束611可以具有高斯束轮廓，并且可以包括具有比所述高次谐波辐射的一个或更多个波长更高的一个或更多个波长的辐射。所述驱动辐射可以包括红外辐射。所述驱动辐射可以包括例如具有在200nm至2500nm范围内、在800nm至1500nm范围内、在900nm至1300nm范围内、或
在1000nm至1300nm范围内的波长的辐射。所述驱动辐射可以是脉冲辐射。脉冲驱动辐射可以包括具有在飞秒范围内的持续时间的多个脉冲。例如，所述预脉冲和/或主脉冲的脉冲持续时间可以在例如1fs至1ps、1fs至500fs、或1fs至100fs范围内。脉冲驱动辐射可以具有在几赫兹(hz)至几百兆赫(mhz)范围内的重复率。
[0077]
在传递穿过分束器601(例如，二向色反射镜)之后，所述驱动激光束611被拆分成两个束，即，所述预脉冲束611a和主脉冲束611b。相对应地，驱动激光脉冲612被拆分成预脉冲612a和主脉冲612b。所述主脉冲612b被第一分束器601反射到光学延迟线680中，所述光学延迟线680可以包括两个光学反射镜602和603。所述分束器的前表面(所述驱动激光首先射到所述前表面上)的反射率可以通过选择合适的反射镜涂层而被灵活地配置。所述光学延迟线680可以被平移，使得所述主脉冲612b与所述预脉冲612a之间的延迟时间可以被灵活地控制。在这个实施例中，所述主脉冲相对于所述预脉冲被延迟达预定时间量δt。所述延迟时间δt可以在几fs至几百fs的范围内。经延迟的主脉冲束611b随后经由第二分束器604被引导以与所述预脉冲束611a在空间上叠置。
[0078]
在可选实施例中，在空间上被组合的束611a、611b的小部分可以被第三分束器605引导到定时检测装置618(例如，光电检测器)中以精确地测量两个脉冲之间的延迟时间。所测量的延迟时间可以与目标延迟时间比较以便产生定时误差。这样的定时误差可以被反馈至所述光学延迟线680的所述控制系统617，使得所述延迟时间可以被调整以便最小化所接收的定时误差。
[0079]
在发射通过所述分束器601之后，所述预脉冲束611a可以传递穿过束整形装置620，所述束整形装置620以定制化方式修改所述预脉冲束的相位分布(波前)和/或强度分布。修改相位分布可以涉及修改所述束内的一个或更多个点处的相位(相对于在任何(例如，任意地选择的)参考点处的相位)。这样的经修改的相位分布将影响所述束的后续传播。这样的束整形装置620可以依据强度和/或相位来对所述预脉冲的空间分布进行整形。所述束整形装置620可以包括例如以下各项中的一个或其组合：相位调制部件或强度调制部件；例如，具有固定相位图案的相位板、具有可编程/可配置相位图案的空间光调制器(slm)、或具有固定或可编程/可配置图案的孔。然后，在传递穿过所述光学反射镜604之后，经修改的预脉冲束与经延迟的主脉冲束在空间上叠置。注意，即使所述预脉冲束和所述主脉冲束在空间上叠置，被包含在所述预脉冲和所述主脉冲的相应的激光束中的所述预脉冲和所述主脉冲也在时间上被分离开一延迟时间δt。
[0080]
然后，在空间上叠置但在时间上分开的激光脉冲(预脉冲612a和主脉冲612b)可以被光学透镜630聚焦到真空或接近真空容器690中。被连接至真空泵(未示出)的所述真空容器690包括输入光学窗口640和输出光学窗口，所述输入光学窗口640被配置成允许所述输入激光脉冲(或束)的高光学透射，所述输出光学窗口被配置成在允许所产生的谐波辐射的高光学透射的同时可选地阻挡(反射或吸收)残余的(或未转换的)基本辐射，即残余预脉冲束611a’和残余主脉冲束611b’。在所述真空容器690内，所述预脉冲束611a的焦平面可以与所述主脉冲束611b的焦平面叠置。叠置的焦平面可以位于所述气体目标650的中心处并且垂直于所述激光脉冲的传播轴线，所述传播轴线可以与所述真空容器的轴线叠置(如图6中所图示)。在实施例中，所述气体目标650可以是呈不同形状的气室。替代地，所述气体目标650可以是气体射流或填充有气体的纤维/毛细管。在一些实施例中，这两个焦平面，即所述
预脉冲束611a的焦平面和所述主脉冲束611b的焦平面可以是没有叠置的并且作为替代，可以在所述气体目标650内的不同部位处产生。这将在下文中详细地描述。
[0081]
在被聚焦到所述气体目标650上之后，包括预确定的(例如，经定制化的)相位和/或强度分布(波前)的所述预脉冲束611a预电离所述气体目标650。由于所述预脉冲与后续主脉冲之间的延迟时间在飞秒时间尺度，则被解放即被释放的电子(在预电离之后)可能不具有足够的时间来扩散到所述气体目标650内的其它地方。如此，所述等离子体的空间分布可以遵循所述预脉冲束611a的空间分布。换句话说，所述预脉冲束611a将其空间分布压印在电子/等离子体分布上，所述电子/等离子体分布可以保持大致相同，直到后续主脉冲到达并且产生所述hhg辐射为止。
[0082]
在实施例中，所述束整形装置620对所述预脉冲的空间分布进行整形以具有离轴强度分布。这样的离轴强度分布使得所施加的强度分布被集中在中心区或轴向区外侧；例如，这种空间分布被集中在相对于所述中心区的外部或周边区(例如，紧接在所述中心区周围)。由这样的束整形装置整形的预脉冲的结果因此是在所述中心区外部产生具有较大等离子体密度的离轴等离子体；例如，在所述等离子体区外侧比所述等离子体区内侧存在所产生的更多等离子体。注意，这仅是所述预脉冲的效应；预脉冲与主脉冲的组合的效应可以是使所述等离子体分布大致均匀化，至少达到使得所述预脉冲的效应是在所述主脉冲之后的相对于没有经整形的预脉冲的情形较均匀的等离子体的程度。
[0083]
在实施例中，所述束整形装置可以向所述预脉冲施加大致环形的强度分布。在预电离之后，所得到的所述等离子体的空间分布也将示出环形形状轮廓700，如图7中图示的。这样的环形形状轮廓700包括中心区或轴向区(中空芯部)710，所述中心区或轴向区内相对于紧接在这个轴向区外部的周边区或外部区720(例如，在环形区720并且可能具有环形分布)具有可以忽略的或至少相对较低的等离子体密度。具有这样的环形形状分布的等离子体也可以被称为等离子体管。这样的环形形状等离子体分布与由所述主脉冲产生的等离子体分配大致相反，在由所述主脉冲产生的等离子体分布中，所述等离子体被集中在中心(轴向)区(其中强度为最高)内。在一些其它实施例中，所述预脉冲的强度和/或相位分布(波前)可以用不同的方式修改，使得可以产生不同空间分布的电离/等离子体。
[0084]
在特定实施例中，束整形装置620可以包括相位调制器或相位板/slm，其修改所述预脉冲束611a的波前以获得定制化的预脉冲，如所描述的。
[0085]
在其它实施例中，所述束整形装置可以被完全省去。虽然在上文的描述中，预脉冲由束整形装置或波前修改而被主动地定制化，但是应理解，这是可选的。在其它实施例中，所述预脉冲不是被主动地整形的。这样的实施例可以使用一种运用寻常即普通高斯预脉冲的长预脉冲/热冲击驱动的预脉冲。这样的冲击驱动的预脉冲技术例如在以引用方式并入本文中的c.g.durfee iii和h.m.milchberg的“light pipe for high intensity laser pulses”(physical review letters，卷71，编号15)的公布中描述。
[0086]
应理解，可以在没有单独的束整形装置的情况下获得定制化预脉冲；预脉冲激光器可以被配置成发射经整形的预脉冲(例如，环形预脉冲)。
[0087]
由于两种脉冲源自同一驱动激光脉冲612，因此所述预脉冲612a和所述主脉冲612b具有大致相同的脉冲长度。类似地，所述预脉冲束；和所述主脉冲束两者可以具有大致相同的束直径。这是基于这样的假设：两个光学臂中的光学部件对两个束引起可以忽略的
或相同量的时间/空间变形。替代地，可以在一个或两个支路中包括光学部件以实现对一个(或两个)束直径的调整；例如，使用可伸缩透镜配置。为了抵消前述效应，即，等离子体散焦和等离子体引发的相位失配，则由所述预脉冲产生的电离度可以与由所述主脉冲产生的电离度足够接近。以这种方式，由所述预脉冲引发的电离所产生的环形等离子体分布可以补偿由所述主脉冲引发的电离所产生的不均匀的等离子体分布并且(至少部分地)使其均匀化。因此，所述主脉冲随后看到并在所述hhg过程期间相互作用的总体等离子体分布是显著地较均匀的。等离子体的较均匀分布导致折射率的较均匀分布，从而对所述主脉冲束611b引起较少的波前变形并且因此引起较弱的等离子体散焦和相位失配效应。如此，所述hhg效率和所产生的高次谐波辐射的束品质两者都被改善。
[0088]
所产生的高次谐波辐射可以包括所述驱动辐射波长的一个或更多个谐波，例如所述驱动辐射波长的二阶、三阶、四阶
……
n阶谐波。所述高次谐波辐射可以包括在电磁光谱的极紫外(euv)、软x射线(sxr)和/或硬x射线部分内的波长。所述高次谐波辐射可以包括在0.01nm至100nm范围内、在0.1nm至100nm范围内、在0.1nm至50nm范围内、在1nm至50nm范围内、在5nm至20nm范围内、在10nm至20nm范围内或在10nm至18nm范围内的波长。
[0089]
图8示意性地图示了根据第二实施例的高次谐波辐射源。在这个实施例中，驱动激光器810被用于输出驱动激光束811，所述驱动激光束811包括一系列或一串短脉冲，例如主脉冲812。所述脉冲812被用作用于产生高次谐波辐射的主驱动脉冲。所述主脉冲的前述特性(例如，脉冲持续时间、波长和、接收率)同样适用于这个实施例。不同于第一实施例，这个实施例使用单独的激光器(或预脉冲激光器)817来代替同一驱动激光器，以提供所述预脉冲。由于电离度与脉冲辐射的峰值强度成比例，为实现相同的电离度，单独的预脉冲激光器可以输出具有与所述主脉冲的峰值强度类似的峰值强度的脉冲辐射。单独的预脉冲激光器的使用允许实现脉冲特性的灵活选择。例如，当选择较短的脉冲长度时，则所需的脉冲能量可以是较低的(以便维持相同峰值强度)。产生低能量脉冲的激光源比高能量对应物更具成本效率。这是由于这样的事实：高能量脉冲的产生典型地需要较复杂的激光器设计，例如较大的放大级。所述预脉冲激光的波长可以被选择为接近于所述主脉冲激光的波长。所述预脉冲激光器可以是飞秒被动锁模固态激光器，诸如飞秒nd:yag激光器或飞秒yb:yag激光器。
[0090]
所述预脉冲激光器817发射预脉冲激光束871，所述预脉冲激光束871包括一系列或一串短脉冲，例如，预脉冲872。所述预脉冲872由光学反射镜801引导以传递穿过束整形装置820，所述束整形装置820定制预脉冲872的强度和/或相位分布。在被整形之后，所述预脉冲随后由另一光学反射镜802朝向分束器803引导，在所述分束器803中所述预脉冲872与所述主脉冲812在空间上叠置。两个在空间上叠置但在时间上分离开的脉冲的一部分可以由分束器805引导至可选的定时检测装置818。
[0091]
单独的激光器817可以具有与所述驱动激光的重复率相等的重复率或可以具有所述驱动激光的谐波的重复率。这允许分别从所述驱动激光器和所述预脉冲激光器所反射的两个脉冲串在时域中同步。所述同步意味着来自两个单独的激光器的脉冲的时间位置在时间上重合或具有固定延迟时间。可以使用例如定时同步系统来实现并且随后维持这样的定时同步。所述定时同步系统可以包括控制系统817和定时检测装置818，所述控制系统817控制所述定时同步系统，所述定时检测装置818精确地检测所述主脉冲812与所述预脉冲872
之间的定时差并且向所述控制系统817发送相对应的定时误差。在接收来自所述定时检测装置818的定时误差之后，所述控制系统817随后命令闭锁机构(未示出)以便例如经由调整腔室长度来调节一个或两个激光脉冲的定时。如此，从所述定时检测装置所接收的定时误差信号被最小化。另外，可以由额外的光学延迟线880来控制所述预脉冲与所述主脉冲之间的延迟时间δt，所述额外的光学延迟线880包括上文提到的光学反射镜801、802和所述束整形装置820。所述延迟时间δt可以在几fs至几百fs(例如，1fs至1ps、1fs至500fs、或1fs至100fs)的范围内。
[0092]
在上文的扩展中，本文中所描述的所述预脉冲构思可以与双色hhg的构思组合。在这样的实施例中，所述预脉冲可以被选择成具有与所述主脉冲不同的波长。已知例如利用主脉冲(所述主脉冲与其二阶谐波叠置)驱动hhg可以增加转换效率并且修改所述输出辐射束形状。因此，可选实施例可以包括使用第二色激光器来用于产生所述预脉冲，使得所述预脉冲具有与所述主脉冲的波长不同的波长。在这样的实施例中，所述第二色激光器除了产生所述预脉冲之外也可以被用作第二色驱动器；例如，用于产生在hhg产生期间与所述主脉冲叠置的二次谐波脉冲。
[0093]
类似于第一实施例，束整形装置820(例如，相位板)被用于整形或定制化所述预脉冲872的强度和/或相位分布，使得在被聚焦到所述气体目标850上之后，所述预脉冲872预电离所述气体并且产生等离子体的期望的空间分布。在传递通过所述束整形装置820之后，所述预脉冲872被光学反射镜802和803引导以与来自所述驱动激光器810的所述主脉冲812在空间上叠置。而且，即使包括所述预脉冲872的所述激光束871与包括所述主脉冲812的所述激光束811在空间上叠置，两个脉冲872和812也在时间上分离开δt的预定延迟时间。随后，在空间上叠置但在时间上延迟的脉冲872和812被光学透镜聚焦到容器890中。
[0094]
所述容器890本质上与第一实施例中所描述的容器相同。所述容器890包括输入光学窗口840和输出光学窗口860，所述输入光学窗口840被配置成对所述预脉冲和所述主脉冲是高度透射性的，所述输出光学窗口860被配置成对所产生的高次谐波辐射是高度透射性的但对残余基本辐射是高度吸收性/反射性的。在被允许进入所述真空容器之后，类似于第一实施例，两个输入脉冲872和812可以被连续地聚焦到同一焦平面上。以这种方式，所述预脉冲激发的等离子体分布可以充分抗衡所述主脉冲激发的等离子体分布，从而导致更均匀的等离子体分布和更少变形的主脉冲波前。因此，可以获得较高的hhg效率和较好的hhg束品质。
[0095]
返回参考图6和图8，两个实施例可以包括额外的光学部件/装置以提供额外的功能和/或更好的光学控制。例如，两个或更多个光学反射镜可以被添加在分束器605、805与所述光学透镜630、830之间以增加在激光束进入所述真空容器690、890之前控制所述激光束时的灵活性和准确度。而且，一个或更多个束测量装置可以被包括在所述设备内以监测和稳定两个激光束611a、871和611b、811的指向。由于所述hhg过程是依赖于偏振的，因此使用圆偏振预脉冲可以有效地消除预脉冲引发的高次谐波辐射。因此，额外的波片即波板可以被添加至实施例600、800两者中的预脉冲的束路径，使得所述预脉冲的偏振可以被转换成圆偏振。替代地，对于图8中的所述第二实施例，所述预脉冲激光870可以直接地发射圆偏振激光束。
[0096]
除了在公共束路径中的额外的部件之外，也可以在所述臂中的一个臂中添加额外
的部件。这能够实现例如一个束相对于另一束的控制，从而可以实现例如单独控制束大小、横向焦距大小和/或焦平面部位。
[0097]
由于例如在所述hhg过程期间的时空像差，则高次谐波辐射的波前可能经受色度聚焦效应。因为高次谐波辐射经常覆盖宽光谱范围，则高度变型的波前将导致强色度聚焦效应；这种色度聚焦效应的后果在于，所述高次谐波辐射的不同波长在被透镜聚焦时将被聚焦到沿光轴的不同部位。每种颜色可以单独地具有完美表现的波前，而同时仍被聚焦到不同平面中，从而导致这种色度聚焦效应。就此，应理解，像差(即，较差束参数产物)和色度聚焦是两个不同的事物。完美的波前是球形的形状，并且像差(由大的束参数产物来表征)本质上是与完美的即理想的球形形状的偏差。相反，色度聚焦效应是不同颜色具有另外球形形状的不同曲率半径的结果。焦距的色度分布、或色度聚焦效应显著地增加了聚焦体积并且负面地影响分辨率，特别是成像系统(例如，量测系统/检查系统)的竖直(或深度)分辨率。
[0098]
如本文中所披露的，利用适当地制备的预脉冲等离子体来定制所述主脉冲强度和相位分布的方法可以被用于抑制高次谐波辐射的所述色度聚焦效应和像差引发的波前变形中的一种或两者。这可以通过在所述气体目标内产生有效相位板来实现，使得在开始所述hhg过程之前所述主脉冲的波前可以由这种有效相位板来预整形。当经预整形的波前与hhg的所述气体目标相互作用时，在所述hhg过程期间所产生的时空像差被适当地补偿并且因此可以抑制所述色度聚焦效应。通过将所述预脉冲的空间图案压印到所述气体目标上使得形成期望的等离子体分布，来产生这种有效相位板。由于所述等离子体的有效折射率不同于中性气体的有效折射率，则所述预脉冲引发的等离子体分布可以因此被用作相位板。所述有效相位板可以在所述主脉冲的聚焦之前被产生。这意味着所述预脉冲束的焦平面可以被定位在所述主脉冲束的焦平面之前。可以通过使所述预脉冲束的扩散度变化来调整所述预脉冲焦平面的位置。这可以通过使所述预脉冲束穿过额外的透镜来实现。
[0099]
对于像差和/或色度焦距(chromatic focus)的抑制程度将取决于时空像差被补偿的良好程度。应注意，所述预脉冲束的焦平面可以位于所述气体目标内的可以产生足够的预电离并且由经延迟的主脉冲所产生的电离为明显较弱的部位处。所述主脉冲激发的电离可以比由所述预脉冲激发的电离弱10倍、20倍、50倍或100倍，即是所述预脉冲激发的电离的1/10、1/20、1/50或1/100。
[0100]
图9示意性地图示了根据另外的实施例的用于抑制色度聚焦效应的聚焦配置。在这个实施例中，所述预脉冲束971的焦平面951和所述主脉冲束911的焦平面952被有意地产生在所述气体目标950内且沿传播轴线908的两个不同部位处。以这种方式，所述预脉冲引发的等离子体充当基于所述预脉冲束911空间轮廓的有效相位板953，以受控方式修改后续主脉冲束911的波前。在被这样的有效相位板953修改之后，具有经预整形的波前的所述主脉冲束911随后将与所述气体目标相互作用以产生高次谐波辐射。以这种方式，所产生的高次谐波辐射的时空像差可以被最小化并且由此所述色度聚焦效应可以被抑制。应注意，这种聚焦配置可以被应用至上文提到的实施例中的任一实施例。也可能的是，可以使用两种不同的气体目标：第一气体目标用于整形，并且第二气体目标用于hhg，依据以下各项中的一种或更多种来分别优化每个气体目标：气体种类、几何形状、压力等等，针对两种不同功能的情况酌情而定。
[0101]
高次谐波辐射源600、800可以在用于高效地产生高次谐波辐射的方法中操作，如图10中所描绘的。在步骤1010中，可以利用束整形装置620、820以定制化方式对所述预脉冲612a、872的强度和/或相位分布进行整形。在步骤1020中，可以设置所述主脉冲612b、812与所述预脉冲612a、872之间的目标延迟时间。在步骤1030中，一旦设置了所述延迟时间，则所述预脉冲612a、872就可以被用于调节可以被包含在容器690、890、990中的气体目标650、850、950。由所述预脉冲612a、872进行的所述气体目标的这种调节可以被配置成在所述主脉冲612b、812到达之前发生。所述气体目标650、850、950可以包括适于高次谐波产生(hhg)的气体介质。所述预脉冲612a、872可以限定所述气体目标650、850、950中的定制化等离子体分布，所述定制化等离子体分布补偿所述主脉冲612b、812引发的等离子体分布。在步骤1040中，在由所述预脉冲612a、872调节所述气体目标650、850、950之后，将所述主脉冲发射到所述气体目标650、850、950上以用于产生高次谐波辐射。通过所述hhg过程所获得的所述高次谐波辐射中的至少一些可以通过光学滤波器660、860、960离开所述容器690、890、990。在关于上文的图6至图9所描述的组件的描述中提供产生高次谐波辐射的方法的更多细节。
[0102]
可以在例如量测设备mt、检查设备、光刻设备la、和/或光刻单元lc中设置所述高次谐波辐射源600、800。虽然可以在本文中具体地提及在ic制造中光刻设备的使用，但应理解，本文中所描述的光刻设备可以具有其它应用。可能其它应用包括制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(lcd)、薄膜磁头，等等。
[0103]
在随后被编号的方面的列表中披露了另外的实施例：
[0104]
1.一种高次谐波辐射源，包括气体介质并且被配置成：
[0105]
通过利用辐射的预脉冲照射所述气体介质来调节所述气体介质，由此产生包括预脉冲等离子体分布的等离子体；
[0106]
利用辐射的主脉冲来照射所述气体介质以产生所述高次谐波辐射，
[0107]
其中所述调节步骤使得包括预脉冲等离子体分布的所述等离子体用于配置所述主脉冲的波前以改善以下各项中的一种或两者：
[0108]
所述高次谐波产生过程的效率，和
[0109]
所述高次谐波辐射的束品质。
[0110]
2.根据方面1所述的高次谐波辐射源，其中所述高次谐波辐射源还包括束整形装置，所述束整形装置被配置成在所述调节之前对所述预脉冲进行整形，使得所述预脉冲包括辐射的定制化预脉冲。
[0111]
3.根据方面2所述的设备，其中所述束整形装置包括相位调制装置和/或强度调制装置。
[0112]
4.根据方面2或3所述的设备，其中所述束整形装置包括相位板、空间光调制器或孔中的一种或任何组合。
[0113]
5.根据方面2、3或4中任一项所述的高次谐波辐射源，其中所述束整形装置能够操作以对所述定制化预脉冲进行整形，使得所述定制化预脉冲产生所述预脉冲等离子体分布，所述预脉冲等离子体分布补偿随后由所述主脉冲所产生的主脉冲等离子体分布使得所述主脉冲在由所述预脉冲和主脉冲的组合所产生的后主脉冲等离子体中经历较均匀的等离子体分布。
[0114]
6.根据方面2至5中任一项所述的高次谐波辐射源，其中所述束整形装置能够操作
以对所述定制化预脉冲进行整形以具有离轴空间强度分布，所述离轴空间强度分布被配置成产生离轴预脉冲等离子体分布。
[0115]
7.根据方面2至6中任一项所述的高次谐波辐射源，其中所述束整形装置能够操作以对所述定制化预脉冲进行整形，使得所述预脉冲等离子体分布在轴向区中具有与所述轴向区外的区处的等离子体密度相比更低的等离子体密度。
[0116]
8.根据方面2至7中任一项所述的高次谐波辐射源，其中所述定制化预脉冲被配置成对所述定制化预脉冲进行整形以包括大致环形的空间分布，并且因此产生具有大致环形的空间分布的所述预脉冲等离子体分布。
[0117]
9.根据方面2至8中任一项所述的高次谐波辐射源，其中所述束整形装置能够操作以对所述定制化预脉冲进行整形以最小化源自所述主脉冲等离子体分布的等离子体散焦效应。
[0118]
10.根据方面2至9中任一项所述的高次谐波辐射源，其中所述束整形装置能够操作以对所述定制化预脉冲进行整形以最大化相位匹配距离，在所述相位匹配距离内所述主脉冲和高次谐波辐射的相位是大致相位匹配的。
[0119]
11.根据方面10所述的高次谐波辐射源，所述高次谐波辐射源被配置成使得所述主脉冲和所述定制化预脉冲中的每个被聚焦在各自相应的不同焦平面处。
[0120]
12.根据方面10或11所述的高次谐波辐射源，其中所述预脉冲等离子体分布被配置成校正所述主脉冲的所述波前，使得所述高次谐波辐射的束品质被改善。
[0121]
13.根据方面2至10中任一项所述的高次谐波辐射源，所述高次谐波辐射源被配置成使得所述主脉冲和所述预脉冲中的每个被聚焦在共同的焦平面处。
[0122]
14.根据任一前述方面所述的高次谐波辐射源，其中所述主脉冲被配置成在时间上相对于所述预脉冲延迟一延迟时间。
[0123]
15.根据方面14所述的高次谐波辐射源，其中所述延迟时间在1fs与1ps的范围内，并且所述主脉冲和所述预脉冲两者被配置成包括在1fs与1ps的范围内的脉冲持续时间。
[0124]
16.根据方面14或15所述的高次谐波辐射源，包括光学延迟线，所述光学延迟线使所述主脉冲在时间上相对于所述预脉冲延迟。
[0125]
17.根据任一前述方面所述的高次谐波辐射源，所述高次谐波辐射源能够操作以将所述预脉冲产生为圆偏振预脉冲。
[0126]
18.根据任一前述方面所述的高次谐波辐射源，包括用于产生所述主脉冲和所述预脉冲的共同的驱动激光器。
[0127]
19.根据方面1至17中任一项所述的高次谐波辐射源，其中所述高次谐波辐射源包括用于产生所述主脉冲的主脉冲激光器和用于产生所述预脉冲的预脉冲激光器。
[0128]
20.根据方面19所述的高次谐波辐射源，其中所述预脉冲激光器包括被动锁模固态激光器。
[0129]
21.根据方面19或20所述的高次谐波辐射源，其中所述主脉冲激光器和所述预脉冲激光器被配置成使用定时同步系统发射各自相应的在时间上同步的脉冲串或脉冲序列。
[0130]
22.根据方面19、20或21所述的高次谐波辐射源，其中所述主脉冲激光器和所述预脉冲激光器被配置成产生不同波长的辐射；并且所述预脉冲激光器还被配置成产生与所述主脉冲叠置的另外的脉冲。
[0131]
23.根据方面22所述的高次谐波辐射源，其中所述另外的脉冲呈相对于所述主脉冲的第二谐波频率。
[0132]
24.根据任一前述方面所述的高次谐波辐射源，其中所述主脉冲和所述预脉冲中的每个包括在200nm至2500nm范围内的波长。
[0133]
25.根据任一前述方面所述的高次谐波辐射源，其中所述主脉冲和所述预脉冲两者的重复率包括在1hz至10mhz范围内的重复率。
[0134]
26.根据任一前述方面所述的高次谐波辐射源，其中所述高次谐波辐射包括在1nm至100nm范围内的波长。
[0135]
27.一种量测装置，包括根据任一前述方面所述的高次谐波辐射源。
[0136]
28.根据方面27所述的量测装置，包括散射仪量测设备、水平传感器或对准传感器。
[0137]
29.一种在高次谐波产生过程中产生高次谐波辐射的方法，包括：
[0138]
产生辐射的预脉冲；
[0139]
利用所述预脉冲调节气体介质以产生包括预脉冲等离子体分布的等离子体；
[0140]
利用辐射的主脉冲来照射所述气体介质以产生所述高次谐波辐射，
[0141]
其中所述预脉冲等离子体分布被配置成对所述主脉冲的波前进行配置，以便改善以下各项中的一种或两者：所述高次谐波产生过程的效率，和所述高次谐波辐射的束品质。
[0142]
30.根据方面29所述的方法，还包括在所述调节之前对所述预脉冲的相位和/或强度进行整形，使得所述预脉冲包括辐射的定制化预脉冲。
[0143]
31.根据方面30所述的方法，其中所述预脉冲等离子体分布补偿随后由所述主脉冲所产生的主脉冲等离子体分布，使得所述主脉冲在由所述预脉冲和主脉冲的组合所产生的后主脉冲等离子体中经历更均匀的等离子体分布。
[0144]
32.根据方面30或31所述的方法，其中所述定制化预脉冲具有产生离轴预脉冲等离子体分布的离轴空间强度分布。
[0145]
33.根据方面30、31或32所述的方法，其中所述预脉冲等离子体分布在轴向区中具有与所述轴向区外的区处的等离子体密度相比更低的等离子体密度。
[0146]
34.根据方面30至33中任一项所述的方法，包括产生具有大致环形的空间分布的所述定制化预脉冲，使得所述预脉冲等离子体分布具有大致环形的空间分布。
[0147]
35.根据方面31至34中任一项所述的方法，其中所述预脉冲被整形以最小化源自所述主脉冲等离子体分布的等离子体散焦效应。
[0148]
36.根据方面30至35中任一项所述的方法，其中所述预脉冲被整形以最大化相位匹配距离，在所述相位匹配距离内所述主脉冲和高次谐波辐射的相位是大致相位匹配的。
[0149]
37.根据方面36所述的方法，其中所述主脉冲和所述定制化预脉冲中的每个被聚焦在各自相应的不同焦平面处。
[0150]
38.根据方面36或37所述的方法，其中所述预脉冲等离子体分布校正所述主脉冲的所述波前，使得所述高次谐波辐射的束品质被改善。
[0151]
39.根据方面30至36中任一项所述的方法，其中所述主脉冲和所述定制化预脉冲中的每个被聚焦在共同的焦平面处。
[0152]
40.根据方面29至39中任一项所述的方法，其中所述主脉冲被配置成在时间上相
对于所述预脉冲延迟一延迟时间。
[0153]
41.根据方面40所述的方法，其中所述延迟时间在1fs与1ps的范围内，并且所述主脉冲和所述预脉冲两者被配置成包括在1fs与1ps的范围内的脉冲持续时间。
[0154]
42.根据方面29至41中任一项所述的方法，其中所述高次谐波辐射包括在1nm至100nm范围内的波长。
[0155]
43.根据方面29至42中任一项所述的方法，其中所述预脉冲被产生为圆偏振预脉冲。
[0156]
44.根据方面29至43中任一项所述的方法，其中所述主脉冲和所述预脉冲以不同波长产生；并且所述方法还包括：
[0157]
产生与所述主脉冲叠置的另外的脉冲。
[0158]
45.根据方面44所述的方法，其中所述另外的脉冲呈相对于所述主脉冲的第二谐波频率。
[0159]
虽然在本文中可以具体提及在光刻设备的情境中的实施例，但是实施例可以用于其它设备。实施例可以形成掩模检查设备、量测设备、或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类的物体的任何设备的一部分。这些设备通常可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
[0160]
虽然在本文中可以具体提及在检查或量测设备的情境下的本发明的实施例，但实施例可以用于其它设备中。实施例可以形成掩模检查设备、光刻设备、或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类的对象的任何设备的部分。术语“量测设备”或“检查设备”)也可以指代检查设备或检测系统(或量测设备或量测系统)。例如包括实施例的所述检查设备可以用以检测衬底的缺陷或衬底上的结构的缺陷。在这种实施例中，所述衬底上的结构的关注的特性可能涉及所述结构中的缺陷、所述结构的特定部分的不存在、或所述衬底上的不想要结构的存在。
[0161]
虽然上文可以具体提及在光学光刻的情境下对实施例的使用，但将了解，本发明可以在情境允许的情况下不限于光学光刻术，并且可以用于其它应用(例如，压印光刻术)。
[0162]
虽然上文所描述的目标或目标结构(更通常地，在衬底上的结构)是出于测量的目的而专门设计和形成的量测目标结构，但在其它实施例中，可以对作为在所述衬底上所形成的器件的功能性部分的一个或更多个结构测量关注的性质。许多器件具有规则的类光栅结构。如本文中所使用的术语结构、目标光栅和目标结构不要求已具体针对正被执行的测量来设置所述结构。另外，量测目标的间距可以接近于所述散射仪的光学系统的分辨率极限或可能更小，但可以比典型非目标结构(可选地为由光刻过程在所述目标部分c中所制作的产品结构)的尺寸大得多。在实践上，可以将所述目标结构内的重叠光栅的线和/或空间制造为包括尺寸上与非目标特征类似的较小结构。
[0163]
虽然上文已描述特定实施例，但应了解，可以用与所描述方式不同的其它方式来实践本发明。以上描述旨在是例示性的，而不是限制性的。因而，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所阐明的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。
[0164]
虽然具体提及“量测设备/工具/系统”或“检查设备/工具/系统”，但这些术语可以指代相同或类似类型的工具、设备或系统。例如，包括本发明的实施例的检查或量测设备可以用以确定衬底上或晶片上的结构的特性。例如，包括本发明的实施例的检查设备或量测
设备可以用以检测衬底的缺陷、或衬底上或晶片上的结构的缺陷。在这样的实施例中，衬底上的所述结构的关注的特性可能关于所述结构中的缺陷、所述结构的特定部分的不存在、或所述衬底上或所述晶片上的不想要的结构的存在。
[0165]
尽管具体提及了sxr和euv电磁辐射，但应当理解，在情境允许的情况下，可以利用所有电磁辐射(包括无线电波、微波、红外线、(可见)光、紫外线、x-射线和伽马射线)来实践本发明。作为光学量测方法的替代方案，也已经考虑使用x射线，可选地硬x射线，例如在0.01nm与10nm之间，或可选地在0.01nm与0.2nm之间，或可选地在0.1nm与0.2nm之间的波长范围中的辐射，用于量测测量。