具体实施方式

在本文献中，术语“辐射”和“束”用以涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如具有为365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外辐射(EUV，例如具有在约5nm至100nm的范围内的波长)。

如本文中所使用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广义地解释为是指可以用以向入射辐射束赋予图案化横截面的通用图案形成装置，所述图案化横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案。在这样的内容背景下也可以使用术语“光阀”。除经典掩模(透射性或反射性；二元、相移、混合式等)以外，其它这样的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。

图1示意性地描绘光刻设备LA。光刻设备LA包括：照射系统(也称为照射器)IL，所述照射系统被配置成调节辐射束B(例如UV辐射、DUV辐射或EUV辐射)；掩模支撑件(例如掩模台)MT，所述掩模支撑件被构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA且连接至被配置成根据某些参数来准确地定位所述图案形成装置MA的第一定位器PM；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(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W且连接至被配置成根据某些参数来准确地定位所述衬底支撑件的第二定位器PW；以及投影系统(例如折射型投影透镜系统)PS，所述投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。

在操作中，照射系统IL例如经由束传递系统BD从辐射源SO接收辐射束。照射系统IL可以包括用于引导、成形/控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型和/或其它类型的光学部件，或其任何组合。照射器IL可以用来调节辐射束B，以在图案形成装置MA的平面处在其横截面中具有期望的空间和角强度分布。

本文中所使用的术语“投影系统”PS应被广义地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射和/或适于诸如浸渍液体的使用或真空的使用之类的其它因素的各种类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、变形型、磁性型、电磁型和/或静电型光学系统或其任何组合。可以认为本文中对术语“投影透镜”的任何使用均与更上位的术语“投影系统”PS同义。

光刻设备LA可以属于以下类型：其中衬底的至少一部分可以由具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖以便填充投影系统PS与衬底W之间的空间，这也称作浸渍式光刻。在以引用的方式并入本文中的US6952253中给出关于浸渍式技术的更多信息。

光刻设备LA也可以属于具有两个或更多个衬底支撑件WT(又名“双平台”)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用衬底支撑件WT，和/或可以在定位在衬底支撑件WT中的一个衬底支撑件上的衬底W上执行制备衬底W的后续曝光的步骤，同时将其它衬底支撑件WT上的另一衬底W用于在在该衬底W上曝光图案。

除了衬底支撑件WT以外，光刻设备LA也可以包括测量平台。所述测量平台被布置成保持传感器和/或清洁装置。传感器可以被布置成测量投影系统PS的性质或辐射束B的性质。测量平台可以保持多个传感器。清洁装置可以被布置成清洁光刻设备的部分，例如投影系统PS的部分或系统的提供浸渍液体的部分。测量平台可以在衬底支撑件WT远离投影系统PS时在投影系统PS下方移动。

在操作中，辐射束B入射至保持在掩模支撑件MT上的图案形成装置MA(例如掩模)上，并且通过呈现于图案形成装置MA上的图案(设计布局)被图案化。在已横穿掩模MA的情况下，辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统PS将所述束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置测量系统IF，可以准确地移动衬底支撑件WT，例如以便在聚焦且对准的位置处在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位器PM和可能的另一位置传感器(其在图1中未明确地描绘)可以用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置MA。可以使用掩模对准标记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。虽然如所图示的衬底对准标记P1、P2占据专用目标部分，但它们可以位于目标部分之间的空间中。在衬底对准标记P1、P2位于目标部分C之间时，这些衬底对准标记称为划线对准标记。

如图2中示出，光刻设备LA可以形成光刻单元LC(有时也称为光刻单元或(光刻)簇)的部分，所述光刻单元常常也包括用以对衬底W执行曝光前过程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器SC、用以显影曝光后的抗蚀剂的显影器DE、例如用于调节衬底W的温度(例如用于调节抗蚀剂层中的溶剂)的激冷板CH和焙烤板BK。衬底运送装置或机器人RO从输入/输出终端口I/O1、I/O2拾取衬底W，在不同过程设备之间移动所述它们且将衬底W传递至光刻设备LA的进料台LB。光刻单元中通常也统称为涂覆显影系统的装置通常处于涂覆显影系统控制单元TCU的控制下，所述涂覆显影系统控制单元自身可以由管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统也可以例如经由光刻控制单元LACU控制光刻设备LA。

为了由光刻设备LA曝光的衬底W正确且一致地曝光，期望检查衬底以测量图案化结构的性质，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。为这种目的，检查工具(未图示)可以包括在光刻单元LC中。如果检测到错误，则例如可以对后续衬底的曝光或对待对衬底W执行的其它处理步骤进行调整，尤其是在同一批量或批次的其它衬底W仍待曝光或处理之前完成检查的情况下。

检查设备(也可以称作量测设备)可以用于确定衬底W的性质，并且特别地，不同衬底W的性质如何变化或与同一衬底W的不同层相关联的性质在层至层之间如何变化。检查设备可替代地被构造成识别衬底W上的缺陷，并且可以例如为光刻单元LC的部分，或可以集成至光刻设备LA中，或甚至可以为单独的装置。检查设备可以测量潜像图像(曝光之后在抗蚀剂层中的图像)上的性质，或半潜像图像(曝光后焙烤步骤PEB之后在抗蚀剂层中的图像)上的性质，或显影后的抗蚀剂图像(其中抗蚀剂的曝光部分或没有曝光部分已经移除)上的性质，或甚至蚀刻后的图像(在诸如蚀刻的图案转印步骤之后)上的性质。

通常，光刻设备LA中的图案化过程是在处理中的最关键步骤之一，其需要衬底W上的结构的尺寸标定和放置的高准确度。为了确保这种高准确度，可以将三个系统组合于所谓的“整体”控制环境中，如图3示意性地描绘的。这些系统中的一个系统是光刻设备LA，所述光刻设备(虚拟地)连接至量测工具MT(第二系统)且连接至计算机系统CL(第三系统)。这种“整体”环境的关键在于优化这些三个系统之间的协作以增强总体过程窗口且提供严格控制回路，从而确保由光刻设备LA执行的图案化保持在过程窗口内。过程窗口限定过程参数(例如剂量、聚焦、重叠)的范围，特定制造过程在所述范围内产生限定的结果(例如功能性半导体器件)--通常允许光刻过程或图案化过程中的过程参数在所述范围内变化。

计算机系统CL可以使用待图案化的设计布局(的部分)来预测使用哪种分辨率增强技术且执行计算光刻模拟和计算，以确定哪种掩模布局和光刻设备设定实现图案化过程的最大总体过程窗口(在图3中由第一标度SC1中的双箭头描绘)。通常，分辨率增强技术被布置成匹配光刻设备LA的图案化可能性。计算机系统CL也可以用以检测光刻设备LA当前正在过程窗口内何处操作(例如，使用来自量测工具MT的输入)，以预测是否由于例如次最优处理而可能存在缺陷(在图3中由第二标度SC2中的指向“0”的箭头描绘)。

量测工具MT可以将输入提供至计算机系统CL以实现准确模拟和预测，并且可以将反馈提供至光刻设备LA以识别例如光刻设备LA的校准状态中的可能的漂移(在图3中由第三标度SC3中的多个箭头描绘)。

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之间的波长范围内的辐射。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性小角度X射线散射(如内容以全文引用的方式并入本文中的US 2007224518A中的T-SAXS)。Lemaillet等人在“Intercomparison between optical and X-ray scatterometrymeasurements of FinFET structures”(Proc.of SPIE，2013，8681)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)和极紫外线(EUV)辐射的反射测量术技术用于测量衬底上的膜和层叠层的性质。在一般反射测量术领域内，可以应用测角法和/或光谱技术。在测角法中，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。

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US 20130304424A1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组合在一起以获得诸如CD之类的参数的测量结果。CD测量可以通过使用x射线数学模型和/或光学数学模型来获得。所列举的美国专利申请的内容以全文引用的方式并入本文中。

图4描绘了量测设备302的示意性表示，其中波长范围在0.1nm至100nm的辐射可以用于测量衬底上的结构的参数。图4中呈现的量测设备302适用于软X射线或EUV域。

图4图示仅作为示例的包括在掠入射下使用EUV和/或SXR辐射的光谱散射仪的量测设备302的示意性实体装置。检查设备的替代形式可以提供为角分辨散射仪的形式，所述角分辨散射仪类似于在较长波长下操作的常规散射仪来使用正入射或接近正入射的辐射。

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。

在这个示例中，源310包括基于高阶谐波产生(HHG)技术的EUV或软x射线辐射的产生器。辐射源的主要部件是驱动激光器330(其用于产生驱动辐射)和HHG气室(gas cell)332。气体供应件334将适合的气体目标(或介质)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。驱动激光器300可以例如为具有光学放大器的基于光纤的激光器，其产生每脉冲可持续例如小于1纳秒(1ns)的红外辐射的脉冲，其中脉冲重复率根据需要达到若干兆赫兹。红外辐射的波长可以是例如大约1微米(1μm)。将激光脉冲作为第一辐射束340传递至HHG气室332，其中在气体中，辐射的一部分转换为比第一辐射更高频率至包括所期望的一个或更多个波长的相干的第二(或发射)辐射的束342。

第二辐射可以包含多个波长。如果辐射是单色的，则可以简化测量计算(例如重构)，但利用HHG较易于产生具有若干波长的辐射。气室332内的气体体积限定HHG空间，但所述空间无需被完全密封且可以使用气流代替静态体积。例如，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。这些是设计选择的事项，并且甚至可以是同一设备内的可选选项。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，可以将不同波长选择为用于成像(碳基)抗蚀剂的特征或用于检测这些不同材料的污染的波长。可以提供一个或更多个滤光装置344。例如，诸如铝(Al)薄膜的滤光器可以用以切断基谐IR辐射以免进一步传递至检查设备中。可以提供光栅(未图示)以从气室中产生的波长当中选择一个或更多个特定谐波波长。在真空环境内可以包含束路径中的一些或全部，应记住，SXR和/或EUV辐射在空气中行进时会被吸收。辐射源310和照射光学器件312的各个部件可以是可调节的以在同一设备内实施不同的量测“选配方案”。例如，可以使不同波长和/或偏振是可选择的。

依赖于在检查中的结构的材料，不同波长可以提供穿透至下部层中期望的水平。为了分辨最小器件特征和最小器件特征当中的缺陷，则短波长很可能是优选的。例如，可以选择介于1至20nm的范围内或可选地介于1至10nm的范围内或可选地介于10至20nm的范围内的一个或更多个波长。短于5nm的波长在从半导体制造中通常感兴趣的材料反射时遭受非常低的临界角。因此，选择大于5nm的波长将会在较高入射角下提供较强信号。另一方面，如果检查任务是用于检测某一材料的存在(例如)以检测污染，则高达50nm的波长可能是有用的。

被滤光的束342从辐射源310进入检查腔室350，其中包括感兴趣的结构的衬底W由衬底支撑件316保持以用于在测量位置处的检查。感兴趣的结构被标注为T。检查腔室350内的气氛由真空泵352维持为接近真空，使得EUV辐射可以在无过度衰减的情况下穿过所述气氛。照射系统312具有将辐射聚焦至聚焦束356中的功能，并且可以包括例如二维弯曲反射镜或一系列一维弯曲反射镜，如上文提及的已公开的美国专利申请US2017/0184981A1(其内容以全文引用的方式并入本文中)中所描述的。执行所述聚焦以在投影至感兴趣的结构上时实现直径低于10μm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，通过所述X-Y平移平台和所述旋转平台，可以使衬底W的任何部分在期望的方向上达到束的焦点。因此，辐射斑S形成在感兴趣的结构上。替代地或另外，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按某一角度倾斜以控制感兴趣的结构T上的聚焦束的入射角。

可选地，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被滤光的束342中的不同波长的光谱和/或强度。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被滤光的束342的光谱和/或被滤光的束中的不同波长的强度的信息。

反射辐射360由检测器318捕获，并且光谱被提供至处理器320以用于计算目标结构T的性质。照射系统312和检测系统318因此形成检查设备。这种检查设备可以包括内容以全文引用的方式并入本文中的US2016282282A1中所描述的种类的软X射线和/或EUV光谱反射计。

如果目标T具有某一周期性，则聚焦束356的辐射也可以被部分地衍射。衍射辐射397相对于入射角接着相对于反射辐射360以明确限定的角度沿另一路径。在图4中，以示意性方式提取所提取的衍射辐射397，并且衍射辐射397可以沿除提取路径以外的许多其它路径。检查设备302也可以包括对所述衍射辐射397的至少一部分进行检测和/或成像的另外的检测系统398。在图4中，绘制单个另外的检测系统398，但检查设备302的实施例也可以包括多于一个另外的检测系统398，所述检测系统被布置在不同位置处以在多个衍射方向上检测和/或成像衍射辐射397。换句话说，入射到目标T上的聚焦后的辐射束的(较高)衍射阶由一个或更多个另外的检测系统398检测和/或成像。所述一个或更多个检测系统398产生被提供至量测处理器320的信号399。信号399可以包括衍射光397的信息和/或可以包括从衍射光397获得的图像。

为了辅助斑S与期望的产品结构的对准和聚焦，检查设备302也可以提供在量测处理器320的控制下使用辅助辐射的辅助光学器件。量测处理器320也可以与位置控制器372通信，所述位置控制器操作平移平台、旋转平台和/或倾斜平台。处理器320经由传感器接收衬底的位置和定向的高度准确的反馈。传感器374可以包括例如干涉仪，所述干涉仪可以给出大约皮米的准确度。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。

如提及的，检查设备的替代形式使用正入射或近正入射下的软X射线和/或EUV辐射，例如以执行不对称性的基于衍射的测量。两种类型的检查设备均可以被提供在混合量测系统中。待测量的性能参数可以包括重叠(OVL)、临界尺寸(CD)、相干衍射成像(CDI)和分辨率下重叠(ARO)量测。软X射线和/或EUV辐射可以例如具有小于100nm的波长，例如使用介于5至30nm的范围内、可选地介于10nm至20nm的范围内的辐射。所述辐射在特性上可以是窄频带或宽带。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。

如同用于当今生产设施中的光学散射仪，检查设备302可以用于测量在光刻单元内处理的抗蚀剂材料内的结构(在显影检查或ADI之后)，和/或在结构已形成在较硬材料中之后测量所述结构(在蚀刻检查或AEI之后)。例如，可以在衬底已由显影设备、蚀刻设备、退火设备和/或其它设备处理之后使用检查设备302来检查。

图5a示出用于通过HHG产生发射辐射的辐射源500的示意性图示。源500包括真空容器502和真空光学系统504，所述真空光学系统包括上文提及的将发射辐射束引导至衬底上的光学柱。真空容器502包括用于接收用作目标(如气体目标)的介质508的相互作用区506。真空容器502包括至真空容器502的视口510或另一入口，驱动辐射512通过其进入所述真空容器502。在相互作用区506处，驱动辐射512与介质508相互作用以通过HHG产生发射辐射514。在图5中可见，驱动辐射512继续在相互作用区506以外沿发射辐射514的发射方向传播。由于上述原因，阻挡滤光器516可以用于阻挡驱动辐射512的至少一部分且允许发射辐射514的至少一部分通过。通常这样的滤光器可以使驱动辐射衰减许多数量级(例如仅10-11的入射驱动辐射可以通过滤光器)，并且通常HHG辐射的几十百分比(例如20％)可以通过。

图5b示出用于与源500一起使用且用于阻挡驱动辐射512以阻止其从源500发射的示例性装置。图5b的特征可以适当地与图5a的特征结合。图5b的装置包括束阻挡件518，所述束阻挡件被定位在相互作用区506的上游(即更接近驱动辐射源)。束阻挡件518阻挡驱动辐射的至少一部分，并且在图5b的装置中产生环形驱动辐射束。术语“环形”这里意义上涵盖具有被阻挡的内部区域的束的任一形状。束阻挡件可以是置于驱动辐射512的传播路径中的实体阻挡件或可以通过诸如穿孔反射镜或锥透镜对之类的其它装置提供。

透镜520定位在束阻挡件518的下游和相互作用区506的上游且被布置成将驱动辐射512聚焦在相互作用区506处。使用这种装置，在相互作用区506可见驱动辐射512的粗略地高斯强度分布，其后，驱动辐射512作为环形束在相互作用区506下游继续传播。阻挡滤光器516包括孔522。孔522的大小被设计为允许大量驱动辐射512被阻挡且允许大量发射辐射514穿过。通常，孔可以被选择使得至少99％或99.9％的驱动辐射被阻挡，使得其余部分具有足够低的强度而不损伤可能放置于下游的任何另外的滤光器。另外，期望通过限制孔对HHG辐射的损耗，因此可以选择所述孔以允许至少几十的百分比(例如20％)穿过。

图6a示出用于辐射源中的装置的示意性图标。图6a的特征可以适当地与图5a的特征结合。图6a的装置包括相互作用区606，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介质(如气体目标)以用于通过HHG产生发射辐射。装置也包括束阻挡件618，所述束阻挡件在相互作用区606的上游被定位在束阻挡平面处且被定位以阻挡驱动辐射束(图6a中未示出)的至少一部分，并且在特定装置中阻挡驱动辐射束的中心部分。装置也包括透镜620，所述透镜620被定位在相互作用区606的上游和束阻挡件618的下游。装置也包括孔622，所述孔622在相互作用区606的下游被定位在孔平面处。这里应注意，虽然孔平面大体上垂直于驱动辐射传播通过源的方向，但孔622自身可以横向于驱动辐射传播通过源的方向。在这个内容背景下所使用的术语“横向”涵盖垂直于，但不必受限于所述定义。在示例性装置中，孔622可以相对于孔平面成角度，以使驱动辐射反射远离驱动辐射的传播轴线。例如，孔可以形成在相对于传播轴线成角度的反射镜中。在这样的装置中，孔622的至少一部分将与孔平面重合。如同本文中所描述的其它装置，孔622被配置成允许发射辐射的至少一部分穿过且阻挡驱动辐射束的至少一部分。通常SXR和/或EUV高效设计将允许相当大部分(比如大于50％，并且理想地＞90％)穿过。

驱动激光阻挡效率可以依赖于对下游的光学器件、样本和测量对驱动辐射的敏感度。通常，这种敏感度非常高，并且穿过阻挡件的残余驱动辐射可以比输入束小多个数量级。因此，通常金属滤光器可以用在阻挡孔的下游以滤出穿过孔的任何残余驱动辐射。假定这种情形，可以根据下游滤光器的损伤阈值设定孔的阻挡效率。通常，这样的滤光器能够耐受不超过1W的激光，对应于99％左右的阻挡效率。

应注意，在本发明内，形成图像意指像平面被定位在透镜的焦深(DOF)内。形成束阻挡件的图像的定义为：孔平面与束阻挡平面的共轭平面之间的距离小于焦深。形成驱动辐射束的空间分布的图像的定义为：相互作用平面与物平面的共轭平面之间的距离小于焦深。

形成清晰图像的定义为：像平面是共轭平面。

在图6a的装置中，孔平面被相对束阻挡平面和透镜620定位，使得束阻挡件的图像形成在孔平面处。束阻挡平面和孔平面被安装为使得它们可以是共轭平面。这导致驱动辐射束横截面在抵达孔平面时在中心具有定义明确的空洞(即激光束将在孔平面处为环形)，从而允许在透射所发射的(例如SXR和/或EUV)束的同时通过孔有效阻挡驱动激光束。

如图6a中可见，装置也包括物平面。物平面可以是气体目标平面的共轭平面，即，透镜在气体目标平面中形成物平面的清晰图像。在示例性装置(例如图6c中示出)中，驱动辐射的期望的强度分布形成在物平面中。在其它示例性装置中(例如在图8中)，可以不存在产生期望的分布的实际平面，并且因此可以不涉及物平面。在一些示例性装置中且如下文所解释的，物平面和相互作用平面也可以被定位成使得驱动辐射在物平面处的强度的清晰图像形成在相互作用平面处，即，它们是共轭平面。

图6b示出束阻挡件618、透镜620、相互作用区606和孔622的示意性图示。束阻挡平面与透镜620之间、以及透镜620与孔平面之间的相对距离可以使用所述式计算：

d_{lens-aperture}＝(1+m_b)f

其中m_b是束阻挡件对由透镜620提供的束阻挡件的图像的放大因子，并且f是透镜620的焦距。

在束阻挡平面624和孔平面626两者处的驱动辐射强度分布示出于图6b中且示出孔平面处的驱动辐射626的中心区域中的强度为零。

如上所述，在一些示例性装置中，物平面和相互作用平面也是共轭平面，使得在相互作用平面630处具有期望的强度分布的驱动辐射被成像在物平面628处。这种示出于图6c中且物平面与透镜620之间、以及透镜620与相互作用平面之间的相对距离可以使用所述式计算：

d_lens-inter＝(1+m_s)f

其中m_s是物平面对通过透镜620提供的物平面的图像的放大因子，并且f是透镜620的焦距。

这样的装置能够确保除了束阻挡平面被成像在孔平面处之外，物平面(具有驱动辐射的正确强度分布)被成像在相互作用平面处。在一些这样的示例性装置中，物平面的图像可以从束阻挡平面的图像解耦，使得它们并不彼此干涉，或至少其彼此干涉足够小使得源的操作不受不利影响。在这样的内容背景下，术语“解耦”可以涵盖以下情况：束阻挡件的存在并不明显影响驱动辐射在目标平面处的强度分布、以及在物平面处存在非高斯束并不明显影响驱动辐射在孔平面处的强度分布。

在示例性装置中，相对于驱动辐射在束阻挡平面处的尺寸，束阻挡平面处的束阻挡件618的尺寸可以被配置成确保束阻挡件618的图像并不呈现在相互作用区。在一些示例性装置中，束阻挡件618的尺寸可以比驱动辐射束的对应尺寸小至少20％、小至少40％、小至少50％或小至少70％。此外，在示例性装置中，束阻挡件618的尺寸可以比驱动辐射束的对应尺寸小10％至70％，或20％至60％，或30％至50％。

在其它示例性装置中，束阻挡件618的尺寸和束阻挡平面处的驱动辐射可以被配置成实现0.8或更大的斯特列尔比(Strehl ratio)。在驱动辐射束和束阻挡件618具有圆形截面的装置中，上述尺寸可以是直径。

也可以依据束阻挡件在孔平面处的图像和驱动辐射束在相互作用平面处的图像中的一个或两者的焦深(DOF)来定义解耦。可以将这种内容背景下的DOF定义为：距离透镜的范围(在该范围内可以形成图像)，这在下文更详细地解释。

出于本文中公开的方法和设备的目的，相互作用平面可以定位在束阻挡件图像的DOF的外部。即，在孔平面与束阻挡件图像的DOF的中心重合的一些示例性装置中，孔平面可以充分远离相互作用平面，使得相互作用平面落在束阻挡件图像的DOF的外部。束阻挡件的图像不形成在相互作用平面处。

类似地，孔平面可以被定位成使得其位于形成在相互作用平面处的驱动辐射强度分布的图像的DOF的外部。即，在相互作用平面与驱动辐射强度分布的图像的DOF的中心重合的一些示例性装置中，相互作用平面可以充分远离孔平面，使得孔平面落在驱动辐射强度分布的图像的DOF的外部。物平面处的驱动辐射强度分布的图像形成在孔平面处。

图7示出表明DOF的原理的示意图。如可以看出的，源自束阻挡件618的辐射射线由透镜620聚焦至与孔平面重合的点。这个点是束阻挡件618的图像可以处于清晰聚焦的点且可以是DOF的中心的点。在DOF的中心上游和下游的位置处，束阻挡件618的图像离焦的程度随远离DOF的中心的距离的增加而增加。在远离DOF的中心的这些位置，来自束阻挡件618的辐射射线分布于模糊斑上，所述模糊斑称作弥散圆。

束阻挡件图像的DOF是孔平面的任一侧的距离，在该距离内，弥散圆小于或等于最大直径c。直径c可以被设定为一尺寸，由此束阻挡件图像在相关的径向域上都模糊。相互作用平面可以在DOF外侧被定位成距孔平面一距离，该距离比将导致直径c的弥散圆的距离更远。即，在气体目标平面处，弥散圆应大于气体目标平面中的场分布的大小，其通常是数十微米。DOF的一半应小于气体目标平面与孔平面之间的距离。

DOF可以使用以下公式来计算：

DOF＝2cN(1+m)

其中N是在透镜620处焦距与束直径的比(通常约为100)，并且m是透镜620对束阻挡件图像的放大率(通常约为1)。使用那些典型的特征且假设c＝30μm，DOF近似地是10mm。本文中公开的装置的特征可以被配置成使得束阻挡件图像的DOF在7mm至13mm、8mm至12mm且具体示例中10mm至11mm的范围内。在一些装置中，束阻挡件图像的弥散圆的直径c是35μm或更小或30μm或更小。

用于辐射源的示例性装置可以包括束成形器。束成形器可以是能够控制驱动辐射的强度分布的任何设备，所述驱动辐射可以由如上文所论述的激光器产生。束成形器的示例包括空间光调制器(SLM)、平顶束成形器和可变形反射镜。束成形器可以放置于与实际物平面相比明显更接近束阻挡件处，使得整个系统尺寸可以明显减小。束成形器可以用于生成在物平面处具有期望的强度分布的驱动辐射束。在其它装置中，束成形器也可以在束阻挡件上游的任何其它平面处提供期望的强度分布。在使用束成形器的示例性装置中，透镜左侧可以没有再现目标平面处的期望的分布的实际物平面，在这些情形下，物平面可以被认为是虚拟物平面。

图8示出用于与辐射源一起使用的示例性装置，其中束成形器800被定位在束阻挡件618的上游。束成形器800从驱动辐射源(未示出)接收驱动辐射802且具有例如广高斯强度分布，并且产生具有特定强度分布的驱动辐射804。装置也包括传感器和反馈控制器806。传感器感测驱动辐射在相互作用平面处的强度分布且将其传递至反馈控制器806。反馈控制器806将与感测强度分布相关的数据传送至束成形器804，所述束成形器基于此控制其输出的强度分布。在实施例中，1％分束器用于将驱动辐射的一部分朝向用作上文指出传感器的CCD相机投影。仅在透镜之前或之后，可以在驱动辐射的透射方向上看见这种分束器的位置。

图8的装置可以包括上文公开的装置的一个或更多个特征，并且可以与图5a的特征适当组合。

图9示出包括两个透镜620a、620b的示例性装置。这使得系统的总体长度减小。图9也可以包括关于以上其它装置公开的特征中的一个或更多，和/或可以与图5a的特征适当组合。

图9的两个透镜系统没有提供驱动辐射的中间焦点，因为这将由于空气的离子化而导致驱动辐射束劣化。第二透镜620b是负透镜，其形成虚拟中间图像900，而不是物平面的驱动辐射的强度分布的实际中间图像。第二透镜620b是负透镜。第二透镜620b在束阻挡件618上游。

第二透镜620b距物平面的距离可以通过以下方程式确定：

其中m_是由第二透镜620b产生的驱动辐射束的强度的图像的放大率，并且f_是第二透镜620b的焦距。第二透镜620b距虚拟中间图像900的距离可以通过以下方程式确定：

d_{lens2-virtual}＝(1-m_-)|f_-|

第一透镜620a距虚拟中间图像900的距离可以通过以下方程式确定：

其中m₊是由第一透镜620a产生的驱动辐射束的强度的虚拟图像900的放大率，并且f₊是第一透镜620a的焦距。第一透镜620a距虚拟中间图像900的距离可以通过以下方程式确定：

d_lens1-inter＝(1+m₊)f₊

图10示出用于引起驱动辐射束与介质之间的相互作用，用于通过高阶谐波产生来产生发射辐射的方法的流程图。

由诸如激光器的驱动辐射源产生的驱动辐射被传播1000至真空容器，如图5a中示出的。驱动辐射的至少一部分被束阻挡件618阻挡1002。束阻挡件618可以如上文所描述的或具有本领域技术人员已知的任何其它形式。被部分地阻挡的驱动辐射传播穿过透镜1004，该透镜1004将其聚焦至相互作用平面上的。聚焦的驱动辐射入射到介质上1006，如定位在束阻挡件和透镜的下游的气体目标。透镜也将源自束阻挡件618的驱动辐射聚焦在定位于相互作用平面的下游的孔平面处，使得束阻挡件618的图像形成在孔平面处。

在后续编号的方面中定义另外的实施例：

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：

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；以及

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。

2、根据方面1所述的装置，其中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。

3、根据方面1或2所述的装置，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。

4、根据前述方面中任一项所述的装置，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。

5、根据方面4所述的装置，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。

6、根据方面4或5所述的装置，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。

7、根据方面6所述的装置，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。

8、根据方面7所述的装置，其中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。

9、根据前述方面中任一项所述的装置，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。

10、根据方面9所述的装置，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。

11、根据方面9或10直接地或间接地附属于方面4时所述的装置，其中与所述束阻挡件的图像的焦深相关联的弥散圆大于所述驱动辐射束在所述相互作用平面处的图像。

12、根据方面11所述的装置，其中所述束阻挡件的图像的焦深具有直径为35μm或更小的最大弥散圆。

13、根据前述方面中任一项所述的装置，其中驱动辐射束的所述空间分布的图像的焦深不与所述孔平面叠置。

14、根据方面13所述的装置，其中所述驱动辐射束的强度分布的图像的焦深的中心与所述相互作用平面大体上重合。

15、根据方面9至14中任一项所述的装置，其中所述束阻挡件的图像的焦深和/或所述驱动辐射束的所述空间分布的图像的焦深通过以下来确定：

焦深＝_2cN(1+m)

其中c是最大弥散圆，N是所述透镜的焦距与所述驱动辐射束在所述透镜处的直径的比率，并且m是所述束阻挡件在所述孔平面处的图像的放大因子。

16、根据方面4至15中任一项直接地或间接地附属于方面3时所述的装置，其中所述束成形器包括定位在所述物平面处的空间光调制器。

17、根据方面16所述的装置，所述辐射源装置还包括：传感器，所述传感器被配置成检测所述驱动辐射束在所述相互作用平面处的空间轮廓；和

反馈控制器，所述反馈控制器被配置成将与所述驱动辐射束的检测到的空间轮廓相关的数据反馈至所述空间光调制器，

其中所述空间光调制器被配置成基于反馈的数据来控制所述驱动辐射束的所述空间轮廓。

18、一种量测设备，所述量测设备包括根据前述方面中任一项所述的装置。

19、一种光刻单元，所述光刻单元包括根据前述方面中任一项所述的装置或根据方面18所述的量测设备。

20、一种引起驱动辐射束与介质之间的相互作用的方法，用于通过高阶谐波产生来产生发射辐射，所述方法包括：

通过束阻挡件阻挡所述驱动辐射束使得所述驱动辐射束的至少一部分被阻挡；

使所述驱动辐射束传播穿过定位在所述束阻挡件的下游的至少一个透镜；

使所述驱动辐射束入射到相互作用区上，所述相互作用区包括所述介质且定位在所述束阻挡件的下游；以及

使所述驱动辐射聚焦在于所述相互作用区的下游被定位在孔平面处的孔处，使得所述束阻挡件的图像形成在所述孔平面处，所述孔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。

在本文献的内容背景下，引入术语HHG或HHG源。HHG是指高谐波产生(HighHarmonic Generation)，其也有时称为高阶谐波产生(high order harmonicgeneration)。HHG是非线性过程，其中目标(例如气体、等离子体或固体样本)被驱动辐射的密集激光脉冲在相互作用区处照射。随后，目标可以发射频率为激光脉冲的驱动辐射的频率的倍数的辐射。为倍数的这种频率称为激光脉冲的辐射的谐波。可以定义所产生的HHG辐射是高于第五阶谐波以上的谐波，且这些谐波称为高阶谐波。

形成HHG过程的基础的物理过程不同于涉及产生较低谐波(通常是第2至第5阶谐波)的辐射的物理过程。较低谐波的辐射的产生涉及扰动理论。目标中的原子的(束缚)电子的轨迹大体上由基质离子的库仑电位确定。

在HHG中，有助于HHG过程的电子的轨迹大体上由入射驱动激光的电场确定。在所谓描述HHG的“三步骤模型”中，电子隧穿过库仑势垒，此时库仑势垒大体上由激光场抑制(步骤1)，沿由激光场确定的轨迹(步骤2)，并且以一定概率复合同时释放其动能和呈辐射形式的离子化能量(步骤3)。对HHG与较低谐波的辐射的产生之间的差异用言语表达的另一方式是将具有高于目标原子的离子化能量的光子能的所有辐射定义为“高阶谐波”辐射，例如HHG产生辐射，并且将具有低于离子化能量的光子能的所有辐射定义为非HHG产生辐射。如果氖气用作气体目标，则具有短于62nm波长的所有辐射(具有高于20.18eV的光子能)借助于HHG过程产生。对于作为气体目标的氩气，具有高于约15.8eV的光子能的所有辐射借助于HHG过程产生。

虽然可以在本文中具体地参考IC制造中的光刻设备的使用，但应理解，本文中所描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的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。

虽然可以在本文中具体地参考在光刻设备的内容背景下的本发明的实施例，但本发明的实施例可以用于其它设备中。本发明的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)的对象的任何设备的部分。这些设备一般可以称作光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

虽然特别提及“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于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于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，衬底上的结构的感兴趣的特性可能关于结构中的缺陷、结构的特定部分的不存在或衬底上或晶片上的不想要的结构的存在。

虽然上文可以具体地参考在光学光刻的内容背景下对本发明的实施例的使用，但应了解，本发明在内容背景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。

虽然上文已描述本发明的特定实施例，但将了解，可以与所描述的不同的其它方式来实践本发明。以上描述意图是说明性的而不是限制性的。因此，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如所描述的本发明进行修改。