高阶谐波产生辐射源制造技术

本发明专利技术涉及方法和相应设备，其能够操作为引起驱动辐射束与介质之间的相互作用以通过高阶谐波产生来产生发射辐射，所述装置包括：相互作用区，所述相互作用区被定位在相互作用平面且被配置成接收所述介质；束阻挡件，所述束阻挡件在所述相互作用平面的上游被定位在束阻挡平面处且被配置成部分地阻挡所述驱动辐射束；束成形器，所述束成形器在所述束阻挡平面的上游被定位在物平面处且被配置成控制所述驱动辐射束的空间分布；以及至少一个透镜，所述至少一个透镜被定位在所述相互作用平面的上游和所述束阻挡平面的下游，其中所述透镜被定位成使得所述驱动辐射束的所述空间分布的图像形成在所述相互作用平面处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高阶谐波产生辐射源相关申请的交叉引用本申请要求保护2018年8月21日递交的欧洲申请18189877.6的优先权，所述欧洲申请的全部内容通过引用并入本文中。
本专利技术涉及用于实施使用高阶谐波产生(HHG)来产生辐射的辐射源的方法和设备。更具体地，本专利技术可以涉及用于控制逸出辐射源的驱动辐射的量的方法和设备。本专利技术也可以涉及用于例如通过使用/包括这种辐射源的光刻技术的器件制造中可用的检查(例如量测)的方法和设备。
技术介绍
光刻设备是构造成将期望的图案施加于衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(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(也经常称为“设计布局”或“设计”)投影至被设置在衬底(例如晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。为了将图案投影于衬底上，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尺寸。当前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。相较于使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有在4至20nm(例如，6.7nm或13.5nm)的范围内的波长的极紫外线(EUV)辐射的光刻设备可以用以在衬底上形成较小特征。低k1光刻可以用以处理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，可以将分辨率公式表达为CD＝k1×λ/NA，其中λ是所使用的辐射的波长，NA是光刻设备中的投影光学器件的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是所印制的最小特征尺寸，但在这种情况中为半节距)且k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，则越难以在衬底上再现类似于由电路设计者规划的以实现特定电功能性和性能的图案的形状和尺寸。为了克服这些困难，可以将复杂微调步骤应用于光刻投影设备和/或设计布局。这些步骤包括例如(但不限于)NA的优化、自定义照射方案、相移图案形成装置的使用、设计布局的各种优化(诸如设计布局中的光学邻近效应校正(OPC，有时也称为“光学和过程校正”))，或通常被定义为“分辨率增强技术(RET)”的其它方法。替代地，用于控制光刻设备的稳定性的严格控制回路可以用以改善低k1下的图案的再现。如下文所解释的，也可以称作量测工具的检查设备可以用于确定衬底的性质和制造于衬底上的特征，并且特别地，不同衬底的性质或与同一衬底的不同层相关联的性质在层与层之间如何变化。这样的检查设备可以使衬底和相关特征曝光于辐射且捕获散射或衍射辐射以形成图像，所述图像允许衬底和/或特征的性质的确定。所述辐射可以包括软x射线(SXR)和/或EUV辐射。软x射线(SXR)和/或EUV辐射具有大致从0.1nm扩展至100nm的波长。SXR和/或EUV的应用包括(但不限于)用于半导体工业的现有的或不久的将来的测量工具，例如其中可见光开始向持续收缩特征大小给出不充足的空间分辨率。SXR和/或EUV辐射可以使用HHG来产生，其中例如可见或红外(IR)驱动辐射的强烈激光脉冲与气态介质相互作用，从而由于气体原子与驱动辐射的相互作用而导致气体原子的SXR和/或EUV发射。HHG产生的SXR和/或EUV光随后可以借助于光学柱而聚焦至晶片上的目标上，所述光学柱将光从HHG源传递至目标。可以检测且处理反射光以推断目标的性质。
技术实现思路
为了SXR和/或EUV量测工具的适用性，将所述SXR和/或EUV束聚焦至定制晶片上的非常小的斑中是所期望的。这通常是由于所述晶片上仅非常小的实际面积可用于印制量测目标。对于许多示例性使用案例，SXR和/或EUV斑直径应小于5μm。这是重大挑战，需要(除了其它以外)由所述HHG源产生的良好表现的和良好可聚焦的SXR和/或EUV束。SXR和/或EUV束的所述可聚焦性是通过多种性质来确定的，所述性质包括束发散度、发射SXR和/或EUV的强度分布和束像差，或更通常地，通过SXR和/或EUV束的所述波前来确定。然而，本专利技术人已了解到原子HHG机制使得SXR和/或EUV波前在较大程度上是由气体目标中的驱动辐射的强度分布来确定的。因此，本专利技术人意识到SXR和/或EUV束的可聚焦性的控制和优化(其提高实现SXR和/或EUV量测工具的能力)至少部分地依赖于对气体目标中的驱动激光的强度分布的控制。通常，在现有HHG源中，将所述驱动辐射聚焦至目标中的具有高斯强度分布的斑。在高斯斑的局限性内，通过优化驱动激光焦斑大小和/或相对于焦点的目标位置来对SXR和/或EUV波前进行一些粗略的控制。然而，本专利技术人已了解，如果不受限于高斯分布而是能够调适驱动辐射的定制强度分布，则可以实现对SXR和/或EUV波前的更细节的控制。例如，不同的强度分布可以产生更好的SXR和/或EUV波前性质。确实存在操控激光的聚焦斑分布的技术。具体地，激光束可以通过将束聚焦至斑的透镜上游的可变形反射镜和空间光调制器(SLM)来操控。此外，在HHG辐射源中，SXR和/或EUV束(发射辐射束)在与驱动激光束沿同一方向发射。驱动辐射需要与SXR和/或EUV束间隔开以防止其与测量结果相互干扰。另外，需要以一些方式阻挡相对高功率的驱动辐射，以防止其进入敏感的光学柱或被传输至敏感的定制晶片。通常，在现有HHG源中，借助于部分透射SXR和/或EUV的薄金属箔来进行驱动激光的阻挡。然而，这种方法并不适用于高功率HHG源，因为这样的滤光器无法耐受高驱动辐射功率。已提出替代方法(Peatross等人，Opt.Lett.19，942(1994))，其中驱动激光束的中心部分通过束阻挡件阻挡。得到的环形束仍在目标中的焦点处生成大体高斯中心斑，因此不明显影响SXR和/或EUV的产生，但将在目标的下游中再次演化至环形束。接着可以通过被配置成允许所发射的SXR和/或EUV束穿过的孔来阻挡驱动激光，然而环形驱动辐射束被阻挡。这种参考图5b随后阐述。本专利技术人意识到，本文中指定的问题中的一个或更多个问题或由技术人员另外已知的问题的改善的解决方案是期望的。在一些装置中，方法和设备可以寻求同时解决或减轻以上两个问题。在示例性装置中，与驱动辐射和发射辐射(SXR和/或EUV束)的分离相关联的问题可以通过施加束操控技术(例如使用诸如SLM的束成形器)来控制驱动辐射束的强度分布来解决或缓解。与在辐射源的输出处阻挡驱动辐射相关联的问题可以通过阻挡激光束上的中心部分来解决或缓解。然而，本专利技术人意识到，以上问题两者的解决方案通常可能彼此干扰。即，通过SLM在上游制备的激光束分布例如将通过被布置成形成环形驱动辐射束的束阻挡件改善，从而导致在目标处的强度分布(而不是所期望的)。相反，应由束阻挡件产生的环形束性质将受SLM的束操控影响，从而导致经由下游孔的驱动辐射的泄漏。本文中提出示例性光学设定，其通过利用透镜系统的成像性质来规避这种问题。根据本专利技术，在一方面中，提供一种辐射源装置，所述辐射源装置是能够操作为引起驱动辐射束与介质之间的相互作用以通过高阶谐波产生来产生发射辐射，所述装置包括：相互作用区，所述相互作用区被定位在相互作用平面且被配置成接收所述介质；束阻挡件，所述束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射源装置，所述辐射源装置能够操作为引起驱动辐射束与介质之间的相互作用以通过高阶谐波产生来产生发射辐射，所述辐射源装置包括：/n相互作用区，所述相互作用区被定位在相互作用平面处且被配置成接收所述介质；/n束阻挡件，所述束阻挡件在所述相互作用平面的上游被定位在束阻挡平面处且被配置成部分地阻挡所述驱动辐射束；/n束成形器，所述束成形器在所述束阻挡平面的上游被定位在物平面处且被配置成控制所述驱动辐射束的空间分布；以及/n至少一个透镜，所述至少一个透镜被定位在所述相互作用平面的上游和所述束阻挡平面的下游，其中所述透镜被定位成使得所述驱动辐射束的所述空间分布的图像形成在所述相互作用平面处。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180821 EP 18189877.61.一种辐射源装置，所述辐射源装置能够操作为引起驱动辐射束与介质之间的相互作用以通过高阶谐波产生来产生发射辐射，所述辐射源装置包括：
相互作用区，所述相互作用区被定位在相互作用平面处且被配置成接收所述介质；
束阻挡件，所述束阻挡件在所述相互作用平面的上游被定位在束阻挡平面处且被配置成部分地阻挡所述驱动辐射束；
束成形器，所述束成形器在所述束阻挡平面的上游被定位在物平面处且被配置成控制所述驱动辐射束的空间分布；以及
至少一个透镜，所述至少一个透镜被定位在所述相互作用平面的上游和所述束阻挡平面的下游，其中所述透镜被定位成使得所述驱动辐射束的所述空间分布的图像形成在所述相互作用平面处。


2.根据权利要求1所述的辐射源装置，其中所述透镜被定位成使得所述物平面和所述相互作用平面是共轭平面。


3.根据任一前述权利要求所述的辐射源装置，其中孔在所述相互作用平面的下游被定位在孔平面处且被配置成允许所述发射辐射的至少一部分穿过且被配置成阻挡所述驱动辐射束的至少一部分，其中将所述孔平面相对于所述束阻挡平面和所述透镜定位成使得所述束阻挡件的图像形成在所述孔平面处。


4.根据权利要求3所述的辐射源装置，其中所述透镜被定位成使得所述束阻挡平面和所述孔平面是共轭平面。


5.根据权利要求3或4所述的辐射源装置，其中所述束阻挡件在所述束阻挡平面中的尺寸与所述驱动辐射束在所述束阻挡平面中的尺寸之间的关系使得所述束阻挡件的图像与所述驱动辐射束的所述空间分布的图像解耦。


6.根据权利要求5所述的辐射源装置，其中所述束阻挡件在所述束阻挡平面中的尺寸是所述驱动辐射束在所述束阻挡平面中的尺寸的30％或更小，并且其中可选地，所述束阻挡件和所述驱动辐射束在所述束阻挡平面中具有大体上圆形的横截面，并且其中所述束阻挡件的尺寸和所述驱动辐射束的尺寸是直径。


7.根据前述权利要求中任一项所述的辐射源装置，其中所述束阻挡件的图像的焦深不与所述相互作用平面叠置，并且其中可选地，所述束阻挡件的图像的焦深的中心与所述孔平面大体上重合。


8.根据直接地或间接地引用权利要求4时的权利要求7所述的辐射源装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·W·斯摩奥伦堡，G·J·H·布鲁斯阿德，D·欧德威尔，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL