TW202037022A - 在微影系統中提供高精準度延遲的裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於控制一雷射系統中之脈衝的方法及裝置，其包括控制一多腔室雷射系統中之觸發脈衝的相對時序以控制多個腔室之各別激發的一延遲，包括使用一場可程式化閘陣列與可程式化延遲電路之一組合。

Description

在微影系統中提供高精準度延遲的裝置及方法
本發明所揭示之主題係關於諸如用於積體電路光微影製造程序之雷射產生光源的控制。
一種用於產生在適用於半導體光微影之頻率(深紫外線(DUV)波長)下之雷射輻射的系統涉及使用主控振盪器功率放大器(MOPA)雙氣體放電腔室組態。管理MOPA之主控振盪器(MO)部分中之脈衝(激發)相對於MOPA之功率放大器(PA)部分中之脈衝(激發)的相對時序係達成雷射劑量穩定性所需的。亦可使用向雷射系統提供諸如功率振盪器(「PO」)之其他放大器組態的類似主控振盪器種子。然而，為簡潔起見，除非另外明確地指示，否則術語MOPA或術語MO及PA分別應解譯為意謂任何此類多腔室雷射系統，例如雙腔室雷射系統，例如包括振盪器種子脈衝產生部分，其最佳化光束參數品質，其後接著藉由接收任何種類之種子脈衝的放大器部分放大種子脈衝，其實例在上文提到，該放大器部分用於放大功能且針對此放大製程進行調整，從而使在主控振盪器區段中最佳化之特定光束品質參數大致保持不變。
在光微影製程中使用極紫外(「EUV」)光，例如具有大約50 nm或小於50 nm之波長的電磁輻射(有時亦被稱作軟x射線)且包括波長為約13.5 nm之光，以在諸如矽晶圓之基板上產生極小特徵。儘管應理解，使用術語「光」描述之輻射可能不在光譜之可見部分中，但本文中在此處及別處亦將使用彼術語。用於產生EUV光之方法包括將目標材料自液態轉換成電漿狀態。目標材料較佳包括具有在EUV範圍內之一或多個發射譜線的至少一種元素，例如氙、鋰或錫。在常常被稱為雷射產生電漿(「LPP」)之一種此類方法中，所需之電漿可藉由使用雷射光束來輻照具有所需譜線發射元素之目標材料而產生。管理EUV系統中之脈衝的相對時序亦為達成劑量穩定性所需的。
需要提供用於管理此類系統中之相對脈衝時序的現有裝置或方法之替代方案。
下文呈現一或多個實施例之簡化概述以便提供對本發明之基本理解。此概述並非所有預期實施例之廣泛綜述，且既不意欲識別所有實施例之關鍵或重要要素，亦不意欲描繪任何或所有實施例之範疇。其唯一目的在於以簡化形式呈現一或多個實施例的一些概念以作為稍後呈現之更詳細描述的序言。
根據一實施例之一個態樣，本文中揭示一種雷射系統，其包含：一場可程式化閘陣列，其經組態以產生一第一數位信號及為該第一數位信號之一邏輯反的一第二數位信號，該第一數位信號針對複數個時脈循環而自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準；一第一可程式化延遲電路，其經配置以接收該第一數位信號且經組態以將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號；一第二可程式化延遲電路，其經配置以接收該第二數位信號且經組態以將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號；及一第一邏輯電路，其經配置以接收該經延遲之第一數位信號及該經延遲之第二數位信號，且經組態以當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一脈衝。
根據一實施例之一個態樣，本文中亦揭示一種雷射系統，其包含：一模組，其經組態以供應具有一第一持續時間之一第一脈衝及具有一第二持續時間之一第二脈衝，其中該第一脈衝之一開始與該第二脈衝之一開始在時間上分開一延遲間隔，該模組包含：一場可程式化閘陣列，其經組態以產生：一第一數位信號，其針對複數個時脈循環而在一時間t1 處自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準；一第二數位信號，其為該第一數位信號之一邏輯反；一第三數位信號，其針對複數個時脈循環而在遲於t1 之一時間t2 處自該第一邏輯位準轉變至該第二邏輯位準；及一第四數位信號，其為該第三數位信號之一邏輯反；一第一可程式化延遲電路，其經配置以接收該第一數位信號且經組態以將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號；一第二可程式化延遲電路，其經配置以接收該第二數位信號且經組態以將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號；一第一邏輯電路，其經配置以接收該經延遲之第一數位信號及該經延遲之第二數位信號，且經組態以當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生該第一脈衝；一第三可程式化延遲電路，其經配置以接收該第三數位信號且經組態以將該第三數位信號之傳播延遲一第三延遲，從而產生一經延遲之第三數位信號；一第四可程式化延遲電路，其經配置以接收該第四數位信號且經組態以將該第四數位信號之傳播延遲大於該第三延遲之一第四延遲，從而產生一經延遲之第四數位信號；及一第二邏輯電路，其經配置以接收該經延遲之第三數位信號及該經延遲之第四數位信號且經組態以在該第一脈衝停止之後，當且僅當該經延遲之第三數位信號及該經延遲之第四數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生該第二脈衝。
該雷射系統可為用於產生深紫外線輻射之一系統，且進一步包含：一第一觸發電路，其經配置以接收該第一脈衝且用於使雷射之一第一腔室回應於該第一脈衝而激發；及一第二觸發電路，其經配置以接收該第二脈衝且用於使該雷射之一第二腔室回應於該第二脈衝而激發。
該雷射系統可為用於產生遠紫外線輻射之一系統，且進一步包含：一第一觸發電路，其經配置以接收該第一脈衝且用於使一第一雷射脈衝回應於該第一脈衝而激發；及一第二觸發電路，其經配置以接收該第二脈衝且用於使一第二雷射脈衝回應於該第二脈衝而激發。
該雷射系統可包含：一第一雷射腔室，其經配置以基於該第一脈衝而接收一第一雷射腔室激勵脈衝；及一第二雷射腔室，其經配置以基於該第二脈衝而接收一第二雷射腔室激勵脈衝。
根據一實施例之一個態樣，本文中亦揭示一種產生用於一雷射系統之觸發脈衝的方法，該方法包含：產生一第一數位信號及為該第一數位信號之一邏輯反的一第二數位信號，該第一數位信號針對複數個時脈循環而自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準；將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號；將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號；及當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一脈衝。
根據一實施例之一個態樣，本文中亦揭示一種產生用於一雷射系統之觸發脈衝的方法，該方法包含：產生一第一數位信號及為該第一數位信號之一邏輯反的一第二數位信號，該第一數位信號針對複數個時脈循環而在一時間t1 處自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準；將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號；將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號；及當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一第一脈衝；產生一第三數位信號及為該第三數位信號之一邏輯反的一第四數位信號，該第三數位信號針對複數個時脈循環而在晚於t1 之一時間t2 處自該第一邏輯位準轉變至該第二邏輯位準；將該第三數位信號之傳播延遲一第三延遲，從而產生一經延遲之第三數位信號；將該第四數位信號之傳播延遲大於該第三延遲之一第四延遲，從而產生一經延遲之第四數位信號；及在停止該第一脈衝之後，當且僅當該經延遲之第三數位信號及該經延遲之第四數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一第二脈衝。
該方法可進一步包含將該第一脈衝作為一觸發信號供應至一多腔室雷射之一第一腔室的一功率換向器及將該第二脈衝作為一觸發信號供應至一多腔室雷射之一第二腔室的一功率換向器的步驟。
產生該第一數位信號、該第二數位信號、該第三數位信號及該第四數位信號之步驟可由一場可程式化閘陣列執行。
該方法可進一步包含供應該第一脈衝作為一觸發信號以在一目標材料處激發一第一脈衝及供應該第二脈衝作為一觸發信號以在該目標材料處激發一第二脈衝的步驟。該第一脈衝可為一預脈衝且該第二脈衝可為一主脈衝。
延遲該第一數位信號之步驟可由一第一可程式化延遲電路執行。
延遲該第二數位信號之步驟可由一第二可程式化延遲電路執行。
延遲該第三數位信號之步驟可由一第三可程式化延遲電路執行。
延遲該第四數位信號之步驟可由一第四可程式化延遲電路執行。
下文參看隨附圖式詳細地描述本發明之其他特徵及優點以及本發明之各種實施例的結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此類實施例。基於本文中所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將顯而易見。
現參看圖式描述各種實施例，其中類似參考編號始終用以指類似元件。在以下描述中，出於解釋之目的，闡述眾多特定細節以便增進對一或多個實施例之透徹理解。然而，在一些或所有情況下可明顯的係，可在不採用下文所描述之特定設計細節的情況下實踐下文所描述之任何實施例。在其他情況下，以方塊圖之形式展示熟知結構及器件以便促進對一或多個實施例之描述。下文呈現一或多個實施例之簡化概述以便提供對實施例之基本理解。此概述並非所有預期實施例之廣泛綜述，且既不意欲識別所有實施例之關鍵或重要要素，亦不意欲描繪任何或所有實施例之範疇。
所描述之實施例及本說明書中對「一個實施例」、「一實施例」、「一實例實施例」等之參考指示所描述之實施例可包括一特定特徵、結構或特性，但每一實施例可能未必包括該特定特徵、結構或特性。此外，此等片語未必指同一實施例。另外，當結合實施例描述特定特徵、結構或特性時，應瞭解，無論是否作明確描述，結合其他實施例實現此特徵、結構或特性為熟習此項技術者所瞭解。
本發明之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合實施。本發明之實施例亦可實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，其可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可由機器(例如，計算器件)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體器件；電、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號等)；及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行某些動作。然而，應瞭解，此類描述僅出於便利起見，且此類動作實際上由計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等的其他器件引起。
在更詳細地描述此等實施例之前，有指導性的為呈現可供實施本發明之實施例的實例環境。雖然以下實例係依據DUV系統，但一般熟習此項技術者將理解，本文中所揭示之主題亦可應用於其他雷射系統，諸如用於產生EUV輻射之系統。
參看圖1，光微影系統100包括照明系統105。如下文更充分地描述，照明系統105包括光源，該光源產生脈衝式光束110且將其導引至光微影曝光裝置或掃描器115，該光微影曝光裝置或掃描器將微電子特徵圖案化於晶圓120上。晶圓120置放於晶圓台125上，該晶圓台經建構以固持晶圓120且連接至經組態以根據某些參數準確地定位晶圓120之定位器。
在圖1之實例中，光微影系統100使用光束110，其具有在深紫外線(DUV)範圍中之波長，例如具有248奈米(nm)或193 nm之波長。圖案化於晶圓120上之微電子特徵的大小取決於光束110之波長，其中較低波長導致較小的最小特徵大小。當光束110之波長為248 nm或193 nm時，微電子特徵之最小大小可為例如50 nm或小於50 nm。光束110之頻寬可為其光譜(或發射光譜)之實際瞬時頻寬，其含有關於光束110之光能如何遍及不同波長而分佈的資訊。掃描器115包括具有例如一或多個聚光透鏡、一光罩及一物鏡配置之光學配置。該光罩可沿著一或多個方向移動，諸如沿著光束110之光軸或在垂直於光軸之平面中移動。該物鏡配置包括投影透鏡且使得能夠發生自光罩至晶圓120上之光阻的影像轉印。照明系統105調整光束110照射於光罩上之角度的範圍。照明系統105亦使光束110橫跨光罩之強度分佈均勻(使強度分佈均一)。
掃描器115可包括微影控制器130、空氣調節器件及用於各種電組件之電源供應器，以及其他特徵。微影控制器130控制如何在晶圓120上印刷層。微影控制器130包括儲存諸如製程配方之資訊的記憶體。製程程式或配方判定晶圓120上之曝光長度、所使用之光罩，以及影響曝光之其他因素。在微影期間，光束110之複數個脈衝照明晶圓120之同一區域以構成照明劑量。
光微影系統100亦較佳包括控制系統135。一般而言，控制系統135包括數位電子電路系統、電腦硬體、韌體及軟體中之一或多者。控制系統135亦包括記憶體，其可為唯讀記憶體及/或隨機存取記憶體。適合於有形地體現電腦程式指令及資料之儲存器件包括所有形式之非揮發性記憶體，包括(作為實例)半導體記憶體器件，諸如EPROM、EEPROM及快閃記憶體器件；磁碟，諸如內部硬碟及抽取式磁碟；磁光碟；及CD-ROM磁碟。
控制系統135亦可包括一或多個輸入器件(諸如，鍵盤、觸控式螢幕、麥克風、滑鼠、手持型輸入器件等)及一或多個輸出器件(諸如，揚聲器或監視器)。控制系統135亦包括一或多個可程式化處理器及有形地體現於機器可讀儲存器件中以供一或多個可程式化處理器執行的一或多個電腦程式產品。一或多個可程式化處理器可各自執行指令程式以藉由對輸入資料進行操作且產生適當輸出來執行所要功能。通常，處理器自記憶體接收指令及資料。前述任一者可由專門設計之特殊應用積體電路(ASIC)補充，或併入於其中。控制系統135可為集中式的或在整個光微影系統100中部分地或完全地分佈。
參看圖2，例示性照明系統105為產生脈衝式雷射光束作為光束110的脈衝式多腔室雷射源。圖2嚴格地出於總體上促進描述本發明之廣泛原理之目的而描繪組件及光學路徑之一個特定集合，且對於一般熟習此項技術者將顯而易見，本發明之原理可有利地應用於具有其他組件及組態的雷射。
圖2說明性地且以方塊圖展示根據所揭示主題之某些態樣之實施例的氣體放電雷射系統。該氣體放電雷射系統可包括例如固態或氣體放電種子雷射系統140、例如功率環放大器(「PRA」)級145之功率放大(「PA」)級、中繼光學件150，及雷射系統輸出子系統160。種子系統140可包括例如主控振盪器(「MO」)腔室165，其中電極(未圖示)之間的放電可造成雷射氣體中之雷射氣體放電，以產生產生反相高能分子群體，例如包括Ar、Kr或Xe，從而產生相對較寬頻帶輻射，其可線窄化至在線窄化模組(「LNM」) 170中選擇之相對非常窄的頻寬及中心波長，如此項技術中已知的。
種子雷射系統140亦可包括主控振盪器輸出耦合器(「MO OC」) 175，其可包含部分反射鏡，其與LNM 170中之反射光柵(未圖示)一起形成振盪器空腔，在振盪器空腔中，種子雷射140振盪以形成種子雷射輸出脈衝，亦即，形成主控振盪器(「MO」)。該系統亦可包括線中心分析模組(「LAM」) 180。LAM 180可包括用於精細波長量測之標準具光譜儀以及較粗略解析度光柵光譜儀。MO波前工程箱(「WEB」) 185可用以將MO種子雷射系統140之輸出重新導向放大級145，且可包括例如具有例如多稜鏡擴束器(未圖示)的擴束件及例如呈光學延遲路徑(未圖示)之形式的相干破壞件(coherence busting)。
放大極145可包括例如雷射腔室200，該雷射腔室亦可為振盪器，其例如由種子光束注入及輸出耦合光學件(未圖示)形成，種子光束注入及輸出耦合光學件可併入至PRA WEB 210中且可由光束反轉器220重導引返回通過腔室200中之增益介質。PRA WEB 210可併有用於標稱操作波長(例如，對於ArF系統，在大約193 nm處)之部分反射輸入/輸出耦合器(未圖示)及最大反射鏡面，以及一或多個稜鏡。
放大級145之輸出端處的頻寬分析模組(「BAM」) 230可自該放大級接收脈衝之輸出雷射光束且出於度量衡目的而拾取該光束之一部分，例如以量測輸出頻寬及脈衝能量。脈衝之雷射輸出光束接著傳遞通過光學脈衝伸展器(「OPuS」) 240及輸出組合式自動遮光片度量衡模組(「CASMM」) 250，其亦可為脈衝能量計之部位。OPuS 240之一個目的可為例如將單一輸出雷射脈衝轉換成脈衝串。自原始單一輸出脈衝產生之次級脈衝可相對於彼此延遲。藉由將原始雷射脈衝能量分佈至次級脈衝串中，雷射之有效脈衝長度可得以擴展且同時峰值脈衝強度得以縮減。OPuS 240因此可經由BAM 230自PRA WEB 210接收雷射光束且將OPuS 240之輸出導引至CASMM 250。
MO及PA延遲命令可用以向TEM 310指示在參考觸發信號(例如，來自消費者介面之觸發信號T)後多長時間將各別觸發信號發出至各別脈衝功率系統315。對於MO及PA或PRA中之每一者，可存在一個脈衝功率系統。
在EUV光源中，可藉由經由雷射預脈衝自飛行金屬小滴製備目標分佈且隨後運用第二雷射脈衝將目標分佈加熱至電漿狀態來產生EUV。預脈衝雷射擊中小滴以修改目標材料之分佈，且主脈衝雷射擊中目標以將其加熱至發射EUV之電漿。在一些系統中，預脈衝及主加熱脈衝由同一雷射系統提供，且在其他系統中，存在兩個分開的雷射。在一些狀況下，主脈衝自所形成目標之反射係用作所形成目標或目標部位之診斷。重要的係將飛行小滴「瞄準」至幾微米之範圍內，以實現光源之高效且碎片最少的操作。
圖3為使用預脈衝及主脈衝兩者之EUV系統260的未按比例的示意圖。EUV系統260包括能夠產生預脈衝267及後續主脈衝268之輻射源265以及其他特徵。預脈衝267及主脈衝268傳播至包括收集器鏡面287之腔室285中，在該腔室中，該等脈衝在輻照位點295處衝擊一定量的目標材料290。在展示之實例中，目標材料290最初呈由目標材料施配器292釋放之小滴串流的形式，在該實例中，該目標材料施配器為小滴產生器。在此形式下，目標材料290可由主脈衝進行離子化。替代地，可用預脈衝對目標材料290進行離子化預調節，該預脈衝可例如改變目標材料290之幾何分佈。因此，可能既有必要用預脈衝267準確地擊中目標材料290以確保目標材料290呈所要形式(圓盤形、雲狀等)，且亦有必要用主脈衝準確地擊中目標以促成EUV輻射之高效產生。所有此類操作皆在控制電路之控制下發生
在過去已使用若干系統來運用預脈衝或主脈衝準確地衝擊目標材料，包括使用來自操作脈衝之反射光或使用第二雷射或光源來照明小滴。舉例而言，2008年5月13日發佈之題為「LPP EUV電漿源材料目標遞送系統(LPP EUV Plasma Source Material Target Delivery System)」的美國專利第7,372,056號(特此以全文引用之方式併入本文中)揭示使用小滴偵測輻射源及小滴輻射偵測器，其偵測自目標材料之小滴反射的小滴偵測輻射。
圖4為可用以控制脈衝(例如，DUV系統中之MO腔室165及PRA腔室200或EUV系統中之預脈衝及主脈衝)之激發之相對時序的電路系統之功能方塊圖。圖4中展示激發控制電路(FCC) 300，其可將來自能量及時序控制器305之MO及PA延遲命令發送至時序及能量模組(TEM) 310。TEM 310可進一步將MO及PA換向器觸發信號發送至脈衝功率系統315，以經由脈衝功率系統315中之固態開關元件(未圖示)起始充電電容器(未圖示)之放電。由於經由各別MO及PA中之每一者中的電極之間的雷射氣體介質而提供至各別對電極之電能，各別觸發信號產生最終的氣體放電。在EUV系統中，可使用諸如TEM之模組以例如控制預脈衝及主脈衝之激發的相對時序。
TEM 310之主功能為產生高精準度延遲脈衝。諸如TEM 310之TEM可用於DUV系統及EUV系統兩者中。此處所揭示之原理適用於DUV系統及EUV系統兩者。在DUV系統中，TEM產生兩個脈衝，一個脈衝用於主控振盪器(MO)且一個脈衝用於功率放大器(PA)。用於此等兩個脈衝之現有規格為： 1-     用於MO及PA之脈衝持續時間=500 ns 2-     自參考觸發信號至MO換向器觸發信號之最大延遲=27 us 3-     自參考觸發信號至PA換向器觸發信號之最大延遲=27 us 4-     用於MO觸發信號及PA觸發信號兩者之延遲解析度＜250 ps 5-     用於MO觸發信號及PA觸發信號兩者之延遲抖動＜250 ps
根據實施例之一個態樣，包括場可程式化閘陣列(FPGA)以及可程式化延遲晶片(PDC)之電路系統用以產生必要的高精準度延遲。彼此隔開地使用的此等器件具有限制。舉例而言，FPGA通常無法產生亞奈秒級邏輯。PDC具有至其第一分接頭之固定傳播延遲且延遲範圍亦極小。然而，組合此等兩種技術准許克服此等限制。
圖5展示組合FPGA 400與PDC 410、415、420及425之電路的實例。更詳細而言，FPGA 400接收脈衝資料命令及輸入觸發信號A。結果，FPGA 400內之電路系統440在振盪器445之控制下產生四個信號b1、b2、b3及b4。第一信號b1被施加至可程式化延遲電路410，該可程式化延遲電路延遲第一信號b1之傳播。第二信號b2藉由反相器450反相且被供應至可程式化延遲電路415，該可程式化延遲電路將第二信號b2之傳播延遲第二延遲，該第二延遲具有大於第一延遲之量值的量值。可程式化延遲電路410及可程式化延遲電路415之輸出被施加至邏輯電路430，該邏輯電路可為例如「及(AND)」閘。所得信號P1例如用作多腔室雷射之一個腔室的觸發信號。
第三信號b3被施加至可程式化延遲電路420，該可程式化延遲電路延遲第三信號b3之傳播。第四信號b4藉由反相器450反相且被供應至可程式化延遲電路425，該可程式化延遲電路將第四信號b4之傳播延遲量值大於由可程式化延遲電路420強加於第三信號上之延遲之量值的延遲。可程式化延遲電路420及可程式化延遲電路425之輸出被施加至邏輯電路435，該邏輯電路可為例如AND閘。所得信號P2例如用作多腔室雷射之第二腔室的觸發信號。
可程式化延遲電路410、415、420及425藉由可為例如FPGA 400之部分的程式化模組460程式化。
適合用作FPGA 400之FPGA的實例為Xilinx Kintex 7 FPGA (Speedgrade-3)。此FPGA限於800 MHz (1.25 ns)之最大時脈頻率。適合用作PDC 410、415、420及425之PDC的實例為總可用延遲在2.5 ns~13 ns之間(以10 ps為增量)之ON Semiconductor可程式化延遲晶片MC100EP196BMNG。
在圖5之配置中，FPGA 400用以產生粗略延遲(其亦使得微秒及毫秒延遲為可能的)。PDC 410、415、420及425用以產生精細(10 ps增量)延遲。在以上實例中，FPGA 400內之鎖相迴路(PLL)用以產生400 MHz時脈(2.5 ns週期)，此2.5 ns週期匹配PDC 410、415、420及425之第一分接頭的延遲，因此使得有可能具有連續的延遲範圍。在此狀況下，粗糙延遲解析度為2.5 ns且精細延遲解析度為10 ps，其由下式計算：
Figure 02_image001
Figure 02_image003
圖6展示產生具有1 ns間隔之兩個1 ns寬的脈衝。使用一奈秒作為圖5之基礎以闡明圖式，但一般熟習此項技術者將顯而易見，相同的相對時序可用於圖4中所展示之電路中以產生皮秒解析度時序。如圖5中所展示，標記為「1 ns週期」之頂部信號係時脈信號。在圖中繼續向下之下一信號被標記為「b1」且為上文所描述之第一信號。如可看出，信號b1在時脈之上升緣自第一邏輯位準變為第二邏輯位準，且接著在若干個時脈循環後，自第二邏輯位準轉變至第一邏輯位準。
下方標記為「~b2」之下一信號係信號b1之邏輯反。下方標記為「b1_Delayed_2ns」之下一信號係延遲兩個時脈循環之信號b1。下方標記為「~b2_Delayed_3ns」之下一信號係延遲三個時脈循環之信號~b2。下方標記為「Pulse 1_1ns」之下一信號係對「b1_Delayed_2ns」與「~b2_Delayed_3ns」進行及運算的結果。此產生持續一個時脈循環之脈衝。
在圖中繼續向下之下一信號被標記為b3且為上文所描述之第三信號。如可看出，信號b3在時脈之上升緣自第一邏輯位準變為第二邏輯位準，且接著在若干個時脈循環後，自第二邏輯位準轉變至第一邏輯位準。
下方標記為「~b4」之下一信號係信號b4之邏輯反。下方標記為「b3_Delayed_2ns」之下一信號係延遲兩個時脈循環之信號b3。下方標記為「~b4_Delayed_3ns」之下一信號係延遲三個時脈循環之信號~b4。下方標記為「Pulse 2_1ns」之下一信號係對「b3_Delayed_2ns」與「~b4_Delayed_3ns」進行及運算的結果。此運算產生持續一個時脈循環之脈衝，該脈衝自第一脈衝延遲一個時脈循環。信號b1及信號b3中之轉變的相對時序判定脈衝1與脈衝2之間的延遲量。
數位系統中之抖動係由振盪器電子裝置中之不穩定性引起。出於此原因，應在使用FPGA時避免在FPGA內部使用任何PPL/DCM/MMCM，其可能遭受在約50至100 ps範圍內之抖動。取決於設計需求，可選擇具有適當頻率穩定性之振盪器。此振盪器之實例為具有1.8 ps之最大抖動的Abracon LLC ASGTX-D-400.000MHZ-1)。類比技術及數位技術兩者均會由於電源及接地之熱雜訊及外部干擾而遭受到抖動。
以上描述包括多個實施例之實例。當然，不可能出於描述前述實施例之目的而描述組件或方法之每一可想到的組合，但一般熟習此項技術者可認識到，各種實施例之許多其他組合及排列係可能的。因此，所描述之實施例意欲包涵屬於隨附申請專利範圍之精神及範疇的所有此等變更、修改及變化。此外，就術語「包括」用於實施方式或申請專利範圍中而言，此術語意欲以類似於術語「包含」在「包含」作為過渡詞用於請求項中時所解譯之方式而為包括性的。此外，儘管所描述之態樣及/或實施例的元件可以單數形式來描述或主張，但除非明確陳述單數限制，否則亦涵蓋複數。另外，除非另有陳述，否則任何態樣及/或實施例之全部或一部分可結合任何其他態樣及/或實施例之全部或一部分加以利用。
在以下編號條項中闡明本發明之其他態樣。 1.     一種雷射系統，其包含： 一場可程式化閘陣列，其經組態以產生一第一數位信號及為該第一數位信號之一邏輯反的一第二數位信號，該第一數位信號針對複數個時脈循環而自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準； 一第一可程式化延遲電路，其經配置以接收該第一數位信號且經組態以將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號； 一第二可程式化延遲電路，其經配置以接收該第二數位信號且經組態以將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號；及 一第一邏輯電路，其經配置以接收該經延遲之第一數位信號及該經延遲之第二數位信號，且經組態以當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一脈衝。 2.     一種雷射系統，其包含： 一模組，其經組態以供應具有一第一持續時間之一第一脈衝及具有一第二持續時間之一第二脈衝，其中該第一脈衝之一開始與該第二脈衝之一開始在時間上分開一延遲間隔，該模組包含： 一場可程式化閘陣列，其經組態以產生：一第一數位信號，其針對複數個時脈循環而在一時間t1處自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準；一第二數位信號，其為該第一數位信號之一邏輯反；一第三數位信號，其針對複數個時脈循環而在遲於t1之一時間t2處自該第一邏輯位準轉變至該第二邏輯位準；及一第四數位信號，其為該第三數位信號之一邏輯反， 一第一可程式化延遲電路，其經配置以接收該第一數位信號且經組態以將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號， 一第二可程式化延遲電路，其經配置以接收該第二數位信號且經組態以將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號， 一第一邏輯電路，其經配置以接收該經延遲之第一數位信號及該經延遲之第二數位信號，且經組態以當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生該第一脈衝， 一第三可程式化延遲電路，其經配置以接收該第三數位信號且經組態以將該第三數位信號之傳播延遲一第三延遲，從而產生一經延遲之第三數位信號， 一第四可程式化延遲電路，其經配置以接收該第四數位信號且經組態以將該第四數位信號之傳播延遲大於該第三延遲之一第四延遲，從而產生一經延遲之第四數位信號，及 一第二邏輯電路，其經配置以接收該經延遲之第三數位信號及該經延遲之第四數位信號且經組態以在該第一脈衝停止之後，當且僅當該經延遲之第三數位信號及該經延遲之第四數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生該第二脈衝。 3.     如條項2之雷射系統，其中該雷射系統為用於產生深紫外線輻射之一系統且進一步包含： 一第一觸發電路，其經配置以接收該第一脈衝且用於使雷射之一第一腔室回應於該第一脈衝而激發；及 一第二觸發電路，其經配置以接收該第二脈衝且用於使該雷射之一第二腔室回應於該第二脈衝而激發。 4.     如條項2之雷射系統，其中該雷射系統為用於產生遠紫外線輻射之一系統且進一步包含： 一第一觸發電路，其經配置以接收該第一脈衝且用於使一第一雷射脈衝回應於該第一脈衝而激發；及 一第二觸發電路，其經配置以接收該第二脈衝且用於使一第二雷射脈衝回應於該第二脈衝而激發。 5.     如條項2之雷射系統，其進一步包含： 一第一雷射腔室，其經配置以基於該第一脈衝而接收一第一雷射腔室激勵脈衝，及 一第二雷射腔室，其經配置以基於該第二脈衝而接收一第二雷射腔室激勵脈衝。 6.     一種產生用於一雷射系統之觸發脈衝的方法，該方法包含： 產生一第一數位信號及為該第一數位信號之一邏輯反的一第二數位信號，該第一數位信號針對複數個時脈循環而自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準； 將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號； 將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號；及 當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一脈衝。 7.     一種產生用於一雷射系統之觸發脈衝的方法，該方法包含： 產生一第一數位信號及為該第一數位信號之一邏輯反的一第二數位信號，該第一數位信號針對複數個時脈循環而在一時間t1處自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準； 將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號； 將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號； 當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一第一脈衝； 產生一第三數位信號及為該第三數位信號之一邏輯反的一第四數位信號，該第三數位信號針對複數個時脈循環而在晚於t1之一時間t2處自該第一邏輯位準轉變至該第二邏輯位準， 將該第三數位信號之傳播延遲一第三延遲，從而產生一經延遲之第三數位信號， 將該第四數位信號之傳播延遲大於該第三延遲之一第四延遲，從而產生一經延遲之第四數位信號，及 在停止該第一脈衝之後，當且僅當該經延遲之第三數位信號及該經延遲之第四數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一第二脈衝。 8.     如條項7之方法，其進一步包含： 將該第一脈衝作為一觸發信號供應至一多腔室雷射之一第一腔室的一功率換向器；及 將該第二脈衝作為一觸發信號供應至一多腔室雷射之一第二腔室的一功率換向器。 9.     如條項7之方法，其中產生該第一數位信號、該第二數位信號、該第三數位信號及該第四數位信號之步驟係藉由一場可程式化閘陣列進行。 10.   如條項7之方法，其進一步包含以下步驟： 供應該第一脈衝作為一觸發信號以在一目標材料處激發一第一脈衝；及 供應該第二脈衝作為一觸發信號以在該目標材料處激發一第二脈衝。 11.   如條項7之方法，其中該第一脈衝為一預脈衝且該第二脈衝為一主脈衝。 12.   如條項7之方法，其中延遲該第一數位信號之步驟係藉由一第一可程式化延遲電路執行。 13.   如條項7之方法，其中延遲該第二數位信號之步驟係藉由一第二可程式化延遲電路執行。 14.   如條項7之方法，其中延遲該第三數位信號之步驟係藉由一第三可程式化延遲電路執行。 15.   如條項7之方法，其中延遲該第四數位信號之步驟係藉由一第四可程式化延遲電路執行。
100:光微影系統 105:照明系統 110:脈衝式光束 115:光微影曝光裝置或掃描器 120:晶圓 125:晶圓台 130:微影控制器 135:控制系統 140:固態或氣體放電種子雷射系統 145:功率環放大器(「PRA」)級/放大級 150:中繼光學件 160:雷射系統輸出子系統 165:主控振盪器(「MO」)腔室 170:線窄化模組(「LNM」) 175:主控振盪器輸出耦合器(「MO OC」) 180:線中心分析模組(「LAM」) 185:MO波前工程箱(「WEB」) 200:PRA腔室/雷射腔室 210:PRA WEB 220:光束反轉器 230:頻寬分析模組(「BAM」) 240:光學脈衝伸展器(「OPuS」) 250:輸出組合式自動遮光片度量衡模組(「CASMM」) 260:EUV系統 265:輻射源 267:預脈衝 268:主脈衝 285:腔室 287:收集器鏡面 290:目標材料 292:目標材料施配器 295:輻照位點 300:激發控制電路(FCC) 305:能量及時序控制器 310:時序及能量模組(TEM) 315:脈衝功率系統 400:FPGA 410:可程式化延遲電路 415:可程式化延遲電路 420:可程式化延遲電路 425:可程式化延遲電路 430:邏輯電路 435:邏輯電路 440:電路系統 445:振盪器 450:反相器 460:程式化模組 A:輸入觸發信號 b1:第一信號 b1_Delayed_2ns:信號 b2:第二信號 ~b2:信號 ~b2_Delayed_3ns:信號 b3:第三信號 b3_Delayed_2ns:信號 b4:第四信號 ~b4:信號 ~b4_Delayed_3ns:信號 P1:所得信號 P2:所得信號 Pulse 1_1ns:信號 Pulse 2_1ns:信號 T:觸發信號
併入本文中且形成本說明書之部分的隨附圖式說明本發明，且連同描述一起進一步用以解釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠進行及使用本發明。
圖1展示根據所揭示主題之態樣的光微影系統之總體廣泛概念的示意性未按比例的視圖。
圖2展示根據所揭示主題之態樣的用於產生深紫外線輻射之照明系統之總體廣泛概念的示意性未按比例的視圖。
圖3展示根據所揭示主題之態樣的用於產生遠紫外線輻射之照明系統之總體廣泛概念的示意性未按比例的視圖。
圖4為用於產生經延遲脈衝之電路系統的功能方塊圖。
圖5為根據實施例之一個態樣的用於產生經延遲脈衝之電路系統的功能方塊圖。
圖6為展示根據實施例之一個態樣的圖4之電路系統的操作模式之實例的信號位準及時序之時序圖。
根據下文結合圖式所闡述之實施方式，本發明之特徵及優點將變得更顯而易見，在該等圖式中，類似參考字符始終識別對應元件。在該等圖式中，類似參考編號通常指示相同、功能上類似及/或結構上類似之元件。
400:FPGA
410:可程式化延遲電路
415:可程式化延遲電路
420:可程式化延遲電路
425:可程式化延遲電路
430:邏輯電路
435:邏輯電路
440:電路系統
445:振盪器
450:反相器
460:程式化模組
A:輸入觸發信號
b1:第一信號
b2:第二信號
b3:第三信號
b4:第四信號
P1:所得信號
P2:所得信號

Claims (15)

  1. 一種雷射系統，其包含： 一場可程式化閘陣列，其經組態以產生一第一數位信號及為該第一數位信號之一邏輯反的一第二數位信號，該第一數位信號針對複數個時脈循環而自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準； 一第一可程式化延遲電路，其經配置以接收該第一數位信號且經組態以將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號； 一第二可程式化延遲電路，其經配置以接收該第二數位信號且經組態以將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號；及 一第一邏輯電路，其經配置以接收該經延遲之第一數位信號及該經延遲之第二數位信號，且經組態以當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一脈衝。
  2. 一種雷射系統，其包含： 一模組，其經組態以供應具有一第一持續時間之一第一脈衝及具有一第二持續時間之一第二脈衝，其中該第一脈衝之一開始與該第二脈衝之一開始在時間上分開一延遲間隔，該模組包含： 一場可程式化閘陣列，其經組態以產生：一第一數位信號，其針對複數個時脈循環而在一時間t1 處自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準；一第二數位信號，其為該第一數位信號之一邏輯反；一第三數位信號，其針對複數個時脈循環而在遲於t1 之一時間t2 處自該第一邏輯位準轉變至該第二邏輯位準；及一第四數位信號，其為該第三數位信號之一邏輯反， 一第一可程式化延遲電路，其經配置以接收該第一數位信號且經組態以將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號， 一第二可程式化延遲電路，其經配置以接收該第二數位信號且經組態以將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號， 一第一邏輯電路，其經配置以接收該經延遲之第一數位信號及該經延遲之第二數位信號，且經組態以當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生該第一脈衝， 一第三可程式化延遲電路，其經配置以接收該第三數位信號且經組態以將該第三數位信號之傳播延遲一第三延遲，從而產生一經延遲之第三數位信號， 一第四可程式化延遲電路，其經配置以接收該第四數位信號且經組態以將該第四數位信號之傳播延遲大於該第三延遲之一第四延遲，從而產生一經延遲之第四數位信號，及 一第二邏輯電路，其經配置以接收該經延遲之第三數位信號及該經延遲之第四數位信號且經組態以在該第一脈衝停止之後，當且僅當該經延遲之第三數位信號及該經延遲之第四數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生該第二脈衝。
  3. 如請求項2之雷射系統，其中該雷射系統為用於產生深紫外線輻射之一系統且進一步包含： 一第一觸發電路，其經配置以接收該第一脈衝且用於使雷射之一第一腔室回應於該第一脈衝而激發；及 一第二觸發電路，其經配置以接收該第二脈衝且用於使該雷射之一第二腔室回應於該第二脈衝而激發。
  4. 如請求項2之雷射系統，其中該雷射系統為用於產生遠紫外線輻射之一系統且進一步包含： 一第一觸發電路，其經配置以接收該第一脈衝且用於使一第一雷射脈衝回應於該第一脈衝而激發；及 一第二觸發電路，其經配置以接收該第二脈衝且用於使一第二雷射脈衝回應於該第二脈衝而激發。
  5. 如請求項2之雷射系統，其進一步包含： 一第一雷射腔室，其經配置以基於該第一脈衝而接收一第一雷射腔室激勵脈衝，及 一第二雷射腔室，其經配置以基於該第二脈衝而接收一第二雷射腔室激勵脈衝。
  6. 一種產生用於一雷射系統之觸發脈衝的方法，該方法包含： 產生一第一數位信號及為該第一數位信號之一邏輯反的一第二數位信號，該第一數位信號針對複數個時脈循環而自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準； 將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號； 將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號；及 當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一脈衝。
  7. 一種產生用於一雷射系統之觸發脈衝的方法，該方法包含： 產生一第一數位信號及為該第一數位信號之一邏輯反的一第二數位信號，該第一數位信號針對複數個時脈循環而在一時間t1 處自一第一邏輯位準轉變至一第二邏輯位準； 將該第一數位信號之傳播延遲一第一延遲，從而產生一經延遲之第一數位信號； 將該第二數位信號之傳播延遲大於該第一延遲之一第二延遲，從而產生一經延遲之第二數位信號； 當且僅當該第一數位信號及該經延遲之第二數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一第一脈衝； 產生一第三數位信號及為該第三數位信號之一邏輯反的一第四數位信號，該第三數位信號針對複數個時脈循環而在晚於t1 之一時間t2 處自該第一邏輯位準轉變至該第二邏輯位準， 將該第三數位信號之傳播延遲一第三延遲，從而產生一經延遲之第三數位信號， 將該第四數位信號之傳播延遲大於該第三延遲之一第四延遲，從而產生一經延遲之第四數位信號，及 在停止該第一脈衝之後，當且僅當該經延遲之第三數位信號及該經延遲之第四數位信號兩者皆處於該第二邏輯位準時產生一第二脈衝。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包含： 將該第一脈衝作為一觸發信號供應至一多腔室雷射之一第一腔室的一功率換向器；及 將該第二脈衝作為一觸發信號供應至一多腔室雷射之一第二腔室的一功率換向器。
  9. 如請求項7之方法，其中產生該第一數位信號、該第二數位信號、該第三數位信號及該第四數位信號之步驟係藉由一場可程式化閘陣列進行。
  10. 如請求項7之方法，其進一步包含以下步驟： 供應該第一脈衝作為一觸發信號以在一目標材料處激發一第一脈衝；及 供應該第二脈衝作為一觸發信號以在該目標材料處激發一第二脈衝。
  11. 如請求項7之方法，其中該第一脈衝為一預脈衝且該第二脈衝為一主脈衝。
  12. 如請求項7之方法，其中延遲該第一數位信號之步驟係藉由一第一可程式化延遲電路執行。
  13. 如請求項7之方法，其中延遲該第二數位信號之步驟係藉由一第二可程式化延遲電路執行。
  14. 如請求項7之方法，其中延遲該第三數位信號之步驟係藉由一第三可程式化延遲電路執行。
  15. 如請求項7之方法，其中延遲該第四數位信號之步驟係藉由一第四可程式化延遲電路執行。
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