CN111164516B - 辐射源 - Google Patents

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Abstract

超连续谱辐射源包括：辐射源、光学放大器和非线性光学介质。辐射源能够操作以产生脉冲辐射束。光学放大器配置成接收脉冲辐射束并增加脉冲辐射束的强度。非线性光学介质被配置为接收被放大的脉冲辐射束，并展宽该被放大的脉冲辐射束的光谱，从而产生超连续谱辐射束。光学放大器可以将泵浦辐射束供应至增益介质，所述泵浦辐射束的强度是周期性的并具有泵浦频率，所述泵浦频率是脉冲辐射束的频率的整数倍。光学放大器可以仅当脉冲辐射束的脉冲传播通过增益介质时将泵浦能量供应至增益介质。

Description

辐射源
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年9月29日提交的欧洲申请17194047.1的优先权，该欧洲申请通过引用全文并入本文。
技术领域
本发明涉及一种辐射源。本发明具体涉及一种可以构成量测系统的一部分的辐射源。例如，辐射源可以构成光刻设备内的对准系统或其它位置测量系统的一部分。
背景技术
光刻设备是一种构造为将所期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备能够例如用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可例如将图案形成装置(例如，掩模)的图案(也经常称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
随着半导体制造过程继续进步，几十年来，电路元件的尺寸已经不断地减小的同时每一个器件的功能元件(诸如晶体管)的量已经在稳定地增加，这遵循着通常称为“莫尔定律(Moore’s law)”的趋势。为了跟上莫尔定律，半导体行业正在追寻能够创建越来越小的特征的技术。为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长决定了在衬底上图案化的特征的最小尺寸。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(其波长在4nm至20nm的范围内，例如6.7nm或13.5nm)的光刻设备可用于在衬底上形成比使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备更小的特征。
为了控制光刻过程以将器件特征准确地置放在衬底上，可以在衬底上设置标记，并且光刻设备可以包括一个或更多个对准传感器，通过该一个或更多个对准传感器能够准确地测量衬底上的这种标记的位置。这些对准传感器是有效的位置测量设备。不同类型的对准标记和不同类型的对准传感器是已知的，例如，由不同的制造商提供。通常，对准传感器具有一辐射源，所述辐射源提供一个或更多个波长的辐射的束，所述束被投影到位于衬底上的标记上。收集由标记衍射的辐射，并根据这一被衍射的辐射确定标记的位置。
本发明的目的是提供一种适合于在对准传感器中使用的替代辐射源，其至少部分地解决与现有技术的辐射源相关联的一个或更多个问题，无论这里是否发现了所述问题。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种超连续谱辐射源，包括：辐射源，能够操作以产生脉冲辐射束；光学放大器，配置成接收所述脉冲辐射束并增加所述脉冲辐射束的强度，从而产生被放大的脉冲辐射束，所述光学放大器包括增益介质和泵浦能量源；和光学介质，配置成接收所述被放大的脉冲辐射束并展宽所述被放大的脉冲辐射束的光谱，从而产生超连续谱辐射束；其中所述光学放大器的泵浦能量源配置成将泵浦辐射束供应至所述增益介质，所述泵浦辐射束的强度是周期性的并具有泵浦频率，其中所述泵浦频率是所述脉冲辐射束的频率的整数倍。
超连续谱辐射源可以适合于量测系统，诸如例如对准标记测量系统。
应当认识到，周期性辐射束的强度具有频率旨在指辐射束具有随时间变化的强度，其方式为使得其在一时间段之后重复，该时间段是频率的倒数。
本发明的第一方面提供了一种具有宽谱的辐射源，其尤其适用于对准标记测量系统。
超连续谱是当被放大的脉冲辐射束的脉冲传播通过光学介质时由于各种非线性光学效应而形成的。有多种不同的机制可以形成超连续谱，包括例如自相位调制、四波混合、拉曼散射和孤子裂变。通常，超连续谱是通过这些过程的组合形成的。但是，在不同的方案(作出贡献的主导过程不同)之间进行区分可能是有用的。
在孤子裂变占主导的状况下，能够形成非常宽的超连续谱。然而，在这种状况下，输出的超连续谱束典型地是不稳定的，从而使得超连续谱束中存在显著的脉冲间的特性(例如，光谱、形状和强度分布)的变化。
相反，在自相位调制占主导的状况下，超连续谱的光谱可能比孤子裂变占主导时形成的光谱窄。然而，在自相位调制占主导的状况下，输出超连续谱束典型地更稳定，使得超连续谱束的脉冲间特性的变化不那么显著。这种稳定性对于某些用途(例如在超连续谱辐射源构成对准标记测量系统的一部分的情况下)可能是期望的。
哪些过程是对超连续谱形成作出贡献的主导过程，可能依赖于被放大的辐射束的特征，诸如例如被放大的辐射束的强度分布。
在使用中，泵浦能量源以泵浦辐射束的形式将泵浦能量供应至增益介质。这产生了粒子数反转，这允许增益介质放大脉冲辐射束。
随着脉冲辐射束传递通过增益介质并由增益介质放大，脉冲辐射束的各个脉冲的强度分布通常将被修改。例如，如果具有大致高斯纵向强度分布(即，沿传播方向)的辐射脉冲被光学放大器接收，并且泵浦辐射束是连续波源，则被放大的脉冲辐射束可能会具有偏斜或非对称的纵向强度分布，由此被放大的辐射脉冲的尾部部分通常具有比脉冲的头部部分更大的强度。
有利地，本发明的第一方面提供了一种布置，由此使得泵浦辐射束的强度随时间变化。具体地，这允许在脉冲辐射束正传播通过增益介质的同时泵浦辐射束随时间变化。这可以允许优化被放大的辐射束的强度分布，以控制哪些主导过程对超连续谱的产生作出贡献。例如，这可以允许优化被放大的辐射束的强度分布，使得自相位调制是对超连续谱的产生作出贡献的主导过程。这能够导致增强超连续谱束的脉冲间的稳定性。
此外，尽管泵浦辐射束的强度随时间变化，但是因为(泵浦辐射束的)泵浦频率是脉冲辐射束的频率的整数倍，所以当脉冲辐射束的每个脉冲传播通过增益介质时，被供应至增益介质的泵浦能量是相同的。这能够进一步增强超连续谱束的脉冲间的稳定性。
因此，允许当脉冲辐射束的脉冲传播通过增益介质时将泵浦能量供应给增益介质的速率的变化，这允许对被放大的辐射束的脉冲进行时间脉冲成形。最终，允许供应给增益介质的泵浦能量变化能够提供对超连续谱产生过程的更好的控制。例如，由于短脉冲的自陡峭效应，超连续谱产生能够容易进入孤子裂变状态，这使该过程相当不稳定。通过允许供应给增益介质的泵浦能量变化，能够至少部分地补偿这种效应。然而，由于超连续谱产生过程的非线性性质，应该认识到，如果不是不可能的话，可能很难确切地预测泵浦辐射的强度应如何变化以补偿这些效应。
光学介质可以包括一个或更多个波导。应该认识到，这里使用的术语“波导”是指被配置为引导波(特别是电磁波)的结构。这种波导可以构成集成光学系统的一部分，即，它可以设置“在芯片上”。替代地，这种波导可以是自由空间波导。自由空间波导包括各种不同类型的光纤，包括例如光子晶体光纤。
辐射源可以被称为种子辐射源，脉冲辐射束可以被称为种子辐射束或脉冲种子辐射束。
第一频率可以被称为种子频率。第二频率可以被称为泵浦频率。
泵浦辐射的强度可以变化，以使得被放大的辐射束的强度分布使得：在光学介质内，对超连续谱辐射束的产生作出贡献的主导过程是自相位调制。
在自相位调制占主导的这种状况下，超连续谱束的脉冲间的特性的变化不那么显著。这种稳定性对于某些用途(例如在超连续谱辐射源构成对准标记测量系统的一部分的情况下)可能是期望的。
泵浦辐射束的强度可以变化，以使得被放大的辐射束的强度分布使得：超连续谱束的脉冲间的特性的变化实质上被最小化。
如先前所解释道，超连续谱是当被放大的脉冲辐射束的脉冲传播通过光学介质时由于各种非线性光学效应而形成的。由于这些过程的非线性性质，应该认识到，如果不是不可能的话，可能很难确切地预测泵浦辐射的强度应如何变化以便：(a)确保对超连续谱辐射束的产生作出贡献的主导过程是自相位调制；和/或(b)确保超连续谱束的脉冲间的特性的变化实质上被最小化。
将进一步认识到，由于超连续谱产生过程的非线性性质，实现这些期望效应的泵浦辐射的强度的合适的时间变化通常将针对不同的超连续谱辐射源变化。
将进一步认识到，由于超连续谱产生过程的非线性性质，实现这些期望效应的泵浦辐射的强度的合适的时间变化可以针对给定的超连续谱辐射源随时间变化。
然而，应该认识到，通过反复试验的过程，能够改变泵浦辐射束的强度的时间依赖性，同时监视以下中的任一个：(a)对超连续谱辐射束的产生作出贡献的主导过程是自相位调制；和/或(b)超连续谱束的脉冲间的特性的变化。通过这样的过程，能够找到泵浦辐射的强度的合适的时间依赖性。
光学放大器还可以包括调整机构，该调整机构配置为提供对泵浦辐射束的强度的控制。
有利地，这允许最初或周期性地调整脉冲辐射束的强度。例如，这种调整可以被使用以优化超连续谱辐射束的输出的稳定性。
超连续谱辐射源还可以包括传感器，所述传感器能够操作以确定超连续谱束的一个或更多个特性。
例如，超连续谱束的特性可以包括超连续谱束的光谱、形状和/或强度分布中的任一个。
传感器还可以能够操作以输出指示超连续谱束的一个或更多个特性的信号。
调整机构可以被配置为依赖于传感器输出的信号来控制脉冲辐射束的强度。
这种布置提供了反馈回路，通过该反馈回路能够最初或周期性地自动调整脉冲辐射束的强度。反馈回路可以经由从传感器产生合适的信号来控制。反馈回路可以被使用以维持输出超连续谱辐射束的一个或更多个特性。例如，反馈回路可以被使用以优化超连续谱辐射束的输出的稳定性。
辐射源可以是能够操作成以1MHz量级的重复率和100ps量级的脉冲持续时间产生脉冲辐射束。
超连续谱辐射源可以适合于对准标记测量系统。
超连续谱辐射束可以具有至少1W的功率。通过使用例如光子晶体光纤作为非线性光学介质，具有该量级的输出功率的已知的超连续辐射源是可行的。
超连续谱辐射束可以具有包括波长范围为400nm至2600nm的辐射的光谱。
这包括从可见光到远红外光的辐射。因此，超连续谱辐射束可具有约500THz的带宽。
根据本发明的第二方面，提供了一种超连续谱辐射源，包括：辐射源，能够操作以产生包括多个脉冲的脉冲辐射束；光学放大器，配置成接收所述脉冲辐射束并增加所述脉冲辐射束的强度，从而产生被放大的脉冲辐射束，所述光学放大器包括增益介质和泵浦能量源；和光学介质，配置成接收所述被放大的脉冲辐射束并展宽所述被放大的脉冲辐射束的光谱，从而产生超连续谱辐射束；其中所述光学放大器的泵浦能量源配置成：当所述脉冲辐射束的脉冲传播通过所述增益介质时将泵浦能量供应至所述增益介质，并在所述脉冲辐射束的连续两个脉冲到达所述增益介质之间的至少一部分时间内不将泵浦能量供应至所述增益介质。
超连续谱辐射源可以适合于量测系统，诸如例如对准标记测量系统。
本发明的第二方面提供了一种具有宽谱的辐射源，其尤其适用于对准标记测量系统。超连续谱是当被放大的脉冲辐射束的脉冲传播通过光学介质时由于各种非线性光学效应而形成的。
在使用中，泵浦能量源以泵浦辐射束的形式将泵浦能量供应至增益介质。这产生了粒子数反转，粒子数反转允许增益介质放大脉冲辐射束。
将光学放大器的泵浦能量源配置为在脉冲辐射束的两个连续脉冲到达增益介质之间的至少一部分时间内不将泵浦能量供应至增益介质是有利的，因为能够显著延长光学放大器的寿命。
光学放大器的增益介质典型地被连续地供应泵浦能量。这是因为，期望一旦脉冲已经传播通过增益介质，耗尽了粒子数反转，紧接着就泵浦所述增益介质，以确保在下一个脉冲到达之前再次产生粒子数反转。在这种情况下，本领域技术人员不会想到其中光学放大器的增益介质被间歇地供应泵浦能量的布置(通过在脉冲辐射束的两个连续脉冲到达增益介质之间的至少一部分时间内不将泵浦能量供应至增益介质)。
此外，发明人已经意识到，其中光学放大器的增益介质被间歇地供应泵浦能量的这种布置特别适合用于超连续谱辐射源。这是因为，为了实现光学介质中的光谱展宽，典型地使用相对较短的脉冲和较小的占空比。另外，为了具有用于对准标记测量系统的足够的功率，典型地期望相对高功率的脉冲超连续谱辐射束。这通过具有实现高放大率的光学放大器来实现。进而，这意味着要使用高泵浦能量水平。本发明的第二方面允许光学放大器潜在地实现高放大因数同时仍然具有相对长的寿命。
最后，本发明的第二方面可以允许减小所提供的光学放大器的任何冷却水平。
光学介质可以包括一个或更多个波导。应该认识到，这里使用的术语“波导”是指被配置为引导波(特别是电磁波)的结构。这种波导可以构成集成光学系统的一部分，即，它可以设置“在芯片上”。替代地，这种波导可以是自由空间波导。自由空间波导包括各种不同类型的光纤，包括例如光子晶体光纤。
辐射源可以被称为种子辐射源，脉冲辐射束可以被称为种子辐射束或脉冲种子辐射束。
光学放大器的泵浦能量源可以被配置为在第一时间段内将泵浦能量供应至增益介质，该第一时间段在脉冲辐射束的脉冲进入增益介质之前开始并在脉冲辐射束的脉冲离开增益介质之后结束。
应当认识到，第一时间段可以在脉冲辐射束的脉冲进入增益介质之前开始足够的时间，以允许在增益介质中实现粒子数反转。将进一步认识到，所述时间段可以依赖于增益介质和泵浦能量源的类型。
光学放大器的增益介质可以设置在脉冲辐射束能够沿其传播的光纤中。泵浦能量源可以包括泵浦辐射源，所述泵浦辐射源能够操作以供应沿着所述光纤传播的泵浦辐射束。
例如，至少光纤的芯可以被掺杂形成增益介质。因此，光学放大器通常是掺杂的光纤放大器的形式。泵浦辐射源可以是激光二极管。
通过这种布置，脉冲辐射束(由光学放大器放大)和泵浦辐射束共同沿着光纤传播。
所述光学放大器的泵浦能量源可以配置成将泵浦辐射束供应至增益介质，泵浦辐射束的强度是周期性的并具有泵浦频率，其中所述泵浦频率是脉冲辐射束的频率的整数倍。
这能够对超连续谱辐射源提供更好的控制。因为泵浦辐射束是周期性的，所以泵浦辐射束的强度随时间变化，这可以允许优化被放大的辐射束的强度分布，以便控制哪个主导过程对超连续谱的产生作出贡献。这能够导致增强超连续谱束的脉冲间的稳定性。此外，因为泵浦频率是脉冲辐射束的频率的整数倍，所以当脉冲辐射束的每个脉冲传播通过增益介质时，被供应至增益介质的泵浦能量是相同的。这能够进一步增强超连续谱束的脉冲间的稳定性。
辐射源可以是能够操作成以1MHz量级的重复率和100ps量级的脉冲持续时间产生脉冲辐射束。
超连续谱辐射源可以适合于量测系统，诸如例如对准标记测量系统。
超连续谱辐射束具有至少1W的功率。通过使用例如光子晶体光纤作为非线性光学介质，具有该量级的输出功率的已知的超连续辐射源是可行的。
超连续谱辐射束可以具有包括波长范围为400nm至2600nm的辐射的光谱。
这包括从可见光到远红外光的辐射。因此，超连续谱辐射束可具有约500THz的带宽。
根据本发明的第三方面，提供了一种光学测量系统，所述光学测量系统包括根据本发明的第一方面或第二方面的超连续谱辐射源。
根据本发明的第四方面，提供了一种对准标记测量系统，包括：根据本发明的第一方面或第二方面所述的超连续谱辐射源；光学系统，能够操作以将所述超连续谱辐射束投影到对准标记上，所述对准标记位于被支撑在衬底台上的衬底上；传感器，能够操作以检测由所述对准标记衍射/散射的辐射，并输出包含与所述对准标记的位置有关的信息的信号；和处理器，配置为接收来自所述传感器的信号并依赖于所述信号确定所述对准标记相对于所述衬底台的位置。
根据本发明的第五方面，提供了一种光刻设备，所述光刻设备包括根据本发明的第四方面所述的对准标记测量系统。
根据本发明的第六方面，提供了一种产生超连续谱辐射束的方法，所述方法包括：产生脉冲辐射束；使所述脉冲辐射束传递通过光学放大器的增益介质；将泵浦能量供应至所述增益介质，使得当所述脉冲辐射束传播通过所述增益介质时，所述脉冲辐射束的强度增加，从而产生被放大的脉冲辐射束，其中将所述泵浦能量作为泵浦辐射束供应至所述增益介质，所述泵浦辐射束的强度是周期性的并具有泵浦频率，所述泵浦频率是所述脉冲辐射束的频率的整数倍；和使得所述被放大的脉冲辐射束传递通过光学介质，所述光学介质配置成展宽所述被放大的脉冲辐射束的光谱，从而产生超连续谱辐射束。
根据第六方面的方法对应于根据本发明的第一方面的超连续谱辐射源的操作模式。根据本发明的第六方面的方法因此相比于现有方法是有利的，如结合本发明的第一方面的超连续谱辐射源所论述的。
在适当的情况下，根据本发明第六方面的方法可以具有对应于根据本发明的第一方面的超连续谱辐射源的上述特征中的任一个的特征。
泵浦辐射的强度可以变化，以使得被放大的辐射束的强度分布使得：在光学介质内，对超连续谱辐射束的产生作出贡献的主导过程是自相位调制。
泵浦辐射的强度可以变化，以使得被放大的辐射束的强度分布使得：超连续谱束的脉冲间的特性的变化实质上被最小化。
所述方法还包括：确定所述超连续谱辐射束的一个或更多个特性；和依赖于超连续谱辐射束的所确定的一个或更多个特性，调整所述脉冲辐射束的强度。
这种布置提供了反馈回路，通过该反馈回路能够最初或周期性地自动调整脉冲辐射束的强度。反馈回路可以被使用以维持输出超连续谱辐射束的一个或更多个特性。例如，反馈回路可以被使用以优化超连续谱辐射束的输出的稳定性。
根据本发明的第七方面，提供了一种产生超连续谱辐射束的方法，所述方法包括：产生包括多个脉冲的脉冲辐射束；使所述脉冲辐射束传递通过光学放大器的增益介质；将泵浦能量供应至所述增益介质，使得当所述脉冲辐射束传播通过所述增益介质时，所述脉冲辐射束的强度增加，从而产生被放大的脉冲辐射束，其中当所述脉冲辐射束的脉冲传播通过所述增益介质时将所述泵浦能量供应至所述增益介质，在所述脉冲辐射束的连续两个脉冲到达所述增益介质之间的至少一部分时间内不将泵浦能量供应至所述增益介质；和使得所述被放大的脉冲辐射束传递通过光学介质，所述光学介质配置成展宽所述被放大的脉冲辐射束的光谱，从而产生超连续谱辐射束。
根据第七方面的方法对应于根据本发明的第二方面的超连续谱辐射源的操作模式。根据本发明的第七方面的方法因此相比于现有方法是有利的，如结合本发明的第二方面的超连续谱辐射源所论述的。
在适当的情况下，根据本发明的第七方面的方法可以具有对应于根据本发明的第二方面的超连续谱辐射源的上述特征中的任一个的特征。
泵浦能量可以作为泵浦辐射束供应至增益介质。泵浦辐射束的强度可以是周期性的并可以具有泵浦频率。泵浦频率可以是脉冲辐射束的频率的整数倍。
附图说明
现在将参考所附示意性附图仅通过举例方式来描述本发明的实施例，在附图中对应的附图标记指示对应的部件，且在附图中：
-图1描绘了光刻设备的示意性概述；
-图2是扫描图1的设备中的对准标记的对准传感器的示意性框图；
-图3是根据本发明的实施例的超连续谱辐射源的示意图，所述超连续谱辐射源可以构成图2的对准传感器的一部分；
-图4示出了针对图3所示的超连续谱辐射源的如下的第一示例的示意图：泵浦辐射束的时间强度分布；要被放大的脉冲辐射束的时间强度分布；和被采样或有效的泵浦辐射的时间分布；
-图5示出了针对图3所示的超连续谱辐射源的如下的第二示例的示意图：泵浦辐射束的时间强度分布；待被放大的脉冲辐射束的时间强度分布；和被采样或有效的泵浦辐射的时间分布；
-图6示出了针对图3所示的超连续谱辐射源的如下的第三示例的示意图：泵浦辐射束的时间强度分布；待被放大的脉冲辐射束的时间强度分布；和被采样或有效的泵浦辐射的时间分布；
-图7示出了针对图3所示的超连续谱辐射源的如下的第四示例的示意图：泵浦辐射束的时间强度分布；待被放大的脉冲辐射束的时间强度分布；和被采样或有效的泵浦辐射的时间分布；和
-图8示出了针对图3所示的超连续谱辐射源的如下的第五示例的示意图：泵浦辐射束的时间强度分布；待被放大的脉冲辐射束的时间强度分布；和被采样或有效的泵浦辐射的时间分布。
具体实施方式
在本文中，术语“辐射”和“束”被用于涵盖全部类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外辐射(EUV，例如具有在约5-100nm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”可以被宽泛地解释为指可以用于赋予入射辐射束图案化的横截面的通用图案形成装置，所述图案化的横截面对应于要在衬底的目标部分中产生的图案。术语“光阀”也能够用于这种内容背景中。除了经典掩模(透射式或反射式，二元式、相移式、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示意性地描绘了一种光刻设备LA。所述光刻设备LA包括：照射系统(也称为照射器)IL，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，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并且连接到第一定位器PM，所述第一定位器PM配置成根据特定参数来准确地定位图案形成装置MA；衬底支撑件(例如晶片台)WT，构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且连接到第二定位器PW，所述第二定位器PW配置成根据特定参数来准确地定位衬底支撑件；和投影系统(例如折射型投影透镜系统)PS，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。
在操作中，照射系统IL接收来自辐射源SO的辐射束，例如经由束传递系统BD。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、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形和/或控制辐射。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所期望的空间和角度强度分布。
本文使用的术语“投影系统”PS应该被广义地解释为涵盖各种类型的投影系统，包括折射型光学系统、反射型光学系统、反射折射型光学系统、变形型光学系统、磁性型光学系统、电磁型光学系统和/或静电型光学系统或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射和/或对于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素合适的。本文使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”PS同义。
光刻设备LA可以是这样一种类型：其中衬底的至少一部分可以被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和衬底W之间的空间-其也称为浸没光刻术。关于浸没技术的更多信息在US6952253中给出，该专利通过引用并入本文中。
光刻设备LA也可以是具有两个或更多衬底支撑件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可以并行使用，和/或准备随后曝光衬底W的步骤可以在位于一个衬底支撑件WT上的衬底W上进行，而另一个衬底支撑件WT上的另一衬底W用于在另一衬底W上曝光图案。
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/清洁装置。传感器可以被布置成测量投影系统PS的属性或辐射束B的属性。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。当衬底支撑件WT远离投影系统PS时，测量平台可以在投影系统PS的下方移动。
在操作中，所述辐射束B入射到保持在掩模支撑件MT上的所述图案形成装置(例如掩模)MA上，并且通过图案形成装置MA上呈现的图案(设计布局)来图案化。在已横穿掩模MA的情况下，辐射束B传递通过投影系统PS，该投影系统PS将所述束聚焦到衬底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，以便将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中、在被聚焦且对准的位置处。类似地，可以将第一定位器PM和可能的另一个位置传感器(图1中未明确描绘出)用于相对于所述辐射束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将图案形成装置MA和衬底W对准。尽管所示的衬底对准标记P1、P2占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间中。当衬底对准标记P1、P2位于多个目标部分C之间时，衬底对准标记P1、P2被称作划线对准标记。
在复杂器件的制造中，典型地执行许多光刻图案化步骤，由此在衬底上的连续层中形成功能特征。光刻设备的性能的关键方面因此是相对于先前层(通过同一设备或不同的光刻设备)所放置的特征正确且准确地置放所施加的图案的能力。为此，衬底设置有一组或更多组标记。每个标记都是一种其位置能够在以后使用位置传感器(典型地是光学位置传感器)进行测量的结构。位置传感器可以被称为“对准传感器”，标记可以被称为“对准标记”。
光刻设备可以包括一个或更多个(例如，多个)对准传感器，通过该对准传感器能够准确地测量设置在衬底上的对准标记的位置。对准(或位置)传感器可以使用诸如衍射和干涉之类的光学现象以根据形成在衬底上的对准标记获得位置信息。当前光刻设备中使用的对准传感器的示例基于如US6961116中所述的自参考干涉仪。位置传感器的各种增强例和修改例已经得以开发，例如如US2015261097A1中所公开的。所有这些公开出版物的内容均通过引用并入本文。
标记或对准标记可包括一系列栅条，所述一系列栅条形成在设置于衬底上的层上或该层中或(直接地)形成在衬底中。所述栅条可以规则地间隔开并且用作光栅线，使得该标记能够被认为是具有众所周知的空间周期(节距)的衍射光栅。依赖于这些光栅线的方向，可以将标记设计成允许测量沿着X轴或沿着Y轴(其实质上垂直于X轴定向)的位置。包括相对于X轴和Y轴两者以+45度和/或-45度布置的栅条的标记允许使用US2009/195768A中所述的技术进行组合的X和Y测量，该申请通过引用并入本文。
对准传感器利用辐射斑光学地扫描每个标记，以获得周期性变化的信号，例如正弦波。分析该信号的相位以确定标记相对于对准传感器的位置，并因此确定衬底相对于对准传感器的位置，而相继地该对准传感器相对于光刻设备的参考框架是固定的。可以提供与不同的(粗的和精的)标记尺寸有关的所谓的粗标记和精标记，使得对准传感器能够区分周期性信号的不同循环周期以及一循环周期内的确切位置(相位)。不同节距的标记也可以用于这一目的。
测量这些标记的位置还可以提供关于例如呈晶片栅格的形式的标记所设置于的衬底的变形的信息。衬底的变形可能通过例如衬底静电夹持至衬底台和/或当衬底暴露于辐射时衬底的加热而发生。
图2是已知的对准传感器AS的实施例的示意性框图，诸如例如在US6961116中进行了描述，该专利通过引用并入本文。辐射源RSO提供一种或更多种波长的辐射束RB，该辐射束RB通过转向光学器件作为照射斑SP转移到标记(诸如位于衬底W上的标记AM)上。在这一示例中，转向光学器件包括斑反射镜SM和物镜OL。照射所述标记AM所使用的照射斑SP的直径可以稍微小于标记自身的宽度。
由标记AM衍射的辐射被准直(在该示例中经由物镜OL)成信息携载束IB。术语“衍射”旨在包括来自标记的零阶衍射(可以称为反射)。自参考干涉仪SRI(例如上面提到的US6961116中公开的类型的自参考干涉仪SRI)利用自身来干涉束IB，之后该束被光电探测器PD接收。可以包括附加的光学器件(未示出)以在辐射源RSO产生多于一种波长的情况下提供分离的束。光电探测器可以是单个元件，或者如果期望可以包括多个像素。光电探测器可以包括传感器阵列。
在该示例中包括斑反射镜SM的转向光学器件还可以用于阻挡从标记反射的零阶辐射，从而信息携载束IB仅包括来自标记AM的较高阶的衍射辐射(这对测量并不是必不可少的，但改良了信噪比)。
强度信号SI被供应给处理单元PU。通过块SRI中的光学处理和单元PU中的计算处理的组合，输出了衬底上的X位置和Y位置相对于参考框架RF的值。
图示类型的单一测量仅将所述标记的位置固定在与所述标记的一个节距对应的某一范围内。较粗略的测量技术与该单一测量结合使用，以识别正弦波的哪个周期是包含所标记的位置的周期。为了增加准确度和/或鲁棒地检测所述标记，而不管制成所述标记的材料以及所述标记位于哪些材料上方和/或下方，可以在不同波长下重复处于较粗略的和/或较精细水平的同一过程。可以以光学的方式复用和解复用所述波长，以便同时地处理所述波长，和/或可利用分时或分频来复用所述波长。
在这一示例中，对准传感器和斑SP保持静止，而衬底W移动。因而，对准传感器能够刚性地且准确地安装至参考框架，同时在与衬底W的移动方向相反的方向上有效地扫描所述标记AM。在这种移动中，衬底W由其在衬底支撑件上的安装件和控制衬底支撑件移动的衬底定位系统而被控制。衬底支撑件位置传感器(例如干涉仪)测量衬底支撑件(未示出)的位置。在实施例中，一个或更多(对准)标记设置衬底支撑件上。测量设置在衬底支撑件上的标记的位置允许校准由位置传感器确定的衬底支撑件的位置(例如相对于对准系统所连接到的框架)。测量设置在衬底上的对准标记的位置允许确定衬底相对于衬底支撑件的位置。
图3是根据本发明的实施例的超连续谱辐射源600的示意性表示。超连续谱辐射源600包括辐射源610、光学放大器620和非线性光学介质630。
辐射源610可操作以产生脉冲辐射束612。应当认识到，脉冲辐射束612包括多个顺序的、离散的和时间上分开的辐射脉冲。脉冲辐射束612典型地可以具有大致恒定的脉冲频率，其可以是20-80MHz的量级。在一些实施例中，辐射源610可以是能够操作从而以1MHz量级的重复率和100ps量级的脉冲持续时间产生脉冲辐射束612。辐射源610可以包括激光器。激光器可以例如包括锁模激光器。合适的激光器可以包括光纤激光器，诸如例如掺镱(Yb掺杂)光纤激光器。其它合适的激光器可以包括钛蓝宝石(Ti：蓝宝石)激光器。各个辐射脉冲可以具有0.1-100ps量级的持续时间。
光学放大器620配置成接收脉冲辐射束612并增加脉冲辐射束的强度以便产生被放大的脉冲辐射束622。光学放大器620包括增益介质624和泵浦能量源626。在图3所示的实施例中，光学放大器620的增益介质624设置在光纤中，脉冲辐射束612能够沿着该光纤传播，泵浦能量源626包括可操作以供应泵浦辐射束628的泵浦辐射源，泵浦辐射束沿着所述光纤传播。通过这种布置，脉冲辐射束612(由光学放大器620放大)和泵浦辐射束628共同沿着光纤传播。至少光纤的芯可以被掺杂形成增益介质624。因此，该实施例的光学放大器620通常是掺杂的光纤放大器的形式。泵浦辐射源626可以是激光二极管。应当认识到，在替代实施例中，光学放大器的增益介质可以不设置在光纤中。
非线性光学介质630被配置为接收被放大的脉冲辐射束622，并展宽该被放大的脉冲辐射束622的光谱，从而产生超连续谱辐射束Bout。非线性光学介质630具有适当的非线性光学属性，以允许产生这种超连续谱。
光学介质630可以包括一个或更多个波导。应该认识到，这里使用的术语“波导”是指被配置为引导波(特别是电磁波)的结构。这种波导可以构成集成光学系统的部分，即，它可以设置“在芯片上”。替代地，这种波导可以是自由空间波导。自由空间波导包括各种不同类型的光纤，包括例如光子晶体光纤。应该认识到，在替代的实施例中，光学介质可以不是一个或更多个波导的形式。
超连续谱辐射源600可以适合在量测系统内(例如，光刻设备内的衬底对准系统)使用。例如，超连续谱辐射源600可以对应于图2所的照射源RSO，并且超连续谱辐射束Bout可以对应于辐射束RB。
超连续谱辐射束Bout可以具有至少1W的功率。超连续谱辐射源600可操作以产生具有相对宽的光谱的超连续谱辐射束Bout。例如，超连续谱辐射束Bout可以具有从可见范围延伸到远红外的光谱，例如光谱可以从400nm延伸到2500nm。因此，超连续谱辐射束可以具有约500THz的带宽。这样的辐射束Bout对于有益于提供宽带辐射束的任何应用特别有用。例如，辐射束Bout对于在诸如例如图2所示的对准传感器的衬底对准系统中使用可能特别有用。
辐射源610可以被称为种子辐射源610，脉冲辐射束612可以被称为种子辐射束或脉冲种子辐射束。脉冲辐射束612的频率可以被称为第一频率或种子频率。
在一些实施例中，泵浦辐射束628的强度是周期性的且具有为脉冲辐射束612的频率的整数倍的频率。这种布置出于现在将论述的多个原因是有利的。泵浦辐射束628的强度的频率可以被称为第二频率或泵浦频率。
应当认识到，周期性辐射束的强度具有频率旨在指辐射束具有随时间变化的强度，其方式为使得所述强度在一时间段之后重复，该时间段是频率的倒数。
超连续谱是当被放大的脉冲辐射束622的脉冲传播通过光学介质630时由于各种非线性光学效应而形成的。可以通过多种不同的机制形成超连续谱，包括例如自相位调制、四波混合、拉曼散射和孤子裂变。通常，超连续谱是通过这些过程的组合形成的。但是，在不同的方案之间进行区分可能是有用的，其中作出贡献的主导过程不同。
在孤子裂变占主导的状况下，能够形成非常宽的超连续谱。然而，在这种状况下，输出的超连续谱束典型地是不稳定的，从而使得超连续谱束中存在显著的脉冲间的特性(例如，光谱、形状和强度分布)的变化。
相反，在自相位调制占主导的状况下，超连续谱的光谱可能比孤子裂变占主导时形成的光谱更窄。然而，在自相位调制占主导的状况下，输出超连续谱束Bout典型地更稳定，使得超连续谱束Bout的脉冲间的特性的变化不那么显著。这种稳定性对于某些用途(例如在超连续谱辐射源600构成对准标记测量系统的一部分的情况下)可能是期望的。
哪些过程是对超连续谱形成作出贡献的主导过程，可能依赖于被放大的辐射束622的特征，诸如例如被放大的辐射束622的强度分布。
在使用中，泵浦能量源626以泵浦辐射束628的形式将泵浦能量供应至增益介质624。这产生了粒子数反转，这允许增益介质624放大脉冲辐射束612。
随着脉冲辐射束612传递通过增益介质624并由增益介质624放大，脉冲辐射束612的各个脉冲的强度分布通常将被修改。例如，如果具有大致高斯纵向强度分布(即，沿传播方向)的辐射脉冲被光学放大器620接收，并且泵浦辐射束628是连续波源，则被放大的脉冲辐射束可能会具有偏斜或非对称的纵向强度分布，由此被放大的辐射脉冲622的尾部部分通常具有比脉冲的头部部分更大的强度。
有利地，通过配置泵浦能量源626，使得泵浦辐射束628的强度是周期性的并且其频率是脉冲辐射束612的频率的整数倍，该泵浦辐射束628的强度随时间变化。特别地，泵浦辐射束628的强度随时间变化(例如，在脉冲辐射束612的脉冲传播通过增益介质624所花费的时间上)，同时确保对于脉冲辐射束612的每个脉冲而言，将实质上相同的泵浦能量供应至增益介质624。这能够增强超连续谱束Bout的脉冲间的稳定性。
特别地，泵浦辐射束628的强度的时间变化允许泵浦辐射束626在脉冲辐射束传播通过增益介质624的同时随时间变化。这可以允许优化被放大的辐射束622的强度分布，以控制哪些主导过程对超连续谱产生作出贡献。例如，这可以允许优化被放大的辐射束222的强度分布，使得自相位调制是对超连续谱产生作出贡献的主导过程。这能够导致增强超连续谱束Bout的脉冲间的稳定性。
现在参考图4-8论述泵浦辐射束628的一些示例，所述泵浦辐射束628的强度是周期性的且其频率为脉冲辐射束612的频率的整数倍。
图4示出了泵浦辐射束628的时间强度分布650和脉冲辐射束612的时间强度分布652。在该示例中，泵浦辐射束628的时间强度分布650是大致正弦的。脉冲辐射束612的时间强度分布652包括多个离散的脉冲652a-652e。为了易于理解，脉冲652a-652e中的每个脉冲均呈方波脉冲的形式，但是应该认识到，在其它示例中，脉冲可以具有不同的形状(例如高斯形状)。
在图4中还示出了被采样的或有效的泵浦辐射时间分布654。被采样的时间分布654实际上由泵浦辐射束628强度的多个离散部分654a-654e形成，每个部分654a-654e是在脉冲辐射束612的脉冲652a-652e中的一个脉冲的持续时间内泵浦辐射束628的时间强度分布650的一部分。被采样的时间分布654可以是泵浦辐射束628的时间强度分布650和脉冲辐射束612的时间强度分布652的卷积。
被采样的时间分布654的每个部分654a-654e实际上是脉冲辐射束612的脉冲652a-652e中的一个脉冲所经历的泵浦辐射。此外，被采样的时间分布654的每个部分654a-654e中的不同部分实际上是脉冲辐射束612的相应脉冲652a-652e的不同部分所经历的泵浦辐射。由于泵浦辐射束628的时间强度分布650随时间变化，脉冲辐射束612的每个脉冲652a-652e的不同部分所经历的泵浦能量的量通常是不同的。例如，被采样的时间分布654的每个部分654a-654e对应于被采样的时间分布654的一部分，其中被采样的时间分布654随时间增加。因此，在该示例中，脉冲辐射束612的每个脉冲的尾部部分经历的泵浦辐射量比脉冲辐射束612的脉冲的头部部分经历的泵浦辐射量大。结果，在该示例中，脉冲辐射束612的每个脉冲的尾部部分可以比脉冲辐射束612的脉冲的头部部分被放大得更大。
泵浦辐射束628的时间强度分布650的频率等于脉冲辐射束612的时间强度分布652的频率。结果，尽管脉冲辐射束612的同一脉冲的不同部分经历不同量的泵浦辐射，但是脉冲辐射束612的每个脉冲与其它脉冲经历相同的泵浦辐射。这能够增强超连续谱束Bout的脉冲间的稳定性，同时提供对每个脉冲的不同部分所经历的泵浦辐射量的控制。如以上所解释的，这可以允许优化被放大的辐射束622的强度分布，以便控制哪些主导过程对超连续谱产生作出贡献。例如，这可以允许优化被放大的辐射束222的强度分布，使得自相位调制是对超连续谱产生作出贡献的主导过程。
图5和图6示出了图4所示的示例的两个变形例。图5和图6两者都示出了与图4所示相同的泵浦辐射束628的时间强度分布650和脉冲辐射束612的时间强度分布652。与图4中一样，在图5和图6中，泵浦辐射束628的时间强度分布650的频率等于脉冲辐射束612的时间强度分布652的频率。然而，对于图4、图5和图6中的每一个来说，两个时间强度分布650和652之间的相位差是不同的。结果，针对图4、图5和图6中的每一个来说，被采样的或有效的泵浦辐射时间分布654是不同的。
图5示出了第二被采样的时间分布656，其由泵浦辐射束628的强度的多个离散部分656a-656e形成，每个部分656a-656e是在脉冲辐射束612的脉冲652a-652e中的一个脉冲的持续时间内泵浦辐射束628的时间强度分布650的一部分。被采样的时间分布656的每个部分656a-654e对应于被采样的时间分布656的一部分，其中被采样的时间分布654随时间增加。因此，在图5所示的示例中，脉冲辐射束612的每个脉冲的头部部分经历的泵浦辐射量比脉冲辐射束612的脉冲的尾部部分经历的泵浦辐射量更大。
类似地，图6示出了第三被采样的时间分布658，其由泵浦辐射束628的强度的多个离散部分658a-656e形成，每个部分658a-656e是在脉冲辐射束612的脉冲652a-652e中的一个脉冲的持续时间内泵浦辐射束628的时间强度分布650的一部分。被采样的时间分布658的每个部分658a-658e对应于包含最大值的被采样的时间分布658的一部分。因此，在图6所示的示例中，脉冲辐射束612的每个脉冲的中心头部部分经历的泵浦辐射量比脉冲辐射束612的脉冲的尾部部分和头部部分经历的泵浦辐射量更大。
图7示出了图4-6所示的示例的另一变形例。图7示出了与图4-6所示的相同的脉冲辐射束612的时间强度分布652。图7还示出了不同的泵浦辐射束628的时间强度分布660。与图4-6所示的示例相反，在图7中，泵浦辐射束628的时间强度分布660的频率等于脉冲辐射束612的时间强度分布652的频率的两倍。
在图7中还示出了不同的被采样的或有效的泵浦辐射时间分布662。被采样的时间分布662实际上由泵浦辐射束628的强度的多个离散部分662a-662e形成，每个部分662a-662e是在脉冲辐射束612的脉冲652a-652e中的一个脉冲的持续时间内泵浦辐射束628的时间强度分布660的一部分。
与图4至图6所示的示例相比，对于相同的脉冲辐射束612的脉冲652a-652e的持续时间，通过将泵浦辐射束628的时间强度分布660的频率选择为脉冲辐射束612的时间强度分布652的频率的两倍，，能够实现由脉冲的不同部分经历的泵浦辐射量的更大变化。
一般而言，泵浦辐射束628的强度是周期性的，而且泵浦辐射束628的频率是脉冲辐射束612的频率的整数倍。
图8示出了图4-7所示的示例的另一变形例。图8示出了与图4-7所示的相同的脉冲辐射束612的时间强度分布652。图8还示出了不同的泵浦辐射束628的时间强度分布664。泵浦辐射束628的时间强度分布664的频率等于脉冲辐射束612的时间强度分布652的频率。
在图8中还示出了不同的被采样的或有效的泵浦辐射时间分布665。被采样的时间分布665实际上由泵浦辐射束628的强度的多个离散部分665a-665e形成，每个部分665a-665e是在脉冲辐射束612的脉冲652a-652e中的一个脉冲的持续时间内泵浦辐射束628的时间强度分布664的一部分。
允许泵浦辐射束628的周期性强度的形状是非正弦的，可以提供对脉冲的不同部分所经历的泵浦辐射量的变化的更大控制。一般而言，泵浦辐射束628的强度是周期性的，根据期望或适当地具有任何时间形状。
允许当脉冲辐射束612的脉冲传播通过增益介质624时泵浦能量供应给增益介质624的速率的变化，会允许对被放大的辐射束622的脉冲进行时间脉冲成形。最终，允许供应给增益介质624的泵浦能量变化能够提供对超连续谱产生过程的更好的控制。例如，由于短脉冲的自陡峭效应，超连续谱产生能够容易进入孤子裂变状态，这使该过程相当不稳定。通过允许供应给增益介质624的泵浦能量变化，能够至少部分地补偿这种效应。然而，由于超连续谱产生过程的非线性性质，应该认识到，如果不是不可能的话，可能很难确切地预测泵浦辐射束628的强度应如何变化以补偿这些效应。
在一些实施例中，泵浦辐射束628的强度变化，使得被放大的辐射束622的强度分布使得：在光学介质630内，对超连续谱辐射束的产生作出贡献的主导过程是自相位调制。在自相位调制占主导的这种状况下，超连续谱束Bout的脉冲间的特性的变化不那么显著。这种稳定性对于某些用途(例如在超连续谱辐射源600构成对准标记测量系统的一部分的情况下)可能是期望的。
在一些实施例中，泵浦辐射束628的强度变化，使得被放大的辐射束622的强度分布使得：超连续谱束Bout的脉冲间的特性的变化实质上被最小化。
如先前所解释的，超连续谱是当被放大的脉冲辐射束622的脉冲传播通过光学介质630时由于各种非线性光学效应而形成的。由于这些过程的非线性性质，应该认识到，如果不是不可能的话，可能很难确切地预测泵浦辐射束628的强度应如何变化以便：(a)确保对超连续谱辐射束的产生作出贡献的主导过程是自相位调制；和/或(b)确保超连续谱束的脉冲间的特性的变化实质上被最小化。
将进一步认识到，由于超连续谱产生过程的非线性性质，实现这些期望效应的泵浦辐射束628的强度的合适的时间变化通常将针对不同的超连续谱辐射源600变化。将进一步认识到，由于超连续谱产生过程的非线性性质，实现这些期望效应的泵浦辐射束628的强度的合适的时间变化可以针对给定的超连续谱辐射源600随时间变化。
然而，应该认识到，通过反复试验的过程，能够改变泵浦辐射束628的强度的时间依赖性，同时监视以下中的任一个：(a)哪个过程是对超连续谱束Bout的产生作出贡献的主导过程(例如，检查是否是自相位调制)；和/或(b)超连续谱束Bout的脉冲间的特性的变化。通过这样的过程，能够找到泵浦辐射束628的强度的合适的时间依赖性。
为了使得能够实施这种优化方法，超连续谱辐射源600还包括可以形成反馈回路的一部分的附加部件，如现在所描述的。
光学放大器630还包括调整机构640，该调整机构640配置为提供对泵浦辐射束628的强度的控制，如现在所描述的。
调整机构640可以能够操以产生控制信号642。泵浦辐射源626可以能够操作以接收控制信号642。泵浦辐射束628的强度可以依赖于控制信号642。有利地，这允许最初或周期性地调整脉冲辐射束628的强度。例如，可以使用这种调整以便优化输出超连续谱辐射束Bout的稳定性。
超连续谱辐射源600还包括传感器644，所述传感器644能够操作以确定超连续谱束Bout的一个或更多个特性。例如，超连续谱束Bout的特性可以包括以下中的任一个：超连续谱束Bout的光谱、形状和/或强度分布。
传感器644还能够操作以输出指示超连续谱束Bout的一个或更多个特性的信号646。调整机构640被配置为依赖于传感器644输出的信号646来控制脉冲辐射束628的强度。这种布置提供了反馈回路，通过该反馈回路能够最初或周期性地自动调整脉冲辐射束628的强度。可以经由从传感器644和/或调整机构640产生合适的信号646、642来控制反馈回路。反馈回路可以被使用以维持输出超连续谱辐射束Bout的一个或更多个特性。例如，反馈回路可以被使用以优化超连续谱辐射束Bout的输出的稳定性。
在一些实施例中，光学放大器620的泵浦能量源626被配置为当脉冲辐射束612的脉冲传播通过增益介质624时，将泵浦能量(例如，经由泵浦辐射束628)供应至增益介质624，并在脉冲辐射束612的连续两个脉冲到达增益介质624之间的至少一部分时间内，不将泵浦能量供应至增益介质624。将光学放大器620的泵浦能量源626配置为在脉冲辐射束612的两个连续脉冲到达增益介质624之间的至少一部分时间内不将泵浦能量供应至增益介质624是有利的，因为能够显著增加光学放大器的寿命，如现在所论述的。
光学放大器的增益介质典型地被连续地供应泵浦能量。这是因为，期望一旦脉冲已经传播通过增益介质，耗尽了粒子数反转，紧接着就泵浦所述增益介质，以确保在下一个脉冲到达之前再次产生粒子数反转。在这种情况下，本领域技术人员不会想到其中光学放大器的增益介质被间歇地供应泵浦能量的布置(通过在脉冲辐射束的两个连续脉冲到达增益介质624之间的至少一部分时间内不将泵浦能量供应至增益介质)。
此外，发明人已经意识到，其中光学放大器620的增益介质624被间歇地供应泵浦能量的这种布置特别适合用于超连续谱辐射源600。这是因为为了实现光学介质630中的光谱展宽，典型地使用相对较短的脉冲和较小的占空比。另外，为了具有用于对准标记测量系统的足够的功率，典型地期望相对高功率的脉冲超连续谱辐射束Bout(例如，具有1-10W量级的功率)。这通过具有实现高放大率的光学放大器620来实现。反过来，这意味着要使用高水平的泵浦能量。其中光学放大器620的增益介质624被间歇地供应泵浦能量的布置允许光学放大器620有可能实现高放大因数，同时仍然具有相对长的寿命。另外，它允许减小所提供的光学放大器620的任何冷却水平。
光学放大器620的泵浦能量源626可以被配置为在第一时间段内将泵浦能量供应至增益介质624，该第一时间段在脉冲辐射束612的脉冲进入增益介质624之前开始并在脉冲辐射束612的脉冲离开增益介质624之后结束。应当认识到，第一时间段可以在脉冲辐射束612的脉冲进入增益介质624之前开始足够的时间段，以允许在增益介质624中实现粒子数反转。将进一步认识到，所述时间段可以依赖于增益介质624和泵浦能量源626的类型。
应该认识到，对于如下的实施例，其中当脉冲辐射束612的脉冲传播通过增益介质624时光学放大器620的泵浦能量源626将泵浦能量供应至增益介质624，并且在两个连续脉冲到达之间的至少一部分时间内不将泵浦能量供应至增益介质624，泵谱能量源626可以包括辐射源，该辐射源能够操作以产生泵浦辐射束，如上所述。可替代地，应当认识到，可以使用任何其它合适的泵谱能量源。
应当认识到，一些实施例可以组合：(a)具有周期性强度的泵浦辐射束628，该周期强度的频率是脉冲辐射束612的频率的整数倍；和(b)光学放大器620的泵浦能量源626在泵浦能量源626两个连续脉冲到达增益介质624之间的至少一部分时间内不将泵浦能量供应至增益介质624。
一般而言，根据本发明的实施例的超连续谱辐射源的光学放大器将包括增益介质和泵浦能量源。在图3所示的实施例中，光学放大器620的增益介质624设置在光纤中，泵浦能量源626包括这样的泵浦辐射源：该泵浦辐射源能够操作以供应沿着所述光纤传播的泵浦辐射束628。应当理解，在替代实施例中，可以替代地使用其它增益介质和泵浦能量源。例如，在替代实施例中，光学放大器的增益介质可以不设置在光纤中，和/或泵浦能量源可以是能够操作以将不同形式的泵浦能量供应至增益介质。
一般而言，根据本发明的实施例的超连续谱辐射源包括这样的光学介质：该光学介质被配置为接收被放大的脉冲辐射束并展宽该被放大的脉冲辐射束的光谱，以产生超连续谱辐射束。这一光学介质可以具有任何合适的形式，只要它具有合适的非线性光学属性以允许产生这种超连续谱。在一些实施例中，该光学介质可以包括一个或更多个波导，例如光子晶体光纤。然而，应该认识到，在替代的实施例中，光学介质可以不具有一个或更多个波导的形式。
尽管已经具体参考了利用位置测量设备的对准方法，但是应该理解，本文描述的测量不对称性的方法也可以用于测量衬底的多个层之间的重叠。例如，当测量衬底的不同层的粗糙特征和精细特征之间的重叠时，可以应用该方法。
尽管在本文中在光刻设备的内容背景下对本发明的实施例进行具体的参考，但是本发明的实施例可以用于其它设备。根据本发明的实施例的辐射源可以例如用于医学应用，例如作为医学装置内的量测系统的一部分。本发明的实施例可以构成掩模检查设备、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。
应当理解，控制对准传感器、处理由它检测的信号、以及根据适合用在控制光刻图案形成过程中的这些信号位置测量结果进行计算的处理单元PU典型地涉及某种计算机组件，其将不再被详细描述。计算机组件可以是光刻设备之外的专用的计算机，它可以是处理单元或专用于对准传感器的单元，或者替代地，它可以是作为一个整体控制光刻设备的中央控制单元LACU。该计算机组件可以被布置用于装载包括计算机可执行代码的计算机程序产品。这可以当该计算机程序产品被下载时实现计算机组件控制具有对准传感器AS的光刻设备的前述使用。
在由图3所示的超连续谱辐射源600输出超连续谱辐射束Bout的内容背景中，术语“辐射”和“束”可以包括：红外辐射(例如具有在800nm-2.5μm之间的波长)和可见辐射(例如具有在380nm-800nm之间的波长)。
尽管在本文中可以对在IC制造中的光刻设备的使用进行具体的参考，但是应该理解，本文描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括集成光学系统，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)、薄膜磁头等的制造。
尽管在本文中在光刻设备的内容背景下对本发明的实施例进行具体的参考，但是本发明的实施例可以用于其它设备。本发明的实施例可以构成掩模检查设备、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。
尽管上文已经在光学光刻术的内容背景下对本发明的实施例的使用进行具体的参考，但是应当认识到，在内容背景允许的情况下，本发明不限于光学光刻术，并可以用于其它应用，例如压印光刻术。
虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是应当认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实践。上文的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。

Claims (17)

1.一种超连续谱辐射源，包括：
辐射源，能够操作以产生脉冲辐射束；
光学放大器，配置成接收所述脉冲辐射束并增加所述脉冲辐射束的强度，从而产生被放大的脉冲辐射束，所述光学放大器包括增益介质和泵浦能量源；和
光学介质，配置成接收所述被放大的脉冲辐射束并展宽所述被放大的脉冲辐射束的光谱，从而产生超连续谱辐射束；
其中所述光学放大器的泵浦能量源配置成将泵浦辐射束供应至所述增益介质，所述泵浦辐射束的强度是周期性的并具有泵浦频率，其中所述泵浦频率是所述脉冲辐射束的频率的整数倍。
2.根据权利要求1所述的超连续谱辐射源，其中所述泵浦辐射束的强度变化，使得所述被放大的辐射束的强度分布使得：在所述光学介质内，对所述超连续谱辐射束的产生作出贡献的主导过程是自相位调制。
3.根据权利要求1或2所述的超连续谱辐射源，其中所述泵浦辐射束的强度变化，使得所述被放大的辐射束的强度分布使得：所述超连续谱辐射束的脉冲间的特性的变化实质上被最小化。
4.根据任一前述权利要求所述的超连续谱辐射源，其中所述光学放大器还包括调整机构，所述调整机构配置成对所述泵浦辐射束的强度提供控制。
5.根据任一前述权利要求所述的超连续谱辐射源，还包括传感器，所述传感器能够操作以确定所述超连续谱辐射束的一个或更多个特性。
6.根据权利要求5所述的超连续谱辐射源，其中所述传感器还能够操作以输出指示所述超连续谱辐射束的一个或更多个特性的信号。
7.根据引用权利要求4时权利要求6所述的超连续谱辐射源，其中所述调整机构配置成依赖于所述传感器输出的信号控制所述脉冲辐射束的强度。
8.一种超连续谱辐射源，包括：
辐射源，能够操作以产生包括多个脉冲的脉冲辐射束；
光学放大器，配置成接收所述脉冲辐射束并增加所述脉冲辐射束的强度，从而产生被放大的脉冲辐射束，所述光学放大器包括增益介质和泵浦能量源；和
光学介质，配置成接收所述被放大的脉冲辐射束并展宽所述被放大的脉冲辐射束的光谱，从而产生超连续谱辐射束；
其中所述光学放大器的泵浦能量源配置成：当所述脉冲辐射束的脉冲传播通过所述增益介质时将泵浦能量供应至所述增益介质，并在所述脉冲辐射束的连续两个脉冲到达所述增益介质之间的至少一部分时间内不将泵浦能量供应至所述增益介质。
9.根据权利要求8所述的超连续谱辐射源，其中所述光学放大器的泵浦能量源配置为在第一时间段内将泵浦能量供应至所述增益介质，所述第一时间段在所述脉冲辐射束的脉冲进入所述增益介质之前开始并在所述脉冲辐射束的脉冲离开所述增益介质之后结束。
10.根据权利要求8或9所述的超连续谱辐射源，其中所述光学放大器的泵浦能量源配置成将泵浦辐射束供应至所述增益介质，所述泵浦辐射束的强度是周期性的并具有泵浦频率，其中所述泵浦频率是所述脉冲辐射束的频率的整数倍。
11.一种光学测量系统，包括根据前述任一项权利要求所述的超连续谱辐射源。
12.一种对准标记测量系统，包括：
根据权利要求1至10中任一项所述的超连续谱辐射源；
光学系统，能够操作以将所述超连续谱辐射束投影到位于被支撑在衬底台上的衬底上的对准标记上；
传感器，能够操作以检测由所述对准标记衍射/散射的辐射，并输出包含与所述对准标记的位置有关的信息的信号；和
处理器，配置为接收来自所述传感器的信号并依赖于所述信号确定所述对准标记相对于所述衬底台的位置。
13.一种光刻设备，包括根据权利要求12所述的对准标记测量系统。
14.一种产生超连续谱辐射束的方法，所述方法包括：
产生脉冲辐射束；
使所述脉冲辐射束通过光学放大器的增益介质；
将泵浦能量供应至所述增益介质，使得当所述脉冲辐射束传播通过所述增益介质时，所述脉冲辐射束的强度增加，从而产生被放大的脉冲辐射束，其中将所述泵浦能量作为泵浦辐射束供应至所述增益介质，所述泵浦辐射束的强度是周期性的并具有泵浦频率，所述泵浦频率是所述脉冲辐射束的频率的整数倍；和
使所述被放大的脉冲辐射束通过光学介质，所述光学介质配置成展宽所述被放大的脉冲辐射束的光谱，从而产生超连续谱辐射束。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
确定所述超连续谱辐射束的一个或更多个特性；和
依赖于所述超连续谱辐射束的所确定的一个或更多个特性调整所述脉冲辐射束的强度。
16.一种产生超连续谱辐射束的方法，所述方法包括：
产生包括多个脉冲的脉冲辐射束；
使所述脉冲辐射束通过光学放大器的增益介质；
将泵浦能量供应至所述增益介质，使得当所述脉冲辐射束传播通过所述增益介质时，所述脉冲辐射束的强度增加，从而产生被放大的脉冲辐射束，其中当所述脉冲辐射束的脉冲传播通过所述增益介质时将泵浦能量供应至所述增益介质，在所述脉冲辐射束的连续两个脉冲到达所述增益介质之间的至少一部分时间内不将泵浦能量供应至所述增益介质；和
使所述被放大的脉冲辐射束通过光学介质，所述光学介质配置成展宽所述被放大的脉冲辐射束的光谱，从而产生超连续谱辐射束。
17.根据权利要求16所述的方法，其中将所述泵浦能量作为泵浦辐射束供应至所述增益介质，所述泵浦辐射束的强度是周期性的并具有泵浦频率，其中所述泵浦频率是所述脉冲辐射束的频率的整数倍。
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