用于分离远场中的辐射的组件的制作方法

用于分离远场中的辐射的组件
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年2月17日递交的欧洲申请21157622.8和于2021年5月27日递交的欧洲申请21176286.9的优先权，这些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.本发明涉及用于分离跨越不同波长范围的辐射的组件、方法和设备。特别地，本发明涉及分离从气体毛细管射出的驱动辐射与高次谐波产生辐射。


背景技术：

4.光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。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(也经常被称为“设计布局”或“设计”)投影至设置在衬底(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。当前在使用中的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备相比，使用具有在4nm至20nm的范围内(例如6.7nm或13.5nm)的波长的极紫外(euv)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小特征。
6.低k1光刻可以用于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大小，但在这种情况下是半节距)且k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，则在衬底上再现类似于由电路设计者规划的形状和尺寸以便实现特定电功能性和性能的图案变得越困难。为了克服这些困难，可以将复杂的微调步骤应用至光刻投影设备和/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，有时也被称为“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于改善在低k1下的图案的再现。
7.在光刻过程中，期望频繁地对所产生的结构进行测量，例如，以用于过程控制和验证。用于进行这样的测量的各种工具是众所周知的，包括常常用于测量临界尺寸(cd)的扫描电子显微镜，和用于测量重叠(器件中两个层的对准准确度或精度)的专用工具。近来，已开发在光刻领域中使用的各种形式的散射仪。
8.已知散射仪的示例常常依赖于设置专用量测目标。例如，一种方法可能需要呈简单光栅的形式的目标，所述光栅足够大以使得测量束产生小于所述光栅的斑(即，所述光栅是欠填充的)。在所谓的重构方法中，可以通过模拟散射辐射与目标结构的数学模型的相互
作用来计算所述光栅的性质。调整所述模型的参数，直到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。
9.除了通过重构进行对特征形状的测量以外，也可以使用这种设备来测量基于衍射的重叠，如在已公开专利申请us2006066855a1中所描述的。使用衍射阶的暗场成像的基于衍射的重叠量测能够实现对较小目标的重叠测量。这些目标可以小于照射斑且可以由晶片上的产品结构环绕。可以在诸如例如us2011102753a1和us20120044470a之类的许多已公开的专利申请中找到暗场成像量测的示例。可以使用复合光栅目标来在一个图像中测量多个光栅。已知散射仪趋向于使用在可见光或近ir波范围内的光，这要求所述光栅的节距比其性质实际上受关注的实际产品结构粗略得多。可以使用具有短得多的波长的深紫外(duv)、极紫外(euv)或x射线辐射来限定这样的产品特征。令人遗憾的是，这些波长通常不可以用于或不能用于量测。
10.另一方面，现代产品结构的尺寸如此小使得它们无法通过光学量测技术而被成像。小特征包括例如通过多重图案化过程和/或节距倍增而形成的那些特征。因此，用于大批量量测的目标常常使用比其套刻误差或临界尺寸是所关注的性质的产品大得多的特征。测量结果仅与真实产品结构的尺寸间接地相关，并且可能是不准确的，这是因为所述量测目标在所述光刻设备中的光学投影的情况下和/或制造过程的其它步骤中的不同处理的情况下不遭受相同的变形。虽然扫描电子显微法(sem)能够直接地分辨这些现代产品结构，但sem的耗时要比光学测量的耗时多得多。此外，电子不能够穿透厚的过程层，这使得电子较不适于量测应用。诸如使用接触垫来测量电性质之类的其它技术也是众所周知的，但其仅提供对于真实产品结构的间接迹像或痕迹。
11.通过减小在量测期间所使用的辐射的波长(即，朝向“软x射线”波长光谱移动)，则可能分辨较小结构以增大对结构的结构变化的灵敏度和/或进一步穿透到所述产品结构内。产生适当高频率辐射(例如，软x射线和/或euv辐射)的一种这样的方法可以是使用泵浦辐射(例如红外辐射)来激发产生介质，由此产生发射辐射，可选地包括高频率辐射的高次谐波产生。
12.使用较长波长泵浦辐射来产生较短波长辐射的一个示例设置使用了气体毛细管光纤。在所述毛细管结构内部的气体可以充当产生介质，而所述毛细管可以实现泵浦辐射的高局部强度以能够实现高次谐波产生。在所述气体毛细管内部所产生的短波长辐射以及泵浦辐射两者在所述毛细管的输出端处射出所述毛细管。为了例如在量测期间使用所述短波长辐射，则可能需要分离所述短波长辐射与所述泵浦辐射。本公开旨在提供用于实现泵浦辐射与所产生的辐射的改善的分离的方法、组件和设备。


技术实现要素：

13.根据本公开的一方面，提供一种用于在远场中分离第一辐射与第二辐射的组件和方法，其中，所述第一辐射和所述第二辐射具有非重叠波长。所述组件包括毛细管结构，其中，所述第一辐射和所述第二辐射沿所述毛细管结构的至少一部分同轴地传播。所述组件还包括光学结构，所述光学结构被配置成通过干涉来控制所述第一辐射在所述毛细管结构外部的空间分布，使得所述第一辐射在所述远场中的强度沿所述第二辐射的光轴减小。
14.可选地，所述光学结构可以被配置成引起对所述第一辐射的干涉使得所述第一辐
射形成环形束。
15.可选地，所述光学结构可以被设置在所述毛细管结构的一部分中以用于引导所述第一辐射和所述第二辐射。
16.可选地，所述光学结构可以位于所述毛细管结构的朝向所述毛细管结构的输出端定位的端部区段中。
17.可选地，控制所述远场中的所述空间分布可以包括：选择所述光学结构的材料和形状中的至少一个的性质，以便支持所述第一辐射的具有电场的平均值遍及所述毛细管结构的横截面为零的分布的模态的传播。
18.可选地，所述光学结构可以包括布拉格光栅，所述布拉格光栅被配置成在远离所述毛细管结构的所述输出端的方向上反射所述第一辐射。
19.可选地，所述布拉格光栅可以是渐变布拉格光栅。
20.可选地，所述光学结构可以包括在所述毛细管结构的输出端之后添加的波纹区段。
21.可选地，所述光学结构可以包括一个或更多个光学元件，所述一个或更多个光学元件被配置成：在所述第一辐射进入所述毛细管结构之前拆分所述第一辐射，使得所述第一辐射的第一部分传播通过所述毛细管结构，并且所述第一辐射的第二部分绕过所述毛细管结构；和一旦所述第一部分已传播通过所述毛细管结构，则使所述第一辐射的所述第一部分和所述第二部分发生干涉。
22.可选地，所述一个或更多个光学元件可以包括围绕所述毛细管结构的环形结构，所述环形结构被配置成引导第一辐射的所述第二部分绕过所述毛细管结构。
23.可选地，所述一个或更多个光学元件可以被布置成使得第一辐射的所述第一部分与所述第一辐射的所述第二部分的路径长度在它们发生干涉的部位处匹配。
24.可选地，所述光学结构可以包括brewster板，所述brewster板被配置成在反射所述第二辐射的至少一部分时抑制所述第一辐射的反射。
25.可选地，所述光学结构可以包括圆锥形反射镜，所述圆锥形反射镜位于所述第一辐射的在所述第一辐射射出所述毛细管结构之后的路径中。所述圆锥形反射镜可以被配置成使得所述第一辐射沿所述第二辐射的光轴以相消的方式干涉自身。
26.可选地，所述光学结构可能引起对所述第一辐射的干涉使得所述第一辐射衍射至不同于所述第二辐射的光轴的方向上(形成偏斜束)。
27.根据本公开的另一方面，提供一种用于在远场中分离第一辐射与第二辐射的组件和方法，其中，所述第一辐射和所述第二辐射具有非重叠波长。所述组件包括毛细管结构，其中，所述第一辐射和所述第二辐射沿所述毛细管结构的至少一部分同轴地传播。所述组件还包括光学结构，所述光学结构被配置成通过衍射来控制所述第一辐射在所述毛细管结构外部的空间分布，使得所述第一辐射在所述远场中的强度沿所述第二辐射的光轴减小。
28.可选地，所述光学结构可以包括一系列衍射孔，所述衍射孔被配置成吸收所述第一辐射的被衍射至所述衍射孔之间的区中的部分，使得在所述远场中的所述强度减小到1/10至1/1000的范围。
29.可选地，所述毛细管结构可以被配置成：在所述毛细管结构的输入端处接收所述第一辐射；和使用所述第一辐射作为驱动辐射，使用高次谐波产生来产生所述第二辐射。
30.可选地，所述毛细管结构可以包括被配置成容纳气体介质的中空芯部光纤。
31.可选地，所述气体介质可以包括h2、ne、he、ar、n2、o2、kr、xe中的至少一种。
32.可选地，所述第二辐射可以包括具有在1nm至180nm的范围内的一个或更多个波长的辐射。
33.可选地，所述第一辐射可以包括具有在200nm至10μm的范围内的一个或更多个波长的辐射。
34.根据本公开的另一方面，提供一种辐射源，包括根据前述技术方案中任一项所述的组件。
35.根据本公开的另一方面，提供一种光刻设备，包括如上文所描述的辐射源。
36.根据本公开的另一方面，提供一种量测设备，包括如上文所描述的辐射源。
37.根据本公开的另一方面，提供一种光刻单元，包括如上文所描述的辐射源。
附图说明
38.现在将参考随附示意性附图而仅作为示例来描述实施例，在附图中：
[0039]-图1描绘光刻设备的示意性概略图；
[0040]-图2描绘光刻单元的示意性概略图；
[0041]-图3描绘整体光刻的示意性表示，其表示用于优化半导体制造的三种关键技术之间的协作；
[0042]-图4示意性地图示散射量测设备；
[0043]-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；
[0044]-图6表示照射源的示意性表示；
[0045]-图7描绘用于分离在远场中的第一辐射与第二辐射的组件的示意性表示；
[0046]-图8描绘在远场中的驱动辐射的示例空间分布的示意性表示。图8(a)描绘环形空间轮廓，并且图8(b)描绘偏斜空间轮廓；
[0047]-图9(a)至(f)描绘造成在远场中的在轴即轴上的驱动辐射强度减小的波纹区段的示例实施例的示意性表示；
[0048]-图10描绘使用同心环形通道、由毛细管结构绕过驱动辐射的一部分的示例设置的示意性表示；
[0049]-图11描绘使用光学元件、由在自由空间中的毛细管结构绕过驱动辐射的一部分的示例设置的示意性表示；
[0050]-图12描绘用于使用brewster板来分离在远场中的驱动辐射与hhg辐射的示例设置的示意性表示；
[0051]-图13描绘用于使用圆锥形反射镜来分离在远场中的驱动辐射与hhg辐射的示例设置的示意性表示；
[0052]-图14描绘用于使用通过一系列孔的衍射来分离第一辐射与第二辐射的组件的示意性表示；
[0053]-图15描绘用于分离第一辐射与第二辐射的包括倾斜滤波器的组件的示意性表示；
[0054]-图16描绘作为倾斜角的函数的滤波器反射率的示例曲线图；
[0055]-图17描绘作为倾斜角的函数的有效层厚度的示例曲线图；以及
[0056]-图18描绘作为倾斜角的函数的hhg辐射透射增益的示例曲线图。
具体实施方式
[0057]
在本文献中，术语“辐射”和“束”用于涵盖所有类型的电磁辐射和粒子辐射，包括紫外辐射(例如，具有为365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)、极紫外辐射(euv，例如具有在约5nm至100nm的范围内的波长)、x射线辐射、电子束辐射和其它粒子辐射。
[0058]
如本文中所所采用的术语“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于向入射辐射束赋予经图案化的横截面的通用图案形成装置，所述经图案化的横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案。在这样的情境下，也可以使用术语“光阀”。除经典掩模(透射或反射；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。
[0059]
图1示意性地描绘光刻设备la。所述光刻设备la包括：照射系统(也被称为照射器)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、euv辐射或x射线辐射)；掩模支撑件(例如掩模台)t，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。
[0060]
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、成形和/或控制辐射的各种类型的光学构件，诸如折射型、反射型、衍射型、磁性型、电磁型、静电型和/或其它类型的光学构件，或其任何组合。照射器il可以用于调节辐射束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。
[0061]
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/或适于诸如浸没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、衍射型、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”的任何使用都与更上位的术语“投影系统”ps同义。
[0062]
光刻设备la可以属于如下类型：其中衬底的至少一部分可以由具有相对较高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统ps与衬底w之间的空间-这也被称为浸没光刻术。全文以引用方式并入本文中的us6952253中给出关于浸没技术的更多信息。
[0063]
光刻设备la也可以属于具有两个或更多个衬底支撑件wt(又称为“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/或可以对位于衬底支撑件wt中的一个衬底支撑件上的衬底w进行准备衬底w的后续曝光的步骤，同时将另一衬底支撑件wt上的另一衬底w用于在所述另一衬底w上曝光图案。
[0064]
除了衬底支撑件wt以外，光刻设备la也可以包括测量平台。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的部分或提供浸没液体的系统的部分。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。
[0065]
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上，并且由存在于图案形成装置ma上的图案(设计布局)而图案化。在已横穿掩模ma的情况下，辐射束b穿过投影系统ps，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，例如以便使不同的目标部分c在辐射束b的路径中定位在经聚焦且对准的位置处。类似地，第一定位器pm和可能的另一位置传感器(其未在图1中明确地描绘的)可以用于相对于辐射束b的路径来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，但所述标记可以位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，这些衬底对准标记p1、p2被称为划线对准标记。
[0066]
如图2中示出的，光刻设备la可以形成光刻单元lc(有时也被称为光刻元或(光刻)簇)的部分，光刻单元lc常常也包括用于对衬底w执行曝光前过程和曝光后过程的设备。通常，这些设备包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器sc、用于显影经曝光的抗蚀剂的显影器de、例如用于调节衬底w的温度例如以用于调节抗蚀剂层中的溶剂的激冷板ch和焙烤板bk。衬底输送装置或机器人ro从输入/输出端口i/o1、i/o2拾取衬底w、在不同过程装置之间移动衬底w且将衬底w传递至光刻设备la的进料台lb。光刻单元中常常也被统称为轨道或涂覆显影系统的装置可以在轨道或涂覆显影系统控制单元tcu的控制下，轨道或涂覆显影系统控制单元tcu自身可能受到管理控制系统scs控制，管理控制系统scs也可以例如经由光刻控制单元lacu来控制光刻设备la。
[0067]
在光刻过程中，期望频繁地对所产生的结构进行测量，例如，以用于过程控制和验证。用于进行这种测量的工具可以被称为量测工具mt。用于进行这样的测量的不同类型的量测设备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。散射仪是多功能仪器，其允许通过在光瞳或与散射仪的物镜的光瞳共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数(测量通常被称为基于光瞳的测量)，或通过在像平面或与像平面共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数，在这种情况下测量通常被称为基于图像或场的测量。全文以引用方式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关联测量技术。前述散射仪可以使用来自硬x射线、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。在辐射为硬x射线或软x射线的情况下，可选地在波长在0.01nm至10nm范围内的情况下，前述散射仪可以可选地为小角度x射线散射量测工具。
[0068]
为了正确且一致地曝光由光刻设备la曝光的衬底w，期望检查衬底以测量经图案化的结构的性质，诸如后续层之间的套刻误差、线厚度、临界尺寸(cd)、结构的形状等。为此目的，可以在光刻单元lc中包括检查工具和/或量测工具(未示出)。如果检测到误差，则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例如调整，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进行检查的情况下。
[0069]
也可以被称为量测设备的检查设备用于确定衬底w的性质，并且尤其确定不同衬
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不同层间如何变化。检查设备替代地构造成识别衬底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，或甚至可以是单独的装置。检查设备可测量潜像(在曝光之后在抗蚀剂层中的图像)上的性质，或半潜像(在曝光后焙烤步骤peb之后在抗蚀剂层中的图像)上的性质，或经显影的抗蚀剂图像(其中抗蚀剂的曝光部分或未曝光部分已被移除)上的性质，或甚至经蚀刻的图像(在诸如蚀刻的图案转印步骤之后)上的性质。
[0070]
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产生。调整数学模型的参数直到所模拟的相互作用产生类似于从真实目标观测到的衍射图案的衍射图案为止。
[0071]
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、透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(即作为波长的函数的强度的测量结果)。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引起所检测的光谱的目标的结构或轮廓。
[0072]
在第三实施例中，散射仪mt是椭圆测量散射仪。椭圆测量散射仪允许通过测量针对每个偏振状态的散射或透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偏振滤波器来发射偏振光(诸如线性、圆形或椭圆)。适于量测设备的源也可以提供偏振辐射。全文以引用方式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中描述现有椭圆测量散射仪的各个实施例。
[0073]
在散射仪mt的一个实施例中，散射仪mt被调适以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(可以是重叠的)光栅结构施加在两个不同层(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致相同的位置。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。这提供用于测量光栅中的未对准的直接了当的方式。可以在全文以引用方式并入本文中的pct专利申请公开号wo 2011/012624或美国专利申请us 20160161863中找到用于经由作为目标的周期性结构的不对称性来测量包括所述周期性结构的两个层之间的套刻误差的另外的示例。
[0074]
其它所关注的参数可以是焦距和剂量。可以通过如全文以引用方式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)同时确定焦距和剂量。可以使用具有针对焦距能量矩阵(fem-也被称为焦距曝光矩阵)中的每个点的临界尺寸和侧壁角测量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唯一地确定聚焦值和剂量值。
[0075]
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总体。光栅中的结构的节距和线宽可以在很大程度上依赖于测量光学器件(尤其是光学器件的na)以能够捕获来自量测目标的衍射阶。如早先所指示的，衍射信号可以用于确定两个层之间的移位(也被称为“重叠”)或可以用于重构如通过光刻过程所产生
的原始光栅的至少一部分。这种重构可以用于提供光刻过程的品质指导，并且可以用于控制光刻过程的至少一部分。目标可以具有较小子分段，所述子分段被配置成模仿目标中的设计布局的功能性部分的尺寸。归因于这种子分段，目标将表现得更类似于设计布局的功能性部分，使得总体过程参数测量优选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量测目标。在欠填充模式中，测量束产生小于总体目标的斑。在过填充模式中，测量束产生大于总体目标的斑。在这样的过填充模式中，也可能同时测量不同的目标，因此同时确定不同处理参数。
[0076]
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于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为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方向等。用于选择测量选配方案的准则中的一个可以是例如测量参数中的一个对于处理变化的灵敏度。全文以引用方式并入本文中的美国专利申请us2016-0161863和已公开美国专利申请us2016/0370717a1中描述更多示例。
[0077]
光刻设备la中的图案化过程可以是在处理中的最关键的步骤之一，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(实际上)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、焦距、重叠)的范围，在所述过程参数范围内特定制造过程产生所限定的结果(例如功能半导体器件)-可能在所述过程参数范围内，光刻过程或图案化过程中的过程参数被允许变化。
[0078]
计算机系统cl可以使用待图案化的设计布局(的部分)以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置实现图案化过程的最大总体过程窗口(在图3中由第一标尺sc1中的双箭头描绘)。分辨率增强技术可以被布置成匹配光刻设备la的图案化可能性。计算机系统cl也可以用于检测在过程窗口内何处光刻设备la当前正操作(例如使用来自量测工具mt的输入)以预测归因于例如次优处理是否可以存在缺陷(在图3中由第二标尺sc2中的指向“0”的箭头描绘)。
[0079]
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漂移(在图3中由第三标尺sc3中的多个箭头描绘)。
[0080]
在光刻过程中，期望频繁地对所产生的结构进行测量，例如，以用于过程控制和验证。用于进行这样的测量的各种工具是众所周知的，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布建，诸如，欠填充的目标(呈简单光栅或不同层中的重叠光栅的形式的目标，其足够大使得测量束产生小于光栅的斑)或过填充的目标(从而照射斑部分或完全包括所述目标)。另外，使用量测工具(例如，照射诸如光栅的欠填充的目标的角分辨散射仪)会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且比较模拟结果与测量的结果来计算光栅的性质。调整模型的参数直到所模拟的相互作用产生类似于从真实目标观测到的衍射图案的衍射图案为止。
[0081]
散射仪是多功能仪器，其允许通过在光瞳或与散射仪的物镜的光瞳共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数(测量通常被称为基于光瞳的测量)，或通过在像平面或与像平面共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数，在这种情况下测量通常被称为基于图像或场的测量。全文以引用方式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关联测量技术。前述散射仪可以在一个图像中使用来自硬x射线、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。
[0082]
图4中描绘量测设备的一个示例，诸如散射仪。所述散射仪可以包括将辐射5投影至衬底w上的宽带(例如白光)辐射投影仪2。反射或散射辐射10传递至光谱仪检测器4，所述光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱6(即作为波长λ的函数的强度i的测量结果)。根据这种数据，可以由处理单元pu重构引起所检测的光谱的结构或轮廓8，例如通过严格耦合波分析和非线性回归，或通过与图4的底部处所示出的模拟光谱库的比较。通常，对于重构，结构的一般形式是众所周知的，并且根据用来制造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以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。
[0083]
作为光学量测方法的替代方案，也考虑使用硬x射线、软x射线或euv辐射，例如介于0.01nm与100nm之间，或可选地介于0.01nm与50nm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。应注意，激光产生等离子体(lpp)x射线源的使用描述于全文以引用方式并入本文中的美国专利公开号2019/003988a1和美国专利公开号2019/215940a1中。已知在掠入射下使用x射线(gi-xrs)和极紫外(euv)辐射的反射测量术技术用于测量衬底上的膜和重叠层的性质。在一般反射测量术领域内，可以应用测角和/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反射测量术已在制造用于euv光刻中的掩模版(图案形成装置)之前用于掩模基底的检查。
[0084]
在诸如散射仪等量测设备的示例的透射版本中，透射辐射传递至光谱仪检测器，光谱仪检测器测量如上文所论述的光谱。这种散射仪可以被配置成正入射散射仪或斜入射散射仪。可选地，使用波长＜1nm、可选地＜0.01nm的硬x射线辐射的透射版本。
[0085]
适用范围可能使例如软x射线或euv域中的波长的使用是不足够的。因此，已公开专利申请us20130304424a1和us2014019097a1(bakeman等人/kla)描述混合量测技术，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。cd测量通过经由一个或更多个共同部分将x射线数学模型和光学数学模型耦合来获得。所引用的美国专利申请的内容的全文以引用方式并入本
文中。
[0086]
图5描绘量测设备302的示意性表示，其中，在0.1nm至100nm的波长范围内的辐射可以用于测量衬底上的结构的参数。图5中呈现的量测设备302适用于软x射线或euv域。
[0087]
图5图示仅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量测设备302的示意性实体布置。检查设备的替代形式可能以角分辨散射仪的形式提供，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使用正入射或近正入射中的辐射。
[0088]
检查设备302包括辐射源或称为照射源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。
[0089]
在该示例中，照射源310是用于产生euv或软x射线辐射，其可以基于高次谐波产生(hhg)技术。辐射源的主要部件是可操作以发射泵浦辐射的泵浦辐射源330和气体传递系统332。可选地，泵浦辐射源330为激光器，可选地，泵浦辐射源330为脉冲式高功率红外或光学激光器。泵浦辐射源330可以是例如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1纳秒(1ns)的红外辐射的脉冲，其中，脉冲重复率根据需要高达几兆赫兹。红外辐射的波长可以是例如大约1微米(1μm)。可选地，激光脉冲作为第一泵浦辐射340被传递至气体传递系统332，其中，在气体中，辐射的一部分转换为比第一辐射更高的频率而成为发射辐射342。气体供应件334将合适的气体供应给气体传递系统332，在所述气体传递系统中，所述合适的气体可选地由电源336离子化。气体传递系统332可以是切割管。
[0090]
发射辐射可以包括多个波长。如果发射辐射为单色的，则可以简化测量计算(例如重构)，但更容易产生具有若干波长的辐射。发射辐射的发射发散角可以是依赖于波长的。由气体传递系统332提供的气体限定气体目标，其可以是气流或静态体积。例如，气体可以是惰性气体，诸如氖气(ne)、氦气(he)或氩气(ar)。n2、o2、h2、ar、kr、xe气体都可以被考虑。传递系统322可以提供单个气体或气体混合物。如果提供气体混合物作为气态介质，则气体可以由气体传递系统提供为混合物，或提供为单独的气体，以在传递之后进行混合。这些气体可以是同一装置内可以选择的选项。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，可以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的波长。可以提供一个或更多个滤波装置344。例如，诸如铝(al)或锆(zr)薄膜的滤波器可以用于切断基谐ir辐射以免进一步传递至检查设备中。可以提供光栅(图中未示出)以从所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括束路径中的一些或全部，应记住，sxr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的各种构件可以是可调的以在同一设备内实施不同量测“选配方案”。例如，可以使不同波长和/或偏振是可选择的。
[0091]
依赖于在检查中的结构的材料，不同波长可以提供至下部层中的期望的程度的穿透。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1nm至20nm的范围内或可选地介于1nm至10nm的范围内或可选地介于10nm至20nm的范围内的一个或更多个波长。短于5nm的波长可以在从半导体制造中的所关注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，如果检查任务是检测某一材料的存在例如以检测污染，则高达50nm的波长可以是有用的。
[0092]
滤光束342可以从辐射源310进入检查腔室350，在所述检查腔室中，包括所关注的
结构的衬底w由衬底支撑件316保持以用于在测量位置处进行检查。所关注的结构被标注为t。检查腔室350内的气体环境可以由真空泵352维持为接近真空，使得所产生的高次谐波辐射可以在无不当衰减的情况下穿过所述气体环境。照射系统312具有将辐射聚焦成聚焦束356的功能，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美国专利申请us2017/0184981a1(其内容的全文以引用方式并入本文中)中所描述的。执行聚焦以在投影至所关注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x-y平移平台和旋转平台，可以使衬底w的任何部分在期望的方向上到达束的焦点。因此，辐射斑s形成在所关注的结构上。替代地或另外，衬底支撑件316包括例如可以以某一角度使衬底w倾斜以控制聚焦束在所关注的结构t上的入射角的倾斜平台。
[0093]
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滤光束342中的不同波长的光谱和/或强度。参考检测器314可以被配置成产生提供至处理器310的信号315，并且滤波器可以包括关于滤光束342的光谱和/或在滤光束中的不同波长的强度的信息。
[0094]
散射辐射360由检测器318捕获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其内容的全文以引用方式并入本文中的us2016282282a1中所描述的种类的软x射线和/或euv光谱反射计。
[0095]
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以明确限定的角度遵循另一路径。在图5中，所绘制的衍射辐射397以示意性方式被吸取，并且衍射辐射397可以遵循除所绘制的路径之外的许多其它路径。检查设备302也可以包括检测衍射辐射397的至少一部分和/或对衍射辐射397的至少一部分进行成像的另外的检测系统398。在图5中，绘制了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衍射辐射397和/或对衍射辐射397进行成像。换句话说，照射到目标t上的经聚焦的辐射束的(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产生信号399，所述信号被提供至量测处理器320。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。
[0096]
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经由传感器接收关于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，其可以给出大约数皮米的准确度或精度。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。
[0097]
如提及的，检查设备的替代形式使用处于正入射或近正入射的软x射线和/或euv辐射，例如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)、当光刻设备印制目标结构时光刻设备的聚焦、相干衍射成像(cdi)和分辨率处重叠(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5nm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。所述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的特性。
[0098]
类似于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(显影后检查或adi)，和/或用于在结构已以较硬材料形成之后测量所述结构(蚀刻后检查或aei)。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来检查所述衬底。
[0099]
包括但不限于上文提及的散射仪的量测工具mt可以使用来自辐射源的辐射以执行测量。由量测工具mt使用的辐射可以是电磁辐射。辐射可以是光辐射，例如电磁光谱的红外部分、可见光部分和/或紫外部分中的辐射。量测工具mt可以使用辐射以测量或检查衬底的性质和方面，例如半导体衬底上的经光刻曝光的图案。测量的类型和品质可以依赖于由量测工具mt使用的辐射的若干性质。例如，电磁测量的分辨率可以依赖于辐射的波长，其中，例如归因于衍射限制，较小波长能够测量较小特征。为了测量具有小尺寸的特征，可以优选地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下执行量测，量测工具mt需要存取提供在所述/那些波长下的辐射的源。存在用于提供不同波长的辐射的不同类型的源。依赖于由源提供的波长，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至100nm)，和/或软x射线(sxr)辐射(例如0.1nm至10nm)，源可以使用高次谐波产生(hhg)以获得在期望的波长下的辐射。这些源的发展中面临的挑战中的一个是如何有效耦合来自产生设置的发射辐射和将发射辐射与用于驱动过程的辐射分离。
[0100]
图6示出照射源310的实施例600的简化示意图，所述照射源可以是用于高次谐波产生的所述照射源。关于图5所描述的所述量测工具中的所述照射源的特征中的一个或更多个特征也可以酌情即按需存在于所述照射源600中。所述照射源600可以包括腔室601。所述照射源600被配置成接收具有由箭头指示的传播方向的泵浦辐射611。这里所示出的所述泵浦辐射611是来自所述泵浦辐射源330的所述泵浦辐射340的示例，如图5中示出的。所述泵浦辐射611可以通过所述辐射输入605而被引导至所述腔室601中，所述辐射输入605可以是可以由熔融二氧化硅或相当的即类似的材料所制成的观察端口。所述泵浦辐射611可以具有高斯或中空(例如环形)横向横截面轮廓且可以入射(可选地聚焦)于所述腔室601内的气流615上，所述气流具有由第二箭头所指示的流动方向。所述气流615包括其中气体压力高于某一值的小体积(例如，若干立方毫米)的特定气体(例如惰性气体，可选地为氦气、氩气或氖气、氮气、氧气或二氧化碳)。所述气流615可以是稳定流。也可以使用其它介质，诸如金属等离子体(例如铝等离子体)。
[0101]
所述照射源600的气体传递系统被配置成提供所述气流615。所述照射源600被配置成将所述泵浦辐射611提供于所述气流615中以驱动所述发射辐射613的产生。其中产生所述发射辐射613的至少大部分的区被称为相互作用区。所述相互作用区可以从数十微米(用于紧密聚焦的泵浦辐射)变化至数mm或cm(用于适度聚焦的泵浦辐射)或甚至高达数米(用于非常松散地聚焦的泵浦辐射)。可选地，所述气流615由气体传递系统提供至被抽空或几乎抽空的空间中。所述气体传递系统包括气体喷嘴609，如图6中示出的，所述气体喷嘴包括在所述气体喷嘴609的出口平面中的开口617。从所述开口617提供所述气流615。在几乎所有现有技术中，所述气体喷嘴具有切割管几何形状，其为均匀的圆柱内部几何形状，并且
出口平面中的开口的形状是圆形。如在专利申请cn101515105b中所描述的，也已使用细长开口。
[0102]
气体喷嘴609的尺寸可以也以能够想像的方式用于从微米大小的喷嘴至米大小的喷嘴的范围的按比例增大或按比例缩小的版本中。这种宽范围的尺寸设计来自如下事实：设置可以按比例缩放，使得气流处的泵浦辐射的强度最终处于可以对发射辐射有益的特定范围内，这需要针对可以是脉冲激光器并且脉冲能量可以从数十微焦耳至数焦耳变化的不同泵浦辐射能量的不同尺寸设计。
[0103]
由于所述泵浦辐射611与气流615的气体原子的相互作用，则所述气流615将使上述泵浦辐射611的部分转换成发射辐射613，所述发射辐射可以是图5中所示出的发射辐射342的示例。所述发射辐射613的中心轴线可以与入射泵浦辐射611的中心轴线共线。所述发射辐射613可以具有在x射线或euv范围内的波长，其中，所述波长介于从0.01nm至100nm、可选地从0.1nm至100nm、可选地从1nm至100nm、可选地从1nm至50nm或可选地从10nm至20nm的范围内。
[0104]
在操作中，发射辐射613束可以穿过辐射输出607，并且可以随后由照射系统603操纵和引导至待检查的晶片以用于量测测量，所述照射系统603可以是图5中的照射系统312的示例。所述发射辐射613可以被引导(可选地聚焦)至所述晶片上的目标。
[0105]
因为空气(和实际上任何气体)很大程度上吸收sxr或euv辐射，则气流615与待检查晶片之间的体积可以被抽空或几乎抽空。由于所述发射辐射613的中心轴线可以与入射泵浦辐射611的中心轴线共线，则所述泵浦辐射611可能需要被阻挡以防止其传递穿过所述辐射输出607和进入所述照射系统603。这可以通过将图5中所示的滤波装置344合并入所述辐射输出607中来进行，所述滤波装置被放置在所发射的束路径中且对于所述驱动辐射不透明或几乎不透明(例如对红外或可见光不透明或几乎不透明)但对发射辐射束至少部分地透明。可以使用锆来制造所述滤波器。当所述泵浦辐射611具有中空(可选地环形)横向横截面轮廓时，所述滤波器可以是中空(可选地环形)块。
[0106]
本文中描述用于获得可选地处于泵浦辐射的高次谐波频率的发射辐射的方法、设备和组件。经由过程(可选地，使用非线性效应以产生在所提供的泵浦辐射的谐波频率的辐射的hhg)而产生的辐射可以作为辐射而被提供于用于对衬底的检查和/或测量的量测工具mt中。所述衬底可以是以光刻方式被图案化的衬底。也可以在光刻设备la和/或光刻单元lc中提供经由所述过程而获得的辐射。泵浦辐射可以是脉冲辐射，其可以在短时间突发脉冲内提供高峰值强度。
[0107]
所述泵浦辐射611可以包括具有比所述发射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。所述泵浦辐射可以包括红外辐射。所述泵浦辐射可以包括具有在800nm至1500nm的范围内的波长的辐射。所述泵浦辐射可以包括具有在900nm至1300nm的范围内的波长的辐射。所述泵浦辐射可以包括具有在100nm至1300nm的范围内的波长的辐射。所述泵浦辐射可以是脉冲辐射。脉冲泵浦辐射可以包括具有在飞秒范围内的持续时间的脉冲。
[0108]
对于一些实施例，所述发射辐射(可选地高次谐波辐射)可以包括具有泵浦辐射波长的一个或更多个谐波。所述发射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(hxr)部分中的波长。所述发射辐射613可以包括在0.01nm至100nm的范围内
的波长。所述发射辐射613可以包括在0.1nm至100nm的范围内的波长。所述发射辐射613可以包括在0.1nm至50nm的范围内的波长。所述发射辐射613可以包括在1nm至50nm的范围内的波长。所述发射辐射613可以包括在10nm至20nm的范围内的波长。
[0109]
诸如以上所描述的高次谐波辐射之类的辐射可以作为在量测工具mt中的源辐射而被提供。所述量测工具mt可以使用源辐射以对由光刻设备曝光的衬底执行测量。所述测量可以用于确定所述衬底上的结构的一个或更多个参数。相比于使用较长波长(例如可见光辐射、红外辐射)，使用较短波长(例如如在上文所描述的波长范围内所包括的euv和/或sxr波长)的辐射可以允许由所述量测工具分辨结构的较小特征。具有较短波长的辐射(诸如euv和/或sxr辐射)也可以更深地穿透至诸如经图案化的衬底之类的材料中，这意味着对所述衬底上的较深层的量测是可能的。这些较深层可能无法被具有较长波长的辐射接近或到达。
[0110]
在量测工具mt中，源辐射可以从辐射源发射且被引导至衬底上的目标结构(或其它结构)上。所述源辐射可以包括euv和/或sxr辐射。所述目标结构可以反射和/或衍射在目标结构上入射的源辐射。所述量测工具mt可以包括用于检测衍射辐射的一个或更多个传感器。例如，量测工具mt可以包括用于检测正(+1)和负(-1)衍射阶的检测器。所述量测工具mt也可以测量镜面反射辐射(0阶衍射辐射)。用于量测的另外的传感器可以存在于所述量测工具mt中，例如用以测量另外的衍射阶(例如较高衍射阶)。
[0111]
量测工具mt可以使用短波长辐射，诸如在uv、uv、euv和sxr辐射中的辐射。辐射可以例如在0.1nm至100nm、1nm至100nm或1nm至10nm的范围内。这种辐射可以由诸如关于图6所描述的照射源之类的照射源提供。所述照射源可以使用高次谐波产生过程以获得短波长辐射。在高次谐波产生(hhg)中，泵浦辐射的强激光辐射脉冲(也被称为驱动辐射)可以被发射至气态介质中，所述气态介质也可以被称为气体目标。这可能造成气体粒子由于它们的与强泵浦辐射的相互作用而发射短波长辐射。所述泵浦辐射可以具有在电磁光谱的可见光或红外部分中的波长。在示例光刻量测应用中，可以使用光学柱将hhg产生的辐射聚焦至所述衬底上的目标上，所述光学柱可以被称为照射器，其将来自所述hhg源的所述辐射转移至所述目标。所述hhg辐射可以接着从所述目标被反射，被检测和被处理例如以测量和/或推断所述目标的性质。
[0112]
气体目标hhg配置可以大致划分成两个单独的类别：气体射流和气体毛细管。图6描绘示例气体射流配置，其中，气体体积被引入至驱动辐射激光束中。在气体射流配置中，所述驱动辐射与固体部件的相互作用被保持为最小值。所述气体体积可以例如包括垂直于驱动辐射束的气体流，其中，所述气体体积被封闭在气室内部。在气体毛细管设置中，容纳所述气体的所述毛细管结构的尺寸在侧向方向上很小，使得其显著地影响驱动辐射激光束的传播。所述毛细管结构可以例如为中空芯部光纤，其中，所述中空芯部被配置成容纳气体。
[0113]
气体射流hhg配置可以提供相对自由度来成形所述驱动辐射束在所述远场中的空间轮廓，这是由于其不受由气体毛细管结构所施加的限定限制。气体射流配置也可以具有较不严格的对准公差或对准容许度。另一方面，气体毛细管可以提供所述驱动辐射与所述气态介质的增大的相互作用分区，这可以优化hhg过程。
[0114]
为了例如在量测应用中使用所述hhg辐射，将hhg辐射与气体目标下游的驱动辐射
分离。对于气体射流配置和气体毛细管配置，hhg辐射与驱动辐射的分离可能是不同的。在两种情况下，驱动辐射抑制方案可以包括用于从短波长辐射滤出任何剩余驱动辐射的金属透射滤波器。然而，在可以使用这种滤波器之前，所述驱动辐射的强度应从其在气体目标处的强度显著减小，以便避免对滤波器造成损坏。可以用于这种强度减小的方法对于气体射流配置和毛细管配置而不同。对于气体射流hhg，由于被聚焦至所述气体目标上的驱动辐射束的形状和空间轮廓(其也可以被称为空间分布和/或空间频率)的相对自由度，则这可以被设计使得在所述远场中，其具有沿短波长辐射传播的方向的低强度。在所述远场中的这种空间分离意味着孔可以用于阻挡驱动辐射并且降低其强度。
[0115]
相比之下，在气体毛细管结构中，束在其传递穿过所述气态介质时的空间轮廓可以在很大程度上由所述毛细管决定。所述驱动辐射的空间轮廓可以由所述毛细管结构的形状和材料确定。例如，在将中空芯部光纤用作毛细管结构的情况下，光纤结构的形状和材料确定支持驱动辐射的哪些模态传播通过光纤。对于大多数标准光纤，所支持的传播模态产生空间轮廓，其中，所述驱动辐射的高强度与所述hhg辐射的高强度重叠。例如，驱动辐射强度可以在所述远场中以高斯或接近高斯轮廓为中心。
[0116]
随着驱动辐射和hhg辐射从诸如光纤之类的毛细管结构射出，这些辐射可以与维持在远场中的显著重叠的空间轮廓同轴地传播。本文中所描述的是用于实现驱动辐射与hhg辐射的空间分离以使得可以阻挡所述驱动辐射的方法和组件，并且可以出于期望的目的来提供所述hhg辐射。虽然本文中关于驱动辐射和hhg辐射进行描述，但本文中所描述的方法和组件可能更一般地被应用于实现同轴传播的第一辐射与第二辐射的空间分离，其中，第一辐射与第二辐射具有非重叠波长/波长范围，例如(但不限于)在气体射流hhg设置中。
[0117]
图7描绘用于在所述远场中分离所述第一辐射706与所述第二辐射708的组件700的示意性表示。所述第一辐射与所述第二辐射具有非重叠波长，并且可以例如通过驱动辐射和hhg辐射实现。所述组件包括毛细管结构702，其中，所述第一辐射和所述第二辐射沿所述毛细管结构702的至少一部分同轴地传播710。所述组件还包括光学结构704，所述光学结构被配置成控制所述毛细管结构外部的在远场中的第一辐射的空间轮廓(即，空间分布)。所述光学结构使用干涉来实现对所述第一辐射的空间轮廓的控制。所述干涉造成在远场712中的所述第一辐射的强度沿所述第二辐射的光轴714减小，使得在远场712中所述第一辐射与所述第二辐射基本上分离。
[0118]
上文所描述的组件的优点在于，干涉的使用是依赖于波长的即与波长相关的。由于所述第一辐射和所述第二辐射具有非重叠波长，则可以控制所述第一辐射与任何重叠的第二辐射分离。这允许所述光学结构使驱动辐射与其它驱动辐射发生干涉以将其与hhg辐射分离。
[0119]
在气体毛细管高次谐波产生配置中，所述驱动辐射和hhg辐射可以在产生所述hhg辐射的所述气体毛细管内部基本上重叠。所述驱动辐射和hhg辐射在到达光学结构之前可以在所述毛细管内部在大致相同的方向上传播。所述光学结构可以通过控制所述辐射的所述空间分布来实现在所述远场中的驱动辐射与hhg辐射的空间分离。随着所述驱动辐射传播离开，这构成所述驱动辐射的傅立叶变换，其中，通过傅立叶变换来变换的频率对应于所述辐射的方向。表示辐射传播的方向的所述空间频率确定所述辐射在所述远场中的空间轮
廓。所述空间频率可以被修改使得其与在远场中所述hhg辐射的空间分没有重叠或有较低重叠。
[0120]
图8描绘在所述远场中的所述驱动辐射的示例空间分布。在图8(a)中，围绕所述hhg辐射的光轴814实现环形空间轮廓816。在图8(b)中，所述驱动辐射在一个或更多个优先方向818上偏斜远离所述hhg辐射的光轴814。在示例实施方式中，所述hhg辐射可以沿笔直光轴814传播。所述轴线可以被称为z方向或z轴。所述hhg辐射的强度可能集中在沿z方向的空间频率周围，其中，方向(x,y,z)＝(0,0,1)。由所述光学结构所执行的空间分布的修改可能导致所述驱动辐射具有空间轮廓，其中，沿(0,0,1)方向的强度被设置为零或被显著减小。
[0121]
在一些实施中，所述光学结构可以形成所述毛细管结构的部分。所述毛细管结构可以具有输入端820和输出端822，其中，相对于所述驱动辐射和所述hhg辐射的传播的方向来限定输入和输出。所述驱动辐射可以在所述输入端820处被耦合入所述毛细管结构中。所述hhg辐射可以在气态毛细管结构内部，在所述毛细管结构内部存在高强度的驱动辐射的部位处产生。所述hhg辐射在所述输出端822处射出所述毛细管结构。所述光学结构可以存在于产生所述hhg辐射的部位与所述毛细管结构的所述输出端822之间。
[0122]
为了实现所述光学结构作为所述毛细管结构的一部分，所述毛细管结构的几何形状可以被修改，使得其支持在驱动辐射束从所述毛细管结构的所述输出端822射出之后在所述远场中导致环形驱动辐射束的模态的传播。形成所述光学结构的经修改的毛细管不以相同方式影响所述hhg辐射的模态，这意味着所述hhg辐射的空间分布可以保持具有约(x,y)＝(0,0)的峰值强度的空间轮廓。一旦实现环形驱动辐射形状，则可以使用孔实现对所述驱动辐射的抑制。所述孔可以阻挡所述环形驱动辐射，而同时允许所述hhg辐射传递穿过所述孔。
[0123]
射出所述毛细管结构的辐射在所述远场中的空间强度轮廓可能取决于表示在所述毛细管结构的所述输出端822处的所述辐射的方向的空间频率。所述关系可以被表示为傅立叶变换，如下：
[0124][0125]
其中eff是在所述远场中的电场，enf是在所述毛细管的端部处的电场，k是与驱动激光波长对应的波数。坐标x,y沿x轴和y轴，如图8中所阐述的。θx、θy表示所述辐射的方向(即，空间频率)与光轴814之间的角度。为了确定所述毛细管结构的输出端822处的哪些空间分布导致在所述远场中的环形强度轮廓，则可以沿所述光轴(θx＝θy＝0)评估上述方程式(1.1)，其中，要求所述远场是零。这可能导致针对在所述毛细管的所述光学结构部分内部的驱动辐射的条件：
[0126][0127]
当遍及所述毛细管的横截面上的平均化的电场为零时，可以满足条件1.2，使得在所述远场中获得环形束。可以由所述毛细管结构中的所述驱动辐射的模态满足的条件还可以包括以下各项中的一项或更多项：在所述毛细管结构的所述光学结构部分的内部，遍及整个所述横截面被平均化的电场可以是零。所述电场可以在所述毛细管的中心处达到峰值。这种中心峰值可以有效地产生谐波，以用于hhg辐射产生。所述驱动辐射的模态的分散
可以是足够低的以输送所述激光脉冲而不会引起显著的脉冲延长，尽管所述激光脉冲的带宽很大。所述模态的衰减可以是足够低的以限制所述激光脉冲沿所述毛细管的传播的激光功率的损失。在这样的情况下，足够低可以是取决于应用的要求和公差而设置的准则。
[0128]
所述毛细管的形状和/或材料可以被选择以便实现驱动辐射在所述毛细管的所述光学结构部分内部的空间分布。一个选项可以是使用普通的圆柱形中空毛细管。这样的毛细管允许无限数目个离散模态。一些模态可以被定制以满足以上条件中的一些或全部条件。例如，模态he12和/或模态lp02可以被定制以满足上文所列举的条件。具有在所述毛细管的中心处达到峰值的电场本质上可以由模态的形状来满足。具有遍及毛细管的横截面上而被平均化为零的电场可以通过操纵在毛细管壁处的场的边界条件来实现。这可以例如通过选择合适的壁材料来实现。
[0129]
实现低分散以避免脉冲延长，实现低衰减以限制在所述毛细管内部的损耗，以及控制在所述毛细管内部的辐射的相位速度都可以在很大程度上取决于壁材料的光学性质。因此，可能可以通过由具有有利地选择的光学性质的不同材料的层构成壁来设计也满足这些条件的毛细管。虽然较高阶模态的使用常常被舍弃，理由是它们在中空介电波导中展现高衰减，但通过选择具有合适性质的材料，则所实现的衰减可以被保持足够低以用于满足应用的要求。例如，具有1μm波长的激光脉冲可以在lp02模态中传播通过半径为50μm的毛细管，其中，每cm仅损失17％，而对于基模态每cm损失3％。
[0130]
除了如上文所描述的圆柱形中空毛细管之外，第二选项是使用中空芯部光子晶体光纤(hc-pcf)，所述中空芯部光子晶体光纤是具有添加至内壁的材料微结构的毛细管。hc-pcf微结构图案的若干示例是本领域中已知的。可以通过适当地设计微结构的图案来在大范围内调节这样的hc-pcf的光学性质。因此，可以设计满足上述条件中的一些或全部条件的光纤。在一个示例中，hc-pcf可以被设计成使得在所述毛细管内部针对lp02模态的分散是零。
[0131]
使用诸如lp02模态之类的较高阶模态的一个困难可以在于确保这是当将激光束聚焦至毛细管中时耦合到的模态。这是因为，通常的高斯激光束可能倾向于主要地耦合至具有类似于高斯束的强度轮廓的毛细管的lp01模态。对于圆柱形毛细管，可以通过在空间上成形经聚焦激光束以具有与在毛细管内部的所需的较高阶模态类似的强度轮廓来实现耦合至较高阶模态。这可以例如使用束成形装置来进行，诸如包括例如轴锥透镜、一个或更多个可变形反射镜、一个或更多个自由形式透射型光学元件、一个或更多个固定自由形式反射镜、空间光调制器等的布置。在hc-pcf的情况下，可能可以首先在所述毛细管的入口处激发lp01模态，并且接着使用其中微结构逐渐改变的模态转换器区段将lp01模态转换成较高阶模态。
[0132]
控制所述毛细管内部的辐射的模态的光学结构可以沿所有毛细管而存在。在其它实施方式中，毛细管可以具有朝向所述毛细管的输入端的第一部分和朝向所述毛细管的输出端的第二部分。所述第一部分可以用于从所述驱动辐射产生所述hhg辐射。所述第二部分可以包括用于控制所述驱动辐射的模态以实现在远场中的所述驱动辐射与所述hhg辐射的分离的光学结构。
[0133]
在示例实施方式中，存在于所述毛细管结构的所述第二部分中的所述光学结构可以包括bragg光栅即布拉格光栅。所述布拉格光栅可以被配置成将驱动辐射往回反射远离
所述毛细管结构的所述输出端。为了反射驱动辐射，可以将光栅节距设置为所述驱动辐射的波长一半的整数倍。这引起在此波长的情况下的辐射在向后传播方向上朝向所述毛细管结构的所述输入端以相长方式干涉。所述节距也引起辐射在向前传播辐射中朝向所述毛细管结构的所述输出端以相消方式发生干涉。这导致射出所述输出端的驱动辐射的强度的减小，并且引起在远场中所述驱动辐射与所述hhg辐射的分离。所述驱动辐射可以例如被往回反射至所述毛细管结构的所述输入端。
[0134]
当针对驱动辐射波长设置布拉格光栅的节距时，所述hhg辐射不被反射，并且可以传播至所述毛细管结构的所述输出端。潜在的问题可以是经反射的驱动辐射脉冲可能负面地影响所产生的hhg辐射。然而，对于hhg源中的典型脉冲长度(例如，大约10μm的脉冲长度)，所述脉冲如此短，使得：在反向反射的驱动辐射脉冲到达时，前向脉冲与所述毛细管结构内部的气态介质的相互作用已经结束。因此，反射脉冲不成问题。反向反射的驱动辐射脉冲可以在反向方向上产生次级hhg辐射脉冲，所述次级hhg辐射脉冲朝向所述毛细管结构的所述输入端传播。可以设置光学组件以防止反向反射脉冲进入驱动辐射源系统中。
[0135]
一种可能的挑战可能是：布拉格光栅可能是波长选择性的即可以具有波长选择性，并且可能不反射所述驱动辐射的全波长范围，并且结果在减小射出所述毛细管结构的输出端的驱动辐射的强度方面不太有效即效果较差。为了克服这种挑战，布拉格光栅可以是渐变布拉格光栅，其中，布拉格光栅的节距(也被称为周期性)是逐渐地变化的，以反射较宽波长范围。渐变布拉格光栅也可以被称为啁啾布拉格光栅。
[0136]
在中空圆柱形光纤中，布拉格光栅可以采用被设置在所述光学结构的内壁上的衍射光栅的形状。布拉格光栅也可以被应用于hc-pcf，例如如在flannery等人的opt.mat.express 7(2017年)中所描述的。
[0137]
除了形成所述毛细管结构的部分的光学结构以外、或作为形成所述毛细管结构的部分的光学结构的替代方案，所述光学结构也可以包括与所述毛细管结构分离的一个或更多个结构。所述光学结构可以包括波纹区段。所述波纹区段可以在朝向所述毛细管的输出端的第二部分中被添加，或可以恰好在所述毛细管结构的所述输出端之后被添加。可以通过对所述毛细管结构的端部区段成形和/或添加波纹来修改从毛细管结构射出的辐射束的辐射图案。
[0138]
在示例实施方式中，所述光学结构的底面已成波纹形。所述光学结构可以在所述毛细管结构的输出端之后突出一些距离。波纹的尺寸/节距可以被设置成使得所述驱动辐射的辐射峰值移位远离所述hhg辐射的光轴。这可以修改射出所述毛细管的驱动辐射束的远场辐射图案。
[0139]
图9(a)至(f)描绘了导致在所述远场中在轴上的驱动辐射强度减小的波纹区段的若干示例实施例。图9(a)描绘具有圆柱形对称波纹的示例毛细管。在尺寸被设置成与所述驱动辐射相互作用的情况下，这种结构可以在所述远场中导致环形驱动辐射束。圆柱形对称波纹的优点在于，它们可能比仅在所述毛细管的部分上具有波纹的结构更容易制造。在图9(b)中，仅已将波纹添加至所述光学结构的底部半部。这可以导致不对称辐射图案，其中，峰值偏斜/倾斜远离所述光轴。在图9(c)中，所述光学结构上的波纹表面的长度随着方位角的变化而逐渐变化，即，所述光学结构的内壁的不同侧可以具有不同数目个波纹。由于通常，波导中波纹的存在倾向于减小受引导辐射的相位速度，则这种几何形状可以导致
驱动辐射波前已在不同方位角被延迟不同量。结果可以是随着方位角相位变化而转换成一个或更多个模态，其可以类似于在所述毛细管结构中的te01模态。这种模态的辐射图案的特征可以在于在所述光轴上的零强度或接近零强度。可以产生环形束。图9(d)描绘了包括渐缩成圆锥号角的毛细管的示例结构。这种结构可以较容易制造，并且其可以增大驱动辐射发散角。图9(e)和图9(f)描绘了导致远场束的示例半圆形结构，所述远场束可以偏斜且离轴地达到峰值。
[0140]
所述波纹可以是实体波纹。替代地或另外，可以通过使用具有显著不同光学性质的材料来提供所述光学结构的变化。可以针对在图9(a)至(f)中所描绘的单个示例设置中的任一个来提供这样的基于材料性质的波纹。
[0141]
波纹的比例缩放可以包括亚波长尺度的尺寸。这样的亚波长波纹可以例如包括在毛细管表面上所制造的亚微米节距的衍射光栅。然而，所述波纹也可以导致基于掠入射的离轴相长干涉，这可能较不依赖于波纹的节距，或独立于波纹的节距。因此，可以提供具有非周期性散射中心的平面，诸如粗糙板。这种平面可能引起离轴地引导所述驱动辐射束。
[0142]
所述波纹可能影响所述光学结构中的传播驱动辐射束的相位速度。在所述毛细管结构的未修改部分已针对相位匹配的高次谐波产生而被优化的情况下，所述波纹因此可以不利地影响hhg产生。因此，可以优选的是减少或移除在所述波纹区段中气态介质的存在，使得仅修改所述驱动辐射并且不存在至hhg辐射的有害的或不利的耦合。
[0143]
上文所描述的用于分离辐射的示例设置使用已传播通过所述毛细管结构的所述驱动辐射的干涉。替代地或另外，可以在所述驱动辐射的一部分耦合入所述毛细管结构输入端之前分离所述驱动辐射的所述部分。这可以通过在所述驱动辐射束耦合至所述毛细管结构中之前拆分所述驱动辐射束使得所述驱动辐射的第一部分传播通过所述毛细管结构且所述驱动辐射的第二部分绕过所述毛细管结构来实现。一旦所述驱动辐射的所述第一部分已传播通过所述毛细管结构，则可能干涉所述驱动辐射的第一部分和第二部分。所述光学结构可以包括多个光学元件以用于拆分所述毛细管结构之前的所述驱动辐射并且干涉所述驱动辐射的所述输出端之后的所述辐射的部分。
[0144]
用以在所述毛细管结构外部传播所述驱动辐射的第二部分的第一选项可以是在所述毛细管结构周围添加同心环形通道。所述同心环形通道可以形成所述光学结构的部分，并且可引导所述驱动辐射的所述第二部分。这可以被图示于图10中。在图10中，驱动辐射的第一部分1004被耦合入所述毛细管结构1002中。驱动辐射的第二部分1006被耦合入所述毛细管结构周围的所述同心环形通道1012中。所述驱动辐射的第一部分和第二部分可以在从所述毛细管结构和环形通道射出之后组合1010。经组合的驱动辐射可以在所述远场中形成环形束。使用驱动辐射的所述第一部分1004在所述毛细管结构内部所产生的hhg辐射1008可以沿所述光轴传播并且在所述远场中与所述驱动辐射1010在空间上分离。
[0145]
在组合的毛细管结构1002和同心环形通道1012的端部处的所述驱动辐射的强度分布可以类似于以上所描述的lp02模态的驱动辐射的强度分布。然而，相比于以上所描述的单个毛细管结构或光子晶体光纤中的lp02模态，在图10的实施方式中，中心高强度区可以通过材料壁与外部环形高强度区分离。以这种方式，可能足以激发和维持在所述毛细管结构中的较低阶lp01模态。相比于诸如(例如)lp02模态之类的较高阶模态，这种lp01模态进行激发和维持可能更容易得多。通过适当地设计在所述毛细管结构1002和同心环形通道
1012中的传播驱动辐射1004和1006的相位速度，则可以选它们在所述毛细管结构的输出端平面处的相应的相位使得它们在所述远场中的光轴上引起相消干涉，即，产生环形束。关于以上方程式1.2来描述了用于在所述远场中实现环形束的示例条件。
[0146]
同心环形通道的材料可以与所述毛细管结构的材料基本相同。对毛细管结构10002和同心通道1012两者中的相对相位速度的控制可以通过利用适当气态介质填充它们来实现。毛细管1002和同心通道1012中的气态介质可以是不同种类的和/或具有不同压力。可以通过适当地选择所述毛细管1002和/或所述同心通道1012的壁材料和/或直径来进一步控制所述相位速度。
[0147]
为了将足够大分数即足够大比例的所述驱动辐射耦合入所述同心通道1012中，所述输入束的一部分可以被聚焦于较大斑中或可能聚焦呈环形形状，使得其覆盖所述环形同心通道和所述毛细管结构的输入端两者。可以通过使用分束器拆分输入驱动辐射脉冲的一部分，来实现将所述驱动辐射束的一部分聚焦于较大斑中。可以使用不同透镜，通过使用束成形器件诸如例如可变形反射镜、空间光调制器，或通过使用双聚焦透镜来独立地聚焦经拆分辐射的两个部分。
[0148]
利用所述驱动辐射的所述第二部分绕过所述毛细管结构的第二选项使用光学元件以引导所述辐射通过自由空间。这种想法在图11中来图示。如上文所陈述的，绕过所述毛细管结构1102的所述第二部分1106的功能是干涉所述驱动辐射1110的从所述毛细管结构射出的所述第一部分1104，使得所述干涉在所述远场中的轴上是相消的，并且形成环形激光束。这造成在所述远场中的所述驱动辐射1110与所述hhg辐射1108的分离。如图11中示出的，所述激光束的所述第一部分1104可以被聚焦至所述毛细管结构1102的入口上，而所述第二部分1106可以被引导在所述毛细管结构1102的周围。用于拆分和操纵所述驱动辐射束的两个部分的选项在上文关于图10来被描述，并且也可以被应用于图11的设置。图11示出用于再结合即重新组合所述驱动辐射的第一部分和第二部分的光学元件的示例设置。所述光学元件包括反射镜的配置，即辅助环形反射镜和所述毛细管的反射出射面。绕过的第二部分1106与穿过所述毛细管的部分1104再结合即重新组合，使得它们可以在传播射出所述毛细管结构1102的所述hhg辐射1108的光轴上以相消的方式发生干涉。
[0149]
关于以上图10和图11所描述的同心环形通道和反射镜布置是用于引导和再结合即重新组合所述驱动辐射的第二部分与第一部分的光学元件的2个示例布置。使所述第一部分和所述第二部分的路径能够在空间上重新组合的光学元件的许多其它布置是很可能的。为了实现干涉，脉冲应经再结合即重新组合以不仅在空间上重叠，而且在时间上重叠。因此，用于光学元件的任何这样的配置的另一重要准则可以是：所述第一部分的传递穿过所述毛细管结构的路径长度与所述第二部分的绕过所述毛细管结构的路径长度在显著小于脉冲长度的准确度内是相等的。如果所述第一部分与所述第二部分之间的路径长度差相对于脉冲的长度显著地不同，则经再结合即重新组合的部分将会在时间上不重叠，从而使得干涉是不可能的。设计所述光学结构和毛细管结构，使得经再结合即重新组合的驱动辐射部分在空间和时间上重叠可以被称为路径长度匹配。用于hhg辐射的典型脉冲长度可以具有约10μm的数量级(即，大约几十fs的持续时间)。除了在再结合即重新组合之后实现驱动辐射的第一部分与第二部分在空间和时间上的重叠之外，所述第一部分和所述第二部分的强度也可以发挥作用。优选地，所述强度应对应于实现驱动辐射的受影响的第一部分的
整个强度的相消干涉。
[0150]
用于将驱动辐射与hhg辐射分离的另一方法可以使用brewster板。brewster板可以显著减少入射角等于针对给定偏振的布鲁斯特角的情况下的辐射的反射。brewster板可以对于有限范围的波长有效。在这样的设置的情境中，brewster板可以被配置成在与驱动辐射波长重叠的波长范围中操作。虽然单个brewster板本身可以被用来限制驱动辐射强度的降低，但将会受到限制并且不足以用于将所述驱动辐射与所述hhg辐射分离。可以使用多个brewster板，然而，这也可能引起hhg辐射(其将会由brewster板部分地反射且部分地透射)的强度的显著减小。其它光学元件可以结合brewster板使用以增大分离所述驱动辐射与所述hhg辐射的光学结构的总体有效性。
[0151]
图12描绘使用brewster板1212以用于在远场中分离驱动辐射1210与hhg辐射1208的示例设置。所述方法可以利用所述所述驱动辐射的第一部分1204和第二部分1206。在毛细管结构1202的上游，可拆分驱动辐射脉冲，如上文所详述的。所述第一部分1204可以被耦合入所述毛细管结构1202中以用于产生hhg辐射1208，而所述第二部分1206可以绕过所述毛细管结构1202。在所述毛细管结构1202的下游，两个部分可以在布鲁斯板1212处被再结合即重新组合。brewster板1212可以被设置成最大程度地抑制所述驱动辐射的所述第一部分在所述hhg辐射1208的方向上的反射。由于所述brewster板1212被选择以对驱动辐射波长起作用，则不抑制所述hhg辐射1208的反射。而同时，可以使用光学元件1214(例如反射镜)来引导所述驱动辐射的所述第二部分1206以照射brewster板1212的背侧，并且部分地透射所述第二部分，使得其与所述驱动辐射的所述第一部分的剩余反射重叠。如同涉及辐射的第一部分和第二部分的拆分和再结合/重新组合的其它设置一样，路径长度匹配对于实现在空间和时间上的重叠以实现干涉是重要的。所述第一部分和所述第二部分可以这种方式再结合即重新组合以在所述远场中形成驱动辐射1210的环形束，且其强度与hhg辐射1208的光轴分离。
[0152]
在将所述驱动辐射的一部分与所述hhg辐射分离之后，brewster板1212可以使得能够使用驱动辐射的较低强度的第二部分1206。因为所述brewster板1212抑制驱动辐射的第一部分的反射，则在brewster板下游的驱动辐射1210的第一部分与第二部分的再结合点处存在较低量的第一部分。所述第二部分中的减小的功率允许将较大分数即较大比例的驱动辐射拆分到所述驱动辐射的第一部分内以用于在所述毛细管结构内部产生hhg。
[0153]
一个潜在问题可以是，驱动辐射的第一部分1204和第二部分1206具有不同发散度，并且因此具有不同波前曲率，这可能使得对整个辐射束1210的相消干涉变得困难。然而，如果出现这种情况，则可以通过也引入另外的光学元件作为光学结构的部分以将焦点提供至所述第二部分中来避免这种问题。仅在所述毛细管结构的输出端之后在驱动辐射1210的与hhg辐射1208重叠的部分中实现相消干涉可以是足够的。这可以是所述驱动辐射的中心部分。方便地，仅在所述驱动辐射1210的中心部分中实现破坏可以允许驱动辐射的所需的第二部分1206的减小。
[0154]
图13描绘其中所述光学结构包括圆锥形反射镜1312的示例设置，所述圆锥形反射镜可以用于实现驱动辐射沿所述hhg辐射的光轴的相消干涉。所述干涉可以在驱动辐射束射出所述毛细管结构1302之后的所述驱动辐射束的角向扩展的外侧1316上的驱动辐射与束的中心1318中的驱动辐射之间发生。圆锥形反射镜1312可以被放置在所述毛细管结构的
所述输出端与旨在阻挡经分离的驱动辐射且同时允许所述hhg辐射通过的孔之间。所述孔可以具有半径r且可以被放置在距所述毛细管结构1302的出口的一距离l处。在这样的情况下，所述圆锥形反射镜1312的开口的半径h可能不小于d*r/l，其中，d是圆锥形反射镜与所述毛细管结构的出口之间的距离。如果所述开口h较小，则所述反射镜将会阻挡所述hhg辐射的将会由孔接受的部分。在给出关于所述圆锥形反射镜1312的开口的尺寸的这一限制的情况下，所述驱动辐射的沿所述光轴通过所述开口的中心的直接射线1318与经由所述反射镜从所述毛细管结构的出口到达所述孔的中心的间接射线1316之间的路径长度差s是或大致是：
[0155][0156]
其中na＝r/l是数值孔径。在所述近似法中，已使用d.na≤h《《d。这种方法起作用的要求可以是，路径长度差s应显著小于驱动辐射的脉冲的长度(对于hhg源，为大约10μm)。否则，所述脉冲将会在时间上不重叠且将不可能发生干涉。由于所述驱动辐射在其被耦合入所述毛细管中之前没有被拆分成第一部分和第二部分，则仅需要在穿过圆锥形反射镜1312的直接射线1318与射中圆锥形反射镜1312的间接射线1316之间的路径长度匹配。
[0157]
对于几mrad的典型na，当所述孔处于几十厘米远时所述圆锥形反射镜靠近所述毛细管结构出口(例如，距所述毛细管结构出口几厘米处)时，可以满足这种条件。所述圆锥形反射镜1312可以被设置为单独的结构，或可以与毛细管结构1302自身一起制造成单个构件。实现相消干涉可能需要将所述光学路径长度微调至亚波长准确度。这可以例如通过所述反射镜1312在轴向方向上的小幅度移动来实现。
[0158]
上文所描述的示例设置使用干涉效应以使所述驱动辐射的强度移动远离在所述远场中的hhg辐射的光轴。所描述的设置提供环形束和/或偏斜束使得所述驱动辐射的方向不同于hhg辐射的方向。替代这些方法或除了这些方法以外，也可能使用衍射机制来减小所述驱动辐射的强度。
[0159]
图14描绘用于使用衍射将所述驱动辐射与hhg辐射分离的组件的示例实施方式。从所述毛细管结构1402射出的驱动辐射可以由多个孔1412(a)至1412(n)衍射。每个衍射步骤可以将所述驱动辐射的一部分衍射入介于后续孔之间的区域中。所述辐射的被衍射至介于孔之间的区中的部分由下一孔吸收，而非传递穿过孔。结果，在每个方向上的传播驱动辐射的强度被减小。由所述衍射孔所采用的机制可以包括所谓的刀刃衍射。在每个衍射孔处，束的小部分可以被衍射入介于当前孔与下一孔之间的区中，使得其将由下一孔阻挡和吸收。孔的边缘周围的衍射角通常可以是几度，几度可以显著地大于从所述毛细管结构射出的所述驱动辐射的束发散度，所述束发散度通常可以小于十分之几度。
[0160]
在图14的设置中，n个孔1412可以放置在距毛细管结构1402的一距离dn处。孔中的每个的半径rn可以满足条件rn≥rdn/l，其中，r是最终孔的半径且l是最终孔与毛细管结构的出口之间的距离(如上文关于图13所描述的)。这种条件可以被设置成实现以下情形：每个孔n不阻挡hhg辐射束的将会另外由最终驱动辐射阻挡孔接受的部分。
[0161]
每个孔n的存在可以通过将束功率的小部分衍射至介于孔之间的阴影区(在图14中的虚线的外部)中而导致传播驱动辐射束功率的减小，使得后续孔截取和吸收衍射束功
率。
[0162]
通过重复这种效应多次(n次)，这种布置可能导致到达最终孔的驱动辐射功率的显著减小。使用的孔1412越多，则驱动辐射功率减小可以越高。孔1412可以形成或可以不形成单个组件，如图14中所指示的。孔1412可以被附接至或可以不被附接至所述毛细管结构和/或最终孔(图中未示出)。在示例设置中，间隔开大致100μm的一系列100个后续孔可以实现驱动辐射束的几乎完全衰减。孔的数目可以被选择以实现所述驱动辐射的所需程度的衰减。所述衰减可以例如在10倍至1000倍的范围内。
[0163]
可能可以利用连续圆锥形吸收体替换所述一系列离散孔。结构化或漫射表面可以被提供为用于圆锥形吸收体的掠入射表面，以便提高吸收速率。
[0164]
用于泵浦/驱动辐射的强度减小的方法通常可以将强度减小10倍至1000倍即减小至1/10至1/1000的范围内。然而，hhg源的转换效率通常可以在10-9至10-6的范围内。强度减小的目的可以是将所述驱动辐射的强度减小为至少低于hhg辐射的强度。为了实现这种情形，可能需要多个强度减小步骤。多个减小步骤可以包括上文所描述的强度减小步骤中的一个或更多个步骤的组合。这可以包括例如通过向驱动辐射和hhg辐射给予不同方向来在远场中分离所述驱动辐射与所述hhg辐射的步骤。所述设置也可以包括阻挡所述驱动辐射的孔、优先透射hhg辐射的丝网、和/或(部分地)阻挡驱动辐射的透射的其它滤波器(例如，几个100nm厚的锆(zr)滤波器可以被用于阻挡ir驱动辐射，而同时透射显著更多的hhg辐射)中的一个或更多个。
[0165]
hhg源中的已知驱动辐射抑制方案可以涉及金属透射滤波器。这通常可以被以正入射而放置在束路径中，其也可以被称为垂直于辐射束的光轴的入射。在示例设置中，在例如使用上文所描述的方法和组件在所述远场中分离所述hhg辐射与所述驱动辐射之后，可以通过在所述远场中的硬圆形孔来对所述驱动辐射进行滤光。一定分数的驱动辐射可以保持在所述远场中与hhg辐射重叠。这是在透射滤波器可以用于抑制(即反射和/或吸收)所述驱动辐射的同时透射所述hhg辐射的情况。所述透射滤波器可以例如为400nm厚的zr金属层。
[0166]
在这种已知配置中，所述驱动辐射和hhg辐射垂直于所述透射(zr)滤波器的表面入射。这种设置的问题可能是：如果光学通量大于zr膜的损坏阈值，则所述滤波器可能受损。对于典型的zr滤波器大小和厚度，所述损坏阈值可以是约100mw至1w。这种阈值可以表示在适于大批量制造(hvm)应用(例如，使用1kw驱动激光器)的hhg照射源中所预见的驱动辐射功率的仅0.1％至1％。由于这使所述损坏阈值接近或甚至低于可以在hvm工具中预期的透射滤波器上的残余驱动辐射照射度，则开发用于支持较高驱动辐射照射度的方式可以是有益的。
[0167]
为了解决改善滤波器的驱动辐射损坏阈值使得其可以耐受较高入射强度的问题，本文中提出了用于增大组件(诸如本文中所描述的组件)的损坏阈值的特征和方法。所述损坏阈值可以在从2倍至3倍的范围内增大。所述透射滤波器厚度的选择可能受滤波器材料(例如金属膜，诸如锆)的损坏阈值、和/或待实现的驱动辐射抑制的程度影响。典型地，较薄的膜可以具有较低损坏阈值。这可以意味着由于低损坏阈值，则滤波器厚度无法任意减小，但鉴于由较薄膜所实现的较高hhg辐射透射率，则有时可能需要薄的滤波器膜。
[0168]
本文中提供如图15中所描绘的组件。第一辐射1506和第二辐射1508可以是来自诸
如毛细管结构1502之类的高次谐波产生设置的输出。所述第一辐射1506可以是驱动辐射且所述第二辐射1508可以是hhg辐射。所述第一辐射1506与第二辐射1508可以在远场中部分地分离。这可以例如使用如上文所描述的组件来实现。可以将孔1520放置在实施远场中，以便阻挡所述驱动辐射1506的部分。所述孔可以是围绕hhg辐射的光轴1514而定位以使hhg辐射通过的圆形孔。然而，一些驱动辐射也可以传递穿过孔1520。在已穿过孔1520的情况下，存在重叠的驱动辐射和hhg辐射1507。为了从重叠辐射1507移除所述驱动辐射1506，可以将诸如锆滤波器之类的金属滤波器1530放置在重叠辐射的路径中。金属滤波器1530可以具有波长相依材料性质即波长相关的材料性质，这意味着所述滤波器对于hhg辐射的透射率相比于对所述驱动辐射的透射率更高。在已传递穿过所述滤波器1530之后，驱动辐射分量可能已显著减小。
[0169]
如上文所提及的，所述金属滤波器可以在入射辐射的功率强度的区中具有损坏阈值，虽然存在任何先前施加的强度减小元件。这可以是由于材料对所述入射辐射的吸收，从而导致高的热负荷和随之而来的对滤波器的损坏。为了解决这种问题，本文中提出使用以角度α倾斜的滤波器1530，如图15中描绘的。为避免存疑。所述滤波器的非倾斜(0
°
角)位置被认为是垂直于光轴1514的平面。具体地，非倾斜位置可以被认为与所述驱动辐射的光轴垂直。相对于驱动和hhg辐射1507以倾斜角定位所述滤波器1530可以增大所述驱动辐射的反射比，而同时使所述hhg辐射透射保持相同。增大反射将减小滤波器材料中的热负荷。增大的反射比也可以改善驱动辐射抑制。
[0170]
由所述金属滤波器反射的驱动辐射的量是依赖于角度的即角度相关的。例如，对于在1032nm的波长的情况下的s偏振的驱动辐射，当锆滤波器从0
°
(即，垂直于光轴)移动至70
°
倾斜角时，所述滤波器的反射率可以从约40％增大至75％。增加的反射率可能引起由所述滤波器对驱动辐射吸收较少。通过锆滤波器的驱动辐射透射可能是非常小的。因此，没有被反射的驱动辐射由所述滤波器吸收。结果，当从0度倾斜角移动至70度倾斜角时，在此段落的特定示例中由锆滤波器所吸收的驱动辐射的量可以从入射驱动辐射的约60％改变至25％。这可以将zr滤波器上的热负荷减小2至3倍即减小至1/2至1/3。
[0171]
图16描绘了作为金属滤波器的倾斜角α的函数的反射率r的示例曲线图。曲线1602描绘驱动辐射的反射率，并且曲线1604描绘hhg辐射的反射率。曲线1606是反射消光比(曲线1602与曲线1604之间的比率)。所述曲线图示出可以针对高驱动辐射反射达到峰值，而同时相比而言使hhg辐射反射保持相对较低。为了获得相对较高消光比，块角度或倾斜角在0至70度内，可选地在10至70度内，可选地在20至70度内，可选地在30至70度内，可选地在40至70度内，可选地在50至70度内，可选地在55至70度内，可选地在60至70度内，可选地在65至70度内，并且可选地为70度。
[0172]
金属滤波器的缺点可能是：它们不仅使驱动辐射消光，而且也可能显著地吸收待由所述组件输出的所需的hhg辐射。例如，400nm锆滤波器可吸收高达75％的hhg辐射光。这可以被认为是严重的hhg辐射功率损失。因此，可能需要提供具有增大的hhg辐射透射的滤波器。
[0173]
可以使用倾斜滤波器的优点来增大hhg透射。代替通过引入如上文所描述的倾斜角来保持相同的金属滤波器且增大驱动辐射的反射比，可能使用相同倾斜角，而同时减小所述滤波器的厚度。这种减小的厚度可以增大通过所述滤波器的hhg辐射透射，而同时保持
驱动辐射抑制相同。通过引入倾斜角且减小厚度以保持相同的驱动辐射抑制，hhg辐射透射可以增大约15％。
[0174]
图17描绘了实现与非倾斜滤波器相同的驱动辐射抑制所需的(有效)滤波器层厚度的示例曲线图，该(有效)滤波器层厚度作为所述滤波器的倾斜角的函数。非倾斜锆滤波器的400nm厚(倾斜角α＝0)的有效滤波器厚度在图17中被描绘为曲线。从所述曲线图可以看到，在70
°
的情况下倾斜的340nm厚的锆滤波器可以实现与400nm厚的非倾斜锆滤波器相同的驱动辐射抑制。图17的示例可以说明在真空-锆滤波器界面处的反射、在传播通过滤波器时的吸收、以及在锆-真空界面处的反射。
[0175]
如果使用具有减小的厚度的(倾斜)金属滤波器，则通过所述滤波器的hhg辐射透射可能因此增大。图18描绘作为倾斜角的函数的hhg辐射透射中的相对增益的示例曲线图，其中，厚度已被减小以实现相同的驱动辐射反射，如图17中描绘的。可以看到，hhg辐射透射因此可以增大15％。由于高hhg源功率输出是用于基于xuv或sxr辐射(或本文中所描述的其它hhg辐射)的大批量制造量测应用的所需的且有利的结果，则这可以是使用减小厚度的倾斜金属滤波器的优点。
[0176]
上文所提供的示例厚度和百分比涉及zr滤波器。然而，鉴于金属或其它材料的类似光学性质，可以针对由其它金属或其它材料(诸如(例如)ag、al、si等，它们是hhg源中的其它所用滤波器材料)制成的滤波器实现类似的效应。所述滤波器也可以由以上列举的金属的合金或不同材料的多个子层制成，例如zr、al、si、ag等的两种或多于两种的组合。
[0177]
在金属滤波器的损坏阈值不是所述滤波器厚度的决定因素的情况下，可以串联使用多个较薄的滤波器。所述一系列中的即串联中的每个滤波器可以具有相同的倾斜角。因此，金属-真空和真空-金属界面的数目增大，并且因此，从那些表面所反射的驱动辐射的量也可以增大。因此，可以利用较小的总滤波器厚度来实现相同程度的驱动辐射抑制，并且由此可实现hhg辐射透射的额外的增大。
[0178]
替代hhg透射的改善和热负荷的减小和/或除了hhg透射的改善和热负荷的减小以外，倾斜滤波器配置也可以用于hhg辐射脉冲能量控制和光谱参考测量。在已知量测工具中，可以使用参考光栅。这些参考光栅可以具有缺点在于，这些参考光栅可以对hhg束品质有相当大的影响。这可能因为可以包括短波长的hhg束品质可以对hhg光学器件中的任一个上的表面缺陷非常敏感。这可能导致用于参考光栅的光学器件的表面平滑度的严格的nm级尺度公差。然而，参考光栅中的光栅线的制造过程可能导致一些表面粗糙度，这容易超越这些严格的公差。另外，在非常高的品质hhg辐射兼容反射镜上进行足够平滑光栅的开发和制造表示了量测工具的主要成本贡献因素。本文中提出通过使用组件中的金属滤波器以监测hhg辐射的源功率和光谱来解决这些挑战。这可以避免使用参考光栅，并且由此避免相对应的成本和关于hhg束品质的惩罚即损失。
[0179]
如图16中所图示的，将所述金属滤波器的角度增大超出某一倾斜角(对于锆，超出约70
°
倾斜角)也可能导致所述hhg辐射反射增大。可以调节所述角度，使得其被设置成使得反射了hhg辐射功率的小分数即小部分。可以将经反射的hhg辐射发送至hhg辐射光谱仪。这可以允许在例如量测应用中在源的使用期间进行原位光谱测量和/或源功率校准。在源功率和/或源光谱中所观测到的时间波动可以例如用于校正所述量测工具的测量结果。这可能导致工具的准确度和灵敏度范围的显著改善。此外，这种设置可以允许避免在hhg辐射束
路径中使用参考光栅。对参考光栅的这种避免可能导致hhg源光学器件的相当大的成本减少，以及hhg辐射束品质的改善。
[0180]
在包括本文中所描述的金属滤波器的组件中，hhg辐射被透射通过所述滤波器。当所述滤波器以一定角度倾斜时，所述hhg辐射通过所述滤波器的路径长度将随着所述倾斜角增大而增大。结果，当所述倾斜角增大时，hhg辐射衰减也增大。这可能因为所述hhg辐射的一部分在其传播通过滤波器材料时被吸收。这种角度相依衰减即角度相关的衰减可以用作用于控制由组件/源所输出的hhg辐射的剂量的动态方式，而不影响hhg过程自身。可以例如使用控制和/或反馈回路来原位调制滤波器角度。这种动态剂量控制可以实现hhg辐射输出功率相对于任何波动的准确稳定化。波动可以例如由驱动激光器和/或气体目标系统引发。当被设置在量测工具内部时，所述量测工具的性能可以被改善。
[0181]
如本文中所描述的包括倾斜滤波器的方法和组件可以与光学组件组合使用，所述光学组件诸如本文中所描述的毛细管结构hhg设置。用于减少如本文中所描述的滤波器的损坏阈值的所述倾斜滤波器组件也可以用于替代hhg设置中，诸如(例如)图6中所示出的气体射流hhg设置和具有经密封的气体体积的气室hhg设置。通过提供具有对于相关的第一和第二波长/波长范围所需的反射和透射性质的滤波器材料，所述倾斜滤波器组件也可以用于第一与第二重叠辐射待分离的任何其它设置中。
[0182]
包括如本文中所描述的倾斜滤波器的方法和组件可以结合光刻设备(例如使用如上文所描述的极紫外(euv)辐射的光刻设备)使用或结合euv光刻源使用。所述倾斜滤波器组件可以用于分离用于光刻设备或光刻源中的具有不同波长的辐射。一个实施例是使所述用倾斜滤波器组件来分离射中液态金属介质的泵浦辐射与金属介质产生的euv辐射。
[0183]
本文中所描述的驱动辐射可以包括：红外(ir)辐射，所述红外辐射包括大致在从700nm至10μm范围内的一个或更多个波长；可见光辐射，所述可见光辐射包括大致在从400nm至700nm范围内的一个或更多个波长；和/或紫外(uv)辐射，所述紫外辐射包括大致在从200nm至400nm范围内的一个或更多个波长。所述驱动辐射可以包括以上各项中的任意项的组合。
[0184]
本文中所描述的hhg辐射可以包括在从1nm至180nm的范围内的一个或更多个波长。所述hhg辐射可以例如包括在从1nm至10nm、10nm至100nm和/或100nm至180nm的范围内的波长。
[0185]
本文中所描述的毛细管结构可以在使用中利用气态介质而被填充以用于实现高次谐波产生。所述气态介质可以包括h2、ne、he、ar、n2、o2、kr、xe中的一种或更多种。本文中所描述的组件的使用的其它细节涉及图5和图6而被提供。
[0186]
本文中所描述的组件可以被提供为用于提供hhg辐射的辐射源。所述辐射源可以用作照射源。所述照射源可以被设置在例如量测设备mt、检查设备、光刻设备la、和/或光刻单元lc中。
[0187]
用于执行测量的发射辐射的性质可能影响所获得的测量的品质。例如，所述辐射束的横向束轮廓(横截面)的形状和大小、辐射的强度、辐射的功率谱密度等可能影响由所述辐射执行的测量。因此，具有提供具有引起高品质测量的性质的辐射的源是有益的。
[0188]
在经编号的方面的后续列表中披露了另外的实施例：
[0189]
1.一种用于在远场中分离第一辐射与第二辐射的组件，其中，所述第一辐射和所
述第二辐射具有非重叠波长，所述组件包括：
[0190]
毛细管结构，其中，所述第一辐射和所述第二辐射沿所述毛细管结构的至少一部分同轴地传播；和
[0191]
光学结构，所述光学结构被配置成通过干涉来控制所述第一辐射在所述毛细管结构外部的空间分布，使得所述第一辐射在所述远场中的强度沿所述第二辐射的光轴减小。
[0192]
2.根据方面1所述的组件，其中，所述光学结构被配置成引起对所述第一辐射的干涉，使得所述第一辐射形成环形束。
[0193]
3.根据前述方面中任一项所述的组件，其中，所述光学结构被设置在所述毛细管结构的一部分中以用于引导所述第一辐射和所述第二辐射。
[0194]
4.根据方面3所述的组件，其中，所述光学结构位于所述毛细管结构的朝向所述毛细管结构的输出端定位的端部区段中。
[0195]
5.根据方面3至4中任一项所述的组件，其中，控制所述远场中的所述空间分布包括：
[0196]
选择所述光学结构的材料和形状中的至少一个的性质，以便支持所述第一辐射的具有电场的平均值遍及所述毛细管结构的横截面为零的分布的模态的传播。
[0197]
6.根据方面3至5中任一项所述的组件，其中，所述光学结构包括布拉格光栅，所述布拉格光栅被配置成在远离所述毛细管结构的所述输出端的方向上反射所述第一辐射。
[0198]
7.根据方面6所述的组件，其中，所述布拉格光栅是渐变布拉格光栅。
[0199]
8.根据前述方面中任一项所述的组件，其中，所述光学结构包括在所述毛细管结构的输出端之后被添加的波纹区段。
[0200]
9.根据前述方面中任一项所述的组件，其中，所述光学结构包括一个或更多个光学元件，所述一个或更多个光学元件被配置成：
[0201]
在所述第一辐射进入所述毛细管结构之前拆分所述第一辐射，使得所述第一辐射的第一部分传播通过所述毛细管结构，并且所述第一辐射的第二部分绕过所述毛细管结构；和
[0202]
一旦所述第一部分已传播通过所述毛细管结构，则使所述第一辐射的所述第一部分和所述第二部分发生干涉。
[0203]
10.根据方面9所述的组件，其中，所述一个或更多个光学元件包括围绕所述毛细管结构的环形结构，所述环形结构被配置成引导第一辐射的所述第二部分绕过所述毛细管结构。
[0204]
11.根据方面9至10中任一项所述的组件，其中，所述一个或更多个光学元件被布置成使得第一辐射的所述第一部分与所述第一辐射的所述第二部分的路径长度在它们发生干涉的部位处匹配。
[0205]
12.根据前述方面中任一项所述的组件，其中，所述光学结构包括brewster板，所述brewster板被配置成在反射所述第二辐射的至少一部分时抑制所述第一辐射的反射。
[0206]
13.根据前述方面中任一项所述的组件，其中，所述光学结构包括圆锥形反射镜，所述圆锥形反射镜位于所述第一辐射的在所述第一辐射射出所述毛细管结构之后的路径中，其中，所述圆锥形反射镜被配置成使得所述第一辐射沿所述第二辐射的光轴以相消的方式干涉自身。
[0207]
14.根据方面1所述的组件，其中，所述光学结构引起对所述第一辐射的干涉，使得所述第一辐射衍射至不同于所述第二辐射的光轴的方向上。
[0208]
15.一种用于在远场中分离第一辐射与第二辐射的组件，其中，所述第一辐射和所述第二辐射具有非重叠波长，所述组件包括：
[0209]
毛细管结构，其中，所述第一辐射和所述第二辐射沿所述毛细管结构的至少一部分同轴地传播；和
[0210]
光学结构，所述光学结构被配置成通过衍射来控制所述第一辐射在所述毛细管结构外部的空间分布，使得所述第一辐射在所述远场中的强度沿所述第二辐射的光轴减小。
[0211]
16.根据方面15所述的组件，其中，所述光学结构包括一系列衍射孔，所述一系列衍射孔被配置成吸收所述第一辐射的被衍射至所述衍射孔之间的区中的部分，使得在所述远场中的所述强度减小到1/10至1/1000的范围。
[0212]
17.根据前述方面中任一项所述的组件，其中，所述毛细管结构被配置成：
[0213]
在所述毛细管结构的输入端处接收所述第一辐射；和
[0214]
使用所述第一辐射作为驱动辐射，使用高次谐波产生来产生所述第二辐射。
[0215]
18.根据前述方面中任一项所述的组件，其中，所述毛细管结构包括被配置成容纳气体介质的中空芯部光纤。
[0216]
19.根据前述方面中任一项所述的组件，其中，所述气体介质包括h2、ne、he、ar、n2、o2、kr、xe中的至少一种。
[0217]
20.一种用于在远场中分离第一辐射与第二辐射的组件，其中，所述第一辐射和所述第二辐射具有非重叠波长，所述组件包括：
[0218]
倾斜金属滤波器，所述倾斜金属滤波器被配置成接收入射的重叠的第一辐射和第二辐射，其中，所述滤波器对所述第一辐射的透射率低于对所述第二辐射的透射率；并且
[0219]
其中所述滤波器相对于与所述第一辐射的光轴垂直的平面具有倾斜角，使得与平行于垂直的所述平面的角度相比，所述倾斜滤波器对所述第一辐射的反射率增大。
[0220]
21.根据方面20所述的组件，其中，所述倾斜角在与所述垂直平面成10度至70度的范围内。
[0221]
22.根据方面21所述的组件，其中，所述倾斜角被选择为在实现所述第一辐射的最高反射的范围内的角度。
[0222]
23.根据方面20至22中任一项所述的组件，其中，所述倾斜滤波器对所述第一辐射的反射率是在40％至75％的范围内。
[0223]
24.根据方面20至23中任一项所述的组件，其中，所述金属是锆。
[0224]
25.根据方面20至23中任一项所述的组件，其中，所述金属是银、铝中的一种。
[0225]
26.根据方面20至25中任一项所述的组件，其中，所述倾斜滤波器也增大所述第二辐射的反射率，并且其中所述组件还包括：
[0226]
检测器，所述检测器被配置成捕获经反射的第二辐射；和
[0227]
光谱仪，所述光谱仪被配置成执行对所捕获的第二辐射的光谱测量。
[0228]
27.根据方面26所述的组件，其中，所述光谱仪还被配置成执行对所捕获的第二辐射的功率测量。
[0229]
28.根据方面20至27中任一项所述的组件，其中，所述组件被配置成调制所述滤波
器的所述倾斜角以用于控制第二辐射的透射率的量。
[0230]
29.根据方面20至28中任一项所述的组件，其中，所述倾斜滤波器包括串联定位的多个倾斜滤波器。
[0231]
29.根据方面20至28中任一项所述的组件，其中，所述组件包括根据方面1至19中任一项所述的组件的特征。
[0232]
30.根据前述方面中任一项所述的组件，其中，所述第二辐射包括具有在1nm至180nm的范围内的一个或更多个波长的辐射。
[0233]
31.根据前述方面中任一项所述的组件，其中，所述第一辐射包括具有在200nm至10μm的范围内的一个或更多个波长的辐射。
[0234]
32.一种辐射源，包括根据前述方面中任一项所述的组件。
[0235]
33.一种光刻设备，包括根据方面32所述的辐射源。
[0236]
34.一种量测设备，包括根据方面32所述的辐射源。
[0237]
35.一种光刻单元，包括根据方面32所述的辐射源。
[0238]
虽然可以在本文中具体地参考在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、平板显示器、液晶显示器(lcd)、薄膜磁头等。
[0239]
虽然可以在本文中具体地参考在光刻设备的情境下的实施例，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、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)之类的对象的任何设备的部分。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周围(非真空)条件。
[0240]
虽然可以在本文中具体地参考在检查或量测设备的情境下的实施例，但实施例可以用于其它装置中。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”)也可以指检查设备或检查系统(或量测设备或量测系统)。例如包括实施例的检查设备可以用于检测衬底的缺陷或衬底上的结构的缺陷。在这种实施例中，衬底上的结构的所关注的特性可能涉及结构中的缺陷、结构的特定部分的不存在或衬底上的不想要的结构的存在。
[0241]
虽然上文可以具体地参考在光学光刻术的情境下对实施例的使用，但应了解，本发明在情境允许的情况下不限于光学光刻术可以用于其它应用(例如压印光刻术)中。
[0242]
虽然上文所描述的目标或目标结构(更通常地，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，可以对所为在衬底上形成的器件的功能性部分的一个或更多个结构测量所关注的性质。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专门地针对正在被执行的测量来提供所述结构。另外，量测目标的节距可以接近散射仪的光学系统的分辨率极限或可能更小，但可能比目标部分c中的通过光刻过程制得的典型非目标结构(可选地产品结构)的尺寸大得多。在实践中，可以使目标结构内的重叠光栅的线和/或空间包括在尺寸上类似于非目标结构的较小结构。
[0243]
虽然上文已描述特定实施例，但应了解，可以以与所描述的方式不同的其它方式来实践本发明。以上描述旨在是说明性的，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述的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。
[0244]
虽然具体参考“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、装置或系统。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。在这种实施例中，衬底上的结构的所关注的特性可能涉及结构中的缺陷、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。
[0245]
虽然具体地参考sxr和euv电磁辐射，但应了解，本发明在情境允许的情况下可以通过所有电磁辐射来实践，所述电磁辐射包括无线电波、微波、红外、(可见)光、紫外、x射线和γ射线。作为光学量测方法的替代方案，也已考虑使用x射线，可选地硬x射线，例如在低于0.1nm，可选地低于0.01nm或在0.01nm与10nm之间，或可选地在0.01nm与1nm之间，或可选地在0.01nm与0.1nm之间的波长范围内的辐射，以用于量测测量。
[0246]
虽然具体地提及金属滤波器，但应了解，在情境允许的情况下，可以利用具有合适的光学性质的其它类型的材料(诸如硅)的滤波器来实践本发明。
[0247]
虽然上文已描述特定实施例，但应了解，一个实施例中的特征中的一个或更多也可以存在于不同实施例中，并且也可以组合两个或更多个不同实施例中的特征。

技术特征：
1.一种用于在远场中分离第一辐射与第二辐射的组件，其中，所述第一辐射和所述第二辐射具有非重叠波长，所述组件包括：毛细管结构，其中，所述第一辐射和所述第二辐射沿所述毛细管结构的至少一部分同轴地传播；和光学结构，所述光学结构被配置成通过干涉来控制所述第一辐射在所述毛细管结构外部的空间分布，使得所述第一辐射在所述远场中的强度沿所述第二辐射的光轴减小。2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述光学结构被配置成引起对所述第一辐射的干涉，使得所述第一辐射形成环形束。3.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述光学结构被设置在所述毛细管结构的一部分中以用于引导所述第一辐射和所述第二辐射，并且其中，可选地，所述光学结构位于所述毛细管结构的朝向所述毛细管结构的输出端定位的端部区段中。4.根据权利要求3所述的组件，其中，以下各项中的至少一个得以满足：控制所述远场中的所述空间分布包括：选择所述光学结构的材料和形状中的至少一个的性质，以便支持所述第一辐射的具有电场的平均值遍及所述毛细管结构的横截面为零的分布的模态的传播；以及所述光学结构包括布拉格光栅，所述布拉格光栅被配置成在远离所述毛细管结构的所述输出端的方向上反射所述第一辐射。5.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述光学结构包括在所述毛细管结构的输出端之后被添加的波纹区段。6.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述光学结构包括一个或更多个光学元件，所述一个或更多个光学元件被配置成：在所述第一辐射进入所述毛细管结构之前拆分所述第一辐射，使得所述第一辐射的第一部分传播通过所述毛细管结构，并且所述第一辐射的第二部分绕过所述毛细管结构；和一旦所述第一部分已传播通过所述毛细管结构，则使所述第一辐射的所述第一部分和所述第二部分发生干涉。7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述一个或更多个光学元件包括围绕所述毛细管结构的环形结构，所述环形结构被配置成引导第一辐射的所述第二部分绕过所述毛细管结构。8.根据权利要求6至7中任一项所述的组件，其中，所述一个或更多个光学元件被布置成使得第一辐射的所述第一部分与所述第一辐射的所述第二部分的路径长度在它们发生干涉的部位处匹配。9.根据权利要求1所述的组件，其中，所述光学结构引起对所述第一辐射的干涉，使得所述第一辐射衍射至不同于所述第二辐射的光轴的方向上。10.一种用于在远场中分离第一辐射与第二辐射的组件，其中，所述第一辐射和所述第二辐射具有非重叠波长，所述组件包括：毛细管结构，其中，所述第一辐射和所述第二辐射沿所述毛细管结构的至少一部分同轴地传播；和光学结构，所述光学结构被配置成通过衍射来控制所述第一辐射在所述毛细管结构外部的空间分布，使得所述第一辐射在所述远场中的强度沿所述第二辐射的光轴减小。
11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述光学结构包括一系列衍射孔，所述一系列衍射孔被配置成吸收所述第一辐射的被衍射至所述衍射孔之间的区中的部分，使得在所述远场中的所述强度减小到1/10至1/1000的范围。12.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述毛细管结构被配置成：在所述毛细管结构的输入端处接收所述第一辐射；和使用所述第一辐射作为驱动辐射，使用高次谐波产生来产生所述第二辐射。13.根据前述权利要求中任一项所述的组件，包括：倾斜金属滤波器，所述倾斜金属滤波器被配置成接收入射的重叠的第一辐射和第二辐射，其中，所述滤波器对所述第一辐射的透射率低于对所述第二辐射的透射率；并且其中所述滤波器相对于与所述第一辐射的光轴垂直的平面具有倾斜角，使得与平行于垂直的所述平面的角度相比，所述倾斜滤波器对所述第一辐射的反射率增大。14.一种辐射源，包括根据前述权利要求中任一项所述的组件。15.一种量测设备，包括根据权利要求14所述的辐射源。

技术总结
一种用于在远场中分离第一辐射与第二辐射的组件和方法，其中，所述第一辐射和所述第二辐射具有非重叠波长。所述组件包括：毛细管结构，其中，所述第一辐射和所述第二辐射沿所述毛细管结构的至少一部分同轴地传播；和光学结构，所述光学结构被配置成通过干涉来控制所述第一辐射在所述毛细管结构外部的空间分布，使得所述第一辐射在所述远场中的强度沿所述第二辐射的光轴减小。第二辐射的光轴减小。第二辐射的光轴减小。


技术研发人员：P
受保护的技术使用者：ASML荷兰有限公司
技术研发日：2022.01.12
技术公布日：2023/10/15