TW201539151A - 輻射源 - Google Patents

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TW201539151A
TW201539151A TW104108215A TW104108215A TW201539151A TW 201539151 A TW201539151 A TW 201539151A TW 104108215 A TW104108215 A TW 104108215A TW 104108215 A TW104108215 A TW 104108215A TW 201539151 A TW201539151 A TW 201539151A
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electron laser
electron
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TW104108215A
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Erik Roelof Loopstra
Vadim Yevgenyevich Banine
Petrus Rutgerus Bartraij
Rilpho Ludovicus Donker
Johannes Antonius Gerardus Akkermans
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Asml Netherlands Bv
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Abstract

本發明係關於一種自由電子雷射。該自由電子雷射包含：一電子源，其可操作以發射一電子射束；一粒子加速器，其可操作以使該電子射束加速至相對論能量；一波盪器，其可操作以沿著一週期性路徑來導引該相對論電子射束以便刺激相干輻射之發射；及一操控單元，其可操作以變更該電子射束之軌跡，以便將該電子射束自該電子射束實質上在一第一方向上傳播所沿著的一第一路徑導向至該電子射束實質上在一第二方向上傳播所沿著的一第二路徑，其中該第一路徑與該第二路徑彼此垂直地分離。

Description

輻射源
本發明係關於一種用於微影系統之輻射源。詳言之，其係關於一種併有自由電子雷射之EUV輻射源。
微影系統包含一輻射源及至少一微影裝置。微影裝置為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)製造中。微影裝置可(例如)將圖案自圖案化器件(例如，光罩)投影至提供於基板上之輻射敏感材料(光阻)層上。
由微影裝置使用以將圖案投影至基板上之輻射之波長判定可形成於彼基板上之特徵之最小大小。使用為具有在4奈米至20奈米之範圍內的波長之電磁輻射之EUV輻射的微影裝置相比於習知微影裝置(其可(例如)使用具有193奈米之波長之電磁輻射)可用以在基板上形成較小特徵。
微影裝置可具備來自形成微影系統之部件的輻射源之輻射。輻射源可包含發射EUV輻射之至少一自由電子雷射。
需要產生適於向微影裝置提供輻射的預防或減輕與已知輻射源相關聯之問題中之一或多者之輻射源。
根據一第一態樣，提供一種自由電子雷射，其包含：一電子源，其可操作以發射一電子射束；一粒子加速器，其可操作以使該電子射 束加速至相對論能量；一波盪器，其可操作以沿著一週期性路徑來導引該相對論電子射束以便刺激相干輻射之發射；及一操控單元，其可操作以變更該電子射束之軌跡，以便將該電子射束自該電子射束實質上在一第一方向上傳播所沿著的一第一路徑導向至該電子射束實質上在一第二方向上傳播所沿著的一第二路徑，其中該第一路徑與該第二路徑彼此垂直地分離。
有利的是，將該第一路徑與該第二路徑垂直地分離會允許縮減該自由電子雷射佔據之一區。此係因為該自由電子雷射之組件可定位於不同垂直層級上方。該自由電子雷射佔據之區之寬度之縮減亦允許減低該區之總面積。該區之寬度及面積之縮減在自由電子雷射形成用於微影系統之輻射源之部件之配置中有利。
該粒子加速器可操作以使該電子射束加速至大於約10MeV之能量。
該粒子加速器可操作以使該電子射束加速至大於約100MeV之能量。
該第一方向與該第二方向可彼此相反。
該粒子加速器可使該電子射束沿著該第一路徑加速。
該波盪器可操作以沿著該第二路徑來導引該相對論電子射束。
該線性加速器可定位於一第一垂直層級上。
該波盪器可定位於一第二垂直層級上。
該操控單元可操作以變更該等電子射束之該軌跡，以便將該電子射束自該第一垂直層級上之該粒子加速器導向至該第二垂直層級上之該波盪器。
該第一垂直層級可位於該第二垂直層級上方。
該自由電子雷射之該等組件中之至少一些可容納於一建築物內。
該第一垂直層級可對應於該建築物之一第一垂直層級且該第二 垂直層級可對應於該建築物之一第二垂直層級。
該建築物可包含輻射屏蔽壁，該等輻射屏蔽壁經組態以防止由該自由電子雷射產生之有害輻射傳播離開該建築物。
該自由電子雷射可進一步包含一第二操控單元，該第二操控單元可操作以變更該電子射束之該軌跡，以便將該電子射束自該第二路徑導向至該第一路徑。
該第二操控單元可操作以將自該波盪器輸出之該電子射束導向至該粒子加速器。
該粒子加速器可操作以使自該波盪器輸出之該電子射束減速。
該粒子加速器可操作以自該減速電子射束恢復能量，且使用該經恢復能量以使自該電子源接收之該電子射束加速。
該自由電子雷射可進一步包含一聚束壓縮機，該聚束壓縮機經組態以空間地壓縮該電子射束中之電子。
該聚束壓縮機可定位於該操控單元之上游及該波盪器之下游。
該聚束壓縮機可定位於與該波盪器經定位之該垂直層級是同一個的該垂直層級上。
該自由電子雷射之經定位於該第一垂直層級上之組件及該自由電子雷射之經定位於該第二垂直層級上之組件可位於同一室中。
該粒子加速器及該波盪器可位於同一室中。
該自由電子雷射可進一步包含一起重機，其中該起重機經配置成使得其可接取該自由電子雷射之位於該第一垂直層級上之組件及該自由電子雷射之位於該第二垂直層級上之組件。
該粒子加速器及該波盪器可在垂直於該粒子加速器之一縱向軸線之一水平軸線上彼此偏移。舉例而言，沿著粒子加速器之縱向軸線之大部分範圍可定位於水平軸線上之第一位置處，其中水平軸線垂直於粒子加速器之縱向軸線，且沿著波盪器之縱向軸線之大部分範圍可 定位於水平軸線上之不同於該第一位置之第二位置處。
該自由電子可進一步包含經組態以將低溫冷卻提供至該粒子加速器之組件。
該等低溫冷卻組件可定位於經容納有該自由電子雷射之該建築物外部。
該等低溫冷卻組件可容納於經容納有該自由電子雷射之該建築物內部。
經容納有該等低溫冷卻組件之該建築物之一部分可與經容納有該粒子加速器及該波盪器之該建築物之一部分機械地隔離。
該自由電子雷射可進一步包含至少一輻射屏蔽壁，該至少一輻射屏蔽壁經組態以屏蔽經容納有該等低溫冷卻組件之該建築物之一部分與經容納有該粒子加速器及該波盪器之該建築物之一部分。
該自由電子雷射可進一步包含經組態以將電功率提供至該自由電子雷射之組件之電組件。
該等電組件可定位於經容納有該自由電子雷射之該建築物外部。
該等電冷卻組件可容納於經容納有該自由電子雷射之該建築物內部。
該自由電子雷射可進一步包含至少一輻射屏蔽壁，該至少一輻射屏蔽壁經組態以屏蔽經容納有該等電冷卻組件之該建築物之一部分與經容納有該粒子加速器及該波盪器之該建築物之一部分。
該波盪器可經組態以使該等相對論電子發射EUV輻射。
該粒子加速器可為一線性加速器。
該自由電子雷射可包含可操作以使該電子射束加速之複數個粒子加速器。
該等線性加速器中之至少一者可定位於與該等其他線性加速器中之至少一者不同的一垂直層級上。
該自由電子雷射可包含各自可操作以發射一電子射束之複數個電子源。
該自由電子雷射可進一步包含一電子射束合併器，該電子射束合併器經組態以將自複數個電子源發射之複數個電子射束合併成一單一電子射束。
該複數個電子源可定位於與該線性加速器經定位之該垂直層級不同的一垂直層級上。
該複數個電子源可定位於與該波盪器經定位之該垂直層級不同的一垂直層級上。
根據一第二態樣，提供一種微影系統，其包含：一輻射源，該輻射源包含根據該第一態樣之一自由電子雷射；及一或多個微影裝置。
該微影系統包含複數個微影裝置，該複數個微影裝置各自經配置以自該輻射源接收輻射。
該複數個微影裝置可位於一建築物中，且該輻射源可位於該複數個微影裝置定位之該建築物外部。
該微影系統可進一步包含一光束分裂裝置，該光束分裂裝置經組態以自該輻射源接收一輻射光束且將該輻射光束分裂成分支輻射光束，且經進一步組態以將一分支輻射光束提供至該複數個微影裝置中每一者。
該輻射源可包含根據該第一態樣之複數個自由電子雷射。
該輻射源可進一步包含一光學系統，該光學系統經組態以自該複數個自由電子雷射中每一者接收一輻射光束且自該等輻射光束形成一複合輻射光束，且該光學系統可經進一步組態以將該複合輻射光束提供至該光束分裂裝置。
該複數個自由電子雷射中每一者可經組態以在實質上該同一垂直層級上輸出一輻射光束。
該自由電子雷射可經組態以輸出一輻射光束，該輻射光束相對於該輻射源之一光軸成一角度而傳播。
該輻射源可經組態以發射一第一輻射光束及一第二輻射光束。
該輻射源可包含經組態以發射該第一輻射光束之一第一自由電子雷射，及經組態以發射該第二輻射光束之一第二自由電子雷射。
該輻射源可進一步包含一或多個光學組件，該一或多個光學組件可操作以在該第二自由電子雷射停止發射輻射的情況下分裂自該第一自由電子雷射發射之該輻射光束以便形成該第一輻射光束及該第二輻射光束。
該微影系統可包含複數列微影裝置，該複數列微影裝置各自在一第一方向上延伸。
每一列微影裝置可具備一光束分裂裝置，該光束分裂裝置經組態以接收一輻射光束、將該輻射光束分裂成複數個分支輻射光束且將每一分支輻射光束導向至該列微影裝置之一微影裝置。
該輻射源可經組態以在一第二方向上發射一輻射光束，其中該第二方向非平行於該第一方向。
該第二方向可垂直於該第一方向。
該輻射源可經組態以發射一輻射光束，且該微影系統可進一步包含一光束分裂單元，該光束分裂單元經組態以將該輻射光束分裂成複數個子光束，其中每一子光束經提供至一列微影裝置。
根據一第三態樣，提供複數個微影系統，其中該複數個微影系統中每一者包含根據該第二態樣之一微影系統。
該複數個微影系統可經配置成彼此鄰近。
根據一第四態樣，提供一種用於產生輻射之方法，其包含：發射一電子射束；沿著一第一路徑且實質上在一第一方向上使該電子射束加速至相對論能量；自該第一路徑變更該等相對論電子之軌跡使得該 等電子沿著一第二路徑且實質上在一第二方向上傳播，其中該第一路徑與該第二路徑彼此垂直地分離；及使該等相對論電子遵循一週期性路徑，藉此使該等相對論電子刺激相干輻射之發射。
使該電子射束加速至相對論能量可包含使該電子射束加速至大於約10MeV之能量。
使該電子射束加速至相對論能量可包含使該電子射束加速至大於約100MeV之能量。
該第一方向與該第二方向可彼此相反。
該方法可進一步包含將一電子射束自該第二路徑導向至該第一路徑。
該方法可進一步包含使自該第二路徑導向至該第一路徑之一電子射束減速。
該方法可進一步包含自該減速電子射束恢復能量且使用該能量以使一電子射束沿著該第一路徑加速。
該方法可進一步包含空間地壓縮該相對論電子射束之電子。
可在該相對論電子射束已自該第一路徑經導向至該第二路徑之後且在使該等相對論電子遵循一週期性路徑之前空間地壓縮該相對論電子射束。
可沿著一粒子加速器之一縱向軸線而使該電子射束加速，且可使該等相對論電子遵循圍繞一波盪器之一縱向軸線之一週期性路徑。
該粒子加速器之該縱向軸線可在垂直於該粒子加速器之該縱向軸線的一水平軸線上自該波盪器之該縱向軸線偏移。
舉例而言，該粒子加速器之大部分範圍可定位於垂直於該粒子加速器之縱向軸線的水平軸線上之第一位置處。該波盪器之大部分範圍可定位於該水平軸線上之不同於該第一位置的第二位置處。
該等相對論電子可發射EUV輻射。
本發明之該第一態樣、該第二態樣、該第三態樣及該第四態樣可包括本發明之該等其他態樣中之任一者之一或多個特徵。
8‧‧‧開口
10‧‧‧琢面化場鏡面器件
11‧‧‧琢面化光瞳鏡面器件
13‧‧‧鏡面
14‧‧‧鏡面
20‧‧‧光束分裂裝置/底層分裂裝置/光束分裂器
21‧‧‧電子源
21a‧‧‧電子源
21b‧‧‧電子源
22‧‧‧線性加速器
22a‧‧‧第一線性加速器
22b‧‧‧第二線性加速器
22c‧‧‧線性加速器
22d‧‧‧線性加速器
22e‧‧‧線性加速器
22f‧‧‧第六線性加速器
23‧‧‧操控單元
24‧‧‧波盪器
25‧‧‧第二操控單元
26‧‧‧射束截止器
31‧‧‧建築物
31'‧‧‧第一建築物
31"‧‧‧第二建築物
32‧‧‧環路
33‧‧‧長度
35‧‧‧寬度
37‧‧‧電氣櫃
39‧‧‧低溫冷卻櫃
40‧‧‧光學系統
41‧‧‧第一垂直層級
42‧‧‧地板
43‧‧‧第二垂直層級
43a‧‧‧第一垂直子層級
43b‧‧‧第二垂直子層級
44‧‧‧高架起重機
45‧‧‧橫樑
47‧‧‧壁
48‧‧‧第二地板
60‧‧‧第一路徑
61‧‧‧第一方向
62‧‧‧第二路徑
63‧‧‧第二方向
132‧‧‧第一光學元件
134‧‧‧第二光學元件
136‧‧‧第一光學元件
138‧‧‧第二光學元件
201‧‧‧第一輻射光束
202‧‧‧第二輻射光束
203‧‧‧第一列微影裝置
205‧‧‧第二列微影裝置
207‧‧‧第三列微影裝置
209‧‧‧第四列微影裝置
211‧‧‧第一垂直層級
212‧‧‧第二垂直層級
220‧‧‧光束分裂裝置
231‧‧‧第一光束分裂單元
232‧‧‧第二光束分裂單元
233‧‧‧第一反射器
234‧‧‧第二反射器
251‧‧‧開口
301‧‧‧電子射束合併器
303‧‧‧第一角度
2011‧‧‧第一子光束
2012‧‧‧第三子光束
2021‧‧‧第二子光束
2022‧‧‧第四子光束
2201‧‧‧輸入電子射束/入射電子射束
2202‧‧‧輸入電子射束/入射電子射束
2203‧‧‧偶極磁體
2204‧‧‧偶極磁體
2205‧‧‧四極磁體
2206‧‧‧四極磁體
2207‧‧‧偶極磁體
2208‧‧‧四極磁體
2209‧‧‧偶極磁體
2210‧‧‧四極磁體
2211‧‧‧偶極磁體
2212‧‧‧輸出電子射束/輸出
B‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束/主輻射光束/輸出輻射光束/複合輻射光束
B'‧‧‧第一極紫外線(EUV)輻射光束/輻射
B"‧‧‧第二極紫外線(EUV)輻射光束
B1‧‧‧分支輻射光束/經圖案化輻射光束
B2‧‧‧分支輻射光束
B3‧‧‧分支輻射光束
B4‧‧‧分支輻射光束
B5‧‧‧分支輻射光束
B6‧‧‧分支輻射光束
B7‧‧‧分支輻射光束
B8‧‧‧分支輻射光束
B9‧‧‧分支輻射光束
B10‧‧‧分支輻射光束
B11‧‧‧分支輻射光束/經圖案化輻射光束
B12‧‧‧分支輻射光束
B13‧‧‧分支輻射光束
B14‧‧‧分支輻射光束
B15‧‧‧分支輻射光束
B16‧‧‧分支輻射光束
B17‧‧‧分支輻射光束
B18‧‧‧分支輻射光束
B19‧‧‧分支輻射光束
B20‧‧‧分支輻射光束
E‧‧‧聚束式電子射束/相對論電子射束
E'‧‧‧電子射束
FEL‧‧‧自由電子雷射
FEL'‧‧‧第一自由電子雷射
FEL"‧‧‧第二自由電子雷射
IL‧‧‧照明系統
LA1‧‧‧微影裝置
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LS‧‧‧微影系統
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PS‧‧‧投影系統
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W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
現在將參看隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：- 圖1為包含一輻射源及複數個微影裝置之微影系統的示意性說明；- 圖2為形成圖1之微影系統之部件的微影裝置之示意性說明；- 圖3為自由電子雷射之示意性說明；- 圖4為包括包含兩個自由電子雷射之輻射源之微影系統的示意性說明；- 圖5為光學系統之示意性說明；- 圖6為根據本發明之一實施例之自由電子雷射的示意性說明，其中自由電子雷射定位於多個垂直層級上；- 圖7a及圖7b為根據本發明之自由電子雷射之兩個實施例之正視圖的示意性說明；- 圖8為根據本發明之一替代實施例之自由電子雷射的示意性說明，其中自由電子雷射定位於多個垂直層級上；- 圖9為根據本發明之一實施例之兩個微影系統的示意性說明；- 圖10為根據本發明之一替代實施例之兩個微影系統的示意性說明；- 圖11A及圖11B為自由電子雷射之一替代實施例的示意性說明；- 圖12A及圖12B為自由電子雷射之另一替代實施例的示意性說明；- 圖13A及圖13B為自由電子雷射之又一替代實施例的示意性說明； - 圖14A及圖14B為自由電子雷射之又一替代實施例的示意性說明；- 圖15A及圖15B為自由電子雷射之又一替代實施例的示意性說明；- 圖16A及圖16B為自由電子雷射之又一替代實施例的示意性說明；- 圖17A及圖17B為包含兩列微影裝置之微影系統之一實施例的示意性說明；- 圖18為包含四列微影裝置之微影系統之一實施例的示意性說明；- 圖19為包含四列微影裝置之微影系統之一替代實施例的示意性說明；- 圖20為包含四列微影裝置之微影系統之另一替代實施例的示意性說明；- 圖21為光束分裂裝置之一部分的示意性說明；及- 圖22A及圖22B為電子射束合併器之一實施例的示意性說明。
圖1展示微影系統LS，其包含：一輻射源SO、一光束分裂裝置20及複數個微影裝置LA1至LA20。輻射源SO包含至少一自由電子雷射，且經組態以產生極紫外線(EUV)輻射光束B(其可被稱作主光束)。主輻射光束B分裂成複數個輻射光束B1至B20(其可被稱作分支光束)，該等輻射光束B1至B20中每一者係由光束分裂裝置20導向至微影裝置LA1至LA20中之一不同微影裝置。分支輻射光束B1至B20可自主輻射光束B連續地分裂，其中每一分支輻射光束自主輻射光束B自先前分支輻射光束之下游分裂。光束分裂裝置可(例如)包含一系列鏡面(圖中未繪示)，該等鏡面中每一者經組態以將主輻射光束B之一部分分裂成分支輻射 光束B1至B20。
分支輻射光束B1至B20在圖1中被描繪為自主輻射光束B分裂使得分支輻射光束B1至B20在大約垂直於主輻射光束B之傳播方向的方向上傳播。然而，在一些實施例中，分支輻射光束B1至B20可代替地自主輻射光束B分裂成使得每一分支輻射光束B1至B20之傳播方向與主輻射光束之傳播方向之間的角度實質上小於90度。此情形可允許光束分裂裝置之鏡面經配置成使得主輻射光束B以小於直角之入射角入射於鏡面上。有利的是，此情形可減低由鏡面吸收之輻射之量，且因此，增加自鏡面反射且經由分支輻射光束B1至B20而提供至微影裝置LA1至LA20的輻射之量。
微影裝置LA1至LA20可全部定位於同一垂直層級上。供定位微影裝置LA1至LA20之垂直層級可為與供定位光束分裂裝置20且自輻射源SO接收主光束B之垂直層級實質上相同的垂直層級。替代地，光束分裂裝置20可將分支輻射光束B1至B20中之至少一些導向至供定位微影裝置LA1至LA20中之至少一些之一或多個不同垂直層級。舉例而言，主輻射光束B可由光束分裂裝置在基層(basement)或底層垂直層級上接收。底層分裂裝置20可將至少一些分支輻射光束B1至B20導向至定位於光束分裂裝置上方且經定位有微影裝置LA1至LA20中之至少一些的垂直層級。微影裝置LA1至LA20可定位於多個垂直層級上，且因而，光束分裂裝置20可將分支輻射光束B1至B20導向至不同垂直層級以便由微影裝置LA1至LA20接收。
輻射源SO、光束分裂裝置20及微影裝置LA1至LA20可全部經建構及配置成使得其可與外部環境隔離。真空可提供於輻射源SO、光束分裂裝置20及微影裝置LA1至LA20中之至少部分中，以便最小化EUV輻射之吸收。微影系統LS之不同部分可具備處於不同壓力之真空(亦即，被保持處於低於大氣壓力之壓力)。
圖2為圖1所展示之微影系統LS之微影裝置LA1的示意性描繪。微影裝置LA1包含照明系統IL、經組態以支撐圖案化器件MA(例如，光罩)之支撐結構MT、投影系統PS，及經組態以支撐基板W之基板台WT。照明系統IL經組態以調節由微影裝置LA1接收之分支輻射光束B1，之後該分支輻射光束B1入射於圖案化器件MA上。投影系統PS經組態以將分支輻射光束B1(現在藉由光罩MA而圖案化)投影至基板W上。基板W可包括先前形成之圖案。在此種狀況下，微影裝置將經圖案化輻射光束B1與先前形成於基板W上之圖案對準。
由微影裝置LA1接收之分支輻射光束B1自光束分裂裝置20通過照明系統IL之圍封結構中之開口8而傳遞至照明系統IL中。視情況，分支輻射光束B1可聚焦以在開口8處或附近形成中間焦點。
照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11。琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11一起提供輻射光束B1之所要橫截面形狀及所要角分佈。輻射光束B1自照明系統IL傳遞且入射於由支撐結構MT固持之圖案化器件MA上。圖案化器件MA反射且圖案化輻射光束以形成經圖案化光束B11。除了琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11以外或代替琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11，照明系統IL亦可包括其他鏡面或器件。舉例而言，照明系統IL可包括可獨立移動鏡面陣列。可獨立移動鏡面可(例如)有小於1毫米寬。可獨立移動鏡面可(例如)為MEMS器件。
在自圖案化器件MA反射之後，經圖案化輻射光束B11進入投影系統PS。投影系統包含複數個鏡面13、14，該複數個鏡面13、14經組態以將輻射光束B11投影至由基板台WT固持之基板W上。投影系統PS可將縮減因數應用於輻射光束，從而形成特徵小於圖案化器件MA上之對應特徵之影像。舉例而言，可應用為4之縮減因數。儘管投影系統PS在圖2中具有兩個鏡面13、14，但投影系統可包括任何數目個鏡面(例 如，六個鏡面)。
在一些實施例中，微影系統LS可包括一或多個光罩檢測裝置(圖中未繪示)。光罩檢測裝置可包括經組態以自光束分裂裝置20接收分支輻射光束B1至B20且將分支輻射光束導向於光罩MA處之光學件(例如，鏡面)。光罩檢測裝置可進一步包括經組態以收集自光罩反射之輻射且在成像感測器處形成光罩之影像的光學件(例如，鏡面)。成像感測器處所接收之影像可用以判定光罩MA之一或多個屬性。光罩檢測裝置可(例如)相似於圖2所展示之微影裝置LA1，其中用成像感測器來替換基板台WT。
在一些實施例中，微影系統LS可包括可用以量測光罩MA之一或多個屬性之一或多個空中影像量測系統(AIMS)。舉例而言，AIMS可經組態以自光束分裂裝置20接收分支輻射光束B1至B20且使用分支輻射光束B1至B20以判定光罩MA之一或多個屬性。
輻射源SO包含可操作以產生EUV輻射光束之自由電子雷射FEL。舉例而言，輻射源可包含一個以上自由電子雷射FEL。
自由電子雷射包含一電子源，該電子源可操作以產生聚束式相對論電子射束，及該等相對論電子聚束經導向通過之週期性磁場。該週期性磁場係由波盪器產生且使電子遵循圍繞中心軸線之振盪路徑。由於由磁場造成之加速度，故電子大體上在中心軸線之方向上自發地輻射電磁輻射。相對論電子與波盪器內之輻射相互作用。在某些條件下，此相互作用使電子一起聚束成微聚束，在波盪器內之輻射之波長下經調變，且刺激沿著中心軸線之輻射之相干發射。
圖3為自由電子雷射FEL之示意性描繪，該自由電子雷射FEL包含一電子源21、一線性加速器22、一操控單元23及一波盪器24。電子源21可替代地被稱作注入器。
電子源21可操作以產生電子射束E。舉例而言，電子源21可包含 光陰極或熱離子陰極及加速電場。電子射束E為包含一系列電子聚束之聚束式電子射束E。電子射束E係由線性加速器22加速至相對論能量。在一實例中，線性加速器22可包含：複數個射頻空腔，其沿著一共同軸線軸向地間隔；及一或多個射頻電源，其可操作以在電子聚束在電磁場之間傳遞時沿著共同軸線控制該等電磁場以便使每一電子聚束加速。空腔可為超導射頻空腔。有利的是，此情形允許以高作用區間循環施加相對大電磁場；允許較大光束孔徑，從而引起歸因於尾流場之較少損耗；且允許增加透射至光束(相對於通過空腔壁而耗散)之射頻能量之分率。替代地，空腔通常可導電(亦即，不超導)，且可由(例如)銅形成。亦可使用其他類型之線性加速器。舉例而言，線性加速器22可包含雷射加速器，其中電子射束E傳遞通過經聚焦雷射光束且雷射光束之電場造成電子加速。
射出線性加速器22之相對論電子射束E進入操控單元23。操控單元23可操作以變更相對論電子射束E之軌跡，以便將電子射束E自線性加速器22導向至波盪器24。操控單元23可(例如)包含經組態以在操控單元23中產生磁場之一或多個電磁體及/或永久磁體。磁場可對電子射束E施加力，該力用以變更電子射束E之軌跡。電子射束E在離開線性加速器22時之軌跡係由操控單元23變更以便將電子導向至波盪器24。
在操控單元23包含一或多個電磁體及/或永久磁體之實施例中，磁體可經配置以形成磁偶極、磁四極、磁六極及/或經組態以將力施加至電子射束E之任何其他種類之多極磁場配置中的一或多者。另外或替代地，操控單元23可包含一或多個帶電板，該一或多個帶電板經組態以在操控單元23中產生電場，使得將力施加至電子射束E。一般而言，操控單元23可包含可操作以將力施加至電子射束E以變更其軌跡之任何裝置。
操控單元23將相對論電子射束E導向至波盪器24。波盪器24可操 作以沿著週期性路徑來導引相對論電子，使得電子射束E與波盪器24內之輻射相互作用以便刺激相干輻射之發射。通常，波盪器24包含複數個磁體，該複數個磁體可操作以產生造成電子射束E遵循週期性路徑之週期性磁場。結果，電子大體上在波盪器24之中心軸線之方向上發射電磁輻射。波盪器24可包含複數個區段(圖中未繪示)，每一區段包含一週期性磁體結構。電磁輻射可在每一波盪器區段之開始處形成聚束。波盪器24可進一步包含用於重新聚焦電子射束E之機構，諸如，一或多對鄰近區段之間的四極磁體。用於重新聚焦電子射束E之機構可縮減電子聚束之大小，此可改良電子與波盪器24內之輻射之間的耦合，從而增加輻射之發射之刺激。
在電子移動通過波盪器24時，該等電子與波盪器24中之電磁輻射之電場相互作用，從而與輻射交換能量。一般而言，除非條件接近於諧振條件，否則在電子與輻射之間交換之能量之量將快速地振盪，該諧振條件係由如下方程式給出：
其中λ em 為輻射之波長、λ u 為波盪器週期、γ為電子之勞倫茲因數，且K為波盪器參數。A取決於波盪器24之幾何形狀：對於螺旋狀波盪器，A=1，而對於平面波盪器，A=2。實務上，每一電子聚束將具有一能量展度，但可儘可能地最小化此展度(藉由以低發射率產生電子射束E)。波盪器參數K通常為大約1且係由如下方程式給出：
其中q及m分別為電荷及電子質量、B 0 為週期性磁場之振幅，且c為光之速率。
諧振波長λ em 等於由移動通過波盪器24之電子自發地輻射之第一 諧波波長。自由電子雷射FEL可在自放大受激發射(SASE)模式中操作。在SASE模式中之操作可需要在電子射束E進入波盪器24之前該電子射束E中之電子聚束之低能量展度。替代地，自由電子雷射FEL可包含可藉由波盪器24內之受激發射而放大之晶種輻射源。
移動通過波盪器24之電子可造成輻射之振幅增加，亦即，自由電子雷射FEL可具有非零增益。可在符合諧振條件時或在條件接近但稍微偏諧振時達成最大增益。
在進入波盪器24時符合諧振條件之電子將在其發射(或吸收)輻射時損耗(或取得)能量，使得諧振條件不再得以滿足。因此，在一些實施例中，波盪器24可漸狹。亦即，週期性磁場之振幅及/或波盪器週期λ u 可沿著波盪器24之長度而變化，以便在電子聚束經導引通過波盪器24時將該等電子聚束保持處於或接近於諧振。應注意，電子與波盪器24內之輻射之間的相互作用產生電子聚束內之能量展度。波盪器24之漸狹可經配置以最大化處於或接近於諧振之電子之數目。舉例而言，電子聚束可具有在峰值能量下處於峰值之能量分佈，且漸狹可經配置以在具有此峰值能量之電子經導引通過波盪器24時將該等電子保持處於或接近於諧振。有利的是，波盪器之漸狹具有顯著增加轉換效率之能力。使用漸狹波盪器可將轉換效率(亦即，轉換成輻射光束B中之輻射的電子射束E之能量之部分)增加達原先的2倍以上。波盪器之漸狹可藉由沿著波盪器之長度縮減波盪器參數K來達成。此可藉由使沿著波盪器之軸線之波盪器週期λ u 及/或磁場強度B 0 與電子聚束能量匹配以確保其處於或接近於諧振條件來達成。以此方式符合諧振條件會增加發射輻射之頻寬。
在離開波盪器24之後，電磁輻射係作為輻射光束B'被發射。輻射光束B'包含EUV輻射，且可形成提供至光束分裂裝置20(圖1所描繪)且形成提供至微影裝置LA1至LA20之分支輻射光束B1至B20的輻射光束B 之全部或部分。
在圖3所描繪之自由電子雷射之實施例中，離開波盪器24之電子射束E'進入第二操控單元25。第二操控單元25變更離開波盪器24之電子射束E'之軌跡，以便將該電子射束E'返回導向通過線性加速器22。第二操控單元25可相似於操控單元23，且可(例如)包含一或多個電磁體及/或永久磁體。第二操控單元25不影響離開波盪器24之輻射光束B'之軌跡。因此，操控單元25自輻射光束B'解耦電子射束E'之軌跡。在一些實施例中，可自到達第二操控單元25之前之輻射光束B'之軌跡解耦電子射束E'之軌跡(例如，使用一或多個磁體)。
第二操控單元25在電子射束E'離開波盪器24之後將該電子射束E'導向至線性加速器22。已傳遞通過波盪器24之電子聚束可以相對於線性加速器22中之加速場(例如，射頻場)成大約180度之相位差進入線性加速器22。電子聚束與線性加速器22中之加速場之間的相位差造成電子由於該等場而減速。減速電子E'將其能量中之一些返回傳遞至線性加速器22中之場，藉此增加使自電子源21到來的電子射束E加速之場之強度。因此，此配置恢復被提供至線性加速器22中之電子聚束之一些能量(當該等電子聚束係由線性加速器加速時)，以便使自電子源21到來之後續電子聚束加速。此配置可被稱為能量恢復LINAC。
由線性加速器22減速之電子E'係由射束截止器26吸收。操控單元23可操作以自已藉由線性加速器22加速之電子射束E之軌跡解耦已藉由線性加速器22減速之電子射束E'之軌跡。此情形可允許在經加速電子射束E經導向至波盪器24時由射束截止器26吸收經減速電子射束E'。操控單元23可(例如)可操作以產生具有與形成經加速電子射束E及經減速電子射束E'之電子聚束之實質上恆定的相位關係之週期性磁場。舉例而言，在來自經加速電子射束E之電子聚束進入操控單元23時，操控單元23可產生用以將電子導向至波盪器24之磁場。在來自經 減速電子射束E'之電子聚束進入操控單元23時，操控單元23可產生用以將電子導向至射束截止器26之磁場。替代地，在來自經減速電子射束E'之電子聚束進入操控單元23時，操控單元23可產生很小磁場或不產生磁場使得電子自操控單元23傳遞出且傳遞至射束截止器26。
替代地，自由電子雷射FEL可包含一光束分裂單元(圖中未繪示)，該光束分裂單元係與操控單元23分離且經組態以在操控單元23之上游自經減速電子射束E'之軌跡解耦經加速電子射束E之軌跡。舉例而言，該光束分裂單元可操作以產生具有與形成經加速電子射束E及經減速電子射束E'之電子聚束之實質上恆定相位關係的週期性磁場。
替代地，可藉由產生實質上恆定磁場而自經減速電子射束E'之軌跡解耦經加速電子射束E之軌跡。經加速電子射束E與經減速電子射束E'之間的能量差造成該兩個電子射束之軌跡待由恆定磁場變更達不同量。因此，該兩個電子射束之軌跡將變得自彼此解耦。
射束截止器26可(例如)包括大量水或具有用於藉由高能量電子衝擊而進行放射性同位素產生之高臨限值的材料。舉例而言，射束截止器26可包括具有用於放射性同位素產生之為大約15MeV之臨限值的鋁。藉由使線性加速器22中之電子射束E'在其入射於射束截止器26上之前減速，當電子由射束截止器26吸收時該等電子所具有之能量之量得以縮減。此情形縮減射束截止器26中所產生之誘發性輻射及次級粒子之層級。此情形移除或至少縮減自射束截止器26移除及棄置放射性廢料之需要。此情形有利，此係因為放射性廢料之移除需要週期性地關閉自由電子雷射FEL且放射性廢料之棄置可昂貴且可具有嚴重環境影響。
當作為減速器而操作時，線性加速器22可操作以將電子E'之能量縮減至低於臨限能量。低於此臨限能量之電子可能不在射束截止器26中誘發任何顯著放射性層級。
在一些實施例中，與線性加速器22分離之減速器(圖中未繪示)可用以使已傳遞通過波盪器24之電子射束E'減速。除了由線性加速器22減速以外或代替由線性加速器22減速，電子射束E'亦可由減速器減速。舉例而言，第二操控單元25可在電子射束E'係由線性加速器22減速之前將該電子射束E'導向通過一減速器。另外或替代地，電子射束E'可在已由線性加速器22減速之後且在由射束截止器26吸收之前傳遞通過減速器。替代地，電子射束E'可在離開波盪器24之後不傳遞通過線性加速器22且可在由射束截止器26吸收之前由一或多個減速器減速。
視情況，自由電子雷射FEL可包含一或多個聚束壓縮機(圖中未繪示)。聚束壓縮機可被安置於線性加速器22下游或上游。聚束壓縮機經組態以聚束電子射束E中之電子且空間地壓縮電子射束E中之現有電子聚束。一種類型之聚束壓縮機包含橫向於電子射束E而導向之輻射場。電子射束E中之電子與輻射相互作用且與附近之其他電子成聚束。另一類型之聚束壓縮機包含磁性軌道彎道，其中在電子傳遞通過該軌道彎道時由該電子遵循之路徑之長度係取決於該電子之能量。此類型之聚束壓縮機可用以壓縮已在線性加速器22中藉由電位在(例如)射頻下振盪之複數個導體而加速之電子聚束。
聚束壓縮機可特別安置於操控單元23與波盪器24之間。由線性加速器22加速之電子聚束可具有一能量展度。舉例而言，一電子聚束中之一些電子可具有高於該電子聚束之平均能量的能量，且該聚束中之一些電子可具有低於平均能量的能量。由操控單元23造成的電子之軌跡之變更可取決於電子之能量(例如，當軌跡係由磁場變更時)。因此，不同能量之電子使其軌跡由操控單元23變更達不同量。因此，離開線性加速器22之電子聚束之能量展度導致操控單元23中之電子聚束之位置展度。可需要使進入波盪器24之電子聚束緊密地成聚束，且因此， 具有極小位置展度。因此，可需要在電子聚束傳遞至波盪器24中之前使用一或多個聚束壓縮機來壓縮該等電子聚束，以便縮減波盪器24中之電子聚束之位置展度。
圖3所展示之自由電子雷射FEL容納於建築物31內。建築物31可包含壁，該等壁在自由電子雷射FEL在操作中時實質上不透射產生於該自由電子雷射FEL中的輻射。舉例而言，建築物31可包含厚混凝土壁(例如，為大約4公尺厚之壁)。建築物31之壁可進一步具備輻射屏蔽材料，諸如，導線及/或經組態以吸收中子及/或其他輻射類型之其他材料。有利的是，向建築物31之壁提供輻射吸收材料可允許縮減該建築物31之壁之厚度。然而，將輻射吸收材料添加至壁可增加建構該建築物31之成本。可添加至建築物31之壁以便吸收輻射之相對便宜材料可(例如)為土層。
除了提供建築物31之具有輻射屏蔽屬性之壁以外，建築物31亦可經組態以防止由自由電子雷射FEL產生之輻射污染該建築物31下方之地下水。舉例而言，建築物31之基層及/或地基(foundation)可具備輻射屏蔽材料或可足夠厚以防止輻射污染該建築物31下方之地下水。在一實施例中，建築物31可經定位成至少部分地在地下。在此實施例中，地下水可環繞建築物31之外部之部分以及在該建築物31下方。因此，可圍繞建築物31之外部提供輻射屏蔽件，以便防止輻射污染環繞該建築物31之地下水。
除了在建築物31之外部屏蔽輻射以外或作為對在建築物31之外部屏蔽輻射之替代例，亦可在建築物31之內部提供輻射屏蔽件。舉例而言，可在建築物31內部在最接近發射大量輻射之自由電子雷射FEL之部分的部位處提供輻射屏蔽件。
該建築物31具有寬度W及長度L。建築物31之寬度W及長度L係藉由電子射束E通過自由電子雷射FEL所遵循的環路32之大小予以部分 地判定。環路32具有長度33及寬度35。
環路32之長度33係藉由線性加速器22之長度及波盪器24之長度予以判定。為了使電子射束E加速至足夠高能量使得電子在波盪器24中發射EUV輻射，可(例如)需要線性加速器22之一給定長度。舉例而言，線性加速器22可具有大於約40公尺之長度。在一些實施例中，線性加速器22可具有高達約80公尺之長度。另外，為了刺激波盪器24中相干輻射之發射，可需要波盪器24之一給定長度。舉例而言，波盪器24可具有大於約40公尺之長度。在一些實施例中，波盪器24可具有高達約60公尺之長度。
環路之寬度係藉由操控單元23調整電子射束E之軌跡之曲率半徑予以判定。操控單元23中之電子射束E之曲率半徑可(例如)取決於電子射束E中之電子之速度及產生於操控單元23中之磁場之強度。產生於操控單元23中之磁場之強度增加將減低電子射束E之曲率半徑，而電子之速度增加將增加電子射束E之曲率半徑。通過操控單元23之電子射束E之曲率半徑可(例如)為大約12公尺。在一些實施例中，通過操控單元23之電子射束E之曲率半徑可小於12公尺。舉例而言，通過操控單元23之電子射束E之曲率半徑可為大約7公尺。
電子射束E通過自由電子雷射FEL所遵循之環路32可具有大於約60公尺之長度33。在一些實施例中，環路32可具有高達約120公尺之長度33。環路32可具有大於約12公尺之寬度35。在一些實施例中，環路32可具有高達約25公尺之寬度35。
建築物31亦可容納其他組件。舉例而言，含有將電功率供應至(例如)波盪器24、操控單元23、25及/或自由電子雷射FEL之其他組件的電組件之電氣櫃37可容納於建築物31內。可有利的是將電氣櫃37提供成緊鄰波盪器24，如圖3所展示。然而，電氣櫃37可經定位於相對於自由電子雷射FEL之組件之其他位置。
另外，含有經組態以將低溫冷卻提供至自由電子雷射FEL之組件的裝置之低溫冷卻櫃39可容納於建築物31內。低溫冷卻可(例如)經提供至線性加速器22且可使線性加速器22之超導空腔冷卻。可有利的是將低溫冷卻櫃39提供成緊鄰線性加速器22。此可縮減低溫冷卻櫃39與線性加速器22之間的任何能量損耗。
可需要將電氣櫃37及低溫冷卻櫃39提供於電子射束E通過自由電子雷射FEL所遵循之環路32之外部上(如圖3所展示)。將櫃37、39提供於環路32之外部上可允許容易接取該等櫃，(例如)以監視、控制、維修及/或修復容納於該等櫃37、39內之組件。如自圖3應瞭解，將櫃37、39定位於環路32之外部上可增加在建築物31內容納自由電子雷射FEL之組件所需要的建築物31之最小寬度W。建築物31亦可容納圖3中未繪示的亦可判定建築物31之尺寸之其他組件。
如圖3所展示，壁47經定位於電子射束通過自由電子雷射FEL所遵循的環路32與電氣櫃37之間。壁47亦經定位於環路32與低溫冷卻櫃39之間。壁47可屏蔽電氣櫃37及低溫櫃39使其不受由自由電子雷射FEL中之電子射束E產生之輻射影響。此情形保護櫃37、39中之組件不受輻射損害，且可允許維修工人在自由電子雷射FEL在操作中時接取櫃37、39，而維修工人不會曝露至危險輻射位準。
在圖3所描繪之實施例中，櫃37、39被展示為容納於與電子射束通過自由電子雷射FEL所遵循之環路32是同一個的建築物31中(儘管由壁47屏蔽以與環路32隔離)。容納於櫃39內之低溫冷卻組件可產生振動，該等振動可經轉移至自由電子雷射FEL之組件且可不利地影響自由電子雷射FEL之對振動敏感之組件。為了防止由低溫冷卻組件產生之振動轉移至自由電子雷射之敏感部件，可將經容納有低溫冷卻櫃39之建築物31之一部分與經容納有敏感組件之該建築物之部分機械地隔離。舉例而言，低溫冷卻櫃39可與線性加速器22、操控單元23及波盪 器24機械地隔離。為了提供機械隔離，經容納有低溫冷卻櫃39之建築物31之部分可(例如)具有與經容納有線性加速器22、操控單元23及波盪器24之該建築物之一部分分離的地基。
替代地，低溫冷卻櫃39及/或電氣櫃37可容納於與建築物31分離的一或多個建築物中。此情形可確保櫃37、39被屏蔽而不受由電子射束E產生之輻射影響，且自由電子雷射FEL之敏感組件係與低溫冷卻櫃39機械地隔離。
微影系統LS可包含單一自由電子雷射FEL。該自由電子雷射FEL可將EUV輻射光束供應至光束分裂裝置20，該光束分裂裝置20將分支輻射光束提供至複數個微影裝置。輻射源SO可包含包括專用光學組件之光學系統，該等專用光學組件經組態以將自自由電子雷射FEL輸出之輻射光束B'導向至微影系統LS之光束分裂器20。因為EUV輻射通常係由所有物質很好地吸收，所以通常使用反射光學組件(而非透射組件)以便最小化損耗。光學系統之專用光學組件可調適由自由電子雷射FEL產生之輻射光束之屬性，使得該輻射光束適於供微影裝置LA1至LA20之照明系統IL及/或光罩檢測裝置接受。
替代地，輻射源SO可包含複數個自由電子雷射(例如，兩個自由電子雷射)，該複數個自由電子雷射可各自將一輻射光束提供至亦形成該輻射源SO之部件之光學系統。該光學系統可自複數個自由電子雷射中每一者接收一輻射光束且可將該等輻射光束組合成一複合輻射光束，該複合輻射光束被提供至光束分裂裝置20以便將分支輻射光束B1至B20提供至微影裝置LA1至LA20。
圖4為包括輻射源SO之微影系統LS的示意性描繪，該輻射源SO包含第一自由電子雷射FEL'及第二自由電子雷射FEL"。第一自由電子雷射FEL'輸出第一EUV輻射光束B'且第二自由電子雷射FEL"輸出第二EUV輻射光束B"。第一自由電子雷射FEL'容納於第一建築物31'內。第 二自由電子雷射FEL"容納於第二建築物31"內。
第一輻射光束B'及第二輻射光束B"係由光學系統40接收。光學系統40包含複數個光學元件(例如，鏡面)，該複數個光學元件經配置以接收第一輻射光束B'及第二輻射光束B"且輸出主輻射光束B。在第一自由電子雷射及第二自由電子雷射兩者正在操作中時，主輻射光束B為包含來自第一輻射光束B'及第二輻射光束B"兩者之輻射的複合輻射光束。將複合輻射光束B提供至光束分裂裝置20，該光束分裂裝置20將分支輻射光束B1至B20提供至微影裝置LA1至LA20。
圖4所描繪的兩個自由電子雷射經配置以提供輻射光束B'、B"以形成主輻射光束B之配置可允許在將輻射連續地提供至微影裝置LA1至LA20的同時關斷該等自由電子雷射中之一者。舉例而言，可自操作取出該等自由電子雷射中之一者以便(例如)允許修復該自由電子雷射或使該自由電子雷射經歷維修。在此情況下，另一自由電子雷射可繼續提供輻射光束，該輻射光束係由光學系統40接收。在自由電子雷射中之僅一者將輻射提供至光學系統40的情況下，光學系統40可操作以形成主輻射光束B，該主輻射光束B包含來自將輻射提供至光學系統40的自由電子雷射之輻射。此情形允許連續操作微影裝置LA1至LA20(即使在自由電子雷射中之一者係自操作被取出的情況下)。
圖5為根據本發明之一實施例的光學系統40之一實施例的示意性描繪，該光學系統40經配置以自自由電子雷射FEL'、FEL"中每一者接收輻射光束B'、B"且輸出一輸出輻射光束B。由光學系統40輸出之輻射光束B係由光束分裂裝置20(參見圖1)接收。
光學系統40包含四個光學元件：與自由電子雷射中之第一自由電子雷射FEL'相關聯的第一光學元件132及第二光學元件134；及與自由電子雷射中之第二自由電子雷射FEL"相關聯的第一光學元件136及第二光學元件138。該等光學元件132、134、136、138經配置以變更來自 自由電子雷射FEL'、FEL"之輻射光束B'、B"之橫截面的大小及形狀。
詳言之，第一光學元件132、136為凸鏡面，其用以增加來自自由電子雷射FEL'、FEL"之輻射光束B'、B"之橫截面面積。儘管在圖5中第一光學元件132、136呈現為在x-y平面中實質上扁平，但其可在此平面中及在z方向上兩種情況下為凸面的。因為第一光學元件132、136為凸面，所以其將增加EUV輻射光束B'、B"之發散度，藉此減低其下游之鏡面上的熱負荷。因此，第一光學元件132為經配置以增加自第一自由電子雷射FEL'接收之輻射光束B'之橫截面面積的發散光學元件。第一光學元件136為經配置以增加自第二自由電子雷射FEL接收之輻射光束B"之橫截面面積的發散光學元件。此情形可允許下游之鏡面具有較低規範、具有較小冷卻，且因此較不昂貴。另外或替代地，其可允許下游鏡面較接近於正入射角。實務上，由輻射源SO輸出之輻射光束B可由在光束B之路徑中串聯地配置之複數個連續、靜態、刀口鏡面分裂。增加光束B之大小(藉由(例如)使用如第一光學元件132、136之凸鏡面)會縮減必須在光束B之路徑中定位該等鏡面之準確度。因此，此情形允許由分裂裝置20更準確地分裂輸出光束B。
第二光學元件134、138係凹面的且在形狀方面與第一光學元件互補使得離開第二光學元件134、138之光束具有實質上零發散度。因此，在第二光學元件134、138下游，光束實質上經準直。又，儘管在圖5中第二光學元件134、138呈現為在x-y平面中實質上扁平，但其事實上在此平面中及在z方向上兩種情況下係凹面的。
可較佳的是使由光束分裂裝置20接收之輸出光束B具有與由自由電子雷射FEL'、FEL"輸出之輸出光束不同的形狀及/或強度分佈。舉例而言，對於用於光束分裂裝置20內之連續刀口提取鏡面之圓形光束，矩形形狀可較佳。因此，除了增加輻射光束B'、B"之橫截面面積以外，光學元件132、134、136、138亦可用以變更輻射光束B'、B"之橫截面 形狀。詳言之，光學元件132、134、136、138可為散光的或非球面的且可經塑形以便確保離開第二光學元件134、138之輻射光束B'、B"之形狀相比於由自由電子雷射FEL'、FEL"產生之輻射光束B'、B"之形狀更像矩形。舉例而言，該等光學元件可經塑形成使得離開第二光學元件134、138之光束B'、B"為大體上矩形，但具有圓形隅角，但其他形狀亦係可能的。此矩形形狀之兩個維度可與在兩個垂直方向上(諸如，在x-y平面中及在z方向上)之光學元件之曲率半徑有關。有利的是，此情形允許用以將輸出輻射光束B分裂成分支輻射光束B1至B20(參見圖1)(之後該等分支輻射光束B1至B20進入微影裝置LA1至LA20)之鏡面相同或至少極相似。自製造視點，此情形尤其有益。
當自由電子雷射FEL'、FEL"兩者接通時，光學系統40可操作以組合該等自由電子雷射FEL'、FEL"之輻射光束B'、B"以形成複合輻射光束B。在此實施例中，此係藉由使第一自由電子雷射FEL'之第一光學元件132及第二光學元件134在x方向上自第二自由電子雷射FEL"之第一光學元件136及第二光學元件138偏移使得離開第二光學元件134、138之光束B'、B"兩者彼此鄰近且相互平行來達成。詳言之，第一自由電子雷射FEL'之第一光學元件132及第二光學元件134安置於第二自由電子雷射FEL"之第一光學元件136及第二光學元件138之「下游」(相對於雷射光束B'、B"之傳播方向)。
在此配置中，光學系統40可操作以組合兩個輻射光束B'、B"以形成一複合輻射光束。該複合光束為由光學系統40輸出之輸出輻射光束B。應瞭解，圖5僅僅係例示性的且可以與圖5所展示不同的方式來實施光學系統40。
再次參看圖4，建築物31'、31"經組態以實質上防止由操作自由電子雷射產生之輻射(除了輻射光束B'、B"以外)傳播離開該等建築物31'、31"。因此，在分離建築物內部容納第一及第二自由電子雷射會 允許安全地進行對該等自由電子雷射中之一者之維修及/或修復，同時另一自由電子雷射繼續操作。舉例而言，可自操作取出第一電子雷射FEL'以便允許修復該第一自由電子雷射FEL'或使該第一自由電子雷射FEL'經歷維修。在此期間，第二自由電子雷射FEL"可繼續操作以便將輻射提供至光學系統40且提供至微影裝置LA1至LA20。因此，將在第二建築物31"中歸因於第二自由電子雷射FEL"之操作而產生輻射。然而，危險輻射位準歸因於由第二建築物31"之壁提供之輻射屏蔽而未離開第二建築物31"且未進入第一建築物31'。因此，第一建築物可由維修工人安全地進入以便修復第一自由電子雷射FEL'或對第一自由電子雷射FEL'進行維修。
自圖4應瞭解，第一建築物及第二建築物之大小意謂自第一自由電子雷射FEL'及第二自由電子雷射FEL"輸出之第一輻射光束B'及第二輻射光束B"彼此分離。然而，有利的是使第一輻射光束B'與第二輻射光束B"在其之間在其由光學系統40接收之點處具有相對小分離度(或不具有分離度)。此情形可有利於光學系統40之穩定度且可縮減可由光學系統40在形成複合輻射光束B時損耗的輻射量。為了使第一輻射光束B'與第二輻射光束B"之間的分離度在光學系統40處相對小且小於該等輻射光束B'、B"在其自自由電子雷射FEL'、FEL"輸出之點處之分離度，將第一建築物31'及第二建築物31"安置成相對於輻射源SO之光軸O成角度β'及β"。輻射源SO之光軸O對應於主輻射光束B自光學系統40傳播至光束分裂裝置20所沿著的軸線。角度β'與β"可(例如)彼此大約相同。
替代地，建築物31'、31"可大約平行於光軸O而對準，且可相對於光軸O成角度β'及β"而自該等建築物31'、31"輸出輻射光束B'、B"。舉例而言，自由電子雷射FEL'、FEL"中之波盪器24之至少一區段可安置成相對於光軸O成角度β'、β"。
自圖4應瞭解，第一建築物31'及第二建築物31"之寬度W及長度L以及該等建築物31'、31"安置成相對於光軸O所成之角度β'、β"造成輻射源SO在y方向上具有相當大範圍(此在圖4中被指示)。輻射源SO在y方向上之範圍顯著大於光束分裂裝置20及微影裝置LA1至LA20在y方向上之範圍。當(例如)微影裝置LA1至LA20經定位於不同垂直層級上時，輻射源SO在y方向上之範圍與光束分裂裝置20及微影裝置LA1至LA20在y方向上之範圍之差可增加，此係因為此情形可減低光束分裂裝置20及微影裝置LA1至LA20在y方向上之範圍。
在一些實施例中，在輻射源SO在y方向上之範圍與光束分裂裝置20及微影裝置LA1至LA20在y方向上之範圍之間存在大的差可不利。舉例而言，在一些應用中，可需要將複數個微影系統LS定位成彼此鄰近。詳言之，可需要將複數個微影系統LS定位成在y軸上處於不同位置且在x軸上處於大約相同位置。在此配置中，應瞭解，對於圖4之微影系統LS(其中輻射源SO在y方向上之範圍顯著大於光束分裂裝置20及微影裝置LA1至LA20在y方向上之範圍)，鄰近微影系統LS之間的分離度及複數個微影系統在y方向上之總範圍係藉由每一微影系統LS之輻射源SO在y方向上之範圍予以判定。
需要縮減微影系統LS之輻射源SO在y方向上之範圍。有利的是，此情形允許縮減鄰近微影系統LS之間的分離度且允許縮減複數個鄰近微影系統LS在y方向上之總範圍。縮減輻射源SO在y方向上之範圍亦向微影系統LS之設計者提供微影系統LS之相對配置方面之較大靈活性。
圖6為自由電子雷射FEL之示意性側視圖，該自由電子雷射FEL經配置成使得可縮減該自由電子雷射FEL在y方向上之範圍(相比於(例如)圖3及圖4所描繪之自由電子雷射在y方向上之範圍)。圖6所描繪之自由電子雷射FEL配置於複數個垂直層級上。線性加速器22經定位於 第一垂直層級41上，且由經容納有自由電子雷射FEL之建築物31之地板42支撐。電子射束沿著第一路徑60且在第一方向61上傳播通過線性加速器22。波盪器24經定位於第二垂直層級43上。電子射束E沿著第二路徑62且實質上在第二方向63上傳播通過波盪器24。第一路徑60與第二路徑62彼此垂直地分離。如上文所解釋，波盪器24可操作以沿著週期性路徑來導引電子射束E。然而，電子射束E仍可被認為在實質上第二方向63上傳播通過波盪器24。在圖6所描繪之實施例中，第一方向61與第二方向63彼此相反。
經定位有波盪器24之第二垂直層級43可(例如)處於經容納有自由電子雷射FEL之建築物31之底層層級。替代地，第二垂直層級43可處於建築物31之基層層級。經定位有線性加速器22之第一垂直層級41可(例如)處於建築物31之第一層層級。替代地，第一垂直層級41可處於建築物31之底層層級(例如，當第二垂直層級43處於建築物31之基層層級時)。
在圖6所描繪之自由電子雷射FEL之實施例中，定位有線性加速器22及第一路徑60之第一垂直層級41係在經定位有波盪器24及第二路徑62的第二垂直層級43上方。然而，在一些實施例中，第一垂直層級41及第一路徑60可在第二垂直層級43及第二路徑62下方。
操控單元23包括經定位於第一垂直層級41上之部分及經定位於第二垂直層級43上之部分。因此，操控單元23在第一垂直層級與第二垂直層級之間延伸。操控單元23可操作以變更電子射束E之軌跡，以便自第一路徑60及第二路徑62導向電子射束E。在圖6所描繪之實施例中，操控單元23將電子射束E自第一垂直層級41導向至第二垂直層級43使得電子射束E係自線性加速器22而導向至波盪器24。
第二操控單元25亦在第一垂直層級41與第二垂直層級43之間延伸。第二操控單元25可操作以變更離開波盪器24之電子射束E'之軌 跡，以便將電子射束E'自第二路徑62導向至第一路徑64。在圖6之實施例中，第二操控單元25將第二垂直層級43導向至第一垂直層級41使得電子射束E'係自波盪器24而導向至線性加速器22。如上文參看圖3所描繪之自由電子雷射FEL所描述，第二操控單元25為自由電子雷射FEL之選用特徵。在一些實施例中，自波盪器24輸出之電子射束E'並未經返回導向至線性加速器22中。該電子射束E'可代替地經導向至可容納於建築物31內或可與建築物31分離的分離減速器。
在圖6所展示之實施例中，電子源21及射束截止器26容納於建築物31內且經定位於第一垂直層級41上。然而，在一些實施例中，電子源21及射束截止器26可定位於其他部位處。舉例而言，電子源21可定位於第三垂直層級上。舉例而言，第三垂直層級可定位於第一垂直層級及第二垂直層級上方、定位於第一垂直層級與第二垂直層級之間，或第一垂直層級及第二垂直層級下方。替代地，電子源21可定位於第二垂直層級43上。替代地，電子源21可定位於建築物31外部且可將電子射束E導向至建築物31中。
經定位於除了第一垂直層級41(在該第一垂直層級41上定位有線性加速器22)以外的垂直層級上之電子源21可結合將自電子源21輸出之電子射束E導向至第一垂直層級41使得電子射束E進入線性加速器22之一或多個操控單元予以使用。
射束截止器26可定位於第一垂直層級41上(如圖6所展示)或定位於一不同垂直層級上。舉例而言，射束截止器26可定位於第二垂直層級43上或定位於第三垂直層級(其可不同於或相同於可定位有電子源21的第三垂直層級)上。替代地，射束截止器26可定位於建築物31外部。舉例而言，微影系統LS可包括吸收自一個以上自由電子雷射輸出之多個經減速電子射束E'之射束截止器26。此射束截止器26可定位於建築物31外部。
配置於多個垂直層級上之自由電子雷射(諸如，圖6所描繪之自由電子雷射FEL)可包括除了圖6所描繪及上文所描述之組件以外的組件或對圖6所描繪及上文所描述之組件替代的組件。舉例而言，自由電子雷射可包括與線性加速器22分離之一或多個減速器。減速器可(例如)使自波盪器24輸出之電子射束E'在由射束截止器26吸收之前減速。除了線性加速器22以外或代替線性加速器22，減速器亦可使電子射束E'減速。在除了線性加速器22中之減速以外減速器亦使電子射束E'減速的一實施例中，減速器可定位於線性加速器22上游、下游或上游與下游兩者。減速器可定位於第一垂直層級41上、定位於第二垂直層級43上或定位於一不同垂直層級上。
配置於多個垂直層級上之自由電子雷射FEL可包括一或多個聚束壓縮機，該一或多個聚束壓縮機經組態以聚束電子射束E中之電子且空間上壓縮電子射束E中之現有電子聚束。聚束壓縮機可定位於第一垂直層級41上、定位於第二垂直層級43上或定位於一不同垂直層級上。
可需要在容納自由電子雷射FEL之建築物31中提供一或多個高架起重機。舉例而言，高架起重機可用以移動及/或替換自由電子雷射FEL之組件或用於自由電子雷射FEL之維修及修復。在圖6所描繪之實施例中，高架起重機44經定位於第一垂直層級41及第二垂直層級43中每一者中。高架起重機44附接至橫樑45，該等橫樑45自垂直層級41、43之天花板懸浮。高架起重機可沿著橫樑45可移動以便沿著自由電子雷射FEL之垂直層級41、43之長度接取不同位置。另外或替代地，高架起重機44可沿著垂直層級41、43之寬度而可移動(亦即，可移動至圖6之頁面中及可移動出圖6之頁面)。
可需要提供額外裝置，該等額外裝置提供對建築物31中之不同垂直層級之接取。舉例而言，可在建築物31中提供一或多個階梯，該一或多個階梯提供對自由電子雷射FEL之不同組件之接取。建築物31可 具備(例如)高度可調整工作平台，該等高度可調整工作平台可用以接取自由電子雷射FEL之定位於不同垂直層級上的組件。
圖7a及圖7b為配置於多個垂直層級上之自由電子雷射FEL之兩個不同實施例的示意性正視圖。圖7a描繪自由電子雷射FEL容納於建築物31內且包含第一垂直層級41及第二垂直層級43的實施例。線性加速器22經定位於第一垂直層級41上且波盪器24經定位於第二垂直層級43上。波盪器24在第二垂直層級43上輸出輻射光束B'。在圖7a所展示之配置中，輻射光束B'傳播離開頁面。該自由電子雷射FEL進一步包含一操控單元(圖中未繪示)，該操控單元可操作以變更自線性加速器22輸出之電子射束E之軌跡，以便將該電子射束E自第一垂直層級41導向至第二垂直層級43(且因此，自線性加速器22導向至波盪器24)。
建築物31包含將第一垂直層級41與第二垂直層級43分離之地板42。建築物31進一步包含垂直地延伸貫穿第一垂直層級41及第二垂直層級43兩者之壁47。在第一垂直層級上，壁47將線性加速器22與低溫冷卻櫃39分離，該等低溫冷卻櫃39含有經組態以將低溫冷卻提供至自由電子雷射FEL之組件(例如，線性加速器22)之裝置。在第二垂直層級43上，壁47將波盪器24與電氣櫃37分離，該等電氣櫃37含有將電功率供應至自由電子雷射FEL之組件(例如，波盪器24)之電組件。
壁47可具有輻射屏蔽屬性，且因此，可防止可由自由電子雷射FEL中之電子射束E產生之危險輻射位準到達經容納有櫃37、39的建築物31之部分。此情形可允許在自由電子雷射FEL在操作中時由維修工人接取櫃37、39，而維修工人不會曝露至危險輻射位準。
在圖7a所描繪之實施例中，高架起重機44提供於垂直層級41、43中每一者上。高架起重機44提供對線性加速器22、波盪器24及自由電子雷射FEL之經定位於第一垂直層級41及第二垂直層級43上的其他組件之接取。
圖7b描繪自由電子雷射FEL容納於建築物31內且包含第一垂直層級41及第二垂直層級43的實施例。線性加速器22經定位於第一垂直層級41上且波盪器24經定位於第二垂直層級43上。線性加速器22與波盪器24在圖7b所描繪之水平x軸上彼此偏移。線性加速器22具有沿著線性加速器22之長度而延伸之縱向軸線。水平x軸垂直於線性加速器22之縱向軸線而延伸。
在一些實施例中，線性加速器22之縱向軸線在非平行於波盪器24之縱向軸線的方向上延伸，且因此，波盪器24之縱向軸線可不垂直於x軸。在此實施例中，線性加速器22沿著其縱向軸線之大部分範圍可定位於x軸上之第一位置處，且波盪器24之大部分範圍可定位於x軸上之與經定位有線性加速器22之x軸上之第一位置不同的第二位置處。
因此，由操控單元(圖中未繪示)自第一垂直層級41而導向至第二垂直層級43的電子射束E相對於垂線成角度α而傳播。橫越建築物31之水平部分來提供地板42且地板42支撐件線性加速器22。壁47將經提供有地板42之建築物31之部分與未提供有地板42之建築物之部分分離。在經提供有地板42之壁42之側上，將第二地板48提供於第二垂直層級43上。第二地板48將第二垂直層級43之一部分分裂成垂直子層級43a及43b。電氣櫃37提供於第一垂直子層級43a上且低溫冷卻櫃39提供於第二垂直子層級43b上。
壁47及地板42、48可具有輻射屏蔽屬性，且因此，可防止可由自由電子雷射FEL中之電子射束E產生之危險輻射位準到達經容納有櫃37、39的建築物31之部分。此情形可允許在自由電子雷射FEL在操作中時由維修工人接取櫃37、39，而維修工人不會曝露至危險輻射位準。
在圖7b中之實施例中，自由電子雷射FEL之經定位於第一垂直層級41上的組件及自由電子雷射FEL之經定位於第二垂直層級43上的組件係位於建築物31之同一室中。亦即，經定位於第一垂直層級41上之 線性加速器24及經定位於第二垂直層級上之波盪器24係位於建築物31之同一室中。此意謂經定位於第一垂直層級上之組件及經定位於第二垂直層級上之組件可由單一設備片件接取。舉例而言，圖7b所展示之配置允許自上方接取經定位於第一垂直層級41上之組件及經定位於第二垂直層級43上之組件。有利的是，橫越建築物31之水平部分之地板42之範圍縮減允許單一起重機44接取自由電子雷射FEL之經定位於第一垂直層級41上之組件及經定位於第二垂直層級43上之組件兩者。有利的是，此情形允許起重機44在第一垂直層級41與第二垂直層級43之間移動自由電子雷射FEL之組件。
在圖7a及圖7b所描繪之自由電子雷射FEL之實施例中每一者中，可將經容納有櫃37、39之建築物31之部分與經容納有自由電子雷射FEL之建築物31之部分機械地隔離。舉例而言，經容納有櫃37、39之建築物31之部分可具有與經容納有自由電子雷射FEL之建築物之部分分離的地基。此地基可防止可在櫃37、39中產生之振動被轉移至自由電子雷射FEL之可對振動敏感之組件。詳言之，容納於低溫冷卻櫃39中之組件可產生可不利地影響自由電子雷射FEL之敏感組件之振動。因此，特定有利的是使低溫冷卻櫃39與自由電子雷射FEL機械地隔離。
儘管圖7a及圖7b描繪電氣櫃37及低溫冷卻櫃39容納於與電子射束E傳播所在之同一建築物31內，但在替代實施例中，櫃37、39中之一或多者可容納於該建築物31外部。舉例而言，電氣櫃37及/或低溫冷卻櫃39中之一或多者可容納於一或多個分離建築物中。經容納有櫃37、39之一或多個建築物可(例如)經定位成緊鄰於建築物31。有利的是，在與電子射束E傳播所在之建築物31分離的建築物中容納一或多個櫃37、39可屏蔽該等櫃37、39使其不受由電子射束E產生之輻射影響。另外，可防止由容納於櫃37、39中之組件產生之振動被轉移至自由電子雷射FEL之敏感組件。
儘管在圖6及圖7中描繪且在上文描述經定位於多個垂直層級上之自由電子雷射FEL之特定實施例，但應瞭解，可在不脫離本發明之範疇的情況下使用其他配置。舉例而言，在上文所描述之實施例中，自由電子雷射FEL包含單一線性加速器22。然而，在一些實施例中，自由電子可包括複數個線性加速器22。複數個線性加速器22可用以在電子射束E傳遞通過波盪器24之前使該電子射束E加速。舉例而言，電子射束E可在經導向至波盪器24之前由第一線性加速器加速且由第二線性加速器加速。一或多個操控單元可經組態以將電子射束E自第一線性加速器導向至第二線性加速器。電子射束E之軌跡可(例如)經變更以便圍繞第一線性加速器與第二線性加速器之間的環路(例如，類似於圖6中所描繪之環路32的環路)來導引電子射束E。
第一線性加速器及第二線性加速器可經定位於實質上同一個垂直層級上。舉例而言，在圖7a及圖7b所描繪之實施例中，第二線性加速器可定位於第一垂直層級41上。第一線性加速器及第二線性加速器可安置於圖7所展示之x軸上之不同水平位置處。舉例而言，第一線性加速器及第二線性加速器可彼此並排地定位。此配置可引起經容納有自由電子雷射FEL之建築物31之寬度W的增加。
替代地，第一線性加速器及第二線性加速器可定位於不同垂直層級上，例如，第二線性加速器可定位於第三垂直層級(圖中未繪示)上。第三垂直層級可(例如)安置於第一垂直層級及第二垂直層級上方、第一垂直層級與第二垂直層級之間，或第一垂直層級及第二垂直層級兩者下方。將第二線性加速器定位於不同於經定位有第一線性加速器之第一垂直層級41的第三垂直層級上可允許將第一線性加速器及第二線性加速器安置於水平x軸上之大約同一位置處。此情形可允許建築物31之寬度W保持實質上相同。然而，此配置可引起建築物31之高度增加。在一些實施例中，自由電子雷射FEL可包含兩個以上線性加速器。
圖8示意性地描繪自由電子雷射FEL之配置的側視圖，其中線性加速器22及波盪器24係在實質上同一個垂直層級43上且以線性配置而定位。在圖8之實施例中，自電子源21發射電子射束E。電子射束E沿著第一路徑60傳播且實質上在第一方向61上傳播通過線性加速器22及波盪器24。第一路徑經定位於經容納有自由電子雷射FEL之建築物31之第二垂直層級43上。儘管波盪器24沿著週期性路徑來導引電子射束E，但電子射束E仍可被認為在實質上第一方向上傳播通過波盪器24。第一操控單元23可操作以變更自波盪器24輸出之電子射束E'之軌跡，以便將電子射束E'自第一路徑60導向至電子射束E'實質上在第二方向62上傳播所沿著的第二路徑62。第二路徑62經定位於建築物31之第一垂直層級41上。因此，第一路徑60與第二路徑62彼此垂直地分離。在圖8之實施例中，第一方向61與第二方向63彼此相反。
在圖8之實施例中，電子射束E'沿著第二路徑62傳播至第二操控單元25，該第二操控單元25可操作以將電子射束E'自第二路徑62返回導向至第一路徑60。電子射束E'沿著第一路徑60傳播通過線性加速器22，該線性加速器22可用以使電子射束E'減速。線性加速器22可自減速電子射束E'恢復能量。在由線性加速器22減速之後，電子射束E'可經導向至射束截止器26(圖8中未繪示)，之後到達波盪器24。
應瞭解，在圖8之實施例中，有利的是，電子射束E在自由電子雷射FEL中傳播所沿著的第一路徑60與第二路徑62之間的垂直分離允許相比於(例如)圖3及圖4所展示之自由電子雷射縮減建築物31之寬度W。然而，在圖8之實施例中，電子源21、線性加速器22及波盪器24皆定位於建築物31之同一垂直層級43上。應瞭解，此配置增加建築物31之長度L且因此增加建築物31佔據之表面積。在其他實施例中，電子源21可定位於不同於線性加速器22及波盪器24的垂直層級上。舉例而言，電子源21可定位於圖8所展示之建築物31之第一垂直層級41上，此 可允許縮減建築物31之長度L。然而，一般而言，將線性加速器22及波盪器24定位於同一垂直層級上相比於(例如)圖6所展示之實施例會增加建築物之長度L。
應瞭解，垂直層級上之自由電子雷射FEL之組件之其他配置係可能的。一般而言，有利的是提供可操作以變更電子射束E之軌跡，以便將電子射束E自電子射束E實質上在第一方向61傳播所沿著的第一路徑60導向至電子射束E實質上在第二方向63上傳播所沿著的第二路徑62之操控單元23、25，其中第一路徑60與第二路徑62彼此垂直地分離。
自(例如)圖7應瞭解，有利的是，此配置允許縮減經容納有自由電子雷射FEL之建築物31之寬度W，此係因為建築物31之寬度W不再取決於電子射束E通過該自由電子雷射所遵循之環路32之大小。建築物31之寬度W之縮減亦允許減低該建築物31佔據之面積。經容納有自由電子雷射之建築物31之寬度W及面積之縮減在自由電子雷射FEL形成用於微影系統LS之輻射源SO之部件之配置中有利。
圖9為安置成在y方向上彼此鄰近的第一微影系統LS1及第二微影系統LS2的示意性描繪。第一微影系統LS1及第二微影系統LS2中每一者包括一輻射源SO，該輻射源SO包含經定位於多個垂直層級上之兩個自由電子雷射FEL(例如，圖6及圖7所描繪之自由電子雷射)。將自由電子雷射FEL定位於多個垂直層級上會允許縮減經容納有該等自由電子雷射之建築物31之寬度W。有利的是，此情形允許縮減輻射源SO在y方向上之範圍。舉例而言，輻射源SO在y方向上之範圍可縮減使得其實質上等效於輻射源SO將輻射提供至之光束分裂裝置20及微影裝置LA1至LA20在y方向上之範圍(如圖9所描繪)。在此狀況下，微影系統LS在y方向上之範圍可不再藉由輻射源SO在y方向上之範圍予以判定，且可代替地藉由微影系統LS之光束分裂裝置20及微影裝置LA1至LA20在y方向上之範圍予以判定。
縮減輻射源SO在y方向上之範圍會允許縮減第一微影系統LS1與第二微影系統LS2之間的分離度(在y方向上)，且允許由微影系統LS1、LS2佔據之面積縮減。此情形有利，此係因為其允許在給定區域中定位更多微影系統LS。此情形縮減定位給定數目個微影系統所需之陸地面積，此可縮減與取得並維持陸地相關聯之成本。縮減微影系統LS在y方向上之範圍及微影系統LS佔據之總面積另外會提供一或多個微影系統LS之配置方面之較大靈活性。
在圖9所描繪之微影系統LS1、LS2中每一者中，容納自由電子雷射FEL之建築物31經安置成相對於彼微影系統LS1、LS2之輻射源SO之光軸O成角度β'、β"。此情形允許自自由電子雷射FEL輸出之輻射光束B'、B"之間的分離度在x軸上之其自自由電子雷射輸出之位置處比在x軸上之其由光學系統40接收之位置處大。此情形有利於光學系統40之穩定度且可縮減可由光學系統40在形成複合輻射光束B時損耗的輻射量。然而，應瞭解，藉由將建築物31安置成相對於輻射源之光軸O成角度β'、β"，建築物31(具有給定寬度W)在y方向上之範圍得以增加。
圖10為第一微影系統LS1及第二微影系統LS2之替代實施例的示意性描繪。微影系統LS1、LS2各自包含自由電子雷射FEL，該等自由電子雷射FEL容納於建築物31中且經安置成平行於輻射源SO之光軸O。在每一自由電子雷射FEL中，波盪器24經安置成相對於光軸O成一角度使得自自由電子雷射FEL輸出之輻射光束B'、B"相對於光軸O成角度β'、β"而傳播。此情形允許在不將建築物31安置成相對於光軸O成一角度的情況下自自由電子雷射FEL輸出之輻射光束B'、B"之間的分離度在x軸上之其自自由電子雷射輸出之位置處比在x軸上之其由光學系統40接收之位置處大。將建築物31安置成平行於光軸O可縮減建築物31在y方向上之範圍，且因此，可允許縮減鄰近建築物之間的分離度。此情形可允許進一步縮減輻射源SO在y方向上之範圍。
然而，應瞭解，將波盪器24相對於光軸O成角度β'、β"而安置於建築物31內可需要增加建築物31之寬度W。可需要增加建築物31之寬度W之程度可取決於波盪器24之尺寸及波盪器24被安置之角度。
在圖9及圖10所描繪之微影系統LS1、LS2之實施例中，自由電子雷射中每一者包含經定位於第一垂直層級41上之一線性加速器22及經定位於第二垂直層級43上之一波盪器24。每一自由電子雷射FEL自經定位有波盪器24之第二垂直層級43發射輻射光束。如上文參看圖6及圖7所描述，第二垂直層級43可在第一垂直層級41上方抑或下方。然而，有利的是使構成給定輻射源SO之所有自由電子雷射FEL包括經定位於實質上同一垂直層級上之波盪器24。此情形確保在同一垂直層級上輸出經導向朝向光學系統40的所有輻射光束B'、B"，且因此，光學系統40僅在單一垂直層級上接收輻射光束B'、B"。此情形有利於光學系統40之穩定度且可簡化光學系統40之設計。
應瞭解，該等圖中所描繪之微影系統之組件之尺寸及配置未按比例。詳言之，在圖4、圖9及圖10所描繪之微影系統中，在x方向上在自由電子雷射FEL與光學系統40的分離度實務上可顯著大於由該等圖所表示之分離度。舉例而言，自由電子雷射FEL可與光學系統40分離達大約50公尺之距離。在一些實施例中，自由電子雷射FEL與光學系統之間的分離度可大於50公尺(例如，為100公尺)。此情形可允許自自由電子雷射輸出之輻射光束B'在到達光學系統40之前該輻射光束B'之直徑擴展，以便縮減光學系統40上之輻射光束B'之能量密度。舉例而言，輻射光束B'可在入射於光學系統40上時具有擴展至大約5毫米之光束直徑。
應進一步瞭解，特徵相對於光軸O被安置之角度β'、β"可小於由該等圖表示之角度。舉例而言，角度β'、β"可在0°與15°之間。然而，在一些實施例中，角度β'、β"可大於15°且可(例如)大達90°。
儘管自由電子雷射之實施例已被描述為包括容納於建築物31內部之電氣櫃37及低溫冷卻櫃39，但應瞭解，在一些實施例中，一或多個電氣櫃37及/或低溫冷卻櫃39可容納於經容納有自由電子雷射FEL之其他組件的建築物31之外部。在一些實施例中，自由電子雷射可包括容納自由電子雷射FEL之其他組件的另外櫃。舉例而言，自由電子雷射FEL可包含含有自由電子雷射FEL之電組件及/或熱組件之輔助櫃。一或多個輔助櫃可容納於建築物31內部或可容納於建築物31外部。
已在上文描述了各自包含單一電子源21及單一線性加速器22的自由電子雷射FEL之各種實施例。然而，在其他實施例中，自由電子雷射FEL可包含複數個電子源21及/或複數個線性加速器22。在此等實施例中，橫越一或多個垂直層級之自由電子雷射FEL之組件的各種不同配置係可能的。圖11至圖16為包含複數個電子源21及複數個線性加速器22之自由電子雷射FEL之各種替代實施例的示意性說明。
圖11A為包含兩個電子源21a、21b及六個線性加速器22a至22f之自由電子雷射FEL之實施例之俯視圖的示意性說明。圖11B為圖11A所展示之自由電子雷射FEL之實施例之側視圖的示意性說明。該兩個電子源21a、21b經定位於第一垂直層級41上，該第一垂直層級41位於第二垂直層級43上方。該兩個電子源21a、21b各自發射一電子射束E。由兩個電子源21a、21b發射之電子射束係在相反方向上被發射。自電子源21a、21b發射之電子射束E係由電子射束合併器301合併以便形成單一電子射束E。電子射束合併器301位於第一垂直層級41上。
經合併電子射束E係自第一垂直層級41而導向至第二垂直層級43，線性加速器22a至22f及一波盪器24位於該第二垂直層級43上。經合併電子射束E在被提供至波盪器24之前係由線性加速器21a至21f加速。使電子射束E在波盪器24中遵循週期性路徑，此造成自波盪器24發射輻射光束B。如圖11A所展示，離開波盪器24之電子射束E返回傳 遞通過線性加速器22a至22f，該等線性加速器22a至22f可用以使電子射束E減速。可將經減速電子射束E導向至電子截止器(圖11A及圖11B未繪示)。雖然圖11A及圖11B未繪示，但自由電子雷射可包含經組態以在自由電子雷射FEL之組件之間導向電子射束E的一或多個光束操控單元。
有利的是，向自由電子雷射FEL提供兩個電子源21a、21b(如圖11A及圖11B所展示)會在電子源21a、21b中之一者停止工作或脫機(例如，用於維修)之狀況下提供冗餘。在電子源21a、21b中之一者停止工作或脫機(例如，用於維修)之情況下，另一電子源可繼續發射電子射束且自由電子雷射FEL可繼續操作。
向自由電子雷射FEL提供複數個線性加速器22a至22f可允許組態每一線性加速器22a至22f以執行一特定作用。舉例而言，第一線性加速器22a可經組態以向自電子源21a、21b發射之相對低能量電子提供初始加速。後續線性加速器22b至22f可經組態以使增加能量之電子加速以便使電子射束E進一步加速。
圖12A為包含兩個電子源21a、21b及複數個線性加速器22a至22f之自由電子雷射FEL之替代實施例之俯視圖的示意性說明。圖12B為圖12A所展示之自由電子雷射FEL之實施例之側視圖的示意性說明。圖12A及圖12B所展示之實施例相同於圖11A及圖11B所展示之實施例，惟電子源21a、21b經配置成使得由電子源21a、21b發射之電子射束E不在相反方向上被發射除外。電子射束E係由電子射束合併器301合併，該電子射束合併器301將經合併電子射束導向至第二垂直層級43。電子射束合併器301經組態以將經合併電子射束導向至第二垂直層級43，使得該經合併電子射束與傳播通過線性加速器22a至22f之電子射束形成第一角度303。舉例而言，第一角度303可為大約30°。
圖13A為包含兩個電子源21a、21b及複數個線性加速器22a至22f 之自由電子雷射FEL之替代實施例之俯視圖的示意性說明。圖13B為圖13A所展示之自由電子雷射FEL之實施例之側視圖的示意性說明。圖13A及圖13B所展示之實施例相同於圖12A及圖12B所展示之實施例，惟自電子源21a、21b發射之電子射束係由位於第二垂直層級43上之電子射束合併器301合併除外。將由電子源21a、21b發射之電子射束E導向至第二垂直層級43，在該第二垂直層級43中該等電子射束E係由電子射束合併器301合併。
圖14A為包含兩個電子源21a、21b及複數個線性加速器22a至22f之自由電子雷射FEL之替代實施例之俯視圖的示意性說明。圖14B為圖14A所展示之自由電子雷射FEL之實施例之側視圖的示意性說明。在圖14A及圖14B所展示之實施例中，第一線性加速器22a及第二線性加速器22b經定位於第一垂直層級上。將自第二線性加速器22b輸出之電子射束導向(例如，運用一或多個光束操控單元)至經定位有剩餘線性加速器22c至22f之第二垂直層級43。
圖15A為包含兩個電子源21a、21b及複數個線性加速器22a至22f之自由電子雷射FEL之替代實施例之俯視圖的示意性說明。圖15B為圖15A所展示之自由電子雷射FEL之實施例之側視圖的示意性說明。在圖15A及圖15B所展示之實施例中，所有線性加速器22a至22f皆定位於第一垂直層級41上。將自第六線性加速器22f輸出之電子射束導向(例如，運用一或多個光束操控單元)至經定位有波盪器24之第二垂直層級43。
圖16A為包含兩個電子源21a、21b及複數個線性加速器22a至22f之自由電子雷射FEL之替代實施例之俯視圖的示意性說明。圖16B為圖16A所展示之自由電子雷射FEL之實施例之側視圖的示意性說明。在圖16A及圖16B所展示之實施例中，第一線性加速器22a位於第一垂直層級41上且剩餘線性加速器22b至22f位於第二垂直層級43上。
儘管自由電子雷射之實施例已被描述為包含線性加速器22，但應瞭解，線性加速器22僅僅為可用以使自由電子雷射中之電子加速的粒子加速器之類型之一實例。線性加速器22可特別有利，此係因為其允許使具有不同能量之電子沿著同一軌跡加速。然而，在自由電子雷射之替代實施例中，可使用其他類型之粒子加速器以使電子加速至相對論能量。
已描述自由電子雷射之實施例，在該自由電子雷射中電子射束沿著第一路徑且實質上在第一方向上傳播且沿著第二路徑且實質上在第二方向上傳播，其中第一路徑與第二路徑彼此垂直地分離。雖然已描述並描繪第一路徑與第二路徑彼此實質上平行且實質上與水平方向平行之實施例，但可代替地使用其他配置。舉例而言，在一些實施例中，第一路徑及/或第二路徑可相對於水平線成非零角而安置，同時保持彼此垂直地分離。在一些實施例中，第一路徑及第二路徑可相對於水平線形成不同角度，且因此，可相對於彼此成非零角而安置。
雖然輻射源SO之實施例已被描述並描繪為包含兩個自由電子雷射FEL，但應瞭解，輻射源可包含任何數目個自由電子雷射FEL。舉例而言，輻射源可包含單一自由電子雷射FEL或可包含大於兩個的數個自由電子雷射。
雖然輻射源SO之實施例已被描述並描繪為包含光學系統40，但應瞭解，輻射源SO之一些實施例可不包括光學系統40。舉例而言，自由電子雷射可將輻射光束B'直接提供至微影系統LS之光束分裂裝置20，而不將輻射光束B'首先導向至光學系統40。替代地，自由電子雷射可將輻射B'直接提供至微影裝置LA。
已在上文描述了自一或多個自由電子雷射FEL發射之輻射經提供至複數個微影裝置的微影系統之各種實施例。自上述實施例應瞭解，自自由電子雷射FEL發射之輻射可由一或多個反射元件而導向至微影 裝置，在該一或多個反射元件處輻射經歷反射以便旋轉輻射之傳播方向。
在輻射光束在反射元件處經歷之每次反射期間，輻射光束之一部分可在反射元件處被吸收，且因此，將自該輻射光束損耗該輻射光束之該部分。因此，在輻射之自自由電子雷射至微影裝置之光學路徑期間在供反射輻射之一或多個反射元件處該輻射之吸收可縮減提供至微影裝置之輻射量。歸因於沿著自自由電子雷射FEL至微影裝置之光學路徑之吸收而損耗的輻射量係取決於輻射在該光學路徑期間經歷之反射之數目及在反射期間為了吸收而損耗的輻射量。
在反射元件處之反射期間被吸收的輻射量可取決於輻射入射於該反射元件上之入射角。舉例而言，在反射期間被吸收的輻射量可隨著輻射入射於反射元件上之入射角增加而增加。輻射入射於反射元件上之入射角係取決於該反射元件經配置以造成的傳播方向之旋轉。舉例而言，反射元件可經配置以旋轉輻射光束之傳播方向達大約90°。為了旋轉輻射光束之傳播方向達大約90°，輻射光束於反射元件上之入射角可為大約45°，此可引起歸因於反射元件處之吸收而損耗相對大量輻射。
替代地，輻射光束之傳播方向可藉由複數個反射元件處之反射而旋轉達大約90°，該複數個反射元件各自經配置以旋轉輻射光束之傳播方向達小於90°之角度。在輻射光束入射於各自旋轉輻射光束之傳播方向達小於90°之角度之複數個反射元件上之實施例中，在每次反射期間發生的吸收之量可小於在旋轉輻射光束之傳播方向達90°之單次反射期間發生的吸收之量。然而，為了旋轉輻射光束之傳播方向達90°，增加輻射光束經歷之反射(在該等反射期間輻射被吸收)之數目。
一般而言，因此，自輻射光束藉由反射元件處之吸收而損耗的輻射量係取決於輻射光束之傳播方向在反射期間旋轉之量。因此，可需 要配置微影系統之組件以便縮減輻射光束之傳播方向在反射期間旋轉之量，以便縮減自輻射光束藉由反射元件處之吸收而損耗的輻射量。
圖17A為如自上方檢視的包括第一列微影裝置203及第二列微影裝置205之微影系統LS的示意性說明。在圖11所展示之實施例中，第一列微影裝置203包含十個微影裝置LA1至LA10且第二列微影裝置205包含十個微影裝置LA11至LA20。然而，在其他實施例中，第一列微影裝置203及/或第二列微影裝置205可包含多於或少於十個微影裝置。
第一列及第二列微影裝置具備來自輻射源SO之輻射。在圖17A所展示之實施例中，輻射源SO發射第一輻射光束201及第二輻射光束202。輻射源可包含一或多個自由電子雷射。舉例而言，輻射源可包含發射分裂成第一輻射光束201及第二輻射光束202之輻射光束的單一自由電子雷射。替代地，輻射源SO可包含複數個自由電子雷射。舉例而言，輻射源可包含發射第一輻射光束201之第一自由電子雷射及發射第二輻射光束202之第二自由電子雷射。替代地，第一輻射光束201及第二輻射光束202可各自包含自複數個自由電子雷射發射之輻射之組合。
在一些實施例中，輻射源SO可包含在正常操作中發射第一輻射光束201之第一自由電子雷射，及在正常操作中發射第二輻射光束202之第二自由電子雷射。輻射源SO可進一步包含經組態以在第一自由電子雷射及第二自由電子雷射中之一者停止工作或脫機(例如，用於維修)的情況下提供第一及第二輻射光束之光學組件。舉例而言，在自由電子雷射中之一者停止工作或脫機的情況下，可將一或多個光學組件移動至繼續待發射之輻射光束之光學路徑中。該一或多個光學組件可經組態以將繼續待發射之輻射分裂成第一輻射光束201及第二輻射光束202。此配置可確保即使在自由電子雷射中之一者停止工作或脫機的情況下亦繼續發射第一輻射光束201及第二輻射光束202兩者。
將第一輻射光束201提供至第一列微影裝置203且將第二輻射光 束202提供至第二列微影裝置205。在圖17A所展示之實施例中，微影裝置LA1至LA20係以第一輻射光束201及第二輻射光束202傳播所沿著的兩條直線而配置。
圖17B為如自側所檢視的圖17A之微影系統LS之一部分的示意性說明。為易於說明起見，圖17A僅展示第一列微影裝置203。第二列微影裝置205可以相似於第一列微影裝置之配置的方式而配置，該第二列微影裝置205在圖17B中未繪示。如圖17B中可見，微影系統LS包括一光束分裂裝置220，該光束分裂裝置220接收第一輻射光束201且將該第一輻射光束201分裂成複數個分支輻射光束B1至B10。該光束分裂裝置220將每一分支輻射光束導向至第一列微影裝置203中之微影裝置。輻射源SO及光束分裂裝置220經定位於第一垂直層級211上，且第一列微影裝置203經定位於第二垂直層級212上。光束分裂裝置220將分支輻射光束B1至B10自第一垂直層級211導向至第二垂直層級212。光束分裂裝置220可(例如)包含一系列鏡面(圖中未繪示)，該等鏡面各自經組態以將第一輻射光束201之一部分分裂成分支輻射光束B1至B10。
在圖17A及圖17B所展示之微影系統LS之實施例中，提供至微影裝置之每一分支輻射光束在被提供至微影裝置之前在光束分裂裝置220中經歷單次反射。單次反射可用以將分支輻射光束之傳播方向改變達大約90°，如圖17B所展示。因此，每一分支輻射光束B1至B20經歷其自輻射源SO至微影裝置之光學路徑上在其傳播方向上為大約90°的單次旋轉。在每一分支輻射光束之傳播方向之旋轉期間為了吸收而損耗的輻射量可相對小。
在圖17A及圖17B所展示之微影系統LS之實施例中，輻射源SO發射兩個輻射光束，該兩個輻射光束各自將輻射提供至單一列微影裝置。該等列微影裝置平行於自輻射源SO發射之輻射光束之傳播方向而延伸。有利的是，此情形允許每一微影裝置具備在被提供至微影裝置 之前傳播方向已經歷大約90°之僅單次旋轉的分支輻射光束。因此，歸因於吸收而自每一分支輻射光束損耗之輻射量相對小。
在其他實施例中，待具備輻射之微影裝置之列之數目大於自輻射源發射之輻射光束之數目。舉例而言，在一些實施例中，可需要將輻射提供至兩個以上列的微影裝置。
圖18為微影系統LS之替代實施例的示意性說明，其中將輻射提供至四個列的微影裝置。相似於圖17A及圖17B所展示之微影系統之實施例，圖18之微影系統LS包括發射第一輻射光束201及第二輻射光束202之輻射源SO。如上文參看圖17A及圖17B所展示之實施例所描述，輻射源SO可包含一或多個自由電子雷射。第一輻射光束201及第二輻射光束202可各自包含自單一自由電子雷射發射之輻射，或可包含自複數個自由電子雷射發射之輻射之組合。
圖18所展示之微影系統LS進一步包含第一列微影裝置203、第二列微影裝置205、第三列微影裝置207及第四列微影裝置209。第一列微影裝置203、第二列微影裝置205、第三列微影裝置207及第四列微影裝置209各自彼此平行地延伸。為了將輻射光束提供至該等列微影裝置203、205、207、209中每一者，藉由第一光束分裂單元231及第二光束分裂單元232將由輻射源SO發射之第一及第二輻射光束分裂成子光束。第一光束分裂單元231將第一輻射光束201分裂成第一子光束2011，該第一子光束2011被提供至第一列微影裝置203；及第三子光束2012，該第三子光束2012被提供至第三列微影裝置207。第二光束分裂單元232將第二輻射光束202分裂成第二子光束2021，該第二子光束2021被提供至第二列微影裝置207；及第四子光束2022，該第四子光束2022被提供至第四列微影裝置209。
第一光束分裂單元231及第二光束分裂單元232可(例如)包含經組態以將輻射光束分裂成各別子光束之鏡面或反射光柵。自圖18可見， 第三子光束2012及第四子光束2022之傳播方向分別在第一光束分裂單元231及第二光束分裂單元232中旋轉達90°。第三子光束及第四子光束在光束分裂單元中之傳播方向之旋轉意謂第三子光束及第四子光束在垂直於第三列及第四列微影裝置延伸之方向的方向上傳播遠離光束分裂單元。
為了將第三子光束2012提供至第三列微影裝置207，第一反射器233經配置以反射第三子光束2012以便將該第三子光束2012之傳播方向旋轉達大約90°。自第一反射器反射之第三子光束2012沿著第三列微影裝置207傳播使得該第三子光束2012可分裂成分支輻射光束，每一分支輻射光束被提供至該第三列微影裝置207之微影裝置LA21至LA30。第三子光束可由可相似於圖17B所展示之光束分裂裝置220的光束分裂裝置(圖18未繪示)分裂成分支輻射光束。
正如圖17B所展示之光束分裂裝置220中之狀況，提供至第三列微影裝置207之微影裝置LA21至LA30的每一分支輻射光束之傳播方向可在該分支輻射光束被提供至微影裝置LA21至LA30之前在光束分裂裝置中經歷大約90°之旋轉。因此，提供至第三列微影裝置207之微影裝置LA21至LA30的每一分支輻射光束之傳播方向在輻射源SO與微影裝置LA21至LA30之間經歷大約90°之三次旋轉。
為了將第四子光束2022提供至第四列微影裝置209，第二反射器234經配置以反射第四子光束2022以便將該第四子光束2022之傳播方向旋轉達90°。自第二反射器234反射之第四子光束2022沿著第四列微影裝置209傳播使得該第四子光束2022可分裂成分支輻射光束，每一分支輻射光束被提供至該第四列微影裝置209之微影裝置。第四子光束2022可由可相似於圖17B所展示之光束分裂裝置220的光束分裂裝置(圖18未繪示)分裂成分支輻射光束。正如圖17B所展示之光束分裂裝置220中之狀況，提供至第四列微影裝置209之微影裝置LA31至LA40的每 一分支輻射光束之傳播方向可在該分支輻射光束被提供至微影裝置LA31至LA40之前在光束分裂裝置中經歷大約90°之旋轉。因此，提供至第四列微影裝置209之微影裝置LA31至LA40的每一分支輻射光束之傳播方向在輻射源SO與微影裝置LA31至LA40之間經歷大約90°之三次旋轉。
如已在上文參看圖18所描述，提供至第三列微影裝置207及第四列微影裝置209之微影裝置的每一分支輻射光束之傳播方向在該分支輻射光束被提供至微影裝置之前經歷大約90°之三次旋轉。與提供至第三列微影裝置207及第四列微影裝置209之分支輻射光束形成對比，提供至第一列微影裝置203及第二列微影裝置205之微影裝置的每一分支輻射光束之傳播方向在該分支輻射光束被提供至微影裝置之前經歷大約90°之單次旋轉。因為由於吸收而自輻射光束損耗輻射，所以每當輻射光束經歷其傳播方向之旋轉時，就自提供至第三列及第四列微影裝置之分支輻射光束損耗比自提供至第一列及第二列微影裝置之分支輻射光束損耗之輻射多的輻射。因此，需要配置微影系統之組件以便縮減自提供至第三列及第四列微影裝置之分支輻射光束損耗的輻射量。
在圖17A、圖17B及圖18所展示之微影系統之實施例中，提供至第一列及第二列微影裝置之微影裝置的分支輻射光束之傳播方向在輻射源SO與微影裝置之間經歷大約90°之僅單次旋轉。然而，在其他實施例中，提供至第一列及第二列微影裝置之微影裝置的分支輻射光束之傳播方向可經歷一次以上旋轉。舉例而言，若自輻射源SO發射之第一及第二輻射光束並未與第一列及第二列微影裝置對準(如其在圖17A及圖18中一樣)，則提供至第一及第二輻射光束之輻射光束之傳播方向可需要被旋轉至少兩次(例如，大約90°之兩次旋轉)以便將該等輻射光束之傳播方向與第一列及第二列微影裝置對準。因此，自提供至第一列及第二列微影裝置之輻射光束損耗的輻射量可增加。因此，可進一步 需要配置微影系統之組件以便縮減歸因於吸收而損耗之輻射量。
圖19為微影系統LS之實施例的示意性說明，其中微影系統LS之組件經配置以便縮減歸因於吸收而自輻射光束損耗之輻射量。圖19所展示之微影系統LS包含一輻射源SO以及第一列微影裝置203、第二列微影裝置205、第三列微影裝置207及第四列微影裝置209。第一列微影裝置203、第二列微影裝置205、第三列微影裝置207及第四列微影裝置209各自彼此平行地延伸。輻射源SO發射第一輻射光束201及第二輻射光束202。在圖19所展示之實施例中，輻射源SO經配置成使得第一及第二輻射光束經發射使得其在垂直於第一列、第二列、第三列及第四列微影裝置延伸之方向的方向上傳播。
微影系統LS包含第一光束分裂單元231及第二光束分裂單元232。第一光束分裂單元231經配置以將第一輻射光束分裂成第一子光束2011，該第一子光束2011被提供至第一列微影裝置203；及第三子光束2012，該第三子光束2012被提供至第三列微影裝置207。第二光束分裂單元232經配置以將第二輻射光束分裂成第二子光束2021，該第二子光束2021被提供至第二列微影裝置205；及第四子光束2022，該第四子光束2022被提供至第四列微影裝置209。第一反射器233經配置以將第三子光束導向至第三列微影裝置207。第二反射器234經配置以將第四子光束導向至第四列微影裝置209。
第一子光束2011及第二子光束2021之傳播方向分別在第一光束分裂單元231及第二光束分裂單元232處旋轉達大約90°。第三子光束2012及第四子光束2022之傳播方向分別在第一反射器233及第二反射器234處旋轉達大約90°。因此，第一子光束、第二子光束、第三子光束及第四子光束被提供至第一列、第二列、第三列及第四列微影裝置，而在其傳播方向上已經歷單次旋轉。
第一子光束、第二子光束、第三子光束及第四子光束各自藉由光 束分裂裝置(圖19未繪示)而分裂成複數個分支輻射光束。該等分支輻射光束提供至該等列微影裝置中之微影裝置。如已在上文所描述，可藉由將分支輻射光束之傳播方向旋轉達大約90°來執行將子光束分裂成分支輻射光束。因此，在圖19所展示之實施例中，提供至微影裝置之每一分支輻射光束可在被提供至微影裝置之前已經歷其傳播方向之兩次旋轉(大約90°之每次旋轉)。在光束分裂單元231、232或反射器233、234處發生分支輻射光束之傳播方向之第一旋轉，且在光束分裂裝置處發生分支輻射光束之傳播方向之第二旋轉。
因此，有利的是，輻射源SO發射垂直於該等列微影裝置延伸之方向而傳播的輻射光束之微影系統LS之實施例(例如，如圖19所展示)可縮減在分支輻射光束被提供至微影裝置之前發生的在該分支輻射光束之傳播方向上之旋轉數目。舉例而言，在圖19之實施例中，提供至第三列及第四列微影裝置中的微影裝置之分支輻射光束已在被提供至微影裝置之前在其傳播方向上經歷兩次旋轉。此旋轉次數少於(例如)圖18所展示之實施例中發生的旋轉次數，在圖18所展示之實施例中，每一分支輻射光束在被提供至第三列或第四列微影裝置中的微影裝置之前在其傳播方向上經歷三次旋轉。如上文所描述，有利的是，在分支輻射光束被提供至微影裝置之前縮減該分支輻射光束之傳播方向之旋轉數目會縮減歸因於吸收而自該分支輻射光束損耗的輻射量。
圖20為包含一輻射源SO及四列微影裝置之微影系統LS的另一替代實施例。形成圖20之微影系統LS之組件係相同於形成圖19之光學系統之組件，且將不再次參看圖20對其進行詳細描述。在圖20之實施例中，輻射源SO經配置以便發射第一輻射光束201及第二輻射光束202，使得該第一輻射光束201及第二輻射光束202在既不垂直於亦不平行於該等列微影裝置延伸之方向的方向上傳播。如圖20所展示，自輻射源SO發射之第一及第二輻射光束傳播之方向與該等列微影裝置延伸之 方向形成一角度θ。該角度θ大於0°且小於90°。舉例而言，該角度θ可在約10°與約60°之間。在一實施例中，該角度θ可為大約45°。在一些實施例中，該角度θ可小於約45°。
如圖20所展示，第一輻射光束及第二輻射光束在第一光束分裂單元231及第二光束分裂單元232處分裂成子光束。第一子光束2011係由第一光束分裂單元231而提供至第一列微影裝置203。第二子光束2021係由第二光束分裂單元231而提供至第二列微影裝置205。如圖20中可見，第一子光束2011在第一光束分裂單元231處之傳播方向之旋轉及第二子光束2021在第二光束分裂單元232處之傳播方向之旋轉係小於90°。
第三子光束2012係藉由第一反射器233處之反射而導向至第三列微影裝置207。第四子光束2022係藉由第二反射器234處之反射而導向至第四列微影裝置209。如圖20中可見，第三子光束2012在第一反射器233處之傳播方向之旋轉及第四子光束2022在第二反射器234處之傳播方向之旋轉係小於90°。
如上文參看圖19所描述，藉由在光束分裂裝置(圖20未繪示)中將分支輻射光束之傳播方向旋轉達大約90°來將子光束中每一者分裂成分支輻射光束。因此，與圖19所展示之實施例中之狀況一樣，圖20之實施例中之每一分支輻射光束在被提供至微影裝置之前在其傳播方向上經歷兩次旋轉。然而，與圖19之實施例形成對比，在圖20之實施例中，在分支輻射光束之傳播方向上之旋轉中之一者小於90°。舉例而言，在第一光束分裂單元231或第二光束分裂單元232處發生的傳播方向之旋轉抑或在第一反射器233或第二反射器234處發生的傳播方向之旋轉係小於90°。
歸因於在輻射光束之傳播方向之旋轉期間之吸收而損耗的輻射量可隨著該輻射光束之傳播方向旋轉之量之減低而減低。因此，有利 的是，圖20所展示之配置藉由縮減子光束之傳播方向在光束分裂單元231、232及反射器233、234處旋轉之量而縮減歸因於吸收而損耗的輻射量。輻射光束之傳播方向旋轉之量隨著角度θ減低而減低。
另外或替代地，可藉由將子光束分裂成分支輻射光束使得分支輻射光束之傳播方向之旋轉小於90°來縮減歸因於吸收而損耗之輻射量。圖21為經組態以將子光束2011分裂成分支輻射光束B1之光束分裂裝置之一部分的示意性說明。分支輻射光束B1被提供至微影裝置LA1。分支輻射光束B1可(例如)藉由配置於子光束2011之橫截面之一部分中之反射元件(圖21中未繪示)而形成。該反射元件反射入射於該反射元件上之子光束2011之部分，以便形成一分支輻射光束且將該分支輻射光束通過微影裝置LA1之圍封結構中之開口251而導向至微影裝置LA1中。在圖21所展示之實例中，造成分支輻射光束B1待導向至微影裝置LA1的分支輻射光束B1之傳播方向之旋轉小於90°。有利的是，此情形可縮減自分支輻射光束損耗之輻射量。
圖22A為電子射束合併器301之實施例之俯視圖的示意性說明，該電子射束合併器301用於將兩個輸入電子射束2201及2202(例如，來自第一垂直層級處之兩個電子源21a、21b(圖中未繪示))在第二垂直層級處合併成單一輸出電子射束2212。圖22B為圖22A所展示之電子射束合併器301之實施例之側視圖的示意性說明。如圖22A及圖22B所展示之電子射束合併器301之實施例有利，此係因為其藉由最小化電子射束線之長度及彎曲角度而最小化經合併電子射束之空間電荷誘發性發射率生長。電子射束合併器301(例如)自電子源21a及21b接收兩個入射電子射束2201及2202。電子射束2201首先在兩個方向上由偶極磁體2203稍微彎曲。接下來，該電子射束係由三個四極磁體2205聚焦及散焦，再次在兩個方向上由一偶極磁體2207稍微彎曲、再次由一四極磁體2208聚焦或散焦、在一個方向上由一偶極磁體2209稍微彎曲、再次由三個 四極磁體2210聚焦或散焦，且再次在一個方向上由一偶極磁體2211稍微彎曲，以最終到達輸出2212。電子射束2202首先在兩個方向上由偶極磁體2204稍微彎曲。接下來，該電子射束係由三個四極磁體2206聚焦及散焦，再次在兩個方向上由該偶極磁體2207稍微彎曲、再次由該四極磁體2208聚焦或散焦、在一個方向上由該偶極磁體2209稍微彎曲、再次由三個四極磁體2210聚焦或散焦，且再次在一個方向上由該偶極磁體2211稍微彎曲，以最終到達輸出2212。
偶極磁體2203及四極磁體2205在一側且偶極磁體2204及四極磁體2206在另一側分別以相同角度但在相對方向上旋轉輸入電子射束2201及2202。偶極磁體2207可藉由施加相對應旋轉式偶極磁場來選擇一電子射束或另一電子射束。偶極磁體2207可選擇如分別由偶極磁體2203及2204彎曲且分別由四極磁體2205及2206聚焦(散焦)的電子射束2201及2202中之任一者，以供磁體2208至2211處理。為此，偶極磁體2207可為具有可旋轉偶極場之偶極磁體。為了旋轉偶極場，可旋轉偶極磁體2207自身。替代地，偶極磁體2207可裝備有兩個線圈集合，以自兩個相互旋轉磁場選擇性地產生一個旋轉磁場。又，偶極磁體2207可具有兩個分離且相互旋轉式磁體，該兩個分離且相互旋轉式磁體被置放於彼此之後方且可被接通或切斷以便選擇如分別由偶極磁體2203及2204彎曲且分別由四極磁體2205及2206聚焦(散焦)的電子射束2201及2202中之任一者，以供磁體2208至2211處理。
將由電子源21a、21b發射之電子射束E導向至第二垂直層級43，在該第二垂直層級43中該等電子射束E係由電子射束合併器301合併。
已在上文參看圖17至圖20描述了微影系統LS之實施例，其中輻射源SO經組態以發射兩個輻射光束。在其他實施例中，輻射源可經組態以發射不同數目個輻射光束。舉例而言，輻射源SO可經組態以發射單一輻射光束或可經組態以發射兩個以上輻射光束。
通常，微影裝置(諸如，形成圖11至圖20所展示之該等列微影裝置的微影裝置)容納於半導體製作設備中，該半導體製作設備可被稱作工廠。在一些實施例中，將輻射提供至微影裝置之輻射源可定位於工廠外部。舉例而言，輻射源SO可定位於與工廠分離的建築物中。在一些實施例中，定位於工廠外部之輻射源可在與該工廠之垂直層級不同的垂直層級上發射一或多個輻射光束。舉例而言，圖17B所展示之該列微影裝置可位於定位於第二垂直層級212上之工廠內部。分支輻射光束B1至B10可通過該工廠之地板進入該工廠。替代地，自輻射源SO發射之輻射光束可經導向通過工廠之地板，且輻射可在該工廠內分裂成分支輻射光束。
在其他實施例中，包含一或多個自由電子雷射之輻射源SO可定位於一工廠內。因此，輻射源SO可定位於與具備來自輻射源SO之輻射之複數個微影裝置是同一個的建築物內部。通常，經定位有微影裝置之工廠內部之溫度準確地受控制使得使該微影裝置保持處於穩定溫度。因此，有利的是，將包含自由電子雷射之輻射源SO定位於工廠內部會導致亦使輻射源之組件保持處於穩定溫度。
使輻射源之組件保持處於穩定溫度可輔助控制輻射源之該等組件之相對對準。舉例而言，若輻射源之組件之溫度將隨著時間推移而變化，則一些組件可隨著其溫度改變而擴展及/或收縮。不利的是，輻射源之組件之擴展及/或收縮可變更組件之相對對準。有利的是，使輻射源SO之組件保持處於穩定溫度可輔助縮減輻射源SO之組件之相對對準的任何不理想變化。
將輻射源SO定位於工廠內部可避開建構經定位有輻射源SO之一或多個額外建築物之需要。舉例而言，可藉由將包含自由電子雷射之輻射源SO定位於含有複數個微影裝置之現有工廠建築物內部來更新該工廠建築物。藉由將輻射源SO定位於工廠建築物內部來更新現有工 廠可避開建構經定位有輻射源SO之一或多個額外建築物之需要。此可為比建構新建築物便宜的替代例且可在如下情形中特別有利：在工廠附近不存在供定位輻射源SO之可用空間。避開建構一或多個額外建築物之需要另外可使得較容易取得關於更新工廠之規章批准。舉例而言，建構經定位有輻射源SO之一或多個額外建築物可需要可難以獲得之規章批准。
在包含自由電子雷射之輻射源SO經定位於工廠內部之實施例中，自由電子雷射之一或多個組件可由壁環繞，該等壁在自由電子雷射在操作中時實質上不透射產生於該自由電子雷射中之輻射。舉例而言，自由電子雷射之組件可由厚混凝土壁(例如，厚度為大約4公尺之壁)環繞。該等壁可進一步具備輻射屏蔽材料，諸如，導線、鋼、硼及/或經組態以吸收中子及/或其他輻射類型之其他材料。
在包含自由電子雷射之輻射源SO經定位於工廠內部之實施例中，一些組件可定位於該工廠外部。舉例而言，含有經組態以將低溫冷卻提供至自由電子雷射之組件的裝置之低溫冷卻櫃可容納於該工廠外部。容納於低溫冷卻櫃內之低溫冷卻組件可產生振動。若低溫冷卻櫃待定位於工廠內部，則不利的是，由低溫冷卻組件產生之振動可轉移至容納於該工廠內之一或多個微影裝置，此情形可不利地影響微影裝置之操作。有利的是，將低溫冷卻組件定位於工廠外部可縮減由低溫冷卻組件產生之振動對容納於工廠內之微影裝置之影響。在一些實施例中，一或多個其他組件可位於工廠外部。
儘管微影系統LS之所描述實施例包含二十個微影裝置LA1至LA20，但微影系統LS可包含任何數目個微影裝置。舉例而言，形成微影系統LS之微影裝置之數目可取決於自輻射源SO輸出之輻射量及在光束分裂裝置20中損耗的輻射量。另外或替代地，形成微影系統LS之微影裝置之數目可取決於微影系統LS之佈局及/或複數個微影系統LS 之佈局。
微影系統之實施例亦可包括一或多個光罩檢測裝置MIA及/或一或多個空中檢測量測系統(AIMS)。在一些實施例中，為允許一些冗餘，微影系統LS可包含兩個光罩檢測裝置。此情形可允許在一光罩檢測裝置被修復或經歷維修時使用另一光罩檢測裝置。因此，一個光罩檢測裝置始終可供使用。光罩檢測裝置相比於微影裝置可使用較低功率輻射光束。另外，應瞭解，使用本文所描述之類型之自由電子雷射FEL而產生之輻射可用於除了微影或微影相關應用以外的應用。
術語「相對論電子」應被解譯為意謂已由粒子加速器加速至相對論能量之電子。電子可被認為在其動能比得上或大於其靜止質量能量(5.11keV)時具有相對論能量。實務上，形成自由電子雷射之部件之粒子加速器可將電子加速至比其靜止質量能量大得多的能量。舉例而言，粒子加速器可將電子加速至>10MeV、>100MeV、>1GeV或更大的能量。
已在輸出EUV輻射光束之自由電子雷射FEL之內容背景中描述了本發明之實施例。然而，自由電子雷射FEL可經組態以輸出具有任何波長之輻射。因此，本發明之一些實施例可包含輸出不為EUV輻射光束之輻射光束之自由電子。
術語「EUV輻射」可被認為涵蓋具有在4奈米至20奈米之範圍內(例如，在13奈米至14奈米之範圍內)之波長之電磁輻射。EUV輻射可具有小於10奈米之波長，例如，在4奈米至10奈米之範圍內之波長，諸如，6.7奈米或6.8奈米。
微影裝置LA1至LA20可用於IC製造中。替代地，本文所描述之微影裝置LA1至LA20可具有其他應用。可能之其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
21‧‧‧電子源
22‧‧‧線性加速器
23‧‧‧操控單元
24‧‧‧波盪器
25‧‧‧第二操控單元
26‧‧‧射束截止器
31‧‧‧建築物
32‧‧‧環路
41‧‧‧第一垂直層級
42‧‧‧地板
43‧‧‧第二垂直層級
44‧‧‧高架起重機
45‧‧‧橫樑
60‧‧‧第一路徑
61‧‧‧第一方向
62‧‧‧第二路徑
63‧‧‧第二方向
B'‧‧‧第一極紫外線(EUV)輻射光束/輻射
E‧‧‧聚束式電子射束/相對論電子射束
E'‧‧‧電子射束
FEL‧‧‧自由電子雷射

Claims (71)

  1. 一種自由電子雷射，其包含：一電子源，其可操作以發射一電子射束；一粒子加速器，其可操作以使該電子射束加速至相對論能量；一波盪器，其可操作以沿著一週期性路徑來導引該相對論電子射束以便刺激相干輻射之發射；及一操控單元，其可操作以變更該電子射束之軌跡，以便將該電子射束自該電子射束實質上在一第一方向上傳播所沿著的一第一路徑導向至該電子射束實質上在一第二方向上傳播所沿著的一第二路徑，其中該第一路徑與該第二路徑彼此垂直地分離。
  2. 如請求項1之自由電子雷射，其中該粒子加速器可操作以使該電子射束加速至大於約10MeV之能量。
  3. 如請求項2之自由電子雷射，其中該粒子加速器可操作以使該電子射束加速至大於約100MeV之能量。
  4. 如前述請求項中任一項之自由電子，其中該第一方向與該第二方向彼此相反。
  5. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其中該粒子加速器使該電子射束沿著該第一路徑加速。
  6. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其中該波盪器可操作以沿著該第二路徑來導引該相對論電子射束。
  7. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其中該線性加速器經定位於一第一垂直層級上。
  8. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其中該波盪器經定位於一第二垂直層級上。
  9. 如請求項8之自由電子雷射，其中該操控單元可操作以變更該等 電子射束之該軌跡，以便將該電子射束自該第一垂直層級上之該粒子加速器導向至該第二垂直層級上之該波盪器。
  10. 如請求項9之自由電子雷射，其中該第一垂直層級位於該第二垂直層級上方。
  11. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其中該自由電子雷射之組件中之至少一些容納於一建築物內。
  12. 如請求項11之自由電子雷射，其中該第一垂直層級對應於該建築物之一第一垂直層級，且該第二垂直層級對應於該建築物之一第二垂直層級。
  13. 如請求項11之自由電子雷射，其中該建築物包含輻射屏蔽壁，該等輻射屏蔽壁經組態以防止由該自由電子雷射產生之有害輻射傳播離開該建築物。
  14. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其進一步包含一第二操控單元，該第二操控單元可操作以變更該電子射束之該軌跡，以便將該電子射束自該第二路徑導向至該第一路徑。
  15. 如請求項14之自由電子雷射，其中該第二操控單元可操作以將自該波盪器輸出之該電子射束導向至該粒子加速器。
  16. 如請求項15之自由電子雷射，其中該粒子加速器可操作以使自該波盪器輸出之該電子射束減速。
  17. 如請求項16之自由電子雷射，其中該粒子加速器可操作以自該減速電子射束恢復能量，且使用該經恢復能量以使自該電子源接收之該電子射束加速。
  18. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其進一步包含一聚束壓縮機，該聚束壓縮機經組態以空間地壓縮該電子射束中之電子。
  19. 如請求項18之自由電子雷射，其中該聚束壓縮機經定位於該操控單元之上游及該波盪器之下游。
  20. 如請求項18之自由電子雷射，其中該聚束壓縮機經定位於與該波盪器經定位之該垂直層級是同一個的該垂直層級上。
  21. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其中該自由電子雷射之經定位於該第一垂直層級上之組件及該自由電子雷射之經定位於該第二垂直層級上之組件位於同一室中。
  22. 如請求項21之自由電子雷射，其中該粒子加速器及該波盪器位於同一室中。
  23. 如請求項21之自由電子雷射，其進一步包含一起重機，其中該起重機經配置成使得其可接取該自由電子雷射之位於該第一垂直層級上之組件及該自由電子雷射之位於該第二垂直層級上之組件。
  24. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其中該粒子加速器及該波盪器係在垂直於該粒子加速器之一縱向軸線之一水平軸線上彼此偏移。
  25. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其進一步包含經組態以將低溫冷卻提供至該粒子加速器之組件。
  26. 如請求項25之自由電子雷射，其中該等低溫冷卻組件經定位於經容納有該自由電子雷射之該建築物外部。
  27. 如請求項25之自由電子雷射，其中該等低溫冷卻組件容納於經容納有該自由電子雷射之該建築物內部。
  28. 如請求項27之自由電子雷射，其中經容納有該等低溫冷卻組件之該建築物之一部分係與經容納有該粒子加速器及該波盪器之該建築物之一部分機械地隔離。
  29. 如請求項27之自由電子雷射，其進一步包含至少一輻射屏蔽壁，該至少一輻射屏蔽壁經組態以屏蔽經容納有該等低溫冷卻組件之該建築物之一部分與經容納有該粒子加速器及該波盪器之該 建築物之一部分。
  30. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其進一步包含經組態以將電功率提供至該自由電子雷射之組件之電組件。
  31. 如請求項30之自由電子雷射，其中該等電組件經定位於經容納有該自由電子雷射之該建築物外部。
  32. 如請求項30之自由電子雷射，其中該等電冷卻組件容納於經容納有該自由電子雷射之該建築物內部。
  33. 如請求項32之自由電子雷射，其進一步包含至少一輻射屏蔽壁，該至少一輻射屏蔽壁經組態以屏蔽經容納有該等電冷卻組件之該建築物之一部分與經容納有該粒子加速器及該波盪器之該建築物之一部分。
  34. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其中該波盪器經組態以使該等相對論電子發射EUV輻射。
  35. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其中該粒子加速器為一線性加速器。
  36. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其中該自由電子雷射包含可操作以使該電子射束加速之複數個粒子加速器。
  37. 如請求項36之自由電子雷射，其中該等線性加速器中之至少一者經定位於與該等其他線性加速器中之至少一者不同的一垂直層級上。
  38. 如請求項1至3中任一項之自由電子雷射，其中該自由電子雷射包含各自可操作以發射一電子射束之複數個電子源。
  39. 如請求項38之自由電子雷射，其進一步包含一電子射束合併器，該電子射束合併器經組態以將自複數個電子源發射之複數個電子射束合併成一單一電子射束。
  40. 如請求項38之自由電子雷射，其中該複數個電子源經定位於與該 線性加速器經定位之該垂直層級不同的一垂直層級上。
  41. 如請求項38之自由電子雷射，其中該複數個電子源經定位於與該波盪器經定位之該垂直層級不同的一垂直層級上。
  42. 一種微影系統，其包含：一輻射源，其包含一如請求項1至36中任一項之自由電子雷射；及一或多個微影裝置。
  43. 如請求項42之微影系統，其中該微影系統包含複數個微影裝置，該複數個微影裝置各自經配置以自該輻射源接收輻射。
  44. 如請求項43之微影系統，其中該複數個微影裝置位於一建築物中，且該輻射源位於該複數個微影裝置定位之該建築物外部。
  45. 如請求項43或44之微影系統，其進一步包含一光束分裂裝置，該光束分裂裝置經組態以自該輻射源接收一輻射光束且將該輻射光束分裂成分支輻射光束，且經進一步組態以將一分支輻射光束提供至該複數個微影裝置中每一者。
  46. 如請求項42至44中任一項之微影系統，其中該輻射源包含複數個如請求項1至41中任一項之自由電子雷射。
  47. 如請求項46之微影系統，其中該輻射源進一步包含一光學系統，該光學系統經組態以自該複數個自由電子雷射中每一者接收一輻射光束且自該等輻射光束形成一複合輻射光束。
  48. 如請求項43之微影系統，其中該光學系統經進一步組態以將該複合輻射光束提供至該光束分裂裝置。
  49. 如請求項46之微影系統，其中該複數個自由電子雷射中每一者經組態以在實質上該同一垂直層級上輸出一輻射光束。
  50. 如請求項46之微影系統，其中該等自由電子雷射經組態以輸出一輻射光束，該輻射光束相對於該輻射源之一光軸成一角度而傳 播。
  51. 如請求項43或44之微影系統，其中該輻射源經組態以發射一第一輻射光束及一第二輻射光束。
  52. 如請求項51之微影系統，其中該輻射源包含經組態以發射該第一輻射光束之一第一自由電子雷射，及經組態以發射該第二輻射光束之一第二自由電子雷射。
  53. 如請求項52之微影系統，其中該輻射源進一步包含一或多個光學組件，該一或多個光學組件可操作以在該第二自由電子雷射停止發射輻射的情況下分裂自該第一自由電子雷射發射之該輻射光束以便形成該第一輻射光束及該第二輻射光束。
  54. 如請求項43或44之微影系統，其中該微影系統包含複數列微影裝置，該複數列微影裝置各自在一第一方向上延伸。
  55. 微影系統，每一列微影裝置具備一光束分裂裝置，該光束分裂裝置經組態以接收一輻射光束、將該輻射光束分裂成複數個分支輻射光束且將每一分支輻射光束導向至該列微影裝置之一微影裝置。
  56. 如請求項55之微影系統，其中該輻射源經組態以在一第二方向上發射一輻射光束，其中該第二方向非平行於該第一方向。
  57. 如請求項56之微影系統，其中該第二方向垂直於該第一方向。
  58. 如請求項55至57中任一項之微影系統，其中該輻射源經組態以發射一輻射光束，且該微影系統進一步包含一光束分裂單元，該光束分裂單元經組態以將該輻射光束分裂成複數個子光束，其中每一子光束經提供至一列微影裝置。
  59. 複數個微影系統，其中該複數個微影系統中每一者包含一如請求項42至58中任一項之微影系統。
  60. 如請求項59之複數個微影系統，其中該複數個微影系統經配置成 彼此鄰近。
  61. 一種用於產生輻射之方法，其包含：發射一電子射束；沿著一第一路徑且實質上在一第一方向上使該電子射束加速至相對論能量；自該第一路徑變更該等相對論電子之軌跡，使得該等電子沿著一第二路徑且實質上在一第二方向上傳播，其中該第一路徑與該第二路徑彼此垂直地分離；及使該等相對論電子遵循一週期性路徑，藉此使該等相對論電子刺激相干輻射之發射。
  62. 如請求項61之方法，其中使該電子射束加速至相對論能量包含：使該電子射束加速至大於約10MeV之能量。
  63. 如請求項62之方法，其中使該電子射束加速至相對論能量包含：使該電子射束加速至大於約100MeV之能量。
  64. 如請求項61至63中任一項之方法，其中該第一方向與該第二方向彼此相反。
  65. 如請求項61至63中任一項之方法，其進一步包含將一電子射束自該第二路徑導向至該第一路徑。
  66. 如請求項65之方法，其進一步包含使自該第二路徑導向至該第一路徑之一電子射束減速。
  67. 如請求項66之方法，其進一步包含自該減速電子射束恢復能量且使用該能量以使一電子射束沿著該第一路徑加速。
  68. 如請求項61至63中任一項之方法，其進一步包含空間地壓縮該相對論電子射束之電子。
  69. 如請求項68之方法，其中在該相對論電子射束已自該第一路徑經導向至該第二路徑之後且在使該等相對論電子遵循一週期性路 徑之前空間地壓縮該相對論電子射束。
  70. 如請求項61至63中任一項之方法，其中沿著一粒子加速器之一縱向軸線使該電子射束加速，且使該等相對論電子遵循圍繞一波盪器之一縱向軸線之一週期性路徑；且其中該粒子加速器之該縱向軸線係在垂直於該粒子加速器之該縱向軸線的一水平軸線上自該波盪器之該縱向軸線偏移。
  71. 如請求項61至63中任一項之方法，其中該等相對論電子發射EUV輻射。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108701953A (zh) * 2015-12-23 2018-10-23 Asml荷兰有限公司 自由电子激光器
CN113267517A (zh) * 2020-01-30 2021-08-17 卡尔蔡司显微镜有限责任公司 物体接纳容器、物体固定系统、辐射设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6920311B2 (ja) * 2016-03-07 2021-08-18 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 自由電子レーザ用電子源

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2650448B1 (fr) * 1989-07-27 1994-09-02 Commissariat Energie Atomique Laser a electrons libres a accelerateur d'electrons perfectionne
TWI243287B (en) * 1999-03-12 2005-11-11 Asml Netherlands Bv Lithographic projection apparatus and device manufacturing method using the same
KR101545193B1 (ko) * 2009-02-22 2015-08-18 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. 하전 입자 리소그래피 장치 및 진공 챔버 내에서 진공을 생성하는 방법
DE102012212830A1 (de) * 2012-07-23 2014-01-23 Carl Zeiss Smt Gmbh EUV-Lichtquelle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108701953A (zh) * 2015-12-23 2018-10-23 Asml荷兰有限公司 自由电子激光器
CN108701953B (zh) * 2015-12-23 2020-08-25 Asml荷兰有限公司 自由电子激光器
CN113267517A (zh) * 2020-01-30 2021-08-17 卡尔蔡司显微镜有限责任公司 物体接纳容器、物体固定系统、辐射设备

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