CN116491034A - 具有增加的波长分离的多焦点成像 - Google Patents

Abstract

波长选择装置包括：中心波长选择光学器件，其被配置为根据脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角来针对脉冲光束中的每个脉冲选择至少一个中心波长；调谐机构，其沿着脉冲光束到中心波长选择光学器件的路径布置；以及衍射光学元件，其是无源的且透射的并且沿脉冲光束的路径布置在脉冲光束被完全放大或至少大部分放大的位置处。衍射光学元件被配置为从脉冲光束产生多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联。

Description

具有增加的波长分离的多焦点成像

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年12月10日提交的题为“MULTIFOCAL IMAGING WITHINCREASED WAVELENGTH SEPARATION”的美国申请号63/123，833的优先权，该申请的全部内容通过引入并入本文。

技术领域

所公开的主题涉及用于选择单个脉冲光束的多个波长，以在单个光刻曝光过程中形成多个空间图像的波长选择装置。

背景技术

光刻是在诸如硅晶片的衬底上将半导体电路图案化的工艺。光刻光源提供用于曝光晶片上的光致抗蚀剂的深紫外(DUV)光(DUV光束)。用于光刻的DUV光束由准分子光源生成。通常，光源是激光源，并且激光源的输出是脉冲激光束。DUV光束传递通过射束传输单元、掩模版或掩模，并且然后投影到准备好的硅晶片上。以此方式，芯片设计被图案化到光致抗蚀剂上，光致抗蚀剂然后被显影、蚀刻和清洁，并且然后该过程重复。

通常，准分子激光器使用一种或多种稀有气体和反应气体的组合，稀有气体可以包括氩、氪或氙，反应气体可以包括氟或氯。准分子激光器可以在电仿真(所提供的能量)和(气体混合物的)高压的适当条件下创建准分子、伪分子，准分子仅在通电状态下存在。激发态的准分子在DUV范围内产生放大的光。准分子光源可以使用单个气体放电室或多个气体放电室。DUV光束可以具有在DUV范围内的波长，其包括例如从大约100纳米(nm)到大约400nm的波长。

发明内容

在一些一般方面，波长选择装置相对于产生脉冲光束的脉冲光源布置。波长选择装置包括：中心波长选择光学器件，其被配置为根据脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角来针对脉冲光束中的每个脉冲选择至少一个中心波长；调谐机构，其沿着脉冲光束到中心波长选择光学器件的路径布置，调谐机构被配置为与脉冲光束光学地相互作用并且选择脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角；以及衍射光学元件，其是无源的且透射的并且沿脉冲光束的路径被布置在脉冲光束被完全放大或至少大部分放大的位置处。衍射光学元件被配置为与脉冲光束相互作用并且从脉冲光束产生多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联并且脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。

实现方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。例如，衍射光学元件可以是衍射分束器、衍射光栅、相位光栅、二进制相位光栅或闪耀相位光栅。

调谐机构可以包括四个折射光学元件。每个折射光学元件可以是直角棱镜。调谐机构可以包括四个直角棱镜并且脉冲光束至少大部分被放大的位置在最靠近中心波长选择光学器件的直角棱镜和第二靠近中心波长选择光学器件的第二直角棱镜之间的光路中。调谐机构可以包括沿着脉冲光束到衍射光学元件的路径布置的四个直角棱镜，并且脉冲光束在四个直角棱镜和中心波长选择光学器件之间被完全放大。

多个脉冲光子射束的不同波长之间的波长间隔可以大于约10皮米(pm)、约30pm或约45pm。脉冲光束的每个脉冲的中心波长可以是约248纳米(nm)或约193nm。多个脉冲光子射束的不同波长之间的波长间隔可以取决于衍射光学元件的周期性形状。

波长选择装置还可以包括致动器，致动器被配置为调整衍射光学元件相对于脉冲光束的路径的位置，使得衍射光学元件在某些时刻沿着脉冲光束的路径被定位并且在其他时刻不沿着脉冲光束的路径被定位，只有当衍射光学元件沿着脉冲光束的路径被定位时，衍射光学元件才与脉冲光束相互作用。致动器还可以被配置为调整衍射光学元件相对于脉冲光束的路径在衍射光学元件处的方向的角度，使得所产生的每个脉冲光子射束在中心波长选择光学器件上的不同入射角被调整。

多个脉冲光子射束可以包括三个或更多个脉冲光子射束。

调谐机构和中心波长选择光学器件可以被布置为在Littrow配置中与脉冲光束相互作用。中心波长选择光学器件可以是反射光学元件。

空间图像可以针对脉冲光束的每个不同波长而形成。

波长选择装置还可以包括控制系统以及与调谐机构相关联的一个或多个致动器。控制系统可以被配置为调整到一个或多个致动器的信号，从而调整脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角。

衍射光学元件可以与脉冲光束沿路径的传播方向垂直布置。衍射光学元件可以被配置为重新组合来自中心波长选择光学器件的多个脉冲光子射束，以形成脉冲光束。

在其他一般方面，光学系统包括：光源，其被配置为产生沿着路径被导向光刻曝光设备的脉冲光束；光刻曝光设备，其被配置为与脉冲光束相互作用；以及相对于光源布置的波长选择装置。波长选择装置包括：中心波长选择光学器件，其被配置为根据脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角来针对脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；调谐机构，其沿着脉冲光束到中心波长选择光学器件的路径布置，调谐机构被配置为与脉冲光束光学地相互作用并且选择脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角；以及衍射光学元件，其是无源的且透射的并且沿脉冲光束的路径被布置在脉冲光束被完全放大或至少大部分放大的位置处。衍射光学元件被配置为与脉冲光束相互作用并且从脉冲光束中产生空间上分离而时间上不分离的多个脉冲光子射束。每个脉冲光子射束与中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联，并且脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。

实现方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。例如，衍射光学元件可以是衍射分束器、衍射光栅、相位光栅、二进制相位光栅或闪耀相位光栅。

调谐机构可以包括四个折射光学元件。每个折射光学元件可以是直角棱镜。

多个脉冲光子射束的不同波长之间的波长间隔可以大于约10皮米(pm)、约30pm或约45pm。脉冲光束的每个脉冲的中心波长可以是约248纳米(nm)或193nm。

波长选择装置可以包括致动器，致动器被配置为调整衍射光学元件相对于脉冲光束的路径的位置，使得衍射光学元件在某些时刻沿着脉冲光束的路径被定位并且在其他时刻不沿着脉冲光束的路径被定位，只有当衍射光学元件沿着脉冲光束的路径被定位时，衍射光学元件才与脉冲光束相互作用。光学系统还可以包括控制系统，控制系统被配置为控制波长选择装置来调整衍射光学元件相对于脉冲光束的路径的位置。

光刻曝光设备可以包括掩模和晶片保持器，其中掩模被定位为与来自光源的脉冲光束相互作用，晶片保持器被配置为保持晶片。多个不同的空间图像可以在晶片保持器处的晶片上形成，每个不同的空间图像基于沿传播方向通过掩模的相关脉冲光子射束的不同波长。

光学系统可以包括控制系统以及与调谐机构相关联的一个或多个致动器。控制系统可以被配置为调整到一个或多个致动器的信号，从而调整脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角。

在其它一般方面，使用单个脉冲光束执行用于形成多个空间图像的方法。方法包括：生成沿着路径朝向晶片的脉冲光束；通过使脉冲光束与沿着脉冲光束到中心波长选择光学器件的路径布置的调谐机构光学地相互作用，选择脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角，以针对脉冲光束中的每个脉冲选择至少一个中心波长；从脉冲光束产生空间上分离并且时间上不分离的多个脉冲光子射束，包括通过使脉冲光束与沿着脉冲光束的路径布置的衍射图案相互作用而将脉冲光束划分为多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与间隔至少10皮米(pm)的不同波长中的相应一个波长相关联；以及在晶片上在单个脉冲光束中形成多个空间图像，其中每个空间图像基于不同的波长形成。

实现方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。例如，脉冲光束可以通过使脉冲光束透射通过衍射光学元件而与衍射图案相互作用。

到中心波长选择光学器件上的与每个脉冲光子射束相关联的每个不同入射角可以由衍射图案的周期性形状来确定。

脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角可以通过在调谐机构内调整折射光学元件的一个或多个角度来选择。

通过调整衍射图案相对于脉冲光束路径的位置，多个脉冲光子射束可以从脉冲光束产生。调整衍射图案的位置可以包括通过移动包括衍射图案的衍射光学元件来进行控制。

通过将晶片处的脉冲光束的强度轮廓平坦化，多个空间图像可以在晶片上形成。

方法还可以包括通过使脉冲光子射束与沿着脉冲光束的路径布置的衍射图案相互作用来重新组合离开中心波长选择光学器件的多个脉冲光子射束，使得当脉冲光束沿着路径行进到中心波长选择光学器件时与衍射图案相互作用时，多个脉冲光子射束被产生，并且当脉冲光子射束沿着路径行进远离中心波长选择光学器件时与衍射图案相互作用时，多个脉冲光子射束被重新组合以形成脉冲光束。

在其它一般方面，波长选择装置与产生脉冲光束的脉冲光源相关联。波长选择装置包括：中心波长选择光学器件，其被配置为根据脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角来针对脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；调谐机构，其沿着脉冲光束到中心波长选择光学器件的路径布置，调谐机构被配置为与脉冲光束光学地相互作用并且选择脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角，调谐机构包括四个折射光学元件；以及无源的且透射的衍射光学元件，其沿着脉冲光束的路径被布置在调谐机构与中心波长选择光学器件之间的位置处。衍射光学元件被配置为与脉冲光束相互作用并且从脉冲光束中产生空间上分离而时间上不分离的多个脉冲光子射束。每个脉冲光子射束与中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联并且脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。

附图说明

图1是光学系统的框图，光学系统包括被配置为产生脉冲光束的光源、被配置为与脉冲光束相互作用的光刻曝光设备以及被配置为在脉冲光束中选择多个不同中心波长的波长选择装置。

图2A是包括中心波长选择光学器件、调谐机构和衍射光学元件的图1的波长选择装置的实现方式的框图。

图2B是图2A的中心波长选择光学器件和作为相位光栅的图2A的衍射光学元件的实现方式的框图。

图2C是图1的脉冲光束的光谱的一个示例的曲线图，光谱包括在脉冲光束中的每个不同中心波长处的峰值。

图3A是图1的光刻曝光设备的实现方式的框图，光刻曝光设备包括被配置为与来自图1的光源的脉冲光束相互作用的投影光学系统、被定位为与脉冲光束相互作用的掩模以及被配置为保持晶片的晶片保持器。

图3B是包括狭缝的图3A的投影光学系统、图3A的掩模和包括透镜的投影物镜的实现方式的框图。

图3C是图3A的晶片的示意图，晶片包括在沿晶片的z轴的不同平面上的多个空间图像，每个空间图像由图3B的投影光学系统在单次曝光过程中形成。

图4A是图2A的波长选择装置的实现方式的框图，波长选择装置包括调谐机构的实现方式、衍射光学元件的实现方式和中心波长选择光学器件的实现方式，调谐机构包括被布置为与脉冲光束光学相互作用的一组光学部件。

图4B是示出通过图4A的波长选择装置的光学部件之一的光束放大率和光束折射角的框图。

图5A是沿着图4A的波长选择装置的Z轴的俯视图的框图，其中Z方向垂直于光束的行进路径。

图5B是沿着图2A的波长选择装置的另一实现方式的Z轴的俯视图的框图。

图6A是沿着图4A的波长选择装置的Y轴的侧视图的框图，波长选择装置包括被配置相对于脉冲光束的路径调整衍射光学元件的位置的致动器、沿着脉冲光束的路径的衍射光学元件。

图6B是沿着图4A的波长选择装置的Y轴的侧视图的框图，波长选择装置包括图6A的致动器、在脉冲光束路径的外部的衍射光学元件。

图7A是沿着图4A的波长选择装置的Z轴的侧视图的框图，波长选择装置包括致动器和另一致动器，致动器被配置为调整衍射光学元件相对于脉冲光束的路径在衍射光学元件处的方向的角度，另一致动器被配置为调整调谐机构中的光学部件之一的角度，从而调整脉冲光束在中心波长选择光学器件上的入射角。

图7B是沿着图4A的波长选择装置的Z轴的侧视图的框图，波长选择装置包括图7A的致动器，每个致动器被布置在经调整的位置中。

图8是使用图1的单个脉冲光束形成图3C的多个空间图像的过程的流程图。

图9是包括图2A的波长选择装置的图1的光学系统的实现方式的一个示例的框图。

图10A是沿着图4A的波长选择装置的Z轴的俯视图的框图，波长选择装置包括作为闪耀光栅的衍射光学元件的实现方式。

图10B是图10A的衍射光学元件的框图，衍射光学元件是闪耀光栅。

图10C是图10A和图10B的衍射光学元件的侧视图，其中Z轴沿着页面上下。

具体实施方式

参考图1，光学系统100包括：光源105，其是被配置为产生光束102的脉冲光源；光刻曝光设备107，其被配置为与脉冲光束102相互作用；以及波长选择装置110，其相对于光源105布置。光束102沿着路径104被导向光刻曝光设备107。光束102是包括在时间上彼此分离的光脉冲的脉冲光束。光束102的脉冲集中在深紫外(DUV)范围内的波长周围，例如，其中波长为248纳米(nm)或193nm。脉冲光束102被用于在光刻曝光设备107中容纳的衬底或晶片上将微电子特征图案化。在晶片上被图案化的微电子特征的尺寸取决于脉冲光束102的波长，其中较低的波长导致小的最小特征尺寸或临界尺寸。例如，当脉冲光束102的波长是248nm或193nm时，微电子特征的最小尺寸可以是例如50nm或更小。

波长选择装置110被放置在光源105的第一端部处，以与光源105产生的光束102相互作用。光束102是在光源105内的谐振器的一个端部处产生的光束。例如，光束102可以是由主振荡器产生的种子光束。波长选择装置110被配置为微调或调整脉冲光束102的光谱性质，包括脉冲光束102的波长。

具体地，还参考图2A，波长选择装置110包括调谐机构112和中心波长选择光学器件116。光束102通过孔径211进入和离开波长选择装置110。中心波长选择光学器件116被配置为根据被沿着路径104引导的脉冲光束102与中心波长选择光学器件116相互作用的入射角，针对脉冲光束102的每个脉冲选择至少一个中心波长。中心波长选择光学器件116例如可以是诸如反射光栅的反射光学元件。调谐机构112沿着脉冲光束102到中心波长选择光学器件116的路径104布置。调谐机构112被配置为与脉冲光束102光学地相互作用，并且选择脉冲光束102的中心射线在中心波长选择光学器件116上的入射角。

波长选择装置110被设计为产生脉冲光束102，脉冲光束102可以在光刻曝光设备107中的晶片处形成多个空间图像，其中如以下更详细地讨论的，每个空间图像位于沿着晶片中的z轴的空间上不同的位置处。空间图像沿该晶片z轴的位置至少部分取决于光束102的波长。因此，通过改变或以其它方式控制光束102的波长，可以控制晶片中一个或多个空间图像的位置。此外，通过在单次曝光过程中提供具有不同初级光波长的脉冲，在不必沿晶片z轴相对于彼此移动光刻曝光设备107的部件和晶片的情况下，可以在单次曝光过程中形成多个空间图像，其中每个空间图像位于沿晶片z轴的不同位置处。

脉冲光束102的波长可以使用调谐机构112来调整，调谐机构112可以包括光学部件，诸如包括反射棱镜和直角棱镜的反射光学部件，光学部件被配置为以重复率旋转，以便使用每个脉冲或每个整数数目数目的脉冲来交替或抖动脉冲光束102的波长。例如，调谐机构112内的旋转直角棱镜可以实现15皮米(pm)的最大波长间隔。然而，根据期望或需要的微电子特征，大于该最大波长间隔的波长间隔可以是期望或需要的。此外，期望在某一时刻在脉冲光束102中产生多个不同的波长，以便在晶片中同时产生多个空间图像。为此，波长选择装置110还包括衍射光学元件114。衍射光学元件114被配置为与脉冲光束102相互作用并且从脉冲光束102中产生多个脉冲光子射束221、223、225。每个脉冲光子射束221、223、225与相应的不同的中心波长w1、w2、w3相关联(图2C)。使用沿着光束102的路径布置在波长选择装置110中的衍射光学元件114，多个脉冲光子射束221、223、225的不同中心波长w1、w2、w3之间的波长间隔220s可以大于约10皮米(pm)。例如，波长间隔220s可以是约30pm或约45pm。波长间隔220s的大小取决于衍射光学元件114的性质。

衍射光学元件114沿着脉冲光束102的路径104被布置在脉冲光束102被完全放大或至少大部分放大的位置处。该布置的优点包括脉冲光束102的光学峰值功率在沿着路径104的光束被完全放大的位置处(与沿路径104的其它位置相比)较少或较小。在一些实现方式中，如图2A所示，衍射光学元件114沿调谐机构112和中心波长选择光学器件116之间的路径104布置。在图2A的示例中，衍射光学元件114被布置为垂直于脉冲光束102沿路径104的传播方向。即，衍射光学元件114的表面法线与路径104平行。在其他示例中，衍射光学元件114可以被布置为使得衍射光学元件114不垂直于脉冲光束102的传播方向。具体地，衍射光学元件114可以被布置为例如使得其表面法线在脉冲光束102的传播方向的10度内。

衍射光学元件114是无源的并且因此以无源方式对光束102进行操作，这意味着不需要附加的能量来使得衍射光学元件114进行操作。衍射光学元件114通过将脉冲光束102分成沿不同角度定向的子射束221、223、225来对脉冲光束102进行操作。衍射光学元件114也透射脉冲光束102并且脉冲光束102通过穿过衍射光学元件114而与衍射光学元件114相互作用。在图2A的示例中，衍射光学元件114产生三个脉冲光子射束221、223、225，每个子射束沿着不同的方向和角度定向。在其他示例中，衍射光学元件114可以产生两个脉冲子束或多于三个脉冲光子射束。此外，在图2A的示例中，衍射光学元件114还被配置为重新组合从中心波长选择光学器件116返回的多个脉冲光子射束221、223、225，以形成沿着路径104被导向光刻曝光设备107的脉冲光束102。

每个脉冲光子射束221、223、225沿着相应的路径222、224、226行进到中心波长选择光学器件116。每个脉冲光子射束221、223、225与中心波长选择光学器件116上的不同入射角222A、224A、226A(用双侧弯曲箭头示出)相关联，使得每个脉冲光子射束221、223、225与不同的中心波长w1、w2、w3相关联。多个脉冲光子射束221、223、225的不同中心波长w1、w2、w3之间的波长间隔220s(图2C)至少部分取决于衍射光学元件114的周期性特征之间的周期性间隔114s。脉冲光子射束221、223、225中的每一个子射束在沿着其路径行进时保持其角度偏移。此外，如果脉冲光束102有角度地移动或平移，则所有子束由此一致地有角度地移动或平移，而不改变每个脉冲光子射束221、223、225之间的角度间隔，并且也不改变每个不同中心波长之间的波长间隔。然而，在这种情况下，中心波长w1、w2、w3将偏移由脉冲光束102移动或平移多少确定的量。

在图2B所示的示例中，衍射光学元件114是相位光栅214，诸如二元相位光栅或闪耀相位光栅，其在周期性表面起伏214g之间具有周期性间隔214s。透射通过相位光栅的光获得位置相关的相变，相变也可以由表面起伏产生，或者备选地由全息(干涉)图案产生。闪耀相位光栅具有100％效率为一级(m＝1)的优点。此外，闪耀相位光栅可以被配置为具有两个不同的闪耀角度(每侧一个闪耀角度)并且基本上将光束102划分为两个子脉冲(每个自脉冲具有50％的能量)；意味着对高阶模式没有能量贡献。附加地，闪耀相位光栅214可以水平滑动(例如，在如图5A所示的XY平面中)，以将更多的光束102偏移到一阶而不是其他阶次。在空间图像之间(因此，从一个空间图像到另一个空间图像)控制或偏移光功率的该能力在优化或改进晶片处的多焦点成像中是有用的。相位光栅通过改变介质中的折射率，即，通过调制折射率来工作。相位光栅被设计为通过调整介质的厚度和折射率调制而在不同波长下工作。二进制相位光栅的一个示例是来自ness ziona，Israel的HOLO/OR的二进制相位光栅。

在其它实现方式中，衍射光学元件114可以是具有凹槽以与脉冲光束102相互作用的衍射分束器或衍射光栅。一维衍射分束器的一个示例是ness ziona，Israel的HOLO/OR的1D分束器。

脉冲光束102的光谱220(图2C)包括在每个不同中心波长w1、w2、w3处的峰值。光谱220包含与光束102的光能或功率如何分布在不同波长(或频率)上有关的信息。衍射光学元件114(包括衍射分束器/光栅和相位光栅214)由物理特征的周期性变化来控制。例如，衍射分束器和光栅包括凹槽，而相位光栅可以包括周期性表面起伏(诸如图2B所示)或干涉图案。在这两种情况下，这些特征之间的间距114s、214s确定这些不同中心波长w1、w2、w3之间的间距。例如，任意两个相邻中心波长之间的差Δλ(pk2pk)与子射束在中心波长选择光学器件116处的入射角相对于脉冲光束102(不存在衍射光学元件114的情况下)的入射角的改变(ΔαL)成正比。此外，子射束的入射角的变化(ΔαL)取决于该特征间距以及子束的阶次。最后，差(Δλ(pk2pk))也与dλ/dαL成比例，dλ/dαL是脉冲光束102(不存在衍射光学元件114的情况下)的波长相对于脉冲光束102(不存在衍射光学元件114的情况下)在中心波长选择光学器件116上的入射角的变化。因此，衍射光学元件114的设计确定了每个子束在中心波长选择光学器件116上的入射角的变化幅度。

还参考图3A-图3C，在一些实现方式中，光刻曝光设备107包括投影光学系统327和被配置为保持晶片328的晶片保持器329。投影光学系统327包括被定位为与来自光源105的脉冲光束102相互作用的掩模336b。光刻曝光设备107可以是液体浸没式系统或干式系统。脉冲光束102通过孔径311沿路径104进入光刻曝光设备107，以与晶片328和投影光学系统327中的掩模336b相互作用。例如，通过用脉冲光束102曝光晶片328上的辐射敏感光致抗蚀剂材料层，在晶片328上形成微电子特征。

如图3B所示，投影光学系统327包括狭缝336a、掩模336b和投影物镜，投影物镜包括透镜336c。脉冲光束102进入投影光学系统327并撞击到狭缝336a上，并且至少一些脉冲光束102通过狭缝336a。在图3A-图3C的示例中，狭缝336a是矩形的并将脉冲光束102成形为细长的矩形光束。图案形成在掩模336b上并且图案确定成形光束的哪些部分被掩模336b透射以及哪些部分被掩模336b阻挡。图案的设计由将在晶片328上形成的特定微电子电路设计来确定。

所成形的光束与掩模336b相互作用。成形光束的由掩模336b透射的部分通过投影透镜336c(并可由其聚焦)并曝光晶片328。成形光束的由掩模336b透射的部分在晶片328的x-y平面中形成空间图像。空间图像是由在与掩模336b相互作用之后到达晶片328的光形成的强度图案。空间图像在晶片328处并且通常在x-y平面中延伸。

包括波长选择装置110的光学系统100能够在单次曝光过程期间形成多个空间图像，其中每个空间图像位于沿晶片328中的z轴的空间上不同的位置处。在该示例中，投影光学系统327在单次曝光过程中在沿晶片328的z轴的不同平面处形成三个空间图像331、333、335。空间图像331、333、335中的每一个空间图像由中心波长与其他空间图像331、333、335的中心波长不同的光形成。具体地，空间图像331、333、335中的每一个空间图像由脉冲光子射束221、223、225中的相应一个脉冲光子射束形成，脉冲光子射束221、223、225中的每一个脉冲光子射束具有相应的不同中心波长w1、w2、w3。这样，针对脉冲光束102的每个不同的中心波长w1、w2、w3形成一个空间图像331、333、335。

如上所述，空间图像331、333、335沿z轴的位置取决于投影光学系统327(包括投影透镜336c和掩模336b)的特性和脉冲光束102的波长。通常，通过掩模336b的单个中心波长的光被投影透镜336c聚焦到焦平面。投影透镜336c的焦平面位于投影透镜336c和晶片保持器329之间，其中焦平面沿晶片328的z轴的位置取决于投影光学系统327的性质和脉冲光束102的中心波长。因此，改变或以其他方式控制脉冲光束102的中心波长允许控制空间图像331、333、335的位置。空间图像331、333、335由具有不同中心波长w1、w2、w3的脉冲光束102形成。以此方式，空间图像331、333、335位于晶片328中的不同位置处。空间图像331、333沿着晶片328的z轴彼此分开间隔距离330a，并且空间图像333、335沿着z轴彼此分开间隔距离330b。间隔距离330a取决于形成空间图像331的脉冲光束102的中心波长w1和形成空间图像333的脉冲光束102的中心波长w2之间的差。间隔距离330b取决于形成空间图像333的脉冲光束102的中心波长w2和形成空间图像335的脉冲光束102的中心波长w3之间的差。

晶片保持器329和掩模336b(或投影光学系统327的其它部分)通常在扫描期间在x、y和z方向上相对于彼此移动，以用于进行常规性能校正和操作，例如，该运动可以被用于实现基本调平、透镜畸变的补偿和工作台定位误差的补偿。该相对运动被称为附带的操作运动。然而，在图3A的系统中，不依赖于晶片保持器329和投影光学系统327的相对运动以形成间隔距离330a、330b。相反，间隔距离330a、330b由于能够控制脉冲光束102在曝光过程期间穿过掩模336b的脉冲中的初级中心波长w1、w2、w3而形成。因此，与一些现有系统不同，间隔距离330a、330b不是仅通过沿z方向相对于彼此移动投影光学系统327和晶片328来创建。此外，在同一曝光过程中，空间图像331、333、335均出现在晶片328处。换言之，光学系统100不需要在第一曝光过程中形成空间图像331，而空间图像333、335在随后的曝光过程中形成。

第一空间图像331中的光在平面331a处与晶片相互作用，第二空间图像333中的光在平面333a处与晶片相互作用，并且第三空间图像335中的光在平面335a处与晶片相互作用。在一些实施例中，晶片将已在一个或多个水平处被图案化，并且将包括在晶片上的不同形貌位置处的特征，即，在沿着z轴的不同平面处，诸如但不限于平面331a、331b和331c处的特征。上述相互作用可以在晶片328上形成电子特征或其它物理特性，诸如开口或孔。因为空间图像331、333、335在沿z轴的不同平面处，所以空间图像331、333、335可以被用于在晶片328上形成三维特征，或者它们可以被用于在晶片的不同形貌水平处形成特征。例如，空间图像331可以被用于形成外围区域，空间图像333可以被用于形成沿z轴的位置与外围区域不同的通道，并且空间图像335可以被用于形成沿z轴的位置与外围区域和通道不同的凹陷。这样，在晶片328上形成多个不同的空间图像331、333、335，每个不同的空间图像331、333、335基于沿路径104的传播方向通过掩模336b的相关脉冲光子射束221、223、225的不同中心波长w1、w2、w3。以此方式，不同波长的光可以被用于形成晶片形貌的不同水平处的图案。因此，本文所述的技术可以被用于形成三维半导体部件，诸如三维NAND闪存部件。

参考图4A，波长选择装置110的实现方式410包括调谐机构112的实现方式412、衍射光学元件114的实现方式414以及中心波长选择光学器件116的实现方式416(图1)。调谐机构412包括一组光学特征件或部件440a-440d，光学特征件或部件被布置为沿着路径104与脉冲光束102光学地相互作用。光学部件440a-440d中的每一个部件可以是折射光学元件，诸如直角棱镜。在图4A的示例中，调谐机构412包括四个直角棱镜440a-440d。在其他示例中，调谐机构412可以包括少于四个或多于四个的光学部件。直角棱镜440a-440d中的每一个直角棱镜沿着脉冲光束102到衍射光学元件114的路径104布置。棱镜440a-440d中的每一个棱镜是透射棱镜，当脉冲光束102通过棱镜440a-440d的主体时，透射棱镜被用于分散和重定向脉冲光束102。棱镜440a-440d中的每一个棱镜可以由允许脉冲光束102的波长透射的材料(例如，氟化钙)制成。在图4A的示例中，中心波长选择光学器件416是反射光栅，其被设计为分散和反射脉冲光束102；相应地，中心波长选择光学器件416由适于与波长在DUV范围内的脉冲光束102相互作用的材料制成。

如图5A所示，棱镜440a、440b、440c、440d、中心波长选择光学器件416和衍射光学元件414沿XY平面布置，使得光束102的路径通常沿XY平面行进。从图5A的视图可以看出，棱镜440a距中心波长选择光学器件416最远定位，而棱镜440d距中心波长选择光学器件416最近定位。脉冲光束102通过孔径411进入波长选择装置410，并且然后在撞击在中心波长选择光学器件416的衍射表面416s上之前，依次行进穿过棱镜440a、棱镜440b、棱镜440c和棱镜440d。随着脉冲光束102每次通过连续的棱镜440a-440d，光束102被光学放大并被(以一定角度折射)朝向下一光学部件重定向。这样，在图4A的示例中，脉冲光束102在四个直角棱镜440a-440d和中心波长选择光学器件416之间被完全放大。并且，衍射光学元件414被放置在该位置中。因为脉冲光束102在衍射光学元件414处被完全放大，所以脉冲光束102的能量或功率更均匀地分布在衍射光学元件414的表面区域之上。

参考图5B，在波长选择装置410的一个实现方式510中，脉冲光束102至少大部分被放大的位置可以在最接近中心波长选择光学器件416的直角棱镜440d和第二最接近中心波长选择光学器件416的直角棱镜440c之间的光路104中。因此，在这些实现方式中，衍射光学元件414在被布置在棱镜440d与棱镜440c之间的脉冲光束102至少大部分被放大的位置处。

再次参考图4A，衍射光学元件414与脉冲光束102相互作用并产生多个脉冲光子射束221、223、225(如图2A所示)，每个脉冲光子射束221、223、225沿着相应路径222、224、226被引导到中心波长选择光学器件416，并且每个子射束221、223、225与中心波长选择光学器件416上的不同入射角相关联。因此，脉冲光子射束221、223、225中的每一个子射束与不同的中心波长w1、w2、w3相关联，并且脉冲光束102的光谱220(图2C)包括在每个不同的中心波长w1、w2、w3处的峰值。衍射光学元件414不改变所产生的脉冲光子射束440a-440d中的每一个子射束的光学放大率。

当脉冲光束102离开波长选择装置410时，在通过孔径411之前，脉冲光束102从中心波长选择光学器件416衍射和反射回来，依次通过衍射光学元件414、棱镜440d、棱镜440c、棱镜440b和棱镜440a。衍射光学元件414重新组合从中心波长选择光学器件416行进的三个脉冲光子射束221、223、225，以在与调谐机构412相互作用之前重新形成脉冲光束102。随着脉冲光束102每次从中心波长选择光学器件416穿过调谐机构412的连续棱镜440a-440d，脉冲光束102在朝向孔径411行进时被光学压缩。

在图4A的示例中，棱镜440a-440d中的每一个棱镜沿脉冲光束102的横向方向足够宽，使得光束102被包含在其通过的表面内。每个棱镜440a-440d在从孔径411朝向中心波长选择光学器件416的路径上将光束102光学地放大，并且因此每个棱镜440a-440d在尺寸上从棱镜440a到棱镜440d连续地变大。因此，棱镜440d大于棱镜440c，棱镜440c大于棱镜440b，并且棱镜440a是最小棱镜。

参考图4B，调谐机构412的棱镜P(可以是棱镜440a-440d中的任一个棱镜)的旋转改变了脉冲光束102撞击在旋转的棱镜P的入射表面H(P)上的入射角。此外，通过该旋转的棱镜P的光束102的两个局部光学质量，即，光学放大率OM(P)和光束折射角(P)，是光束102撞击在该旋转的棱镜P的入射表面H(P)上的入射角的函数。光束102通过棱镜P的光学放大率OM(P)是离开该棱镜P的光束102的横向宽度Wo(P)与进入该棱镜P的光束102的横向宽度Wi(P)的比率。

脉冲光束102在调谐机构412内的一个或多个棱镜P处的局部光学放大率OM(P)的变化引起脉冲光束102通过调谐机构412的光学放大率OM 438的总体变化。光束102通过调谐机构412的光学放大率OM 438是光束102离开调谐机构412的横向宽度Wo与光束102进入调谐机构412的横向宽度Wi的比率。

附加地，通过调谐机构内的一个或多个棱镜P的局部光束折射角的变化δ(P)引起脉冲光束102在中心波长选择光学器件416的表面416s处的入射角的总体变化。因此，每个脉冲光子射束221、223、225在表面416s处的入射角也随着这些棱镜之一的旋转而改变。以此方式，脉冲光束102的中心波长也可以通过改变脉冲光束102撞击在中心波长选择光学器件416的衍射表面416s上的入射角来调整。

在一些实现方式中，中心波长选择光学器件416是高闪耀角Echelle光栅，并且以满足光栅方程的任何入射角入射在中心波长选择光学器件416上的脉冲光束102将被反射(衍射)。此外，如果中心波长选择光学器件416被使用使得光束102到中心波长选择光学器件416上的入射角等于光束102从中心波长选择光学器件416出射的角度，则中心波长选择光学器件416和调谐机构412(棱镜440a-440d)被布置为以Littrow配置与脉冲光束102相互作用，并且从中心波长选择光学器件416反射的光束102的波长是Littrow波长。可以假设入射到中心波长选择光学器件416上的光束102的垂直发散度接近零。为了反射标称波长，中心波长选择光学器件416相对于入射到中心波长选择光学器件416上的光束102对准，使得标称波长通过调谐机构412(棱镜440a-440d)被反射回来，以在光学系统100中放大(当调谐机构412用于光学系统100中时)。然后，通过改变脉冲光束102在中心波长选择光学器件416上的入射角，Littrow波长可以在光学系统100内的谐振器的整个增益带宽上被调谐。

在一些实现方式中，波长选择装置410通过数据连接452与控制系统450通信。控制系统450包括固件和软件的任意组合形式的电子器件。此外，中心波长选择光学器件416、衍射光学元件414和调谐机构412的棱镜440a-440d中的任意一者或多者可以被耦合到相应的致动系统，致动系统包括与调谐机构412相关联并与控制模块450连接的致动器。在图4A的示例中，控制模块450被连接到致动系统414A、441A，致动系统414A、441A包括分别与衍射光学元件414和棱镜440d物理耦合的致动器。在其它示例中，多于一个的棱镜440a-440d可以被耦合到与控制模块450连接的相应致动系统。

控制系统450包括电子处理器、电子存储装置和输入/输出(I/O)接口。电子处理器是适于执行计算机程序的一个或多个处理器，诸如通用或专用微处理器，以及任何类型的数字计算机的任意一个或多个处理器。通常，处理器从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。电子处理器可以是任何类型的电子处理器。电子存储装置可以是易失性存储器，诸如RAM，或非易失性存储器。在一些实现方式中，电子存储装置可以包括非易失性和易失性部分或部件。电子存储装置存储可能作为计算机程序的指令，指令在被执行时，使得处理器与控制系统450中的其它部件或波长选择装置410的其它部件通信。I/O接口是允许控制系统450向波长选择装置410的其它部件、操作员和/或在另一电子设备上运行的自动过程接收和/或提供数据和信号的任何类型的电子接口。例如，I/O接口可以包括触摸屏或通信接口中的一者或多者。

致动系统414A、441A中的每个致动器是用于移动或控制相应光学部件的机械装置。致动器从控制系统450接收能量并将该能量转换为赋予给给相应光学部件的某种运动。例如，致动器可以是用于旋转调谐机构的一个或多个棱镜的施力装置和旋转台中的任一者。致动器可以包括例如诸如步进马达的马达、阀、压力控制装置、压电装置、线性马达、液压致动器、音圈等。

参考图6A和图6B，致动系统414A(图4A)的一个或多个致动器614A可以被配置为调整衍射光学元件414相对于脉冲光束102的路径104的位置。具体地，衍射光学元件414的位置通过致动器614A沿着Z轴被调整，Z轴垂直于光束102沿其行进的路径(其在XY平面中)。致动器614A可以移动衍射光学元件414，使得衍射光学元件414在某些时刻沿着脉冲光束102的路径104定位(图6A)，而在其他时刻不沿着脉冲光束102的路径104定位(图6B)。例如，致动器614A可以包括线性马达，诸如线性步进马达。控制系统450可以基于例如预编程的制法或用户输入来控制致动器614A。

只有当衍射光学元件414沿着脉冲光束102的路径104定位时，衍射光学元件414才与脉冲光束102相互作用(图6A)。因此，当衍射光学元件414沿着脉冲光束102的路径104定位时，多个脉冲光子射束221、223、225由衍射光学元件414产生，使得脉冲光束102具有相关联的中心波长w1、w2、w3，以在晶片处形成多个空间图像331、333、335。当衍射光学元件414不沿着脉冲光束102的路径104定位时(图6B)，衍射光学元件414不与光束102相互作用，并且脉冲光束102仅包含光的初级中心波长，以在晶片328处形成单个空间图像。

参考图7A和图7B，致动系统414A(图4A)的一个或多个致动器714A可以被配置为调整衍射光学元件414关于Z轴的角度，使得衍射光学元件414的表面法线相对于脉冲光束102的路径104的方向旋转。当衍射光学元件414相对于路径104的方向的角度被调整时，所产生的每个脉冲光子射束221、223、225在中心波长选择光学器件416上的不同入射角也被调整。

在一个示例中，致动器714A可以被配置为在衍射光学元件414变得与脉冲光束102的路径104的方向严重不对准(例如，大于10°)时，校正衍射光学元件414相对于路径104的方向的角度。例如，波长选择装置410内的振动或其它机械扰动可能导致衍射光学元件414变得未对准，并且致动器714A可以通过调整衍射光学元件414相对于脉冲光束102的路径104的方向的角度来校正这些未对准。例如，如果衍射光学元件414与脉冲光束102的路径104的方向之间的角度不等于90度或者不在90度左右的阈值范围内，则可以认为衍射光学元件414未对准。

此外，与调谐机构412相关联的致动系统441A(图4A)的一个或多个致动器741A可以被配置为调整到一个或多个致动器741A的信号，从而调整脉冲光束102在中心波长选择光学器件416上的入射角。具体地，在该示例中，棱镜440d被物理地耦合到使得棱镜440d绕z轴旋转的致动器741A。当脉冲光束102在中心波长选择光学器件416上的入射角被调整时，所产生的每个脉冲光子射束221、223、225在中心波长选择光学器件416上的不同入射角也被调整。在图7A和图7B的示例中，控制系统450可以基于例如预编程的制法或用户输入来控制致动器741A和致动器714A。致动器714A、741A中的每一个致动器可以是例如旋转马达，诸如旋转步进马达。

参考图8，过程860被执行，以用于使用单个脉冲光束(诸如脉冲光束102)来形成多个空间图像。过程860可以相对于光学系统100(图1)来执行，光学系统100包括波长选择装置110(图2A-图2C)、光源105和包括晶片328(图3A-图3C)的光刻曝光设备107。过程860还可以相对于波长选择装置410(图4A和图5A)和波长选择装置510(图5B)中的任一者来执行。在下文中，关于光学系统100来描述过程860。

过程860包括沿着朝向晶片的路径生成脉冲光束102(861)。例如，脉冲光束102可以由光源105生成并且在光刻曝光设备107中沿着路径104被导向晶片328。在图1的示例中，脉冲光束102从光源105被引导(在光束102由光源105产生之后)以与波长选择装置110相互作用。脉冲光束102然后从波长选择装置110被引导到包括晶片328的光刻曝光设备107，在晶片328中可以形成空间图像。

脉冲光束在中心波长选择光学器件(诸如116)上的入射角被选择，从而针对脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长(863)。为了针对每个脉冲选择至少一个中心波长，脉冲光束102与沿着脉冲光束到中心波长选择光学器件863的路径布置的调谐机构光学地相互作用。例如，脉冲光束102在中心波长选择光学器件116上的入射角可以通过使脉冲光束102与沿着脉冲光束102到中心波长选择光学器件116的路径104布置的波长选择装置110的调谐机构112相互作用来选择。在图1的光学系统100(其可以是DUV系统)中，脉冲光束102的每个脉冲的中心波长可以被选择为约248纳米(nm)或193nm。

在一些实现方式中，调谐机构112可以是包括光学元件440a-440d(其是折射直角棱镜)的调谐机构412(图4A)，并且脉冲光束102在中心波长选择光学器件416上的入射角可以通过改变或调整调谐机构412的光学元件440a-440d中的至少一个光学元件相对于脉冲光束102的路径104的布置来选择(和改变)。换言之，脉冲光束102在中心波长选择光学器件416上的入射角通过在调谐机构412内调整折射光学元件440a-440d的一个或多个角度而被选择。以此方式，脉冲光束102的中心波长通过调整调谐机构112(或图4A的调谐机构412)并使脉冲光束102与调谐机构112相互作用而被选择。

从脉冲光束中产生空间上分离而时间上不分离的多个脉冲光子射束，包括通过使脉冲光束与沿脉冲光束的路径布置的衍射图案相互作用而将脉冲光束划分为多个脉冲光子射束(865)。每个脉冲光子射束与中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束具有不同的波长，即，每个脉冲光子射束与间隔至少10皮米(pm)的不同波长中的相应一个波长相关联(865)。例如，空间分离而时间上不分离的多个脉冲光子射束221、223、225可以通过将脉冲光束102划分为多个脉冲光子射束221、223、225而被产生。为了划分脉冲光束102，脉冲光束102可以与沿着脉冲光束102的路径104布置的衍射光学元件114的衍射图案相互作用。换言之，通过将脉冲光束102透射通过衍射光学元件114，脉冲光束102可以与衍射光学元件114的衍射图案相互作用。

此外，通过调整衍射图案相对于脉冲光束102的路径104的位置，多个脉冲光子射束221、223、225可以从脉冲光束102产生。例如，通过控制例如致动器614A、714A(图6A-图7B)来平移和/或旋转衍射光学元件114，衍射光学元件114的位置可以被调整，使得衍射光学元件114的衍射图案相对于脉冲光束102的路径104的位置也可以被调整。换言之，衍射图案的位置可以通过控制包括衍射图案的衍射光学元件114的移动而被调整。

所产生的每个脉冲光子射束221、223、225分别与中心波长选择光学器件116上的不同入射角222A、224A、226A相关联，使得每个脉冲光子射束221、223、225与间隔至少10pm的不同中心波长w1、w2、w3中的相应一个波长相关联。具体地，多个脉冲光子射束221、223、225的不同中心波长w1、w2、w3之间的波长间隔可以大于约10皮米(pm)，或约30pm，或约45pm。此外，中心波长选择光学器件116上与每个脉冲光子射束221、223、225分别相关联的每个不同的入射角222A、224A、226A由衍射图案(其被包括在衍射光学元件114内)的凹槽间距114s来确定。

在图1的示例中，离开中心波长选择光学器件116的多个脉冲光子射束221、223、225通过使脉冲光子射束221、223、225与沿着脉冲光束102的路径布置的衍射图案相互作用而被重新组合。以此方式，当脉冲光束102沿着路径104行进到中心波长选择光学器件116时与衍射图案相互作用时，多个脉冲光子射束221、223、225被产生，并且当脉冲光子射束221、223、225沿着路径104行进远离中心波长选择光学器件116时与衍射图案相互作用时，多个脉冲光子射束221、223、225被重新组合以形成脉冲光束102。在图1的示例中，在脉冲光子射束221、223、225与中心波长选择光学器件116相互作用之后，衍射光学元件114将多个脉冲光子射束221、223、225重新组合，以形成经重新组合的脉冲光束102，经重新组合的脉冲光束102沿着路径104被导向晶片328。这样，包括多个不同中心波长w1、w2、w3的经重新组合的脉冲光束102然后可以被引导以与光刻曝光设备107相互作用，以在晶片328上形成多个空间图像331、333、335。

多个空间图像在晶片上在单个脉冲光束中被形成，使得每个空间图像基于不同的中心波长形成(867)。例如，多个空间图像331、333、335在晶片328上在单个脉冲光束102中被形成，使得空间图像331、333、335被形成在晶片的z轴上的不同位置处，并且每个空间图像331、333、335基于不同的中心波长w1、w2、w3中的一个中心波长。因为单个脉冲光束102与衍射图案相互作用以选择经重新组合的脉冲光束102的多个中心波长w1、w2、w3，所以多个空间图像331、333、335中的每一个空间图像在单次曝光过程中在单个光束102中被形成。脉冲光束102的强度轮廓在光刻曝光设备107中的晶片328处被平坦化。由于子脉冲数目的增加，所以强度在晶片328处被平坦化，每个子脉冲具有相同的光学功率。子脉冲越多(各自具有不同的中心波长)，通过聚焦在晶片328处的功率分布将越平坦。

因此，通过使得脉冲光束102与衍射图案(或衍射光学元件114)相互作用，分别与不同中心波长w1、w2、w3相关联的多个空间图像331、333、335在单个脉冲光束102中并且在单次光刻曝光过程中形成在晶片328上。

参考图9，示出了光学系统100的实现方式900的一个示例的框图。光学系统100是光刻系统900，光刻系统900包括作为光源105的光源905。光源905产生提供给光刻曝光设备107的脉冲光束102。光源905例如可以是输出脉冲光束102(可以是激光束)的准分子光源。当脉冲光束102进入光刻曝光设备107时，如以上参考图3A-图3C所讨论的，其被引导通过投影光学系统327并被投影到晶片328上。以此方式，一个或多个微电子特征被图案化到晶片328上的光致抗蚀剂上，光致抗蚀剂然后在随后的工艺步骤之前被显影和清洁，并且过程重复。光刻系统900还包括控制系统450(图4A)，在图9的示例中，控制系统450被连接到光源905的部件(包括波长选择装置410)以及光刻曝光设备107，以控制系统900的各种操作。

在图9所示的实现方式中，光源905是两级激光系统，其包括向功率放大器(PA)972提供种子光束902s的主振荡器(MO)970。MO 970和PA 972可以被认为是光源905的子系统或作为光源905的一部分的系统。功率放大器972从主振荡器970接收种子光束902s并放大种子光束902s，以生成用于光刻曝光设备107的脉冲光束102。例如，主振荡器970可以发射脉冲种子光束，其中种子脉冲能量大约为每脉冲1毫焦耳(mJ)，并且这些种子脉冲可以被功率放大器972放大到大约10mJ到15mJ。

主振荡器970包括具有两个细长电极974的放电室971、作为被限制在放电室971内的气体混合物的增益介质976以及用于使气体混合物在电极974之间循环的风扇。谐振器形成在放电室971一侧的波长选择装置410(图4A)和放电室971第二侧的光输出耦合器978之间。波长选择装置410通过调谐或调整种子光束902s来精细地调谐或调整脉冲光束102的光谱性质，包括脉冲光束102的波长和带宽。

主振荡器970还可以包括线中心分析模块979和光束耦合光学系统980，线中心分析模块979从输出耦合器978接收输出光束，光束耦合光学系统980根据需要修改输出光束的尺寸或形状来形成种子光束902s。线中心分析模块979是可用于测量或监测种子光束902s的波长和/或带宽的测量系统。线中心分析模块979可以被放置在光源905中的其它位置处，或者其可以被放置在光源905的输出处。

在放电室971中使用的气体混合物可以是适于产生应用所需的波长和带宽的光束的任何气体。对于准分子源，气体混合物可以包含稀有气体(稀少气体)，诸如例如氩或氪；卤素，诸如例如氟或氯；以及除氦和/或氖之外的痕量氙作为缓冲气体。气体混合物的具体示例包括发射波长约193nm的光的氟化氩(ArF)、发射波长约248nm的光的氟化氪(KrF)或者发射波长约351nm的光的氯化氙(XeCl)。通过向细长电极974施加电压，在高压放电中使用短(例如，纳秒)电流脉冲泵送准分子增益介质(气体混合物)。

功率放大器972包括光束耦合光学系统982，光束耦合光学系统982从主振荡器970接收种子光束902s并将光束902s引导通过放电室973并引导到光束转向光学元件981，光束转向光学元件981修改或改变种子光束902s的方向，使得其被发送回放电室973并通过光束耦合光学系统982。放电室973包括细长电极对975、作为气体混合物的增益介质977以及用于在电极975之间使气体混合物循环的风扇。

输出脉冲光束102被引导通过带宽分析模块983，其中光束102的各种参数(诸如带宽或波长)可以被测量。输出光束102也可以被引导通过光束准备系统984。光束准备系统984可以包括例如脉冲展宽器，其中输出光束102的每个脉冲在时间上例如在光学延迟单元中被展宽，以调整撞击光刻曝光设备107的光束的性能性质。光束准备系统984还可以包括能够作用于光束102的其它部件，诸如例如反射和/或折射光学元件(诸如例如透镜和反射镜)、滤波器和光学孔径(包括自动快门)。

光刻系统900还包括控制系统450。在图9所示的实现方式中，控制系统450被连接到光源905的各个部件。例如，控制系统450可以通过向光源905发送一个或多个信号来控制光源905何时发射光脉冲或包括一个或多个光脉冲的光脉冲突发。控制系统450也被连接到光刻曝光设备107。因此，控制系统450也可以从光刻曝光设备107接收指令和/或数据。光刻曝光设备107可以包括专用控制器(其可以与控制系统450通信)，其可以控制晶片328的曝光并且因此可以被用于控制如何在晶片328上印刷电子特征。在一些实现方式中，光刻控制器可以通过控制狭缝336a在x-y平面中的运动来控制晶片328的扫描(图3B)。光刻曝光设备107还可以包括例如温度控制装置(诸如空调装置和/或加热装置)和/或用于由光刻控制器控制的各种电部件的电源。在一些实现方式中，光刻控制器是控制系统450的一部分并且控制系统450可以包括多于一个的子控制系统。

此外，控制系统450可以控制波长选择装置410的各种部件。例如，控制系统450可以控制每个棱镜440a-440d的位置、衍射光学元件414的位置和中心波长选择光学器件416的位置。

还参考图10A-图10C，示出了衍射光学元件114的实现方式1014。在该实现方式1014中，衍射光学元件114是放置在棱镜440d和中心波长选择光学器件416之间的闪耀光栅。周期性结构或特征沿Z轴线性布置，使得周期性结构关于与Z轴平行的中心线1014c线性对称。如上所述，如果闪耀光栅1014沿着与光束102的行进方向垂直的方向Ds(并且也在XY平面中)偏移，则进入一个子束相对于其它子束并因此撞击到选择光学器件416上的光量可以被调整。以此方式，晶片处的一个空间图像中的光学功率量可以相对于另一空间图像而改变。晶片处的多焦点成像可以被控制。

实施例可以使用以下条款来进一步描述：

1.一种用于产生脉冲光束的脉冲光源的波长选择装置，所述波长选择装置包括：

中心波长选择光学器件，被配置为根据所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的入射角来针对所述脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；

调谐机构，沿着所述脉冲光束到所述中心波长选择光学器件的路径布置，所述调谐机构被配置为与所述脉冲光束光学地相互作用且选择所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角；以及

衍射光学元件，是无源的且透射的并且沿着所述脉冲光束的所述路径被布置在所述脉冲光束至少大部分被放大的位置处，所述衍射光学元件被配置为与所述脉冲光束相互作用，并且从所述脉冲光束产生多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与所述中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联并且所述脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。

2.根据条款1所述的波长选择装置，其中所述衍射光学元件是衍射分束器、衍射光栅、相位光栅、二进制相位光栅或闪耀相位光栅。

3.根据条款1所述的波长选择装置，其中所述调谐机构包括四个折射光学元件。

4.根据条款3所述的波长选择装置，其中每个折射光学元件是直角棱镜。

5.根据条款1所述的波长选择装置，其中所述多个脉冲光子射束的所述不同波长之间的波长间隔大于约10皮米(pm)、约30pm或约45pm。

6.根据条款1所述的波长选择装置，其中针对所述脉冲光束的每个脉冲的所述中心波长是约248纳米(nm)或约193nm。

7.根据条款1所述的波长选择装置，其中所述多个脉冲光子射束的所述不同波长之间的所述波长间隔取决于所述衍射光学元件的周期性形状。

8.根据条款1所述的波长选择装置，其中所述调谐机构包括沿着所述脉冲光束到所述衍射光学元件的所述路径布置的四个直角棱镜，并且所述脉冲光束在所述四个直角棱镜与所述中心波长选择光学器件之间被完全放大。

9.根据条款1所述的波长选择装置，还包括致动器，所述致动器被配置为调整所述衍射光学元件相对于所述脉冲光束的所述路径的位置，使得所述衍射光学元件在某些时刻沿着所述脉冲光束的所述路径定位，并且在其它时刻不沿着所述脉冲光束的所述路径定位，只有当所述衍射光学元件沿着所述脉冲光束的所述路径定位时，所述衍射光学元件才与所述脉冲光束相互作用。

10.根据条款9所述的波长选择装置，其中所述致动器还被配置为在所述衍射光学元件处调整所述衍射光学元件相对于所述脉冲光束的所述路径的方向的角度，使得所产生的每个脉冲光子射束在所述中心波长选择光学器件上的所述不同入射角被调整。

11.根据条款1所述的波长选择装置，其中所述多个脉冲光子射束包括三个或更多个脉冲光子射束。

12.根据条款1所述的波长分离装置，其中所述调谐机构和所述中心波长选择光学器件被布置为以Littrow配置与所述脉冲光束相互作用。

13.根据条款1所述的波长分离设备，其中所述中心波长选择光学器件是反射光学元件。

14.根据条款1所述的波长分离装置，其中空间图像针对所述脉冲光束的每个不同波长形成。

15.根据条款1所述的波长选择装置，还包括控制系统以及与所述调谐机构相关联的一个或多个致动器，其中所述控制系统被配置为调整到所述一个或多个致动器的信号，从而调整所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角。

16.根据条款1所述的波长选择装置，其中所述衍射光学元件被布置为与所述脉冲光束沿着所述路径的传播方向垂直。

17.根据条款1所述的波长选择装置，其中所述衍射光学元件还被配置为将来自所述中心波长选择光学器件的所述多个脉冲光子射束重新组合，以形成所述脉冲光束。

18.根据条款1所述的波长选择装置，其中所述调谐机构包括四个直角棱镜，并且所述脉冲光束至少大部分被放大的所述位置在最接近所述中心波长选择光学器件的所述直角棱镜与第二最接近所述中心波长选择光学器件的所述直角棱镜之间的光路中。

19.一种光学系统，包括：

光源，被配置为产生沿着路径被导向光刻曝光设备的脉冲光束；

光刻曝光设备，被配置为与所述脉冲光束相互作用；以及

相对于所述光源布置的波长选择装置，所述波长选择装置包括：

中心波长选择光学器件，被配置为根据所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的入射角来针对所述脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；

调谐机构，沿着所述脉冲光束到所述中心波长选择光学器件的所述路径布置，所述调谐机构被配置为与所述脉冲光束光学地相互作用并且选择脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角；以及

衍射光学元件，是无源的且透射的并且沿着所述脉冲光束的所述路径被布置在所述脉冲光束被完全放大或至少大部分放大的位置处，所述衍射光学元件被配置为与所述脉冲光束相互作用并且从所述脉冲光束产生空间上分离并且时间上不分离的多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与所述中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联并且所述脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。

20.根据条款19所述的光学系统，其中所述衍射光学元件是衍射分束器、衍射光栅、相位光栅、二进制相位光栅或闪耀相位光栅。

21.根据条款19所述的光学系统，其中所述调谐机构包括四个折射光学元件。

22.根据条款21所述的光学系统，其中每个折射光学元件是直角棱镜。

23.根据条款19所述的光学系统，其中所述多个脉冲光子射束的所述不同波长之间的波长间隔大于约10皮米(pm)、约30pm或约45pm。

24.根据条款19所述的光学系统，其中针对所述脉冲光束的每个脉冲的所述中心波长是约248纳米(nm)或193nm。

25.根据条款19所述的光学系统，其中所述波长选择装置还包括致动器，所述致动器被配置为调整所述衍射光学元件相对于所述脉冲光束的所述路径的位置，使得所述衍射光学元件在某些时刻沿着所述脉冲光束的所述路径定位，而在其他时刻不沿着所述脉冲光束的所述路径定位，只有当所述衍射光学元件沿着所述脉冲光束的所述路径定位时，所述衍射光学元件才与所述脉冲光束相互作用。

26.根据条款25所述的光学系统，还包括控制系统，所述控制系统被配置为控制所述波长选择装置来调整所述衍射光学元件相对于所述脉冲光束的所述路径的位置。

27.根据条款19所述的光学系统，其中所述光刻曝光设备包括掩模和晶片保持器，所述掩模被定位为与来自所述光源的所述脉冲光束相互作用，所述晶片保持器被配置为保持晶片。

28.根据条款27所述的光学系统，其中多个不同的空间图像在所述晶片保持器处的所述晶片上形成，每个不同的空间图像基于沿传播方向穿过所述掩模的相关脉冲光子射束的所述不同波长。

29.根据条款19所述的光学系统，还包括控制系统以及与所述调谐机构相关联的一个或多个致动器，其中所述控制系统被配置为调整到所述一个或多个致动器的信号，从而调整所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角。

30.一种利用单个脉冲光束形成多个空间图像的方法，所述方法包括：

生成沿着路径朝向晶片的所述脉冲光束；

通过使所述脉冲光束与沿着所述脉冲光束到中心波长选择光学器件的路径布置的调谐机构光学地相互作用，选择所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的入射角，以针对所述脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；

从所述脉冲光束产生空间上分离且时间上不分离的多个脉冲光子射束，包括通过使所述脉冲光束与沿着所述脉冲光束的所述路径布置的衍射图案相互作用而将所述脉冲光束划分为所述多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与所述中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与间隔至少10皮米(pm)的不同波长中的相应一个波长相关联；以及

在所述晶片上的所述单个脉冲光束中形成所述多个空间图像，其中每个空间图像基于不同的波长形成。

31.根据条款30所述的方法，其中使所述脉冲光束与所述衍射图案相互作用包括使所述脉冲光束透射通过衍射光学元件。

32.根据条款30所述的方法，其中与每个脉冲光子射束相关联的到所述中心波长选择光学器件上的每个不同入射角由所述衍射图案的周期性形状确定。

33.根据条款30所述的方法，其中选择所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角包括在所述调谐机构内调整折射光学元件的一个或多个角度。

34.根据条款30所述的方法，其中从所述脉冲光束产生所述多个脉冲光子射束包括调整所述衍射图案相对于所述脉冲光束的所述路径的位置。

35.根据条款34所述的方法，其中调整所述衍射图案的所述位置包括通过移动包括所述衍射图案的衍射光学元件来进行控制。

36.根据条款30所述的方法，其中在所述晶片上形成所述多个空间图像包括使所述脉冲光束在所述晶片处的强度轮廓平坦化。

37.根据条款30所述的方法，还包括通过使所述脉冲光子射束与沿着所述脉冲光束的所述路径布置的所述衍射图案相互作用来重新组合离开所述中心波长选择光学器件的所述多个脉冲光子射束，使得当所述脉冲光束沿着所述路径行进到所述中心波长选择光学器件时与所述衍射图案相互作用时，产生所述多个脉冲光子射束，并且当所述脉冲光子射束沿着所述路径行进远离所述中心波长选择光学器件时与所述衍射图案相互作用时，所述多个脉冲光子射束被重新组合而形成所述脉冲光束。

38.一种用于产生脉冲光束的脉冲光源的波长选择装置，所述波长选择装置包括：

中心波长选择光学器件，被配置为根据所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的入射角来为所述脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；

调谐机构，沿着所述脉冲光束到所述中心波长选择光学器件的路径布置，所述调谐机构被配置为与所述脉冲光束光学地相互作用并且选择所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角，所述调谐机构包括四个折射光学元件；以及

无源的且透射的衍射光学元件，沿着所述脉冲光束的所述路径被布置在所述调谐机构和所述中心波长选择光学器件之间的位置处，所述衍射光学元件被配置为与所述脉冲光束相互作用并且从所述脉冲光束产生空间上分离而时间上不分离的多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与所述中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联，并且所述脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。

39.根据条款38所述的波长选择装置，其中所述衍射光学元件是衍射分束器、衍射光栅、相位光栅、二进制相位光栅或闪耀相位光栅。

40.根据条款38所述的波长选择装置，其中所述调谐机构包括四个折射光学元件。

41.根据条款38所述的波长选择装置，其中所述多个脉冲光子射束的不同波长之间的波长间隔大于约10皮米(pm)、约30pm或约45pm。

其他实现方式在权利要求的范围内。

Claims (41)

1.一种用于产生脉冲光束的脉冲光源的波长选择装置，所述波长选择装置包括：

中心波长选择光学器件，被配置为根据所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的入射角来针对所述脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；

调谐机构，沿着所述脉冲光束到所述中心波长选择光学器件的路径布置，所述调谐机构被配置为与所述脉冲光束光学地相互作用并且选择所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角；以及

衍射光学元件，是无源的且透射的并且沿着所述脉冲光束的所述路径被布置在所述脉冲光束至少大部分被放大的位置处，所述衍射光学元件被配置为与所述脉冲光束相互作用，并且从所述脉冲光束产生多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与所述中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联并且所述脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。

2.根据权利要求1所述的波长选择装置，其中所述衍射光学元件是衍射分束器、衍射光栅、相位光栅、二进制相位光栅或闪耀相位光栅。

3.根据权利要求1所述的波长选择装置，其中所述调谐机构包括四个折射光学元件。

4.根据权利要求3所述的波长选择装置，其中每个折射光学元件是直角棱镜。

5.根据权利要求1所述的波长选择装置，其中所述多个脉冲光子射束的所述不同波长之间的波长间隔大于约10皮米pm、约30pm或约45pm。

6.根据权利要求1所述的波长选择装置，其中针对所述脉冲光束的每个脉冲的所述中心波长是约248纳米nm或约193nm。

7.根据权利要求1所述的波长选择装置，其中所述多个脉冲光子射束的所述不同波长之间的所述波长间隔取决于所述衍射光学元件的周期性形状。

8.根据权利要求1所述的波长选择装置，其中所述调谐机构包括沿着所述脉冲光束到所述衍射光学元件的所述路径布置的四个直角棱镜，并且所述脉冲光束在所述四个直角棱镜与所述中心波长选择光学器件之间被完全放大。

9.根据权利要求1所述的波长选择装置，还包括致动器，所述致动器被配置为调整所述衍射光学元件相对于所述脉冲光束的所述路径的位置，使得所述衍射光学元件在某些时刻沿着所述脉冲光束的所述路径定位，而在其它时刻不沿着所述脉冲光束的所述路径定位，只有当所述衍射光学元件沿着所述脉冲光束的所述路径定位时，所述衍射光学元件才与所述脉冲光束相互作用。

10.根据权利要求9所述的波长选择装置，其中所述致动器还被配置为在所述衍射光学元件处调整所述衍射光学元件相对于所述脉冲光束的所述路径的方向的角度，使得所产生的每个脉冲光子射束在所述中心波长选择光学器件上的所述不同入射角被调整。

11.根据权利要求1所述的波长选择装置，其中所述多个脉冲光子射束包括三个或更多个脉冲光子射束。

12.根据权利要求1所述的波长分离装置，其中所述调谐机构和所述中心波长选择光学器件被布置为在Littrow配置中与所述脉冲光束相互作用。

13.根据权利要求1所述的波长分离装置，其中所述中心波长选择光学器件是反射光学元件。

14.根据权利要求1所述的波长分离装置，其中空间图像针对所述脉冲光束的每个不同波长而被形成。

15.根据权利要求1所述的波长选择装置，还包括控制系统以及与所述调谐机构相关联的一个或多个致动器，其中所述控制系统被配置为调整到所述一个或多个致动器的信号，从而调整所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角。

16.根据权利要求1所述的波长选择装置，其中所述衍射光学元件被布置为与所述脉冲光束沿着所述路径的传播方向垂直。

17.根据权利要求1所述的波长选择装置，其中所述衍射光学元件还被配置为将来自所述中心波长选择光学器件的所述多个脉冲光子射束重新组合，以形成所述脉冲光束。

18.根据权利要求1所述的波长选择装置，其中所述调谐机构包括四个直角棱镜，并且所述脉冲光束至少大部分被放大的所述位置在最接近所述中心波长选择光学器件的所述直角棱镜与第二最接近所述中心波长选择光学器件的所述直角棱镜之间的光路中。

19.一种光学系统，包括：

光源，被配置为产生沿着路径被导向光刻曝光设备的脉冲光束；

光刻曝光设备，被配置为与所述脉冲光束相互作用；以及

相对于所述光源布置的波长选择装置，所述波长选择装置包括：

中心波长选择光学器件，被配置为根据所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的入射角来针对所述脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；

调谐机构，沿着所述脉冲光束到所述中心波长选择光学器件的所述路径布置，所述调谐机构被配置为与所述脉冲光束光学地相互作用并且选择所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角；以及

衍射光学元件，是无源的且透射的并且沿着所述脉冲光束的所述路径被布置在所述脉冲光束被完全放大或至少大部分放大的位置处，所述衍射光学元件被配置为与所述脉冲光束相互作用并且从所述脉冲光束产生空间上分离并且时间上不分离的多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与所述中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联并且所述脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。

20.根据权利要求19所述的光学系统，其中所述衍射光学元件是衍射分束器、衍射光栅、相位光栅、二进制相位光栅或闪耀相位光栅。

21.根据权利要求19所述的光学系统，其中所述调谐机构包括四个折射光学元件。

22.根据权利要求21所述的光学系统，其中每个折射光学元件是直角棱镜。

23.根据权利要求19所述的光学系统，其中所述多个脉冲光子射束的所述不同波长之间的波长间隔大于约10皮米pm、约30pm或约45pm。

24.根据权利要求19所述的光学系统，其中针对所述脉冲光束的每个脉冲的所述中心波长是约248纳米nm或193nm。

25.根据权利要求19所述的光学系统，其中所述波长选择装置还包括致动器，所述致动器被配置为调整所述衍射光学元件相对于所述脉冲光束的所述路径的位置，使得所述衍射光学元件在某些时刻沿着所述脉冲光束的所述路径定位，而在其他时刻不沿着所述脉冲光束的所述路径定位，只有当所述衍射光学元件沿着所述脉冲光束的所述路径定位时，所述衍射光学元件才与所述脉冲光束相互作用。

26.根据权利要求25所述的光学系统，还包括控制系统，所述控制系统被配置为控制所述波长选择装置来调整所述衍射光学元件相对于所述脉冲光束的所述路径的所述位置。

27.根据权利要求19所述的光学系统，其中所述光刻曝光设备包括掩模和晶片保持器，所述掩模被定位为与来自所述光源的所述脉冲光束相互作用，所述晶片保持器被配置为保持晶片。

28.根据权利要求27所述的光学系统，其中多个不同的空间图像在所述晶片保持器处的所述晶片上形成，每个不同的空间图像是基于沿传播方向穿过所述掩模的相关脉冲光子射束的所述不同波长的。

29.根据权利要求19所述的光学系统，还包括控制系统以及与所述调谐机构相关联的一个或多个致动器，其中所述控制系统被配置为调整到所述一个或多个致动器的信号，从而调整所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角。

30.一种用于使用单个脉冲光束来形成多个空间图像的方法，所述方法包括：

生成沿着路径朝向晶片的所述脉冲光束；

通过使所述脉冲光束与沿着所述脉冲光束到中心波长选择光学器件的路径布置的调谐机构光学地相互作用，选择所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的入射角，以针对所述脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；

从所述脉冲光束产生空间上分离并且时间上不分离的多个脉冲光子射束，包括通过使所述脉冲光束与沿着所述脉冲光束的所述路径布置的衍射图案相互作用而将所述脉冲光束划分为所述多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与所述中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与间隔至少10皮米pm的不同波长中的相应一个波长相关联；以及

在所述晶片上在所述单个脉冲光束中形成所述多个空间图像，其中每个空间图像基于不同的波长形成。

31.根据权利要求30所述的方法，其中使所述脉冲光束与所述衍射图案相互作用包括使所述脉冲光束透射通过衍射光学元件。

32.根据权利要求30所述的方法，其中与每个脉冲光子射束相关联的、到所述中心波长选择光学器件上的每个不同入射角由所述衍射图案的周期性形状确定。

33.根据权利要求30所述的方法，其中选择所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角包括在所述调谐机构内调整折射光学元件的一个或多个角度。

34.根据权利要求30所述的方法，其中从所述脉冲光束产生所述多个脉冲光子射束包括调整所述衍射图案相对于所述脉冲光束的所述路径的位置。

35.根据权利要求34所述的方法，其中调整所述衍射图案的所述位置包括通过移动包括所述衍射图案的衍射光学元件来进行控制。

36.根据权利要求30所述的方法，其中在所述晶片上形成所述多个空间图像包括使所述脉冲光束在所述晶片处的强度轮廓平坦化。

37.根据权利要求30所述的方法，还包括通过使所述脉冲光子射束与沿着所述脉冲光束的所述路径布置的所述衍射图案相互作用来重新组合离开所述中心波长选择光学器件的所述多个脉冲光子射束，使得当所述脉冲光束沿着所述路径行进到所述中心波长选择光学器件时与所述衍射图案相互作用时，产生所述多个脉冲光子射束，并且当所述脉冲光子射束沿着所述路径行进远离所述中心波长选择光学器件时与所述衍射图案相互作用时，所述多个脉冲光子射束被重新组合而形成所述脉冲光束。

38.一种用于产生脉冲光束的脉冲光源的波长选择装置，所述波长选择装置包括：

中心波长选择光学器件，被配置为根据所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的入射角来针对所述脉冲光束的每个脉冲选择至少一个中心波长；

调谐机构，沿着所述脉冲光束到所述中心波长选择光学器件的路径布置，所述调谐机构被配置为与所述脉冲光束光学地相互作用并且选择所述脉冲光束在所述中心波长选择光学器件上的所述入射角，所述调谐机构包括四个折射光学元件；以及

无源的且透射的衍射光学元件，沿着所述脉冲光束的所述路径被布置在所述调谐机构和所述中心波长选择光学器件之间的位置处，所述衍射光学元件被配置为与所述脉冲光束相互作用并且从所述脉冲光束产生空间上分离而时间上不分离的多个脉冲光子射束，每个脉冲光子射束与所述中心波长选择光学器件上的不同入射角相关联，使得每个脉冲光子射束与不同波长相关联，并且所述脉冲光束的光谱包括在每个不同波长处的峰值。

39.根据权利要求38所述的波长选择装置，其中所述衍射光学元件是衍射分束器、衍射光栅、相位光栅、二进制相位光栅或闪耀相位光栅。

40.根据权利要求38所述的波长选择装置，其中所述调谐机构包括四个折射光学元件。

41.根据权利要求38所述的波长选择装置，其中所述多个脉冲光子射束的所述不同波长之间的波长间隔大于约10皮米pm、约30pm或约45pm。